JP2021178386A - 吸着保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の種類のネジに対応でき、かつスリーブの構造を簡略化できる吸着保持装置を提供する。【解決手段】吸着保持装置１００は、スリーブ１と、ドライバー２と、吸引機構４と、移動機構３とを備えている。スリーブ１は、カップ部１２と、収容部１１とを含んでいる。カップ部１２は、第１部１ａおよび第２部１ｂを有している。第１部１ａは、第１の内径Ｄ１を有している。第２部１ｂは、第２の内径Ｄ２を有している。カップ部１２は、カップ部１２と収容部１１とが接続された位置における収容部１１よりも大きい内径を有している。第２の内径Ｄ２は、第１の内径Ｄ１よりも大きい。第２部１ｂは、第１部１ａに対して固定されている。【選択図】図１

Description

本開示は、吸着保持装置に関するものである。

従来、一般に機器などが組み立てられる際に、ネジ類による締結組立が行われている。締結組立の際に、手で１本ずつ取り出されたネジが、ドライバーの先端に設けられたドライバービットに手で支えられた状態でネジ穴にねじ込まれることは非効率である。このため、１本ずつ用意されたネジがドライバービットに吸着されている。ネジは、磁化されたドライバービットの磁力によって吸着されてもよいし、真空吸着方式で吸着されてもよい。

例えば、特開平８−０１９９７０号公報（特許文献１）に記載された吸引保持機構（吸着保持装置）は、真空吸着方式によってネジを吸着する。吸引保持機構は、内側スリーブおよび外側スリーブによる多重構造を有する吸引スリーブを備えている。これにより、２種類のネジの各々が内側スリーブおよび外側スリーブによってそれぞれ支持され、１つのドライバーによって締結される。したがって、異なるネジ径を有する複数の種類のネジの各々が１つのドライバーによって締結される。

特開平８−０１９９７０号公報

上記公報に記載された吸引保持機構では、外側スリーブが内側スリーブに対して移動するため、複数の種類のネジを締結するためにはスリーブの部品の数が多くなる。このため、スリーブの構造が複雑になる。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の種類のネジに対応でき、かつスリーブの構造を簡略化できる吸着保持装置を提供することである。

本開示の吸着保持装置は、スリーブと、ドライバーと、吸引機構と、移動機構とを備えている。スリーブは、カップ部と、収容部とを含んでいる。カップ部は、第１部および第２部を有している。第１部は、第１の内径を有している。第２部は、第１部に接続されている。第２部は、第２の内径を有している。収容部は、第１部に対して第２部とは反対側で第１部に接続されている。ドライバーは、ビット部を含んでいる。ドライバーは、収容部に挿入されている。吸引機構は、スリーブ内の空気をカップ部から収容部に向かって吸引するように構成されている。移動機構は、ビット部を収容部とカップ部とを移動させるように構成されている。移動機構は、吸引機構が空気をカップ部から収容部に向かって吸引した状態でスリーブおよびドライバーの少なくともいずれか一方を移動させるように構成されている。カップ部は、カップ部と収容部とが接続された位置における収容部よりも大きい内径を有している。第２の内径は、第１の内径よりも大きい。第２部は、第１部に対して固定されている。

本開示の吸着保持装置によれば、第２の内径は、第１の内径よりも大きい。したがって、複数の種類のネジに対応できる。また、第２部は、第１部に対して固定されている。したがって、スリーブの部品の数を減らせるため、スリーブの構造を簡略化できる。

実施の形態１に係る吸着保持装置、ネジおよびネジ取付対象の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る吸着保持装置の第１部にネジが支持された様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る吸着保持装置の第２部にネジが支持された様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係るビット部がカップ部に移動した様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る吸着保持装置がネジをネジ穴に締め込んだ様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係るスリーブの構成を概略的に示す斜視図である。 図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 実施の形態２に係る吸着保持装置、ネジおよびネジ取付対象の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態２に係る吸着保持装置の第１部にネジが支持された様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態２に係るスリーブ内の圧力と時間との関係を概略的に示すグラフである。 実施の形態２に係る吸着保持装置がネジをネジ穴に締め込んだ様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態２に係る吸着保持装置の動作を概略的に示すフローチャートである。 実施の形態３に係る吸着保持装置、ネジおよびネジ取付対象の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態３に係る吸着保持装置のスリーブの折り返し部が変形した様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態３に係るスリーブの構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態３に係るスリーブの構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態３に係る吸着保持装置を概略的に示す側面図である。 ネジがネジ供給台に配置された様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態３に係るスリーブに加わる力と時間との関係を概略的に示すグラフである。 実施の形態４に係る吸着保持装置、ネジおよびネジ取付対象の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態４に係る吸着保持装置の第１部にネジが支持された様子を概略的に示す断面図である。 実施の形態４に係る吸着保持装置の第２部にネジが支持された様子を概略的に示す断面図である。

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下では、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１〜図７を用いて、実施の形態１に係る吸着保持装置１００の構成を説明する。

図１に示されるように、吸着保持装置１００は、ネジＳを吸着および保持するための吸着保持装置１００である。吸着保持装置１００は、ネジＳの頭部Ｓ１を支持することでネジＳを保持するための吸着保持装置１００である。吸着保持装置１００は、ネジＳをネジ取付対象Ｏに取り付けるための吸着保持装置である。ネジＳのネジ山部Ｓ２は、ネジ取付対象Ｏに設けられたネジ穴ＳＨに螺合するように構成されている。なお、図１〜５において、説明の便宜のため、ネジ山部Ｓ２およびネジ穴ＳＨは、直線状に図示されている。吸着保持装置１００は、互いに異なる寸法を有する複数の種類のネジＳを１本ずつ保持および吸着するための吸着保持装置１００である。

吸着保持装置１００は、スリーブ１と、ドライバー２と、移動機構３と、吸引機構４とを含んでいる。スリーブ１は、収容部１１と、カップ部１２とを含んでいる。カップ部１２は、カップ状である。カップ部１２は、第１部１ａおよび第２部１ｂを有している。第２部１ｂは、第１部１ａに接続されている。第２部１ｂは、第１部１ａと一体的に構成されている。第１部１ａと第２部１ｂとは、同一の部材から構成されていてもよい。第１部１ａおよび第２部１ｂの各々は、カップ状である。収容部１１は、第１部１ａに対して第２部１ｂとは反対側で第１部１ａに接続されている。カップ部１２は、収容部１１に対して固定されている。すなわち、カップ部１２は、収容部１１に対して移動しないように構成されている。本実施の形態において、収容部１１からカップ部１２に向かう方向に沿った方向は、第１方向ＤＲ１である。

第２部１ｂは、第１部１ａに対して固定されている。すなわち、第２部１ｂは、第１部１ａに対して移動しないように構成されている。第２部１ｂは、第１部１ａに対して第１方向ＤＲ１に沿って移動しないように構成されている。第２部１ｂが第１部１ａに対して固定されていれば、第１部１ａと第２部１ｂとは別部材から構成されていてもよい。

カップ部１２は、カップ部１２と収容部１１とが接続された位置における収容部１１よりも大きい内径を有している。カップ部１２は、ネジＳの外径よりも大きい内径を有している。第１部１ａは、第１の内径Ｄ１を有している。第２部１ｂは、第２の内径Ｄ２を有している。第２の内径Ｄ２は、第１の内径Ｄ１よりも大きい。第１の内径Ｄ１および第２の内径Ｄ２は、吸着保持装置１００が吸着および保持するネジＳの頭部Ｓ１の外径に応じてあらかじめ定められている。

図２および図３に示されるように、カップ部１２は、ネジＳの頭部Ｓ１が挿入されるように構成されている。第１部１ａおよび第２部１ｂの各々は、ネジＳが挿入されるように構成されている。ネジＳの頭部Ｓ１が第１部１ａおよび第２部１ｂのいずれかに接触することによってネジＳがカップ部１２に支持されるようにカップ部１２は構成されている。これにより、挿入されたネジＳの頭部Ｓ１は、カップ部１２に支持され得る。第２部１ｂは、第１部１ａに接触するネジＳの頭部Ｓ１よりも大きい頭部Ｓ１を有するネジＳに接触するように構成されている。

図１に示されるように、本実施の形態において、第１部１ａは、第１筒状部Ｃ１と、第１面部Ｐ１とを含んでいる。第１筒状部Ｃ１は、中空な筒形状を有している。第１面部Ｐ１は、収容部１１および第１筒状部Ｃ１に接続されている。第１面部Ｐ１は、収容部１１および第１筒状部Ｃ１の各々に直交していてもよい。

第２部１ｂは、第２筒状部Ｃ２と、第２面部Ｐ２とを含んでいる。第２筒状部Ｃ２は、中空な筒形状を有している。第２筒状部Ｃ２は、第１筒状部Ｃ１よりも大きい内径を有している。第２面部Ｐ２は、第１筒状部Ｃ１および第２筒状部Ｃ２に接続されている。第２面部Ｐ２は、第１筒状部Ｃ１および第２筒状部Ｃ２の各々に直交していてもよい。

第１面部Ｐ１および第２面部Ｐ２の各々は、収容部１１からカップ部１２に向かう方向（第１方向ＤＲ１）に交差する面を有している。第１面部Ｐ１および第２面部Ｐ２のいずれかの収容部１１からカップ部１２に向かう方向に交差する面にネジＳの頭部Ｓ１が接することによって、ネジＳがカップ部１２に支持され得る。

カップ部１２は、カップ部１２と収容部１１とが接続された位置における収容部１１よりも大きい外径を有している。第２部１ｂは、第１部１ａよりも大きい外径を有している。カップ部１２の第１方向ＤＲ１の寸法は、ネジＳの頭部Ｓ１の第１方向ＤＲ１の寸法よりも大きい。第１部１ａおよび第２部１ｂの各々の第１方向ＤＲ１の寸法は、ネジＳの頭部Ｓ１の第１方向ＤＲ１の寸法よりも大きい。

スリーブ１の材料は、吸着保持装置１００が空気を遮断し負圧が生じる際にひしゃげずかつカップ部１２まで負圧を伝達できる素材であれば、適宜に決められてもよい。なお、本実施の形態において、負圧とは、大気圧よりも低い圧力である。スリーブ１の材料は、例えば、塩化ビニール等の安価な材料であってもよい。

ドライバー２は、収容部１１に挿入されている。ドライバー２は、第１方向ＤＲ１に沿って伸びている。ドライバー２は、ビット部２１と、軸部２２とを含んでいる。ビット部２１は、ネジＳの頭部Ｓ１に設けられた被係合部Ｓ３に係合するように構成されている。ビット部２１は、軸部２２を介して移動機構３に接続されている。ビット部２１は、移動機構３によって収容部１１とカップ部１２とを移動するように構成されている。ドライバー２は、軸部２２の軸周りに回転するように構成されている。

吸引機構４は、スリーブ１内の空気をカップ部１２から収容部１１に向かって吸引するように構成されている。これにより、吸引機構４は、ネジＳをカップ部１２から収容部１１に向かって吸引する。これにより、ネジＳは、吸着保持装置１００に吸着および保持される。吸引機構４は、スリーブ１内を真空引きすることができるように構成されている。本実施の形態において、吸引機構４は、移動機構３に接続されている。吸引機構４は、収容部１１に対してカップ部１２とは反対側で移動機構３を介して収容部１１に接続されている。

図２および図４に示されるように、移動機構３は、ビット部２１を収容部１１とカップ部１２とを移動させるように構成されている。移動機構３は、吸引機構４が空気をカップ部１２から収容部１１に向かって吸引した状態でスリーブ１およびドライバー２の少なくともいずれか一方を移動させるように構成されている。本実施の形態において、移動機構３は、吸引機構４が空気をカップ部１２から収容部１１に向かって吸引した状態でスリーブ１およびドライバー２をそれぞれ移動させるように構成されている。移動機構３は、スリーブ１およびドライバー２とネジＳとの相対距離を変化させるように構成されている。移動機構３は、スリーブ１およびドライバー２を第１方向ＤＲ１に沿って移動させるように構成されている。

図１に示されるように、本実施の形態において、移動機構３は、ドライバービット保持機構３１と、支持バネ３２とを含んでいる。ドライバービット保持機構３１は、収容部１１に接続されている。スリーブ１およびドライバー２は、ドライバービット保持機構３１に挿入されている。ドライバービット保持機構３１は、第１方向ＤＲ１に沿って伸びている。

ドライバービット保持機構３１は、根元部３１１と、先端部３１２と、平面部３１３を含んでいる。スリーブ１の収容部１１は、根元部３１１の内壁から離れて根元部３１１に挿入されている。根元部３１１とスリーブ１との間に設けられた隙間は、吸引機構４がネジＳを吸着する際に十分な負圧が生じる程度に小さい。先端部３１２は、根元部３１１からカップ部１２に向かって突出している。先端部３１２は、根元部３１１よりも大きい内径を有している。スリーブ１のカップ部１２は、先端部３１２から露出している。平面部３１３は、根元部３１１と先端部３１２とを接続している。

支持バネ３２は、ドライバービット保持機構３１とカップ部１２とを付勢するように構成されている。具体的には、支持バネ３２は、平面部３１３とカップ部１２とを付勢するように構成されている。支持バネ３２は、例えば、圧縮バネである。支持バネ３２は、収容部１１を取り囲んでいる。支持バネ３２には、収容部１１が挿入されている。ビット部２１は、支持バネ３２が伸びた状態において収容部１１に収納されるように構成されている。また、図５に示されるように、ビット部２１は、支持バネ３２が圧縮した状態において収容部１１からカップ部１２に突出するように構成されている。

図１および図６に示されるように、本実施の形態において、収容部１１には、凹部Ｇが設けられている。凹部Ｇは、収容部１１の内側に凹んでいる。図１に示されるように、吸着保持装置１００は、リング部５をさらに含んでいる。リング部５には、軸部２２が挿入されている。リング部５は、軸部２２に例えば、接着または隙間填めなどによって固定されている。リング部５は、第１方向ＤＲ１において凹部Ｇとカップ部１２との間に配置されている。リング部５の外径は、凹部Ｇの内径よりも大きい。これにより、凹部Ｇは、リング部５に引っかかるように構成されている。凹部Ｇがリング部５に引っかかるため、凹部Ｇが設けられたスリーブ１はリング部５が固定されたドライバー２から下方に脱落しない。

図７に示されるように、リング部５には、流路穴５１と、通し穴５２とが設けられている。なお、説明の便宜のため、図７では、支持バネ３２等の移動機構３は図示されていない。流路穴５１および通し穴５２は、リング部５を貫通している貫通孔である。流路穴５１は、吸着時に負圧を生じさせる空気を通すように構成されている。本実施の形態において、リング部５には複数の流路穴５１が設けられている。リング部５は、通し穴５２を介して軸部２２に固定されている。流路穴５１は、通し穴５２の周囲に設けられている。

図１に示されるように、凹部Ｇが収容部１１にあらかじめ一体成型されている場合、スリーブ１にドライバー２が通された後にリング部５がドライバー２に固定されてもよい。スリーブ１が十分な柔軟性を有している場合は、リング部５がドライバー２に固定された後にドライバー２およびリング部５がスリーブ１に押し込まれることによってリング部５が通されてもよい。

なお、支持バネ３２の弾性力は、リング部５と凹部Ｇとの係合に対して十分に弱い必要がある。仮に支持バネ３２の弾性力がリング部５と凹部Ｇとの係合よりも強い場合、凹部Ｇが拡管することによって凹部Ｇがリング部５よりも下方に移動するため、スリーブ１がドライバー２の下方に脱落し得る。

次に、図２〜図５を用いて、実施の形態１に係る吸着保持装置１００がネジＳを吸着および保持し、ネジ取付対象Ｏに螺合する動作を説明する。

図２および図３に示されるように、ネジＳの頭部Ｓ１が第１部１ａおよび第２部１ｂのいずれかに支持されるようにネジＳがカップ部１２に吸着される。吸引機構４が空気をカップ部１２から収容部１１に向かって吸うことでネジＳがカップ部１２に吸着される。ネジＳの頭部Ｓ１が第１部１ａおよび第２部１ｂのいずれに支持されるかによって、ネジＳがカップ部１２に引き込まれる量は異なる。

図４に示されるように、移動機構３によってドライバー２が下降する。これにより、ビット部２１がネジＳの被係合部Ｓ３に係合する。移動機構３によって、スリーブ１、ドライバー２およびネジＳが下降する。スリーブ１が下降することによって、カップ部１２に吸着されたネジＳは、ネジ取付対象Ｏに設けられたネジ穴ＳＨに接触する。ネジ穴ＳＨに接触したネジＳは、ドライバー２が回転することによってネジ穴ＳＨに締め込まれる。これにより、ネジＳは、ネジ取付対象Ｏに固定される。また、スリーブ１がネジ取付対象Ｏに向かって移動する。

ネジ締めが進行するに従い、ネジＳの頭部Ｓ１は、第１部１ａから離れる。これにより、第１部１ａとネジＳとに真空破壊が生じる。しかしながら、ネジＳの頭部Ｓ１が第１部１ａから離れた時点でネジＳがネジ穴ＳＨに固定されているため、ネジＳは脱落しない。最終的には、図５に示されるように、ネジＳがネジ穴ＳＨに締め込まれるため、締め込みが完了する。なお、本実施の形態において、真空破壊とは、負圧に維持されていた状態のスリーブ１内の圧力が大気圧に近付くことである。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態１に係る吸着保持装置１００によれば、図１に示されるように、第２の内径Ｄ２は、第１の内径Ｄ１よりも大きい。このため、図２および図３に示されるように、第１部１ａおよび第２部１ｂの各々は、互いに異なるネジ径を有する複数の種類のネジＳの頭部Ｓ１をそれぞれ支持することができる。したがって、吸着保持装置１００は、複数の種類のネジＳに対応できる。

図１に示されるように、第２部１ｂは、第１部１ａに対して固定されている。すなわち、第２部１ｂは、第１部１ａに対して移動しないように構成されている。このため、本実施の形態に係る吸着保持装置１００は、外側スリーブが内側スリーブに対して移動するように構成されている多重構造のスリーブよりも、スリーブ１の部品を減らすことができる。これにより、スリーブ１の構造を簡略化できる。また、これにより、メンテナンス効率が向上する。

スリーブ１の構造を簡略化できるため、スリーブ１を小型化することができる。これにより、吸着保持装置１００が配置される設備スペースを低減させることができる。

図１に示されるように、第１面部Ｐ１および第２面部Ｐ２の各々は、収容部１１からカップ部１２に向かう方向に交差する面を有している。このため、吸着保持装置１００は、ネジＳを収容部１１からカップ部１２に向かう方向に交差する面によって支持することができる。

図１に示されるように、移動機構３は、ドライバービット保持機構３１と、支持バネ３２とを含んでいる。ビット部２１は、支持バネ３２が伸びた状態において収容部１１に収納されるように構成されている。このため、ネジＳが吸着保持装置１００によって保持される際にビット部２１がネジＳに接触することを抑制できる。また、図４に示されるように、ビット部２１は、支持バネ３２が圧縮した状態において収容部１１からカップ部１２に突出するように構成されている。このため、ネジＳが吸着保持装置１００によって締められる際にビット部２１がネジＳに接触することができる。

図１に示されるように、第２部１ｂは、第１部１ａよりも大きい外径を有している。このため、第２部１ｂの外径が第１部１ａの外径以下である場合よりも、第２部１ｂの第２の内径Ｄ２を第１部１ａの第１の内径Ｄ１よりも大きくすることが容易である。また、カップ部１２は、カップ部１２と収容部１１とが接続された位置における収容部１１よりも大きい外径を有している。このため、カップ部１２の内径を収容部１１の内径よりも大きくすることが容易である。

実施の形態２．
実施の形態２は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

次に、図８を用いて、実施の形態２に係る吸着保持装置１００の構成を説明する。

図８に示されるように、本実施の形態において、移動機構３は、直動機構３３を含んでいる。スリーブ１は、直動機構３３によって移動するように構成されている。直動機構３３は、空気式または電動式の直動機構３３である。第１方向ＤＲ１に沿った直動機構３３の移動範囲は、第１方向ＤＲ１に沿ったカップ部１２の寸法よりも大きい。すなわち、直動機構３３は、カップ部１２の段数分の直動ポジションを有している。なお、本実施の形態において、直動ポジションとは、直動機構３３が移動可能な範囲である。

本実施の形態において、カップ部１２は、第３部１ｃをさらに含んでいる。第３部１ｃは、カップ状である。第３部１ｃは、第２部１ｂに対して第１部１ａとは反対側で第２部１ｂに接続されている。第３部１ｃは、第２部１ｂに対して固定されている。第３部１ｃは、第３筒状部Ｃ３と、第３面部Ｐ３とを含んでいる。第３筒状部Ｃ３は、中空な筒形状を有している。第３面部Ｐ３は、第２筒状部Ｃ２および第３筒状部Ｃ３に接続されている。第３面部Ｐ３は、第２筒状部Ｃ２および第３筒状部Ｃ３の各々に直交していてもよい。第３筒状部Ｃ３は、第２筒状部Ｃ２よりも大きい内径を持っている。第３面部Ｐ３は、収容部１１からカップ部１２に向かう方向に交差する面を有している。

第３部１ｃは、第３の内径Ｄ３を有している。第３の内径Ｄ３は、第２の内径Ｄ２よりも大きい。第３部１ｃは、第２部１ｂに固定されている。すなわち、第３部１ｃは、第２部１ｂに対して移動しないように構成されている。第３部１ｃは、第１部１ａおよび第２部１ｂと一体的に構成されている。

吸着保持装置１００は、圧力測定機構６をさらに含んでいる。圧力測定機構６は、スリーブ内の圧力を測定するように構成されている。圧力測定機構６は、スリーブ１内の圧力が負圧になっていることを測定するように構成されている。スリーブ１内の圧力は、吸引機構４によって負圧にされる。

次に、図８〜図１２を用いて、実施の形態２に係るスリーブ１内の圧力の変化を説明する。

図８および図９に示されるように、ネジＳが吸着保持装置１００に吸引されることによって、ネジＳがカップ部１２の内部と接触する。これにより、図１０に示されるように、スリーブ１内の空気の圧力は、急激に負圧に低下する。なお、図１０の縦軸における圧力０とは、大気圧である。図９に示されるように、カップ部１２の内部とネジＳの頭部Ｓ１とが接触すると、空気の吸引流路が遮られる。このため、スリーブ１内の圧力は、負圧に低下する。その後、負圧の吸引力と漏れ出る空気の流れとによって圧力がバランスすることで、スリーブ１内の圧力が一定になる。以上より、空気の圧力が負圧に低下することによって、ネジＳがカップ部１２に吸着されたことを判定することができる。図１１に示されるように、カップ部１２に吸着されたネジＳは、ネジ取付対象Ｏに締め込まれる。

また、空気の圧力が変化しない場合、空気の圧力が変化するまでネジＳをカップ部１２の先端に接近させる。なお、ネジＳがカップ部１２に吸着されたと判定された状態において、ドライバー２のビット部２１は、ネジＳの被係合部Ｓ３に嵌合していない。ビット部２１は、ドライバー２が下方に移動することによって、被係合部Ｓ３に嵌合する。

図１２に示されるように、まず、吸着保持装置１００がネジＳに向かって移動する。吸引機構４によってスリーブ１内の圧力が負圧に下げられる。続いて、ネジＳがカップ部１２に吸着されたか否かがスリーブ１内の圧力によって判定される。スリーブ１内の圧力が負圧である場合、ネジＳがカップ部１２に吸着されたと判定される。ネジＳがカップ部１２に吸着されたと判定された場合、ネジＳがカップ部１２に吸着された状態でスリーブ１が上昇する。続いて、ネジＳがカップ部１２に吸着された状態で吸着保持装置１００全体が上昇する。ネジＳがカップ部１２に十分に吸着されている場合、吸着保持装置１００はネジＳごと持ち上げられる。これにより、ネジＳがカップ部１２に吸着されたか否かが確認される。なお、ネジＳがカップ部１２に十分に吸着されていない場合、ネジＳはカップ部１２から脱落する。また、スリーブ１が上昇する速度と同じ速度でドライバー２が下降することによって、スリーブ１を直動機構３３に引き込みながらネジＳを真空吸着することができる。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態２に係る吸着保持装置１００によれば、図８に示されるように、移動機構３は、直動機構３３を含んでいる。スリーブ１は、直動機構３３によって移動するように構成されている。このため、スリーブ１が支持バネ３２（図１参照）を介して移動する場合よりも確実なネジＳの吸着および締め込みを実現することができる。具体的には、支持バネ３２（図１参照）のへたり等の支持バネ３２のバネ特性の変化に影響されずに吸着および締め込みを実現することができる。

図８に示されるように、吸着保持装置１００は、圧力測定機構６をさらに含んでいる。圧力測定機構６は、スリーブ１内の圧力が負圧になっていることを測定するように構成されている。このため、圧力測定機構６によって、吸着保持装置１００によるネジＳの吸着の成否を判定できる。

図８に示されるように、カップ部１２は、第３部１ｃをさらに含んでいる。このため、吸着保持装置１００は、３種類のネジＳを保持することができる。また、第３部１ｃは、第２部１ｂに対して固定されている。これにより、カップ部１２の部品を減らすことができるため、スリーブ１の構造を簡略化できる。

実施の形態３．
実施の形態３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

次に、図１３〜図１８を用いて、実施の形態３に係る吸着保持装置１００の構成を説明する。

図１３に示されるように、本実施の形態において、スリーブ１は、折り返し部１３を含んでいる。折り返し部１３は、カップ部１２に対して収容部１１とは反対側でカップ部１２に接続されている。折り返し部１３は、第２筒状部Ｃ２に接続されている。折り返し部１３の内径は、カップ部１２が折り返し部１３に接続された位置におけるカップ部１２の内径よりも小さい。これにより、折り返し部１３は、ネジＳを支持するように構成されている。図１３および図１４に示されるように、折り返し部１３は、内径が大きくなるように変形可能に構成されている。

図１５に示されるように、カップ部１２には、複数のスリットＳＬが設けられている。複数のスリットＳＬの各々は、折り返し部１３からカップ部１２にわたって設けられている。折り返し部１３は、複数のスリットＳＬの各々に沿って変形するように構成されている。これにより、折り返し部１３は、内径が大きくなるように変形することができる。なお、本実施の形態において、折り返し部１３の内径が大きくなるように折り返し部１３が変形することは、折り返し部１３が開くと記載される。また、折り返し部１３の内径が小さくなるように折り返し部１３が変形することは、折り返し部１３が閉じると記載される。

図１６に示されるように、本実施の形態において、カップ部１２には、４つのスリットＳＬが設けられている。なお、図１６では、第１部１ａの内壁が実線で示され、第２部１ｂの内壁が破線で示されている。

図１７に示されるように、吸着保持装置１００は、さらにロボット７と、力覚センサ８とを含んでいる。また、吸着保持装置１００は、ドライバービット保持機構３１を含んでいてもよい。ドライバービット保持機構３１は、力覚センサ８に接続されている。ロボット７は、直動機構３３を介してドライバービット保持機構３１を移動させるように構成されている。力覚センサ８は、スリーブ１に加わる力を計測するように構成されている。

次に、図１３、図１４および図１８を用いて、実施の形態３に係るスリーブ１がネジＳを支持する動作を説明する。

図１８に示されるように、吸着保持装置１００は、ネジ供給台Ｂに配置されたネジＳに接近する。続いて、図１４に示されるように、折り返し部１３は、ネジＳの頭部Ｓ１に接触する。吸着保持装置１００が下方に移動するにつれて、ネジＳの頭部Ｓ１によってスリットＳＬ（図１６参照）が押し広げられる。これにより、折り返し部１３が開く。続いて、図１３に示されるように、吸着保持装置１００がさらに移動すると、折り返し部１３が閉じることで折り返し部１３によってネジＳが支持される。

仮に折り返し部１３が開かない場合、折り返し部１３はネジＳを支持することができない。また、ネジＳがネジ穴ＳＨに締め込まれる際に、折り返し部１３がネジＳの座面とネジ取付対象Ｏ（図１参照）との間に挟み込まれ得る。このため、折り返し部１３が開くことによって、折り返し部１３をネジＳの座面とネジ取付対象Ｏ（図１参照）との間から逃がす必要がある。

折り返し部１３がスリーブ１に加わる力に応じてネジＳの座面とネジ取付対象Ｏ（図１参照）との間から逃がされるようにスリーブ１が構成されている。本実施の形態において、スリーブ１に加わる力は、力覚センサ８によって計測される。

次に、図１９を用いて、実施の形態３に係る吸着保持装置１００がネジＳをネジ取付対象に接続する際にスリーブ１に生じる力を説明する。図１９は、スリーブ１に加わる力と時間との関係を概略的に示すグラフである。力覚センサ８は、第１期間Ｔ１の開始から第４期間Ｔ４の終了までスリーブ１に加わる力を計測する。

第１期間Ｔ１において、吸着保持装置１００およびネジＳは、ネジ取付対象Ｏに設けられたネジ穴ＳＨから離れている。このため、第１期間Ｔ１において、スリーブ１には力が作用していない。続いて、第２期間Ｔ２において、ネジ穴ＳＨにネジＳが接触する。これにより、ネジＳには、ネジ穴ＳＨから反力が作用する。ネジ穴ＳＨからネジＳに作用した反力は、スリーブ１に伝わる。スリーブ１に伝わった反力が計測された後に、ネジ締めが開始される。続いて、第３期間Ｔ３において、ネジ締めが停止される。続いて、第４期間Ｔ４において、直動機構３３は、スリーブ１を上昇させる。折り返し部１３は、ネジＳの座面と接触することで開く。これにより、スリーブ１に作用する反力が計測される。このため、反力は、ネジＳの座面と接触する際に生じるピークを有している。折り返し部１３が逃げた後には、反力は消える。これにより、折り返し部１３が逃げたことが力覚センサ８によって判定される。

続いて、実施の形態２と対比しながら本実施の形態の作用効果を説明する。

ネジＳの径が大きい場合、ネジＳの重量は重い。このため、実施の形態２では、ネジＳの径が大きい場合には吸引機構４の吸着力を大きくする必要がある。また、ネジＳが吸着された後かつネジＳを締め込む前に吸着保持装置１００が重力方向に対して斜めにネジＳを保持した場合、ネジＳには重力が吸着力とは異なる方向に作用する。このため、ネジＳが脱落し得る。また、吸着保持装置１００が急激に加減速された場合、慣性力によってネジＳが脱落し得る。

実施の形態３に係る吸着保持装置１００によれば、図１３に示されるように、スリーブ１は、折り返し部１３を含んでいる。折り返し部１３の内径は、カップ部１２が折り返し部１３に接続された位置におけるカップ部１２の内径よりも小さい。折り返し部１３の内径は、ネジＳの外径よりも小さい。このため、折り返し部１３は、ネジＳを支持できる。よって、吸着保持装置１００は、ネジＳを安定して保持することができる。

図１３に示されるように、折り返し部１３がネジＳを支持できるため、吸引機構４の空気圧を小さくできる。このため、吸着保持装置１００のランニングコストを小さくすることができる。また、吸着保持装置１００が重力方向に対して斜めにネジＳを保持した場合であっても、ネジＳの脱落を抑制することができる。また、吸着保持装置１００が急激に加減速された場合であっても、ネジＳの脱落を抑制することができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

次に、図２０〜図２２を用いて、実施の形態４に係る吸着保持装置１００の構成を説明する。

実施の形態１〜３において、吸着保持装置１００が吸着および保持する対象（保持対象）は、頭部Ｓ１を有するネジＳである。一方、本実施の形態における保持対象は、ネジＳに限られず、ネジＳが取り付けられた小物物品であってもよい。

図２０に示されるように、本実施の形態において、カップ部１２は、第１端Ｅ１と、第２端Ｅ２とを含んでいる。第１端Ｅ１は、収容部１１に接続されている。第２端Ｅ２は、第１端Ｅ１に対して収容部１１とは反対側に配置されている。第１の内径Ｄ１および第２の内径Ｄ２は、第１端Ｅ１から第２端Ｅ２に向かって連続的に大きくなるように構成されている。すなわち、カップ部１２は、第１端Ｅ１から第２端Ｅ２に向かって連続的に大きくなるテーパ形状を有している。カップ部１２は、図２０に示されるように曲面を有していてもよいし、平面を有していてもよい。第１部１ａと第２部１ｂとは、連続的に接続されている。

図２１および図２２に示されるように、第１部１ａおよび第２部１ｂの各々は、それぞれ異なる寸法を有するネジＳを支持するように構成されている。スリーブ１は、ゴム状の軟体物によって構成されている。これにより、保持対象の表面に凹凸が形成されている場合であっても、スリーブ１が保持対象の表面の形状に応じて変形することによって、スリーブ１に保持対象が吸着できる。

続いて、実施の形態１と対比しながら本実施の形態の作用効果を説明する。

図１に示されるように、実施の形態１において、第１の内径Ｄ１および第２の内径Ｄ２は、非連続に大きくなる。このため、ネジＳの頭部Ｓ１の外径が第１部１ａおよび第２部１ｂよりも小さかったとしても、頭部Ｓ１が第１部１ａおよび第２部１ｂのいずれかに支持されるとは限られない。例えば、ネジＳの頭部Ｓ１の外径が第１の内径Ｄ１よりも小さい場合、頭部Ｓ１と第１部１ａとの間に隙間が生じるため、ネジＳが第１部１ａに支持されない。

実施の形態４に係る吸着保持装置１００によれば、図２０に示されるように、第１の内径Ｄ１および第２の内径Ｄ２は、第１端Ｅ１から連続的に大きくなるように構成されている。このため、ネジＳの頭部Ｓ１の外径が第１部１ａおよび第２部１ｂよりも小さければ、頭部Ｓ１が第１部１ａおよび第２部１ｂのいずれかに支持され得る。よって、吸着保持装置１００は、第１の内径Ｄ１および第２の内径Ｄ２よりも小さい外径を有している保持対象であれば、吸着および保持できる。これにより、吸着保持装置１００は、スリーブ１の内径よりも小さい外径を有する保持対象を吸着および保持することができる。したがって、ネジＳの径および保持対象の自由度を増加させることができる。

これにより、ネジ締めが必要ない場合には、保持対象を吸着および保持するための装置として吸着保持装置１００を用いることができる。したがって、ネジ径の違いによってツールチェンジをする必要を減らすだけでなく、保持対象の保持に至るまでツールチェンジせずに同じハンドで使用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ スリーブ、１ａ 第１部、１ｂ 第２部、２ ドライバー、３ 吸引機構、４ 移動機構、６ 圧力測定機構、１１ 根元部、１２ カップ部、１３ 折り返し部、２１ ビット部、３１ ドライバービット保持機構、３２ 支持バネ、３３ 直動機構、１００ 吸着保持装置、Ｃ１ 第１筒状部、Ｃ２ 第２筒状部、Ｅ１ 第１端、Ｅ２ 第２端、Ｐ１ 第１面部、Ｐ２ 第２面部。

Claims (7)

1. 第１の内径を有する第１部および前記第１部に接続されかつ第２の内径を有する第２部を有するカップ部と、前記第１部に対して前記第２部とは反対側で前記第１部に接続された収容部とを含むスリーブと、
   ビット部を含み、かつ前記収容部に挿入されたドライバーと、
   前記スリーブ内の空気を前記カップ部から前記収容部に向かって吸引するように構成された吸引機構と、
   前記ビット部を前記収容部と前記カップ部とを移動させるように構成された移動機構とを備え、
   前記移動機構は、前記吸引機構が前記空気を前記カップ部から前記収容部に向かって吸引した状態で前記ドライバーおよび前記スリーブの少なくともいずれか一方を移動させるように構成されており、
   前記カップ部は、前記カップ部と前記収容部とが接続された位置における前記収容部よりも大きい内径を有し、
   前記第２の内径は、前記第１の内径よりも大きく、
   前記第２部は、前記第１部に対して固定されている、吸着保持装置。
2. 前記第１部は、第１筒状部と、前記収容部および前記第１筒状部に接続された第１面部とを含み、
   前記第２部は、第２筒状部と、前記第１筒状部および前記第２筒状部に接続された第２面部とを含み、
   前記第２筒状部は、前記第１筒状部よりも大きい内径を有し、
   前記第１面部および前記第２面部の各々は、前記収容部から前記カップ部に向かう方向に交差する面を有している、請求項１に記載の吸着保持装置。
3. 前記カップ部は、前記収容部に接続された第１端と、前記第１端に対して前記収容部とは反対側に配置された第２端とを含み、
   前記第１の内径および前記第２の内径は、前記第１端から前記第２端に向かって連続的に大きくなるように構成されている、請求項１に記載の吸着保持装置。
4. 前記移動機構は、前記収容部に接続されたドライバービット保持機構と、前記ドライバービット保持機構と前記カップ部とを付勢するように構成された支持バネとを含み、
   前記ビット部は、前記支持バネが伸びた状態において前記収容部に収容されているように構成されており、かつ前記支持バネが圧縮された状態において前記収容部から前記カップ部に突出するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着保持装置。
5. 前記移動機構は、直動機構を含み、
   前記スリーブは、前記直動機構によって移動するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着保持装置。
6. 圧力測定機構をさらに備え、
   前記圧力測定機構は、前記スリーブ内の圧力が負圧になっていることを測定するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸着保持装置。
7. 前記スリーブは、前記カップ部に対して前記収容部とは反対側で前記カップ部に接続されかつ内径が大きくなるように変形可能に構成された折り返し部を含み、
   前記折り返し部の内径は、前記カップ部が前記折り返し部に接続された位置における前記カップ部の内径よりも小さい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸着保持装置。

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