JPWO2019038982A1 - 把持装置、及び搬送装置 - Google Patents

Abstract

搬送装置は、一対の把持部材間に物体を把持可能な把持装置と、把持装置とともに物体を移動させるアーム部と、アーム部を支持する基部と、を備える。把持装置は、互いに対向する一対の把持部材と、一対の把持部材を支持し、且つ、一対の把持部材の対向方向に少なくとも一方の把持部材を移動可能に支持する支持部材と、対向方向に沿って一対の把持部材が互いに近づく方向に少なくとも一方の把持部材を移動させるための移動部と、対向方向と垂直な回転軸を中心にして回転可能であり、且つ、対向方向に沿って一対の把持部材が互いに離れる方向に少なくとも一方の把持部材を移動させるためのカムと、カムを回転駆動するモータと、を備える。カムの対向方向における側面は、少なくとも一方の把持部材に接する。一対の把持部材間の間隔が、カムの回転に応じて変化する。【選択図】図２

Description

本発明は、把持装置、及び搬送装置に関する。

従来、物体を把持可能な把持装置を備える搬送装置が知られている。たとえば、日本国公開公報特開２００７−９２９６７号公報は、工作機械等の先端部に取り付けられるチャック装置を開示している。該チャック装置では、一組のＬ字状のチャックの一端部がそれぞれピストンに装着されたピストンピンに係合され、チャックの折曲した中央部がそれぞれリンクピンに軸支されている。ピストンの軸線方向に沿った変位作用により、チャックがリンクピンを支点として回動する。この際、リンクピンに軸支された部位から下方に向かって延在しているチャックの他端部がそれぞれ、ピストンの変位作用下にて回動し、互いに接近・離間する。一組のチャックは、他端部が互いに接近する際にはワークを把持し、他端部が互いに離間する際にはワークの把持を解除する。

日本国公開公報：特開２００７−９２９６７号公報

しかしながら、特許文献１のように一組のチャックの回動によりワークの把持及びその解除を行う機構では、たとえばワークの形状によってワークの把持状態が不安定になってしまう。

本発明は、把持部材間での把持をより安定に行うことができる把持装置、及び搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の例示的な把持装置は、互いに対向する一対の把持部材と、一対の前記把持部を支持し、且つ、一対の前記把持部材の対向方向に少なくとも一方の前記把持部材を移動可能に支持する支持部材と、前記対向方向に沿って一対の前記把持部材が互いに近づく方向に前記少なくとも一方の前記把持部材を移動させるための移動部と、前記対向方向と垂直な回転軸を中心にして回転可能であり、且つ、前記対向方向に沿って一対の前記把持部材が互いに離れる方向に前記少なくとも一方の前記把持部材を移動させるためのカムと、前記カムを回転駆動するモータと、を備え、前記カムの前記対向方向における側面は、前記少なくとも一方の前記把持部材に接し、一対の前記把持部材間の間隔が、前記カムの回転に応じて変化する構成とされる。

本発明の例示的な搬送装置は、一対の把持部材間に物体を把持可能な上記の把持装置と、前記把持装置とともに前記物体を移動させるアーム部と、前記アーム部を支持する基部と、を備える構成とされる。

本発明の例示的な把持装置、及び搬送装置によれば、把持部材間での把持をより安定に行うことができる。

図１は、搬送装置の一例を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る把持装置の一例を示す斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る把持装置の断面図である。 図４Ａは、軸方向からみたカムの形状の一例を示す図である。 図４Ｂは、軸方向からみたカムの形状の他の一例を示す図である。 図５は、第２実施形態に係る把持装置の一例を示す斜視図である。 図６は、第２実施形態に係る把持装置の断面図である。 図７は、第２実施形態に係る突起部及び溝部の構成例を示す斜視図である。 図８は、第２実施形態の第１変形例に係る把持装置の断面図である。 図９Ａは、カムの時計回りの回転によって、突起部が溝部の回転方向における両端部間に位置する場合での第２実施形態における把持装置を軸方向前側からみた図である。 図９Ｂは、カムの時計回りの回転によって、突起部が溝部の逆時計回りの回転方向における端部に位置する場合での第２実施形態に係る把持装置を軸方向前側からみた図である。 図１０Ａは、第２実施形態の第２変形例に係る把持装置の断面図である。 図１０Ｂは、第２実施形態の第３変形例に係る把持装置の断面図である。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。

なお、本明細書では、搬送装置４００の把持装置１００において、後述する回転軸ＲＡと平行な方向ＡＤを「軸方向ＡＤ」と呼ぶ。軸方向ＡＤにおいて、後述するモータ５から後述するカム４に向かう方向を軸方向ＡＤの一方側として「軸方向前側」と呼び、カム４からモータ５に向かう方向を軸方向ＡＤの他方側として「軸方向後側」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向前側における端部を「前端部」と呼び、軸方向後側における端部を「後端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、軸方向前側を向く面を「前面」と呼び、軸方向後側を向く面を「背面」と呼ぶ。

把持装置１００において、後述する一対の把持部材１が互いに対向し合う方向ＯＤを「対向方向ＯＤ」と呼ぶ。言い換えると、対向方向ＯＤは、一対の把持部材１のうちの一方と他方とを通る直線と平行な方向ＯＤであり、たとえば後述する図２及び図５では左側の把持部材１と右側の把持部材１とを通る直線と平行な方向ＯＤである。また、対向方向ＯＤに沿って一対の把持部材１が互いに近づく方向を「接近方向」と呼び、対向方向ＯＤに沿って一対の把持部材１が互いに離れる方向を「離間方向」と呼ぶ。たとえば、図２及び図５の左側の把持部材１及びその構成要素において、近接方向は左側の把持部材１から右側の把持部材１に向かう方向であり、離間方向は右側の把持部材１から左側の把持部材１に向かう方向である。また、図２及び図５の右側の把持部材１及びその構成要素において、近接方向は右側の把持部材１から左側の把持部材１に向かう方向であり、離間方向は左側の把持部材１から右側の把持部材１に向かう方向である。対向方向ＯＤは、接近方向と離間方向とを含んでいる。さらに、接近方向と離間方向とは、対向方向ＯＤに沿い且つ互いに逆向きである。各々の構成要素において、接近方向を向く側面を「内側面」と呼び
離間方向を向く側面を「外側面」と呼ぶ。

把持装置１００において、回転軸ＲＡを中心とする周方向ＲＤを「回転方向ＲＤ」と呼ぶ。回転方向ＲＤにおいて、軸方向前側から把持装置１００をみた場合の右回りを「時計回り」と呼び、該右回りの回転方向を「時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤ」と呼ぶ。回転方向ＲＤにおいて、軸方向前側から把持装置１００をみた場合の左回りを「逆時計回り」と呼び、該左回りの回転方向を「逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤ」と呼ぶ。

なお、以上に説明した方向、端部、及び面などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．第１実施形態に係る搬送装置の構成＞
図１は、搬送装置４００の一例を示す斜視図である。搬送装置４００は、図１に示すように、把持装置１００と、アーム部２００と、基部３００と、を備える。把持装置１００は、一対の把持部材１間に物体（不図示）を把持可能である。アーム部２００は、把持装置１００を移動可能に保持し、たとえば把持装置１００とともに物体を鉛直方向、鉛直方向を中心とする径方向及び周方向に移動させることができる。基部３００は、図示しない台座、又は地面などに固定されており、アーム部２００を動作可能に支持する。

＜１−２．第１実施形態に係る把持装置の構成＞
次に、第１実施形態に係る把持装置１００の構成を説明する。図２は、第１実施形態に係る把持装置１００の一例を示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係る把持装置１００の断面図である。なお、図２では、構成を理解し易くするため、後述する支持部材２、移動部３、及び筐体６などの一部の構成要素を透過させて図示している。また、図３は、回転軸ＲＡを含み且つ対向方向ＯＤと垂直な平面による把持装置１００の断面構造を示している。

把持装置１００は、一対の把持部材１と、支持部材２と、移動部３と、カム４と、モータ５と、筐体６と、を備えている。

一対の把持部材１は、対向方向ＯＤにおいて互いに対向している。一対の把持部材１の材料は、特に限定しないが、好ましくは、支持部材２およびカム４などのような該把持部材１と接触する部材の材料よりも軟らかい材料である。より好ましくは、一対の把持部材１は、樹脂製である。このようにすれば、一対の把持部材１を安価に製造することができる。さらに、一対の把持部材１により把持される物体の損傷を抑制することもできる。把持部材１の構成は、後に説明する。

支持部材２は、筐体６に固定され、一対の把持部材１を支持している。支持部材２の数は、この例示に限定されず、単数であってもよいが、好ましくは複数である。本実施形態では、対向方向ＯＤに延びる２個の棒状部材が、支持部材２として用いられている。

２本の支持部材２は、回転軸ＲＡ及び対向方向ＯＤと垂直な方向に並んでいる。各々の支持部材２の両端は、筐体６に固定されている。また、支持部材２は、少なくとも一方の把持部材１を対向方向ＯＤに移動可能に支持している。なお、支持部材２は、本実施形態では、一対の把持部材１それぞれを、対向方向ＯＤに移動可能に支持している。但し、この例示に限定されず、支持部材２は、一対の把持部材１のうちの一方を、対向方向ＯＤに移動可能に支持していてもよい。この場合、一対の把持部材１のうちの他方は、たとえば、支持部材２に固定されていてもよいし、筐体６に固定されていてもよい。

移動部３は、少なくとも一方の把持部材１を接近方向に移動させるための部材である。なお、移動部３は、本実施形態では一対の把持部材１それぞれを接近方向に移動させるための部材となっている。但し、この例示に限定されず、移動部３は、一対の把持部材１のうちの一方を、接近方向に移動させるための部材であってもよい。また、本実施形態では、コイル発条が、移動部３として用いられており、対向方向ＯＤにおいて把持部材１の外側面と筐体６の内側面との間に設けられている。より具体的には、移動部３の離間方向における端部は、筐体６の対向方向ＯＤにおいて後述する窪み部６ｂ内に収容され、該窪み部６ｂの対向方向ＯＤにおける内面に接している。移動部３の接近方向における端部は、把持部材１の外側面に接しており、該外側面を接近方向に押している。

このように、移動部３は、複雑な支持構造を採用することなく、筐体６によって覆われた簡易的な支持構造を採用している。より具体的には、筐体６は、前筐体６０ａと、後筐体６０ｂと、で構成されている。後筐体６０ｂは、前筐体６０ａの軸方向後側に取り付けられている。後筐体６０ｂは、一対の把持部材１よりも軸方向後側に位置する板状部材と、該板状部材の離間方向における両端部から軸方向前側に突出する突壁と、を有している。各々の突壁の接近方向における内側面には、窪み部６ｂが設けられている。このように、前筐体６０ａと後筐体６０ｂとで構成される筐体６では、該筐体が単一の部材で構成される場合と比較すると、窪み部６ｂを内側面に設ける加工がし易い。これにより、前筐体６０ａを後筐体６０ｂから取り外すだけで、移動部３を把持装置１００から容易に取り外すことができる。このように、移動部３を比較的容易に取り外すことができるため、一対の把持部材１を支持している支持部材２の筐体６に対する固定状態も比較的容易に解除できる。すなわち、一対の把持部材１を筐体６から比較的容易に取り外すことができるので、把持装置１００のメンテナンスを容易にすることができる。なお、移動部３は、窪み部６ｂ内に収容されるとともに、窪み部６ｂの内周面に設けたねじ溝に嵌まるねじを用いて、簡易的に支持しても良い。これにより、前筐体６０ａを取り外した際に、移動部３が意図せず飛散することを抑制できる。よって、把持装置１００のメンテナンスを更に容易に行うことができる。

カム４は、対向方向ＯＤと垂直な回転軸ＲＡを中心にして回転可能である。カム４の対向方向ＯＤにおける側面は、少なくとも一方の把持部材１に接しており、より具体的には、少なくとも一方の把持部材１の内側面に接している。なお、カム４の対向方向ＯＤにおける側面は、本実施形態では一対の把持部材１それぞれの内側面に接しているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方の内側面に接していてもよい。以下では、把持部材１の内側面において、回転するカム４が該内側面に接触可能な領域を接触部１ａと呼ぶ。カム４は、回転に応じて接触部１ａを離間方向に押すことにより、少なくとも一方の把持部材１を離間方向に移動させるための部材である。なお、カム４は、本実施形態では一対の把持部材１それぞれを離間方向に押すが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方を離間方向に押してもよい。カム４の構成は後に説明する。

モータ５は、カム４を回転駆動する。モータ５は、シャフト５ａと、カム取付部材５ｂと、を有している。シャフト５ａは、回転軸ＲＡを中心にして回転方向ＲＤに回転可能である。カム取付部材５ｂは、カム４をシャフト５ａに取り付けるための部材である。なお、カム４がシャフト５ａに取り付けられる構成は、後にカム４の構成とともに説明する。

筐体６は、各々の把持部材１の一部、支持部材２、移動部３、及びカム４を内部に収容する。筐体６は、本実施形態では、モータ５及びアーム部２００に連結されている。筐体６は、筐体開口６ａと、窪み部６ｂと、背面開口６ｃと、を有している。筐体開口６は、筐体６の軸方向ＡＤ及び対向方向ＯＤの両方と垂直な方向の一方側を向く面に設けられ、該垂直な方向において筐体６を貫通している。筐体開口６を介して、各々の把持部材１の後述するチャック部１１を含む一部が、筐体６の外部に突出している。窪み部６ｂは、筐体６の対向方向ＯＤ両側における内側面に設けられ、離間方向に凹んでいる。背面開口６ｃは、筐体６の背面に設けられ、筐体６を軸方向ＡＤに貫通している。

＜１−２−１．把持部材の構成＞
次に、図２及び図３を参照して、把持部材１の構成を説明する。

一対の把持部材１はそれぞれ、チャック部１１を有する。チャック部１１は、対向する他の把持部材１との間に物体（不図示）を把持可能な部位である。本実施形態では、各々の把持部材１は、支持部材２により支持される部位から回転軸ＲＡ及び対向方向ＯＤと垂直な方向に延びている。チャック部１１は、把持部材１の該垂直な方向の先端に設けられている。このようにすれば、一対の把持部材１は、回転軸ＲＡと垂直な方向に位置する先端で物体を把持できる。

一対の把持部材１はそれぞれ、第１チャック部１１ａと、第２チャック部１１ｂと、を有する。なお、本実施形態では、チャック部１１が、第１チャック部１１ａと、第２チャック部１１ｂと、を含む。第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂは、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤに並んでいる。こうすれば、一対の把持部材１は、第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂそれぞれを物体に当てた状態で物体をさらに安定に把持できる。なお、第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂは、本実施形態の例示に限定されず、回転軸ＲＡと交差する方向に並んでいてもよく、特に、回転軸ＲＡと垂直な方向に並んでいてもよい。また、第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂの内側面はそれぞれ、本実施形態では平面であるが、この例示に限定されず、接近方向に向かって突出する曲面であってもよいし、離間方向に凹む曲面であってもよい。或いは、該内側面は、一対の把持部材１が把持する物体の滑落を抑制又は防止するために、対向方向ＯＤにおいて複数の凹凸を有していてもよい。また、把持する物体の形状に合わせて、一対の把持装置１を選択できるように、形状の異なる複数の第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂを用意しておくことが好ましい。また、第１チャック部１１ａ及び第２チャック部１１ｂそれぞれの内側面には、一対の把持部材１の把持による物体の変形を抑制又は防止するために、ゴム板などの弾性部材が設けられていてもよい。

また、少なくとも一方の把持部材１は、貫通孔１２をさらに有している。本実施形態では、一対の把持部材１それぞれが、貫通孔１２を有している。なお、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方が貫通孔１２を有していてもよい。

貫通孔１２は、対向方向ＯＤにおいて把持部材１を貫通している。貫通孔１２には、支持部材２が通されている。また、把持部材１は、貫通孔１２内の支持部材２に沿って摺り動くことができる。このように、貫通孔１２は、摺動可能に支持部材２により移動可能に支持される部位となっている。

各々の把持部材１は単一の部材でなくてもよいが、少なくとも一方の把持部材１は単一の部材であることが好ましい。より具体的には、少なくとも一方の把持部材１は、前述の接触部１ａと、対向する他の把持部材１との間に物体を把持可能な部位であるチャック部１１と、支持部材２により移動可能に支持される部位である貫通孔１２が設けられる部分と、を含む単一の部材であることが好ましい。なお、本実施形態では各々の把持部材が上記のような単一の部材となっているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方が上記のような単一の部材となっていてもよい。このようにすれば、把持装置１００の部品点数を低減できるので、把持装置１００の製造工程及び組み立て工程を簡略化でき、製造コストを軽減できる。

一対の把持部材１間の間隔は、カム４の回転に応じて変化する。より具体的には、カム４の回転に応じて少なくとも一方の把持部材１が離間方向又は接近方向に移動することによって、一対の把持部材１間の間隔が変化する。たとえば、カム４が把持部材１を離間方向に押す力が、移動部３が把持部材１を接近方向に押す力よりも大きくなると、把持部材１が離間方向に移動することにより、一対の把持部材１間の間隔が広くなる。一方、カム４が把持部材１を離間方向に押す力が、移動部３が把持部材１を接近方向に押す力よりも小さくなると、把持部材１が接近方向に移動することにより、一対の把持部材１間の間隔が狭くなる。そのため、物体を挟んで対向する一対の把持部材１が上述のように対向方向ＯＤに移動することによって、把持装置１００は、物体の把持動作及び把持の解除動作を行うことができる。従って、把持装置１００は、たとえば一対の把持部材１の先端を回転移動させることによって物体を把持する構成と比較して、把持する物体の形状の影響をさほど受けることなく、把持部材１間で該物体の把持をより安定に行うことができる。

また、カム４の回転に応じて一対の把持部材１間の間隔を変化させることにより、電磁石又は空気圧などを利用して該間隔を変化させる構成と比較して、把持装置１００を単純な構造とすることができる。すなわち、小型且つ軽量で安価な把持装置１００を提供することができる。

次に、少なくとも一方の把持部材１は、前述のように、カム４が回転時に接する接触部１ａを含んでいる。なお、接触部１ａは、本実施形態では一対の把持部材１それぞれに含まれているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方に含まれていてもよい。また、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤにおいて、接触部１ａの幅は、カム４の対向方向ＯＤにおける側面の幅以下である。このようにすれば、カム４が一対の把持部材１間の間隔を変化させる際、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤにおいて、カム４と一対の把持部材１との間に偏った力が作用し難くなる。

また、上述のように、本実施形態では、カム４の対向方向ＯＤにおける側面は、一対の把持部材１それぞれに接している。一対の把持部材１の各々の接触部１ａは、対向方向ＯＤにおいて互いに対向している。より具体的には、対向方向ＯＤから見て、該各々の接触部１ａは、軸方向ＡＤにおいて互いに重なっている。さらに、対向方向ＯＤから見て、接触部１ａの全てが、軸方向ＡＤにおいてカム４の側面とも重なっている。なお、回転するカム４との摩擦により接触部１ａが磨耗することによって両者の接触面積が増加しても、接触部１ａの幅が狭いほど該接触面積の増加量は小さくなる。従って、接触部１ａが磨耗する際、カム４と該接触部１ａとの接触面積の変化をより小さくできる。また、たとえば、仮に軸方向ＡＤにおいて接触部１ａの幅がカム４の側面の幅もよりも大きい場合、カム４は把持部材１を磨耗させた場合に対向方向ＯＤにおいて把持部材１にめり込んでしまう。このような場合、軸方向ＡＤにおいてカム４の前面及び後面それぞれが把持部材１と接触することになり、カム４の前面及び後面それぞれにおいても把持部材１がさらに磨耗されてしまう。さらに、カム４の前面及び後面それぞれでの摩擦によって、カム４の回転運動が阻害されることにより、カム４のトルクが低減されてしまう。一方、本実施形態のように軸方向ＡＤにおいて接触部１ａの幅がカム４の側面の幅以下であり、且つ、対向方向ＯＤから見て接触部１ａがカム４の側面と重なる場合、把持部材１を磨耗させた場合であっても、カム４の前面及び後面それぞれが把持部材１と接触しない。従って、カム４の前面及び後面それぞれにおける把持部材１の磨耗を防止できる。さらに、カム４の前面及び後面それぞれと把持部材１との間の摩擦を防止できるので、該摩擦によるカム４のトルクの低減を防止できる。

次に、少なくとも一方の把持部材１は、対向方向ＯＤに凹む凹部１３を有している。なお、本実施形態では一対の把持部材１それぞれが凹部１３を有しているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方が凹部１３を有していてもよい。また、凹部１３は、接触部１ａの回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤにおける端部に設けられている。このようにすれば、凹部１３を設けることにより、接触部１ａの軸方向ＡＤにおける幅を小さくできる。そのため、接触部１ａの軸方向ＡＤにおける幅を回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤにおけるカム４の側面の幅以下にすることができる。従って、前述のようにカム４から把持部材１へのトルクの伝達効率の低下及び／又はカム４の摺動による接触部１ａにおける把持部材１の偏った磨耗を抑制しつつ、カム４を小型化できる。よって、把持装置１００の小型化に寄与できる。

凹部１３は、第１凹部１３ａと、第２凹部１３ｂと、を含む。

第１凹部１３ａは少なくとも一方の把持部材１の前端部に設けられる。なお、第１凹部１３ａは、本実施形態では一対の把持部材１それぞれに設けられているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方に設けられてもよい。

第２凹部１３ｂは、少なくとも一方の把持部材１の後端部に設けられ、軸方向ＡＤから見て第１凹部１３ａと重なる。なお、第２凹部１３ｂは、本実施形態では一対の把持部材１それぞれに設けられているが、この例示に限定されず、一対の把持部材１のうちの一方に設けられてもよい。

このように、第１凹部１３ａ及び第２凹部１３ｂを設けることにより、少なくとも一方の把持部材１において接触部１ａの軸方向ＡＤにおける幅をさらに小さくできる。

また、一対の把持部材１の両方に第１凹部１３ａ及び第２凹部１３ｂを設けることにより、各々の把持部材１を同一形状にすることができるので、部品点数を少なくすることができる。これにより、把持装置１００の製造工程を簡略化でき、製造コストを軽減できる。

＜１−２−２．カムの構成＞
次に、図２及び図３を参照して、カム４の構成を説明する。

カム４は、複数の支持部材２間に位置している。このようにすれば、少なくとも一方の把持部材１が、カム４よりも軸方向ＡＤ及び対向方向ＯＤの両方と垂直な方向の一方側及び他方側それぞれに位置する支持部材２に沿って、滑らかに移動できる。従って、対向方向ＯＤにおける一対の把持部材１の開閉動作を安定させることができる。

また、カム４は、シャフト５ａに連結される連結部４１を複数有する。本実施形態では、ねじ止めなどの連結手段を用いて、連結部４１がカム取付部材５ｂに連結され、カム取付部材５ｂが背面開口６ｃを通じて筐体６の内部に挿通されたシャフト５ａに連結されている。なお、連結部４１の数は、本実施形態では２個であるが、この例示に限定されず
３個以上の自然数であってもよい。

回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤから見て、複数の連結部４１は、回転軸ＲＡを中心として等間隔に設けられる。たとえば、本実施形態では軸方向ＡＤから見て、２個の連結部４１が、回転軸ＲＡを中心として等配されており、言い換えると回転軸ＲＡを中心として点対称となる位置にそれぞれ設けられている。このようにすれば、カム４が少なくとも一方の把持部材１を移動させる際にカム４が把持部材１から受ける力により、カム４の回転中心が回転軸ＲＡからずれることを抑制又は防止できる。

次に、カム４の形状を説明する。図４Ａは、軸方向ＡＤからみたカムの形状の一例を示す図である。図４Ｂは、軸方向ＡＤからみたカムの形状の他の一例を示す図である。

回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤから見て、カム４は、本実施形態では図４Ａに示すように、長径及び短径を有する形状である。このように、回転軸ＲＡから見た形状がたとえば楕円形状のような簡易な形状であるカム４を用いることにより、少なくとも一方の把持部材１を離間方向に移動させることができる。

ここで、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤから見て、カムの中央位置ＣＬは、本実施形態では図４Ａに示すように回転中心である回転軸ＲＡと一致しているが、この例示に限定されない。回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤから見て、カムの中央位置ＣＬは、図４Ｂに示すように、回転軸ＲＡからずれていてもよい。このようにすれば、いわゆる偏心カム４を用いて、少なくとも一方の把持部材１を離間方向に移動させることができる。なお、偏心カム４の形状は、図４Ｂでは円形であるが、この例示に限定されず、たとえば楕円形などの長径及び短径を有する形状であってもよい。なお、図４Ｂのカム４は３個の連結部４１を有している。３個の連結部４１は、軸方向ＡＤから見て、回転軸ＲＡを中心として等配されており、言い換えると、３個の連結部４１は、軸方向ＡＤから見て、回転軸ＲＡを中心として回転対称となる位置にそれぞれ設けられている。

＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、把持装置１０１の構成が第１実施形態とは異なっている。なお、第２実施形態に係る以下の説明では、第１実施形態と同じ要素には同じ符号を付し、第１実施形態と同じ構成及び要素の説明を省略することがある。

＜２−１．第２実施形態に係る搬送装置の構成＞
搬送装置４００は、把持装置１０１と、アーム部２００と、基部３００と、を備える。把持装置１０１は、アーム部２００によって移動可能に保持されている。

＜２−２．第２実施形態に係る把持装置の構成＞
次に、第２実施形態に係る把持装置１０１の構成を説明する。図５は、第２実施形態に係る把持装置１０１の一例を示す斜視図である。図６は、第２実施形態に係る把持装置１０１の断面図である。なお、図５では、構成を理解し易くするため、後述する支持部材２、移動部３、及び筐体６などの一部の構成要素を透過させて図示している。また、図６は、回転軸ＲＡを含み且つ対向方向ＯＤと平行な平面による把持装置１０１の断面構造を示している。

把持装置１０１は、一対の把持部材１、支持部材２、移動部３、カム４、モータ５、及び筐体６のほか、筐体保持部７をさらに備えている。

各々の把持部材１は、支持部材２により支持される部位から回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤに延びている。チャック部１１は、把持部材１の軸方向ＡＤの先端に設けられている。このようにすれば、一対の把持部材１は、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤに位置する先端で物体を把持できる。

筐体６は、本実施形態では後述するベアリング７２及び筐体保持部７を介してモータ５に取り付けられている。筐体６は、筐体開口６ａ、窪み部６ｂ、及び背面開口６ｃを有している。筐体開口６は、筐体６の前面に設けられ、筐体６を軸方向ＡＤに貫通している。各々の把持部材１の貫通孔１２を含む一部は、筐体６内に収容されている。一方、各々の把持部材１のチャック部１１を含む残りの一部が、筐体開口６を介して、筐体６の外部に突出している。

筐体保持部７は、本実施形態では、モータ５及びアーム部２００に連結されている。なお、筐体保持部７は、本実施形態ではプレート部材７１を介してモータ５に連結されているが、この例示に限定されず、モータ５に直接に連結されていてもよい。また、筐体保持部７は、ベアリング７２を介して、回転軸ＲＡを中心にして回転可能に筐体６を支持している。より具体的には、筐体保持部７は、回転軸ＲＡを中心とする筒状であり且つ軸方向ＡＤに延びる筒部７ａを有している。筒部７ａは、筐体６の背面開口６ｃに挿通されている。背面開口６ｃにおいて、筐体６と筐体保持部７の筒部７ａとの間には、ベアリング７２が設けられている。筒部７ａは、ベアリング７２を介して回転可能に筐体６を支持している。

また、筒部７ａの内部には、シャフト５ａの前端部、カム取付部材５ｂ、及びカム４の後端部が収容されている。筒部７ａの内部において、カム４の後端部が、回転軸ＲＡを中心として回転可能にカム取付部材５ｂを介してシャフト５ａに連結されている。なお、カム４の前端部は、筒部７ａの外部に位置し、各々の把持部材１の接触部４ａと対向方向ＯＤにおいて接している。

次に、筐体６及び筐体保持部７のうちの一方は溝部６ｄを有し、筐体６及び筐体保持部７のうちの他方は突起部７３を有している。溝部６ｄは、軸方向ＡＤに凹み、回転軸ＲＡを中心とする回転方向ＲＤに延びている。突起部７３は、回転軸ＲＡと平行な軸方向ＡＤに突出し、溝部６ｄ内に配置されている。

図７は、第２実施形態に係る突起部７３及び溝部６ｄの構成例を示す斜視図である。本実施形態では、図７に示すように、筐体６の後筐体６０ｂが溝部６ｄを有し、筐体保持部７が突起部７３を有している。溝部６ｄは、筐体６の後筐体６０ｂの背面に設けられ、軸方向前側に凹んでいる。突起部７３は、筐体保持部７の前面に設けられ、軸方向前側に突出している。

但し、この例示に限定されず、図８に示すように、筐体６の後筐体６０ｂが突起部６１を有し且つ筐体保持部７が溝部７ｂを有していてもよい。この場合、突起部６１は、後筐体６０ｂの背面に設けられ、軸方向後側に突出する。溝部６ｄは、筐体保持部７の前面に設けられ、軸方向後側に凹む。

把持装置１０１では、カム４の回転に応じて、突起部７３が溝部６ｄに沿って回転方向ＲＤに移動可能である。突起部７３が回転方向ＲＤのうちのカム４が回転する方向と同じ側における溝部６ｄの端部、又は溝部６ｄの回転方向ＲＤにおける両端部間、に位置する場合、一対の把持部材１及び筐体６が、カム４とともに回転方向ＲＤに回転する。一方、突起部７３が溝部６ｄの回転方向ＲＤのうちのカム４が回転する方向とは逆側における端部に位置する場合、少なくとも一方の把持部材１が、対向方向ＯＤに移動する。

このようにすれば、同じモータ５の回転駆動により、回転軸ＲＡを中心とする一対の把持部材１の回転動作と、一対の把持部材１による物体の把持動作及び把持の解除動作と、を簡易な構成で切り替えて実施できる。

この構成について、カム４が時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転する場合を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、前述のように、筐体６の後筐体６０ｂに溝部６ｄが設けられ、筐体保持部７に突出部７３が設けられている。

まず、突起部７３が溝部６ｄの時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤにおける端部に位置している場合、又は溝部６ｄの回転方向ＲＤにおける両端部間に位置している場合を説明する。図９Ａは、カム４の時計回りの回転によって、突起部７３が溝部６ｄの回転方向ＲＤにおける両端部間に位置する場合での第２実施形態における把持装置１０１を軸方向前側からみた図である。

これらの場合にて、モータ５の回転駆動によって時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転するカム４が、少なくとも一方の把持部材１を時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに押す。これにより、一対の把持部材１が時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転する。さらに、図９Ａに示すように、支持部材２が固定される筐体６も時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転するので、溝部６ｄも時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転移動する。この際、カム４が把持部材１を離間方向に押す力は、移動部３が把持部材１を接近方向に押す力以下である。また、図９Ａでは、各々の把持部材１のチャック部１１は対向方向ＯＤにおいて互いに接している。従って、一対の把持部材１間の間隔は変化しない。また、図９Ａの例示とは異なり、一対の把持部材１間に物体が挟まれている場合には、物体の把持が維持される。

次に、溝部６ｄの回転移動により突起部７３が溝部６ｄの逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤにおける端部に達した場合を説明する。図９Ｂは、カム４の時計回りの回転によって、突起部７３が溝部６ｄの逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤにおける端部に位置する場合での第２実施形態に係る把持装置１０１を軸方向ＡＤからみた図である。図９Ｂの状態で時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転するカム４が把持部材１を押しても、突出部７３によって溝部６ｄが時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転移動できないので、筐体６が時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転できなくなる。そのため、筐体６に固定される支持部材２、及び、該支持部材２に支持される各々の把持部材１も時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤに回転できなくなる。従って、各々の把持部材１は、回転するカム４が押す力によって対向方向ＯＤに移動する。より具体的には、カム４が把持部材１を離間方向に押す力が、移動部３が把持部材１を接近方向に押す力よりも大きくなる。そのため、一対の把持部材１はそれぞれ、離間方向に移動する。この移動により、一対の把持部材１間の間隔が広くなる。さらに、一対の把持部材１間に物体が挟まれていた場合には、物体の把持を解除することができる。

次に、モータ５がカム４を逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤに回転させると、カム４が把持部材１を離間方向に押す力が、移動部３が把持部材１を接近方向に押す力よりも小さくなる。そのため、一対の把持部材１はそれぞれ、接近方向に移動する。この移動により、一対の把持部材１間の間隔が狭くなることにより、一対の把持部材１間に物体を把持することができる。

なお、上述の実施形態では、筐体６の後筐体６０ｂ及び筐体保持部７のうちの一方が突起部を有し且つ他方が溝部を有しているが、この例示には限定されない。たとえば、図１０Ａのように、筐体６の後筐体６０ｂが突起部６２ａ、６２ｂを有し、且つ、筐体保持部７が突起部７３を有していても良い。突起部６２ａ、６２ｂはそれぞれ、後筐体６０ｂの背面に設けられ、軸方向後側に突出する。さらに、突起部６２ａの周方向の突起部７３側（すなわち図１０Ａにおいて逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤ）における端部の位置は、図７において溝部６ｄの周方向の突起部７３側における端部の位置と同じである。突起部６２ｂの周方向の突起部７３側（すなわち図１０Ａにおいて時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤ）における端部の位置は、図７において溝部６ｄの周方向の突起部７３側における端部の位置と同じである。

或いは、図１０Ｂのように、筐体６の後筐体６０ｂが突起部６１を有し、且つ、筐体保持部７が突起部７４ａ、７４ｂを有していても良い。突起部７４ａ、７４ｂはそれぞれ、筐体保持部７の前面に設けられ、軸方向前側に突出する。さらに、突起部７４ａの周方向の突起部６１側（すなわち図１０Ｂにおいて逆時計回りの回転方向ＣＣ−ＲＤ）における端部の位置は、図８において溝部７ｂの周方向の突起部６１側における端部の位置と同じである。突起部７４ｂの周方向の突起部６１側（すなわち図１０Ｂにおいて時計回りの回転方向ＣＷ−ＲＤ）における端部の位置は、図８において溝部７ｂの周方向の突起部７３側における端部の位置と同じである。

図１０Ａ及び図１０Ｂのようにしても、図７及び図８の構成と同様に、同じモータ５の回転駆動により、回転軸ＲＡを中心とする一対の把持部材１の回転動作と、一対の把持部材１による物体の把持動作及び把持の解除動作とを簡易な構成で切り替えて実施できる。

＜３．まとめ＞
上述の実施形態によれば、把持装置１００、１０１は、互いに対向する一対の把持部材１と、一対の把持部材１を支持し、且つ、一対の把持部材１の対向方向ＯＤに少なくとも一方の把持部材１を移動可能に支持する支持部材２と、対向方向ＯＤに沿って一対の把持部材１が互いに近づく方向に少なくとも一方の把持部材１を移動させるための移動部３と、対向方向ＯＤと垂直な回転軸ＲＡを中心にして回転可能であり、且つ、対向方向ＯＤに沿って一対の把持部材１が互いに離れる方向に少なくとも一方の把持部材１を移動させるためのカム４と、カム４を回転駆動するモータ５と、を備える。カム４の対向方向ＯＤにおける側面は、少なくとも一方の把持部材１に接する。一対の把持部材１間の間隔が、カム４の回転に応じて変化する。

このようにすれば、カム４の回転に応じて少なくとも一方の把持部材１が対向方向ＯＤに移動することによって、一対の把持部材１間の間隔が変化する。たとえば、少なくとも一方の把持部材１が互いに離れる方向に移動させるためのカム４の力が、該少なくとも一方の把持部材１が互いに近づく方向に移動させるための移動部３の力よりも大きくなると、該少なくとも一方の把持部材１が互いに離れる方向に移動することにより、一対の把持部材１間の間隔が広くなる。一方、少なくとも一方の把持部材１が互いに離れる方向に移動させるためのカム４の力が、該少なくとも一方の把持部材１が互いに近づく方向に移動させるための移動部３の力よりも小さくなると、該少なくとも一方の把持部材１が互いに近づく方向に移動することにより、一対の把持部材１間の間隔が狭くなる。そのため、物体を挟んで対向する一対の把持部材１が上述のように対向方向ＯＤに移動することによって、把持装置１００、１０１は、物体の把持動作及び把持の解除動作を行うことができる。従って、上記構成の把持装置１００、１０１は、たとえば一対の把持部材１の先端を回転移動させることによって物体を把持する構成と比較して、把持する物体の形状の影響をさほど受けることなく、把持部材１間で該物体の把持をより安定に行うことができる。

また、カム４の回転に応じて一対の把持部材１間の間隔を変化させることにより、電磁石又は空気圧などを利用して該間隔を変化させる構成と比較して、把持装置１００、１０１を単純な構造とすることができる。すなわち、小型且つ軽量で安価な把持装置１００を提供することができる。

＜４．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、物体を把持可能な把持装置を有する搬送装置に有用である。

１００、１０１・・・把持装置、２００・・・アーム部、３００・・・基部、４００・・・搬送装置、１・・・把持部材、１ａ・・・接触部、１１・・・チャック部、１１ａ・・・第１チャック部、１１ｂ・・・第２チャック部、１２・・・貫通孔、１３・・・凹部、１３ａ・・・第１凹部、１３ｂ・・・第２凹部、２・・・支持部材、３・・・移動部、４・・・カム、４１・・・連結部、５・・・モータ、５ａ・・・シャフト、５ｂ・・・カム取付部材、６・・・筐体、６ａ・・・筐体開口、６ｂ・・・窪み部、６ｃ・・・背面開口、６ｄ・・・溝部、６０ａ・・・前筐体、６０ｂ・・・後筐体、６１、６２ａ、６２ｂ・・・突起部、７・・・筐体保持部、７ａ・・・筒部、７ｂ・・・溝部、７１・・・プレート部材、７２・・・ベアリング、７３、７４ａ、７４ｂ・・・突起部、ＲＡ・・・回転軸、ＣＬ・・・中央位置、ＡＤ・・・軸方向、ＯＤ・・・対向方向、ＲＤ・・・回転方向、ＣＷ−ＲＤ・・・時計回りの回転方向、ＣＣ−ＲＤ・・・逆時計回りの回転方向

Claims (17)

1. 互いに対向する一対の把持部材と、
   一対の前記把持部材を支持し、且つ、一対の前記把持部材の対向方向に少なくとも一方の前記把持部材を移動可能に支持する支持部材と、
   前記対向方向に沿って一対の前記把持部材が互いに近づく方向に前記少なくとも一方の前記把持部材を移動させるための移動部と、
   前記対向方向と垂直な回転軸を中心にして回転可能であり、且つ、前記対向方向に沿って一対の前記把持部材が互いに離れる方向に前記少なくとも一方の前記把持部材を移動させるためのカムと、
   前記カムを回転駆動するモータと、
   を備え、
   前記カムの前記対向方向における側面は、前記少なくとも一方の前記把持部材に接し、 一対の前記把持部材間の間隔が、前記カムの回転に応じて変化する把持装置。
2. 前記回転軸と平行な方向から見て、前記カムは、長径及び短径を有する形状である請求項１に記載の把持装置。
3. 前記回転軸と平行な方向から見て、前記回転軸は、前記カムの中央位置からずれている請求項１又は請求項２に記載の把持装置。
4. 前記モータは、前記回転軸を中心に回転可能なシャフトを有し、
   前記カムは、前記シャフトに連結される連結部を複数有し、
   前記回転軸と平行な方向から見て、複数の前記連結部は、前記回転軸を中心として等間隔に設けられる請求項１〜請求項３のいずれかに記載の把持装置。
5. 前記支持部材は、複数であって、前記回転軸及び前記対向方向と垂直な方向に並び、
   前記カムは、前記支持部材間に位置する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の把持装置。
6. 前記把持部材は樹脂製である請求項１〜請求項５のいずれかに記載の把持装置。
7. 前記少なくとも一方の前記把持部材は、前記カムが回転時に接する接触部を含み、
   前記回転軸と平行な方向において、前記接触部の幅は、前記カムの前記対向方向における側面の幅以下である請求項１〜請求項６のいずれかに記載の把持装置。
8. 前記カムの前記対向方向における側面は、一対の前記把持部材に接し、
   一対の前記把持部材の各々の前記接触部は、前記対向方向において互いに対向する請求項７に記載の把持装置。
9. 前記少なくとも一方の前記把持部材は、前記対向方向に凹む凹部を有し、
   前記凹部は、前記接触部の前記回転軸と平行な方向における端部に設けられる請求項７又は請求項８に記載の把持装置。
10. 前記凹部は、第１凹部と、第２凹部と、を含み、
    前記第１凹部は、前記接触部において、前記少なくとも一方の前記把持部材の前記回転軸と平行な方向の一方側における端部に設けられ、
    前記第２凹部は、前記接触部において、前記少なくとも一方の前記把持部材の前記回転軸と平行な方向の他方側における端部に設けられ、前記回転軸と平行な方向から見て前記第１凹部と重なる請求項９に記載の把持装置。
11. 前記少なくとも一方の前記把持部材は、
    前記接触部と、
    対向する他の前記把持部材との間に物体を把持可能な部位と、
    前記支持部材により移動可能に支持される部位と、
    を含む単一の部材である請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の把持装置。
12. 一対の前記把持部材はそれぞれ、第１チャック部と、第２チャック部と、を有し、
    前記第１チャック部及び前記第２チャック部は、前記回転軸と平行な方向に並ぶ請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の把持装置。
13. 一対の前記把持部材はそれぞれ、第１チャック部と、第２チャック部と、を有し、
    前記第１チャック部及び前記第２チャック部は、前記回転軸と垂直な方向に並ぶ請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の把持装置。
14. 各々の前記把持部材は、前記支持部材により支持される部位から前記回転軸及び前記対向方向と垂直な方向に延びる請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の把持装置。
15. 各々の前記把持部材は、前記支持部材により支持される部位から前記回転軸と平行な方向に延びる請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の把持装置。
16. 前記支持部材が固定される筐体と、
    前記モータに固定され且つ前記回転軸を中心にして回転可能に前記筐体を支持する筐体保持部と、
    をさらに備え、
    前記筐体及び前記筐体保持部のうちの一方は、前記回転軸を中心とする回転方向に延びる溝部を有し、
    前記筐体及び前記筐体保持部のうちの他方は、前記回転軸と平行な方向に突出し且つ前記溝部内に配置される突起部を有し、
    前記突起部が前記回転方向のうちの前記カムが回転する方向と同じ側における前記溝部の端部、又は前記溝部の前記回転方向における両端部間に位置する場合、一対の前記把持部材及び前記筐体が、前記カムとともに前記回転方向に回転し、
    前記突起部が前記回転方向のうちの前記カムが回転する方向とは逆側における端部に位置する場合、少なくとも一方の前記把持部材が、前記対向方向に移動する請求項１５に記載の把持装置。
17. 一対の把持部材間に物体を把持可能な請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の把持装置と、
    前記把持装置とともに前記物体を移動させるアーム部と、
    前記アーム部を支持する基部と、
    を備える搬送装置。

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