JP7408994B2 - 把持機構 - Google Patents

Description

本発明は、把持機構に関する。

特許文献１に記載の自動組立装置は、搬送を目的として部品を把持するチャック機構を備える。チャック機構は、電動の把持機構である。このほか、エアー吸引または電動吸引を用いた把持機構も知られている。

特開平７－１８５９５９号公報

従来の把持機構は、空気圧または電気エネルギーのような動力を利用していたので、コスト高であり、また故障しやすいものであった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、低コストで故障しにくい把持機構を提供することを目的とする。

本発明に係る把持機構は、把持体と、枠体とを備える。前記枠体は、前記把持体を収容し、対象物の被把持部を把持する板状部を有する。前記把持体は、前記被把持部を把持する平面を有する。前記把持機構は、前記把持体に働く重力の作用により、前記把持体の前記平面と前記枠体の前記板状部の内面との間に前記対象物の前記被把持部を把持する。

本発明によれば、把持体に働く重力の作用により対象物の被把持部を把持するので、故障しにくい把持機構を提供することができる。また、把持体が対象物の被把持部を把持する平面を有することにより、把持体の平面と枠体の板状部の内面との密着性が高まり、作業効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る把持機構を備える組立装置の典型例を示す図である。 参考技術である把持機構を示す断面図である。 参考技術である把持機構の動作を説明する断面図である。 本発明の実施形態１に係る把持機構の外観斜視図である。 （ａ）～（ｃ）は、実施形態１に係る把持機構の動作を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態２に係る把持機構の把持体を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、実施形態２に係る把持機構の動作を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態３に係る把持機構の把持体を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態４に係る把持機構の把持体を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、実施形態４に係る把持機構の動作を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態５に係る把持機構の把持体を示す図である。

（典型例）
以下、本発明の実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１において、便宜上、左から右への向きをＸ軸の正の向き、奥から手前への向きをＹ軸の正の向き、上から下への向きをＺ軸の正の向きとする。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、実施形態に係る把持機構３を備える組立装置１００について説明する。図１は、実施形態に係る把持機構３を備える組立装置１００の典型例を示す正面図である。

図１に示すように、組立装置１００は、第１部品４を第２部品５に嵌合させて組み付ける装置である。組立装置１００は、ロボット１と、位置ずれ修正装置２と、把持機構３とを備える。

把持機構３は、第１部品４を把持する。第２部品５は、位置決め機構１０の上で位置決めされている。

位置ずれ修正装置２は、第２部品５に対して、把持機構３が把持した第１部品４の位置ずれを修正する。具体的に説明すると、位置ずれ修正装置２は、第２部品５への第１部品４の嵌合の際に第１部品４に働く力の向きを検出し、その力の向きに応じて第１部品４の位置ずれを修正する。

ロボット１は、第１部品４に対して把持機構３を相対移動させ、また第２部品５に対して把持機構３を相対移動させる。具体的に説明すると、ロボット１は、第１部品４の収納場所まで把持機構３を移動させ、把持機構３に第１部品４を把持させた後、把持機構３とともに第１部品４を第２部品５の直上まで移動させる。この後、ロボット１は、把持機構３とともに第１部品４をＺ軸の正の向きに移動させることにより、第１部品４を第２部品５に嵌合させる。嵌合が達成された後、ロボット１は、第１部品４に対する把持機構３の把持を解除させ、把持機構３をＺ軸の負の向きに移動させる。

（参考技術）
次に、図２および図３を参照して、参考技術である把持機構３０を説明する。図２は、参考技術である把持機構３０を示す断面図である。図２は、図１に示す把持機構３を参考技術である把持機構３０とした場合の短手方向断面図である。図３は、参考技術である把持機構３０の動作を説明する断面図である。

図２に示すように、把持機構３０は、ホルダー３１を備える。ホルダー３１は、把持コロ３２を収容する枠体であって、背板３１１と、天板３１２と、上前板３１３と、下前板３１４と、左右の側板３１６とを有する。例えば、ホルダー３１は、アルミニウムのような軽金属で構成される。

把持コロ３２は、円柱状の芯部３２１と、芯部３２１の周面を覆う被覆部３２２とを有する。例えば、芯部３２１は鉄のような金属で、被覆部３２２はポリアセタール樹脂のような弾性体でそれぞれ構成される。芯部３２１の密度は、被覆部３２２の密度よりも大きい。被覆部３２２は、圧縮変形が可能である。被覆部３２２の周面の摩擦係数は、芯部３２１の周面の摩擦係数よりも大きい。

把持コロ３２は、芯部３２１の中心軸から周面までの半径がＲである。

背板３１１は、ＺＸ平面に沿って延びる矩形の板である。天板３１２は、背板３１１の上縁を始端としてＸＹ平面に沿って延びる矩形の板である。上前板３１３は、天板３１２の前縁を始端として、背板３１１から離れる方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。下前板３１４は、上前板３１３の下縁を始端として、背板３１１に近づく方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。

背板３１１と下前板３１４との間には、開口３１５が形成されている。開口３１５のＹ方向の幅は、把持コロ３２の直径２Ｒよりも小さい。従って、開口３１５を通して把持コロ３２が落下することはない。背板３１１および下前板３１４は、把持コロ３２の重量を支える。開口３１５は、部品本体４１の被把持部４２（図３）の挿入を受けることができる。

背板３１１、天板３１２、上前板３１３および下前板３１４は、ホルダー３１の左右側面にそれぞれ略五角形の開口を形成する。左右の側板３１６は、これらの開口を塞ぐように設置されている。また、側板３１６を開閉自在に構成することにより、把持コロ３２の把持機構３０への出し入れが容易になる。

少なくとも一方の側板３１６は、把持解除の際に把持コロ３２を通さずに、被把持部４２（図３）を通すための切欠部３１７を、背板３１１に近い位置に有する。

次に、図３を参照して、参考技術である把持機構３０の動作を説明する。図３は、参考技術である把持機構３０の動作を説明する断面図である。

図３に示すように、第１部品４は、部品本体４１と、被把持部４２とを備える。部品本体４１は、略直方体の形状を有する。被把持部４２は、把持機構３０によって把持されやすいように、部品本体４１から突出する。被把持部４２は矩形の板状に形成され、被把持部４２の端面が部品本体４１の主面の１つに接続されている。

参考技術である把持機構３０では、被把持部４２の端面が部品本体４１の主面の１つに接続されている点から、被把持部４２の頂点までの高さＬ１は、把持コロ３２の半径Ｒよりも大きくなければならない（高くなければならない）。

把持機構３０は、把持コロ３２に働く重力の作用により、把持コロ３２の外面とホルダー３１の内面との間に、第１部品４の被把持部４２を把持する。具体的には、図３に示す把持状態において、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間に、適度の摩擦力で被把持部４２が把持される。被覆部３２２が圧縮変形することにより、被覆部３２２が非弾性体で構成された場合に比べて被把持部４２との接触面積が大きくなり、大きい把持力を実現している。

以下、図１～図３を参照して、組立装置１００の動作を説明する。

第１工程において、ロボット１は、図１に示すように、第１部品４の収納場所まで把持機構３０を移動させる。そして、ロボット１は、被把持部４２と背板３１１とが互いに平行になるように把持機構３０の姿勢を調整したうえ、第１部品４に対して、把持機構３０をＺ軸の正の向きに相対移動させる。

図３に示すように、被把持部４２は、開口３１５を通してホルダー３１の中へ入り、把持コロ３２を押し退けながらホルダー３１の中を上昇する。被把持部４２の上端が、少なくとも把持コロ３２の中心よりも高い位置まで達した時点で、把持機構３０の移動が停止する。その結果、図３に示す把持状態が実現する。

第２工程において、ロボット１は、把持状態を維持したまま、把持機構３０をＺ軸の負の向きに移動させる。ロボット１は、把持機構３０をさらに移動させることにより、図１に示すように、第２部品５の直上まで第１部品４を搬送する。被把持部４２は、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間に把持されたままである。

第３工程において、ロボット１は、把持機構３０をＺ軸の正の向きに移動させる。その結果、第１部品４が第２部品５に嵌合される。なお、嵌合の際に被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間で被把持部４２が滑って移動してしまう場合には、第１部品４をＺ軸の正の向きに押し付ける補助手段を付加すればよい。少なくとも嵌合の直前までは、図３に示す把持状態が維持される。

第４工程において、ロボット１は、把持機構３０をＸ軸の正の向き（またはＸ軸の負の向き）に移動させる。被把持部４２は、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間を擦り抜け、さらに切欠部３１７を通過する。その結果、把持機構３０による第１部品４の把持が解除される。第１部品４は、第２部品５に嵌合されたままである。

第５工程において、ロボット１は、把持機構３０をＺ軸の負の向きに移動させつつ、次の作業に備えて把持機構３０を元の位置に戻す。

なお、図３に示す把持状態において第１部品４の落下を防止するため、被把持部４２の２つの主面のうち把持コロ３２の側の主面の上縁近傍に、Ｘ軸方向に延びるリブを設けてもよい。このリブの作用により、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間で被把持部４２がＺ軸の正の向きに滑って移動することを防止できる。

（実施形態１）
以下、図１に加え、図４を参照して、本発明の実施形態１に係る把持機構３について説明する。図４は、実施形態１に係る把持機構３の外観斜視図である。

図４に示す実施形態１に係る位置ずれ修正装置２は、図１で説明した位置ずれ修正装置２と同等である。把持機構３は、図２で説明した把持機構３０に対応する。すなわち、図４に示す実施形態１に係る位置ずれ修正装置２および把持機構３は、図１で説明した組立装置１００を構成することができる。位置ずれ修正装置２については、図１で説明したので、重複する説明を省略する。

図４に示すように、把持機構３は、枠体３３と、把持体３４とを備える。枠体３３は、把持体３４を収容し、対象物４３の被把持部４４を把持する板状部３３１を有する。把持体３４は、被把持部４４を把持する平面３４１を有する。把持機構３は、把持体３４に働く重力の作用により、把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１の内面３３５との間に対象物４３の被把持部４４を把持する。

枠体３３は、板状部３３１とともに各々把持体３４の重量を支える支持部３３４を有し、対象物４３の挿入を受ける開口３３７が板状部３３１と支持部３３４との間に形成されている。

把持機構３の枠体３３は、把持体３４を収容する。枠体３３は、板状部３３１と、天板３３２と、上前板３３３と、支持部３３４とを有する。枠体３３は、例えば、アルミニウムのような軽金属で構成されてもよい。当該事項は、本願の全編において適用され得る。

板状部３３１は、ＺＸ平面に沿って延びる矩形の平面状の板である。天板３３２は、板状部３３１の上縁を始端としてＸＹ平面に沿って延びる矩形の板である。上前板３３３は、天板３３２の前縁を始端として、板状部３３１から離れる方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。また、上前板３３３は、天板３３２の前縁を始端として、板状部３３１から垂直下方に向かって延びる矩形の板であってもよい。支持部３３４は、上前板３３３の下縁を始端として、板状部３３１に近づく方向に向かって斜め下方へ延びる矩形の板である。

枠体３３の板状部３３１の下端と、支持部３３４の下端との間には、開口３３７が形成される。開口３３７は、対象物４３の被把持部４４の挿入を受け入れる。

把持体３４は、枠体３３の板状部３３１の内面３３５に対向する側に平面３４１を有する。把持体３４は、枠体３３の板状部３３１との間に対象物４３の被把持部４４を挟持する。すなわち、把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１の内面３３５との間に対象物４３の被把持部４４が挿入され、平面３４１と内面３３５とにより対象物４３の被把持部４４が把持される。これによって、対象物４３は、把持機構３により把持される。

把持体３４の平面３４１以外の面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。把持体３４は多面体であってもよい。把持体３４の平面３４１と反対側の斜面３４３は、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と対向する。斜面３４３は、平面であってもよく、曲面であってもよい。但し、内面３３６が平面である場合は、斜面３４３も平面であることが好ましい。また、内面３３６が曲面である場合は、斜面３４３は内面３３６と同様の曲率を有する曲面であることが好ましい。当該事項は、本願の全編において適用され得る。

つまり、把持体３４に働く重力の作用により、把持体３４の平面３４１は枠体３３の板状部３３１の内面３３５と密着することが好ましい。また、把持体３４に働く重力の作用により、把持体３４の斜面３４３は、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と密着することが好ましい。

把持体３４は、さらに下面３４４を有する。下面３４４と平面３４１との接続部分には、テーパー３４２を有してもよい。テーパー３４２は、下面３４４から平面３４１に向かって形成された斜面である。把持体３４がテーパー３４２を有することにより、対象物４３が、把持体３４と枠体３３の板状部３３１との間に挿入されやすくなる。

対象物４３は、対象物４３の上面４５から突出して把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１とにより把持される被把持部４４を有する。

対象物４３は、例えば、略直方体の形状を有する。被把持部４４は、把持機構３によって把持されやすいように、対象物４３の把持機構３に対向する上面４５から突出する。被把持部４４は、対象物４３と一体に形成されてもよい。被把持部４４は、対象物４３の上面４５に接続されて形成されてもよい。

被把持部４４の高さＬ２は、被把持部４４が把持体３４と枠体３３の板状部３３１とに挟持される（把持される）ために最小限の高さ（長さ）であればよい。高さＬ２は、図３で説明した高さＬ１よりも低い（小さい）。当該事項は、本願の全編において適用され得る。

本実施形態によれば、把持体３４に働く重力の作用により、把持体３４と枠体３３とにより対象物４３の被把持部４４を把持するので、故障しにくい把持機構３を提供することができる。また、把持体３４が対象物４３の被把持部４４を把持する平面３４１を有することにより、把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１の内面３３５との密着性が高まる。そのため、把持機構３は、効率よく対象物４３を把持することができ、対象物４３を搬送する作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、対象物４３の被把持部４４が開口３３７から容易に枠体３３に挿入される。また、把持体３４の斜面３４３が枠体３３の支持部３３４の内面３３６と面密着し、対象物４３が把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１の内面３３５との間に面密着されて挟持されるため、把持機構３は、より正確に対象物４３を把持することができる。

さらに、本実施形態によれば、対象物４３が被把持部４４を有することにより、枠体３３は、把持体３４との間で対象物４３を把持し易くなる。また、把持体３４の平面３４１と枠体３３の板状部３３１の内面３３５とが、対象物４３の被把持部４４を面密着して把持するため、把持体３４が円柱体または球体である場合よりも、被把持部４４の高さＬ２を低く（小さく）することができ、被把持部４４を製作するためのコストを下げることができる。

次に、図１に加え、図５（ａ）～（ｃ）を参照して、実施形態１に係る把持機構３の動作を説明する。図５（ａ）～（ｃ）は、実施形態１に係る把持機構３の動作を示す図である。図４で説明した構造、構成、および効果と重複する説明は省略することがある。

図５（ａ）に示すように、把持体３４に働く重力の作用により、把持体３４は、枠体３３の支持部３３４と板状部３３１とによって挟持され、枠体３３の下端に静止している。このとき、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と把持体３４の斜面３４３とが密着し、枠体３３の板状部３３１の内面３３５と把持体３４の平面３４１とが密着している。

図１で説明した組立装置１００のロボット１は、把持機構３を制御する。ロボット１は、把持機構３を方向Ｂに移動させる。対象物４３の被把持部４４の上端が把持体３４のテーパー３４２に当接する。

図５（ｂ）に示すように、ロボット１が継続して把持機構３を方向Ｂに移動させると、把持体３４の傾斜したテーパー３４２が対象物４３の被把持部４４に付勢されるので、把持体３４は、斜め上方向、すなわち、方向Ｃに持ち上げられる。

図５（ｃ）に示すように、対象物４３の被把持部４４が把持体３４のテーパー３４２から外れると、把持体３４は、鉛直下方向（方向Ｄ）に落下する。

把持体３４に働く重力の作用により、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と把持体３４の斜面３４３とが密着し、対象物４３の被把持部４４は、枠体３３の板状部３３１の内面３３５と把持体３４の平面３４１とに挟持され、把持される。

内面３３５と平面３４１とは平行であるので、対象物４３の被把持部４４は、両側面が強い静止摩擦力で挟持される。従って、被把持部４４の高さ（長さ）Ｌ２は、対象物４３が把持機構３から落下しない程度の静止摩擦力が被把持部４４に発生する程度に低く（短く）することができる。

（実施形態２）
次に、図１に加え、図６（ａ）～図７（ｃ）を参照して、実施形態２に係る把持機構３の把持体３４の構成を説明する。図６（ａ）および（ｂ）は、実施形態２に係る把持機構３の把持体３４を示す図である。図７（ａ）～（ｃ）は、実施形態２に係る把持機構３の動作を示す図である。図１～図５で説明した構造、構成、および効果と重複する説明は省略することがある。

実施形態２に係る把持機構３は、枠体３３と、把持体３４とに加え、さらに回転体３５または回転体３６を備える。把持体３４は、支持部３３４に対向する斜面３４３にケース３５１またはケース３６１を有し、ケース３５１またはケース３６１に回動可能に回転体３５または回転体３６を装着可能である。

すなわち、図６（ｂ）に示すように、把持体３４は、斜面３４３にケース３５１を有する。把持体３４は、斜面３４３にケース３６１を有する。把持体３４は、ケース３５１に回転体３５を回動可能に装着でき、収納できる。把持体３４は、ケース３６１に回転体３６を回動可能に装着でき、収納できる。

ケース３５１およびケース３６１は、それぞれ斜面３４３に開口を有する。回転体３５および回転体３６は、それぞれ一部が斜面３４３の開口から表出している。回転体３５および回転体３６は、ボールのような球体でもよく、ローラーのような円柱体でもよい。当該事項は、本願の全編において適用され得る。

回転体３５は、周面が弾性体で構成されているので、ケース３５１に装着でき、収納することができ、ケース３５１から抜き出すことができる。

回転体３６は、周面が弾性体で構成されているので、ケース３６１に装着でき、収納することができ、ケース３６１から抜き出すことができる。

図７（ａ）に示すように、組立装置１００のロボット１（図１）は、把持機構３の枠体３３を方向Ｂに移動させる。

図７（ｂ）に示すように、対象物４３の被把持部４４の上端が把持体３４のテーパー３４２に当接する。ロボット１が継続して枠体３３を方向Ｂに移動させると、把持体３４の傾斜したテーパー３４２が対象物４３の被把持部４４に付勢されるので、把持体３４は、斜め上方向、すなわち、方向Ｃに持ち上げられる。この場合、回転体３５または回転体３６が枠体３３の支持部３３４の内面３３６を転がるので、把持体３４は、小さい摩擦力で方向Ｃに移動できる。

図７（ｃ）に示すように、対象物４３の被把持部４４が把持体３４のテーパー３４２から外れると、把持体３４は、鉛直下方向（方向Ｄ）に落下する。この場合、回転体３５および回転体３６が枠体３３の支持部３３４の内面３３６を転がるので、把持体３４は、小さい摩擦力で方向Ｄに移動できる。

把持体３４に働く重力の作用により、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と回転体３５および回転体３６の周面とが密着するため、回転体３５および回転体３６は、把持体３４を付勢する。従って、対象物４３の被把持部４４は、枠体３３の板状部３３１の内面３３５と把持体３４の平面３４１とに挟持され、把持される。

本実施形態によれば、把持体３４に装着された回転体３５および回転体３６が、枠体３３の支持部３３４と把持体３４の斜面３４３との抵抗を低減させるため、対象物４３の被把持部４４が枠体３３の開口３３７から枠体３３の内部へ挿入された後、把持体３４が容易に落下し、対象物４３を枠体３３と把持体３４とで好適に挟持し、把持できる。

（実施形態３）
次に、図１、図７（ａ）～（ｃ）に加え、図８（ａ）および（ｂ）を参照して、実施形態３に係る把持機構３の把持体３４の構成と動作を説明する。図８（ａ）および（ｂ）は、実施形態３に係る把持機構３の把持体３４を示す図である。図１～図７で説明した構造、構成、および効果と重複する説明は省略することがある。

図８（ａ）に示すように、回転体３５は、周面に凹凸３５２を有する。回転体３６は、周面に凹凸３６２を有する。また、図８（ｂ）に示すように、ケース３５１は、回転体３５の周面が摺接する曲面に凹凸３５３を有する。ケース３６１は、回転体３６の周面が摺接する曲面に凹凸３６３を有する。

本実施形態によれば、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、回転体３５をケース３５１に収納すると、回転体３５の凹凸３５２とケース３５１の凹凸３５３とが噛み合うため、回転体３５の空転が防止される。また、回転体３６をケース３６１に収納すると、回転体３６の凹凸３６２とケース３６１の凹凸３６３とが噛み合うため、回転体３６の空転が防止される。

また、実施態様２と同様に、図７（ｂ）に示すように、組立装置１００のロボット１（図１）が、把持機構３の枠体３３を方向Ｂに移動させると、把持体３４は方向Ｃに持ち上げられる。このとき、回転体３５および回転体３６は、自重により鉛直下方向に下がるため、回転体３５とケース３５１との間に空間ができ、回転体３６とケース３６１との間に空間ができる。

そのため、把持体３４が方向Ｃに持ち上げられる際に、回転体３５または回転体３６は回転することができ、把持体３４の斜面３４３と支持部３３４の内面３３６との摩擦を低減する。

さらに、図７（ｃ）に示すように、把持体３４が落下すると、回転体３５の凹凸３５２とケース３５１の凹凸３５３とが噛み合い、回転体３６の凹凸３６２とケース３６１の凹凸３６３とが噛み合う。さらに、回転体３５の凹凸３５２が、枠体３３の支持部３３４の内面３３６に食い込み、回転体３５の凹凸３５２が潰れる。また、回転体３６の凹凸３６２が、枠体３３の支持部３３４の内面３３６に食い込み、回転体３６の凹凸３６２が潰れる。

そのため、把持体３４の回転体３５および回転体３６と、枠体３３の支持部３３４の内面３３６との間で大きな静止摩擦力が発生する。その結果、把持体３４は、実施形態２に係る把持体３４よりもさらに好適に鉛直上方向に押し戻されにくくなり、対象物４３の被把持部４４は、実施形態２の場合よりもさらに強い静止摩擦力で把持体３４および枠体３３の板状部３３１に把持される。

（実施形態４）
次に、図１に加えて、図９（ａ）～図１０（ｃ）を参照して、実施形態４に係る把持機構３の把持体３４の構成を説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、実施形態４に係る把持機構３の把持体３４を示す図である。図１０（ａ）～（ｃ）は、実施形態４に係る把持機構３の動作を示す図である。図１～図８で説明した構造、構成、および効果と重複する説明は省略することがある。

実施形態４に係る把持機構３は、図９（ｂ）に示すように、枠体３３と、把持体３４とに加え、さらに回転体３７を備える。把持体３４は、支持部３３４に対向する斜面３４３にケース３７１を有し、図９（ａ）に示すように、ケース３７１に回動可能に回転体３７を装着可能である。

実施形態４で例示する回転体３７は、実施形態２および実施形態３で例示する回転体３５および回転体３６よりも半径が大きい。

ケース３７１は、斜面３４３に開口を有する。回転体３７は、一部が斜面３４３の開口から表出している。回転体３７は、ボールのような球体でもよく、ローラーのような円柱体でもよい。当該事項は、本願の全編において適用され得る。

回転体３７は、周面が弾性体で構成されているので、ケース３７１に装着でき、収納することができ、ケース３７１から抜き出すことができる。

図１０（ａ）に示すように、組立装置１００のロボット１（図１）は、把持機構３の枠体３３を方向Ｂに移動させる。

図１０（ｂ）に示すように、対象物４３の被把持部４４の上端が把持体３４のテーパー３４２に当接する。ロボット１が継続して枠体３３を方向Ｂに移動させると、把持体３４の傾斜したテーパー３４２が対象物４３の被把持部４４に付勢されるので、把持体３４は、斜め上方向、すなわち、方向Ｃに持ち上げられる。この場合、回転体３７が枠体３３の支持部３３４の内面３３６を転がるので、把持体３４は、小さい摩擦力で方向Ｃに移動できる。

図１０（ｃ）に示すように、対象物４３の被把持部４４が把持体３４のテーパー３４２から外れると、把持体３４は、鉛直下方向（方向Ｄ）に落下する。この場合、回転体３７が枠体３３の支持部３３４の内面３３６を転がるので、把持体３４は、小さい摩擦力で方向Ｄに移動できる。

把持体３４に働く重力の作用により、枠体３３の支持部３３４の内面３３６と回転体３７の周面とが密着するため、回転体３７は、把持体３４を付勢する。従って、対象物４３の被把持部４４は、枠体３３の板状部３３１の内面３３５と把持体３４の平面３４１とに挟持され、把持される。

本実施形態によれば、把持体３４に装着された回転体３７が、枠体３３の支持部３３４と把持体３４の斜面３４３との抵抗を低減させる。そして、回転体３７は、実施形態２および実施形態３で説明した回転体３５および回転体３６よりも半径が大きいので、回転体３７が枠体３３の支持部３３４の内面３３６と密着するときの密着面積が大きい。

そのため、対象物４３の被把持部４４が枠体３３の開口３３７から枠体３３の内部へ挿入された後、把持体３４が容易に落下し、さらに好適に強い静止摩擦力で対象物４３を枠体３３と把持体３４とで挟持し、把持できる。

（実施形態５）
次に、図１、図１０（ａ）～（ｃ）に加え、図１１（ａ）および（ｂ）を参照して、実施形態５に係る把持機構３の把持体３４の構成と動作を説明する。図１１（ａ）および（ｂ）は、実施形態５に係る把持機構３の把持体３４を示す図である。図１～図１０で説明した構造、構成、および効果と重複する説明は省略することがある。

図１１（ａ）に示すように、回転体３７は、周面に凹凸３７２を有する。また、図１１（ｂ）に示すように、ケース３７１は、回転体３７の周面が摺接する曲面に凹凸３７３を有する。

本実施形態によれば、図１１（ａ）に示すように、回転体３７をケース３７１に収納すると、回転体３７の凹凸３７２とケース３７１の凹凸３７３とが噛み合うため、回転体３７の空転が防止される。

また、実施態様４と同様に、図１０（ｂ）に示すように、組立装置１００のロボット１（図１）が、把持機構３の枠体３３を方向Ｂに移動させると、把持体３４は方向Ｃに持ち上げられる。このとき、回転体３７は、自重により鉛直下方向に下がるため、回転体３７とケース３７１との間に空間ができる。

そのため、把持体３４が方向Ｃに持ち上げられる際に、回転体３７は回転することができ、把持体３４の斜面３４３と支持部３３４の内面３３６との摩擦を低減する。

さらに、図１０（ｃ）に示すように、把持体３４が落下すると、回転体３７の凹凸３７２とケース３７１の凹凸３７３とが噛み合う。さらに、回転体３７の凹凸３７２が、枠体３３の支持部３３４の内面３３６に食い込み、回転体３７の凹凸３７２が潰れる。

そのため、把持体３４の回転体３７と、枠体３３の支持部３３４の内面３３６との間で大きな静止摩擦力が発生する。その結果、把持体３４が鉛直上方向に押し戻されにくくなり、対象物４３の被把持部４４は好適に強い静止摩擦力で把持体３４および枠体３３の板状部３３１に把持される。

さらに、実施形態５に係る半径の大きな回転体３７を設ける方が、回転体３７の周面と、枠体３３の支持部３３４の内面３３６との密着面積が大きくなる。そのため、実施形態３のように半径の小さな回転体３５および回転体３６を設ける場合よりも、さらに好適に対象物４３の被把持部４４は強い静止摩擦力で把持体３４および枠体３３の板状部３３１に把持される。

上記した各実施形態の説明は、本発明における好適な実施形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

本発明は、把持機構の分野に利用可能である。

２ 位置ずれ修正装置
３ 把持機構
３３ 枠体
３３１ 板状部
３３２ 天板
３３３ 上前板
３３４ 支持部
３４ 把持体
３４１ 平面
３４２ テーパー
４３ 対象物
４４ 被把持部
４５ 上面

Claims (3)

1. 把持体と、
   前記把持体を収容し、対象物の被把持部を把持する板状部を有する枠体と、
   回転体と
   を備え、
   前記把持体は、前記被把持部を把持する平面を有し、
   前記把持体に働く重力の作用により、前記把持体の前記平面と前記枠体の前記板状部の内面との間に前記対象物の前記被把持部を把持し、
   前記枠体は、前記板状部とともに各々前記把持体の重量を支える支持部を有し、
   前記把持体は、
   前記支持部に対向する斜面と、
   前記斜面に設けられ、前記回転体が回動可能に装着されるケースと
   を有し、
   前記回転体は、前記支持部の内面を転がる、把持機構。
2. 前記対象物の挿入を受ける開口が前記板状部と前記支持部との間に形成されている、請求項１に記載の把持機構。
3. 前記対象物は、前記対象物の上面から突出して前記把持体の前記平面と前記枠体の前記板状部とにより把持される前記被把持部を有する、請求項１又は請求項２に記載の把持機構。

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