(57)【要約】  小型化や軽量化を図ることが容易であるとともに、把持精度や繰り返し精度を確保できるハンドリングユニットを提供する。ハンドリングユニット（１０）は、基準部（１１ａ）、その軸線方向先端側に接続された複数の弾性変形部（１１ｂ）、その軸線方向先端側にそれぞれ接続されたフィンガー部（１１ｃ）及び弾性変形部の弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部（１１ｔ）を一体に有するコレット（１１）と、コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成されて流体供給口を備えるシリンダ構造（１２ｓ）及びコレットを軸線方向の係止位置において係止するコレット係止部（１２ｒ）を有するハウジング（１２）と、駆動力を被動部に与える駆動部（１３ｃ）、流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部（１３ｄ）、及び、シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部（１３ｓ）を有する作動体（１３）とを具備する。
2019244195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向の一部に設けられた基準部、該基準部の軸線方向先端側に接続された弾性変形部、該弾性変形部の軸線方向先端側に接続された複数のフィンガー部、及び、該フィンガー部が半径方向に移動する態様で前記弾性変形部の弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部、を一体に有するコレットと、  該コレットを収容するハウジングであって、前記コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成されるとともに流体供給口を備えるシリンダ構造、及び、前記コレットを軸線方向の既定の係止位置において係止するコレット係止部、を有する前記ハウジングと、  前記弾性変形を生じさせるための前記駆動力を前記被動部に与える駆動部、前記シリンダ構造の内部で前記流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部、及び、前記シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部、を有する作動体と、を具備し、  前記基準部は、前記ハウジング若しくは前記作動体によって軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態にある、ハンドリングユニット。
【請求項２】
前記ハウジングの前記コレット係止部は、前記コレットを軸線方向先端側から係止し、前記コレットは、前記コレット係止部により前記係止位置で軸線方向先端側への移動が阻止され、  前記コレットは、前記基準部の軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態で、前記係止位置より軸線方向基端側に移動可能に構成され、  前記ハウジングに対して前記コレットを前記軸線方向先端側へ付勢することにより、前記コレットが前記コレット係止部に係止された状態の保持可能に構成されたコレット付勢手段をさらに具備する、請求項１に記載のハンドリングユニット。
【請求項３】
前記基準部の軸線に対する同軸状の位置及び姿勢は、前記作動体に設けられたコレット摺接部に対して前記基準部が軸線方向に移動可能に摺接することにより保持される、請求項１又は２に記載のハンドリングユニット。
【請求項４】
前記受圧部が前記流体圧を受けることにより前記作動体が軸線方向先端側へ移動するとき、前記シリンダ摺接部が前記シリンダ構造の内面に対して摺動するとともに前記コレット摺接部が前記コレットに対して摺動しながら、前記駆動部が前記コレットの前記被動部に駆動力を与える、請求項３に記載のハンドリングユニット。
【請求項５】
前記作動体では、前記シリンダ摺接部と前記シリンダ構造の内面とが気密に構成される軸線方向の範囲に対して、相互に重なる軸線方向の範囲に前記コレット摺接部が設けられる、請求項３又は４に記載のハンドリングユニット。
【請求項６】
前記ハウジングは、軸線方向先端側の内面に設けられる先端側内面部分と、該先端側内面部分に対して軸線方向基端側に内形寸法を増大させる第１の段部を介して前記シリンダ構造の内面に設けられた基端側内面部分と、を有し、  前記作動体は、軸線方向の位置が前記先端側内面部分に重なる範囲の外面に設けられた先端側外面部分と、該先端側外面部分に対して軸線方向基端側に外形寸法を増大させる第２の段部を介して設けられた前記シリンダ摺接部を含む基端側外面部分と、を有し、  前記第１の段部は前記第２の段部に対して軸線方向先端側に形成され、  前記第１の段部と前記第２の段部の間に配置され、前記作動体を弾性復元力により軸線方向基端側へ付勢する弾性体からなる作動体付勢手段をさらに具備する、請求項１〜５の何れか一項に記載のハンドリングユニット。
【請求項７】
前記作動体の前記先端側外面部分は前記ハウジングの前記先端側内面部分に外周側から支持された状態で前記作動体の前記駆動部が前記コレットの前記被動部を内周側へ駆動する、請求項６に記載のハンドリングユニット。
【請求項８】
前記コレットには軸線方向に貫通する軸孔が設けられ、該軸孔の内部から軸線方向先端側へ向けての流体の供給、若しくは、軸線方向先端側から前記軸孔を介した流体の排出、を可能とする流体給排口が設けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハンドリングユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のハンドリングユニットと、該ハンドリングユニットの位置及び姿勢を定めるユニット駆動系と、前記シリンダ構造内に流体を供給する流体供給手段と、前記ユニット駆動系及び前記流体供給手段を制御する制御部と、を具備するハンドリング装置。
【請求項１０】
前記シリンダ構造内の前記作動体の軸線方向の位置を検出する作動体位置検出手段、複数の前記フィンガー若しくは前記弾性変形部の個々の変位態様或いは変位態様の差若しくは比を検出する把持態様検出手段、又は、前記フィンガー部に設けられ把持対象物の物理量を検出する把持対象物検出手段、のいずれか少なくとも一つをさらに具備し、  前記制御部は、前記いずれか少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記流体圧を制御する、請求項９に記載のハンドリングユニット。
【請求項１１】
前記コレットの軸線方向の位置を検出するコレット位置検出手段、又は、複数の前記フィンガー若しくは前記弾性変形部の個々の変位態様或いは変位態様の差若しくは比を検出する把持態様検出手段のいずれか少なくとも一つをさらに具備し、  前記制御部は、前記いずれか少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記ハンドリングユニットの位置又は姿勢を修正する、請求項９に記載のハンドリング装置。
【請求項１２】
前記シリンダ構造内の前記作動体の軸線方向の位置を検出する作動体位置検出手段、複数の前記フィンガー若しくは前記弾性変形部の個々の変位態様或いは変位態様の差若しくは比を検出する把持態様検出手段、又は、前記フィンガー部に設けられ把持対象物の物理量を検出する把持対象物検出手段、のいずれか少なくとも一つをさらに具備し、  前記制御部は、前記いずれか少なくとも一つの検出結果に基づいて、把持対象物に対する処理内容を複数の選択肢の中から選択し、実行する、請求項９に記載のハンドリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はハンドリングユニット及びハンドリング装置に係り、特に、ハンドリング装置のロボットアーム先端などに取り付けて対象物を把持し、移載、分配、取出、導入、加工などの種々の用途に用いる場合に好適な、把持部を備えたハンドリングユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、ハンドリング装置のロボットアームの先端等に取り付けるエンドエフェクターの一種として、対象物を把持する把持部を備えたハンドリングユニットが知られている。このハンドリングユニットでは、複数のフィンガー（爪）を相互に開閉可能に設置したものが知られている。これらの中には、複数のフィンガーをそれぞれ個別に動作可能に構成した駆動機構を備えたものの他に、複数のフィンガーをコレットに一体的に形成し、このコレットを所定の駆動機構により同時に動作させるようにした、以下の特許文献１及び２に記載のユニットが知られている。【０００３】  特許文献１に開示された蓋把持装置では、楔クランプ部とクランプ部が協働するコレットチャックを用いて把持部を構成し、コレットチャックを軸方向に能動的に作動させるソレノイドを設けるとともに、楔クランプ部をクランプ部内に引き込む戻りスプリングを設置している。また、特許文献２に開示されたワークのチャッキング装置では、ＥＲ型コレットにより把持部を構成し、このコレットを半径方向に駆動するためのエアシリンダ構造を有する駆動機構を設けるとともに、逆の戻し側に軸方向と半径方向に復元させるための圧縮コイルばねと線ばねを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８１６４９号公報
【特許文献２】実用新案登録第２６０５０３８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に記載の蓋把持装置では、コレットチャックとこれを駆動するソレノイドが軸方向に配列されるため、把持部と駆動系の一体性が低いために全体が大型化するという問題がある。また、コレットチャックを軸方向に作動させることで把持動作を行うため、コレットの位置精度を保ちにくいことから、把持部の把持精度や繰り返し精度が低下しやすいという問題もある。【０００６】  一方、特許文献２に記載のチャッキング装置では、コレットとエアシリンダ構造が隣接して配置されるために比較的コンパクトにはなるものの、両者が軸方向に配列されている点では上記と同様であり、構造上はコレットの大きさに対して実施例以上の小型化は難しい。また、コレット１２がヘッドキャップ部３とピストン体２０にそれぞれ局部的に接触するだけであるとともに、線ばね１５や圧縮コイルばね１８によって強制的に復帰するように構成されるため、コレットの位置精度を保ちにくいことから、把持部の把持精度や繰り返し精度が低下しやすいという問題がある。【０００７】  そこで、本発明の課題は、小型化や軽量化を図ることが容易であるとともに、把持精度や繰り返し精度を確保できるハンドリングユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記課題を解決するために、本発明のハンドリングユニットは、軸線方向の一部に設けられた基準部、該基準部の軸線方向先端側に接続された複数の弾性変形部、該弾性変形部の軸線方向先端側にそれぞれ接続されたフィンガー部、及び、該フィンガー部が半径方向に移動する態様で前記弾性変形部の弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部、を一体に有するコレットと、該コレットを収容するハウジングであって、前記コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成されるとともに流体供給口を備えるシリンダ構造、及び、前記コレットを軸線方向の既定の係止位置において係止するコレット係止部、を有する前記ハウジングと、前記弾性変形を生じさせるための前記駆動力を前記被動部に与える駆動部、前記シリンダ構造の内部で前記流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部、及び、前記シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部、を有する作動体と、を具備する。この場合において、前記基準部は、前記ハウジング若しくは前記作動体によって軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態にあることが好ましい。【０００９】  本発明において、前記ハウジングの前記コレット係止部は、前記コレットを軸線方向先端側から係止し、前記コレットは、前記コレット係止部により前記係止位置で軸線方向先端側への移動が阻止されることが好ましい。この場合において、前記コレットは、前記係止位置より軸線方向基端側に移動可能に構成されることが望ましい。また、前記ハウジングに対して前記コレットを前記軸線方向先端側へ付勢することにより、前記コレットが前記コレット係止部に係止された状態に保持可能に構成されたコレット付勢手段をさらに具備することが望ましい。前記コレット付勢手段は、前記コレットと前記ハウジングとの間に設けられた弾性復元力を与える弾性体により構成されることが望ましい。【００１０】  本発明において、前記基準部の軸線に対する同軸状の位置及び姿勢は、前記作動体に設けられたコレット摺接部に対して前記基準部が軸線方向に移動可能に摺接することにより保持されるように構成してもよい。ここで、前記コレットは、前記作動体の外周側に配置されても、内周側に配置されてもよい。これらの場合には、前記受圧部が前記流体圧を受けることにより前記作動体が軸線方向先端側へ移動するとき、前記シリンダ摺接部が前記シリンダ構造の内面に対して摺動するとともに前記コレット摺接部が前記コレットに対して摺動しながら、前記駆動部が前記コレットの前記被動部に駆動力を与えることが望ましい。また、前記コレットが前記作動体の外周側に配置される場合には、前記基準部の軸線に対する同軸状の位置及び姿勢は、前記ハウジングに設けられた内面に前記基準部が支持されることにより固定されるように構成してもよい。【００１１】  本発明において、前記作動体では、前記シリンダ摺接部と前記シリンダ構造の内面とが気密に構成される軸線方向の範囲に対して、相互に重なる軸線方向の範囲に前記コレット摺接部が設けられることが好ましい。ここで、前記シリンダ側摺接部と前記シリンダ構造の内面とが気密に構成される軸線方向の範囲は、前記シリンダ側摺接部と���記シリンダ構造の内面との間に単一のシール部材のみが配置される場合には当該シール部材が配置される軸線方向の範囲、或いは、複数のシール部材が配列される場合には、複数のシール部材の間の相互に最も離れたシール部材の間にわたる軸線方向の範囲である。【００１２】  本発明において、前記ハウジングは、軸線方向先端側の内面に設けられる先端側内面部分と、該先端側内面部分に対して軸線方向基端側に内形寸法を増大させる第１の段部を介して前記シリンダ構造の内面に設けられた基端側内面部分と、を有し、前記作動体は、軸線方向の位置が前記先端側内面部分に重なる範囲の外面に設けられた先端側外面部分と、該先端側外面部分に対して軸線方向基端側に外形寸法を増大させる第２の段部を介して設けられた前記シリンダ摺接部を含む基端側外面部分と、を有し、前記第１の段部は前記第２の段部に対して軸線方向先端側に形成されることが好ましい。この場合において、前記第１の段部と前記第２の段部の間に配置され、前記作動体を軸線方向基端側へ付勢する作動体付勢手段がさらに設けられることが望ましい。前記作動体付勢手段は、前記第１の段部と前記第２の段部の間に収容された弾性復元力を与える弾性体により構成されることが望ましい。【００１３】  この場合において、前記作動体の前記先端側外面部分は前記ハウジングの前記先端側内面部分に外周側から支持された状態で前記作動体の前記駆動部が前記コレットの前記被動部を内周側へ駆動することが望ましい。また、前記作動体の前記基端側外面部分と前記ハウジングの前記基端側内面部分との間に介在するシール部材により、前記作動体の前記シリンダ摺接部と前記シリンダ構造の内面との間が気密に構成されることが望ましい。【００１４】  本発明において、前記コレットの内部には軸孔が設けられ、該軸孔の内部から軸線方向先端側へ向けての流体の供給、若しくは、軸線方向先端側から前記軸孔を介した流体の排出、を可能とする流体給排口が設けられることが好ましい。ここで、前記流体給排口は、前記ハウジングの基端面に開口することが望ましい。【００１５】  本発明に係るハンドリング装置は、上記のいずれかのハンドリングユニットと、該ハンドリングユニットの位置及び姿勢を定めるユニット駆動系と、前記シリンダ構造内に流体を供給する流体供給手段と、前記ユニット駆動系及び前記流体供給手段を制御する制御部と、を具備する。ここで、前記シリンダ構造内の前記作動体の軸線方向の位置を検出する作動体位置検出手段をさらに具備することが好ましい。また、本発明において、前記コレットの軸線方向の位置を検出するコレット位置検出手段をさらに具備することが好ましい。さらに、本発明において、複数の前記フィンガー部若しくは前記弾性変形部の振動、歪、変位などの個々の変位態様或いは変位態様の差若しくは比を検出する把持態様検出手段をさらに具備することが好ましい。また、本発明において、前記フィンガー部によって把持された把持対象物の物理量を検出する把持対象物検出手段をさらに具備することが好ましい。この把持対象物検出手段は、例えば、前記フィンガー部に設けられた、熱電対、導電センサ、振動センサなどの各種検出器で構成できる。【００１６】  この場合において、前記流体供給手段は圧力調整器を備え、上記制御部は、前記圧力調整器を制御することにより前記流体圧を調整可能に構成されることが好ましい。このとき、前記作動体位置検出手段、前記把持態様検出手段、或いは、前記把持対象物検出手段の少なくとも一つの検出結果に応じて前記流体圧を調整することが望ましい。また、上記制御部は、前記コレット位置検出手段と前記把持態様検出手段の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記ユニット駆動系を制御し、前記ハンドリングユニットの位置又は姿勢を修正することが好ましい。さらに、上記制御部は、前記作動体位置検出手段、前記把持態様検出手段、又は、前記把持対象物検出手段の検出結果に基づいて、前記フィンガー部により把持した前記把持対象物に対する処理内容を複数の選択肢の中から選択することが好ましい。このとき、前記制御部は、選択された前記処理内容に応じて前記流体供給手段と前記ユニット駆動系の少なくとも一方を制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】  この発明によれば、小型化や軽量化を図ることが容易であるとともに、把持精度や繰り返し精度を確保できるハンドリングユニットを提供することができる。また、ハンドリング装置において、コレットの把持特性に適した良好な作動状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第１実施形態のハンドリングユニットの縦断面図（図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図）である。
【図２】第１実施形態のハンドリングユニットの正面図である。
【図３】第２実施形態のハンドリングユニットの縦断面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。
【図４】第３実施形態のハンドリングユニットの縦断面図である。
【図５】第４実施形態のハンドリングユニットの縦断面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。
【図６】第５実施形態のハンドリングユニットの縦断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図７】第６実施形態のハンドリングユニットの正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【図８】第７実施形態のハンドリングユニットの正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【図９】ハンドリングユニットを備えたハンドリング装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】把持対象物に対するハンドリングユニットの把持作動時の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。最初に、図１及び図２を参照して、本発明に係る基本的な構成を有する第１実施形態の構成について説明する。本実施形態のハンドリングユニット１０は、コレット１１と、このコレット１１を収容するハウジング１２と、ハウジング１２の内部においてコレット１１に作用する作動体１３とを具備する。
【００２０】  コレット１１は、軸線方向の一部を構成する基準部１１ａを有する。基準部１１ａは、図示例では、後述する作動体１３の内面に対して軸線１０ｘに沿って摺動可能に支持されることにより、軸線１０ｘに対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態となっている。図示例では、基準部１１ａは、軸線１０ｘに沿って同径に形成された円筒面状の外周面を備える一体の筒形状に構成される。この基準部１１ａの軸線１０ｘの方向の先端側（図示左側、以下、単に「軸線方向先端側」という。）には、複数の弾性変形部１１ｂが接続される。弾性変形部１１ｂは、上記基準部１１ａよりも弾性変形が容易な形状寸法となるように構成される。図示例では、弾性変形部１１ｂは、基準部１１ａより薄肉であり、かつ、軸線１０ｘの周りの周方向にスリット１１ｓにより分断された構造とされることで、個々に容易に弾性変形するようになっている。図示例では、軸線１０ｘの周りに３つの弾性変形部１１ｂが、軸線１０ｘの周りに３回対称性を備える態様で、等角度間隔に形成される。コレット１１の軸線１０ｘに沿った内部は軸線方向に貫通した軸孔１１ｘとなっている。
【００２１】  各弾性変形部１１ｂの軸線方向先端側には、フィンガー部１１ｃが接続される。フィンガー部１１ｃは軸線１０ｘに向いた把持面１１ｇを備える。なお、図示例では、把持面１１ｇは、軸線１０ｘを中心とする円弧筒状の内周面（中心角が１２０度弱）で構成されるが、これに限定されず、図示しない把持対象物に対応するものであれば、楕円状、平坦状などの任意の内面形状であってもよい。フィンガー部１１ｃの外面上には、軸線方向先端側に向いた係止段部１１ｄが設けられるとともに、この係止段部１１ｄの軸線１０ｘの方向の基端側（図示右側、以下、単に「軸線方向基端側」という。）には、軸線方向基端側に斜めに向いて傾斜した円錐面状の被動面１１ｔが、各弾性変形部１１ｂ及びフィンガー部１１ｃ毎にそれぞれ設けられる。さらに、この被動面１１ｔの一部（一つ）には、軸線１０ｘに沿って延びる、外周側に開放された規制溝１１ｐが設けられる。
【００２２】  ハウジング１２は、筒状（図示例では円筒状）の本体１２ａと、この本体１２ａの軸線方向基端側に取り付けられた基端部１２ｂと、本体１２ａの軸線方向先端側に取り付けられた先端部１２ｃとを有する。ハウジング１２の内部にはシリンダ構造１２ｓが設けられ、このシリンダ構造１２ｓの内部に連通する流体供給口１２ｐが上記基端部１２ｂに形成される。図示例では、シリンダ構造１２ｓは、コレット１１の基端部１１ａの外周側から軸線方向基端側に向かう範囲に形成されている。本体１２ａの内面上には、軸線方向先端側から軸線方向基端側に向かうときに内形寸法（図示例では内径）が増大する段差構造である内側段部１２ｅ（第１の段部）が形成される。この内側段部１２ｅは、上記シリンダ構造１２ｓの軸線１０ｘに沿った内面部分（基端側内面部分）と、後述する作動体１３の駆動部１３ｃを背後から支持する支持部１２ｋ（先端側内面部分）との間に形成される。上記内側段部１２ｅよりもさらに軸線方向先端側において、ハウジング１２には、内側へ突出する規制ピン１７が取り付けられている。
【００２３】  基端部１２ｂの軸線１０ｘを中心とする中央部分には支持部１２ｄが形成される。この支持部１２ｄには、上記軸孔１１ｘに連通する通気口１２ｑが形成される。一方、先端部１２ｃには、軸線１０ｘが通過する中央部分において本体１２ａの内部に連通する開口部１２ｏが設けられている。この開口部１２ｏ内には、上記コレット１１の複数のフィンガー部１１ｃと、これらのフィンガー部１１ｃの把持面１１ｇによって把持対象物が把持されることとなる把持空間とが配置される。また、この開口部１２ｏの上記本体１２ａの内部に臨む開口内縁は、上記コレット１１の係止段部１１ｄに対して軸線方向先端側から当接するコレット係止部１２ｒとなっている。
【００２４】  作動体１３には、軸線１０ｘに沿って基端部から先端部まで延在する筒状（スリーブ状）に構成される。作動体１３の内周部には、上記コレット１１を収容する軸孔１３ａが設けられる。この軸孔１３ａに臨む軸線方向の一部には、上記コレット１１の基準部１１ａを軸線方向に摺動可能に支持する支持面部１３ｂが形成される。図示例では、この支持面部１３ｂは、軸線１０ｘを中心とする円筒内面で構成される。また、作動体１３には、上記コレット１１の被動部１１ｔに駆動力を与える円錐状の傾斜面で構成される駆動部１３ｃが設けられる。この駆動部１３ｃが上記被動部１１ｔに当接することによって上記弾性変形部１１ｂが弾性変形し、上記フィンガー部１１ｃが把持対象物を把持する方向（図示例では内周側）に移動する。また、作動体１３の先端部（駆動部１３ｃ）には、上記規制溝１１ｐに対して軸線方向に移動可能に導入された内周側規制ピン１６が取り付けられる。この内周側規制ピン１６と規制溝１１ｐの係合は、上記コレット１１と作動体１３の軸線１０ｘの周りの相対的な回転を規制する。さらに、この規制構造とは異なる軸線１０ｘの周りの角度位置において、作動体１３の先端部には、上記ハウジング１２に取り付けられた外周側規制ピン１７が軸線１０ｘに沿って移動可能に収容される、外周側に開放された規制溝１３ｐが設けられる。この外周側規制ピン１７と規制溝１３ｐの係合は、上記作動体１３と、ハウジング１２との軸線１０ｘの周りの相対的な回転を規制する。
【００２５】  上記作動体１３の基端部には、上記ハウジング１２によって構成されるシリンダ構造１２ｓの内部に配置され、上記流体供給口１２ｐから供給される流体により生ずる流体圧を受ける受圧部１３ｄが設けられる。図示例では、受圧部１３ｄは、筒形状の作動体１３の軸線方向基端側の端面により構成される。上記受圧部１３ｄから軸線方向先端側に向かう作動体１３の外面部分には、上記シリンダ構造１２ｓの内面（軸線１０ｘに沿った内面部分）と軸線方向に移動可能に摺接するシリンダ摺接部１３ｓが設けられる。シリンダ摺接部１３ｓと上記シリンダ構造１２ｓの内面との間にパッキンなどの変形可能なシール部材１３ｉが介在することにより、作動体１３のシリンダ摺接部１３ｓはシリンダ構造１２ｓに対して気密に構成される。
【００２６】  作動体１３の外面上には、軸線方向先端側から軸線方向基端側に向かうときに外形寸法（図示例では外径）が増大する段差構造である外側段部１３ｅ（第２の段部）が形成される。この外側段部１３ｅは、上記シリンダ摺接部１３ｓ（基端側外面部分）と、上記支持部１２ｋに対して軸線方向１０ｘに移動可能に摺接する被支持部１３ｋ（先端側外面部分）の間に形成される。ここで、内側段部１２ｅは外側段部１３ｅに対して軸線方向先端側に形成される。また、上記内側段部１２ｅと上記外側段部１３ｅとの間には、図示例ではコイルばねである作動ばね１４（作動体付勢手段）が配置（格納）される。この作動ばね１４は、上記流体供給口１２ｐから供給される流体の流体圧が低減若しくは消失したときに、弾性復元力により、作動体１３を軸線方向基端側に戻す。これによって、駆動部１３ｃから被動部１１ｔに与えられていた駆動力が低減若しくは消失されるので、コレット１１の弾性変形部１１ｂの弾性変形が低減若しくは消失されることにより、複数のフィンガー部１１ｃが把持対象物の把持状態から把持前の非把持状態に対応する半径方向の位置に復帰する。ここで、通気経路１３ｔは、内側段部１２ｅと外側段部１３ｅの間の空間を外部に連通させる。ただし、通気経路１３ｔを形成せずに、当該空間内に圧縮性流体（空気やガスなど）を充填し、これの圧力によって弾性復元力を発揮する上記の作動体付勢手段を構成してもよい。
【００２７】  コレット１１の基端部と、ハウジング１２の支持部１２ｄとの間には、図示例ではコイルばねで構成される保持ばね１５（コレット付勢手段）が設けられる。この保持ばね１５は、コレット１１を軸線方向先端側に付勢する。これによって、コレット１１に外力が加わらない状態では、上記係止段部１１ｄが上記コレット係止部１２ｒに当接した状態（係止位置）に保持される。コレット１１は、作動体１３の上記支持面部１３ｂに対する基準部１１ａの摺接構造によって、軸線１０ｘと同軸状の位置及び姿勢が保持された状態で、軸線１０ｘに沿った方向に移動可能に構成される。
【００２８】  以上説明したハンドリングユニット１０においては、図１に示す非把持状態において、ハウジング１２の基端部１２ｂに装着された図示のコネクタ１８などを介して流体供給口１２ｐから供給されるエアなどの流体の流体圧が受圧部１３ｄに加わることにより、作動ばね１４の付勢力に抗して作動体１３が軸線方向先端側へ移動する。これによって、駆動部１３ｃが被動部１１ｔに駆動力を与えるため、コレット１１の複数の弾性変形部１１ｂが弾性変形し、複数のフィンガー部１１ｃが内周側へ移動する。これにより、図示しない把持対象物が複数のフィンガー部１１ｃの内側に配置されていれば、複数のフィンガー部１１ｃによって把持対象物が把持される把持状態となる。
【００２９】  上記の非把持状態から把持状態への移行過程において、作動体１３が軸線方向先端側へ移動するとき、作動体１３の支持面部１３ｂはコレット１１の基準部１１ａに対して摺動する。このとき、支持面部１３ｂの表面は軸線１０ｘに沿った面となっているため、これと同様の表面を有する基準部１１ａを備えるコレット１１の軸線１０ｘに対する同軸状の位置及び姿勢は保持される。また、コレット１１が外力を受けない限りは、保持ばね１５によりコレット１１の係止段部１１ｄはハウジング１２のコレット係止部１２ｒに当接した状態に維持されているので、ハウジング１２に対するコレット１１の軸線方向の位置は固定されている。これらの構成により、上記移行過程では、コレット１１の複数のフィンガー部１１ｃは、軸線１０ｘに対する同軸状の位置及び姿勢、並びに、軸線方向の位置が保持された状態で、把持対象物に対して高精度（高い把持精度及びその繰り返し精度）で作動する。
【００３０】  また、本実施形態では、コレット１１と作動体１３がハウジング１２内において半径方向に直接に摺動可能な構造で収容されるため、半径方向のコンパクト化を図ることができる。特に、軸線方向基端側にシリンダ構造１２ｓと受圧面１３ｄ及びシリンダ摺接部１３ｓにより、流体圧による作動体１３の軸線方向先端側への駆動構造を設け、軸線方向先端側にはハウジング１２と作動体１３の間の空間内に構成された作動ばね１４などの作動体付勢手段によって作動体１３の軸線方向基端側への復帰機能を設けるようにしている。これにより、軸線方向先端側をさらに容易にコンパクト化することができる。また、後述するように流体圧を変えることによって、流体圧と作動体付勢手段の付勢力との差によって生ずる把持力を容易に調整可能なユニットを実現できる。
【００３１】  その上、本実施形態では、シリンダ構造１２ｓの内面に対する作動体１３のシリンダ摺接部１３ｓの気密なシール領域の軸線方向の範囲内に、上記基準部１１ａと支持面部１３ｂの摺接構造が配置されるので、コレット１１（特に基準部１１ａ）の外周側にもシリンダ構造１２ｓの一部が配置されるため、軸線方向のコンパクト化を図ることができる。また、シリンダ構造１２ｓの上記シール領域の内周側に支持面部１３ｂが配置されることで、支持面部１３ｂの支持面の位置及び姿勢の高精度化を図ることができるため、コレット１１の把持精度や繰り返し精度をさらに向上できる。
【００３２】  さらに、本実施形態では、ハウジング１２の軸線方向先端側の支持部１２ｋと、軸線方向基端側のシリンダ構造１２ｓの内面との間に、これらの間の内側寸法（内径）の差に相当する段差を備えた内側段部１２ｅが設けられるとともに、作動体１３の軸線方向先端側の被支持部１３ｋと、軸線方向基端側のシリンダ摺接部１３ｓとの間に、これらの間の外側寸法（外径）の差に相当する段差を備えた外側段部１３ｅが設けられる。これにより、シリンダ構造１２ｓと作動体１３の受圧部１３ｄ及びシリンダ摺接部１３ｓにより構成されるシリンダ構造の作動面積を大きく確保して大きな把持力を容易に実現できるとともに、軸線方向先端側の構造のコンパクト化が容易化される。
【００３３】  また、本実施形態では、内周側規制ピン１６及び外周側規制ピン１７によって、コレット１１及び作動体１３がハウジング１２に対して回転方向に規制されるので、複数のフィンガー部１１ｃの把持面１１ｇによって把持可能な把持対象物に対する把持形状を、円形断面だけでなく、角形断面や楕円断面などの任意に設定することができる。なお、ハンドリングユニット１０の回転姿勢を把持対象物の姿勢に合わせることは、後述するハンドリング装置の制御部１００によるユニット駆動系の制御によってなされる。
【００３４】  さらに、本実施形態では、コレット１１がハウジング１２内の軸線方向の既定の範囲で移動可能に構成されるため、ハンドリングユニット１０が把持対象物へ向けてアクセスする際において、ハンドリングユニット１０の位置制御不良、把持対象物の配置不良・形状不良などによってフィンガー部１１ｃが外部との間で異常な干渉を生じた場合でも、軸線１０ｘに沿った軸線方向基端側への後退によってコレット１１の損傷を回避することができる。また、その回避動作によっても、上記基準部１１ａと支持面部１３ｂの摺接構造によってコレット１１の軸線１０ｘに対する同軸状の位置及び姿勢は保持されるため、その後の作動精度が低下する虞はない。
【００３５】  なお、ハウジング１２の先端部１２ｃは、本体１２ａに対してボルトなどで着脱可能に構成されているとともに、先端部１２ｃを本体１２ａから取り外した状態ではコレット１１も着脱可能に構成される。このため、ハンドリングユニット１０を図示しないロボットアームの先端部などから取り外すことなしに、コレット１１を交換することができるので、コレットにおける把持構造の変更やスプリングバック量の変更などを容易に行うことができる。
【００３６】  図３には、第２実施形態のハンドリングユニット２０の縦断面図（ａ）及び背面図（ｂ）を示す。この第２実施形態では、第１実施形態と同様のコレット２１、ハウジング２２及び作動体２３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ２８を介して流体供給口２２ｐから流体がシリンダ構造内に供給可能になっている。このため、第１実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、ハウジング２２の支持部２２ｄに設けられた通気口２２ｑにコネクタ２９を接続し、コネクタ２９を介して通気口２２ｑから軸孔２１ｘ内へ流体を供給したり、軸孔２１ｘ内から通気口２２ｑを介して流体を排出したりすることができるようになっている点で第１実施形態と異なる。ここで、通気口２２ｑは、後述する排気装置や流体供給源に接続される場合において上記流体吸排口を構成する。
【００３７】  通気口２２ｑへエアなどの流体を供給し、軸孔２１ｘ内から外部へ流体を噴出させることにより、コレット２１の内部に紛れ込んだ粉塵やフィンガー部２１ｃの把持面２１ｇ上に付着した塵埃などを吹き飛ばし、各所を清浄化することができる。また、通気口２２ｑと軸孔２１ｘを介して吸引を行うことによって、フィンガー部２１ｃの内側へ把持対象物を吸引して、既定の把持位置まで把持対象物を引き込んだり、吸引力そのものによって把持対象物を保持したりすることができる。ここで、上記吸引力を増大させるために、上記スリット１１ｓに相当するスリット２１ｓの内部にシリコーン樹脂などの変形容易なシール材を配置し、把持対象物が複数のフィンガー部２１ｃの各把持面２１ｇによって把持されたとき、コレット２１の内部が外部とほとんど連通しなくなるように構成してもよい。
【００３８】  図４には、第３実施形態のハンドリングユニット３０の縦断面図を示す。この第３実施形態では、第１実施形態と同様のコレット３１、ハウジング３２及び作動体３３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ３８を介して流体供給口３２ｐから流体がシリンダ構造内に供給可能になっている。このため、第１若しくは第２実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、コレット３１の複数のフィンガー部３１ｃがハウジング３２の先端部から軸線方向先端側へ突出している点で第１実施形態と異なる。ここで、フィンガー部３１ｃの把持面３１ｇはハウジング３２の先端部より突出した位置にあるため、把持動作時において、ハウジング３２の先端部が把持対象物の周囲の構造と干渉しにくくなることから、より広範な状況下においても把持動作を可能とすることができる。
【００３９】  図５には、第４実施形態のハンドリングユニット４０の縦断面図（ａ）及び背面図（ｂ）を示す。この第４実施形態では、第１実施形態と同様のコレット４１、ハウジング４２及び作動体４３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ４８を介して流体供給口４２ｐから流体がシリンダ構造内に供給可能になっている。このため、第１〜第３実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、作動体４３の受圧部４３ｄの軸線方向の位置を検出する近接センサなどからなる位置検出器４９を備えている点で第１実施形態と異なる。この位置検出器４９は、図示例では、ハウジング４２の基端部から支持部４２ｄを貫通してシリンダ構造４２ｓの内部に配置された検出部４９ｓを備える。なお、この位置検出器４９は、コレット４１のフィンガー部４１ｃが把持状態と非把持状態のいずれにあるかを判別できる程度に、作動体４３の軸線方向の位置を検出できるものであればよい。ただし、位置検出器４９を、作動体４３のシリンダ構造４２ｓ内の位置を詳細に検出できるセンサ機能を備えたものとすることにより、さらに詳細な状況を検知でき、後述する制御部の制御下において、さらに詳細な制御を行うことが可能になる。例えば、作動体４３の非把持状態から把持状態に移行したときの軸線方向のストロークを検出することにより、複数のフィンガー部４１ｃによって把持された把持対象物の把持寸法（把持径など）を推定することができる。
【００４０】  図６には、第５実施形態のハンドリングユニット５０の縦断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）を示す。この第５実施形態では、第１実施形態と同様のコレット５１、ハウジング５２及び作動体５３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ５８を介して流体供給口５２ｐから流体がシリンダ構造５２ｓ内に供給可能になっている。このため、第１〜第４実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、ハウジング５２が、平坦面５２ｆを備えた外面構造を有する点で第１実施形態と異なる。平坦面５２ｆは、図示例では上面と下面の２面に形成されているが、いずれか一方の面にのみ形成されていてもよい。平坦面５２ｆを設け、この平坦面５２ｆをロボットアーム先端部の取付面に装着する際に、ハンドリングユニット５０を取付し易くなるとともに、その取付姿勢の高精度化や取付剛性の強化を図ることができる。
【００４１】  図７には、第６実施形態のハンドリングユニット６０の正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）を示す。この第６実施形態では、第１実施形態と同様のコレット６１、ハウジング６２及び作動体６３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ６８を介して流体供給口６２ｐから流体がシリンダ構造内に供給可能になっている。このため、第１〜第５実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、コレット６１が把持対象物Ｐの内周部を内側から把持する把持面６１ｇを備える複数のフィンガー部６１ｃを備えている点で第１実施形態と異なる。また、この構成に対応して、作動体６３は、コレット６１の軸孔６１ｘの内部を通過して、コレット６１の内面の一部で構成される被動部６１ｔに内側から当接して駆動力を与える駆動部６３ｃを先端外面に備える。さらに、コレット６１は、ハウジング６２の内面の一部の支持面部６２ｍに（インロー状態で）嵌合する基準部６１ａを備えるとともに、その軸線方向基端側に、ハウジング６２の内面の一部に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を備えた被固定部６１ｅを備える。この実施形態では、コレット６１は、被固定部６１ｅのハウジング６２に対する螺合によって軸線方向の位置が固定され、基準部６１ａのハウジング６２の支持面部６２ｍに対する嵌合によって軸線に沿った同軸状の位置及び姿勢が保持されている。これにより、上記各実施形態と同様に、作動時においてコレット６１の位置及び姿勢が維持されながら作動体６３の駆動部６３ｃにより把持動作が行われるため、把持精度や繰り返し精度を向上できる。
【００４２】  この実施形態では、作動体６３はコレット６１の内部から軸線方向基端側に突出した基端部に受圧部６３ｄが形成されるが、この受圧部６３ｄは、先の各実施形態のような、軸線６０ｘの通過部分に軸孔構造を備えておらず、軸線６０ｘが通過する中心部分にも形成されている。このようにすると、外形寸法を増大させずに、受圧部６３ｄの受圧面積を増大させることができるので、コンパクト化を図りつつ作動体６３の駆動力を大きくすることができる。なお、コレット６１の基準部６１ａを、その内側にある作動体６３の外面に摺接させることにより、軸線に対して同軸状の位置及び姿勢が保持されるように構成してもよい。このとき、図示例と同様に、コレット６１をハウジング６２に対しては軸線方向に固定してもよく、或いは、第１実施形態と同様に、コレット６１をハウジング６２に対して係止位置で位置決め可能としつつ、軸線方向基端側には移動可能に構成してもよい。
【００４３】  図８には、第７実施形態のハンドリングユニット７０の正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）を示す。この第７実施形態では、第１実施形態と同様のコレット７１、ハウジング７２及び作動体７３を備え、第１実施形態と同様のコネクタ７８を介して流体供給口７２ｐから流体がシリンダ構造７２ｓ内に供給可能になっている。このため、第１〜第６実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、上記流体の流体圧が低減され若しくは消失された状態で、コレット７１の複数のフィンガー部７１ｃがその弾性変形部７１ｂの弾性復元力により拡径して把持対象物Ｐを内側から把持して把持状態となり、上記流体圧が増大され若しくは印加された状態で、駆動部７３ｃにより被動部７１ｔに駆動力が与えられることにより、コレット７１の複数のフィンガー部７１ｃが弾性変形部７１ｂの内側への弾性変形により把持対象物から退避して非把持状態となる点で第１実施形態と異なる。すなわち、コレット７１の把持対象物Ｐへの把持態様は第６実施形態と同様に内径把持であるが、基本的な構造は第１〜第５実施形態と同様に構成される。ただし、作動体７３の動作によってコレット７１が把持状態から非把持状態へ移行し、作動体７３の退避によってコレット７１が非把持状態から把持状態に戻る点で、第１〜第５実施形態とは逆になる。このコレット７１では、スプリングバック量が負の値に設計されており、駆動力を受けない状態で弾性変形部７１ｂの弾性復元力に基づく把持力が発生し、駆動力を受けることによる弾性変形に基づいて把持力が低下し若しくは消失する。
【００４４】  図９は、上記第１〜第７実施形態のハンドリングユニット１０を各種のロボット構造に接続することによって構成されるハンドリング装置１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。なお、ロボット構造は特に限定されず、直動ロボットでもスカラー型ロボットでも構わない。また、図示例ではハンドリングユニット１０を示すが、その代わりに、上述の他の実施形態に係るハンドリングユニット２０〜７０を同様に用いることができる。ハンドリングユニット１０は、制御装置１０１に接続されるとともに、上述のコネクタ１８を介して流体供給源１０２に接続される。流体供給源１０２は、流体供給路１０３に沿って設置された圧力調整器Ｐ１及び開閉弁Ｖ１を経て、流体を供給する。流体供給源１０２の例としては、コンプレッサやガスボンベなどの圧縮エア供給源が挙げられる。
【００４５】  また、ハンドリングユニット１０は、コネクタ１９を介して排気装置１０４に接続される。排気装置１０４は、排気経路１０５に沿って設置された圧力調整器Ｐ２及び開閉弁Ｖ２を経て、ハンドリングユニット１０の内部（軸孔１１ｘ及び通気口１２ｑ）を吸引し、排気する。なお、排気装置１０４の代わりに、上記と同様の流体供給源を接続してもよく、また、排気装置と流体供給源とを切替可能に接続するようにしてもよい。
【００４６】  ハンドリングユニット１０には、制御部１０１に検出信号を出力する種々のセンサを設置することができる。例えば、前述の第４実施形態の位置検出器４９と同様に、作動体１３の軸線方向の位置を検出し、検出信号Ｓｓを出力する作動体位置検出器Ｓ１と、コレット１１の軸線方向の位置を検出し、検出信号Ｓｃを出力するコレット位置検出器Ｓ２と、コレット１１の複数の弾性変形部１１ｂ又はフィンガー部１１ｃの各々において、弾性変形量やこれに伴う歪に基づく電圧、電流などをそれぞれ検出し、検出信号Ｓｄを出力する把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５と、複数のフィンガー部１１ｃの少なくとも一つに設置され、検出信号Ｓｔを出力する熱電対などの把持対象物Ｐの温度を検出する温度検出器や、導電率を検出する抵抗センサ、把持対象物Ｐの振動を検出する振動センサなどの、把持対象物の各種の物理量を検出する把持対象物検出器Ｓ６とを設けることができる。ここで、上記把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５は、各弾性変形部１１ｂやフィンガー部１１ｃに対応するそれぞれの検出信号Ｓｄを出力するものであってもよく、また、検出信号Ｓｄとして、複数の弾性変形部１１ｂやフィンガー部１１ｃの間のセンサ値の差や比を出力するものであってもよい。
【００４７】  ハンドリング装置１００の制御部１０１は、ハンドリングユニット１０や上記圧力調整器Ｐ１，Ｐ２及び開閉弁Ｖ１，Ｖ２とともに、各所の駆動部Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ（ｎは２以上の自然数）を制御する。制御部１０１は、上記圧力調整器Ｐ１，Ｐ２に制御信号Ｒｐ１，Ｒｐ２を出力することによって流体の供給圧や排気圧を制御する。また、制御部１０１は、開閉弁Ｖ１，Ｖ２に制御信号Ｒｖ１，Ｒｖ２を出力することによって流体の供給と停止、排気の開始と終了を制御する。さらに、制御部１０１は、上記駆動部Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎに設置された位置検出器からの検出信号Ｓｍ１，Ｓｍ２，・・・，Ｓｍｎを受けるとともに、上記駆動部Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎに対して制御信号Ｒｍ１，Ｒｍ２，・・・，Ｒｍｎを出力して、それらの作動状態を制御する。なお、上記駆動部Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎには、例えば、ハンドリングユニット１０の位置及び姿勢を制御するための、１又は複数のロボットアームの駆動機構などといったユニット駆動系が含まれる。
【００４８】  図１０は、ハンドリングユニット１０のコレット１１のフィンガー部１１ｃによって把持対象物Ｐを把持し、他の場所へ移動させる際の様子を示す説明図である。なお、フィンガー部１１ｃの形状は把持対象物Ｐの形状や設置場所に合わせて、第３実施形態のフィンガー部３１ｃに近似した形状としてある。ここで、上記の制御部１０１によりロボットアームの駆動機構などのユニット駆動系を制御することによって、ハンドリングユニット１０の位置及び姿勢を制御し、フィンガー部１１ｃを把持対象物Ｐに対する適正な位置及び姿勢とし、その後、上記開閉弁Ｖ１を開けて流体をシリンダ構造１２ｓ内に供給し、作動体１３を作動させることにより、フィンガー部１１ｃを非把持状態から把持状態へ移行させる。
【００４９】  上記制御部１０１は、種々の構成を採ることができる。例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）によって実行されるハンドリング装置１００の動作プログラムによって、制御部１０１が各部を制御するように構成してもよい。この動作プログラムは、上記検出信号Ｓｓ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｔによってハンドリングユニット１０の状況を把握し、この状況に応じて、圧力調整器Ｐ１，Ｐ２の圧力値、開閉弁Ｖ１、Ｖ２の開閉状態、ユニット駆動系を含む上記駆動部Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍｎを制御する。上記動作プログラムは、制御部１０１において、以下の各処理を実行する機能実現手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄなどを構成する。
【００５０】  最初に、機能実現手段１００Ａにおける処理内容を説明する。この機能実現手段１００Ａは、流体供給源１０２の供給する流体の流体圧を制御することにより、コレット１１のフィンガー部１１ｃの把持力を制御する手段である。コレット１１のフィンガー部１１ｃによる把持対象物Ｐの把持力は、流体圧が受圧部１３ｄに加わることによって生ずる作動力が作動体１３に加わり、この作動体１３に加わる作動力と、作動ばね１４の弾性復元力との差によって定まる駆動力が駆動部１３ｃから被動部１１ｔに与えられることにより、フィンガー部１１ｃによる把持対象物Ｐの把持力が定まる。このため、上記流体圧を圧力調整器Ｐ１により調整することにより、上記把持力を適宜の値に調整し、設定したり、変化させたりすることができる。流体圧の調整は、制御部１０１の制御信号Ｒｐ１によって行うことができる。このとき、作動体位置検出器Ｓ１の検出信号Ｓｓ、把持態様検出器Ｓ３−Ｓ５の検出信号Ｓｄ、又は、把持対象物検出器Ｓ６の検出信号Ｓｔの少なくともいずれか一つに基づいて、制御部１０１が制御信号Ｒｐ１を設定し、上記流体圧を変化させる。ここで、以下に説明する検出信号Ｓｄの他に、検出信号Ｓｓからは上述のように把持対象物の把持寸法の大小を推定できるので、把持寸法の大小に適した把持力に調整することが可能になる。また、検出信号Ｓｔからは把持対象物の硬さを推定できるので、この硬さに適した把持力に調整することが可能になる。
【００５１】  例えば、コレット１１は自動調心機能を有するので、基本的には、把持状態において複数の弾性変形部１１ｂ又はフィンガー部１１ｃの弾性変形量や歪などに大きな差異はないが、大きな差異がある場合には把持態様に何らかの不具合が生じていると考えることができる。例えば、把持対象物Ｐが柔らかい上に、把持動作時のハンドリングユニット１０の軸芯位置がずれていたことにより、複数のフィンガー部１１ｃが把持対象物Ｐを把持する際に偏心した状態で把持対象物Ｐを噛み込んでしまい、その結果、コレット１１の調心機能が発揮されずに、偏心状態のままで把持状態になった場合には、各フィンガー部１１ｃの把持態様が異なったまままとなるため、上記の大きな差異が生ずる可能性がある。したがって、この場合には、一旦、非把持状態に戻してから、圧力調整器Ｐ１の流体圧を低下させ、把持力を低下させた状態で、再度、把持状態に移行させる。また、上記とは逆に、把持力が弱すぎることによって把持対象物Ｐが把持面１１ｇからずれる場合にも、把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５の検出信号Ｓｄによってこれを検知し、一旦、非把持状態に戻してから、流体圧を高めた上で、再度、把持状態へ移行させるか、或いは、そのまま流体圧を高めて把持力を増大させる。なお、把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５としては、複数の弾性変形部１１ｂ又はフィンガー部１１ｃの間の検出値の異同或いは差若しくは比ではなく、各弾性変形部１１ｂと、これに接続されるフィンガー部１１ｃとの間の軸線方向の歪量を検出することによって、フィンガー部１１ｃが把持対象物Ｐを把持している把持力そのものを検出することも可能である。この把持力の検出値は、上記複数の弾性変形部１１ｂ又はフィンガー部１１ｃの間の検出値の異同或いは差若しくは比と同様に用いることができる他に、把持対象物Ｐの硬さを判定（推定）するデータとして用いることができるので、このデータに応じて、上記流体圧の調整により把持力を適切な範囲に修正することも可能である。
【００５２】  次に、上記とは別の機能実現手段１００Ｂについて説明する。この機能実現手段１００Ｂは、排気装置又は流体供給源１０４の圧力調整器Ｐ２の圧力値及び開閉弁Ｖ２の開閉状態を制御することにより、把持対象物をコレット１１により適切な把持状態で把持できるように制御する手段である。なお、排気装置１０４を用いる場合には、第２実施形態で説明したように、スリット１１ｓ内に変形可能なシール材を配置して、コレット１１の軸孔１１ｘ内の圧力が低下しやすくなるように構成することが好ましい。この排気装置１０４を用いる場合には、例えば、制御部１０１の制御下のユニット駆動系の作動によってハンドリングユニット１０が把持対象物Ｐに近づいたとき、把持動作前に、制御部１０１の制御信号Ｒｖ２により開閉弁Ｖ２を開弁して、通気口１２ｑを介して軸孔１１ｘの内部の排気を開始する。これにより、コレット１１の先端の複数のフィンガー部１１ｃの間の開口領域に吸引力が生じるため、把持対象物が複数のフィンガー部１１ｃの間に吸引されることにより把持面１１ｇの間の把持位置に導かれる。この場合、上記吸引力によって把持対象物が開口領域内に容易に導かれるように、フィンガー部１１ｃの先端の把持位置の側の角部（図示例では内側角部）にテーパー状のガイド部を設けることが好ましい。
【００５３】  一方、流体供給源１０４を用いる場合には、把持対象物を把持する前に、制御部１０１の制御信号Ｒｖ２により開閉弁Ｖ２を開弁して、通気口１２ｑを介して軸孔１１ｘへ流体を供給する。これにより、流体が軸孔１１ｘの内部からフィンガー部１１ｃの先端開口領域へ吹き出すので、コレット１１の内部の軸孔１１ｘや上記開口領域内の把持面１１ｇ上に付着していた塵埃などを除去することができる。
【００５４】  次に、上記とは別の機能実現手段１００Ｃについて説明する。この機能実現手段１００Ｃは、コレット位置検出器Ｓ２、又は、把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５の少なくともいずれか一つの検出結果に基づいて、ハンドリングユニット１０の位置及び姿勢（或いは、位置と姿勢の少なくとも一方）を修正する手段である。図１０において実線で示すフィンガー部１１ｃの位置Ｆ１が把持対象物Ｐに対する適正な位置であり、このときのハンドリングユニット１０は適正な位置及び姿勢にある。一方、上記ユニット駆動系の作動ずれなどにより、フィンガー部１１ｃの軸芯（軸線１０ｘ）が把持対象物Ｐに対して上記の正規の位置Ｆ１からずれ、異なる位置Ｆ２やＦ３に配置される場合がある。例えば、位置Ｆ２では、複数のフィンガー部１１ｃの軸芯が把持対象物Ｐの中心からやや図示右側へずれている。このような微妙な位置ずれを検出することは難しいが、例えば、上記の把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５を用いることにより、複数のフィンガー部１１ｃが非把持状態から把持状態へ移行する際に、各フィンガー部１１ｃに対応する弾性変形部１１ｂの変形量が検出信号Ｓｄによって時間的にずれて検出されるため、この時間ずれに対応する位置ずれ量と、各フィンガー部１１ｃの時間の先後に対応するずれ方向とを推定して、ユニット駆動系の位置制御量を修正する。なお、複数のフィンガー部１１ｃが把持状態となり、把持対象物Ｐの把持が完了した時点では、コレット１１の自動調芯機能により、把持対象物Ｐの中心はコレット１１の軸芯、すなわち軸線１０ｘに整合した状態とされる。
【００５５】  一方、上記の位置Ｆ３では、複数のフィンガー部１１ｃの軸芯が把持対象物Ｐの中心からさらに大きくずれている。このため、制御部１０１による制御下のユニット駆動系の動作によってハンドリングユニット１０が把持動作を行う位置に向かう途中で、図示のように、少なくとも一つのフィンガー部１１ｃの先端が把持対象物Ｐに抵触することがある。このようになると、非把持状態のコレット１１は、保持ばね１５の弾性力に抗して軸線方向基端側へ移動し、その結果、未作動状態の作動体１３の駆動部１３ｃから被動部１１ｔが駆動力を受けてしまい、把持対象物Ｐを掴む前に、把持状態へ移行してしまう可能性がある。このような場合には、把持動作を行う位置に到達する前に、把持対象物Ｐに接触したフィンガー部１１ｃに対応する把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５のいずれかの検出信号Ｓｄが変化したり、或いは、上記コレット１１の軸線方向の位置を検出するコレット位置検出器Ｓ２の検出信号Ｓｃが変化することにより、制御部１０１が位置ずれ量とずれ方向とを推定し、ユニット駆動系の位置制御量を修正する。この場合、把持態様検出器Ｓ３〜Ｓ５の検出信号Ｓｄが変化したフィンガー部１１ｃがどれか、複数のフィンガー部１１ｃの幾つにおいて検出信号Ｓｄが変化したかを判定することにより、位置ずれの水平方向の方位と量を推定することができる。また、上記位置検出器Ｓ２の検出信号Ｓｄによってコレット１１の退避量を検出することにより、位置ずれの垂直方向の量を推定することもできる。したがって、ユニット駆動系の位置ずれの方位や量を三次元的に検出することができるため、種々の原因による位置ずれを解消することができる。
【００５６】  また、別の機能実現手段１００Ｄについて説明する。この機能実現手段１００Ｄは、作動体位置検出器Ｓ１の検出信号Ｓｓ、把持態様検出器Ｓ３−Ｓ５の検出信号Ｓｄ、又は、把持対象物検出器Ｓ６の検出信号Ｓｔの少なくともいずれか一つに基づいて、把持対象物Ｐの状況を判断し、当該状況に応じた動作、例えば、把持対象物の分配、選別その他の処理方法の選択などを実行する手段である。例えば、作動体位置検出器Ｓ１の検出結果では上述のように把持対象物の把持寸法（把持径）を推定することができるため、これに応じて把持寸法による良否の判定に基づく分別処理や把持寸法に応じた選別処理、その後の処理内容を選択できる。把持対象物検出部Ｓ６は、上述のように、把持対象物の各種の物理量を検出するものであるため、把持対象物を把持したときに制御部１０１によって検出信号Ｓｔに基づいて、把持対象物の物理量（温度、導電率、振動の有無など）に関する情報を把握できる。また、検出された物理量に基づいて、制御部１０１により、当該物理量と相関のある把持対象物の他の属性を推定することもできる。例えば、導電率や熱伝導率或いは共振周波数などの検出データに基づいて把持対象物の構造欠陥などを推定することが可能である。このように把持対象物の良否を判定することができれば、制御部１０１がユニット駆動系を制御することにより、把持対象物の良否に応じて、移載先の選択、移載の有無その他の処理内容を複数の選択肢の中から選択することができる。また、ハンドリングユニット１０により把持対象物を把持した状態で、例えば、ユニット駆動系により回転工具に把持対象物を押し付けて、把持対象物の加工を行うことも想定できる。このときの把持対象物の振動データを取得することにより、把持対象物に対する加工の適否を判定したり、把持対象物に対する把持力の適否を判定したりすることができる。そして、このような判定に基づいて、制御部１０１は、把持対象物の加工条件の変更や加工の終了、把持力の調整などを制御を行うことができる。また、作動体１３の非把持状態から把持状態に移行したときの軸線方向のストロークを検出することにより、複数のフィンガー部１１ｃによって把持された把持対象物の把持寸法（把持径など）を推定することができるので、推定された把持寸法によって把持対象物の形状寸法（外径や内径など）を推定し、それに応じて上述と同様に複数の選択肢の中から処理内容を選択して実行することができる。
【００５７】  尚、本発明の方法及び装置は、上述の図示例のみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態では、それぞれ他の実施形態と異なる構成を有するが、各実施形態の構成は、相互に支障を生じない限り、相互に置換したり、相互に組み合わせたりして、種々に採用し、任意の組み合わせで構成することが可能である。また、上記実施形態において、各ハンドリングユニットは、ハンドリング装置のユニット駆動系によって任意の位置及び姿勢に制御できることを前提として構成されているが、例えば、ハンドリングユニット内に、コレット、ハウジング及び作動体の軸線周りの回動機構を組み込むなど、付加的な機能を与えることも可能である。
【符号の説明】
【００５８】１０…ハンドリングユニット、１０ｘ…軸線、１１…コレット、１１ａ…基準部、１１ｂ…弾性変形部、１１ｃ…フィンガー部、１１ｄ…係止段部、１１ｓ…スリット、１１ｇ…把持面、１１ｐ…規制溝、１２…ハウジング、１２ａ…本体、１２ｂ…基端部、１２ｃ…先端部、１２ｄ…支持部、１２ｅ…内側段部、１２ｋ…支持部、１２ｐ…流体供給口、１２ｑ…通気口、１２ｏ…開口部、１２ｓ…シリンダ構造、１３…作動体、１３ａ…軸孔、１３ｂ…支持面部、１３ｃ…駆動部、１３ｄ…受圧部、１３ｅ…外側段部、１３ｋ…被支持部、１３ｐ…規制溝、１３ｓ…シリンダ摺接部、１３ｔ…通気経路、１４…作動ばね、１５…保持ばね、１６…内周側規制ピン、１７…外周側規制ピン、１００…ハンドリング装置、１０１…制御部、Ｓ１…作動体位置検出器、Ｓ２…コレット位置検出器、Ｓ３〜Ｓ５…把持態様検出器、Ｓ６…把持対象物検出器、Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍｎ…動作部（ユニット駆動系含む）
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月30日(2021.3.30)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレット、前記コレットを駆動する作動体、及び、前記コレットと前記作動体を収容し、流体供給口を備えるシリンダ構造を含むハウジング、を有するハンドリングユニットと、
前記ハンドリングユニットの位置及び姿勢を定めるユニット駆動系と、
前記ハンドリングユニットの前記シリンダ構造内に流体を供給する流体供給手段と、
前記ユニット駆動系及び前記流体供給手段を制御する制御部と、
前記シリンダ構造内の前記作動体の軸線方向の位置を検出する作動体位置検出手段とを具備するハンドリング装置であって、
前記コレットは、軸線方向の一部に設けられた基準部と、前記基準部の軸線方向先端側に接続された弾性変形部と、前記弾性変形部の軸線方向先端側に接続された複数のフィンガー部と、前記フィンガー部が半径方向に移動する態様で前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部とが一体に形成されており、
前記ハウジングは前記コレットを軸線方向の既定の係止位置において係止するコレット係止部を有し、前記ハウジングの前記シリンダ構造は前記コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成され、
前記作動体は、前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を前記被動部に与える駆動部と、前記シリンダ構造の内部で前記流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部と、前記シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部と、前記基準部と軸線方向に移動可能に摺接するコレット摺接部と、を有し、
前記コレットの前記基準部は、前記ハウジング若しくは前記作動体によって軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態にあり、
前記制御部は、前記作動体位置検出手段の検出結果に基づいて、前記流体圧を制御する、ハンドリング装置。
【請求項２】
コレット、前記コレットを駆動する作動体、及び、前記コレットと前記作動体を収容し、流体供給口を備えるシリンダ構造を含むハウジング、を有するハンドリングユニットと、
前記ハンドリングユニットの位置及び姿勢を定めるユニット駆動系と、
前記ハンドリングユニットの前記シリンダ構造内に流体を供給する流体供給手段と、
前記ユニット駆動系及び前記流体供給手段を制御する制御部と、
前記コレットの軸線方向の位置を検出するコレット位置検出手段とを具備するハンドリング装置であって、
前記コレットは、軸線方向の一部に設けられた基準部と、前記基準部の軸線方向先端側に接続された弾性変形部と、前記弾性変形部の軸線方向先端側に接続された複数のフィンガー部と、前記フィンガー部が半径方向に移動する態様で前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部とが一体に形成されており、
前記ハウジングは前記コレットを軸線方向の既定の係止位置において係止するコレット係止部を有し、前記ハウジングの前記シリンダ構造は前記コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成され、
前記作動体は、前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を前記被動部に与える駆動部と、前記シリンダ構造の内部で前記流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部と、前記シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部と、前記基準部と軸線方向に移動可能に摺接するコレット摺接部と、を有し、
前記コレットの前記基準部は、前記ハウジング若しくは前記作動体によって軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態にあり、
前記制御部は、前記コレット位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ハンドリングユニットの位置又は姿勢を修正する、ハンドリング装置。
【請求項３】
コレット、前記コレットを駆動する作動体、及び、前記コレットと前記作動体を収容し、流体供給口を備えるシリンダ構造を含むハウジング、を有するハンドリングユニットと、
前記ハンドリングユニットの位置及び姿勢を定めるユニット駆動系と、
前記ハンドリングユニットの前記シリンダ構造内に流体を供給する流体供給手段と、
前記ユニット駆動系及び前記流体供給手段を制御する制御部と、
前記シリンダ構造内の前記作動体の軸線方向の位置を検出する作動体位置検出手段とを具備するハンドリング装置であって、
前記コレットは、軸線方向の一部に設けられた基準部と、前記基準部の軸線方向先端側に接続された弾性変形部と、前記弾性変形部の軸線方向先端側に接続された複数のフィンガー部と、前記フィンガー部が半径方向に移動する態様で前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を受ける被動部とが一体に形成されており、
前記ハウジングは前記コレットを軸線方向の既定の係止位置において係止するコレット係止部を有し、前記ハウジングの前記シリンダ構造は前記コレットの外周側若しくは軸線方向基端側に構成され、
前記作動体は、前記弾性変形部に弾性変形を生じさせるための駆動力を前記被動部に与える駆動部と、前記シリンダ構造の内部で前記流体供給口から供給される流体圧を受ける受圧部と、前記シリンダ構造の内面に対して軸線方向に気密に移動可能に摺接するシリンダ摺接部と、前記基準部と軸線方向に移動可能に摺接するコレット摺接部と、を有し、
前記コレットの前記基準部は、前記ハウジング若しくは前記作動体によって軸線に対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態にあり、
前記制御部は、前記作動体位置検出手段の検出結果に基づいて、把持対象物に対する処理内容を複数の選択肢の中から選択し、実行する、ハンドリング装置。
【国際調査報告】
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2019244195.tif 000014
2019244195.tif 000015
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