(57)【要約】【課題】本発明では、幅広い径のワークを把持する事ができ、その内周面の断面形状を真円度の高い円形の状態で把持する事のできる把持装置を提供することを課題としている。【解決手段】回転体２１と、当該回転体２１の回転によりその表面に巻き取られ、あるいは、当該回転体２１の表面から巻き出されるシート部材２４とを有する、ワークＷを把持するための把持装置１であって、シート部材２４は可撓性を有し、シート部材２４は円筒状の把持部３１３を有し、回転体２１の回転によってシート部材２４が回転体２１から巻き出され、あるいは巻き取られる事で、把持部３１３の径を拡大又は縮小させ、当該把持部３１３がワークＷの内周面又は外周面に当接することで、当該ワークＷを把持する把持装置１である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
当該回転体の回転によりその表面に巻き取られ、あるいは、当該回転体の表面から巻き出されるシート部材とを有する、ワークを把持するための把持装置であって、
シート部材は可撓性を有し、
前記シート部材は円筒状の把持部を有し、前記回転体の回転によって前記シート部材が前記回転体から巻き出され、あるいは巻き取られる事で、前記把持部の径を拡大又は縮小させ、当該把持部が前記ワークの内周面又は外周面に当接することで、当該ワークを把持する事を特徴とする把持装置。
【請求項２】
前記回転体の回転によって前記シート部材が巻き出される事で、前記把持部の径を拡大させ、当該把持部が前記ワークの内周面に当接する請求項１記載の把持装置。
【請求項３】
前記シート部材は、複数巻き重なった状態で前記ワークを把持する請求項２記載の把持装置。
【請求項４】
前記回転体を回転させるための回転手段を有し、
前記回転手段が前記回転体を回転させる回転トルクが制御可能に設けられる請求項２または３いずれか記載の把持装置。
【請求項５】
前記回転体は、その軸方向と垂直な平面上において、前記ワークおよび前記ベルト部材に対して相対移動可能に設けられる請求項２から４いずれか１項に記載の把持装置。
【請求項６】
前記回転体の回転によって前記把持部が当該回転体に巻き取られる事で、前記把持部の径を縮小させて当該把持部が前記ワークの外周面に当接し、
前記把持部が巻き取られる方向が、当該把持部の円筒形状の断面の円形の接線方向である請求項１記載の把持装置。
【請求項７】
前記シート部材は、前記ワークの外周面に当接し、当該ワークを把持する環状の把持部を有し、
前記把持部は、前記シート部材の一端に設けられた孔部である交差孔に、前記シート部材の他端側を挿入する事により構成され、
前記交差孔には、前記シート部材の他端側の挿入口からその出口方向へ向けて、当該交差孔の挿入幅が広がる方向へ傾斜面を有する請求項６記載の把持装置。
【請求項８】
前記シート部材が把持するワークに対してその軸方向に複数設けられる請求項６または７いずれか記載の把持装置。
【請求項９】
前記の複数のシート部材は、異なった複数の前記回転体によりその表面に巻き取られ、あるいは、当該複数の回転体の表面から巻き出され、それぞれの回転体の当該シート部材の巻き取り量を個別に変更可能である請求項８記載の把持装置。
【請求項１０】
前記ベルト部材とは別に、前記ワークの外周面に当接し、当該ワークを保持する保持部材を有する請求項６から９いずれか１項に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを把持する把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形状のワークとして、例えば、画像形成装置に用いられる定着ベルトや定着スリーブ等の定着部材が存在する。当該定着部材は、画像形成装置の機種によってその大きさは様々であり、多様な内径を有するワークを把持することのできる把持装置が求められる。
【０００３】
この様な把持装置の例として、特許文献１（特許第５５１２２４８号公報）や特許文献２（特開平０７−１６３９３４号公報）の様なものが存在する。
【０００４】
特許文献１のつかみ装置１００は、図２６に示す様に、第一ピッカー１０１と第二ピッカー１１１が連結されている。第一ピッカー１０１は、筒状の第一硬質基体１０２と、第一硬質基体１０２の外周に周設された第一チューブ１０３を有する。第二ピッカー１１１は、筒状の第二硬質基体１１２と、第二チューブ１１３を有する。
【０００５】
それぞれの硬質基体の内部に設けられた空気通路からエアを個別に供給することにより、それぞれのチューブは個別に拡径され、その外側のワークＷの内周面に当接して、これを把持する（図２６では、空気通路１１４によって第二チューブ１１３にエアが供給されて第二チューブ１１３が拡径し、ワークＷを把持する）。
【０００６】
特許文献２の把持装置１５０は、図２７に示す様に、昇降可能なベースフランジ１５１と、ロッド１５２と、その一端をベースフランジ１５１に固定され、他端をロッド１５２の下端に設けられたガイド１５３に固定される複数の板バネ１５４等を有する。
【０００７】
ベースフランジ１５１が昇降する事により、板バネ１５４のベースフランジ１５１に固定された一端はそれに合わせて昇降し、他端はガイド１５３に固定されてその位置から動かない。よって、ベースフランジ１５１が矢印Ａ１の方向へ降下することにより、板バネ１５４は図の２点鎖線部の様に外側へ撓み、ワークＷの内周面に当接して、これを把持する。以上の様に、ワークＷの内周面の径に合わせて板バネ１５４が撓むことで、異なる径のワークを把持する事ができる。
【０００８】
特許文献２の把持装置に似た方式として、固定ベース（ガイド）と昇降ベース（ベースフランジ）の間に環状弾性体を設け、昇降ベースの昇降に合わせて環状弾性体を弾性変形させながら、ワークを把持する弾性体圧縮方式の把持装置が既に存在し、例えば、特許文献３（特許第２８００４４８号公報）の様なものが存在する。
【０００９】
また、その他、ワークの内面を把持する三つ爪を設け、三つ爪の開き量を調整する事により幅広い径のワークを把持する三つ爪方式の把持装置や、内面側を真空吸着により把持するような吸着方式の把持装置も挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の様に、エアを内部から送り込んでチューブを膨張させてワークを把持する風船方法では、ワークの内径が大きくなるほどチューブの膨張量が大きくなり、ワークの把持力やチューブの耐久性の低下の問題が発生する。特許文献１では、２種類のチューブを用いることにより、把持できるワークの径の範囲を広げる事はできるが、その適用範囲には限界があり、幅広い範囲のワークを把持する事は出来ない。
【００１１】
また、特許文献２の様なシート状部材（板バネ）の外曲げ方式の把持装置では、板バネの撓み具合を制御する事が困難であり、また、把持されるワークの内周面の断面が、板バネによって把持される部分が突出した多角形となることから、円形に把持する事が困難である。
【００１２】
特許文献３の様な把持装置では、環状弾性体の弾性変形量の限界から、適用可能なワークの径に限界がある。
【００１３】
三つ爪方式の把持装置では、ワークの内周面の断面形状は、三角形に近くなり、真円度の高い円形状に把持する事は困難である。さらに、吸着方式の把持装置は、ワークそのものの形状をほぼ保ったまま把持可能であるため良好な真円度は得られるが、把持対象が円筒形であるために小型の吸着パッドしか使用できず十分な把持力が発生できない。
【００１４】
この様な事情から、本発明では、幅広い径のワークを把持する事ができ、その内周面の断面形状を真円度の高い円形の状態で把持する事のできる把持装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明は、当該回転体の回転によりその表面に巻き取られ、あるいは、当該回転体の表面から巻き出されるシート部材とを有する、ワークを把持するための把持装置であって、シート部材は可撓性を有し、前記シート部材は円筒状の把持部を有し、前記回転体の回転によって前記シート部材が前記回転体から巻き出され、あるいは巻き取られる事で、前記把持部の径を拡大又は縮小させ、当該把持部が前記ワークの内周面又は外周面に当接することで、当該ワークを把持する把持装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の把持装置によれば、回転体の回転により、シート部材をワークの表面に沿わせながら、シート部材を巻き取る、あるいは巻き出す事ができるので、幅広い径のワークを把持する事ができ、かつ、ワークの表面を周方向に沿って均一な力で把持する事ができるので、その内周面の断面形状を真円度の高い円形の状態で把持する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る把持装置について説明する図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は断面図である。
【図２】第一実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図３】第一実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図４】第一実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図５】シート部材の層形成について説明する断面図である。
【図６】第二実施形態に係る把持装置について説明する図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は断面図である。
【図７】第二実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図８】第二実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図９】従来の把持装置の構成を示す天面図である。
【図１０】従来の把持装置の構成を示す天面図である。
【図１１】第三実施形態に係る把持装置について説明する図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は天面図である。
【図１２】ベルト部材の構成について説明する斜視図である。
【図１３】交差孔の形状について説明する断面図である。
【図１４】第三実施形態に係る把持装置がワークを把持する様子を説明した図である。
【図１５】第四実施形態に係る把持装置の側面図である。
【図１６】第四実施形態に係る把持装置の把持部の斜視図である。
【図１７】第五実施形態に係る把持装置について説明する図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は天面図である。
【図１８】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図１９】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２０】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２１】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２２】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２３】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２４】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２５】ワークを把持して搬送する一連の流れを説明する図である。
【図２６】従来の把持装置の構成を示す概略構成図である。
【図２７】従来の把持装置の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る把持装置１を示す側面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ１−Ｂ１断面図である。
【００２０】
図１（ａ）に示す様に、本実施形態の把持装置１は、回転体２１と、回転体２１を回転させるモータ等の回転手段２２と、固定軸２３と、シート部材２４とを有する。
【００２１】
固定軸２３は、回転体２１の軸方向の途中までしか設けられておらず、図の下方では、回転体２１およびシート部材２４のみが設けられる。
【００２２】
図１（ｂ）に示す様に、回転体２１は、回転手段２２によって時計回りあるいは反時計回り（矢印Ｃ１の方向）に回転可能に設けられる。
【００２３】
シート部材２４は、一端を固定軸２３に固定され、他端を回転体２１に固定される。シート部材２４は可撓性を有し、断面が円形の回転体２１の表面に何重にも巻回された状態で保持されている。
【００２４】
後述するワークを保持する際には、回転体２１が矢印Ｃ１の方向へ回転する事により、シート部材２４が矢印Ｃ２の方向へ巻き出される。また、回転体２１を矢印Ｃ１とは逆方向（時計回りの方向）へ回転させる事により、再びシート部材２４を巻き取る事ができる。
【００２５】
次に、本実施形態の把持装置１が円筒形状のワークＷを把持する様子について、図２および図３を用いて説明する。把持装置１が把持するワークＷは、一定の可撓性を有する円筒形状の柔軟物であり、把持装置１から圧力を加えられることにより、その断面の形状がある程度変形可能である。
【００２６】
ワークＷとしては、例えば、画像形成装置内部の定着装置に用いられる定着ベルトや定着スリーブが挙げられる。これらの定着部材は、画像形成装置に求められる性能に応じて、その内径も様々であり、把持装置１は幅広いワークＷの径に対応することが求められる。
【００２７】
把持装置１がワークＷを把持する様子について説明する。
まず、図１（ｂ）の様に、回転体２１を矢印Ｃ１とは逆方向の時計回りの方向へ回転させ、回転体２１の表面にシート部材２４が巻き取られた状態にする。そして図２に示す様に、シート部材２４が、ワークＷの内側に配置される様に、ワークＷを図の下側から把持装置１に挿入する。この際、ワークＷは、回転体２１の軸方向において、固定軸２３と重ならない様にその下端の位置まで挿入され、回転体２１の一部と重なった状態で挿入されている。
【００２８】
この状態で、回転体２１を図１（ｂ）で示した矢印Ｃ１の方向へ回転させ、シート部材２４を巻き出していく。
【００２９】
この際、シート部材２４は、自身の可撓性によって直線状に戻ろうとする力が働くことで、矢印Ｃ２の方向へ広がっていき、ワークＷの内周面に沿いながら巻き出されていく。
【００３０】
そして、シート部材２４が回転体２１から全て巻き出されると、図３（ｂ）に示す様に、シート部材２４がワークＷの内周面側に複数巻回された円筒形状の状態で保持される。この際、シート部材２４は、自身の可撓性によって外側に広がろうとする力が働くことで、当該複数巻回された円筒部（把持部）がワークＷの内周面に当接圧を加え続け、ワークＷを内周面側から把持する事ができる。
【００３１】
図４は、把持装置１がより径の大きなワークＷを把持する様子を示した図である。図４（ｂ）に示す様に、径の大きなワークＷを用いた場合でも、シート部材２４は、外側へ広がろうとする力が働くことで、ワークＷの内周面に沿って巻き出された結果、シート部材２４がワークＷの内周面に当接し、ワークＷを内周面側から把持する事ができる。
【００３２】
以上の様に、本実施形態では、シート部材２４がワークＷの内周面の径に沿って巻き出されていくことで、ワークＷの径に合わせてシート部材２４のワークＷを把持する把持部の径が拡大し、ワークＷを内周面側から把持する事ができる。
【００３３】
また、回転する回転体２１の断面が円形であることにより、回転体２１の外周面から離反した（巻き出された）直後のシート部材２４は、回転体２１の断面である円形状の接線方向（矢印Ｃ２の方向）に向かって安定して広がる力が働く。これにより、シート部材２４が、ワークＷの内周面に沿いながら、真円度の高い円形状で広がっていくことができるので、シート部材２４に把持されるワークＷは、真円度の高い円形状で内周面側から把持される事になる。
【００３４】
また、シート部材２４をワークＷの内周面に対して十分な長さで設けることにより、前述の様に、シート部材２４は把持するワークＷの内周面に複数巻き重なった状態で当接する。
【００３５】
本実施形態の様にシート部材２４を巻き出してワークＷの内周面に当接させる方法では、図３（ｂ）に示す、回転体２１の周方向（以下、単に周方向とも呼ぶ）において、シート部材２４の一端が固定された固定軸２３の位置から、他端が固定された回転体２１の固定位置までの範囲Ｇにおいて、シート部材２４がワークＷに１巻分だけ多く重なってワークＷの内周面に当接する。シート部材２４の巻き重なる数が異なる事により、範囲Ｇと周方向のその他の部分で、ワークＷの把持力が不均一となる。
【００３６】
しかし、本実施形態では、前述の様にシート部材２４が何重にも巻き重なってワークＷに当接するため、１巻分の重なりの差を相対的に小さくし、ワークＷの把持力を周方向にできる限り均一にする事ができる。このため、ワークＷの真円度をより向上させる事ができる。
【００３７】
さらに、シート部材２４の回転体２１の側に弾性層を設ける事もできる。弾性層を設ける事により、シート部材２４がワークＷの内周面に当接して何重にも重なった場合に、この弾性層が押しつぶされ、前述の１巻分の重なりの差を相対的に小さくすることができる。このため、ワークＷの把持力を周方向にできる限り均一にする事ができ、ワークＷの真円度をより向上させる事ができる。
【００３８】
また、図５に示す様に、シート部材２４の回転体２１の側の表面に、摺動性にすぐれた摺動層２４ａを設けてもよい。これにより、シート部材２４が巻き出されていく際に、シート部材２４同士、あるいは、シート部材２４と回転体２１との摺動抵抗が減少し、シート部材２４が円滑に巻き出される。このため、ワークＷの真円度がより向上し、回転体２１を回転させる為に必要なトルクが減少する。
【００３９】
シート部材２４の巻き出し時に回転手段２２の回転トルクを一定とする構成の他、シート部材２４の巻き出し量に応じて当該回転トルクを制御できる構成としてもよい。これにより、シート部材２４を送り出す（巻き出す）力が十分でない事によるワークＷの把持力の低下や、逆に、送り出す力が大きすぎる事により、シート部材２４やワークＷに余分な負荷を与え、ワークＷの真円度を低下させる事を防止できる。また、シート部材２４をワークＷの内周面に倣って送り出した後にも、シート部材２４に送り出す力を加える事ができるので、ワークＷの把持力を向上させる事ができる。
【００４０】
次に、本実施形態の把持装置と、その他の方式の把持装置のそれぞれで、ワークを保持させた場合の実験結果について説明する。
【００４１】
把持させるワークは、厚さ５０μｍ、内径がそれぞれφ２５、３０、４０、５０ｍｍのＳＵＳ製円筒スリーブである。
【００４２】
比較対象となる把持装置は、マルチ径に対応可能な風船方式、マルチ径に非対応の風船方式、三つ爪方式、吸着方式、シート部材外曲げ方式で、それぞれ、最初に挙げた順から比較例１〜５とする。なお、マルチ径に非対応の風船方式では、φ２５ｍｍのワークのみを把持させ、マルチ径に対応可能な風船方式では、上記の全ての種類のワークを把持させている。
【００４３】
風船方式では、円筒形状弾性体として外径φ２３ｍｍ、厚さ１ｍｍのクロロプレンゴムを用い、０．４ＭＰａの圧縮空気で拡径し、ワークＷを把持させた。
【００４４】
三つ爪方式では、爪挿入量３０ｍｍ、爪開き力１８ＮでワークＷを把持させた。
【００４５】
吸着方式では、先端外径φ６ｍｍ、内径φ２．２ｍｍ、ニトリルゴム製でソフトベローズタイプの吸着パッドを用い、真空圧−６０ｋＰａでワークＷを把持させた。
【００４６】
シート部材外曲げ方式では、シート部材として厚さ０．０５ｍｍ、長さ６０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製の板バネを用いてワークＷを把持させた。
【００４７】
以上の条件により、それぞれの方式でワークＷを把持させた結果について、表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
本実施形態の結果と、比較例の各結果を比較すると、本実施形態では、把持されたワークＷの真円度が０．２５ｍｍで最も真円度が高くなった。また、ワークＷを把持する力が、比較例４および５では２Ｎ以下であったのに対して、本実施形態では７Ｎ以上で十分な把持力が得られた。また、把持装置の耐久性（把持装置がワークを十分な把持力で把持できる回数）の結果については、比較例１では耐久性が１０万回以下となり、１０万回の把持でゴムの弾性力の低下等が発生し、十分な把持力が得られなくなったと考えられる。これに対して本実施形態では、５０万回以上の把持を行った後でも、十分な把持力が得られ、耐久性も良好な結果となった。
【００５０】
以上の様に、本実施形態は全ての項目で良好な結果が得られ、本実施形態の把持装置が、より大きな把持力で安定してワークを把持する事ができ、かつ、ワークの断面形状を真円度の高い円形で把持できる事がわかる。
【００５１】
次に、本発明の第二実施形態の把持装置について、図６〜図８を用いて説明する。
【００５２】
図６（ａ）に示す様に、第二実施形態では、回転体２１の軸方向と垂直な方向（図の左右方向）に、筐体２５に対して移動可能なボールローラ２９が設けられる。ボールローラ２９は、回転手段２２および回転体２１に固定され、これらと一体的に移動可能である。
ボールローラ２９は、左右の両端部の上面および下面に設けられたボール部２９１が筐体２５の壁面に当接する。そして、当該ボール部２９１が筐体２５の壁面を転がる事で、ボールローラ２９が回転体２１の軸方向に垂直な平面上（図６（ｂ）の紙面上）を移動する事ができ、これに伴って、回転手段２２および回転体２１が当該面上を水平移動する。また、固定軸２３は筐体２５に固定される。
【００５３】
第二実施形態の把持装置１により、ワークＷを把持する様子について説明する。
図７（ａ）に示す様に、第一実施形態と同様、シート部材２４が、把持装置１に把持させるワークＷの内側に配置される様に、図の下側からワークＷを把持装置１に挿入する。そして、回転体２１の回転によりシート部材２４を巻き出し、シート部材２４に外側に広がろうとする力が働くことで、シート部材２４がワークＷの内周面に倣って広がりながら当該内周面に当接し、ワークＷを内周面側から把持する事ができる。
【００５４】
そして、本実施形態では、シート部材２４がワークＷとの当接面から受ける力によって、ボールローラ２９が、回転体２１をワークＷの内周面に当接させながら、回転体２１の軸方向に垂直な面上を水平移動する。これにより、回転体２１がワークＷおよびシート部材２４に対して相対移動し、当該面上において、ワークＷからシート部材２４に加えられる力がより均一となる位置に回転体２１が移動する。よって、シート部材２４のワークＷの周方向の把持力を一定にすることができ、ワークＷの真円度をより向上させる事ができる。図８（ａ）に示す様に、把持するワークＷの径が大きい場合にも、同様にボールローラ２９の移動によってシート部材２４の把持力を周方向により均一にする事ができる。
【００５５】
以上の実施形態では、回転体２１の回転によってシート部材２４を巻き出すことで、シート部材２４がワークＷの内周面を把持する構成について説明した。以下の実施形態では、これとは逆に、シート部材２４がワークＷの外周面よりも外側に配置され、シート部材２４が回転体２１の回転によって巻き取られる事により、ワークＷの外周面を把持する構成について説明する。
【００５６】
前述の様に、把持されるワークＷとして定着スリーブ等が挙げられる。そして、当該定着スリーブは、厚さ３０〜１００μｍ程度のポリイミド、ＳＵＳ、Ｎｉ等からなる基材層の上に耐熱性ゴム（シリコーンゴム）による弾性層（１００〜３００μｍ程度）を形成し、その上にプライマ（接着剤）を塗布して離型層（フッソ樹脂）を１５〜３０μｍ程度形成する。
【００５７】
上記の定着スリーブの内面には、フッ素樹脂系塗料やカーボン系塗料などを塗布し、潤滑性や導電性を付与する場合がある。そして、定着スリーブを内面塗装直後に形状を変形させた場合、曲率半径の小さな部分に塗料が移動することで、塗装膜厚の均一性を維持できなくなるが、定着スリーブは薄肉であるために、剛性が低く、変形しやすいという課題がある。加えて、内面塗装直後であるため、ワークＷの内面に接触させる事ができず、ワークＷを外周面側から把持する把持装置が必要となる。さらに、ワーク搬送の自動化の際に、生産効率向上のため、異なる口径の定着スリーブが用いられる複数機種でも段取り作業を省く事が必要になり、幅広い径のワークＷに対応できる把持装置１が求められる。
【００５８】
円筒形状のワークを外周面側から把持する把持装置として、吸着パッドもしくは電動式、空圧式のチャックを採用した構成が考えられる。例えば図９に示す電動式チャックを採用した周知技術の構成では、電動チャック５０にＶ字型グリッパ５１が対に設けられる。Ｖ字型グリッパ５１が、電動チャック５０によって稼働し、ワークＷを挟み込む力を加える事で、ワークＷを把持する。
【００５９】
また、図１０に示す様に、電動チャック６０に、クランプ工具６１を取り付けた構成のものが周知技術として存在する。第一グリッパ６３にその一端を固定されたベルト部材６２をワークＷの外周面に巻き付け、ベルト部材６２の他端を第二グリッパ６４に固定し、電動チャック６０によってグリッパを稼働させ、ワークＷを把持する。
【００６０】
しかし、上記の様な構成の把持装置では、ワークＷに加えられる圧力が大きく、剛性の大きいワークを主に把持する対象としている。このため、上記の定着スリーブの様な剛性が小さいワークには不向きであり、しかもワークの断面を真円度の高い円形状に形成する事が困難であった。
【００６１】
以上の様な課題を解決する構成として、以下、本発明の把持装置で、ワークＷの外周面を把持する各実施形態の構成について説明する。
【００６２】
本発明の第三実施形態の把持装置は、図１１（ａ）に示す様に、回転体２１と、回転体２１を回転させるモータ等の回転手段２２と、シート部材としてのベルト部材３１とを有する。円筒形状のワークＷは、ベルト部材３１の内側にその全周を覆われて配置され、ベルト部材３１に把持される。
【００６３】
ベルト部材３１は、薄さと強度を両立させる必要があるため、厚さが０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの鉄鋼もしくはステンレス鋼を用いる事が望ましい。
【００６４】
図１１（ｂ）の天面図に示す様に、ベルト部材３１は、その一端３１１が把持装置１の筐体３０に固定され、他端３１２が回転体２１の表面に固定される。ベルト部材３１は、ベルト３１０がワークＷの外周面に当接し、ワークＷを把持する部分である把持部３１３と、ベルト３１０が回転体２１に巻き取られた部分である巻き取り部３１４とを有する。
【００６５】
図１２に示す様に、ベルト部材３１の一端３１１は、交差孔３１５を有し、交差孔３１５にベルト部材３１の他端３１２が挿入される事で、この部分でベルト３１０が交差し、環状の把持部３１３を形成する。
【００６６】
図１３に示す様に、交差孔３１５の巻き取り部３１４の側の端面には、交差孔３１５のベルト３１０の挿入口からその出口方向（図の矢印方向）へ向けて、交差孔３１５の挿入幅が広がっていく方向へ傾斜面Ｅが設けられる。これにより、交差孔３１５の箇所での段差が小さくすることができ、この部分でのベルト３１０同士の摩擦抵抗の低減させることで、ベルト部材３１が把持するワークＷの真円度をより向上させる事ができる。
【００６７】
図１１（ｂ）に示す様に、ベルト部材３１は、一端３１１を端部として環状の把持部３１３を有し、他端側は交差孔３１５を貫通して回転体２１の側へ延設され、巻き取り部３１４を形成する。この他端側は、円筒状の把持部３１３（の断面の円形の）接線方向へ延設され、回転体２１の外周に巻回されて巻き取り部３１４を形成している。
【００６８】
回転体２１が矢印Ｄ１の方向へ回転する事により、ベルト３１０が、交差孔３１５の位置から矢印Ｄ２の方向（把持部３１３の接線方向）へ巻き取られ、そして、回転体２１の外周面に沿って矢印Ｄ１の方向へ巻き取られる。これにより、把持部３１３は、ワークＷの外周面に対して、ワークＷの中心方向である矢印Ｄ５の方向への圧力を加えながら、ワークＷを把持する。
【００６９】
本実施形態では、回転体２１の回転によって、把持部３１３と巻き取り部３１４のそれぞれに配置されるベルト３１０の長さを調整する事で、径の異なるワークをそれぞれ把持する事ができる。
【００７０】
例えば、図１４に示す様に、径の大きいワークＷを把持する場合には、巻き取り部３１４のベルトがほとんど把持部３１３の側へ巻き出される。本実施形態では、外周面の径がΦ２０〜Φ１５０ｍｍのワークＷを把持する事ができる。
【００７１】
上記の実施形態では、ベルト部材３１を一つ配置したが、図１５に示す第四実施形態の把持装置では、回転体２１の軸方向に、複数のベルト部材３１を設ける。この場合、図１６に示す様に、一端３１１には複数の交差孔３１５が設けられ、それぞれベルト３１０が挿入されてベルト３１０がこの位置で交差する。複数のベルト部材３１によってワークＷを把持する事により、ワークＷの位置決め精度および真円度を向上させる事ができる。また、各ベルト部材３１のベルト３１０の巻き取り量や把持力を個別に変更可能とする事により、ベルト部材３１を一つだけ設ける場合と比較して、当該ベルト３１０の長さや把持力の細かな調整が可能である。
【００７２】
本実施形態の様に、ワークＷの外周面を押圧してワークＷを把持する構成では、ワークＷの径が小さい場合、ベルト部材３１によるワークＷの把持力を十分に確保する事が難しくなってしまう。これに対して、ベルト部材３１の内周面の摩擦係数を大きくすることにより、ベルト部材３１とワークＷの間で発生する摩擦力を大きくし、ワークＷの把持力を大きくする事ができる。
【００７３】
しかし一方で、当該摩擦力を大きくし過ぎると、把持するワークＷの径や表面の摩擦係数によっては、把持するワークＷの真円度が低下してしまうという問題がある。そこで、ベルト部材３１とワークＷの間の摩擦係数は０．２〜０．５に設定する事が望ましい。
【００７４】
特に上記の様に複数のベルト部材３１を配置する場合には、それぞれの摩擦係数を異なった値に設定する事により、把持するワークＷの径や表面の摩擦係数に応じて、より適切なベルト部材３１を選んで把持させる事もできる。
【００７５】
さらに、ワークＷの把持力を向上させる構成として、図１７を用いて第五実施形態の把持装置の構成を説明する。
【００７６】
図１７（ａ）に示す様に、第五実施形態の把持装置１には、ベルト部材３１の上方に、ベルト部材３１とは別にワークＷの外周面を保持する保持部材３２が設けられる。
【００７７】
図１７（ｂ）の天面図に示す様に、保持部材３２は、ワークＷの外周面に当接してワークＷを保持する、Ｌ字状の第一保持部３２１と、直線状の第二保持部３２２を有する。第一保持部３２１は、図の上下方向および左右方向に、第二保持部３２２は図の上下方向に移動可能に設けられる。第一保持部３２１および第二保持部３２２を、ワークＷの径に応じてそれぞれ移動させることで、ワークＷの外周面に当接させる事ができる。当該当接により第一保持部３２１および第二保持部３２２がワークＷに加える力は、ワークＷの形状に影響を与えない程度に十分に小さいものに設定される。
【００７８】
第一保持部３２１および第二保持部３２２が、ワークＷをその外周面側から保持する事により、把持装置１のワークＷの把持力および位置決め精度がより向上する。
【００７９】
次に、把持装置１が所定の位置にあるワークＷを把持して、目標の位置まで搬送する一連の流れについて説明する。なお、図１７に示した第五実施形態に係る把持装置１を用いて説明を行う。
【００８０】
図１８に示す様に、把持装置１は、ロボットアームやロボシリンダ等の搬送機構３３に設けられたフック３４の先端に取り付けられている。把持装置１は、ワークＷを把持して初期位置Ｆ１から目標位置Ｆ２まで搬送する動作を行う。
【００８１】
まず、図１８に示す様に、把持装置１の把持部３１３をワークＷの上方まで運ぶ。その後、図１９に示す様に、回転体２１を矢印Ｄ３の方向へ回転させ、ベルト３１０を、巻き取り部３１４から把持部３１３へ（矢印Ｄ４の方向へ）巻き出す。これにより、把持部３１３の径をワークＷよりも大きくする。
【００８２】
そして、図２０に示す様に、フック３４を下方へ移動させることにより、把持部３１３がワークＷの外周に配置される。
【００８３】
この状態で、図２１に示す様に、回転体２１を矢印Ｄ１の方向へ回転させる事により、ベルト３１０を巻き取り部３１４の側へ巻き取って把持部３１３の径を縮小していき、把持部３１３をワークＷの外周面に当接させる。これにより、把持部３１３は、矢印Ｄ５の方向への圧力を加えながらワークＷの外周面に当接し、ワークＷを把持する。
【００８４】
把持装置１にワークＷを把持させた後、図２２に示す様に、フック３４によってワークＷ（把持装置１）を上方へ持ち上げ、搬送機構３３によってワークＷを図の右方向へ平行移動させる事で、ワークＷを目標位置Ｆ２の上方まで搬送する。
【００８５】
そして、図２３に示す様に、第一保持部３２１および第二保持部３２２を図の矢印の方向へそれぞれ移動させる事により、第一保持部３２１および第二保持部３２２をワークＷの外周面に当接させ、ワークＷを保持させる。保持部材３２によってワークＷを保持する事により、ワークＷの位置決めをより正確に行う事ができる。また、第一保持部３２１および第二保持部３２２の位置情報と目標位置Ｆ２の位置情報を同期させる等する事で、より確実にワークＷを所定の位置へ搬送する事ができる。
【００８６】
ワークＷを保持部材３２によって保持させた後、図２４に示す様に、フック３４を下方へ移動させる事により、ワークＷを目標位置Ｆ２に載置することができる。
【００８７】
最後に、図２５に示す様に、把持装置１によるワークＷの把持および保持部材３２によるワークＷの保持を解除する事により、ワークＷは把持装置１から解放される。具体的には、回転体２１を矢印Ｄ３の方向へ回転させてベルト３１０を矢印Ｄ４の方向へ巻き出し、ワークＷを把持部３１３から解放する。また、第一保持部３２１を図の左上の方向へ、第二保持部３２２を図の下方向へ移動させる事により、ワークＷを保持部材３２から解放する。
【００８８】
そして、把持装置１は、搬送機構３３によって搬送されて初期位置Ｆ１に移動し、次のワークＷを把持する姿勢へ移行する事ができる。
【００８９】
次に、第三から第五実施形態の把持装置と、その他の方式の把持装置のそれぞれについて、ワークを把持させた場合の実験結果について説明する。
【００９０】
実施例１の把持装置（第三実施形態の把持装置に相当）のベルト部材３１を厚さ０．１ｍｍ、幅１０ｍｍ、表面粗さＲａ６．３μｍ以下のＳＵＳ３０４とした。また、交差孔３１５における傾斜面Ｅの角度は４５度に設定した。回転手段２２にはサーボモータを用い、トルク制御を行っている。ベルト部材３１の張力が５Ｎとなるように設定している。
【００９１】
実施例２の把持装置（第四実施形態の把持装置に相当）は、ベルト部材３１を３つ使用し、それぞれ２０ｍｍの間隔で軸方向に配置した。その他の設定は実施例１と同様である。
【００９２】
実施例３の把持装置では、実施例２の把持装置と同様であるが、それぞれのベルト部材３１の長さおよび張力を個別制御可能とした。
【００９３】
実施例４の把持装置（第五実施形態の把持装置に相当）は、実施例３の構成に保持部材３２を追加した。保持部材３２の材質はＳＵＳ３０４で、その表面はＲａ０．８μｍ以下に設定した。保持部材３２がワークＷを保持した状態で、第一保持部３２１および第二保持部３２２は、ワークＷの外周径の設定値に対して、±０．２ｍｍとなる位置に配置した。
【００９４】
比較例１は、図９に示した周知の把持装置の構成を用い、比較例２には、図１０に示した周知の把持装置の構成を用いる。
【００９５】
ワークＷは、ワークＷＡ、ワークＷＢの２種類を使用する。
ワークＷＡは、外径Φ２５、肉厚４０μｍ、長さ３２０ｍｍで材質ＳＵＳ３０４の定着スリーブにフッ素樹脂系塗料を１５μｍ内面塗装したものである。ワークＷＢは、外径Φ５０、肉厚４０μｍ、長さ３２０ｍｍで材質ＳＵＳ３０４の定着スリーブにフッ素樹脂系塗料を１５μｍ内面塗装したものである。ワークＷＡ、ワークＷＢは、共に内面塗装した後、乾燥前の状態で用いられる。
【００９６】
搬送機構３３は、直交ロボシリンダ（ＩＡＩ社製）を用い、３００ｍｍ／ｓｅｃの速さで把持装置を搬送する。
【００９７】
本実験では、ワークＷをそれぞれの把持装置によって把持させた状態で、初期位置Ｆ１から５００ｍｍ離れた目標位置Ｆ２まで搬送し、目標位置Ｆ２でのワークＷの中心位置および真円度を測定する。測定は各２０回行い、ワークＷの中心位置のばらつき３σおよびワークＷの真円度の平均値を求める。測定は測定装置ＣＶ−Ｘ２００（キーエンス社製）にて行った。
【００９８】
それぞれの判定基準は、ワークＷの中心位置のばらつき３σは、１０ｍｍ以下なら良（○）、１０ｍｍより大きければ不良（×）と判定し、真円度の平均値は、０．４ｍｍ以下なら良（○）と判定し、０．４ｍｍより大きければ不良（×）と判定した。
【００９９】
また、ワークＷは、内面を乾燥させた後、外観検査を目視で行い、塗膜ムラが無いか評価した。塗装ムラがなければ良（○）、塗装ムラが目視された場合は不良（×）とした。
【０１００】
以上の条件で行った実験の結果を表２に示す。
【０１０１】
【表２】
2017019077.tif 000004
比較例１と２では、ワークＷＡ、ワークＷＢともに、ワークの中心位置ばらつき、真円度平均値、内面外観塗装が全て×で、好ましくない結果となった。これに対して、実施例１から４では、ワークＷＡ、ワークＷＢともに、全ての項目で○になり、好ましい結果となった。本発明の各実施形態の構成を用いる事により、ワークＷを把持して目標位置に正確に搬送する事ができる事がわかる。また、ワークＷの真円度が良好であることから、ワークＷの外周面に対して均一に力を加える事ができるので、塗装ムラが出にくく、上記の結果となった。
【０１０２】
また、実施例１から４までの結果を比較すると、それぞれの項目で後の実施例ほど良い結果が得られた。実施例２の結果が実施例１の結果よりも良好であることから、複数のベルト部材３１によってワークＷを把持させる事により、ワークＷに対する把持力および把持の姿勢がより安定することがわかる。また、実施例３の結果が実施例２の結果よりも良好であることから、それぞれのベルト部材３１の長さおよび張力を個別に調整できる構成とする事により、より適切な把持力でワークＷを把持でき、ワークＷの真円度も向上する事がわかる。さらに、実施例４の結果が実施例３の結果よりも良好であることから、保持部材３２によってベルト部材３１の外側からワークＷを把持させる事により、ワークＷを把持する姿勢が特に安定し、各結果が良好になったことがわかる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【０１０４】
本実施形態の説明では、把持装置１が把持するワークＷを定着スリーブ等の定着部材として説明したが、その他、感光体ベルト等の断面が円形の部材にも適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０５】
１        把持装置
２１      回転体
２２      回転手段
２４      シート部材
２４ａ    摺動層
３１      ベルト部材（シート部材）
３１１    一端
３１２    他端
３１３    把持部
３１５    交差孔
３２      保持部材
Ｅ        傾斜面
Ｗ        ワーク
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特許５５１２２４８号公報
【特許文献２】特開平０７−１６３９３４号公報
【特許文献３】特許第２８００４４８号公報
【図１】
2017019077.tif 000005
【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】
2017019077.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017019077.tif 000017
【図１４】
2017019077.tif 000018
【図１５】
2017019077.tif 000019
【図１６】
2017019077.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2017019077.tif 000023
【図２０】
2017019077.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2017019077.tif 000029
【図２６】
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【図２７】
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