JP2010017831A - ロボットハンドのフィンガー部材、ロボットハンド、及び、それを有する物品移送機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムキャップで被覆される被把持部を把持して移送するロボットハンド、及び、そのフィンガー部材について、フィルムキャップの切れなどの損傷を防止するための新規な構成を提案する。
【解決手段】樹脂製のフィルムキャップ６０によって被覆されているビール樽４の被把持部５を把持するためのフィンガー部材２を有するロボットハンド１であって、前記フィンガー部材２の先端部に樹脂製の爪部材３を設け、前記爪部材３を被把持部５に対して当着させる構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ビール樽などの物品をロボットハンドで把持して移送する物品移送機に関し、より詳しくは、ロボットハンドで把持される部位が樹脂製のフィルムキャップで被覆されるものについて、フィルムキャップの切れなどの損傷を防止するための技術に関する。

従来、ビール樽などの物品をロボットハンドで把持して移送する物品移送機が知られており、これについて開示する文献も存在する（例えば、特許文献１。）。

特許文献１では、樹脂製のフィルムキャップにて、ビールの提供時にディスペンサーヘッドが装着される口部を被覆し、この部位を被把持部とするビール樽について開示されており、いわゆるロボットハンドとして構成される搬送装置の把持部にてビール樽の被把持部を把持し、ビール樽を移送する構成としている。

また、特許文献１では、フィルムキャップの切れなどの損傷（ダメージ）を検査するための構成についても開示がなされており、従来、このフィルムキャップの切れなどの損傷の発生を低減することが課題となっていた。特許文献１に開示されるような把持部は、複数のフィンガー部材を備え、各フィンガー部材の先端の爪部分を口部のつば部分に引っ掛けるように構成されている。そして、爪部分は、フィンガー部材の先端にて構成されるものであった。
特開２００５−１１２５６７号公報

口部に被覆されるフィルムキャップに切れなどの損傷が生じた場合、販売店などへの搬送の過程において、フィルムキャップが脱落する不具合が発生し得ることになる。フィルムキャップが脱落してしまうと、口部がフィルムキャップにカバーされずに汚れが付着してしまうことや、そのビール樽が未開封であることなどが目視で確認することができないといった不具合が生じることになる。つまりは、ビール樽の品質について保障ができないものとなってしまう。

また、フィルムキャップについては、一般に樹脂製フィルムが使用されるものであるが、使用する樹脂の素材によっては、切れが発生しやすいという問題が生じるため、フィルムキャップの素材が変更された場合でも、切れなどの損傷の発生を抑えることを可能とする必要がある。また、例えば、コストダウンを図る方策として、フィルムキャップの素材変更や、薄肉化が検討されるが、このような変更を行った場合に懸念される強度低下にも対応可能とする必要がある。

また、物品移送機の更なる高速稼動を視野に入れる場合、吊り下げられて移動している状態から停止する際には、より大きな慣性が作用することになるため、口部と爪部分の間に挟まれるフィルムキャップには、より大きな荷重が作用することが懸念され、フィルムキャップの損傷の可能性が増すことが懸念される。

本発明は以上の問題に鑑み、フィルムキャップで被覆される被把持部を把持して移送するロボットハンド、及び、そのフィンガー部材について、新規な構成を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、
樹脂製のフィルムキャップによって被覆されている物品の被把持部を把持するためのロボットハンドのフィンガー部材であって、前記フィンガー部材の先端部に樹脂製の爪部材を設け、前記爪部材を被把持部に対して当着させる構成とする、フィンガー部材とするものである。

また、請求項２に記載のごとく、
前記フィンガー部材の先端には、前記爪部材の下面を下側から保持するための支持部が設けられることとするものである。

また、請求項３に記載のごとく、
前記被把持部は、筒部と、前記筒部の上端部に形設されて、前記爪部材の係止面に係止される円環状のつば部を、前記フィルムキャップにて被覆することで構成されるものであり、前記支持部の前記筒部に近い先端部は、前記つば部の外周位置よりも、前記筒部に近く、且つ、前記筒部と接触しない位置に配置される構成とするものである。

また、請求項４に記載のごとく、
前記爪部材の係止面は、前記つば部の下面に対向するものであり、前記係止面は、前記被把持部の筒部に近づくに従って低くなる勾配を有することとするものである。

また、請求項５に記載のごとく、
前記爪部材には、ヘリサートが内装されており、前記ヘリサートに固定ボルトを螺挿することで、前記固定ボルトを介して前記爪部材がフィンガー部材に固定される構成とするものである。

また、請求項６に記載のごとく、
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のフィンガー部材を有するロボットハンドとするものである。

また、請求項７に記載のごとく、
請求項６に記載のロボットハンドを有する物品移送機とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、請求項１に記載の発明においては、
金属製のフィンガー部材の先端で直接的に口部をチャックする場合と比較して、フィルムキャップの切れなどの損傷の発生を効果的に防止することができる。

また、請求項２に記載の発明においては、
前記爪部材に作用する荷重を支持部に分散させることが可能となり、爪部材の破損を防止することができる。

また、請求項３に記載の発明においては、
前記爪部材の下面の広い範囲を支持部にて支えることが可能となり、爪部材に作用する応力が分散され、爪部材の破損を防止することができる。

また、請求項４に記載の発明においては、
係止面に勾配を持たせることにより、フィルムキャップの切れなどの損傷を防止することができる。

また、請求項５に記載の発明においては、
爪部材に直接的に雌ネジ加工する場合と比較して、爪部材への応力集中の発生を防止することができ、爪部材の破損を効果的に防止することができる。

また、請求項６に記載の発明においては、
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のフィンガー部材を有するロボットハンドとすることにより、フィルムキャップの切れなどの損傷の発生が防止されるロボットハンドを構成することができる。

また、請求項７に記載の発明においては、
請求項６に記載のロボットハンドを有することにより、フィルムキャップの切れなどの損傷の発生が防止される物品移送機を構成することができる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかるロボットハンド１の構造について示すものである。ロボットハンド１は、複数本のフィンガー部材２・２を備え、図示せぬ駆動機構によって各フィンガー部材２・２が動作される構成としている。また、各フィンガー部材２・２の先端には、爪部材３・３が設けられており、図１（ａ）に示すごとく、各フィンガー部材２・２の爪部材３・３の距離を大きく開けた状態から、図１（ｂ）に示すごとく、各フィンガー部材２・２における爪部材３・３を近づけることで、移送される物品としてのビール樽４の上部に形成される被把持部５がチャックされ、把持される構成としている。

また、図２に示すごとく、ロボットハンド１は、アーム機構１０の先端に設けられており、例えば、コンベア１１上に載置されたビール樽４をロボットハンド１で把持した後に、アーム機構１０を動作させることによって、ビール樽４をパレット１２に移送するように構成されている。また、この構成では、一つのアーム機構１０に複数のロボットハンド１が設けられており、同時に複数のビール樽４を移送できるようになっている。このようなアーム機構１０とロボットハンド１により、物品移送機２０が構成されるようになっている。このような物品移機２０は、パレット１２に物品であるビール樽４を載置することから、パレタイザーとして知られるものである。

また、図１（ｂ）に示すごとく、ロボットハンド１には、押さえ板６が設けられており、この押さえ板６をアクチュエータ７によりビール樽４の上部枠８に押さえつけることで、ロボットハンド１にてビール樽４を持ち上げて移動させる際に、ビール樽４が傾倒しないように構成されている。

また、図１（ａ）（ｂ）、及び、図３（ａ）（ｂ）に示すごとく、ビール樽４の被把持部５は、ビールの提供時において図示せぬディスペンサーが取り付けられる口部５１を、樹脂製のフィルムキャップ６０で被覆して構成されている。図３（ａ）は、フィルムキャップ６０が取り付けられる前において、口部５１が開放されている状態を示し、図３（ｂ）は、口部５１がフィルムキャップ６０で被覆された状態を示している。

また、図３（ａ）及び図４に示すごとく、口部５１は、ビール樽４の樽部９から上方に筒部５２を突設し、この筒部５２の上端部に円環状のつば部５３を設けて構成される。また、この筒部５２には、上下方向の流路５４が形設されており、この流路５４を通して樽部９の内部のビールが外部へ供給できることとなっている。

また、図４に示すごとく、口部５１は、樹脂製のフィルムキャップ６０にて被覆された状態となっている。ここで、フィルムキャップ６０は、つば部５３の全体を覆いつつ、筒部５２の周面５２ａを覆うようにして、口部５１を被覆するようになっている。

そして、図４に示すごとく、筒部５２から外方に突出するつば部５３の下面５３ａに対し、フィンガー部材２の爪部材３の係止面３１を対向させつつ、筒部５２の周面５２ａに対し、爪部材３の縦面３２を対向させた状態として、爪部材３にて口部５１をチャックする。また、この状態で、爪部材３の係止面３１とつば部５３の下面５３ａの間、爪部材３の縦面３２と筒部５２の周面５２ａの間には、フィルムキャップ６０が挟まれる状態となる。

また、図４及び図５に示すごとく、爪部材３は、フィンガー部材２とは別体に構成されており、フィンガー部材２に対して保持固定されるものである。フィンガー部材２は、耐久性確保の観点から、ステンレスなどの金属にて構成される。一方、爪部材３は、フィルムキャップ６０の切れなどの損傷を防ぐ観点から、樹脂成形品にて構成される。

ここで、図４及び図５に示すごとく、爪部材３を構成する樹脂の素材については、フィルムキャップ６０の切れの不具合を発生させないために、フィルムキャップ６０との素材の関係で適宜決定されるものであるが、例えば、フィルムキャップ６０が植物系プラスティックであるポリ乳酸にて構成される場合には、ＭＣナイロン（登録商標）にて構成することが好適である。このように、樹脂製の爪部材３を設けることによって、金属製のフィンガー部材の先端で直接的に口部５１をチャックする場合と比較して、フィルムキャップ６０の切れなどの損傷の発生を効果的に防止することができる。これは、ビール樽の荷重が爪部材３に作用した際に、爪部材３の係止面３１に若干の変形が許容されることで、フィルムキャップ６０に作用する負荷（荷重）を低減できるためと考えられる。逆に、金属製のフィンガー部材の先端の場合には、このような変形が起こり難いため、フィルムキャップ６０の切れが生じやすいものと考えられる。

また、図４及び図５に示すごとく、爪部材３は、交換容易性の観点から、ブロック状の一体成形品として構成されており、フィンガー部材２の先端に形成される固定部２１（図４参照）に対し、下面３３と、背面３４と、上面３５を接触させるようにして固定される。また、爪部材３において、係止面３１と、縦面３２が、フィンガー部材２の外側に現れるようにして固定される。

また、図４及び図５に示すごとく、爪部材３の係止面３１は、上方に移動した際に、つば部５３を引っ掛けて持ち上げることができるように、チャックした状態において、角度θの勾配を有することとしている。この角度θは、つば部５３の形状によっても設計がなされるものであるが、図４に示されるような一般的な形状の口部５１を有するものについては、好ましくは１５°〜４５°、更に好ましくは２０°〜４０°、より更に好ましくは２５°〜３５°となる。また、この角度θの設定により、フィルムキャップ６０の切れなどの損傷の発生を効果的に防止することができる。

また、図４及び図５に示すごとく、爪部材３の縦面３２は、筒部５２の周面５２ａの円弧面に沿って当着するような、円弧面にて構成されている。これにより、フィルムキャップ６０を挟んで筒部５２の周面５２ａに対し、フィンガー部材２から付与される荷重を略均等に分布させることが可能となる。また、このように、荷重を分布させることにより、フィルムキャップ６０について、局所的に荷重が作用することがなく、切れなどの損傷の発生を効果的に防止することができる。

また、図４及び図５に示すごとく、フィンガー部材２の先端２Ａには、爪部材３の下面３３を下側から保持するための支持部２ａが設けられている。本実施形態では、この支持部２ａが板状に構成されており、爪部材３の下面３３の広い範囲を、支持部２ａの上面２ｂ（図４参照）にて、保持できるようになっている。このように、爪部材３の下面３３を広い範囲で支持することにより、ビール樽を持ち上げる際に、爪部材３に大きな荷重が作用する場合でも、この荷重を支持部２ａに分散させることが可能となって、爪部材３における局所的な荷重の作用（応力集中）が防止される。そして、これにより、爪部材３の破損などの不具合の発生を効果的に防止することができる。

なお、図４に示すごとく、支持部２ａについては、好ましくは、爪部材３の下面３３の略三分の二の面積よりも広い範囲を支持することが好適である。また、支持部２ａにおける口部５１に近い先端部２ｃについては、つば部５３の外周位置５３ｂよりも筒部５２に近く、且つ、筒部５２と接触しない位置に配置することで、爪部材３の先端部３ａを確実に支持できる構成とすることが望ましい。

また、図４に示すごとく、爪部材３の背面３４は、フィンガー部材２の固定部２１の縦面２１ａに対して接触された状態とし、この背面３４側から固定ボルト３６が螺挿されることで、固定ボルト３６を介してフィンガー部材２と爪部材３が固定されるようになっている。また、この状態で、フィンガー部材２の固定部２１の天面２１ｂには、爪部材３の上面３５が接触し、フィンガー部材２の支持部２ａの上面２ｂには、爪部材３の下面３３が接触する状態となる。

また、図４及び図６に示すごとく、爪部材３には、背面３４側から孔３７が形設されており、該孔３７内にヘリサート受け４１が内装されるとともに、該ヘリサート受け４１にヘリサート４２が内装される構成としており、このヘリサート４２に対して、固定ボルト３６が螺挿される構成としている。この構成により、爪部材３に直接雌ネジを加工する場合と比較して、爪部材３における応力集中の発生を抑制することが可能となり、爪部材３の破損を効果的に防止することができる。特に、爪部材３は、樹脂製とするため、雌ネジ加工をすると、その加工箇所において応力集中が発生し、亀裂が発生することが懸念されるため、ヘリサート４２を設ける構成は有効なものとなる。

以上が本発明の一実施形態である。
即ち、図４に示すごとく、樹脂製のフィルムキャップ６０によって被覆されているビール樽４の被把持部５を把持するためのロボットハンド１のフィンガー部材２であって、前記フィンガー部材２の先端部に樹脂製の爪部材３を設け、前記爪部材３を被把持部５に対して当着させる構成とするものである。

この構成により、金属製のフィンガー部材の先端で直接的に口部５１をチャックする場合と比較して、フィルムキャップ６０の切れなどの損傷の発生を効果的に防止することができる。そして、フィルムキャップ６０の損傷を防止することで、フィルムキャップの脱落などの不具合が防止され、ひいては、ビール樽の品質を確実に保障することが可能となる。

また、図４に示すごとく、前記フィンガー部材２の先端２Ａには、前記爪部材３の下面３３を下側から保持するための支持部２ａが設けられている。

この構成により、前記爪部材３に作用する荷重を支持部２ａに分散させることが可能となり、爪部材３の破損を防止することができる。

また、図４に示すごとく、被把持部５は、筒部５２と、前記筒部５２の上端部に形設されて、前記爪部材３の係止面３１に係止される円環状のつば部５３を、前記フィルムキャップ６０にて被覆することで構成されるものであり、前記支持部２ａの前記筒部５２に近い先端部２ｃは、前記つば部５３の外周位置５３ｂよりも、筒部５２に近く、且つ、筒部５２と接触しない位置に配置される構成としている。

この構成により、前記爪部材３の下面３３の広い範囲を支持部２ａにて支えることが可能となり、爪部材３に作用する応力が分散され、爪部材３の破損を防止することができる。

また、図４に示すごとく、前記爪部材３の係止面３１は、前記つば部５３の下面５３ａに対向するものであり、前記係止面３１は、前記被把持部５の筒部５２に近づくに従って低くなる勾配を有することとしている。

このように、係止面３１に勾配を持たせることにより、フィルムキャップ６０の切れなどの損傷を防止することができる。

また、図４に示すごとく、前記爪部材３には、ヘリサート４２が内装されており、前記ヘリサート４２に固定ボルト３６を螺挿することで、前記固定ボルト３６を介して前記爪部材３がフィンガー部材２に固定される構成とする。

この構成により、爪部材３に直接的に雌ネジ加工する場合と比較して、爪部材３への応力集中の発生を防止することができ、爪部材３の破損を効果的に防止することができる。

また、図２に示すごとく、上述のフィンガー部材２を有するロボットハンド１、及び、物品移送機１０を構成することにより、フィルムキャップの切れなどの損傷の発生が防止されるロボットハンド１や物品移送機１０を実現することができる。

本発明は、特に、飲料が充填される樽容器などであって、その上部の口部がフィルムキャップにて被覆される物品を移送するためのロボットハンドについて適用することにより、フィルムキャップの切れなどの損傷を防止することができる。また、飲料については、ビールに限られるものではなく、清涼飲料水など、様々な飲料に適用可能である。また、飲料のほか、薬品や塗料などの液体、さらには、ガスが封入される容器について、口部にフィルムキャップがなされ、このフィルムキャップがなされる部位を被把持部とする物品を移送するためのロボットハンドについて、広く適用可能である。

（ａ）は、ロボットハンドの先端部の構成について示す図。（ｂ）は、ロボットハンドにて被把持部をチャックした状態について示す図。 アーム機構とロボットハンドを備える物品移送機について示す図。 （ａ）は、フィルムキャップが取り付けられる前において、口部が開放されている状態を示す図。（ｂ）は、口部がフィルムキャップで被覆された状態を示す図。 爪部、及び、口部の構成について示す側面一部断面図。 フィンガー部材の先端部の構造、及び、爪部の構造について示す斜視図。 爪部の構造について示す爪部の背面図。

符号の説明

１ ロボットハンド
２ フィンガー部材
３ 爪部材
４ ビール樽
５ 被把持部
３１ 係止面
３２ 縦面
３６ 固定ボルト
４２ ヘリサート
５１ 口部
５２ 筒部
５３ つば部
６０ フィルムキャップ

Claims (7)

1. 樹脂製のフィルムキャップによって被覆されている物品の被把持部を把持するためのロボットハンドのフィンガー部材であって、前記フィンガー部材の先端部に樹脂製の爪部材を設け、前記爪部材を被把持部に対して当着させる構成とする、フィンガー部材。
2. 前記フィンガー部材の先端には、前記爪部材の下面を下側から保持するための支持部が設けられる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のフィンガー部材。
3. 前記被把持部は、筒部と、前記筒部の上端部に形設されて、前記爪部材の係止面に係止される円環状のつば部を、前記フィルムキャップにて被覆することで構成されるものであり、前記支持部の前記筒部に近い先端部は、前記つば部の外周位置よりも、前記筒部に近く、且つ、前記筒部と接触しない位置に配置される構成とする、
   ことを特徴とする、請求項２に記載のフィンガー部材。
4. 前記爪部材の係止面は、前記つば部の下面に対向するものであり、前記係止面は、前記被把持部の筒部に近づくに従って低くなる勾配を有する、
   ことを特徴とする、請求項３に記載のフィンガー部材。
5. 前記爪部材には、ヘリサートが内装されており、前記ヘリサートに固定ボルトを螺挿することで、前記固定ボルトを介して前記爪部材がフィンガー部材に固定される構成とする、
   ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のフィンガー部材。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のフィンガー部材を有するロボットハンド。
7. 請求項６に記載のロボットハンドを有する物品移送機。
   
   

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