JP2016163001A - グリッパ装置、搬送装置、及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でフィンガ部を物品に対して適切に位置決めすることができ、コンパクト化かつ軽量化を実現するとともに製造コストを低減する。
【解決手段】収納容器５０の上方から下降して閉じることにより収納容器（物品）５０を下方から支持する一対のフィンガ部２３、２４を備えるグリッパ装置１０であって、フィンガ部２３、２４の開閉方向Ｄ１、開閉方向Ｄ１と直交する直交方向Ｄ２、及び上下方向Ｄ３を軸としたθ方向において、下降時に収納容器５０と接触することにより収納容器５０に対して相対的に案内される位置決め部として、センターコーン１３の傾斜面１３ｂ、及び腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、グリッパ装置、搬送装置、及び搬送方法に関する。

例えば、半導体製造工場などでは、ウェハやレチクルなどを収容するＦＯＵＰ、ＳＭＩＦ Ｐｏｄ、レチクルＰｏｄなどの収納容器（物品）を搬送するため、天井に敷設されたレールに沿って走行する天井走行車を用いた搬送装置が使用されている。この搬送装置は、ホイスト装置等により昇降可能な昇降台と、昇降台に設けられたグリッパ装置と、を備える天井走行車が使用される。天井走行車は、物品の受け渡し位置の上方で停止し、昇降台を下降させてグリッパ装置により物品の把持または解放を行うことにより容器の受け渡しを行う。

上記したグリッパ装置は、物品の上方から下降して閉じることにより物品の一部を下方から支持する一対のフィンガ部を有する。フィンガ部が閉じる際に物品に伝わる振動を低減するためにも、フィンガ部が物品に対して適切に位置決めされている必要がある。そのため、例えば、グリッパ装置の一部に傾斜面を備え、グリッパ装置が下降する際に、傾斜面が物品に当たることで、容器に対するフィンガ部の位置決めを行うことが知られている（特許文献１参照）。

特開平５−９７２４６号公報

上記した特許文献１は、フィンガ部と容器との位置決めや、物品を支持するための部品数が多く、複雑な機構を採用している。そのため、グリッパ装置が大型化し、かつ重くなってしまい、駆動系の負担が大きくなるだけでなく、製造コストが上昇するといった課題を有している。

以上のような事情に鑑み、本発明は、簡単な構成でフィンガ部を物品に対して適切に位置決めすることができ、コンパクト化かつ軽量化を実現するとともに製造コストを低減可能なグリッパ装置、搬送装置、及び搬送方法を提供することを目的とする。

本発明は、物品の上方から下降して閉じることにより物品を下方から支持する一対のフィンガ部を備えるグリッパ装置であって、フィンガ部の開閉方向、開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、下降時に物品と接触することにより物品に対して相対的に案内される位置決め部を備える。

また、直交方向における位置決め部は、フィンガ部の両端から延びる腕部の対向面に形成された傾斜面であってもよい。また、腕部は、フィンガ部と物品とが回転方向に相対的に回転した際、物品の一部が当たるように形成されてもよい。また、直交方向における位置決め部は、フィンガ部を支持する昇降台に形成された傾斜面であってもよい。また、開閉方向における位置決め部は、フィンガ部を支持する昇降台に形成され、かつ、物品の上面に備える凹部に嵌合する突出部の傾斜面であってもよい。また、突出部の傾斜面は、半球面であり、開閉方向及び直交方向の双方における位置決め部であってもよい。

また、本発明は、物品を搬送する搬送装置であって、上記したグリッパ装置を備える。

また、本発明は、物品の上方から下降して閉じることにより物品を下方から支持する一対のフィンガ部を備えるグリッパ装置を用いた物品の搬送方法であって、フィンガ部の開閉方向、開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、下降時に、グリッパ装置の一部に備える位置決め部が物品と接触することにより、物品に対してグリッパ装置が相対的に案内されることを含む。

本発明のグリッパ装置によれば、フィンガ部の下降時に、フィンガ部の開閉方向、開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、物品に対する相対位置が位置決めされるので、簡単な構成でフィンガ部を物品に対して適切に位置決めすることができる。また、構成する部品数が少ないので、グリッパ装置のコンパクト化及び軽量化を図ることができ、駆動系への負担を軽減できる。また、部品数が少ないので、製造コストを低減することができる。

また、直交方向における位置決め部が、フィンガ部の両端から延びる腕部の対向面に形成された傾斜面であるものでは、直交方向の位置決めを簡単な構成で行うことができる。また、フィンガ部と物品とが回転方向に相対的に回転した際、物品の一部が当たるように腕部が形成されたものでは、物品に回転方向の力が加わったときでもフィンガ部の開閉方向に力が作用するのを回避でき、フィンガ部が不用意に開くことを防止できる。また、直交方向における位置決め部が、フィンガ部を支持する昇降台に形成された傾斜面であるものでは、可動部材であるフィンガ部に腕部等を設ける必要がなく、フィンガ部を軽量化できる。また、開閉方向における位置決め部が、フィンガ部を支持する昇降台に形成され、かつ、物品の上面に備える凹部に嵌合する突出部の傾斜面であるものでは、開閉方向の位置決めを簡単な構成で行うことができる。また、突出部の傾斜面が、半球面であり、開閉方向及び直交方向の双方における位置決め部であるものでは、この傾斜面によって開閉方向及び直交方向の双方の位置決めを行うことができる。

また、本発明の搬送装置によれば、上記したグリッパ装置を備えるので、物品に振動や衝撃を与えることを抑制し、安定して物品を搬送することができる。

また、本発明の搬送方法によれば、フィンガ部の下降時に、フィンガ部の開閉方向、開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、物品に対する相対位置が適切に位置決めされるので、一対のフィンガ部を閉じる際に、フィンガ部が物品に当たって振動や衝撃を与えることを抑制し、安定して物品を搬送できる。

実施形態に係るグリッパ装置及び搬送装置の一例を示す図である。 （ａ）はグリッパ装置を−Ｚ側から見たときを示す斜視図、（ｂ）はグリッパ装置をＹ方向に見たときの図である。 グリッパ装置を＋Ｚ側から見た動作の一例を示す図である。 グリッパ装置をＸ方向から見た動作の一例を示す図である。 グリッパ装置をＹ方向から見た動作の一例を示す図である。 グリッパ装置を＋Ｚ側から見た動作の一例を示す図である。 物品に回転方向の力が作用した状態を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれグリッパ装置の他の実施形態を示す図である。 グリッパ装置の他の実施形態について、＋Ｚ側から見た動作の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。また、ＸＹ平面に垂直な上下方向はＺ方向と表記する。また、Ｚ軸周りの方向をθ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

図１は、実施形態に係るグリッパ装置１０及び搬送装置１００の一例を示す図である。図１に示すように、搬送装置１００は、レール１０３に沿って移動可能な天井走行車１０１を備える。レール１０３は、クリーンルームや工場建屋の天井などに敷設されている。天井走行車１０１は、クリーンルーム等に配置された各種処理装置やストッカ等の上方を走行し、各装置等に対する所定位置に対して停止可能に形成される。天井走行車１０１は、内部に備える電気モータ等によって自走するものでもよく、また、リニアモータ等によって走行するものでもよい。なお、天井走行車１０１及びレール１０３は、図示の形態に限定されず、任意の構成が適用可能である。

天井走行車１０１の下面側には、連結部１０４を介してホイスト装置などの昇降駆動部１０２が連結されており、天井走行車１０１と昇降駆動部１０２とが一体となって走行する。昇降駆動部１０２は、４本のベルト１０５を同期して巻き取りまたは送り出しを行う不図示のベルト駆動部を備えている。グリッパ装置１０は、昇降駆動部１０２から下方に延びるベルト１０５に連結され、昇降駆動部１０２から吊り下げられた状態で配置される。なお、昇降駆動部１０２からグリッパ装置１０に連結されるベルト１０５は、４本であることに限定されず、３本等であってもよい。

グリッパ装置１０は、ベルト１０５が巻き取られることにより上下方向Ｄ３に沿って上昇（＋Ｚ方向に移動）し、ベルト１０５が送り出されることにより上下方向Ｄ３に沿って下降（−Ｚ方向に移動）する。搬送装置１００は、天井走行車１０１及び昇降駆動部１０２、並びに後述するグリッパ装置１０等の動作を統括的に制御する主制御部１０６を備える。なお、主制御部１０６は、無線または有線により不図示の上位制御部に接続されてもよく、この上位制御部から各種情報を入手してもよい。

グリッパ装置１０は、収納容器（物品）５０を保持可能である。グリッパ装置１０が収納容器５０を保持した状態で天井走行車１０１を走行させることにより、搬送装置１００は、収納容器５０の搬送が可能である。なお、収納容器５０としては、露光処理を行うためのレチクルなどを収容するレチクルＰｏｄや、半導体装置を製造するためのシリコンウェハを収容するＦＯＵＰ（フープ）またはＳＭＩＦ Ｐｏｄ、などが挙げられる。ただし、搬送装置１００の搬送対象をこれらに限定するものではなく、各種物品を搬送することができる。

収納容器５０には、グリッパ装置１０によって支持されるフランジ部５１が設けられている。フランジ部５１は、収納容器５０の上面側（＋Ｚ側）において、収納容器５０から上方に突出しかつＸ方向及びＹ方向に張り出した状態で設けられている。このフランジ部５１は、＋Ｚ側から見たときに矩形状に形成されている。

グリッパ装置１０は、図１に示すように、収納容器５０を支持するものであり、昇降台１１の下面側に把持部２０を備えている。昇降台１１は、矩形状の筐体を有し、ベルト連結部１２と、センターコーン（突出部）１３と、を有している。昇降台１１は、ベルト連結部１２を介して昇降駆動部１０２のベルト１０５に連結され、ほぼＸＹ平面（水平面）に沿った姿勢で吊り下げられている。ベルト連結部１２は、昇降台１１の上面において、ベルト１０５のＸ方向の間隔とほぼ同一の間隔で配置されている。昇降台１１の下面は、収納容器５０のフランジ部５１に対向する。昇降台１１には、後述する把持部２０を駆動するための不図示の駆動部が収容されている。

図２（ａ）は、グリッパ装置１０を−Ｚ側から見たときの斜視図である。図２（ｂ）は、グリッパ装置１０をＹ方向に見たときの図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、センターコーン１３は、昇降台１１の下面のほぼ中央部分において、下方に突出した状態で設けられる。センターコーン１３は、Ｘ方向に沿って形成されたスリット１３ａと、外周面である半球面形状の傾斜面（位置決め部）１３ｂと、を有している。スリット１３ａは、センターコーン１３の下端からＸＺ平面に沿って形成され、後述する検出部３０による光線Ｌが通過可能に形成される。なお、センターコーン１３にスリット１３ａを形成するのではなく、光線Ｌがセンターコーン１３に干渉しないようにセンターコーン１３から位置をずらして検出部３０を設けるようにしてもよい。

また、収納容器５０のフランジ部５１の上面５１ｔには、挿入穴（凹部）５１ａが形成されている。挿入穴５１ａは、グリッパ装置１０の下降によってセンターコーン１３を挿入可能な形状に形成されている。挿入穴５１ａにセンターコーン１３が挿入されることにより、挿入穴５１ａの縁部によってセンターコーン１３の傾斜面１３ｂがガイドされる。これにより、昇降台１１は、収納容器５０に対してＸ方向及びＹ方向について位置決めされる。なお、挿入穴５１ａは、図示のような半球面状の穴であることに限定されず、四角形状などの多角形状の開口を持つ穴であってもよい。また、挿入穴５１ａの深さは、図２（ｂ）に示すように、センターコーン１３を挿入した際に、スリット１３ａ内を通る光線Ｌをフランジ部５１の一部で遮断できるような深さに設定される。

把持部２０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライダ２１、２２と、フィンガ部２３、２４と、を有している。スライダ２１は、昇降台１１の−Ｘ側に配置されている。また、スライダ２２は、昇降台１１の＋Ｘ側に配置されている。スライダ２１、２２は、それぞれ昇降台１１の下面から下方に突出し、昇降台１１に収容された不図示の駆動部によってそれぞれ開閉方向Ｄ１に移動可能に形成される。なお、図面では、開閉方向Ｄ１をＸ方向に一致させて示している。

フィンガ部２３は、スライダ２１の下側端部（−Ｚ側端部）に配置されている。また、フィンガ部２４は、スライダ２２の下側端部に配置されている。フィンガ部２３、２４は、開閉方向Ｄ１において対向するように配置され、スライダ２１、２２の移動により開閉方向Ｄ１に沿って互いに近づく方向と互いに離れる方向とに移動する。フィンガ部２３、２４のそれぞれは、開閉方向Ｄ１に直交する直交方向Ｄ２に長尺の部材が用いられ、直交方向Ｄ２の長さが収納容器５０のフランジ部５１の直交方向Ｄ２の長さより長くなるように形成される。なお、図面では、直交方向Ｄ２をＹ方向に一致させて示している。

フィンガ部２３は、支持部２３ａと、一対の腕部２３ｂと、を有している。支持部２３ａは、フィンガ部２３の上面側において直交方向Ｄ２に沿って形成され、収納容器５０のフランジ部５１の一部を載置可能に形成される。なお、支持部２３ａは、フランジ部５１の一部を載置した際に、フランジ部５１が移動しないように、複数のウレタン突起部や支持部２３ａの支持面より摩擦係数の大きいシート等を設けてもよい。

一対の腕部２３ｂは、フィンガ部２３の直交方向Ｄ２の両端に形成されている。各腕部２３ｂは、それぞれ開閉方向Ｄ１に延びており、互いにほぼ等しい長さに形成される。一対の腕部２３ｂの間隔は、フランジ部５１のＹ方向の長さより長く設定される。各腕部２３ｂには、傾斜面（位置決め部）２３ｃが形成されている。傾斜面２３ｃは、一対の腕部２３ｂにおいて互いに対向する対向面２３ｄにそれぞれ形成される。各傾斜面２３ｃは、図２（ａ）に示すように、対向面２３ｄの下方側に設けられ、下方に向けて直交方向Ｄ２の外側に傾くように形成されている。

フィンガ部２４は、フィンガ部２３と同様に、支持部２４ａと、一対の腕部２４ｂと、を有している。フィンガ部２４は、昇降台１１の中央部分を含むＹＺ面に対して、フィンガ部２３と対称の形状を有する。支持部２４ａは、フィンガ部２４の上面側において直交方向Ｄ２に沿って形成され、収納容器５０のフランジ部５１の一部を載置可能に形成される。なお、支持部２４ａは、支持部２３ａと同様に、複数のウレタン突起部等が形成されてもよい。一対の腕部２４ｂは、フィンガ部２４の直交方向Ｄ２の両端に形成されている。各腕部２４ｂには、傾斜面（位置決め部）２４ｃが形成されている。傾斜面２４ｃは、一対の腕部２４ｂにおいて互いに対向する対向面２４ｄにそれぞれ形成される。各傾斜面２４ｃは、図２（ａ）に示すように、対向面２４ｄの下方側に設けられ、下方に向けて直交方向Ｄ２の外側に傾くように形成されている。

傾斜面２３ｃ、２４ｃの傾斜角度は、例えば、上下方向Ｄ３に対して３０度〜４５度に設定されるが、この傾斜角度は任意に設定可能である。また、傾斜面２３ｃ、２４ｃの下端は、対向面２３ｄ、２４ｄに対してそれぞれ外側（Ｙ方向）に例えば１０ｍｍ拡がるように設定されるが、この数値については任意に設定可能である。また、傾斜面２３ｃ、２４ｃ（腕部２３ｂ、２４ｂ）は、フランジ部５１に対して摩擦係数が小さな材質で形成されてもよく、また、傾斜面２３ｃ、２４ｃ上を摩擦係数が小さな材質で被覆してもよい。

フィンガ部２３、２４は、開閉方向Ｄ１に開いた状態で、収納容器５０のフランジ部５１がフィンガ部２３、２４間を通過可能に設定される。このとき、フランジ部５１は、一対の腕部２３ｂの間、及び一対の腕部２４ｂの間を通過可能である。また、フィンガ部２３、２４が、開閉方向Ｄ１に閉じた状態では、フィンガ部２３の支持部２３ａがフランジ部５１の−Ｘ側の下方に配置され、かつ、フィンガ部２４の支持部２４ａがフランジ部５１の＋Ｘ側の下方に配置される。この状態で昇降駆動部１０２により昇降台１１を上昇させることにより、フランジ部５１が支持部２３ａ、２４ａに載置されて収納容器５０を持ち上げることが可能となる。

検出部３０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、光射出部３１と、受光部３２と、を有している。光射出部３１及び受光部３２は、センターコーン１３をＸ方向に挟むように配置されている。光射出部３１は、スライダ２２に取り付けられ、−Ｘ方向へ向けてセンターコーン１３のスリット１３ａを通過するように光線Ｌを射出する。光射出部３１の光源としては、ＬＥＤやレーザーダイオードなどを用いることができる。なお、光射出部３１は、スライダ２２のような可動部分に設置されることに代えて、昇降台１１に設置されてもよい。

受光部３２は、スライダ２１に取り付けられている。受光部３２は、光線Ｌの進行方向上に配置されている。受光部３２は、光線Ｌを受光して光電変換し、受光信号を出力する。この受光信号は、例えば主制御部１０６に送信され、グリッパ装置１０の降下位置の制御等に使用される。受光部３２としては、例えばフォトダイオードなどを用いることができる。なお、受光部３２は、スライダ２１のような可動部分に設置されることに代えて、昇降台１１に設置されてもよい。また、検出部３０は、光線ＬをＸ方向に沿って配置することに限定されず、例えば光線ＬをＹ方向に沿って配置してもよい。この場合、センターコーン１３のスリット１３ａは、光線Ｌの方向に合わせてＹ方向に形成される。また、検出部３０は、複数配置されてもよい。

光線Ｌの進行方向上に物体（例えば、収納容器５０のフランジ部５１など）が存在すると、その物体によって光線Ｌが遮光され、受光部３２において光線Ｌが検出されなくなる。したがって、主制御部１０６は、受光部３２で光線Ｌが検出されている状態から検出されない状態に切り替わるのを判別することにより、上下方向Ｄ３において、物体に対するグリッパ装置１０の相対的な位置を認識し、例えばグリッパ装置１０の下降を停止するなど、グリッパ装置１０の下降位置を制御する。

次に、図３〜図６を参照して、上記のように構成されたグリッパ装置１０を用いて収納容器５０を支持するまでの動作を説明する。図３〜図６は、それぞれグリッパ装置１０の動作の一例を示す図である。なお、図３〜図６では、天井走行車１０１、昇降駆動部１０２、主制御部１０６等の一部の構成について図示を省略している。

先ず、各種装置やストッカなどの入出庫口に載置された収納容器５０を受け取る場合、天井走行車１０１を走行させて収納容器５０の上方（＋Ｚ側）で天井走行車１０１を停止させる。天井走行車１０１の停止位置は、主制御部１０６によって制御してもよく、また、レール１０３等に配置したリミットスイッチ等により行ってもよい。続いて、主制御部１０６は、昇降駆動部１０２を駆動してベルト１０５を送り出し、グリッパ装置１０を下降（−Ｚ方向に移動）させる。これにより、グリッパ装置１０は収納容器５０に接近する。

なお、主制御部１０６は、グリッパ装置１０を下降させる際、収納容器５０に近い位置まで高速で下降させ、収納容器５０に近い位置から低速で下降させるように昇降駆動部１０２を制御してもよい。これにより、収納容器５０の受け渡し時間を短縮できる。また、収納容器５０に近い位置から低速で下降させる際、収納容器５０に近づくに従って順次低速になるように、グリッパ装置１０の下降位置に応じて速度を変化させてもよい。なお、グリッパ装置１０を下降させる際、フィンガ部２３、２４は開いている。

フィンガ部２３、２４が開いた状態でグリッパ装置１０が下降することにより、フィンガ部２３、２４間に収納容器５０のフランジ部５１が入り込む。このとき、フィンガ部２３、２４と収納容器５０との間で、開閉方向Ｄ１、直交方向Ｄ２又はθ方向において相対的な位置がずれている場合について説明する。

例えば、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、フランジ部５１に対してフィンガ部２３、２４が直交方向Ｄ２において＋Ｙ側にずれている場合、グリッパ装置１０が下降すると、フランジ部５１の−Ｙ側の端部が腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接する。この状態でグリッパ装置１０が下降すると、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、傾斜面２３ｃ、２４ｃに沿ってフィンガ部２３、２４が−Ｙ方向に案内され、グリッパ装置１０は、収納容器５０に対して相対的に−Ｙ方向に移動する。さらにグリッパ装置１０が下降すると、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、フランジ部５１は、傾斜面２３ｃ、２４ｃによって案内され、一対の腕部２３ｂ間、及び一対の腕部２４ｂ間に位置決めされる。

また、上記した動作に併せて、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、センターコーン１３の傾斜面１３ｂがフランジ部５１上面の挿入穴５１ａの縁部に当接する。この状態でグリッパ装置１０が下降すると、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、傾斜面１３ｂに沿ってセンターコーン１３が−Ｙ方向に案内される。さらにグリッパ装置１０が下降すると、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、グリッパ装置１０は、収納容器５０に対して相対的に−Ｙ方向に移動して、フランジ部５１を一対の腕部２３ｂ間、及び一対の腕部２４ｂ間に配置した状態で位置決めされる。なお、フィンガ部２３、２４がフランジ部５１に対して−Ｙ側にずれている場合も上記と同様に位置決めされる。

このように、収納容器５０に対してグリッパ装置１０が直交方向Ｄ２（Ｙ方向）にずれている場合は、フランジ部５１が傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接することと併せて、挿入穴５１ａの縁部がセンターコーン１３の傾斜面１３ｂに当接することの双方により、直交方向Ｄ２の位置決めを行っている。従って、いずれか一方による位置決めが不良の場合でも、他方によって直交方向Ｄ２の位置決めを行うことができる。

なお、フランジ部５１が傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接することと、挿入穴５１ａの縁部がセンターコーン１３の傾斜面１３ｂに当接することとは、同時に行われることに限定されず、例えば、フランジ部５１が傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接した後に、挿入穴５１ａの縁部がセンターコーン１３の傾斜面１３ｂに当接するものでもよい。また、フランジ部５１が傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接することにより直交方向Ｄ２のずれを一部修正し、次いで、挿入穴５１ａの縁部がセンターコーン１３の傾斜面１３ｂに当接することにより直交方向Ｄ２の残りのずれを修正するといった２段階で位置決めするものでもよい。

次に、例えば、図５（ａ）に示すように、フランジ部５１に対してフィンガ部２３、２４が開閉方向Ｄ１において−Ｘ側にずれている場合、図３及び図４と同様に、センターコーン１３の傾斜面１３ｂがフランジ部５１の挿入穴５１ａの縁部に当接する。この状態でグリッパ装置１０が下降すると、図５（ｂ）に示すように、傾斜面１３ｂに沿ってセンターコーン１３が＋Ｘ方向に案内される。さらにグリッパ装置１０が下降すると、図５（ｃ）に示すように、グリッパ装置１０は、収納容器５０に対して相対的に＋Ｘ方向に移動して、フランジ部５１をフィンガ部２３、２４間に配置した状態で位置決めされる。なお、フィンガ部２３、２４がフランジ部５１に対して＋Ｘ側にずれている場合も上記と同様に位置決めされる。

上記のように、センターコーン１３の傾斜面１３ｂは、開閉方向Ｄ１及び直交方向Ｄ２の双方のずれに対して、挿入穴５１ａの縁部に当接することにより、各方向においてそれぞれ位置決めを行っている。

次に、例えば、図６（ａ）に示すように、フランジ部５１に対してフィンガ部２３、２４が上下方向Ｄ３を軸としたθ方向にずれている場合、グリッパ装置１０が下降すると、フランジ部５１の角部が腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃに当接する。この状態でグリッパ装置１０が下降すると、図６（ｂ）に示すように、傾斜面２３ｃ、２４ｃに沿ってフィンガ部２３、２４がθ方向に案内されてグリッパ装置１０を回転させ、フランジ部５１を一対の腕部２３ｂ間、及び一対の腕部２４ｂ間に位置決めする。このように、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃは、直交方向Ｄ２のずれに対する位置決めと、θ方向のずれの対する位置決めの双方を行っている。

図３〜図６に示すように、フィンガ部２３、２４が位置決めされつつ、さらにグリッパ装置１０を下降させることにより、フランジ部５１により検出部３０の光線Ｌを遮った段階（図２（ｂ）参照）で、主制御部１０６はグリッパ装置１０の下降を停止させる。続いて、主制御部１０６は、フィンガ部２３、２４に対して開閉方向Ｄ１に閉じるように指示する。フィンガ部２３、２４が閉じることにより、フィンガ部２３、２４の支持部２３ａ、２４ａによってフランジ部５１を支持可能となる。

主制御部１０６は、フィンガ部２３、２４が閉じた状態で昇降駆動部１０２を駆動し、昇降台１１を上昇させることにより、収納容器５０を入出庫口等から持ち上げる。主制御部１０６は、収納容器５０が天井走行車１０１近傍まで上昇した段階で昇降駆動部１０２の駆動を停止させる。この状態で天井走行車１０１を走行させることにより収納容器５０を搬送することができる。また、収納容器５０を入出庫口等に渡す場合は、上記と逆の手順により入出庫口等に収納容器５０を載置することができる。

なお、収納容器５０は、グリッパ装置１０によって持ち上げられた後、天井走行車１０１の走行中も吊り下げられた状態で搬送される。この搬送中の収納容器５０に種々の力が作用して、フィンガ部２３、２４とフランジ部５１との相対位置が変化する場合がある。

図７は、収納容器５０に対して、Ｚ方向（上下方向Ｄ３）を軸とした回転方向に力が作用した状態を示す図である。収納容器５０がグリッパ装置１０に対して相対的に回転すると、図７に示すように、フランジ部５１がフィンガ部２３、２４に対して相対的に回転し、フランジ部５１の角部が腕部２３ｂ、２４ｂの対向面２３ｄ、２４ｄに接触する。腕部２３ｂ、２４ｂはＹ方向（直交方向Ｄ２）に固定されているので、上記した回転方向の力は、腕部２３ｂ、２４ｂによって受け止められる。これにより、フランジ部５１（収納容器５０）の回転によってフィンガ部２３、２４を開くＸ方向（開閉方向Ｄ１）に力が作用することを回避し、フィンガ部２３、２４が不用意に開いて、搬送中の収納容器５０が落下するのを防止している。

このように、本実施形態によれば、フィンガ部２３、２４の腕部２３ｂ、２４ｂに備える傾斜面２３ｃ、２４ｃや、センターコーン１３の傾斜面１３ｂといった簡単な構成で開閉方向Ｄ１、直交方向Ｄ２、上下方向Ｄ３を軸としたθ方向において、フィンガ部２３、２４を収納容器５０に対して適切に位置決めすることができる。これにより、収納容器５０を安定して搬送することができる。また、構成する部品数が少ないので、グリッパ装置１０のコンパクト化及び軽量化を図ることができ、天井走行車１０１や昇降駆動部１０２などの駆動系への負担を軽減できる。また、部品数が少ないので、製造コストを低減することができる。

＜他の実施形態＞
次に、他の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、上記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略する。また、上記した実施形態において説明した事項のうち、以下の各実施形態に適用可能なものは全て以下の各実施形態でも適用可能である。図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれグリッパ装置の他の実施形態を示す斜視図である。上記した実施形態では、センターコーン１３が半球状である場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、図８（ａ）に示すグリッパ装置１０Ａのように、センターコーン１３に代えて、半円板状の突出部１１３が形成されてもよい。

図８（ａ）に示すように、突出部１１３は、Ｘ方向に沿ったスリット１１３ａを備えている。このスリット１１３ａは、不図示の検出部３０の光線Ｌ（図２（ａ）参照）を通過させるものである。また、突出部１１３は、曲面状の傾斜面（位置決め部）１１３ｂを備えている。この傾斜面１１３ｂは、収納容器５０の挿入穴５１ａに挿入されることにより、グリッパ装置１０Ａを収納容器５０に対してＸ方向（開閉方向Ｄ１）に位置決めする。突出部１１３の傾斜面１１３ｂは、Ｘ方向（開閉方向Ｄ１）の位置決めを主として行うものであり、上記したセンターコーン１３の傾斜面１３ｂと異なり、Ｙ方向への位置決めに対する関与は小さい。なお、Ｙ方向（直交方向Ｄ２）とＺ方向まわりのθ方向との位置決めは、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃが行っている。

このように、グリッパ装置１０Ａによれば、突出部１１３の傾斜面１１３ｂと、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃといった簡単な構成で、開閉方向Ｄ１、直交方向Ｄ２、上下方向Ｄ３を軸としたθ方向において、フィンガ部２３、２４を収納容器５０に対して適切に位置決めすることができる。

また、上記した実施形態では、フィンガ部２３、２４の腕部２３ｂ、２４ｂに、位置決め部として傾斜面２３ｃ、２４ｃが形成されているがが、これに限定するものではない。例えば、図８（ｂ）に示すグリッパ装置１０Ｂのように、腕部２３ｂ、２４ｂに代えて、昇降台１１に一対の位置決め部材２２３が形成されてもよい。

図８（ｂ）に示すように、一対の位置決め部材２２３は、昇降台１１の下面の＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ設けられている。これら位置決め部材２２３は、Ｙ方向に対向して配置される。位置決め部材２２３は、互いの対向面にそれぞれ傾斜面２２３ｃを有している。各傾斜面２２３ｃは、下方（−Ｚ方向）に向けて外側に傾くように形成される。各傾斜面２２３ｃの傾斜角度は、例えば、上下方向Ｄ３に対して３０度〜４５度に設定されるが、この傾斜角度は任意に設定可能である。また、各傾斜面２２３ｃの下端は、対向面に対してそれぞれ外側（Ｙ方向）に例えば１０ｍｍ拡がるように設定されるが、この数値については任意に設定可能である。また、各傾斜面２２３ｃ（位置決め部材２２３）は、フランジ部５１に対して摩擦係数が小さな材質で形成されてもよく、また、傾斜面２２３ｃ上を摩擦係数が小さな材質で被覆してもよい。

位置決め部材２２３の傾斜面２２３ｃは、Ｙ方向（直交方向Ｄ２）の位置決めと、Ｚ方向（上下方向Ｄ３）を軸としたθ方向の位置決めとを行う。なお、Ｘ方向（開閉方向Ｄ１）の位置決めは、センターコーン１３の傾斜面１３ｂが行っている。

このように、グリッパ装置１０Ｂによれば、位置決め部材２２３の傾斜面２２３ｃと、センターコーン１３の傾斜面１３ｂといった簡単な構成で、開閉方向Ｄ１、直交方向Ｄ２、上下方向Ｄ３を軸としたθ方向において、フィンガ部２３、２４を収納容器５０に対して適切に位置決めすることができる。また、位置決め部材２２３が昇降台１１に形成されるので、フィンガ部２３、２４の重量増加を回避でき、フィンガ部２３、２４の駆動負担を軽減できる。

また、上記した実施形態では、θ方向の位置決めを傾斜面２３ｃ、２４ｃ（図６参照）等により行なっているが、これに限定するものではない。図９に示すグリッパ装置１０Ｃのように、フィンガ部２３、２４の対向部分に形成された凸部３２３、３２４により、θ方向の位置決めを行ってもよい。図９（ａ）に示すように、フィンガ部２３、２４の対向部分に凸部３２３、３２４が形成される。凸部３２３、３２４は、支持部２３ａ、２４ａの上面（＋Ｚ側）において、Ｘ方向に沿って内側に向けてＶ字状に突出するように形成される。また、収納容器５０のフランジ部５１の＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部には、凸部３２３、３２４の形状に合わせてＶ字状の凹部５１ｂがそれぞれ形成されている。

フランジ部５１に対してフィンガ部２３、２４が上下方向Ｄ３を軸としたθ方向にずれている場合、グリッパ装置１０Ｃが下降すると、図９（ａ）に示すように、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃによってフィンガ部２３、２４がθ方向に案内されて位置決めを行う（図６参照）。続いて、図９（ｂ）に示すように、フィンガ部２３、２４を閉じることにより、凸部３２３、３２４がそれぞれ凹部５１ｂに接触してフィンガ部２３、２４をθ方向に案内して位置決めを行う。なお、凸部３２３、３２４及び凹部５１ｂは、Ｖ字状に形成されることに限定されず、例えば半円状等に形成されてもよい。

このように、グリッパ装置１０Ｃによれば、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃによってフィンガ部２３、２４をθ方向に位置決めすることに加えて、凸部３２３、３２４が凹部５１ｂに挿入されることにより、さらにθ方向の位置決めを行う。これにより、フィンガ部２３、２４とフランジ部５１とのθ方向の位置決めをより一層確実に行うことができる。また、腕部２３ｂ、２４ｂの傾斜面２３ｃ、２４ｃによるθ方向の位置決めが不良の場合でも、凸部３２３、３２４が凹部５１ｂに挿入することによりθ方向の位置決めを行うことができる。なお、上記のような凸部３２３、３２４及び凹部５１ｂを設けるか否かは任意である。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明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種々の変更が可能である。また、上記した実施形態を組み合わせて使用してもよい。また、上記した実施形態では、収納容器５０のフランジ部５１を支持する構成を示しているが、これに限定されない。例えば、収納容器５０の側面に形成されたフランジ部を支持するものや、収納容器５０の底面を支持するものでもよい。

Ｌ…光線
Ｄ１…開閉方向
Ｄ２…直交方向
Ｄ３…上下方向
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…グリッパ装置
１１…昇降台
１３…センターコーン
１３ｂ…傾斜面（位置決め部）
２０…把持部
２３、２４…フィンガ部
２３ａ、２４ａ…支持部
２３ｂ．２４ｂ…腕部
２３ｃ、２４ｃ…傾斜面（位置決め部）
２３ｄ、２４ｄ…対向面
３０…検出部
５０…収納容器（物品）
５１…フランジ部
５１ａ…挿入穴（凹部）
５１ｔ…上面
１００…搬送装置
１０１…天井走行車
１１３…突出部
１１３ｂ…傾斜面（位置決め部）
２２３…位置決め部材
２２３ｃ…傾斜面（位置決め部）
３２３、３２４…凸部（位置決め部）

Claims (8)

1. 物品の上方から下降して閉じることにより前記物品を下方から支持する一対のフィンガ部を備えるグリッパ装置であって、
   前記フィンガ部の開閉方向、前記開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、下降時に前記物品と接触することにより前記物品に対して相対的に案内される位置決め部を備える、グリッパ装置。
2. 前記直交方向における前記位置決め部は、前記フィンガ部の両端から延びる腕部の対向面に形成された傾斜面である、請求項１記載のグリッパ装置。
3. 前記腕部は、前記フィンガ部と前記物品とが前記回転方向に相対的に回転した際、前記物品の一部が当たるように形成される、請求項２記載のグリッパ装置。
4. 前記直交方向における前記位置決め部は、前記フィンガ部を支持する昇降台に形成された傾斜面である、請求項１記載のグリッパ装置。
5. 前記開閉方向における前記位置決め部は、前記フィンガ部を支持する昇降台に形成され、かつ、前記物品の上面に備える凹部に嵌合する突出部の傾斜面である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のグリッパ装置。
6. 前記突出部の傾斜面は、半球面であり、前記開閉方向及び前記直交方向の双方における前記位置決め部である、請求項５記載のグリッパ装置。
7. 物品を搬送する搬送装置であって、
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のグリッパ装置を備える、搬送装置。
8. 物品の上方から下降して閉じることにより前記物品を下方から支持する一対のフィンガ部を備えるグリッパ装置を用いた前記物品の搬送方法であって、
   前記フィンガ部の開閉方向、前記開閉方向と直交する直交方向、及び上下方向を軸とした回転方向において、下降時に、前記グリッパ装置の一部に備える位置決め部が前記物品と接触することにより、前記物品に対して前記グリッパ装置が相対的に案内されることを含む、搬送方法。

Images