(57)【要約】【課題】形状記憶合金をアクチュエータとして利用する場合には、過剰な負荷による破壊を回避する手段を設ける必要性が高かった。【解決手段】把持装置１００において、樹脂部材で構成された第１アーム１０および第２アーム１２は、それぞれの末端が固定部５に取り付けられ、それぞれの先端で対象物を挟んで把持する。第１アーム１０および第２アーム１２の中央より先端側に設けられた第１係着部７ａおよび第２係着部７ｂには、線材６が掛けられており、線材６が通電されるとその形状回復力が挟持力として第１アーム１０および第２アーム１２に伝達され、対象物を挟むことができる。【選択図】        図１
2004283946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とで挟むことによって対象物を把持する装置であって、
形状記憶合金で形成された線材の温度変化により発生するその線材の形状回復力を挟持力として前記第１部材および第２部材に対し付与するアクチュエータ機構と、
前記挟持力によって前記対象物に加わる力が予定範囲内に収まるよう余分な力を逃がす緩衝機構と、
を備えることを特徴とする把持装置。
【請求項２】
前記緩衝機構は、前記第１部材および第２部材のうち少なくともいずれかに対して前記余分な力を吸収する弾力性をもたせることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記緩衝機構は、前記第１部材および第２部材のうち少なくともいずれかについて、特定の部位の太さをその部位の周囲より細く設計することによって前記余分な力を吸収する弾力性を確保するよう形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記緩衝機構は、前記第１部材および第２部材のうち少なくともいずれかの部材について、特定の部位に切り欠きを設けることによって前記余分な力を吸収する弾力性を確保するよう形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の把持装置。
【請求項５】
前記緩衝機構は、前記アクチュエータ機構から前記対象物を把持する部位までの距離を比較的長く設計することによって前記余分な力を吸収する弾力性を確保するよう形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の把持装置。
【請求項６】
前記緩衝機構は、前記余分な力を吸収する弾力性をもつ弾性部材であり、前記アクチュエータ機構に含まれる形状記憶合金の線材の一端が前記弾性部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
【請求項７】
前記緩衝機構は、前記余分な力が生じるときに前記第１部材および第２部材に対して付与する挟持力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ機構は、電気的エネルギーを力学的エネルギーに変換する機構であり、
前記緩衝機構は、前記余分な力が生じるときに前記アクチュエータ機構へ供給される電気的エネルギーを低減させることにより前記挟持力を低減させることを特徴とする請求項７に記載の把持装置。
【請求項９】
前記緩衝機構は、前記アクチュエータ機構と並列に接続された常時開型の開閉機構を含み、前記余分な力の作用によって前記開閉機構が閉じられたときに、それまで前記アクチュエータ機構へ供給されていた電気的エネルギーがその開閉機構が接続された経路に分散されることを特徴とする請求項８に記載の把持装置。
【請求項１０】
前記緩衝機構は、前記アクチュエータ機構と直列に接続された常時閉型の開閉機構を含み、前記余分な力の作用によって前記開閉機構が開かれたときに、それまで前記アクチュエータ機構へ供給されていた電気的エネルギーが遮断されることを特徴とする請求項８に記載の把持装置。
【請求項１１】
前記緩衝機構は、前記開閉機構と並列に接続された負荷抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の把持装置。
【請求項１２】
前記緩衝機構は、前記アクチュエータ機構と並列に接続された常時閉型の開閉機構と、前記余分な力の作用によって前記開閉機構が開かれたときに前記アクチュエータ機構への電気的エネルギーの供給を遮断するスイッチング回路と、を含み、
前記スイッチング回路は、前記開閉機構が閉じられたときにその開閉機構の接点間を通る電流が前記線材を通る電流より弱くなるような形で配置されることを特徴とする請求項８に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、把持機構に関する。本発明は特に、微細な対象物を把持するマイクログリッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、形状記憶合金の形状回復力を動力源として利用するアクチュエータが知られている（例えば特許文献１参照）。形状記憶合金を使ったアクチュエータは、装置の小型化に寄与する点や軽量性、静音性などの特徴をもつ。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−３９４８号公報  （全文）
【特許文献２】
特開昭６３−２８５３３９号公報  （全文）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、形状記憶合金はＴｉ−Ｎｉ系の素材などを用いて剛性が高く保たれているとはいえ、予定外の過剰な負荷がかかれば破壊を招くおそれがある。特に、形状記憶合金をアクチュエータとして利用する場合、駆動の対象によってはそうした過剰な負荷も比較的容易に生じやすいため、あらかじめ破壊を回避できるような設計の必要性は高い。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は微細な対象物を適度な力で把持する機構を実現する点にある。本発明の別の目的は、微細な対象物を把持する機構を簡易な構成にて実現する点にある。さらに別の目的は、微細な対象物を把持する機構を機械的または電気的に耐久性を高める点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のある実施の形態は把持装置である。この装置は、第１部材と第２部材とで挟むことによって対象物を把持する装置であって、形状記憶合金で形成された線材の温度変化により発生するその線材の形状回復力を挟持力として第１部材および第２部材に対し付与するアクチュエータ機構と、その挟持力によって対象物に加わる力が予定範囲内に収まるよう余分な力を逃がす緩衝機構と、を備える。
【０００７】
この把持装置は、一般にマイクログリッパとも呼ばれる装置であり、主にピンセット状に形成された二つのアーム（フィンガー）の先端部分で対象物を挟む構造となっている。「第１部材」と「第２部材」は、この把持装置のアームを指し、全体として一体に構成されてもよい。アクチュエータ機構は、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する形状記憶合金の線材を含んでもよい。その線材を通電したとき、線材はその電気エネルギーによって発熱し、その熱エネルギーをもとに力学的エネルギーとしての形状回復力を発生させてもよい。形状記憶合金は二方向性の形状記憶効果をもつものであってもよい。第１部材および第２部材の特定部位に線材が掛けられ、その線材の形状回復力が第１部材および第２部材の開閉方向に働いてもよい。
【０００８】
「緩衝機構」は、第１部材および第２部材のうち少なくともいずれかの形状や構造に特徴をもたせることにより機械的に構成してもよいし、別途緩衝のための部材や構成を加えることにより機械的または電気的に実現してもよい。
【０００９】
例えば、予定される大きさや厚みをもった対象物を把持する際には適度な挟持力が対象物にかかる。一方、予定より大きいか、または予定より厚みのある対象物を把持すると、その挟持力に対抗する力が予定よりも大きくまたは早く第１部材および第２部材にかかってしまう。本態様によれば、対象物の抵抗力が予定より大きい場合にも余分な力が緩衝機構により逃がされる。したがって、形状記憶合金の線材へ無理な負荷がかからず、線材の切断を防止することができる。こうした機構を比較的単純な構成で実現するとともに、対象物にかかる挟持力を適度に保つことができる。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態における把持装置は、通常時に開状態となる常時開型のマイクログリッパであり、スイッチをオンにしている間、二つのアームの先端部で対象物を挟んで把持する機構を有する。この把持装置は、形状記憶合金によるアクチュエータを利用しているので、小型かつ軽量に構成でき、その動作の静音性が高い。また、形状記憶合金は煮沸消毒にも耐えられるので、この把持装置を医療機器の一部に適用することもできる。さらに、対象物を把持する力を適度な力に抑えられるので、生物の卵など柔らかく壊れやすい対象物の把持にも好適である。同様に、ＩＣチップやガラスなどの壊れやすい対象物の把持にも好適である。
【００１２】
図１は、第１実施形態における把持装置の基本構造を示す。把持装置１００は、第１アーム１０、第２アーム１２、固定部５、および線材６を有する。第１アーム１０と第２アーム１２は棒状の樹脂部材にて成形され、それぞれの末端が固定部５に連結され、それぞれの先端が左右にたわんで対象物を挟むことができる。第１アーム１０および第２アーム１２には、それぞれ線材６が掛けられる第１掛止部７ａと第２掛止部７ｂが設けられている。固定部５には線材６の両端が取り付けられる第１係着部８ａと第２係着部８ｂとが設けられている。第１係着部８ａと第２係着部８ｂは金属で形成され、線材６に通電する電極の役割を果たす。第１係着部８ａと第２係着部８ｂは電力供給線１４に接続され、その電力供給線１４の経路上にスイッチ１６と電源１８が接続される。スイッチ１６をオンすると電源１８から電力供給線１４を経由して線材６が通電される。
【００１３】
線材６は、二方向性形状記憶効果をもつ形状記憶合金で形成され、その温度変化で発生する形状回復力が、第１、２アーム１０、１２に開閉方向の変位力として伝達される。すなわち、形状記憶合金により、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換することによって変位力を発生させている。さらに、形状記憶合金に熱エネルギーを生じさせるためにこれを通電するので、全体としては電気エネルギーを力学的エネルギーに変換することによって変位力を発生させることとなる。なお、線材６は、収縮した形状を記憶させた形状記憶合金細線である。
【００１４】
第１掛止部７ａと第２掛止部７ｂは、長尺状の第１アーム１０および第２アーム１２の中央からやや先端側の位置にそれぞれ設けられ、線材６の形状回復力は第１掛止部７ａと第２掛止部７ｂを介して第１アーム１０および第２アーム１２を閉じる方向に伝達される。
【００１５】
ここで、第１アーム１０および第２アーム１２における固定部５に取り付られる末端近傍の部位である第１連結部４ａおよび第２連結部４ｂは、ある程度の弾力性をもつよう設計される。この弾力性は、線材６が通電されてその形状回復力が挟持力として働くとき、第１アーム１０および第２アーム１２が閉じ方向にたわむよう作用する。また、線材６の通電状態が解除されると、第１連結部４ａおよび第２連結部４ｂの弾力性は第１アーム１０および第２アーム１２の開き方向に作用し、第１アーム１０および第２アーム１２はそれぞれ元の位置に戻される。
【００１６】
第１アーム１０は、その先端近傍の部位である第１先端部１ａと略中央から末端にかけての第１主柱部３ａとを含み、これらの間に位置する部位である第１緩衝部２ａは、周囲の第１先端部１ａおよび第１主柱部３ａよりも細く設計されている。これは図２に示すように単に幅を湾曲状に細くした設計であってもよいし、図３に示すように切り欠きを設けることによって幅細にした設計でもよい。第２アーム１２もまた、第１アーム１０と同様に、その先端近傍の部位である第２先端部１ｂと略中央から末端にかけての第２主柱部３ｂとを含み、これらの間に位置する部位である第２緩衝部２ｂは、周囲の第２先端部１ｂおよび第２主柱部３ｂよりも細く設計されている。
【００１７】
この第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、第１アーム１０および第２アーム１２の挟持によって対象物に加わる力が予定範囲内に収まるよう余分な力を逃がす働きをもつ。すなわち、第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂはその形状の設計によって適度な弾力性を確保するように形成されている。これにより、対象物の大きさや厚みが予定する大きさや予定する厚みを超え、挟持力に対する対象物の抗力が予定より大きくなる場合に、線材６に生じる余分な力が線材６を切断しないよう緩衝することができる。
【００１８】
（第２実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１実施形態と同様に通常時に開状態となる常時開型のマイクログリッパであり、スイッチをオンにしている間、二つのアームの先端部で対象物を挟んで把持する機構を有する。ただし、二つのアームのうち一方が固定で他方が可動である片持ち状に構成した点で第１実施形態と異なる。
【００１９】
図４は、第２実施形態における把持装置の基本構造を示す。ここでは、第１アーム１０が第１実施形態と同様に可動であるのに対して、第２アーム１２が固定部５と一体成形される。第１アーム１０は弾力性をもった樹脂部材にて形成されるのに対し、第２アーム１２は弾力性の低い部材にて堅固に形成されている。したがって、線材６が通電されたときに生じる線材６の形状回復力が第１アーム１０および第２アーム１２に開閉方向の変位力として伝達されるが、可動である第１アーム１０だけがたわんで閉じ方向に変位する。
【００２０】
ここで、第１アーム１０の末端近傍の部位である連結部４は、第１実施形態と同様に、第１アーム１０のたわみと、これを元に戻すための弾力性をもつよう設計される。第１アーム１０の先端近傍の部位である先端部１と略中央から末端にかけての主柱部３との間に位置する部位である緩衝部２は、第１実施形態と同様に、周囲の先端部１および主柱部３よりも細く設計されている。緩衝部２により、第１アーム１０および第２アーム１２の挟持によって対象物に加わる力が予定範囲内に収まるよう余分な力が逃がされる。
【００２１】
（第３実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１、２実施形態と異なり、通常時に閉状態となる常時閉型のマイクログリッパであり、スイッチをオンする間、二つのアームの間隔が開き、スイッチをオフにしたときに二つのアームの先端部が対象物を挟んで把持する機構を有する。
【００２２】
図５は、第３実施形態における把持装置の基本構造を示す。本実施形態の第１アーム１０および第２アーム１２における第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂは、それぞれ交差する方向へ傾斜状に形成され、それらが交差した部分より先端側の部位は垂直状に形成される。それら垂直状の部位は、通常時は互いに対向する面が密着するように形成されているので、非通電時には第１アーム１０および第２アーム１２が閉じられているが、通電時には第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂが開放する方向へ移動する。開放時の第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂ間に対象物を配置して通電を解除すれば第１連結部４ａおよび第２連結部４ｂの弾力性によって第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂが閉方向に変位する。その力を利用して第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂの間に対象物を挟んで把持することができる。
【００２３】
第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、第１実施形態と同様に弾力性をもち、第１アーム１０および第２アーム１２の挟持によって対象物に加わる力が予定範囲内に収まるよう余分な力を逃がす。これにより、線材６に生じる余分な力が線材６を切断しないよう緩衝できる。
【００２４】
本実施形態においては、対象物を把持するための第１アーム１０および第２アーム１２の挟持力は、線材６の形状回復力ではなく第１連結部４ａおよび第２連結部４ｂの弾力性を利用している。したがって、対象物の大きさや厚みが予定する大きさや予定する厚みを超えても、その抗力によって線材６に余分な負荷がかからないので、線材６を切断したり破壊することはない。
【００２５】
（第４実施形態）
本実施形態における把持装置は、第３実施形態と同様に通常時に閉状態となる常時閉型のマイクログリッパであり、スイッチをオンする間、二つのアームの間隔が開き、スイッチをオフにしたときに二つのアームの先端部で対象物を挟んで把持する機構を有する。ただし、第２実施形態のように二つのアームのうち一方が固定で他方が可動である片持ち状に構成した点で第３実施形態とは異なる。
【００２６】
図６は、第４実施形態における把持装置の基本構造を示す。ここでは、第１アーム１０が第３実施形態と同様に可動であるのに対して、第２アーム１２が第２実施形態と同様に固定部５と一体成形される。したがって、通電時は第１アーム１０だけがたわんで閉じ方向に変位する。その他、第１アーム１０の構成は第３実施形態における第１アーム１０と同様であり、第１緩衝部２ａが緩衝機構として機能する。
【００２７】
（第５実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１アーム１０および第２アーム１２の形状が他の実施形態と異なる。すなわち、第１アーム１０および第２アーム１２は、アクチュエータ機構から対象物を把持する部位までの距離が比較的長くなるよう設計されている。これにより、第１アーム１０および第２アーム１２は、これらにかかる余分な力を吸収する弾力性が確保される。
【００２８】
図７は、第５実施形態における把持装置の基本構造を示す。第１アーム１０および第２アーム１２における第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂは、それぞれ一部が外側へ突き出すように迂回する形で湾曲している。このように第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂから対象物を把持する部位までの距離を稼いでいる。また、第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、第１実施形態と同様に弾力性をもつ。これにより、第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、全体的に緩衝機構として機能する。なお、アクチュエータ機構から対象物までの距離が比較的長くなる設計である限り、第１アーム１０および第２アーム１２の形状は後述する第９実施形態以降のように任意である。
【００２９】
（第６実施形態）
本実施形態の把持装置は、緩衝機構を電気的な手段で実現する点で第１〜５実施形態と異なる。
【００３０】
図８は、第６実施形態における把持装置の基本構造を示す。把持装置１００は、第１アーム１０、第２アーム１２、線材６、スイッチ１６、電源１８、開閉機構２０、および負荷抵抗２６を有する。開閉機構２０は、固定接点２２と可動接点２４で常時開型に構成され、線材６と並列に接続される。可動接点２４は、板バネ状に形成され、弾力性を有する。負荷抵抗２６は、開閉機構２０と並列に接続される。線材６に通電する電源１８およびスイッチ１６は、係着部２８と可動接点２４を結ぶ経路上に設けられる。
【００３１】
線材６は、第１アーム１０および第２アーム１２の外周面に沿って配置される。線材６は、一端が係着部２８に取り付けられ、他端が可動接点２４に取り付けられる。スイッチ１６をオンすると線材６が通電され、第１アーム１０および第２アーム１２が線材６の収縮方向の形状回復力によって閉方向に変位する。この閉方向の収縮力が第１アーム１０および第２アーム１２へ挟持力として伝達される。
【００３２】
ここで、対象物の大きさや厚みが予定する大きさや予定する厚みを超える場合、第１アーム１０および第２アーム１２へ伝達されるべき挟持力は予定よりも早く対象物の抗力に屈してしまうので、線材６に余分な収縮力が生まれることとなる。係着部２８は位置固定されているが、可動接点２４は弾力性を持っているので、線材６の余分な収縮力は可動接点２４の先端を引っ張り上げる力として働く。
【００３３】
線材６によって引っ張り上げられた可動接点２４は固定接点２２に接触する。その接触によって常時開型である開閉機構２０は閉状態になる。それまで線材６へ流れていた電流が係着部２８と固定接点２２を結ぶ経路に分散され、線材６への電流の流れが抑えられる。すなわち、線材６へ供給される電気エネルギーが低減される。これにより、線材６の収縮力も抑えられるので、第１アーム１０および第２アーム１２に対して付与される挟持力が低減されるとともに、余分な力による線材６の切断が回避される。
【００３４】
一方、開閉機構２０と並列に負荷抵抗２６が接続されている。通常、電源電圧が低くとも電流が流れている接点を急に開閉すると、瞬間的ではあるが火花が飛びやすい状態になる。これは、回路や電源がもつ寄生インダクタンスによるもので、接点を傷める原因となる。そこで、接点部分と並列に負荷抵抗２６を配置することにより接点の損傷、摩耗、劣化を防ぐとともに、アクチュエータのハンチングを抑えることができる。
【００３５】
なお、線材６が発した熱が第１アーム１０および第２アーム１２に伝達されると、その熱が第１アーム１０および第２アーム１２に蓄積されてしまう場合がある。その場合、線材６の通電が解除されてもそのまま第１アーム１０および第２アーム１２がもつ熱によって線材６の熱が冷めにくく、逆方向の形状回復が遅延してしまうおそれがある。そこで、第１アーム１０および第２アーム１２の外周は、特に湾曲した部分以外は線材６に触れないよう細く設計されている。
【００３６】
（第７実施形態）
本実施形態の把持装置は、緩衝機構を電気的な手段で実現する点で第６実施形態と共通するが、スイッチング回路としてのトランジスタを用いてアクチュエータ機構への電力供給を制御する点で第６実施形態と相違する。
【００３７】
図９は、第７実施形態における把持装置の基本構造を示す。把持装置１００は、第１アーム１０、第２アーム１２、線材６、スイッチ１６、電源１８、開閉機構２０、負荷抵抗２６、トランジスタ２７、および付勢バネ２９を有する。線材６は、第１アーム１０および第２アーム１２の外周面に沿って配置される。線材６の両端は、スイッチ１６を介して電源１８の両極に接続される。開閉機構２０は、固定接点２２と可動接点２４とで常時閉型に構成され、線材６と並列に接続される。ここでいう並列とは、開閉機構２０が電気的に見て線材６と並列となることを意図している。これを機械的に見ると固定接点２２は線材６と電源１８を結ぶ経路上に設けられており、可動接点２４が線材６と並列の経路上に設けられて構成されている。線材６の一端が係着部２８に取り付けられ、他端が可動接点２４に取り付けられる。付勢バネ２９は弾力性をもつ部材であり、可動接点２４を固定接点２２側へ付勢する。これにより、開閉機構２０は通常時に閉じ状態となる。
【００３８】
トランジスタ２７は、線材６と直列に接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、そのコレクタ電極が係着部２８を介して線材６の一端と接続され、エミッタ電極がスイッチ１６を介して電源１８の負極と接続される。また、ベース電極が負荷抵抗３１を介して開閉機構２０の固定接点２２と接続される。
【００３９】
スイッチ１６をオンすると線材６が通電されるとともに、第１アーム１０および第２アーム１２が線材６の収縮方向の形状回復力によって閉方向に変位する。すなわち、この閉方向の収縮力が第１アーム１０および第２アーム１２へ挟持力として伝達される。このとき開閉機構２０は閉じられているので固定接点２２とトランジスタ２７のベース電極が接続された経路も通電される。ただし、その経路には負荷抵抗３１が接続されているとともに、所定の増幅率をもったトランジスタ２７のベース電極へ接続されていることから、そのベース電流は増幅率に応じて線材６を通る電流よりも弱い値で落ち着く。すなわち、トランジスタ２７は、可動接点２４から固定接点２２へと流れる電流が線材６を通る電流より弱くなるような形で配置されている。
【００４０】
ここで、対象物の大きさや厚みが予定する大きさや予定する厚みを超える場合があり得る。その場合、第１アーム１０および第２アーム１２へ伝達されるべき挟持力は予定よりも早く対象物の抗力に屈してしまうので、線材６に余分な収縮力が生まれることとなり、線材６の切断または破壊を招くおそれがある。また、一定時間以上スイッチ１６をオンし続けることにより線材６が過熱状態となる場合があり得る。その場合も、線材６に余分な収縮力が生じて切断や破壊を招くおそれがある。
【００４１】
本実施形態では、線材６の係着部２８側の一端は位置固定されているが、可動接点２４側の一端は変位可能に設置されているので、線材６の余分な収縮力は可動接点２４を引っ張り上げる力として働く。線材６の収縮力による可動接点２４を引っ張る力が付勢バネ２９の付勢力を上回ったとき、開閉機構２０が開放される。固定接点２４は非導通状態となり、トランジスタ２７のベース電流が流れなくなるので、コレクタエミッタ間が遮断される。これにより、線材６への電気的エネルギーの供給も遮断され、時間とともに線材６が発する熱エネルギーも低下し、線材６の切断または破壊が防止される。
【００４２】
線材６が発する熱エネルギーが低下するにつれて収縮力も弱まると、次第に付勢バネ２９の付勢力が線材６の収縮力を再び上回って開閉機構２０が閉じられる。以降、線材６の収縮力が増減するにしたがって開閉機構２０は開閉を繰り返す。このような接点の開閉では火花が飛びやすいのが一般的であるが、本実施形態では開閉機構２０の接点間を通る電流がトランジスタ２７および負荷抵抗３１の配置によって十分に弱められているので、火花が飛びにくい。したがって、接点の損傷、摩耗、劣化を防ぐことができる。
【００４３】
（第８実施形態）
本実施形態の把持装置は、開閉機構を線材に並列に接続した点で第７実施形態と共通する。以下、第７実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４４】
図１０は、第８実施形態における把持装置の基本構造を示す。把持装置１００は、第１アーム１０、第２アーム１２、線材６、スイッチ１６、電源１８、開閉機構２０、および付勢バネ２９を有する。開閉機構２０は、常時閉型に構成され、線材６と直列に接続される。付勢バネ２９は可動接点２４を固定接点２２側へ付勢する。
【００４５】
スイッチ１６をオンして線材６が通電されると、線材６の収縮方向の形状回復力が第１アーム１０および第２アーム１２へ挟持力として伝達される。ここで、対象物の大きさや厚みが予定する大きさや予定する厚みを超えた場合、線材６に生まれた余分な収縮力が生まれ、可動接点２４を引っ張り上げる。この力が付勢バネ２９の付勢力を上回ると開閉機構２０が開放され、非導通状態となるので、線材６への電気的エネルギーの供給も遮断され、線材６の切断または破壊が防止される。
【００４６】
（第９実施形態）
本実施形態における把持装置は、第５実施形態と同様に第１アーム１０および第２アーム１２において、アクチュエータ機構から対象物を把持する部位までの距離が比較的長くなるよう設計された常時開型のマイクログリッパである。これにより、第１アーム１０および第２アーム１２は、これらにかかる余分な力を吸収する弾力性が確保される。
【００４７】
図１１は、第９実施形態における把持装置の基本構造を示す。第１アーム１０および第２アーム１２の長さは他の実施形態と比べて直線的に長くなるよう設計されている。第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、それぞれ第１アーム１０および第２アーム１２における略中央に位置する。第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂから第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂに向かって第１アーム１０と第２アーム１２同士の間隔が狭くなるような直線形状を有する。またこの直線部分の距離が比較的長く、第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂから対象物を把持する部位までの距離を稼いでいる。また、第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、第１実施形態と同様に弾力性をもつので、第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、全体的に緩衝機構として機能する。
【００４８】
（第１０実施形態）
本実施形態における把持装置は、第９実施形態と同様に第１アーム１０および第２アーム１２が長尺状に形成された常時開型のマイクログリッパである。ただし、第２実施形態のように二つのアームのうち一方が固定で他方が可動である片持ち状に構成した点で第９実施形態とは異なる。
【００４９】
図１２は、第１０実施形態における把持装置の基本構造を示す。ここでは、第１アーム１０が第９実施形態と同様に可動であるのに対して、第２アーム１２が第２実施形態と同様に固定部５と一体成形される。したがって、通電時は第１アーム１０だけがたわんで閉じ方向に変位する。その他、第１アーム１０の構成は第９実施形態における第１アーム１０と同様であり、第１緩衝部２ａが緩衝機構として機能する。
【００５０】
（第１１実施形態）
本実施形態における把持装置は、第５実施形態の把持装置と同様に、第１アーム１０および第２アーム１２における第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂが、それぞれ一部が外側へ突き出すように迂回する形で湾曲している。ただし、第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂの位置が第５実施形態と異なる。
【００５１】
図１３は、第１１実施形態における把持装置の基本構造を示す。第１掛止部７ａから第１連結部４ａまでの略中間位置の外側に第１緩衝部２ａが設けられ、同様に第２掛止部７ｂから第２連結部４ｂまでの略中間位置の外側に第２緩衝部２ｂが設けられている。したがって、第１先端部１ａと第１掛止部７ａ、第２先端部１ｂと第２掛止部７ｂは、それぞれ異なる系に位置する。第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは第１実施形態と同様に弾力性をもつ。このように第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂから対象物を把持する部位までの距離を稼ぐとともに、線材６による挟持力が第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと異なる系に位置する第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂへ加わるので、その挟持力の第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂへの影響が小さい。これにより、第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、全体的に緩衝機構として機能する。
【００５２】
（第１２実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１１実施形態と同様に第１アーム１０における第１先端部１ａが、外側へ突き出すように迂回する形で湾曲している。ただし、第２実施形態のように二つのアームのうち一方が固定で他方が可動である片持ち状に構成した点で第１１実施形態とは異なる。
【００５３】
図１４は、第１２実施形態における把持装置の基本構造を示す。ここでは、第１アーム１０が第１１実施形態と同様に可動であるのに対して、第２アーム１２が第２実施形態と同様に固定部５と一体成形される。したがって、通電時は第１アーム１０だけがたわんで閉じ方向に変位する。その他、第１アーム１０の構成は第１１実施形態における第１アーム１０と同様であり、第１緩衝部２ａが緩衝機構として機能する。
【００５４】
（第１３実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１１実施形態の把持装置と同様に、第１アーム１０および第２アーム１２における第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂが、それぞれ第１連結部４ａと第１掛止部７ａを結ぶ系、および第２連結部４ｂと第２掛止部７ｂを結ぶ系から迂回した形で設けられている。ただし、第１１実施形態の第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂが、それぞれ第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂよりも外側に突き出た形で設けられているのに対し、本実施形態では内側に突き出た形で設けられている点で異なる。
【００５５】
図１５は、第１３実施形態における把持装置の基本構造を示す。第１掛止部７ａから第１連結部４ａまでの略中間位置の内側に第１緩衝部２ａが設けられ、同様に第２掛止部７ｂから第２連結部４ｂまでの略中間位置の内側に第２緩衝部２ｂが設けられている。したがって、第１先端部１ａと第１掛止部７ａ、第２先端部１ｂと第２掛止部７ｂは、それぞれ異なる系に位置する。第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは第１実施形態と同様に弾力性をもつ。このように第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂから対象物を把持する部位までの距離を稼ぐとともに、線材６による挟持力が第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと異なる系に位置する第１掛止部７ａおよび第２掛止部７ｂへ加わるので、その挟持力の第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂへの影響が小さい。これにより、第１先端部１ａおよび第２先端部１ｂと第１緩衝部２ａおよび第２緩衝部２ｂは、全体的に緩衝機構として機能する。
【００５６】
（第１４実施形態）
本実施形態における把持装置は、第１３実施形態と同様に第１アーム１０における第１先端部１ａが、内側へ突き出すように迂回する形で設けられている。ただし、第２実施形態のように二つのアームのうち一方が固定で他方が可動である片持ち状に構成した点で第１３実施形態とは異なる。
【００５７】
図１６は、第１４実施形態における把持装置の基本構造を示す。ここでは、第１アーム１０が第１３実施形態と同様に可動であるのに対して、第２アーム１２が第２実施形態と同様に固定部５と一体成形される。したがって、通電時は第１アーム１０だけがたわんで閉じ方向に変位する。その他、第１アーム１０の構成は第１３実施形態における第１アーム１０と同様に、第１緩衝部２ａが緩衝機構として機能する。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。そうした変形例を以下挙げる。
【００５９】
第１〜５、９〜１４実施形態において、第１緩衝部２ａ、第２緩衝部２ｂ、第１連結部４ａ、および第２連結部４ｂの位置を図１〜図７、図１１〜図１６に示したが、必ずしも厳密にこれらの部位が弾力性をもつ構成に限定する趣旨ではない。第１アーム１０および第２アーム１２における他の特定の部位が同様の機能を果たす弾力性をもってもよいし、第１アーム１０および第２アーム１２全体が同様の機能を果たす弾力性をもってもよい。
【００６０】
各実施形態において把持装置としてマイクログリッパを例示したが、必ずしも微細な対象物の把持に限られず、様々なスケールのグリッパにこの把持装置を応用してもよい。
【００６１】
第６実施形態においては、開閉機構２０を設け、線材６に生じる余分な収縮力を電気的な手段で回避する構成を例示した。変形例においては、開閉機構２０に含まれる可動接点２４がもつ弾力性を用いて線材６に生じる余分な収縮力を機械的に回避するよう構成してもよい。すなわち、可動接点２４を、線材６の余分な力を吸収する弾力性をもった板バネ状の弾性部材で構成し、線材６の一端をその弾性部材に取り付けておいてもよい。これにより、線材６に生じる余分な収縮力は可動接点２４に吸収される。
【００６２】
第６実施形態における開閉機構２０として常時開型の接点機構を例示した。変形例においては常時閉型の接点機構でもよく、その場合、通電した線材６の収縮力に応じて可動接点２４が引っ張られて開閉機構２０が開かれる構成であってもよい。また、変形例における負荷抵抗２６は、線材６の形状回復力に応じて抵抗値が変化する可変抵抗であってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、形状記憶合金を用いた把持装置の耐久性を機械的または電気的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図２】緩衝部の幅を湾曲状に細く設計した構成を示す図である。
【図３】緩衝部に切り欠きを設けてその幅を細く設計した構成を示す図である。
【図４】第２実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図５】第３実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図６】第４実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図７】第５実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図８】第６実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図９】第７実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１０】第８実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１１】第９実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１２】第１０実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１３】第１１実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１４】第１２実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１５】第１３実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【図１６】第１４実施形態における把持装置の基本構造を示す図である。
【符号の説明】
２  緩衝部、  ６  線材、  １０  第１アーム、  １２  第２アーム、  ２０開閉機構、  ２２  固定接点、  ２４  可動接点、  ２６  負荷抵抗、  ２７トランジスタ、  １００  把持装置。
【図１】
2004283946.tif 000003
【図２】
2004283946.tif 000004
【図３】
2004283946.tif 000005
【図４】
2004283946.tif 000006
【図５】
2004283946.tif 000007
【図６】
2004283946.tif 000008
【図７】
2004283946.tif 000009
【図８】
2004283946.tif 000010
【図９】
2004283946.tif 000011
【図１０】
2004283946.tif 000012
【図１１】
2004283946.tif 000013
【図１２】
2004283946.tif 000014
【図１３】
2004283946.tif 000015
【図１４】
2004283946.tif 000016
【図１５】
2004283946.tif 000017
【図１６】
2004283946.tif 000018