(57)【要約】  把持機構（１）の波動式直動機構（４）では、入力軸（１１）に取り付けた第１、第２波動発生器（１２、１３）によって、フレキシブルスクリュー（１４）の第１雄ネジ（３２）、第２雄ネジ（３３）が形成されている部分が楕円形に撓められて、第１、第２雄ネジ（３２、３３）が、それぞれ、第１、第２サーキュラーナット（１５、１６）の第１、第２雌ネジ（４２、４４）に部分的に噛み合っている。第１、第２サーキュラーナット（１５、１６）には、それぞれ、第１、第２把持部材（５、６）が搭載されている。モータ（３）によって入力軸（１１）を回転すると、その回転方向に応じて、第１、第２把持部材（５、６）が開閉して物体Ｗの開放および把持動作を行なう。
2010021015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向に撓み可能な可撓性円筒、および、この可撓性円筒の外周面における軸線方向の異なる位置に形成された第１雄ネジおよび第２雄ネジを備え、これら第１、第２雄ネジが逆向きに切られているフレキシブルスクリューと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第１雄ネジが形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第１剛性円筒、および、この第１剛性円筒の内周面に形成された第１雌ネジを備え、この第１雌ネジは前記第１雄ネジに噛み合い可能であると共に当該第１雄ネジとはリードが異なっている第１サーキュラーナットと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第２雄ネジが形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第２剛性円筒、および、この第２剛性円筒の内周面に形成された第２雌ネジを備え、この第２雌ネジは前記第２雄ネジに噛み合い可能であると共に当該第２雄ネジとはリードが異なっている第２サーキュラーナットと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第１雄ネジが形成されている部分の内側に同軸状に嵌め込まれている非円形輪郭の第１波動発生器と、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第２雄ネジが形成されている部分の内側に同軸状に嵌め込まれている非円形輪郭の第２波動発生器と、
前記第１波動発生器および前記第２波動発生器が同軸状に固定されている入力軸とを有しており、
前記フレキシブルスクリューは軸線方向の移動、および、その中心軸線回りの回転ができない状態に保持され、前記第１、第２サーキュラーナットは軸線方向への移動が可能で、その中心軸線回りに回転しない状態に保持されており、
前記第１波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第１雄ネジが形成されている部分が非円形に撓められて、前記第１雄ネジが前記第１雌ネジに対して円周方向に沿って部分的に噛み合った状態が形成されており、
前記第２波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第２雄ネジが形成されている部分が非円形に撓められて、前記第２雄ネジが前記第２雌ネジに対して円周方向に沿って部分的に噛み合った状態が形成されており、
前記入力軸が回転して前記第１、第２波動発生器が回転すると、前記第１雄ネジと前記第１雌ネジの噛み合い位置、および、前記第２雄ネジと前記第２雌ネジの噛み合い位置が、それぞれ円周方向に移動して、前記第１、第２サーキュラーナットが軸線方向に沿って逆向きに移動することを特徴とする波動式直動機構。
【請求項２】
請求項１に記載の波動式直動機構において、
前記第１波動発生器および前記第２波動発生器は楕円形輪郭のものであり、
前記第１波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第１雄ネジが形成されている部分が楕円形に撓められ、この楕円形の長軸方向の両端に位置する前記第１雄ネジの部分が前記第１雌ネジに噛み合った状態が形成されており、
前記第２波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第２雄ネジが形成されている部分が楕円形に撓められ、この楕円形の長軸方向の両端に位置する前記第２雄ネジの部分が前記第２雌ネジに部分的に噛み合った状態が形成されていることを特徴とする波動式直動機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の波動式直動機構と、
この波動式直動機構の前記第１サーキュラーナットに搭載されている第１把持部材と、
この波動式直動機構の前記第２サーキュラーナットに搭載されている第２把持部材とを有し、
前記入力軸の回転方向に応じて、前記第１および第２把持部材が開閉動作を行なうことを特徴とする把持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードの異なるサーキュラーナット（剛性雌ねじ）とフレキシブルスクリュー（可撓性雄ねじ）を部分的に噛みあわせ、これらの噛み合い位置を円周方向に移動させることにより、これらの間に相対直線運動を発生させる波動式直動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータとして、波動式直動機構が知られている。波動式直動機構は、剛性部材からなるサーキュラーナットと、半径方向に撓み可能な可撓性部材からなるフレキシブルスクリューと、フレキシブルスクリューを半径方向に撓めてサーキュラーナットに部分的に噛み合わせている波動発生器とを有しており、サーキュラーナットおよびフレキシブルスクリューのリードが相違している。波動発生器を回転すると、これらの噛み合い位置が円周方向に移動して、これらの間に軸線方向への相対直線運動が生ずる。ナットおよびスクリューの一方を固定しておけば、他方が軸線方向に直線運動する。この構成の波動式直動機構は特許文献１、２に開示されている。
【特許文献１】実公平６−３８１９５号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、波動式直動機構を用いて指部材、腕部材などの一対の把持部材を開閉する把持機構を構成する場合には、各把持部材を移動させるために２台の波動式直動機構が必要である。このため、機構が大型化し、また、モータなどの回転駆動源からの動力伝達機構が複雑化する。【０００４】
本発明の課題は、一対の把持部材を開閉する把持機構を小型でコンパクトに構成可能な波動式直動機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の波動式直動機構は、
半径方向に撓み可能な可撓性円筒、および、この可撓性円筒の外周面における軸線方向の異なる位置に形成された第１雄ネジおよび第２雄ネジを備え、これら第１、第２雄ネジが逆向きに切られているフレキシブルスクリューと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第１雄ネジが形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第１剛性円筒、および、この第１剛性円筒の内周面に形成された第１雌ネジを備え、この第１雌ネジは前記第１雄ネジに噛み合い可能であると共に当該第１雄ネジとはリードが異なっている第１サーキュラーナットと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第２雄ネジが形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第２剛性円筒、および、この第２剛性円筒の内周面に形成された第２雌ネジを備え、この第２雌ネジは前記第２雄ネジに噛み合い可能であると共に当該第２雄ネジとはリードが異なっている第２サーキュラーナットと、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第１雄ネジが形成されている部分の内側に同軸状に嵌め込まれている非円形輪郭の第１波動発生器と、
前記フレキシブルスクリューにおける前記第２雄ネジが形成されている部分の内側に同軸状に嵌め込まれている非円形輪郭の第２波動発生器と、
前記第１波動発生器および前記第２波動発生器が同軸状に固定されている入力軸とを有しており、
前記フレキシブルスクリューは軸線方向の移動、および、その中心軸線回りの回転ができない状態に保持され、前記第１、第２サーキュラーナットは軸線方向への移動が可能で、その中心軸線回りに回転しない状態に保持されており、
前記第１波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第１雄ネジが形成されている部分が非円形に撓められて、前記第１雄ネジが前記第１雌ネジに対して円周方向に沿って部分的に噛み合った状態が形成されており、
前記第２波動発生器によって前記フレキシブルスクリューの前記第２雄ネジが形成されている部分が非円形に撓められて、前記第２雄ネジが前記第２雌ネジに対して円周方向に沿って部分的に噛み合った状態が形成されており、
前記入力軸が回転して前記第１、第２波動発生器が回転すると、前記第１雄ネジと前記第１雌ネジの噛み合い位置、および、前記第２雄ネジと前記第２雌ネジの噛み合い位置が、それぞれ円周方向に移動して、前記第１、第２サーキュラーナットが軸線方向に沿って逆向きに移動することを特徴としている。【０００６】
ここで、前記第１波動発生器および前記第２波動発生器が楕円形輪郭のものである場合には、前記第１波動発生器によって、前記フレキシブルスクリューの前記第１雄ネジが形成されている部分が楕円形に撓められ、この楕円形の長軸方向の両端に位置する前記第１雄ネジの部分が前記第１雌ネジに噛み合った状態が形成される。また、前記第２波動発生器によって、前記フレキシブルスクリューの前記第２雄ネジが形成されている部分が楕円形に撓められ、この楕円形の長軸方向の両端に位置する前記第２雄ネジの部分が前記第２雌ネジに部分的に噛み合った状態が形成される。【０００７】
本発明の波動式直動機構を用いて把持機構を構成する場合には、この波動式直動機構の前記第１サーキュラーナットに第１把持部材を搭載し、前記第２サーキュラーナットに第２把持部材を搭載すればよい。これにより、前記入力軸の回転方向に応じて、前記第１および第２把持部材が開閉動作を行なう把持機構が得られる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の波動式直動機構では、可撓性円筒の外周面に第１雄ネジおよび第２雄ネジが形成されたフレキシブルスクリューを、共通の入力軸に固定した第１、第２波動発生器によって半径方向に撓めて、第１サーキュラーナットおよび第２サーキュラーナットに部分的に噛み合わせている。入力軸を回転すると、第１、第２サーキュラーナットが相対的に接近および離れる方向に移動する。したがって、第１、第２サーキュラーナットに第１、第２把持部材をそれぞれ搭載しておけば、これら第１、第２把持部材を開閉する把持機構を得ることができる。したがって、従来のように２台の波動式直動機構を用いて把持機構を構成する場合に比べて、小型でコンパクトな把持機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した把持機構の主要部分を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００１０】
１    把持機構
２    ハウジング
３    モータ
４    波動式直動機構
５    第１把持部材
６    第２把持部材
１１  入力軸
１２  第１波動発生器
１３  第２波動発生器
１４  フレキシブルスクリュー
１５  第１サーキュラーナット
１６  第２サーキュラーナット
３２  第１雄ネジ
３３  第２雄ネジ
４２  第１雌ネジ
４４  第２雌ネジ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して説明すると、本発明を適用した把持機構１は、ハウジング２と、このハウジング２に搭載されているモータ３と、ハウジング２に搭載されている波動式直動機構４と、この波動式直動機構４によって開閉動作を行なう一対の把持部材５、６とを有している。モータ３の回転は、例えば、タイミングベルト７およびプーリ８、９などから構成される動力伝達機構を介して、波動式直動機構４に伝達される。【００１２】
波動式直動機構４は、入力軸１１と、第１および第２波動発生器１２、１３と、フレキシブルスクリュー１４と、第１および第２サーキュラーナット１５、１６とを有している。入力軸１１は、軸受け２１、２２を介してハウジング２によって回転自在の状態で支持されている。入力軸１１の一方の軸端部１１ａはハウジング２の内側から外側に突出しており、当該軸端部１１ａにモータ回転力が伝達される。【００１３】
入力軸１１には第１波動発生器１２および第２波動発生器１３が取り付けられている。第１波動発生器１２は、入力軸１１に同軸状に固定、あるいは一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板２３と、この剛性カム板２３の楕円形外周面に装着したウエーブベアリング２４とを備えている。ウエーブベアリング２４は可撓性の内外輪と、これらの間に挿入されている複数個のボールなどの転動体から構成されている。第２波動発生器１３も同様な構成であり、第１波動発生器１２から入力軸１１の軸線方向に所定の距離だけ離れた位置において、入力軸１１に同軸状に固定、あるいは一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板２５と、この剛性カム板２５の楕円形外周面に装着したウエーブベアリング２６とを備えている。【００１４】
フレキシブルスクリュー１４は、第１波動発生器１２、第２波動発生器１３を包含する軸長を備えた半径方向に撓み可能な可撓性円筒３１と、この可撓性円筒３１の外周面に形成された第１雄ネジ３２および第２雄ネジ３３とを備えている。フレキシブルスクリュー１４は、ハウジング２に対して、その中心軸線の方向への移動、および、その中心軸線回りの回転が阻止された状態で取り付けられている。【００１５】
ここで、第１雄ネジ３２と第２雄ネジ３３は逆向きに切られている。また、第１雄ネジ３２は、可撓性円筒３１の軸線方向において、その外周面３１ａにおける第１波動発生器１２が位置する側に形成されており、第２雄ネジ３３は第２波動発生器１３が位置する側に形成されている。本例では、第１雄ネジ３２は、外周面３１ａにおいて、軸線方向の中央位置から一方の端まで形成されており、第２雄ネジ３３は、外周面３１ａにおいて、軸線方向の中央位置から他方の端まで形成されている。これら第１、第２雄ネジ３２、３３を、外周面３１ａにおける一部の領域にのみ形成してもよい。【００１６】
フレキシブルスクリュー１４の内側には、上記の第１、第２波動発生器１２、１３が取り付けられた入力軸１１が同軸状態で装着されている。また、フレキシブルスクリュー１４は、第１、第２波動発生器１２、１３によって楕円形に撓められた状態となっている。【００１７】
次に、第１サーキュラーナット１５は、フレキシブルスクリュー１４における第１雄ネジ３２が形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第１剛性円筒４１と、この第１剛性円筒４１の円形内周面の全体に形成された第１雌ネジ４２とを備えている。第１雌ネジ４２は第１雄ネジ３２に噛み合い可能であると共に当該第１雄ネジ３２とはリードが異なっている。同様に、第２サーキュラーナット１６は、フレキシブルスクリュー１４における第２雄ネジ３３が形成されている部分を同軸状に取り囲んでいる第２剛性円筒４３と、第２剛性円筒４３の円形内周面の全体に形成された第２雌ネジ４４とを備えている。第２雌ネジ４４は第２雄ネジ３３に噛み合い可能であると共に当該第２雄ネジ３３とはリードが異なっている。【００１８】
ここで、前記第１、第２サーキュラーナット１５、１６は、ハウジング２によって、それらの軸線方向への移動は自由であるが、それらの中心軸線回りに回転しない状態に保持されている。【００１９】
この構成の波動式直動機構４では、第１波動発生器１２によって楕円形に撓められているフレキシブルスクリュー１４の第１雄ネジ３２が形成されている部分は、その楕円の長軸方向の両端において、第１サーキュラーナット１５の第１雌ネジ４２に噛み合った状態が形成されている。同様に、第２波動発生器１３によって楕円形に撓められているフレキシブルスクリュー１４の第２雄ネジ３３が形成されている部分は、その楕円の長軸方向の両端において、第２サーキュラーナット１６の第２雌ネジ４４に噛み合った状態が形成されている。入力軸１１が回転して第１、第２波動発生器１２、１３が回転すると、第１雄ネジ３２と第１雌ネジ４２の噛み合い位置、および、第２雄ネジ３３と第２雌ネジ４４の噛み合い位置が、それぞれ円周方向に移動して、第１、第２サーキュラーナット１５、１６が軸線方向に沿って逆向きに移動する。【００２０】
次に、第１把持部材５は、第１サーキュラーナット１５におけるハウジング２から露出している外周部分に搭載されており、当該第１サーキュラーナット１５の半径方向に延びている。同様に、第２サーキュラーナット１６には第２把持部材６が取り付けられており、第２把持部材６は第１把持部材５に対峙した状態で平行に延びている。【００２１】
この構成の把持機構１の動作を説明する。モータ３を駆動して入力軸１１を回転すると、先に述べたように、波動直動機構４によって、モータ３の回転が、第１サーキュラーナット１５および第２サーキュラーナット１６の直線運動に変換される。第１サーキュラーナット１５および第２サーキュラーナット１６は中心軸線４ａの方向に沿って逆向きに移動する。したがって、これらに搭載されている第１把持部材５および第２把持部材６が相対的に開閉する。例えば、左右対称な第１雄ネジ３２および第２雄ネジ３３を形成し、左右対称な第２雌ネジ４２および第２雌ネジ４４を形成した場合には、第１、第２把持部材５、６は逆方向に同一速度で同一距離だけ移動する。このようにすれば、図において実線で示す物体開放位置および想像線で示す物体把持位置の間で、第１、第２把持部材５、６を開閉することができ、物体Ｗの把持および開放動作を行なうことができる。
【図１】
2010021015.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月5日(2011.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この構成の把持機構１の動作を説明する。モータ３を駆動して入力軸１１を回転すると、先に述べたように、波動式直動機構４によって、モータ３の回転が、第１サーキュラーナット１５および第２サーキュラーナット１６の直線運動に変換される。第１サーキュラーナット１５および第２サーキュラーナット１６は中心軸線４ａの方向に沿って逆向きに移動する。したがって、これらに搭載されている第１把持部材５および第２把持部材６が相対的に開閉する。例えば、左右対称な第１雄ネジ３２および第２雄ネジ３３を形成し、左右対称な第１雌ネジ４２および第２雌ネジ４４を形成した場合には、第１、第２把持部材５、６は逆方向に同一速度で同一距離だけ移動する。このようにすれば、図において実線で示す物体開放位置および想像線で示す物体把持位置の間で、第１、第２把持部材５、６を開閉することができ、物体Ｗの把持および開放動作を行なうことができる。
【国際調査報告】
2010021015.tif 000004
2010021015.tif 000005