(57)【要約】【課題】ソレノイドやプランジャーの劣化を防止してメンテナンス容易性を高める電動把持装置を提供する。【解決手段】本発明の電動把持装置１は、プランジャーを突出可能なソレノイドと、プランジャーの先端と分離すると共に接触可能な伝達部と、伝達部の前後移動によって把持対象物を把持可能な把持部と、を備え、プランジャーは、ソレノイドに電流が流れると突出し、伝達部は、プランジャーの突出によって押し出されることで、前後移動し、把持部は、相互に対向すると共に開閉可能な爪部を有し、伝達部の前後移動は、爪部を開閉する。【選択図】図１
2013099833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャーを突出可能なソレノイドと、
前記プランジャーの先端と分離すると共に接触可能な伝達部と、
前記伝達部の前後移動によって把持対象物を把持可能な把持部と、を備え、
前記プランジャーは、前記ソレノイドに電流が流れると突出し、
前記伝達部は、前記プランジャーの突出によって押し出されることで、前後移動し、
前記把持部は、相互に対向すると共に開閉可能な爪部を有し、
前記伝達部の前後移動は、前記爪部を開閉する、電動把持装置。
【請求項２】
前記把持部は、前記爪部を定常状態に維持する弾性体を有し、前記弾性体は、前記プランジャーの押し出しを受けない場合には、弾性力によって前記爪部を定常状態に維持する、請求項１記載の電動把持装置。
【請求項３】
前記伝達部は、前記プランジャーの押し出しを受ける場合に、把持部より受ける弾性力を上回る押し出し力で把持状態とする、請求項１又は２記載の電動把持装置。
【請求項４】
前記定常状態において、前記プランジャーの先端と前記伝達部とが接触している、請求項２又は３記載の電動把持装置。
【請求項５】
前記定常状態では、前記爪部は開いている、請求項２から４のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項６】
前記把持状態では、前記爪部は把持対象物を挟む、請求項２から５のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項７】
前記プランジャーの先端は、凸面を有する、請求項１から６のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項８】
前記プランジャーの先端は、球形の一部を有する、請求項７記載の電動把持装置。
【請求項９】
前記伝達部は、軸受けを更に備える、請求項１から８のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項１０】
前記プランジャーの突出方向と逆方向に、前記プランジャーの前記ソレノイドからの抜けを防止する防止部材を更に備える、請求項１から９のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項１１】
前記爪部は、電磁石を有し、少なくとも前記ソレノイドに電流が流れる場合には、前記電磁石に電流が流れる、請求項１から１０のいずれか記載の電動把持装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか記載の電動把持装置と、
前記ソレノイドに電流を供給する給電部と、
前記電動把持装置を設置するフレームと、を備える、把持工程機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドによるプランジャーの突出を用いて把持対象物を効果的に把持できる電動把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や事業場においては、様々な製造工程を実行することで製造対象物が製造される。製造工程においては、種々の自動化が進んでおり、工作機械、組み立て機械、製造ロボットなどが利用されて、様々な製造工程が実行される。このような製造工程においては、製造対象物や製造対象物の部品を把持する工程が必要であることが多い。組立工程のラインに部品を流すために、把持工程が部品を把持してラインに乗せたり、製造された製造対象物を次の工程に流すために、把持工程が製造対象物を次のラインに送り出したりするためである。
【０００３】
把持工程は、把持装置や把持機構を用いて、把持対象物である部品や完成品を把持する。把持装置や把持機構は、確実かつ高速に把持対象物を把持するために、開閉可能な爪などの把持部と、この把持部を開閉させる駆動部とを備えることが多い。駆動部によって把持部が開閉して、把持対象物を把持する。
【０００４】
ここで、駆動部としては、電動モーターやエアーシリンダーが用いられることが多い。電動モーターやエアーシリンダーは、駆動力が強く、把持部に対して強い把持力を生じさせることができる。把持力が強いと、大型であったり重量が重かったりする把持対象物を確実に把持できるメリットがある。あるいは、電動モーターやエアーシリンダーは、細密な制御が可能であるので、把持部における把持力を制御することも容易である。このように、従来技術においては、電動モーターやエアーコンプレッサーが駆動部に用いられる把持装置や把持機構が、製造工程などにおいて多く用いられている。
【０００５】
しかしながら、電動モーターやエアーシリンダーは、コストが高く、装置も大掛かりとなる。電動モーターやエアーシリンダーが大掛かりであることは、把持装置も大掛かりとなって、把持装置全体でのコストも高くなり、大掛かりとなった把持装置を組み込む製造ラインのコストも高くなってしまう問題がある。加えて、電動モーターやエアーシリンダーは、細密な制御を行う複雑な動作と構造を有しているので、故障や劣化を生じさせやすい。電動モーターやエアーシリンダーを用いる把持装置は、把持部やその他の部材と駆動部とが一体で構成されざるを得ないので、駆動部である電動モーターやエアーシリンダーの故障や劣化は、把持装置全体の修理や交換を必要としてしまう。このように、電動モーターやエアーコンプレッサーを用いる把持装置は、コストや使い勝手の面で不便が多い。
【０００６】
電動モーターやエアーシリンダーを用いる把持装置は、把持対象物が、大型であったり重かったりする場合や、繊細な取扱を必要とする場合には、適当である。しかしながら、把持対象物は、小型や軽量である場合も多く、繊細な取扱を必要としない場合も多い。このような把持対象物が把持の対象である場合には、高価で高性能な電動モーターやエアーシリンダーを用いることがオーバースペックである。
【０００７】
把持装置は、爪や腕などの開閉可能な把持部と、これを開閉させる駆動部を主な要素とする。例えば、把持部が左右に開閉することで把持対象物を把持する場合には、直線運動を行う駆動部が、把持部を左右に開閉させる左右移動を生じさせれば良い。このため、電動モーターやエアーシリンダーのような高価かつ高性能な直線運動を生じさせる駆動部ではなく、安価な駆動部が用いられてもよい。特に、小型・軽量であったり繊細な取扱を必要としなかったりする把持対象物を把持する必要性は多く、このような把持対象物については、安価な駆動部を用いた把持装置が適当である。
【０００８】
このような安価な駆動部を用いた把持装置として、ソレノイドを用いた電動ハンドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−７９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１は、駆動部にソレノイドによるプランジャーの往復運動を用いて、把持部となるハンドを開閉させて把持対象物を把持する電動ハンドを開示する。ソレノイドは、電磁石の磁力によってプランジャーを往復させる。この往復運動によってハンドが押し出されたり引き戻されたりして、ハンドが開閉する。この開閉によって把持対象物を把持したり離したりして、把持対象物を移動させることができる。
【００１１】
ソレノイドは、安価であるので、電動ハンドも安価にできる。加えて、ソレノイドは、単純な往復運動を生じさせるだけの簡便な機構であり、故障や劣化などの問題も少なくなるメリットがある。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示される電動ハンドは、駆動部であるソレノイド（特に往復運動を行うプランジャー）と把持部であるハンド（およびハンドの開閉機構）とが一体で形成されている。すなわち、プランジャーとハンドとが接合されている。プランジャーが突出することでハンドが押し出され、押し出しによって、ハンドは開閉を行う。
【００１３】
プランジャーは、ソレノイドの磁力によって、ある移動軸に沿った往復運動を行う。この移動軸は、ソレノイドの設置によって一意に定まり、軸が変動することがない。一方、把持部であるハンドは、把持する対象物の位置、形状、大きさなどによって、押し出される移動軸が変動する。特許文献１に開示される電動ハンドのように、プランジャーとハンドとが接合された一体形成である場合には、このハンド部分の移動軸の変動がプランジャーに対して負担をかけ、プランジャーの移動軸に変動を来たしてしまう。
【００１４】
プランジャーの移動軸はソレノイドによって一意に定まるものであるが、ハンド部分の移動軸の変動によって、プランジャーの移動軸がずれてしまい、プランジャーの往復運動に劣化が生じてしまう。本来収まるべき軸と本来突出すべき軸と異なった軸において、プランジャーが往復運動をしてしまうからである。このようなプランジャーの移動軸があるべき移動軸から変動してしまうことは、プランジャーの往復動作に変動が生じ、ソレノイドそのものが劣化したり故障したりすることになってしまう問題がある。
【００１５】
また、ソレノイドとハンドが一体形成されている場合には、ソレノイド部分に劣化や故障が生じると、電動ハンド全てを修理・交換する必要が生じる。これは、電動ハンドを用いた製造機械のメンテナンスコストの増加にも繋がる問題がある。ソレノイドは、本来的には単純動作を行う部材でありメンテナンスが容易であることで、把持装置に利用されるべきものであるが、特許文献１に開示される電動ハンドは、メンテナンスを容易とするメリットを活かしきれていない（むしろ、メンテナンスを複雑にしている）。
【００１６】
このように、特許文献１に開示される電動ハンドを始めとした従来技術の把持装置は、ソレノイドのメリットである低コスト、簡易構造、メンテナンス容易性を、十分に活かしきれていない問題を有していた。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑み、ソレノイドやプランジャーの劣化を防止してメンテナンス容易性を高める電動把持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題に鑑み、本発明の電動把持装置は、プランジャーを突出可能なソレノイドと、プランジャーの先端と分離すると共に接触可能な伝達部と、伝達部の前後移動によって把持対象物を把持可能な把持部と、を備え、プランジャーは、ソレノイドに電流が流れると突出し、伝達部は、プランジャーの突出によって押し出されることで、前後移動し、把持部は、相互に対向すると共に開閉可能な爪部を有し、伝達部の前後移動は、爪部を開閉する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電動把持装置は、安価なソレノイドの往復運動を用いて把持部を開閉させて把持対象物を把持できるので、小型・軽量であって繊細な取扱を必要としない把持対象物の把持工程に用いることができる。この結果、製造工程に含まれる把持工程に要するコストが低減できる。すなわち、把持強度や繊細な取扱を必要としない新しい分野への、低コストでの電動把持装置の展開が可能となる。
【００２０】
また、本発明の電動把持装置は、プランジャーと把持部とが分離しているので、プランジャーの移動軸と把持部の移動軸との不整合にもとづくプランジャーやソレノイドの劣化が防止される。この結果、電動把持装置の維持コストが低減できる。加えて、ソレノイドの劣化や故障がある場合でも、電動把持装置全体の修理・交換ではなく、ソレノイド単体の修理・交換で済む。このため、メンテナンスも容易であるし、メンテナンスコストも低減できる。
【００２１】
これらが相まって、低コスト、簡易構造、メンテナンス容易性の全てを十分に活用したソレノイドを用いた電動把持装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における電動把持装置の斜視図である。
【図２】電動把持装置１が爪部７を閉じている状態を示している。
【図３】本発明の実施の形態１における電動把持装置の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における把持部の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１における把持部において把持対象物を離した状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１における電動把持装置の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるプランジャー周辺の模式図である
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の第１の発明に係る電動把持装置は、プランジャーを突出可能なソレノイドと、プランジャーの先端と分離すると共に接触可能な伝達部と、伝達部の前後移動によって把持対象物を把持可能な把持部と、を備え、プランジャーは、ソレノイドに電流が流れると突出し、伝達部は、プランジャーの突出によって押し出されることで、前後移動し、把持部は、相互に対向すると共に開閉可能な爪部を有し、伝達部の前後移動は、爪部を開閉する。
【００２４】
この構成により、電動把持装置は、プランジャーの損傷を低減しつつ、十分な精度で把持対象物を把持できる。
【００２５】
本発明の第２の発明に係る電動把持装置では、第１の発明に加えて、把持部は、爪部を定常状態に維持する弾性体を有し、弾性体は、プランジャーの押し出しを受けない場合には、弾性力によって爪部を定常状態に維持する。
【００２６】
この構成により、把持部は、把持対象物を挟んで把持したり、離したりできる。
【００２７】
本発明の第３の発明に係る電動把持装置では、第１又は第２の発明に加えて、伝達部は、プランジャーの押し出しを受ける場合に、把持部より受ける弾性力を上回る押し出し力で把持状態とする。
【００２８】
この構成により、電動把持装置は、プランジャーの押し出しだけで、把持対象物を把持できる。結果として、安価な電動把持装置が実現できる。
【００２９】
本発明の第４の発明に係る電動把持装置では、第２又は第３の発明に加えて、定常状態において、プランジャーの先端と伝達部とが接触している。
【００３０】
この構成により、電動把持装置は、プランジャーの突出による強い衝撃を生じさせなくて済む。結果として、プランジャーや伝達部の損傷を低減できる。
【００３１】
本発明の第５の発明に係る電動把持装置では、第２から第４のいずれかの発明に加えて、定常状態では、爪部は開いている。
【００３２】
この構成により、電動把持装置は、把持対象物へ爪部を合わせるための時間のかかる作業期間での消費電力を削減できる。
【００３３】
本発明の第６の発明に係る電動把持装置では、第２から第５のいずれかの発明に加えて、把持状態では、爪部は把持対象物を挟む。
【００３４】
この構成により、電動把持装置は、電流の流れている期間に把持対象物を把持するので、作業時間の短い期間のみを通電状態として消費電力を削減できる。
【００３５】
本発明の第７の発明に係る電動把持装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、プランジャーの先端は、凸面を有する。
【００３６】
本発明の第８の発明に係る電動把持装置では、第７の発明に加えて、プランジャーの先端は、球形の一部を有する。
【００３７】
これらの構成により、プランジャーと伝達部の衝撃を緩和しつつ、プランジャーは、効果的に伝達部を押し出すことができる。
【００３８】
本発明の第９の発明に係る電動把持装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、伝達部は軸受けを更に備える。
【００３９】
この構成により、プランジャーの押し出し圧力が、伝達部から把持部にスムーズに伝わる。
【００４０】
本発明の第１０の発明に係る電動把持装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、プランジャーの突出方向と逆方向に、プランジャーのソレノイドからの抜けを防止する防止部材を更に備える。
【００４１】
この構成により、電動把持装置は、プランジャーの押し戻りよる、プランジャーのソレノイドからの抜けを防止できる。
【００４２】
本発明の第１１の発明に係る電動把持装置では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、電磁石を有し、少なくともソレノイドに電流が流れる場合には、電磁石に電流が流れる。
【００４３】
この構成により、把持部は、把持力を高めることができる。
【００４４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
【００４６】
（全体概要）
まず、図１を用いて、実施の形態１における電動把持装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における電動把持装置の斜視図である。図１は、電動把持装置１の斜視状態および一部分の拡大図を、合わせて示している。このため、全体図および拡大図に共通する要素については、同じ符号を付している。
【００４７】
電動把持装置１は、プランジャー４を突出可能なソレノイド３と、伝達部５と、把持部６と、を備える。電動把持装置１は、これらの要素を備えることで、把持部６によって把持対象物を把持したり離したりして、把持対象物を移動させたりできる。
【００４８】
ソレノイド３は、電流の通電によって電磁力を生じさせることにより収納しているプランジャー４を突出させる。ソレノイド３の機能および動作原理は、一般に知られているものであり、導電線の巻き数や素材あるいは通電する電流値によって、その電磁力が調整される。この電磁力の大きさによって、プランジャー４の突出力、突出量、突出速度などが調整される。このため、ソレノイド３は、電流を受ける機能および構成を有している。ソレノイド３は、電流の通電によって、プランジャー４を突出させることが可能である（あるいは、突出力を解除することも可能である）。
【００４９】
伝達部５は、プランジャー４の突出を受けてその力を把持部６に伝達する。伝達部５は、プランジャー４の先端と分離していると共にプランジャー４の先端と接触可能である。すなわち、プランジャー４は、ソレノイド３から突出する際に、その先端を伝達部５に接触させることができる。但し、接触させることができるとしても、プランジャー４と伝達部５は、分離した独立した部材であって、プランジャー４と伝達部５とが、接合された一体形成されているものではない。
【００５０】
プランジャー４は、ソレノイド３に電流が流れるとソレノイド３内部から突出する。この突出によって、プランジャー４は、前後移動する。プランジャー４は、この前後移動によって、伝達部５にその先端を押し当てるようになる。この押し当てによって生じる圧力は、伝達部５によって、把持部６に伝達される。伝達部５も、プランジャー４の押し出しによって前後移動するようになる。
【００５１】
プランジャー４の突出によってその先端が伝達部５に接触している状態は、図１の拡大部分に示されている。拡大部分においては、プランジャー４がソレノイド３内部から突出している。このようなプランジャー４の接触とプランジャー４の押し出しによって、伝達部５も前後移動するようになる。
【００５２】
把持部６は、相互に対向すると共に開閉可能な爪部７を有している。爪部７は、一対の爪７Ａと爪７Ｂを有する。爪部７は、伝達部５の前後移動によって開閉するようになる。この開閉によって、爪部７は（ひいては把持部６は）、把持対象物を把持できる。爪部７が閉じると、爪７Ａと爪７Ｂの距離が狭まるので、爪部７に挟まれることによって、把持対象物が把持されるようになる。逆に、爪部７が開くと、爪７Ａと爪７Ｂとの距離が広がって、把持している把持対象物を開放するようになる。
【００５３】
このようなプランジャー４の突出は、伝達部５、把持部６および爪部７に伝達して、爪部７による把持対象物の把持が実現される。すなわち、実施の形態１の電動把持装置１は、ソレノイド３への通電だけで、把持対象物を把持できる。
【００５４】
なお、図１に示される電動把持装置１は、外枠２を備えており、様々な機器や製造工程に設置しやすいようにしている。これは、後述の図２、図３においても同様である。
【００５５】
（動作）
図１を用いて説明した電動把持装置１の動作について、図２、図３も用いながら説明する。図２は、本発明の実施の形態１における電動把持装置の正面図である。図２は、電動把持装置１が爪部７を閉じている状態を示している。図３は、本発明の実施の形態１における電動把持装置の正面図である。図３は、電動把持装置１が爪部７を開いている状態を示している。
【００５６】
把持部６は、爪部７を定常状態に維持する弾性体９を備えている。図２、図３では、弾性体９は図示の都合上見えにくいが、把持部６に備わっており、一定の弾性力を生じさせることで、爪部７を定常状態に維持する。このとき、弾性体９は、プランジャー４の押し出しを受けない場合に（プランジャー４の押し出しが伝達部および把持部に伝達されない場合に）、弾性力によって、爪部７を定常状態に維持する。弾性体９は、例えば、把持部６に備えられる、爪部７を開いた状態もしくは閉じた状態に維持しようとするバネ、弾性部材であったりする。あるいは、把持部６自身が弾性力を有しており、これによって、爪部７を開いた状態もしくは閉じた状態に維持しようとする。把持部６が弾性力を有する場合とは、把持部６が弾性体を含んだ構成を有している場合である。
【００５７】
ここで、定常状態とは、爪部７が開いている状態を定義することもあるし、爪部７が閉じている状態を定義することもある。ここでの説明では、爪部７が開いている状態を定常状態として定義して説明する。すなわち、図２は、定常状態を示している。一方、図３は、定常状態から変化して、把持対象物を把持できる把持状態を示している。すなわち、電動把持装置１は、定常状態と把持状態との変化によって、把持対象物を把持したり離したりする。この動作の繰り返しによって、電動把持装置１は、更に把持対象物を移動させることもできる。
【００５８】
図２は、定常状態を示している。電動把持装置１が備えるソレノイド３には、電流が流れていない（流れていても、プランジャー４を所定の力で突出させるだけの大きさの電流は流れていない状態である）。このため、ソレノイド３からプランジャー４は突出することはない。プランジャー４の突出を受けない伝達部５は、把持部６を前に押し出す力を受けないので、伝達部５は、把持部６を押し出すことをしない。把持部６は、弾性体９を備えているが、この弾性体９は、爪部７を開く方向に弾性力を働かせている。弾性体９の弾性力は、把持部６の前後移動に関する力が加わらない限りは、弾性力を爪部７を開く方向に維持する。
【００５９】
以上の結果、ソレノイド３に電流が流れていない状態では、プランジャー４の突出が無く、把持部６においては、弾性体９による弾性力が優位である。弾性力が優位であることで、爪部７は定常状態を維持する。ここでは、図２のように、爪部７は開いたままである。例えば、電動把持装置１が、製造工程で用いられる場合には、定常状態によって把持対象物に爪部７を合わせることができる。
【００６０】
次に、ソレノイド３に電流が供給される。ソレノイド３は、巻き線を有しており、電流が供給されるとこの巻き線に電流が付与される。巻き線に電流が付与されれば、ソレノイド３においては電磁界が発生して、この電磁界に基づく電磁力が生じる。この電磁力による反発、引き寄せを活用してソレノイド３は、プランジャー４を突出させる。
【００６１】
図３は、このプランジャー４が突出した状態を示している。ソレノイド３は、プランジャー４を一時的に突出させるだけではなく、ソレノイド３に電流が付与されている間では、プランジャー４を突出させたままの力を付与できる。すなわち、ソレノイド３に通電している状態では、プランジャー４は、突出した状態を維持しようとする。この突出を維持しようとする力によって、プランジャー４は、伝達部５に力を与え続ける。
【００６２】
プランジャー４は、突出によって、その先端を伝達部５に接触させる。突出することで、伝達部５との距離が縮まり、先端が接触するようになるからである。もちろん、伝達部５は、定常状態（図２に示される状態）において、弾性体９の弾性力によってソレノイド３側に引き戻されている場合には、プランジャー４の先端は、伝達部５と接触していても良い。
【００６３】
プランジャー４は、突出による力によって伝達部５を押し出す。ここで、伝達部５は、軸受け８とこの軸受け８内部を前後移動するシャフトを備えており、このシャフトの前後移動によって、押し出しの力を把持部６に伝える。伝達部５の前後移動は、把持部６に伝達される。把持部６は、図３に示されるように、爪部７をその先端に備えている、交差態様の部材を有しており、伝達部５の押し出しによって把持部６も前方に移動して交差態様の部材に左右移動を生じさせる。
【００６４】
なお、実施の形態および図面で説明している、伝達部５、把持部６、爪部７などの定義は、説明の容易性および発明の特定を考慮しているものであり、それぞれ説明に対応する要素であれば、実際の把持装置における伝達部、把持部、爪部などとの細かな定義と相違するものではない。あくまでも、それぞれの説明に対応する構成や機能を有する要素であれば、本発明で定義している要素と同様である。
【００６５】
このとき、把持部６の交差態様の部材においては、弾性体９による弾性力が働いており、爪部７が開くような弾性力が働いているが、把持部６の押し出しに寄って、この弾性体９から生じる弾性力を超える力（プランジャー４に起因する押し出し力）が把持部６に付与される。この結果、弾性力に逆らって、把持部６における交差態様の部材が左右移動を可能にして、爪部７を左右に移動させる。爪部７は、相互に近づく移動および相互に遠ざかる移動をするように構成されているので（交差態様の部材によって、鋏のような一般的な開閉の動作を行う構成を有している。この構成は、通常に知られている形態が用いられればよい）、左右移動によって、爪部７は、閉じ始める。最終的には、爪７Ａ、爪７Ｂのそれぞれが近づいて、爪部７は閉じた状態となる。図３は、この閉じた状態を示している。
【００６６】
このようにして、プランジャー４の押し出しに寄って、爪部７は閉じることになり、把持対象物を掴むことができるようになる。すなわち、電動把持装置１は、把持状態となる。なお、図３では、爪部７は、完全に閉じた状態となっているが、把持対象物を把持する場合には、この把持対象物に合わせた距離を、爪７Ａと爪７Ｂは有することになる。
【００６７】
図４は、本発明の実施の形態１における把持部の模式図である。図４は、把持状態となった把持部６に着目して示している。把持部６は、プランジャー４の押し出しに起因して押し出されており、弾性体９の弾性力を上回る押し出し力で、把持部６は爪部７を把持状態としている（図４は、図３に合わせて、把持状態では爪部７は、閉じる方向に動いている）。把持部６は、把持対象物１００を把持するように設定されており、爪部７が閉じることで、把持対象物１００を把持している。爪部７は、爪７Ａと爪７Ｂとが合わさるまでの把持状態とできるものであるが、把持対象物１００の幅に合わせて、爪７Ａと爪７Ｂとが距離を残している。しかしながら、爪７Ａと爪７Ｂとは合わさろうとする力を有しているので、十分な把持力をもって、把持対象物１００を把持できる。
【００６８】
このように、電動把持装置１は、プランジャー４の突出に起因して、把持対象物１００を把持できる把持状態に変化する。
【００６９】
次に、ソレノイド３に流れる電流が解除されると、プランジャー４を押し出す力が減少・消失する。この結果、弾性体９が生じさせる弾性力が上回って、把持部６の前方への移動は減少・消失する（当然ながら伝達部５もソレノイド３側に押し戻される）。この結果、爪部７は開くことになり、把持していた把持対象物１００を離す。図５は、この状態を示している。図５は、本発明の実施の形態１における把持部において把持対象物を離した状態を示す模式図である。
【００７０】
図５に示されるように、爪７Ａと爪７Ｂとは、一定の距離を形成して、把持対象物１００を離す。例えば、電動把持装置１が、把持した把持対象物１００を一定の場所に移動させた後で、爪部７を開くことで、把持対象物１００を移動後の場所にセットできる。
【００７１】
このように、電動把持装置１は、ソレノイド３への通電のみで、把持対象物１００を把持したり、移動させたりできるので、様々な製造工程において適用できる。
【００７２】
なお、定常状態で爪部７が開いており、把持状態で爪部７が閉じるように構成される場合には、把持対象物１００に対して爪部７をあてがう期間が長い仕様で、消費電力削減ができる。爪部７をあてがう期間は、定常状態であって、ソレノイド３に電流が供給されていないからである。逆に、把持対象物１００を把持している期間が長い仕様であれば、定常状態で爪部７が閉じるように構成されていることが好ましい。この場合には、電流が流れると爪部７が開いて爪部７は、把持対象物１００を離すようになる。期間の長い通常状態で電流が供給されないことで消費電力が削減されるからである。
【００７３】
このため、定常状態と対になる把持状態は、把持対象物１００を把持する状態のみを示すのではなく、電流が通電して動作する場合を言うものである。
【００７４】
（プランジャー４と伝達部５との分離）
プランジャー４と伝達部５とは、分離した独立した部材同士である。プランジャー４の先端と伝達部５とは、接触可能ではあるが、接合されて一体の部材となっているものではない。このため、プランジャー４の先端が伝達部５を押し出すときであっても、プランジャー４は、伝達部５の移動方向（移動方向）の軸と完全同一である必要は無い。プランジャー４は、ソレノイド３の設置およびソレノイド３におけるプランジャー４の配置によって定まる移動軸に合わせて、突出（あるいは引き戻し）を行う。
【００７５】
これに対して、伝達部５および把持部６の前後移動は、伝達部５および把持部６の設置、構造などに依存した軸に基づいて行われる。電動把持装置１は、それぞれの要素を組み合わせて製造されるので、ソレノイド３の設置と、伝達部５の設置とにおいて、プランジャー４の移動軸と伝達部５の移動軸とを完全同一に合わせることは困難である。仮に、そのように完全同一にするためには、精密な製造や設計を必要として、コストが高まってしまう。
【００７６】
このように、製造される電動把持装置１においては、プランジャー４の移動軸と伝達部５（把持部６）の移動軸とは、そろっていないことが多い。ここで、従来技術のように、プランジャー４と伝達部５（把持部６）とが接合されて一体である場合には、プランジャー４は、突出する際に、自身の移動軸と異なる移動軸の伝達部５の移動軸による負担を受けることになる。この結果、プランジャー４の突出や戻りの繰り返し（前後移動の繰り返し）において、プランジャー４の移動軸に狂いが生じてくる場合もある。この狂いによって、ソレノイド３全体の故障や不具合に繋がりうる。
【００７７】
一方、実施の形態１の電動把持装置１では、プランジャー４と伝達部５とは分離しているので、プランジャー４は、自らの移動軸に沿って前後移動するだけである。プランジャー４の前後移動を受ける伝達部５や把持部６も、それぞれの移動軸に従って前後移動するだけである。移動軸に差があっても、プランジャー４の移動軸の故障が生じない。これは、伝達部５および把持部６においても同様である。それぞれ、独立した移動軸に沿って、独立して前後移動を行うからである。相互の前後移動は、相手の移動軸へ負担や弊害を与えない。特に、プランジャー４は、自身よりも大きな伝達部５や把持部６を前後移動させる必要があるので、移動軸の弊害がないことは、劣化防止や長寿命化に高いメリットを有している。
【００７８】
実施の形態１における電動把持装置１は、プランジャー４と伝達部５とが分離していることにより、プランジャー４やソレノイド３の故障や劣化を防止できる。結果として、電動把持装置１の長寿命化も実現でき、低コストが要求される製造工程において、電動把持装置１は、最適に利用される。
【００７９】
（プランジャー４と伝達部５との定常接触）
加えて、プランジャー４の先端は、定常状態においても伝達部５に接触していることも好適である。弾性体９は弾性力を把持部６に加えるので、定常状態では、把持部６は、弾性力によってソレノイド３側に近づいている。これに合わせて伝達部５もソレノイド３側に近づいた状態となっている。このとき、プランジャー４と伝達部５の位置を所定状態として電動把持装置１が製造されることで、プランジャー４が突出していない状態でも、プランジャー４の先端が伝達部５に接触している状態にできる。すなわち、定常状態では、弾性力によって、伝達部５がプランジャー４を押し戻して固定しているような状態である。
【００８０】
このような状態であると、プランジャー４の先端は、（１）定常状態、（２）プランジャー４の突出が始まって定常状態から把持状態への移行状態、（３）把持状態、のいずれにおいても、伝達部５と接触している。このように、プランジャー４の先端が接触している場合には、プランジャー４の前後移動において、プランジャー４の先端と伝達部５との衝突（離れた位置からの接触による衝突）が生じない。このため、プランジャー４の突出によって、プランジャー４の先端や伝達部５が損傷することが極めて少なくなる。当然ながら振動や騒音も少なくなり、電動把持装置１が製造ラインに用いられる際にも好適である。
【００８１】
このように、弾性体９による弾性力、プランジャー４と伝達部５との位置関係などのバランスが取られることで、電動把持装置１の損傷や騒音などが防止される。
【００８２】
（各部の詳細）
次に各部の詳細について説明する。
【００８３】
（ソレノイド）
ソレノイド３は、上述の通り、導電性の巻き線によって電磁力を生じさせる。このため、ソレノイド３には、電流が供給され、スイッチや制御部によって、ソレノイド３に電流が供給されたり供給されなかったりする。また、供給される電流値が変化させられても良い。電流値によって、ソレノイド３が生じさせる電磁力も変化する。ソレノイド３は、汎用のソレノイドが用いられてもよいし、電動把持装置１に特化したソレノイドが用いられてもよい。
【００８４】
ソレノイド３は、巻き線が巻きつけられた本体部に中空部分を有しており、この中空部分はプランジャー４を収めている。ソレノイド３は、生じる電磁力の反発を利用して、プランジャー４を突出させることができる。
【００８５】
ソレノイド３は、当然ながら巻き線、電流値、素材などの特性によって、その電磁力の特性を変更できる。このため、電動把持装置１は、把持対象物の特性（大きさ、重量など）に応じて、異なる特性のソレノイド３を選択して備えれば良い。特に、重量の大きい把持対象物を対象とする場合には、高い電磁力を有するソレノイド３が選択される。
【００８６】
ソレノイド３は、本体部２に取り付けられる。本体部２は、ソレノイド３を始めとして電動把持装置１に必要な要素を取り付けるフレームである。ソレノイド３は、電動把持装置１においてその位置が固定されるものであるので、本体部２に取り付けられる。このとき、本体部２は、ソレノイド３と別個の独立した部材でも良いし、ソレノイド３の一部であってもよい。
【００８７】
（プランジャー）
プランジャー４は、ソレノイド３の中空部分に収まっており、電磁力を受けて突出する。ソレノイド３が電磁力を有すると、その反発によってプランジャー４は突出する。ここで、突出とは一時的な突出ではなく、ソレノイド３が電磁力を発揮している期間全体での突出をいう。このため、プランジャー４は、ソレノイド３に必要な電流が流れている間は、ソレノイド３から突出したままの状態を維持する。
【００８８】
プランジャー４の先端は、伝達部５に接触できる。もちろん、上述の通り、プランジャー４と伝達部５とは、分離して独立した部材である。このため、プランジャー４と伝達部５との接触は、分離している状態から、接触するということを示す。
【００８９】
プランジャー４は、突出によって、伝達部５を押し出す。押し出し方向は、ソレノイド３から把持部６に向けての方向である。伝達部５は、把持部６が備える弾性体９による弾性力によって、ソレノイド３側に引き戻されている。すなわち、弾性体９は、常に伝達部５をソレノイド３側に引き戻すための弾性力を加えている。プランジャー４は、この弾性体９による弾性力を上回ることで、伝達部５を把持部６側に押し出す。押し出した場合には、ソレノイド３に電流が供給されている期間にわたって、プランジャー４は伝達部５を押し出したままである。
【００９０】
一方、プランジャー４に加わる力が、弾性力を下回る場合には（ソレノイド３に電流が供給されていないか、不十分な電流が供給されているかの場合）、伝達部５は、プランジャー４の押し出しを受けずに、弾性力によってソレノイド３側に位置する。
【００９１】
このようにして、プランジャー４はその突出によって伝達部５の位置を把持部６側に押し出すと共に、把持部６にも押し出しを伝えて、爪部７の開閉を実現する。
【００９２】
（伝達部）
伝達部５は、プランジャー４の押し出しを把持部６に伝達する。
【００９３】
上述のように、伝達部５は、プランジャー４による押し出しと、弾性体９による弾性力とのバランスによって、その位置を決定する。すなわち、弾性体９による弾性力が優位の場合には、伝達部５はソレノイド３側に位置し、プランジャー４による押し出しが優位の場合には、伝達部５は、把持部６側に位置する。このため、伝達部５は、本体部２において前後移動可能なように取り付けられていることも好適である。例えば、本体部２にレールが設けられて、伝達部５は、このレールに嵌合しながら前後移動するように取り付けられている。
【００９４】
伝達部５は、プランジャー４の押し出しを受けるので、金属、合金、硬質樹脂などの強度や耐久性に優れた素材で形成されていることも好適である。また、伝達部５は、軸受け８とこの軸受け８内部を前後移動するシャフトを備えており、このシャフトの前後移動が、伝達部５の前後移動を生じさせる構造であっても良い。
【００９５】
（把持部）
把持部６は、爪部７を含む要素である。把持部６は、この爪部７を用いて把持対象物１００を把持する。すなわち把持部６は、電動把持装置１において、把持対象物１００の把持という中心的な機能を実現する。
【００９６】
把持部６は、弾性体９を備えており、弾性体９による弾性力によって、爪部７を定常状態に維持する。一方、把持部６は、伝達部５による押し出しを受けて爪部７を開閉させる。把持部６は、図１などに示されるように交錯する部材を有しており、この交錯する部材の先端に爪部７を備えている。伝達部５による押し出しを受けると、把持部６は、この交差する部材を左右移動させる。この左右移動によって、把持部６は、爪部７を開閉させる。
【００９７】
このように、プランジャー４の押し出しは、伝達部５の前後移動と把持部６（爪部７）の左右移動を生じさせる。このため、本発明の電動把持装置１は、伝達部５と把持部６とを異なる要素として説明しているが、プランジャー４の押し出しによって前後移動と左右移動とを生じさせる要素であれば、伝達部５と把持部６とを同一要素としてみなしてもよい。伝達部５と把持部６とが一体の部材であって、プランジャー４の押し出しによって前後移動と左右移動を生じさせる部材であれば、伝達部５および把持部６とが厳密に切り分けられる必要は無い。
【００９８】
把持部６は、伝達部５と同様に、プランジャー４とは独立した部材である。すなわち、ソレノイド３とプランジャー４を駆動手段、伝達部５・把持部６・爪部７を作業手段として分けると、駆動手段と作業手段とは、相互に分離した独立要素であると把握される。
【００９９】
また、把持部６は、弾性体９を備えて、この弾性体９の弾性力によって、爪部７を定常状態に維持しようとする。図６は、本発明の実施の形態１における電動把持装置の正面図である。図９は、電動把持装置１の定常状態と把持状態とを示している。なお、図１などと同じ要素については、符号を省略して示している。
【０１００】
弾性体９は、把持部６を定常状態に維持するために弾性力を働かせる。図６では、弾性体９は、把持部６において爪部７に接続する交差部材６１を相互に引き寄せるように弾性力を働かせている。交差部材６１は、爪７Ａ、爪７Ｂに繋がる部材であって、交差部材６１の左右移動によって爪７Ａと爪７Ｂとの距離が変更されて、爪部７が開閉動作を行う。
【０１０１】
図６は、定常状態として爪部７が開いている状態を定義している。このため、弾性体９は、爪部７を開くように弾性力を付与する。弾性体９による弾性力は、弾性体９が除かれない限り、付与され続ける。
【０１０２】
一方、図６の下に示されるように、プランジャー４の押し出しを受けると、伝達部５の前後移動によって交差部材６１が広がるようになる。このとき、弾性体９による弾性力が付与されているが、プランジャー４の押し出し力は、この弾性力を超えるので、交差部材６１は広がるようになる。この広がりによって、爪７Ａと爪７Ｂとは合わさるようになって、爪部７が閉じる。この結果、把持部６は、把持状態となる。
【０１０３】
このように、把持部６は、弾性力と押し出し力とのバランスによって、爪部７を開閉できる。なお、定常状態と把持状態とが逆の状態でも良い。これは、交差部材６１の構成、弾性体９の弾性力を付与する方向などによって、制御できる。
【０１０４】
なお、ソレノイド３への電流の供給が止まると、プランジャー４は押し出し力を失うので、弾性体９による弾性力によって押し戻されて、把持部６は定常状態に戻る。
【０１０５】
（爪部）
爪部７は、把持部６の一部であって、実際に把持対象物１００を把持する。爪部７は、相互に対向する爪７Ａ、爪７Ｂを有しており、爪７Ａと爪７Ｂとによって、把持対象物１００を挟んで把持する。もちろん、爪７Ａと爪７Ｂとが開けば、把持対象物１００を離すことができるので、把持、開放を繰り返して、把持対象物１００を移動させることもできる。
【０１０６】
また、爪７Ａ、爪７Ｂの少なくとも一方は、把持対象物１００を把持しやすいように、その表面に滑り止めや摩擦体を有していることも好適である。あるいは、表面に凸凹を有していることも好適である。また、爪７Ａ、爪７Ｂの少なくとも一方は、把持対象物１００に添える補助部を有していることも好適である。
【０１０７】
爪部７は、把持対象物１００を把持できる構成を有していればよいので、爪７Ａ、爪７Ｂの要素だけではなく、他の構成によって把持機能を実現しても良い。例えば、３以上の爪を有していることも好適である。
【０１０８】
また、爪部７は、把持対象物１００を把持するので、把持対象物１００への損傷を与えないように、樹脂や樹脂コーティングで形成されることも好適である。なお、爪部７が開いている状態が定常状態であるのか把持状態であるのかは、把持対象物１００の特性に基づいて定められれば良い。
【０１０９】
なお、爪部７は、把持部６から着脱可能となっており、把持対象物１００の特性に応じて異なる形状、サイズ、素材、特性の爪部７が装着されることも好適である。もちろん、着脱可能であることで、劣化した爪部７を事後的に交換することも可能である。この場合には、電動把持装置１全体でのメンテナンスコストが低減する。
【０１１０】
また、上述の通り、プランジャー４を含む駆動手段と爪部７を含む作業手段とが、分離しているので、爪部７による把持対象物１００の把持作業の中で、爪部７が劣化する場合でも、この爪部７の劣化によって、プランジャー４が劣化することに繋がることは少ない。この点でも、爪部７が劣化する場合には、爪部７のみ（あるいは、把持部６）が交換されるだけで済む。このように、プランジャー４を含む駆動手段と爪部７を含む作業手段が分離していることに、爪部７や把持部６の交換可能性が加わることで、電動把持装置１のメンテナンスコストが更に低減する。
【０１１１】
以上、実施の形態１における電動把持装置１は、ソレノイド３という簡便かつ安価な駆動手段を用いることで、精度の要求されない分野での製造工程などに好適に利用できる。特に、プランジャー４が伝達部５と分離していることで、把持動作の繰り返しによるプランジャー４やソレノイド３の故障や劣化も生じにくく、電動把持装置１ひいてはこれを用いる把持工程機器のメンテナンスコストを低減できる。
【０１１２】
（実施の形態２）
【０１１３】
次に、実施の形態２について説明する。
実施の形態２では、実施の形態１で説明した電動把持装置１における更なる種々の工夫について説明する。
【０１１４】
（プランジャーの先端）
プランジャー４は、その先端が凸面を有することも好適である。プランジャー４は、その突出によって、伝達部５と接触する。プランジャー４は、伝達部５と分離しているので、接触においては、何らかの衝撃が生じる可能性もある。これは、実施の形態１で説明したように、プランジャー４の先端が定常状態でも伝達部５と接触している場合でも同様である。大きな衝撃ではないが、何らかの圧力や衝撃が生じることはありえる。
【０１１５】
このような衝撃を生じさせる可能性のある接触によって、プランジャー４や伝達部５が損傷してしまう可能性がある。プランジャー４の先端が角部を有する場合には、プランジャー４と伝達部５とが分離していることで、プランジャー４の角部が伝達部５に衝突することもありえる。このような場合には、プランジャー４および伝達部５の双方が損傷することがありえる。相互に分離していることで、移動軸がそろっていないためである。
【０１１６】
これに対して、プランジャー４の先端が凸面を有すると、角部が減少して、このような損傷の危険性が減少する。図７は、本発明の実施の形態２におけるプランジャー周辺の模式図である。図７に示されるプランジャー４は、その先端が凸面を有している。更には、プランジャー４の先端は、半球形状などの球形の一部を有する。プランジャー４の先端は、このような球形の一部を有していることで、伝達部５に接触するときの衝突による損傷を防止できる。
【０１１７】
また、プランジャー４と伝達部５が分離している場合には、プランジャー４の突出による押し出し力が、効果的に伝達部５に伝わりにくい可能性がある。この場合についても、プランジャー４の先端が半球状などであると、プランジャー４は、押し出し力を効果的に伝えることができる。
【０１１８】
このように、プランジャー４の先端は、半球状などの凸面を含む形状であることが好適である。
【０１１９】
（抜けの防止）
プランジャー４は、ソレノイド３の中空部分に収まっている。プランジャー４は、電磁力を受けてこの中空部分から突出する。また、プランジャー４は、ソレノイドへの電流の付与がなくなると、弾性体９の弾性力によってソレノイド３に押し戻される。すなわち、伝達部５の戻りに応じて、プランジャー４はソレノイド３内部に押し戻される。
【０１２０】
このとき、プランジャー４は、伝達部５と分離しているので、伝達部５の押し戻しの勢いで、ソレノイド３の中空部分から抜け出してしまう可能性がある。このため、電動把持装置１は、このプランジャー４のソレノイド３からの抜けを防止する防止部材を更に備えることが好適である。図７は、防止部材２０を示している。
【０１２１】
防止部材２０は、ソレノイド３の一端（伝達部５と逆側の端部）に設けられ、ソレノイド３の中空部分に対応して設けられる。防止部材２０は、ソレノイド３に押し戻されるプランジャー４を押しとめる態様を有しており、プランジャー４のソレノイド３からの抜けを防止できる。
【０１２２】
ここで、防止部材２０は、本体部２の一部として構成されても良い。本体部２の後ろ側が折り曲げられることで、防止部材２０が形成される。もちろん、防止部材２０は、独立した部材であっても良いし、ソレノイド３に取り付けられた部材であっても良い。
【０１２３】
（爪部）
電動把持装置１は、ソレノイド３の電磁力によって動作を行う。すなわち、電動把持装置１は、電流の供給を受けることが前提である。これを利用して、爪部７が電磁石を備えており、この電磁石に電流が流れることで、爪部７が電磁力を生じさせることも好適である。電流そのものは、ソレノイド３に供給されるものが流用されれば良い。
【０１２４】
爪部７は、一対の爪７Ａ、爪７Ｂを有しており、これらに備わる電磁石による磁力が発生することで、把持対象物１００の把持力を高めることができる。例えば、把持対象物１００が金属製である場合には、磁力によって把持対象物１００を把持しやすくなる。あるいは、把持対象物１００が非金属性である場合でも、一対の爪７Ａおよび７Ｂが電磁力によって吸引しあって把持対象物１００を挟む力が強くなる。
【０１２５】
このように、爪部７が電磁石を備える構成であることも、把持力を高める点で好適である。特に、電流の供給を受けるための追加の構成が容易であるので、このような改良も容易である。
【０１２６】
以上、実施の形態２の電動把持装置１は、種々の工夫によって、把持対象物１００の把持を容易としたり、メンテナンスコストを低減したりできる。
【０１２７】
実施の形態１、２で説明した電動把持装置１は、製造ラインなどで用いられる把持工程機器に適用されることも好適である。この場合には、把持工程機器は、電動把持装置１、ソレノイド３に電流を供給する給電部、電動把持装置１を設置するフレームを備える。もちろん、必要な要素を更に備えてもよい。
【０１２８】
なお、実施の形態１〜２で説明された電動把持装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１２９】
１    電動把持装置
２    本体部
３    ソレノイド
４    プランジャー
５    伝達部
６    把持部
７    爪部
８    軸受け
９    弾性体
【図１】
2013099833.tif 000003
【図２】
2013099833.tif 000004
【図３】
2013099833.tif 000005
【図４】
2013099833.tif 000006
【図５】
2013099833.tif 000007
【図６】
2013099833.tif 000008
【図７】
2013099833.tif 000009