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審決分類 審判 訂正 3項(134条5項)特許請求の範囲の実質的拡張 訂正する B25J
審判 訂正 (特120条の4,3項)(平成8年1月1日以降) 訂正する B25J
審判 訂正 ただし書き3号明りょうでない記載の釈明 訂正する B25J
管理番号 1336406
審判番号 訂正2017-390112  
総通号数 219 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2018-03-30 
種別 訂正の審決 
審判請求日 2017-10-18 
確定日 2017-12-18 
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第5412870号に関する訂正審判事件について、次のとおり審決する。 
結論 特許第5412870号の明細書を本件審判請求書に添付された訂正明細書のとおり訂正することを認める。 
理由 第1 手続の経緯

本件訂正審判の請求に係る特許第5412870号(以下、「本件特許」という。)は、平成21年2月24日を出願日とする出願である特願2009-40939号の請求項1?4に係る発明について、平成25年11月22日に特許権の設定登録がなされ、平成29年10月18日に本件訂正審判の請求がなされたものである。


第2 請求の趣旨

本件訂正審判の請求の趣旨は、本件特許の明細書を、本件審判請求書に添付した訂正明細書のとおり訂正することを認める、との審決を求めるものである。


第3 本件訂正の内容

本件訂正の内容は、次のとおりである(なお、下線部は、訂正の前後での訂正箇所を意味する。)。


1.訂正事項1

本件明細書の段落【0009】及び【0020】に

「荷重分布測定」とあるのを、

「荷重分布」に訂正する。

2.訂正事項2

本件明細書の段落【0020】に

「測定は、実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」とあるのを、

「実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」に訂正する。

3.訂正事項3

本件明細書の段落【0022】に

「測定結果を表1に示す。」とあるのを、

「結果を表1に示す。」に訂正する。


第4 当審の判断

1.訂正の目的について

(1)訂正事項1
訂正前の明細書の段落【0020】には、「ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)を算出した。」と記載されており、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」は、計算によって導出されるものと理解できる。
一方、同段落には「次に、ロボットフィンガーの荷重分布測定について説明する。」と、また、訂正前の段落【0009】には「【図4】ロボットフィンガーの荷重分布測定を説明する模式図であり」と記載されており、それぞれの「荷重分布測定」の「荷重」が、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」を意味するのは明らかだから、訂正前の段落【0009】及び【0020】の「荷重分布測定」との記載は、訂正前の段落【0020】の「ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)を算出した」との記載との関係において、不整合を生じさせている。
よって、訂正前の段落【0009】及び【0020】それぞれの「荷重分布測定」を「荷重分布」とする訂正は、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」の導出に関する記載を整合させるものであるから、訂正事項1は、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。

(2)訂正事項2
(1)に記載したように、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」は計算によって導出されるものである。
一方、訂正前の段落【0020】には「測定は、実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」と記載されており、訂正前の段落【0020】の「次に、ロボットフィンガーの荷重分布測定について説明する。測定は、・・・」との記載からみて、訂正前の段落【0020】の「ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)」の導出が「測定」によるとの内容を意味しているのは明らかだから、訂正前の段落【0020】の「測定は、実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」との記載は、同段落の「ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)を算出した」との記載との関係において、不整合を生じさせている。
よって、訂正前の段落【0020】の「測定は、実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」を「実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。」とする訂正は、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」の導出に関する記載を整合させるものであるから、訂正事項2は、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。

(3)訂正事項3
(1)に記載したように、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」は計算によって導出されるものである。
一方、訂正前の段落【0022】には「測定結果を表1に示す」と記載されており、訂正前の段落【0023】の【表1】で「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」の具体的数値が挙げられていることからみて、この「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」の導出が「測定」によるものであるとしており、「測定結果を表1に示す」との記載は、訂正前の段落【0020】の「ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)を算出した」との記載との関係において、不整合を生じさせている。
よって、訂正前の段落【0022】の「測定結果を表1に示す」を「結果を表1に示す」とする訂正は、「ワイヤー張力(N)」及び「各軸受に作用する合力(N)」の導出に関する記載を整合させるものであるから、訂正事項3は、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。


2.新たな技術的事項の有無及び特許請求の範囲の拡張又は変更の有無

(1)訂正事項1?3
訂正事項1?3に係る訂正は、訂正前の段落【0020】の文脈に合わせて明細書中の明瞭でない記載を明瞭とするものであって、願書に最初に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内においてしたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張するものでなく、変更するものでもないことは明らかであるから、訂正事項1?3に係る訂正は、特許法第126条第5項及び6項の規定に適合する。


第5 むすび

以上のとおりであるから、本件訂正は、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第5項及び第6項の規定に適合するものである。

よって、結論のとおり審決する。
 
発明の名称 (54)【発明の名称】
ロボットフィンガー
【技術分野】
【0001】
本発明は、人間の指に似た動作を機械的に行うロボットフィンガーに関する。
【背景技術】
【0002】
パートナーロボットや家事ロボット等の指の関節には、従来よりワイヤを掛け渡すプーリを用いたものや、転がり軸受を用いたものが提案されている(例えば特許文献1、2)。
【0003】
この指の関節に使用される軸受は、各産業機械の製造等で用いられるロボットアームで使用されるような大きな軸受と異なり、比較的小径の軸受が使用されている。そのため、各軸受での負荷容量も小さく、重いものを指で支えることを想定した場合、軸受サイズをできるだけ大きくして対応する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001-277175号公報
【特許文献2】特開2003-305681号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、軸受サイズを大きくすれば指先も太く設計せざるをえなくなり細かい作業がしにくくなる。このように負荷容量と指先の細さは、基本的にはトレードオフの関係がある。
【0006】
そこで、本発明は、負荷容量が大きく、指先を細く設計可能なロボットフィンガーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的は以下の構成により達成される。
(1)指の根元から指先に向かって少なくとも3つの関節部を備え、各関節部が2部材を回動軸回りに相対回転可能に支持するロボットフィンガーにおいて、
前記各関節部は、相対回転する一方の部材に形成したユニット装着孔に嵌入される外輪ハウジングと、該外輪ハウジングに内嵌され前記回動軸の軸方向に所定間隔を持って設けられた2組の玉軸受と、該2組の玉軸受に内嵌され相対回転する他方の部材に連結された軸部材と、を備え、
前記各外輪ハウジングには、前記相対回転する一方の部材を回動させるための駆動部材が取り付けられ、
前記少なくとも3つの関節部を構成する各2組の玉軸受は、指の根元から指先に向かって軸受外径が次第に小さくなることを特徴とするロボットフィンガー。
(2)前記各2組の玉軸受は、指の根元から指先に向かって基本静定格荷重が次第に小さくなることを特徴とする(1)に記載のロボットフィンガー。
(3)前記各2組の玉軸受は、指の根元から指先に向かって玉PCDが次第に小さくなることを特徴とする(1)又は(2)に記載のロボットフィンガー。
(4)前記相対回転する一方の部材の前記ユニット装着孔が形成されている部分は二股になっており、
前記各駆動部材は、前記二股の間に設けられていることを特徴とする(1)?(3)のいずれかに記載のロボットフィンガー。
【発明の効果】
【0008】
本発明のロボットフィンガーによると、指の根元から指先に向かって軸受外径が次第に小さくなるので、最も負荷のかかる指の根元の軸受の負荷容量を保つことができ、且つ、指先は細く設計することができるため細かい作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係るロボットフィンガーの一実施形態の概略を示す斜視図である。
【図2】図1のロボットフィンガーの関節部の要部断面図である。
【図3】図1のロボットフィンガーの関節部の軸受を説明する模式図である。
【図4】ロボットフィンガーの荷重分布を説明する模式図であり(a)は本発明に係るロボットフィンガーであり、(b)は比較例に係るロボットフィンガーである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明のロボットフィンガーの一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明に係るロボットフィンガーの概略を示す斜視図、図2は図1のロボットフィンガーに採用した関節部を示す要部断面図である。
【0011】
ロボットフィンガー1は、図1に示すように、中空円筒形状の第1アーム2と、小径部3a及び大径部3bからなる中空円筒形状の第2アーム3と、一端側を中空円筒形状とし、他端部を球面形状とした中空円筒形状の第3アーム4と、第1アーム2の一端部を掌部6に連結している第1関節部5Aと、第1アーム2の他端部及び第2アーム3の一端部を連結している第2関節部5Bと、第2アーム3の他端部及び第3アーム4の一端部を連結している第3関節部5Cとを備えている。
【0012】
第2アーム3及び第3アーム4を連結している第3関節部5Cは、図2に示すように、第3アーム4の一端側に形成したユニット装着孔7と、このユニット装着孔7に嵌入された軸受ユニット8と、この軸受ユニット8の回転中心P位置に装着され、第2アーム3の一端に形成した連結板3cに固定される連結ネジ9と、軸受ユニット8の外周に掛け渡されており、軸受ユニット8を介して第3アーム4を連結ネジ9(回転中心P)回りに回動させる駆動ワイヤ10と、軸受ユニット8を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ10に伝達する駆動力伝達装置11a(図1参照)とを備えている。
【0013】
ユニット装着孔7は、第3アーム4の長手方向に対して直交する方向に円形に開口して形成されている。軸受ユニット8は、2組の玉軸受12C,12Cと、単一の外輪ハウジング14と、単一の軸部材15とを一体化した部品である。
2組の玉軸受12C、12Cは、それぞれ外輪12a及び内輪12bと、外輪12aの軌道溝及び内輪12bの軌道溝間に転動自在に配設された多数の玉12cと、外輪12a及び内輪12bの間の軸方向の両端部を閉塞する環状シール体12dとを備えている。
【0014】
外輪12a、内輪12b及び玉12cの材料は、標準的な使用条件では軸受鋼(例えば、SUJ2、SUJ3など)とするが、使用環境に応じて、耐食材料であるステンレス系材料(例えば、SUS440C等のマルテンサイト系ステンレス鋼材やSUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼材、SUS630等の析出硬化系ステンレス鋼材など)、チタン合金やセラミック系材料(例えば、Si_(3)N_(4)、SiC、Al_(2)O_(3)、ZrO_(2)等)を採用してもよい。
【0015】
外輪ハウジング14は、2組の玉軸受12C,12Cの外輪12a,12aを内嵌し、第3アーム4のユニット装着孔7に内嵌される円筒形状の部材である。また、軸部材15は、2組の玉軸受12C,12Cの内輪12b,12bに内嵌される円筒形状の部材であり、内周面には連結ネジ9が螺合する雌ネジが形成されている。
駆動ワイヤ10は、その先端部が外輪ハウジング14の外周に固定されたワイヤ止め部材16に係止されているとともに、第2アーム3を構成する大径部3bの内部空間を通過し、小径部3aの内部空間に配置した第1プーリ17に係合した後に、第2アーム3の内部に配置した駆動力伝達装置11aに連結されている。
【0016】
また、第1アーム2及び第2アーム3を連結している第2関節部5Bも、詳細には説明しないが、第2アーム3の小径部3aに形成したユニット装着孔と、このユニット装着孔に嵌入された2組の玉軸受12B,12Bを内蔵した軸受ユニット18と、この軸受ユニット18の回転中心位置に装着され、第1アーム2の一端に形成した連結板2cに固定される連結ネジ19と、軸受ユニット18の外周に掛け渡され、軸受ユニット18を介して第2アーム3を連結ネジ19回りに回動させる駆動ワイヤ20とを備えており、駆動ワイヤ20は、前述した駆動力伝達装置11aに連結されている。
【0017】
また、掌部6及び第1アーム2を連結している第1関節部5Aも、詳細には説明しないが、第1アーム2の一端に形成したユニット装着孔と、このユニット装着孔に嵌入された2組の玉軸受12A,12Aを内蔵した軸受ユニット28と、この軸受ユニット28の回転中心位置に装着され、掌部6の一端に形成した連結板6cに固定される連結ネジ29と、軸受ユニット28の外周に掛け渡され、軸受ユニット28を介して第1アーム2を連結ネジ29回りに回動させる駆動ワイヤ30とを備えており、駆動力伝達装置11bに連結されている。
【0018】
また、図1に示すロボットフィンガー1の第3関節部5Cには、詳細には図示しないが、駆動ワイヤ10の引張力により軸受ユニット8が回動する方向に対して軸受ユニット8を逆方向(図1の符号Y3で示す方向)に回動させようとする力を発生させる反力部材(例えばバネ等の弾性部材)が内蔵されているとともに、第1及び第2関節部5A、5Bにも、駆動ワイヤ30、20の引張力により軸受ユニット28、18が回動する方向に対して軸受ユニット28、18を逆方向(図1の符号Y1、Y2で示す方向)に回動させようとする力を発生させる反力部材(例えばバネ等の弾性部材)が内蔵されているものとする。
【0019】
ここで本実施形態のロボットフィンガー1は、前述したように指の根元から指先に向かって3つの関節部、即ち第1関節部5A、第2関節部5B、第3関節部5Cを備え、それぞれの関節部5A?5Cを構成する玉軸受12A、12B、12Cがそれぞれ並列に2個ずつ配設されているが、玉軸受12A、12B、12Cの外径をそれぞれD_(12A)、D_(12B)、D_(12C)とすると、図3に示すように、D_(12A)>D_(12B)>D_(12C)の関係を有する。また、それぞれの基本静定格荷重、玉PCD(ピッチ円直径)も根元の玉軸受12Aから指先の玉軸受12Cに向かって小さくなるように構成されている。なお、基本静定格荷重とは、最大応力を受けている転動体と軌道の接触部の中央において4200MPa(自動調心玉軸受を除く玉軸受の場合の値)の接触応力を生じさせるような静荷重をいう。
【実施例】
【0020】
次に、ロボットフィンガーの荷重分布について説明する。
実施例、比較例ともに指長さが100mmのロボットフィンガーを用いて、指の根元から指先までの3つの関節にそれぞれ並列に2個ずつ玉軸受を配置して行なった。また、根元から指先までの関節間距離を50mm、30mm、20mmとして、指先の関節からさらに先端側に10mmのところに25Nの垂直荷重を負荷して、ワイヤー張力(N)と各軸受に作用する合力(N)を算出した。
【0021】
図4(a)は実施例に係るロボットフィンガーであって、根元から指先に向かって3つの関節を構成する軸受を軸受A、B、Cとし、軸受外径をD_(A)>D_(B)>D_(C)とした。
図4(b)は比較例に係るロボットフィンガーであって、根元から指先に向かって3つの関節を構成する軸受を軸受E、F、Gとし、軸受外径を全て同一D_(E)=D_(F)=D_(G)とした。なお、これらの軸受E、F、Gと実施例に係る軸受Bは同じ軸受である。
軸受A?FはSUS440Cを使用した軸受であり、より詳細な仕様は表1に示す。また、ワイヤーは2mm以下の幅を有するワイヤーを使用した。
【0022】
結果を表1に示す。なお、図4(a)、(b)中の矢印は各軸受に作用する合力を示している。
【0023】
【表1】

【0024】
ここで、ロボットフィンガーで最も負荷がかかる軸受Aと軸受Eに着目すると、実施例に係る軸受Aの基本静定格荷重688Nは軸受Aに作用する合力591Nより十分に大きいため軸受回転性能としては問題なく、良好な操作を行うことができることが確認できた。
【0025】
一方、比較例に係る軸受Eの基本静定格荷重450Nに対して軸受Eに作用する合力は636Nと大きいため、軌道輪に永久変形が生じ十分な回転精度が得られない可能性が高いことが確認できた。なお、ワイヤー張力が10N以下である場合にも、すべりが生じ良好な操作ができないおそれがあるが、これについては実施例、比較例とも満たすものであった。
【0026】
また、図4(a)、(b)を比較して明らかなように、実施例に係るロボットフィンガーの指先は比較例に係るロボットフィンガーの指先よりも細くなっていることがわかる。
【0027】
以上、説明したように本実施形態のロボットフィンガー1によれば、指の根元から指先に向かって軸受外径が次第に小さくなるので、指先を細く設計することができ、細かい作業を行なうことができる。
【0028】
また、本実施形態のロボットフィンガー1によれば、指の根元から指先に向かって基本静定格荷重が次第に小さくなるので、最も負荷の大きい根元の軸受の負荷容量を確保しつつ、指先を細く設計することができる。
【0029】
また、本実施形態のロボットフィンガー1によれば、指の根元から指先に向かって玉PCDが次第に小さくなるので、指先を細く設計することができ、細かい作業を行なうことができる。
【0030】
なお、本発明のロボットフィンガーは、上記各態様の実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0031】
1 ロボットフィンガー
12A,12B,12C 玉軸受(転がり軸受)
 
訂正の要旨 審決(決定)の【理由】欄参照。
審理終結日 2017-11-22 
結審通知日 2017-11-27 
審決日 2017-12-08 
出願番号 特願2009-40939(P2009-40939)
審決分類 P 1 41・ 854- Y (B25J)
P 1 41・ 841- Y (B25J)
P 1 41・ 853- Y (B25J)
最終処分 成立  
前審関与審査官 松浦 陽  
特許庁審判長 刈間 宏信
特許庁審判官 柏原 郁昭
西村 泰英
登録日 2013-11-22 
登録番号 特許第5412870号(P5412870)
発明の名称 ロボットフィンガー  
代理人 松山 美奈子  
代理人 松山 美奈子  

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