(57)【要約】【課題】サイズの異なるワークであっても安定して確実に吸着することができ、効率の良い作業を行うこと。【解決手段】ワークの表面Ｗ１を吸着して該ワークＷをピックアップするハンドであって、ワークの表面に対向する吸着面２ａに吸着孔４ａが形成されたメインノズル２と、該メインノズルの周囲を囲んだ状態で該メインノズルに対して相対的に移動可能とされ、ワークの表面に対向する先端面３ｂにメイン通気孔５が形成されたエンドノズル３と、を備え、メイン通気孔が流体を外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能する吸着ハンド１を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面を吸着して該ワークをピックアップする吸着ハンドであって、
前記ワークの表面に対向する吸着面に吸着孔が形成された環状のメインノズルと、
該メインノズルの周囲を囲んだ状態で該メインノズルに対して相対的に移動可能とされ、前記ワークの表面に対向する先端面にメイン通気孔が形成された環状のエンドノズルと、を備え、
前記メイン通気孔は、流体を外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能することを特徴とする吸着ハンド。
【請求項２】
請求項１に記載の吸着ハンドにおいて、
前記エンドノズルは、前記ワークの表面に対向した状態で前記先端面よりも基端側に形成された後端面を有し、
前記メイン通気孔は、前記先端面側とは独立した状態で前記後端面にも形成されていることを特徴とする吸着ハンド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の吸着ハンドにおいて、
前記メインノズルと前記エンドノズルとの間には、前記メインノズルの周囲を囲んだ状態で該メインノズルに対して相対的に移動可能とされ、前記ワークの表面に対向する先端面に補助通気孔が形成された環状の補助ノズルが設けられ、
前記補助通気孔は、流体を外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能することを特徴とする吸着ハンド。
【請求項４】
請求項３に記載の吸着ハンドにおいて、
前記補助ノズルは、前記メインノズルから前記エンドノズルに向かって多重に設けられていることを特徴とする吸着ハンド。
【請求項５】
請求項１に記載の吸着ハンドと、
該吸着ハンドを搬送可能に支持する搬送機構と、
前記メインノズルと前記エンドノズルとを相対的に移動させる移動機構と、
前記メイン通気孔に接続され、前記流体の吐出又は前記吸引を行わせる吐出吸引機構と、
前記ワークのサイズに応じて、前記移動機構及び前記吐出吸引機構の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする吸着装置。
【請求項６】
請求項３に記載の吸着ハンドと、
該吸着ハンドを搬送可能に支持する搬送機構と、
前記メインノズルと前記エンドノズルと前記補助ノズルとを相対的に移動させる移動機構と、
前記メイン通気孔及び前記補助通気孔に接続され、前記流体の吐出又は前記吸引を行わせる吐出吸引機構と、
前記ワークのサイズに応じて、前記移動機構及び前記吐出吸引機構の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする吸着装置。
【請求項７】
ワークの表面に対向する吸着面を有するメインノズルと、該メインノズルの周囲を囲んだ状態でメインノズルに対して相対的に移動可能とされ、ワークの表面に対向する先端面を有するノズルと、を備える吸着ハンドにより、ワークの表面を吸着して該ワークをピックアップする吸着方法であって、
前記メインノズルと前記ノズルとを相対的に移動させて、前記吸着面と前記先端面とを面一に合わせるノズル位置調整工程と、
前記吸着面及び前記先端面を前記ワークの表面に一旦接触させる接触工程と、
前記吸着面及び前記先端面と前記ワークとの接触面積に応じて該ワークのサイズを判別する判別工程と、
判別した結果、前記ワークのサイズが所定値よりも小さい場合には、前記先端面がワークの表面から離間するように前記ノズルを移動させた後、吸引を行って前記吸着面でのみワークを吸着し、前記ワークのサイズが所定値以上である場合には、そのままの状態で吸引を行って前記吸着面及び前記先端面の二面でワークを吸着する吸着工程と、を行うことを特徴とするワークの吸着方法。
【請求項８】
請求項７に記載のワークの吸着方法において、
前記吸着工程の際、前記ノズルから前記ワークに向けて流体を吐出、或いは、前記ノズルにより前記ワークの周辺を吸引することを特徴とするワークの吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着によるワークのピックアップが必要となる工程において用いられる吸着ハンド及び該吸着ハンドを有する吸着装置、並びに、ワークの吸着方法に関するものである。特に、光学レンズ等の微小な光学部品を吸着する場合に好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、半導体部品や光学部品等の各種のワークを実装したり、組み立てたりする際に、該ワークをハンドリングする方法として真空吸着による方法が従来から広く知られている。この真空吸着は、一般的に吸着ノズルを用いて行っている。具体的には、吸着ノズルの先端をワークに接触させた状態で真空吸引を行うことで、ワークを先端に吸着させている。これにより、ワークをピックアップすることができ、ハンドリングすることが可能となる。
【０００３】
最近では、ワークを単に吸着するだけでなく、ワークに流体を吹き付けたり、ワークの周辺を真空排気したりしながらワークを真空吸着することができる多機能の吸着ノズルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この吸着ノズルについて、図面を参照して簡単に説明する。図１４及び図１５に示すように、吸着ノズル４０は、環状のカラー４１と、該カラー４１内に挿入された吸着ノズル部４２とで構成されている。吸着ノズル部４２には、略中心に長手方向に沿って流路４３が形成されており、該流路４３の開口が吸着孔４３ａとなっている。また、吸着ノズル部４２の基端側端部には、真空吸引を行うための真空供給孔４３ｂが流路４３に連通した状態で形成されている。この吸着ノズル部４２は、基端側付近において、カラー４１内に隙間なく挿入されてエアーのリークがない気密状態に保たれている。
【０００４】
一方、吸着ノズル部４２の先端側においては、該吸着ノズル部４２とカラー４１との間に環状の隙間（円周方向に均等な隙間）４４が形成されている。この隙間４４は、通気孔の役割を果たしている。また、カラー４１の側面には、圧縮ガスの供給や真空引きを行うための供給孔４５が形成されている。この供給孔４５は、隙間４４に連通し、該隙間４４よりも断面積が大きい環状の空間部４６に連通している。この空間部４６は、隙間４４内の圧力分布を吸着ノズル部４２の外周に沿って均一にする役割を果たしている。
【０００５】
このように構成された吸着ノズル４０は、ワークの吸着を行うための吸着孔４３ａに加え、圧縮ガスの供給及び真空排気のいずれにも利用することができる隙間４４（通気孔）を有しているので、複数の機能が吸着ノズル部４２に集約された多機能ノズルとなっている。従って、ワークに流体を吹き付けたり、ワークの周辺を真空排気したりしながらワークを真空吸着することができる。
【特許文献１】特開２００３−１１７８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の吸着ノズル４０には、まだ以下の課題が残されている。
一般的に、実装或いは組み立てのためにワークを取り扱う場合には、外径寸法の異なるワークを取り扱う場合が頻繁に生じる。ところが従来の吸着ノズル４０は、吸着ノズル部４２やカラー４１の大きさが予め決まっているので、様々なサイズのワークを確実に吸着することは困難であった。具体的に説明すると、吸着ノズル部４２やカラー４１のサイズが決まったサイズであるので、ワークのサイズが大きい場合には、適正な吸着力で吸着を行うことができなくなってしまう。また、仮に吸着できたとしても、ワークの略中心を１点で吸着することになるので、ワークががたついたりして安定性に欠けるものであった。更には、隙間４４の作用範囲も変わってしまうので、適切な位置での流体吹き付けや真空排気を行うことができず、異物除去等の効果も期待できなくなるものであった。
【０００７】
特に、ワークを安全に搬送したり、高精度に組み立てたりするためには、ワークを安定且つ強固に吸着する必要がある。そのため、１つの吸着ノズル４０を用いるのではなく、ワークのサイズに応じて予め寸法が設計された複数の吸着ノズル４０を用意し、これら複数の吸着ノズル４０をワークに応じて適宜交換しながら使用せざるを得なかった。こうすることで、ワークのサイズに合わせた最適な吸着ノズル４０を利用できるので、ワークを安定して確実に吸着することができる。
【０００８】
ところが、ワークのサイズが変わる毎に吸着ノズル４０を交換する必要があるので、余分な手間と時間がかかるものであった。そのため、ワークの搬送工程や組立工程を効率良く行うことができなかった。
【０００９】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイズの異なるワークであっても安定して確実に吸着することができ、効率の良い作業を行うことができる吸着ハンド及び該吸着ハンドを有する吸着装置、並びに、ワークの吸着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係る吸着ハンドは、ワークの表面を吸着して該ワークをピックアップする吸着ハンドであって、前記ワークの表面に対向する吸着面に吸着孔が形成された環状のメインノズルと、該メインノズルの周囲を囲んだ状態で該メインノズルに対して相対的に移動可能とされ、前記ワークの表面に対向する先端面にメイン通気孔が形成された環状のエンドノズルと、を備え、前記メイン通気孔が、流体を外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能することを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る吸着ハンドにおいては、メインノズルに対して相対的に移動可能なエンドノズルを備えているので、ワークのサイズに応じてワークの表面に接触する面積を変えることができる。例えば、サイズの小さなワークの場合には、メインノズルとエンドノズルとを相対的に移動させて、吸着面を先端面よりも突出させる。この状態で先端面をワークの表面に接触させる。つまり、ワークに接触する面積は、吸着面の面積となる。そして、吸着孔を利用して吸引を行うことで、ワークを吸着面に接触させながら吸着してピックアップすることができる。
一方、サイズが大きいワークの場合には、メインノズルとエンドノズルとを相対的に移動させて、吸着面と先端面とを面一にさせる。この状態で吸着面及び先端面をワークの表面に接触させる。つまり、ワークに接触する面積は、吸着面の面積と先端面の面積とを合わせた面積となる。そして、吸着孔及びメイン通気孔を利用して吸引を行うことで、ワークを吸着面及び先端面の二面に接触させながら吸着してピックアップすることができる。
【００１２】
このように、サイズの異なるワークに応じて、容易にワークに接触する部分の面積を変えることができ、最適な吸着力で吸着を行うことができる。従って、サイズの異なるワークであっても、安定して確実にピックアップすることができる。その結果、従来のものとは異なり、ワークのサイズが変わる毎に吸着ノズルを交換する必要がないので、交換に費やす時間と手間を省くことができ、効率の良い作業を行うことができる。
また、小さいサイズのワークを吸着している際に、メイン通気孔から流体を吐出したり、メイン通気孔を介して吸引したりすることで、メインノズルによって吸着されているワークの周辺から塵埃等の異物を除去することができる。よって、周囲環境を清浄な環境にすることができると共に、ワークに傷や汚れ等が付くことを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る吸着ハンドは、上記本発明の吸着ハンドにおいて、前記エンドノズルが、前記ワークの表面に対向した状態で前記先端面よりも基端側に形成された後端面を有し、前記メイン通気孔が、前記先端面側とは独立した状態で前記後端面にも形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明に係る吸着ハンドにおいては、吸着面と先端面とを面一にした状態でサイズの大きいワークを吸着している場合であっても、後端面がワークの表面から離間している。た。そのため、後端面に形成されたメイン通気孔から流体を吐出したり、メイン通気孔を介して吸引したりすることで、メインノズルによってピックアップされているワークの周辺から塵埃等の異物を除去することができる。よって、サイズの大きいワークを吸着している場合であっても、周囲環境を清浄な環境にすることができると共に、ワークに傷や汚れ等が付くことを防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る吸着ハンドは、上記本発明の吸着ハンドにおいて、前記メインノズルと前記エンドノズルとの間には、前記メインノズルの周囲を囲んだ状態で該メインノズルに対して相対的に移動可能とされ、前記ワークの表面に対向する先端面に補助通気孔が形成された環状の補助ノズルが設けられ、前記補助通気孔が、流体を外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明に係る吸着ハンドにおいては、メインノズルとエンドノズルとの間に補助ノズルが設けられているので、ワークに接触する面積をより細かく変更することができる。例えば、ワークのサイズに応じて、メインノズルの吸着面と補助ノズルの先端面とを面一にしたり、メインノズルの吸着面と補助ノズル及びエンドノズルの先端面とを面一にしたりすることができる。そのため、ワークのサイズにより細かく対応することができ、より確実にワークを吸着することができる。
また、小さいサイズのワークをメインノズルだけで吸着している場合であっても、補助通気孔から流体を吐出したり、メイン通気孔を介して吸引したりすることで、同様にワークの周辺から塵埃等の異物を除去することができる。
【００１７】
また、本発明に係る吸着ハンドは、上記本発明の吸着ハンドにおいて、前記補助ノズルが、前記メインノズルから前記エンドノズルに向かって多重に設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明に係る吸着ハンドにおいては、補助ノズルがメインノズルの周囲を多重に囲むように複数設けられているので、ワークに接触する面積をさらに細かく変更することができる。従って、ワークのサイズにさらに細かく対応することができ、さらに確実にワークを吸着してピックアップすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る吸着装置は、上記本発明の吸着ハンドと、該吸着ハンドを搬送可能に支持する搬送機構と、前記メインノズルと前記エンドノズルとを相対的に移動させる移動機構と、前記メイン通気孔に接続され、前記流体の吐出又は前記吸引を行わせる吐出吸引機構と、前記ワークのサイズに応じて、前記移動機構及び前記吐出吸引機構の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明に係る吸着装置においては、制御部がワークのサイズに応じてどのような状態で吸着を行わせるか決定し、移動機構及び吐出吸引機構を作動させる。例えば、サイズの小さいワークの場合には、移動機構によりメインノズルとエンドノズルとを相対的に移動させて、吸着面を先端面よりも突出させる。また、吐出吸引機構を作動させて、吸着孔により吸引を行わせると共に、メイン通気孔から流体を吐出させたり、吸引を行わせたりする。これにより、ワークの周辺から塵埃等の異物を除去しながら、メインノズルでワークを吸着してピックアップすることができる。その後、搬送機構により吸着ハンドを搬送することで、ピックアップしたワークを所定位置に搬送することができる。
【００２１】
また、本発明に係る吸着装置は、上記本発明の吸着ハンドと、該吸着ハンドを搬送可能に支持する搬送機構と、前記メインノズルと前記エンドノズルと前記補助ノズルとを相対的に移動させる移動機構と、前記メイン通気孔及び前記補助通気孔に接続され、前記流体の吐出又は前記吸引を行わせる吐出吸引機構と、前記ワークのサイズに応じて、前記移動機構及び前記吐出吸引機構の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明に係る吸着装置においては、制御部がワークのサイズに応じてどのような状態で吸着を行わせるか決定し、移動機構及び吐出吸引機構を作動させる。例えば、サイズの小さいワークの場合には、移動機構によりメインノズルと補助ノズルとエンドノズルとを相対的に移動させて、吸着面を補助ノズル及びエンドノズルの先端面よりも突出させる。また、吐出吸引機構を作動させて、吸着孔により吸引を行わせると共に、補助通気孔及びメイン通気孔から流体を吐出させたり、吸引を行わせたりする。これにより、ワーク周辺の塵埃等の異物を除去しながら、メインノズルでワークを吸引してピックアップすることができる。その後、搬送機構により吸着ハンドを搬送することで、ピックアップしたワークを所定位置に搬送することができる。
【００２３】
また、本発明に係るワークの吸着方法は、ワークの表面に対向する吸着面を有するメインノズルと、該メインノズルの周囲を囲んだ状態でメインノズルに対して相対的に移動可能とされ、ワークの表面に対向する先端面を有するノズルと、を備える吸着ハンドにより、ワークの表面を吸着して該ワークをピックアップする吸着方法であって、前記メインノズルと前記ノズルとを相対的に移動させて、前記吸着面と前記先端面とを面一に合わせるノズル位置調整工程と、前記吸着面及び前記先端面を前記ワークの表面に一旦接触させる接触工程と、前記吸着面及び前記先端面と前記ワークとの接触面積に応じて該ワークのサイズを判別する判別工程と、判別した結果、前記ワークのサイズが所定値よりも小さい場合には、前記先端面がワークの表面から離間するように前記ノズルを移動させた後、吸引を行って前記吸着面でのみワークを吸着し、前記ワークのサイズが所定値以上である場合には、そのままの状態で吸引を行って前記吸着面及び前記先端面の二面でワークを吸着する吸着工程と、を行うことを特徴とするものである。
【００２４】
この発明に係るワークの吸着方法においては、ワークのサイズに応じてワークの表面に接触する面積を変えながら吸着を行うことができる。まず、メインノズルとノズルとを相対的に移動させて、吸着面と先端面とを面一に合わせる。次いで、面一に合わせた吸着面及び先端面をワークの表面に一旦接触させる。そして、このときの接触面積に応じてワークのサイズを判別する。例えば、ワークのサイズが所定値よりも小さい場合には、吸着面はワークに十分接触するが、先端面はワークにさほど接触しない。一方、ワークのサイズが所定値以上である場合には、吸着面及び先端面ともにワークに十分接触した状態となる。このように、接触具合からワークのサイズを判別することができる。
【００２５】
次いで、判別したワークのサイズに応じて、メインノズルとノズルとを再度相対的に移動させるか、或いは、そのままの状態にして吸引を行う。例えば、サイズの小さなワークであったと判別した場合には、メインノズルとノズルとを相対的に移動させて、吸着面を先端面よりも突出させる。これによりワークに接触する面積は、吸着面の面積となる。そして、この状態で吸引を行うことで、ワークを吸着面に接触させながら吸着してピックアップすることができる。
一方、サイズが大きなワークであったと判別した場合には、吸着面と先端面とを面一のままにしておく。これによりワークに接触する面積は、吸着面の面積と先端面の面積とを合わせた面積となる。そして、この状態で吸引を行うことで、ワークを吸着面及び先端面の二面に接触させながら吸着してピックアップすることができる。
【００２６】
このように、サイズの異なるワークに応じて、容易にワークに接触する部分の面積を変えることができ、最適な吸着力で吸着を行うことができる。従って、サイズの異なるワークであっても、安定して確実にピックアップすることができる。その結果、従来のものとは異なり、ワークのサイズが変わる毎に吸着ノズルを交換する必要がないので、交換に費やす時間と手間を省くことができ、効率の良い作業を行うことができる。
【００２７】
また、本発明に係るワークの吸着方法は、上記本発明のワークの吸着方法において、前記吸着工程の際、前記ノズルから前記ワークに向けて流体を吐出、或いは、前記ノズルにより前記ワークの周辺を吸引することを特徴とするものである。
【００２８】
この発明に係るワークの吸着方法においては、吸着工程の際に、ノズルから流体を吐出したり、ワークの周辺を吸引したりすることで、ピックアップされているワークの周辺から塵埃等の異物を除去することができる。よって、周囲環境を清浄な環境にすることができると共に、ワークに傷や汚れ等が付くことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る吸着ハンド及びワークの吸着方法によれば、サイズの異なるワークであっても、そのサイズに応じてワークに接触する面積を適宜変更することができ、ワークを常に安定して確実に吸着してピックアップすることができる。従って、ワークの搬送や組み立て等の各種作業を効率良く行うことができる。
【００３０】
また、本発明に係る吸着装置によれば、上述した吸着ハンドを備えているので、サイズの異なるワークを常に安定して確実に吸着してピックアップすることができ、ピックアップしたワークを所定位置に搬送することができる。特に、１つの吸着ハンドでサイズの異なるワークを吸着できるので、速やかにワークを搬送することができ、作業性に優れている。また、従来のように複数の吸着ハンドを備える必要がないので、これら複数の吸着ハンドの設置スペースが不要となるだけでなく吸着装置自体の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態について、図１及び図７を参照して説明する。
本実施形態の吸着ハンド１は、ワークＷの表面Ｗ１を吸着して該ワークＷをピックアップするハンドであって、図１に示すように、メインノズル２とエンドノズル３とから構成されている。なおワークＷは、電子部品、半導体部品や光学部品（光学レンズ等）であり、本実施形態では円板状に形成されたワークＷを例に挙げて説明する。
【００３２】
メインノズル２は、図２及び図３に示すように、円筒状（環状）に形成されており、先端面がワークＷの表面Ｗ１に対向するように図示しない支持体によって支持されている。なお、この先端面が吸着面２ａとされている。また、メインノズル２の中心を通る空間は、吸引用流路４とされている。そして、吸着面２ａに露出した吸引用流路４の開口が吸着孔４ａとされている。また、吸引用流路４の基端側は、図示しない空圧制御機器や電磁弁等から構成される図示しない吸引部にチューブを介して接続されている。なおメインノズル２は、支持体によってワークＷに接近或いはワークＷから離間するように移動自在とされている。
【００３３】
上記エンドノズル３は、リング状（環状）に形成されており、中心孔３ａにメインノズル２を挿通させた状態で該メインノズル２に取り付けられている。つまり、エンドノズル３は、メインノズル２の周囲を囲むように取り付けられている。また、このエンドノズル３は、図示しない移動機構によって、メインノズル２に対してスライド移動可能に取り付けられている。
エンドノズル３の先端側は、階段状に２段に形成されており、ワークＷの表面Ｗ１に対向した状態で段違い面となっている。このうち、ワークＷ側に近い面が先端面３ｂとされ、該先端面３ｂよりも基端側に形成された面が後端面３ｃとされている。
【００３４】
また、先端面３ｂ及び後端面３ｃには、共にメインノズル２の周囲を囲むように環状に形成されたメイン通気孔５、６がそれぞれ独立した状態で形成されている。これらメイン通気孔５、６は、エンドノズル３の背面に開口が露出した流路５ａ、６ａにそれぞれ連通されている。これら流路５ａ、６ａは、エアー（流体）Ａを吐出する図示しない吐出部及び吸引を行う吸引部にチューブを介してそれぞれ接続されている。つまり、両メイン通気孔５、６は、エアーＡを外部に吐出又は外部から吸引を行う通気孔として機能するようになっている。
【００３５】
次に、このように構成された吸着ハンド１により、ワークＷの表面Ｗ１を吸着して該ワークＷをピックアップする場合について説明する。
まず、メインノズル２とエンドノズル３とを相対的に移動させて、吸着面２ａと先端面３ｂとを面一に合わせるノズル位置調整工程を行う。具体的には、移動機構によってエンドノズル３をスライド移動させて、図４に示すように、吸着面２ａと先端面３ｂとを面一にする。次いで、支持体によりメインノズル２及びエンドノズル３をワークＷに向けて移動させ、面一に合わせた吸着面２ａ及び先端面３ｂをワークＷの表面Ｗ１に一旦接触させる接触工程を行う。この際、ワークＷの中心にメインノズル２の中心を一致合わせるように接触させる。そして、このときの接触面積に応じてワークＷのサイズを判別する判別工程を行う。
【００３６】
例えば、図５（ａ）に示すように、ワークＷのサイズ（外径）が所定値よりも小さい場合には、吸着面２ａは十分接触するが、先端面３ｂはワークＷにさほど接触しない。一方、図５（ｂ）に示すように、ワークＷのサイズが所定値以上である場合には、吸着面２ａ及び先端面３ｂともにワークＷに十分接触した状態となる。このように、接触具合からワークＷのサイズを判別することができる。
【００３７】
判別後、ワークＷを吸着によりピックアップする吸着工程を行う。最初に、図５（ａ）に示すワークＷを吸着する場合について説明する。
この場合には、サイズが小さなワークＷであると判別できるので、移動機構によりエンドノズル３をスライド移動させて、図６に示すように、吸着面２ａを先端面３ｂよりもワークＷ側に突出させる。これにより、ワークＷに接触する面積は、吸着面２ａの面積となる。そして、この状態で吸引用流路４を介して吸着孔４ａから吸引を行う。その結果、ワークＷを吸着面２ａに接触させながら吸着することができ、該ワークＷをピックアップすることができる。
【００３８】
また、ワークＷを吸着する際に、先端面３ｂ側のメイン通気孔５からエアーＡを吐出させる。これにより、メインノズル２によって吸着されているワークＷの周辺から塵埃等の異物を除去することができる。よって、周囲環境を清浄な環境にすることができると共に、ワークＷに傷や汚れ等が付くことを防止することができる。なお、エアーＡを吐出させるだけでなく、ワークＷ周辺の雰囲気を吸引しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に示すワークＷを吸着する場合について説明する。
この場合には、サイズが大きなワークＷであると判別できるので、エンドノズル３をスライド移動させず、吸着面２ａと先端面３ｂとを面一のままにしておく。これによりワークＷに接触する面積は、吸着面２ａの面積と先端面３ｂの面積とを合わせた面積となる。そして、この状態で吸引用流路４及び流路５ａを介して、吸着孔４ａ及び先端面３ｂ側のメイン通気孔５から吸引を行う。その結果、図７に示すように、ワークＷを吸着面２ａ及び先端面３ｂの二面に接触させながら吸着することができ、該ワークＷをピックアップすることができる。
【００４０】
また、大きなサイズのワークＷを吸着している場合であっても、エンドノズル３の後端面３ｃはワークＷの表面Ｗ１から離間している。そのため、後端面３ｃ側のメイン通気孔６からエアーＡを吐出させることで、メインノズル２によって吸着されているワークＷの周辺から塵埃等の異物を同様に除去することができる。よって、周囲環境を清浄な環境にすることができると共に、ワークＷに傷や汚れ等が付くことを防止することができる。
なお、この場合においても、エアーＡを吐出させるだけでなく、ワークＷ周辺の雰囲気を吸引することで、異物を除去しても構わない。
【００４１】
上述したように、本実施形態の吸着ハンド１及び吸着方法によれば、サイズの異なるワークＷに応じて、容易にワークＷに接触する部分の面積を変えることができ、最適な吸着力で吸着を行うことができる。従って、サイズの異なるワークＷであっても、安定して確実にピックアップすることができる。その結果、従来のものとは異なり、ワークＷのサイズが変わる毎に吸着ハンドを交換する必要がないので、交換に費やす時間と手間を省くことができる。そのため、後に行うワークＷの搬送工程や組み立て等の各種作業を効率良く行うことができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を、図８から図１２を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、吸着ハンド１がメインノズル２とエンドノズル３とから構成されていたが、第２実施形態では、吸着ハンド１０がメインノズル２とエンドノズル３とサブノズル１１とで構成されている点である。なお、本実施形態では、このように構成された吸着ハンド１０を有する吸着装置２０の実施形態についても説明する。
【００４３】
吸着装置２０は、図８に示すように、吸着ハンド１０と、該吸着ハンド１０を搬送可能に支持する搬送機構２１と、メインノズル２とエンドノズル３と後述するサブノズル（補助ノズル）１１とを相対的に移動させる移動機構２２と、メイン通気孔５、６及び後述するサブ通気孔（補助通気孔）１２にそれぞれ接続され、各通気孔５、６、１２からエアーＡの吐出或いは吸引を行わせる吐出吸引機構２３と、ワークＷのサイズに応じて、移動機構２２及び吐出吸引機構２３の作動を制御する制御部２４と、を備えている。
【００４４】
サブノズル１１は、図９から図１１に示すように、リング状（環状）に形成されており、中心孔１１ａにメインノズル２を挿通させた状態で該メインノズル２に取り付けられている。つまり、サブノズル１１は、メインノズル２の周囲を囲むように取り付けられている。なお、エンドノズル３は、サブノズル１１の周囲をさらに囲むように取り付けられている。つまり、エンドノズル３の中心孔３ａにサブノズル１１が取り付けられている。
また、サブノズル１１の先端面１１ｂには、メインノズル２の周囲を囲むように環状に形成されたサブ通気孔１２が形成されている。このサブ通気孔１２は、サブノズル１１の背面に開口が露出した流路１２ａに連通されている。なお、サブ通気孔１２は、メイン通気孔５、６と同様にエアーＡを外部に吐出又は吸引を行う通気孔として機能する。
【００４５】
このように構成された吸着ハンド１０は、図８に示すように、メインノズル２に連結された支持体２５の天板２５ａに固定されている。この支持体２５は、天板２５ａと該天板２５ａの両端から略直角に折曲された一対のサイド板２５ｂとから構成されており、図示しないアームによって上下方向及び左右方向に移動可能とされている。つまり、この支持体２５及びアームは、上述した搬送機構２１として機能する。
【００４６】
また、天板２５ａには、ロッド２６ａを介してサブノズル１１を上下方向にスライド移動させる駆動部２６と、ロッド２７ａを介してエンドノズル３を上下方向にスライド移動させる駆動部２７とが隣接して取り付けられている。これにより、メインノズル２に対してサブノズル１１及びエンドノズル３は、共にスライド移動させられるようになっている。つまり、ロッド２６ａ、２７ａ及び駆動部２６、２７は、上述した移動機構２２として機能する。なお、駆動部２６、２７は、制御部２４によって作動が制御されている。
【００４７】
また、一対のサイド板２５ｂの下端には、ワークＷを側面から補助的に保持する一対の爪部３０のロッド３０ａが左右方向に移動可能にそれぞれ支持されている。この際、爪部３０は、ワークＷを間に挟んで対向するように支持されており、サイド板２５ｂの外面に固定された駆動部３０ｂによって移動するようになっている。なお、この駆動部３０ｂも、制御部２４によって作動が制御されている。
【００４８】
また、天板２５ａに固定されたメインノズル２の吸引用流路４は、図示しないチューブを介して吸引部３１に接続されている。また、エンドノズル３の２つのメイン通気孔５、６にそれぞれ連通されている流路５ａ、６ａと、サブノズル１１のサブ通気孔１２に連通されている流路１２ａは、図示しないチューブを介して切替ＢＯＸ３２に接続されている。そして、この切替ＢＯＸ３２は、図示しないチューブを介して吸引部３１及び吐出部３３にそれぞれ接続されており、各流路５ａ、６ａ、１２ａがそれぞれ吸引部３１又は吐出部３３のいずれかに接続されるように接続切替を行っている。これにより、メイン通気孔５、６及びサブ通気孔１２からエアーＡを吐出させたり、吸引を行わせたりすることが可能とされている。つまり、切替ＢＯＸ３２、吸引部３１及び吐出部３３は、上記吐出吸引機構２３として機能する。なお、切替ＢＯＸ３２、吸引部３１及び吐出部３３は、制御部２４によって作動がそれぞれ制御されている。
【００４９】
次に、このように構成された吸着装置２０及び吸着ハンド１０により、ワークＷを吸着によりピックアップした後、搬送する場合について説明する。
まず、制御部２４は、駆動部２６、２７を作動させてメインノズル２に対してエンドノズル３及びサブノズル１１をそれぞれスライド移動させる。そして、吸着面２ａに対してエンドノズル３の先端面３ｂ及びサブノズル１１の先端面１１ｂをそれぞれ面一にさせる。次いで、支持体２５をアームにより移動させて、ワークＷの表面Ｗ１に吸着面２ａ、エンドノズル３の先端面３ｂ及びサブノズル１１の先端面１１ｂを接触させる。制御部２４は、このときの接触面積によりワークＷのサイズを判別する。
【００５０】
例えば、ワークＷが図１２に示すように、サブノズル１１の外径よりも若干大きなサイズである場合には、制御部２４はワークＷのサイズからメインノズル２及びサブノズル１１で吸着を行わせると判断する。すると、駆動部２６、２７によりエンドノズル３を再度スライド移動させて、先端面３ｂをワークＷの表面Ｗ１から離間させる。これにより、ワークＷの表面Ｗ１に接触する面積は、吸着面２ａとサブノズル１１の先端面１１ｂとを合わせた面積となる。
また、切替ＢＯＸ３２を作動させて、サブノズル１１のサブ通気孔１２に連通されている流路１２ａを吸引部３１に接続すると共に、エンドノズル３の先端面３ｂ側のメイン通気孔５に連通されている流路５ａを吐出部３３に接続する。
【００５１】
その結果、ワークＷの表面Ｗ１を吸着面２ａ及びサブノズル１１の先端面１１ｂに接触させた状態でワークＷを吸着によりピックアップすることができる。また、同時にエンドノズル３のメイン通気孔５からエアーＡを吐出させて、塵埃等の異物の除去を行うことができる。また、本実施形態では、ワークＷをピックアップする際に、駆動部３０ｂを作動させて一対の爪部３０でワークＷの側面を補助的に把持させる。これにより、ピックアップしたワークＷをさらに強固に把持することができ、ワークＷの安定性が高まる。そして、ワークＷをピックアップした後に、アームにより支持体２５を搬送することで、ピックアップしたワークＷを所定位置に搬送することができる。
【００５２】
特に、本実施形態の吸着ハンド１０によれば、メインノズル２とエンドノズル３との間にサブノズル１１が設けられているので、ワークＷのサイズにより細かく対応することができ、より確実にワークＷを吸着してピックアップすることができる。従って、ピックアップしたときのワークＷの安全性を高めることができる。
また、本実施形態の吸着装置２０によれば、１つの吸着ハンド１０でサイズの異なるワークＷをピックアップできるので、速やかにワークＷを搬送することができ、搬送工程やその後の組み立て工程に費やす時間や手間を低減することができる。従って、作業性を向上することができる。また、従来のように複数の吸着ハンドを備える必要がないので、これら複数の吸着ハンドの設置スペースが不要となるだけでなく、吸着装置２０自体の小型化を図ることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、メインノズル２とサブノズル１１とでワークＷを吸着した場合を例に挙げたが、この場合に限られず、ワークＷのサイズに応じて、メインノズル２だけで吸着を行っても構わないし、メインノズル２とサブノズル１１とエンドノズル３との３つのノズルで吸着を行っても構わない。
また、一対の爪部３０を有する吸着装置２０を例に挙げたが、爪部３０を設けなくても構わない。但し、ピックアップしたワークＷを補助的に把持して安全性を高めることができるので、爪部３０を設けることが好ましい。
【００５４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
例えば、上記各実施形態では、ワークＷを円板状として説明したが、ワークＷの形状はこの形に限定されるものではない。また、各ノズル２、３、１１を円筒状として説明したが、この場合に限られず四角筒等の多角筒でも構わない。また、上記各実施形態では、流体としてエアーＡを吐出させたが、流体であれば特に限定されるものではない。
【００５６】
また、上記各実施形態では、メインノズル２を固定し、エンドノズル３及びサブノズル１１側をスライド移動させたが、メインノズル２側を移動させても構わないし、両者をそれぞれ移動させるように構成しても構わない。いずれにしても、メインノズル２とエンドノズル３とが相対的に移動、或いは、メインノズル２とエンドノズル３とサブノズル１１とが相対的に移動できるように構成されていれば構わない。
【００５７】
また、第２実施形態において、図１３に示すように、メインノズル２からエンドノズル３に向かってサブノズル１１を多重に設けても構わない。こうすることで、ワークＷのサイズにさらに細かく対応することができ、さらに確実にワークＷを吸着してピックアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る第１実施形態を示す図であって、吸着ハンドの斜視図である。
【図２】図１に示す吸着ハンドの断面図である。
【図３】図２に示す吸着ハンドの断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図４】図２に示す状態からエンドノズルをスライド移動させて、メインノズルの吸着面とエンドノズルの先端面とを面一にした状態を示す図である。
【図５】（ａ）は図４に示す状態の後、吸着面及び先端面をサイズの小さなワークの表面に接触させた状態を示し、（ｂ）は図４に示す状態の後、吸着面及び先端面をサイズの大きなワークの表面に接触させた状態を示す図である。
【図６】図５（ａ）に示す状態の後、サイズの小さなワークを吸着している状態を示す図である。
【図７】図５（ｂ）に示す状態の後、サイズの大きなワークを吸着している状態を示す図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態を示す図であって、吸着ハンド及びこれを有する吸着装置の斜視図である。
【図９】図８に示す吸着ハンドの斜視図である。
【図１０】図９に示す吸着ハンドの断面図である。
【図１１】図１０に示す吸着ハンドの断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１２】図８に示す吸着ハンドによりワークを吸着している状態を示す図である。
【図１３】図８に示す吸着ハンドの変形例を示す断面図である。
【図１４】従来の吸着ノズルの一例を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す吸着ノズルを先端側から見た図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ    エアー（流体）
Ｗ    ワーク
Ｗ１    ワークの表面
１、１０    吸着ハンド
２    メインノズル
２ａ    吸着面
３    エンドノズル
３ｂ    エンドノズルの先端面
３ｃ    エンドノズルの後端面
４ａ    吸着孔
５    先端面のメイン通気孔
６    後端面のメイン通気孔
１１    サブノズル（補助ノズル）
１１ｂ    サブノズルの先端面
１２    サブ通気孔（補助通気孔）
２１    搬送機構
２２    移動機構
２３    吐出吸引機構
２４    制御部
【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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