(57)【要約】【課題】本発明は、３爪を有する把持機構において断面の大きさの異なる長尺部材を側面から把持することに好適となる技術を提供することを目的とする。【解決手段】把持機構１０は、３つの爪と３つの爪を開閉駆動する駆動部６０とを備える。前記３つの爪は、例えば、中央爪２０と中央爪２０に対して相対移動可能な２つの可動爪３０、４０とを含む。前記３つの爪は、前記３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能に設けられている。また、前記３つの爪は、前記把持空間が大きくなった状態で前記把持空間を開閉可能に設けられている。【選択図】図１
2018083249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの爪を備える把持機構であって、
前記３つの爪は、前記３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能に、かつ、前記把持空間が大きくなった状態で前記把持空間を開閉可能に設けられている、把持機構。
【請求項２】
請求項１に記載の把持機構であって、
前記３つの爪は、
中央爪基端部と、前記中央爪基端部から徐々に広がるように突出する２つの突出部とを含む中央爪と、
それぞれの先端が２つの前記突出部それぞれの基端側と先端側との間で相対移動可能に設けられた２つの可動爪と、
を含み、
前記２つの可動爪の少なくとも一方は、前記可動爪の先端に回転可能に設けられ、回転することで前記中央爪及び前記２つの可動爪で囲まれる前記把持空間を開閉可能な回転爪を有し、
前記回転爪は、前記可動爪の先端が前記突出部の先端側領域に位置する状態で開閉される、把持機構。
【請求項３】
請求項２に記載の把持機構であって、
前記中央爪基端部と前記２つの可動爪の基端部とを支持する支持部と、前記支持部に設けられ、前記中央爪基端部と前記２つの可動爪の基端部とにそれぞれ形成されたラックに噛合う仲介ギアとを含む支持部材をさらに備え、
前記仲介ギアが一の方向に回転することで前記中央爪の先端が前記支持部材に対して接近すると共に前記２つの可動爪の先端が前記支持部材から離間して前記把持空間の大きさが大きくなり、
前記仲介ギアが他の方向に回転することで前記中央爪の先端が前記支持部材から離間すると共に前記２つの可動爪の先端が前記支持部材に対して接近して前記把持空間の大きさが小さくなる、把持機構。
【請求項４】
請求項３に記載の把持機構であって、
閉空間となっている前記把持空間の中央の位置が前記支持部材に対して一定となるように、前記中央爪と前記２つの可動爪とが前記支持部材に対して相対移動して把持空間の大きさを変更する、把持機構。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の把持機構であって、
前記回転爪は、前記仲介ギアが回転することで前記中央爪と前記２つの可動爪とが前記支持部材に対して相対移動して把持空間の大きさが大きくなった状態で、前記突出部の先端に形成されたラックと噛み合い、前記仲介ギアがさらに回転することで前記回転爪が開く方向に回転する回転用ギアを含む、把持機構。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の把持機構であって、
前記中央爪に取付けられ、前記中央爪を前記支持部材に対して往復移動させる往復駆動部をさらに備える、把持機構。
【請求項７】
請求項６に記載の把持機構であって、
前記往復駆動部は、前記中央爪を異なる押圧力で押圧する複数のシリンダを含む、把持機構。
【請求項８】
請求項６に記載の把持機構であって、
前記中央爪を前記往復駆動部による移動方向に沿って把持空間が小さくなる向きに付勢する付勢部材をさらに備え、
前記往復駆動部は、前記付勢部材による付勢力よりも大きい押圧力で前記中央爪を押圧するシリンダを含む、把持機構。
【請求項９】
請求項８に記載の把持機構であって、
前記付勢部材の付勢力を変更可能な付勢力調節部をさらに備える、把持機構。
【請求項１０】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の把持機構であって、
前記仲介ギアを直接回転させる回転駆動部をさらに備える、把持機構。
【請求項１１】
請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の把持機構であって、
前記回転爪の姿勢を、閉じた状態に維持する回転爪姿勢維持部をさらに備える、把持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークを把持する把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを把持する把持機構としては、例えば、特許文献１に記載のロボット用把持ハンドのように３つの爪を開閉するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のロボット用把持ハンドでは、長尺部材を側面から把持することには向かない。また、長尺部材の長手方向に直交する断面の大きさが異なる場合にも対応しにくい。
【０００５】
そこで、本発明は、３爪を有する把持機構において断面の大きさの異なる長尺部材を側面から把持することに好適となる技術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】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る把持機構は、３つの爪を備える把持機構であって、前記３つの爪は、前記３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能に、かつ、前記把持空間が大きくなった状態で前記把持空間を開閉可能に設けられている。
【０００７】
第２の態様に係る把持機構は、第１の態様に係る把持機構であって、前記３つの爪は、中央爪基端部と、前記中央爪基端部から徐々に広がるように突出する２つの突出部とを含む中央爪と、それぞれの先端が２つの前記突出部それぞれの基端側と先端側との間で相対移動可能に設けられた２つの可動爪と、を含み、前記２つの可動爪の少なくとも一方は、前記可動爪の先端に回転可能に設けられ、回転することで前記中央爪及び前記２つの可動爪で囲まれる前記把持空間を開閉可能な回転爪を有し、前記回転爪は、前記可動爪の先端が前記突出部の先端側領域に位置する状態で開閉される。
【０００８】
第３の態様に係る把持機構は、第２の態様に係る把持機構であって、前記中央爪基端部と前記２つの可動爪の基端部とを支持する支持部と、前記支持部に設けられ、前記中央爪基端部と前記２つの可動爪の基端部とにそれぞれ形成されたラックに噛合う仲介ギアとを含む支持部材をさらに備え、前記仲介ギアが一の方向に回転することで前記中央爪の先端が前記支持部材に対して接近すると共に前記２つの可動爪の先端が前記支持部材から離間して前記把持空間の大きさが大きくなり、前記仲介ギアが他の方向に回転することで前記中央爪の先端が前記支持部材から離間すると共に前記２つの可動爪の先端が前記支持部材に対して接近して前記把持空間の大きさが小さくなる。
【０００９】
第４の態様に係る把持機構は、第３の態様に係る把持機構であって、閉空間となっている前記把持空間の中央の位置が前記支持部材に対して一定となるように、前記中央爪と前記２つの可動爪とが前記支持部材に対して相対移動して把持空間の大きさを変更する。
【００１０】
第５の態様に係る把持機構は、第３又は第４の態様に係る把持機構であって、前記回転爪は、前記仲介ギアが回転することで前記中央爪と前記２つの可動爪とが前記支持部材に対して相対移動して把持空間の大きさが大きくなった状態で、前記突出部の先端に形成されたラックと噛み合い、前記仲介ギアがさらに回転することで前記回転爪が開く方向に回転する回転用ギアを含む。
【００１１】
第６の態様に係る把持機構は、第３から第５のいずれか１つの態様に係る把持機構であって、前記中央爪に取付けられ、前記中央爪を前記支持部材に対して往復移動させる往復駆動部をさらに備える。
【００１２】
第７の態様に係る把持機構は、第６の態様に係る把持機構であって、前記往復駆動部は、前記中央爪を異なる押圧力で押圧する複数のシリンダを含む。
【００１３】
第８の態様に係る把持機構は、第６の態様に係る把持機構であって、前記中央爪を前記往復駆動部による移動方向に沿って把持空間が小さくなる向きに付勢する付勢部材をさらに備え、前記往復駆動部は、前記付勢部材による付勢力よりも大きい押圧力で前記中央爪を押圧するシリンダを含む。
【００１４】
第９の態様に係る把持機構は、第８の態様に係る把持機構であって、前記付勢部材の付勢力を変更可能な付勢力調節部をさらに備える。
【００１５】
第１０の態様に係る把持機構は、第３から第５のいずれか１つの態様に係る把持機構であって、前記仲介ギアを直接回転させる回転駆動部をさらに備える。
【００１６】
第１１の態様に係る把持機構は、第２から第１０のいずれか１つの態様に係る把持機構であって、前記回転爪の姿勢を、閉じた状態に維持する回転爪姿勢維持部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１７】
第１から第１１の態様によると、３つの爪は把持空間を開閉可能に設けられているため、長尺部材を側面から把持することが可能となる。また、３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能であるため、断面の大きさの異なる長尺部材に対応可能である。特に、把持空間が大きくなった状態で把持空間を開閉可能に設けられているため、長尺部材を把持空間内に取り込みやすくなる。
【００１８】
特に、第２の態様によると、回転爪が開閉することで把持空間が開閉される。また、可動爪が中央爪に対して相対移動することで把持空間の大きさが変更される。この構成によると、３爪を有する把持機構において簡易な構成で、断面の大きさの異なる長尺部材を側面から把持することが可能となる。
【００１９】
特に、第３の態様によると、１つの仲介ギアで３つの爪を動かすため、構成を簡略化することができる。
【００２０】
特に、第４の態様によると、長尺部材の中心を支持部材に対して一定位置に合わせることで、長尺部材の断面の大きさが異なる場合でも、把持機構によって容易に長尺部材の中心を把持することができる。
【００２１】
特に、第５の態様によると、回転爪を回転駆動させる駆動源を別に設ける必要がなくなり、構成を簡略化することができる。
【００２２】
特に、第６の態様によると、中央爪を支持部材に対して往復移動させることで、仲介ギアを介して２つの可動爪も移動する。これにより、支持部材に対する３つの爪の相対位置を変更可能となる。
【００２３】
特に、第７の態様によると、小さい押圧力のシリンダを駆動させると共に、大きい押圧力のシリンダを駆動させないことで、小さい押圧力のシリンダの弱い力で長尺部材を把持する。また、小さい押圧力のシリンダを駆動させずに大きい押圧力のシリンダを駆動させることで、大きい押圧力のシリンダの強い力で長尺部材を把持する。また、小さい押圧力のシリンダと大きい押圧力のシリンダとを共に駆動させることで、小さい押圧力のシリンダと大きい押圧力のシリンダとの和のさらに強い力で長尺部材を把持する。このように、長尺部材を把持する際に把持力を変更することができる。
【００２４】
特に、第８の態様によると、シリンダを駆動させないことで、付勢部材による付勢力のみの弱い力で長尺部材を把持する。また、シリンダを駆動することで、付勢部材による付勢力とシリンダによる押圧力との和の強い力で長尺部材を把持する。このように１つの長尺部材を把持する際に把持力を変更することができる。
【００２５】
特に、第９の態様によると、弱い力で把持する場合の把持力を調節することができる。
【００２６】
特に、第１０の態様によると、回転駆動部によって仲介ギアを回転させることで３爪を相対移動させることができる。
【００２７】
特に、第１１の態様によると、長尺部材を把持した際に、長尺部材からの反力で回転爪が開いてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る把持機構を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る把持機構が開いた状態を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る把持機構が開いた状態を示す側面図である。
【図４】第１実施形態に係る把持機構が閉じた状態であって把持空間が大きい状態を示す平面図である。
【図５】第１実施形態に係る把持機構が閉じた状態であって把持空間が小さい状態を示す平面図である。
【図６】第２実施形態に係る把持機構を示す斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る把持機構を示す斜視図である。
【図８】第３実施形態に係る把持機構を示す背面図である。
【図９】第４実施形態に係る把持機構を示す背面図である。
【図１０】第４実施形態に係る把持機構において付勢部材の付勢力が調整された様子を説明する背面図である。
【図１１】変形例に係る把持機構を示す平面図である。
【図１２】別の変形例に係る把持機構を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係る把持機構について説明する。図１は、第１実施形態に係る把持機構１０を示す斜視図である。なお、図１は、把持機構１０が閉じた状態であって把持空間が小さい状態を示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る把持機構１０が開いた状態を示す平面図である。図３は、第１実施形態に係る把持機構１０が開いた状態を示す側面図である。図４は、第１実施形態に係る把持機構１０が閉じた状態であって把持空間が大きい状態を示す平面図である。図５は、第１実施形態に係る把持機構１０が閉じた状態であって把持空間が小さい状態を示す平面図である。
【００３０】
把持機構１０は、３つの爪と３つの爪を開閉駆動する駆動部６０とを備える。３つの爪は、３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能に設けられている。ここで、把持空間は、四方を囲まれると共に両端が開口した空間であり、例えば、両端開口した筒状部材の内部空間のような空間である。また、３つの爪は、把持空間が大きくなった状態で把持空間を開閉可能に設けられている。さらにここでは、把持機構１０は、支持部材５０と、回転爪姿勢維持部７０とをさらに備える。
【００３１】
３つの爪は、中央爪２０と、２つの可動爪３０、４０とを含む。
【００３２】
中央爪２０は、中央爪基端部２２と、２つの突出部２６、２８とを含む。
【００３３】
中央爪基端部２２は、直線状に延在する部分である。以下では、中央爪基端部２２の延在方向をｘ軸方向と称することがある。中央爪基端部２２は一端側部分２３と他端側部分２４とを含む。一端側部分２３は、他端側部分２４に比べて幅広に形成されている。他端側部分２４は、一端側部分２３の幅方向一端側に連なる。他端側部分２４のうち幅方向他端側を向く側面にラック２５が形成されている。当該ラック２５を利用して他端側部分２４が支持部材５０に支持されている。このとき中央爪２０は、支持部材５０に対して、中央爪基端部２２の延在方向（ここでは、ｘ軸方向）に沿って相対移動可能に支持されている。
【００３４】
２つの突出部２６、２８は、中央爪基端部２２のうち一端側部分２３から徐々に幅方向に沿って外側に広がるように突出する部分である。ここでは、２つの突出部２６、２８の延在方向は、ｘ軸方向に対してそれぞれ反対側に３０度をなす方向となっている。２つの突出部２６、２８の先端には、ラック２７、２９が形成されている。ラック２７（２９）は、突出部２６（２８）のうち相手側の突出部２８（２６）を向く側面に形成されている。また、２つの突出部２６、２８には、ガイド溝２６ａ、２８ａが形成されている。ガイド溝２６ａ、２８ａについて詳しくは後述する。
【００３５】
２つの可動爪３０、４０は、それぞれの先端が２つの突出部２６、２８それぞれの基端側と先端側との間で相対移動可能に設けられている。２つの可動爪３０、４０の少なくとも一方は、回転爪３６（４６）を有する。ここでは、両方の可動爪３０、４０が回転爪３６（４６）を有する。回転爪３６（４６）は、可動爪３０（４０）の先端に回転可能に設けられている。回転爪３６（４６）は、回転することで中央爪２０及び２つの可動爪３０、４０で囲まれる把持空間を開閉可能とされている。回転爪３６（４６）は、可動爪３０、４０の先端が突出部２６、２８の先端側領域に位置する状態で開閉される。以下では、２つの可動爪３０、４０について特に区別が必要な場合、一方を右爪３０と称し、他方を左爪４０と称することがある。
【００３６】
右爪３０は、右爪本体部３２と、右回転爪３６とを含む。
【００３７】
右爪本体部３２は、一端側部分３３と他端側部分３４とを含む。一端側部分３３は、直線状に形成され、他端側部分３４に比べて幅広に形成されている。他端側部分３４は、直線状に形成され、一端側部分３３の幅方向一端側に連なる。ここでは、一端側部分３３の延在方向と他端側部分３４の延在方向とは６０度をなす。そして、右爪本体部３２は、一端側部分３３と他端側部分３４との連結部分において、幅方向一端側が外周側となるように曲がっている。他端側部分３４のうち幅方向他端側を向く側面にラック３５が形成されている。当該ラック３５を利用して他端側部分３４が支持部材５０に支持されている。右爪本体部３２は、一端側部分３３の延在方向が中央爪基端部２２の延在方向と平行な姿勢で支持部材５０に支持されている。また、右爪本体部３２は、支持部材５０に対して他端側部分３４の延在方向に沿って相対移動可能に支持されている。また、右爪本体部３２は、支持本体部５２に対して中央爪２０の上方に位置するように支持されている。
【００３８】
右回転爪３６は、右爪本体部３２の一端側部分３３の先端の下面に回転可能に取付けられている。ここでは、右回転爪３６は、連結ピンＰ１を介して右爪本体部３２に取付けられている。これにより、右回転爪３６は、連結ピンＰ１周りに回転可能とされている。右回転爪３６のうち連結ピンＰ１が取付けられる部分を中心としてその外側に位置する側面に回転用ギア３７が形成されている。回転用ギア３７が突出部２６の先端に形成されたラック２７と噛み合った状態で右爪本体部３２が支持部材５０に対して移動することによって、回転用ギア３７が回転し、右回転爪３６が開閉される。
【００３９】
左爪４０は、左爪本体部４２と、左回転爪４６とを含む。
【００４０】
左爪本体部４２は、一端側部分４３と他端側部分４４とを含む。一端側部分４３は、直線状に形成され、他端側部分４４に比べて幅広に形成されている。他端側部分４４は、直線状に形成され、一端側部分４３の幅方向一端側に連なる。一端側部分４３の延在方向と他端側部分４４の延在方向とは、６０度をなす。そして、左爪本体部４２は、一端側部分４３と他端側部分４４との連結部分において、幅方向一端側が内周側となるように曲がっている。他端側部分４４のうち幅方向他端側を向く側面にラック４５が形成されている。当該ラック４５を利用して他端側部分４４が支持部材５０に支持されている。左爪本体部４２は、一端側部分４３の延在方向が中央爪基端部２２の延在方向と平行な姿勢で支持部材５０に支持されている。左爪本体部４２は、支持本体部５２と中央爪２０との間に位置するように支持されている。
【００４１】
左回転爪４６は、左爪本体部４２の一端側部分４３の先端の上面に回転可能に取付けられている。ここでは、左回転爪４６は、連結ピンＰ２を介して左爪本体部４２に取付けられている。これにより、左回転爪４６は、連結ピンＰ２周りに回転可能とされている。左回転爪４６のうち連結ピンＰ２が取付けられる部分を中心としてその外側に位置する側面に回転用ギア４７が形成されている。回転用ギア４７が突出部２８の先端に形成されたラック２９と噛み合った状態で左爪本体部４２が支持部材５０に対して移動することによって、回転用ギア４７が回転し、左回転爪４６が開閉される。
【００４２】
右爪本体部３２の一端側部分３３と、左爪本体部４２の一端側部分４３の側面のうち相手側の一端側部分４３（３３）を臨む側面の先端側は、幅方向に凹んでいる。この凹み３３ｈ、４３ｈが形成されることにより、図４に示すように、把持空間が大きい状態で把持空間が平面視円形状を呈することができるようになっている。
【００４３】
支持部材５０は、支持部５１と、仲介ギア５８とを含む。
【００４４】
支持部５１は、中央爪基端部２２と２つの可動爪３０、４０の基端部とを支持する。より具体的には、ここでは、支持部５１は、中央爪基端部２２の他端側部分２４と、右爪本体部３２の他端側部分３４と、左爪本体部４２の他端側部分４４とを支持する。支持部５１は、支持本体部５２と、押え部５３とを含む。支持本体部５２は、平板状に形成されている。支持本体部５２の一方主面５２ａに押え部５３が突設されている。また、支持本体部５２に仲介ギア５８が回転可能に軸支されている。
【００４５】
押え部５３は、中央爪押え部５４と、右爪押え部５５と、左爪押え部５６とを含む。
【００４６】
中央爪押え部５４は、円柱状に形成され、中間部分に周溝５４ａが形成されている。周溝５４ａの幅寸法は、中央爪基端部２２の他端側部分２４の厚み寸法と同程度に設定されている。中央爪押え部５４は、仲介ギア５８に対して中央爪基端部２２の他端側部分２４を挟んで反対側に２つ設けられている。中央爪基端部２２に形成されたラック２５が仲介ギア５８に噛合うと共に他端側部分２４のうち仲介ギア５８と噛み合っている部分と幅方向に沿って反対側の部分が中央爪押え部５４の周溝５４ａに収まることで、中央爪２０が支持部材５０に支持されている。
【００４７】
右爪押え部５５は、円柱状に形成され、中間部分に周溝５５ａが形成されている。周溝５５ａの幅寸法は、右爪本体部３２の他端側部分３４の厚み寸法と同程度に設定されている。右爪押え部５５は、仲介ギア５８に対して右爪本体部３２の他端側部分３４を挟んで反対側に２つ設けられている。右爪本体部３２に形成されたラック３５が仲介ギア５８に噛合うと共に右爪本体部３２の他端側部分３４のうち仲介ギア５８と噛み合っている部分と幅方向に沿って反対側の部分が右爪押え部５５の周溝５５ａに収まることで、右爪３０が支持部材５０に支持されている。
【００４８】
左爪押え部５６は、円柱状に形成され、支持本体部側に周溝５６ａ（図７参照）が形成されている。周溝５６ａの幅寸法は、左爪本体部４２の他端側部分４４の厚み寸法と同程度に設定されている。左爪押え部５６は、仲介ギア５８に対して左爪本体部４２の他端側部分４４を挟んで反対側に２つ設けられている。左爪本体部４２に形成されたラック４５が仲介ギア５８に噛合うと共に左爪本体部４２の他端側部分４４のうち仲介ギア５８と噛み合っている部分と幅方向に沿って反対側の部分が左爪押え部５６の周溝５６ａに収容されることで、左爪４０が支持部材５０に支持されている。
【００４９】
各押え部５３は、支持本体部５２の主面からの周溝５４ａ、５５ａ、５６ａの高さが異なっている。具体的には、ここでは、支持本体部５２の一方主面５２ａに近い側から左爪４０、中央爪２０、右爪３０の順に支持部５１に支持されている。これに応じて、各爪を押える各押え部５３の周溝５４ａ、５５ａ、５６ａの高さを変えている。なお、左爪押え部５６の支持本体部５２からの高さ寸法は、支持本体部５２と右爪３０との間隔よりも小さく設定されている。これにより、左爪押え部５６が右爪３０と干渉することが抑制されている。
【００５０】
仲介ギア５８は、中央爪基端部２２と２つの可動爪３０、４０の基端部とにそれぞれ形成されたラック２５、３５、４５に噛合う。仲介ギア５８は、支持本体部５２に回転可能に軸支されている。３つの爪は、仲介ギア５８に対して以下のような動作をするように取付けられている。即ち、仲介ギア５８が一の方向に回転することで中央爪２０の先端（突出部２６、２８）が支持部材５０に対して接近すると共に２つの可動爪３０、４０の先端（各回転爪３６、４６）が支持部材５０から離間する。また、仲介ギア５８が他の方向に回転することで中央爪２０の先端（突出部２６、２８）が支持部材５０から離間すると共に２つの可動爪３０、４０の先端（各回転爪３６、４６）が支持部材５０に対して接近する。
【００５１】
特にここでは、仲介ギア５８が回転することで、中央爪２０がｘ軸方向に沿って移動する。また、左爪４０がｘ軸方向と６０度をなす方向に沿って移動する。また、右爪３０がｘ軸方向と−６０度をなす方向に沿って移動する。これにより、閉空間となっている把持空間の中央の位置が支持部材５０に対して一定となるように、中央爪２０と２つの可動爪とが支持部材５０に対して相対移動して把持空間の大きさを変更することが可能となっている。より具体的には、ここでは図２において仮想線（二点鎖線）で示すように中央爪２０が正三角形の２つの辺を構成し、２つの可動爪３０、４０が残りの辺を構成している。この状況で、中央爪２０がｘ軸方向に移動する距離と、可動爪３０、４０がｘ軸方向に移動する距離との比が２対１となることによって、閉空間となっている把持空間の中央の位置が支持部材５０に対して一定となる。
【００５２】
駆動部６０としてここでは、往復駆動部６１が設けられている。往復駆動部６１は、中央爪２０に取付けられ、中央爪２０を支持部材５０に対して往復移動させる。ここでは、往復駆動部６１は、エアシリンダ又は油圧シリンダ等で構成されるシリンダ６２が採用されている。ここでは、シリンダ６２のピストンを収めるシリンダ本体６３が支持部材５０の下面に固定され、一端がピストンに連結されるピストンロッド６４の他端が中央爪２０の下面に取付けられた連結部材６５に連結される。中央爪２０を支持部材５０に対して往復移動させると、仲介ギア５８が回転する。仲介ギア５８が回転すると、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０も支持部材５０に対して往復移動する。より詳細には、シリンダ６２を駆動させて中央爪２０を支持部材５０に対して接近移動させると、仲介ギア５８が一の方向に回転する。仲介ギア５８が一の方向に回転すると、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対して離間移動する。これに対して、シリンダ６２を駆動させて中央爪２０を支持部材５０に対して離間移動させると、仲介ギア５８が他の方向に回転する。仲介ギア５８が他の方向に回転すると、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対して接近移動する。
【００５３】
回転爪姿勢維持部７０は、各回転爪３６、４６の姿勢を閉じた状態に維持する。回転爪姿勢維持部７０は、各回転爪３６、４６に取付けられた姿勢維持部材７２と、可動爪３０、４０に形成されたガイド溝２６ａ、２８ａとを含む。姿勢維持部材７２は、回転用ギア３７、４７の一端側の外方に位置する挿通部７３と挿通部７３を支持し、回転爪に取付けられる姿勢維持部材本体部７４とを含む。挿通部７３は、例えばピン状に形成される。
【００５４】
突出部２６においてガイド溝２６ａは、下面に形成されている。また、突出部２８においてガイド溝２８ａは、上面に形成されている。ガイド溝２６ａ、２８ａは突出部２６、２８に沿って延在する。また、ガイド溝２６ａ、２８ａのうち突出部２６、２８の先端側の端部は突出部２６、２８の側面に開口している。当該開口２６ｂ、２８ｂを通じて挿通部７３がガイド溝２６ａ、２８ａの外内に出入りする。ここでは、挿通部７３は、各回転爪３６、４６の回転用ギア３７、４７がラック２７、２９の中間部分と噛合っている状態で開口２６ｂ、２８ｂに位置する。そして、中央爪２０の先端が支持部材５０に接近移動すると、回転用ギア３７、４７がこれよりラック２７、２９部の先端側と噛み合うように回転すると、挿通部７３が開口２６ｂ、２８ｂからガイド溝２６ａ、２８ａの外部に出る。また、中央爪２０の先端が支持部材５０から離間移動すると、回転用ギア３７、４７がこれよりラック２７、２９の基端側と噛み合うように回転すると、挿通部７３が開口２６ｂ、２８ｂからガイド溝２６ａ、２８ａの内部に入る。そして、中央爪２０の先端が支持部材５０からさらに離間移動する間、挿通部７３は、ガイド溝２６ａ、２８ａに沿って進む。
【００５５】
＜動作＞
次に、把持機構１０の動作について詳述する。
【００５６】
まずは、図２に示すように開いている状態から、図４又は図５に示すように閉じている状態に状態変更する場合について説明する。
【００５７】
図２に示すように開いている状態（中央爪２０の先端が支持部材５０に最も接近している状態）で、把持空間内に把持対象となる部材を取り込む。把持対象となる部材としてここでは、電線Ｗを例にとって説明する。電線Ｗは、１本の場合もあり得るし（図５参照）、複数本の場合もあり得る（図４参照）。そして、それぞれの場合で電線Ｗの径及び本数等によって全体の外形も異なる。このように把持対象の外形が違っていてもここでは、支持部材５０に対する把持空間の位置は一定であるため、把持対象の中心位置が分かれば支持部材５０が移動すべき位置が決まり、制御が容易となる。
【００５８】
支持部材５０の位置を把持対象の中心に応じた位置に移動させて、把持空間内に把持対象となる部材を取り込んだら３つの爪を閉じる。ここでは、シリンダ６２を駆動させて中央爪２０の先端を支持部材５０から離間させる。これにより、仲介ギア５８が他の方向に回転し、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対して接近移動する。すると、突出部２６、２８のラック２７、２９と噛み合っている回転用ギア３７、４７が回転して各回転爪３６、４６が閉じる方向に回転する。回転用ギア３７、４７がラック２７、２９の終端（基端）まで回転することで２つの回転爪３６、４６によって図４に示すように把持空間が閉じられる。
【００５９】
この際、回転用ギア３７、４７がラック２７、２９の終端（基端）まで回転する途中で挿通部７３が開口２６ｂ、２８ｂからガイド溝２６ａ、２８ａ内に進入する。以降、挿通部７３は、ガイド溝２６ａ、２８ａに沿って移動する。挿通部７３がガイド溝２６ａ、２８ａ内に収まっていることによって、回転爪３６、４６が回転しようとした場合に、挿通部７３がガイド溝２６ａ、２８ａの内周面に接触し、回転が阻害される。これにより、回転爪３６、４６は、閉じた状態で姿勢が維持される。
【００６０】
図４に示すように、把持対象が大きければ、回転爪３６、４６が閉じた状態で、把持が完了となる。
【００６１】
把持対象が小さい場合は、シリンダ６２を駆動させて中央爪２０の先端を支持部材５０からさらに離間させる。これにより、仲介ギア５８が他の方向に回転し、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対して接近移動し、図５に示すように、把持空間が小さくなり、やがて把持される。この際、上述したように、把持空間の中央の位置は支持部材５０に対して一定位置に位置する。
【００６２】
次に、図５に示すように閉じている状態から、図２に示すように開いている状態に状態変更する場合について説明する。
【００６３】
図５に示すように閉じている状態で把持対象に対する作業が終了したら、把持空間を大きくし、３つの爪を開ける。ここでは、シリンダ６２を駆動させて中央爪２０の先端を支持部材５０に対して接近させる。これにより、仲介ギア５８が一の方向に回転し、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対して離間移動し、図４に示すように把持空間が大きくなった状態となる。この状態では、挿通部７３がガイド溝２６ａ、２８ａの先端に位置する。
【００６４】
この状態からシリンダ６２を駆動させて中央爪２０の先端を支持部材５０に対してさらに接近させると、仲介ギア５８が他の方向にさらに回転し、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対してさらに接近移動し、挿通部７３が開口２６ｂ、２８ｂからガイド溝２６ａ、２８ａの外部に出る。これと時をほぼ同じくして、ラック２７、２９の基端と回転用ギア３７、４７とが噛合う。
【００６５】
この状態からシリンダ６２を駆動させて中央爪２０の先端を支持部材５０に対してさらに接近させていくと、仲介ギア５８が他の方向にさらに回転していき、仲介ギア５８を介して２つの可動爪３０、４０が支持部材５０に対してさらに接近移動していき、回転用ギア３７、４７がラック２７、２９の先端まで回転していく。これにより、回転爪３６、４６が徐々に開いていき、やがて、図２に示す状態となる。
【００６６】
上記把持機構１０は、例えば、ロボットアーム等の先端に取付けられる。上記把持機構１０を含む加工装置の動作は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータによって構成された制御ユニット１００によって制御される。把持機構１０を含む加工装置の各動作は、撮像装置によって撮像された被加工物の画像に基づいて、加工対象を認識し、当該認識結果に基づいて制御されてもよいし、予めティーチングされた指示データに基づいて制御されてもよい。
【００６７】
このような把持機構１０によると、３つの爪は把持空間を開閉可能に設けられているため、電線Ｗ等の長尺部材を側面から把持することが可能となる。特に、仲介ギア５８及び往復駆動部６１が把持空間に対してオフセットされた位置にあるため、これらが把持対象部材と干渉しにくい。また、３つの爪で囲まれる把持空間の大きさを変更可能であるため、断面の大きさの異なる長尺部材に対応可能である。特に、把持空間が大きくなった状態で把持空間を開閉可能に設けられているため、長尺部材を把持空間内に取り込みやすくなる。
【００６８】
また、回転爪３６、４６が開閉することで把持空間が開閉される。また、可動爪３０、４０が中央爪２０に対して相対移動することで把持空間の大きさが変更される。この構成によると、３爪を有する把持機構１０において簡易な構成で、断面の大きさの異なる長尺部材を側面から把持することが可能となる。
【００６９】
また、１つの仲介ギア５８で３つの爪を動かすため、構成を簡略化することができる。
【００７０】
また、把持空間の大きさが変わっても支持部材５０に対する把持空間の中心の位置が変わらないため、長尺部材の中心を支持部材５０に対して一定位置に合わせることで、長尺部材の断面の大きさが異なる場合でも、把持機構１０によって容易に長尺部材の中心を把持することができる。
【００７１】
また、回転爪３６、４６が可動爪３０、４０の移動と連動して回転するため、回転爪３６、４６を回転駆動させる駆動源を別に設ける必要がなくなり、構成を簡略化することができる。
【００７２】
また、往復駆動部６１によって中央爪２０を支持部材５０に対して往復移動させることで、仲介ギア５８を介して２つの可動爪も移動する。これにより、支持部材５０に対する３つの爪の相対位置を変更可能となる。
【００７３】
また、回転爪姿勢維持部７０のはたらきによって回転爪３６、４６が閉じた姿勢で維持されるため、長尺部材を把持した際に、長尺部材からの反力で回転爪３６、４６が開いてしまうことを抑制することができる。
【００７４】
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係る把持機構について説明する。図６は、第２実施形態に係る把持機構１１０を示す斜視図である。なお、本実施の形態の説明において、これまでに説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
第２実施形態に係る把持機構１１０は、駆動部１６０として往復駆動部６１に替わり回転駆動部６９を備える点で第１実施形態に係る把持機構１０とは異なる。
【００７６】
回転駆動部６９は、仲介ギア５８を直接回転させる。回転駆動部６９は例えば、モータ等で構成される。
【００７７】
このような把持機構１１０によると、回転駆動部６９によって仲介ギア５８を回転させることで３爪を相対移動させることができる。
【００７８】
｛第３実施形態｝
第３実施形態に係る把持機構について説明する。図７は、第３実施形態に係る把持機構２１０を示す斜視図である。図８は、第３実施形態に係る把持機構２１０を示す背面図である。なお、本実施の形態の説明において、これまでに説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
第３実施形態に係る把持機構２１０は、往復駆動部２６１が複数のシリンダ６２Ａ、６２Ｂを備える点で、第１実施形態に係る把持機構１０とは異なる。
【００８０】
複数のシリンダ６２Ａ、６２Ｂは、中央爪２０を異なる押圧力で押圧する。ここでは、複数のシリンダ６２Ａ、６２Ｂは、第１シリンダ６２Ａと第２シリンダ６２Ｂとを含む。
【００８１】
第１シリンダ６２Ａは、第１実施形態に係る把持機構１０におけるシリンダ６２と同様の位置に取付けられている。第１シリンダ６２Ａのシリンダ本体６３Ａは、支持本体部５２の下面に固定され、ピストンロッド６４Ａは、中央爪２０の下面に取付けられた連結部材２６５に連結される。
【００８２】
第２シリンダ６２Ｂは、第１シリンダ６２Ａよりも強い押圧力で中央爪２０を押圧する。第２シリンダ６２Ｂは、２つ設けられている。２つの第２シリンダ６２Ｂは、第１シリンダ６２Ａを挟む位置に設けられている。例えば、第２シリンダ６２Ｂのシリンダ本体６３Ｂは、支持本体部５２の下面に固定され、ピストンロッド６４Ｂは、第１シリンダ６２Ａのピストンロッド６４Ａが連結される連結部材２６５と同じ連結部材２６５に連結される。
【００８３】
第１シリンダ６２Ａ及び第２シリンダ６２Ｂは、例えば、それぞれエアシリンダで構成される。この場合、例えば、第１シリンダ６２Ａの断面積よりも第２シリンダ６２Ｂの断面積を大きくすることで、第１シリンダ６２Ａの押圧力よりも第２シリンダ６２Ｂの押圧力を大きくすることが可能となる。
【００８４】
このような把持機構２１０によると、第１シリンダ６２Ａを駆動させると共に、第２シリンダ６２Ｂを駆動させないことで、第１シリンダ６２Ａの弱い力で長尺部材を把持する。ここで、シリンダ６２Ａ、６２Ｂを駆動させないとは、エアを抜いてフリーな状態にすることを言う。また、第１シリンダ６２Ａを駆動させずに第２シリンダ６２Ｂを駆動させることで、第２シリンダ６２Ｂの強い力で長尺部材を把持する。また、第１シリンダ６２Ａと第２シリンダ６２Ｂとを共に駆動させることで、第１シリンダ６２Ａと第２シリンダ６２Ｂとの和のさらに強い力で長尺部材を把持する。このように、長尺部材を把持する際に把持力を変更することができる。
【００８５】
｛第４実施形態｝
第４実施形態に係る把持機構について説明する。図９は、第４実施形態に係る把持機構３１０を示す背面図である。図１０は、第４実施形態に係る把持機構３１０において付勢部材８０の付勢力が調整された様子を説明する背面図である。なお、本実施の形態の説明において、これまでに説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００８６】
第４実施形態に係る把持機構３１０は、付勢部材８０をさらに備える点で第１実施形態に係る把持機構１０とは異なる。さらにここでは把持機構３１０は、付勢力調節部９０を備える。
【００８７】
ここでは、把持機構３１０は、第３実施形態に係る把持機構２１０における第１シリンダ６２Ａの代わりに付勢部材８０が設けられた構成とされている。従って、ここでは、第３実施形態に係る把持機構２１０における第２シリンダ６２Ｂが把持機構３１０の往復駆動部３６１をなしている。
【００８８】
付勢部材８０は、中央爪２０を往復駆動部３６１による移動方向に沿って把持空間が小さくなる向きに付勢する。従って、ここでは、付勢部材８０は、中央爪２０を、中央爪２０の先端が支持部材５０から離間する向きに付勢している。付勢部材８０としては、ここでは、圧縮コイルばねが採用されているものとして説明する。もっとも、付勢部材８０としては、圧縮コイルばね以外の各種ばねであってもよいし、ゴム等の弾性体であってもよい。圧縮コイルばねは、例えば、一端が支持本体部５２に連結され、他端が中央爪２０に連結される。
【００８９】
付勢力調節部９０は、付勢部材８０の付勢力を変更可能に設けられている。付勢力調節部９０は、例えば、固定部材９２と位置調節部９４とを含む。固定部材９２は、圧縮コイルばねの一端が固定される。位置調節部９４は、支持本体部５２に固定される。位置調節部９４は、固定部材９２を異なる位置で支持可能とされる。例えば、長尺状に形成された位置調節部９４に長手方向に沿って複数のネジ穴９４ａが形成され、固定部材９２に挿通されたネジ９６が複数のネジ穴９４ａに選択的に留められることで、固定部材９２の位置が調節可能とされる。
【００９０】
往復駆動部３６１は、付勢部材８０による付勢力よりも大きい押圧力で中央爪２０を押圧するシリンダ３６２を含む。これによりシリンダ３６２を駆動することで、付勢部材８０の付勢力に反して把持空間を大きくする方向に中央爪２０を移動させることができる。
【００９１】
このような把持機構３１０によると、シリンダ３６２を駆動させないことで、付勢部材８０による付勢力のみの弱い力で長尺部材を把持する。また、シリンダ３６２を駆動させることで、付勢部材８０による付勢力とシリンダ６２による押圧力との和の強い力で長尺部材を把持する。このように長尺部材を把持する際に把持力を変更することができる。
【００９２】
また、付勢力調節部９０によって付勢部材８０による付勢力を調節することができるため、弱い力で把持する場合の把持力を調節することができる。
【００９３】
｛変形例｝
これまで２つの可動爪３０、４０の両方に回転爪３６、４６が設けられるものとして説明してきたが、このことは必須ではない。図１１に示す変形例に係る把持機構２１０Ａのように、２つの可動爪３０、４０の一方にのみ回転爪３６、４６が設けられる場合もあり得る。変形例にかかる把持機構２１０Ａは、第３実施形態に係る把持機構２１０において右回転爪３６が省略されると共に左回転爪４６が長く形成された構成とされている。
【００９４】
また、これまで２つの可動爪３０、４０の両方に設けられた回転爪３６、４６が同じ形状であるものとして説明してきたが、このことは必須ではない。図１２に示す変形例に係る把持機構２１０Ｂのように、２つの可動爪３０Ｂ、４０Ｂの両方に設けられた回転爪３６Ｂ、４６Ｂが異なる形状に形成されている場合もあり得る。変形例にかかる把持機構２１０Ｂは、第３実施形態に係る把持機構２１０において右回転爪３６が長くかつ曲げて形成されると共に左回転爪４６が長く形成された構成とされている。図１２に示す例では、把持対象を右爪３０Ｂ側に寄せることができる。このように、回転爪は、把持対象の形状等に合わせて、適宜形状を変えることが可能である。
【００９５】
また、これまで２つの可動爪３０、４０に加えて中央爪２０が支持本体部５２に対して移動するものとして説明したがこのことは必須ではない。中央爪２０は、支持本体部５２に固定されていることも考えられる。この場合でも、把持空間の大きさが変わってもその中心が支持本体部５２に対して一定位置にあること以外の効果については、これまで説明した把持機構１０と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【００９７】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００９８】
１０  把持機構
２０  中央爪
２２  中央爪基端部
２３  一端側部分
２４  他端側部分
２５  ラック
２６  突出部
２７  ラック
２８  突出部
２９  ラック
３０  右爪（２つの可動爪の一方）
３５  ラック
３６  右回転爪
３７  回転用ギア
４０  左爪（２つの可動爪の他方）
４５  ラック
４６  左回転爪
４７  回転用ギア
５０  支持部材
５２  支持本体部
５３  押え部
５８  仲介ギア
６０  駆動部
６１  往復駆動部
６２  シリンダ
６９  回転駆動部
７０  回転爪姿勢維持部
８０  付勢部材
９０  付勢力調節部
９２  固定部材
９４  位置調節部
Ｗ  電線
【図１】
2018083249.tif 000003
【図２】
2018083249.tif 000004
【図３】
2018083249.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018083249.tif 000008
【図７】
2018083249.tif 000009
【図８】
2018083249.tif 000010
【図９】
2018083249.tif 000011
【図１０】
2018083249.tif 000012
【図１１】
2018083249.tif 000013
【図１２】
2018083249.tif 000014