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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024060312
(43)【公開日】2024-05-02
(54)【発明の名称】電動把持装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/00 20060101AFI20240424BHJP
B25J 15/08 20060101ALI20240424BHJP
【ＦＩ】
B25J15/00 B
B25J15/08 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022167616
(22)【出願日】2022-10-19
(71)【出願人】
【識別番号】000106760
【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】林本 茂
(72)【発明者】
【氏名】葛 香澄
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707DS01
3C707ES03
3C707ET08
3C707EU08
3C707EU09
3C707EU13
3C707EV02
3C707EW07
3C707HS27
3C707KS16
3C707KV08
3C707KX07
3C707LV06
3C707MT06
(57)【要約】
【課題】好適にセルフロックできる電動把持装置を提供すること。
【解決手段】電動把持装置１０は、コイルバネ２３とフォロワ２８の接触箇所と、コイルバネ２３の第１端２３ａとの間でコイルバネ２３を圧縮させることで一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持するセルフロックを可能とする。コイルバネ２３とフォロワ２８とが接触したときの摩擦係数をμとし、一対の把持爪５５によってワークＷを把持した場合にフォロワ２８がコイルバネ２３から受ける力の方向と、コイルバネ２３とフォロワ２８との接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、電動把持装置１０は、セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されている。電動把持装置１０では、接触箇所とコイルバネ２３の第１端２３ａとの間でのコイルバネ２３の圧縮に伴って、コイルバネ２３を傾かせることにより角度θをゼロとする。
【選択図】図８
【解決手段】電動把持装置１０は、コイルバネ２３とフォロワ２８の接触箇所と、コイルバネ２３の第１端２３ａとの間でコイルバネ２３を圧縮させることで一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持するセルフロックを可能とする。コイルバネ２３とフォロワ２８とが接触したときの摩擦係数をμとし、一対の把持爪５５によってワークＷを把持した場合にフォロワ２８がコイルバネ２３から受ける力の方向と、コイルバネ２３とフォロワ２８との接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、電動把持装置１０は、セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されている。電動把持装置１０では、接触箇所とコイルバネ２３の第１端２３ａとの間でのコイルバネ２３の圧縮に伴って、コイルバネ２３を傾かせることにより角度θをゼロとする。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータ軸を有するモータと、
線材を螺旋状に巻いて形成され、前記モータ軸と一体に回転する回転部材に固定されたコイルバネと、
前記コイルバネの内側に配置され、前記コイルバネの中心軸線に沿う軸方向に移動する作動軸と、
前記作動軸の周面から突出するフォロワであって、前記フォロワの中心軸線を前記作動軸の中心軸線に対し交差させて設けられるとともに、前記フォロワの中心軸線を回転中心として回転可能に前記作動軸に支持され、前記軸方向に隣り合う前記線材の隙間に前記作動軸の周面からの突出部が配置された前記フォロワと、
前記作動軸の端部に連結される把持爪開閉機構であって、前記軸方向への前記作動軸の移動により一対の把持爪を開閉させ、かつ前記作動軸の中心軸線を回転中心とした前記作動軸の回転を規制する前記把持爪開閉機構と、
前記モータを制御する制御装置と、を有し、
前記コイルバネと前記フォロワとの接触箇所と、前記コイルバネと前記回転部材との固定端との間で前記コイルバネを圧縮させることで、前記一対の把持爪によるワークの把持を維持するセルフロックを可能とし、
前記コイルバネと前記フォロワとが接触したときの摩擦係数をμとし、前記一対の把持爪によって前記ワークを把持した場合に前記フォロワが前記コイルバネから受ける力の方向と、前記接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、前記セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されるとともに、前記接触箇所と前記固定端との間での前記コイルバネの圧縮に伴って、前記コイルバネを傾かせることにより前記角度θをゼロとすることを特徴とする電動把持装置。
線材を螺旋状に巻いて形成され、前記モータ軸と一体に回転する回転部材に固定されたコイルバネと、
前記コイルバネの内側に配置され、前記コイルバネの中心軸線に沿う軸方向に移動する作動軸と、
前記作動軸の周面から突出するフォロワであって、前記フォロワの中心軸線を前記作動軸の中心軸線に対し交差させて設けられるとともに、前記フォロワの中心軸線を回転中心として回転可能に前記作動軸に支持され、前記軸方向に隣り合う前記線材の隙間に前記作動軸の周面からの突出部が配置された前記フォロワと、
前記作動軸の端部に連結される把持爪開閉機構であって、前記軸方向への前記作動軸の移動により一対の把持爪を開閉させ、かつ前記作動軸の中心軸線を回転中心とした前記作動軸の回転を規制する前記把持爪開閉機構と、
前記モータを制御する制御装置と、を有し、
前記コイルバネと前記フォロワとの接触箇所と、前記コイルバネと前記回転部材との固定端との間で前記コイルバネを圧縮させることで、前記一対の把持爪によるワークの把持を維持するセルフロックを可能とし、
前記コイルバネと前記フォロワとが接触したときの摩擦係数をμとし、前記一対の把持爪によって前記ワークを把持した場合に前記フォロワが前記コイルバネから受ける力の方向と、前記接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、前記セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されるとともに、前記接触箇所と前記固定端との間での前記コイルバネの圧縮に伴って、前記コイルバネを傾かせることにより前記角度θをゼロとすることを特徴とする電動把持装置。
【請求項2】
前記作動軸は、前記フォロワを回転可能に支持するベアリングを有する請求項１に記載の電動把持装置。
【請求項3】
前記回転部材は、前記コイルバネを外側から囲む円筒状の保護部材であり、
前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、
前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されている請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、
前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されている請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
【請求項4】
前記作動軸は、前記フォロワを支持する作動軸本体と、前記把持爪開閉機構と連結されるロッドとを連結して形成され、
前記取付部材と、前記保護部材と、前記コイルバネと、前記作動軸本体とを一体化したユニット部を有する請求項３に記載の電動把持装置。
前記取付部材と、前記保護部材と、前記コイルバネと、前記作動軸本体とを一体化したユニット部を有する請求項３に記載の電動把持装置。
【請求項5】
前記作動軸には支持部材が固定され、当該支持部材は、前記保護部材の内周面に摺接する請求項３に記載の電動把持装置。
【請求項6】
前記コイルバネは、前記保護部材と前記支持部材との間で前記軸方向に圧縮されている請求項５に記載の電動把持装置。
【請求項7】
前記制御装置には、前記モータを作動させるドライバが信号接続されるとともに、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出する位置検出センサが信号接続され、前記位置検出センサは、前記一対の把持爪による前記ワークの把持を開始する時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の把持開始信号を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記一対の把持爪による前記ワークの把持力を高めるために前記ドライバを制御する請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記モータを減速させつつ、予め決められた回転量で前記モータが作動した後、前記モータを停止させるべく前記ドライバを制御する請求項７に記載の電動把持装置。
【請求項9】
前記制御装置には、前記モータを減速させる際の回転速度を複数の減速加速度に調節する減速加速度設定部が信号接続されている請求項８に記載の電動把持装置。
【請求項10】
前記制御装置は、前記モータが停止した時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の信号が入力されていない場合、前記ワークが無いことを示すエラー信号を出力する請求項８に記載の電動把持装置。
【請求項11】
前記一対の把持爪の開度を調節するために前記モータ軸を手動で回転させる把持爪操作部を備える請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動把持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図１５に示すように、例えば特許文献１に開示の電動ハンド９０は、第１のフィンガー９１と、第２のフィンガー９２と、ハウジング９３と、ナット９４と、駆動軸９５と、第１の揺動アーム９６と、第２の揺動アーム９７と、ばね部材９８と、電動モータ９９と、を有する。
【0003】
ハウジング９３には、ガイドレール９３ａが設けられている。ガイドレール９３ａは、第１のフィンガー９１及び第２のフィンガー９２の各々を案内する。ナット９４は、ハウジング９３に設けられた摺動孔９３ｂに往復動自在に収容されている。ナット９４の外周面と摺動孔９３ｂの内周面には、互いに対向する平面部が形成されている。これら平面部は、ナット９４の回り止め機構となっているとともに、送りナット機構を構成している。ナット９４に設けられた雌ねじ部９４ａは、電動モータ９９により回転されるねじ軸９９ａの雄ねじ部９９ｂに結合されている。駆動軸９５は、ナット９４に設けられたガイド孔９４ｂに軸方向に往復動自在に収容されている。
【0004】
駆動軸９５は、ナット９４とともにばね室１００を形成している。第１の揺動アーム９６は、ハウジング９３内に揺動自在に支持されている。第１の揺動アーム９６は、一端が駆動軸９５に係合するとともに、他端が第１のフィンガー９１に係合している。第２の揺動アーム９７は、ハウジング９３内に揺動自在に支持されている。第２の揺動アーム９７は、一端が駆動軸９５に係合するとともに、他端が第２のフィンガー９２に係合している。
【0005】
ばね部材９８は、ばね室１００に収容されている。ばね部材９８は、第１及び第２のフィンガー９１，９２の各々がワークに接触するまでは駆動軸９５をナット９４とともに駆動する。ばね部材９８は、第１及び第２のフィンガー９１，９２の各々がワークを把持するときには弾性変形して第１及び第２のフィンガー９１，９２を付勢する。ワークは、付勢された第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２により把持されるため、電動モータ９９を停止させた状態で、ワークを第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２により把持して搬送することができる。つまり、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとは、第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２とでワークを把持した場合にセルフロックを構成する。セルフロックにより、ワークから第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２が受ける反力によっては駆動軸９５の位置が変化しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第６２７７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１の電動ハンド９０において、例えば、ワークを把持した際に受ける衝撃力によって、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとの接触箇所にかじり等が生じる場合がある。このようなかじり等によって、セルフロック時、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとの接触箇所に発生する摩擦係数が変化する。摩擦係数が変化すると、セルフロックが維持しにくくなる場合が生じるとともに、摩擦係数の変化によってセルフロックを解除できなくなる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点を解決するための電動把持装置は、モータ軸を有するモータと、線材を螺旋状に巻いて形成され、前記モータ軸と一体に回転する回転部材に固定されたコイルバネと、前記コイルバネの内側に配置され、前記コイルバネの中心軸線に沿う軸方向に移動する作動軸と、前記作動軸の周面から突出するフォロワであって、前記フォロワの中心軸線を前記作動軸の中心軸線に対し交差させて設けられるとともに、前記フォロワの中心軸線を回転中心として回転可能に前記作動軸に支持され、前記軸方向に隣り合う前記線材の隙間に前記作動軸の周面からの突出部が配置された前記フォロワと、前記作動軸の端部に連結される把持爪開閉機構であって、前記軸方向への前記作動軸の移動により一対の把持爪を開閉させ、かつ前記作動軸の中心軸線を回転中心とした前記作動軸の回転を規制する前記把持爪開閉機構と、前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記コイルバネと前記フォロワとの接触箇所と、前記コイルバネと前記回転部材との固定端との間で前記コイルバネを圧縮させることで、前記一対の把持爪によるワークの把持を維持するセルフロックを可能とし、前記コイルバネと前記フォロワとが接触したときの摩擦係数をμとし、前記一対の把持爪によって前記ワークを把持した場合に前記フォロワが前記コイルバネから受ける力の方向と、前記接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、前記セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されるとともに、前記接触箇所と前記固定端との間での前記コイルバネの圧縮に伴って、前記コイルバネを傾かせることにより前記角度θをゼロとすることを要旨とする。
【0009】
電動把持装置について、前記作動軸は、前記フォロワを回転可能に支持するベアリングを有していてもよい。
電動把持装置について、前記回転部材は、前記コイルバネを外側から囲む円筒状の保護部材であり、前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されていてもよい。
電動把持装置について、前記回転部材は、前記コイルバネを外側から囲む円筒状の保護部材であり、前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されていてもよい。
【0010】
電動把持装置について、前記作動軸は、前記フォロワを支持する作動軸本体と、前記把持爪開閉機構と連結されるロッドとを連結して形成され、前記取付部材と、前記保護部材と、前記コイルバネと、前記作動軸本体とを一体化したユニット部を有していてもよい。
【0011】
電動把持装置について、前記作動軸には支持部材が固定され、当該支持部材は、前記保護部材の内周面に摺接してもよい。
電動把持装置について、前記コイルバネは、前記保護部材と前記支持部材との間で前記軸方向に圧縮されていてもよい。
電動把持装置について、前記コイルバネは、前記保護部材と前記支持部材との間で前記軸方向に圧縮されていてもよい。
【0012】
電動把持装置について、前記制御装置には、前記モータを作動させるドライバが信号接続されるとともに、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出する位置検出センサが信号接続され、前記位置検出センサは、前記一対の把持爪による前記ワークの把持を開始する時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の把持開始信号を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記一対の把持爪による前記ワークの把持力を高めるために前記ドライバを制御してもよい。
【0013】
電動把持装置について、前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記モータを減速させつつ、予め決められた回転量で前記モータが作動した後、前記モータを停止させるべく前記ドライバを制御してもよい。
【0014】
電動把持装置について、前記制御装置には、前記モータを減速させる際の回転速度を複数の減速加速度に調節する減速加速度設定部が信号接続されていてもよい。
電動把持装置について、前記制御装置は、前記モータが停止した時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の信号が入力されていない場合、前記ワークが無いことを示すエラー信号を出力してもよい。
電動把持装置について、前記制御装置は、前記モータが停止した時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の信号が入力されていない場合、前記ワークが無いことを示すエラー信号を出力してもよい。
【0015】
電動把持装置について、前記一対の把持爪の開度を調節するために前記モータ軸を手動で回転させる把持爪操作部を備えていてもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、好適にセルフロックできる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施形態の電動把持装置を示す断面図。
【図2】実施形態の電動把持装置を示す斜視図。
【図3】初期位置でのフォロワとコイルバネとを示す部分拡大正面図。
【図4】フォロワ及びベアリングを示す拡大断面図。
【図5】把持爪開閉機構付近を示す部分断面図。
【図6】ユニット部を示す断面図。
【図7】把持開始位置での電動把持装置を示す断面図。
【図8】把持位置での電動把持装置を示す断面図。
【図9】電動把持装置の動作を説明する図。
【図10】把持位置でのフォロワとコイルバネとを示す部分拡大正面図。
【図11】内側把持用のユニット部を示す図。
【図12】別例のユニット部を示す図。
【図13】コイルバネを圧縮して収容したユニット部を示す図。
【図14】支持部材を有する電動把持装置を示す断面図。
【図15】背景技術を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、電動把持装置を具体化した一実施形態を図１～図１０にしたがって説明する。
＜電動把持装置の全体＞
図１及び図２に示すように、電動把持装置１０は、ボディ１１と、モータ１４と、ロッドガイド１５と、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂと、駆動機構２０と、把持爪開閉機構５０と、制御装置６０と、ドライバ６１と、減速加速度設定部６３と、を有する。
＜電動把持装置の全体＞
図１及び図２に示すように、電動把持装置１０は、ボディ１１と、モータ１４と、ロッドガイド１５と、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂと、駆動機構２０と、把持爪開閉機構５０と、制御装置６０と、ドライバ６１と、減速加速度設定部６３と、を有する。
【0019】
ボディ１１は、略矩形ブロック状である。ボディ１１は、ボディ本体１１ａと、ボディ本体１１ａから延出する一対の延出壁１１ｂと、ガイドプレート５２と、を有する。ボディ本体１１ａの中心軸線Ｌ１の延びる方向を軸方向Ｚとする。ボディ１１を軸方向Ｚから見た平面視において、ボディ１１の軸方向Ｚに直交する一つの方向を第１方向Ｘとする。また、ボディ１１を軸方向Ｚから見た平面視において、ボディ１１の軸方向Ｚ、及び第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙとする。
【0020】
ボディ本体１１ａには軸孔１２が形成されている。軸孔１２は、軸方向Ｚにボディ本体１１ａを貫通する円形の孔である。一対の延出壁１１ｂの各々は、ボディ本体１１ａから軸方向Ｚに延出する。一対の延出壁１１ｂは、第１方向Ｘに離れて対向する。一対の延出壁１１ｂの間には、空間Ｓが画定されている。軸孔１２の軸方向Ｚの第１端は、空間Ｓに開口するとともに、軸孔１２の軸方向Ｚの第２端は、モータ１４によって閉じられている。各延出壁１１ｂにおける軸方向Ｚの先端には、ガイドプレート５２が連結されている。空間Ｓは、ガイドプレート５２によって延出壁１１ｂの先端側から閉じられている。空間Ｓは、ボディ１１における第２方向Ｙの両端に開口する。
【0021】
ボディ本体１１ａにおけるモータ１４側の端部には、工具孔１１ｄが形成されている。工具孔１１ｄの第１端は、ボディ本体１１ａの外面のうちの第２方向Ｙの片方の端面に開口するとともに、工具孔１１ｄの第２端は、軸孔１２に開口する。工具孔１１ｄは、工具の先端側を挿入できる孔である。工具孔１１ｄの一部は、雌ねじである。工具孔１１ｄの雌ねじには、閉鎖部材１７が螺合されている。
【0022】
ロッドガイド１５は、ボディ本体１１ａの内部における延出壁１１ｂ側に取り付けられている。ロッドガイド１５は、環状である。ロッドガイド１５は、軸孔１２内に配置されている。ボディ本体１１ａの外面のうちの第２方向Ｙの両端面には取付溝１１ｃが形成されている。取付溝１１ｃの長手は、軸方向Ｚに延びる。
【0023】
第１位置検出センサ１６ａは、一対の取付溝１１ｃの一方に挿入されているとともに、第２位置検出センサ１６ｂは、一対の取付溝１１ｃの他方に挿入されている。第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂはボディ１１に取り付けられている。第１位置検出センサ１６ａの側面及び第２位置検出センサ１６ｂの側面の各々は、取付溝１１ｃから露出している。したがって、電動把持装置１０を第２方向Ｙに見た側面視では、第１位置検出センサ１６ａ又は第２位置検出センサ１６ｂを視認できる。第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの各々は、取付溝１１ｃでの取付位置を軸方向Ｚに沿って変更可能である。第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの機能は、後に説明する。
【0024】
モータ１４は、ボディ本体１１ａにおける延出壁１１ｂと反対側の端面に連結されている。モータ１４は、ステッピングモータである。モータ１４は、モータ軸１４ａを有する。モータ軸１４ａは、軸孔１２内に挿入されている。
【0025】
モータ１４には、モータ１４を作動させるドライバ６１が信号接続されている。ドライバ６１には制御装置６０が信号接続されている。制御装置６０はパルス信号を生成したり、パルス信号の生成を停止したりする。制御装置６０によって生成されたパルス信号に応じて、ドライバ６１は、パルス信号に応じたモータ電流をモータ１４に流す。すると、モータ１４は作動する。モータ１４は、正方向への回転と、逆方向への回転とに切り替え可能である。
【0026】
モータ１４は、把持爪操作部１４ｂを有する。把持爪操作部１４ｂは、モータ１４の外面から突出する。把持爪操作部１４ｂは、モータ軸１４ａに連結されている。把持爪操作部１４ｂを正方向又は逆方向に回転させると、モータ軸１４ａを手動で正方向又は逆方向へ回転させることができる。したがって、電動把持装置１０は、モータ軸１４ａを手動で回転させる把持爪操作部１４ｂを備える。把持爪操作部１４ｂには操作部材１４ｃが装着されているが、操作部材１４ｃは無くてもよい。
【0027】
図１、図７及び図８に示すように、駆動機構２０は、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸２４と、フォロワ２８と、を有する。
取付部材２１は、円筒状である。取付部材２１には、連結孔２１ａが形成されている。連結孔２１ａの第１端は、取付部材２１の外周面に開口する。連結孔２１ａの第２端は、取付部材２１の内周面に開口する。連結孔２１ａは雌ねじ孔である。連結孔２１ａには、連結部材１８が螺合されている。連結孔２１ａに螺合された連結部材１８は、モータ軸１４ａを取付部材２１の内周面に押し付けている。これにより、取付部材２１は、モータ軸１４ａに連結されている。取付部材２１は、モータ軸１４ａと一体に回転する。取付部材２１は、軸孔１２内に配置されている。取付部材２１の外径は軸孔１２の孔径より小さい。
取付部材２１は、円筒状である。取付部材２１には、連結孔２１ａが形成されている。連結孔２１ａの第１端は、取付部材２１の外周面に開口する。連結孔２１ａの第２端は、取付部材２１の内周面に開口する。連結孔２１ａは雌ねじ孔である。連結孔２１ａには、連結部材１８が螺合されている。連結孔２１ａに螺合された連結部材１８は、モータ軸１４ａを取付部材２１の内周面に押し付けている。これにより、取付部材２１は、モータ軸１４ａに連結されている。取付部材２１は、モータ軸１４ａと一体に回転する。取付部材２１は、軸孔１２内に配置されている。取付部材２１の外径は軸孔１２の孔径より小さい。
【0028】
保護部材２２は、円筒状である。保護部材２２の中心軸線Ｌ２の延びる方向は、ボディ１１の軸方向Ｚと一致する。このため、保護部材２２の中心軸線Ｌ２の延びる方向も軸方向Ｚとする。保護部材２２の軸方向Ｚへの寸法は、ボディ本体１１ａの軸方向Ｚへの寸法より小さい。詳細には、保護部材２２の軸方向Ｚへの寸法は、ボディ本体１１ａの軸方向Ｚへの寸法の半分より若干大きい。
【0029】
保護部材２２の内側にはコイルバネ２３が配置されている。つまり、保護部材２２は、コイルバネ２３を外側から囲む。保護部材２２の軸方向Ｚの第１端部２２ａは、コイルバネ２３を取り付けるための端部である。保護部材２２の第２端部２２ｂにおける内側には、取付部材２１が固定されている。保護部材２２は、取付部材２１からロッドガイド１５に向けて円筒状に延びる。保護部材２２は、取付部材２１と一体に回転する。したがって、保護部材２２は、モータ軸１４ａと一体に回転する回転部材である。また、保護部材２２は、コイルバネ２３をモータ軸１４ａの反対側に位置決めし、かつ当該反対側からモータ軸１４ａの回転をコイルバネ２３に伝達する伝達部材である。保護部材２２の軸方向Ｚの第１端部２２ａは、ロッドガイド１５から軸方向Ｚに沿ってモータ１４側に離れている。
【0030】
保護部材２２の第１端部２２ａ側の端面と、ロッドガイド１５の保護部材２２側の端面と、ボディ本体１１ａの内周面との間には、磁石配置空間Ｓ１が画定されている。磁石配置空間Ｓ１は、保護部材２２の径方向において第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの内側に配置されている。
【0031】
保護部材２２の内径のうち、第１端部２２ａでの内径は、第１端部２２ａ以外での内径より小さい。保護部材２２の外径は、軸方向Ｚに一定である。保護部材２２の外径は、軸孔１２の孔径より小さい。保護部材２２の外周面と、軸孔１２を画定したボディ本体１１ａの内周面との間には、クリアランスがある。
【0032】
図３及び図４に示すように、コイルバネ２３は、中心軸線Ｌ３を中心に金属製の線材２３ｃを螺旋状に巻いて形成されている。コイルバネ２３の非圧縮状態では、コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３の延びる方向は、ボディ１１及び保護部材２２の軸方向Ｚと一致する。コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３の延びる方向も軸方向Ｚとする。
【0033】
コイルバネ２３は、非圧縮状態で一定のピッチＰを有するように線材２３ｃを巻いて形成されている。ピッチＰは、軸方向Ｚに隣り合う線材２３ｃの間隔の大きさである。コイルバネ２３の非圧縮状態では、ピッチＰは軸方向Ｚのいずれの位置でも一定である。コイルバネ２３の非圧縮状態では、任意の位置で、線材２３ｃは、コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３に対し一定の角度で傾斜している。コイルバネ２３が軸方向Ｚに圧縮されると、線材２３ｃの間隔が狭くなって線材２３ｃは軸方向Ｚに近づくため、ピッチＰが狭くなる。コイルバネ２３が軸方向Ｚに圧縮されるほど、ピッチＰが狭くなるため、角度はゼロに近づいていく。
【0034】
図１、図７及び図８に示すように、コイルバネ２３の軸方向Ｚの第１端２３ａは、保護部材２２の第１端部２２ａに固定されている。言い換えると、保護部材２２の第１端部２２ａには、コイルバネ２３の第１端２３ａが固定端として固定されている。コイルバネ２３の軸方向Ｚの第２端２３ｂは、自由端となっている。つまり、コイルバネ２３の第２端２３ｂは、固定されていない。保護部材２２は、コイルバネ２３を外側から囲む。コイルバネ２３は、保護部材２２と一体に回転する。したがって、モータ１４によってモータ軸１４ａが回転すると、取付部材２１及び保護部材２２を介して、コイルバネ２３がモータ軸１４ａの回転と一体に同じ方向に回転する。
【0035】
コイルバネ２３は、第１端部２２ａを除いて保護部材２２の内周面から離れているため、コイルバネ２３は、軸方向Ｚへの圧縮に伴って、中心軸線Ｌ３に対する傾きが可能である。ただし、傾いたコイルバネ２３が保護部材２２の内周面に接触すると、コイルバネ２３の傾きは規制される。
【0036】
作動軸２４は、円柱状である。作動軸２４は、コイルバネ２３の内側に配置されている。作動軸２４の中心軸線Ｌ４の延びる方向は、ボディ１１、取付部材２１、保護部材２２及びコイルバネ２３の軸方向Ｚと一致する。このため、作動軸２４の中心軸線Ｌ４の延びる方向も軸方向Ｚとする。作動軸２４は、作動軸本体２５と、ロッド２６と、を連結して形成されている。
【0037】
作動軸本体２５は、軸方向Ｚの一端面に第１端面２５ａを有するとともに、軸方向Ｚの他端面に第２端面２５ｂを有する。作動軸本体２５の第１端面２５ａは、軸方向Ｚにおけるロッドガイド１５側に配置されるとともに、第２端面２５ｂは、軸方向Ｚにおけるモータ１４側に配置されている。
【0038】
作動軸本体２５は、第１端面２５ａから凹む雌ねじ２５ｃを有する。また、作動軸本体２５には、取着孔２５ｄが形成されている。取着孔２５ｄは、作動軸本体２５の軸方向Ｚの中央よりも第２端面２５ｂ寄りに設けられている。取着孔２５ｄは、作動軸本体２５を径方向に貫通する。
【0039】
図４に示すように、作動軸本体２５には、ベアリング２７が設けられている。ベアリング２７は、玉軸受けである。ベアリング２７は、取着孔２５ｄに取着されている。したがって、ベアリング２７は、作動軸２４に設けられている。ベアリング２７は、外輪２７ａと、内輪２７ｂと、複数の玉２７ｃと、を有する。外輪２７ａは、取着孔２５ｄを画定した作動軸本体２５の内周面に取り付けられている。外輪２７ａは、回転不能である。内輪２７ｂは、外輪２７ａの内周側に位置している。複数の玉２７ｃは、外輪２７ａの内周面と内輪２７ｂの外周面との間で転動する。内輪２７ｂは、外輪２７ａに対し回転可能である。
【0040】
フォロワ２８は、軸部２８ａと、頭部２８ｂと、を有する。軸部２８ａは、内輪２７ｂに取り付けられている。フォロワ２８は内輪２７ｂと一体に回転する。頭部２８ｂは、円盤状である。頭部２８ｂは、作動軸２４の周面から突出する。したがって、頭部２８ｂは、作動軸２４の周面から突出する突出部である。頭部２８ｂの周面には、環状溝２８ｃが形成されている。環状溝２８ｃにはコイルバネ２３の線材２３ｃが対向している。フォロワ２８は、ベアリング２７によって回転可能に作動軸２４に支持されている。言い換えると、作動軸２４は、フォロワ２８を回転可能に支持するベアリング２７を有する。
【0041】
フォロワ２８は、中心軸線Ｍを回転中心として回転する。フォロワ２８の中心軸線Ｍは、作動軸２４の中心軸線Ｌ４に直交する。フォロワ２８の中心軸線Ｍは、作動軸２４の径方向に延びる。したがって、フォロワ２８は、フォロワ２８の中心軸線Ｍを作動軸２４の中心軸線Ｌ４に対し交差させて設けられるとともに、フォロワ２８の中心軸線Ｍを回転中心として回転可能に作動軸２４に支持されている。フォロワ２８の頭部２８ｂは、作動軸２４の周面から、作動軸２４の径方向に突出している。
【0042】
頭部２８ｂにおける環状溝２８ｃでの直径は、非圧縮状態でのコイルバネ２３において、軸方向Ｚに隣り合う線材２３ｃ間の隙間より小さい。頭部２８ｂは、軸方向Ｚに隣り合う線材２３ｃ間の隙間に配置されている。したがって、フォロワ２８における作動軸２４の周面からの突出部が、軸方向Ｚに隣り合う線材２３ｃ間の隙間に配置されている。頭部２８ｂの環状溝２８ｃには線材２３ｃの一部が入り込んでいる。
【0043】
図６に示すように、駆動機構２０は、ユニット部２０１を含む。ユニット部２０１は、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸２４の作動軸本体２５とが予め一体化されて形成されている。作動軸本体２５には、ベアリング２７及びフォロワ２８が予め一体化されている。したがって、電動把持装置１０は、上記ユニット部２０１を有する。ユニット部２０１の外形形状は、ほぼ保護部材２２によって形成されている。ユニット部２０１の外形形状は、円柱状である。そして、ユニット部２０１は、ボディ１１の軸孔１２に挿入されている。ユニット部２０１は、取付部材２１を連結部材１８によってモータ軸１４ａに連結することで、モータ軸１４ａに一体化されている。これにより、ユニット部２０１がボディ１１に一体化されるとともに、軸孔１２内で回転可能になっている。
【0044】
図１、図７及び図８に示すように、ロッド２６は、第１ロッド部３１と、第２ロッド部３２と、一対の軸支部３３と、を有する。第１ロッド部３１と、第２ロッド部３２と、一対の軸支部３３とは、上記順序で軸方向Ｚに並んでいる。第１ロッド部３１は、第２ロッド部３２より小径である。第１ロッド部３１は、モータ１４側に位置するとともに、一対の軸支部３３はロッドガイド１５側に位置する。第１ロッド部３１は、先端部に雄ねじ３１ａを有する。雄ねじ３１ａは、作動軸本体２５の雌ねじ２５ｃに螺合されている。雄ねじ３１ａと雌ねじ２５ｃの螺合により、作動軸本体２５とロッド２６が一体化されるとともに、作動軸２４が形成されている。
【0045】
第１ロッド部３１のうち、雄ねじ３１ａ以外の部分には、磁石ホルダ３４が装着されている。磁石ホルダ３４は、環状である。磁石ホルダ３４は、磁石３５を保持している。磁石３５は環状である。磁石３５は、ロッド２６を囲む。磁石３５は、磁石配置空間Ｓ１に配置されている。そして、磁石３５は、磁石配置空間Ｓ１にて、作動軸２４と一体に軸方向Ｚへ移動する。
【0046】
磁石配置空間Ｓ１で磁石３５から発生する磁気は、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂによって検出される。なお、第１位置検出センサ１６ａによって検出できる磁石３５の位置と、第２位置検出センサ１６ｂによって検出できる磁石３５の位置とは、軸方向Ｚにずれている。また、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂによって磁石３５の磁気を検出できるように、軸方向Ｚでの第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの位置が調節されている。
【0047】
軸方向Ｚにおける磁石ホルダ３４の両面のうち、第２ロッド部３２側の面には、クッションゴム３７が装着されている。作動軸２４は、クッションゴム３７がロッドガイド１５に接触するまで、ロッドガイド１５に向けて移動できる。一方、作動軸２４は、磁石ホルダ３４が保護部材２２の第１端部２２ａ側の端面に接触するまでモータ１４に向けて移動できる。
【0048】
第２ロッド部３２は、ロッドガイド１５に挿通されている。ロッドガイド１５は、第２ロッド部３２、ひいては作動軸２４の軸方向Ｚへの移動を案内する。第２ロッド部３２のうち、軸支部３３寄りの一部分は、軸孔１２から突出して空間Ｓに位置している。
【0049】
図５に示すように、一対の軸支部３３は、第２ロッド部３２から軸方向Ｚに突出する。一対の軸支部３３は、第１方向Ｘに間隔を空けて対向している。一対の軸支部３３には、回動軸３６が取り付けられている。
【0050】
図１及び図５に示すように、把持爪開閉機構５０は、回動軸３６と、一対のマスタージョウ５１と、一対のレバー５３と、一対の支持軸５４と、を有している。把持爪開閉機構５０は、一対の把持爪５５を開閉させる。把持爪開閉機構５０は、作動軸２４の端部となる軸支部３３に回動軸３６を介して連結されている。
【0051】
上記のユニット部２０１は、軸孔１２に回転可能に挿入されている。このため、ユニット部２０１が含む作動軸２４について、当該作動軸２４の回り止め機構はユニット部２０１に内蔵されていない。一方、把持爪開閉機構５０は、一対の支持軸５４によって支持された各レバー５３を、作動軸２４の一対の軸支部３３に挟んで保持することにより、作動軸２４の回り止め機構として作用している。
【0052】
ボディ１１の一部であるガイドプレート５２には、ガイド凹部５２ａと、一対のレバー用貫通孔５２ｂとが形成されている。ガイド凹部５２ａは、ガイドプレート５２における一対の延出壁１１ｂとの連結面とは反対側の端面に形成されている。ガイド凹部５２ａは、ガイドプレート５２の第２方向Ｙの全体に亘って延びる。一対のレバー用貫通孔５２ｂは、ガイドプレート５２の第２方向Ｙの中央部を挟んだ両側に設けられている。一対のレバー用貫通孔５２ｂの各々は、ガイドプレート５２を板厚方向に貫通する。一対のレバー用貫通孔５２ｂは、ガイド凹部５２ａに開口している。一対のレバー用貫通孔５２ｂは、ガイド凹部５２ａに沿って形成されている。なお、ガイドプレート５２の板厚方向は軸方向Ｚと一致する。
【0053】
一対のマスタージョウ５１の各々の外面と、ガイド凹部５２ａを画定したガイドプレート５２の内面との間には、ボール５２ｃが介在している。一対のマスタージョウ５１の各々は、ボール５２ｃを介してガイドプレート５２に連結されている。一対のマスタージョウ５１の各々は、ボール５２ｃの転動によって、第２方向Ｙへ移動可能に支持されている。
【0054】
一対のレバー５３の各々は、略Ｌ字板状である。各レバー５３の一部は、空間Ｓに配置されている。各レバー５３の第１端部には、Ｕ字形状の掛止溝５３ａが形成されている。各レバー５３の第１端部は、一対の軸支部３３の間に配置されている。各掛止溝５３ａには、回動軸３６が挿通されている。また、各レバー５３のＬ字の屈曲部分には、支持軸５４が貫通している。各支持軸５４は、一対の延出壁１１ｂに架け渡されている。各レバー５３は、支持軸５４によって揺動可能に支持されている。
【0055】
各レバー５３の第２端部側は、各レバー用貫通孔５２ｂに挿通されるとともに、ガイドプレート５２における一対の延出壁１１ｂとは反対側の端面から突出している。各レバー５３の第２端部には、係合子５３ｂが設けられている。各レバー５３の係合子５３ｂは、各マスタージョウ５１に連結されている。係合子５３ｂとマスタージョウ５１との連結によって、レバー５３の第２端部にマスタージョウ５１が連結されている。把持爪５５は、マスタージョウ５１に連結されている。一対の把持爪５５の各々は、矩形板状である。把持爪５５は、マスタージョウ５１における第２方向Ｙの外側面に連結されている。把持爪５５は、軸方向Ｚにおいて、マスタージョウ５１からボディ１１と反対側へ突出する。
【0056】
ここで、電動把持装置１０の組み付け方法を説明する。
まず、把持爪開閉機構５０にロッド２６が組み付けられた状態で、その把持爪開閉機構５０がガイドプレート５２に組み付けられる。このため、ボディ１１と、把持爪開閉機構５０と、ロッド２６とが一体に組み付けられている。
まず、把持爪開閉機構５０にロッド２６が組み付けられた状態で、その把持爪開閉機構５０がガイドプレート５２に組み付けられる。このため、ボディ１１と、把持爪開閉機構５０と、ロッド２６とが一体に組み付けられている。
【0057】
そして、ユニット部２０１の作動軸本体２５の雌ねじ２５ｃと、ロッド２６の雄ねじ３１ａとを螺合させる。すると、ボディ１１と、把持爪開閉機構５０と、駆動機構２０とが一体に組み付けられる。次に、モータ１４をボディ本体１１ａに取り付ける。このとき、モータ軸１４ａを、取付部材２１に挿通する。次に、閉鎖部材１７を工具孔１１ｄから取り外して、工具孔１１ｄをボディ本体１１ａの端面に開口させる。なお、電動把持装置１０を組み付ける前に、工具孔１１ｄから閉鎖部材１７を取り外しておいてもよい。
【0058】
そして、連結孔２１ａに連結部材１８を挿入するとともに、工具孔１１ｄに挿入した工具によって連結部材１８を操作して、連結部材１８を連結孔２１ａに螺合する。その結果、連結部材１８によってモータ軸１４ａと取付部材２１とが連結される。すると、ボディ１１と、モータ１４と、把持爪開閉機構５０と、ユニット部２０１とが一体化されて電動把持装置１０が形成される。
【0059】
逆に、連結部材１８を連結孔２１ａから螺退させた後、取付部材２１とモータ軸１４ａとの連結を解除することで、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸本体２５と、ベアリング２７と、フォロワ２８とを一括してモータ１４から取り外すことができる。
【0060】
電動把持装置１０において、ロッド２６は、ユニット部２０１の作動軸本体２５に連結されている。ロッド２６の軸支部３３には、回動軸３６によって一対のレバー５３の第１端部が連結されるとともに、各レバー５３の第２端部には係合子５３ｂによってマスタージョウ５１が連結されている。ユニット部２０１の作動軸本体２５にロッド２６が連結されることにより、作動軸２４と把持爪開閉機構５０が一体化されている。したがって、作動軸２４は、フォロワ２８の軸部２８ａを支持する作動軸本体２５と、把持爪開閉機構５０と連結されるロッド２６とを連結して形成されている。
【0061】
＜電動把持装置の動作＞
電動把持装置１０において、モータ１４が正方向又は逆方向に回転すると、モータ軸１４ａと一体に取付部材２１及び保護部材２２が正方向又は逆方向に回転する。同時に、コイルバネ２３が正方向又は逆方向に回転する。コイルバネ２３の回転に伴い、コイルバネ２３の螺旋によってフォロワ２８を介して作動軸２４が、モータ１４側又はロッドガイド１５側に送り出される。なお、フォロワ２８は、コイルバネ２３との接触によって中心軸線Ｍを回転中心として回転する。フォロワ２８は、ベアリング２７によって円滑に回転するとともに、フォロワ２８の周方向への回転は規制される。
電動把持装置１０において、モータ１４が正方向又は逆方向に回転すると、モータ軸１４ａと一体に取付部材２１及び保護部材２２が正方向又は逆方向に回転する。同時に、コイルバネ２３が正方向又は逆方向に回転する。コイルバネ２３の回転に伴い、コイルバネ２３の螺旋によってフォロワ２８を介して作動軸２４が、モータ１４側又はロッドガイド１５側に送り出される。なお、フォロワ２８は、コイルバネ２３との接触によって中心軸線Ｍを回転中心として回転する。フォロワ２８は、ベアリング２７によって円滑に回転するとともに、フォロワ２８の周方向への回転は規制される。
【0062】
コイルバネ２３とフォロワ２８との接触により、作動軸２４が周方向へ回転しようとする。このとき、上記したように、把持爪開閉機構５０による回り止め機構により、作動軸２４の周方向への回転が規制される。つまり、把持爪開閉機構５０は、作動軸２４の中心軸線Ｌ４を回転中心とした回転を規制する。
【0063】
作動軸２４は、コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３に沿う軸方向Ｚに移動する。つまり、作動軸２４は、軸方向Ｚに沿ってモータ１４又はロッドガイド１５に近付くように軸方向Ｚへ直線移動する。軸方向Ｚへの作動軸２４の移動に伴い、一対のレバー５３は、回動軸３６からの力を受けて、支持軸５４を揺動中心として揺動する。このとき、一対のレバー５３は、レバー用貫通孔５２ｂによって第２方向Ｙへ揺動する。一対のレバー５３の揺動に伴って、マスタージョウ５１がガイド凹部５２ａに沿って第２方向Ｙに移動するとともに、マスタージョウ５１に連結された把持爪５５が第２方向Ｙに移動する。つまり、把持爪開閉機構５０は、軸方向Ｚへの作動軸２４の移動により、一対の把持爪５５を開閉させる。
【0064】
図１に示すように、電動把持装置１０において、一対の把持爪５５が第２方向Ｙに最も離れた位置を初期位置Ｐ１とする。初期位置Ｐ１では、クッションゴム３７がロッドガイド１５に接触している。
【0065】
電動把持装置１０が初期位置Ｐ１にあるとき、モータ１４が正方向に回転すると、モータ軸１４ａと一体に取付部材２１及び保護部材２２が正方向に回転する。同時に、コイルバネ２３が正方向に回転する。コイルバネ２３の正方向への回転に伴い、作動軸２４が、モータ１４に向けて送り出される。把持爪５５がワークＷに接触する前の状態では、一対のレバー５３は、一対のマスタージョウ５１を互いに近付ける方向に揺動するとともに、一対の把持爪５５は互いに近付く。つまり、一対の把持爪５５の開度が小さくなる。そして、一対の把持爪５５がワークＷに接触すると、一対のレバー５３の揺動が停止する。一対の把持爪５５がワークＷに接触した位置を把持開始位置Ｐ２とする。ワークＷが配置されていない場合は、一対の把持爪５５は、把持開始位置Ｐ２で停止せずに、さらに近付いて開度を小さくする。
【0066】
図７に示すように、把持開始位置Ｐ２で一対の把持爪５５がワークＷに接触して一対のレバー５３の揺動が停止した状態で、モータ１４の正方向へ回転が継続されると、軸方向Ｚに作動軸２４は移動しない。つまり、軸方向Ｚにフォロワ２８は移動しない。その一方で、コイルバネ２３は正方向へ回転する。
【0067】
このため、図８に示すように、コイルバネ２３は、頭部２８ｂとの接触箇所と、コイルバネ２３と保護部材２２との固定端である第１端２３ａとの間に入り込んでいく。その結果、コイルバネ２３は、頭部２８ｂとコイルバネ２３との接触箇所と、第１端２３ａとの間で圧縮されていく。コイルバネ２３の圧縮に伴い、作動軸２４には、フォロワ２８を介してモータ１４に近付く方向への力が付与される。この力により、一対のレバー５３は互いに近付く方向への力が付与されるため、一対の把持爪５５にはワークＷに近付く方向への力が付与される。その結果、一対の把持爪５５は、ワークＷを所定の把持力で把持する。所定の把持力でワークＷを把持する位置を把持位置Ｐ３とする。
【0068】
所定の把持力とは、一対の把持爪５５によってワークＷを把持した状態で、電動把持装置１０ごとワークＷを移動させた際、一対の把持爪５５の間からワークＷを離脱させることなく搬送できる力である。このような所定の把持力は、一対の把持爪５５によってワークＷを把持した状態で電動把持装置１０ごとワークＷを移動させる検証を行って設定される。
【0069】
把持力は、軸方向Ｚへのコイルバネ２３の圧縮変位量によって設定できる。軸方向Ｚへのコイルバネ２３の圧縮変位量が多いほど、把持力は大きくなる。軸方向Ｚにコイルバネ２３を最大量で圧縮したとき、把持力は最大となる。コイルバネ２３の圧縮変位量は、一対の把持爪５５をワークＷに接触させた時点からのモータ１４の回転量によって制御できる。
【0070】
電動把持装置１０が把持位置Ｐ３にあるとき、モータ１４が逆方向に回転すると、モータ軸１４ａと一体に取付部材２１及び保護部材２２が逆方向に回転する。同時に、コイルバネ２３が逆方向に回転する。コイルバネ２３の逆方向への回転に伴い、作動軸２４が、ロッドガイド１５に向けて送り出される。一対のレバー５３は、一対のマスタージョウ５１を互いに離れる方向に揺動するとともに、一対の把持爪５５は互いに離れる。つまり、一対の把持爪５５の開度が大きくなる。そして、クッションゴム３７がロッドガイド１５に接触するまで作動軸２４が移動すると、一対のレバー５３の揺動が停止するとともに、電動把持装置１０は初期位置Ｐ１に配置される。
【0071】
＜把持爪の位置＞
図９に示すように、電動把持装置１０が初期位置Ｐ１にあるとき、モータ１４にモータ電流が流れると、モータ１４は、初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて、最低速度からリニアに回転速度を速くした加速度で作動する。モータ１４は、最大速度に到達した後、把持開始位置Ｐ２まで一定の最大速度で作動する。モータ１４は、把持開始位置Ｐ２からリニアに回転速度を減速した減速加速度で作動する。モータ１４は、把持開始位置Ｐ２から所定の作動時間を経過すると、停止する。初期位置Ｐ１から把持位置Ｐ３に向けたモータ１４の回転速度の制御は、制御装置６０によるドライバ６１の制御によって行われる。
図９に示すように、電動把持装置１０が初期位置Ｐ１にあるとき、モータ１４にモータ電流が流れると、モータ１４は、初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて、最低速度からリニアに回転速度を速くした加速度で作動する。モータ１４は、最大速度に到達した後、把持開始位置Ｐ２まで一定の最大速度で作動する。モータ１４は、把持開始位置Ｐ２からリニアに回転速度を減速した減速加速度で作動する。モータ１４は、把持開始位置Ｐ２から所定の作動時間を経過すると、停止する。初期位置Ｐ１から把持位置Ｐ３に向けたモータ１４の回転速度の制御は、制御装置６０によるドライバ６１の制御によって行われる。
【0072】
初期位置Ｐ１は、一定位置であるが、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の各々は、第２方向ＹへのワークＷの寸法によって変える。把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の各々は、第２方向ＹへのワークＷの寸法に応じて適宜設定される。
【0073】
図７及び図８に示すように、一対の把持爪５５の位置に着目すると把持開始位置Ｐ２と把持位置Ｐ３は同じ位置であるが、コイルバネ２３の長さのうち、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所から第１端２３ａまでの長さは、把持開始位置Ｐ２と把持位置Ｐ３とで異なっている。以下、コイルバネ２３の長さのうち、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所から第１端２３ａまでの線材２３ｃに沿う長さを「有効バネ長さ」とする。
【0074】
図７に示すように、把持開始位置Ｐ２は、一対の把持爪５５がワークＷに接触した時点での位置である。把持開始位置Ｐ２では、クッションゴム３７がロッドガイド１５からモータ１４側へ若干離れている。把持爪開閉機構５０では、一対のマスタージョウ５１は、初期位置Ｐ１に比べて第２方向Ｙに沿って互いに接近している。把持開始位置Ｐ２での有効バネ長さは、初期位置Ｐ１での有効バネ長さより長くなっているが、把持開始位置Ｐ２でのコイルバネ２３の圧縮変位量はゼロである。このため、把持開始位置Ｐ２において、一対の把持爪５５による把持力はゼロである。そして、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向かうに従い、コイルバネ２３の圧縮変位量が増加していく。
【0075】
図８に示すように、把持位置Ｐ３は、一対の把持爪５５がワークＷに接触するとともに、ワークＷを所定の把持力で把持した時点での位置である。把持位置Ｐ３では、クッションゴム３７がロッドガイド１５から若干離れている。把持爪開閉機構５０では、一対のマスタージョウ５１は、初期位置Ｐ１に比べて第２方向Ｙに沿って互いに接近している。これらの部分は、図８に示す把持開始位置Ｐ２と同じ状態にある。
【0076】
把持位置Ｐ３では、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所と、第１端２３ａとの間には、コイルバネ２３が把持開始位置Ｐ２での状態からさらに入り込んでいる。その結果、把持位置Ｐ３でのコイルバネ２３の圧縮変位量は、把持開始位置Ｐ２でのコイルバネ２３の圧縮変位量より多くなっている。コイルバネ２３は、圧縮変位量が多いほど、有効バネ長さは長くなる。把持位置Ｐ３での圧縮変位量は、初期位置Ｐ１及び把持開始位置Ｐ２での圧縮変位量より多い。把持位置Ｐ３での圧縮変位量では、一対の把持爪５５による把持力はゼロより大きい。そして、把持位置Ｐ３では、一対の把持爪５５により、上記の所定の把持力でワークＷが把持されている。そして、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３は、ワークＷの寸法に応じて調節できる。
【0077】
上記したように、把持位置Ｐ３での所定の把持力は、把持開始位置Ｐ２からのモータ１４の回転角度によって設定できる。モータ１４の回転角度は、モータ１４のステップ角と、パルス信号の数に応じて決まる。モータ１４の回転角度は、パルス信号の数に比例して大きくなる。単位時間当たりのパルス信号の数は、パルスレートである。パルスレートが大きくなるほど、モータ１４の回転速度は速くなる。把持位置Ｐ３で、所望するモータ１４の回転角度を得るに当たり、モータ１４の回転速度が速くなるほど、把持開始位置Ｐ２からのモータ１４の作動時間は短くなる。言い換えると、把持位置Ｐ３で、所望するモータ１４の回転角度を得るに当たり、モータ１４の回転速度が遅くなるほど、把持開始位置Ｐ２からのモータ１４の作動時間は長くなる。
【0078】
図９の異なる線種の破線で示すように、把持開始位置Ｐ２からのモータ１４の作動時間が長くなるほど、コイルバネ２３の圧縮変位量が多くなっていくとともに、一対の把持爪５５によるワークＷの締付時間が長くなる。このため、一対の把持爪５５による把持力が大きくなる。なお、モータ１４の作動時間は、把持開始位置Ｐ２にてモータ１４の減速を開始してから停止するまでにモータ１４が作動した時間である。
【0079】
制御装置６０は、モータ１４を制御する。モータ１４はステッピングモータであるため、モータ１４は、オープンループ制御によって制御される。制御装置６０は、プロセッサと記憶部とを有している。記憶部は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。本実施形態では、記憶部は、電動把持装置１０を作動させるためのプログラムコードを記憶している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置６０は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置６０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0080】
図１に示すように、制御装置６０は、ドライバ６１及び減速加速度設定部６３と信号接続されている。制御装置６０は、図示しないパルス発振器を有する。制御装置６０は、パルス発振器により、モータ１４の作動を制御するためのパルス信号を生成したり、パルス信号の生成を停止させたりする。制御装置６０の生成したパルス信号は、ドライバ６１に入力される。ドライバ６１にパルス信号が入力されると、パルス毎にモータ１４の電流が流れる磁極が切り替わり、モータ１４が位置決めされる。
【0081】
図９の回転速度のグラフに示すように、モータ１４は加減速運転制御によって作動する。加減速運転制御によってモータ１４が制御されると、モータ１４は、停止状態から最低速度で作動を開始する。モータ１４は、一定の加速度で加速した後、最高速度に到達すると、その最高速度で作動する。モータ１４は、最高速度から減速を開始すると、一定の減速加速度で減速した後、最低速度に到達すると停止する。
【0082】
加減速運転制御において、最低速度は、モータ１４が作動を開始するモータ１４の回転速度及びモータ１４の停止直前の回転速度である。最低速度は、最低パルスレートでモータ１４を作動させることで得られる。加減速運転制御において、最高速度は、モータ１４の回転速度の最大値である。最高速度は、最高パルスレートでモータ１４を作動させることで得られる。
【0083】
加減速運転制御において、モータ１４が一定の加速度で作動するとき、パルスレートは徐々に増加されていく。このパルスレートの増加率は、一定に設定されている。加減速運転制御において、モータ１４が一定の減速加速度で作動するとき、パルスレートは徐々に減少されていく。このパルスレートの減少率は、複数設定されている。
【0084】
加減速運転制御において、最高速度、最低速度、パルスレートの増加率、及びパルスレートの減少率が設定されると、モータ１４における加速時間及び減速時間が決まる。制御装置６０は、算出された加速時間及び減速時間でモータ１４が作動するように、算出した間隔でパルス信号を生成する。すると、ドライバ６１によってモータ１４が加減速運転制御される。加減速運転制御は、所謂台形制御である。また、加減速運転制御は、ドライバ６１でモータ１４を回転させるにあたり、現在の回転位置を把握しない。最低速度及び最高速度は、制御装置６０によって設定できる。また、パルスレートの増加率は、制御装置６０によって設定できる。
【0085】
制御装置６０の記憶部には、モータ１４が回転を停止する際の減速加速度が予め複数記憶されている。減速加速度は、パルスレートの減少率として設定されている。減速加速度設定部６３は、複数の減速加速度のうちの１つを選択して設定できる。減速加速度は、モータ１４を停止させるために、把持開始位置Ｐ２からモータ１４の回転を減速していくときの加速度である。減速加速度が大きいほど、把持開始位置Ｐ２からモータ１４が停止するまでに要する作動時間が短くなる。言い換えると、減速加速度が小さいほど、把持開始位置Ｐ２からモータ１４が停止するまでに要する作動時間が長くなる。つまり、把持開始位置Ｐ２からモータ１４が停止するまでのモータ１４の回転角度が大きくなる。制御装置６０は、減速加速度設定部６３で選択された減速加速度を用いてドライバ６１にパルス信号を出力する。なお、減速加速度設定部６３は、具体的にはロータリスイッチである。
【0086】
制御装置６０は、制御装置６０とは別体の上位制御装置６２と信号接続されている。上位制御装置６２は、制御装置６０に対し開始信号を出力する。開始信号は、一対の把持爪５５によるワークＷの把持動作の開始を指示する信号である。
【0087】
制御装置６０は、上位制御装置６２からの開始信号を入力すると、ドライバ６１にパルス信号を出力する。制御装置６０からのパルス信号をドライバ６１が入力すると、モータ１４には、パルス信号に応じてモータ電流が流れるとともに、励磁されるコイルの位相が進んでいく。
【0088】
制御装置６０は、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂと信号接続されている。第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの各々は、作動軸２４と一体の磁石３５からの磁気を検出する。この磁気の検出により、第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの各々は、軸方向Ｚでの作動軸２４の位置を検出する。
【0089】
第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂは、磁気を検出すると磁気検出信号を出力する。第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂは、磁気を検出できなくなると磁気検出信号を出力しない。制御装置６０には、磁気検出信号が入力される。
【0090】
図９に示すように、第１位置検出センサ１６ａは、初期位置Ｐ１では、磁気検出信号を制御装置６０に出力するとともにオンとされている。オンとされた第１位置検出センサ１６ａは点灯する。なお、第１位置検出センサ１６ａの点灯及び消灯は、ボディ本体１１ａの端面から視認できる。
【0091】
作動軸２４が移動して、初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて把持爪５５が移動すると、磁石３５が第１位置検出センサ１６ａから離れる。すると、第１位置検出センサ１６ａは、把持開始位置Ｐ２に到達する前に、磁気検出信号を出力せずオフとされる。オフとされた第１位置検出センサ１６ａは消灯する。このとき、制御装置６０には、磁気検出信号は入力されない。したがって、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３では、第１位置検出センサ１６ａは、磁気検出信号を出力せずオフとされている。
【0092】
第２位置検出センサ１６ｂは、初期位置Ｐ１では、磁気検出信号を出力せずオフとされている。作動軸２４が移動して、初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて把持爪５５が移動すると、磁石３５が第２位置検出センサ１６ｂに近付く。把持開始位置Ｐ２に位置すると、第２位置検出センサ１６ｂは、磁気検出信号を出力するとともにオンとされる。オンとされた第２位置検出センサ１６ｂは点灯する。なお、第２位置検出センサ１６ｂの点灯及び消灯は、ボディ本体１１ａの端面から視認できる。
【0093】
制御装置６０は、一対の把持爪５５が把持開始位置Ｐ２に到達して、磁気検出信号を入力すると、減速加速度設定部６３によって選択された減速加速度でモータ１４を減速させる減速動作を開始させつつ、予め決められた回転角度でモータ１４を作動させた後、把持位置Ｐ３でモータ１４を停止させる。つまり、制御装置６０は、一対の把持爪５５が把持開始位置Ｐ２に到達して、把持開始信号（磁気検出信号）を入力すると、減速加速度設定部６３によって選択された減速加速度でモータ１４を減速させつつ、予め決められた回転量でモータ１４が作動した後、把持位置Ｐ３でモータ１４を停止させるべくドライバ６１を制御する。
【0094】
したがって、電動把持装置１０において、第２位置検出センサ１６ｂは、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を開始する時点で、軸方向Ｚでの作動軸２４の位置を検出した磁気検出信号を、把持開始信号として制御装置６０に出力する。制御装置６０は、磁気検出信号を入力すると一対の把持爪５５によるワークＷの把持力を高めるためにモータ１４を制御する。
【0095】
制御装置６０は、一対の把持爪５５が把持開始位置Ｐ２に到達した時点から減速加速度制御を開始する。モータ１４は、減速加速度制御の開始に伴い、減速動作を開始する。制御装置６０が減速加速度制御を開始するための契機は、第２位置検出センサ１６ｂからの磁気検出信号（把持開始信号）が、制御装置６０に入力されたことである。制御装置６０は、第２位置検出センサ１６ｂからの磁気検出信号を入力すると、減速加速度制御では、最高パルスレートから最低パルスレートの状態に到達するまで、パルスレートが減少されていく。このときのパルスレートの減少率は、減速加速度設定部６３によって選択された減速加速度に設定されている。減速加速度制御によって最低パルスレートまでパルスレートが低下すると、制御装置６０はパルス信号の生成を停止する。すると、その位置で、保持電流が流れた状態でモータ１４は停止するとともに、モータ１４の減速動作が終了する。ここで、セルフロック条件を満足する場合、保持電流を停止することができる。
【0096】
そして、減速加速度制御によって、把持開始位置Ｐ２からパルスレートが減少していき、パルス信号が出力されなくなるまで、モータ１４は減速動作で作動し続けるとともに、コイルバネ２３は圧縮されていく。つまり、把持力は、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向けて大きくなっていく。なお、ワークＷに対する把持爪５５の接触により、軸方向Ｚに作動軸２４は移動しないため、磁石３５の位置も軸方向Ｚに移動しない。このため、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に至るまで、第２位置検出センサ１６ｂはオンのままであるとともに、第２位置検出センサ１６ｂは点灯し続ける。
【0097】
なお、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３がワークＷの寸法に応じて調節された場合、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３での磁石３５の位置も変更される。磁石３５の位置が変更された場合、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３を第２位置検出センサ１６ｂで検出するため、第２位置検出センサ１６ｂの位置が調節される。第２位置検出センサ１６ｂの位置は、ボディ１１の取付溝１１ｃに沿って第２位置検出センサ１６ｂを移動させることで行われる。
【0098】
制御装置６０は、把持完了信号を上位制御装置６２に出力する。把持完了信号は、パルスレートが減少していき、モータ１４が停止したとき、第２位置検出センサ１６ｂによる磁気検出信号が出力されていると制御装置６０から出力される。つまり、制御装置６０は、把持開始位置Ｐ２から減速加速度制御が完了して把持位置Ｐ３が維持されていると、把持状態と判断して把持完了信号を出力する。したがって、制御装置６０は、一対の把持爪５５が把持位置Ｐ３に位置すると、把持完了信号を上位制御装置６２に出力する。把持完了信号が出力された時点は、モータ１４の減速動作が終了してモータ１４の回転速度がゼロになった時点である。また、把持完了信号が出力された時点では、モータ１４は保持電流に切り替わる。セルフロック条件を満足する場合、モータ１４の保持電流を停止することができる。
【0099】
なお、図９の異なる線種の破線で示すように、減速加速度設定部６３によって選択された減速加速度に応じて、モータ電流が流れなくなってモータ１４が停止する回転角度が異なるため、把持完了信号が出力される時点も異なる。
【0100】
＜アラーム処理＞
次に、一対の把持爪５５の間にワークＷが配置されていない場合について説明する。
初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて把持爪５５が移動して把持爪５５がワークＷに接触する予定の位置まで移動すると、第２位置検出センサ１６ｂは、磁気検出信号を出力するとともにオンとされる。
次に、一対の把持爪５５の間にワークＷが配置されていない場合について説明する。
初期位置Ｐ１から把持開始位置Ｐ２に向けて把持爪５５が移動して把持爪５５がワークＷに接触する予定の位置まで移動すると、第２位置検出センサ１６ｂは、磁気検出信号を出力するとともにオンとされる。
【0101】
ワークＷが配置されていなくても、把持力制御開始時点として減速動作が開始される。モータ１４は設定された条件で減速動作を行う。このとき、作動軸２４は、軸方向Ｚへ移動して、一対の把持爪５５は互いに近付いていく。このため、フォロワ２８の位置もモータ１４に近付いていくため、コイルバネ２３は圧縮されない。つまり、コイルバネ２３の圧縮変位量はゼロである。その結果、図９の２点鎖線に示すように、オンとされた第２位置検出センサ１６ｂは、磁気検出信号を出力せずオフとされる。オフとされた第２位置検出センサ１６ｂは消灯する。
【0102】
そして、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に至るまで、第２位置検出センサ１６ｂはオフのままであるとともに、第２位置検出センサ１６ｂは消灯し続ける。そして、把持開始位置Ｐ２において、第２位置検出センサ１６ｂが磁気検出信号を出力した時点から、設定された動作が完了すると、制御装置６０は、ドライバ６１によるパルス信号の生成を停止させる。すると、モータ１４は停止位置に保持電流にて位置決めされる。その後、制御装置６０は、モータ１４の保持電流を停止する。把持開始位置Ｐ２から磁気検出信号を入力しないと、上位制御装置６２にエラー信号を出力する。つまり、制御装置６０は、モータ１４が停止した時点で、軸方向Ｚの作動軸２４の位置を検出した信号が入力されていない場合、ワークＷが無いことを示すエラー信号を出力する。上位制御装置６２は、図示しない報知手段を用いて、アラームを報知する。
【0103】
＜セルフロック及び作用＞
電動把持装置１０のセルフロック状態は、把持位置Ｐ３において、モータ１４にモータ電流が流れなくなった場合、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持する機構である。電動把持装置１０は、コイルバネ２３とフォロワ２８との接触箇所と、コイルバネ２３の第１端２３ａとの間でコイルバネ２３を圧縮させることで、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持するセルフロック状態を可能としている。
電動把持装置１０のセルフロック状態は、把持位置Ｐ３において、モータ１４にモータ電流が流れなくなった場合、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持する機構である。電動把持装置１０は、コイルバネ２３とフォロワ２８との接触箇所と、コイルバネ２３の第１端２３ａとの間でコイルバネ２３を圧縮させることで、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を維持するセルフロック状態を可能としている。
【0104】
電動把持装置１０において、一対の把持爪５５の開閉時、コイルバネ２３に対し頭部２８ｂが接触している。頭部２８ｂは、コイルバネ２３の表面に対し、軸方向Ｚから接触している。コイルバネ２３に対して頭部２８ｂが接触したまま、作動軸２４は、コイルバネ２３の回転とともに軸方向Ｚに移動する。
【0105】
そして、把持開始位置Ｐ２で、一対の把持爪５５がワークＷに接触すると、作動軸２４の軸方向Ｚへの移動は停止する。その後、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向けて、コイルバネ２３は圧縮されていく。
【0106】
図８及び図１０に示すように、コイルバネ２３において、ねじのリードに相当するコイルバネ２３のなす角度は徐々に小さくなっていく。なお、コイルバネ２３を単純に軸方向Ｚに圧縮しただけでは、角度はゼロにならない。
【0107】
本実施形態では、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に変化していくと、頭部２８ｂとコイルバネ２３との接触箇所を起点として、コイルバネ２３が頭部２８ｂの先端に近づくように傾いていく。
【0108】
図８に示すように、コイルバネ２３は、中心軸線Ｌ３を円弧状に変形させるように傾いていく。このようなコイルバネ２３の傾きに伴い、コイルバネ２３と頭部２８ｂの接触箇所は、コイルバネ２３の内径側へ移動していく。把持位置Ｐ３において、フォロワ２８がコイルバネ２３から受ける力Ｆ１の方向と、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所での垂直抗力Ｆ２の方向との間の角度を「θ」とする。そして、図１０に示すように、把持位置Ｐ３では、頭部２８ｂとコイルバネ２３との接触箇所を境に角度θの正負が反転する結果、角度θをゼロとすることができる。角度θがゼロではセルフロック条件が満足されるため、確実なセルフロック状態となる。
【0109】
把持位置Ｐ３において、コイルバネ２３と頭部２８ｂとが接触し、フォロワ２８が摺動又は軸回転するときの摩擦係数を「μ」とする。把持位置Ｐ３でのセルフロック時、「μ＞ｔａｎθ」の関係式が満たされている。なお、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向かうに従い、角度θは小さくなっていく。つまり、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向かうに従い、μ＞ｔａｎθを満たす状態に近付いていき、把持位置Ｐ３ではμ＞ｔａｎθを満たす状態となる。
【0110】
図３に示すように、コイルバネ２３の非圧縮状態では、角度θは、コイルバネ２３の螺旋の延びる方向とほぼ同じであり、送りねじ機構のように一定である。つまり、角度θはゼロより大きい。この場合、「μ＞ｔａｎθ」の関係式においてセルフロック状態とするには、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの間に摩擦が発生する条件で使用する必要があることがわかる。このため、摩擦が発生しないボールねじ機構によるセルフロックは使用できず、滑りねじ機構によるセルフロックを使用することになる。滑りねじ機構によるセルフロックを使用した場合、摩擦による損失による、エネルギーのロスが生じることや、角度θの変化に伴う摩擦係数μの変化によりセルフロックの解除が困難な場合が発生する虞がある。
【0111】
本実施形態では、フォロワ２８が回転可能に作動軸２４に支持されている。さらには、フォロワ２８は、ベアリング２７によって円滑に回転可能に作動軸２４に支持されている。このため、フォロワ２８が回転不能の場合と比べると、頭部２８ｂとコイルバネ２３との接触箇所での摩擦によるエネルギーのロスは最小限に抑えられている。つまり、フォロワ２８が回転不能の場合と比べると摩擦係数μが小さく抑えられている。そして、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向けてコイルバネ２３が圧縮されていくと、角度θはゼロに近付いていく。
【0112】
図１０に示すように、コイルバネ２３の圧縮が続くと、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所の方向にコイルバネ２３が傾いていき、角度θがゼロとなる。つまり、コイルバネ２３の圧縮が続くと、コイルバネ２３と頭部２８ｂとの接触箇所と第１端２３ａとの間でのコイルバネ２３の圧縮に伴って、コイルバネ２３が傾いていき、角度θがゼロになる。なお、角度θがゼロとは、コイルバネ２３の製造誤差等によってゼロに対し±で僅かに異なる場合を含む。
【0113】
このため、摩擦係数μが小さくても、μ＞ｔａｎθを維持できる。つまり、摩擦係数μが小さくても、セルフロック状態を維持できる。そして、頭部２８ｂとコイルバネ２３との接触箇所と、コイルバネ２３の第１端２３ａとの間でコイルバネ２３が圧縮された状態が維持されて、コイルバネ２３が非圧縮方向に回転することが抑制される。つまり、コイルバネ２３が圧縮状態から巻き戻されることが抑制される。その結果、セルフロック状態が維持される。したがって、コイルバネ２３の回転に伴って、一対の把持爪５５が把持位置Ｐ３から把持開始位置Ｐ２へ変位することを抑止できる。よって、滑りねじ機構によるセルフロックでは実現できない転がり軸受による低摩擦条件であっても、セルフロック状態を維持できる。
【0114】
一方、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を解除させるため、セルフロック状態を解除する際、制御装置６０によってモータ１４を逆方向に回転させる。すると、角度θがゼロであることから、コイルバネ２３は、非圧縮方向に速やかに回転して、セルフロック状態が解除される。
【0115】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）フォロワ２８は、作動軸２４に回転可能に支持されている。把持位置Ｐ３では、コイルバネ２３は、当該コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３に対しフォロワ２８側に傾いた状態で圧縮されている。このコイルバネ２３の傾きによって、フォロワ２８とコイルバネ２３との接触箇所での角度θをゼロにできる。このため、把持位置Ｐ３では、摩擦係数μが小さい場合であっても、μ＞ｔａｎθを維持できるため、セルフロック状態を維持できる。また、セルフロック状態では、角度θがゼロであることから、コイルバネ２３とフォロワ２８との間での摩擦係数μを小さく抑えている。よって、フォロワ２８とコイルバネ２３との摩擦によるエネルギーのロスを抑制できる。その結果、摩擦係数μの変化によりセルフロック状態の解除が困難な場合が発生することを抑制できる。よって、電動把持装置１０によれば、好適にセルフロックできる。
（１）フォロワ２８は、作動軸２４に回転可能に支持されている。把持位置Ｐ３では、コイルバネ２３は、当該コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３に対しフォロワ２８側に傾いた状態で圧縮されている。このコイルバネ２３の傾きによって、フォロワ２８とコイルバネ２３との接触箇所での角度θをゼロにできる。このため、把持位置Ｐ３では、摩擦係数μが小さい場合であっても、μ＞ｔａｎθを維持できるため、セルフロック状態を維持できる。また、セルフロック状態では、角度θがゼロであることから、コイルバネ２３とフォロワ２８との間での摩擦係数μを小さく抑えている。よって、フォロワ２８とコイルバネ２３との摩擦によるエネルギーのロスを抑制できる。その結果、摩擦係数μの変化によりセルフロック状態の解除が困難な場合が発生することを抑制できる。よって、電動把持装置１０によれば、好適にセルフロックできる。
【0116】
（２）フォロワ２８は、ベアリング２７によって回転可能に支持されている。このため、フォロワ２８とコイルバネ２３との摩擦によるエネルギーのロスをより抑制できる。
（３）コイルバネ２３は、保護部材２２の内側に配置されている。保護部材２２の内周面にコイルバネ２３が接触することにより、コイルバネ２３の過度の傾き、つまり座屈を規制できる。このため、角度θがゼロから大きく離れた数値になるまでコイルバネ２３が傾くことを抑制できる。また、保護部材２２の内径を調節することで、コイルバネ２３の傾きを調節できるため、電動把持装置１０の把持力の調節を保護部材２２の変更で容易に対応できる。
（３）コイルバネ２３は、保護部材２２の内側に配置されている。保護部材２２の内周面にコイルバネ２３が接触することにより、コイルバネ２３の過度の傾き、つまり座屈を規制できる。このため、角度θがゼロから大きく離れた数値になるまでコイルバネ２３が傾くことを抑制できる。また、保護部材２２の内径を調節することで、コイルバネ２３の傾きを調節できるため、電動把持装置１０の把持力の調節を保護部材２２の変更で容易に対応できる。
【0117】
（４）コイルバネ２３は、保護部材２２の内側に配置されている。このため、保護部材２２によって、コイルバネ２３の座屈条件など、コイルバネ２３の適応範囲を広くできる。
【0118】
（５）第２位置検出センサ１６ｂは、把持開始位置Ｐ２を検出する。制御装置６０は、第２位置検出センサ１６ｂからの磁気検出信号を入力すると、把持開始位置Ｐ２の検出に合わせて、モータ１４を減速加速度で作動させる。したがって、第２位置検出センサ１６ｂの１つによって、把持開始位置Ｐ２の検出と、把持爪５５の位置制御から力制御への転換とを行うことができる。把持開始位置Ｐ２の検出と、把持爪５５の位置制御から力制御への転換とを別々のセンサで行う場合と比べて、電動把持装置１０の構成を簡素化できるとともに、制御装置６０の制御負荷を軽減できる。
【0119】
（６）減速加速度設定部６３は、パルスレートの減少率、つまり減速加速度を複数に設定できる。減速加速度設定部６３によって選択された減速加速度に設定することで、一対の把持爪５５による把持力を調節できる。したがって、把持力の調節は、減速加速度設定部６３によるモータ１４の減速加速度で達成できるため、把持力の調節が容易となる。つまり、制御装置６０による制御プログラムの変更が不要になるため、電動把持装置１０の汎用性が高まる。
【0120】
また、減速加速度設定部６３によって、予め設定した減速加速度の選択が可能であるため、把持力設定が容易になる。そして、把持位置Ｐ３にある電動把持装置１０において、搬送時の加速度でワークＷが落下するような場合には、減速加速度設定部６３によって減速加速度を一段増加させるといった事後調節が容易となるとともに、電動把持装置１０の使用現場でも調節が可能となる。
【0121】
（７）第２位置検出センサ１６ｂによって磁気検出信号が検出されると、制御装置６０は、モータ１４の減速加速度制御を開始させるとともに、パルスレートが最低パルスレートにまで低下するとモータ１４を停止させる。すると、把持爪５５は把持位置Ｐ３に位置する。このモータ１４の停止時、一対の把持爪５５によってワークＷを把持していると、第２位置検出センサ１６ｂは磁気検出信号を出力するとともに、オンとされて点灯している。よって、例えば、モータ１４の回転数を検出する機器等を用いることなく、一対の把持爪５５によるワークＷの把持を検出できる。また、一対の把持爪５５によってワークＷを把持した状態では、第２位置検出センサ１６ｂは点灯するため、視覚的にも確認ができる。
【0122】
（８）モータ１４の停止時、一対の把持爪５５によってワークＷを把持していないと、第２位置検出センサ１６ｂは磁気検出信号を出力せずに、オフとされて消灯している。よって、例えば、モータ１４の回転数を検出する機器等を用いることなく、一対の把持爪５５によるワークＷの非把持状態を検出できる。また、一対の把持爪５５によるワークＷの非把持状態では、第２位置検出センサ１６ｂは消灯しているため、視覚的にも確認ができる。
【0123】
また、モータ１４の停止時、一対の把持爪５５によってワークＷを把持していないと、制御装置６０はエラー信号を上位制御装置６２に出力する。上位制御装置６２は、エラー信号を入力すると、ワークＷを把持していないアラームを報知させる。したがって、作業員は、一対の把持爪５５によるワークＷの非把持状態を容易に確認ができる。
【0124】
（９）電動把持装置１０は、把持爪操作部１４ｂを有する。把持爪操作部１４ｂは、一対の把持爪５５の開度を調節するためにモータ軸１４ａを手動で回転させることができる。よって、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の調節を手動で行うことができる。その結果、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の調節は、制御装置６０のプログラム変更を必要としなくて済むため、電動把持装置１０の使用現場で容易に設定できる。また、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の調節は、ワークＷの寸法に合わせて容易に行うことができる。
【0125】
（１０）電動把持装置１０は、１つのコイルバネ２３を回転させることによって一対の把持爪５５によってワークＷを把持する。このため、一対の把持爪５５は、同期して開閉する。例えば、電動把持装置が、２つのコイルバネを用い、かつ各コイルバネの回転それぞれで把持爪を開閉させる場合、一対の把持爪は個別に動いて開閉する。この場合と比べると、ワークＷを把持したときにセンタリング精度を向上できるとともに、把持力の制御が容易になる。
【0126】
（１１）把持爪開閉機構５０は、作動軸２４の回動軸３６と、レバー５３と、支持軸５４と、ガイドプレート５２と、マスタージョウ５１とを有する。このような把持爪開閉機構５０により、一対の把持爪５５のセンタリング精度を向上できる。
【0127】
（１２）駆動機構２０は、ユニット部２０１を含む。ユニット部２０１は、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸２４の作動軸本体２５と、ベアリング２７と、フォロワ２８とが予め一体化されて形成されている。したがって、ユニット部２０１をロッド２６及びモータ軸１４ａに連結することで、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸本体２５と、ベアリング２７と、フォロワ２８とを一括してボディ１１に設けることができる。逆に、取付部材２１とモータ軸１４ａとの連結を解除することでボディ１１からモータ１４を外すことができるとともに、ロッド２６と作動軸本体２５との連結を解除することで、取付部材２１と、保護部材２２と、コイルバネ２３と、作動軸本体２５と、ベアリング２７と、フォロワ２８とを一括してボディ１１から取り外すことができる。
【0128】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○図１１に示すように、ユニット部２０１において、コイルバネ２３の第１端２３ａを自由端とするとともに、コイルバネ２３の第２端２３ｂを固定端として取付部材２１に固定してもよい。この場合、コイルバネ２３の螺旋の延びる方向は、実施形態と逆になっている。また、取付部材２１は、コイルバネ２３の固定される回転部材となる。
○図１１に示すように、ユニット部２０１において、コイルバネ２３の第１端２３ａを自由端とするとともに、コイルバネ２３の第２端２３ｂを固定端として取付部材２１に固定してもよい。この場合、コイルバネ２３の螺旋の延びる方向は、実施形態と逆になっている。また、取付部材２１は、コイルバネ２３の固定される回転部材となる。
【0129】
図１１に示すユニット部２０１を有する電動把持装置１０では、ワークＷを把持しない初期位置Ｐ１では、一対の把持爪５５は互いに接触している。電動把持装置１０では、モータ１４を正方向に回転させると、初期位置Ｐ１にある一対の把持爪５５は互いに離れるように第２方向Ｙへ移動する。そして、把持位置Ｐ３では、一対の把持爪５５の外面をワークＷに接触させて把持する。所謂、内側把持によってワークＷを把持する。
【0130】
把持開始位置Ｐ２からモータ１４を正方向へ回転させると、コイルバネ２３は、取付部材２１とフォロワ２８との間に入り込んでいき、圧縮される。把持位置Ｐ３では、圧縮されたコイルバネ２３によって、一対の把持爪５５を離す方向への力が付与される。
【0131】
なお、図１１に示す形態において、保護部材２２は無くてもよい。この場合、コイルバネ２３は、モータ軸１４ａ及び取付部材２１と一体に回転する。
○図１２に示すように、ユニット部２０１において、コイルバネ２３の第１端２３ａを保護部材２２の第１端部２２ａに固定するとともに、コイルバネ２３の第２端２３ｂを取付部材２１に固定してもよい。この場合、保護部材２２及び取付部材２１は、コイルバネ２３の固定端が固定される回転部材となる。コイルバネ２３の螺旋の延びる方向は、実施形態と同じでもよいし、逆でもよい。つまり、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向けて一対の把持爪５５を移動させる際に、コイルバネ２３のモータ１４側で圧縮させるか、ロッドガイド１５側で圧縮させるかに応じて、コイルバネ２３の螺旋の向きを選択する。
○図１２に示すように、ユニット部２０１において、コイルバネ２３の第１端２３ａを保護部材２２の第１端部２２ａに固定するとともに、コイルバネ２３の第２端２３ｂを取付部材２１に固定してもよい。この場合、保護部材２２及び取付部材２１は、コイルバネ２３の固定端が固定される回転部材となる。コイルバネ２３の螺旋の延びる方向は、実施形態と同じでもよいし、逆でもよい。つまり、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に向けて一対の把持爪５５を移動させる際に、コイルバネ２３のモータ１４側で圧縮させるか、ロッドガイド１５側で圧縮させるかに応じて、コイルバネ２３の螺旋の向きを選択する。
【0132】
したがって、図１２に示すユニット部２０１を有する電動把持装置１０では、ワークＷを把持する方向を選択できる。
○図１３に示すように、実施形態において、コイルバネ２３の第２端２３ｂは、圧縮された状態で取付部材２１に接触していてもよい。このように構成すると、コイルバネ２３は予め圧縮されているため、把持位置Ｐ３での把持力を発揮するためにモータ１４を作動させる時間を短縮できる。
○図１３に示すように、実施形態において、コイルバネ２３の第２端２３ｂは、圧縮された状態で取付部材２１に接触していてもよい。このように構成すると、コイルバネ２３は予め圧縮されているため、把持位置Ｐ３での把持力を発揮するためにモータ１４を作動させる時間を短縮できる。
【0133】
○図１４に示すように、電動把持装置１０は、作動軸２４と一体の支持部材２９を有していてもよい。支持部材２９は、作動軸２４において、作動軸本体２５の第２端面２５ｂに固定されている。支持部材２９は円盤状である。支持部材２９の周面には、摺接リング２９ａが装着されている。摺接リング２９ａは、保護部材２２の内周面に接触している。軸方向Ｚに作動軸２４が移動する際、支持部材２９の摺接リング２９ａは、保護部材２２の内周面に摺接する。支持部材２９の摺接により、軸方向Ｚへの作動軸２４の移動時、作動軸２４の傾きを抑制できる。
【0134】
なお、初期位置Ｐ１では、コイルバネ２３の第２端２３ｂは、支持部材２９に接触している。初期位置Ｐ１では、コイルバネ２３は圧縮されている。このため、モータ１４の振動により、コイルバネ２３が振動することを抑制できる。よって、コイルバネ２３の回転によって作動軸２４を移動させるとき、モータ１４の振動の影響によって作動軸２４の移動が妨げることを抑制できる。また、コイルバネ２３が予め圧縮されているため、把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３に移動するときに、把持力を発生するのに要する時間を短縮できる。
【0135】
さらに、コイルバネ２３は、圧縮されると中心軸線Ｌ３に対し傾きやすい。コイルバネ２３の傾きは、作動軸２４を傾かせる。しかし、支持部材２９によって、コイルバネ２３が圧縮されても作動軸２４の傾きを抑制できる。その結果、作動軸２４の傾きを原因としてモータ１４に加わる負荷も低減できる。よって、ワークＷの大型化による把持爪５５の移動距離の長大化にも対応できる。
【0136】
なお、図１４に示す形態において、コイルバネ２３の第１端２３ａは、保護部材２２に固定されるとともに、コイルバネ２３の第２端２３ｂは、支持部材２９に固定されていてもよい。
【0137】
この場合、コイルバネ２３は、両端で支持されるため、見かけ上のバネ定数が上がる。このため、高い把持力を小さなコイルバネ２３で発生することができるため、電動把持装置１０を小型化できる。また、コイルバネ２３の小型化に伴い、モータ１４の回転量を少なくできるため、ワークＷを把持するために要するモータ１４の作動時間を短縮できる。
【0138】
○把持爪５５は、３つであってもよい。この場合、把持爪開閉機構５０は、３つの把持爪５５を開閉させるために滑りカム機構を採用する。
○把持爪操作部１４ｂ及び操作部材１４ｃは無くてもよい。この場合、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の調節は、制御プログラムの変更によって行う。
○把持爪操作部１４ｂ及び操作部材１４ｃは無くてもよい。この場合、把持開始位置Ｐ２及び把持位置Ｐ３の調節は、制御プログラムの変更によって行う。
【0139】
○把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３への減速加速度は調節できなくてもよい。この場合、減速加速度設定部６３は削除される。
○フォロワ２８が回転可能に作動軸２４に支持されていれば、ベアリング２７は無くてもよい。
○フォロワ２８が回転可能に作動軸２４に支持されていれば、ベアリング２７は無くてもよい。
【0140】
○フォロワ２８は、円柱状であってもよい。この場合、フォロワ２８は、軸部２８ａのみで形成されている。つまり、フォロワ２８は、頭部２８ｂを有していない。この場合、軸部２８ａにおいて、作動軸２４の周面からの突出部が線材２３ｃの間に入り込む。なお、軸部２８ａのみのフォロワ２８において、作動軸２４の周面からの突出部に環状溝２８ｃが形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。
【0141】
○把持開始位置Ｐ２は、一対の把持爪５５がワークＷに接触した時点としたが、把持開始位置Ｐ２は、一対の把持爪５５がワークＷに接触する直前としてもよい。このように構成した場合、ワークＷに把持爪５５が接触する直前から、モータ１４を減速させることができる。このため、把持開始直前の把持速度が低減されるため、ワークＷをソフトに把持できる。
【0142】
○フォロワ２８の中心軸線Ｍは、コイルバネ２３の中心軸線Ｌ３に対し斜めであってもよい。
○第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの片方又は両方は、例えば、作動軸２４の移動を検出するフォトセンサであってもよい。
○第１位置検出センサ１６ａ及び第２位置検出センサ１６ｂの片方又は両方は、例えば、作動軸２４の移動を検出するフォトセンサであってもよい。
【0143】
○一対の把持爪５５の間にワークＷが配置されていない場合、制御装置６０は、エラー信号を出力してなくてもよい。
○把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３でモータ１４を停止させるまでの制御は、モータ１４の回転数で制御してもよい。
○把持開始位置Ｐ２から把持位置Ｐ３でモータ１４を停止させるまでの制御は、モータ１４の回転数で制御してもよい。
【0144】
○制御装置６０は、把持開始位置Ｐ２で把持開始信号を入力した後、モータ１４を減速させずに、一定の回転速度でモータ１４を作動させた後、減速させることなくモータ１４を停止させてもよい。
【0145】
○実施形態では、オープンループ制御によるモータ１４の制御を示したが、ロータリエンコーダ等の回転角度検出によるクローズドループ制御によるモータ１４の制御としてもよい。
【0146】
○電動把持装置１０において、作動軸２４は、作動軸本体２５とロッド２６とに分離できなくてもよい。
○電動把持装置１０は、ユニット部２０１を有していなくてもよい。
○電動把持装置１０は、ユニット部２０１を有していなくてもよい。
【0147】
○電動把持装置１０は、保護部材２２を有していなくてもよい。この場合、取付部材２１、コイルバネ２３、及び作動軸２４は、軸孔１２に直接挿入されている。
【符号の説明】
【0148】
１０…電動把持装置、１４…モータ、１４ａ…モータ軸、１４ｂ…把持爪操作部、１６ｂ…第２位置検出センサ、２１…回転部材としての取付部材、２２…回転部材としての保護部材、２２ａ…第１端部、２２ｂ…第２端部、２３…コイルバネ、２３ａ…第１端、２３ｂ…第２端、２３ｃ…線材、２４…作動軸、２５…作動軸本体、２６…ロッド、２７…ベアリング、２８…フォロワ、２９…支持部材、５０…把持爪開閉機構、５５…把持爪、６０…制御装置、６１…ドライバ、６３…減速加速度設定部、２０１…ユニット部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】