(57)【要約】電動ピンセット１は、モータ５２を収納するケース部６０と、ケース部６０に一端部が連結固定され、他端部１３ｇが往復の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持するフィンガー１３と、モータ５２を回転及び停止させるスイッチ５７と、ケース部６０に収納され、モータ５２の軸５２ａに連結されると共に、モータ５２の一方向の回転を、他端部１３ｇに対して所定の往復方向の並進変位量に変換する変換機構３０と、を備えたものである。
2004103647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有するモータと、
前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、
該変換機構及び前記モータを収納するケース部と、
該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
一端面が前記把持部材の前記一端部又は前記他端部とに連結されると共に、他端面が前記移動部又はケース部に連結されて弾性変形する調整部材と、
該調整部材を所定量押圧させて前記一端部と前記他端部との前記並進変位の方向の距離を調整する押圧手段と、
を備えたことを特徴とする電動ピンセット。
【請求項２】
軸を有するモータと、
前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、
該変換機構を収納すると共に、少なくとも二つに分割されたネジが形成された第１のケース、該第１のケースに螺合された第２のケースとを有するケース部と、
前記第１のケースに一端部が連結固定され、前記他端部が前記変換機構の前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
前記第１のケースと前記第２のケースとに介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第１の弾性部材と、
を備えたことを特徴とする電動ピンセット。
【請求項３】
軸を有するモータと、
該モータを収納するケース部と、
該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が往復の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の他端部に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部の端部にネジ孔を有する変換機構と、
前記ネジ孔に螺合するネジ部材と、
前記ネジ部材と前記移動部との間に介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第２の弾性部材と、
を備えたことを特徴とする電動ピンセット。
【請求項４】
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、
前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、
前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、
を備えたことを特徴とする請求の範囲２又は３に記載の電動ピンセット。
【請求項５】
前記第２のケースは、前記押圧部材及び前記カムフォロワを収納し、
前記第１のケースは、前記把持部材の前記一端部を固定した、
ことを特徴とする請求の範囲４に記載の電動ピンセット。
【請求項６】
軸を有するモータと、
前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向に並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、
一端部を有し、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
該把持部材の他端部を係合させる係合部を有するベース部材と、
孔を有し、該ベース部材を着脱自在に係合させる凹部を有し、該凹部の内側面にネジが設けられたホルダー部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の共有部に対して、所定の往復方向の並進変位量に変換する変換機構と、
前記ベース部材と前記ホルダー部材との間に介在させると共に、孔を有する第３の弾性部材と、
前記ネジに螺合するネジが設けられたナット部材と、
を備えたことを特徴とする電動ピンセット。
【請求項７】
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、
前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、
前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、
を備えたことを特徴とする請求の範囲６に記載の電動ピンセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、微小部品を把持するピンセットの改良に関し、詳しくは、変位拡大機構を有する簡易な電動ピンセットに関するものである。
【背景技術】  発明者は、先に国際公開番号ＷＯ９９／３０８７７号公報にて、きわめて単純機構に成るグリッパーを提案した。かかるグリッパーは、フィンガー（把持部材）に長柱の座屈現象を応用することにより、特別の変位拡大機構を有することなく、わずかな並進移動量がフィンガー先端において、１０数倍に拡大された曲げ変位量に変換される特徴を有するものである。
かかるグリッパーによれば、微小部品のソフトな把持ができ、小形軽量のために、ロボットハンドに適するものであった。
そして、発明者は鋭意研究、検討を重ねた結果、以下の技術的な課題を見出して、その課題を克服した電動ピンセットを出願した。すなわち所定の開放・閉成（把持）動作により被対象物を把持する用途に上記グリッパーを適用しようとすると、把持部材の開放量及び閉成量を適当な値に設定しなければならい。このため、把持部材の他端部における往復の並進変位量が所定値になるようにモータの正方向の回転角度、逆方向の回転角度を調整しなければならず煩雑であることである。かかる煩雑さを軽減した電動ピンセットを出願した（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ０１／１０３２４）。
しかしながら、わずかな並進移動量がフィンガー先端において、１０数倍に拡大された曲げ変位量に変換されるので、フィンガーの一端部をケース部に連結固定したり、他端部を並進移動部に連結固定したりするのに、必然として微小な調整作業を必要としていた。しかも、被対象物によって把持部材の開閉量を調整したことも生じていた。
【発明の開示】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、並進変位量の拡大機能を有する把持部材の取付け調整を簡易にすると共に、該把持部材の開閉量を簡易に調整可能な電動ピンセットを提供するものである。
本発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、該変換機構及び前記モータを収納するケース部と、該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、一端面が前記把持部材の前記一端部又は前記他端部とに連結されると共に、他端面が前記移動部又はケース部に連結されて弾性変形する調整部材と、該調整部材を所定量押圧させて前記一端部と前記他端部との前記並進変位の方向の距離を調整する押圧手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、変換機構がモータの一方向の回転を、把持部材の他端部に対して、所定の往復並進変位量に変換し、スイッチ手段がモータを回転・停止するという第１の作用を奏する。すなわち、変換機構は把持部材の開閉量が一定になるように把持部材の他端部の並進変位量が所定の値にする。したがって、例えば一定の被対象物を閉成（把持）及び開放させる電動ピンセットを容易に得ることができるという第１の効果がある。
しかも、押圧手段が弾性部材を所定量押圧させて把持部材の一端部と他端部とのモータ軸方向の距離、すなわち移動部の並進変位方向の距離を調整する。よって、簡易に、把持部材の開閉量を調整できると共に、把持部材の取付け調整ができるという効果がある。
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、該変換機構を収納すると共に、少なくとも二つに分割された第１のケース、該第１のケースに螺合された第２のケースとを有するケース部と、前記第１のケースに一端部が連結固定され、前記他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記第１のケースと前記第２のケースとに介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第１の弾性部材と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、上記第１の作用、効果を奏し、しかも、第１のケース部と第２のケース部との螺合量を調整して第１の弾性部材を変形させることにより把持部材の他端部に対して把持部材の一端部の並進変位方向の距離を調整することで、把持部材の開閉量を簡易に調整できる。すなわち、第１のケース部と第２のケース部との螺合量を調整することにより第１の弾性部材が収縮すると、把持部材における先端の開放量が拡大し、逆に第１の弾性部材が伸張すると、把持部材における先端の開放量が狭くなる。したがって、簡易に、把持部材の開閉量を調整できると共に、把持部材の取付け調整ができるという効果がある。
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、該モータを収納するケース部と、該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が往復の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の他端部に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部の端部にネジ孔を有する変換機構と、前記ネジ孔に螺合するネジ部材と、前記ネジ部材と前記移動部との間に介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第２の弾性部材と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、上記第１の作用、効果を奏し、しかも、ネジ部材をネジ孔に羅合してねじ込むことにより第２の弾性部材を収縮すると、把持部材における先端の開放量が狭くなり、逆に第２の弾性部材を伸張すると、把持部材における先端の開放量が広くなる。したがって、簡易に、把持部材の開閉量を調整できると共に、把持部材の取付け調整ができるという効果がある。
他の発明に係る電動ピンセットにおける変換機構は、軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、簡易な構成でモータの一方向の回転を、把持部材の他端部に対して、所定の往復方向の並進変位に変換する変換機構を得ることができると共に、カムとカムフォロワとを押圧部材により押圧するので、モータの回転によるカムの動作を確実にカムフォロワに伝達することができるという効果がある。
他の発明に係る電動ピンセットにおける第２のケースは、押圧部材及びカムフォロワを収納し、第１のケースは、把持部材の一端部を固定した、ことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、第１の弾性部材の変形が、押圧部材の収縮・伸張に影響を与えなることなく、把持部材の開閉量を調整しながら、把持部材の把持力を一定に保持する電動ピンセットを得ることができる。
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向に並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、一端部を有し、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、該把持部材の他端部を係合させる係合部を有するベース部材と、孔を有し、該ベース部材を着脱自在に係合させる凹部を有し、該凹部の内側面にネジが設けられたホルダー部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の共有部に対して、所定の往復方向の並進変位量に変換する変換機構と、前記ベース部材と前記ホルダー部材との間に介在させると共に、孔を有する第３の弾性部材と、前記ネジに螺合するネジが設けられたナット部材と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる電動ピンセットによれば、上記第１の作用、効果を奏し、しかも、ナット部材をネジ孔に羅合してねじ込むことにより第３の弾性部材を収縮すると、把持部材における先端の開放量が狭くなり、逆に第３の弾性部材を伸張すると、把持部材における先端の開放量が広くなる。したがって、簡易に、把持部材の開閉量を調整できると共に、把持部材の取付け調整ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明の一実施例による電動ピンセットの全体断面図である。
第２図は、第１図に示す電動ピンセットに用いるフィンガーユニットの斜視図である。
第３図は、第１図に示すカム機構で、カムフォロワの正面図（ａ）、カムフォロワの右側面図（ｂ）、カムの左側面図（ｃ）、カムの正面図（ｄ）である。
第４図は、第１図に示す電動ピンセット用いるフィンガーホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）である。
第５図は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるフィンガーホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）である。
第６図は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるカムフォロワホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）である。
第７図は、第５図に示すフィンガーホルダと第６図に示すカムフォロワホルダとによる組立断面図である。
第８図は、本発明の他の実施例で電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図である。
第９図は、第８図に示す止めネジと弾性ワッシャとを組み付けた正面図（ａ）、右側面図（ｂ）である。
第１０図は、本発明の他の実施例で電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図である。
第１１図は、第１０図に示すフィンガーホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）である。
第１２図は第１０図に示すフィンガーベースの平面図である。
第１３図は第１１図に示すフィンガーホルダと第１２図に示すフィンガーベース等との組立断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】  本発明の一実施例となる電動ピンセットを第１図乃至第４図によって説明する。第１図は、本発明の一実施例による電動ピンセットの全体断面図、第２図は、第１図に示す電動ピンセットに用いるフィンガーユニットの斜視図、第３図は、第１図に示すカム機構で、カムフォロワの正面図（ａ）、カムフォロワの右側面図（ｂ）、カムの左側面図（ｃ）、カムの正面図（ｄ）、第４図は、第１図に示す電動ピンセット用いるフィンガーホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）である。
第１図において、電動ピンセット１は、一端部と他端部とを有する把持部材としての把持フィンガー１３を有すると共に、フィンガーユニット１０と、把持フィンガー１３の共有部（他端部）１３ｇに連結されると共に、該共有部１３ｇを並進変位させるモータ５２を有する駆動部５０と、モータ５２の軸５２ａにおける一方向、すなわち、正転又は逆転のうちいずれか一つとなる一定方向の回転を、把持フィンガー１３の共有部１３ｇに対して、所定の往復方向の並進変位に変換し、往路と復路との並進変位量を同一の大きさに変換させる変換機構３０と、把持フィンガー１３の共有部１３ｇを変換機構３０の端部に固定される止めネジ１５と、駆動部５０、変換機構３０を収納させると共に、フィンガーユニット１０を固定すると共に、把持フィンガー１３の開閉量を調整する機能を有するケース部６０とから成っている。
フィンガーユニット１０は、第２図に示すように把持部材としての把持フィンガー１３と、ベース部材としてのフィンガーベース１１とから成り、把持フィンガー１３は、中央部には孔１３ｅを中央に有する他端部としての共有部１３ｇを有し、Ｖ字片１３ｖの外側片には、中央にスリット１３ｓを有しており、並進変位に基づいて共有部１３ｇが引っ張られたり、戻されたりして先端１３ｘが（第１図の水平方向に）拡大変位することにより開閉動作する、略Ｖ形状の二つのＶ字片１３ｖを有するように形成されており、Ｖ字片１３ｖにより被対象物を把持したり解放したりするように構成されている。
フィンガーベース１１は、平座金状で、中央に穿設された孔１１ｅを有し、外周に二つの突起片１１ｔが設けられており、把持フィンガー１３のＶ字片１３ｖの端部、すなわち、把持フィンガー１３の一端部を挟持しながら係合される二つの切り欠き１１ｃが設けられている。突起片１１ｔには、スリット１１ｓが設けられて、該スリット１１ｓと連続する円弧状のスリット１１ｇにより、突起片１１ｔの側面が押圧挟持されるとスリット１１ｓを開く向きに復原ばね力が作用する。このため突起片１１ｔの側面を挟持してフィンガーホルダ６２の溝に挿入して、上記挟持を解放することでばね力により突起片１１ｔが復原して該溝に係合されるように形成されている。
なお、スリット１１ｇがスリット１１ｓの左右円周状に所定の長さに形成されているが、突起片１１ｔに押圧復原ばね力が作用すれば、どちらか一方のみでも良い。
変換機構３０は、モータ５２の軸５２ａに連結されると共に、カム３３と移動部としてのカムフォロワ３５から成っている。カム３３は、第３図に示すように、段付き軸の端面にカム輪郭３３ｒと、軸心部にモータ５２の軸５２ａに嵌合して固定される同形状の回り止め穴３３ｗが形成されている。カム輪郭３３ｒは、二つの平面からなる揚程部としての最大揚程部３３ｓ、最小揚程部３３ｔとこれらの領域を連結する変動領域３３ｕ、３３ｖから成る。
一方、カムフォロワ３５は、三つの段付き円柱部３５ａ、３５ｂ、３５ｃから成り、円柱部３５ａに一部が他端面に掛かる貫通された孔３５ｄが施されている。この孔３５ｄに平行ピン３７が嵌合され、その先端部および側面の一部は孔３５ｄから突出する。そして、平行ピン３７とカム３５のカム輪郭３３ｒ（揚程部）と当接するところが当接部３７ｙとなる。平行ピン３７の先端部はフィンガーホルダ６２の溝６２ｕに挿入される。端部としての円柱部３５ｃには、把持フィンガー１３の共有部１３ｇをネジにより結合するネジ穴３５ｅが施されている。
カム３３およびカムフォロワ３５の外周には第１、第２のコイルばね２１、２２が嵌合されている。第２のコイルばね２２はカム３３の段付き部とモータケース６６との間に、また押圧部材としての第１のコイルばね２１はカムフォロワ３５の円柱部３５ａとフィンガーホルダ６２の円筒状中空部６２ａ端との間に、ともに圧縮状態で装着されている。そして第１のコイルばね２１の圧縮力が第２のコイルバネ２２よりも大きくなるように構成されている。これは、カム３３とカムフォロワ３５とを確実に接触させるためである
駆動部５０は、モータ５２とその駆動源となる電池５３から成る。モータ５２には、遊星歯車機構による減速機付きモータで、該減速機付きモータを用いているのは、第一に回転速度を適当な値に減速して把持フィンガー１３の共有部１３ｇにおける並進変位量の移動速度を調整して把持フィンガー１３の開閉速度を適切にするためである。第二に、把持フィンガー１３が被対象物を把持した状態で、モータ５２の電源がスイッチ５７によって遮断されても、モータ５２の回転を停止状態に維持することにより把持フィンガー１３が閉成から開放することを防ぐためである。
スイッチ手段としてのスイッチ５７は、ケース部６０に固定されると共に、直流電源の電池５３をモータ５２に接続及び開放することによりモータ５２を回転及び停止させるもので、モータ５２には、電池５３の極性が同一のままで、モータ５２を一定方向に回転及び、停止するように構成されている。
ケース部６０は、変換機構３０を収納すると共に、フィンガーユニット１０のフィンガーベース１１を固定する第１のケースとしてのフィンガーホルダ６２と、モータ５２の端部を固定すると共に、フィンガーホルダ６２の端部を固定する第２のケースとしてのモータケース６６と、モータ５２、電池５３を収納する駆動ケース６４と、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とに介在された中空部を有するゴムから成る弾性部材、調整部材としてのリング７０とを備えている。
すなわち、リング７０は、一端面が把持フィンガー１３に連結されると共に、他端面がモータケース６６に連結されている。また、フィンガーホルダ６２には、外周には雄ネジ６２ｎが施されており、モータケース６６には、端部の内側面に沿って該雄ネジ６２ｎと雌ネジが施されており、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とが螺合（ネジ結合）されている。
ここで、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とのねじ込み量を調整することで押圧手段として機能し、押圧されたリング７０の弾性変形量が変化して、把持フィンガー１３の一端部の並進変位位置が変化する。よって、把持フィンガー１３の一端部と他端部との並進変位方向の距離が短くなるので、把持フィンガー１３の開閉量を調整できるように形成されている。
第４図において、フィンガーホルダ６２は、円柱状の中空部６２ａ、中央にカムフォロワ３５の円柱部３５ｃが挿入される孔６２ｅが穿設されており、中空部６２ａには、カムフォロワ３５の平行ピン３７を摺動させる半円状の溝６２ｕがカムフォロワ３５の並進変位方向に沿って並進変位量よりも長く形成されている。ここで、カムフォロワ３５の平行ピン３７がフィンガーホルダ６２の溝６２ｕを摺動しながら移動するのは、カム３３の回転によるカムフォロワ３５の回転を防止するためである。一方、フィンガーホルダ６２の先端円筒部には、直径方向に六個、すなわち三組のスリット６７が施されている。ここで、複数のスリット組を設けたのは、スイッチ５７の位置に対応してスリットを選択するためである。
該スリット６７の幅は、フィンガーベース１１の突起片１１ｔのそれよりもわずかに狭く形成されており、該スリット６７の一組にフィンガーベース１１の突起片１１ｔが係合されると、フィンガーベース１１は所定のばね力でスリット６７に固定される。フィンガーユニット１０は、フィンガーベース１１が装着された後、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが止めネジ１５でカムフォロワ３５のネジ穴３５ｅに固定される。
上記のように把持フィンガー１３の開閉量調整機構は、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが止めネジ１５でカムフォロワ３５のネジ穴３５ｅに固定された状態において、フィンガーユニット１０が固定されたフィンガーホルダ６２と、モータケース６６と、リング７０とから成っている。
また、第１、第２のコイルばね２１，２２は、両者の和の圧縮ばね力がカムフォロワ３５の円柱部３５ａを矢印Ａ方向に押すことによりカム３３の輪郭３３ｒとカムフォロワ３５の平行ピン３７とが常に接触するように構成されている。これは、モータ５２の回転によるカム３３の動作を確実にカムフォロワ３５に伝達するためである。
第２のコイルばね２２は、モータ５２に作用する推力を、押圧部材と成る第１のコイルばね２１の圧縮力から減じることによりモータ５２の軸５２ａにスラスト方向の力が加わることを減少して、該軸５２ａの負担を軽減している。
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３の開閉量の調整を第１図によって説明する。まず把持フィンガー１３の先端が最大量開いている状態で、フィンガーホルダ６２をモータケース６６に対して回転して所定の開き量を選定する。すなわちリング７０を圧縮する方向にフィンガーホルダ６２を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。
かかる場合、把持フィンガー１３の開閉量はフィンガーホルダ６２の軸方向変位の数１０倍に拡大されて生じる。いま、把持フィンガー１３の先端において１．５ｍｍの開閉量を得るために、拡大率を１５とすると、０．１ｍｍの並進変位量があれば良い。これをフィンガーホルダ６２のネジのピッチを１ｍｍとすると、ネジの回転量は、３６０°×０．１＝３６°なる。すなわち、僅かな回転で、把持フィンガー１３の開閉量を調整できると共に、並進変位量が０．１ｍｍで良いので、リング７０の弾性変形が大きい特殊なゴムを必要としない。
つぎに作業者がスイッチ５７を押すと、電池５３の電圧がモータ５２に印加されてモータ５２が回転を開始する。これにともなってカム３３も同一方向に回転する。カムフォロワ３５の平行ピン３７がカム３３の変動領域３３ｖから最小揚程部３３ｔに至り、スイッチ５７が遮断されると、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが矢印Ａ方向に引っ張られて把持フィンガー１３は最大に閉成して被対象物を把持する。
このとき把持フィンガー１３はそのばね復原力により開き戻ろうとするが、モータ５２の減速機歯車における摩擦力のために逆回転は阻止される。この結果、把持フィンガー１３のＶ字片１３Ｖの閉成状態が保持され、被対象物を把持し続ける。ところで把持フィンガー１３の閉成量は、最大開き量を基準にカム輪郭３３ｒの揚程量に基づいて決まる。一方、作業者がスイッチ５７を再び押すと、モータはさらに回転してカムフォロワ３５の平行ピン３７が変動領域３３ｕから最大揚程部３３ｓに係合する。このため把持フィンガー１３の共有部１３ｇが矢印Ｂ方向に戻されて被対象物は解放される。
本実施例による電動ピンセット１は、把持作業時、あらかじめ把持フィンガー１３の開閉量を所定の大きさに調整することができる。したがって、作業者は部品などの被対象物を把持フィンガー１３により把持するための指力から解放されると共に、被対象物に最適な把持力を付与することができる。このた、脆い被対象物などの把持作業にも特別の技能を要さない。
なお、本実施例では、フィンガーホルダ６２とモータケース６６の間にリング７０を挿入したが、適当な剛性を有した弾性体であれば、たとえばウェーブワッシャ（波形座金）やゴムワッシャなどでも良い。
【実施例２】  本発明の他の実施例を第５図乃至第７図によって説明する。第５図は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるフィンガーホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、第６図は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるカムフォロワホルダの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、第７図は、第６図に示すフィンガーホルダと第６図に示すカムフォロワホルダとを示す組立図である。
上記実施例１における把持フィンガー１３の開閉量調整機構は、フィンガーホルダ６２をモータ受け６６にねじ込むことによりリング７０を弾性変形させることで、把持フィンガー１３の一端部の位置を調整することにより把持フィンガー１３の開放量を調整した。
しかしながら、リング７０を弾性変形により第１のコイルバネ２１も僅かに収縮・伸張するので、把持フィンガー１３の把持力が僅かに変化していた。
そこで、本実施例では、上記実施例１のようにリング７０の弾性変形が第１のコイルバネ２１における収縮・伸張に影響を与えなることなく、把持フィンガー１３の開閉量を調整しつつ、把持フィンガー１３の把持力を一定に保持する開閉量調整機構を有する電動ピンセットを提供するものである。
第５図及び第６図において、開閉量調整機構は、実施例１のフィンガーホルダ６２がフィンガーホルダ８０（請求の範囲５における第１のケース）とカムフォロワホルダ９０（請求の範囲５における第２のケース）との二つの部品に分割されている。
フィンガーホルダ８０は、中央に貫通された孔と、先端円筒部には、第４図のフィンガーホルダ６２と同様直径方向に複数組のスリット８７とを有し、該孔を形成する内側面にカムフォロワホルダ９０の先端部が結合されるネジ８０ｆが形成されており、フィンガーホルダ８０のスリット８７にフィンガーユニット１０の突起片１１ｔが係合固定されることで、把持フィンガー１３の一端部に連結固定されている。
カムフォロワホルダ９０は、第４図のフィンガーホルダ６２からフィンガーホルダ８０に相当するところが除去されており、その代わりに円柱中空部９０ａの外周にフィンガーホルダ８０のネジ８０ｆが螺合されるネジ９０ｆが形成されている。ここで、フィンガーホルダ８０とカムフォロワホルダ９０とのねじ込み量を調整することで押圧手段として機能する。
第７図において、フィンガーホルダ８０は第１の弾性部材、調整部材としてのリング７１を介してカムフォロワホルダ９０にネジ結合されており、カムフォロワホルダ９０には、カムフォロワ３５及び第１のコイルバネ２１が収納されることによりリング７０の弾性変形が第１のコイルバネ２１の収縮・伸張に影響を与えないように形成されている。
なお、リング７１は、若干圧縮弾性変形された状態で組立てられる。
把持フィンガー１３の開閉量の調整は、把持フィンガー１３の先端が最大量開いている状態で、フィンガーホルダ８０をカムフォロワホルダ９０に対して回転して所定の開き量を選定する。すなわちリング７１を圧縮する方向にフィンガーホルダ８０を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。
なお、電動ピンセットの動作については、上記実施例１と同様であるので、省略する。
【実施例３】  本発明の他の実施例を第８図及び第９図によって説明する。第８図は、他の実施例による電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図、第９図は、第８図に示す止めネジと弾性ワッシャとを組み付けた正面図（ａ）、右側面図（ｂ）である。
上記実施例１，２では、把持フィンガー１３の開閉量調整を把持フィンガー１３の一端部の固定位置を調整したが、本実施例では、把持フィンガー１３０の共有部１３０ｇの固定位置を調整するものである。
第８図において、開閉量調整機構は、材質がニトリルゴム、エチレンゴムなどで、中空部を有し平座金となる第２の弾性部材、調整部材としての弾性ワッシャ１１０と、カムフォロワ３５の端部に設けられたネジ孔３５ｅに把持フィンガー１３０の中央共有部１３０ｇを、弾性ワッシャ１１０を介して止めネジ１５０により固定されている。ここで、止めネジ１５０をネジ孔３５ｅにねじ込むことにより上記と同様の押圧手段として機能する。
止めネジ１５０は、ネジ部材で段付き部１５０ａを有しており、その長さ（厚さ）は把持フィンガー１３０の厚さよりもわずかに大きく、その外径は中央共有部１３０ｇの穴１３０ｅの内径よりもわずかに小さく形成されている。これにより把持フィンガー１３０における中央の共有部１３０ｇは、第９図に示すように弾性ワッシャ１１０と止めネジ１５０で形成される段付き部１５０ａに遊嵌されることになる。したがって、止めネジ１５０を回転しても、把持フィンガー１３０の共有部が該回転につれて捻れることがなくなる。
なお、フィンガーユニット１００のフィンガーベース１１の突起片１１ｔがフィンガーホルダ６２のスリット６７に係合される構成は、実施例１の場合と同様である。
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３０の開閉量の調整を説明する。把持フィンガー１３０が最大開き状態で、止めネジ１５０を回転して所定の開き量を選定する。すなわち、弾性ワッシャ１１０を圧縮する方向に止めネジ１５０を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。
なお、電動ピンセットの動作については実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【実施例４】  本発明の他の実施例を第１０図乃至第１３図によって説明する。第１０図は他の実施例による電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図、第１１図は、第１０図に示すフィンガーホルダ左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、第１２図は第１０図に示すフィンガーベースの平面図、第１３図は第１１図に示すフィンガーホルダ及び第１２図に示すフィンガーベース等の組立図である。
本実施例は、実施例２の変形例を示すもので、実施例２よりも構成がやや簡易な電動ピンセットを提供するものである。
第１０図及び第１１図において、把持フィンガー１３の開閉量調整機構は孔を有する第３の弾性部材、調整部材としてのリング１７０を介してフィンガーユニット１８０を固定すると共に、中空部１６０ｈの内側面にネジ１６０ｉを有するホルダー部材としてのフィンガーホルダ１６０と、該ネジ１６０ｉと螺合するネジが外周面に設けられると共に、フィンガーユニット１８０を押圧してリング１７０を弾性変形して把持フィンガー１３の開閉量を調整するナット部材としての押さえナット１９０とを備えている。ここで、押さえナット１９０をフィンガーホルダ１６０のネジ１６０ｉにねじ込むことにより押圧手段として機能する。
フィンガーホルダ１６０は、先端に先端円筒部１６０ｇが設けられており、先端円筒部１６０ｇには、直径方向にスリット１６０ｊが形成されている。その他の構成は、第４図に示すフィンガーホルダ６２と同様である。
第１２図において、フィンガーベース１８１（ベース部材）は、フィンガーベース１１は、平座金状で、中央に穿設された孔１８１ｅを有し、外周に二つの突起片１８１ｔが設けられており、把持フィンガー１３のＶ字片１３ｖの端部を挟持しながら係合される二つの切り欠き１８１ｃが設けられている。
突起片１８１ｔには、外周と所定の距離を隔てて設けられると共に、円弧状のスリット１８１ｇにより、突起片１８１ｔの側面が押圧挟持されるとスリット１８１ｓを開く向きに復原ばね力が作用する。このため突起片１１ｔの側面を挟持してフィンガーホルダ１６０の凹部に挿入して、上記挟持を解放することでばね力により突起片１８１ｔが復原して該凹部に係合されるように形成されている。
なお、押さえナット１９０には、二つの孔１９０ｈが設けられている。
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３の開閉量の調整を説明する。まず、把持フィンガー１３が最大開き状態で、先端が孔１９０ｈに挿入できる棒状部材を、押さえナット１９０の孔１９０ｈに挿入し、押さえナット１９０を回転して所定の開き量を選定する。すなわち、押さえナット１９０がリング１７０を圧縮する方向に僅かに回転すると、把持フィンガー１３の開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。
なお、電動ピンセット動作については実施例１と同様であるので、省略する。
フィンガーユニット１８０を交換する場合には、押さえナット１９０を除去した後、フィンガーホルダ１６０のスリット１６０ｊにドライバを挿入し押し外す。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明に係る電動ピンセットは、被対象物を把持・開放するのに適している。
【図１】
2004103647.tif 000003
【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】
2004103647.tif 000014
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月1日(2006.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、
前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、
前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動ピンセット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記第２のケースは、前記押圧部材及び前記カムフォロワを収納し、
前記第１のケースは、前記把持部材の前記一端部を固定した、
ことを特徴とする請求項３に記載の電動ピンセット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
軸を有するモータと、
該モータを収納するケース部と、
該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が往復の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の他端部に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部の端部にネジ孔を有する変換機構と、
前記ネジ孔に螺合するネジ部材と、
前記ネジ部材と前記移動部との間に介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第２の弾性部材と、
を備えたことを特徴とする電動ピンセット。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、
前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフ
ォロワと、
前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の電動ピンセット。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
軸を有するモータと、
前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向に並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、
一端部を有し、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、
該把持部材の他端部を係合させる係合部を有するベース部材と、
孔を有し、該ベース部材を着脱自在に係合させる凹部を有し、該凹部の内側面にネジが設けられたホルダー部材と、
前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、
前記ベース部材と前記ホルダー部材との間に介在させると共に、孔を有する第３の弾性部材と、
前記ネジに螺合するネジが設けられたナット部材と、
を備え、
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の共有部に対して、所定の往復方向の並進変位量に変換することを特徴とする電動ピンセット。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、
前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、
前記モータを収納するケース部と、
前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電動ピンセット。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小部品を把持するピンセットの改良に関し、詳しくは、変位拡大機構を有する簡易な電動ピンセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、先に国際公開番号ＷＯ９９／３０８７７号公報にて、きわめて単純機構に成るグリッパーを提案した。かかるグリッパーは、フィンガー(把持部材)に長柱の座屈現象を応用することにより、特別の変位拡大機構を有することなく、わずかな並進移動量がフィンガー先端において、１０数倍に拡大された曲げ変位量に変換される特徴を有するものである。かかるグリッパーによれば、微小部品のソフトな把持ができ、小形軽量のために、ロボットハンドに適するものであった。
【０００３】
そして、発明者は鋭意研究、検討を重ねた結果、以下の技術的な課題を見出して、その課題を克服した電動ピンセットを出願した。すなわち所定の開放・閉成(把持)動作により被対象物を把持する用途に上記グリッパーを適用しようとすると、把持部材の開放量及び閉成量を適当な値に設定しなければならい。このため、把持部材の他端部における往復の並進変位量が所定値になるようにモータの正方向の回転角度、逆方向の回転角度を調整しなければならず煩雑であることである。かかる煩雑さを軽減した電動ピンセットを出願した(国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ０１／１０３２４)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、わずかな並進移動量がフィンガー先端において、１０数倍に拡大された曲げ変位量に変換されるので、フィンガーの一端部をケース部に連結固定したり、他端部を並進移動部に連結固定したりするのに、必然として微小な調整作業を必要としていた。しかも、被対象物によって把持部材の開閉量を調整する必要性も生じていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、並進変位量の拡大機能を有する把持部材の取付け調整を簡易にすると共に、該把持部材の開閉量を簡易に調整可能な電動ピンセットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、該変換機構及び前記モータを収納するケース部と、該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、一端面が前記把持部材の前記一端部又は前記他端部とに連結されると共に、他端面が前記移動部又はケース部に連結されて弾性変形する調整部材と、該調整部材を所定量押圧させて前記一端部と前記他端部との前記並進変位の方向の距離を調整する押圧手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、該変換機構を収納すると共に、少なくとも二つに分割されたネジが形成された第１のケース、該第１のケースに螺合された第２のケースとを有するケース部と、前記第１のケースに一端部が連結固定され、前記他端部が前記変換機構の前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記第１のケースと前記第２のケースとに介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第１の弾性部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
他の発明に係る電動ピンセットにおける変換機構は、軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
他の発明に係る電動ピンセットにおける第２のケースは、押圧部材及び前記カムフォロワを収納し、第１のケースは、把持部材の前記一端部を固定したことを特徴とするものである。
【００１０】
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、該モータを収納するケース部と、該ケース部に一端部が連結固定され、他端部が往復の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の他端部に対して、所定の往復方向の並進変位に変換して移動する移動部の端部にネジ孔を有する変換機構と、前記ネジ孔に螺合するネジ部材と、前記ネジ部材と前記移動部との間に介在されて弾性変形すると共に、中空部を有する第２の弾性部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
他の発明に係る電動ピンセットは、軸を有するモータと、前記軸に連結されると共に、前記軸の一方向の回転を前記軸に対して、所定の往復方向に並進変位に変換して移動する移動部を有する変換機構と、一端部を有し、他端部が前記移動部に連結されて、前記移動部の並進変位量に基づいて先端の開閉量を拡大すると共に、被対象物を開放及び把持する把持部材と、該把持部材の他端部を係合させる係合部を有するベース部材と、孔を有し、該ベース部材を着脱自在に係合させる凹部を有し、該凹部の内側面にネジが設けられたホルダー部材と、前記モータを回転及び停止させるスイッチ手段と、前記ベース部材と前記ホルダー部材との間に介在させると共に、孔を有する第３の弾性部材と、前記ネジに螺合するネジが設けられたナット部材と、を備え、前記変換機構は、前記軸に連結されると共に、前記モータの一方向の回転を、前記把持部材の共有部に対して、所定の往復方向の並進変位量に変換することを特徴とするものである。
【００１２】
他の発明に係る電動ピンセットにおける変換機構は、前記軸に連結されると共に、揚程部を有するカムと、  前記把持部材の他端部に連結され、前記カムの一方向の回転を前記他端部に対して所定の往復方向の並進変位量に変換すると共に、前記揚程部に当接する当接部を有するカムフォロワと、  前記モータを収納するケース部と、前記ケース部に収納されると共に、前記カム又は前記カムフォロワを押すことにより前記揚程部と前記当接部とを接触させる押圧部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動ピンセットによれば、変換機構がモータの一方向の回転を、把持部材の他端部に対して、所定の往復並進変位量に変換し、スイッチ手段がモータを回転・停止するという第１の作用を奏する。すなわち、変換機構は把持部材の開閉量が一定になるように把持部材の他端部の並進変位量が所定の値にする。したがって、例えば一定の被対象物を閉成(把持)及び開放させる電動ピンセットを容易に得ることができるという第１の効果がある。しかも、押圧手段が弾性部材を所定量押圧させて把持部材の一端部と他端部とのモータ軸方向の距離、すなわち移動部の並進変位方向の距離を調整する。よって、簡易に、把持部材の開閉量を調整できると共に、把持部材の取付け調整ができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
本発明の一実施例となる電動ピンセットを図１乃至図４によって説明する。図１は、本発明の一実施例による電動ピンセットの全体断面図、図２は、図１に示す電動ピンセットに用いるフィンガーユニットの斜視図、図３は、図１に示すカム機構で、カムフォロワの正面図(ａ)、カムフォロワの右側面図(ｂ)、カムの左側面図(ｃ)、カムの正面図(ｄ)、図４は、図１に示す電動ピンセット用いるフィンガーホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、右側面図(ｃ)である。
【００１５】
図１において、電動ピンセット１は、一端部と他端部とを有する把持部材としての把持フィンガー１３を有すると共に、フィンガーユニット１０と、把持フィンガー１３の共有部(他端部)１３ｇに連結されると共に、該共有部１３ｇを並進変位させるモータ５２を有する駆動部５０と、モータ５２の軸５２ａにおける一方向、すなわち、正転又は逆転のうちいずれか一つとなる一定方向の回転を、把持フィンガー１３の共有部１３ｇに対して、所定の往復方向の並進変位に変換し、往路と復路との並進変位量を同一の大きさに変換させる変換機構３０と、把持フィンガー１３の共有部１３ｇを変換機構３０の端部に固定される止めネジ１５と、駆動部５０、変換機構３０を収納させると共に、フィンガーユニット１０を固定すると共に、把持フィンガー１３の開閉量を調整する機能を有するケース部６０とから成っている。
【００１６】
フィンガーユニット１０は、図２に示すように把持部材としての把持フィンガー１３と、ベース部材としてのフィンガーベース１１とから成り、把持フィンガー１３は、孔１３ｅを中央に有する他端部としての共有部１３ｇを有し、Ｖ字片１３ｖの外側片には、中央にスリット１３ｓを有しており、並進変位に基づいて共有部１３ｇが引っ張られたり、戻されたりして先端１３ｘが（図１の水平方向に）拡大変位することにより開閉動作する、略Ｖ形状の二つのＶ字片１３ｖを有するように形成されており、Ｖ字片１３ｖにより被対象物を把持したり解放したりするように構成されている。
【００１７】
フィンガーベース１１は、平座金状で、中央に穿設された孔１１ｅを有し、外周に二つの突起片１１ｔが設けられており、把持フィンガー１３のＶ字片１３ｖの端部、すなわち、把持フィンガー１３の一端部を挟持しながら係合される二つの切り欠き１１ｃが設けられている。突起片１１ｔには、スリット１１ｓが設けられて、該スリット１１ｓと連続する円弧状のスリット１１ｇにより、突起片１１ｔの側面が押圧挟持されるとスリット１１ｓを開く向きに復原ばね力が作用する。このため突起片１１ｔの側面を挟持してフィンガーホルダ６２の溝に挿入して、上記挟持を解放することでばね力により突起片１１ｔが復原して該溝に係合されるように形成されている。なお、スリット１１ｇがスリット１１ｓの左右円周状に所定の長さに形成されているが、突起片１１ｔに押圧復原ばね力が作用すれば、どちらか一方のみでも良い。
【００１８】
変換機構３０は、モータ５２の軸５２ａに連結されると共に、カム３３と移動部としてのカムフォロワ３５から成っている。カム３３は、図３に示すように、段付き軸の端面にカム輪郭３３ｒと、軸心部にモータ５２の軸５２ａに嵌合して固定される同形状の回り止め穴３３ｗが形成されている。カム輪郭３３ｒは、二つの平面からなる揚程部としての最大揚程部３３ｓ、最小揚程部３３ｔとこれらの領域を連結する変動領域３３ｕ、３３ｖから成る。
【００１９】
一方、カムフォロワ３５は、三つの段付き円柱部３５ａ、３５ｂ、３５ｃから成り、円柱部３５ａに一部が他端面に掛かる貫通された孔３５ｄが施されている。この孔３５ｄに平行ピン３７が嵌合され、その先端部および側面の一部は孔３５ｄから突出する。そして、平行ピン３７とカム３５のカム輪郭３３ｒ(揚程部)と当接するところが当接部３７ｙとなる。平行ピン３７の先端部はフィンガーホルダ６２の溝６２uに挿入される。端部としての円柱部３５ｃには、把持フィンガー１３の共有部１３ｇをネジにより結合するネジ穴３５ｅが施されている。
【００２０】
カム３３およびカムフォロワ３５の外周には第１、第２のコイルばね２１、２２が嵌合されている。第２のコイルばね２２はカム３３の段付き部とモータケース６６との間に、また押圧部材としての第１のコイルばね２１はカムフォロワ３５の円柱部３５ａとフィンガーホルダ６２の円筒状中空部６２ａ端との間に、ともに圧縮状態で装着されている。そして第１のコイルばね２１の圧縮力が第２のコイルバネ２２よりも大きくなるように構成されている。これは、カム３３とカムフォロワ３５とを確実に接触させるためである。
【００２１】
駆動部５０は、モータ５２とその駆動源となる電池５３から成る。モータ５２には、遊星歯車機構による減速機付きモータで、該減速機付きモータを用いているのは、第一に回転速度を適当な値に減速して把持フィンガー１３の共有部１３ｇにおける並進変位量の移動速度を調整して把持フィンガー１３の開閉速度を適切にするためである。第二に、把持フィンガー１３が被対象物を把持した状態で、モータ５２の電源がスイッチ５７によって遮断されても、モータ５２の回転を停止状態に維持することにより把持フィンガー１３が閉成から開放することを防ぐためである。
【００２２】
スイッチ手段としてのスイッチ５７は、ケース部６０に固定されると共に、直流電源の電池５３をモータ５２に接続及び開放することによりモータ５２を回転及び停止させるもので、モータ５２には、電池５３の極性が同一のままで、モータ５２を一定方向に回転及び、停止するように構成されている。
【００２３】
ケース部６０は、変換機構３０を収納すると共に、フィンガーユニット１０のフィンガーベース１１を固定する第１のケースとしてのフィンガーホルダ６２と、モータ５２の端部を固定すると共に、フィンガーホルダ６２の端部を固定する第２のケースとしてのモータケース６６と、モータ５２、電池５３を収納する駆動ケース６４と、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とに介在された中空部を有するゴムから成る弾性部材、調整部材としてのリング７０とを備えている。
【００２４】
すなわち、リング７０は、一端面が把持フィンガー１３に連結されると共に、他端面がモータケース６６に連結されている。また、フィンガーホルダ６２には、外周には雄ネジ６２ｎが施されており、モータケース６６には、端部の内側面に沿って該雄ネジ６２ｎと雌ネジが施されており、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とが螺合(ネジ結合)されている。
【００２５】
ここで、フィンガーホルダ６２とモータケース６６とのねじ込み量を調整することで押圧手段として機能し、押圧されたリング７０の弾性変形量が変化して、把持フィンガー１３の一端部の並進変位位置が変化する。よって、把持フィンガー１３の一端部と他端部との並進変位方向の距離が短くなるので、把持フィンガー１３の開閉量を調整できるように形成されている。
【００２６】
図４において、フィンガーホルダ６２は、円柱状の中空部６２ａ、中央にカムフォロワ３５の円柱部３５ｃが挿入される孔６２ｅが穿設されており、中空部６２ａには、カムフォロワ３５の平行ピン３７を摺動させる半円状の溝６２ｕがカムフォロワ３５の並進変位方向に沿って並進変位量よりも長く形成されている。ここで、カムフォロワ３５の平行ピン３７がフィンガーホルダ６２の溝６２ｕを摺動しながら移動するのは、カム３３の回転によるカムフォロワ３５の回転を防止するためである。一方、フィンガーホルダ６２の先端円筒部には、直径方向に六個、すなわち三組のスリット６７が施されている。ここで、複数のスリット組を設けたのは、スイッチ５７の位置に対応してスリットを選択するためである。
【００２７】
該スリット６７の幅は、フィンガーベース１１の突起片１１ｔのそれよりもわずかに狭く形成されており、該スリット６７の一組にフィンガーベース１１の突起片１１ｔが係合されると、フィンガーベース１１は所定のばね力でスリット６７に固定される。フィンガーユニット１０は、フィンガーベース１１が装着された後、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが止めネジ１５でカムフォロワ３５のネジ穴３５ｅに固定される。
【００２８】
上記のように把持フィンガー１３の開閉量調整機構は、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが止めネジ１５でカムフォロワ３５のネジ穴３５ｅに固定された状態において、フィンガーユニット１０が固定されたフィンガーホルダ６２と、モータケース６６と、リング７０とから成っている。
【００２９】
また、第１、第２のコイルばね２１，２２は、両者の和の圧縮ばね力がカムフォロワ３５の円柱部３５ａを矢印Ａ方向に押すことによりカム３３の輪郭３３ｒとカムフォロワ３５の平行ピン３７とが常に接触するように構成されている。これは、モータ５２の回転によるカム３３の動作を確実にカムフォロワ３５に伝達するためである。
【００３０】
第２のコイルばね２２は、モータ５２に作用する推力を、押圧部材と成る第１のコイルばね２１の圧縮力から減じることによりモータ５２の軸５２ａにスラスト方向の力が加わることを減少して、該軸５２ａの負担を軽減している。
【００３１】
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３の開閉量の調整を図１によって説明する。まず把持フィンガー１３の先端が最大量開いている状態で、フィンガーホルダ６２をモータケース６６に対して回転して所定の開き量を選定する。すなわちリング７０を圧縮する方向にフィンガーホルダ６２を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。
【００３２】
かかる場合、把持フィンガー１３の開閉量はフィンガーホルダ６２の軸方向変位の数１０倍に拡大されて生じる。いま、把持フィンガー１３の先端において１．５ｍｍの開閉量を得るために、拡大率を１５とすると、０．１ｍｍの並進変位量があれば良い。これをフィンガーホルダ６２のネジのピッチを１ｍｍとすると、ネジの回転量は、３６０°×０．１＝３６°なる。すなわち、僅かな回転で、把持フィンガー１３の開閉量を調整できると共に、並進変位量が０．１ｍｍで良いので、リング７０の弾性変形が大きい特殊なゴムを必要としない。
【００３３】
つぎに作業者がスイッチ５７を押すと、電池５３の電圧がモータ５２に印加されてモータ５２が回転を開始する。これにともなってカム３３も同一方向に回転する。カムフォロワ３５の平行ピン３７がカム３３の変動領域３３ｖから最小揚程部３３ｔに至り、スイッチ５７が遮断されると、把持フィンガー１３の共有部１３ｇが矢印Ａ方向に引っ張られて把持フィンガー１３は最大に閉成して被対象物を把持する。
【００３４】
このとき把持フィンガー１３はそのばね復原力により開き戻ろうとするが、モータ５２の減速機歯車における摩擦力のために逆回転は阻止される。この結果、把持フィンガー１３のＶ字片１３Ｖの閉成状態が保持され、被対象物を把持し続ける。ところで把持フィンガー１３の閉成量は、最大開き量を基準にカム輪郭３３ｒの揚程量に基づいて決まる。一方、作業者がスイッチ５７を再び押すと、モータ５２はさらに回転してカムフォロワ３５の平行ピン３７が変動領域３３ｕから最大揚程部３３ｓに係合する。このため把持フィンガー１３の共有部１３ｇが矢印Ｂ方向に戻されて被対象物は解放される。 
【００３５】
本実施例による電動ピンセット１は、把持作業時、あらかじめ把持フィンガー１３の開閉量を所定の大きさに調整することができる。したがって、作業者は部品などの被対象物を把持フィンガー１３により把持するための指力から解放されると共に、被対象物に最適な把持力を付与することができる。このた、脆い被対象物などの把持作業にも特別の技能を要さない。
【００３６】
なお、本実施例では、フィンガーホルダ６２とモータケース６６の間にリング７０を挿入したが、適当な剛性を有した弾性体であれば、たとえばウェーブワッシャ（波形座金）やゴムワッシャなどでも良い。
【００３７】
実施の形態２．
本発明の他の実施例を図５乃至図７によって説明する。図５は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるフィンガーホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、図６は、本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるカムフォロワホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、図７は、図６に示すフィンガーホルダと図６に示すカムフォロワホルダとを示す組立図である。
【００３８】
上記実施例１における把持フィンガー１３の開閉量調整機構は、フィンガーホルダ６２をモータ受け６６にねじ込むことによりリング７０を弾性変形させることで、把持フィンガー１３の一端部の位置を調整することにより把持フィンガー１３の開放量を調整した。
しかしながら、リング７０を弾性変形により第１のコイルバネ２１も僅かに収縮・伸張するので、把持フィンガー１３の把持力が僅かに変化していた。
【００３９】
そこで、本実施例では、上記実施例１のようにリング７０の弾性変形が第１のコイルバネ２１における収縮・伸張に影響を与えなることなく、把持フィンガー１３の開閉量を調整しつつ、把持フィンガー１３の把持力を一定に保持する開閉量調整機構を有する電動ピンセットを提供するものである。
【００４０】
図５及び図６において、開閉量調整機構は、実施例１のフィンガーホルダ６２がフィンガーホルダ８０(請求項４における第１のケース)とカムフォロワホルダ９０(請求項４における第２のケース)との二つの部品に分割されている。
【００４１】
フィンガーホルダ８０は、中央に貫通された孔と、先端円筒部には、図４のフィンガーホルダ６２と同様直径方向に複数組のスリット８７とを有し、該孔を形成する内側面にカムフォロワホルダ９０の先端部が結合されるネジ８０ｆが形成されており、フィンガーホルダ８０のスリット８７にフィンガーユニット１０の突起片１１ｔが係合固定されることで、把持フィンガー１３の一端部に連結固定されている。 
【００４２】
カムフォロワホルダ９０は、図４のフィンガーホルダ６２からフィンガーホルダ８０に相当するところが除去されており、その代わりに円柱中空部９０ａの外周にフィンガーホルダ８０のネジ８０ｆが螺合されるネジ９０ｆが形成されている。ここで、フィンガーホルダ８０とカムフォロワホルダ９０とのねじ込み量を調整することで押圧手段として機能する。
【００４３】
図７において、フィンガーホルダ８０は第１の弾性部材、調整部材としてのリング７１を介してカムフォロワホルダ９０にネジ結合されており、カムフォロワホルダ９０には、カムフォロワ３５及び第１のコイルバネ２１が収納されることによりリング７０の弾性変形が第１のコイルバネ２１の収縮・伸張に影響を与えないように形成されている。なお、リング７１は、若干圧縮弾性変形された状態で組立てられる。
【００４４】
把持フィンガー１３の開閉量の調整は、把持フィンガー１３の先端が最大量開いている状態で、フィンガーホルダ８０をカムフォロワホルダ９０に対して回転して所定の開き量を選定する。すなわちリング７１を圧縮する方向にフィンガーホルダ８０を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。なお、電動ピンセットの動作については、上記実施例１と同様であるので省略する。
【００４５】
実施の形態３．
本発明の他の実施例を図８及び図９によって説明する。図８は、他の実施例による電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図、図９は、図８に示す止めネジと弾性ワッシャとを組み付けた正面図(ａ)、右側面図(ｂ)である。
【００４６】
上記実施例１，２では、把持フィンガー１３の開閉量調整を把持フィンガー１３の一端部の固定位置を調整したが、本実施例では、把持フィンガー１３０の共有部１３０ｇの固定位置を調整するものである。
【００４７】
図８において、開閉量調整機構は、材質がニトリルゴム、エチレンゴムなどで、中空部を有し平座金となる第２の弾性部材、調整部材としての弾性ワッシャ１１０と、カムフォロワ３５の端部に設けられたネジ孔３５ｅに把持フィンガー１３０の中央共有部１３０ｇを、弾性ワッシャ１１０を介して止めネジ１５０により固定されている。ここで、止めネジ１５０をネジ孔３５ｅにねじ込むことにより上記と同様の押圧手段として機能する。
【００４８】
止めネジ１５０は、ネジ部材で段付き部１５０ａを有しており、その長さ（厚さ）は把持フィンガー１３０の厚さよりもわずかに大きく、その外径は中央共有部１３０ｇの穴１３０ｅの内径よりもわずかに小さく形成されている。これにより把持フィンガー１３０における中央の共有部１３０ｇは、図９に示すように弾性ワッシャ１１０と止めネジ１５０で形成される段付き部１５０ａに遊嵌されることになる。したがって、止めネジ１５０を回転しても、把持フィンガー１３０の共有部が該回転につれて捻れることがなくなる。なお、フィンガーユニット１００のフィンガーベース１１の突起片１１ｔがフィンガーホルダ６２のスリット６７に係合される構成は、実施例１の場合と同様である。
【００４９】
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３０の開閉量の調整を説明する。把持フィンガー１３０が最大開き状態で、止めネジ１５０を回転して所定の開き量を選定する。すなわち、弾性ワッシャ１１０を圧縮する方向に止めネジ１５０を回転すると開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。なお、電動ピンセットの動作については実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
実施の形態４．
本発明の他の実施例を図１０乃至図１３によって説明する。図１０は他の実施例による電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図、図１１は、図１０に示すフィンガーホルダ左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、右側面図(ｃ)、図１２は図１０に示すフィンガーベースの平面図、図１３は図１１に示すフィンガーホルダ及び図１２に示すフィンガーベース等の組立図である。
【００５１】
本実施例は、実施例２の変形例を示すもので、実施例２よりも構成がやや簡易な電動ピンセットを提供するものである。
【００５２】
図１０及び図１１において、把持フィンガー１３の開閉量調整機構は孔を有する第３の弾性部材、調整部材としてのリング１７０を介してフィンガーユニット１８０を固定すると共に、中空部１６０ｈの内側面にネジ１６０ｉを有するホルダー部材としてのフィンガーホルダ１６０と、該ネジ１６０ｉと螺合するネジが外周面に設けられると共に、フィンガーユニット１８０を押圧してリング１７０を弾性変形して把持フィンガー１３の開閉量を調整するナット部材としての押さえナット１９０とを備えている。ここで、押さえナット１９０をフィンガーホルダ１６０のネジ１６０ｉにねじ込むことにより押圧手段として機能する。
【００５３】
フィンガーホルダ１６０は、先端に先端円筒部１６０ｇが設けられており、先端円筒部１６０ｇには、直径方向にスリット１６０ｊが形成されている。その他の構成は、図４に示すフィンガーホルダ６２と同様である。
【００５４】
図１２において、フィンガーベース１８１(ベース部材)は、フィンガーベース１１は、平座金状で、中央に穿設された孔１８１ｅを有し、外周に二つの突起片１８１ｔが設けられており、把持フィンガー１３のＶ字片１３ｖの端部を挟持しながら係合される二つの切り欠き１８１ｃが設けられている。
【００５５】
突起片１８１ｔには、外周と所定の距離を隔てて設けられると共に、円弧状のスリット１８１ｇにより、突起片１８１ｔの側面が押圧挟持されるとスリット１８１ｓを開く向きに復原ばね力が作用する。このため突起片１１ｔの側面を挟持してフィンガーホルダ１６０の凹部に挿入して、上記挟持を解放することでばね力により突起片１８１ｔが復原して該凹部に係合されるように形成されている。なお、押さえナット１９０には、二つの孔１９０ｈが設けられている。
【００５６】
上記のように構成された電動ピンセットにおける把持フィンガー１３の開閉量の調整を説明する。まず、把持フィンガー１３が最大開き状態で、先端が孔１９０ｈに挿入できる棒状部材を、押さえナット１９０の孔１９０ｈに挿入し、押さえナット１９０を回転して所定の開き量を選定する。すなわち、押さえナット１９０がリング１７０を圧縮する方向に僅かに回転すると、把持フィンガー１３の開き量は大きくなり、逆方向に回転すると小さくなる。なお、電動ピンセット動作については実施例１と同様であるので省略する。
【００５７】
フィンガーユニット１８０を交換する場合には、押さえナット１９０を除去した後、フィンガーホルダ１６０のスリット１６０ｊにドライバを挿入し押し外す。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る電動ピンセットは、被対象物を把持・開放するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例による電動ピンセットの全体断面図である。
【図２】図１に示す電動ピンセットに用いるフィンガーユニットの斜視図である。
【図３】図１に示すカム機構で、カムフォロワの正面図(ａ)、カムフォロワの右側面図(ｂ)、カムの左側面図(ｃ)、カムの正面図(ｄ)である。
【図４】図１に示す電動ピンセット用いるフィンガーホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、右側面図(ｃ)である。
【図５】本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるフィンガーホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)である。
【図６】本発明の他の実施例による電動ピンセットに用いるカムフォロワホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)である。
【図７】図５に示すフィンガーホルダと第６図に示すカムフォロワホルダとによる組立断面図である。
【図８】本発明の他の実施例で電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図である。
【図９】図８に示す止めネジと弾性ワッシャとを組み付けた正面図(ａ)、右側面図(ｂ)である。
【図１０】本発明の他の実施例で電動ピンセットによる把持フィンガーの開閉量調整機構の分解斜視図である。
【図１１】図１０に示すフィンガーホルダの左側面図(ａ)、正面図(ｂ)、右側面図(ｃ)である。
【図１２】図１０に示すフィンガーベースの平面図である。
【図１３】図１１に示すフィンガーホルダと図１２に示すフィンガーベース等との組立断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  電動ピンセット
１０、１００、１８０  フィンガーユニット
１１、１８１  フィンガーベース
１１ｃ、１８１ｃ  切り欠き
１１ｅ、１３ｅ、３５ｄ、６２ｅ、１３０ｅ、１９０ｈ  孔
１１ｇ、１１ｓ、１３ｓ、６７、８７、１６０ｊ、１８１ｇ  スリット
１１ｔ、１８１ｔ  突起片
１３、１３０  把持フィンガー
１３ｇ、１３０ｇ  共有部
１３ｖ  Ｖ字片
１３ｘ  先端
１５、１５０  止めネジ
２１、２２  コイルばね
３０  変換機構
３３  カム
３３ｕ、３３ｖ  変動領域
３３ｔ  最小揚程部
３３ｓ  最大揚程部
３３ｗ  回り止め穴
３３ｒ  カム輪郭
３５  カムフォロワ
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  円柱部
３５ｅ  ネジ穴
３７  平行ピン
５０  駆動部
５２  モータ
５２ａ  軸
５３  電池
５７  スイッチ
６０  ケース部
６２、８０、１６０  フィンガーホルダ
６２ａ  円柱状の中空部
６２ｕ  溝
６４  駆動ケース
６６  モータケース
７０、７１、１７０  リング
８０ｆ、９０ｆ、１６０ｉ  ネジ
９０  カムフォロワホルダ
９０ａ  円柱中空部
１１０  弾性ワッシャ
１５０ａ  段付き部
１６０ｇ  先端円筒部
１６０ｈ  中空部
１９０  押さえナット
【国際調査報告】
2004103647.tif 000016
2004103647.tif 000017
2004103647.tif 000018
2004103647.tif 000019