(57)【要約】【課題】把持対象物を安定して把持することのできるロボットハンドおよびロボットを提供すること。【解決手段】ロボットハンドは、第１方向に移動可能な第１指部および第２指部を有する第１グリッパーと、前記第１指部および前記第２指部を接近または離間させる第１駆動部と、前記第１方向と交差する第２方向に前記第１グリッパーと並んで配置され、前記第１方向に移動可能な第３指部および第４指部を有する第２グリッパーと、前記第３指部および前記第４指部を接近または離間させる第２駆動部と、前記第１グリッパーと前記第２グリッパーとを接近または離間させる第３駆動部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に移動可能な第１指部および第２指部を有する第１グリッパーと、
前記第１指部および前記第２指部を接近または離間させる第１駆動部と、
前記第１方向と交差する第２方向に前記第１グリッパーと並んで配置され、前記第１方向に移動可能な第３指部および第４指部を有する第２グリッパーと、
前記第３指部および前記第４指部を接近または離間させる第２駆動部と、
前記第１グリッパーと前記第２グリッパーとを接近または離間させる第３駆動部と、を有することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記第１グリッパーは、前記第１指部および前記第２指部を前記第１方向に移動可能に支持する第１支持部を有し、
前記第１駆動部は、前記第１支持部に設けられ、
前記第２グリッパーは、前記第３指部および前記第４指部を前記第１方向に移動可能に支持する第２支持部を有し、
前記第２駆動部は、前記第２支持部に設けられている請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記第２方向に並んで配置されており、
前記第１駆動部は、前記第１支持部の前記第２支持部側に設けられており、
前記第２駆動部は、前記第２支持部の前記第１支持部側に設けられている請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記第１グリッパーは、前記第１駆動部の駆動により回転する第１ピニオンギアと、前記第１指部に設けられ、前記第１ピニオンギアと噛合している第１ラックギアと、前記第２指部に設けられ、前記第１ピニオンギアと噛合している第２ラックギアと、を有し、
前記第２グリッパーは、前記第２駆動部の駆動により回転する第２ピニオンギアと、前記第３指部に設けられ、前記第２ピニオンギアと噛合している第３ラックギアと、前記第４指部に設けられ、前記第２ピニオンギアと噛合している第４ラックギアと、を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第１グリッパーおよび前記第２グリッパーを前記第２方向に移動可能に支持する第３支持部を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記第３支持部に対して前記第２方向の一方側に前記第１グリッパーが配置され、前記第２方向の他方側に前記第２グリッパーが配置されている請求項５に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記第３支持部に前記第２方向に移動可能に支持され、前記第１グリッパーが接続されている第１スライダーと、
前記第３支持部に前記第２方向に移動可能に支持され、前記第２グリッパーが接続されている第２スライダーと、
前記第３駆動部の駆動により回転する第３ピニオンギアと、
前記第１スライダーに設けられ、前記第３ピニオンギアと噛合している第５ラックギアと、
前記第２スライダーに設けられ、前記第３ピニオンギアと噛合している第６ラックギアと、を有する請求項５または６に記載のロボットハンド。
【請求項８】
前記第３駆動部は、前記第３支持部に設けられている請求項５ないし７のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記第１駆動部、前記第２駆動部および前記第３駆動部は、それぞれ、圧電素子を備え、前記圧電素子の駆動により振動する振動体と、前記振動体の前記振動によって回転するローターと、を有する圧電モーターである請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
前記第１グリッパーと前記第２グリッパーとの間に配置され、前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向に移動可動な掌部と、
前記掌部を前記第３方向に移動させる第４駆動部と、を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
ロボット本体と、
前記ロボット本体に装着されているロボットハンドと、を有し、
前記ロボットハンドは、
第１方向に移動可能な第１指部および第２指部を有する第１グリッパーと、
前記第１指部および前記第２指部を接近または離間させる第１駆動部と、
前記第１方向と交差する第２方向に前記第１グリッパーと並んで配置され、前記第１方向に移動可能な第３指部および第４指部を有する第２グリッパーと、
前記第３指部および前記第４指部を接近または離間させる第２駆動部と、
前記第１グリッパーと前記第２グリッパーとを接近または離間させる第３駆動部と、を有することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドおよびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているロボットハンドが知られている。特許文献１に記載されているロボットハンドは、一体化された第１指部および第２指部と、一体化された第３指部および第４指部と、を有し、第１指部、第２指部と第３指部、第４指部とが接近・離間可能となっている。このようなロボットハンドでは、第１指部、第２指部と第３指部、第４指部とを接近させることで、対象物を把持することができ、第１指部、第２指部と第３指部、第４指部とを離間させることで、把持している対象物をリリースすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３２８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のロボットハンドでは、第１指部および第２指部が一体化されているため、第１指部および第２指部を接近・離間させることができない。同様に、第３指部および第４指部が一体化されているため、第３指部および第４指部を接近・離間させることができない。そのため、把持対象物の形状によっては、４本の指部（第１〜第４指部）を十分に生かすことができず、４本の指部による把持が不十分となってしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係るロボットハンドは、第１方向に移動可能な第１指部および第２指部を有する第１グリッパーと、
前記第１指部および前記第２指部を接近または離間させる第１駆動部と、
前記第１方向と交差する第２方向に前記第１グリッパーと並んで配置され、前記第１方向に移動可能な第３指部および第４指部を有する第２グリッパーと、
前記第３指部および前記第４指部を接近または離間させる第２駆動部と、
前記第１グリッパーと前記第２グリッパーとを接近または離間させる第３駆動部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図２】図１に示すロボットハンドの平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示すロボットハンドの平面図である。
【図５】図１に示すロボットハンドが有する第１グリッパーの側面図である。
【図６】図１に示すロボットハンドが有する第１グリッパーの側面図である。
【図７】図５に示す第１グリッパーの横断面図である。
【図８】図１に示すロボットハンドが有する第２グリッパーの側面図である。
【図９】図１に示すロボットハンドが有する第２グリッパーの側面図である。
【図１０】図８に示す第２グリッパーの横断面図である。
【図１１】対象物を把持した状態のロボットハンドを示す平面図である。
【図１２】対象物を把持した状態のロボットハンドを示す縦断面図である。
【図１３】駆動部を構成する圧電モーターを示す横断面図である。
【図１４】図１３に示す圧電モーターの縦断面図である。
【図１５】図１３に示す圧電モーターが有する圧電アクチュエーターの平面図である。
【図１６】図１５に示す圧電アクチュエーターに印加する駆動電圧を示す図である。
【図１７】図１６に示す駆動電圧を印加したときの圧電アクチュエーターの駆動を示す図である。
【図１８】図１５に示す圧電アクチュエーターに印加する駆動電圧を示す図である。
【図１９】図１８に示す駆動電圧を印加したときの圧電アクチュエーターの駆動を示す図である。
【図２０】図１３に示す圧電モーターが有する圧電モジュールの斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明のロボットハンドおよびロボットを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るロボットハンドについて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットハンドを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットハンドの平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１に示すロボットハンドの平面図である。図５および図６は、それぞれ、図１に示すロボットハンドが有する第１グリッパーの側面図である。図７は、図５に示す第１グリッパーの横断面図である。図８および図９は、それぞれ、図１に示すロボットハンドが有する第２グリッパーの側面図である。図１０は、図８に示す第２グリッパーの横断面図である。図１１は、対象物を把持した状態のロボットハンドを示す平面図である。図１２は、対象物を把持した状態のロボットハンドを示す縦断面図である。図１３は、駆動部を構成する圧電モーターを示す横断面図である。図１４は、図１３に示す圧電モーターの縦断面図である。図１５は、図１３に示す圧電モーターが有する圧電アクチュエーターの平面図である。図１６は、図１５に示す圧電アクチュエーターに印加する駆動電圧を示す図である。図１７は、図１６に示す駆動電圧を印加したときの圧電アクチュエーターの駆動を示す図である。図１８は、図１５に示す圧電アクチュエーターに印加する駆動電圧を示す図である。図１９は、図１８に示す駆動電圧を印加したときの圧電アクチュエーターの駆動を示す図である。図２０は、図１３に示す圧電モーターが有する圧電モジュールの斜視図である。
【００１０】
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印方向先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
【００１１】
図１に示すロボットハンド１は、対象物Ｗを把持するハンドであり、ベース２（第３支持部）と、ベース２に支持された第１グリッパー３、第２グリッパー４および第３グリッパー５と、を有する。第１グリッパー３は、Ｘ軸方向に並び開閉可能な２本の指部３１、３２を有し、第２グリッパー４は、Ｘ軸方向に並び開閉可能な２本の指部４１、４２を有する。また、第１、第２グリッパー３、４は、Ｙ軸方向に接近・離間が可能となっている。このようなロボットハンド１は、４本の指部３１、３２、４１、４２をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であるため、指部３１、３２、４１、４２の相対的な位置関係を高い自由度で制御することができ、指部３１、３２、４１、４２によって対象物Ｗを安定した状態で把持することができる。特に、ロボットハンド１では、第３グリッパー５がＺ軸方向に昇降する掌部５１を有しており、４本の指部３１、３２、４１、４２と掌部５１とによって対象物Ｗを挟持することができるため、対象物Ｗをより安定した状態で把持することができる。以下、このような構成のロボットハンド１について詳細に説明する。
【００１２】
図２に示すように、ベース２は、ロボットハンド１の中央部に位置し、第１グリッパー３、第２グリッパー４および第３グリッパー５を支持している。図３に示すように、ベース２は、Ｚ軸方向に並んで配置された一対の支持部２１、２２と、支持部２１、２２の間にスペースＳを形成するように支持部２１、２２を連結する複数の柱部２０と、を有する。Ｚ軸方向マイナス側に位置する支持部２１は、例えば、ロボットハンド１を後述するロボット本体１１００へ装着するための装着部として機能する。支持部２１、２２の間のスペースＳには、第１、第２グリッパー３、４をＹ軸方向に接近・離間させる駆動部８（第３駆動部）と、掌部５１をＺ軸方向に昇降させる駆動部９（第４駆動部）と、が設けられている。また、駆動部８、９は、Ｚ軸方向に重ねられた状態で支持部２１に固定されている。このように、駆動部８、９をＺ軸方向に重ねて配置することにより、駆動部８、９の設置スペースをより小さくすることができ、ロボットハンド１の小型化を図ることができる。
【００１３】
支持部２２の上面２２１には、Ｙ軸方向に延在する長手形状をなす一対のスライダー２３、２４が配置されている。スライダー２３は、スライドガイド２５を介して支持部２２の上面２２１に設けられ、支持部２２に対してＹ軸方向にスライド可能となっている。ベース２のＹ軸方向マイナス側には第１グリッパー３が配置され、第１グリッパー３がスライダー２３の先端部（Ｙ軸方向マイナス側の端部）に固定されている。一方、スライダー２４は、スライドガイド２６を介して支持部２２の上面２２１に設けられ、支持部２２に対してＹ軸方向にスライド可能となっている。ベース２のＹ軸方向プラス側には第２グリッパー４が配置されており、この第２グリッパー４がスライダー２４の先端部（Ｙ軸方向プラス側の端部）に固定されている。
【００１４】
これらスライダー２３、２４は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。そして、スライダー２３のスライダー２４と対向する面にはラックギア２３１が形成され、スライダー２４のスライダー２３と対向する面にはラックギア２４１が形成されている。さらに、スライダー２３、２４の間にはピニオンギア２７が設けられており、このピニオンギア２７がラックギア２３１、２４１と噛合している。そのため、ピニオンギア２７が回転すると、スライダー２３、２４が互いにＹ軸方向の反対側に移動し、それに伴って、図２および図４に示すように、第１、第２グリッパー３、４同士が接近・離間する。このように、ラックギア２３１、２４１とピニオンギア２７とを用いることにより、簡単な構成で、第１、第２グリッパー３、４を互いに接近・離間させることができる。
【００１５】
なお、本実施形態では、ピニオンギア２７の回転量に対するスライダー２３、２４の移動量が互いにほぼ等しい。これにより、第１、第２グリッパー３、４をバランスよくＹ軸方向に移動させることができる。ただし、これに限定されず、ピニオンギア２７の回転量に対するスライダー２３、２４の移動量が互いに異なっていてもよい。すなわち、ピニオンギア２７の回転に伴って、スライダー２３、２４の一方が他方と比べてＹ軸方向に大きく移動してもよい。
【００１６】
ピニオンギア２７の回転駆動は、駆動部８により行われる。駆動部８は、圧電モーターであり、図３に示すように、モーター本体８１と、モーター本体８１の駆動により回転する回転軸８２と、を有する。モーター本体８１は、支持部２１に固定されている。回転軸８２は、Ｚ軸方向に沿い、支持部２２を貫通して支持部２２の上面２２１側へ突出している。そして、回転軸８２の先端部（支持部２２から突出した部分）にピニオンギア２７が固定されている。このような駆動部８によれば、簡単な構成で、ピニオンギア２７を回転駆動させることができる。特に、本実施形態では、駆動部８として圧電モーターを用いているため、駆動部８の小型化および軽量化を図ることができる。
【００１７】
駆動部８を支持部２１に設けることにより、回転軸８２にピニオンギア２７を直接取り付けることができる。そのため、駆動部８の駆動力を効率的にピニオンギア２７に伝達することができる。また、回転軸８２にピニオンギア２７を直接取り付けることができるため、駆動部８の駆動力をピニオンギア２７に伝達するための駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト、ギア等）が不要となる。したがって、ロボットハンド１の小型化を図ることもできる。また、駆動部８を支持部２１、２２の間のスペースＳに配置することにより、スペースＳを有効活用することができ、ロボットハンド１の小型化を図ることができるし、支持部２２の上面に設けられたスライダー２３、２４およびピニオンギア２７の配置が邪魔されず、ロボットハンド１の設計の自由度が高くなる。
【００１８】
ただし、駆動部８の配置としては、特に限定されず、例えば、支持部２１の下面や支持部２２の上面２２１に配置されていてもよいし、支持部２１、２２以外の部分に配置されていてもよい。また、本実施形態では、回転軸８２にピニオンギア２７が直接取り付けられているが、これに限定されず、例えば、駆動部８とピニオンギア２７の間に減速機や駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト等）を配置してもよい。
【００１９】
図２に示すように、第１グリッパー３は、ベース２のＹ軸方向マイナス側に配置されている。また、図５に示すように、第１グリッパー３は、スライダー２３の先端部に固定された支持部３３（第１支持部）と、支持部３３にＸ軸方向にスライド可能に支持された指部３１、３２と、を有する。支持部３３は、Ｙ軸方向を厚さ方向とする板状をなし、例えば、ねじ止めによってスライダー２３に固定されている。そして、支持部３３の表面３３１側に指部３１、３２がＸ軸方向にスライド可能に支持されている。
【００２０】
指部３１は、スライドガイド３４を介して支持部３３に支持され、支持部３３に対してＸ軸方向にスライド可能なスライダー３１１と、スライダー３１１に固定された指本体３１２と、を有する。同様に、指部３２は、スライドガイド３５を介して支持部３３に支持され、支持部３３に対してＸ軸方向にスライド可能なスライダー３２１と、スライダー３２１に固定された指本体３２２と、を有する。２本の指本体３１２、３２２は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。
【００２１】
スライダー３１１、３２１は、Ｚ軸方向に並んで配置されている。そして、スライダー３１１のスライダー３２１と対向する面にはラックギア３１１ａが形成され、スライダー３２１のスライダー３１１と対向する面にはラックギア３２１ａが形成されている。さらに、スライダー３１１、３２１の間にはピニオンギア３７が設けられ、このピニオンギア３７がラックギア３１１ａ、３２１ａと噛合している。そのため、ピニオンギア３７が回転すると、スライダー３１１、３２１が互いにＸ軸方向の反対側に移動し、それに伴って、図５および図６に示すように、指本体３１２、３２２が接近・離間する。このように、ラックギア３１１ａ、３２１ａとピニオンギア３７とを用いた構成とすることで、簡単な構成で、指本体３１２、３２２を接近・離間させることができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、ピニオンギア３７の回転量に対するスライダー３１１、３２１の移動量が互いにほぼ等しい。これにより、指本体３１２、３２２をバランスよくＸ軸方向に移動させることができる。ただし、これに限定されず、ピニオンギア３７の回転量に対するスライダー３１１、３２１の移動量が互いに異なっていてもよい。すなわち、ピニオンギア３７の回転に伴って、スライダー３１１、３２１の一方が他方と比べてＸ軸方向に大きく移動してもよい。
【００２３】
ピニオンギア３７の回転駆動は、駆動部６（第１駆動部）により行われる。駆動部６は、圧電モーターであり、モーター本体６１と、モーター本体６１の駆動により回転する回転軸６２と、を有する。図７に示すように、モーター本体６１は、支持部３３の裏面３３２側に固定されている。回転軸６２は、Ｙ軸方向に沿い、支持部３３を貫通して支持部３３の表面３３１側へ突出している。そして、回転軸６２の先端部（支持部３３から突出した部分）にピニオンギア３７が固定されている。このような駆動部６によれば、簡単な構成で、ピニオンギア３７を回転駆動させることができる。特に、本実施形態では、駆動部６として圧電モーターを用いているため、駆動部６の小型化および軽量化を図ることができる。
【００２４】
駆動部６を支持部３３に設けることにより、回転軸６２にピニオンギア３７を直接取り付けることが容易となる。そのため、駆動部６の駆動力を効率的にピニオンギア３７に伝達することができる。また、回転軸６２にピニオンギア３７を直接取り付けることができるため、駆動部６の駆動力をピニオンギア３７に伝達するための駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト、ギア等）が不要となる。したがって、ロボットハンド１の小型化を図ることもできる。また、駆動部６を支持部３３の裏面３３２側に設けることにより、ベース２と支持部３３との間のスペースを有効活用することができ、ロボットハンド１の小型化を図ることができるし、支持部３３の表面３３１側に設けられたスライダー３１１、３２１およびピニオンギア３７の配置が邪魔されず、ロボットハンド１の設計の自由度が高くなる。
【００２５】
ただし、駆動部６の配置としては、特に限定されず、例えば、支持部３３の表面３３１側に配置されていてもよいし、支持部３３以外の部分に配置されていてもよい。また、本実施形態では、回転軸６２にピニオンギア３７が直接固定されているが、これに限定されず、例えば、駆動部６とピニオンギア３７との間に減速機や駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト等）を配置してもよい。
【００２６】
図２に示すように、第２グリッパー４は、ベース２のＹ軸方向プラス側に配置されている。すなわち、第２グリッパー４は、ベース２を介して第１グリッパー３とＹ軸方向に対向して配置されている。このような第２グリッパー４は、第１グリッパー３と同様の構成である。
【００２７】
図８に示すように、第２グリッパー４は、スライダー２４に固定された支持部４３（第２支持部）と、支持部４３にＸ軸方向にスライド可能に支持された指部４１、４２と、を有する。支持部４３は、Ｙ軸方向を厚さ方向とする板状をなし、例えば、ねじ止めによってスライダー２４の先端部に固定されている。そして、支持部４３の表面４３１に指部４１、４２がＸ軸方向にスライド可能に支持されている。指部４１は、スライドガイド４４を介して支持部４３に支持され、支持部４３に対してＸ軸方向にスライド可能なスライダー４１１と、スライダー４１１に固定された指本体４１２と、を有する。同様に、指部４２は、スライドガイド４５を介して支持部４３に支持され、支持部４３に対してＸ軸方向にスライド可能なスライダー４２１と、スライダー４２１に固定された指本体４２２と、を有する。２本の指本体４１２、４２２は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。
【００２８】
スライダー４１１、４２１は、Ｚ軸方向に並んで配置されている。そして、スライダー４１１のスライダー４２１と対向する面にはラックギア４１１ａが形成され、スライダー４２１のスライダー４１１と対向する面にはラックギア４２１ａが形成されている。さらに、スライダー４１１、４２１の間にはピニオンギア４７が設けられ、このピニオンギア４７がラックギア４１１ａ、４２１ａと噛合している。そのため、ピニオンギア４７が回転すると、スライダー４１１、４２１が互いにＸ軸方向の反対側に移動し、それに伴って、図８および図９に示すように、指本体４１２、４２２が接近・離間する。このように、ラックギア４１１ａ、４２１ａとピニオンギア４７とを用いた構成とすることで、簡単な構成で、指本体４１２、４２２を接近・離間させることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ピニオンギア４７の回転量に対するスライダー４１１、４２１の移動量が互いにほぼ等しい。これにより、指本体４１２、４２２をバランスよくＸ軸方向に移動させることができる。ただし、これに限定されず、ピニオンギア４７の回転量に対するスライダー４１１、４２１の移動量が互いに異なっていてもよい。すなわち、ピニオンギア４７の回転に伴って、スライダー４１１、４２１の一方が他方と比べてＸ軸方向に大きく移動してもよい。
【００３０】
ピニオンギア４７の回転駆動は、駆動部７（第２駆動部）によって行われる。駆動部７は、圧電モーターであり、モーター本体７１と、モーター本体７１の駆動により回転する回転軸７２と、を有する。図１０に示すように、モーター本体７１は、支持部４３の裏面４３２側に固定されている。回転軸７２は、Ｙ軸方向に沿い、支持部４３を貫通して支持部４３の表面４３１側へ突出している。そして、回転軸７２の先端部（支持部４３から突出した部分）にピニオンギア４７が固定されている。このような駆動部７によれば、簡単な構成で、ピニオンギア４７を回転駆動させることができる。特に、本実施形態では、駆動部７として圧電モーターを用いているため、駆動部７の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３１】
前述したように、駆動部７は、支持部４３に設けられている。このように、駆動部７を支持部４３に設けることにより、回転軸７２にピニオンギア４７を直接取り付けることが容易となる。そのため、駆動部７の駆動力を効率的にピニオンギア４７に伝達することができる。また、回転軸７２にピニオンギア４７を直接取り付けることができるため、駆動部７の駆動力をピニオンギア４７に伝達するための駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト、ギア等）が不要となる。したがって、ロボットハンド１の小型化を図ることもできる。また、駆動部７を支持部４３の裏面４３２側に設けることにより、ベース２と支持部４３との間のスペースを有効活用することができ、ロボットハンド１の小型化を図ることができるし、支持部４３の表面４３１側に設けられたスライダー４１１、４２１およびピニオンギア４７の配置が邪魔されず、ロボットハンド１の設計の自由度を高くすることができる。
【００３２】
ただし、駆動部７の配置としては、特に限定されず、例えば、支持部４３の表面４３１側に配置されていてもよいし、支持部４３以外の部分に配置されていてもよい。また、本実施形態では、回転軸７２にピニオンギア４７が直接固定されているが、これに限定されず、例えば、駆動部７とピニオンギア４７との間に減速機や駆動力伝達機構（例えば、プーリー、ベルト等）を配置してもよい。
【００３３】
図２に示すように、第１、第２グリッパー３、４が有する４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２は、指本体３１２、３２２がＸ軸方向に並んで配置され、指本体４１２、４２２がＸ軸方向に並んで配置され、指本体３１２、４２２がＹ軸方向に並んで配置され、指本体３２２、４１２がＹ軸方向に並んで配置されている。また、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２は、それぞれ、ロボットハンド１の中心軸Ｈに向かって傾斜し、指本体３１２、３２２の離間距離Ｄ１、指本体４１２、４２２の離間距離Ｄ２、指本体３１２、４２２の離間距離Ｄ３および指本体３２２、４１２の離間距離Ｄ４がそれぞれ基端側（Ｚ軸方向マイナス側）から先端側（Ｚ軸方向プラス側）に向けて漸減している。
【００３４】
また、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２を閉じた状態では、指本体３１２、３２２、４１２、４２２の先端部同士が接触するようになっている。指本体３１２の先端部には指本体３２２と接触する接触面３１２ａと指本体４２２と接触する接触面３１２ｂとが設けられている。また、指本体３２２の先端部には指本体３１２（接触面３１２ａ）と接触する接触面３２２ａと指本体４１２と接触する接触面３２２ｂとが設けられている。また、指本体４２２の先端部には指本体３１２（接触面３１２ｂ）と接触する接触面４２２ａと指本体４１２と接触する接触面４２２ｂとが設けられている。また、指本体４１２の先端部には指本体３２２（接触面３２２ｂ）と接触する接触面４１２ａと指本体４２２（接触面４２２ｂ）と接触する接触面４１２ｂとが設けられている。このように、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２を閉じた状態で、指本体３１２、３２２、４１２、４２２の先端部同士が接触することにより、対象物Ｗが小さくても、安定して把持することができる。
【００３５】
図３に示すように、第３グリッパー５は、ベース２に対してＺ軸方向に移動可能（昇降可能）な掌部５１と、一対のボールねじ５２、５３と、を有する。ボールねじ５２、５３は、ナット５２２、５３２と、ナット５２２、５３２に螺合し、ナット５２２、５３２の回転によってＺ軸方向に移動するねじ軸５２１、５３１と、を有する。ねじ軸５２１、５３１の上端部に掌部５１が固定されている。このような構成によれば、ナット５２２、５３２を回転させると、ねじ軸５２１、５３１がＺ軸方向に移動し、それに伴って、掌部５１がＺ軸方向に移動する。
【００３６】
ここで、ロボットハンド１では、２つのボールねじ５２、５３によって掌部５１を支持しているため、掌部５１を安定して支持することができる。特に、２つのボールねじ５２、５３が、中心軸Ｈに対して互いに反対側に位置し、掌部５１のＸ軸方向の両端部を支持しているため、掌部５１をより安定して支持することができる。また、ボールねじ５２、５３をこのような配置とすることにより、ボールねじ５２、５３を中心軸Ｈ（駆動部８の回転軸８２）からずらして配置することができる。そのため、駆動部８の配置が邪魔されない。ただし、これに限定されず、例えば、ボールねじの数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、掌部５１をＺ軸方向に移動させる機構としては、ボールねじに限定されない。
【００３７】
ナット５２２、５３２の回転駆動は、駆動部９（第４駆動部）によって行われる。駆動部９は、圧電モーターであり、モーター本体９１と、モーター本体９１の駆動により回転する回転軸９２と、を有する。モーター本体９１は、回転軸９２がＺ軸方向に沿うようにして支持部２１に固定されている。そして、回転軸９２にはプーリー９３、９４が設けられ、ナット５２２にはプーリー９５が設けられ、ナット５３２にはプーリー９６が設けられている。さらに、プーリー９３、９５は、ベルト９７で接続されており、プーリー９４、９６は、ベルト９８で接続されている。これらプーリー９３、９４、９５、９６およびベルト９７、９８は、駆動部９の駆動力をナット５２２、５３２に伝達するための駆動力伝達機構を構成している。そのため、回転軸９２が回転すると、ナット５２２、５３２が回転し、それに伴って、掌部５１がＺ軸方向に移動（昇降）する。このような駆動部９によれば、簡単な構成で、掌部５１をＺ軸方向に移動させることができる。特に、本実施形態では、駆動部９として圧電モーターを用いているため、駆動部９の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３８】
以上、ロボットハンド１の全体構成について説明した。このようなロボットハンド１によれば、４本の指部３１、３２、４１、４２をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができるため、指部３１、３２、４１、４２の相対的な位置関係を高い自由度で制御することができ、指部３１、３２、４１、４２によって対象物Ｗを安定した状態で把持することができる。
【００３９】
図１１に示すように、幅の太い部分Ｗ１と部分Ｗ１よりも幅の細い部分Ｗ２とを有する対象物Ｗを把持する場合を代表して説明すると、第２グリッパー４の指本体４１２、４２２の離間距離Ｄ２を部分Ｗ１を把持できる距離に合わせ、第１グリッパー３の指本体３１２、３２２の離間距離Ｄ１を部分Ｗ２を把持できる距離に合わせ、さらに、第１グリッパー３（指本体３１２、３２２）と第２グリッパー（指本体４１２、４２２）との離間距離Ｄ５を対象物Ｗの長さに合わせることにより、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２をそれぞれ対象物Ｗに当接させることができ、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２によって、対象物Ｗをバランスよく把持することができる。
【００４０】
さらには、図１２に示すように、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２で対象物Ｗを把持した後、掌部５１をＺ軸方向プラス側（対象物Ｗ側）に移動させて対象物Ｗに当接させることにより、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２と掌部５１とによって対象物Ｗを挟持することができる。そのため、対象物Ｗをさらに安定した状態で把持することができる。また、種々の大きさや形状の対象物Ｗを十分な把持力で把持することができる。
【００４１】
なお、上述の説明では、４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２で対象物Ｗを把持してから掌部５１を対象物Ｗに当接させているが、これに限定されず、掌部５１を対象物Ｗに当接させてから４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２で対象物Ｗを把持してもよいし、掌部５１を対象物Ｗに当接させる動作と４本の指本体３１２、３２２、４１２、４２２で対象物Ｗを把持する動作とを同時に行ってもよい。
【００４２】
次に、駆動部６、７、８、９について簡単に説明する。なお、駆動部６、７、８、９は、それぞれ、圧電モーターであり、互いに同様の構成であるため、以下では、駆動部６について代表して説明し、その他の駆動部７、８、９については、その説明を省略する。
【００４３】
駆動部６は、図１３に示すように、モーター本体６１と、回転軸６２と、を有する。また、モーター本体６１は、ベース６３と、ベース６３に対して中心軸Ｏまわりに回転可能なローター６４と、ローター６４に設けられた被駆動部材６５と、ベース６３に固定された複数の圧電モジュール６６と、を有する。被駆動部材６５は、円環状をなし、ローター６４の主面に中心軸Ｏと同心的に配置されている。また、ローター６４には、中心軸Ｏに沿った回転軸６２が固定されている。
【００４４】
各圧電モジュール６６は、ベース６３の内部空間６３１に収納された状態で、ベース６３に固定されている。図１４に示すように、ベース６３に固定された状態では、各圧電モジュール６６は、被駆動部材６５に向けて付勢されており、適当な摩擦力を持って被駆動部材６５に当接している。各圧電モジュール６６を停止させると、被駆動部材６５との間に生じる摩擦力によってローター６４がベース６３に保持され、ベース６３に対するローター６４の移動が抑制される。そのため、駆動部６の駆動が停止しているときは、指部３１、３２の相対的な位置関係が維持される。したがって、例えば、対象物Ｗを保持している状態であれば、その状態をより確実に維持することができる。反対に、各圧電モジュール６６を駆動させると、各圧電モジュール６６の駆動力が被駆動部材６５に伝わり、ローター６４がベース６３に対して中心軸Ｏ回りに回動する。したがって、各圧電モジュール６６を駆動することにより、指部３１、３２を開閉することができる。
【００４５】
各圧電モジュール６６は、積層された複数の圧電アクチュエーター６７と、圧電アクチュエーター６７を被駆動部材６５に向けて付勢する付勢部６８と、を有する。図１５に示すように、圧電アクチュエーター６７は、振動部６７１と、振動部６７１を支持する支持部６７２と、振動部６７１と支持部６７２とを接続する一対の接続部６７３と、振動部６７１の先端部に設けられ、被駆動部材６５に振動部６７１の駆動力を伝達する伝達部６７４と、を有する。
【００４６】
また、振動部６７１には５つの圧電素子６７１ａ、６７１ｂ、６７１ｃ、６７１ｄ、６７１ｅが設けられている。圧電素子６７１ｃは、振動部６７１の幅方向の中央部において、振動部６７１の長手方向に沿って配置されている。この圧電素子６７１ｃに対して振動部６７１の幅方向の一方側には圧電素子６７１ａ、６７１ｂが振動部６７１の長手方向に沿って配置され、他方側には圧電素子６７１ｄ、６７１ｅが振動部６７１の長手方向に沿って配置されている。これら各圧電素子６７１ａ、６７１ｂ、６７１ｃ、６７１ｄ、６７１ｅは、電圧の印加によって振動部６７１の長手方向に伸縮する。
【００４７】
このような圧電アクチュエーター６７では、例えば、図１６に示す電圧Ｖ１を圧電素子６７１ａ、６７１ｅに印加し、電圧Ｖ２を圧電素子６７１ｃに印加し、電圧Ｖ３を圧電素子６７１ｂ、６７１ｄに印加すると、振動部６７１が長手方向に伸縮すると共に幅方向に屈曲してＳ字状に屈曲振動し、これに伴って、伝達部６７４が図１７に示すように図中反時計回りに楕円運動する。反対に、図１８中の電圧Ｖ１’を圧電素子６７１ａ、６７１ｅに印加し、電圧Ｖ２’を圧電素子６７１ｃに印加し、電圧Ｖ３’を圧電素子６７１ｂ、６７１ｄに印加すると、振動部６７１が長手方向に伸縮すると共に幅方向に屈曲してＳ字状に屈曲振動し、これに伴って、伝達部６７４が図１９に示すように図中時計回りに楕円運動する。このような伝達部６７４の楕円運動が被駆動部材６５に伝わることで、ローター６４がベース６３に対して順回転／逆回転する。
【００４８】
このような圧電アクチュエーター６７には付勢部６８が取り付けられており、この付勢部６８を介して圧電アクチュエーター６７がベース６３に固定されている。付勢部６８は、圧電アクチュエーター６７を被駆動部材６５に向けて付勢する機能を有し、図２０に示すように、圧電アクチュエーター６７を挟持する一対の基板６８０を有する。一対の基板６８０は、それぞれ、基部６８１と、固定部６８２と、基部６８１と固定部６８２とを接続するばね部６８３と、を有する。そして、接着剤等を介して基部６８１に圧電アクチュエーター６７の支持部６７２が固定されている。また、固定部６８２は、ベース６３に固定される部分であり、ベース６３に固定するための貫通孔６８２ａが２つ設けられている。
【００４９】
以上、駆動部６について説明したが、駆動部６の構成としては、圧電素子の伸縮を利用したものであれば、特に限定されない。例えば、上述した構成では、５つの圧電モジュール６６を有しているが、圧電モジュール６６の数としては、特に限定されず、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。また、上述した構成では、各圧電モジュール６６が積層された４つの圧電アクチュエーター６７を有しているが、圧電アクチュエーター６７の数としては、特に限定されず、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。
【００５０】
以上、ロボットハンド１について説明した。このようなロボットハンド１は、前述したように、Ｘ軸方向（第１方向）に移動可能な指部３１（第１指部）および指部３２（第２指部）を有する第１グリッパー３と、指部３１および指部３２を接近または離間させる駆動部６（第１駆動部）と、Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向（第２方向）に第１グリッパー３と並んで配置され、Ｘ軸方向に移動可能な指部４１（第３指部）および指部４２（第４指部）を有する第２グリッパー４と、指部４１および指部４２を接近または離間させる駆動部７（第２駆動部）と、第１グリッパー３と第２グリッパー４とを接近または離間させる駆動部８（第３駆動部）と、を有する。このような構成によれば、第１グリッパー３の指部３１、３２の間隔と、第２グリッパー４の指部４１、４２の間隔と、をそれぞれ独立して制御することができる。つまり、４本の指部３１、３２、４１、４２をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であるため、指部３１、３２、４１、４２の相対的な位置関係を高い自由度で制御することができる。そのため、指部３１、３２、４１、４２によって種々の大きさや形状の対象物Ｗを十分な把持力で安定した状態で把持することができる。
【００５１】
また、前述したように、第１グリッパー３は、指部３１および指部３２をＸ軸方向に移動可能に支持する支持部３３（第１支持部）を有し、駆動部６は、支持部３３に設けられている。また、第２グリッパー４は、指部４１および指部４２をＸ軸方向に移動可能に支持する支持部４３（第２支持部）を有し、駆動部７は、支持部４３に設けられている。このように、駆動部６を支持部３３に設けることにより、駆動部６を指部３１、３２の近くに配置することができ、駆動部６の駆動力を効率的に指部３１、３２に伝達することができる。同様に、駆動部７を支持部４３に設けることにより、駆動部７を指部４１、４２の近くに配置することができ、駆動部７の駆動力を効率的に指部４１、４２に伝達することができる。
【００５２】
また、前述したように、支持部３３および支持部４３は、Ｙ軸方向に並んで配置されており、駆動部６は、支持部３３の支持部４３側（裏面３３２側）に設けられており、駆動部７は、支持部４３の支持部３３側（裏面４３２側）に設けられている。支持部３３の裏面３３２側のスペースを、駆動部６を配置するためのスペースとして有効活用することができ、支持部４３の裏面４３２側のスペースを、駆動部７を配置するためのスペースとして有効活用することができる。そのため、ロボットハンド１の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、前述したように、第１グリッパー３は、駆動部６の駆動により回転するピニオンギア３７（第１ピニオンギア）と、指部３１に設けられ、ピニオンギア３７と噛合しているラックギア３１１ａ（第１ラックギア）と、指部３２に設けられ、ピニオンギア３７と噛合しているラックギア３２１ａ（第２ラックギア）と、を有する。これにより、ピニオンギア３７を回転させることにより、指部３１、３２を接近・離間させることができ、指部３１、３２を接近・離間させる機構が簡単なものとなる。同様に、第２グリッパー４は、駆動部７の駆動により回転するピニオンギア４７（第２ピニオンギア）と、指部４１に設けられ、ピニオンギア４７と噛合しているラックギア４１１ａ（第３ラックギア）と、指部４２に設けられ、ピニオンギア４７と噛合しているラックギア４２１ａ（第４ラックギア）と、を有する。これにより、ピニオンギア４７を回転させることにより、指部４１、４２を接近・離間させることができ、指部４１、４２を接近・離間させる機構が簡単なものとなる。
【００５４】
また、前述したように、ロボットハンド１は、第１グリッパー３および第２グリッパー４をＹ軸方向に移動可能に支持するベース２（第３支持部）を有する。これにより、ベース２を介して、第１グリッパー３と第２グリッパー４とを接続することができるため、第１グリッパー３と第２グリッパー４とをＹ軸方向に移動（接近・離間）させ易くなる。
【００５５】
また、前述したように、ベース２に対してＹ軸方向マイナス側（Ｙ軸方向の一方側）に第１グリッパー３が配置され、Ｙ軸方向プラス側（Ｙ軸方向の他方側）に第２グリッパー４が配置されている。これにより、ベース２によって、第１、第２グリッパー３、４をバランスよく支持することができる。
【００５６】
また、前述したように、ロボットハンド１は、ベース２にＹ軸方向に移動可能に支持され、第１グリッパー３が接続されているスライダー２３（第１スライダー）と、ベース２にＹ軸方向に移動可能に支持され、第２グリッパー４が接続されているスライダー２４（第２スライダー）と、駆動部８の駆動により回転するピニオンギア２７（第３ピニオンギア）と、スライダー２３に設けられ、ピニオンギア２７と噛合しているラックギア２３１（第５ラックギア）と、スライダー２４に設けられ、ピニオンギア２７と噛合しているラックギア２４１（第６ラックギア）と、を有する。このような構成によれば、駆動部８の駆動によってピニオンギア２７を回転させることにより、第１、第２グリッパー３、４を接近・離間させることができ、第１、第２グリッパー３、４を接近・離間させる機構が簡単なものとなる。
【００５７】
また、前述したように、駆動部８は、ベース２に設けられている。このように、駆動部８をベース２に設けることにより、駆動部８をスライダー２３、２４の近くに配置することができる。そのため、駆動部８の駆動力を効率的にスライダー２３、２４に伝達することができる。
【００５８】
また、前述したように、ロボットハンド１は、第１グリッパー３と第２グリッパー４との間に配置され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差するＺ軸方向（第３方向）に移動可動な掌部５１と、掌部５１をＺ軸方向に移動させる駆動部９（第４駆動部）と、を有する。これにより、４本の指部３１、３２、４１、４２と掌部５１とで対象物Ｗを挟持することができ、対象物Ｗをより安定して把持することができる。
【００５９】
また、前述したように、駆動部６は、圧電素子６７１ａ、６７１ｂ、６７１ｃ、６７１ｄ、６７１ｅを備え、圧電素子６７１ａ、６７１ｂ、６７１ｃ、６７１ｄ、６７１ｅの駆動により振動する振動部６７１（振動体）と、振動部６７１の振動によって回転するローター６４と、を有する圧電モーターである。駆動部７、８、９についても、同様の構成の圧電モーターである。このように、駆動部６、７、８、９として圧電モーターを用いることで、例えば、電磁モーターを用いる場合と比較して、駆動部６、７、８、９の小型化および軽量化を図ることができる。特に、ロボットハンド１には４つの駆動部６、７、８、９が設けられているため、これら全ての駆動部６、７、８、９が小型化および軽量化されることにより、ロボットハンド１の小型化および軽量化に著しく寄与する。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るロボットについて説明する。
【００６１】
図２１は、本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
図２１に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、ロボット本体１１００と、ロボット本体１１００に装着されているロボットハンド１と、を有する。
【００６２】
ロボット本体１１００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１１１０（第１部材）と、ベース１１１０に回動自在に連結されたアーム１１２０（第２部材）と、アーム１１２０に回動自在に連結されたアーム１１３０（第３部材）と、アーム１１３０に回動自在に連結されたアーム１１４０と、アーム１１４０に回動自在に連結されたアーム１１５０と、アーム１１５０に回動自在に連結されたアーム１１６０と、アーム１１６０に回動自在に連結されたアーム１１７０と、これらアーム１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０、１１７０の駆動を制御する制御装置１１８０と、を有している。また、アーム１１７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット本体１１００に実行させる作業に応じたエンドエフェクターとして、ロボットハンド１が装着される。
【００６３】
このように、ロボット１０００は、ロボット本体１１００と、ロボット本体１１００に装着されているロボットハンド１と、を有する。そして、ロボットハンド１は、前述した第１実施形態で説明したように、Ｘ軸方向（第１方向）に移動可能な指部３１（第１指部）および指部３２（第２指部）を有する第１グリッパー３と、指部３１および指部３２を接近または離間させる駆動部６（第１駆動部）と、Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向（第２方向）に第１グリッパー３と並んで配置され、Ｘ軸方向に移動可能な指部４１（第３指部）および指部４２（第４指部）を有する第２グリッパー４と、指部４１および指部４２を接近または離間させる駆動部７（第２駆動部）と、第１グリッパー３と第２グリッパー４とを接近または離間させる駆動部８（第３駆動部）と、を有する。このような構成によれば、４本の指部３１、３２、４１、４２をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であるため、指部３１、３２、４１、４２の相対的な位置関係を高い自由度で制御することができる。そのため、指部３１、３２、４１、４２によって種々の大きさや形状の対象物Ｗを十分な把持力で安定した状態で把持することができる。
【００６４】
なお、ロボット１０００の構成としては、本実施形態の構成に限定されず、例えば、水平多関節ロボット（スカラロボット）や双腕ロボットであってもよい。
【００６５】
以上、本発明のロボットハンドおよびロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸がそれぞれ直交しているが、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、交差していればよく、直交していなくてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…ロボットハンド、２…ベース、２０…柱部、２１、２２…支持部、２２１…上面、２３、２４…スライダー、２３１、２４１…ラックギア、２５、２６…スライドガイド、２７…ピニオンギア、３…第１グリッパー、３１、３２…指部、３１１、３２１…スライダー、３１１ａ、３２１ａ…ラックギア、３１２、３２２…指本体、３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂ…接触面、３３…支持部、３３１…表面、３３２…裏面、３４、３５…スライドガイド、３７…ピニオンギア、４…第２グリッパー、４１、４２…指部、４１１、４２１…スライダー、４１１ａ、４２１ａ…ラックギア、４１２、４２２…指本体、４１２ａ、４１２ｂ、４２２ａ、４２２ｂ…接触面、４３…支持部、４３１…表面、４３２…裏面、４４、４５…スライドガイド、４７…ピニオンギア、５…第３グリッパー、５１…掌部、５２、５３…ボールねじ、５２１、５３１…ねじ軸、５２２、５３２…ナット、６…駆動部、６１…モーター本体、６２…回転軸、６３…ベース、６３１…内部空間、６４…ローター、６５…被駆動部材、６６…圧電モジュール、６７…圧電アクチュエーター、６７１…振動部、６７１ａ、６７１ｂ、６７１ｃ、６７１ｄ、６７１ｅ…圧電素子、６７２…支持部、６７３…接続部、６７４…伝達部、６８…付勢部、６８０…基板、６８１…基部、６８２…固定部、６８２ａ…貫通孔、６８３…ばね部、７、８、９…駆動部、７１、８１、９１…モーター本体、７２、８２、９２…回転軸、９３、９４、９５、９６…プーリー、９７、９８…ベルト、１０００…ロボット、１１００…ロボット本体、１１１０…ベース、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０、１１７０…アーム、１１８０…制御装置、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５…離間距離、Ｈ…中心軸、Ｏ…中心軸、Ｓ…スペース、Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２、Ｖ２’、Ｖ３、Ｖ３’…電圧、Ｗ…対象物、Ｗ１…部分、Ｗ２…部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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