JP7151598B2 - 物品保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品を保持する物品保持装置に関する。

このような物品保持装置として、例えば、特開２０１８－０７９５６１号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。以下、背景技術の説明において、かっこ書きの符号又は名称は、先行技術文献における符号又は名称とする。この特許文献１に記載の物品保持装置は、物品を保持する保持部（把持部１１）と、保持部を支持する支持部（固定部１２）と、容積変更部（第１配管１８）と、を備えている。保持部は、袋体と、袋体に収容された粒状体（粉粒体１４）と、を備えている。そして、物品を保持する場合は、保持部を物品に押し付けて保持部の形状を物品の形状に適合した形状とし、その後、容積変更部によって袋体内の空気を排出して粒状体が固体的に振る舞う状態とさせることで、保持部の形状を物品の形状に適合した状態に維持させている。上記した物品保持装置は、このように保持部の形状を物品の形状に適合した状態に維持させて物品を保持することで、形状が異なる多様な物品を保持できるようになっている。

特開２０１８－０７９５６１号公報

上記した物品保持装置では、袋体に収容されている粒状体の粒径の大きさによって保持部の特性が異なることになる。例えば、粒状体の粒径が小さい場合は、粒状体の形状を細かく変化させることができるため、保持部の形状を物品の形状に適合した形状とし易い。しかし、保持部の体積が同じであっても粒状体を構成する粒の個数が多くなるため、粒状体における粒同士が接触する面積の合計が大きくなり、保持部が変形する場合の粒状体の摩擦抵抗が大きくなるため、保持部を変形させるために大きな力が必要になる。これに対して、粒状体の粒径が大きい場合は、粒状体が変形する場合の摩擦抵抗が小さくなるため、保持部を変形させるために必要な力が小さくて済むため、保持部の変形の容易性は高くなる。しかし、粒状体の粒径が大きくなることで粒状体の形状を細かく変化させることができず、保持部の形状の物品形状に対する追従性が低下する。

そこで、粒状体の変形の容易性を確保できると共に、保持部の形状を物品の形状に適合させ易い物品保持装置の実現が望まれる。

上記に鑑みた、物品保持装置の特徴構成は、物品を保持する複数の保持部と、複数の前記保持部のそれぞれを支持する支持部と、容積変更部と、駆動部と、を備え、複数の前記保持部は、特定の基準方向に沿う仮想基準軸の周囲に配置され、前記基準方向に沿う基準方向視で前記保持部と前記仮想基準軸とが並ぶ方向であって、保持対象の物品である対象物品と前記保持部とが対向する方向を対向方向とし、前記対向方向において前記保持部に対して前記対象物品側を接近側とし、その反対側を離間側として、前記駆動部は、複数の前記保持部を前記対向方向に互いに接近及び離間させるように構成され、複数の前記保持部のそれぞれは、袋体と、前記基準方向に延在するように配置されて前記袋体の内部を前記接近側の部分である接近側部分と前記接近側部分よりも前記離間側の部分である離間側部分とに分ける可撓性の分離体と、前記離間側部分に収容された第１粒状体と、前記接近側部分に収容された第２粒状体と、を備え、前記容積変更部は、複数の前記保持部のそれぞれの前記袋体の容積を変更し、前記第２粒状体は、前記第１粒状体よりも粒径が小さく、複数の前記保持部のそれぞれは、前記保持部の前記離間側への変形を規制する基部を更に備え、前記基部は、前記基準方向に長い板状に形成されており、前記袋体に対して前記離間側に配置されていると共に、前記袋体の前記離間側を覆うように配置され、前記基準方向視で前記対向方向に直交する方向を交差方向として、前記袋体の前記交差方向の中央位置に向かうに従って前記離間側に向かうように屈曲形成され、前記袋体の容積が最大になっていると共に前記袋体が押圧されていない状態を自然状態として、前記基部は、前記基部の前記交差方向の中央位置では、前記自然状態の前記袋体に対して前記離間側に離間するように配置され、前記基部の前記交差方向の中央位置に対して前記交差方向の両外側において、前記自然状態の前記袋体と接触するように配置される点にある。

この特徴構成によれば、保持部を接近側に移動させた場合に、保持部の接近側部分が物品に押し付けられることになる。この際、容積変更部によって袋体の容積を大きくして保持部の形状が柔軟に変化する状態にしておくことで、保持部の接近側部分の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくすることができる。そして、この保持部の接近側部分には、第２粒状体が収容されている。この第２粒状体は比較的粒径が小さいため、保持部の接近側部分の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくし易くなっている。また、物品の形状に対する適合容易性に影響を与えにくい保持部の離間側部分には比較的粒径が大きい第１粒状体が収容されている。そのため、袋体に収容されている粒状体の全てが第２粒状体である場合に比べて、粒状体が変形する場合の摩擦抵抗を小さくでき、保持部の変形の容易性を高めることができる。従って、本構成によれば、粒状体の変形の容易性を確保できると共に、保持部の形状を物品の形状に適合させ易くすることができる。

第１の実施形態における物品搬送設備の平面図 第１の実施形態における物品保持装置の側面図 第１の実施形態における把持部の正面図 第１の実施形態における保持部の縦断正面図 第１の実施形態における保持部の横断平面図 第１の実施形態における対象物品を把持した状態を示す保持部の縦断正面図 第１の実施形態における制御ブロック図 第２の実施形態における把持部の縦断正面図 第３の実施形態における把持部の縦断正面図 第４の実施形態における把持部の縦断正面図

１．第１の実施形態
物品保持装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本実施形態に係る物品保持装置を物品搬送設備に用いた場合について説明する。図１に示すように、物品搬送設備は、第１容器Ｃ１を搬送する第１搬送装置１と、第２容器Ｃ２を搬送する第２搬送装置２と、第１容器Ｃ１から第２容器Ｃ２に物品Ｗを移載する物品保持装置３と、を備えている。

第１搬送装置１は、第１容器Ｃ１を規定の搬送方向に沿って一方向に搬送する。第１搬送装置１の搬送経路の途中に、第１位置Ｐ１が設定されている。第１搬送装置１は、第１位置Ｐ１にある第１容器Ｃ１を第１位置Ｐ１から搬送し、別の第１容器Ｃ１を第１位置Ｐ１に搬送する。第２搬送装置２は、第２容器Ｃ２を規定の搬送方向に沿って一方向に搬送する。第２搬送装置２の搬送経路の途中に、第２位置Ｐ２が設定されている。第２搬送装置２は、第２位置Ｐ２にある第２容器Ｃ２を第２位置Ｐ２から搬送し、別の第２容器Ｃ２を第２位置Ｐ２に搬送する。

物品移載設備では、物品Ｗを収容した第１容器Ｃ１が第１搬送装置１により第１位置Ｐ１に搬送され、空の第２容器Ｃ２が第２搬送装置２により第２位置Ｐ２に搬送される。そして、物品保持装置３は、第１位置Ｐ１にある第１容器Ｃ１に収容されている物品Ｗを保持して取り出し、その取り出した物品Ｗを第２位置Ｐ２にある第２容器Ｃ２に収容した後に当該物品Ｗに対する保持を解除するようにして、物品Ｗを第１容器Ｃ１から第２容器Ｃ２に移載する。取り出すべき物品Ｗが全て取り出された第１容器Ｃ１は、第１搬送装置１により第１位置Ｐ１から搬送される。また、収容すべき物品Ｗが全て収容された第２容器Ｃ２は、第２搬送装置２により第２位置Ｐ２から搬送される。

図３及び図６に示すように、物品Ｗは、物品保持装置３によって保持される被保持部８と、この被保持部８に対して下方側に隣接する凹部９と、を備えている。本実施形態では、第１容器Ｃ１には、物品Ｗとしてペットボトルが起立した姿勢で収容されている。そして、ペットボトルの上端部に被保持部８としてのキャップが装着されていると共に、キャップとボトル本体部との間に、凹部９としてのネック部が形成されている。

図２に示すように、物品保持装置３は、物品Ｗを把持する把持部１１と、把持部１１を移動させる移動装置１２と、を備えている。本実施形態では、物品保持装置３は、把持部１１による把持によって物品Ｗを保持するように構成されている。

図２に示すように、移動装置１２は、台座部１４と回転部１５と第１アーム１６と第２アーム１７と第３アーム１８とを備えている。台座部１４は、床や架台等に固定されている。回転部１５は、台座部１４に上下方向Ｚに沿う軸心周りに回転自在に支持されている。第１アーム１６の基端部は、回転部１５に揺動自在に連結されている。第２アーム１７の基端部は、第１アーム１６の先端部に揺動自在に連結されている。第３アーム１８の基端部は、第２アーム１７の先端部に揺動自在に連結されている。第３アーム１８の先端部に、把持部１１が揺動不能に連結されている。移動装置１２は、回転部１５を回転させると共に、第１アーム１６、第２アーム１７及び第３アーム１８を揺動させることで、把持部１１を移動させる。このように、本実施形態では、物品保持装置３は、垂直多関節ロボットによって構成されている。

第３アーム１８は、第２アーム１７に連結された揺動アーム部１８Ａと、把持部１１が連結された回転アーム部１８Ｂと、を備えている。回転アーム部１８Ｂは、揺動アーム部１８Ａに対して第３アーム１８の長手方向に沿う軸心周りに回転可能に、揺動アーム部１８Ａに連結されている。第３アーム１８は、揺動アーム部１８Ａに対して回転アーム部１８Ｂを回転させることで、第３アーム１８の長手方向に沿う軸心周りに把持部１１を回転させるように構成されている。

図３に示すように、把持部１１は、物品Ｗを保持する保持部２１と、保持部２１を支持する支持部２２と、を備えている。本実施形態では、把持部１１は、特定の基準方向Ｌに沿う仮想基準軸Ａの周囲に配置された複数の保持部２１を備えており、支持部２２は、複数の保持部２１を支持している。また、本実施形態では、把持部１１は、複数の保持部２１及び支持部２２に加えて、駆動部２３（図７参照）を備えている。以下、把持部１１について説明を加えるが、基準方向Ｌの一方側を基準方向第１側Ｌ１とし、その反対側を基準方向第２側Ｌ２とする。本実施形態では、第３アーム１８の長手方向に沿う軸心を仮想基準軸Ａとしている。また、図３に示すように、把持部１１によって物品Ｗを把持する場合において、基準方向Ｌにおける支持部２２に対して保持部２１側（図３の下側）を基準方向第１側Ｌ１とし、基準方向Ｌにおける保持部２１に対して支持部２２側（図３の上側）を基準方向第２側Ｌ２としている。また、保持対象の物品Ｗである対象物品ＷＴと保持部２１とが対向する方向を対向方向Ｒとし、対向方向Ｒにおいて保持部２１に対して対象物品ＷＴ側を接近側Ｒ１とし、その反対側を離間側Ｒ２とする。本実施形態では、複数の保持部２１の夫々について、基準方向Ｌに沿う基準方向視で保持部２１と仮想基準軸Ａとが並ぶ方向が対向方向Ｒとなっている。また、基準方向視で対向方向Ｒに対して直交する方向を交差方向Ｓとする。すなわち、交差方向Ｓは、仮想基準軸Ａを基準とする周方向に沿う方向となっている。

図３に示すように、支持部２２は、第３アーム１８の基準方向第１側Ｌ１の端部に固定されている。支持部２２は、保持部２１を対向方向Ｒに沿って案内する案内機構２６を備えている。本実施形態では、案内機構２６は、保持部２１が固定されているガイドブロック２７と、このガイドブロック２７を対向方向Ｒに沿って案内するガイドレール２８と、で構成されている。

駆動部２３は、複数の保持部２１のうちの少なくとも１つである移動保持部２１Ａを対向方向Ｒに移動させる駆動動作を行う。本実施形態では、複数の保持部２１の全てを移動保持部２１Ａとしている。説明を加えると、本実施形態では、複数の保持部２１として、一対の保持部２１を備えており、これら一対の保持部２１の双方を移動保持部２１Ａとしている。つまり、駆動部２３は、一対の保持部２１の双方（複数の保持部２１の全て）を対向方向Ｒに移動させる駆動動作を行う。本実施形態では、駆動部２３は、一対のガイドブロック２７に螺合されたネジ軸（図示せず）と、ネジ軸を回転させる把持用モータ２９（図７参照）と、を備えている。駆動部２３は、把持用モータ２９によってネジ軸を正方向に回転させ、一対のガイドブロック２７の双方を接近側Ｒ１に移動させることで、一対の保持部２１を互いに接近させるように移動させる。また、駆動部２３は、把持用モータ２９によってネジ軸を逆方向に回転させ、一対のガイドブロック２７の双方を離間側Ｒ２に移動させることで、一対の保持部２１を互いに離間させるように移動させる。

図４に示すように、保持部２１は、袋体３４と、袋体３４の内部を接近側Ｒ１の部分である接近側部分Ｓ１と接近側部分Ｓ１より離間側Ｒ２の部分である離間側部分Ｓ２とに分ける可撓性の分離体３９と、離間側部分Ｓ２に収容された第１粒状体３５Ａと、接近側部分Ｓ１に収容された第２粒状体３５Ｂと、を備えている。

本実施形態では、保持部２１は、袋体３４の内部に配置された分離用袋体４０を更に備えている。本実施形態では、この分離用袋体４０が分離体３９である。そして、第１粒状体３５Ａは、分離用袋体４０の内部に収容され、第２粒状体３５Ｂは、袋体３４の内部であって分離用袋体４０の外部に収容されている。そして、接近側部分Ｓ１は、袋体３４の内部であって分離用袋体４０よりも接近側Ｒ１の部分である。また、離間側部分Ｓ２は、分離用袋体４０の内部である。本実施形態では、袋体３４の内部に、更に、外側部分Ｓ３が形成されている。外側部分Ｓ３は、袋体３４の内部であって分離用袋体４０の外部の部分のうち、接近側部分Ｓ１以外の部分である。接近側部分Ｓ１及び外側部分Ｓ３には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第２粒状体３５Ｂのみが収容されている。離間側部分Ｓ２には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第１粒状体３５Ａのみが収容されている。

本実施形態では、保持部２１は、保持部２１の離間側Ｒ２への変形を規制する基部３１を備えている。袋体３４及び分離用袋体４０は、基部３１より変形し易い材質により構成されている。具体的には、基部３１は、例えばアルミニウムや鉄等の金属材や硬質の合成樹脂等の可撓性の低い硬質材によって構成されている。一方、袋体３４や分離用袋体４０は、ゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質材のシート状部材によって構成されている。本実施形態では、袋体３４、分離用袋体４０、第１粒状体３５Ａ、及び第２粒状体３５Ｂにより、基部３１より変形し易い変形部３２が構成されている。

また、袋体３４は、袋体３４に収容した空気Ｊが袋体３４の外部に排出されないように、空気Ｊが通流不可能な材質で構成されている。本実施形態では、袋体３４は、上記のようなゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質材であって、且つ通気性を有さないシート状部材によって構成されている。そして、袋体３４は、後述する基準方向第２側Ｌ２の端部に形成されている開口を除いて空気Ｊを通さない無孔状に構成されている。

本実施形態では、袋体３４は、筒状に形成されており、基準方向Ｌに沿って配置されている。袋体３４は、基準方向第２側Ｌ２の端部が支持部２２に連結されている。説明を加えると、図４及び図５に示すように、袋体３４の基準方向第２側Ｌ２の端部が連結部３７に連結されている。そして、連結部３７が基部３１に連結され、その基部３１が支持部２２に連結されている。つまり、袋体３４は、連結部３７及び基部３１を介して支持部２２に連結されている。これにより、支持部２２に連結された袋体３４は、支持部２２から基準方向第１側Ｌ１に延在するように配置されている。

図４に示すように、袋体３４は、基準方向第２側Ｌ２の端部が開口していると共に基準方向第１側Ｌ１の端部が閉塞された筒形の袋状に形成されている。そして、この袋体３４の開口は連結部３７によって閉じられている。より具体的には、本例では、袋体３４は、対向方向Ｒに沿う断面の形状が円形である円筒状に形成されている。そして、袋体３４の基準方向第１側Ｌ１の端部は、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って径が小さくなる形状、例えば半球面状に形成されている。

分離用袋体４０は、分離用袋体４０の内部と外部との間で空気Ｊが通気可能に構成されている。本実施形態では、分離用袋体４０は、空気Ｊが通流不可能な材質で構成されているものの多孔状に構成されているため、空気Ｊが通気可能に構成されている。具体的には、分離用袋体４０は、例えば、通気性を有さないゴムや軟質の合成樹脂等の軟質材のシート状部材に多数の貫通孔を形成したものとされる。ここで、分離用袋体４０に形成されている孔は、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂが通過不可能な大きさとされる。尚、分離用袋体４０は、このような構成以外にも、例えば、織物や不織布等の空気Ｊが通流可能な材質で構成してもよい。

分離用袋体４０は、袋体３４と同様に、筒状に形成されると共に基準方向Ｌに沿って配置されている。また、分離用袋体４０は、基準方向第２側Ｌ２の端部が支持部２２に連結されている。具体的には、分離用袋体４０は、袋体３４と同様に、基準方向第２側Ｌ２の端部が開口していると共に基準方向第１側Ｌ１の端部が閉塞された筒形の袋状に形成されている。そして、この分離用袋体４０の開口は連結部３７によって閉じられている。より具体的には、本例では、分離用袋体４０は、袋体３４と相似形状であって、袋体３４よりも小さい形状とされている。

第１粒状体３５Ａ及び第２粒状体３５Ｂの夫々は、いずれも直径が数ｍｍ程度の複数の球体によって構成されている。本実施形態では、第１粒状体３５Ａ及び第２粒状体３５Ｂは、発泡ポリスチレンの微小ビーズを用いている。そして、第２粒状体３５Ｂは、第１粒状体３５Ａよりも粒径が小さい。本例では、第２粒状体３５Ｂの粒径は、第１粒状体３５Ａの粒径の半分以下としている。そして、袋体３４の容積が最大となっていると共に袋体３４が押圧されていない自然状態において、連結部３７及び給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に第１空間Ｋ１が形成されている。また、連結部３７と第２粒状体３５Ｂとの間に第２空間Ｋ２が形成されている。この自然状態では、図４に示すように、袋体３４には設定量の空気Ｊが存在して袋体３４の容積が変化可能範囲で最大となっている状態である。すなわち、自然状態では、袋体３４が物品Ｗ等によって接近側Ｒ１から押圧された状態（図６に示す状態）とはなっていない。そして、図４に示すように、基準方向Ｌが上下方向Ｚに沿う状態で、且つ、袋体３４が自然状態となっている状態では、袋体３４に収容されている第１粒状体３５Ａ及び第２粒状体３５Ｂは、自重によって袋体３４の内部における下方に集まっており、連結部３７及び給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に第１空間Ｋ１が形成され、連結部３７と第２粒状体３５Ｂとの間に第２空間Ｋ２が形成される。尚、第１空間Ｋ１が、給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に形成される「空間」に相当する。そして、この状態において基準方向Ｌにおいて第２粒状体３５Ｂが集まっている範囲は、物品Ｗの被保持部８の基準方向Ｌの幅より広いことが望ましい。

図４に示すように、保持部２１は、袋体３４の外面を覆うカバー体４５を更に備えている。カバー体４５は、少なくとも袋体３４の外面における接近側Ｒ１を向く面を覆うように設けられる。本実施形態では、カバー体４５は、袋体３４の外面の全体を覆うように設けられている。

カバー体４５は、基準方向第２側Ｌ２の端部が開口する袋状に形成されている。そして、カバー体４５は、この開口から袋体３４を挿入するようにして袋体３４を収容し、袋体３４の外面の全体を覆う状態で設置されている。また、カバー体４５の基準方向第２側Ｌ２の端部は、保持部材４６によって連結部３７に保持されている。そして、保持部材４６による保持を解除することで連結部３７から取り外すことが可能となっている。保持部材４６は、例えば、ゴム等の弾性を有する帯状部材によって構成されている。このように、カバー体４５は、着脱自在な状態で袋体３４の外面を覆う状態で設置されている。

カバー体４５は、基部３１より変形し易い材質によって構成されている。本実施形態では、カバー体４５は、ゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質材のシート状部材によって構成されている。本実施形態では、カバー体４５は、袋体３４と同等の変形し易さ又は袋体３４より変形し易い材質によって構成されている。また、カバー体４５は、袋体３４よりも耐摩耗性が高いと好適である。具体的には、カバー体４５の材質を、袋体３４より耐摩耗性が高い材質とし、或いは、カバー体４５の表面に耐摩耗性が高い表面処理を施す等するとよい。

図４及び図５に示すように、基部３１は、変形部３２に対して離間側Ｒ２に配置されている。本実施形態では、基部３１は、変形部３２の離間側Ｒ２の全体を覆うように配置されている。換言すれば、変形部３２は、基部３１の接近側Ｒ１の少なくとも一部を覆うように配置されている。また、本実施形態では、基部３１は、袋体３４に対して離間側Ｒ２から接触する状態で配置されている。このように、基部３１を袋体３４に対して離間側Ｒ２に配置することで、袋体３４が離間側Ｒ２に移動又は変形することが規制されている。

基部３１は、長尺状に形成されており、基準方向Ｌに沿って配置されている。基部３１は、基準方向第２側Ｌ２の端部が支持部２２に連結されている。本実施形態では、図５に示すように、基部３１の基準方向第２側Ｌ２の端部に連結部材３３が連結されており、この連結部材３３がガイドブロック２７に連結されている。これにより、支持部２２に連結された基部３１は、支持部２２から基準方向第１側Ｌ１に延在するように配置されている。

図５に示すように、本実施形態に係る基部３１は、基準方向Ｌに長い板状に形成されている。そして、基部３１の接近側Ｒ１の面である基部接近側面Ｆ１は、変形部３２の交差方向Ｓの中央位置に対して交差方向Ｓの両外側に向かうに従って接近側Ｒ１に向かうように形成されている。また、基部３１の離間側Ｒ２の面である基部離間側面Ｆ２は、基部３１の交差方向Ｓの中央位置に対して交差方向Ｓの両外側に向かうに従って接近側Ｒ１に向かうように形成されている。本実施形態では、基部３１は板状であるため、基部接近側面Ｆ１と基部離間側面Ｆ２とは、互いに平行に配置されている。そして、基部接近側面Ｆ１と基部離間側面Ｆ２は、何れも、袋体３４の交差方向Ｓの中央位置から交差方向Ｓの両外側に向かうに従って接近側Ｒ１に向かう平面状に形成されており、基準方向視でＶ字状に形成されている。本実施形態では、板状の部材を設定角度（本実施形態では９０度）屈曲させることで基部３１を形成している。なお、基部３１の基部接近側面Ｆ１は自然状態の袋体３４に接触しているが、基部３１の交差方向Ｓの中央位置は自然状態の袋体３４に対して離間側Ｒ２に離れている。

基部３１は、変形部３２の基準方向第１側Ｌ１の端部に対応する位置に、接近側Ｒ１に突出した突出部３８を備えている。本実施形態では、変形部３２は、基準方向Ｌにおける基部３１の長さの範囲内に収まるように設置されており、突出部３８は、基部３１の下端部に設置されていると共に、基部３１の接近側Ｒ１の端部より接近側Ｒ１に突出している。また、突出部３８は、基準方向Ｌにおいて袋体３４の基準方向第１側Ｌ１の端部に対して基準方向第１側Ｌ１から基準方向第２側Ｌ２に亘って存在している。図示の例では、突出部３８は、基準方向Ｌに沿う断面の形状が矩形状とされている。なお、突出部３８の形状はこれには限定されず、例えば、基準方向Ｌに沿う断面の形状を、半円状、台形状、三角形状等の各種の形状とすることができる。

図６に示すように、保持部２１は、袋体３４の容積を変更する容積変更部３６を更に備えている。本実施形態では、一対の保持部２１の夫々が容積変更部３６を備えている。容積変更部３６は、袋体３４の内部に給排口４１が配置された配管部４２と、配管部４２を通して袋体３４の内部の空気Ｊの給排を行う給排部４３（図７参照）と、を備えている。尚、空気Ｊは「対象流体」に相当する。本実施形態では、配管部４２の基準方向第１側Ｌ１の端部は連結部３７内に配置されており、連結部３７の基準方向第１側Ｌ１の端部に給排口４１が配置されている。また、図５に示すように、本実施形態では、自然状態において、給排口４１は、基準方向視で分離用袋体４０の中に配置されると共に、袋体３４の対向方向Ｒの中心より離間側Ｒ２に配置されている。

袋体３４の自然状態において、給排口４１は第１粒状体３５Ａ第２粒状体３５Ｂに対して基準方向第２側Ｌ２にあり、連結部３７及び給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に第１空間Ｋ１が形成され、連結部３７と第２粒状体３５Ｂとの間に第２空間Ｋ２が形成される。容積変更部３６は、袋体３４の内部で且つ分離用袋体４０の外部の空気Ｊを分離用袋体４０を通して分離用袋体４０の内部に流動させると共に、分離用袋体４０の内部の空気Ｊを給排口４１から基準方向第２側Ｌ２に排出する。また、容積変更部３６は、給排口４１から分離用袋体４０の内部に基準方向第２側Ｌ２から空気Ｊを供給すると共に、分離用袋体４０の内部の空気Ｊを分離用袋体４０を通して袋体３４の内部で且つ分離用袋体４０の外部に流動させる。

給排部４３は、図６に示すように、配管部４２を通して袋体３４の内部の空気Ｊを排出することで、袋体３４及び分離用袋体４０の容積を小さくする。これによって、分離用袋体４０の内部に収容されている第１粒状体３５Ａの密度が高くなり当該第１粒状体３５Ａが固体的に振る舞うようになると共に、袋体３４の内部で且つ分離用袋体４０の外部に収容されている第２粒状体３５Ｂの密度が高くなり当該第２粒状体３５Ｂが固体的に振る舞うようになる。また、給排部４３は、図４に示すように、配管部４２を通して袋体３４の内部に空気Ｊを供給することで、袋体３４の容積を大きくする。これによって、分離用袋体４０の内部に収容されている第１粒状体３５Ａの密度が低くなり当該第１粒状体３５Ａが固体的に振る舞うようになると共に、袋体３４の内部で且つ分離用袋体４０の外部に収容されている第２粒状体３５Ｂの密度が低くなり当該第２粒状体３５Ｂが流体的に振る舞うようになる。

図７に示すように、物品保持装置３は、駆動部２３（本例では把持用モータ２９）、容積変更部３６（本例では給排部４３）、及び移動装置１２を制御する制御装置Ｈを、更に備えている。制御装置Ｈは、駆動部２３、容積変更部３６、及び移動装置１２を制御して、第１位置Ｐ１の第１容器Ｃ１から第２位置Ｐ２の第２容器Ｃ２に物品Ｗを移載する移載制御を実行する。

移載制御では、図３に示すように、一対の保持部２１の間に対象物品ＷＴの被保持部８が位置するように支持部２２を移動させた後、一対の保持部２１を接近側Ｒ１に移動させるように、移動装置１２及び駆動部２３を制御する。これによって、一対の保持部２１が対象物品ＷＴの被保持部８を保持する。これにより、変形部３２が対象物品ＷＴに押し付けられて変形部３２の形状が対象物品ＷＴの被保持部８の形状に適合し、一対の保持部２１の物品Ｗに対する接触面積が大きくなる。この後、図６に示すように、袋体３４の容積を減少させるように容積変更部３６を制御して、保持部２１を被保持部８の形状に適合させた状態に維持させる。そして、対象物品ＷＴを第２容器Ｃ２（図１参照）に収容するように支持部２２を移動させた後、一対の保持部２１を離間側Ｒ２に移動させるように、移動装置１２及び駆動部２３を制御する。これによって、一対の保持部２１による被保持部８に対する保持が解除される。

２．第２の実施形態
次に、物品保持装置の第２の実施形態について、図８を用いて説明する。本実施形態では、分離体３９が袋状に構成されていない点で、上記第１の実施形態とは異なる。以下では、本実施形態に係る物品保持装置３について、上記第１の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第１の実施形態と同様とする。

図８に示すように、分離体３９は、基準方向Ｌ及び交差方向Ｓに沿う平面状に形成されている。そして、分離体３９の基準方向第２側Ｌ２の端部が連結部３７に連結され、分離体３９の基準方向第１側Ｌ１の端部及び交差方向Ｓの両端部が袋体３４の内面に接合されている。本実施形態では、袋体３４の内部における分離体３９よりも接近側Ｒ１の部分である接近側部分Ｓ１には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第２粒状体３５Ｂのみが収容されている。また、袋体３４の内部における分離体３９よりも離間側Ｒ２の部分である離間側部分Ｓ２には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第１粒状体３５Ａのみが収容されている。

本実施形態でも、分離体３９は、基部３１より変形し易い材質により構成されている。具体的には、分離体３９は、ゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質樹脂材のシート状部材によって構成されている。本実施形態では、袋体３４、分離体３９、第１粒状体３５Ａ、及び第２粒状体３５Ｂにより、基部３１より変形し易い変形部３２が構成されている。そして、分離体３９は、接近側部分Ｓ１と離間側部分Ｓ２との間で対象流体（例えば空気Ｊ）が通気可能に構成されている。分離体３９は、上記第１の実施形態における分離用袋体４０と同様の材質や構造とすることができる。

３．第３の実施形態
次に、物品保持装置の第３の実施形態について、図９を用いて説明する。本実施形態では、複数の保持部２１により物品Ｗを把持するのではなく、単独の保持部２１により物品Ｗを保持するように構成されている点、及び基部３１を備えていない点で、上記第２の実施形態とは異なる。以下では、本実施形態に係る物品保持装置３について、上記第２の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第１の実施形態と同様とする。

本実施形態の物品保持装置３は、単独の保持部２１により物品Ｗを保持するように構成されており、移動装置１２によって保持部２１を接近側Ｒ１に移動させ、変形部３２を物品Ｗに押し付けることで、保持部２１の形状を対象物品ＷＴの形状に適合させて、一対の保持部２１の物品Ｗに対する接触面積を大きくする。その後、袋体３４の容積を減少させるように容積変更部３６を制御して、保持部２１を被保持部８の形状に適合させた状態に維持させることで、物品Ｗを保持するように構成されている。保持部２１を対象物品ＷＴに対して上方から押し付けて保持する場合は、上下方向Ｚの下側が接近側Ｒ１となり、上下方向Ｚの上側が離間側Ｒ２となる。

分離体３９は、対向方向Ｒに対して直交する方向に沿う平面状に形成されている。そして、分離体３９の対向方向Ｒに対して直交する方向の縁部が袋体３４の内面に接合されている。本実施形態でも、袋体３４の内部における分離体３９よりも接近側Ｒ１の部分である接近側部分Ｓ１には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第２粒状体３５Ｂのみが収容されている。また、袋体３４の内部における分離体３９よりも離間側Ｒ２の部分である離間側部分Ｓ２には、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとのうちの第１粒状体３５Ａのみが収容されている。

保持部２１は、接近側Ｒ１に膨出する形状に形成されている。保持部２１の袋体３４は、離間側Ｒ２の端部が開口する袋状に形成されており、この袋体３４の開口は支持部２２によって閉じられている。そして、袋体３４の自然状態において、支持部２２と第１粒状体３５Ａとの間に、第１空間Ｋ１が形成されている。

４．その他の実施形態
次に、物品保持装置のその他の実施形態について説明する。

（１）上記第３の実施形態では、保持部２１に基部３１を備えない構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、保持部２１を１つのみ備える場合において、保持部２１が基部３１を備える構成としてもよい。

具体的には、図１０に示す例では、保持部２１は、接近側Ｒ１に向かうに従って径が大きくなる形状に形成された基部３１を備えている。この基部３１は、外周面に沿う部分以外は空洞とに形成されており、この基部３１の径方向内側にも第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂが収容されている。また、基部３１は、袋体３４の内部において支持部２２に連結されており、袋体３４に収容されている。このような基部３１を備えることで、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂが、対向方向Ｒに対して直交する方向に変形することを規制できる。また、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂが、離間側Ｒ２に変形することを基部３１と支持部２２とによって規制できる。

（２）上記第３の実施形態では、対向方向Ｒに対して直交する方向に沿うように設置した平面状の部材によって分離体３９を構成する例を説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、単独の保持部２１により物品Ｗを保持するように構成された場合において、保持部２１が、袋体３４の内部に配置された分離用袋体４０を備え、この分離用袋体４０により分離体３９を構成するようにしてもよい。

（３）上記の実施形態では、袋体３４が自然状態である場合に連結部３７及び給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に第１空間Ｋ１が形成されている構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない、例えば、連結部３７及び給排口４１と第１粒状体３５Ａとの間に第１空間Ｋ１が形成されないように、袋体３４における離間側部分Ｓ２により多くの第１粒状体３５Ａを収容するようにしてもよい。

（４）上記の第１及び第２の実施形態では、給排口４１を、袋体３４における対向方向Ｒの中央位置より離間側Ｒ２に配置する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、給排口４１を、袋体３４における対向方向Ｒの中央位置に配置した構成や、袋体３４における対向方向Ｒの中央位置より接近側Ｒ１に配置した構成としてもよい。

（５）上記の第１の実施形態では、保持部２１が、袋体３４の外面を覆うカバー体４５を備える構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、図８から図１０に示すように、保持部２１がカバー体４５を備えない構成としてもよい。

（６）上記の実施形態では、容積変更部３６を、袋体３４の内部の流体（上記例では空気Ｊ）を給排する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。流体の給排以外であっても、袋体３４の容積を変更することができる構成であればよい。例えば、袋体３４を外部から押圧する押圧体を備えて当該押圧体によって袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。具体的には、袋体３４を囲むように配置された帯状部材を押圧体として備えて、当該帯状部材によって袋体３４を縛ったり緩めたりするように当該帯状部材を操作することで袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。また例えば、袋体３４の内部に配置されたピストンを押圧体として備えて、当該ピストンによって袋体３４の内部の粒状体３５を押圧したり当該押圧を緩めたりするように当該ピストンを操作することで袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。この場合において、ピストンは、接近側部分Ｓ１（及び外側部分Ｓ３）と、離間側部分Ｓ２と双方において粒状体３５を押圧する構成としてもよいし、いずれか一方のみにおいて粒状体３５を押圧する構成としてもよい。また、これらの場合においては、袋体３４が、空気Ｊ等の流体が通流可能な材質で構成されていてもよい。

（７）上記の実施形態では、対象流体として空気Ｊを用いる場合を例として説明した。しかし、対象流体は空気Ｊには限定されない。例えば、対象流体として、窒素や二酸化炭素等の空気以外の気体、水や油（例えばシリコンオイル）等の各種の液体等を用いてもよい。

（８）上記の第１及び第２の実施形態では、基部３１が、基準方向視でＶ字状となるように屈曲された板状部材である構成を例として説明したが、これには限定されず、基部３１の形状は様々な形状とすることができる。例えば、基部３１が、基準方向視でＵ字状となるように屈曲された板状部材とされていてもよいし、基部３１が全体として平板状に形成されていても良い。また、基部３１が、円柱状や楕円柱状とされ、或いは、四角柱状、三角柱状、六角中状等の多角形柱状とされていてもよい。また、基部３１が、ロボットハンド等に用いられる複数の関節を有する指状部材であってもよい。このような場合において、変形部３２は、指状部材の先端部分等に配置されると好適である。

（９）上記の実施形態では、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂとして、発泡ポリスチレンの微小ビーズを用いる場合を例として説明した。しかし、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂの構成はこれには限定されない。例えば、第１粒状体３５Ａや第２粒状体３５Ｂとして、ガラスビーズ、砂、コーヒー粉等、公知の各種の粒状或いは粉状の物体を用いることができる。尚、第１粒状体３５Ａと第２粒状体３５Ｂとで材質や外形を異ならせてもよい。

（１０）上記の第１及び第２の実施形態では、把持部１１が一対の保持部２１を備える構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、把持部１１が３つ以上の保持部２１を備える構成としてもよい。尚、３つ以上の移動保持部２１Ａを備える場合、駆動部２３によって移動保持部２１Ａの夫々の仮想基準軸Ａを中心とした径方向に移動させるように構成するとよい。

（１１）上記の第１及び第２の実施形態では、基部３１が、変形部３２の基準方向第１側Ｌ１の端部に対応する位置において接近側Ｒ１に突出した突出部３８を備えている構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、基部３１が、変形部３２の基準方向Ｌにおける中間位置において接近側Ｒ１に突出した突出部を備える構成であってもよい。或いは、基部３１が、接近側Ｒ１に突出した突出部を備えない構成であってもよい。

（１２）上記の実施形態では、物品保持装置３を、垂直多関節ロボットとする構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、物品保持装置３を、水平多関節ロボット（スカラロボット）や、直交ロボットや、パラレルリンクロボット等の、他のロボットにより構成してもよい。

（１３）上記の実施形態では、袋体３４の外面に凹凸を形成しない構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、袋体３４の外面の全体又は外面における対象物品ＷＴに接触する部分に滑り止め用の凹凸を形成した構成でもよい。具体的には、例えば、第３の実施形態における袋体３４の接近側Ｒ１を向く面に、ロゼット状に凹凸を形成する、放射状に凹凸を形成する、同心円の波状に凹凸を形成するようにしてもよい。また、これらの形状以外に、星状又は多角形状に形成する等、袋体３４に形成する凹凸の形状は適宜変更してもよい。また、例えば、第２の実施形態における袋体３４の接近側Ｒ１を向く面に、滑り止め用の凹凸を形成した構成でもよい。第１の実施形態のようにカバー体４５を備える場合は、カバー体４５の外面の全体又は外面における対象物品ＷＴに接触する部分に滑り止め用の凹凸を形成した構成でもよい。

（１４）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

５．上記実施形態の概要
以下、上記において説明した物品保持装置の概要について説明する。

物品保持装置は、物品を保持する保持部と、前記保持部を支持する支持部と、容積変更部と、を備え、保持対象の物品である対象物品と前記保持部とが対向する方向を対向方向とし、前記対向方向において前記保持部に対して前記対象物品側を接近側とし、その反対側を離間側として、前記保持部は、袋体と、前記袋体の内部を前記接近側の部分である接近側部分と前記接近側部分よりも前記離間側の部分である離間側部分とに分ける可撓性の分離体と、前記離間側部分に収容された第１粒状体と、前記接近側部分に収容された第２粒状体と、を備え、前記容積変更部は、前記袋体の容積を変更し、前記第２粒状体は、前記第１粒状体よりも粒径が小さい。

本構成によれば、保持部を接近側に移動させた場合に、保持部の接近側部分が物品に押し付けられることになる。この際、容積変更部によって袋体の容積を大きくして保持部の形状が柔軟に変化する状態にしておくことで、保持部の接近側部分の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくすることができる。そして、この保持部の接近側部分には、第２粒状体が収容されている。この第２粒状体は比較的粒径が小さいため、保持部の接近側部分の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくし易くなっている。また、物品の形状に対する適合容易性に影響を与えにくい保持部の離間側部分には比較的粒径が大きい第１粒状体が収容されている。そのため、袋体に収容されている粒状体の全てが第２粒状体である場合に比べて、粒状体が変形する場合の摩擦抵抗を小さくでき、保持部の変形の容易性を高めることができる。従って、本構成によれば、粒状体の変形の容易性を確保できると共に、保持部の形状を物品の形状に適合させ易くすることができる。

ここで、前記分離体は、前記対象流体が通流可能に構成され、前記容積変更部は、前記離間側部分に給排口が配置された配管部と、前記配管部を通して前記袋体の内部の前記対象流体の給排を行う給排部と、を備えていると好適である。

容積変更部は、配管部を通して袋体の内部に対象流体を供給することで袋体の容積を大きくすることができると共に、配管部を通して袋体の内部から対象流体を排出することで袋体の容積を小さくすることができる。この際、分離体は対象流体が通流可能に構成されているため、分離体がこのような対象流体の給排を妨げることが抑制されている。従って、本構成によれば、袋体の容積の変更を袋体の全体に亘って適切に行うことが可能となっている。更に、保持部の離間側部分に収容されている粒状体が比較的粒径が大きい第２粒状体であるため、当該離間側部分では粒状体を構成する複数の粒の隙間が大きく確保され、対象流体が通り易くなっているため、容積変更部による袋体に対する対象流体の給排の速度を高め易くなっている。

また、前記袋体の容積が最大となっていると共に前記袋体が押圧されていない自然状態において、前記給排口と前記第１粒状体との間に、空間が形成されていると好適である。

本構成によれば、袋体の内部に対象流体を供給して袋体を自然状態とする場合や袋体の自然状態から袋体の内部の対象流体を排出する場合に、給排口と第１粒状体との間に第１粒状体が存在しない空間が形成されている。このように空間が形成されていることで、自然状態における第１粒状体及び第２粒状体の流動性を確保し易くすることができる。従って、保持部の変形の容易性を高めることができる。

また、前記袋体の容積が最大となっていると共に前記袋体が押圧されていない自然状態において、前記給排口は、前記袋体における前記対向方向の中央位置よりも前記離間側に配置されていると好適である。

本構成によれば、自然状態から袋体の内部の対象流体を排出する場合に、袋体における中央位置より離間側に比べて、袋体における中央位置より接近側では粒状体の密度が高くなるのが遅くなり易い。そのため、袋体の内部から対象流体を排出している途中においても保持部の接近側部分の形状を物品の形状に適合させ易くすることができる。

また、前記保持部は、前記袋体の内部に配置された前記分離体としての分離用袋体を更に備え、前記第１粒状体は、前記分離用袋体の内部に収容され、前記第２粒状体は、前記袋体の内部であって前記分離用袋体の外部に収容され、前記接近側部分は、前記袋体の内部であって前記分離用袋体よりも前記接近側の部分であると好適である。

本構成によれば、分離用袋体の内部に第１粒状体を収容し、袋体における分離用袋体の外部に第２粒状体を収容することで、袋体の内部に接近側部分と離間側部分とを形成すると共に、袋体の接近側部分に第２粒状体を収容することができる。このように、本構成によれば、比較的簡易な構成により、袋体の内部を前接近側部分と離間側部分とに分け、それぞれに第１粒状体と第２粒状体とを収容することができる。

また、前記保持部は、前記袋体の外面を覆うカバー体を更に備え、前記カバー体は、前記袋体よりも耐摩耗性が高いと好適である。

本構成によれば、保持部の破損等が生じる可能性を低減できる。また、仮に破損が生じるとしてもカバー体が先に破損し易いため、交換部品をカバー体だけにすることが可能となる。よって、内部に粒状体が収容された袋体を交換する必要性を低減できるため、部材の交換の容易性を高めることができる。

本開示に係る技術は、物品を保持する物品保持装置に利用することができる。

３：物品保持装置
２１：保持部
２２：支持部
３４：袋体
３５Ａ：第１粒状体
３５Ｂ：第２粒状体
３６：容積変更部
３９：分離体
４０：分離用袋体
４１：給排口
４２：配管部
４３：給排部
４５：カバー体
Ｋ１：第１空間（空間）
Ｒ：対向方向
Ｒ１：接近側
Ｒ２：離間側
Ｗ：物品
ＷＴ：対象物品

Claims (7)

1. 物品を保持する物品保持装置であって、
   物品を保持する複数の保持部と、複数の前記保持部のそれぞれを支持する支持部と、容積変更部と、駆動部と、を備え、
   複数の前記保持部は、特定の基準方向に沿う仮想基準軸の周囲に配置され、
   前記基準方向に沿う基準方向視で前記保持部と前記仮想基準軸とが並ぶ方向であって、保持対象の物品である対象物品と前記保持部とが対向する方向を対向方向とし、前記対向方向において前記保持部に対して前記対象物品側を接近側とし、その反対側を離間側として、
   前記駆動部は、複数の前記保持部を前記対向方向に互いに接近及び離間させるように構成され、
   複数の前記保持部のそれぞれは、袋体と、前記基準方向に延在するように配置されて前記袋体の内部を前記接近側の部分である接近側部分と前記接近側部分よりも前記離間側の部分である離間側部分とに分ける可撓性の分離体と、前記離間側部分に収容された第１粒状体と、前記接近側部分に収容された第２粒状体と、を備え、
   前記容積変更部は、複数の前記保持部のそれぞれの前記袋体の容積を変更し、
   前記第２粒状体は、前記第１粒状体よりも粒径が小さく、
   複数の前記保持部のそれぞれは、前記保持部の前記離間側への変形を規制する基部を更に備え、
   前記基部は、
   前記基準方向に長い板状に形成されており、
   前記袋体に対して前記離間側に配置されていると共に、前記袋体の前記離間側を覆うように配置され、
   前記基準方向視で前記対向方向に直交する方向を交差方向として、前記袋体の前記交差方向の中央位置に向かうに従って前記離間側に向かうように屈曲形成され、
   前記袋体の容積が最大になっていると共に前記袋体が押圧されていない状態を自然状態として、
   前記基部は、前記基部の前記交差方向の中央位置では、前記自然状態の前記袋体に対して前記離間側に離間するように配置され、前記基部の前記交差方向の中央位置に対して前記交差方向の両外側において、前記自然状態の前記袋体と接触するように配置される、物品保持装置。
2. 前記基準方向における前記支持部に対して前記保持部側を基準方向第１側とし、前記基準方向における前記保持部に対して前記支持部側を基準方向第２側として、
   前記基部は、前記袋体の前記基準方向第１側の端部に対応する位置に、前記接近側に突出した突出部を備えている、請求項１に記載の物品保持装置。
3. 前記分離体は、対象流体が通流可能に構成され、
   前記容積変更部は、前記離間側部分に給排口が配置された配管部と、前記配管部を通して前記袋体の内部の前記対象流体の給排を行う給排部と、を備えている、請求項１又は２に記載の物品保持装置。
4. 前記袋体の容積が最大となっていると共に前記袋体が押圧されていない自然状態において、前記給排口と前記第１粒状体との間に、空間が形成されている、請求項３に記載の物品保持装置。
5. 前記袋体の容積が最大となっていると共に前記袋体が押圧されていない自然状態において、前記給排口は、前記袋体における前記対向方向の中央位置よりも前記離間側に配置されている、請求項３又は４に記載の物品保持装置。
6. 前記保持部は、前記袋体の内部に配置された前記分離体としての分離用袋体を更に備え、
   前記第１粒状体は、前記分離用袋体の内部に収容され、
   前記第２粒状体は、前記袋体の内部であって前記分離用袋体の外部に収容され、
   前記接近側部分は、前記袋体の内部であって前記分離用袋体よりも前記接近側の部分である、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品保持装置。
7. 前記保持部は、前記袋体の外面を覆うカバー体を更に備え、
   前記カバー体は、前記袋体よりも耐摩耗性が高い、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品保持装置。

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