(57)【要約】【課題】圧電モーターの駆動力を伝達軸で可動部に伝達して動作するロボットハンドで、伝達軸を傾けるような力が発生することを回避する。【解決手段】圧電モーターの駆動力を、伝達軸を介して可動部に伝達することによってロボットハンドを動作させる。圧電モーターは伝達軸に押し付けて使われるので、伝達軸に対して圧電モーターとは反対側に、圧電モーターが伝達軸を押圧する方向と反対側の方向に伝達軸を押圧する支持部を設けておく。こうすれば、圧電モーターが伝達軸を押圧する力を支持部で受けることができるので、伝達軸を傾ける力が発生することがない。その結果、伝達軸を支える部材に伝達軸が片当たりして、種々の弊害が発生することを回避することができる。【選択図】図３
2013255958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部に対して駆動力を伝達する伝達軸と、
前記伝達軸に押圧されて前記伝達軸を駆動する圧電モーターと、
前記伝達軸に対して前記圧電モーターと反対側に設けられ、前記圧電モーターが前記伝
達軸を押圧する方向とは反対側の方向に前記伝達軸を押圧する支持部と、
を備えるロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記圧電モーターは、前記伝達軸の軸方向に対して直交する方向から押圧されているこ
とを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロボットハンドであって、
前記支持部は、前記伝達軸を押圧する弾性部材を備えることを特徴とするロボットハン
ド。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のロボットハンドであって、
前記支持部は、前記伝達軸に対して前記圧電モーターと反対側に設けられた前記圧電モ
ーターである
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
前記可動部は、第１可動部と第２可動部とを備えており、
前記伝達軸は、前記第１可動部に駆動力を伝達する第１伝達軸と、前記第１伝達軸の内
側に組み込まれて前記第２可動部に駆動力を伝達する第２伝達軸とを備えており、
前記圧電モーターは、前記第１伝達軸を駆動する第１圧電モーターと、前記第２伝達軸
を駆動する第２圧電モーターとを備える
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットハンドであって、
前記第１圧電モーターと前記第２圧電モーターとは、前記伝達軸の軸方向に重ねて設け
られている
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項７】
請求項５に記載のロボットハンドであって、
前記第１圧電モーターと前記第２圧電モーターとは、前記伝達軸の軸方向から見て前記
圧電モーターの輪郭が重ならない位置に設けられている
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項８】
可動部を有するロボットハンドを搭載したロボットであって、
前記ロボットハンドは、
前記可動部に対して駆動力を伝達する伝達軸と、
前記伝達軸に押圧されて前記伝達軸を駆動する圧電モーターと、
前記伝達軸に対して前記圧電モーターと反対側に設けられ、前記圧電モーターが前記
伝達軸を押圧する方向とは反対側の方向に前記伝達軸を押圧する支持部と、
を備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ロボットハンド、およびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電材料を含んだ振動体を振動させて、対象物を駆動する圧電モーターが知られている
（例えば特許文献１）。また、指部を開閉させるための動力源として圧電モーターを搭載
したロボットハンドも提案されている（特許文献２）。
【０００３】
ロボットハンドはスペース上の制約が大きいので、圧電モーターなどの動力源と、指部
などのように動力源によって駆動される部材とを近接させて搭載することが困難なことが
多い。このため、指部などの駆動される部材に対しては、動力源で発生した駆動力を、伝
達軸を介して伝達することが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８７７６８号公報
【特許文献２】特開２００８−１００３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、圧電モーターは駆動しようとする対象物に押し付けて使用されるので、伝達軸
の一端側を圧電モーターで駆動しようとすると、伝達軸を傾けるような力が発生するとい
う問題があった。その結果、伝達軸を支える部材との間で伝達軸が片当たりし易くなって
、摩擦が発生したり、寿命が短くなったり、あるいは、伝達軸を支える部材と伝達軸との
間でがたつきが発生しやすくなったりするなどの弊害があった。
【０００６】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、
圧電モーターを動力源として用いるロボットハンドにおいて、圧電モーターからの駆動力
を可動部に伝達する伝達軸を傾ける力が発生することを、抑制可能な技術の提供を目的と
する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本願発明のロボットハンドは次の構成を採用した。す
なわち、
可動部に対して駆動力を伝達する伝達軸と、
前記伝達軸に押圧されて前記伝達軸を駆動する圧電モーターと、
前記伝達軸に対して前記圧電モーターと反対側に設けられ、前記圧電モーターが前記伝
達軸を押圧する方向とは反対側の方向に前記伝達軸を押圧する支持部と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
このような構成を有する本願発明のロボットハンドにおいては、圧電モーターによって
伝達軸を駆動することで、伝達軸に接続された可動部を駆動する。また、圧電モーターは
、伝達軸に対して押圧された状態で設けられており、伝達軸に対して圧電モーターと反対
側には、圧電モーターが伝達軸を押圧する方向とは反対側の方向に伝達軸を押圧する支持
部が設けられている。
【０００９】
こうすれば、圧電モーターが伝達軸を押圧する力を支持部で支えることができるので、
伝達軸を傾けようとする力が発生することを抑制できる。その結果、伝達軸を支える部材
との間で伝達軸が片当たりし易くなって、摩擦が発生したり、寿命が短くなったり、ある
いは、伝達軸を支える部材と伝達軸との間でがたつきが発生しやすくなったりするなどの
弊害を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、圧電モーターを、伝達軸の軸方向
に対して直交する方向から伝達軸に押圧された状態で設けることとしてもよい。
【００１１】
圧電モーターを用いて伝達軸を駆動する場合、伝達軸の端面を駆動するよりも、伝達軸
の軸方向に対して直交する方向から伝達軸の側面を駆動した方が、伝達軸の回転軸からの
半径が長く取れるので、大きなトルクを伝達することができる。もっとも、伝達軸の側面
を駆動すると、伝達軸を傾けようとする力も大きくなるが、圧電モーターが伝達軸の側面
を押圧する方向と反対の方向から伝達軸を支持部で支えてやれば、伝達軸を傾けようとす
る力を抑制することができる。このため、伝達軸の片当たりに伴う弊害を発生させること
なく、ロボットハンドの可動部に大きなトルクを伝達することが可能となる。
【００１２】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、伝達軸を押圧する弾性部材を支持
部に設けることとしてもよい。
【００１３】
こうすれば、圧電モーターが伝達軸を押圧する力が強くなって伝達軸を傾かせようとす
ると、支持部に設けられた弾性部材が圧縮されて、支持部が反対側から伝達軸を押圧する
力も強くなるので、伝達軸の傾きを抑制することができる。また、圧電モーターが伝達軸
を押圧する力が弱くなれば、支持部が反対側から伝達軸を押圧する力も弱くなるので、伝
達軸が逆方向に傾くこともない。
【００１４】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、伝達軸に対して圧電モーターと反
対側にも圧電モーターを設けることによって、支持部を構成してもよい。尚、圧電モータ
ーが伝達軸の端面を押圧している場合には、伝達軸に対してその圧電モーターと反対側の
位置から、同じ方向に伝達軸の端面を押圧するように圧電モーターを設ければよい。また
、圧電モーターが伝達軸の側面を押圧している場合には、伝達軸に対してその圧電モータ
ーと反対側の位置から、逆方向に伝達軸の端面を押圧するように圧電モーターを設ければ
よい。
【００１５】
こうすれば、一方の圧電モーターが伝達軸を押圧する力を、伝達軸の反対側に設けた圧
電モーターの押圧力によって相殺することができるので、伝達軸が傾くことがない。加え
て、２つの圧電モーターを用いて伝達軸を駆動することができるので、ロボットハンドの
可動部に大きな駆動力を伝達することが可能となる。
【００１６】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、以下のような構成としてもよい。
先ず、ロボットハンドに２つの可動部（第１可動部および第２可動部）を設け、第１可動
部に駆動力を伝達する第１駆動軸と、第２可動部に駆動力を伝達する第２駆動軸とを設け
る。また、第２伝達軸は、第１伝達軸の内側に組み込む。そして、第１伝達軸を第１圧電
モーターで駆動し、第２伝達軸を第２圧電モーターで駆動することとしてもよい。
【００１７】
このようなロボットハンドでは、第１伝達軸と、第１伝達軸の内側に組み込まれたおよ
び第２伝達軸で第１可動部および第２可動部を駆動することができるので、ロボットハン
ドを小型化することができる。また、第１伝達軸および第２伝達軸を同軸状に組み込んだ
場合、何れの伝達軸についても、伝達軸を傾けるような力が加わると片当たりに伴う弊害
が発生し易くなるが、伝達軸を傾けようとする力を支持部で支えることができるので、片
当たりに伴う弊害を発生させることなく、ロボットハンドを小型化することが可能となる
。
【００１８】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第１圧電モーターと第２圧電モー
ターとを、伝達軸の軸方向に重ねて設けることとしてもよい。
【００１９】
第１圧電モーターと第２圧電モーターとを伝達軸の軸方向に重ねておけば、重ねない場
合に比べて、伝達軸の周囲に圧電モーターが存在しない領域を広くとることができる。こ
のため、このような領域に他の部品を搭載することができるので、ロボットハンドを小型
化することが可能となる。
【００２０】
あるいは、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第１圧電モーターと第２圧電
モーターとを、伝達軸の軸方向から見て圧電モーターの輪郭が重ならない位置に設けるこ
ととしてもよい。
【００２１】
伝達軸の軸方向から見て第１圧電モーターの輪郭と第２圧電モーターの輪郭とが重なっ
ていると、第１圧電モーターの表面と第２圧電モーターの表面とが向き合う部分が生じ、
そのような部分では、第１圧電モーターおよび第２圧電モーターの何れにとっても、駆動
によって発生した熱を放熱することが困難となる。従って、伝達軸の軸方向から見て、第
１圧電モーターの輪郭と第２圧電モーターの輪郭とが重ならないようにしておけば、駆動
によって発生した熱を容易に放熱することができるので、熱による圧電モーターの性能低
下を回避することが可能となる。
【００２２】
また、上述した本発明は、以下のような態様で把握することもできる。すなわち、
可動部を有するロボットハンドを搭載したロボットであって、
前記ロボットハンドは、
前記可動部に対して駆動力を伝達する伝達軸と、
前記伝達軸に押圧されて前記伝達軸を駆動する圧電モーターと、
前記伝達軸に対して前記圧電モーターと反対側に設けられ、前記圧電モーターが前記
伝達軸を押圧する方向とは反対側の方向に前記伝達軸を押圧する支持部と、
を備えるロボットとして把握することもできる。
【００２３】
このような本発明のロボットでは、ロボットハンドの可動部を、伝達軸を介して圧電モ
ーターで駆動するので、ロボットハンドを小型化することができる。また、圧電モーター
が伝達軸を傾けようとする力は支持部で支えることができるので、伝達軸が傾いてしまう
ことを抑制することができる。その結果、伝達軸が傾くことによる弊害が生じることのな
い、ロボットを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施例のロボットハンドの構造を示す説明図である。
【図２】本実施例のロボットハンドの動作を示す説明図である。
【図３】本実施例のロボットハンドの伝達軸ユニットの構造を示す説明図である。
【図４】本実施例の伝達軸ユニットの動作を示した説明図である。
【図５】第１変形例のロボットハンドの伝達軸ユニットおよび圧電モーターの構成を示す説明図である。
【図６】第２変形例のロボットハンドの伝達軸ユニットおよび圧電モーターの構成を示す説明図である。
【図７】ロボットハンドを備えた単腕のロボットを例示した説明図である。
【図８】ロボットハンドを備えた複腕のロボットを例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．本実施例のロボットハンドの構造：
Ｂ．本実施例のロボットハンドの把持動作：
Ｃ．変形例：
Ｄ．適用例：
【００２６】
Ａ．本実施例のロボットハンドの構造  ：
図１は、本実施例のロボットハンド１００の構造を示した説明図である。図示されるよ
うに本実施例のロボットハンド１００は、複数のブロックや、ブロックを接続するラック
あるいはガイド部材などを備えている。先ず、ブロックの構成について説明する。尚、図
１では、ブロックは斜線を付して表示されている。本実施例のロボットハンド１００は、
大まかにいうと、基部ケース１６０の上に設けられた中央ブロック１１０Ａを中心として
、４つの周辺ブロック１１０Ｂ〜１１０Ｅと、４つの指ブロック１２０，１３０，１４０
，１５０とを中央ブロック１１０Ａの周囲に配置した構成となっている。このうちの４つ
の周辺ブロック１１０Ｂ〜１１０Ｅは、中央ブロック１１０Ａを中心として十字を形成す
るように配置されている。また、指ブロック１２０は、周辺ブロック１１０Ｂと周辺ブロ
ック１１０Ｃとの間に配置され、指ブロック１３０は、周辺ブロック１１０Ｂと周辺ブロ
ック１１０Ｄとの間に配置されている。同様に、指ブロック１４０は、周辺ブロック１１
０Ｃと周辺ブロック１１０Ｅとの間に配置され、指ブロック１５０は、周辺ブロック１１
０Ｄと周辺ブロック１１０Ｅとの間に配置されている。また、指ブロック１２０，１３０
，１４０，１５０の上面には、それぞれ指部材１２２，１３２，１４２，１５２が設けら
れている。中央ブロック１１０Ａの上面側には十字型に形成された平板状の掌部材１１６
が設けられている。
【００２７】
また、中央ブロック１１０Ａからは４方向にラック１１４Ｂ〜１１４Ｅが延設されてお
り、それぞれのラック１１４Ｂ〜１１４Ｅの先端には、それぞれ周辺ブロック１１０Ｂ〜
１１０Ｅが取り付けられている。このうち、中央ブロック１１０Ａを挟んで互いに向かい
合う位置の周辺ブロックに接続されたラック（ラック１１４Ｂとラック１１４Ｅ、あるい
はラック１１４Ｃとラック１１４Ｄ）は、中央ブロック１１０Ａの底面（基部ケース１６
０への取り付け面）からの高さが同じ位置から延設されている。尚、本実施例では、ラッ
ク１１４Ｂおよびラック１１４Ｅの方が、ラック１１４Ｃおよびラック１１４Ｄよりも高
い位置に設けられている。また、ラック１１４Ｂ〜１１４Ｅのそれぞれには、側面の片側
にギアの歯形が切られている。そして、これらラック１１４Ｂ〜１１４Ｅのギアは、中央
ブロック１１０Ａの内部に設けられた駆動機構（図示せず）に接続されている。駆動機構
については後ほど詳しく説明する。
【００２８】
指ブロック１２０，１３０，１４０，１５０のそれぞれは、２本のガイド部材によって
、両側の周辺ブロックに摺動可能な状態で取り付けられている。以下、具体的に説明する
。先ず、指ブロック１２０には、互いに直交する方向にガイド部材１２６ａおよびガイド
部材１２６ｂが立設されている。このうちのガイド部材１２６ａは、周辺ブロック１１０
Ｂに形成されたガイド孔１１４に摺動可能に挿通され、ガイド部材１２６ｂは、周辺ブロ
ック１１０Ｃに形成されたガイド孔１１４に摺動可能に挿通されている。
【００２９】
指ブロック１３０についても同様に、ガイド部材１３６ａおよびガイド部材１３６ｂが
互いに直交する方向に立設されている。そして、ガイド部材１３６ａは周辺ブロック１１
０Ｄに形成されたガイド孔１１４に摺動可能に挿通され、ガイド部材１３６ｂは周辺ブロ
ック１１０Ｂに形成されたガイド孔１１４に摺動可能に挿通されている。指ブロック１４
０および指ブロック１５０についても同様である。すなわち、指ブロック１４０からは、
ガイド部材１４６ａおよびガイド部材１４６ｂが互いに直交する方向に立設されており、
ガイド部材１４６ａおよびガイド部材１４６ｂは、それぞれ周辺ブロック１１０Ｃおよび
周辺ブロック１１０Ｅに形成されたガイド孔１１４に摺動可能に挿通されている。同様に
、指ブロック１５０からは、ガイド部材１５６ａおよびガイド部材１５６ｂが互いに直交
する方向に立設されており、ガイド部材１５６ａおよびガイド部材１５６ｂは、それぞれ
周辺ブロック１１０Ｅおよび周辺ブロック１１０Ｄに形成されたガイド孔１１４に摺動可
能に挿通されている。
【００３０】
また、周辺ブロック１１０Ｂ〜１１０Ｅに設けられたガイド孔１１４の内径は、それぞ
れのガイド孔１１４に填め込まれたガイド部材１２６ａ，１２６ｂ，１３６ａ，１３６ｂ
，１４６ａ，１４６ｂ，１５６ａ，１５６ｂが、がたつき無く摺動可能な大きさに設定さ
れている。
【００３１】
中央ブロック１１０Ａの上面の中央からは、外周側面にネジが形成されたネジ軸１１６
ａが立設されており、ネジ軸１１６ａの先端には掌部材１１６が取り付けられている。ま
た、ネジ軸１１６ａは、中央ブロック１１０Ａ内の後述する駆動機構（図示せず）に接続
されている。更に、中央ブロック１１０Ａの上面には、ネジ軸１１６ａの両側の位置から
ガイド軸１１６ｂが摺動可能な状態で立設されており、ガイド軸１１６ｂの先端は掌部材
１１６に取り付けられている。
【００３２】
また、基部ケース１６０は、ロボットアームのリンク部３１２に取り付けられており、
基部ケース１６０の内部には、駆動機構（図示せず）の動力源となる圧電モーター（図示
せず）が搭載されている。
【００３３】
Ｂ．本実施例のロボットハンドの把持動作  ：
図２は、本実施例のロボットハンド１００が対象物を把持する動作を示す説明図である
。対象物を把持する際には、把持しようとする対象物の大きさに合わせて、ロボットハン
ド１００の幅方向の大きさを変更する。図２（ａ）には、ロボットハンド１００の幅方向
の大きさを変更する様子が示されている。図１を用いて前述したように、指ブロック１２
０，１３０，１４０，１５０から立設するガイド部材は、周辺ブロック１１０Ｂ〜１１０
Ｅのガイド孔１１４に、摺動可能な状態で挿通されている。従って、周辺ブロック１１０
Ｃと周辺ブロック１１０Ｄとの間隔を変更すれば、それに伴って指ブロック１２０と指ブ
ロック１３０との間隔、および指ブロック１４０と指ブロック１５０との間隔を、同時に
変更することができる。そして、指ブロック１２０，１３０，１４０，１５０の上面には
指部材１２２，１３２，１４２，１５２が取り付けられているから、これら指ブロックを
移動させると、それぞれに取り付けられた指部材も移動する。周辺ブロック１１０Ｃと周
辺ブロック１１０Ｄとの間隔を変更するための機構については後述する。図２（ａ）では
、間隔を狭める様子が例示されている。尚、本実施例のロボットハンド１００では、図２
（ａ）で間隔を狭めている方向が「幅方向」となる。
【００３４】
ロボットハンド１００の幅方向の大きさを調整したら、今度は、把持しようとする対象
物の大きさに合わせて、ロボットハンド１００の把持方向の大きさを小さくする。図２（
ｂ）には、ロボットハンド１００の把持方向の大きさを小さくする様子が示されている。
指ブロック１２０，１３０，１４０，１５０から立設するガイド部材は、周辺ブロック１
１０Ｂ〜１１０Ｅのガイド孔１１４に、摺動可能な状態で挿通されているから、周辺ブロ
ック１１０Ｂと周辺ブロック１１０Ｅとの間隔を狭めていけば、それに伴って指ブロック
１２０と指ブロック１４０との間隔、および指ブロック１３０と指ブロック１５０との間
隔を、同時に狭めることができる。その結果、指部材１２２と指部材１４２との間隔、お
よび指部材１３２と指部材１５２との間隔を同時に狭めて、対象物を把持することができ
る。周辺ブロック１１０Ｂと周辺ブロック１１０Ｅとの間隔を狭めるための機構について
は後述する。図２（ｂ）では、間隔を狭める様子が例示されている。尚、本実施例のロボ
ットハンド１００では、図２（ｂ）で間隔を狭めている方向が「把持方向」となる。
【００３５】
更に、本実施例のロボットハンド１００では、掌部材１１６を上下方向に移動させて、
掌部材１１６の上面を対象物に当接させることができる。こうすれば、４本の指部材１２
２，１３２，１４２，１５２と、掌部材１１６とを用いて対象物を把持することができる
ので、小さな対象物でも安定して把持することができる。図２（ｃ）には、掌部材１１６
を上方に移動させる様子が示されている。
【００３６】
次に、ロボットハンド１００の幅方向や把持方向の大きさを変更したり、掌部材１１６
を上下方向に移動したりするための機構について説明する。
【００３７】
図３は、本実施例のロボットハンド１００に搭載された伝達軸ユニット２００を示した
説明図である。図３では、図が複雑となることを避けるために、伝達軸ユニット２００、
および伝達軸ユニット２００を駆動する圧電モーターのみが実線で示されており、それ以
外は、破線によって大まかな外形のみが示されている。
【００３８】
本実施例の伝達軸ユニット２００は、３つの伝達軸が同軸に組み込まれた三重管構造と
なっている。伝達軸ユニット２００の一番外側の伝達軸には、中空の円管形状の第１伝達
軸２１２が設けられており、第１伝達軸２１２の上端外周には第１ピニオンギア２０６が
形成され、第１伝達軸２１２の下端外周には円環状のフランジ２１２ｆが形成されている
。
【００３９】
第１伝達軸２１２の内側には、中空の円管形状の図示しない第２伝達軸２１０（図４（
ｂ）を参照）が、第１伝達軸２１２に対して回転可能に収納されている。第２伝達軸２１
０は、第１伝達軸２１２よりも長く形成されており、第２伝達軸２１０の上端外周には第
２ピニオンギア２０４が形成され、第２伝達軸２１０の下端外周には円環状のフランジ２
１０ｆが形成されている。また、第１ピニオンギア２０６と第２ピニオンギア２０４とは
同じ外径に形成され、フランジ２１２ｆとフランジ２１０ｆとは同じ外径に形成されてい
る。
【００４０】
更に、第２伝達軸２１０の内側には、中空の円管形状の図示しない第３伝達軸２０８（
図４（ｃ）を参照）が、第２伝達軸２１０に対して回転可能に収納されている。第３伝達
軸２０８は、第２伝達軸２１０よりも更に長く形成されており、第３伝達軸２０８の上端
外周には、内側にネジが切られたネジ部２０２が設けられており、第３伝達軸２０８の下
端外周には、円環状のフランジ２０８ｆが形成されている。ネジ部２０２は、掌部材１１
６に接続されたネジ軸１１６ａと螺合している。また、フランジ２０８ｆは、フランジ２
１２ｆやフランジ２１０ｆと同じ外径に形成されている。
【００４１】
このような構造の伝達軸ユニット２００の上側の略半分は中央ブロック１１０Ａ内に収
容されており、伝達軸ユニット２００の下側の略半分は基部ケース１６０内に収容されて
いる。更に基部ケース１６０内には、第１伝達軸２１２を駆動するための第１圧電モータ
ー１６２Ｘと、第２伝達軸２１０を駆動するための第２圧電モーター１６２Ｙと、第３伝
達軸２０８を駆動するための第３圧電モーター１６２Ｚとが収容されている。このうち第
１圧電モーター１６２Ｘは、伝達軸ユニット２００の中心軸２００Ｌに対して直交する方
向から、第１伝達軸２１２のフランジ２１２ｆに押し付けられている。また、第２圧電モ
ーター１６２Ｙは、伝達軸ユニット２００の中心軸２００Ｌに対して直交する方向から、
第２伝達軸２１０のフランジ２１０ｆに押し付けられており、第３圧電モーター１６２Ｚ
は、伝達軸ユニット２００の中心軸２００Ｌに対して直交する方向から、第３伝達軸２０
８のフランジ２０８ｆに押し付けられている。
【００４２】
更に、本実施例のロボットハンド１００では、第１伝達軸２１２に対して第１圧電モー
ター１６２Ｘと反対側に第１圧電モーター１６３Ｘが設けられており、第１圧電モーター
１６３Ｘは、第１圧電モーター１６２Ｘとは反対側から、第１伝達軸２１２のフランジ２
１２ｆに押し付けられている。第２圧電モーター１６２Ｙについても同様に、第２伝達軸
２１０に対して反対側に第２圧電モーター１６３Ｙが設けられており、第２圧電モーター
１６３Ｙは、第２圧電モーター１６２Ｙとは反対側から第２伝達軸２１０のフランジ２１
０ｆに押し付けられている。更に、第３圧電モーター１６２Ｚについても、第３伝達軸２
０８に対して反対側に第３圧電モーター１６３Ｚが設けられており、第３圧電モーター１
６３Ｚは、第３圧電モーター１６２Ｚとは反対側から第３伝達軸２０８のフランジ２０８
ｆに押し付けられている。
【００４３】
尚、このように本実施例のロボットハンド１００では、対になる２つの第１圧電モータ
ー１６２Ｘ、１６３Ｘが第１伝達軸２１２を挟んで反対側に設けられている。同様に、対
になる２つの第２圧電モーター１６２Ｙ、１６３Ｙは第２伝達軸２１０を挟んで反対側に
設けられており、対になる２つの第３圧電モーター１６２Ｚ、１６３Ｚは第３伝達軸２０
８を挟んで反対側に設けられている。従って、対になる２つの圧電モーターの一方から見
て、他方の圧電モーターは、本発明における「支持部」に対応している。
【００４４】
図４は、それぞれの圧電モーターを動作させた時の伝達軸ユニット２００の動きを示す
説明図である。図４（ａ）には、第１圧電モーター１６２Ｘ，１６３Ｘを動作させた場合
が示されている。尚、図示が煩雑となることを避けるため、図４（ａ）では、関係する部
分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。
【００４５】
図３を用いて前述したように、第１圧電モーター１６２Ｘ、１６３Ｘは、第１伝達軸２
１２のフランジ２１２ｆに押し付けられている。従って、第１圧電モーター１６２Ｘ、１
６３Ｘを動作させると、第１伝達軸２１２が回転して、第１伝達軸２１２の上端に形成さ
れた第１ピニオンギア２０６を回転させる。第１ピニオンギア２０６は、ラック１１４Ｃ
，１１４Ｄと嵌合しており、ラック１１４Ｃは周辺ブロック１１０Ｃに接続され、ラック
１１４Ｄは周辺ブロック１１０Ｄに接続されている。このため第１ピニオンギア２０６が
回転すると、その動きがラック１１４Ｃ，１１４Ｄを介して、周辺ブロック１１０Ｃ，１
１０Ｄに伝達されて、周辺ブロック１１０Ｃと周辺ブロック１１０Ｄとの間隔（幅方向の
間隔）を変更する。たとえば、図４（ａ）で第１ピニオンギア２０６を時計回りに回転さ
せると、周辺ブロック１１０Ｃと周辺ブロック１１０Ｄとの間隔が広がる方向に移動する
。逆に、第１ピニオンギア２０６を反時計回りに回転させると、周辺ブロック１１０Ｃと
周辺ブロック１１０Ｄとの間隔が狭まる方向に移動する。
【００４６】
図４（ｂ）には、第２圧電モーター１６２Ｙ，１６３Ｙを動作させた場合が示されてい
る。尚、図４（ｂ）においても、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細
い破線で表している。第２圧電モーター１６２Ｙ、１６３Ｙは、第２伝達軸２１０のフラ
ンジ２１０ｆに押し付けられている。従って、第２圧電モーター１６２Ｙ、１６３Ｙを動
作させると、第２伝達軸２１０が回転して、第２伝達軸２１０の上端に形成された第２ピ
ニオンギア２０４を回転させる。第２ピニオンギア２０４は、ラック１１４Ｂ，１１４Ｅ
と嵌合しており、ラック１１４Ｂは周辺ブロック１１０Ｂに接続され、ラック１１４Ｅは
周辺ブロック１１０Ｅに接続されている。このため第２ピニオンギア２０４を回転させる
と、周辺ブロック１１０Ｂと周辺ブロック１１０Ｅとの間隔（把持方向の間隔）を変更す
る。たとえば、図４（ｂ）で第２ピニオンギア２０４を時計回りに回転させると、周辺ブ
ロック１１０Ｂと周辺ブロック１１０Ｅとの間隔が広がる方向に移動する。逆に、第２ピ
ニオンギア２０４を反時計回りに回転させると、周辺ブロック１１０Ｂと周辺ブロック１
１０Ｅとの間隔が狭まる方向に移動する。
【００４７】
図４（ｃ）には、第３圧電モーター１６２Ｚ，１６３Ｚを動作させた場合が示されてい
る。尚、図４（ｃ）においても、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細
い破線で表している。第３圧電モーター１６２Ｚ、１６３Ｚは、第３伝達軸２０８のフラ
ンジ２０８ｆに押し付けられている。従って、第３圧電モーター１６２Ｚ、１６３Ｚを動
作させると、第３伝達軸２０８が回転して、第３伝達軸２０８の上端に形成されたネジ部
２０２を回転させる。ネジ部２０２は、ネジ軸１１６ａと螺合しており、ネジ軸１１６ａ
の上端には掌部材１１６が取り付けられている。更に、中央ブロック１１０Ａの上面から
はガイド軸１１６ｂが立設されて、掌部材１１６に取り付けられている。このため掌部材
１１６は、中央ブロック１１０Ａに対して上下方向には移動し得るが、回転はできない状
態となっている。このためネジ部２０２を回転させると、ネジ部２０２に螺合したネジ軸
１１６ａが上下方向に移動し、それに伴って掌部材１１６が上下方向に移動する。たとえ
ば、図４（ｃ）に示した例では、ネジ部２０２を時計回りに回転させると、掌部材１１６
が下がる方向に移動し、逆に、ネジ部２０２を反時計回りに回転させると、掌部材１１６
が上がる方向に移動する。
【００４８】
このように本実施例のロボットハンド１００では、伝達軸ユニット２００の下端側に設
けられたフランジ２１２ｆ，２１０ｆ，２０８ｆを駆動すると、その力が、伝達軸ユニッ
ト２００の上端側の第１ピニオンギア２０６、第２ピニオンギア２０４、ネジ部２０２に
伝達される。このため、フランジ２１２ｆ，２１０ｆ，２０８ｆを駆動する第１圧電モー
ター１６２Ｘ，１６３Ｘ、第２圧電モーター１６２Ｙ，１６３Ｙ、第３圧電モーター１６
２Ｚ，１６３Ｚは、伝達軸ユニット２００の下端側の基部ケース１６０内に収容すること
ができる。また、伝達軸ユニット２００は、第１伝達軸２１２、第２伝達軸２１０、第３
伝達軸２０８が同軸状に組み込まれた三重管構造となっているため、たいへん小型に構成
することができる。そして、その伝達軸ユニット２００を圧電モーターで駆動しているの
で、ロボットハンド１００を小型に構成することができる。
【００４９】
ここで、周知のように圧電モーターは駆動しようとする対象物（ここでは、フランジ２
１２ｆ，２１０ｆ，２０８ｆ）に押し付けて使用される。このため、第１伝達軸２１２、
第２伝達軸２１０、第３伝達軸２０８には、軸を傾けるような力が作用する。しかし、本
実施例では、伝達軸ユニット２００を挟んで設けられた一対の圧電モーター（第１圧電モ
ーター１６２Ｘおよび第１圧電モーター１６３Ｘ、第２圧電モーター１６２Ｙおよび第２
圧電モーター１６３Ｙ、第３圧電モーター１６２Ｚおよび第３圧電モーター１６３Ｚ）が
設けられているので、対になった圧電モーターの押し付け力が互いに相殺される。このた
め、第１伝達軸２１２、第２伝達軸２１０、第３伝達軸２０８の何れについても軸を傾け
ようとする力が掛からない。その結果、第１伝達軸２１２や、第２伝達軸２１０や、第３
伝達軸２０８などが伝達軸ユニット２００の内部で傾いて、片当たりによる摩擦が生じた
り、がたつきが発生したり、寿命が短くなったりすることを回避可能となる。
【００５０】
また、第１伝達軸２１２、第２伝達軸２１０、第３伝達軸２０８のそれぞれを２つの圧
電モーターで駆動することができるので、大きな駆動力を発生させることができ、ロボッ
トハンド１００の把持力を上げたり、把持動作を迅速に行うことが可能となる。
【００５１】
更に、本実施例のロボットハンド１００では、第１圧電モーター１６２Ｘと第２圧電モ
ーター１６２Ｙと第３圧電モーター１６２Ｚとが重ねて設けられている。同様に、第１圧
電モーター１６３Ｘと第２圧電モーター１６３Ｙと第３圧電モーター１６３Ｚとも重ねて
設けられている。このため、６つの圧電モーターを、３つずつ二箇所にまとめて基部ケー
ス１６０内に搭載することができるので、基部ケース１６０内に他の部品を搭載するため
の広いスペースを確保することができる。その結果、ロボットハンド１００を小型化する
ことが可能となる。
【００５２】
Ｃ．変形例  ：
上述した本実施例のロボットハンド１００には幾つかの変形例が存在している。以下で
は、これら変形例について、簡単に説明する。尚、以下の変形例では、上述の実施例と同
様の構成部分については、先に説明した実施例と同様の符号を付すこととして、詳細な説
明を省略する。
【００５３】
Ｃ−１．第１変形例  ：
上述した本実施例のロボットハンド１００では、一対の圧電モーター（第１圧電モータ
ー１６２Ｘおよび第１圧電モーター１６３Ｘ、第２圧電モーター１６２Ｙおよび第２圧電
モーター１６３Ｙ、第３圧電モーター１６２Ｚおよび第３圧電モーター１６３Ｚ）を伝達
軸（第１伝達軸２１２、第２伝達軸２１０、第３伝達軸２０８）を挟んで反対側に設ける
ことで、圧電モーターの押し付け力を、反対側の圧電モーターで相殺するものとして説明
した。しかし、圧電モーターの押し付け力を、反対側から支えることができれば十分であ
り、一対の圧電モーターを用いる必要はない。
【００５４】
例えば、第１圧電モーター１６２Ｘの反対側に、フランジ２１２ｆに当接する凸部１６
４Ｘを設けて、第１圧電モーター１６２Ｘの押し付け力を凸部１６４Ｘで支えるようにし
ても良い。同様に、第２圧電モーター１６２Ｙの反対側には凸部１６４Ｙを設け、第３圧
電モーター１６２Ｚの反対側には凸部１６４Ｚを設けて、第２圧電モーター１６２Ｙある
いは第３圧電モーター１６２Ｚの押し付け力を凸部１６４Ｙあるいは凸部１６４Ｚで支え
るようにしても良い。更には、図５に示すように、コイルスプリングなどの弾性部材１６
５Ｘ〜１６５Ｚを用いて、凸部１６４Ｘ〜１６４Ｚをフランジ２１２ｆ〜２０８ｆに付勢
することとしても良い。
【００５５】
Ｃ−２．第２変形例  ：
また、上述した本実施例のロボットハンド１００では、第１〜第３の圧電モーター（第
１圧電モーター１６２Ｘと第２圧電モーター１６２Ｙと第３圧電モーター１６２Ｚ、ある
いは第１圧電モーター１６３Ｘと第２圧電モーター１６３Ｙと第３圧電モーター１６３Ｚ
）が、伝達軸ユニット２００の軸方向に対して重ねて設けられているものと説明した。し
かし、第１〜第３の圧電モーターを、伝達軸ユニット２００の軸方向に対して重ならない
位置に設けることとしてもよい。
【００５６】
図６は、第２変形例のロボットハンド１００を例示した説明図である。図示されている
ように、第２変形例のロボットハンド１００では、第１圧電モーター１６２Ｘと第２圧電
モーター１６２Ｙと第３圧電モーター１６２Ｚが重ならない位置に設けられており、第１
圧電モーター１６３Ｘと第２圧電モーター１６３Ｙと第３圧電モーター１６３Ｚとも重な
らない位置に設けられている。こうすれば、何れの圧電モーターについても周囲に十分な
隙間を確保することができる。このため、圧電モーターの冷却性能が改善されるので、熱
によって性能低下を生じることがない。
【００５７】
Ｄ．適用例  ：
上述した本実施例および変形例のロボットハンド１００は、以下のようなロボットに適
用することができる。
【００５８】
図７は、ロボットハンド１００を備えた単腕のロボット３００を例示した説明図である
。図示されるようにロボット３５０は、複数本のリンク部３１２と、それらリンク部３１
２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部３２０とを備えたアーム３１０を有している。
そして、ロボットハンド１００はアーム３１０の先端に接続されている。このため、アー
ム３１０を駆動してロボットハンド１００を対象物の位置まで接近させ、その状態でロボ
ットハンド１００の指部材１２２，１３２，１４２，１５２を駆動することによって、対
象物を把持することが可能である。
【００５９】
図８は、ロボットハンド１００を備えた複腕のロボット３５０を例示した説明図である
。図示されるようにロボット３５０は、複数本のリンク部３１２と、それらリンク部３１
２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部３２０とを備えたアーム３１０を複数本（図示
した例では２本）有している。アーム３１０の先端には、ロボットハンド１００や、工具
３０１が接続されている。また、頭部３５２には複数台のカメラ３５３が搭載され、本体
部３５４の内部には全体の動作を制御する制御部３５６が搭載されている。更に、本体部
３５４の底面に設けられたキャスター３５８によって搬送可能である。このロボット３５
０にも、アーム３１０を駆動してロボットハンド１００を対象物の位置まで接近させ、そ
の状態でロボットハンド１００の指部材１２２，１３２，１４２，１５２を駆動すること
によって、対象物を把持することが可能である。
【００６０】
以上、各種実施例のロボットハンドおよびロボットについて説明したが、本発明は上記
すべての実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１００…ロボットハンド、        １１０Ａ…中央ブロック、
１１０Ｂ〜Ｅ…周辺ブロック、    １１４…ガイド孔、    １１４Ｂ〜Ｅ…ラック、
１１６…掌部材、        １１６ａ…ネジ軸、    １１６ｂ…ガイド軸、
１２０…指ブロック、    １２２…指部材、      １２６ａ，ｂ…ガイド部材、
１３０…指ブロック、    １３２…指部材、      １３６ａ，ｂ…ガイド部材、
１４０…指ブロック、    １４２…指部材、      １４６ａ，ｂ…ガイド部材、
１５０…指ブロック、    １５２…指部材、      １５６ａ，ｂ…ガイド部材、
１６０…基部ケース、    １６２Ｘ…第１圧電モーター、
１６２Ｙ…第２圧電モーター、    １６２Ｚ…第３圧電モーター、
１６３Ｘ…第１圧電モーター、    １６３Ｙ…第２圧電モーター、
１６３Ｚ…第３圧電モーター、    １６４Ｘ〜Ｚ…凸部、
１６５Ｘ〜Ｚ…弾性部材、    ２００…伝達軸ユニット、    ２０２…ネジ部、
２０４…第２ピニオンギア、  ２０６…第１ピニオンギア、
２０８…第３伝達軸、      ２０８ｆ…フランジ、      ２１０…第２伝達軸、
２１０ｆ…フランジ、      ２１２…第１伝達軸、      ２１２ｆ…フランジ、
３００…ロボット、        ３０１…工具、            ３１０…アーム、
３１２…リンク部、        ３２０…関節部、          ３５０…ロボット、
３５２…頭部、            ３５３…カメラ、          ３５４…本体部、
３５６…制御部、          ３５８…キャスター
【図１】
2013255958.tif 000003
【図２】
2013255958.tif 000004
【図３】
2013255958.tif 000005
【図４】
2013255958.tif 000006
【図５】
2013255958.tif 000007
【図６】
2013255958.tif 000008
【図７】
2013255958.tif 000009
【図８】
2013255958.tif 000010