(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部から他方の端部に向かってそれぞれ延びるとともに、前記一方の端部に物体を吸着可能な、複数の吸着部と、
前記複数の吸着部を、それぞれ、前記吸着部が延びる方向に往復移動可能に支持する支持部を有し、内部に部屋が形成されたシリンダと、
前記支持部に対する前記複数の吸着部の移動を制限することにより複数の吸着部を保持可能な保持部と、
を具備し、
前記吸着部は、前記一方の端部と前記部屋とに開口された通路が設けられ、当該通路から気体を吸引することで当該吸着部の前記一方の端部に物体を吸着し、
前記吸着部に、前記通路の前記一方の端部側からの気体の流れを許容し、前記通路の前記一方の端部側への気体の流れを制限する逆止弁が設けられ、
前記吸着部は、前記部屋から前記通路に流入するとともに前記逆止弁により流れを制限された前記気体により、前記支持部から突出する方向に移動させられることが可能である、
保持装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記複数の吸着部を平行に移動可能に支持する、請求項１の保持装置。
【請求項３】
前記保持部は、それぞれの前記吸着部の前記支持部に対する移動を制限する複数の制動部を有する、請求項１又は請求項２の保持装置。
【請求項４】
前記制動部は、前記吸着部を前記支持部に弾性的に押し付ける弾性部を有する、請求項３の保持装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記支持部に対して相対的に移動可能に設けられ、少なくとも前記複数の吸着部を保持する第１の位置と、前記吸着部の保持を解除する第２の位置との間で移動可能な移動部を有する、請求項１乃至請求項４のいずれか一つの保持装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記吸着部が重力により移動可能なように前記吸着部を支持する、請求項１乃至請求項５のいずれか一つの保持装置。
【請求項７】
前記複数の吸着部が格子点状に配置された、請求項１乃至請求項６のいずれか一つの保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば搬送や、加工や、検査のため、対象物（ワーク）を保持する保持装置が知られる。保持装置は、例えば、爪を有するアームで対象物を把持したり、磁石や圧力によって対象物を吸着したりすることで、対象物を保持する。
【０００３】
保持装置は、複数種類の対象物を保持可能に構成される場合がある。このような保持装置は、例えば、複数の爪を有するアームや、揺動可能な複数の吸着部材を有することで、複数種類の対象物を保持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４０７４９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４０７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数種類の対象物を保持可能な保持装置であっても、形状が大きく異なる複数種類の対象物を保持することは難しい場合がある。対象物の形状に応じて保持装置を交換することが行われる場合があるが、この場合、作業時間が増大する。
【０００６】
本発明が解決する課題の一例は、より多くの種類の物体を保持できる保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施の形態に係る保持装置は、複数の吸着部と、シリンダと、保持部と、を備える。前記複数の吸着部は、一方の端部から他方の端部に向かってそれぞれ延びるとともに、前記一方の端部に物体を吸着可能である。前記シリンダは、前記複数の吸着部を、それぞれ、前記吸着部が延びる方向に往復移動可能に支持する支持部を有し、内部に部屋が形成される。前記保持部は、前記支持部に対する前記複数の吸着部の移動を制限することにより複数の吸着部を保持可能である。前記吸着部は、前記一方の端部と前記部屋とに開口された通路が設けられ、当該通路から気体を吸引することで当該吸着部の前記一方の端部に物体を吸着する。前記吸着部に、前記通路の前記一方の端部側からの気体の流れを許容し、前記通路の前記一方の端部側への気体の流れを制限する逆止弁が設けられる。前記吸着部は、前記部屋から前記通路に流入するとともに前記逆止弁により流れを制限された前記気体により、前記支持部から突出する方向に移動させられることが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、より多くの種類の物体を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るチャックとワークとを示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のシャフトと、ロック機構と、支持壁とを示す斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態のチャックを示す平面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態のシャフトがワークに接触した状態のチャックを示す断面図である。
【図５】図５は、第２の実施の形態に係るシャフトの一部を示す断面図である。
【図６】図６は、第３の実施の形態に係るチャックとワークとを示す断面図である。
【図７】図７は、第３の実施形態のシャフトの一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。
【００１１】
図１は、第１の実施の形態に係るチャック１とワーク２とを示す断面図である。チャック１は、保持装置の一例であり、例えば、ハンド及びハンドチャックとも称され得る。ワーク２は、物体の一例であり、例えば、対象物及び被保持物とも称され得る。
【００１２】
図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。以下の説明は、Ｚ軸が鉛直方向に沿うものとして記載される。なお、Ｚ軸は鉛直方向に対して傾斜しても良い。
【００１３】
図１に示すように、チャック１は、ベース１１と、複数のシャフト１２と、ロック機構１３と、ポンプ１４とを有する。シャフト１２は、吸着部の一例であり、ノズルとも称され得る。ロック機構１３は、保持部の一例である。ポンプ１４は、吸引部及び送出部の一例である。
【００１４】
ベース１１は、支持壁２１と、取付壁２２と、複数の接続柱２３とを有する。支持壁２１は、支持部の一例であり、略四角形の板状の部材である。なお、支持壁２１はこれに限らず、円形のような他の形状であっても良い。
【００１５】
支持壁２１は、外面３１と、内面３２と、複数の挿通孔３３とを有する。外面３１は、Ｚ軸に沿う方向（図１における下方）に向く略平坦な面である。内面３２は、外面３１の反対側に位置し、Ｚ軸に沿う方向（図１における上方）に向く略平坦な面である。
【００１６】
複数の挿通孔３３は、Ｚ軸に沿う方向に延び、外面３１から内面３２に亘って設けられた円形の孔である。複数の挿通孔３３は、格子点状（マトリクス状）に配置される。なお、挿通孔３３の形状及び配置はこれに限らず、例えば、複数の挿通孔３３は同心円状に配置されても良い。
【００１７】
取付壁２２は、支持壁２１からＺ軸に沿う方向（図１における上方）に離間して配置される。取付壁２２は、支持壁２１の内面３２と向かい合う。複数の接続柱２３は、支持壁２１を取付壁２２に取り付ける。接続柱２３は、支持壁２１と取付壁２２との間の距離を保つ。
【００１８】
取付壁２２に、接続管３５が取り付けられる。接続管３５は、例えば可撓性の管であり、ポンプ１４に接続される。言い換えると、ポンプ１４は、接続管３５を介して、ベース１１の取付壁２２に接続される。
【００１９】
複数のシャフト１２は、互いに同一形状に形成された、略円柱状の部材である。なお、シャフト１２はこれに限らず、他の形状であっても良く、互いに異なる形状を有しても良い。シャフト１２は、先端部４１と、基端部４２と、第１の管部４３とを有する。先端部４１は、一方の端部の一例である。基端部４２は、他方の端部の一例である。第１の管部４３は、通路の一例である。
【００２０】
先端部４１は、Ｚ軸に沿う方向（図１における下方）に向くとともに、先細るように形成される。なお、先端部４１はこれに限らない。先端部４１は、シャフト１２の最も端に位置する部分（端面）のみならず、当該端面を含むシャフト１２の一部である。
【００２１】
複数のシャフト１２は、それぞれの先端部４１から基端部４２に向かって延びる。言い換えると、シャフト１２は、先端部４１及び基端部４２が向く方向（Ｚ軸に沿う方向）に延びる。
【００２２】
基端部４２は、先端部４１の反対側に位置する。基端部４２は、シャフト１２が延びる方向（Ｚ軸に沿う方向）に対して直交する方向に張り出したフランジ状に形成される。なお、基端部４２はこれに限らない。
【００２３】
第１の管部４３は、シャフト１２の内部に設けられ、シャフト１２が延びる方向（Ｚ軸に沿う方向）に延びる孔である。第１の管部４３は、第１の開口部４３ａと、第２の開口部４３ｂとを有する。第１の開口部４３ａは、第１の管部４３の一方の端部であり、シャフト１２の先端部４１に開口する。第２の開口部４３ｂは、第１の管部４３の他方の端部であり、シャフト１２の基端部４２に開口する。すなわち、第２の開口部４３ｂは、第１の開口部４３ａに通じている。
【００２４】
複数のシャフト１２は、支持壁２１の対応する挿通孔３３にそれぞれ通される。これにより、支持壁２１は、複数のシャフト１２を、それぞれのシャフト１２が延びる方向へ個別に移動可能に支持する。言い換えると、シャフト１２は、他のシャフト１２に対して独立してＺ軸に沿う方向に移動可能である。支持壁２１は、複数のシャフト１２を、平行に移動可能に支持する。なお、支持壁２１はこれに限らず、例えば、複数のシャフト１２を放射状のような、互いに異なる方向に移動可能に支持しても良い。
【００２５】
シャフト１２が挿通孔３３に通されることで、複数のシャフト１２は、格子点状に配置される。言い換えると、シャフト１２は、シャフト１２が延びる方向（Ｚ軸に沿う方向）に対して交差する方向（Ｘ軸及びＹ軸に沿う方向）に並べて配置される。
【００２６】
挿通孔３３に通されたシャフト１２は、支持壁２１の外面３１から突出する。言い換えると、シャフト１２は、ベース１１から外部に向かって突出する。基端部４２のようなシャフト１２の一部は、支持壁２１の内面３２からも突出する。
【００２７】
シャフト１２の先端部４１は、支持壁２１よりも、外面３１が向く方向（図１における下方）に位置する。シャフト１２の基端部４２は、支持壁２１よりも、内面３２が向く方向（図１における上方）に位置する。
【００２８】
シャフト１２が支持壁２１の外面３１から最大限突出すると、シャフト１２の基端部４２は、支持壁２１の内面３２に当接する（引っかかる）。このため、基端部４２は、シャフト１２が支持壁２１から脱落することを抑制する。
【００２９】
図２は、第１の実施形態のチャック１の一部である複数のシャフト１２と、ロック機構１３と、支持壁２１とを示す斜視図である。図３は、第１の実施形態のチャック１を示す平面図である。
【００３０】
図２に示すように、ロック機構１３は、支持壁２１の外面３１に面して配置される。言い換えると、ロック機構１３は、支持壁２１の外側に配置される。なお、ロック機構１３の位置はこれに限らず、支持壁２１の内面３２に面して配置されても良い。
【００３１】
ロック機構１３は、複数のブロック５１と、複数のバネ５２と、複数のプレート５３と、二つのスライドバー５４とを有する。ブロック５１及びバネ５２は、制動部の一例である。バネ５２は、弾性部の一例である。プレート５３及びスライドバー５４は、移動部の一例である。
【００３２】
ブロック５１は、例えば合成ゴムによって作られ、略直方体状に形成される。なお、ブロック５１の材料及び形状はこれに限らない。複数のブロック５１は、対応するシャフト１２の外周面１２ａに、例えばＸ軸に沿う方向から面するように配置される。
【００３３】
ブロック５１は、溝５１ａをそれぞれ有する。溝５１ａは、例えば略Ｖ字型の切欠きである。なお、溝５１ａの形状はこれに限らない。溝５１ａは、シャフト１２の外周面１２ａに面する位置に設けられ、シャフト１２が延びる方向（Ｚ軸に沿う方向）に沿って延びる。
【００３４】
バネ５２は、例えば圧縮バネである。なお、弾性部はこのようなバネ５２に限らず、例えば弾性変形可能なブロック５１の一部が弾性部の一例であっても良い。バネ５２は、ブロック５１の、溝５１ａが設けられた面の反対側の面に取り付けられる。
【００３５】
複数のプレート５３は、Ｙ軸に沿う方向にそれぞれ延びる。プレート５３は、Ｙ軸に沿う方向に並ぶ複数のシャフト１２の列の、各シャフト１２の外周面１２ａに面するように配置される。言い換えると、プレート５３は、Ｙ軸に沿う方向に並ぶ複数のシャフト１２の二つの列の間に配置される。なお、このように配置された複数のプレート５３はＸ軸に沿う方向に並べられるが、端に位置するプレート５３は、Ｙ軸に沿う方向に並ぶ複数のシャフト１２の一つの列に面する。
【００３６】
プレート５３は、第１の支持壁５３ａと、第２の支持壁５３ｂとを有する。第２の支持壁５３ｂは、Ｚ軸に沿う方向に延びる。第１の支持壁５３ａは、Ｚ軸に沿う方向における第２の支持壁５３ｂの中央部分から、対応する複数のシャフト１２の列に向かって、Ｘ軸に沿う方向に延びる。第１及び第２の支持壁５３ａ，５３ｂにより、プレート５３の断面は略Ｔ字形状を呈する。なお、プレート５３の形状はこれに限らない。
【００３７】
プレート５３の第１の支持壁５３ａに、複数のブロック５１がＸ軸に沿う方向に移動可能に取り付けられる。例えば、ブロック５１に設けられた溝に、第１の支持壁５３ａが嵌め込まれる。
【００３８】
バネ５２は、プレート５３の第２の支持壁５３ｂと、対応するブロック５１との間に配置される。上述のように、バネ５２の一方の端部はブロック５１の、溝５１ａが設けられた面の反対側の面に取り付けられる。バネ５２の他方の端部は、第２の支持壁５３ｂに支持される。これにより、バネ５２は、ブロック５１を対応するシャフト１２に向かって押す。
【００３９】
二つのスライドバー５４は、Ｘ軸に沿う方向に並べられた複数のプレート５３の端部にそれぞれ接続される。言い換えると、二つのスライドバー５４の間に、複数のプレート５３が配置される。
【００４０】
スライドバー５４は、ベース１１に対して、Ｘ軸に沿う方向に移動可能に支持される。スライドバー５４が移動することにより、プレート５３に取り付けられた複数のブロック５１及びバネ５２も、スライドバー５４とともに移動する。
【００４１】
スライドバー５４は、プレート５３に取り付けられた複数のブロック５１を、Ｘ軸に沿って制動位置と解除位置とに移動させることが可能である。制動位置は、第１の位置の一例である。解除位置は、第２の位置の一例である。
【００４２】
制動位置において、複数のブロック５１の溝５１ａが、対応するシャフト１２に接触する。バネ５２は、ブロック５１を対応するシャフト１２に押し付ける。これにより、ブロック５１とシャフト１２との間で摩擦が生じる。ブロック５１に溝５１ａが設けられることで、ブロック５１とシャフト１２との接触面積が大きくなり、ブロック５１とシャフト１２との間の摩擦力も大きくなる。
【００４３】
さらにバネ５２は、ブロック５１を介して、シャフト１２を、当該シャフト１２が挿入された支持壁２１の挿通孔３３の内面に弾性的に押し付ける。これにより、シャフト１２が、ブロック５１と支持壁２１の挿通孔３３の内面とによって挟持される。言い換えると、Ｘ軸に沿う方向において、シャフト１２の一方の側端部がブロック５１に支持され、シャフト１２の他方の側端部が支持壁２１に支持される。スライドバー５４が制動位置に移動すると、ブロック５１が、支持壁２１のシャフト１２を支持する部分に向かって移動させられる。
【００４４】
上記のようにバネ５２がブロック５１をシャフト１２に押し付けることで、ベース１１に対するシャフト１２の相対的な移動が制限される。すなわち、スライドバー５４が制動位置に移動することで、ロック機構１３は複数のシャフト１２を保持する。
【００４５】
複数のバネ５２が、ブロック５１を対応するシャフト１２にそれぞれ押し付ける。すなわち、複数のブロック５１は、それぞれのシャフト１２のベース１１に対する移動を制限する。
【００４６】
一方、解除位置において、複数のブロック５１が対応するシャフト１２から離間する。このため、ブロック５１による、ベース１１に対するシャフト１２の移動の制限が解除される。言い換えると、ロック機構１３によるシャフト１２の保持が解除される。すなわち、複数のブロック５１が解除位置にある状態において、複数のシャフト１２は、ベース１１に対して相対的に移動可能である。なお、シャフト１２がベース１１に対して相対的に移動可能であれば、解除位置にあるブロック５１がシャフト１２に接触しても良い。
【００４７】
図１に示すように、複数のシャフト１２の基端部４２に、チューブ６１がそれぞれ接続される。チューブ６１は、例えば合成ゴムによって作られた可撓性の管である。なお、チューブ６１の材料はこれに限らない。チューブ６１は、対応するシャフト１２がベース１１に対して移動する場合に、シャフト１２の移動に追従して撓むことができる。
【００４８】
複数のチューブ６１は、ベース１１の取付壁２２を介して、接続管３５に接続される。すなわち、複数のシャフト１２は、チューブ６１及び接続管３５を介して、ポンプ１４に接続される。
【００４９】
ポンプ１４は、空気のような気体の吸引及び送出が可能である。例えば、ポンプ１４は、接続管３５及び複数のチューブ６１を介して、シャフト１２の第１の管部４３から空気を吸引する。このとき、シャフト１２の先端部４１がワーク２のような物体に接触し、第１の開口部４３ａが当該物体に塞がれると、第１の管部４３が減圧される。これにより、シャフト１２の先端部４１にワーク２のような物体が吸着する。
【００５０】
ポンプ１４が気体を送出し、又は減圧状態を解除すると、第１の管部４３の圧力が上昇する。これにより、シャフト１２の先端部４１によるワーク２のような物体の吸着が解除され、当該物体がシャフト１２の先端部４１から取り外し可能となる。
【００５１】
以下に、本実施形態のチャック１の作用の一例を説明する。チャック１の作用は、以下に説明される物に限らない。まず、スライドバー５４が移動させられることで、複数のブロック５１が解除位置に移動させられる。これにより、複数のシャフト１２の保持が解除され、複数のシャフト１２がベース１１に対して移動可能となる。
【００５２】
次に、複数のシャフト１２が、支持壁２１の外面３１から最大限突出させられる。支持壁２１は、シャフト１２が重力により移動可能なように、シャフト１２を支持する。このため、シャフト１２の先端部４１が下方に向くようにチャック１が配置されることで、シャフト１２は重力によって移動する。なお、シャフト１２は、チャック１のユーザによって手で移動させられても良い。また、シャフト１２をベース１１から突出する方向に押すバネが、ベース１１に設けられても良い。
【００５３】
次に、ワーク２の保持される面２ａに、複数のシャフト１２の先端部４１が面するように、チャック１が移動させられる。チャック１は、例えばロボットアームに取り付けられ、当該ロボットアームによって移動させられる。なお、チャック１はこれに限らず、例えば、チャック１のユーザによって移動させられても良い。
【００５４】
図１に示すように、本実施形態のチャック１は、例えばシャフト１２の先端部４１が下方に向く状態で移動させられる。これにより、例えば重力によって、シャフト１２がベース１１に対してさらに移動することが抑制される。なお、チャック１の姿勢はこれに限らない。例えば、チャック１の移動中に、ロック機構１３のブロック５１がシャフト１２の移動を制限する場合、チャック１はどのような姿勢で移動しても良い。
【００５５】
ワーク２の面２ａは、例えば、複雑な自由曲面のような曲率変化を有している。本実施形態において、ワーク２は、面２ａが上方に向く状態で配置される。なお、ワーク２はこれに限らず、例えば平坦な面２ａを有しても良い。
【００５６】
図４は、第１の実施形態の複数のシャフト１２がワーク２に接触した状態のチャック１を示す断面図である。シャフト１２の先端部４１がワーク２の面２ａに面したチャック１は、ワーク２に向かって、例えば下方に移動させられる。
【００５７】
チャック１が移動すると、複数のシャフト１２の先端部４１が、ワーク２の面２ａにそれぞれ接触する。ブロック５１が解除位置にあるため、シャフト１２はベース１１に対して移動可能である。このため、チャック１が移動するに従って、先端部４１がワーク２の面２ａに接触したシャフト１２は、ベース１１に対して図４における上方へ移動する。
【００５８】
チャック１が所定の距離だけ下方に移動すると、全てのシャフト１２の先端部４１がワーク２の面２ａに接触し、全てのシャフト１２がベース１１に対して移動する。この状態で、チャック１の移動が停止する。なお、先端部４１がワーク２の面２ａに接触しないシャフト１２があっても良い。
【００５９】
次に、スライドバー５４が移動させられることで、複数のブロック５１が制動位置に移動させられる。これにより、複数のブロック５１が対応するシャフト１２に押し付けられ、ベース１１に対するシャフト１２の移動が制限される。複数のシャフト１２は、ワーク２の面２ａの形状に応じた位置で固定される。言い換えると、複数のシャフト１２の先端部４１が、ワーク２の面２ａに倣った形状を形成する。
【００６０】
次に、ポンプ１４が空気を吸引する。複数のシャフト１２の第１の開口部４３ａは、ワーク２の面２ａによって塞がれる。このため、ポンプ１４が空気を吸引することで、第１の管部４３が減圧され、ワーク２が複数のシャフト１２の先端部４１に吸着する。これにより、ワーク２がチャック１に保持される。
【００６１】
ワーク２を保持したチャック１が移動し、例えばワーク２が載置された台から上方に離れたとしても、ワーク２は複数のシャフト１２の先端部４１に吸着されたままである。さらに、ブロック５１がシャフト１２のベース１１に対する移動を制限しているため、ベース１１に対するシャフト１２の位置も固定されたままである。
【００６２】
上述の説明において、シャフト１２は、ワーク２に接触させられることでベース１１に対して移動し、ブロック５１によってベース１１に対する位置を固定される。しかし、これに限らず、シャフト１２は最初からワーク２の面２ａに対応する位置に配置されても良い。
【００６３】
例えば、ワーク２を保持する前に、チャック１は、ワーク２の面２ａと同一形状の面を有するマスターワークに向かって移動させられる。複数のシャフト１２がマスターワークの面（２ａ）に対応する位置に移動した状態で、複数のブロック５１がベース１１に対するシャフト１２の移動を制限する。これにより、複数のシャフト１２はワーク２の面２ａに対応する位置に配置される。
【００６４】
このように、複数のシャフト１２がワーク２の面２ａに対応する位置に配置されたチャック１は、同一種類のワーク２を保持する場合、シャフト１２の位置を固定したままで良い。言い換えると、複数のシャフト１２がワーク２の面２ａに対応する位置に配置されたチャック１は、ワーク２を保持する度にブロック５１を解除位置に移動させなくて良い。
【００６５】
第１の実施の形態に係るチャック１において、支持壁２１は、複数のシャフト１２を、それぞれのシャフト１２が延びる方向へ個別に移動可能に支持する。ロック機構１３は、支持壁２１に対する複数のシャフト１２の移動を制限する。ロック機構１３は、シャフト１２を支持壁２１に対して移動可能にする状態と、シャフト１２の支持壁２１に対する移動を制限する状態と、に切り替え可能である。各シャフト１２の先端部４１がワーク２に接触するように移動させられることで、複数のシャフト１２はワーク２の形状に応じた位置に配置される。この状態で、ロック機構１３が複数のシャフト１２の移動を制限することで、ワーク２を吸着可能なシャフト１２の先端部４１の位置が、ワーク２の形状に応じた位置に固定される。複数のシャフト１２がこのように配置されることで、全てのシャフト１２が先端部４１にワーク２を吸着できる。これにより、チャック１は、例えば爪によりワーク２を把持する場合に比べて、形状や大きさが異なるより多くの種類のワーク２を保持できる。
【００６６】
このようなチャック１によれば、例えば複数のシャフト１２の先端部４１をワーク２に押し付けることで、複数のシャフト１２の先端部４１がワーク２の形状に応じた位置に容易に配置される。例えば、ワーク２の形状が複雑な自由曲面のような曲率変化を有していたとしても、シャフト１２の先端部４１の位置がワーク２の形状に応じた位置に容易に配置される。これにより、保持対象であるワーク２に応じてチャック１を交換する必要が無くなり、ワーク２に応じて保持装置を交換する場合に比べ、作業時間が短縮される。さらに、シャフト１２の先端部４１の位置がワーク２の形状に応じた位置に配置されるため、シャフト１２がワーク２を歪ませることが抑制される。
【００６７】
さらに、複数のシャフト１２の先端部４１が一つのワーク２（マスターワーク）に対応した位置に固定されるため、チャック１が複数回に亘ってワーク２の保持を行ったとしても、チャック１はワーク２（ワーク）をほぼ同一の位置で保持できる。これにより、例えば、保持されたワーク２が搬送される間に障害物に接触することが抑制されたり、目視検査時に位置が変わることが抑制されてより正確な検査が可能となったりする。
【００６８】
支持壁２１は、複数のシャフト１２を平行に移動可能に支持する。これにより、複数のシャフト１２の移動方向が異なる場合に比べ、チャック１が小型化されやすい。さらに、例えば複数のシャフト１２の先端部４１をワーク２に押し付けることで、複数のシャフト１２が滑らかに移動可能となる。したがって、複数のシャフト１２の先端部４１がワーク２の形状に応じた位置により容易に配置される。
【００６９】
ロック機構１３は、それぞれのシャフト１２の支持壁２１に対する移動を制限する複数のブロック５１及びバネ５２を有する。これにより、例えばシャフト１２の寸法にばらつきがあったとしても、ロック機構１３がシャフト１２の支持壁２１に対する位置をより確実に固定できる。
【００７０】
バネ５２は、シャフト１２を支持壁２１の挿通孔３３の内面に弾性的に押し付ける。シャフト１２がブロック５１と支持壁２１とに挟持されることで、シャフト１２の支持壁２１に対する相対的な移動が制限される。これにより、シャフト１２及びブロック５１に、寸法のばらつきや摩耗が生じたとしても、ロック機構１３がシャフト１２の支持壁２１に対する位置をより確実に固定できる。
【００７１】
プレート５３に複数のブロック５１が取り付けられ、当該プレート５３が取り付けられたスライドバー５４は、支持壁２１に対して相対的に移動可能に設けられる。スライドバー５４は、複数のブロック５１によりシャフト１２を保持する制動位置と、シャフト１２の保持を解除する解除位置と、の間で移動可能である。これにより、容易且つ一時に、ロック機構１３がシャフト１２を保持する状態と、シャフト１２の保持が解除された状態との間の切り替えが可能となる。
【００７２】
シャフト１２は、先端部４１に開口された第１の管部４３から気体を吸引することで、当該先端部４１にワーク２を吸着させることが可能である。これにより、例えば磁性のようなワーク２の性質にかかわらず、チャック１がワーク２を保持することができる。
【００７３】
支持壁２１は、シャフト１２が重力により移動可能なように複数のシャフト１２を支持する。これにより、チャック１の構造が簡単になり、例えばチャック１の製造コストが低減される。
【００７４】
複数のシャフト１２が格子点状に配置される。これにより、例えばシャフト１２が一列に配置される場合に比べ、複数のシャフト１２の先端部４１の位置が、よりワーク２の形状に応じた位置に配置され得る。
【００７５】
本実施形態において、ロック機構１３は、それぞれのシャフト１２の支持壁２１に対する移動を制限する複数のブロック５１及び複数のバネ５２を有する。しかし、ロック機構１３は、複数のシャフト１２の支持壁２１に対する移動を制限する、例えばゴムのような部材を有しても良い。
【００７６】
以下に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
【００７７】
図５は、第２の実施の形態に係るシャフト１２の一部を示す断面図である。図５に示すように、第２の実施形態のシャフト１２の先端部４１は、取付部７１と、可動部材７２とを有する。取付部７１は、ベース部の一例である。可動部材７２は、先端部の一例である。
【００７８】
取付部７１は、シャフト１２の端部に設けられた略球状の部分である。取付部７１に、第１の管部４３が開口された部分である第３の開口部７１ａが設けられる。第３の開口部７１ａは、第２の開口部４３ｂに通じる。第３の開口部７１ａは、図５のように下方に向いて開口しても良いし、他の方向に向いて開口しても良い。
【００７９】
可動部材７２は、嵌合部７２ａと、第２の管部７２ｂとを有する。第２の管部７２ｂは、第１の管部４３とともに通路の一例を形成する。嵌合部７２ａは、略球状の凹部である。嵌合部７２ａに、取付部７１が嵌め込まれる。これにより、可動部材７２は、取付部７１に揺動可能（移動可能）に支持される。
【００８０】
第２の管部７２ｂは、第１の管部４３よりも径が大きい孔である。第２の管部７２ｂの一方の端部は、嵌合部７２ａに接続される。これにより、第２の管部７２ｂは、嵌合部７２ａに嵌め込まれた取付部７１の第３の開口部７１ａに連通する。第２の管部７２ｂの他方の端部は、第１の開口部４３ａを形成する。このため、第２の管部７２ｂは、取付部７１の第３の開口部７１ａと、第１の開口部４３ａとを接続する。これにより、第１の開口部４３ａは、第２の管部７２ｂ及び第３の開口部７１ａを介して、第２の開口部４３ｂに通じる。
【００８１】
可動部材７２が取付部７１に対して揺動することで、第１の開口部４３ａの向きが変化する。可動部材７２が取付部７１に対して揺動しても、第２の管部７２ｂは、取付部７１の第３の開口部７１ａに連通したままである。このため、可動部材７２が取付部７１に対して揺動しても、第１の開口部４３ａは第２の開口部４３ｂに通じたままであり、ポンプ１４は第１の開口部４３ａから空気を吸引できる。
【００８２】
第２の実施形態のチャック１において、第１の管部４３が開口された可動部材７２が、取付部７１に移動可能に支持される。これにより、シャフト１２は、第１の開口部４３ａの向きを変化させることが可能である。例えば、シャフト１２の先端部４１がワーク２に接触することで、ワーク２の面２ａの形状に応じて第１の開口部４３ａの向きが変化する。第１の開口部４３ａの向きがワーク２に応じて変化することで、シャフト１２は、先端部４１に、より確実にワーク２を吸着することができる。
【００８３】
なお、第１の開口部４３ａの向きを変化可能な先端部４１は、上記のものに限らない。例えば、先端部４１は、べローズ（蛇腹）状に形成されることで、第１の開口部４３ａの向きを変化可能であっても良い。
【００８４】
以下に、第３の実施の形態について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第３の実施の形態に係るチャック１とワーク２とを示す断面図である。図６に示すように、第３の実施形態のベース１１は、接続柱２３の代わりに、側壁８１を有する。側壁８１は、支持壁２１と取付壁２２との間に設けられる。
【００８５】
第３の実施形態のベース１１は、シリンダの一例である。支持壁２１、取付壁２２、及び側壁８１によって、ベース１１の内部に部屋Ｃが形成される。部屋Ｃは、ベース１１の外部に対して気密な、密閉された部分である。
【００８６】
支持壁２１は、複数のパッキン８５を有する。複数のパッキン８５は、複数の挿通孔３３に設けられる。パッキン８５は、挿通孔３３と、当該挿通孔３３に通されたシャフト１２との間の隙間を閉塞する。これにより、支持壁２１は、シャフト１２を、部屋Ｃの気密状態を保ちつつ、シャフト１２の延びる方向に往復運動可能に支持する。
【００８７】
接続管３５は、接続口８７を有する。接続口８７は、取付壁２２に接続された接続管３５の一方の端部に設けられ、取付壁２２に開口する。これにより、ポンプ１４は、ベース１１の部屋Ｃに接続される。
【００８８】
複数のシャフト１２の基端部４２は、部屋Ｃの中に配置される。第３の実施形態の第２の開口部４３ｂは、チューブ６１に接続される代わりに、部屋Ｃに開口する。このため、ポンプ１４は、接続管３５、部屋Ｃ、及び第２の開口部４３ｂを介して、第１の開口部４３ａに接続される。
【００８９】
ポンプ１４が気体を吸引すると、気体が、複数のシャフト１２の第２の開口部４３ｂから部屋Ｃに流入する。部屋Ｃの気体は、接続口８７から接続管３５を通り、ポンプ１４に吸引される。
【００９０】
一方、ポンプ１４が気体を送出すると、気体が、接続管３５を通り、接続口８７から部屋Ｃに流入する。このように、ポンプ１４は、部屋Ｃに空気を送出可能である。部屋Ｃの気体は、複数のシャフト１２の第２の開口部４３ｂに流入する。
【００９１】
図７は、第３の実施形態のシャフト１２の一部を示す断面図である。図７に示すように、シャフト１２は、逆止弁９１を有する。逆止弁９１は、シャフト１２の第１の管部４３に設けられる。逆止弁９１は、シャフト１２の先端部４１に配置されるが、他の位置に配置されても良い。
【００９２】
逆止弁９１は、例えば、収容部９２と、ボール９３とを有する。収容部９２は、第１の管部４３の一部であり、第１の管部４３の他の部分よりも径が大きい。ボール９３は、第１の管部４３よりも径が大きい球体であり、収容部９２に収容される。収容部９２の径は、ボール９３の径よりも大きい。
【００９３】
収容部９２は、テーパ部９２ａと、凸部９２ｂとを有する。テーパ部９２ａは、第１の開口部４３ａに向かう収容部９２の一方の端部に設けられ、第１の開口部４３ａに向かって先細る部分である。テーパ部９２ａの端部の径は、ボール９３の径よりも小さい。凸部９２ｂは、第２の開口部４３ｂに向く収容部９２の他方の端部に設けられ、ボール９３に向かって突出する。
【００９４】
このような逆止弁９１は、第１の開口部４３ａから第２の開口部４３ｂに向かって流れる気体を通す。言い換えると、逆止弁９１は、第１の管部４３の、先端部４１側からの気体の流れを許容する。一方、逆止弁９１は、第２の開口部４３ｂから第１の開口部４３ａに向かって流れる気体を遮断する。言い換えると、逆止弁９１は、第１の管部４３の、先端部４１側への気体の流れを制限する。
【００９５】
例えば、図７の矢印に示すように、例えばポンプ１４によって第１の開口部４３ａから気体が吸引されると、当該気体の流れによってボール９３がテーパ部９２ａから離れ、凸部９２ｂによって支持される。これにより、ボール９３と、収容部９２を含む第１の管部４３との間に隙間が生じ、第１の開口部４３ａから第２の開口部４３ｂに向かって流れる気体が通ることが可能となる。
【００９６】
一方、ポンプ１４によって第２の開口部４３ｂから気体が第１の管部４３に送出されると、当該気体の流れによってボール９３がテーパ部９２ａに押し付けられる。これにより、図７の二点鎖線で示すように、ボール９３が収容部９２を含む第１の管部４３を閉塞し、第２の開口部４３ｂから第１の開口部４３ａに向かって流れる気体が遮断される。
【００９７】
以上のような第３の実施形態のチャック１は、複数のシャフト１２を支持壁２１の外面３１から最大限突出させる際、ポンプ１４から部屋Ｃに空気を送出する。これにより、空気が部屋Ｃからそれぞれのシャフト１２の第２の開口部４３ｂに流入する。
【００９８】
逆止弁９１は、第２の開口部４３ｂから第１の開口部４３ａに向かって流れる気体を遮断する。このため、ポンプ１４から部屋Ｃに送出された空気が逆止弁９１で遮断され、部屋Ｃの圧力が上昇する。部屋Ｃの圧力が上昇すると、シャフト１２がベース１１の外部に向かって押され、支持壁２１の外面３１から突出する方向に移動する。シャフト１２は、基端部４２が支持壁２１の内面３２に当接するまで移動させられる。これにより、シャフト１２が支持壁２１の外面３１から最大限突出させられる。
【００９９】
第３の実施形態のチャック１において、ベース１１に往復運動可能に支持されたシャフト１２に、第１の管部４３の、先端部４１側からの気体の流れを許容し、第１の管部４３の、先端部４１側への気体の流れを制限する逆止弁９１が設けられる。シャフト１２の第１の管部４３に、先端部４１側へ流れる気体が流入されると、シャフト１２が気体の圧力に押され、支持壁２１から突出する方向に移動させられる。このような第１の管部４３の、先端部４１側への気体の流れにより、複数のシャフト１２が支持壁２１から突出する方向に移動させられる。したがって、複数のシャフト１２を、支持壁２１から突出する位置に配置することが容易となる。このように移動した複数のシャフト１２の先端部４１をワーク２に押し付けることで、複数のシャフト１２の先端部４１がワーク２の形状に応じた位置に容易に配置される。
【０１００】
上述の各実施形態において、チャック１は、ポンプ１４によって第１の開口部４３ａから気体を吸引させること（減圧）により、シャフト１２の先端部４１にワーク２を吸着させる。しかし、チャック１はこれに限らない。
【０１０１】
例えば複数のシャフト１２の先端部４１に、電磁石がそれぞれ設けられても良い。チャック１は、当該電磁石を励起させることで、ワーク２をシャフト１２の先端部４１に吸着することが可能である。
【０１０２】
上述の本発明の実施形態は、発明の範囲を限定するものではなく、発明の範囲に含まれる一例に過ぎない。本発明のある実施形態は、上述の実施形態に対して、例えば、具体的な用途、構造、形状、作用、及び効果の少なくとも一部について、発明の要旨を逸脱しない範囲において変更、省略、及び追加がされたものであっても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１…チャック、２…ワーク、１１…ベース、１２…シャフト、１３…ロック機構、２１…支持壁、４１…先端部、４２…基端部、４３…第１の管部、４３ａ…第１の開口部、４３ｂ…第２の開口部、５１…ブロック、５２…バネ、５３…プレート、５４…スライドバー、７１…取付部、７２…可動部材、７２ｂ…第２の管部、９１…逆止弁。
【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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