特開 2025-142795 把持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025142795

(43)【公開日】2025-10-01

(54)【発明の名称】把持装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20250924BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024042356

(22)【出願日】2024-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】丸井 直樹

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直彦

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS04

3C707BS12

3C707DS01

3C707ES03

3C707ES04

3C707ET08

3C707EU03

3C707EU11

3C707EU16

3C707EV03

3C707EV04

3C707EV10

3C707EV27

3C707HS14

3C707HS19

3C707HS27

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT01

3C707LT12

3C707NS07

3C707NS09

3C707NS17

3C707NS24

3C707NS26

(57)【要約】

【課題】段取り替え時に把持する対象のワークの高さが異なる場合でも、簡単に爪の根元から揺動回転軸までの長さを変更することができる把持装置を提供する。
【解決手段】本開示の把持装置６は、ワークＷを把持または解放する複数の爪部２４と、開閉方向に爪部２４を移動させる把持部２２と、爪部２４で把持されたワークＷを開閉方向に平行な回転軸心Ｘ１回りに回転させる回転伝達機構３２とを備えている。回転伝達機構３２は、各爪部２４に取り付けられて爪部２４とともに開閉方向に移動し、爪部２４に対して回転軸心Ｘ１回りに回転可能な回転部３４と、回転部３４を回転駆動させる第２駆動源３６と、回転部３４に連結されて回転部３４とともに開閉方向に移動し、第２駆動源３６の動力を回転部３４に伝達する動力伝達機構と、開閉方向に伸縮可能で、且つ、第２駆動源３６の回転を動力伝達機構３５に伝達する伸縮回転機構３７とを有している。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを把持または解放する複数の爪部と、
前記ワークを把持する把持方向および前記ワークを離す解放方向に前記爪部を移動させる把持部と、
前記爪部で把持された前記ワークを把持方向および解放方向に平行な回転軸心回りに回転させる回転伝達機構と、
を備え、
前記把持部は、前記爪部が取り付けられて把持方向および解放方向に移動する把持機構と、前記把持機構を把持方向および解放方向に移動させる第１駆動源とを有し、
前記回転伝達機構は、
複数の前記爪部の各々に取り付けられて前記爪部とともに把持方向および解放方向に移動し、前記爪部に対して前記回転軸心回りに回転可能な回転部と、
前記回転部を前記回転軸心回りに回転駆動させる第２駆動源と、
少なくとも一つの前記回転部に連結されて前記回転部とともに把持方向および解放方向に移動し、前記第２駆動源の動力を前記回転部に伝達する動力伝達機構と、
前記把持方向および解放方向に伸縮可能で、且つ、前記第２駆動源の回転を前記動力伝達機構に伝達する伸縮回転機構と、を有している把持装置。

【請求項2】

請求項１に記載の把持装置において、前記回転伝達機構と前記爪部が一体化されてサブアッシーを構成し、
前記サブアッシーが、前記把持部に取り付けられている把持装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の把持装置において、前記伸縮回転機構が、
前記第２駆動源の出力軸に連結される第１の回転軸と、
前記動力伝達機構の入口回転体に連結される第２の回転軸と、
前記第１の回転軸の回転を前記第２の回転軸に伝達するとともに、前記第１の回転軸に対して前記第２の回転軸を前記把持方向および解放方向に移動可能に支持する伸縮回転構造体と、を有している把持装置。

【請求項4】

請求項３に記載の把持装置において、前記伸縮回転構造体が、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の一方の軸端部に設けられた筒状の外側部材と、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の他方の軸端部に設けられて、前記外側部材の中空孔に挿通された内側部材と、
前記外側部材と前記内側部材との間に介在されて、前記外側部材の回転を前記内側部材に伝達するとともに、前記第１の回転軸に設けられた部材に対して前記第２の回転軸に設けられた部材を前記把持方向および解放方向に移動可能に支持する転動体と、
を有している把持装置。

【請求項5】

請求項３に記載の把持装置において、前記伸縮回転構造体が、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の一方に設けられて、前記把持機構の開閉幅よりも軸方向寸法が長い第１の歯車と、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の他方に設けられ、前記第１の歯車と噛み合って、前記第１の歯車の回転が伝達されるとともに、前記第１の歯車に対して前記把持方向および解放方向に移動可能な第２の歯車と、
を有している把持装置。

【請求項6】

請求項１または２に記載の把持装置において、前記第２駆動源がモータである把持装置。

【請求項7】

請求項１または２に記載の把持装置において、前記動力伝達機構が、帯状の無端動力伝達部材を有している把持装置。

【請求項8】

請求項１または２に記載の把持装置において、前記動力伝達機構が、両端部に傘歯車が設けられたロッドを有している把持装置。

【請求項9】

請求項１または２に記載の把持装置において、前記動力伝達機構が、複数の平歯車を有している把持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械部品、電子部品等のワークを把持する把持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多関節ロボット等の先端に設置されたハンドにおいて、爪を直線方向に開閉することでワークを把持し、爪で把持した状態でワークの姿勢を変更するものがある（例えば、特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５６１７５１２号公報

【特許文献2】特許６０２９５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のハンドは、爪の開閉方向に延びるシャフトに回転可能にナットが設けられ、このナットを介して爪に回転を伝達することで、ワークを把持したまま爪を揺動させている。特許文献２のハンドは、爪の開閉方向に延びるボールねじにナットが螺合され、このナットを介して爪に回転を伝達することで、ワークを把持したまま爪を揺動させている。このように、特許文献１および２のハンドでは、ワークを把持する機構と、把持したワークの姿勢を変更する機構とが一体になっている。そのため、例えば、段取り替え時に把持する対象のワークの高さが異なる場合、爪の根元から揺動回転軸までの長さを簡単に変更することができなかった。

【0005】

本発明の目的は、段取り替え時に把持する対象のワークの高さが異なる場合でも、簡単に爪の根元から揺動回転軸までの長さを変更することができる把持装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の把持装置は、
ワークを把持または解放する複数の爪部と、
前記ワークを把持する把持方向および前記ワークを離す解放方向に前記爪部を移動させる把持部と、
前記爪部で把持された前記ワークを把持方向および解放方向に平行な回転軸心回りに回転させる回転伝達機構と、
を備え、
前記把持部は、前記爪部が取り付けられて把持方向および解放方向に移動する把持機構と、前記把持機構を把持方向および解放方向に移動させる第１駆動源とを有し、
前記回転伝達機構は、
複数の前記爪部の各々に取り付けられて前記爪部とともに把持方向および解放方向に移動し、前記爪部に対して前記回転軸心回りに回転可能な回転部と、
前記回転部を前記回転軸心回りに回転駆動させる第２駆動源と、
少なくとも一つの前記回転部に連結されて前記回転部とともに把持方向および解放方向に移動し、前記第２駆動源の動力を前記回転部に伝達する動力伝達機構と、
前記把持方向および解放方向に伸縮可能で、且つ、前記第２駆動源の回転を前記動力伝達機構に伝達する伸縮回転機構と、を有している。

【0007】

この構成によれば、把持部の把持機構に取り付けられた爪部の先端に、回転伝達機構の回転部が別途設けられており、回転部が、爪部の把持方向および解放方向に平行な回転軸心回りにワークを回転させる。把持機構は第１駆動源の動力で移動し、回転部は第２駆動源の動力で回転する。つまり、把持機構と回転部は独立して設けられている。これにより、段取り替え時に把持する対象のワークの高さが異なる場合であっても、爪部およびこれに支持された回転伝達機構の交換で済み、把持部を変更する必要はない。その結果、爪部の根元から回転軸までの長さを簡単に変更することができる。

【0008】

また、第２駆動源が、把持部の把持機構とともに把持方向および解放方向に移動しない。そのため、把持方向および解放方向に対する負荷が小さくなるから、把持機構が高速に動作可能となる。さらに、把持部全体ではなく回転部のみを回転させるので、回転対象がワークと回転部のみとなり、回転対象の重量および慣性モーメントが小さくなる。その結果、回転部の高速回転および第２駆動源の低トルク化が可能となり、第２駆動源の小型化、軽量化を図ることができる。

【0009】

本発明において、前記回転伝達機構と前記爪部が一体化されてサブアッシーを構成し、前記サブアッシーが前記把持部に取り付けられていてもよい。具体的には、回転部、爪部、動力伝達機構、伸縮回転機構および第２駆動源が一体化されている。この構成によれば、回転伝達機構を有する爪部を既存の把持部に適用できる。特に、把持機構のサイズ、爪部の長さに対応しやすいので、汎用性が高い。

【0010】

本発明において、前記伸縮回転機構が、前記第２駆動源の出力軸に連結される第１の回転軸と、前記動力伝達機構の入口回転体に連結される第２の回転軸と、前記第１の回転軸の回転を前記第２の回転軸に伝達するとともに、前記第１の回転軸に対して前記第２の回転軸を前記把持方向および解放方向に移動可能に支持する伸縮回転構造体とを有していてもよい。

【0011】

この場合、前記伸縮回転構造体が、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の一方の軸端部に設けられた筒状の外側部材と、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の他方の軸端部に設けられて前記外側部材の中空孔に挿通された内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間に介在されて、前記外側部材の回転を前記内側部材に伝達するとともに、前記第１の回転軸に設けられた部材に対して前記第２の回転軸に設けられた部材を前記把持方向および解放方向に移動可能に支持する転動体とを有していてもよい。この構成によれば、回転方向に対しては回転トルクを確実に伝達することができ、伸縮方向に対しては抵抗が小さくスムーズに移動可能である。

【0012】

また、これに代えて、前記伸縮回転構造体が、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の一方に設けられて前記把持機構の開閉幅よりも軸方向寸法が長い第１の歯車と、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の他方に設けられ、前記第１の歯車と噛み合って、前記第１の歯車の回転が伝達されるとともに、前記第１の歯車に対して前記把持方向および解放方向に移動可能な第２の歯車とを有していてもよい。この構成によれば、少ない部品点数で、回転方向に対しては回転トルクを確実に伝達することができ、伸縮方向に移動可能である。

【0013】

本発明において、前記第２駆動源がモータであってもよい。この構成によれば、ワークの姿勢を任意の傾きに容易に変更することができる。

【0014】

本発明において、前記動力伝達機構が、帯状の無端動力伝達部材を有していてもよい。帯状の無端動力伝達部材は、例えば、タイミングベルト、ドライブチェーンである。この構成によれば、第２駆動源から回転部までの長さを容易に変更できるので、第２駆動源の配置の自由度が高くなる。

【0015】

本発明において、前記動力伝達機構が、両端部に傘歯車が設けられたロッドを有していてもよい。この構成によれば、第２駆動源から回転部までの長さを容易に変更できるので、第２駆動源の配置の自由度が高くなる。

【0016】

本発明において、前記動力伝達機構が、前記動力伝達機構が、複数の平歯車を有していてもよい。この構成によれば、平歯車の径や数を変更することで、回転部の回転数や回転部までの距離を調整できるので、第２駆動源の容量、配置等の自由度が高くなる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の把持装置によれば、段取り替え時に把持する対象のワークの高さが異なる場合であっても、爪部の根元から回転軸までの長さを簡単に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係る把持装置を備えたピッキングシステムを示す斜視図である。

【図2A】同把持装置を示す正面図である。

【図2B】図２Ａの同把持装置をIIB方向から見た側面図である。

【図3】同把持装置を示す縦断面図である。

【図4A】同把持装置の伸縮回転機構を示す斜視図である。

【図4B】同伸縮回転機構を示す側面図である。

【図4C】図４ＢのIVC－IVC線に沿った断面図である。

【図5】同把持装置の伸縮回転機構の変形例を示す正面図である。

【図6】同把持装置の第１変形例を示す正面図である。

【図7】同把持装置の第２変形例を示す正面図である。

【図8A】同把持装置の第３変形例を示す正面図である。

【図8B】同把持装置を示す側面図である。

【図9】同把持装置の第４変形例を示す正面図である。

【図10】同把持装置の爪部を拡大して示す正面図である。

【図11】本発明の第１実施形態に係る把持装置を備えた別のピッキングシステムを示す側面図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係る把持装置を示す斜視図である。

【図13】従来の把持装置を備えたピッキングシステムを示す斜視図である。

【図14】同ピッキングシステムでワークの表裏を反転させる反転工程を示す斜視図である。

【図15】従来の把持装置を備えた別のピッキングシステムを示す側面図である。

【図16】同ピッキングシステムの把持装置を拡大して示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、図１は本発明の第１実施形態に係る把持装置を備えたピッキングシステムＳＹを示す斜視図である。

【0020】

［第１実施形態］
［システム全体］
図１に示すように、ピッキングシステムＳＹは、第１のコンベア２により搬送されたワークＷを、ロボット４および把持装置の一種であるハンド６によってピックアップして次工程の第２のコンベア３に供給する。詳細には、ピッキングシステムＳＹは、ワークＷを搬送する第１のコンベア２と、第１のコンベア２から第２のコンベア３にワークＷを搬送するロボット４と、ロボット４のアーム１０の先端に取り付けられたハンド６とを備えている。本発明のハンド６は、ワークＷを第２のコンベア３に置く際、ワークＷの向きを揃える。

【0021】

本実施形態では、ワークＷは、矩形の板状の部材である。ただし、ワークＷは、これに限定されず、例えば、機械部品、電子部品、プラスチック部品、薬品、医療品、食料品、雑貨類等であってもよい。以下の説明において、ワークＷ上の「Ｆ」は表面を表し「Ｂ」は裏面を表す。

【0022】

第１のコンベア２、第２のコンベア３、ロボット４およびハンド６は、制御装置１２により同期制御される。具体的には、第１のコンベア２上のワークＷの位置および姿勢がワーク検出手段（図示せず）により検出され、検出された位置にロボット４のアーム１０が移動し、検出された姿勢に応じた角度でハンド６がワークＷを把持する。さらに、ワークＷの向きを揃えた後、ロボット４のアーム１０が第２のコンベア３に移動し、ハンド６がワークＷを離す。以降、この動作が繰り返される。

【0023】

［ロボット］
本実施形態のロボット４は、複数のアーム１０を有し、複数の回転軸周りにアーム１０が回動する多関節ロボットである。ロボット４は、第１のコンベア２と、第２のコンベア３との間を往復旋回する。本実施形態のロボット４は、床面に固定された基体部２０と、３つの第１～３のアーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとを有している。

【0024】

基部２０は、その軸心ＡＸ１が鉛直方向に延びる円柱形状の部材である。基部２０は、床面に対して、第１の回転軸心ＡＸ１回りに旋回自在に連結されている。本実施形態では、第１の回転軸心ＡＸ１は、基部２０の軸心ＡＸ１に一致している。

【0025】

第１のアーム１０Ａは、直線状に延びる棒状の部材で、基端部１０Ａａが基体部２０の上部に、水平方向の第２の回転軸心ＡＸ２回りに旋回自在に連結されている。第２のアーム１０Ｂは、直線状に延びる棒状の部材で、基端部１０Ｂａが、第１のアーム１０Ａの先端部１０Ａｂに、水平方向の第３の回転軸心ＡＸ３回りに旋回自在に連結されている。第２のアーム１０Ｂは、第１のアーム１０Ａの先端部１０Ａｂに対して水平方向の第４の回転軸心ＡＸ４回りに回動自在である。

【0026】

第３のアーム１０Ｃは、直線状に延びる棒状の部材で、第２のアーム１０Ｂの先端部１０Ｂｂに水平方向の第５の回転軸心ＡＸ５回りに旋回自在に連結されている。第３のアーム１０Ｃは、第２のアーム１０Ｂの先端部１０Ｂｂに対して鉛直方向の第６の回転軸心ＡＸ６回りに回動自在である。第３のアーム１０Ｃの下端１０Ｃａに、前記ハンド６が取り付けられている。

【0027】

基部２０および各アーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、アクチュエータ（図示せず）により駆動される。アクチュエータは、例えば、電動モータであるが、これに限定されない。本実施形態では、ロボット４は、床面に固定されているが、固定されていなくてもよい。また、ロボット４は、本実施形態の構造に限定されず、任意の作業用ロボットを適用できる。

【0028】

［ハンド］
図２Ａおよび図２Ｂを用いてハンド６の構成を説明する。上述のように、ハンド６は、ワークＷを把持する把持装置の一種である。ハンド６は、第１のコンベア２（図１）上のワークＷをピックアップし、第２のコンベア３（図１）上にワークＷを置く。図２Ａに示すように、ハンド６は、ワークＷを把持または解放する複数の爪部２４と、ワークＷを把持する把持方向Ｄ１およびワークＷを離す解放方向に爪部２４を移動させる把持部２２とを有している。

【0029】

把持部２２は、爪部２４が取り付けられて把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に移動する把持機構２６と、把持機構２６を把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に移動させる第１駆動源２８とを有している。詳細には、把持部２２は箱型の把持部本体３０を有しており、把持部本体３０の内部に第１駆動源２８が収納されている。

【0030】

把持機構２６は、把持部本体３０から突出するように設けられ、第１駆動源２８の動力により、把持部本体３０に対して把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に相対移動する。本実施形態では、把持機構２６は２つ設けられている。把持機構２６の数はこれに限定されず、例えば、３つ以上であってもよい。

【0031】

本実施形態では、把持機構２６が閉じることで（閉方向に移動することで）、ワークＷが爪部２４で把持される。すなわち、本実施形態では、ワークＷを把持する把持方向Ｄ１が閉方向で、ワークＷを離す解放方向Ｄ２が開方向である。以下の説明において、把持方向Ｄ１を閉方向Ｄ１といい、解放方向Ｄ２を開方向といい、「把持方向および解放方向」を「開閉方向」という。

【0032】

第１駆動源２８は、例えば、圧縮空気により駆動されるエアシリンダである。ただし、第１駆動源２８は、これに限定されず、油圧アクチュエータ、電動モータ等であってもよい。本実施形態では、１つの第１駆動源２８で２つの把持機構２６を駆動している。ただし、各把持機構２６に第１駆動源２８を設けてもよい。

【0033】

ハンド６は、さらに、ワークＷを回転させる回転伝達機構３２を備えている。回転伝達機構３２は、爪部２４で把持されたワークＷを開閉方向に平行な回転軸心Ｘ１回りに回転させる。回転伝達機構３２は、爪部２４に対して回転軸心Ｘ１回りに回転可能な回転部３４と、回転部３４を回転軸心Ｘ１回りに回転駆動させる第２駆動源３６とを有している。

【0034】

回転伝達機構３２は、さらに、第２駆動源３６の動力を回転部３４に伝達する動力伝達機構３５と、第２駆動源３６の回転を動力伝達機構３５に伝達する伸縮回転機構３７とを有している。つまり、第２駆動源３６の回転は、伸縮回転機構３７および動力伝達機構３５を介して回転部３４に伝達される。

【0035】

本実施形態の第２駆動源３６はモータである。第２駆動源３６は、モータに限定されず、例えば、ばねを用いて機械的に回転させる構造、エアシリンダのような空気圧を利用した構造、油圧アクチュエータのような油圧を利用した構造等を用いることができる。第２駆動源３６としてモータが用いられる場合、空圧や油圧と比較してワークＷの姿勢を任意の傾きに容易に変更することができる。

【0036】

また、第１駆動源２８が空気圧を利用した構造で、第２駆動源３６が電気を利用した構造というように、第１駆動源２８と第２駆動源３６の構造が異なっていてもよく、同じ構造であってもよい。さらに、本実施形態では、２つの爪部２４の一方にのみ第２駆動源３６の動力が供給されているが、両方に供給されてもよい。

【0037】

第２駆動源３６は、把持部２２の把持部本体３０に固定されており、把持機構２６とともに開閉方向に移動しない。また、第２駆動源３６が把持部２２の把持機構２６とともに開閉方向に移動しないので、開閉方向に対する負荷が小さくなる。そのため、把持機構２６が高速に動作可能となる。また、第２駆動源３６の動力で回転させる対象が、ワークＷと回転部３４のみとであるから、慣性モーメントが小さくなり高速回転が可能となる。

【0038】

回転部３４は、複数の爪部２４の各々に取り付けられ、爪部２４とともに開閉方向に移動する。本実施形態では、回転部３４は、爪部２４の先端に設けられている。図３に示すように、回転部３４は、円盤状の回転部本体３８と、回転部本体３８の端面から開方向に延びる軸体４０とを有している。回転部本体３８の中心線と軸体４０の中心軸は一致している。また、本実施形態の一対の回転部３４，３４は、中心軸が一致している。

【0039】

本実施形態の回転部３４は、金属製である。ただし、回転部３４の材質は、これに限定されず、例えば、樹脂製であってもよい。また、回転部３４の回転部本体３８の閉方向を向く把持面３４ａに、ゴムシート、ゴム製の凹凸等を設けてもよい。これにより、ワークＷを把持する際、あるいは把持したワークＷを回転させる際に、ワークＷが滑るのを防ぐことができる。

【0040】

爪部２４の先端部に、開閉方向を向く貫通孔２４ａが設けられている。本実施形態では、この貫通孔２４ａに、転がり軸受４２を介して回転部３４の軸体４０が挿通されている。これにより、回転部３４が爪部２４に回転自在に支持されている。貫通孔２４ａの軸心は、回転部３４の中心軸に一致する。つまり、貫通孔２４ａの軸心が、回転部３４の回転軸心Ｘ１に一致する。本実施形態では、転がり軸受４２が用いられているが、転がり軸受以外の軸受であってもよく、滑り軸受であってもよい。

【0041】

図２Ａに示すように、一方の回転部３４の軸体４０の先端に、動力伝達機構３５が接続されている。動力伝達機構３５は、回転部３４に連結されて、回転部３４とともに把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に移動する。第２駆動源３６が接続されない他方の回転部３４の軸体４０の先端には、抜け止め部材４５が取り付けられている。抜け止め部材４５は、例えば、ナットである。本実施形態では、動力伝達機構３５は一方の回転部３４に連結されているが、動力伝達機構３５は、少なくとも一つの回転部３４に連結されていればよく、複数の回転部３４に連結されてもよい。また、本実施形態では、動力伝達機構３５として、帯状の無端動力伝達部材５０、詳細には、タイミングベルトが用いられている。無端動力伝達部材５０は、ドライブチェーンであってもよい。

【0042】

タイミングベルト５０は、伸縮回転機構３７と回転部３４の間に設けられている。爪部２４の開閉方向の外側を向く面に、一次側プーリ５２ａと二次側プーリ５２ｂが配置されている。これら一次側プーリ５２ａと二次側プーリ５２ｂにタイミングベルト５０が掛け渡されている。二次側プーリ５２ｂは、回転部３４の回転軸Ｘ１と同軸に配置され、回転部３４の軸体４０に連結されている。

【0043】

一次側プーリ５２ａは、伸縮回転機構３７に連結されている。伸縮回転機構３７は、第２駆動源３６と動力伝達機構３５の間に配置され、把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に伸縮可能である。つまり、伸縮回転機構３７は、第２駆動源３６の回転を動力伝達機構３５に伝達するとともに、第２駆動源３６に対して把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に移動する。

【0044】

詳細には、伸縮回転機構３７は、第２駆動源３６の出力軸３６ａに連結される第１の回転軸４４と、動力伝達機構３５の一次側プーリ５２ａに連結される第２の回転軸４６と、第１の回転軸４４と第２の回転軸４６との間に設けられた伸縮回転構造体４８とを有している。つまり、本実施形態では、動力伝達機構３５の一次側プーリ５２ａが、第２の回転軸４６が連結される動力伝達機構３５の入口回転体を構成する。

【0045】

図４Ｂに示すように、伸縮回転構造体４８は、第１の回転軸４４の回転を第２の回転軸４６に伝達するとともに、第１の回転軸４４に対して第２の回転軸４６を把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に移動可能に支持する。

【0046】

詳細には、図４Ａに示すように、伸縮回転構造体４８は、筒状の外側部材５４と、外側部材５４の中空孔５４ｃに挿通された内側部材５６と、外側部材５４と内側部材５６との間に介在された転動体５８とを有している。本実施形態では、転動体５８は、周方向に並んだ８個の球である。ただし、転動体５８の形状、数は、これに限定されない。

【0047】

本実施形態では、外側部材５４は、一端側（図４Ｃの左端側）が閉塞されて他端側が開口した有底の円筒状であり、一端側の底部５４ａに第１の回転軸４４の軸端部が連結されている。本実施形態では、第１の回転軸４４と外側部材５４は、不可分一体に形成されている。換言すれば、第１の回転軸４４の軸端部に、外側部材５４が設けられている。つまり、第１の回転軸４４の一端部が第２駆動源３６の回転軸３６ａに接続され、他端部が外側部材５４に接続されている。したがって、外側部材５４は、把持部２２（図２Ａ）に対して、第２駆動源３６の回転軸３６ａの軸心Ｘ２回りに回転可能である。

【0048】

図４Ｃに示すように、外側部材５４の内周面に、軸方向に延びる溝５４ｂが形成されている。溝５４ｂは、周方向に並んで複数設けられている。本実施形態では、溝５４ｂは、転動体５８と同数、すなわち、８つ設けられている。

【0049】

図４Ａに示すように、本実施形態では、内側部材５６は、円柱形状であり、一端面（図４Ｃの右端面）に第２の回転軸４６の軸端部が連結されている。本実施形態では、第２の回転軸４６と内側部材５６は、不可分一体に形成されている。換言すれば、第２の回転軸４６の軸端部に、内側部材５６が設けられている。内側部材５６における軸方向中間部の外径面に、周方向に延びる円周溝５６ａが形成されている。

【0050】

図４Ｃに示すように、内側部材５６の外径は、外側部材５４の内径よりも若干小さく、第２の回転軸４６の外径よりも大きく設定されている。外側部材５４の内径面と、内側部材５６の外径面との間に、転動体５８が配置されている。つまり、外側部材５４の回転が、転動体５８を介して内側部材５６に伝達される。換言すれば、内側部材５６は、転動体５８を介して回転自在に外側部材５４に接続されている。

【0051】

詳細には、転動体５８は、内側部材５６の円周溝５６ａと、外側部材５４の溝５４ｂとの間に配置されている。転動体５８は、外側部材５４の各溝５４ｂに沿って軸方向（開閉方向）に移動可能である。つまり、内側部材５６は、把持部２２（図２Ａ）に対して、第２駆動源３６の回転軸３６ａの軸心Ｘ２回りに回転可能であるとともに、開閉方向に平行な方向に移動可能である。

【0052】

第２の回転軸４６の他方の端部は、回転伝達機構３２の動力伝達部材３５に接続されている。つまり、第２の回転軸４６の一端部が内側部材５６に接続され、回転伝達機構３２の動力伝達機構３５の入口回転体（一次側プーリ）５２ａに接続されている。

【0053】

第１および第２の回転軸４４，４６、外側部材５４および内側部材５６は、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。また、外側部材５４と内側部材５６との隙間にグリースなどの潤滑剤を封入してもよい。その場合、グリースが外部に漏れないように、外側部材５４の開口端部にシール部材を設けてもよい。

【0054】

このような伸縮回転機構３７を設けることにより、図２Ａにおいて、第１回転軸４４および外側部材５４が第２駆動源３６の回転軸３６ａの軸心Ｘ２回りに回転し、転動体５８（図４Ａ）を介して第２の回転軸４６および内側部材５６が回転する。さらに、第２の回転軸４６および内側部材５６は、把持機構２６の開閉に伴って把持機構２６の開閉方向に平行な方向に移動する。これにより、把持機構２６が開閉しても、爪部２４の先端の回転部３４に回転動力が伝達できる。

【0055】

本実施形態では、第１の回転軸４４の軸端部に外側部材５４が設けられ、第２の回転軸４６の軸端部に内側部材５６が設けられているが、第１の回転軸４４の軸端部に内側部材５６が設けられ、第２の回転軸４６の軸端部に外側部材５４が設けられてもよい。

【0056】

本実施形態では、回転伝達機構３２と爪部２４が一体化されてサブアッシーを構成している。具体的には、回転部３４、爪部２４、動力伝達機構３５、伸縮回転機構３７および第２駆動源３６が一体化されている。この一体化されたサブアッシーが、把持部２２に取り付けられている。これにより、本実施形態の回転伝達機構３２を有する爪部２４を、既存の把持部にも適用できる。特に、把持機構２６のサイズ、爪部２４の長さに対応しやすいので、汎用性が高い。

【0057】

換言すれば、本実施形態では、回転伝達機構３２と爪部２４が、一体化されたモジュールを構成している。具体的には、回転部３４、爪部２４、タイミングベルト５０、各プーリ５２ａ，５２ｂ、第１および第２回転軸４４，４６、外側部材５４、内側部材５６、転動体５８および第２駆動源３６がモジュール化されている。

【0058】

把持装置６がワークＷを把持する際、第１駆動源２８が駆動して、把持機構２６および、これに固定された爪部２４を把持方向Ｄ１に移動させる。このとき、把持部本体３０に固定された第２駆動源３６と、第２駆動源３６に連結された伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４および外側部材５４は、把持方向Ｄ１に移動しない。

【0059】

一方、伸縮回転機構３７において、転動体５８を介して外側部材５４と開閉方向に移動自在に連結された内側部材５６および第２の回転軸４６は把持方向Ｄ１に移動する。さらに、第２の回転軸４６に連結された回転伝達機構３２、および回転伝達機構３２に連結された回転部３４も把持方向Ｄ１に移動する。

【0060】

把持装置６がワークＷを把持した状態で第２駆動源３６が駆動すると、図４Ｃの第１回転軸４４および外側部材５４が回転する。外側部材５４が回転すると、転動体５８を介して内側部材５６および第２回転軸４６が回転する。

【0061】

第２回転軸４６が回転すると、図２Ａの上流側プーリ５２ａが回転し、この回転がタイミングベルト５０を介して下流側プーリ５２ｂに伝達されて下流側プーリ５２ｂが回転する。下流側プーリ５２ｂが回転すると、これに連結された一方の回転部３４が回転し、この回転がワークＷを介して他方の回転部３４にも伝わり、他方の回転部３４も回転する。つまり、ワークＷが回転軸心Ｘ１周りに回転する。これにより、ワークＷの姿勢を変更できる。

【0062】

把持装置６がワークＷを解放する際、第１駆動源２８が駆動して、把持機構２６および、これに固定された爪部２４を解放方向Ｄ２に移動させる。このとき、ワークＷを把持するときと同様に、第２駆動源３６、伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４および外側部材５４は解放方向Ｄ２に移動せず、伸縮回転機構３７の内側部材５６および第２の回転軸４６および回転部３４は解放方向Ｄ２に移動する。

【0063】

一般的に２つ爪部２４を有する把持装置６は、把持するワークＷの大きさに応じて、把持部２２自体のサイズ、開閉ストローク、爪部２４の長さ等を変更する必要がある。図１３は、従来のピッキングシステムＳＹ１を示す。このピッキングシステムＳＹ１の把持装置１００は、本実施形態の把持装置（ハンド）６から回転伝達機構３２を省略した構造である。

【0064】

従来の把持装置１００では、把持したワークＷの姿勢を変更するためには、ロボット４の各アーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを動作させる必要がある。特にワークＷの表裏を反転させる場合には、仮置台１０２を用意して、仮置台１０２にワークＷを一度置いてから持ち替える工程が必要であった。図１４にワークＷの表裏を反転させる工程を示す。

【0065】

図１４の（ａ）第１工程では、第１のコンベア２でワークＷはランダムな姿勢で流れてくる。そのワークＷをカメラなどで姿勢と表裏を判別して、ロボット４（図１３）に設置した把持装置１００で把持する。つぎに、図１４の（ｂ）第２工程では、把持したワークＷを仮置台１０２に一度置く。つづいて、図１４の（ｃ）第３工程では、把持装置１００の姿勢を変更して、反対方向から把持装置１００でワークＷを把持し直す。最後に、図１４の（ｄ）第４工程では、把持し直したワークＷを第２のコンベア３に向きを揃えて置く。

【0066】

ここで、第１のコンベア２上のワークＷに対して、上方からではなく水平方向からアプローチすれば、第２および第３工程のようなワークＷを把持し直す必要がない場合もある。ただし、この場合、ロボット４と第１のコンベア２との間に大きなスペースが必要となる。また、ワークＷの向きによっては、水平方向からアプローチすると、把持できないこともある。

【0067】

［作用効果］
上述の本実施形態の構成によれば、図２Ａに示すように、把持部２２の把持機構２６に取り付けられた爪部２４の先端に、回転伝達機構３２の回転部３４が別途設けられており、回転部３４が、爪部２４の把持方向Ｄ１および解放方向Ｄ２に平行な回転軸心Ｘ１回りにワークＷを回転させる。把持機構２６は第１駆動源２８の動力で移動し、回転部３４は第２駆動源３６の動力で回転する。つまり、把持機構２６と回転部３４は独立して設けられている。これにより、段取り替え時に把持する対象のワークＷの高さが異なる場合であっても、爪部２４およびこれに支持された回転伝達機構３２の交換で済み、把持部２２を変更する必要はない。その結果、爪部２４の根元から第２駆動源３６の回転軸までの長さを簡単に変更することができる。

【0068】

また、第２駆動源３６が、把持部２２の把持機構２６とともに開閉方向に移動しない。そのため、開閉方向に対する負荷が小さくなるから、把持機構２６が高速に動作可能となる。さらに、把持部２２全体ではなく回転部３４のみを回転させるので、回転対象がワークＷと回転部３４のみとなり、回転対象の重量および慣性モーメントが小さくなる。その結果、回転部３４の高速回転および第２駆動源３６の低トルク化が可能となり、第２駆動源３６の小型化、軽量化を図ることができる。

【0069】

上記構成によれば、図１に示すワークＷを把持した後、回転部３４によりワークＷを回転させることで、把持し直すことなくワークＷの表裏を反転することができる。これにより、図１４に示す（ｂ）第２工程と（ｃ）第３工程が省略可能となり、搬送時間を短縮できる。また、ワークＷの姿勢を変更するための仮置き台１０２も不要となり、省スペース化も実現できる。

【0070】

さらに、図１３に示す従来構造の場合、ワークＷの表裏を反転させるためにワークＷを把持し直す際に、多関節ロボット４の各アーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが大きく動く必要がある。そのため、ロボット４の動作に時間がかかってしまううえに、周辺物との干渉を考慮しなければならない。本実施形態によれば、把持し直すことなくワークＷの表裏を反転することができるので、これらの課題を解決できる。また、図２Ａに示す爪部２４の先端に設置した回転部３４でワークＷを回転させるので、把持機構２６を含む爪部２４全体を回転させるよりも慣性モーメントが小さくなる。そのため、ワークＷをより高速に回転させることができる。

【0071】

本実施形態において、回転伝達機構３２と爪部２４が一体化されてサブアッシーを構成し、このサブアッシーが把持部２２に取り付けられている。具体的には、回転部３４、爪部２４、動力伝達機構３５、伸縮回転機構３７および第２駆動源３６が一体化されている。この構成によれば、回転伝達機構３２を有する爪部２４を既存の把持部に適用できる。特に、把持機構２６のサイズ、爪部２４の長さに対応しやすいので、汎用性が高い。

【0072】

本実施形態において、伸縮回転機構３７が、第２駆動源３６の出力軸３６ａに連結される第１の回転軸４４と、動力伝達機構３５の入口回転体５２ａに連結される第２の回転軸４６と、第１の回転軸４４の回転を第２の回転軸４６に伝達する伸縮回転構造体４８とを有している。伸縮回転構造体４８は、第１の回転軸４４に対して第２の回転軸４６を開閉方向に移動可能に支持する。具体的には、伸縮回転構造体４８は、第１の回転軸の軸端部に設けられた筒状の外側部材５４と、第２の回転軸４６の軸端部に設けられて外側部材５４の中空孔に挿通された内側部材５６と、外側部材５４と内側部材５６との間に介在された転動体５８とを有している。転動体５８は、外側部材５４の回転を内側部材５６に伝達するとともに、外側部材５４に対して内側部材５６を開閉方向に移動可能に支持する。この構成によれば、回転方向に対しては回転トルクを確実に伝達することができ、伸縮方向に対しては抵抗が小さくスムーズに移動可能である。

【0073】

本実施形態において、第２駆動源３６が電動モータである。第２駆動源３６を電動モータで構成することにより、ワークＷの姿勢を任意の傾きに容易に変更することができる。ワークＷの表裏を反転するだけでなく、ワークＷの傾きを自由に変えられるので、例えば、ワークＷが平板ではなく傾いて運ばれてくる場合や、把持用の切り欠きがある場合のような、爪部２４の角度がワークＷに対して所定の角度に傾斜していた方がよい場合にも対応可能となる。さらに、ワークＷを把持した後、所定の角度でワークＷを設置しないといけない場合にも対応しやすい。

【0074】

本実施形態において、動力伝達機構３５がタイミングベルト５０を有している。この構成によれば、第２駆動源３６から回転部３４までの長さを容易に変更できるので、第２駆動源３６の配置の自由度が高くなる。

【0075】

図５は、伸縮回転機構３７Ａの伸縮回転構造体４８Ａの変形例を示す。図５に示す伸縮回転機構３７Ａの伸縮回転構造体４８Ａは、第１の回転軸４４に設けられた軸方向寸法が長い第１の歯車６０と、第２の回転軸４６に設けられた第１の回転軸４４より軸方向寸法が短い第２の歯車６２とを有している。

【0076】

第１の歯車６０の軸方向寸法は、把持機構２６（図２Ａ）の開閉幅、すなわち開閉方向の移動量よりも長く設定されている。第１の回転軸４４および第１の歯車６０は、把持部本体３０（図２Ａ）に対して、第２駆動源３６の回転軸回りに回転可能である。また、第１の回転軸４４および第１の歯車６０は、開閉方向に移動しない。

【0077】

第２の歯車６２が第１の歯車６０と噛み合うことで、第２の歯車６２および第２の回転軸４６に第１の歯車６０の回転が伝達されるとともに、第２の歯車６２および第２の回転軸４６が開閉方向（軸方向）に移動可能である。

【0078】

この構成によれば、第２駆動源３６の回転により第１の回転軸４４および第１の歯車６０が回転軸回りに回転し、両歯車６０，６２の噛合いによって第２の歯車６２および第２の回転軸４６が回転する。また、第２の歯車６２および第２の回転軸４６は、図２Ａの把持機構２６の開閉に伴って、第１および第２の歯車６０，６２の噛合いにより開閉方向に平行な方向に移動する。したがって、把持機構２６が開閉しても、爪部２４の先端の回転部３４に回転動力を伝達できる。このように、図５の変形例によれば、少ない部品点数で、回転方向に対しては回転トルクを確実に伝達することができ、伸縮方向に移動可能である。

【0079】

図５では、第１の回転軸４４に軸方向寸法が長い第１の歯車６０が設けられ、第２の回転軸４６に第２の歯車６２が設けられているが、第２の回転軸４６に軸方向寸法が長い第１の歯車６０が設けられ、第１の回転軸４４に第２の歯車６２が設けられてもよい。

【0080】

図６は、本実施形態の第１変形例に係る把持装置（ハンド）６Ａを示す。第１変形例では、動力伝達機構３５が、両端部に傘歯車６４が設けられたロッド６５を有している。傘歯車６４は、“すぐば歯車”であってもよく、“はすば歯車”であってもよい。

【0081】

ロッド６５が、第２駆動源３６の回転軸心Ｘ２と回転部３４の回転軸心Ｘ１との間を、両軸心Ｘ１，Ｘ２と直交する方向に延びている。傘歯車６４は、第２駆動源３６側の一次側傘歯車６４ａと、回転部３４側の二次側傘歯車６４ｂとを有している。

【0082】

伸縮回転機構３７の第２の回転軸４６の先端に駆動側傘歯車６６が設けられ、駆動側傘歯車６６と一次側傘歯車６４ａが噛み合っている。駆動側傘歯車６６は、第２駆動源３６の回転軸Ｘ２と同軸に配置され、伸縮回転機構３７を介して第２駆動源３６の回転が伝達されている。つまり、第１変形例では、一次側傘歯車６４ａが、伸縮回転機構３７の第２の回転軸４６が連結される動力伝達機構３５の入口回転体を構成する。

【0083】

回転部３４の軸体４０の先端に従動側傘歯車６８が設けられ、従動側傘歯車６８と二次側傘歯車６４ｂが噛み合っている。従動側傘歯車６８は、回転部３４の回転軸Ｘ１と同軸に配置され、回転伝達機構３２を介して第２駆動源３６の回転が伝達されている。これにより、第２駆動源３６の動力が回転部３４に伝達される。

【0084】

第１変形例では、動力伝達機構３５として両端部に傘歯車６４が設けられたロッド６５を用いることで、第２駆動源３６から回転部３４までの長さを容易に変更できるので、第２駆動源３６の配置の自由度が高くなる。

【0085】

図７は、本実施形態の第２変形例に係る把持装置（ハンド）６Ｂを示す。第２変形例では、動力伝達機構３５が、複数の平歯車６９を有している。第２変形例では、平歯車６９は、第２駆動源３６側の一次側平歯車６９ａと、回転部３４側の二次側平歯車６９ｂとを有している。ただし、平歯車６９は、３つ以上であってもよい。第２変形例では、一次側平歯車６９ａが二次側平歯車６９ｂよりも大径であるが、同径であってもよく、あるいは、二次側平歯車６９ｂが一次側平歯車６９ａよりも大径であってもよい。

【0086】

一次側平歯車６９ａは、伸縮回転機構３７の第２の回転軸４６の先端に設けられている。一次側平歯車６９ａは第２駆動源３６の回転軸Ｘ２と同軸に配置され、第２駆動源３６の回転が伸縮回転機構３７を介して一次側平歯車６９ａに伝達されている。つまり、第１変形例では、一次側平歯車６９ａが、伸縮回転機構３７の第２の回転軸４６が連結される動力伝達機構３５の入口回転体を構成する。

【0087】

一次側平歯車６９ａと二次側平歯車６９ｂは噛み合っており、一次側平歯車６９ａが回転すると、二次側平歯車６９ｂも回転する。二次側平歯車６９ｂは、回転部３４の軸体４０の先端に設けられている。二次側平歯車６９ｂは回転部３４の回転軸Ｘ１と同軸に配置され、回転伝達機構３２を介して第２駆動源３６の回転が伝達されている。これにより、第２駆動源３６の動力が回転部３４に伝達される。

【0088】

第２変形例によれば、平歯車６９の径や数を変更することで、回転部３４の回転数や回転部３４までの距離を調整できるので、第２駆動源３６の容量、配置等の自由度が高くなる。

【0089】

図８Ａおよび図８Ｂは、本実施形態の第３変形例に係る把持装置（ハンド）６Ｃを示す。図１に示すピッキングシステムＳＹでは、第３変形例の把持装置６Ｃが装着されている。図２Ａおよび図２Ｂの例では、第２駆動源３６の出力軸３６ａと、伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４が直結され、伸縮回転機構３７が第２駆動源３６の回転軸心Ｘ２と同軸に配置されていたが、第３変形例では、第２駆動源３６の出力軸３６ａと伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４がベルト７０および一対のプーリ７２，７２を介して連結されている。つまり、第２駆動源３６の回転軸心Ｘ２と伸縮回転機構３７の回転軸心Ｘ３は一致していない。

【0090】

詳細には、一方のプーリ７２が第２駆動源３６の出力軸３６ａに設けられ、他方のプーリ７２が伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４に設けられ、両プーリ７２，７２にベルト７０が掛け渡されている。これにより、第２駆動源３６の回転が伸縮回転機構３７に伝達されている。その他の構造は、図２Ａおよび図２Ｂの例と同じである。

【0091】

第３変形例によれば、図２Ａおよび図２Ｂのように伸縮回転機構３７と第２駆動源３６が同軸上に設置される構成に比べて、把持部２２の把持部本体３０の開閉方向の寸法を小さくできる。これにより、把持装置６Ｃが周辺物に干渉するのを抑制できる。第３変形例では、プーリ７２とベルト７０の組合せにより第２駆動源３６と伸縮回転機構３７が連結されているが、スプロケットとチェーンの組合せでもよく、複数の歯車を組合せた構成であってもよい。

【0092】

図９は、本実施形態の第４変形例に係る把持装置（ハンド）６Ｄを示す。第４変形例の把持装置６Ｄでは、回転部３４Ａの把持面７４が傾斜している点で、図２Ａの例と相違している。このような傾斜した把持面７４を有する把持装置６Ｄは、ボルトのような円柱形状のワークＷを把持するのに有利である。図９の第４変形例のその他の構成は、図２Ａの例と同じである。以下に、図２Ａの例との相違点について詳細に説明する。

【0093】

図１０は、第４変形例の把持装置６Ｄの爪部２４を拡大して示す。以下の説明において、爪部２４が延びる方向を「長手方向ＤＲ１」、爪部２４が開閉する方向を「開閉方向ＤＲ２」とする。また、長手方向ＤＲ１と開閉方向ＤＲ２の両方に直交する方向「直交方向ＤＲ３」という。

【0094】

把持面７４は、その長手方向ＤＲ１の基端側（図１０の上側）の端部７４ａから長手方向ＤＲ１の先端側（図１０の下側）に向かって開方向に傾斜して延びる第１の傾斜面７５と、長手方向ＤＲ１の先端側（図１０の下側）の端部７４ｂから長手方向ＤＲ１の基端側（図１０の上側）に向かって開方向に傾斜して延びる第２の傾斜面７６とを有している。第１の傾斜面７５の先端側端部と、第２の傾斜面７６の基端側端部は連結部７７で連なっている。

【0095】

つまり、図１０に示すように、直交方向ＤＲ３から見て、傾斜面７４の端縁（直交方向の端縁）は、開方向に凹んだＶ字状である。これら１対の回転部３４Ａ，３４Ａの４つの面７５，７５，７６，７６が、把持の対象となる円筒形のワークＷに接触する接平面を構成する。また、以下の説明において、基端側の端部７４ａを「基端側の角部７４ａ」、先端側の端部７４ｂを「先端側の角部７４ｂ」と呼ぶことがある。

【0096】

直交方向ＤＲ３から見て、第２の傾斜面７６を先端側（図１０の下側）に延長した先端側の仮想線Ｖ１と、コンベア２の水平な搬送面２ａとのなす角度を先端側角度αとする。また、直交方向ＤＲ３から見て、第１の傾斜面７５を基端側（図１０の上側）に延長した基端側の仮想線Ｖ２と搬送面２ａに平行な平行線ＬＮとのなす角度を基端側角度βとする。さらに、第１の傾斜面７５と第２の傾斜面７６とのなす角度を傾斜角度γとする。この例では、先端側角度αが基端側角度βよりも小さく設定されている。つまり、α＜βに設定されている。

【0097】

さらに、本実施形態では、先端側角度αが２５°以上で３０°以下（２５°≦α≦３０°）に設定されている。一方、基端側角度βは５０°よりも大きく６０°よりも小さく（５０°＜β＜６０°）設定されている。

【0098】

回転部３４Ａの基端側の端部７４ａおよび先端側の端部７４ｂ、すなわち回転部３４Ａの基端側および先端側の角部７４ａ、７４ｂは、丸味を帯びている。換言すれば、回転部３４Ａの基端側およびの角部７４ａ、７４ｂはＲ形状を有している。これにより、回転部３４Ａの角部７４ａ、７４ｂにより、ワークＷに傷がつくのを防ぐことができる。この例では、基端側の角部７４ａおよび先端側の角部７４ｂの両方にＲ形状が設けられているが、先端側の角部７４ｂにのみＲ形状が設けられてもよい。

【0099】

また、先端側の角部７４ｂを構成しワークＷと接さない面７８（図１０では回転部３４Ａの下面７８）は、爪部２４の長手方向ＤＲ１がコンベア２の水平な搬送面２ａに対して直交する状態の時に、搬送面２ａと平行になるように構成されている。あるいは、搬送面２２ａに対して先端側の角部５２ｂが下端となるように、回転部３４Ａの下面５８を傾斜させてもよい。これにより、回転部３４Ａの下面５８とコンベア２との干渉を防ぐことができる。

【0100】

図１０に二点鎖線で示すように、回転部３４Ａの第１の傾斜面７５および第２の傾斜面７６に摺動部材７９が取り付けられてもよい。摺動部材７９は、摺動性が高く、ワークＷよりも硬度の低い素材からなるのが好ましい。摺動部材７９は、例えば、高い摺動性を得るために、表面の摩擦係数が０．２以下に設定される。摺動部材７９の材質は、例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、モノマーキャストナイロン（ＭＣナイロン）等である。ただし、摺動部材７９の材質は、これに限定されない。摺動部材７９を設けることにより、ワークＷが傷つくのを防ぐことができる。また、摩擦係数が０．２以下に設定されることで、ワークＷが傾斜面７５，７６に沿って動きやすくなり、コンベア２に対して僅かに傾いた円筒形状のワークＷを、４つの面７５，７６が接平面となる安定した位置で把持することができる。

【0101】

摺動部材７９は、第１および第２の傾斜面７５，７６のうちの一方のみに取り付けられてもよい。その場合、ワークＷを傷つけ易い先端側の第２の傾斜面７６にのみ摺動部材７９を取り付けてもよい。また、摺動部材７９は、傾斜面７５，７６に着脱可能に取り付けられてもよい。一例として、傾斜面７５，７６に係合溝を設け、この係合溝に摺動部材７９が着脱可能に取り付けられてもよい。ただし、摺動部材７９の取付方法はこれに限定されない。摺動部材７９のみを交換可能とすることで、爪部２４全体を交換するよりも安価で済み、メンテナンス費用を抑えることができる。

【0102】

上述のように、高い摺動性を得るために摺動部材７９の表面の摩擦係数は０．２以下に設定されるのが好ましいが、例えば、摺動部材７９の表面の摩擦係数を回転部３４Ａにおける傾斜面７５，７６以外の表面の摩擦係数より小さく設定してもよい。また、摺動部材７９を取り付けるのに代えて、各傾斜面７５，７６にコーティング、研磨等の表面処理を施すことで摩擦係数を小さくしてもよい。

【0103】

ピッキングシステムにおいて、例えば、製造ラインの生産品の型番変更によって、変更前に投入されていたものとは異なる形状のワークＷが投入される場合や、異なる形状のワークＷがコンベア２に同時に投入される場合がある。異なる形状のワークＷは、類似形状である場合が多く、例えば、同じねじ径で長さが異なるボルトや、ピン等が段取り替えで投入、または同時に投入される。

【0104】

ボルトは、頭部の外径が軸部の外径よりも大きいので、水平な搬送面２ａに対して僅かな角度で傾いた状態で載置されている。しかしながら、第１駆動源２８として圧縮空気等を使用した場合、自動で動作角度を調整することができず、また、手動の調整には時間がかかる。第１駆動源２８として電動モータを用いれば角度動作を調整できるが、コストが嵩むうえに制御も複雑になる。そのため、第１駆動源２８の動作角度を変更することなく搬送面２ａに対して傾いたワークＷと水平のワークＷをピックアップできることが望まれる。

【0105】

第４変形例のハンド６Ｄでは、搬送面２ａに対して傾いて置かれたボルト形状のワークＷに対して上方から径方向にピックアップする場合、ワークＷを回転部３４Ａの先端側の角部７４ｂですくい上げながらピックアップする。このとき、このとき、先端側角度αが小さいので、搬送面２ａに対して傾いたワークＷも容易にピックアップできる。

【0106】

また、基端側角度βが適切な大きさに設定されているので、円筒形状のワークＷが４つの傾斜面７５，７６に倣いやすくなる。その結果、円筒形状のワークＷを水平に安定した姿勢でピックアップできる。

【0107】

図１は、ワークＷの表裏を反転させる工程を含むピッキングシステムＳＹに対して、本実施形態の把持装置６を適用した例を示したが、その他の適用例について図１１を用いて説明する。図１１は、多関節ロボット４Ａを用いて容器８２内にバラ積みされているワークＷから把持対象のワークＷａを把持して取り出す工程を示している。

【0108】

図１５は、回転伝達機構３２を備えない従来の把持装置１００を用いて容器８２内にバラ積みされているワークＷから把持対象のワークＷａを把持して取り出す工程を示している。このような工程において、把持対象のワークＷａに対して、爪部２４の姿勢が制限される場合がある。この場合、把持対象のワークＷａの位置、姿勢によって、図１６に示すように、把持対象のワークＷａにアプローチする際に爪部２４、把持部２２、ロボット４等が、容器８２やその周辺物に干渉してしまう恐れがある。

【0109】

これに対して、図１１に示すように実施形態の把持装置６を適用した例では、爪部２４の先端でワークＷを回転させることができるので、把持対象のワークＷａにアプローチする角度の自由度が高くなる。これにより、爪部２４や把持部２２、ロボット４等が容器８２やその周辺物に干渉するのを回避できる。また、容器８２の隅にあり、従来のロボットでは把持できないようなワークＷも把持できる。

【0110】

［第２実施形態］
図１２は、本発明の第２実施形態に係る把持装置（ハンド）６Ｅを示す。第２実施形態のハンド６Ｅは、３つ爪部２４を有し、各爪部２４の先端に回転部３４が設けられている。図１２では、３つの爪部２４は、周方向に１２０°ずつ間隔をあけて、すなわち等間隔に配置されているが、等間隔に配置されていなくてもよい。第２実施形態では、回転部３４の回転部本体３８Ａは、第１実施形態のような円盤状ではなく、ワークＷを三方から挟むように円滑な球体である。

【0111】

図１２の例では、３つ爪部２４のうちの一つに第２駆動源３６の動力が伝達され、他の２つの爪部２４には伝達されていない。ただし、すべての爪部２４に動力が伝達されるように第２駆動源３６が設置されてもよく、また、３つの爪部２４内の２つの爪部２４に動力が伝達されるように第２駆動源３６が設置されてもよい。

【0112】

図１２では、回転部３４の回転軸心Ｘ１と伸縮回転機構３７の回転軸心Ｘ３は平行であるが、第２駆動源３６の回転軸心Ｘ１と回転部３４の回転軸心Ｘ１は平行ではない。本実施形態では、第２駆動源３６の出力軸３６ａと伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４は、傘歯車８０を介して連結されている。

【0113】

詳細には、第２駆動源３６の回転軸３６ａに駆動源側の傘歯車８０ａが設けられ、伸縮回転機構３７の第１の回転軸４４に機構側の傘歯車８０ｂが設けられ、両歯車８０ａ，８０ｂが噛み合っている。これにより、第２駆動源３６の動力は、傘歯車８０を介して伸縮回転機構３７に伝達されている。その他の構成は、図２Ａおよび図２Ｂの第１実施形態と同じである。

【0114】

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、段取り替え時に把持する対象のワークＷの高さが異なる場合であっても、爪部２４の根元から回転軸Ｘ１までの長さを簡単に変更することができる。

【0115】

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0116】

６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ ハンド（把持装置）
２２ 把持部
２４ 爪部
２６，２６Ａ 把持機構
２８ 第１駆動源
３２ 回転伝達機構
３４，３４Ａ 回転部
３５ 動力伝達機構
３６ 第２駆動源（モータ）
３７，３７Ａ 伸縮回転機構
４４ 第１の回転軸
４６ 第２の回転軸
４８，４８Ａ 伸縮回転構造体
５０ タイミングベルト（無端動力伝達部材）
５２ａ 一次側プーリ（動力伝達機構の入口回転体）
５４ 外側部材
５６ 内側部材
５８ 転動体
６０ 第１の歯車
６２ 第２の歯車
６４ 傘歯車
６４ａ 一次側傘歯車（動力伝達機構の入口回転体）
６５ ロッド
６９ 平歯車
Ｗ ワーク

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】