WO2022163000A1

WO2022163000A1 - ワーク保持装置およびワーク搬送装置

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Publication number: WO2022163000A1
Application number: PCT/JP2021/033296
Authority: WO
Inventors: 正二鈴木
Original assignee: Dmg森精機株式会社
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-08-04
Also published as: JP2022117740A; CN116802012A; EP4286093A1; JP6890214B1; US20230415284A1

Abstract

ワーク保持装置（１０）は、互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部（２１）と、所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部（３１）および第３爪部（４１）と、第１爪部（２１）のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部（３１）に伝達し、第２爪部（３１）を所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備える。第１爪部（２１）、第２爪部（３１）および第３爪部（４１）は、保持するワークと当接する把持面を有し、第１爪部（２１）の把持面（２２，２３，２４，２５）は、第２爪部（３１）および第３爪部（４１）の把持面（３１ａ，４１ａ）と異なる形状を有する。

Description

ワーク保持装置およびワーク搬送装置

　この発明は、ワーク保持装置およびワーク搬送装置に関する。

　たとえば、特開２００８－３０７６５０号公報（特許文献１）には、ワークを把持可能に構成された複数組のワークハンドと、各組のワークハンド同士の間隔をワークの性状に応じて可変とするワークハンド可変機構とを備えるワーク供給搬出装置が開示されている。

特開２００８－３０７６５０号公報

　上記の特許文献１に開示されるワーク供給搬出装置では、複数組のワークハンドを設けるとともに、各組のワークハンド同士の間隔をワークの性状に応じて可変とすることによって、一方の組のワークハンドにより未加工ワークを把持し、他方の組のワークハンドにより加工済みワークを把持したり、複数組のワークハンドにより長尺ワークを把持したりしている。

　しかしながら、各組のワークハンドにおけるワークの把持方向は、複数組のワークハンド間で同じであるため、保持しようとするワークの形状または加工状態などによっては、十分に対応できない可能性がある。

　そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な構成であって、互いに異なる方向におけるワークの把持を選択可能なワーク保持装置と、そのようなワーク保持装置を用いたワーク搬送装置とを提供することである。

　この発明の１つの局面に従ったワーク保持装置は、互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、第１爪部のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部に伝達し、第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備える。第１爪部、第２爪部および第３爪部は、保持するワークと当接する把持面を有し、第１爪部の把持面は、第２爪部および第３爪部の把持面と異なる形状を有する。

　この発明のさらに別の局面に従ったワーク保持装置は、互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、第１爪部のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部に伝達し、第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備える。第３爪部は、第１爪部と一体に設けられる。

　この発明のさらに別の局面に従ったワーク保持装置は、互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、第１爪部のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部に伝達し、第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備える。運動変換機構部は、所定平面に対して斜め方向に延在する第１傾斜面を有し、第１爪部とともに所定平面に平行な方向に直線動作が可能であり、かつ、所定平面に直交する方向に直線動作が可能なように支持される動作部材と、第１傾斜面と面接触する第２傾斜面を有する固定部材とを含む。第２爪部は、第１傾斜面から所定平面に直交する方向に離れた位置において動作部材に設けられる。

　この発明のさらに別の局面に従ったワーク保持装置は、互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、第１爪部のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部に伝達し、第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備える。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、運動変換機構部により、第１爪部のその動作に伴う直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部に伝達することによって、第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させる。これにより、簡易な構成であって、複数の第１爪部による所定平面に平行な方向におけるワークの把持と、第２爪部および第３爪部による所定平面に直交する方向におけるワークの把持とを選択可能なワーク保持装置を実現することができる。

　また好ましくは、第２爪部および第３爪部は、複数の第１爪部から所定平面に直交する方向にずれた位置に設けられる。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、複数の第１爪部によってワークを把持する場合に、そのワークと、第２爪部および第３爪部とが干渉し難くなり、第２爪部および第３爪部によってワークを把持する場合に、そのワークと、複数の第１爪部とが干渉し難くなる。

　また好ましくは、第３爪部は、第１爪部と一体に設けられる。
　このように構成されたワーク保持装置によれば、部品点数を削減することにより、ワーク保持装置をさらに簡易な構成にできる。

　また好ましくは、第２爪部および第３爪部は、所定平面に直交する方向に見た場合に、複数の第１爪部に取り囲まれた位置に設けられる。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、複数の第１爪部により把持されるワークの重心位置と、第２爪部および第３爪部により把持されるワークの重心位置とを近づけることができる。これにより、ワーク保持装置により保持可能なワークの最大重量を、複数の第１爪部によりワークを把持する場合と、第２爪部および第３爪部によりワークを把持する場合との間でバランス良く高めることができる。

　また好ましくは、運動変換機構部は、所定平面に対して斜め方向に延在する第１傾斜面を有し、第１爪部とともに所定平面に平行な方向に直線動作が可能であり、かつ、所定平面に直交する方向に直線動作が可能なように支持される動作部材と、第１傾斜面と面接触する第２傾斜面を有する固定部材とを含む。第２爪部は、第１傾斜面から所定平面に直交する方向に離れた位置において動作部材に設けられる。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、第１爪部の直線動作に伴って、動作部材が第１爪部とともに所定平面に平行な方向に直線動作する。このとき、第１傾斜面が第２傾斜面に対して面接触しながら所定平面に対して斜め方向にスライドすることによって、動作部材が所定平面に直交する方向に直線動作する。これにより、動作部材に設けられる第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させることができる。

　また好ましくは、複数の第１爪部は、所定平面に直交する所定軸の周方向において、互いに間隔を設けて配置され、所定軸の半径方向に直線動作が可能である。ワーク保持部材は、第１爪部と、第３爪部と、動作部材を所定平面に直交する方向に直線動作可能なように支持する支持部とが一体に設けられたユニット部材を備える。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、部品点数を削減することにより、ワーク保持装置をさらに簡易な構成にできる。

　また好ましくは、動作部材は、第１傾斜面とは反対側を向く第３傾斜面をさらに有する。固定部材は、第２傾斜面とは反対側を向き、第３傾斜面と面接触する第４傾斜面をさらに有する。

　このように構成されたワーク保持装置によれば、第１傾斜面および第３傾斜面がそれぞれ第２傾斜面および第４傾斜面に対して面接触しながら所定平面に対して斜め方向にスライドすることによって、動作部材が所定平面に直交する方向に直線動作する。これにより、動作部材に設けられる第２爪部を所定平面に直交する方向に直線動作させることができる。

　この発明に従ったワーク搬送装置は、上述のいずれかに記載のワーク保持装置を備え、ワーク保持装置により保持されたワークを搬送する。

　このように構成されたワーク搬送装置によれば、搬送されるワークの形状または加工状態に合わせて、複数の第１爪部による所定平面に平行な方向におけるワークの把持と、第２爪部および第３爪部による所定平面に直交する方向におけるワークの把持とを選択することができる。

　以上に説明したように、この発明に従えば、簡易な構成であって、互いに異なる方向におけるワークの把持を選択可能なワーク保持装置と、そのようなワーク保持装置を用いたワーク搬送装置とを提供することができる。

この発明の実施の形態におけるワーク保持装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態におけるワーク保持装置を示す別の斜視図である。図１および図２中のワーク保持装置を示す正面図である。図３中の矢印ＩＶに示す方向に見たワーク保持装置を示す側面図である。図１中のワーク保持装置によるワークの第１保持形態を示す斜視図である。図５中のワークの第１保持形態（クランプ状態）を示す断面図である。図５中のワークの第１保持形態（アンクランプ状態）を示す断面図である。図１中のワーク保持装置によるワークの第２保持形態を示す斜視図である。図８中のワークの第２保持形態（クランプ状態）を示す断面図である。図８中のワークの第２保持形態（アンクランプ状態）を示す断面図である。図６中の運動変換機構部の変形例を示す断面図である。図１１中のＸＩＩ－ＸＩＩ線上の矢視方向に見た運動変換機構部の変形例を示す断面図である。図１中のワーク保持装置を用いたワーク搬送装置を模式的に示す平面図である。

　この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

　図１および図２は、この発明の実施の形態におけるワーク保持装置を示す斜視図である。図３は、図１および図２中のワーク保持装置を示す正面図である。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向に見たワーク保持装置を示す側面図である。

　図５は、図１中のワーク保持装置によるワークの第１保持形態を示す斜視図である。図６は、図５中のワークの第１保持形態（クランプ状態）を示す断面図である。図７は、図５中のワークの第１保持形態（アンクランプ状態）を示す断面図である。図８は、図１中のワーク保持装置によるワークの第２保持形態を示す斜視図である。図９は、図８中のワークの第２保持形態（クランプ状態）を示す断面図である。図１０は、図８中のワークの第２保持形態（アンクランプ状態）を示す断面図である。

　図１から図１０を参照して、本実施の形態におけるワーク保持装置１０は、ワークを保持するための装置である。

　ワーク保持装置１０は、複数の第１爪部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）を有する。第１爪部２１は、爪形状を有し、複数の第１爪部２１によってワークを把持可能である。

　複数の第１爪部２１は、互いに間隔を設けて、図４に示される所定平面１１０内に配置されている。第１爪部２１は、所定平面１１０に平行な方向に直線動作が可能である。複数の第１爪部２１は、中心軸１２０を中心とする周方向において、互いに間隔を設けて配置されている。複数の第１爪部２１は、中心軸１２０を中心とする周方向において、等間隔に配置されている。

　中心軸１２０は、所定平面１１０に直交する方向に延びている。第１爪部２１は、中心軸１２０の半径方向に直線動作する。複数の第１爪部２１は、互いに同期しながら、中心軸１２０の半径方向に直線動作する。

　第１爪部２１は、第１把持面２２と、第２把持面２３と、第３把持面２４と、第４把持面２５とを有する。

　第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５は、挙げた順に、中心軸１２０の軸方向に並んでいる。第１把持面２２は、中心軸１２０の軸方向において、後述するベース部材１２（端面１２ａ）の最も近くに配置され、第４把持面２５は、中心軸１２０の軸方向において、後述するベース部材１２（端面１２ａ）から最も離れて配置されている。

　第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５は、中心軸１２０の軸方向に隣り合う把持面の間で、中心軸１２０の半径方向における段差をなしている。第１把持面２２の直径は、第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５の直径のうちで最も大きい。第２把持面２３の直径は、第１把持面２２の直径よりも小さく、第３把持面２４の直径は、第２把持面２３の直径よりも小さく、第４把持面２５の直径は、第３把持面２４の直径よりも小さい。第４把持面２５の直径は、第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５の直径のうちで最も小さい。

　第１把持面２２の直径は、複数の第１爪部２１の間で互いに等しく、第２把持面２３の直径は、複数の第１爪部２１の間で互いに等しく、第３把持面２４の直径は、複数の第１爪部２１の間で互いに等しく、第４把持面２５の直径は、複数の第１爪部２１の間で互いに等しい。複数の第１爪部２１は、複数の第１爪部２１の間において把持面の直径が互いに等しい上記関係を維持しながら、中心軸１２０の半径方向に直線動作する。

　図５から図７に示されるワークの第１保持形態では、複数の第１爪部２１により、ワーク２１０が把持される。

　ワーク２１０は、全体として、円筒形状を有し、その軸方向における端部には、半径方向内側に折り返された内鍔部２２５が設けられている。

　図５および図６に示されるように、複数の第１爪部２１が中心軸１２０の半径方向外側に向けて直線動作することによって、複数の第１爪部２１の第３把持面２４が、中心軸１２０の半径方向において内鍔部２２５の内周面２２５ａと当接する。これにより、ワーク２１０が複数の第１爪部２１によって中心軸１２０の半径方向内側から把持されるクランプ状態が得られる。この第１保持形態におけるワーク２１０の把持方向は、所定平面１１０に平行な方向であり、より具体的には、所定平面１１０に含まれる中心軸１２０の半径方向である。

　図７に示されるように、複数の第１爪部２１が中心軸１２０の半径方向内側に向けて直線動作することによって、複数の第１爪部２１の第３把持面２４が、内鍔部２２５の内周面２２５ａから離間する。これにより、複数の第１爪部２１によるワーク２１０の把持が解消されるアンクランプ状態が得られる。

　なお、複数の第１爪部２１においてワークを把持する位置は、第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５のいずれの把持面であってもよい。第１爪部２１が段付きの把持面を有する構成によって、内径の大きさが異なる複数種類のワークの把持に幅広く対応することができる。また、複数の第１爪部によるワークの把持は、上記のワークの内径把持（内張り）に限られず、複数の第１爪部がワークの外周面に当接する外径把持であってもよい。

　また、本実施の形態では、ワークの第１保持形態が、３つの第１爪部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）による場合を説明したが、これに限られず、本発明における第１爪部の数は、３つ以外の複数であってもよい。たとえば、ワーク保持装置が２つの第１爪部を有する場合、２つの第１爪部が、所定平面に含まれる同一直線上に配置され、その同一直線上において直線動作する構成であってもよい。

　ワーク保持装置１０は、第２爪部３１と、第３爪部４１と、運動変換機構部７１とをさらに有する。第２爪部３１および第３爪部４１の各爪部は、爪形状を有し、第２爪部３１および第３爪部４１によってワークを把持可能である。

　運動変換機構部７１は、第１爪部２１のその動作に伴う直線運動を、所定平面１１０に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部３１に伝達し、第２爪部３１を所定平面１１０に直交する方向に直線動作させる。なお、運動変換機構部７１の具体的な構造については、後で詳細に説明する。

　第２爪部３１および第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向において、互いに対向して配置されている。第２爪部３１は、所定平面１１０に直交する方向において、後述するベース部材１２（端面１２ａ）に近い側に配置され、第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向において、後述するベース部材１２（端面１２ａ）から遠い側に配置されている。

　第２爪部３１は、所定平面１１０に直交する方向に直線動作が可能である。第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向において直線動作が不可である。

　第２爪部３１は、把持面３１ａを有する。第３爪部４１は、把持面４１ａを有する。把持面３１ａおよび把持面４１ａは、所定平面１１０に平行に配置されている。把持面３１ａおよび把持面４１ａは、所定平面１１０に直交する方向において、互いに対面している。第２爪部３１の直線動作に伴って、所定平面１１０に直交する方向における把持面３１ａおよび把持面４１ａの間の距離が増減する。

　第２爪部３１および第３爪部４１は、複数の第１爪部２１から所定平面１１０に直交する方向にずれた位置に設けられている。把持面３１ａおよび把持面４１ａは、第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５から所定平面１１０に直交する方向にずれた位置に設けられている。

　第２爪部３１および第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向に見た場合に、複数の第１爪部２１に取り囲まれた位置に設けられている。把持面３１ａおよび把持面４１ａは、所定平面１１０に直交する方向に見た場合に、複数の第１爪部２１の第１把持面２２、第２把持面２３、第３把持面２４および第４把持面２５が延在する周面の内側に設けられている。

　図８から図１０に示されるワークの第２保持形態では、第２爪部３１および第３爪部４１により、ワーク２１５が把持される。

　ワーク２１５は、図５から図７中に示されるワーク２１０を構成する部品である。ワーク２１５は、全体として、ワーク２１０が２分割された半円筒形状を有する。ボルト等を用いて、２つのワーク２１５が組み合わされることによって、ワーク２１０が得られる。

　図８および図９に示されるように、第２爪部３１が、所定平面１１０に直交する方向であって、第３爪部４１に近づく方向に直線動作することによって、第２爪部３１の把持面３１ａが、所定平面１１０に直交する方向において内鍔部２２５の端面２２５ｂと当接し、第３爪部４１の把持面４１ａが、所定平面１１０に直交する方向において内鍔部２２５の端面２２５ｃと当接する。これにより、ワーク２１０が第２爪部３１および第３爪部４１によって把持されるクランプ状態が得られる。

　この第２保持形態におけるワーク２１５の把持方向は、所定平面１１０に直交する方向（中心軸１２０の軸方向）である。第１保持形態におけるワーク２１０の把持方向と、第２保持形態におけるワーク２１５の把持方向とは、互いに直交する関係をなしている。

　図１０に示されるように、第２爪部３１が、所定平面１１０に直交する方向であって、第３爪部４１から遠ざかる方向に直線動作することによって、第２爪部３１の把持面３１ａが、内鍔部２２５の端面２２５ｂから離間する。これにより、第２爪部３１および第３爪部４１によるワーク２１０の把持が解消されるアンクランプ状態が得られる。

　このような構成によれば、運動変換機構部７１によって、第１爪部２１のその動作に伴う直線運動を、所定平面１１０に直交する方向の直線運動に変換して第２爪部３１に伝達し、第２爪部３１を所定平面１１０に直交する方向に直線動作させるため、複数の第１爪部２１による所定平面１１０に平行な方向におけるワーク２１０の把持と、第２爪部３１および第３爪部４１による所定平面１１０に直交する方向におけるワーク２１５の把持とを選択可能なワーク保持装置１０を、簡易な構成により実現することができる。

　また、第２爪部３１および第３爪部４１は、複数の第１爪部２１から所定平面１１０に直交する方向にずれた位置に設けられている。このような構成により、複数の第１爪部２１によってワーク２１０を把持する場合に、ワーク２１０と、第２爪部３１および第３爪部４１とが干渉し難くなる。また、第２爪部３１および第３爪部４１によってワーク２１５を把持する場合に、ワーク２１５と、複数の第１爪部２１とが干渉し難くなる。

　また、第２爪部３１および第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向に見た場合に、複数の第１爪部２１に取り囲まれた位置に設けられている。このような構成により、複数の第１爪部２１により把持されるワーク２１０の重心位置と、第２爪部３１および第３爪部４１により把持されるワーク２１５の重心位置とを近づけることができる。これにより、ワーク保持装置１０により保持可能なワークの最大重量を、複数の第１爪部２１によりワークを把持する場合と、第２爪部３１および第３爪部４１によりワークを把持する場合との間でバランス良く高めることができる。

　続いて、ワーク保持装置１０のより具体的な構成について説明する。図１から図４を参照して、ワーク保持装置１０は、ベース部材１２と、複数のスライダー１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）とをさらに有する。

　ベース部材１２は、複数の第１爪部２１、第２爪部３１および第３爪部４１を支持するための部材である。ベース部材１２は、端面１２ａを有する。端面１２ａは、所定平面１１０に直交する平面である。

　複数のスライダー１４は、端面１２ａ上に設けられている。ベース部材１２には、複数のスライダー１４を動作させるためのアクチュエータ（不図示）が内蔵されている。複数のスライダー１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）は、アクチュエータからの出力を受けることによって、所定平面１１０に平行な方向（中心軸１２０の半径方向）に直線動作が可能である。第１爪部２１Ａ、第１爪部２１Ｂおよび第１爪部２１Ｃは、それぞれ、スライダー１４Ａ、スライダー１４Ｂおよびスライダー１４Ｃに固定されている。

　ワーク保持装置１０は、第１ユニット部材５１と、第２ユニット部材５２と、第３ユニット部材５３とを有する。第１ユニット部材５１、第２ユニット部材５２および第３ユニット部材５３は、金属製のブロック体からなる。

　第１ユニット部材５１は、第１爪部２１Ａと、第３爪部４１と、基台部２６と、支持部５６とを有する。第１ユニット部材５１には、第１爪部２１Ａ、第３爪部４１、基台部２６および支持部５６が一体に設けられている。第３爪部４１は、第１爪部２１Ａと一体に設けられている。

　基台部２６は、端面１２ａ上に横たわっている。基台部２６は、中心軸１２０の軸方向に厚みをなし、中心軸１２０の半径方向に延びる板形状を有する。第１ユニット部材５１の基台部２６は、ボルト等を用いて、スライダー１４Ａに締結されている。

　第１爪部２１Ａは、中心軸１２０の軸方向において、基台部２６からベース部材１２（端面１２ａ）より遠ざかる方向に突出するように設けられている。

　支持部５６は、中心軸１２０の軸方向において、基台部２６からベース部材１２（端面１２ａ）より遠ざかる方向に突出するように設けられている。支持部５６は、第１爪部２１Ａと中心軸１２０の半径方向に並んで設けられている。支持部５６は、第１爪部２１Ａに対して、中心軸１２０の半径方向内側に配置されている。支持部５６は、後述する動作部材６１を所定平面１１０に直交する方向に直線動作可能なように支持している。

　第３爪部４１は、基台部２６から突出する第１爪部２１Ａの先端に設けられている。第３爪部４１は、第１爪部２１Ａの先端部から中心軸１２０の半径方向内側に向けて折れ曲がった位置に設けられている。第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向において、支持部５６と間隔を開けて対向している。第３爪部４１は、所定平面１１０に直交する方向において、第１爪部２１Ａを挟んでベース部材１２の反対側に設けられている。

　第２ユニット部材５２は、第１爪部２１Ｂと、基台部２６とを有する。第２ユニット部材５２には、第１爪部２１Ｂおよび基台部２６が一体に設けられている。第３ユニット部材５３は、第１爪部２１Ｃと、基台部２６とを有する。第３ユニット部材５３には、第１爪部２１Ｃおよび基台部２６が一体に設けられている。

　基台部２６は、端面１２ａ上に横たわっている。基台部２６は、中心軸１２０の軸方向に厚みをなし、中心軸１２０の半径方向に延びる板形状を有する。第２ユニット部材５２の基台部２６は、ボルト等を用いて、スライダー１４Ｂに締結されている。第３ユニット部材５３の基台部２６は、ボルト等を用いて、スライダー１４Ｃに締結されている。

　第１爪部２１Ｂは、中心軸１２０の軸方向において、基台部２６からベース部材１２（端面１２ａ）より遠ざかる方向に突出するように設けられている。第１爪部２１Ｃは、中心軸１２０の軸方向において、基台部２６からベース部材１２（端面１２ａ）より遠ざかる方向に突出するように設けられている。第３ユニット部材５３は、第２ユニット部材５２と同一形状を有する。

　図１から図１０を参照して、運動変換機構部７１は、動作部材６１と、固定部材７６とを有する。動作部材６１は、第１ユニット部材５１に設けられている。動作部材６１は、第１ユニット部材５１に内蔵されている。動作部材６１には、第２爪部３１が設けられている。

　固定部材７６は、ベース部材１２に固定されている。固定部材７６は、端面１２ａ上に設けられている。固定部材７６は、ボルト等を用いて、ベース部材１２に締結されている。固定部材７６は、所定平面１１０に直交する方向において、ベース部材１２（端面１２ａ）および動作部材６１の間に設けられている。

　動作部材６１は、所定平面１１０に直交する方向に延びる軸体からなる。動作部材６１は、第１傾斜面６７を有する。固定部材７６は、ブロック体からなる。固定部材７６は、第２傾斜面７７を有する。

　第２傾斜面７７は、平面からなる。第２傾斜面７７は、端面１２ａから所定平面１１０に直交する方向に離れた位置に設けられている。

　第２傾斜面７７は、所定平面１１０に対して斜め方向に延在している。中心軸１２０は、第２傾斜面７７に対して斜め方向に交わっている。所定平面１１０に直交する方向における端面１２ａおよび第２傾斜面７７の間の長さは、中心軸１２０の半径方向の位置に沿って変化する。所定平面１１０に直交する方向における端面１２ａおよび第２傾斜面７７の間の長さは、第１爪部２１Ａの動作方向に沿って変化する。

　第１傾斜面６７は、平面からなる。第１傾斜面６７は、第２傾斜面７７と平行に延在している。第１傾斜面６７は、第２傾斜面７７と面接触している。中心軸１２０の半径方向（第１爪部２１Ａの動作方向）における第１傾斜面６７の長さは、中心軸１２０の半径方向（第１爪部２１Ａの動作方向）における第２傾斜面７７の長さよりも小さい。

　動作部材６１は、支持部５６により、所定平面１１０に直交する方向に直線動作が可能なように支持されている。

　支持部５６には、挿入孔５７が設けられている。挿入孔５７は、所定平面１１０に直交する方向に延びている。挿入孔５７は、所定平面１１０に直交する方向の一方端において、把持面４１ａと対向する位置で開口し、所定平面１１０に直交する方向の他方端において、第２傾斜面７７と対向する位置で開口している。挿入孔５７には、動作部材６１が挿入されている。

　第２爪部３１は、第１傾斜面６７から所定平面１１０に直交する方向に離れた位置において動作部材６１に設けられている。動作部材６１は、第１傾斜面６７から、所定平面１１０に直交する方向であって、固定部材７６より離れる方向に延びている。第２爪部３１は、第１傾斜面６７から、固定部材７６より離れる方向に延びる動作部材６１の先端部に設けられている。第２爪部３１は、軸体からなり、その軸方向における一方側の端面が、把持面３１ａに対応し、その軸方向における他方側には、ネジ部３６が設けられている。ネジ部３６は、動作部材６１に螺合されている。

　運動変換機構部７１は、弾性部材６８をさらに有する。弾性部材６８は、コイルバネからなる。弾性部材６８は、挿入孔５７の内側であって、動作部材６１の外周上に配置されている。弾性部材６８は、動作部材６１に対して、第１傾斜面６７を第２傾斜面７７に向けて付勢する方向の弾性力を作用させている。

　このような構成においては、動作部材６１が、第１爪部２１が一体に設けられた第１ユニット部材５１の支持部５６により支持されるため、第１爪部２１Ａの直線動作時、動作部材６１は、第１爪部２１Ａとともに、所定平面１１０に平行な方向（中心軸１２０の半径方向）に直線動作する。このとき、第１傾斜面６７が第２傾斜面７７に対して面接触しながら所定平面１１０に対して斜め方向にスライドすることによって、動作部材６１が所定平面１１０に直交する方向に直線動作する。これにより、動作部材６１に設けられる第２爪部３１を所定平面１１０に直交する方向に直線動作させることができる。

　また、第３爪部４１は、第１爪部２１Ａと一体に設けられている。第１ユニット部材５１には、第１爪部２１Ａと、第３爪部４１と、動作部材６１を支持するための支持部５６とが一体に設けられている。このような構成によれば、部品点数を削減することによって、ワーク保持装置１０をさらに簡易な構成にできる。

　図１１は、図６中の運動変換機構部の変形例を示す断面図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ－ＸＩＩ線上の矢視方向に見た運動変換機構部の変形例を示す断面図である。図１１および図１２中には、固定部材７６と、固定部材７６と係合される動作部材６１の一部とが示されている。

　図１１および図１２を参照して、動作部材６１は、第１傾斜面６７と、第３傾斜面６９とを有する。第１傾斜面６７および第３傾斜面６９は、平面からなる。第３傾斜面６９は、第１傾斜面６７と反対側を向いている。固定部材７６は、第２傾斜面７７と、第４傾斜面７８とを有する。第２傾斜面７７および第４傾斜面７８は、平面からなる。第４傾斜面７８は、第２傾斜面７７と反対側を向いている。第２傾斜面７７は、第１傾斜面６７と面接触している。第４傾斜面７８は、第３傾斜面６９と面接触している。

　より具体的には、動作部材６１は、キー部６６を有する。キー部６６は、所定平面１１０に対して斜め方向に延伸しながら、その延伸方向に直交する方向における表裏に第１傾斜面６７および第３傾斜面６９を形成している。

　固定部材７６には、溝部７９が設けられている。溝部７９は、所定平面１１０に対して斜め方向に延伸しながら、その延伸方向に直交する方向において互いに対向する第２傾斜面７７および第４傾斜面７８を内壁として形成している。

　溝部７９にキー部６６が挿入されることによって、第２傾斜面７７が第１傾斜面６７と面接触し、第４傾斜面７８が第３傾斜面６９と面接触している。

　このような構成によれば、第１傾斜面６７および第３傾斜面６９がそれぞれ第２傾斜面７７および第４傾斜面７８に対して面接触しながら所定平面１１０に対して斜め方向にスライドすることによって、動作部材６１が所定平面１１０に直交する方向に直線動作する。これにより、図６および図７中に示される弾性部材６８を用いることなく、第２爪部３１を所定平面１１０に直交する方向に直線動作させることができる。また、弾性部材６８を用いないため、弾性部材６８の破損を極力防止することができ、延いては、動作部材６１の出退動作が弾性部材６８の動作不良により阻害される事態を防止できる。

　なお、本発明における運動変換機構部は、本実施の形態における傾斜面同士の面接触を用いた構成に限られず、たとえば、所定平面に平行な第１爪部の直線運動を、所定平面に直交する方向の直線運動に変換することが可能なリンク機構またはカム機構を用いた構成であってもよい。

　図１３は、図１中のワーク保持装置を用いたワーク搬送装置を模式的に示す平面図である。

　図１３を参照して、ワーク搬送装置３１０は、ワーク保持装置１０を有する。ワーク搬送装置３１０は、ワーク保持装置１０により保持されたワークを搬送する。

　ワーク搬送装置３１０は、ロボットアーム３２０をさらに有する。ロボットアーム３２０は、たとえば、６軸が制御可能なロボットアームである。ワーク保持装置１０は、ロボットアーム３２０に設けられている。ワーク保持装置１０は、エンドエフェクタとして、ロボットアーム３２０の先端部に取り付けられている。

　ワーク搬送装置３１０の周囲には、ワーク素材置き台１５０と、第１工作機械１６０と、ワーク組み立て台１７０と、第２工作機械１８０と、ワーク完成品置き台１９０とが設けられている。

　ワーク素材置き台１５０には、ワーク２１５の素材２１５ｐが置かれている。図８から図１０に示される第２保持形態により、第２爪部３１および第３爪部４１を用いて、ワーク２１５の素材２１５ｐを把持する。ロボットアーム３２０を動作させることによって、ワーク２１５の素材２１５ｐをワーク素材置き台１５０から第１工作機械１６０に搬送する。

　次に、第１工作機械１６０においてワーク２１５の素材２１５ｐを加工することによって、ワーク２１５の中間加工物２１５ｑを得る。次に、ワーク組み立て台１７０において２つの中間加工物２１５ｑを組み合わせることによって、ワーク２１０の組み立て体２１０ｐを得る。次に、第２工作機械１８０において、ワーク２１０の組み立て体２１０ｐに最終加工（仕上げ加工）を行なうことによって、ワーク２１０の完成品２１０ｑを得る。

　図５から図７に示される第１保持形態により、複数の第１爪部２１を用いて、ワーク２１０の完成品２１０ｑを把持する。ロボットアーム３２０を動作させることによって、ワーク２１０の完成品２１０ｑを第２工作機械１８０からワーク完成品置き台１９０に搬送する。

　このような構成によれば、搬送されるワークの形状または加工状態に合わせて、複数の第１爪部２１を用いた第１保持形態によるワーク把持と、第２爪部３１および第３爪部４１を用いた第２保持形態によるワーク把持とを選択することができる。

　より具体的には、ワーク２１５の素材２１５ｐは、半円筒状であるため、内径把持することができない。一方、ワーク２１５の素材２１５ｐは、未加工の状態であるため、ワーク把持に伴うワーク表面への傷の付着をそれほど考慮する必要がない。このため、ワーク素材置き台１５０から第１工作機械１６０へのワーク２１５の素材２１５ｐの搬送には、第２爪部３１および第３爪部４１を用いた第２保持形態によるワーク把持が選択されている。

　また、ワーク２１０の完成品２１０ｑは、円筒状であり、かつ、内鍔部２２５の内周面２２５ａが仕上げ加工されているため、内径把持することが可能である。また、ワーク２１０の完成品２１０ｑは、仕上げ加工が行なわれているため、ワーク把持に伴うワーク表面への傷の付着を避ける必要がある。このため、第２工作機械１８０からワーク完成品置き台１９０へのワーク２１０の完成品２１０ｑの搬送には、複数の第１爪部２１を用いた第２保持形態によるワーク把持が選択されている。

　このように第１保持形態によるワーク把持と、第２保持形態によるワーク把持とを選択可能なワーク保持装置１０を用いることによって、ワーク素材置き台１５０から第１工作機械１６０へのワーク２１５の素材２１５ｐの搬送と、ワーク素材置き台１５０から第１工作機械１６０へのワーク２１５の素材２１５ｐの搬送とで、ロボットアーム３２０を兼用することができる。

　なお、ワーク保持装置１０は、ロボットアームに限られず、たとえば、３軸方向にワークを搬送可能なガントリーローダに用いられてもよい。

　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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。

　この発明は、主に、ワークを把持するための爪部材を備えたワーク保持装置に適用される。

　１０　ワーク保持装置、１２　ベース部材、１２ａ，２２５ｂ，２２５ｃ　端面、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ　スライダー、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ　第１爪部、２２　第１把持面、２３　第２把持面、２４　第３把持面、２５　第４把持面、２６　基台部、３１　第２爪部、３１ａ，４１ａ　把持面、３６　ネジ部、４１　第３爪部、５１　第１ユニット部材、５２　第２ユニット部材、５３　第３ユニット部材、５６　支持部、５７　挿入孔、６１　動作部材、６６　キー部、６７　第１傾斜面、６８　弾性部材、６９　第３傾斜面、７１　運動変換機構部、７６　固定部材、７７　第２傾斜面、７８　第４傾斜面、７９　溝部、１１０　所定平面、１２０　中心軸、１５０　ワーク素材置き台、１６０　第１工作機械、１７０　ワーク組み立て台、１８０　第２工作機械、１９０　ワーク完成品置き台、２１０，２１５　ワーク、２１０ｐ　組み立て体、２１０ｑ　完成品、２１５ｐ　素材、２１５ｑ　中間加工物、２２５　内鍔部、２２５ａ　内周面、３１０　ワーク搬送装置、３２０　ロボットアーム。

Claims

　互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、前記所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、
　前記所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、
　前記第１爪部のその動作に伴う直線運動を、前記所定平面に直交する方向の直線運動に変換して前記第２爪部に伝達し、前記第２爪部を前記所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備え、
　前記第１爪部、前記第２爪部および前記第３爪部は、保持するワークと当接する把持面を有し、前記第１爪部の前記把持面は、前記第２爪部および前記第３爪部の前記把持面と異なる形状を有する、ワーク保持装置。
　互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、前記所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、
　前記所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、
　前記第１爪部のその動作に伴う直線運動を、前記所定平面に直交する方向の直線運動に変換して前記第２爪部に伝達し、前記第２爪部を前記所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備え、
　前記第３爪部は、前記第１爪部と一体に設けられる、ワーク保持装置。
　前記第２爪部および前記第３爪部は、複数の前記第１爪部から前記所定平面に直交する方向にずれた位置に設けられる、請求項１または２に記載のワーク保持装置。
　前記第２爪部および前記第３爪部は、前記所定平面に直交する方向に見た場合に、複数の前記第１爪部に取り囲まれた位置に設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク保持装置。
　互いに間隔を設けて所定平面内に配置され、前記所定平面に平行な方向に直線動作が可能な複数の第１爪部と、
　前記所定平面に直交する方向において、互いに対向して配置される第２爪部および第３爪部と、
　前記第１爪部のその動作に伴う直線運動を、前記所定平面に直交する方向の直線運動に変換して前記第２爪部に伝達し、前記第２爪部を前記所定平面に直交する方向に直線動作させる運動変換機構部とを備え、
　前記運動変換機構部は、
　前記所定平面に対して斜め方向に延在する第１傾斜面を有し、前記第１爪部とともに前記所定平面に平行な方向に直線動作が可能であり、かつ、前記所定平面に直交する方向に直線動作が可能なように支持される動作部材と、
　前記第１傾斜面と面接触する第２傾斜面を有する固定部材とを含み、
　前記第２爪部は、前記第１傾斜面から前記所定平面に直交する方向に離れた位置において前記動作部材に設けられる、ワーク保持装置。
　複数の前記第１爪部は、前記所定平面に直交する所定軸の周方向において、互いに間隔を設けて配置され、前記所定軸の半径方向に直線動作が可能であり、
　前記第１爪部と、前記第３爪部と、前記動作部材を前記所定平面に直交する方向に直線動作可能なように支持する支持部とが一体に設けられたユニット部材を備える、請求項５に記載のワーク保持装置。
　前記動作部材は、前記第１傾斜面とは反対側を向く第３傾斜面をさらに有し、
　前記固定部材は、前記第２傾斜面とは反対側を向き、前記第３傾斜面と面接触する第４傾斜面をさらに有する、請求項５または６に記載のワーク保持装置。
　請求項１から７のいずれか１項に記載のワーク保持装置を備え、
　前記ワーク保持装置により保持されたワークを搬送する、ワーク搬送装置。