(57)【要約】【課題】吸着面が曲面である把持対象及び吸着面に凹凸がある把持対象を把持可能な吸着ハンドを得ること。【解決手段】吸着ハンド１は、上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状の側面部２ａと、開放された上底がなす吸着口と、開放された下底がなす外部吸着口とを有し、側面部２ａに外部吸着口側からスリット５ａが形成された吸着部２と、吸着部２のスリット５ａを吸着部２の径方向の外側から覆い、吸着部２の内部が減圧されると吸着部２に密着する補助吸着部３とを備え、吸着部２の下底の面積は、吸着部２の上底の面積よりも大きい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状の側面部と、開放された上底がなす吸着口と、開放された下底がなす外部吸着口とを有し、前記側面部に前記外部吸着口側からスリットが形成された吸着部と、
前記吸着部のスリットを前記吸着部の径方向の外側から覆い、前記吸着部の内部が減圧されると前記吸着部に密着する補助吸着部とを備え、
前記吸着部の下底の面積は、前記吸着部の上底の面積よりも大きいことを特徴とする吸着ハンド。
【請求項２】
前記補助吸着部は、上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状であり、少なくとも一つのスリットが筒面に、前記補助吸着部の下底側から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ハンド。
【請求項３】
前記補助吸着部のスリットに、伸縮性を有する補完部が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の吸着ハンド。
【請求項４】
前記補助吸着部のスリットが伸展することを防止するスリット補強部を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の吸着ハンド。
【請求項５】
前記吸着部と前記補助吸着部とが、前記吸着口側で繋がった一体構造であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項６】
前記吸着部は、前記吸着口側から前記外部吸着口側に延びる第１補強部を備え、
前記第１補強部は、前記側面部の円周方向の少なくとも２箇所に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項７】
前記吸着部は、前記側面部の内側に配置された中空の円錐台形状の形状保持部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項８】
前記補助吸着部は、自重による変形を抑制する第２補強部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項９】
前記吸着部のスリットは、螺旋状であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項１０】
前記吸着部のスリットに、伸縮性を有する補完部が設けられたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項１１】
前記補助吸着部を複数有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項１２】
前記吸着部の筒内において、前記吸着口から前記外部吸着口に向かって延在する筒状の閉塞防止部を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項１３】
前記吸着部は、前記外部吸着口の開口面積を増減させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の吸着ハンド。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の吸着ハンドと、
前記吸着ハンドの前記吸着口に接続され、前記吸着部の筒内の圧力を低下させる減圧装置とを備えることを特徴とする吸着装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の吸着装置と、
前記吸着ハンドを移動させる駆動装置とを備えることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動対象を把持する吸着ハンド、吸着装置及びこの吸着装置を備えた搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットといった駆動装置に取り付けられて、把持対象を任意の位置に移動させるハンドには、把持対象を挟んで把持する金属製のハンド及び負圧を利用して把持対象を吸い付ける吸着パッドといった種類がある。これらのハンドは、特定の部品が把持対象であれば有効であるが、多様な形状の把持対象に対応することは難しい。そこで、把持対象に倣いやすい吸着パッドのように弾性のある材料で作られたハンドが従来から考えられているが、把持対象が曲率の変化が大きな曲面であるなど多様な形状には対応できていない。
【０００３】
特許文献１には、内側の吸着口が真空発生源に繋がっており、把持対象である部品を吸着することができる吸着ハンドが開示されている。特許文献１に開示される吸着ハンドにおいては、内側の吸着口は、外側の吸着口に対して上下に移動可能である。これにより、部品が小さい場合は内側の吸着口で把持し、部品が大きい場合は外側の吸着口で吸着することで大きな吸着力を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される吸着ハンドは、把持対象の吸着面が平面である場合は、面積が異なっても容易に把持対象を吸着可能であるが、吸着面が曲面である把持対象及び吸着面に凹凸がある把持対象を把持することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、吸着面が曲面である把持対象及び吸着面に凹凸がある把持対象を把持可能な吸着ハンドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状の側面部と、開放された上底がなす吸着口と、開放された下底がなす外部吸着口とを有し、側面部に外部吸着口側からスリットが形成された吸着部と、吸着部のスリットを吸着部の径方向の外側から覆い、吸着部の内部が減圧されると吸着部に密着する補助吸着部とを備える。吸着部の下底の面積は、吸着部の上底の面積よりも大きい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸着面が曲面である把持対象及び吸着面に凹凸がある把持対象を把持可能な吸着ハンドを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る搬送装置の概略図
【図２】実施の形態１に係る吸着ハンドを示す斜視図
【図３】実施の形態１に係る吸着ハンドの一部を不図示とした斜視図
【図４】実施の形態１に係る吸着ハンドの断面図
【図５】実施の形態１に係る吸着ハンドの底面図
【図６】実施の形態１に係る吸着ハンドの側面図
【図７】実施の形態１に係る吸着ハンドが把持対象を把持している状態を示す図
【図８】実施の形態１に係る吸着ハンドが把持対象の角を把持している状態を示す図
【図９】実施の形態１に係る吸着ハンドが棒状の把持対象を把持している状態を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る吸着ハンドの斜視図
【図１１】実施の形態２に係る吸着ハンドの一部を不図示とした斜視図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る吸着ハンドの断面図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る吸着ハンドの斜視図
【図１４】本発明の実施の形態５に係る吸着ハンドの斜視図
【図１５】本発明の実施の形態６に係る吸着ハンドの斜視図
【図１６】実施の形態６に係る吸着ハンドの底面図
【図１７】本発明の実施の形態７に係る吸着ハンドの斜視図
【図１８】本発明の実施の形態８に係る吸着ハンドの斜視図
【図１９】実施の形態８に係る吸着ハンドの底面図
【図２０】本発明の実施の形態９に係る吸着ハンドの断面図
【図２１】実施の形態９に係る吸着ハンドの正面図
【図２２】本発明の実施の形態１０に係る吸着ハンドの斜視図
【図２３】実施の形態１０に係る吸着ハンドの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る吸着ハンド、吸着装置及び搬送装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る搬送装置の概略図である。実施の形態１に係る搬送装置４０は、吸着ハンド１により把持対象９を吸着する吸着装置３０と、吸着ハンド１を移動させる駆動装置であるロボット装置３１とを有している。吸着装置３０は、空気を吸気する機能を備えたポンプ３２を備えている。ポンプ３２は、吸着部２の筒内の圧力を低下させる減圧装置である。ロボット装置３１の基部は、固定部３３に固定されている。ロボット装置３１には、複数の電動機が搭載されており、ロボット装置３１の手先側に装着した吸着ハンド１を３次元上の任意の位置に移動することが可能である。吸着ハンド１は、移動させたい把持対象９を把持することができるため、搬送装置４０は、吸着ハンド１の動作とロボット装置３１を連動させることで把持対象９を任意の位置に動かしたり、把持対象９の向きを変えたりすることができる。
【００１２】
吸着ハンド１は、排気管１０を通してポンプ３２に繋がれている。ポンプ３２は、空気を吸気する機能を備えており、実施の形態１においては吸着ハンド１内部の圧力を下げる目的で使用されている。ポンプ３２は、ロボット装置３１又は固定部３３に固定される。
【００１３】
図２は、実施の形態１に係る吸着ハンドを示す斜視図である。吸着ハンド１は、把持対象９と接触する吸着部２と、吸着部２の外側に配置される補助吸着部３と、排気管１０と接続される排気部４とを備える。
【００１４】
吸着ハンド１は、可撓性を有する材料で構成されている。実施の形態１では、吸着ハンド１は一体成形されており、吸着部２と補助吸着部３とは、吸着口７側で繋がった一体構造となっているが、接着といった手法により複数の部材を組み合わせて吸着ハンド１を構成してもよい。補助吸着部３は、中空の円錐台形状であり、上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状の側面部３ａを有する。側面部３ａは、下底側から形成されたスリット５ｂで区切られたスカート部６ｂを備える。スリット５ｂは、放射状に配置されている。スカート部６ｂは、スリット５ｂで区切られて薄いシート状となっている。
【００１５】
図３は、実施の形態１に係る吸着ハンドの一部を不図示とした斜視図である。図３においては、吸着部２の形状がわかりやすいように補助吸着部３を除して吸着ハンド１を図示している。補助吸着部３と同様に、吸着部２は中空の円錐台形状であり、上底及び下底が開放された円錐台形の錐面がなす筒状の側面部２ａを有する。側面部２ａは、下底側から形成されたスリット５ａで区切られたスカート部６ａを備える。スリット５ａは、放射状に配置されている。スカート部６ａは、スリット５ａで区切られて薄いシート状となっている。
【００１６】
図４は、実施の形態１に係る吸着ハンドの断面図である。図５は、実施の形態１に係る吸着ハンドの底面図である。吸着部２と補助吸着部３とは接近して設けられているが、スカート部６ａ，６ｂは互いに接着されていない。また、吸着部２のスリット５ａと補助吸着部３のスリット５ｂとは、重ならない位置に配置されている。また、排気部４と吸着部２内部との間には、フィルタ１１が設けられている。
【００１７】
図６は、実施の形態１に係る吸着ハンドの側面図である。以下、吸着部２及び補助吸着部３の下端部を外部吸着口８と称する。また、吸着部２が把持時に変形したとき、変形しにくいスリット５ａ，５ｂの上部を吸着口７と称する。
【００１８】
吸着ハンド１で把持対象９を移動させる際の搬送装置４０の動作について説明する。ロボット装置３１は、吸着ハンド１を把持対象９の真上に移動させた後に降下させる。次に、ロボット装置３１は、吸着ハンド１の外部吸着口８を把持対象９に押し付け、吸着部２を変形させる。吸着口７が把持対象９に近づいたら、ロボット装置３１は、吸着ハンド１の移動を停止させる。吸着ハンド１が停止した後、ポンプ３２は、把持対象９の吸着を開始する。把持対象９を吸着できた後、ロボット装置３１は、吸着ハンド１を目的の位置まで移動させる。その後、ポンプ３２が停止し、吸着部２内部の圧力が大気圧に戻ると、吸着ハンド１は把持対象９を目的の位置で解放する。以上の動作により、吸着装置３０とロボット装置３１とによって把持対象９を移動させたり、向きを変えたりすることができる。
【００１９】
次に、様々な形状の把持対象９を把持する場合の吸着ハンド１の動作について説明する。
【００２０】
まず、把持対象９の把持部分が平面である場合について説明する。図７は、実施の形態１に係る吸着ハンドが把持対象を把持している状態を示す図である。図７においては、吸着部２の状態がわかるように、隠れている部分の一部を点線で示している。把持対象９を把持するときは、まず吸着ハンド１を把持対象９に接近させる。外部吸着口８を把持対象９に押し付けると、スリット５ａ，５ｂにより外部吸着口８が図７に示すように広がり、吸着口７が把持対象９に接近する。この状態で排気部４に接続された排気管１０を通じて吸着ハンド１内の空気を抜くと、吸着部２が変形してスカート部６ａが把持対象９に押し付けられる。続けて、吸着部２のスリット５ａとスカート部６ａとから漏れる空気を塞ぐように、補助吸着部３のスカート部６ｂが吸着部２と把持対象９とに押し付けられる。このとき、吸着部２内部の負圧と大気圧との差により、吸着ハンド１を把持対象９に押し付ける力が発生する。
【００２１】
このように吸着ハンド１は、把持部分が平面である把持対象９を吸着ハンド１で把持することができる。
【００２２】
特許文献１にもあるように、圧力差を利用して把持対象を把持することは一般的な技術である。このときの吸引力は、吸着部２の内部の負圧と吸着する面積とに比例する。よって、吸着力を大きくするためには、吸着する面積を増やすこと、及び吸着部２の内部の負圧を強くすることが必要である。
【００２３】
実施の形態１に係る吸着ハンド１が吸着する面積は、吸着口７の面積に相当する面積となる。把持対象９を把持するとき、薄いスカート部６ａ，６ｂは把持対象９に押し付けられ、負の圧力の空間と把持対象９とが吸着口７付近で接触する。負の圧力の空間と把持対象９とが接触する面積を増やすためには、スリット５ａ，５ｂを短くするなどの工夫が必要である。
【００２４】
吸着部２内部の圧力は、ポンプ３２の性能によって定まる。加えて、吸着部２の内部の圧力を保つためには、吸着ハンド１から空気が漏れないことも必要である。吸着ハンド１が把持対象９を把持しているとき、吸着部２に皺があると、皺の部分から空気が漏れてしまう。実施の形態１に係る吸着ハンド１は、補助吸着部３により空気の漏れを防ぐことで、吸着力を保つことができる。
【００２５】
また、吸着部２の上部に備えられたフィルタ１１は、把持対象９を把持するときに把持対象９以外の物体又は把持対象９自体が排気部４に吸い込まれることを防ぐ。排気管１０は、ポンプ３２に繋がっているため、物体が排気管１０に吸い込まれてしまうとポンプ３２が故障する可能性がある。または、排気管１０の途中で物体が引っ掛かって空気の流れを阻害し、正常に排気できなくなる可能性もある。
【００２６】
実施の形態１に係る吸着ハンド１では、吸着部２などとともにフィルタ１１も一体成形している。ただし、フィルタ１１の形状及び材料は、上記の機能を満たせば、どのようなものでもよい。また、３Ｄプリンタのような付加造形で吸着ハンド１を製作し、一体物とすることも可能である。
【００２７】
次に、把持対象９の把持部分が角である場合について説明する。図８は、実施の形態１に係る吸着ハンドが把持対象の角を把持している状態を示す図である。吸着口７を把持対象９の角に近づけてから吸着すると、吸着部２が把持対象９の角を覆う。このとき、吸着部２の角に近い部分に皺ができて吸着力が落ちてしまう可能性がある。しかし、吸着部２の外側に配置された補助吸着部３が密着して覆うことで、吸着部２の空気を漏らさない。
【００２８】
このように、吸着ハンド１は、把持対象９の角のように凸となっている部分を把持することができる。同様に、吸着ハンド１は、把持対象９の凹部を把持することもできる。
【００２９】
特許文献１のような平面用の真空パッドで角を掴もうとすると、吸着部に皺が発生して空気が漏れてしまう。また、把持対象９の面の変化に対応できるように吸着口にスリットを入れた吸着パッドもあるが、スリットから空気が漏れてしまう可能性がある。実施の形態１に係る吸着ハンド１は、吸着部２のスリット５ａにより外部吸着口８を広くすることで、吸着しやすい箇所に吸着部２のスカート部６ａが倣い、空気漏れが起きにくい。加えて、吸着部２の空気漏れが発生する可能性がある部分を補助吸着部３が覆うことで、吸着力を落とさず把持が可能である。
【００３０】
次に、把持対象９が棒状である場合について説明する。図９は、実施の形態１に係る吸着ハンドが棒状の把持対象を把持している状態を示す図である。吸着口７を棒状の把持対象９に近づけてから吸着すると、吸着部２のスリット５ａにより外部吸着口８が広がって、棒を包み込むように吸着部２が覆う。また、吸着部２の外側に配置された補助吸着部３が密着して覆うことで、吸着部２の皺から空気を漏らさない。
【００３１】
このように吸着ハンド１を構成することで、把持対象９が棒のように変化の大きな曲面であっても把持することができる。
【００３２】
特許文献１のような平面用の真空パッドで棒状の把持対象９を掴もうとすると、棒の先端で皺が発生して空気が漏れてしまう。吸着口にスリットを入れた吸着パッドでは、多少の曲面であれば対応できるが、把持対象９のように吸着口７のサイズに対して変化の大きい曲面があると、棒の先端で皺が発生してしまう。実施の形態１に係る吸着ハンド１は、吸着部２のスリット５ａにより外部吸着口８が広がることで、棒状の把持対象９を包み込むため、吸着ハンド１で空気漏れが起きにくく、吸着力を維持できる。
【００３３】
吸着部２及び補助吸着部３は、薄いほど把持対象９のような変化の大きい曲面に対して回りこみやすくなる。また、吸着部２及び補助吸着部３が薄いほど把持対象９に倣いやすいため、スカート部６ａ，６ｂに皺ができにくく、空気が漏れにくい。
【００３４】
一方、吸着部２及び補助吸着部３は、厚いほど排気部４から吸引する前に、自重によってスカート部６ａ，６ｂが閉じてしまいにくくなる。また、吸着部２及び補助吸着部３は、厚いほど使用寿命が延びる。
【００３５】
図１に示したように、排気管１０を通して吸着ハンド１の排気部４をポンプ３２に繋ぐことで、吸着部２内部の圧力を下げ、把持対象９を吸着できる。ポンプ３２は、真空発生装置、負圧発生装置、ブロワーなど対象の空気圧を下げる能力を持っている装置であれば代替できる。ポンプ３２を用いる場合、ポンプ３２を止めた後、吸着部２内部の圧力は大気圧に戻り、吸着ハンド１は把持対象９を解放する。ポンプ３２以外の装置の場合、停止状態にしても負圧を維持する装置もあり、停止状態にしても負圧を維持する装置の場合は真空破壊装置を組み合わせる必要がある。
【００３６】
なお、ポンプ３２に複数の吸着ハンド１を繋いでもよい。把持対象９の重心ではない位置で把持してしまうと、吸着ハンド１にモーメントが掛かる。このような場合は、複数の吸着ハンド１で把持対象９の複数個所を把持することで、把持の確実性を高めることができる。
【００３７】
上記の説明において、吸着ハンド１を移動させる駆動装置はロボット装置３１であったが、吸着ハンド１と把持された把持対象９とを動かす能力があれば、どのような駆動装置であってもよい。例えば、把持対象９を載せたベルトコンベアと、吸着ハンド１を上下にのみ駆動する機構とを組み合わせた駆動装置を用いる場合も、吸着ハンド１に把持対象９を把持させることができる。
【００３８】
実施の形態１に係る吸着ハンド１は、吸着面が平面ではない把持対象９を把持することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る吸着ハンドの斜視図である。図１１は、実施の形態２に係る吸着ハンドの一部を不図示とした斜視図である。実施の形態２に係る吸着ハンド１の吸着部２は、吸着口７側から外部吸着口８側に延びる第１補強部である補強部１４ａを備えている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違する。
【００４０】
補強部１４ａは、吸着部２のスカート部６ａの一部であり、補強部１４ａ及び吸着部２は連動して動く。補強部１４ａは、吸着口７から外部吸着口８に向かって備えられており、放射状に配置されている。補強部１４ａは、側面の円周方向の少なくとも２箇所に設けられている。
【００４１】
実施の形態２に係る吸着ハンド１は、把持対象９に近づく際、自重によって吸着口７が閉じてしまうことがない。吸着ハンド１で把持対象９を把持するとき、まず吸着ハンド１を把持対象９に接近させる。補強部１４ａがあることで、外部吸着口８が開いた状態で、把持対象９に押し付けることができる。
【００４２】
実施の形態２に係る吸着ハンド１は、補強部１４ａを備えるため、把持対象９を把持するとき、吸着ハンド１の自重で吸着口７が塞がることがなく、把持対象９に近づけやすい。実施の形態２に係る吸着ハンド１は、外部吸着口８が閉じたままの状態で吸着のために排気部４から空気が抜かれ、吸着部２がフィルタ１１の方に吸い込まれて、吸着部２で把持対象９を覆うことができなくなることを抑制できる。
【００４３】
補強部１４ａは、図１０に示した形状に限定されることはなく、上記の機能を満たせればよい。例えば、補強部１４ａは直棒状ではなく曲がった棒状でもよい。なお、吸着口７を把持対象９に押し付けるときに広がるように、補強部１４ａの下部の内側は、丸みがあるほうがよい。
【００４４】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る吸着ハンドの断面図である。実施の形態３に係る吸着ハンド１の吸着部２は、形状保持部１６を内側に備えている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。
【００４５】
形状保持部１６は、吸着部２の内側に備えられている。吸着部２と同様に、形状保持部１６は中空の円錐台形状であるが、スリットは形成されていない。形状保持部１６は、吸着部２よりも厚く弾性が高い。
【００４６】
実施の形態３に係る吸着ハンド１は、実施の形態２に係る吸着ハンド１と同様に、吸着ハンド１が把持対象９に近づく際、吸着ハンド１の自重によって吸着口７が閉じてしまうことがない。吸着ハンド１で把持対象９を把持するとき、まず吸着ハンド１を把持対象に接近させる。このとき、形状保持部１６があることで、外部吸着口８が開いた状態で吸着ハンド１を把持対象９に押し付けることができる。
【００４７】
実施の形態３に係る吸着ハンド１は、形状保持部１６を備えるため、把持対象９を把持するとき、吸着ハンド１の自重で吸着口７が塞がることがなく、把持対象９に近づけやすい。実施の形態３に係る吸着ハンド１は、外部吸着口８が閉じたまま吸着のために排気部４から空気が抜かれ、吸着部２がフィルタ１１の方に吸い込まれて、吸着部２で把持対象９を覆うことができなくなることを抑制できる。
【００４８】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る吸着ハンドの斜視図である。実施の形態４に係る吸着ハンド１は、補助吸着部３に自重による変形を抑制する第２補強部である補強部１４ｂが設けられている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。
【００４９】
補強部１４ｂは、補助吸着部３のスカート部６ｂの一部であり、補強部１４ｂ及び補助吸着部３は連動して動く。補強部１４ｂは、吸着口７から外部吸着口８に向かって備えられており、放射状に配置されている。
【００５０】
実施の形態４に係る吸着ハンド１は、吸着口７が外部吸着口８の下方に位置する姿勢で、吸着ハンド１よりも上にある把持対象９に近づく際、吸着ハンド１の自重によって外部吸着口８が開いてしまうことがない。吸着ハンド１で把持対象９を把持するとき、まず吸着ハンド１を把持対象９に接近させるが、補強部１４ｂを備えるため、外部吸着口８が開き過ぎない状態で、吸着部２を把持対象９に押し付けることができる。
【００５１】
実施の形態４に係る吸着ハンド１は、補強部１４ｂを備えるため、上方の把持対象９を把持するとき、吸着ハンド１の自重で外部吸着口８が開きすぎることがなく、把持対象９に近づけることができる。外部吸着口８は開いた状態で把持対象９に近づくことが望ましいが、吸着ハンド１が真上近くを向いたときに外部吸着口８が広がり過ぎると、排気部４からの排気が始まっても外部吸着口８が閉じなくなってしまう。
【００５２】
補強部１４ｂは、図１３に示した形状に限定されることはなく、上記の機能を満たせればよい。例えば、補強部１４ｂは直棒状ではなく曲がった棒状でもよい。また、図１３に示した補強部１４ｂは、吸着口７付近から外部吸着口８まで達しているが、もっと短くてもよい。また、本実施の形態４に係る吸着ハンド１は、補強部１４ｂを放射状に配置しているが、一部に偏って配置してもよい。
【００５３】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る吸着ハンドの斜視図である。実施の形態５に係る吸着ハンド１は、吸着部２及び補助吸着部３のスリット５ａ，５ｂが螺旋状である点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。
【００５４】
実施の形態５に係る吸着ハンド１は、実施の形態１に係る吸着ハンド１と同様に、スリット５ａ，５ｂにより外部吸着口８が大きく広がることができるため、様々な形状の把持対象９を把持することができる。
【００５５】
また、補助吸着部３のスリット５ｂは螺旋状になっているため、スリット５ｂが凸となっている方向に回しながら吸着ハンド１を把持対象９に近づけることで、吸着口７が把持対象９又は把持対象９の周りの部品に引っかかりにくくなる。したがって、実施の形態５に係る吸着ハンド１は、把持対象９へ容易に近づけることができる。
【００５６】
実施の形態６．
図１５は、本発明の実施の形態６に係る吸着ハンドの斜視図である。図１６は、実施の形態６に係る吸着ハンドの底面図である。実施の形態６に係る吸着ハンド１は、補助吸着部３のスリット５ｂに伸縮性を有する膜状の補完部１７が設けられている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。
【００５７】
実施の形態６に係る吸着ハンド１は、補完部１７が補助吸着部３よりも延びるため、把持対象９を把持する際に外部吸着口８が広がりやすくなっている。
【００５８】
実施の形態６に係る吸着ハンド１は、補完部１７で空気の漏れを防ぐことができるため、吸着力が低下しにくい。
【００５９】
なお、図１５及び図１６に示した構成では、補助吸着部３が補完部１７を備えていたが、吸着部２のスリット５ａに補完部１７を設けてもよい。また、補完部１７は、膜状に限定されることはなく、空気の漏れを防ぐことができれば、蛇腹状などであってもよい。
【００６０】
実施の形態７．
図１７は、本発明の実施の形態７に係る吸着ハンドの斜視図である。実施の形態７に係る吸着ハンド１は、スリット５ｂが伸展して補助吸着部３が破れることを防止する補強用構造であるスリット補強部１５を備えている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。
【００６１】
吸着口７付近には、周上にスリット補強部１５が設けられている。スリット補強部１５は、厚肉部であり、スリット５ｂの吸着口７側の端部に接している。
【００６２】
吸着ハンド１が把持対象９を把持する際に外部吸着口８が開くと、スリット５ｂも広がる。スリット５ｂが開くと、吸着口７側の端部に応力が集中する。実施の形態７に係る吸着ハンド１は、スリット補強部１５を備えるため、外部吸着口８が開くことで発生する応力をスリット補強部１５で受けることができる。スリット補強部１５は厚肉部であるため、スリット補強部１５に応力が集中しても、破断しにくい。したがって、スリット５ｂの端部で補助吸着部３が破断することを防止し、吸着ハンド１の長寿命化を実現できる。
【００６３】
なお、図１７に示した吸着ハンド１は、スリット５ｂの上部にスリット補強部１５を備えるが、スリット５ｂの破断を抑える機能があれば、補強用構造はどのような形態でもよい。例えば、スリット５ｂの端部を丸めて応力集中を防いでもよい。また、スリット５ｂの近くの補助吸着部３を厚くしたり、又はスリット５ｂの端部を丸めてもよい。スリット５ｂの形状を直線状ではなく、角を丸めた台形にして、一定以上の曲率半径しか使用しないようにしてもよい。
【００６４】
また、図１７に示した吸着ハンド１は、補助吸着部３にスリット補強部１５が設けられているが、吸着部２にスリット補強部１５を設けても良い。
【００６５】
実施の形態８．
図１８は、本発明の実施の形態８に係る吸着ハンドの斜視図である。図１９は、実施の形態８に係る吸着ハンドの底面図である。実施の形態８に係る吸着ハンド１は、第２補助吸着部１３を備えている。第２補助吸着部１３は、補助吸着部３の外側に設置されている。
【００６６】
吸着部２、補助吸着部３及び第２補助吸着部１３は、中空の円錐台形状である。第２補助吸着部１３は、スリット５ｃで区切られたスカート部６ｃを有する。補助吸着部３は薄い膜で作られておりスリットは形成されていない。排気部４と吸着部２内部との間には、フィルタ１１が設けられている。第２補助吸着部１３のスカート部６ｃは、吸着部２のスリット５ａを覆う位置に配置されている。
【００６７】
外部吸着口８方向の長さは、吸着部２が一番短く、第２補助吸着部１３が一番長い。スカート部６ｃの空気漏れを防ぐためにこの構成がよいが、長さの順が異なってもよい。
【００６８】
実施の形態８に係る吸着ハンド１は、把持対象９に吸着部２が吸着した時、空気が漏れる部分を補助吸着部３が覆う。補助吸着部３に空気が漏れる部分があれば、第２補助吸着部１３が覆う。
【００６９】
実施の形態８に係る吸着ハンド１は、第２補助吸着部１３を備えるため、把持対象９を把持する際の空気漏れを防ぎ、吸着力が低下することを防止できる。なお、第２補助吸着部１３の他にさらに補助吸着部を設けてもよい。すなわち、補助吸着部を複数有していれば、補助吸着部が二つの場合と同様に、空気漏れによる吸着力の低下を防止する効果が得られる。
【００７０】
実施の形態９．
図２０は、本発明の実施の形態９に係る吸着ハンドの断面図である。図２１は、実施の形態９に係る吸着ハンドの正面図である。フィルタ１１の下部で吸着部２の内側には閉塞防止部２２が設けられている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。閉塞防止部２２は吸着部２と同じく弾性のある材料で作られているが、吸着部２よりも厚くなっている。
【００７１】
実施の形態９に係る吸着ハンド１は、外部吸着口８の付近に把持対象９がないとき、排気部４から吸着部２の内部の空気が排気されると、図２１に示すように、吸着部２及び補助吸着部３の両方のスカート部６ａ，６ｂが中央に寄り集まる。この動作は、閉塞防止部２２があることで可能となっており、閉塞防止部２２がない場合はフィルタ１１にスカート部６ａ，６ｂが貼り付いてしまう。また、吸着部２及び補助吸着部３にスリット５ａ，５ｂが形成されていることも、吸着ハンド１をコンパクトに畳むことを可能にする要因となっている。
【００７２】
実施の形態９に係る吸着ハンド１は、閉塞防止部２２を備えるため、把持対象９に近づける際に閉じた状態にできる。把持対象９は、単独で置かれているとは限らず、周囲に複数の物体が置かれている可能性がある。実施の形態９に係る吸着ハンド１は、閉じた状態で把持対象９に近づけ、把持対象９に近づけてから開くことで、把持対象９以外の物体に接触することを防止できる。したがって、把持対象９の周囲に動かしてはいけない部品又は治具が置いてあっても、接触させないようにできる。
【００７３】
実施の形態１０．
図２２は、本発明の実施の形態１０に係る吸着ハンドの斜視図である。図２３は、実施の形態１０に係る吸着ハンドの断面図である。実施の形態１０に係る吸着ハンド１は、吸着部２のスカート部６ａには駆動部１８が設けられている点で実施の形態１に係る吸着ハンド１と相違している。駆動部内部１９は中空となっている。また、駆動部１８は、駆動部内部１９と並行する金属線２０を備えている。吸着ハンド１が吸着もしておらず、力が何も加わっていないとき、金属線２０は、吸着部２の側面に倣う形に保持される。駆動部内部１９は、吸気穴２１を通じて外部と通じている。吸気穴２１はコンプレッサーのような空気を圧縮する機器に繋ぎ、電子制御で空気の出し入れをオンオフする。このように、吸着部２は、外部吸着口８の開口面積を増減させる駆動部１８を備えている。
【００７４】
実施の形態１０に係る吸着ハンド１は、吸着前の外部吸着口８の開く面積を変えることができる。吸気穴２１に空気を入れて内部の圧力を上げると、駆動部内部１９は真っ直ぐになろうとし、金属線２０を変形させながら駆動部１８は駆動して外部吸着口８を閉める。
【００７５】
実施の形態１０に係る吸着ハンド１は、駆動部１８を備えるため、失敗することなく把持対象９を把持できる。把持対象９が凸凹している場合、吸着ハンド１の一部が把持対象９に接触すると、吸着する前に吸着部２のスカート部６ａが内側に折れてしまう。スカート部６ａが内側に折れた状態で排気部４から排気すると、折れた部分がフィルタ１１のほうに吸い寄せられ、吸着部２内部の空間が確保できずに把持失敗となる。実施の形態１０に係る吸着ハンド１は、駆動部１８を備えるため、吸着状態に近い吸着部２の形状まで外部吸着口８を開くことができるので、把持失敗する可能性を減らすことができる。
【００７６】
実施の形態９に係る吸着ハンド１の閉塞防止部２２を駆動部１８と合わせて設けることで、把持対象９をより確実に把持できる。まず、吸着ハンド１を閉じた状態で把持対象９に近づける。これにより、把持対象９以外の部品を誤って把持したり、別部品の位置を変えてしまったりすることを防止できる。次に、把持対象９の近くで吸着ハンド１を大きく開きながら、把持対象９により接近した後、排気部４から空気を吸い出して吸着を開始する。これにより、吸着前に吸着部２が内側に折れて把持に失敗することを防止できる。
【００７７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１  吸着ハンド、２  吸着部、２ａ，３ａ  側面部、３  補助吸着部、４  排気部、５ａ，５ｂ，５ｃ  スリット、６ａ，６ｂ，６ｃ  スカート部、７  吸着口、８  外部吸着口、９  把持対象、１０  排気管、１１  フィルタ、１３  第２補助吸着部、１４ａ，１４ｂ  補強部、１５  スリット補強部、１６  形状保持部、１７  補完部、１８  駆動部、１９  駆動部内部、２０  金属線、２１  吸気穴、２２  閉塞防止部、３０  吸着装置、３１  ロボット装置、３２  ポンプ、３３  固定部、４０  搬送装置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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