JP2012176476A - Shape-free suction gripper and method of gripping using the same - Google Patents

Shape-free suction gripper and method of gripping using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suction gripper which can surely grip a work regardless of a shape and a size of the workpiece.SOLUTION: A suction gripper includes: a fixed member 11 that has a pressure receiving face 11a in one end; and a grip part 12 having a flexible and air-tight hollow bag 12a filled internally with particles 12b. The hollow bag 12a includes: a pressure reduction space 17 which passes through a central part of the grip part 12 in a perpendicular direction when the grip part 12 is turned down perpendicularly; and a hollow bag internal space surrounding the pressure reduction space 17. The hollow bag 12 belongs to the shape of a work 6 in a contact part by a pressing force that presses a face of the work 6 opposed to the fixed member 11. Moreover, a pressure reduction device 9 is provided which can reduce pressure in the pressure reduction space 17 and the hollow bag internal space to prescribed negative pressure and return the pressure to atmospheric pressure.

Description

本発明は、搬送ロボットの吸着グリッパに関する。   The present invention relates to a suction gripper of a transfer robot.
搬送ロボットは、取出位置にあるワークを別の位置まで搬送する産業用ロボットであり、ワークを把持するためのロボットハンドを有する。この場合、ワークの形状が不定である場合、既存の爪では対応ができない場合が存在した。   The transfer robot is an industrial robot that transfers a workpiece at the take-out position to another position, and has a robot hand for holding the workpiece. In this case, when the shape of the workpiece is indefinite, there is a case where the existing nail cannot cope with it.
そこで、ワークの形状によらずにワークを把持して移動するロボットハンドについて、例えば特許文献1〜2が既に提案されている。   Thus, for example, Patent Documents 1 and 2 have already been proposed for robot hands that grip and move a workpiece regardless of the shape of the workpiece.
特許文献1は、凹凸を有する不規則形状な部品にも適用できる吸着式ロボットハンドを提供することを目的とする。
そのために、ロボットハンドに接続された複数の吸盤を用いてワーク上部から支える形で把持させてワークが移動可能な構成を有するものである。
Patent document 1 aims at providing the adsorption | suction type robot hand applicable also to the irregular-shaped components which have an unevenness | corrugation.
For this purpose, the work can be moved by supporting the work from above the work using a plurality of suction cups connected to the robot hand.
一方で特許文献2は、使用時の形状が、任意の所望の形状に成形固定できる形状自在のエアバッグを提供することを目的とする。
そのためには、気密袋体内に発泡スチロール粒を充填すると共に、上記袋体内を減圧しつつ発泡スチロール粒を互いに係合及び固化させるものである。
On the other hand, Patent Document 2 aims to provide an air bag having a shape that can be molded and fixed in any desired shape.
For this purpose, the foamed polystyrene is filled into the airtight bag, and the foamed polystyrene is engaged and solidified while the pressure inside the bag is reduced.
また、非特許文献1では気密袋内に各種の粒体を充填し、この袋体を減圧することで粒体を固化させ、各種ワークを把持する例について記載されている。   Non-Patent Document 1 describes an example in which various particles are filled in an airtight bag, the bag is decompressed to solidify the particles, and grip various workpieces.
特開昭63−283884号公報「吸着式ロボットハンド」Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-28384 “Suction Robot Hand” 特開平2−177909号公報「形状自在エアバッグ」Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-177909 "Swivel Airbag"
ここで、特許文献1のように、吸盤を用いてワークを把持するロボットハンドを用いて把持を行う場合、ワークの形状によっては吸着可能な面を十分に確保することができない場合がある。
このような場合には、吸着力の不足により把持が不完全な状態になるか、または把持ができても移動する際に落下する危険性があった。
Here, as described in Patent Document 1, when gripping is performed using a robot hand that grips a workpiece using a suction cup, there may be a case where a suckable surface cannot be sufficiently secured depending on the shape of the workpiece.
In such a case, there is a risk that the gripping may be incomplete due to insufficient suction force, or the gripper may drop when moving even if it can be gripped.
一方、特許文献1のロボットハンドに特許文献2に記載の技術を用いた上記非特許文献1では、各種の粒体を充填した気密袋を減圧してワークを把持することによって、特許文献1における課題であった把持の安定性の向上を実現している。
しかし、上記非特許文献1のように、気密袋体の減圧による把持を行う場合において、平板な面に対しては、把持力が全く生じないため把持を行うことができず、また、把持部の摩擦係数が低いワークに対しては、十分な把持力を維持しながら把持を行うことが難しいという問題点があった。
On the other hand, in Non-Patent Document 1 in which the technique described in Patent Document 2 is used for the robot hand of Patent Document 1, the airtight bag filled with various particles is depressurized to hold the workpiece, and in Patent Document 1 Improvement of gripping stability, which was a problem, has been realized.
However, as in Non-Patent Document 1, when gripping the hermetic bag body by decompression, gripping cannot be performed on a flat surface because gripping force is not generated at all. There is a problem that it is difficult to grip a workpiece having a low friction coefficient while maintaining a sufficient gripping force.
そこで、本発明の目的は、ワークの形状及び大きさによらずに確実にワークを把持することを可能とする吸着グリッパを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an adsorption gripper that can reliably hold a workpiece regardless of the shape and size of the workpiece.
前記目的を達成するため、本発明によると、ワークを把持する形状自在な吸着グリッパであって、
一端に受圧面を有する固定部材と、
前記受圧面に密着して取り付けられ、内部に粒体を充填させた可撓性かつ気密性の中空バッグを有する把持部とを有し、
前記中空バッグは、前記把持部を鉛直下向きにした場合において中心部を鉛直方向に貫通した減圧空間と、該減圧空間を取り囲む中空バッグ内部空間とを有し、かつ、ワークの前記受圧面に対向する面に対して押し付ける押付力によって、その接触部分におけるワークの形状にならうようになっており、
さらに、前記減圧空間及び前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる減圧装置を有する、ことを特徴とする形状自在な吸着グリッパが提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a freely-adsorbing gripper for gripping a workpiece,
A fixing member having a pressure receiving surface at one end;
A gripping part having a flexible and airtight hollow bag attached in close contact with the pressure-receiving surface and filled with granules.
The hollow bag has a decompression space penetrating the center portion in the vertical direction when the gripping portion is vertically downward, and a hollow bag internal space surrounding the decompression space, and faces the pressure receiving surface of the workpiece. By the pressing force that presses against the surface to be touched, it follows the shape of the workpiece at the contact part.
Furthermore, there is provided a freely-shaped suction gripper characterized by having a pressure reducing device capable of reducing the pressure in the reduced pressure space and the inner space of the hollow bag to a predetermined negative pressure and returning it to atmospheric pressure.
また、本発明によれば、前記減圧装置は、前記減圧空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第1減圧装置と、
前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第2減圧装置とからなる。
Further, according to the present invention, the decompression device can reduce the pressure in the decompression space to a predetermined negative pressure and return it to atmospheric pressure,
And a second pressure reducing device capable of reducing the pressure in the hollow bag internal space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure.
また、本発明によれば、前記減圧装置は、前記中空バッグ内部空間内及び前記減圧空間について、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象の切替えを行う切替えバルブを有する。   Further, according to the present invention, the pressure reducing device has a switching valve for switching a target to be reduced to a predetermined negative pressure or returned to atmospheric pressure in the hollow bag inner space and the reduced pressure space.
さらに、本発明によれば、前記中空バッグは、水平方向において長手方向が幅方向の長さよりも長くなっている。   Further, according to the present invention, the hollow bag is longer in the horizontal direction than in the width direction in the horizontal direction.
また、本発明によると、ワークの把持する形状自在な吸着グリッパによる把持方法であって、
一端に受圧面を有する固定部材と、
前記受圧面に密着して取り付けられ、内部に粒体を充填させた可撓性かつ気密性の中空バッグを有する把持部とを有し、
前記中空バッグは、前記把持部を鉛直下向きにした場合において中心部において鉛直方向に貫通した減圧空間と、該減圧空間を取り囲む中空バッグ内部空間とを有しており、
さらに、前記減圧空間及び前記中空バッグ内の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる減圧装置を準備し、
(A)前記中空バッグについて、ワークの前記固定部材に対向する面に対して押し付ける押付力によって、その接触部分におけるワークの形状にならわせ、
(B)前記減圧装置によって前記減圧空間及び中空バッグ内部空間の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させる、ことを特徴とする形状自在な吸着グリッパによる把持方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is a gripping method using a freely-shaped suction gripper that grips a workpiece,
A fixing member having a pressure receiving surface at one end;
A gripping part having a flexible and airtight hollow bag attached in close contact with the pressure-receiving surface and filled with granules.
The hollow bag has a decompression space penetrating in the vertical direction in the center when the grip portion is vertically downward, and a hollow bag internal space surrounding the decompression space,
Furthermore, preparing a decompression device that can reduce the pressure in the decompression space and the hollow bag to a predetermined negative pressure and return it to atmospheric pressure,
(A) About the hollow bag, by the pressing force pressed against the surface of the workpiece facing the fixing member, the shape of the workpiece in the contact portion is made to match,
(B) The free-form adsorption gripper characterized in that the decompression device decompresses the decompression space and the hollow bag inner space and solidifies the granules by generating a force to press the granules together. A gripping method is provided.
また、本発明によれば、前記減圧装置は、前記減圧空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第1減圧装置と、
前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第2減圧装置とからなり、
前記(B)において、前記減圧装置は、
(B1)前記第2減圧装置によって前記中空バッグ内部空間の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させ、
(B2)前記第1減圧装置によって前記減圧空間の減圧を行う。
Further, according to the present invention, the decompression device can reduce the pressure in the decompression space to a predetermined negative pressure and return it to atmospheric pressure,
A second pressure reducing device capable of reducing the pressure in the hollow bag internal space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure;
In (B), the decompression device is
(B1) The hollow bag inner space is decompressed by the second decompression device, and the granules are solidified by generating a force to press the granules together.
(B2) The decompression space is decompressed by the first decompression device.
また、本発明によれば、前記減圧装置は、前記中空バッグ内部空間内及び前記減圧空間について、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象の切替えを行う切替えバルブを有し、
前記(B)において、前記減圧装置は、前記中空バッグ内部の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させた後、前記切替えバルブによって、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象について切替えを行う。
Further, according to the present invention, the pressure reducing device has a switching valve for switching a target to be reduced to a predetermined negative pressure or returned to atmospheric pressure in the hollow bag internal space and the reduced pressure space,
In (B), the decompression device decompresses the inside of the hollow bag, solidifies the granules by generating a force to press the granules, and then performs a predetermined negative pressure by the switching valve. The object to be depressurized or returned to atmospheric pressure is switched.
さらに、本発明によれば、前記中空バッグは、ワークの水平方向における最大面積を有する部分よりも下部分において接触点を有している。   Furthermore, according to this invention, the said hollow bag has a contact point in the lower part rather than the part which has the largest area in the horizontal direction of a workpiece | work.
このような構成によって、吸着グリッパは、中空バッグ内の圧力を減圧して把持部の形状をワークの形状に合わせて固形化することで、ワークの把持が可能になる。また、中空バッグ内の圧力を大気圧に戻すことによって把持部の形状の固形化を解くことで、ワークを把持から解除することが可能になる。
また、上記把持部を把持対象であるワークの表面形状に変形させることができるため、ワークの形状によってロボットの先端部分を交換する必要がなく、また、上記機能によってワークを安定して把持することが可能になる。
さらに、ワークの形状に合わせてワークごとに中空バッグの形状を変化させることができるために、例えば果物のような柔らかく傷つきやすいようなワークであっても確実に把持することができる。
With such a configuration, the suction gripper can grip the workpiece by reducing the pressure in the hollow bag and solidifying the grip portion in accordance with the shape of the workpiece. Further, by releasing the solidification of the shape of the gripping portion by returning the pressure in the hollow bag to atmospheric pressure, the workpiece can be released from the gripping.
In addition, since the gripping portion can be deformed to the surface shape of the workpiece to be gripped, there is no need to replace the tip of the robot according to the shape of the workpiece, and the workpiece can be stably gripped by the above function. Is possible.
Furthermore, since the shape of the hollow bag can be changed for each workpiece in accordance with the shape of the workpiece, even a workpiece that is soft and easily damaged, such as fruit, can be reliably gripped.
上述した本発明によると、中空バッグ内の減圧のみでなく、減圧空間内の減圧を行うことによるワークの把持が可能な吸着グリッパを使用することによって、形状及び大きさが不定なワークに対しても安定した形で把持することができる。   According to the present invention described above, by using the suction gripper capable of gripping the workpiece by performing not only the decompression in the hollow bag but also the decompression in the decompression space, the workpiece having an indefinite shape and size can be used. Can be held in a stable manner.
本発明の第1実施例による吸着グリッパを備えたロボットの構成図である。It is a block diagram of the robot provided with the adsorption | suction gripper by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による吸着グリッパの構成図である。It is a block diagram of the adsorption | suction gripper by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による吸着グリッパの断面図である。It is sectional drawing of the adsorption | suction gripper by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例によるワークを把持した場合における吸着グリッパの断面図である。It is sectional drawing of the adsorption | suction gripper at the time of hold | gripping the workpiece | work by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例において、把持部よりも大きくかつ凹凸を有するワークを把持した場合における吸着グリッパの断面図である。In 1st Example of this invention, it is sectional drawing of the adsorption | suction gripper at the time of hold | gripping the workpiece | work which is larger than a holding part and has an unevenness | corrugation. 本発明の第2実施例による吸着グリッパの構成図である。It is a block diagram of the adsorption | suction gripper by 2nd Example of this invention.
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の第1実施例による吸着グリッパを備えたロボットの構成図である。
この図において、1はロボット、2a〜2cはロボットアーム、3はロボットの手先部、4はロボット支持台、5は吸着グリッパ、6はワーク、7はワーク用容器、8a〜8cは関節、9は減圧装置、9aは第1減圧装置、9bは第2減圧装置、10は接続部、11は固定部材、12は把持部である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a robot provided with a suction gripper according to a first embodiment of the present invention.
In this figure, 1 is a robot, 2a to 2c are robot arms, 3 is a robot hand, 4 is a robot support, 5 is a suction gripper, 6 is a work, 7 is a work container, 8a to 8c are joints, 9 Is a pressure reducing device, 9a is a first pressure reducing device, 9b is a second pressure reducing device, 10 is a connecting portion, 11 is a fixing member, and 12 is a gripping portion.
ロボット1は、この例ではロボット支持台4の上面に固定された垂直多関節ロボットであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボット(スカラロボットや直交ロボット)であってもよい。   The robot 1 is a vertical articulated robot fixed to the upper surface of the robot support 4 in this example, but the present invention is not limited to this, and may be another robot (a SCARA robot or an orthogonal robot).
吸着グリッパ5は、ロボットの手先部3に搭載され、ロボットアーム2a〜2c及び関節8a〜8cを有するロボット1により、所定の作動範囲で3次元的に移動され、かつ自由な姿勢をとることができるようになっている。   The suction gripper 5 is mounted on the hand portion 3 of the robot, can be moved three-dimensionally within a predetermined operating range by the robot 1 having the robot arms 2a to 2c and the joints 8a to 8c, and can take a free posture. It can be done.
ワーク6は、形状が不定である。この例では、把持対象であるワーク6はワーク用容器7の中に格納されているが、ワーク6が直接的にテーブル等に置かれているものを把持する形であってもよい。   The shape of the workpiece 6 is indefinite. In this example, the workpiece 6 to be gripped is stored in the workpiece container 7, but the workpiece 6 may be configured to grip a workpiece placed directly on a table or the like.
関節8a〜8cは、ロボットアーム2a〜2c及びロボットの手先部3を連結しており、それぞれ回転軸C1〜C3(図2の紙面と垂直な軸)、C4(ロボットアーム2aの長手方向に延びる軸)周りに回転が可能である。   The joints 8a to 8c connect the robot arms 2a to 2c and the hand portion 3 of the robot, respectively, and rotate in the longitudinal direction of the rotation axis C1 to C3 (axis perpendicular to the paper surface of FIG. 2) and C4 (robot arm 2a), respectively. Rotation around (axis) is possible.
減圧装置9は、第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bから構成されている。
第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bは、後述する把持部12と後述するチューブ13、15によって接続されており、把持部12内の圧力を減圧することでワーク6の把持を行い、また把持部12内の圧力を大気圧まで戻すことによってワーク6の把持を解消する。
接続部10は、吸着グリッパ5とロボットの手先部3を接続するものである。
この例では、第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bは接続部10内に設置されているが、これらの機能を損なわなければ他の場所でもよい。
The decompression device 9 includes a first decompression device 9a and a second decompression device 9b.
The first decompression device 9a and the second decompression device 9b are connected to each other by a gripping portion 12 described later and tubes 13 and 15 described later, and grip the workpiece 6 by reducing the pressure in the gripping portion 12. The gripping of the workpiece 6 is canceled by returning the pressure in the gripping part 12 to atmospheric pressure.
The connection part 10 connects the suction gripper 5 and the hand part 3 of the robot.
In this example, the first decompression device 9a and the second decompression device 9b are installed in the connection unit 10, but other locations may be used as long as these functions are not impaired.
図2は本発明の第1実施例による吸着グリッパの構成図である。
また、図3は本発明の第1実施例による吸着グリッパの断面図である。
この図において、11は固定部材、11aは受圧面、12は把持部、12aは中空バッグ、12bは粒体、13はチューブ、14はチューブ接続部、15はチューブ、16はチューブ接続部、17は減圧空間である。
FIG. 2 is a block diagram of the suction gripper according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the suction gripper according to the first embodiment of the present invention.
In this figure, 11 is a fixing member, 11a is a pressure receiving surface, 12 is a gripping part, 12a is a hollow bag, 12b is a granule, 13 is a tube, 14 is a tube connecting part, 15 is a tube, 16 is a tube connecting part, 17 Is a decompression space.
固定部材11は、把持部12と密着して取り付けられており、一端に後述する中空バッグ12aからの圧力を受ける受圧面11aを有している。
この例では円形状になっており、チューブ13を通すために空洞になっている部分を有する。
The fixing member 11 is attached in close contact with the grip portion 12, and has a pressure receiving surface 11a that receives pressure from a hollow bag 12a described later at one end.
In this example, it has a circular shape and has a hollow portion for allowing the tube 13 to pass through.
把持部12は、中空バッグ12a及び粒体12bからなり、チューブ15を介して第2減圧装置9bによる加圧、減圧を受ける。   The gripping part 12 includes a hollow bag 12a and a granular body 12b, and receives pressure and pressure reduction by the second decompression device 9b via the tube 15.
粒体12bは、減圧したときに中空バッグ12aの内部で固形化させる必要があるため、例えば発砲スチロールやガラスビーズのような表面摩擦の大きい物質である必要がある。
また、表面摩擦を大きくするために、粒体12bの形状は球状や8面体といった形状であって、各粒体12bの寸法は発泡スチロールであれば500μm程度、ガラスビーズであれば100μm程度の大きさであることが好ましい。
Since the granular material 12b needs to be solidified inside the hollow bag 12a when the pressure is reduced, the granular material 12b needs to be a substance having a large surface friction such as foamed polystyrene or glass beads.
In order to increase the surface friction, the shape of the particles 12b is spherical or octahedral, and the size of each particle 12b is about 500 μm for polystyrene foam and about 100 μm for glass beads. It is preferable that
中空バッグ12aは、いかなる形状のワーク6を把持する際にも、ワーク6の表面形状に沿って形状を変化させることが可能であって、また気体の通気を許さない気密性を有する素材である必要がある。また、摩擦によってもワーク6を把持することが可能である素材である必要がある。例えば、天然ゴムやラテックスゴム等が望ましい。   The hollow bag 12a is a material that can change the shape along the surface shape of the workpiece 6 when gripping the workpiece 6 of any shape, and has airtightness that does not allow gas to flow. There is a need. Further, the material needs to be capable of gripping the workpiece 6 by friction. For example, natural rubber or latex rubber is desirable.
本実施例における減圧は、第1減圧装置9aによって、チューブ13を介して行われる減圧空間17の減圧と、第2減圧装置9bによって、チューブ15を介して行われる把持部12における中空バッグ12aの内部空間の減圧との、2回の減圧が行われる。
上記2回の減圧のタイミングは、初めにワーク6の形状に合わせて、中空バッグ12aの形状を変形させる必要があるため、中空バッグ12aの内部空間の減圧を先に行うか、ほぼ同時に行うことが望ましい。
また、この例において、第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bは別の装置になっているが、第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bが単一の装置(減圧装置9)であり、例えば切替えバルブ等を用いることで、減圧空間17内及び中空バッグ12aの内部空間の減圧を行う構成でもよい。
The decompression in the present embodiment is performed by the decompression of the decompression space 17 performed through the tube 13 by the first decompression device 9a and the hollow bag 12a in the grip portion 12 performed through the tube 15 by the second decompression device 9b. Two times of decompression are performed, that is, decompression of the internal space.
Since the timing of the above-mentioned two times of decompression needs to first deform the shape of the hollow bag 12a in accordance with the shape of the workpiece 6, the inner space of the hollow bag 12a should be decompressed first or almost simultaneously. Is desirable.
In this example, the first decompression device 9a and the second decompression device 9b are separate devices, but the first decompression device 9a and the second decompression device 9b are a single device (the decompression device 9). For example, a configuration may be used in which the inside of the decompression space 17 and the interior space of the hollow bag 12a is decompressed by using a switching valve or the like.
図4は、本発明の第1実施例によるワークを把持した場合における吸着グリッパの断面図である。図4(A)は、把持部よりも小さいワークを把持した場合の断面図であり、図4(B)は、把持部よりも大きく、かつ、中空バッグとの接触部分が平面であるワークを把持した場合の断面図である。また、図4(C)は、把持部よりも大きく、かつ、中空バッグとの接触部分に凹凸があるワークを把持した場合の断面図である。
この図において、18a〜18cはワークである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the suction gripper when the workpiece according to the first embodiment of the present invention is gripped. FIG. 4A is a cross-sectional view when a workpiece smaller than the grip portion is gripped, and FIG. 4B is a cross-sectional view of a workpiece that is larger than the grip portion and that has a flat contact portion with the hollow bag. It is sectional drawing at the time of hold | gripping. FIG. 4C is a cross-sectional view when a workpiece that is larger than the gripping portion and has unevenness at the contact portion with the hollow bag is gripped.
In this figure, 18a to 18c are workpieces.
図4(A)において、チューブ15を介して減圧装置9によって中空バッグ12aの内部空間の減圧を行うことによって、ワーク18aの表面の形状に中空バッグ12aの形状をならわせる。次に中空バッグ12aの内部空間を減圧させることによって中空バッグ12aの内部空間の体積を減少させる。この際、接触先端部12cにおいては、図の矢印方向に収縮されるため、この方向にワーク18aを挟み込む力が発生する。
かかる力の発生によって生じた中空バッグ12aとワーク18aの表面の間の摩擦力によって、ワーク18aの把持が可能になる(第1の把持力)。
In FIG. 4A, the shape of the hollow bag 12a is made to conform to the shape of the surface of the workpiece 18a by depressurizing the internal space of the hollow bag 12a through the tube 15 by the decompression device 9. Next, the volume of the internal space of the hollow bag 12a is reduced by depressurizing the internal space of the hollow bag 12a. At this time, the contact tip portion 12c is contracted in the direction of the arrow in the figure, so that a force for sandwiching the workpiece 18a in this direction is generated.
The workpiece 18a can be gripped by the frictional force between the hollow bag 12a and the surface of the workpiece 18a generated by the generation of such force (first gripping force).
また、先端接触部12cが、ワーク18aの水平方向における最大面積を有する部分よりも下部分において接触点を有している場合には、ワーク18aを下方向から支える力が働くため、より安定的にワークを把持することが可能になる(第2の把持力)。   Further, when the tip contact portion 12c has a contact point at a lower portion than a portion having the maximum area in the horizontal direction of the workpiece 18a, a force for supporting the workpiece 18a from the lower side works, so that the more stable. It is possible to grip the workpiece (second gripping force).
さらに、ワーク18aの表面の形状に中空バッグ12aの形状がならっているので、チューブ13を介して減圧装置9によって、中空バッグ12aとワーク18aによって密閉された減圧空間17内の減圧を行うことで、ワーク18aを吸着することによるワークの把持が可能になる(第3の把持力)。   Furthermore, since the shape of the hollow bag 12a is aligned with the shape of the surface of the workpiece 18a, the decompression device 9 is decompressed through the tube 13 and the decompression space 17 sealed by the hollow bag 12a and the workpiece 18a is subjected to decompression. The workpiece can be gripped by sucking the workpiece 18a (third gripping force).
図4(B)のように、把持部12よりも大きく、かつ、中空バッグ12aとの接触部分が平面である場合には、ワーク18bを把持しようとした場合、図4(A)に記載したような中空バッグ12aとワーク18aの表面による摩擦力(第1の把持力)や、先端接触部12cがワーク18aの水平方向における最大面積を有する部分よりも下部分において接触点を有している場合における下方向からワークを支える力(第2の把持力)は発生しないが、減圧装置9による減圧空間17内の減圧(第3の把持力)によってワーク18bを把持することが可能になる。   As shown in FIG. 4B, when the workpiece 18b is to be gripped when the gripping portion 12 is larger than the gripping portion 12 and the contact portion with the hollow bag 12a is flat, it is described in FIG. Friction force (first gripping force) due to the surface of the hollow bag 12a and the workpiece 18a, and the tip contact portion 12c has a contact point at a lower portion than a portion having the maximum area in the horizontal direction of the workpiece 18a. In this case, a force (second gripping force) for supporting the workpiece from below is not generated, but the workpiece 18b can be gripped by the decompression (third gripping force) in the decompression space 17 by the decompression device 9.
なお、把持部よりも大きいワークであっても、図5のワーク18cのように凹凸を有するワークである場合には、減圧装置9による減圧空間17内の減圧(第3の把持力)のみでなく、中空バッグ12aとワーク18cの接触部分における摩擦力(第1の把持力)や凸部の形状によっては下方向から支える力(第2の把持力)を発生させることができる場合がある。   In addition, even if the workpiece is larger than the gripping portion, if it is a workpiece having irregularities like the workpiece 18c in FIG. 5, only the pressure reduction (third gripping force) in the decompression space 17 by the decompression device 9 is performed. However, depending on the frictional force (first gripping force) at the contact portion between the hollow bag 12a and the workpiece 18c and the shape of the convex portion, a support force (second gripping force) from below may be generated.
一方、把持を解除する場合には、第1減圧装置9a及び第2減圧装置9bによって、中空バッグ12a及び減圧空間17内の気圧を大気圧に戻すことで把持を行っている状態を解除することができる。   On the other hand, when releasing the grip, the first decompression device 9a and the second decompression device 9b release the gripping state by returning the air pressure in the hollow bag 12a and the decompression space 17 to the atmospheric pressure. Can do.
図6は、本発明の第2実施例による吸着グリッパの構成図である。
この例において、固定部材11及び中空バッグ12aは、図2における吸着グリッパよりも一方向において引き延ばした形状を有している。
かかる構成を有することによって、円柱形状のワーク等、細長い形状のワークを把持する際には、中空バッグ12aとワークとの接触部分について図2における吸着グリッパよりも増やすことが可能になる。よって、安定した把持を可能にすることができるため有効である。
FIG. 6 is a configuration diagram of the suction gripper according to the second embodiment of the present invention.
In this example, the fixing member 11 and the hollow bag 12a have a shape extended in one direction as compared with the suction gripper in FIG.
By having such a configuration, when gripping an elongated workpiece such as a cylindrical workpiece, the contact portion between the hollow bag 12a and the workpiece can be increased more than the suction gripper in FIG. Therefore, it is effective because stable gripping can be performed.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, is shown by description of a claim, and also includes all the changes within the meaning and range equivalent to description of a claim.
1 ロボット、2a〜2c ロボットアーム、3 ロボットの手先部、
4 ロボット支持台、5 吸着グリッパ、6 ワーク、6a〜6b ワーク、
7 ワーク用容器、8a〜8c 関節、9 減圧装置、
9a 第1減圧装置、9b 第2減圧装置、10 接続部、
11 固定部材、11aは受圧面、12 把持部、12a 中空バッグ、
12b 粒体、12c 接触先端部、13 チューブ、
14 チューブ接続部、15 チューブ、16 チューブ接続部、
17 減圧空間、18a〜18c ワーク
1 robot, 2a-2c robot arm, 3 robot hand,
4 Robot support base, 5 Suction gripper, 6 workpieces, 6a to 6b workpieces,
7 work container, 8a-8c joint, 9 decompression device,
9a 1st decompression device, 9b 2nd decompression device, 10 connection part,
11 fixing member, 11a is a pressure receiving surface, 12 gripping part, 12a hollow bag,
12b granule, 12c contact tip, 13 tube,
14 Tube connection, 15 Tube, 16 Tube connection,
17 Depressurized space, 18a-18c Workpiece

Claims (8)

  1. ワークを把持する形状自在な吸着グリッパであって、
    一端に受圧面を有する固定部材と、
    前記受圧面に密着して取り付けられ、内部に粒体を充填させた可撓性かつ気密性の中空バッグを有する把持部とを有し、
    前記中空バッグは、前記把持部を鉛直下向きにした場合において中心部において鉛直方向に貫通した減圧空間と、該減圧空間を取り囲む中空バッグ内部空間とを有し、かつ、ワークの前記受圧面に対向する面に対して押し付ける押付力によって、その接触部分におけるワークの形状にならうようになっており、
    さらに、前記減圧空間及び前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる減圧装置を有する、ことを特徴とする形状自在な吸着グリッパ。
    A free-form suction gripper for gripping a workpiece,
    A fixing member having a pressure receiving surface at one end;
    A gripping part having a flexible and airtight hollow bag attached in close contact with the pressure-receiving surface and filled with granules.
    The hollow bag has a decompression space penetrating in the vertical direction in the center when the grip portion is vertically downward, and a hollow bag internal space surrounding the decompression space, and faces the pressure receiving surface of the workpiece. By the pressing force that presses against the surface to be touched, it follows the shape of the workpiece at the contact part.
    Furthermore, it has a decompression device which can decompress the pressure of the decompression space and the internal space of the hollow bag to a predetermined negative pressure and return it to the atmospheric pressure.
  2. 前記減圧装置は、前記減圧空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第1減圧装置と、
    前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第2減圧装置とからなる、ことを特徴とする請求項1に記載の形状自在な吸着グリッパ。
    The first pressure reducing device capable of reducing the pressure in the pressure reducing space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure;
    2. The formable suction gripper according to claim 1, comprising a second pressure reducing device capable of reducing the pressure in the hollow bag internal space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure.
  3. 前記減圧装置は、前記中空バッグ内部空間内及び前記減圧空間について、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象の切替えを行う切替えバルブを有する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の形状自在な吸着グリッパ。   The said pressure reduction apparatus has the switching valve which switches the object which pressure-reduces to predetermined negative pressure or returns to atmospheric pressure about the inside of the said hollow bag space and the said pressure reduction space, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The free-form suction gripper described in 1.
  4. 前記中空バッグは、水平方向において長手方向が幅方向の長さよりも長くなっている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の形状自在に吸着グリッパ。   The shape-adsorbing gripper according to any one of claims 1 to 3, wherein the hollow bag has a longitudinal direction that is longer than a length in the width direction in the horizontal direction.
  5. ワークの把持する形状自在な吸着グリッパによる把持方法であって、
    一端に受圧面を有する固定部材と、
    前記受圧面に密着して取り付けられ、内部に粒体を充填させた可撓性かつ気密性の中空バッグを有する把持部とを有し、
    前記中空バッグは、前記把持部を鉛直下向きにした場合において中心部において鉛直方向に貫通した減圧空間と、該減圧空間を取り囲む中空バッグ内部空間とを有しており、
    さらに、前記減圧空間及び前記中空バッグ内の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる減圧装置を準備し、
    (A)前記中空バッグについて、ワークの前記固定部材に対向する面に対して押し付ける押付力によって、その接触部分におけるワークの形状にならわせ、
    (B)前記減圧装置によって前記減圧空間及び中空バッグ内部空間の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させる、ことを特徴とする形状自在な吸着グリッパによる把持方法。
    It is a gripping method using a freely-shaped suction gripper that grips a workpiece,
    A fixing member having a pressure receiving surface at one end;
    A gripping part having a flexible and airtight hollow bag attached in close contact with the pressure-receiving surface and filled with granules.
    The hollow bag has a decompression space penetrating in the vertical direction in the center when the grip portion is vertically downward, and a hollow bag internal space surrounding the decompression space,
    Furthermore, preparing a decompression device that can reduce the pressure in the decompression space and the hollow bag to a predetermined negative pressure and return it to atmospheric pressure,
    (A) About the hollow bag, by the pressing force pressed against the surface of the workpiece facing the fixing member, the shape of the workpiece in the contact portion is made to match,
    (B) The free-form adsorption gripper characterized in that the decompression device decompresses the decompression space and the hollow bag inner space and solidifies the granules by generating a force to press the granules together. Gripping method.
  6. 前記減圧装置は、前記減圧空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第1減圧装置と、
    前記中空バッグ内部空間の圧力を所定負圧に減圧しかつ大気圧に戻すことができる第2減圧装置とからなり、
    前記(B)において、前記減圧装置は、
    (B1)前記第2減圧装置によって前記中空バッグ内部空間の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させ、
    (B2)前記第1減圧装置によって前記減圧空間の減圧を行う、ことを特徴とする請求項5に記載の形状自在な吸着グリッパによる把持方法。
    The first pressure reducing device capable of reducing the pressure in the pressure reducing space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure;
    A second pressure reducing device capable of reducing the pressure in the hollow bag internal space to a predetermined negative pressure and returning the pressure to the atmospheric pressure;
    In (B), the decompression device is
    (B1) The hollow bag inner space is decompressed by the second decompression device, and the granules are solidified by generating a force to press the granules together.
    (B2) The gripping method by the formable suction gripper according to claim 5, wherein the decompression space is decompressed by the first decompression device.
  7. 前記減圧装置は、前記中空バッグ内部空間及び前記減圧空間について、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象の切替えを行う切替えバルブを有し、
    前記(B)において、前記減圧装置は、前記中空バッグ内部空間の減圧を行い、前記粒体同士に押し付ける力を発生させることによって前記粒体を固形化させた後、前記切替えバルブによって、所定負圧に減圧し又は大気圧に戻す対象について切替えを行う、ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の形状自在な吸着グリッパによる把持方法。
    The decompression device has a switching valve that performs switching of an object to be decompressed to a predetermined negative pressure or returned to atmospheric pressure for the hollow bag internal space and the decompression space,
    In (B), the decompression device decompresses the internal space of the hollow bag, solidifies the granules by generating a force that presses the granules, and then applies a predetermined negative pressure by the switching valve. 7. The gripping method using a freely-shaped suction gripper according to claim 5 or 6, wherein the object to be reduced to pressure or returned to atmospheric pressure is switched.
  8. 前記(A)において、前記中空バッグは、ワークの水平方向における最大面積を有する部分よりも下部分において接触点を有している、ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の形状自在な吸着グリッパによる把持方法。   The said hollow bag has a contact point in the lower part rather than the part which has the largest area in the horizontal direction of a workpiece | work in said (A), In any one of Claim 5 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. A gripping method using the freely-formable suction gripper as described.
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