WO2024127512A1 - ワーク保持具及びチャック装置 - Google Patents

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WO2024127512A1
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pair
fingers
work holder
support plate
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Inventor
加藤直熙
Original Assignee
Smc株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Definitions

  • the present invention relates to a workpiece holder and a chuck device.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-166121 discloses a chuck device in which a workpiece holder is attached to each of fingers that move in one direction to approach and move away from each other and clamp a workpiece.
  • This workpiece holder includes a membrane-like member that contacts the workpiece and a support mechanism that supports the membrane-like member.
  • the support mechanism is assembled from multiple members, such as a base, a moving frame member, an elastic mechanism including a coil spring, and a rod member.
  • the workpiece holders described above have a complex structure, which can lead to high manufacturing costs, and they cannot hold multiple workpieces with different external shapes.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems.
  • One aspect of the present invention is a work holder that is attached to each of a pair of fingers that move in one direction toward and away from each other to clamp a work
  • the work holder comprising a U-shaped frame and a flexible holding sheet fixed to the frame, the frame having a first side and a second side that are arranged parallel to each other and spaced apart from each other, and a connecting portion that connects the first side and the second side, the holding sheet is fixed to the first side and the second side while extending across an opening between the first side and the second side, and the width of the first side is 1 ⁇ 4 or less of the distance between the first side and the second side.
  • a chuck device that includes a pair of fingers that move in one direction to approach and separate from each other, a drive unit for moving the pair of fingers, and a pair of workpiece holders that are attached to each of the pair of fingers and clamp a workpiece, each of the pair of workpiece holders being the workpiece holder described above.
  • the holding sheet is fixed to the first side and the second side while extending across the opening between the first side and the second side, so that the structure of the work support tool can be simplified.
  • the flexible holding sheet is pressed against the work and elastically deforms to conform to the outer shape of the work, so that a single type of work holder can clamp multiple workpieces with different outer shapes.
  • the width of the first side is 1/4 or less of the distance between the first side and the second side, it is possible to prevent the first side from interfering with the surrounding members of the workpiece to be gripped when clamping the workpiece.
  • FIG. 1 is an explanatory plan view of a chuck device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the chuck device of FIG. 1 with a portion thereof omitted.
  • FIG. 3 is an explanatory plan view of the work holder of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a first operation of the chuck device of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a second operation of the chuck device of FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a view for explaining a third operation of the chuck device of FIG.
  • the chuck device 12 is configured, for example, as a robot hand that grips and transports a workpiece W.
  • the use of the chuck device 12 is not particularly limited.
  • the chuck device 12 includes a chuck body 14, a pair of connecting members 16, a pair of workpiece holders 10, and a cover 17.
  • the chuck body 14 and the pair of connecting members 16 will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2.
  • the chuck body 14 is configured as, for example, an air chuck.
  • the chuck body 14 has a drive unit 18, a guide unit 20, and a pair of fingers 22 (moving bodies).
  • the driving unit 18 is an actuator for moving the pair of fingers 22.
  • the driving unit 18 is configured as an air cylinder.
  • the body 24 of the driving unit 18 extends in one direction.
  • the guide unit 20 is a linear guide that guides the pair of fingers 22 in the longitudinal direction (one direction) of the body 24.
  • the guide unit 20 has a rail portion 26 provided on the outer surface of the body 24.
  • the shape and size of the fingers 22 can be set as appropriate.
  • the chuck body 14 is not limited to an air chuck.
  • the drive unit 18 of the chuck body 14 may be an electric actuator or a hydraulic actuator, etc.
  • the connecting member 16 is an intermediate attachment for attaching the work holder 10 to the fingers 22. If the work holder 10 can be attached directly to the fingers 22 in the chuck device 12, the connecting member 16 is not necessary. A pair of connecting members 16 are attached to each of a pair of fingers 22.
  • the connecting member 16 is a relatively thick plate-like member.
  • the connecting member 16 has a plurality of through holes 32 formed therethrough in the thickness direction.
  • the connecting member 16 is attached to the finger 22 by passing a plurality of first screw members 34 through the plurality of through holes 32 and tightening them into the plurality of first mounting holes 30, respectively.
  • a plurality of second mounting holes 36 (two in the example of FIG. 2) are formed on the side of the connecting member 16 for mounting the work holder 10.
  • the second mounting holes 36 are screw holes.
  • the workpiece holder 10 is formed as a thin plate overall.
  • the maximum thickness of the workpiece holder 10 is preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less.
  • the work holder 10 is formed by adhering a resin sheet portion 41 to a U-shaped support plate portion 58.
  • the work holder 10 is integrally molded, for example, by insert molding.
  • the sheet portion 41 includes a covering portion 60 adhered to the support plate portion 58 and a flexible holding sheet 42 that closes the opening of the support plate portion 58.
  • the support plate portion 58 and the covering portion 60 form a frame portion 40 that extends in a U-shape along the outer periphery of the holding sheet 42.
  • the frame portion 40 has a first side portion 44 and a second side portion 46 that are arranged in parallel and spaced apart from each other, and a connecting portion 48 that connects the first side portion 44 and the second side portion 46.
  • the holding sheet 42 is fixed to the first side 44, the second side 46, and the connecting portion 48 while extending across the opening between the first side 44 and the second side 46.
  • the holding sheet 42 covers the entire opening between the first side 44 and the second side 46. That is, the holding sheet 42 has a rectangular shape.
  • the holding sheet 42 does not have to cover the entire opening between the first side 44 and the second side 46.
  • the thickness of the holding sheet 42 is thinner than the thickness of the frame portion 40 (see FIG. 4).
  • the holding sheet 42 elastically deforms along the shape of the workpiece W when the workpiece W is held by the workpiece holder 10 (see FIGS. 6 and 8).
  • the length of the first side portion 44 along the extension direction is the same as the length of the second side portion 46 along the extension direction. However, the length of the first side portion 44 along the extension direction may be longer or shorter than the length of the second side portion 46 along the extension direction.
  • the width L1 of the first side 44 is 1/4 or less of the distance L2 between the first side 44 and the second side 46.
  • the distance L2 is the same as the width of the holding sheet 42.
  • the second side 46 is wider than the first side 44.
  • the width L3 of the second side 46 is, for example, 1.2 times or more the width L1 of the first side 44.
  • the width L3 is narrower than the distance L2.
  • the width L1, the distance L2, and the width L3 can be changed as appropriate depending on the size of the work holder 10.
  • the width L1 may be 1/5 or less of the distance L2.
  • the width L3 may be twice or more the width L1. Note that the width here refers to the length in the direction in which the first side 44 and the second side 46 are aligned.
  • the frame portion 40 has a first mounting portion 50 and a second mounting portion 52. Each of the first mounting portion 50 and the second mounting portion 52 can be attached to one of the pair of fingers 22 (see FIG. 2).
  • the second side portion 46 has a first mounting portion 50.
  • the first mounting portion 50 is located at the end of the second side portion 46 opposite the retaining sheet 42.
  • the first mounting portion 50 includes a plurality of first insertion holes 54 (two in the example of FIG. 3) spaced apart.
  • the connecting portion 48 has a second attachment portion 52.
  • the second attachment portion 52 is located at the end of the connecting portion 48 opposite the retaining sheet 42.
  • the second attachment portion 52 includes a plurality of second insertion holes 56 (two in the example of FIG. 3) spaced apart. The number, position, size, and shape of each of the first insertion holes 54 and second insertion holes 56 can be set as appropriate.
  • the support plate portion 58 has a shape that conforms to the shape of the frame portion 40.
  • the support plate portion 58 is formed in a flat plate shape from a metal material. Examples of metal materials that form the support plate portion 58 include, but are not limited to, stainless steel and aluminum alloy.
  • the support plate portion 58 may be integrally molded from a hard resin material.
  • the support plate 58 has a first end 64 and a second end 66.
  • the first end 64 is located at the end of the first side 44 opposite the connecting portion 48.
  • the second end 66 is located at the end of the second side 46 opposite the connecting portion 48.
  • Each of the first end 64 and the second end 66 protrudes in an arc shape (semicircular shape) in the opposite direction to the connecting portion 48.
  • the support plate 58 has the first mounting portion 50 and the second mounting portion 52 described above. The first mounting portion 50 and the second mounting portion 52 are connected to each other at the corners 62 of the support plate 58.
  • the sheet portion 41 which includes the covering portion 60 and the retaining sheet 42, is integrally molded from a material that includes rubber.
  • the sheet portion 41 is made of, for example, a material that includes rubber as a base material and reinforcing fibers (carbon fiber, nylon fiber, etc.). Examples of rubber that can be used for the sheet portion 41 include, but are not limited to, ethylene propylene rubber (EPDM), silicone rubber, nitrile rubber (NBR), and urethane rubber.
  • a number of holes 68 are formed through the support plate portion 58.
  • the holes 68 are arranged at intervals along the outer periphery of the holding sheet 42. In other words, the holes 68 are arranged so as to surround three sides of the rectangular holding sheet 42 from the outside.
  • Each hole 68 is a circular hole. The shape, size, number and arrangement of the holes 68 can be set as appropriate.
  • the holes 68 are filled with the covering portion 60 (a material containing rubber) by insert molding (see FIG. 4). This allows the covering portion 60 to be more firmly attached to the support plate portion 58. However, the covering portion 60 may also be adhered (fixed) to the support plate portion 58 by an adhesive or the like.
  • the covering portion 60 covers most of the support plate portion 58.
  • the covering portion 60 covers the entire support plate portion 58 except for the first mounting portion 50 and the second mounting portion 52.
  • the covering portion 60 covers multiple corners 62 of the support plate portion 58.
  • the covering portion 60 does not cover the corners 62 located at the boundary between the first mounting portion 50 and the second mounting portion 52.
  • the portions of the covering portion 60 that cover the corners 62 of the support plate portion 58 are rounded.
  • the portions of the covering portion 60 that cover the first end portion 64 and the second end portion 66 of the support plate portion 58 are rounded.
  • the portions of the covering portion 60 that cover the side surfaces of the support plate portion 58 are rounded (see FIG. 4).
  • the workpiece holder 10 is attached to the connecting member 16 by passing a plurality of second screw members 70 through a plurality of first insertion holes 54 and tightening them into a plurality of second mounting holes 36, respectively. While FIG. 2 shows an example in which the first mounting portion 50 is attached to the connecting member 16, the workpiece holder 10 can also have the second mounting portion 52 attached to the connecting member 16. The orientation of the workpiece holder 10 can be tilted by 90 degrees when attaching the first mounting portion 50 to the connecting member 16 and when attaching the second mounting portion 52 to the connecting member 16.
  • the cover 17 covers the pair of fingers 22, the drive unit 18, and the pair of workpiece holders 10.
  • the cover 17 is flexible.
  • the cover 17 is, for example, engaged with the robot arm 100 to which the chuck body 14 is attached.
  • the cover 17 is detachable from the robot arm 100.
  • the cover 17 may be a disposable item or a reusable item.
  • the cover 17 is transparent or translucent. That is, the cover 17 has transparency so that the inside of the cover 17 can be seen from the outside. However, the cover 17 may be opaque.
  • the cover 17 is made of a resin material such as polyethylene or polypropylene, for example.
  • the chuck device 12 is used, for example, to clamp and transport multiple closely-spaced workpieces W one by one. In this case, the gaps around the workpieces W are narrow. Specifically, the chuck device 12 clamps and transports a first workpiece W1 (see Figure 5) and a second workpiece W2 (see Figure 8), which have different external shapes, using one type of workpiece holder 10.
  • the first workpiece W1 is, for example, a cylindrical plastic bottle filled with a beverage liquid.
  • the second workpiece W2 is a rectangular parallelepiped container filled with a beverage liquid. The outer shapes of the first workpiece W1 and the second workpiece W2 are significantly different from each other.
  • the chuck device 12 When transporting the first workpiece W1, as shown in FIG. 5, the chuck device 12 is moved so that the first workpiece W1 is positioned between the holding sheets 42 of the pair of workpiece holders 10. At this time, since the workpiece holders 10 are formed thin, the workpiece holders 10 can be easily inserted into the gap between the adjacent first workpieces W1.
  • the driving unit 18 moves the pair of fingers 22 in a direction approaching each other, thereby pressing the holding sheets 42 of the pair of work holders 10 against the first work W1 from both sides via the cover 17.
  • the first side portion 44 is narrow, as shown in FIG. 7, it is possible to prevent the first side portion 44 from hitting the peripheral members of the first work W1 to be grasped.
  • An example of the peripheral member of the first work W1 is the first work W1 adjacent to the first work W1 to be grasped in the opposite direction to the second side portion 46.
  • the holding sheet 42 is pressed against the first workpiece W1 via the cover 17, and elastically deforms to conform to the outer shape of the first workpiece W1. This allows the pair of workpiece holders 10 to transport the first workpiece W1 in a stable position.
  • the chuck device 12 When transporting the second workpiece W2, the chuck device 12 is operated in the same manner as the method for transporting the first workpiece W1 described above.
  • the driving unit 18 moves the pair of fingers 22 in a direction approaching each other, thereby pressing the holding sheets 42 of the pair of workpiece holders 10 against the second workpiece W2 from both sides via the cover 17.
  • the first side portion 44 is narrow, it is possible to prevent the first side portion 44 from hitting the peripheral members of the second workpiece W2 to be grasped.
  • the peripheral members of the second workpiece W2 are, for example, the second workpiece W2 adjacent to the second workpiece W2 to be grasped in the opposite direction to the second side portion 46.
  • the holding sheet 42 is pressed against the second workpiece W2 via the cover 17, and is deformed to conform to the outer shape of the second workpiece W2 (a shape different from the outer shape of the first workpiece W1). This allows the pair of workpiece holders 10 to transport the second workpiece W2 in a stable position.
  • the pair of fingers 22, the drive unit 18, and the pair of workpiece holders 10 are covered with a cover 17, so it can be used safely even in environments where waterproofing and dustproofing are required for food, etc.
  • the cover 17 when the workpiece W is gripped by the workpiece holder 10, the workpiece holder 10 comes into contact with the cover 17.
  • the covering portion 60 is provided on most of the support plate portion 58 (the entire portion other than the first mounting portion 50 and the second mounting portion 52), the cover 17 is prevented from directly contacting the hard support plate portion 58. In other words, the cover 17 is highly likely to come into contact with the elastic covering portion 60.
  • the covering portion 60 covers the corner portion 62 of the support plate portion 58
  • the cover 17 is prevented from contacting the corner portion 62 of the support plate portion 58. Therefore, the cover 17 can be prevented from coming into contact with the support plate portion 58 and being torn.
  • the portion of the covering portion 60 that covers the corner portion 62 of the support plate portion 58 is rounded (the corner portion 62 is not a right angle or an acute angle), the cover 17 can be further prevented from being torn.
  • this embodiment provides the following advantages:
  • the holding sheet 42 is fixed to the first side portion 44 and the second side portion 46 while extending across the opening between the first side portion 44 and the second side portion 46, so the configuration of the work holder 10 can be simplified.
  • the flexible holding sheet 42 is pressed against the workpiece W and elastically deforms along the outer shape of the workpiece W, so that a single type of work holder 10 can clamp multiple workpieces W with different outer shapes.
  • the width L1 of the first side portion 44 is 1/4 or less of the distance L2 between the first side portion 44 and the second side portion 46, it is possible to prevent the first side portion 44 from interfering with peripheral members of the workpiece W to be gripped when clamping the workpiece W.
  • One aspect of the present invention is a work holder (10) that clamps a work (W) by attaching each of a pair of fingers (22) that move in one direction toward and away from each other, the work holder comprising a U-shaped frame portion (40) and a flexible holding sheet (42) fixed to the frame portion, the frame portion having a first side portion (44) and a second side portion (46) that are arranged parallel to and spaced apart from each other, and a connecting portion (48) that connects the first side portion and the second side portion, the holding sheet being fixed to the first side portion and the second side portion while extending so as to straddle an opening between the first side portion and the second side portion, and a width (L1) of the first side portion being less than or equal to 1/4 of the distance (L2) between the first side portion and the second side portion.
  • This configuration simplifies the configuration of the workpiece holder, and allows a single type of workpiece holder to clamp multiple workpieces with different external shapes.
  • the holding sheet may cover the entire opening.
  • This configuration allows the ratio of the holding sheet to the workpiece holder to be increased.
  • the second side portion may be wider than the first side portion, and the second side portion may be provided with an attachment portion (50) that can be attached to one of the pair of fingers.
  • This configuration makes it possible to narrow the width of the first side while increasing the rigidity of the second side where the attachment portion is provided.
  • the connecting portion may be provided with an attachment portion (52) that can be attached to one of the pair of fingers.
  • the work holder can be attached to the finger by the attachment portion while narrowing the first side portion.
  • the frame portion has a support plate portion (58) shaped to conform to the shape of the frame portion, and a covering portion (60) covering the support plate portion, and the holding sheet and the covering portion may be integrally molded from a material containing rubber.
  • the retaining sheet can be firmly attached to the support plate by the covering portion.
  • the covering portion may cover a corner portion (62) of the support plate portion.
  • the covering part functions as a shock-absorbing member (cushion member), preventing damage to the peripheral parts and the workpiece holder.
  • Appendix 7 In the workpiece holder described in Appendix 6, a portion of the covering portion that covers a corner of the support plate portion may be rounded.
  • the support plate portion may be made of a metal material.
  • This configuration makes it easy to increase the rigidity of the frame.
  • a thickness of the holding sheet may be thinner than a thickness of the frame portion.
  • This configuration allows the holding sheet to easily elastically deform when pressed against the outer surface of the workpiece.
  • FIG. 10 Another aspect of the present invention is a chuck device (12) comprising a pair of fingers that move in one direction to move toward and away from each other, a drive unit (18) for moving the pair of fingers, and a pair of workpiece holders attached to each of the pair of fingers to clamp a workpiece, each of the pair of workpiece holders being a workpiece holder described in any one of Appendices 1 to 9.
  • This configuration allows for safe use even in environments where food, etc., requires waterproofing and dustproofing.
  • the present invention is not limited to the above disclosure, and various configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

チャック装置(12)のワーク保持具(10)は、U字状の枠部(40)と、枠部に固定された可撓性を有する保持シート(42)と、を備え、枠部は、互いに離間した状態で平行に配置された第1側部(44)及び第2側部(46)と、第1側部と第2側部とを繋ぐ連結部(48)と、を有し、保持シートは、第1側部と第2側部との間の開口を跨ぐように延在した状態で第1側部と第2側部とに固定され、第1側部の幅(L1)は、第1側部と第2側部との間隔(L2)の1/4以下である。

Description

ワーク保持具及びチャック装置
 本発明は、ワーク保持具及びチャック装置に関する。
 例えば、特開2015-166121号公報には、互いに近接及び離間するように一方向に移動するフィンガの各々にワークを挟持するワーク保持具を取り付けたチャック装置が開示されている。このワーク保持具は、ワークに接する膜状部材と、膜状部材を支持する支持機構とを備える。支持機構は、基部、移動枠部材、コイルばねを含む弾性機構、棒部材等の複数の部材によって組み立てられている。
 上述したワーク保持具は、構造が複雑であり製造コストが高騰し易く、外形形状の異なる複数のワークを保持することができない。
 本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
 本発明の一態様は、互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガの各々に取り付けられてワークを挟持するワーク保持具であって、U字状の枠部と、前記枠部に固定された可撓性を有する保持シートと、を備え、前記枠部は、互いに離間した状態で平行に配置された第1側部及び第2側部と、前記第1側部と前記第2側部とを繋ぐ連結部と、を有し、前記保持シートは、前記第1側部と前記第2側部との間の開口を跨ぐように延在した状態で前記第1側部と前記第2側部とに固定され、前記第1側部の幅は、前記第1側部と前記第2側部との間隔の1/4以下である、ワーク保持具である。
 本発明の他の態様は、互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガと、前記一対のフィンガを動かすための駆動部と、前記一対のフィンガの各々に取り付けられてワークを挟持する一対のワーク保持具と、を備えたチャック装置であって、前記一対のワーク保持具の各々は、上述したワーク保持具である、チャック装置である。
 本発明によれば、保持シートが前記第1側部と前記第2側部との間の開口を跨ぐように延在した状態で前記第1側部と前記第2側部とに固定されているため、ワーク支持具の構成を簡素にできる。また、可撓性を有する保持シートがワークに押し付けられることにより当該ワークの外形に沿って弾性変形するため、1種類のワーク保持具によって外形形状の異なる複数のワークを挟持できる。さらに、第1側部の幅が第1側部と第2側部との間隔の1/4以下であるため、ワークを挟持する際に第1側部が把持対象のワークの周辺部材に干渉することを抑制できる。
図1は、本発明の一実施形態に係るチャック装置の平面説明図である。 図2は、図1のチャック装置の一部省略分解斜視図である。 図3は、図2のワーク保持具の平面説明図である。 図4は、図3のIV-IV線に沿った断面図である。 図5は、図1のチャック装置の第1動作説明図である。 図6は、図1のチャック装置の第2動作説明図である。 図7は、図6のVII-VII線に沿った断面説明図である。 図8は、図1のチャック装置の第3動作説明図である。
 図1、図5~図8に示すように、本発明の一実施形態に係るチャック装置12は、例えば、ワークWを把持して搬送するロボットハンドとして構成されている。ただし、チャック装置12の用途は特に限定されない。
 図1において、チャック装置12は、チャック本体14と、一対の接続部材16と、一対のワーク保持具10と、カバー17とを備える。まず、図1、図2を用いて、チャック本体14、一対の接続部材16を説明する。チャック本体14は、例えば、エアチャックとして構成されている。チャック本体14は、駆動部18と、ガイド部20と、一対のフィンガ22(移動体)とを有する。
 駆動部18は、一対のフィンガ22を動かすためのアクチュエータである。駆動部18は、エアシリンダとして構成されている。駆動部18のボディ24は、一方向に延在している。ガイド部20は、一対のフィンガ22をボディ24の長手方向(一方向)に案内するリニアガイドである。ガイド部20は、ボディ24の外面に設けられたレール部26を有する。
 一対のフィンガ22は、互いに近接及び離間するように一方向(ボディ24の長手方向)に移動する。各フィンガ22は、例えば、平板状に形成されている。フィンガ22の外面のうち駆動部18を向く面には、レール部26が挿入される凹部28が形成されている。フィンガ22の外面のうち駆動部18とは反対方向を向く面には、種々のアタッチメントを取り付けるための複数の第1取付穴30が形成されている。各第1取付穴30は、ねじ穴である。
 フィンガ22の形状及び大きさ等は、適宜設定可能である。チャック本体14は、エアチャックに限定されない。チャック本体14の駆動部18は、電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータ等であっても構わない。
 接続部材16は、ワーク保持具10をフィンガ22に取り付けるための中間アタッチメントである。チャック装置12において、ワーク保持具10をフィンガ22に直接取り付けることができる場合には、接続部材16は不要である。一対の接続部材16は、一対のフィンガ22にそれぞれ取り付けられる。
 接続部材16は、比較的厚みのある板状部材である。接続部材16には、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔32が形成されている。接続部材16は、複数の第1ねじ部材34を複数の貫通孔32に通して複数の第1取付穴30にそれぞれ締め付けることによりフィンガ22に対して装着される。接続部材16の側面には、ワーク保持具10を取り付けるための複数(図2の例では2つ)の第2取付穴36が形成されている。第2取付穴36は、ねじ穴である。
 図2~図4に示すように、ワーク保持具10は、全体として薄板状に形成されている。ワーク保持具10の最大厚さは、10mm以下であるのが好ましく、5mm以下であるのがさらに好ましい。
 図3において、ワーク保持具10は、U字状の支持板部58に樹脂製のシート部41が固着されることにより形成されている。ワーク保持具10は、例えば、インサート成形によって一体成形されている。シート部41は、支持板部58に固着された被覆部60と、支持板部58の開口を塞ぐ可撓性を有する保持シート42とを含む。支持板部58と被覆部60とは、保持シート42の外周に沿ってU字状に延在した枠部40を形成する。枠部40は、互いに離間した状態で平行に配置された第1側部44及び第2側部46と、第1側部44及び第2側部46を繋ぐ連結部48とを有する。
 保持シート42は、第1側部44と第2側部46との間の開口を跨ぐように延在した状態で第1側部44と第2側部46と連結部48とに固定されている。換言すれば、保持シート42は、第1側部44と第2側部46との間の開口の全体を塞ぐ。すなわち、保持シート42は、四角形状を有している。ただし、保持シート42は、第1側部44と第2側部46との間の開口の全体を塞がなくてもよい。例えば、保持シート42と連結部48との間には、隙間が存在してもよい。保持シート42の厚さは、枠部40の厚さよりも薄い(図4参照)。保持シート42は、ワーク保持具10によってワークWを保持する際にワークWの形状に沿って弾性変形する(図6及び図8参照)。
 第1側部44の延在方向に沿った長さは、第2側部46の延在方向に沿った長さと同一である。ただし、第1側部44の延在方向に沿った長さは、第2側部46の延在方向に沿った長さよりも長くても短くてもよい。
 第1側部44の幅L1は、第1側部44と第2側部46との間隔L2の1/4以下である。間隔L2は、保持シート42の幅と同一である。第2側部46は、第1側部44よりも幅広である。第2側部46の幅L3は、例えば、第1側部44の幅L1の1.2倍以上である。幅L3は、間隔L2よりも狭い。幅L1、間隔L2及び幅L3は、ワーク保持具10の大きさに応じて適宜変更可能である。幅L1は、間隔L2の1/5以下であってもよい。幅L3は、幅L1の2倍以上であってもよい。なお、ここでいう幅とは、第1側部44と第2側部46とが並ぶ方向における長さである。
 枠部40は、第1取付部50及び第2取付部52を有する。第1取付部50及び第2取付部52の各々は、一対のフィンガ22の1つに取り付け可能である(図2参照)。第2側部46は、第1取付部50を有する。第1取付部50は、第2側部46のうち保持シート42とは反対側の端部に位置する。第1取付部50は、間隔を空けて配置された複数(図3の例では、2つ)の第1挿通孔54を含む。
 連結部48は、第2取付部52を有する。第2取付部52は、連結部48のうち保持シート42とは反対側の端部に位置する。第2取付部52は、間隔を空けて配置された複数(図3の例では、2つ)の第2挿通孔56を含む。なお、第1挿通孔54及び第2挿通孔56の各々の数、位置、大きさ及び形状は、適宜設定可能である。
 支持板部58は、枠部40の形状に沿った形状を有する。支持板部58は、金属材料によって平板状に形成されている。支持板部58を構成する金属材料は、例えば、ステンレス鋼及びアルミニウム合金等が挙げられるが、これらに限定されない。支持板部58は、硬質な樹脂材料によって一体成形されてもよい。
 支持板部58の各角部62は、丸みを帯びている。また、支持板部58は、第1端部64と第2端部66とを有する。第1端部64は、第1側部44のうち連結部48とは反対側の端部に位置する。第2端部66は、第2側部46のうち連結部48とは反対側の端部に位置する。第1端部64及び第2端部66の各々は、連結部48とは反対方向に向かって円弧状(半円状)に突出している。支持板部58は、上述した第1取付部50と第2取付部52とを有する。第1取付部50と第2取付部52とは、支持板部58の角部62において互いに繋がっている。
 被覆部60と保持シート42とを含むシート部41は、ゴムを含む材料によって一体成形されている。シート部41は、例えば、ゴムを母材として補強用の繊維(カーボン繊維又はナイロン繊維等)を入れた材料によって構成される。シート部41に用いられるゴムとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、シリコンゴム、ニトリルゴム(NBR)及びウレタンゴム等が挙げられるが、これらに限定されない。
 支持板部58には、複数の孔68が貫通形成されている。複数の孔68は、保持シート42の外周に沿って互いに間隔を空けて並んでいる。換言すれば、複数の孔68は、四角形状の保持シート42の三辺を外側から囲むように配置されている。各孔68は、円形の孔である。複数の孔68の形状、大きさ、数及び配置は、適宜設定可能である。
 複数の孔68には、インサート成形によって被覆部60(ゴムを含む材料)が充填されている(図4参照)。これにより、被覆部60は、支持板部58に対して一層強固に固着される。ただし、被覆部60は、接着剤等によって支持板部58に接着(固着)されてもよい。
 被覆部60は、支持板部58の大部分を被覆している。被覆部60は、支持板部58のうち第1取付部50及び第2取付部52以外の部分の全体を被覆している。被覆部60は、支持板部58の複数の角部62を被覆する。なお、被覆部60は、第1取付部50と第2取付部52との境界部に位置する角部62に被覆されていない。被覆部60のうち支持板部58の角部62を被覆する部分は、丸みを帯びている。被覆部60のうち支持板部58の第1端部64及び第2端部66を被覆する部分は、丸みを帯びている。また、被覆部60のうち支持板部58の側面を覆う部分は、丸みを帯びている(図4参照)。
 ワーク保持具10は、図2に示すように、複数の第2ねじ部材70を複数の第1挿通孔54に通して複数の第2取付穴36にそれぞれ締め付けることにより接続部材16に対して装着される。図2は、第1取付部50を接続部材16に装着する例を示しているが、ワーク保持具10は、第2取付部52を接続部材16に装着することもできる。ワーク保持具10は、第1取付部50を接続部材16に取り付ける場合と第2取付部52を接続部材16に取り付ける場合とで、ワーク保持具10の向きを90度傾けることができる。
 図1に示すように、カバー17は、一対のフィンガ22と、駆動部18と、一対のワーク保持具10とを覆う。カバー17は、可撓性を有する。カバー17は、例えば、チャック本体14が取り付けられるロボットアーム100に対して係止される。カバー17は、ロボットアーム100に着脱可能である。カバー17は、使い捨て品であってもよいし、リユース品であってもよい。
 カバー17は、透明又は半透明である。すなわち、カバー17は、外側からカバー17の内部が視認できるように透明性を有している。ただし、カバー17は、不透明であっても構わない。カバー17は、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンのような樹脂材料によって構成されている。
 本実施形態では、図5~図8に示すように、チャック装置12は、例えば、密集して配置された複数のワークWを1つずつ挟持して搬送するために使用される。この場合、ワークWの周囲の隙間は狭くなっている。具体的に、チャック装置12は、外形形状の異なる第1ワークW1(図5参照)と第2ワークW2(図8参照)とを1種類のワーク保持具10により挟持して搬送する。
 図5及び図6において、第1ワークW1は、例えば、飲料用の液体が充填された円筒状のペットボトルである。図8において、第2ワークW2は、飲料用の液体が充填された直方体形状の容器である。第1ワークW1の外形形状と第2ワークW2の外形形状とは、互いに大きく異なる。
 第1ワークW1を搬送する場合、図5に示すように、一対のワーク保持具10の保持シート42の間に第1ワークW1が位置するようにチャック装置12を移動させる。この時、ワーク保持具10が薄く形成されているため、互いに隣接する第1ワークW1の隙間にワーク保持具10を簡単に挿入できる。
 続いて、図6に示すように、駆動部18によって一対のフィンガ22を互いに近接する方向に移動させることにより、一対のワーク保持具10の保持シート42を、カバー17を介して第1ワークW1に両側から押し付ける。この時、第1側部44が幅狭であるため、図7に示すように、第1側部44が把持対象の第1ワークW1の周辺部材に当たることを抑制できる。第1ワークW1の周辺部材としては、例えば、把持対象の第1ワークW1に対して第2側部46とは反対方向に隣接する第1ワークW1である。
 図6において、保持シート42は、カバー17を介して第1ワークW1に押し付けられることにより第1ワークW1の外形形状に沿って弾性変形する。これにより、一対のワーク保持具10によって第1ワークW1を安定した姿勢で搬送できる。
 また、第2ワークW2を搬送する場合、上述した第1ワークW1を搬送する方法と同じようにチャック装置12を動作させる。この場合、図8に示すように、駆動部18によって一対のフィンガ22を互いに近接する方向に移動させることにより、一対のワーク保持具10の保持シート42を、カバー17を介して第2ワークW2に両側から押し付ける。この時、第1側部44が幅狭であるため、第1側部44が把持対象の第2ワークW2の周辺部材に当たることを抑制できる。第2ワークW2の周辺部材としては、例えば、把持対象の第2ワークW2に対して第2側部46とは反対方向に隣接する第2ワークW2である。
 保持シート42は、カバー17を介して第2ワークW2に押し付けられることにより第2ワークW2の外形形状(第1ワークW1の外形形状とは異なる形状)に沿って変形する。これにより、一対のワーク保持具10によって第2ワークW2を安定した姿勢で搬送できる。
 このように、本実施形態では、第1ワークW1を搬送する場合と第2ワークW2を搬送する場合とで、ワーク保持具10を取り替える必要がない。換言すれば、第1ワークW1を搬送するための専用のワーク保持具と第2ワークW2を搬送するための専用のワーク保持具との2種類のワーク保持具を準備する必要がない。これにより、部品点数の削減を図ることができると共に搬送準備(ワーク保持具10の装着及び取り外し作業)に要する時間を短縮できる。
 また、一対のフィンガ22と、駆動部18と、一対のワーク保持具10とをカバー17で覆っているため、食品等の防水防塵が必要な環境であっても安心して使用できる。
 また、本実施形態では、ワーク保持具10でワークWを把持する際、ワーク保持具10がカバー17に接触する。しかしながら、被覆部60が支持板部58の大部分(第1取付部50及び第2取付部52以外の部分の全体)に設けられているため、カバー17が硬質な支持板部58に直接当たることが抑制される。つまり、カバー17は、弾性を有する被覆部60に接触する可能性が高い。特に、被覆部60は、支持板部58の角部62を被覆しているため、カバー17が支持板部58の角部62に当たることが抑制される。そのため、カバー17が支持板部58に接触して破けることを抑制できる。さらに、被覆部60のうち支持板部58の角部62を被覆する部分が丸みを帯びている(角部62が直角又は鋭角ではない)ため、カバー17の破れを一層抑制できる。
 また、本実施形態は、以下の効果を奏する。
 本実施形態によれば、保持シート42が第1側部44と第2側部46との間の開口を跨ぐように延在した状態で第1側部44と第2側部46とに固定されているため、ワーク保持具10の構成を簡素にできる。また、可撓性を有する保持シート42がワークWに押し付けられることにより当該ワークWの外形に沿って弾性変形するため、1種類のワーク保持具10によって外形形状の異なる複数のワークWを挟持できる。さらに、第1側部44の幅L1が第1側部44と第2側部46との間隔L2の1/4以下であるため、ワークWを挟持する際に第1側部44が把持対象のワークWの周辺部材に干渉することを抑制できる。
 上記実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
 本発明の一態様は、互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガ(22)の各々に取り付けられてワーク(W)を挟持するワーク保持具(10)であって、U字状の枠部(40)と、前記枠部に固定された可撓性を有する保持シート(42)と、を備え、前記枠部は、互いに離間した状態で平行に配置された第1側部(44)及び第2側部(46)と、前記第1側部と前記第2側部とを繋ぐ連結部(48)と、を有し、前記保持シートは、前記第1側部と前記第2側部との間の開口を跨ぐように延在した状態で前記第1側部と前記第2側部とに固定され、前記第1側部の幅(L1)は、前記第1側部と前記第2側部との間隔(L2)の1/4以下である、ワーク保持具である。
 このような構成によれば、ワーク保持具の構成を簡素にでき、且つ1種類のワーク保持具によって外形形状の異なる複数のワークを挟持できる。また、ワークを挟持する際に第1側部が当該ワークの周囲の部材(例えば、別のワーク等)に干渉することを抑制できる。
(付記2)
 付記1に記載のワーク保持具において、前記保持シートは、前記開口の全体を塞いでもよい。
 このような構成によれば、ワーク保持具に対する保持シートの割合を大きくできる。
(付記3)
 付記1に記載のワーク保持具において、前記第2側部は、前記第1側部よりも幅広であり、前記第2側部には、前記一対のフィンガの1つに取り付け可能な取付部(50)が設けられてもよい。
 このような構成によれば、第1側部を幅狭にしつつ取付部が設けられる第2側部の剛性を高めることができる。
(付記4)
 付記1に記載のワーク保持具において、前記連結部には、前記一対のフィンガの1つに取り付け可能な取付部(52)が設けられてもよい。
 このような構成によれば、第1側部を幅狭にしつつ取付部によってワーク保持具をフィンガに取り付けることができる。
(付記5)
 付記1に記載のワーク保持具において、前記枠部は、前記枠部の形状に沿った形状の支持板部(58)と、前記支持板部を被覆する被覆部(60)と、を有し、前記保持シート及び前記被覆部とは、ゴムを含む材料によって一体成形されてもよい。
 このような構成によれば、保持シートを被覆部によって支持板部に強固に固着できる。
(付記6)
 付記5に記載のワーク保持具において、前記被覆部は、前記支持板部の角部(62)を被覆してもよい。
 このような構成によれば、ワークを把持する際に枠部が把持対象のワークの周辺部材に接触した場合であっても、被覆部が緩衝部材(クッション部材)として機能するため、周辺部材及びワーク保持具が損傷することを抑制できる。
(付記7)
 付記6に記載のワーク保持具において、前記被覆部のうち前記支持板部の角部を被覆する部分は、丸みを帯びてもよい。
 このような構成によれば、周辺部材及びワーク保持具の損傷を一層抑制できる。
(付記8)
 付記5に記載のワーク保持具において、前記支持板部は、金属材料によって構成されてもよい。
 このような構成によれば、枠部の剛性を簡単に高めることができる。
(付記9)
 付記1に記載のワーク保持具において、前記保持シートの厚さは、前記枠部の厚さよりも薄くてもよい。
 このような構成によれば、保持シートをワークの外面に押し付けた時に保持シートを容易に弾性変形させることができる。
(付記10)
 本発明の他の態様は、互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガと、前記一対のフィンガを動かすための駆動部(18)と、前記一対のフィンガの各々に取り付けられてワークを挟持する一対のワーク保持具と、を備えたチャック装置(12)であって、前記一対のワーク保持具の各々は、付記1~9のいずれか1つに記載のワーク保持具である、チャック装置である。
(付記11)
 付記10に記載のチャック装置において、前記一対のフィンガと、前記駆動部と、前記一対のワーク保持具とを覆う可撓性を有するカバー(17)を備えてもよい。
 このような構成によれば、食品等の防水防塵が必要な環境であっても安心して使用できる。
 なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
10…ワーク保持具           12…チャック装置
17…カバー              18…駆動部
22…フィンガ             40…枠部
42…保持シート            44…第1側部
46…第2側部             48…連結部
50…第1取付部(取付部)       52…第2取付部(取付部)
58…支持板部             60…被覆部
62…角部               W…ワーク

Claims (11)

  1.  互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガ(22)の各々に取り付けられてワーク(W)を挟持するワーク保持具(10)であって、
     U字状の枠部(40)と、
     前記枠部に固定された可撓性を有する保持シート(42)と、
     を備え、
     前記枠部は、
     互いに離間した状態で平行に配置された第1側部(44)及び第2側部(46)と、
     前記第1側部と前記第2側部とを繋ぐ連結部(48)と、
     を有し、
     前記保持シートは、前記第1側部と前記第2側部との間の開口を跨ぐように延在した状態で前記第1側部と前記第2側部とに固定され、
     前記第1側部の幅(L1)は、前記第1側部と前記第2側部との間隔(L2)の1/4以下である、ワーク保持具。
  2.  請求項1記載のワーク保持具であって、
     前記保持シートは、前記開口の全体を塞ぐ、ワーク保持具。
  3.  請求項1記載のワーク保持具であって、
     前記第2側部は、前記第1側部よりも幅広であり、
     前記第2側部には、前記一対のフィンガの1つに取り付け可能な取付部(50)が設けられている、ワーク保持具。
  4.  請求項1記載のワーク保持具であって、
     前記連結部には、前記一対のフィンガの1つに取り付け可能な取付部(52)が設けられている、ワーク保持具。
  5.  請求項1記載のワーク保持具であって、
     前記枠部は、
     前記枠部の形状に沿った形状の支持板部(58)と、
     前記支持板部を被覆する被覆部(60)と、
     を有し、
     前記保持シート及び前記被覆部とは、ゴムを含む材料によって一体成形されている、ワーク保持具。
  6.  請求項5記載のワーク保持具であって、
     前記被覆部は、前記支持板部の角部(62)を被覆する、ワーク保持具。
  7.  請求項6記載のワーク保持具であって、
     前記被覆部のうち前記支持板部の角部を被覆する部分は、丸みを帯びている、ワーク保持具。
  8.  請求項5記載のワーク保持具であって、
     前記支持板部は、金属材料によって構成されている、ワーク保持具。
  9.  請求項1記載のワーク保持具であって、
     前記保持シートの厚さは、前記枠部の厚さよりも薄い、ワーク保持具。
  10.  互いに近接及び離間するように一方向に移動する一対のフィンガと、
     前記一対のフィンガを動かすための駆動部(18)と、
     前記一対のフィンガの各々に取り付けられてワークを挟持する一対のワーク保持具と、を備えたチャック装置(12)であって、
     前記一対のワーク保持具の各々は、請求項1~9のいずれか1項に記載のワーク保持具である、チャック装置。
  11.  請求項10記載のチャック装置であって、
     前記一対のフィンガと、前記駆動部と、前記一対のワーク保持具とを覆う可撓性を有するカバー(17)を備える、チャック装置。
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