(57)【要約】【課題】ボルトやナット等の平面視で六角形状の部品を、簡易な構成でほぼ一定の姿勢で把持できる把持装置を提供することを目的とする。【解決手段】把持装置１は、左爪部材３２Ｌ及び右爪部材３２Ｒをチャック方向ＣＤに沿って互いに接近させることによってボルトＢを把持する。各爪部材３２Ｌ，３２ＲのうちボルトＢに対向する内側端部３３Ｌ，３３Ｒにはそれぞれ平面視でボルトＢ側へ向けて凹状の左凹部３４Ｌ及び右凹部３４Ｒが形成され、各凹部３４Ｌ，３４Ｒの両端部にはそれぞれボルトＢ側へ突出する一対の突起部３６Ｌ，３７Ｌ、並びに一対の突起部３６Ｒ，３７Ｒが形成され、各爪部材３２Ｌ，３２ＲにおいてボルトＢの把持中心Ｏから各突起部３６Ｌ，３７Ｌまでの距離ｒａ，ｒｂは等しく、ボルトＢの二面幅をｄとした場合、各爪部材３２Ｌ，３２Ｒに形成される突起部の対の突起間隔Δは、ｄ／√３より大きくかつｄより小さい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の板状部材を挟持方向に沿って互いに接近させることによって平面視で六角形状の側面を備える部品を把持する把持装置であって、
前記各板状部材のうち前記部品に対向する端部にはそれぞれ平面視で前記部品側へ向けて凹状の凹部が形成され、
前記凹部の両端部には前記部品側へ突出する一対の突起部が形成され、
前記各板状部材において前記部品の把持中心から前記各突起部までの距離は等しく、
前記側面の二面幅をｄとした場合、前記各板状部材に形成される前記突起部の対の前記挟持方向に対し垂直な向きに沿った間隔は、ｄ／√３より大きくかつｄより小さいことを特徴とする把持装置。
【請求項２】
前記把持装置は、前記一対の板状部材を前記挟持方向に沿って平行移動させることによって互いに接近又は離間させるチャック機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置に関する。より詳しくは、平面視で六角形状の側面を備えるボルトやナット等の部品を把持する把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の製造には、数多くのボルトが用いられる。そこで車両の組み立てラインには、ワークにボルトを締結する締め付けロボットと、ボルトを整列して搬出するパーツフィーダと、このパーツフィーダから切り出されたボルトを取り出し、これを上記締め付けロボットに受け渡す受け渡しロボットと、が設けられている。
【０００３】
ところでパーツフィーダは、複数のボルトを所定の姿勢で整列して搬出する。例えば特許文献１に示すパーツフィーダは、各ボルトの軸部をレール間に挿通させるとともにレール間にボルトの頭部を橋架させることによって、複数のボルトを整列して切り出す直線フィーダを備える。
【０００４】
また受け渡しロボットは、パーツフィーダの直線フィーダから切り出されるボルトの頭部を保持し、これを締め付けロボットまで搬送する。なお受け渡しロボットにおいてボルトの頭部を保持する手段としては、電磁石で吸着して保持する手段や、頭部の６つの側面のうち対向する二面を挟持することによって保持する手段等が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０５７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら電磁石を用いてボルトの頭部を保持する場合、ボルトを常に一定の姿勢で吸着できないばかりか、高速で移動させるとボルトの姿勢が変わってしまうため、ボルトを一定の姿勢で締め付けロボットに受け渡すことができない。このため受け渡しロボットでボルトを移動させた後、このボルトを精度良く位置決めする位置決め装置がさらに必要になる場合がある。また電磁石を用いる場合、ボルトのサイズが変わると、これに対応できずボルトを適切に受け渡すことができない場合があり、汎用性が低い。
【０００７】
また直線フィーダから切り出されるボルトの頭部の側面の向きはばらばらであることが多い。このため頭部の二面を挟持してボルトの頭部を保持する場合、直線フィーダから切り出されるボルトの側面を一定の向きに揃える装置が別途必要になる。
【０００８】
本発明は、ボルトやナット等の平面視で六角形状の部品を、簡易な構成でほぼ一定の姿勢で把持できる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】
【０００９】
（１）本発明の把持装置（例えば、後述の把持装置１）は、一対の板状部材（例えば、後述の左爪部材３２Ｌ、右爪部材３２Ｒ）を挟持方向（例えば、後述のチャック方向ＣＤ）に沿って互いに接近させることによって平面視で六角形状の側面を備える部品（例えば、後述のボルトＢ）を把持するものであって、前記各板状部材のうち前記部品に対向する端部（例えば、後述の内側端部３３Ｌ，３３Ｒ）にはそれぞれ平面視で前記部品側へ向けて凹状の凹部（例えば、後述の左凹部３４Ｌ、右凹部３４Ｒ）が形成され、前記凹部の両端部には前記部品側へ突出する一対の突起部（例えば、後述の基端側突起部３６Ｌ及び先端側突起部３７Ｌ、並びに基端側突起部３６Ｒ及び先端側突起部３７Ｒ）が形成され、前記各板状部材において前記部品の把持中心（例えば、後述の把持中心点Ｏ）から前記各突起部までの距離（例えば、後述の距離ｒａ，ｒｂ）は等しく、前記側面の二面幅をｄとした場合、前記各板状部材に形成される前記突起部の対の前記挟持方向に対し垂直な向き（例えば、後述の長手方向ＬＤ）に沿った間隔（例えば、後述の突起間隔Δ）は、ｄ／√３より大きくかつｄより小さいことを特徴とする。
【００１０】
（２）この場合、前記把持装置は、前記一対の板状部材を前記挟持方向に沿って平行移動させることによって互いに接近又は離間させるチャック機構（例えば、後述の平行チャック２）を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
（１）本発明の把持装置は、それぞれ凹部と一対の突起部が形成された一対の板状部材を挟持方向に沿って互いに接近させることによって、平面視で六角形状の側面を備える部品を把持する。ここで凹部は、各板状部材のうち部品に対向する内側の端部に形成され、平面視では部品側へ向けて凹状である。また一対の突起部は、凹部の先端側の端部と基端側の端部とに形成され、それぞれ部品側へ突出する。これら板状部材で把持される部品の中心を把持中心と定義した場合、この把持中心から各突起部までの距離は等しい。また部品の側面の二面幅をｄとした場合、これら突起部の対の挟持方向に対し垂直な向きに沿った間隔は、ｄ／√３より大きくかつｄより小さい。
【００１２】
このような把持装置によれば、一対の板状部材を挟持方向に沿って互いに接近させると、部品はこれら板状部材によって、以下の手順により一定の姿勢で把持される。各板状部材の内側の端部と部品の側面とが離れた状態から各板状部材を挟持方向に沿って互いに接近させると、両板状部材に形成された計４つの突起部のうちの２つにおいて部品の側面と接触する。ここで４つの突起部のうち部品に接触する２つの組み合わせは、接触前の部品の側面の向きによって変わるが、一方の板状部材の先端側の突起部が接触する場合、他方の板状部材の基端側の突起部が接触し、また一方の板状部材の基端側の突起部が接触する場合、他方の板状部材の先端側の突起部が接触する。このため４つの突起部のうちの２つが接触した状態でさらにこれら板状部材を接近させると、部品にはその中心を回転軸とした回転モーメントが生じ、部品は、その側面が未接触の２つの突起部に近づくように回転する。これによりさらにこれら板状部材を接近させると、部品の側面は未接触であった２つの突起部と接触し、これにより部品は４つの突起部によって支持される。ここで上述のように各突起部の把持中心からの距離は等しいため、４つの突起部が接触した状態における部品の姿勢は、部品の２つの側面が摺動方向に対し垂直になった姿勢か、２つの側面が摺動方向と平行になった姿勢の何れかに限られる。以上により本発明の把持装置によれば、一対の板状部材を互いに接近させるだけで、特殊な装置を用いることなく部品を２つの何れかの姿勢で把持できる。また本発明の把持装置によれば、突起部の対の間隔をΔとした場合、その二面幅がΔより大きくかつΔ・√３より小さければ上記手順によって把持できるので、汎用性が高い。
【００１３】
（２）本発明の把持装置は、一対の板状部材を挟持方向に沿って平行移動させることによって互いに接近又は離間させるチャック機構を備える。本発明の把持装置によれば、このようなチャック機構を用いることによって速やかに部品を把持したり開放したりできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る把持装置の正面図である。
【図２】把持装置の側面図である。
【図３】図１中線Ａ−Ａに沿った一対の把持部材の断面図である。
【図４】両爪部材及びボルトの平面図である。
【図５Ａ】把持装置によってボルトを把持する手順を説明するための図である。
【図５Ｂ】把持装置によってボルトを把持する手順を説明するための図である。
【図５Ｃ】把持装置によってボルトを把持する手順を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る把持装置１が適用されたボルト供給システムＳの構成を示す図である。図２は、把持装置１の側面図である。
【００１６】
ボルト供給システムＳは、平面視で六角形状の側面を備える部品であるボルトＢを整列して切り出すパーツフィーダ５と、パーツフィーダ５から切り出されたボルトＢを把持する把持装置１と、把持装置１を移動させるロボット６と、これらを制御する図示しない制御装置と、を備える。
【００１７】
パーツフィーダ５は、図示しない容器内に投入された複数のボルトＢを、直線状のレール５１に沿って整列して搬出する。各ボルトＢは、その軸部ＢＡがレール５１に挿通され、かつその頭部ＢＨがレール５１に橋架された状態で、図１中左側から右側へ搬出される。
【００１８】
ロボット６のアーム６１の先端部６２には、把持装置１が取り付けられている。ロボット６は、把持装置１を、これによって把持されているボルトＢと共に所定の搬送位置まで搬送する。
【００１９】
把持装置１は、一対の左把持部材３Ｌ及び右把持部材３Ｒと、これら一対の把持部材３Ｌ，３Ｒを支持する平行チャック２と、平行チャック２と先端部６２とを接続する取付ブラケット４と、を備える。
【００２０】
平行チャック２は、図１中上下方向に沿って延びる柱状のチャック本体２１と、チャック本体２１の底部２２から下方側へ互いに平行に延出する棒状の左ハンド２３Ｌ及び右ハンド２３Ｒと、チャック本体２１に設けられ一対のハンド２３Ｌ，２３Ｒをチャック方向ＣＤに沿って延びるガイドに沿って平行移動させることによって互いに接近又は離間させるアクチュエータ（図示せず）と、を備える。
【００２１】
図２に示すように、右把持部材３Ｒは、側面視で略Ｌ字状であり、図２中上下方向に沿って延びる右基部３１Ｒと、この右基部３１Ｒの下端部から図２中左側へ延びる右爪部材３２Ｒと、を備える。また左把持部材３Ｌも同様に、側面視で略Ｌ字状であり、上下方向に沿って延びる左基部３１Ｌと、この左基部３１Ｌの下端部から垂直に延びる左爪部材３２Ｌと、を備える。各把持部材３Ｌ，３Ｒは、それぞれ基部３１Ｌ，３１Ｒにおいて複数の締結部材２４によってハンド２３Ｌ，２３Ｒに固定されている。
【００２２】
把持装置１は、平行チャック２によって一対の爪部材３２Ｌ，３２Ｒをチャック方向ＣＤに沿って互いに接近させることによって平面視で六角形状の頭部ＢＨを備えるボルトＢを把持する。以下、これら爪部材３２Ｌ，３２Ｒの具体的な構成について詳細に説明する。
【００２３】
図３は、図１中線Ａ−Ａに沿った一対の把持部材の断面図である。なお図３には、把持部材をチャック方向ＣＤに沿って互いに最接近させることによってこれら把持部材によって把持されたときにおけるボルトＢの頭部ＢＨを一点鎖線で示す。また図３には、把持部材によって把持されているボルトＢの中心である把持中心点を符号“Ｏ”で示す。
【００２４】
図３に示すように、各爪部材３２Ｌ，３２Ｒは、平面視では、各基部３１Ｌ，３１Ｒからチャック方向ＣＤに対し垂直な長手方向ＬＤに沿って先端側へ延びる板状である。各爪部材３２Ｌ，３２ＲのうちボルトＢに対向する内側端部３３Ｌ，３３Ｒには、それぞれ平面視でボルトＢ側へ向けて凹状の左凹部３４Ｌ及び右凹部３４Ｒが形成されている。
【００２５】
左爪部３２Ｌの内側端部３３Ｌのうち左凹部３４Ｌの基端側の角部及び先端側の角部には、それぞれ平面視でボルトＢ側へ向けて凹状の切欠き部３５Ｌａ，３５Ｌｂが形成されている。これら切欠き部３５Ｌａ，３５Ｌｂは、左凹部３４Ｌよりも浅く切り欠くことによって形成されている。これにより切欠き部３５Ｌａと左凹部３４Ｌとの間並びに切欠き部３５Ｌｂと左凹部３４Ｌとの間には、それぞれ把持中心点Ｏへ向けて突出する基端側突起部３６Ｌ及び先端側突起部３７Ｌが形成されている。またこれら突起部３６Ｌ，３７Ｌの先端部はそれぞれ面取りされている。
【００２６】
また右爪部３２Ｒの内側端部３３Ｒのうち右凹部３４Ｒの基端側の角部及び先端側の角部には、それぞれ平面視でボルトＢ側へ向けて凹状の切欠き部３５Ｒａ，３５Ｒｂが形成されている。これら切欠き部３５Ｒａ，３５Ｒｂは、右凹部３４Ｒよりも浅く切り欠くことによって形成されている。これにより切欠き部３５Ｒａと右凹部３４Ｒとの間並びに切欠き部３５Ｒｂと右凹部３４Ｒとの間には、それぞれ把持中心点Ｏへ向けて突出する基端側突起部３６Ｒ及び先端側突起部３７Ｒが形成されている。またこれら突起部３６Ｒ，３７Ｒの先端部はそれぞれ面取りされている。
【００２７】
図４は、爪部材３２Ｌ，３２Ｒ、及びボルトＢの平面図である。以下で説明するように、把持装置１では、上述の４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒによって、ボルトＢの二面がチャック方向ＣＤに対し垂直になった垂直姿勢と、ボルトＢの二面がチャック方向ＣＤに対し平行になった平行姿勢と、の２種類の何れかの姿勢でボルトＢを把持することが可能となっている。図４の左側は、ボルトＢが垂直姿勢で把持されている場合を示し、図４の右側は、ボルトＢが平行姿勢で把持されている場合を示す。また図４には、ボルトＢの二面幅を“ｄ”で示し、左爪部材３２Ｌに形成される基端側突起部３６Ｌの先端部から先端側突起部３７Ｌの先端部までの長手方向ＬＤに沿った間隔（以下、「突起間隔」という）を“Δ”で示す。なお、右爪部材３２Ｒの突起間隔は左爪部材３２Ｌの突起間隔Δと等しいため、図示を省略する。
【００２８】
図４の左側に示すように、把持中心点Ｏから基端側突起部３６Ｌまでの距離ｒａと、把持中心点Ｏから先端側突起部３７Ｌまでの距離ｒｂとは、等しくなっている。また図示を省略するが、右爪部材についても同様に把持中心点Ｏから基端側突起部３６Ｒまでの距離と、把持中心点Ｏから先端側突起部３７Ｒまでの距離とは、等しくなっている。
【００２９】
図４の右側に示すように、爪部材３２Ｌ，３２Ｒの４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７ＲがボルトＢの頭部に接触し、ボルトＢを平行姿勢で保持できるようにするためには、突起間隔Δは二面幅ｄよりも小さくする必要がある。また図４の左側に示すように、爪部材３２Ｌ，３２Ｒの４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７ＲがボルトＢの頭部に接触し、ボルトＢを垂直姿勢で保持できるようにするためには、突起間隔ΔはボルトＢの頭部２Ｂの一面の間隔（ｄ／√３）よりも大きくする必要がある。したがって両条件が満たされるように、すなわち垂直姿勢及び平行姿勢の何れの姿勢でも把持できるようにするため、各爪部材３２Ｌ，３２Ｒの突起間隔Δは、ｄ／√３より大きくかつｄより小さい範囲内に設定される。
【数１】
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【００３０】
次に、以上のような把持装置１によってボルトＢを把持する手順について、図５Ａ〜図５Ｃを参照して説明する。図５Ａに示すように、ボルトＢは、一点鎖線で示す最終的な把持姿勢（平行姿勢）に対し、時計周りにやや傾いた状態で両爪部材３２Ｌ，３２Ｒの間に設けられているとする。
【００３１】
図５Ｂに示すように、図５Ａに示す状態から両爪部材３２Ｌ，３２Ｒをチャック方向ＣＤに沿って平行移動させ互いに接近させると、４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒのうち、２つの突起部３７Ｌ，３６ＲにおいてボルトＢの６つの側面のうち対向する２つの側面Ｂ１，Ｂ４に接触する。このため、これら２つの突起部３７Ｌ，３６Ｒが接触した状態でさらに両爪部材３２Ｌ，３２Ｒを接近させると、ボルトＢにはその中心を回転軸として図５Ｂ中反時計周りの回転モーメントが生じ、ボルトＢは、その側面Ｂ６が未接触の突起部３６Ｌに近づきかつ側面Ｂ３が未接触の突起部３７Ｒに近づくように回転する。これにより、さらに両爪部材３２Ｌ，３２Ｒを互いに接近させると、ボルトＢの側面Ｂ６は突起部３６Ｌに接触し、かつ側面Ｂ３は突起部３７Ｒに接触し、これにより図５Ｃに示すようにボルトＢは、４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒによって、平行姿勢で支持される。
【００３２】
なお、図示及び詳細な説明を省略するが、把持される前のボルトＢの姿勢が、垂直姿勢に近い場合には、両爪部材３２Ｌ，３２Ｒをチャック方向ＣＤに沿って平行移動させ互いに接近させると、図５Ａ〜図５Ｃの例と同様にボルトＢにはその中心を回転軸とした回転モーメントが生じ、ボルトＢは、４つの突起部３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒによって、垂直姿勢で支持される。
【００３３】
以上により本実施形態の把持装置１によれば、一対の爪部材３２Ｌ，３２Ｒを互いに接近させるだけで、特殊な装置を用いることなくボルトＢを垂直姿勢及び平行姿勢の何れかの姿勢で把持できる。また上記式（１）に示すように、本発明の把持装置１では、ボルトＢの二面幅をｄとした場合、突起間隔Δをｄ／√３より大きくかつｄより小さくすれば、ボルトＢを把持することができる。換言すれば、突起間隔をΔとした把持装置１では、その二面幅がΔより大きくかつΔ×√３より小さいボルトを把持できる。すなわち、把持装置１は、突起間隔Δの大きさに応じて定まる範囲内であれば、どのような二面幅ｄを備えるボルトにも適用できるので、汎用性が高い。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば、上記実施形態では、把持装置によってボルトの頭部を把持する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の把持装置は、ボルトに限らずナットにも適用できる。またボルトやナットに限らず、平面視で六角形状の側面を備える部品であれば、どのような部品にも適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ…ボルト供給システム
１…把持装置
２…平行チャック（チャック機構）
３２Ｌ…左爪部材（板状部材）
３２Ｒ…右爪部材（板状部材）
３３Ｌ，３３Ｒ…内側端部（端部）
３４Ｌ…左凹部（凹部）
３４Ｒ…右凹部（凹部）
３６Ｌ，３６Ｒ…基端側突起部（突起部）
３７Ｌ，３７Ｒ…先端側突起部（突起部）
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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