(57)【要約】【課題】簡単な構成で、可撓性チューブのような柔軟長物を取り扱うことができ、該柔軟長物へホルダ等の挿入部材を確実に挿入することで作業効率を向上させることができる把持爪およびこれを用いた把持装置を提供する。【解決手段】柔軟長物を長手方向に沿って端面から突出させて把持する把持爪であって、前記柔軟長物を第１突出量だけ前記端面から突出させて把持する第１部位と、前記柔軟長物を前記第１突出量よりも大きな突出量で前記端面から突出させて把持する第２部位とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟長物を長手方向に沿って端面から突出させて把持する把持爪であって、
前記柔軟長物を第１突出量だけ前記端面から突出させて把持する第１部位と、
前記柔軟長物を前記第１突出量よりも大きな突出量で前記端面から突出させて把持する第２部位とを備えることを特徴とする把持爪。
【請求項２】
前記第１部位及び前記第２部位は、前記柔軟長物の長手方向の端面と当接する第１の当接面および第２の当接面をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１に記載の把持爪。
【請求項３】
前記第１の当接面及び前記第２の当接面は、前記端面と略平行に形成され、
前記第２の当接面は、前記第１の当接面よりも前記長手方向に沿って前記端面側に形成されることを特徴とする請求項２に記載の把持爪。
【請求項４】
前記第１部位及び第２部位はそれぞれ、断面円弧状の溝であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の把持爪。
【請求項５】
柔軟長物を把持可能なハンド部と、
前記ハンド部を所定の動作に沿って移動せしめるハンド移動部とを備え、
前記ハンド部に、請求項１から４のいずれか１項に記載の把持爪を用いることを特徴とする把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持爪及びこれを用いた把持装置に関し、具体的には、柔軟長物を把持操作することができる把持爪及びこれを用いた把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に記載されているように、把持装置として、左右に開閉可能な一対のアームによって金属製のワークを確実に把持するようにした構造が知られている。この把持装置によれば、正確な位置でワークを把持することができるので作業効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような金属製のワークを取り扱う場合は、組立て作業の前後においてワークの形状が大きく変化することがないが、可撓性チューブのような柔軟長物にホルダ等の部材を挿入する作業を行う場合には、ホルダ等の挿入によって可撓性チューブが断面変形することで可撓性チューブが中折れしてホルダ等の根元まで可撓性チューブを十分に挿入することができないという問題があった。
【０００５】
また、可撓性チューブのような柔軟長物は、通常巻回した状態で梱包されているために曲がった状態に変形しており、その変形量の大小または自重による変形によってホルダ等の挿入作業時に挿入口の位置を一定とすることができず、ホルダ等の挿入作業での位置決めを行うことが難しいといった問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、簡単な構成で、可撓性チューブのような柔軟長物を取り扱うことができ、該柔軟長物へホルダ等の挿入部材を確実に挿入することで作業効率を向上させることができる把持爪およびこれを用いた把持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る把持爪は、柔軟長物を長手方向に沿って端面から突出させて把持する把持爪であって、前記柔軟長物を第１突出量だけ前記端面から突出させて把持する第１部位と、前記柔軟長物を前記第１突出量よりも大きな突出量で前記端面から突出させて把持する第２部位とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、柔軟長物にホルダ等を挿入する際、柔軟長物の先端の位置決め及び、ホルダ挿入時の柔軟長物の中折れを防止するための第１部位と、ホルダを柔軟長物に確実に挿入する第２部位とを用いて２段階の挿入作業を行うことができるので、簡単な構成で、可撓性チューブのような柔軟長物を取り扱うことができ、該柔軟長物へホルダ等の挿入部材を確実に挿入することで作業効率を向上させることができる把持爪を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る把持装置の構成を説明するための斜視図。
【図２】アーム部の構成を説明するための側面図。
【図３】第１のハンド部の斜視図。
【図４】第２のハンド部の斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る把持爪の斜視図。
【図６】把持装置の動作を説明するための図。
【図７】把持装置の動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る把持爪及びこれを用いた把持装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る把持装置の構成を説明するための斜視図であり、図２は、アーム部の構成を説明するための側面図であり、図３は、第１のハンド部の斜視図であり、図４は、第２のハンド部の斜視図であり、図５は、本発明の実施形態に係る把持爪の斜視図であり、図６及び図７は、把持装置の動作を説明するための図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る把持装置１は、基台１２に回転固定部１１を介して載置されたアーム部１０ａ,１０ｂを備えている。アーム部は、柔軟長物である可撓性チューブ５０を把持する第１のアーム部１０ａと,該可撓性チューブ５０（図４参照）に挿入されるホルダ５１（図３参照）を把持する第２のアーム部１０ｂとから構成されており、これらのアーム部は、制御部１５によって其々が独立して駆動可能に構成されている。さらに、基台１２の外部には、可撓性チューブ５０やホルダ５１といったワークを収納する収納部１３,１４が備え付けられている。
【００１３】
このような構成を備えることで、本実施形態に係る把持装置１は、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂが収納部１３,１４から可撓性チューブ５０及びホルダ５１を其々取り出して、可撓性チューブ５０にホルダ５１を挿入する作業を行うことが可能となっている。
【００１４】
なお、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、制御部１５に接続されてそれぞれが独立して駆動する。具体的には、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂに取り付けられた第１のハンド部２１及び第２のハンド部２２が第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂの配列方向に沿う方向において相対的に近接および離間自在とされている。さらに、制御部１５は、第１のハンド部２１及び第２のハンド部２２を駆動してホルダ用把持爪３１及びチューブ用把持爪３３を開閉制御している。
【００１５】
図２に示すように、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、基台１２に対して回転固定部１１を介して回転可能に取り付けられている。また、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、回転固定部１１に取り付けられ、基台１２と略垂直に交わる第１軸４１の周りに回動自在な第１リンク部４２と、第１リンク部４２の一端に第２軸４３を介して取り付けられ、第１リンク部４２の第１軸４１に交差する水平な第２軸４３周りに前後方向に回動自在な第２リンク部４４と、第２リンク部４４の先端に設けられ当該第２リンク部４４の第２軸４３に平行する第３軸４５周りに前後方向に回動自在な第３リンク部４６と、第３リンク部４６の先端に設けられ第４軸４７の軸周りに回動自在な第４リンク部４８とからなるハンド移動部２０と、第４リンク部４８の先端に取り付けられたハンドエフェクタとしてのハンド部２１,２２とを備えている。ハンド移動部２０はこのように構成されているので、その先端に取り付けられたハンド部２１,２２は三次元的に移動可能とされている。
【００１６】
次に、図３及び４を参照して第１のハンド部２１及び第２のハンド部２２について説明を行う。図３に示すように、ホルダ５１を把持する第２のハンド部２２は、第４リンク４８に取り付けられたベース２３と、ベース２３に取り付けられた平行チャック２４と、平行チャック２４によって開閉自在に取り付けられた一対のホルダ用把持爪３１とを備えている。
【００１７】
一対のホルダ用把持爪３１は其々鏡面対称に形成された部材であり、ホルダ用把持爪３１には、ホルダ５１を把持可能なように、断面略円弧状のホルダ把持溝３２が形成されている。ホルダ保持溝３２の曲率は、ホルダ５１を適切に把持できればどのように形成されても構わないが、ホルダ５１の断面曲率よりも若干大きい曲率で形成されると好適である。また、ホルダ用把持爪３１は、把持するホルダ５１を損傷しないように、比較的硬度の低い材料で構成されており、例えばアルミニウム合金などで形成されていると好適である。
【００１８】
さらに、後述するチューブ把持爪３３とは対照的にホルダ用把持爪３１は、ホルダ５１の持ち替え作業を行わないことから、ホルダ把持溝３２は一つ形成されていれば良い。なお、ホルダ５１は後述する可撓性チューブ５０よりは硬質な素材で形成されていれば如何なる素材で形成されても構わないが、例えばポリプロピレン（ＰＰ）や高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)などによって形成されると好適である。
【００１９】
平行チャック２４は、爪部２４ａ,２４ａを圧力や電力等の外部からの駆動源の入力によって一定のストロークで互いに離間及び近接するように開閉可能な要素部品であり、爪部２４ａ,２４ａを開閉することによりワークを把持・解放することが可能となっている。なお、本実施形態において平行チャック２４は、制御部１５から得た信号によって駆動するソレノイドを用いた場合について説明を行ったが、駆動源を別途用意してエアやオイルを用いても構わないし、ステッピングモータで構成されても構わない。
【００２０】
なお、ホルダ用把持爪３１は、ボルト等の締結手段によって爪部２４ａに組み付けられており、爪部２４ａの動作に伴って離間・近接する。
【００２１】
第１のハンド部２１は、上述した第２のハンド部２２と概略同様の構成を有しており、第４リンク４８に取り付けられたベース２３と、ベース２３に取り付けられた平行チャック２４と、平行チャック２４によって開閉自在に取り付けられた一対のチューブ用把持爪３３とを備えている。
【００２２】
ここで、第２のハンド部２２と最も異なる点はチューブ用把持爪３３が複数の把持溝を有して柔軟長物としての可撓性チューブ５０を把持している点である。図５に示すように、チューブ用把持爪３３は、互いに平行に延びる第１部位３４と第２部位３５とを備えている。また、第１部位３４及び第２部位３５は、チューブ用把持爪３３の一方の端面３３ａと略垂直に交わるように形成されている。
【００２３】
さらに、第１部位３４及び第２部位３５の端面３３ａとの反対端には、端面３３ａと略平行に形成された第１の当接面３６及び第２の当接面３７が形成されている。また、第２の当接面３７は、第１の当接面３６よりも第１部位３４及び第２部位３５の延設方向に沿って端面３３ａ側に形成されている。後述するように可撓性チューブ５０は第１部位３４及び第２部位３５で把持されるので、この第１部位３４及び第２部位３５の延設方向は、可撓性チューブ５０の長手方向と重畳する。
【００２４】
第１部位３４及び第２部位３５は円筒状に形成された可撓性チューブ５０を確実に把持することができるように、断面円弧状に形成されている。ここで、第１部位３４は、第２部位３５よりも大きな曲率で形成されており、第１部位３４での把持力は、第２部位での把持力よりも大きくなるように形成されている。
【００２５】
なお、図５に示すチューブ用把持爪３３は、一対のチューブ用把持爪３３のうちの一方のチューブ用把持爪を記載したものであり、第１のハンド部２１には、図５に示すチューブ用把持爪３３と鏡面対称に形成した他方のチューブ用把持爪とによって一対のチューブ用把持爪３３が取り付けられている。
【００２６】
なお、チューブ用把持爪３３は、柔軟長物としての可撓性チューブ５０を把持するので、把持する可撓性チューブ５０を損傷しないように、比較的硬度の低い材料で構成されており、例えばアルミニウム合金などで形成されていると好適である。また、可撓性チューブ５０は可撓性のある柔軟長物であればどのような素材で形成されても構わないが、例えばポリ塩化ビニルやシリコンゴムのチューブなどが好適に用いられる。
【００２７】
このように、チューブ用把持爪３３は、第１部位３４及び第２部位３５を備えているので、可撓性チューブ５０を把持した際に、把持する部位を変更することで可撓性チューブ５０の端面３３ａからの突出量を変更させることができる。具体的には、図６及び図７に記載されているように、可撓性チューブ５０を第１部位３４で把持した場合の端面３３ａからの第１突出量Ｌ１は、可撓性チューブ５０を第２部位３５で把持した場合の端面３３ａからの第２突出量Ｌ２よりも小さくなるように形成されている。この第１の突出量Ｌ１及び第２の突出量Ｌ２は、可撓性チューブ５０の端面が其々第１の当接面３６及び第２の当接面３７に当接することで規定される。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る把持装置１は次に説明する動作を行うことで、ホルダ５１を可撓性チューブ５０に挿入する作業を行う。まず、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂを其々駆動して、収納部１３,１４から可撓性チューブ５０及びホルダ５１を一つずつ取り出す。この際、第１のアーム部１０ａが可撓性チューブ５０を把持し、第２のアーム部１０ｂがホルダ５１を把持する。また、可撓性チューブ５０は、図６に示すように、第１の当接面３６に可撓性チューブ５０の端面が当接すると共に第１部位３４で把持される。
【００２９】
このように、可撓性チューブ５０が第１部位３４に把持された状態では、側面３３ａからの可撓性チューブ５０の第１突出量Ｌ１が規定される。可撓性チューブ５０は、図６に示すように、長手方向に沿って把持されており、第１突出量Ｌ１だけ突出して把持される。第１突出量Ｌ１は、ホルダ５１が挿入可能な程度に短く規定するために、第１部位３４では、可撓性チューブ５０の先端部を把持している。このように第１突出量Ｌ１を規定することで、可撓性チューブ５０に曲りが生じていた場合でも可撓性チューブ５０の根元を把持することで可撓性チューブ５０の先端の位置決めを確実に行うことができる。
【００３０】
また、第１部位３４の断面曲率は、第２部位３５の断面曲率よりも大きく形成されているので、可撓性チューブ５０の周面を適切に把持することで可撓性チューブ５０に対して径方向に確実に把持力を伝えることができる。
【００３１】
さらに、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂを駆動して第１のハンド部２１及び第２のハンド部２２を近接するように駆動することで、可撓性チューブ５０に対してホルダ５１を挿入する動作を行う。この際、上述したようにチューブ用把持爪３３によって可撓性チューブ５０の先端の位置決めが行われているので、ホルダ５１を可撓性チューブ５０に近接させることで確実にホルダ５１を可撓性チューブ５０の先端部に挿入することができる。このホルダ５１が可撓性チューブ５０の先端部に挿入された状態を仮挿入状態として以下の説明を行う。また、可撓性チューブ５０は、長手方向に沿って第１部位３４によって把持されているので、ホルダ５１の挿入の際の摩擦力によって可撓性チューブ５０及びホルダ５１が互いに座屈や中折れすることなく確実に挿入作業を行うことができる。
【００３２】
次に、ホルダ５１を可撓性チューブ５０の先端部に仮挿入した状態で、チューブ用把持爪３３の第２部位３５に持ち替え動作を行う。この際、可撓性チューブ５０は、ホルダ５１に仮挿入されているので、ホルダ５１を第２のハンド部２２で把持した状態で、チューブ用把持爪３３を開放し、可撓性チューブ５０を第２部位３５の位置まで移動させた後にチューブ用把持爪３３を把持することで持ち替え動作を行うことができる。
【００３３】
図７は、上述した持ち替え動作後の可撓性チューブ５０の状態を示す。第２部位３５での可撓性チューブ５１の把持は、可撓性チューブ５０の一端が第２の当接面３７に当接した状態で、端面３３ａからの突出量が、第２突出量Ｌ２となるように構成されている。即ち、第２部位３５は、第１部位３４に比べて長手方向に沿って浅溝に形成されている。このように端面３３ａからの可撓性チューブ５０の突出量が第２突出量Ｌ２となるように第２部位３５が形成されることで、可撓性チューブ５０の突出している部位は径方向に把持力が働かないので、ホルダ５１の挿入に対して過大な摩擦力を及ぼさない。したがって、第２の当接面３７に向かってホルダ５１を押し付けるように操作することで、ホルダ５１を可撓性チューブ５０に確実に挿入する作業を行うことが可能となる。また、ホルダ５１は、仮挿入状態で第２部位に把持されているので、可撓性チューブ５０やホルダ５１の座屈や中折れを生じることなく挿入作業を完了することが可能となる。
【００３４】
その後、制御部１５によって、ホルダ５１が挿入された可撓性チューブ５０を所定のストック場所へと搬送する。このとき、ホルダ５１の挿入作業が終了した可撓性チューブ５０は、ホルダ５１が挿入された状態でストック場所に整列配置される。
【００３５】
このような把持装置１によれば、柔軟長物に対してホルダ等を挿入する場合であっても、第１部位３４及び第２部位３５で可撓性チューブ５０を持ち替えることにより、柔軟長物の位置決めを確実に行うと共に、ホルダの挿入時の摩擦力の影響による断面変形から生じるホルダや柔軟長物の座屈や中折れを防止して、確実にホルダを柔軟長物に挿入することが可能なため、挿入が難しい柔軟長物へのホルダ等の挿入作業を１つの把持装置で確実に行うことが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、ホルダ用把持爪３１としてホルダ把持溝３２を一つ形成した場合について説明を行ったが、ホルダ用把持爪３１はホルダ５１を把持することができればどのような形状でも構わない。この場合、チューブ用把持爪３３を共用してチューブ用把持爪３３の第２部位３５でホルダ５１を把持するように構成すれば、製品コストを抑制することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態に係る把持装置１では、ホルダ把持溝３２及び第１部位３４並びに第２部位３５を断面円弧状に形成した場合について説明を行ったが、この断面形状はこれに限られず、例えば断面三角形状の溝とすることも可能である。
【００３８】
さらに、本実施形態に係る把持装置１は、チューブ用把持爪３３に第１部位３４及び第２部位３５の二つの溝を形成して、可撓性チューブ５０の持ち替えを一回行う場合について説明を行ったが、これらの溝は２以上形成しても構わない。この場合、持ち替え動作の回数を増やすことで、より長尺の可撓性チューブにホルダを挿入する作業において、有効に作業を行うことが可能となる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１  把持装置，    ２０  ハンド移動部,    ２１  第１のハンド部,    ２２  第２のハンド部,    ３１  ホルダ用把持爪,    ３３  チューブ用把持爪,    ３４  第１部位,    ３５  第２部位,    ３６  第１の当接面,    ３７  第２の当接面,    ５０  可撓性チューブ,    ５１  ホルダ,    Ｌ１  第１突出量,    Ｌ２  第２突出量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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