(57)【要約】【課題】  正確な位置で物品を整列・把持できる把持装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る把持装置１は、互いに大きさが異なる大シリンダ１１及び小シリンダ２１と、大シリンダ１１及び小シリンダ２１内で、流体圧により往復移動する大ピストン１２及び小ピストン２２と、大ピストン１２及び小ピストン２２にそれぞれ連結され、大ピストン１２及び小ピストン２２の往復移動に伴い物品を把持及び解放可能な第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４とを備える把持装置１において、大ピストン１２及び小ピストン２２の動作を制御する動作制御部３０をさらに備え、動作制御部３０は、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の解放動作時に、第２チャック部材２４が先に動き出すよう大ピストン１２及び小ピストン２２の動作を制御する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに大きさが異なる大シリンダ及び小シリンダと、
前記大シリンダ及び小シリンダ内で、流体圧により往復移動する大ピストン及び小ピストンと、
前記大ピストン及び小ピストンにそれぞれ連結され、前記大ピストン及び小ピストンの往復移動に伴い物品を把持及び解放可能な第１チャック部材及び第２チャック部材とを備える把持装置において、
前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する動作制御部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の解放動作時に、前記第２チャック部材が先に動き出すよう前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する把持装置。
【請求項２】
前記動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時に、前記第１チャック部材が所定位置で停止した後に前記第２チャック部材とで物品を把持するよう前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記大シリンダは、前記大ピストンを挟んだ両側に、前記第１チャック部材を把持動作させるための第１把持動作用流体供給空間と、前記第１チャック部材を解放動作させるための第１解放動作用流体供給空間とを有しており、
前記小シリンダは、前記小ピストンを挟んだ両側に、前記第２チャック部材を把持動作させるための第２把持動作用流体供給空間と、前記第２チャック部材を解放動作させるための第２解放動作用流体供給空間とを有しており、
前記動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時又は解放動作時に、第２把持動作用流体供給空間又は第１解放動作用流体供給空間に対する流体の供給開始時間を、第１把持動作用流体供給空間又は第２解放動作用流体供給空間よりも遅らせる請求項１又は２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記動作制御部は、前記第２把持動作用流体供給空間及び前記第１解放動作用流体供給空間への流路を封止する封止部材と、前記封止部材を駆動させる駆動部材とを備え、
前記駆動部材は、前記第１及び第２把持動作用流体供給空間並びに前記第１及び第２解放動作用流体供給空間に流体を供給する少なくとも１つの流体供給口から分岐して流入する流体の流量を調節して前記封止部材に搬送し、
前記封止部材は、前記駆動部材から所定量の流体が供給されると、前記第２把持動作用流体供給空間及び前記第１解放動作用流体供給空間への流路を解放する請求項３に記載の把持装置。
【請求項５】
前記動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時に、前記第１チャック部材が先に動き出すよう前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する動き出し制御手段と、前記第１チャック部材が動き出した後、前記第２チャック部材が動き出すまでの時間を制御する時間差制御手段とを備える請求項２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、一対のチャック部材の開閉動作により、物品の把持、移動、整列等の動作を行う把持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、特許文献１に記載の把持装置が知られている。この把持装置では、同じ供給口から供給された流体が、分岐された導管を介して大シリンダ及び小シリンダに搬送される。これにより、大シリンダ及び小シリンダ内に配置された大ピストン及び小ピストンが往復移動し、大ピストン及び小ピストンに取り付けられたチャック部材が開閉して物品を把持及び解放動作する。このとき、大ピストンの停止位置は停止位置調整ネジにより位置決めされており、停止位置調整ネジにより大ピストンに取り付けられたチャック部材が所定位置に停止する。一方で、小ピストンに取り付けられたチャック部材が物品を把持する位置で停止し、これにより、物品を所定の位置に整列させたり把持したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２９５２９３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に記載の把持装置では、大シリンダ及び小シリンダに、同じ供給口から流体が供給されるため、供給圧力や各ピストンの摺動抵抗等に起因して、大ピストン及び小ピストンの動作順序を正確に制御できないという問題が生じていた。例えば、チャック部材の解放動作時に、小ピストンよりも先に大ピストンが物品から離れる方向に動作すると、後から動作する小ピストンが、大ピストンによる支持を失った物品を動かす恐れがあり、正確な位置で物品を整列できないという問題が生じていた。
【０００５】
一方で、チャック部材の把持動作時に、大ピストンが所定停止位置に停止する前にチャック部材により物品が把持されると、次の問題が生じていた。すなわち、上記場合には、物品は、小ピストンに連結されたチャック部材により先に押され、その後に、大ピストンに連結されたチャック部材によって把持される。そして、把持された状態で、大ピストン及び小ピストンが所定停止位置へと移動することにより、所定停止位置まで押し戻される。そのため、物品が左右へ必要以上に引き摺られて損傷する恐れがあり、また、物品に余計な力や振動が加わり不具合が生じる恐れがあった。
【０００６】
本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、正確な位置で物品を整列・把持できる把持装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る把持装置は、互いに大きさが異なる大シリンダ及び小シリンダと、前記大シリンダ及び小シリンダ内で、流体圧により往復移動する大ピストン及び小ピストンと、前記大ピストン及び小ピストンにそれぞれ連結され、前記大ピストン及び小ピストンの往復移動に伴い物品を把持及び解放可能な第１チャック部材及び第２チャック部材とを備える把持装置において、前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する動作制御部をさらに備え、前記動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の解放動作時に、前記第２チャック部材が先に動き出すよう前記大ピストン及び小ピストンの動作を制御する。
【０００８】
上記把持装置において、動作制御部は、第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時に、第１チャック部材が所定位置で停止した後に第２チャック部材とで物品を把持するよう大ピストン及び小ピストンの動作を制御することができる。
【０００９】
また、上記把持装置において、大シリンダは、大ピストンを挟んだ両側に、第１チャック部材を把持動作させるための第１把持動作用流体供給空間と、第１チャック部材を解放動作させるための第１解放動作用流体供給空間とを有しており、小シリンダは、小ピストンを挟んだ両側に、第２チャック部材を把持動作させるための第２把持動作用流体供給空間と、第２チャック部材を解放動作させるための第２解放動作用流体供給空間とを有しており、動作制御部は、前記第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時又は解放動作時に、第２把持動作用流体供給空間又は第１解放動作用流体供給空間に対する流体の供給開始時間を、第１把持動作用流体供給空間又は第２解放動作用流体供給空間よりも遅らせることができる。
【００１０】
さらに、上記把持装置において、動作制御部は、第２把持動作用流体供給空間及び第１解放動作用流体供給空間への流路を封止する封止部材と、封止部材を駆動させる駆動部材とを備え、駆動部材は、第１及び第２把持動作用流体供給空間並びに第１及び第２解放動作用流体供給空間に流体を供給する少なくとも１つの流体供給口から分岐して流入する流体の流量を調節して封止部材に搬送し、封止部材は、駆動部材から所定量の流体が供給されると、第２把持動作用流体供給空間及び第１解放動作用流体供給空間への流路を解放することができる。
【００１１】
また、上記把持装置において、動作制御部は、第１チャック部材及び第２チャック部材の把持動作時に、第１チャック部材が先に動き出すよう大ピストン及び小ピストンの動作を制御する動き出し制御手段と、第１チャック部材が動き出した後、第２チャック部材が動き出すまでの時間を制御する時間差制御手段とを備えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る把持装置によれば、正確な位置で物品を整列・把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る把持装置の一実施形態を示す正面断面図である。
【図２】図１の把持装置の平面断面図である。
【図３】図１の把持装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の把持装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明に係る動作制御部の一実施形態を示す正面斜視図である。
【図６】図５の動作制御部の背面斜視図である。
【図７】図５の動作制御部の封止部材の動作前の状態を示す正面断面図である。
【図８】図５の動作制御部の封止部材の動作後の状態を示す正面断面図である。
【図９】図５の動作制御部の駆動部材を示す正面断面図である。
【図１０】図１の把持装置の把持動作を説明する動作原理図である。
【図１１】図１の把持装置の解放動作を説明する動作原理図である。
【図１２】図５の動作制御部の動作を説明する動作原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る把持装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。以下では、後述する第１及び第２チャック部材１４，２４が往復移動する面において、第１及び第２チャック部材１４，２４が往復移動する方向を左右方向、第１及び第２チャック部材１４，２４が往復移動する方向に垂直な方向を前後方向、第１及び第２チャック部材１４，２４が往復移動する面に対して垂直な方向を上下方向とし、第１及び第２チャック部材１４，２４が配置される側を上側と定義する。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、本実施形態の把持装置１は、一対のチャック部材１４，２４を有し、チャック部材１４，２４の開閉により物品の把持及び解放が可能な本体部２と、チャック部材１４，２４による物品の把持及び解放動作を制御する動作制御部３０とを備えている。
【００１６】
まず、図１〜図４を参照して、本体部２の構造について説明する。本体部２のチャック部材１４，２４の下側には、本体部２の左右方向にわたって延びる大シリンダ１１及び小シリンダ２１が設けられている。大シリンダ１１及び小シリンダ２１は、互いに径が異なる筒状のものであり、隔壁６を介して前後方向に並列して配置されている。大シリンダ１１及び小シリンダ２１内には、大ピストン１２及び小ピストン２２がそれぞれ本体部２の左右方向に往復移動可能に設けられている。大ピストン１２及び小ピストン２２は、大シリンダ１１及び小シリンダ２１の内周面と接触しながら、流体圧によって大シリンダ１１及び小シリンダ２１内を摺動するように形成されている。
【００１７】
本体部２には、隔壁６の左右方向の略中央位置に、上下方向に延びる姿勢制御軸３が設けられている。また、大ピストン１２及び小ピストン２２の対向する側の側面には、それぞれ凹所１２ａ，２２ａが形成されており、姿勢制御軸３は、各凹所１２ａ，２２ａの表面と接触するように、各凹所１２ａ，２２ａ内に挿通されている。この姿勢制御軸３により、大ピストン１２及び小ピストン２２は、凹所１２ａ，２２ａの表面が姿勢制御軸３と接触しながら大シリンダ１１及び小シリンダ２１内を往復移動するため、大ピストン１２及び小ピストン２２が大シリンダ１１及び小シリンダ２１内で周方向に回転することが規制されている。
【００１８】
大ピストン１２及び小ピストン２２の上方には、それぞれ第１連結部材１３及び第２連結部材２３が取り付けられている。第１連結部材１３及び第２連結部材２３は、下方に突出する係合片１３ａ，２３ａを有しており、各係合片１３ａ，２３ａが、大ピストン１２及び小ピストン２２の上面の左右方向の略中央位置に形成された係合穴１２ｂ，２２ｂに係合することで、大ピストン１２及び小ピストン２２に固定されている。本実施形態では、大ピストン１２に取り付けられた第１連結部材１３は、動作制御部３０側（図１に示す）に向けて長く延びるように形成されている一方で、小ピストン２２に取り付けられた第２連結部材２３は、後述する停止位置調整ネジ７側（図１に示す）に向けて長く延びるように形成されている。また、大シリンダ１１及び小シリンダ２１の上部には、大ピストン１２及び小ピストン２２が上方に第１及び第２連結部材１３，２３を突出させた状態で往復移動可能なように、第１及び第２連結部材１３，２３の係合片１３ａ，２３ａが通過可能なスリット９が形成されている。
【００１９】
第１連結部材１３及び第２連結部材２３には、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４が、例えばネジ等によって取り付けられている。第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４は、断面略逆Ｕ字形状をしており、第１チャック部材１４の大シリンダ１１側（図１において手前側）の脚１４ａが第１連結部材１３に、第２チャック部材２４の小シリンダ２１側（図１において奥側）の脚２４ａ（図３，４を参照）が第２連結部材２３に取り付けられている。これにより、図１において、第１チャック部材１４が右側に、第２チャック部材２４が左側に配置されるとともに、前後方向の略中央位置に、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４が互いに対向配置される。第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４は、第１及び第２連結部材１３，２３を介して大ピストン１２及び小ピストン２２に連結されているため、大ピストン１２及び小ピストン２２の往復移動に伴って、開閉動作して、物品を把持したり解放したりすることができる。
【００２０】
また、本体部２には、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４のＵ字の開口部に嵌まるようにレール４（図１，３，４を参照）が設けられている。第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４とレール４との間には、ボールベアリング５が介在されており、ボールベアリング５を介して、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４はレール４上をスムーズに往復移動する。第１及び第２チャック部材１４，２４には、左右両端に蓋板１５，２５が設けられており、これにより、ボールベアリング５が脱落するのが防止されている。なお、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の上面には、把持する物品に併せて任意の形状の指部材等（図示せず）を設けることが可能であり、より種々の物品を最適に把持することができる。
【００２１】
大シリンダ１１及び小シリンダ２１の両端には、図１，２に示されるように、第１キャップ１６ａ，２６ａ及び第２キャップ１６ｂ，２６ｂが取り付けられている。大シリンダ１１及び小シリンダ２１は、大ピストン１２及び小ピストン２２を挟んだ左右両側に、それぞれ、各シリンダ１１，２１の内周面と、第１キャップ１６ａ，２６ａ及び第２キャップ１６ｂ，２６ｂと、各ピストン１２，２２の端面とで形成される流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂを有している。各流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂは密閉されており、詳細は後述するが、各流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂに流体が供給されることにより、各ピストン１２，２２の往復移動が駆動される。
【００２２】
大シリンダ１１及び小シリンダ２１と第１キャップ１６ａ，２６ａ及び第２キャップ１６ｂ，２６ｂとの間には、流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂの密閉性をより高めるために、例えばＯリング等の密封用シール（図示せず）を設けることができる。また、大シリンダ１１及び小シリンダ２１と大ピストン１２及び小ピストン２２との間にも、流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂの密閉性をより高めるために、密封用シール１７，２７を設けることができる。この密封用シール１７，２７としては、Ｖリングが好ましく、流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ側が開口するように取り付けられる。これにより、後述するように、流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂに流体が供給された場合であっても、Ｖリング１７，２７の開口に流体が侵入することにより、Ｖリング１７，２７と大シリンダ１１及び小シリンダ２１との間の密閉性が保持される。同時に、大ピストン１２及び小ピストン２２が、大シリンダ１１及び小シリンダ２１と接触しながらスムーズに往復移動することができる。
【００２３】
動作制御部３０側（図１，２参照）の第１キャップ１６ａ，２６ａには、略中心位置に、大シリンダ１１及び小シリンダ２１内に向かって突出する円筒状の嵌合部材１６１，２６１が一体的に形成されている。この嵌合部材１６１，２６１は、大ピストン１２及び小ピストン２２の略中心に形成されている嵌合穴１２１，２２１に嵌合可能であり、大ピストン１２及び小ピストン２２が他方の第２キャップ１６ｂ，２６ｂ側に移動しても、嵌合穴１２１，２２１内に保持される長さに形成されている。
【００２４】
大シリンダ１１側の第１キャップ１６ａの内部には、流体供給口３１ａから流体供給空間１１１ｂに流体を供給するための第１導管１８ａが、嵌合部材１６１の先端まで貫通して形成されている。第１導管１８ａは、大ピストン１２の嵌合穴１２１と連通しており、嵌合穴１２１と連通する第３導管１８ｂを介して、流体供給口３１ａからの流体が流体供給空間１１１ｂへ流れるようになっている。また、小シリンダ２１側の第１キャップ２６ａの内部にも同様に、流体供給口３１ｂから流体供給空間２１１ｂに流体を供給するための第１導管２８ａが、嵌合部材２６１の先端まで貫通して形成されている。第１導管２８ａは、小ピストン２２の嵌合穴２２１と連通しており、嵌合穴２２１と連通する第３導管２８ｂを介して、流体供給口３１ｂからの流体が流体供給空間２１１ｂへ流れるようになっている。
【００２５】
一方で、大シリンダ１１側の第１キャップ１６ａの内部には、別途、流体供給口３１ａから、小シリンダ２１側の流体供給空間２１１ａに流体を供給するための第２導管１９ａが形成されている。第２導管１９ａは、大シリンダ１１及び小シリンダ２１を区画する隔壁６を貫通して流体供給空間２１１ａへ延びている。これにより、流体供給口３１ａからの流体が流体供給空間２１１ａへ流れるようになっている。また、小シリンダ２１側の第１キャップ２６ａの内部にも同様に、別途、流体供給口３１ｂから、大シリンダ１１側の流体供給空間１１１ａに流体を供給するための第２導管２９ａが形成されている。第２導管２９ａは、大シリンダ１１及び小シリンダ２１を区画する隔壁６を貫通して流体供給空間１１１ａへ延びている。これにより、流体供給口３１ｂからの流体が流体供給空間１１１ａへ流れるようになっている。
【００２６】
上記した構成により、把持装置１に別途、流体供給空間１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂへ流体を供給するための導管を設けるスペースを確保する必要がなく、把持装置１の大きさを小さくすることができる。また、第１導管１８ａ，２８ａ及び第２導管１９ａ，２９ａの両側には例えばＯリング等の密封用シール（図示せず）が設けられても良く、これにより、流体供給口３１ａ，３１ｂからの流体の流出を防止することができる。なお、図２に示す平面断面図では、把持装置１の構造を理解し易くするため、第１導管１８ａ，２８ａ、第２導管１９ａ，２９ａ及び第３導管１８ｂ，２８ｂを全て同一平面に記載しているが、第１導管１８ａ，２８ａ、第２導管１９ａ，２９ａ及び第３導管１８ｂ，２８ｂは上下方向に異なる位置に配置されている。
【００２７】
また、大シリンダ１１側の第２キャップ１６ｂには、大ピストン１２の停止位置を決める停止位置調整ネジ７が貫通して取り付けられている。この停止位置調整ネジ７は、第２キャップ１６ｂにねじ込む又はねじ戻すことにより、流体供給空間１１１ｂへの突出量が変化し、これにより、大ピストン１２の停止位置を任意に調整することができる。
【００２８】
本体部２の前後端面には、大シリンダ１１及び小シリンダ２１の側方に、左右方向にわたって延びる孔８が形成されている。この孔８には磁気センサ（図示せず）を嵌め込むことができ、磁気センサにより大ピストン１２及び小ピストン２２に埋め込まれているマグネット（図示せず）を検知して、大ピストン１２及び小ピストン２２に連動する第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の位置を検出することができる。
【００２９】
次に、図２及び図５〜図９を参照して、動作制御部３０について説明する。なお、図２に示す平面断面図では、動作制御部３０の構造を理解し易くするため、後述する第１流路管３２、第２流路管３３、第３流路管３４、駆動用流路管３５及び第４流路管３６を全て同一平面に記載しているが、各流路管は上下方向に異なる位置に配置されている。
【００３０】
図２及び図７〜図９に示されるように、動作制御部３０は、流体供給口３１ａ，３１ｂから第１導管１８ａ，２８ａの流体の流路を封止する封止部材４０と、封止部材４０を駆動させる駆動部材５０とを備えている。
【００３１】
図２、図７及び図８に示されるように、封止部材４０は、各シリンダ１１，１２に対応するように前後方向に一対設けられており、流体供給口３１ａ，３１ｂと本体部２との間の動作制御部３０内に形成された空間４１内に配置されている。封止部材４０は、スプール４２と、スプール４２を上方向に付勢するバネ４３とからなる。スプール４２は、空間４１よりも小さい径で形成されており、上部外周面に、上下方向に互いに間隔をあけて設けられた第１フランジ４２１及び第２フランジ４２２が一体的に形成されている。第１フランジ４２１及び第２フランジ４２２の外周縁部は、空間４１の内周面に達している。第１フランジ４２１及び第２フランジ４２２には、例えばＯリング等の密封用シール４２５が設けられている。第１フランジ４２１及び第２フランジ４２２の間には、流体流通部４２３が形成されている。スプール４２の下部には、バネ４３を収容する収容部４２４が形成されており、スプール４２は、空間４１内に、バネ４３を介して配置されている。
【００３２】
動作制御部３０には、流体供給口３１ａ，３１ｂと空間４１とを連通させる第１流路管３２が形成されている。また、空間４１と第２導管１９ａ，２９ａ及び第１導管１８ａ，２８ａとをそれぞれ連通させる第２流路管３３及び第３流路管３４が形成されている。第３流路管３４は、第２流路管３３の下方に形成されている。図７に示されるように、スプール４２の上端が空間４１の天面に達している状態では、流体流通部４２３は、第１流路管３２と連通しているとともに、その反対側で第２流路管３３と連通している。なお、第３流路管３４は、第２フランジ４２２により、流体流通部４２３との連通が遮断されている。また、空間４１の第１フランジ４２１の上方部分は、後述する駆動部材５０からの流体が搬送される駆動用流路管３５と連通しているが、流体流通部４２３とは、第１フランジ４２１により連通が遮断されている。
【００３３】
一方で、スプール４２が、詳細は後述するが、駆動部材５０から供給される流体により、バネ圧に抗して押し下げられた状態では、図８に示されるように、流体流通部４２３は、第１流路管３２と連通するとともに、その反対側で第２流路管３３及び第３流路管３４の両方と連通する。なお、図７及び図８では、封止部材４０の理解を容易にするために、第１流路管３２、第２流路管３３及び第３流路管３４を全て同一平面で記載しているが、図２に示されるように、第１流路管３２、第２流路管３３及び第３流路管３４は前後方向に位置がずれている。
【００３４】
図２及び図９に示されるように、駆動部材５０は、各シリンダ１１，１２に対応するように前後方向に一対設けられており、封止部材４０よりも流体供給口３１ａ，３１ｂ側の動作制御部３０内に形成された空間５１内に配置されている。駆動部材５０は、ニードル５２と、ニードル５２を受け入れるニードル受部５３とからなる。ニードル５２は、上部５２１と、先細り形状（テーパー状）の先端部５２２と、上部５２１と先端部５２２とを一体的に繋ぐ中部５２３とからなる。上部５２１よりも中部５２３の方が、径が小さくなるように形成され、中部５２３よりも先端部５２２（先端部５２２の中部５２３との繋ぎ目）の方が、径が小さくなるように形成されている。また、上部５２１の外周面にはネジが切られている。
【００３５】
ニードル受部５３は、空間５１よりも小さい径で形成されているとともに、上端部にフランジ部５３４が形成されており、フランジ部５３４が、動作制御部３０の上面に載置されることで空間５１内に配置されている（図５，６，９を参照）。ニードル受部５３の中央には、ニードル５２を受け入れ可能な空間として受入部５３１が形成されている。受入部５３１はニードル５２よりも大きい径で形成されており、受入部５３１とニードル５２との間には僅かな隙間が形成されている。フランジ部５３４の上面にはナット５４が固定されており、ニードル５２は、上部５２１の外周面に形成されているネジがナット５４と螺合することで、受入部５３１内で上下動可能になっている。また、ニードル受部５３には、受入部５３１と空間５１とを連通させる水平方向の第１管路５３２及び第２管路５３３が上下に形成されている。下方の第１管路５３２は、流体供給口３１ａ，３１ｂから第１流路管３２とは分岐して設けられて空間５１に接続された第４流路管３６に対応する位置に設けられている。一方で、上方の第２管路５３３は、空間５１と空間４１とを連通して封止部材４０へ流体を搬送するための駆動用流路管３５に対応する位置に設けられている。
【００３６】
ニードル受部５３の第１管路５３２及び第２管路５３３の間の外周面には、空間５１を上下に分断する逆止弁５５が設けられており、逆止弁５５により、第４流路管３６から供給された流体が空間５１を介して第２管路５３３に直接流入するのを防止している。逆止弁５５は、Ｖリングから形成されており、下側に開口している。なお、図９中の５６は、空間５１とニードル受部５３との間、及び、ニードル受部５３とニードル５２との間を気密にするために設けられた例えばＯリング等の密封用シール５６である。
【００３７】
受入部５３１の第２管路５３３の下方部分には、ニードル５２の中部５２３の下端部が当接可能な段部５３５が形成されている。ニードル５２の中部５２３の下端部が段部５３５よりも上方に位置している場合には、第４流路管３６より空間５１内に供給された流体は、第１管路５３２を介して受入部５３１内に流入した後、受入部５３１とニードル５２との間の隙間を介して第２管路５３３から駆動用流路管３５へと供給され、封止部材４０へと供給される。一方、ニードル５２を下方に移動させて、ニードル５２の中部５２３の下端部を段部５３５に当接させると、受入部５３１は、段部５３５を境にして上下に分断される。これにより、第１管路５３２及び第２管路５３３の連通が遮断されるので、第４流路管３６より空間５１内に供給された流体は、封止部材４０には供給されなくなる。このように、ニードル５２を上下動させて、ニードル５２の中部５２３の下端部と段部５３５との間の隙間の大きさを制御することで、封止部材４０へと供給される流体の量を制御可能となっている。
【００３８】
次に、図１０〜図１２を参照して、把持装置１の動作について説明する。本実施形態では、物品を外側から把持（外把持）する場合の動作を説明する。また、本実施形態では、流体供給口３１ａ，３１ｂは、各シリンダ１１，１２に対応するように前後方向に一対設けられている。第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の把持動作時には、流体供給口３１ｂから流体が供給され、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の解放動作時には、流体供給口３１ａから流体が供給される。なお、図１０及び図１１における動作制御部３０の動作原理が図１２に示されており、図１０及び図１１のI〜IIIは、図１２のI〜IIIに対応している。
【００３９】
まず、図１０を参照して、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の把持動作（把持装置１が物品を把持する動作）の動作原理について説明する。把持動作前の状態では、流体供給口３１ａに流体が供給されていて、流体供給口３１ｂに流体が供給されていないため、流体供給口３１ａ側の封止部材４０は、図８に示す状態となっており、流体供給口３１ｂ側の封止部材４０は、図７に示す状態となっている。この状態から、流体供給口３１ｂに流体を供給すると、流路６１として示されるように、流体が流体供給空間１１１ａ（第１把持動作用流体供給空間）に供給される。具体的には、流体供給口３１ｂに供給された流体は、第１流路管３２を通って封止部材４０に搬送される。封止部材４０は図７に示す状態であるので、流体は、流体流通部４２３を通って、第２流路管３３にのみ搬送され、その後、第２流路管３３に連通する第２導管２９ａを通り、流体供給空間１１１ａに供給される。これにより、図１０において、大ピストン１２が左側に移動して、大ピストン１２が停止位置調整ネジ７と当接することにより、第１チャック部材１４が所定位置で停止する。
【００４０】
また、流体供給口３１ｂで分岐して第４流路管３６に流入した流体は、流路６２として示されるように、動作制御部３０に搬送される。動作制御部３０内では、図１２に示されるように、流体は、第４流路管３６から空間５１内に供給される。この流体は、逆止弁５５により、第２管路５３３に直接流入できず、第１管路５３２に流入して、受入部５３１とニードル５２との隙間を介して、第２管路５３３に搬送される。その後、逆止弁５５の上方の空間５１、駆動用流路管３５を介して封止部材４０に供給される。
【００４１】
駆動用流路管３５を通って供給される流体は、封止部材４０の空間４１の第１フランジ４２１の上方部分に流入する。封止部材４０に供給された流体の流量が所定量を超えると、バネ４３のバネ圧に反してスプール４２が押し下げられる。これにより、スプール４２が、図７の状態から図８の状態へと動作し、第３流路管３４への流路が解放される。そして、流路６３として示されるように、流体供給口３１ｂに供給された流体は、第１流路管３２、流体流通部４２３を通って第３流路管３４へも搬送され、第３流路管３４と連通する第１導管２８ａ及び第３導管２８ｂを通って、流体供給空間２１１ｂ（第２把持動作用流体供給空間）に供給される。これにより、図１０において、小ピストン２２が右側に移動して、第２チャック部材２４が第１チャック部材１４との間で物品を把持する。
【００４２】
このように、流体供給口３１ｂに流体が供給されても、動作制御部３０、より具体的には、スプール４２により、第２把持動作用流体供給空間２１１ｂへの流体の搬送が一時的に封止されている。そのため、流体供給口３１ｂに供給された流体は、第２把持動作用流体供給空間２１１ｂより先に第１把持動作用流体供給空間１１１ａに供給されて、小ピストン２２より先に大ピストン１２が動作する。すなわち、スプール４２が、第１チャック部材１４が先に動き出すように大ピストン１２及び小ピストン２２の動作を制御する動き出し制御手段となっている。
【００４３】
また、ニードル５２を上下動させることで、ニードル５２の中部５２３の下端部と段部５３５との間の隙間の大きさが変化し、隙間の大小に依存して駆動用流路管３５へと流れていく流体の流量が制御される。流量が少ない場合には、スプール４２が押し下げられる流量に達するまでの時間が長くなり、第２把持動作用流体供給空間２１１ｂに対する流体の供給開始時間を遅くすることができる。一方、流量が多い場合には、スプール４２を押し下げられる流量に達するまでの時間が短くなり、第２把持動作用流体供給空間２１１ｂに対する流体の供給時間を早くすることもできる。すなわち、ニードル５２が、第１チャック部材１４が動き出した後、第２チャック部材２４が動き出すまでの時間を制御する時間差制御手段となっている。
【００４４】
このように、動作制御部３０では、ニードル５２を上下動させることで、流体供給空間２１１ｂへの流体の供給開始時間を任意に定めることができる。これにより、大ピストン１２が停止位置調整ネジ７に当接して、第１チャック部材１４が所定位置で停止した後に第２チャック部材２４とで物品を把持できるように大ピストン１２及び小ピストンの動作のタイミングを制御することができる。また、大ピストン１２の停止位置は、停止位置調整ネジ７をねじ込む又はねじ戻すことにより調整できる。
【００４５】
次に、図１１を参照して、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の解放動作（把持装置１が物品を解放する動作）の動作原理について説明する。詳細な動作は、把持動作時と同様である。解放動作前の状態では、流体供給口３１ｂに流体が供給されていて、流体供給口３１ａに流体が供給されていないため、流体供給口３１ｂ側の封止部材４０は、図８に示す状態となっており、流体供給口３１ａ側の封止部材４０は、図７に示す状態となっている。この状態から、流体供給口３１ａに流体を供給すると、流路６４として示されるように、流体供給空間２１１ａ（第２解放動作用流体供給空間）に供給される。すなわち、流路供給口３１ａに供給された流体は、第１流路管３２、流体連通部４２３を通って第２流路管３３へ搬送され、第２流路管３３と連通する第２導管１９ａを通って、流体供給空間２１１ａに供給される。これにより、図１１において、小ピストン２２が左側に移動して、第２チャック部材２４が物品から離れる。
【００４６】
一方、流体供給口３１ａにおいて分岐して第４流路管３６に流入した流体は、流路６５として示されるように、動作制御部３０に搬送される。この動作制御部３０では、把持動作時と同様に動作して、封止部材４０に供給された流体の流量が所定量を超えると、第３流路管３４への流路が解放される。そして、流路６６として示されるように、流体供給口３１ａに供給された流体は、第１流路管３２、流体流通部４２３を通って第３流路管３４へも搬送され、第３流路管３４と連通する第１導管１８ａ及び第３流路管１８ｂを通って、流体供給空間１１１ｂ（第１解放動作用流体供給空間）に供給される。これにより、図１１において、大ピストン１２が右側に移動して、第１チャック部材１４が物品から離れる。
【００４７】
このように、流体供給口３１ａに流体が供給されても、動作制御部３０により、第１解放動作用流体供給空間１１１ｂより先に第２解放動作用流体供給空間１１１ｂに流体が供給されて、大ピストン１２より先に小ピストン２２が動作する。
【００４８】
次に、把持動作から解放動作に切り換える際の流体の移動について説明する。動作切り換え時には、既に流体が満たされている流体供給空間１１１ａ，２１１ｂから流体を排出する必要がある。このとき、流体供給空間１１１ａ，２１１ｂの流路上にある流体供給口３１ｂ側の封止部材４０は、流体供給口３１ｂに流体が供給されているため、図８の状態である。この状態で、動作切り換えに伴い、流体供給口３１ｂからの流体の供給を停止すると、駆動部材５０には、封止部材４０の空間４１の第１フランジ４２１の上方部分に供給されていた流体が駆動用流路管３５を通って戻ってくる。このとき、流体供給口３１ｂからの流体の供給は停止しているため、逆止弁５５の開口は容易に狭まり、流体は、逆止弁５５の外周を通って素早く空間５１の下部に流れる。その後、第４流路管３６及び流体供給部３１ｂを介して動作制御部３０から排出される。これにより、封止部材４０は、図７の状態となる。
【００４９】
同時に、流体供給空間１１１ａ，２１１ｂに満たされている流体は、第２導管２９ａ並びに第１導管２８ａ及び第３導管２８ｂを通って封止部材４０へと流れる。このとき、封止部材４０は、図７の状態であるため、第２導管２９ａからの流体は、第２流路管３３、流体流通部４２３及び第１流路管３２を通って流体供給口３１ｂから排出される。一方、第１導管２８ａ及び第３導管２８ｂからの流体は、第３流路管３４を通って空間４１の第２フランジの下方部分に流入し、空間４１の第２フランジの下方部分から動作制御部３０の外部へと貫通する孔（図示せず）を介して動作制御部３０の外部に排出される。これにより、流体供給空間１１１ａ，２１１ｂに満たされている流体は、スムーズに動作制御部３０の外部に排出される。また、この原理による流体の排出は、解放動作から把持動作に切り換える場合にも同様に行われる。
【００５０】
以上のように、本実施形態の把持装置１では、動作制御部３０を有しているため、把持動作時及び解放動作時において、大ピストン１２及び小ピストン２２を任意のタイミングで別々に動作させることができる。これにより、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の解放動作時には、物品の位置決めを行っている大ピストン１２の動作の前に小ピストン２２が動作することができ、大ピストン１２が物品を支持している状態で小ピストンが動作するため、小ピストン２２により物品の位置が動くことを防止することができる。
【００５１】
一方で、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４の把持動作時には、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４が物品を把持する前に、大ピストン１２を停止位置調整ネジ７により位置決めされる場所に停止させることができる。これにより、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４が物品を把持した時点で停止すること、又は、第１チャック部材１４及び第２チャック部材２４が物品を把持した状態で物品を移動することを防止することができる。
【００５２】
これにより、任意の正確な位置で物品を整列することができる。また、動作制御部３０を有することにより、大ピストン１２及び小ピストン２２をそれぞれ個別に動作させるための、例えば大ピストン１２用の流体供給部及び小ピストン２２用の流体供給部を個別に設ける必要がなくなり、把持装置１の省スペース化を図ることができる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、大シリンダ１１及び小シリンダ２１は、断面円形の筒状であるが、例えば、断面が楕円形又は多角形の中空棒状であってもよい。特に、断面を楕円形とすると、断面が円形の場合と比較して、各シリンダ１１，２１の断面積が同じ場合に製品の高さを低く（製品を薄く）することができ、また、製品の高さが同じ場合に製品の把持力を上げることができる。この場合には、大ピストン１２及び小ピストン２２も大シリンダ１１及び小シリンダ２１と同様の断面形状を有する。
【００５４】
また、上記実施形態では、流体供給口３１ａ，３１ｂを一対設けているが、流体供給口３１ａ，３１ｂを１個にして、把持動作時には、小径シリンダ２１側の第１流路管３２及び第４流路管３６に流体を供給でき、解放動作時には、大径シリンダ１１側の第１流路管３２及び第４流路管３６に流体を供給できる切換弁を設けても良い。反対に、図２等に示されるように、流体供給口３１ａ，３１ｂを、動作制御部３０の前後面に別途設けることもでき、把持装置１の使用形態に応じて任意の流体供給部３１ａ，３１ｂ，３７ａ，３７ｂを選択可能とすることもできる。この場合には、使用しない流体供給部３７ａ，３７ｂをネジ等で封止しておくこともできる。
【００５５】
また、上記実施形態では、第１連結部材１３が、動作制御部３０側（図１を参照）に向けて長く延び、第２連結部材２３が、停止位置調整ネジ７側（図１を参照）に向けて長く延びるように形成されている。しかしながら、大ピストン１２に取り付けられた第１連結部材１３を、停止位置調整ネジ７側（図１を参照）に向けて長く延びるように形成する一方で、小ピストン２２に取り付けられた第２連結部材２３を、動作制御部３０側（図１を参照）に向けて長く延びるように形成することもできる。このように第１及び第２連結部材１３，２３が形成されると、図１において、第１チャック部材１４が左側に、第２チャック部材２４が右側に配置されることとなる。これにより、カップ状物品の内側においてチャック部材１４，２４を開いて、物品を把持（内把持）することもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１      把持装置
１１    大シリンダ
１１１ａ  第１把持動作用流体供給空間
１１１ｂ  第１解放動作用流体供給空間
１２    大ピストン
１４    第１チャック部材
２１    小シリンダ
２１１ａ  第２解放動作用流体供給空間
２１１ｂ  第２把持動作用流体供給空間
２２    小ピストン
２４    第２チャック部材
３０    動作制御部
３１ａ，３１ｂ  流体供給口
４０    封止部材
４２    スプール（動き出し制御手段）
５０    駆動部材
５２    ニードル（時間差制御手段）
【図１】
2013163245.tif 000003
【図２】
2013163245.tif 000004
【図３】
2013163245.tif 000005
【図４】
2013163245.tif 000006
【図５】
2013163245.tif 000007
【図６】
2013163245.tif 000008
【図７】
2013163245.tif 000009
【図８】
2013163245.tif 000010
【図９】
2013163245.tif 000011
【図１０】
2013163245.tif 000012
【図１１】
2013163245.tif 000013
【図１２】
2013163245.tif 000014