(57)【要約】【課題】自動の製品袋詰め装置において、既存品である外装袋を把持すると共に、該外装袋の口元を広げて製品を袋詰めしやすくする袋詰め装置に用いられる把持ハンドを提供する。【解決手段】先端が互いに離間および近接するように開閉自在に組みつけられた一対の開閉部を備える把持ハンドであって、前記開閉部は、対象物を把持する把持部と、対象物を吸着保持する吸着部とを備える。【選択図】図４
2016074075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が互いに離間および近接するように開閉自在に組みつけられた一対の開閉部を備える把持ハンドであって、
前記開閉部は、対象物を把持する把持部と、対象物を吸着保持する吸着部とを備えることを特徴とする把持ハンド。
【請求項２】
前記吸着部は、前記開閉部の長手方向に沿って前記把持部と併設配置され、
前記吸着部の先端部は弾性部材を備え、前記弾性部材は前記把持部が互いに当接する当接面よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の把持ハンド。
【請求項３】
前記開閉部の位置を検知する位置センサと、前記吸着部と前記対象物との間の真空状態を検知する真空センサを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の把持ハンド。
【請求項４】
前記一対の開閉部は、開閉部の一端に形成された枢軸に回動自在に組みつけられ、該回動に伴って他端が離間および近接することで開閉することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の把持ハンド。
【請求項５】
前記一対の開閉部は、それぞれの開閉部が離間および近接する方向に沿って互いに平行移動することで開閉することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の把持ハンド。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造工程の自動化を進めるために、包装袋などに収納物を収納する袋詰め装置が知られている。このような袋詰め装置は、種々の形態が知られており、例えば、下記特許文献１に記載されているように、ネジを一時的に貯留する貯留手段は、底部が開口したホッパと、ホッパ内に所定本数のネジが貯留されるとホッパの底部を開くシャッタと、シャッタの直下に設けられたガイドシュートとを備え、さらに、ネジがホッパ内に貯留されている間にホッパを横方向に振動させる加振手段を具備している。
【０００３】
この袋詰め装置によれば、収納物であるネジはホッパ内に貯留される間に振動によって姿勢が揃えられ、シャッタが開放されて落下する際に、頭部および脚先を綺麗に揃えた状態で落下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９１５６７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に記載されている袋詰め装置は、以下の手順で包装袋の段取りを行っている。すなわち、長尺シート状に形成された製袋用フィルムがロール状に巻き回されて架台の下方付近に設置され、ロールから一定の速度で繰り出される製袋用フィルムはガイドシュートの近傍に設けられた部分円錐面状のフォーマを介してガイドシュートの側面を筒状に包囲するように賦形しながら、プルダウン用ローラ（又はベルト）によって下向きに引っ張られる。このとき製袋用フィルムの両側縁部がガイドシュートの側面に沿って重ねられ、その重合箇所がガイドシュートの側方に設けられた縦シール装置によって熱封止される。
【０００６】
こうして筒状に形成された製袋用フィルムは、ガイドシュートの下端開口よりも下方まで引き出され、横シール装置により横方向に熱封止される。これにより、先行する小袋部分と後続の小袋部分とが順次、一定の間隔で区切られることとなる。そして、後続の小袋部分における未封止状態の上部がガイドシュートの下端開口を包囲しているところに、タイミングを合わせてシャッタが開き、ネジがガイドシュートを経由して落下する。さらに下方に引き出されて、その上部が横シール部材によって裁断され、１個ずつの小袋に分離される。
【０００７】
このように、従来の袋詰め装置は、ロール状に巻き回された整袋用フィルムを適宜熱封止や裁断をしながらネジを小袋に個装することができるようになっている。
【０００８】
しかし、従来の袋詰め装置は、ネジなどの特定の対象物を袋詰めするための装置であり、種々の形態の対象物を袋詰めすることは難しいという問題があった。また、整袋用フィルムを適宜熱封止や裁断する必要が生じるため、既存品の包装袋に対象物を詰めるという作業を行うことができないという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、自動の製品袋詰め装置において、既存品である外装袋を把持すると共に、該外装袋の口元を広げて製品を袋詰めしやすくする袋詰め装置に用いられる把持ハンド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】
【００１０】
本発明に係る把持ハンドは、先端が互いに離間および近接するように開閉自在に組みつけられた一対の開閉部を備える把持ハンドであって、前記開閉部は、対象物を把持する把持部と、対象物を吸着保持する吸着部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば対象物を把持する把持部によって、対象物を把持することができると共に、対象物を吸着保持する吸着部を備えているので、把持した外装袋などの対象物の口元を吸着した状態で開閉部を開くことで、口元を広げ、外装袋に製品を挿入しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る袋詰め装置の構成を説明するための斜視図。
【図２】アーム部の構成を説明するための側面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る把持ハンドの斜視図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図。
【図５】図４におけるＡ部拡大図。
【図６】本実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図。
【図７】本実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る把持ハンドを示す斜視図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る運動案内装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る袋詰め装置の構成を説明するための斜視図であり、図２は、アーム部の構成を説明するための側面図であり、図３は、本発明の第１の実施形態に係る把持ハンドの斜視図であり、図４は、本発明の第１の実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図であり、図５は、図４におけるＡ部拡大図であり、図６は、本実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図であり、図７は、本実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る袋詰め装置１は、基台１２に回転固定部１１を介して載置されたアーム部１０ａ,１０ｂを備えている。アーム部は、外装袋などの対象物を把持する第１のアーム部１０ａと,該外装袋に挿入される製品を把持する第２のアーム部１０ｂとから構成されており、これらのアーム部は、制御部１５によって其々が独立して駆動可能に構成されている。さらに、基台１２の外部には、外装袋や製品といったワークを収納する収納部１３,１４が備え付けられている。
【００１６】
このような構成を備えることで、本実施形態に係る袋詰め装置１は、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂが収納部１３,１４から外装袋及び製品を其々取り出して、外装袋に製品を挿入して袋詰めをする作業を行うことが可能となっている。
【００１７】
なお、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、制御部１５に接続されてそれぞれが独立して駆動する。具体的には、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂに取り付けられた把持ハンド２０が第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂの配列方向に沿う方向において相対的に近接および離間自在とされている。さらに、制御部１５は、把持ハンド２０を駆動して開閉部２４を開閉制御している。
【００１８】
図２に示すように、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、基台１２に対して回転固定部１１を介して回転可能に取り付けられている。また、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂは、回転固定部１１に取り付けられ、基台１２と略垂直に交わる第１軸４１の周りに回動自在な第１リンク部４２と、第１リンク部４２の一端に第２軸４３を介して取り付けられ、第１リンク部４２の第１軸４１に交差する水平な第２軸４３周りに前後方向に回動自在な第２リンク部４４と、第２リンク部４４の先端に設けられ当該第２リンク部４４の第２軸４３に平行する第３軸４５周りに前後方向に回動自在な第３リンク部４６と、第３リンク部４６の先端に設けられ第４軸４７の軸周りに回動自在な第４リンク部４８とからなるハンド移動部２０ｂと、第４リンク部４８の先端に取り付けられたハンドエフェクタとしての把持ハンド２０とを備えている。アーム部はこのように構成されているので、その先端に取り付けられた把持ハンド２０は三次元的に移動可能とされている。
【００１９】
次に、図３及び４を参照して把持ハンド２０について説明を行う。把持ハンド２０は、第１のアーム部１０ａ及び第２のアーム部１０ｂのそれぞれの先端に同形状の把持ハンド２０が取り付けられている。図３に示すように、外装袋を把持する把持ハンド２０は、第４リンク４８に取り付けられる接続部２３を備えるハンド本体２１と、ハンド本体２１に先端部が開閉自在に取り付けられた一対の開閉部２４を備えている。
【００２０】
また、ハンド本体２１には、開閉部２４を開閉駆動せしめるエアを供給するエア供給口２２を備えている。このエア供給口２２から圧縮エアを供給することで、開閉部２４が該エア圧によって開閉自在に駆動される。
【００２１】
開閉部２４は、外装袋を把持可能なように、先端にゴムパットのような保護部３１ａを備えた把持部３１と、開閉部２４の長手方向に沿って把持部３１と併設配置された吸着部３２とを備えている。また、吸着部３２には、吸着部３２の先端に吸着力を付与する吸取口３３を備えており、該吸取口３３からエアを吸引することで、吸着部３２によって外装袋を吸着保持することができる。なお、保護部３１ａは、把持する外装袋に損傷を与えないように保護する目的で取り付けられているため、このような目的が達成できれば如何なる素材を用いても構わないが、例えばエラストマや比較的硬度の高い硬質ゴムなどが好適に用いられる。
【００２２】
さらに、一方の開閉部２４に形成された把持部３１と吸着部３２は、それぞれ他方の開閉部２４に形成された把持部３１と吸着部３２に対向するように配置されている。
【００２３】
図４に示すように、開閉部２４は、ハンド本体２１内の枢軸（図示せず）を介して回動自在に組み付けられており、該回動に伴って開閉部２４の先端が離間及び近接することで開閉自在に移動せしめられる所謂支点開閉型に構成されている。
【００２４】
また、図５に示すように、吸着部３２の先端部は、把持部３１が互いに当接する当接面を有する保護部３１ａよりも突出するように配置されている。なお、吸着部３２の先端部には、軸方向に伸縮自在の蛇腹状の弾性部材３２ａが取り付けられている。
【００２５】
このように、弾性部材３２ａが把持部３１の保護部３１ａよりも突出するように配置されているので、吸着部３２が外装袋を吸着する際に、外装袋が薄いフィルムで形成されている場合であっても弾性部材３２ａが外装袋に押し付けられて弾性変形することで、外装袋に皺を発生させることなく、確実に外装袋を吸着することが可能となる。
【００２６】
また、弾性部材３２ａが保護部３１ａよりも突出するように配置されることで、弾性部材３２ａが効果的に弾性変形して、確実に外装袋を吸着することができる。
【００２７】
なお、開閉部２４及び吸着部３２にはそれぞれ開閉部２４の位置を検知する位置センサ及び吸着部３２と外装袋の間の真空状態を検知する真空センサを備えており、位置センサによって開閉部２４の開閉を検知し、真空センサによって外装袋の吸着の有無を検知している。
【００２８】
このように真空センサによる検知手段を備えることで、本実施形態に係る袋詰め装置は、吸着ミスを事前に検知することで誤作動を防止することができる。
【００２９】
次に、図６及び７を参照して本実施形態に係る把持ハンド２０の動作について説明を行う。
【００３０】
まず、図６に示すように、第１のアーム１０ａ又は第２のアーム１０ｂの何れか一方を駆動させて収納部１３に収納された外装袋４０を把持する。このとき、外装袋４０は、開閉部２４を開いた状態で開閉部２４の間に介在させるよう移動させた後、開閉部２４を閉じることで把持部３１によって把持されている。このとき、開閉部２４の閉動作によって、外装袋４０が把持部３１に把持される。
【００３１】
さらに、外装袋４０を把持部３１が把持した状態では、互いに対向する吸着部３２，３２は外装袋４０に押し付けられ、弾性部材３２ａが軸方向に縮められて変形する。その後、吸取口３３からエアを吸引することで外装袋４０が吸着部３２に吸着されるように密着する。
【００３２】
吸着部３２が外装袋４０を吸着した状態で開閉部２４を開くと、図７に示すように外装袋４０の口元が開かれる。この状態で第１のアーム部材１０ａ又は第２のアーム部材１０ｂのいずれか他方が把持した製品を外装袋４０の口元から挿入することで袋詰め作業を行うことができる。なお、このとき外装袋４０の下端を台座などで支えることで、製品が挿入された際の重量増による外装袋４０の脱落を防止することができる。
【００３３】
製品が袋詰めされた外装袋４０は、開閉部２４を再度閉じることで把持されて次工程へ搬送される。このとき、外装袋４０の重量は、袋詰めされた製品の重量だけ重くなっているが、把持部３１で確実に外装袋４０を把持しているので、外装袋４０を落下させることなく搬送させることができる。
【００３４】
また、把持部３１は保護部３１ａを備えているので、把持部３１によって外装袋４０を把持した場合でも、外装袋４０を損傷させることなく確実に外装袋４０を把持及び搬送することができる。
【００３５】
さらに、吸着部３２は弾性部材３２ａを備えており、保護部３１ａよりも突出して配置されているので、把持部３１によって外装袋４０を把持した状態で、弾性部材３２ａが縮められることで外装袋４０に皺が生じることなく、確実に外装袋４０を吸着して口元を開くことができる。なお、弾性部材３２ａは、確実に外装袋４０を吸着する必要があるため、吸着部３２からのエア漏れを防止するために比較的弾性変形のしやすい柔らかい素材で構成させると好適である。
【００３６】
また、本実施形態に係る袋詰め装置１は、支点開閉型の開閉部２４を用いているので、開閉部２４の先端の開閉量を十分に確保したまま把持ハンド２０の小型化を図ることができる。
【００３７】
このように、本実施形態に係る袋詰め装置１は、把持部３１で外装袋４０を把持及び搬送すると共に、吸着部３２によって外装袋４０を吸着して口元を広げることができるので、如何なる形状の外装袋であっても適用することができ、既存品の外装袋に製品などの対象物を詰めるという作業を装置の段取りなどを特に必要とすることなく容易に行うことができる。
【００３８】
なお、本実施形態に係る袋詰め装置１は、作業者の手を介することなく自動で袋詰め作業を行うことができるので、例えば滅菌処理が必要なメスや注射針などの医療器具の梱包作業に用いると好適である。
【００３９】
［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係る把持ハンド２０は、開閉部２４の一方端に形成された枢軸に回動自在に組み付けられ、該回動に伴って他端が離間又は近接する支点開閉型に構成した場合について説明を行った。次に説明する第２の実施形態に係る把持ハンド２０ａは、第１の実施形態と異なる形態の把持ハンドについて説明を行う。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る把持ハンドを示す斜視図であり、図９は、本発明の第２の実施形態に係る把持ハンドの動作を説明するための図である。
【００４１】
図８に示すように、本実施形態に係る把持ハンド２０ａは、接続部２３を備えたハンド本体２１に開閉自在に取り付けられた一対の開閉部２４ａを備えている。なお、開閉部２４ａの先端部の構成は、第１の実施形態に係る把持ハンド２０と同様の構成を備えている。
【００４２】
開閉部２４ａは、開閉部２４ａの平行移動を案内するガイド部２４ｃを備えている。開閉部２４ａの先端部は、外部から供給される圧縮エアによって駆動力を付与されて近接及び離間するように構成されている。なお、ガイド部２４ｃは、開閉部２４ａの先端部の移動方向に沿ったガイド溝２４ｄが形成されており、該ガイド溝２４ｄに開閉部２４ａの先端部の一端が移動自在に嵌め合されることで開閉部２４ａの先端部の平行移動を案内している。
【００４３】
このように構成された第２の実施形態に係る把持ハンド２０ａは、図９に示すように、開閉部２４ａの先端部がガイド部２４ｃに沿って平行移動するので、大きな開閉動作を実現することができ、外装袋４０の口元を大きく広げたい場合に有効な開口を実現することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、第１のアーム部１０ａと第２のアーム１０ｂのそれぞれに同一の形状の把持ハンド２０を取り付けた場合について説明を行ったが、製品を把持する把持ハンドは、吸着機能を備えていなくても構わないし、外装袋の口元を広げることができれば、製品の挿入は作業者のハンドワークで行っても構わない。
【００４５】
また、本実施形態に係る把持ハンド２０では、開閉部２４，２４ａにエアで駆動するエアチャックを採用した場合について説明を行ったが、駆動方式はこれに限られず、例えばソレノイドなどを用いた電磁チャックを用いても構わない。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る把持ハンド２０は、外装袋に製品を挿入する袋詰め装置１に適用した場合について説明を行ったが、適用される装置はこれに限られず、吸着と把持を同時に必要とするあらゆる装置に適用が可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４７】
２０  把持ハンド,    ２４，２４ａ  開閉部，    ３１  把持部,    ３２  吸着部,    ３２ａ  弾性部材，    ４０  外装袋。
【図１】
2016074075.tif 000003
【図２】
2016074075.tif 000004
【図３】
2016074075.tif 000005
【図４】
2016074075.tif 000006
【図５】
2016074075.tif 000007
【図６】
2016074075.tif 000008
【図７】
2016074075.tif 000009
【図８】
2016074075.tif 000010
【図９】
2016074075.tif 000011