JP7320675B2 - ソフトグリップヘッド、これを含むソフトグリップユニット、及びソフトグリップユニットを含むグリップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ソフトグリップヘッド、これを含むソフトグリップユニット、及びソフトグリップユニットを含むグリップ装置に関し、より詳しくは、吸着による物体の把持性能が向上したソフトグリップヘッド、これを含むソフトグリップユニット、及びソフトグリップユニットを含むグリップ装置に関する。

真空グリッパーは、真空ポンプにより与えられた負圧を用いて、把持対象物を吸着して把持する装置である。一般に、真空グリッパーは、物品を移送するための移送装置に設置して使用している。

把持対象物のサイズに応じて、真空グリッパーは、単一の真空パッドを用いるか、又は、複数個が配列された真空パッドを用いる。

単一の真空パッドを用いる場合、真空パッドによって覆われる領域に貫通される孔がある把持対象物の場合、吸着力が発生し難いため、把持が不可となる問題点がある。このような問題点を解決するために、小さい真空パッドを用いて、把持対象物の貫通領域を避けた部分に真空パッドを付着することもできるが、この場合、真空が維持される面積が小さくなることで、把持力が小さくなるという問題が生じる。

また、把持対象物が曲面状をなす場合、真空パッドが曲面状に沿わせてよく変形するように、柔軟性が増えた真空パッドを用いることができるが、この場合、真空パッドの枠が内側に巻き込まれる問題が生じることがある。また、このような問題点を解決するためには、真空パッドの枠にガイドを挿入するなどの更なる構成が必要となるという問題点がある。

一方、複数個が配列された真空パッドを用いる場合、配列された真空パッドの間に隙間が生じるため、全体的な吸着面積が減少することで、吸着効率性が低くなる。

また、負圧を提供する負圧ラインは分けられて、それぞれの真空パッドに連結されるため、個別の真空パッドが把持対象物に完全に吸着されないと、相対的に吸着力が低くなり、把持が失敗する可能性が高くなる。

これに関する先行技術文献としては、登録特許公報第１７８４７８０号がある。

前記のような問題点を解決するために、本発明が解決しようとする技術的課題は、吸着による物体の把持性能が向上したソフトグリップヘッド、これを含むソフトグリップユニット、ソフトグリップユニットを含むグリップ装置、及びグリップ装置制御方法を提供することである。

前記した本発明の目的のための一実施例によるソフトグリップヘッドは、対象物と接触する吸入パッドを含む。前記吸入パッドは、隔壁と、複数の吸入セルとを含む。前記隔壁は、前記吸入パッドを両端部が開放される複数の空間に仕切る。前記吸入セルは、前記隔壁により仕切られる空間で形成される。前記吸入パッドは、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さい物質を含むことを特徴とする。

前記吸入パッドは、第１の剛性を有し、前記吸入セルの幅方向に延在する第１の素材層と、第１の剛性よりも小さい第２の剛性を有する第２の素材層とを含むこ。

前記第１の素材層は、複数個が前記吸入セルの軸方向に沿って、所定距離離隔して配置され、前記第２の素材層は、前記第１の素材層の間に設けられる。

前記吸入パッドは、更に、前記吸入セルの円周方向に沿って、前記吸入セルのそれぞれの内部に所定の間隔で複数個が固定される支持部を含む。

前記した本発明の目的のための他の実施例によるソフトグリップヘッドは、吸入パッドと、フレキシブル支持体とを含む。前記吸入パッドは、複数の空間を仕切る隔壁、及び前記隔壁により仕切られる空間で形成され、両端部が開放される複数の吸入セルを含む。前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルの内部空間に設けられ、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さい。前記吸入セルの内部空間に吸入力が提供されることによって、前記吸入パッドは、形状が変形し、対象物を吸着する。

前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルのそれぞれの内部に充填又は位置し、前記吸入パッドの形状変形と共に形状が変形し、空気が通過する。

前記フレキシブル支持体は、スポンジ又は多孔性構造を含む。

前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルのそれぞれの内周面に接触するコイルバネである。

前記フレキシブル支持体の一端部は、前記吸入セルの入口部から所定距離だけ離隔して位置する。

前記吸入セルには、前記吸入セルの内周面から突出して、前記フレキシブル支持体の一端部が、前記吸入セルの入口部に移動することを抑制するストッパが形成される。

前記吸入パッドは、更に、前記吸入セルのそれぞれに連続して延在し、開口される複数の芯部を含み、前記芯部のそれぞれの断面積は、前記吸入セルのそれぞれの断面積よりも小さい。

前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルの内部空間から前記芯部の内部空間まで延設される。

前記吸入セルは、前記芯部に向かう方向に行くほど、断面幅が減少する。

前記吸入セルの幅方向断面は、三角形、四角形、六角形、又は多角形に形成される。

更に、前記吸入セルの外郭に沿って形成され、前記吸入パッドの剛性を可変させるブロック部と、前記ブロック部内の負圧を制御する圧力制御部とを含む。

前記ブロック部内には、粒子が充填され、前記圧力制御部により、前記ブロック部内に負圧が提供されることによって、前記粒子間の密着性が増加して、前記ブロック部の剛性が増加する。

前記した本発明の目的のための更に他の実施例によるソフトグリップユニットは、ソフトグリップヘッドと、固定キャップと、吸入力発生部と、連結ラインとを含む。前記固定キャップは、前記ソフトグリップヘッドを支持する。前記吸入力発生部は、前記ソフトグリップヘッドに吸入力を提供する。前記連結ラインは、前記吸入力発生部と前記固定キャップを連結する。この場合、前記ソフトグリップヘッドは、複数の空間を仕切る隔壁、及び前記隔壁により仕切られる空間で形成され、両端部が開放される複数の吸入セルを含む吸入パッドと、前記吸入セルの内部空間に設けられ、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さいフレキシブル支持体とを含む。前記吸入セルの内部空間に吸入力が提供されることによって、前記吸入パッドは、形状が変形し、対象物を吸着し、前記固定キャップは、前記吸入セルのそれぞれに連結される貫通孔を含むことを特徴とする。

互いに隣接する前記吸入セルの中心間の間隔は、互いに隣接する前記貫通孔の間隔よりも小さい。

更に、前記連結ラインに設けられ、前記連結ラインを開閉する逆止弁を含み、前記対象物が吸着されない吸入セルに連結される連結ラインに設けられる逆止弁は、該当吸入セルの吸入力により密閉される。

前記した本発明の目的のための更に他の実施例によるグリップ装置は、胴部と、連結部と、前記ソフトグリップユニットと、少なくとも１つのアームと、保持部とを含む。前記連結部は、前記胴部から外側に延在する。前記ソフトグリップユニットは、前記連結部の一端部に設けられる。前記アームは、前記胴部から前記ソフトグリップユニットの外側方向に延在する。前記連結部は、前記アームの端に連結され、前記ソフトグリップユニットと共に、前記対象物を固定する。

本発明の実施例によると、ソフトグリップヘッドにおいて、隔壁により複数の吸入セルが仕切られ、吸入セルのそれぞれは、軸方向の剛性よりも幅方向の剛性が大きいように維持されることで、対象物に対する吸着を行うことにおいて、吸入セルの開口部が塞がることを防止し、吸着面積が増加することで、効率よい吸着を行うことができる。

この場合、ソフトグリップヘッドを構成する材質は、幅方向の剛性が相対的に大きく維持されるように形成されるか、又は、吸入セル内に充填又は位置するフレキシブル支持体により、前記対象物の吸着に際して、吸入セルの形状を適切に維持し、吸入力が効率よく提供される。

さらには、このようなソフトグリップヘッドは、吸入力が提供される構成を含めて、ソフトグリップユニットとして構成され、様々な形状のソフトグリップ装置に設計されて、様々な形状の対象物に対する効果的な把持を行うことができる。

図１は、本発明の一実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。 図２は、図１のソフトグリップヘッドの断面図である。 図３は、本発明の他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す断面図である。 図４は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す断面図である。 図５は、図３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットを示す断面図である。 図６ａは、従来技術によるソフトグリップユニットが対象物を把持する状態を示す断面図であり、図６ｂは、図５のソフトグリップユニットが対象物を把持する状態を示す断面図である。 図７は、図５のソフトグリップユニットに逆止弁を結合した状態を示す断面図である。 図８ａ及び図８ｂは、図７の逆止弁が作動する状態を示す断面図である。 図９ａ及び図９ｂは、図７の逆止弁が作動する状態を示す断面図である。 図１０は、図３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットの他の例を示す断面図である。 図１１ａ及び図１１ｂは、図５又は図１０のソフトグリップユニットを含むグリップ装置を示す模式図である。 図１２は、図１１ａ及び図１１ｂの保持部を示す断面図である。 図１３ａ及び図１３ｂは、図５又は図１０のソフトグリップユニットを含むグリップ装置の他の例を示す模式図である。 図１４は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。 図１５は、図１４のソフトグリップヘッドの一部底面図である。 図１６は、図１４のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットが対象物を把持する状態を示す断面図である。 図１７は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。 図１８は、図１７のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットが対象物を把持する状態を示す断面図である。 図１９は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。 図２０は、図１９のソフトグリップヘッドを用いて、対象物を吸着する状態を示す断面図である。 図２１は、図１９のソフトグリップヘッドにおいて、 吸入セル１３３０内に支持部が形成された例を示す断面図である。 図２２は、図１９のソフトグリップヘッドにおいて、吸入セル１３３０内に支持部が形成された他の例を示す断面図である。 図２３は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドと、これに結合される固定キャップを示す分解斜視図である。 図２４ａは、図２３のソフトグリップヘッドと固定キャップを示す断面図であり、図２４ｂは、図２３のソフトグリップヘッドと固定キャップの結合状態を示す断面図である。 図２５ａ及び図２５ｂは、図２３のソフトグリップヘッドが対象物を吸着する状態を示す断面図である。 図２６は、図２３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットを示す断面図である。

１００、１０１、１０２、１１００、１２００、１３００、１４００: ソフトグリップヘッド
１１０、１１１０、１２１０、１３１０、１４１０: 吸入パッド
１１１、１１１１、１２２０、１３２０、１４２０: 隔壁
１１２: ストッパ
１１３、１１１３、１２３０、１３３０、１４３０：吸入セル
１１５、１１１５、１２４０、１４４０: フレキシブル支持体
１１７: 載置溝
１１８: 芯部
１２０、１２５０、１５００: 固定キャップ
１３０: 連結ライン
１４０: 吸入力発生部
１５０: 逆止弁
２００、２０１、２０００、２００１、２００２: ソフトグリップユニット
３００: 胴部
４００: 連結部
５００: アーム
５５０: 保持部
６００、６０１: グリップ装置
１２６０: ブロック部
１２６１: 粒子
１３４０: 支持部

本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な形状を有することができるところ、実施例を本文で詳細に説明しようとする。しかし、これは、本発明を、特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことと理解すべきである。各図面を説明することに当たり、同様な図面符号を同様な構成要素に対して使用している。第１、第２などの用語は、様々な構成要素の説明に使用され得るが、前記構成要素が前記用語に限定されてはいけない。

前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。本出願で使用した用語は、単に、特定の実施例を説明するために使われており、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。

本出願において、「含む」又は「なる」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、パーツ、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであり、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、パーツ、又はこれらを組み合わせたものの存在、又は付加可能性を予め排除しないことと理解すべきである。

異なって定義されない限り、技術的や科学的な用語を含めて、ここで使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により、一般的に理解されることと同一の意味を有している。一般に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有することと解析すべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解析されない。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例をより詳細に説明しようとする。

図１は、本発明の一実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。図２は、図１のソフトグリップヘッドの断面図である。

図１及び図２に示しているように、本実施例によるソフトグリップヘッド１００は、吸入パッド１１０と、フレキシブル支持体１１５とを含む。

吸入パッド１１０は、隔壁１１１と、隔壁１１１で仕切られて形成される複数の吸入セル１１３とを有する。

すなわち、前記隔壁１１１は、両端部がいずれも開くように、前記吸入パッド１１０を、複数の空間に仕切り、このように前記隔壁１１１により仕切られる複数の空間は、前記吸入セル１１３として形成される。

隔壁１１１は、フレキシブルな素材からなり、隔壁１１１で仕切られて形成される吸入セル１１３は、両端部がいずれも開くように貫設される。

吸入セル１１３の内側空間には、外部から吸入力が提供される。吸入パッド１１０の一端部に形成される入口部１１６には、対象物が接触され、吸入パッド１１０の他端部から吸入力が提供されると、対象物は、吸入パッド１１０に吸着される。

また、隔壁１１１は、空気が通過しない素材からなる。例えば、吸入パッド１１０は、フレキシブルなポリマー素材で形成される。そこで、ある吸入セル１１３に吸入される空気は、隔壁１１１を通して、他の吸入セル１１３に移動されない。

吸入セル１１３間の隔壁１１１は、いずれも厚さが同一である。そして、吸入セル１１３は、吸入セル１１３の軸方向(A1)に垂直な幅方向(A2)の断面が、形状及びサイズが同一の多角形状である。多角形状は、例えば、三角形、四角形、及び六角形のいずれか１つである。

但し、本実施例では、説明の便宜上、前記幅方向(A2)の断面が六角形状であると説明しており、これによると、吸入パッド１１０は、ハニカム形状である。吸入セル１１３は、隔壁１１１により仕切られるので、吸入セル１１３間の隙間が減ることになり、全体的な吸着面積が増加し、吸着効率性が高くなる。

フレキシブル支持体１１５は、吸入セル１１３の内側空間に設けられる。フレキシブル支持体１１５は、吸入セル１１３を基準に、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が大きく形成される。そして、フレキシブル支持体１１５は、少なくとも一部が、吸入セル１１３の内周面に接触するコイルバネである。

コイルバネは、円形に巻き取られる形状であるが、これに限定されるものではなく、吸入セル１１３の幅方向の断面形状に対応する形状に形成することができる。すなわち、吸入セル１１３の幅方向の断面が六角形である場合、コイルバネも、六角形状に形成される。

吸入セル１１３の入口部１１６から吸入セル１１３の他端部の方向に吸入力が提供される状態で、吸入セル１１３の入口部１１６に対象物が密着すると、吸入力により対象物は、吸入セル１１３の入口部１１６に吸着される。対象物が吸着されると、対象物により、吸入セル１１３の入口部１１６が押圧されて、形状が変形することになる。ところが、吸入セル１１３が変形する過程で、吸入セル１１３の隔壁１１１が陥没して、吸入セル１１３が塞がることになると、多くの吸入力が提供されても、吸入流量が減少して、対象物に対する吸着力が減少される。

しかし、本実施例では、フレキシブル支持体１１５は、幅方向(A2)の剛性が軸方向(A1)の剛性よりも大きいので、隔壁１１１が陥没して、吸入セル１１３の幅方向収縮の変形が生じても、これに対する抵抗力を提供することで、吸入セル１１３が陥没して形状が崩れることを最小化して、吸入セル１１３が塞がることを防止することができ、もって、対象物に対する吸着力が安定して発生することになる。

そして、フレキシブル支持体１１５は、フレキシブル支持体１１５の一端部が、吸入セル１１３の入口部１１６から、所定の基準距離(G)だけ離隔して位置する。これにより、入口部１１６は、フレキシブル支持体１１５により支持されず、自由に形状が変形する。入口部１１６は、対象物の表面に密着して、吸入セル１１３を塞ぐ吸着カップ(suction cup)の役割を果たすが、入口部１１６がフレキシブル支持体１１５により支持されないようにすると、変形の制限が少なくなり、対象物の表面によく付着される。

この場合、フレキシブル支持体１１５により支持されない入口部１１６の長さ、すなわち、基準距離(G)は、入口部１１６が、吸入セル１１３の内側に巻かれても、吸入セル１１３を密閉しない程度の長さに形成するのが望ましい。例えば、吸入セル１１３が円形断面を有すると仮定すると、フレキシブル支持体１１５により支持されない基準距離(G)は、吸入セル１１３の半径よりも小さいのが望ましい。

対象物の表面にムラがある場合、吸入セル１１３の入口部１１６のうち、対象物の表面から離隔する部分は、吸入力により、吸入セル１１３の内側に巻き込まれる。フレキシブル支持体１１５は、吸入セル１１３の内側で、吸入セル１１３の幅方向の収縮量を効果的に抑制することで、吸入セル１１３の入口部１１６が、基準距離(G)を超えて内側空間に巻き込まれないようにする。

また、吸入セル１１３に吸着した対象物が除去されたとき、吸入セル１１３は、フレキシブル支持体１１５の復元力により、初期形状に効率よく復元される。特に、フレキシブル支持体１１５は、吸入セル１１３を基準に、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が大きくなるように形成されるので、吸入セル１１３は、幅方向(A2)の断面が初期形状に安定して復元される。

吸入セル１１３は、ストッパ１１２を有する。ストッパ１１２は、基準距離(G)に該当する地点で、吸入セル１１３の内周面に突設される。ストッパ１１２は、吸入セル１１３に挿入されたフレキシブル支持体１１５の一端部を拘束することで、挿入されたフレキシブル支持体１１５が、吸入セル１１３の入口部１１６の方向に動かないように抑制する。そこで、ストッパ１１２は、フレキシブル支持体１１５が吸入セル１３３から抜け出ることを防止することができる。

また、ストッパ１１２は、吸着された対象物が除去されて、吸入セル１１３が初期形状に復元すると、フレキシブル支持体１１５がストッパ１１２を押すことになって、吸入セル１１３が軸方向(A1)に開いて、効率よく初期形状に復元することができる。

吸入パッド１１０は、吸入セル１１３の他端部に設けられる芯部１１８を有する。芯部１１８は、吸入セル１１３が形成される数と同数に形成され、それぞれの芯部１１８は、それぞれの吸入セル１１３に連続して延び、開口される孔として形成される。

この場合、前記吸入セル１１３の断面積は、これに連結される前記芯部１１８の断面積よりも大きく形成される。

すなわち、それぞれの芯部１１８は、それぞれの吸入セル１１３と同一の中心軸を有し、吸入セル１１３を支持するベースの役割を果たす。一方、それぞれの芯部１１８の内側の開口した幅は、それぞれの吸入セル１１３の内側の開口した幅よりも小さく形成され、これにより、フレキシブル支持体１１５の他端部は、芯部１１８と吸入セル１１３の間に形成される段差に密着することで、吸入セル１１３の内側に安定して設けられる。

図３は、本発明の他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す断面図である。

本実施例によるソフトグリップヘッド１０１は、フレキシブル支持体の挿入位置を除き、図１及び図２で説明した前記ソフトグリップヘッド１００と同様であるので、重複する説明は、省略する。

図３に示しているように、本実施例における前記ソフトグリップヘッド１０１において、フレキシブル支持体１１５ａは、吸入セル１１３はもちろん、芯部１１８まで挿入されて位置する。

すなわち、フレキシブル支持体１１５ａは、吸入セル１１３の内側に位置する部分では、吸入セル１１３の内側の断面幅に該当する第１の直径(D1)を有し、芯部１１８の内側に位置する部分では、芯部１１８の内側の断面幅に該当する第２の直径(D2)を有する。この場合、図示しているように、第２の直径(D2)は、第１の直径(D1)よりも小さい。

このように、フレキシブル支持体１１５ａが芯部１１８まで挿入されるように形成することで、フレキシブル支持体１１５ａの軸方向の長さは、より長くなる。これにより、フレキシブル支持体１１５ａの圧縮可能な長さが増加し、フレキシブル支持体１１５ａのバネ定数は、小さくなる。そこで、小さな吸入力でもフレキシブル支持体１１５ａは、効率よく圧縮され得るので、フレキシブル支持体１１５ａにより、吸入セル１１３の自然な変形が妨げられない。

また、吸入セル１１３は、内周面に螺旋形状に陥没形成され、フレキシブル支持体１１５ａが挿入して載置される載置溝１１７を有する。吸着された対象物が除去されて、吸入セル１１３が初期形状に復元するに際して、フレキシブル支持体１１５ａが載置溝１１７に挿入して復元されると、吸入セル１１３は、より効率よく初期形状に復元可能である。

一方、詳しく示していないが、前記載置溝１１７に代えて、図２で説明した前記ストッパ１１２を形成してもよく、前記載置溝１１７と共に、前記ストッパ１１２を同時に形成してもよい。

図４は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す断面図である。

本実施例によるソフトグリップヘッド１０２は、吸入セル１１３の形状及びこれによるフレキシブル支持体１１５ｂの形状を除き、図１及び図２で説明した前記ソフトグリップヘッド１００と同様であるので、重複する説明は、省略する。

図４に示しているように、本実施例によるソフトグリップヘッド１０２では、吸入パッド１１０ａの吸入セル１１３は、入口部１１６から芯部１１８の方向に行くほど、断面幅が小さく形成される。この場合、フレキシブル支持体１１５ｂも、吸入セル１１３の形状に対応するように、吸入セル１１３の入口部１１６から芯部１１８方向へ行くほど、小径を有するように形成することができる。

このように、フレキシブル支持体１１５ｂが、吸入セル１１３の入口部１１６付近の径が最も大きく形成されるようにすることで、入口部１１６付近で、フレキシブル支持体１１５ｂ及び隔壁１１１の密着力が大きくなるようにすることができる。これにより、入口部１１６が極めて陥没されることを効率よく防止することができる。

この場合、フレキシブル支持体１１５ｂは、芯部１１８まで延設することができ、ここで、載置溝１１７又はストッパ１１２が選択的に又は全て形成できることは、前述したようである。

図５は、図３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットを示す断面図である。

図５に示しているように、ソフトグリップユニット２００は、更に、ソフトグリップヘッド１０１と、固定キャップ１２０と、吸入力発生部１４０と、連結ライン１３０とを含む。この場合、前記ソフトグリップユニット２００が、図３で説明した前記ソフトグリップヘッド１０１を含むことを示しているが、これに限定されず、前記ソフトグリップユニット２００は、図１の前記ソフトグリップヘッド１００、又は図４の前記ソフトグリップヘッド１０２を含むこともできる。

一方、前記ソフトグリップヘッド１０１は、前述したことと同様であり、重複する説明は、省略する。

固定キャップ１２０は、吸入パッド１１０の他端部に結合される。固定キャップ１２０は、吸入セル１１３にそれぞれ連結される貫通孔１２１を有する。吸入パッド１１０が芯部１１８を有する場合、固定キャップ１２０は、芯部１１８に結合される。

吸入力発生部１４０は、吸入力を発生する。

連結ライン１３０は、吸入力発生部１４０及び固定キャップ１２０を連結して、吸入力発生部１４０で発生する吸入力を、吸入パッド１１０の各吸入セル１１３に導く。

連結ライン１３０は、複数個設けられ、連結ライン１３０の一端部は、吸入力発生部１４０に連結され、他端部は、貫通孔１２１に個別に連結される。吸入力発生部１４０から提供される吸入力は、それぞれの連結ライン１３０を介して、それぞれの吸入セル１１３に均一に伝達される。

図６ａは、従来技術によるソフトグリップユニットが、対象物を把持する状態を示す断面図であり、図６ｂは、図５のソフトグリップユニットが、対象物を把持する状態を示す断面図である。

図６ａに示しているように、従来のソフトグリップユニット２０が、対象物１０により押圧されると、一面２１が全体として圧縮されるが、対象物１０と接触する部分２２の面積は、相対的に狭く形成される。

また、従来のソフトグリップユニット２０では、内部の気孔が互いに連結されているので、対象物１０に適用される吸入力が相対的に減少する限界がある。

これとは異なり、図６ｂを参照すると、本実施例によるソフトグリップユニット２００の場合、吸入パッド１１０の入口部１１６に対象物１０が吸着されると、吸入パッド１１０の入口部１１６は、対象物１０により押圧される。

但し、この場合、吸入パッド１１０は、隔壁１１１で仕切られる吸入セル１１３を有するので、対象物１０に接触する吸入セル１１３ａは、対象物１０により押圧されて形状が変形するが、残りの吸入セル１１３ｂは、形状が変形しない。また、入口部１１６を含めて、対象物１０により押された部分１１４の殆どは、対象物１０の表面と接触することになる。

これにより、従来技術とは異なり、吸入パッド１１０が対象物１０と接触される部分の面積は、相対的に増えることになり、もって、対象物１０に適用される吸入力が大きくなるので、吸着力がより大きくなる。

また、空気は、隔壁１１１を通過しないので、対象物１０が吸着された吸入セル１１３ａの吸入力は、対象物１０に専ら適用されるので、吸着力が更に大きくなる。

図７は、図５のソフトグリップユニットに、逆止弁を結合した状態を示す断面図である。

図７に示しているように、前記ソフトグリップユニット２００において、固定キャップ１２０と連結ライン１３０の間に、逆止弁１５０が設けられることで、前記連結ライン１３０の開閉が制御される。

この場合、逆止弁１５０は、ソケット１５１と、フランジ１５３と、ボール１５５と、止め具１５６と、弾性部材１５７と、結合リング１５８と、圧着カバー１５９とを含む。

ソケット１５１は、固定キャップ１２０の貫通孔１２１と螺合１５２して固定される。ソケット１５１の中心は、軸方向に貫設される。

フランジ１５３は、ソケット１５１の一端部に設けられ、中央には、筒孔１５４が形成される。

ボール１５５は、ソケット１５１の内側に設けられる。ボール１５５は、フランジ１５３の筒孔１５４よりも大径に形成される。

止め具１５６は、ソケット１５１の内側に、ソケット１５１の軸方向に延設される。止め具１５６の中央は、軸方向に貫設され、フランジ１５３の筒孔１５４と同一の中心軸を有する。 止め具１５６の内径は、ボール１５５の直径よりも小さく形成される。

弾性部材１５７は、止め具１５６を抱き込むように設けられる。弾性部材１５７の一端部は、ソケット１５１に密着され、他端部は、ボール１５５に密着されて、ボール１５５をフランジ１５３の方向に弾持する。初期状態において、ボール１５５は、弾性部材１５７により弾持されて、筒孔１５４を密閉することができる。

結合リング１５８は、連結ライン１３０の一端部に結合され、ソケット１５１の他端部に結合される。

圧着カバー１５９は、ソケット１５１の他端部に結合されて、結合リング１５８を固定する。圧着カバー１５９は、ソケット１５１と螺合される。

図８ａ、図８ｂ、図９ａ及び図９ｂは、図７の逆止弁が作動する状態を示す断面図である。この場合、図８ａ及び図８ｂは、対象物が吸着された吸入セルに連結された逆止弁の作動を示しており、図９ａ及び図９ｂは、対象物が吸着されない吸入セルに連結された逆止弁の作動を示している。

図８ａ及び図８ｂに示しているように、連結ライン１３０を介して吸入力が提供されると、吸入力により、空気(SA)は吸入されることになり、ボール１５５は、上向きに移動することになる。すると、弾性部材１５７が圧縮されて、筒孔１５４は開き、吸入力が続けて提供されると、対象物１０は、該当吸入セル１１３ａに続けて吸着される。一方、対象物１０が該当吸入セル１１３を完全に密閉することになると、吸入される空気流量はなくなり、該当ラインは、真空状態となり、弾性部材１５７の弾性復元力により、ボール１５５は、再度下降して、筒孔１５４を塞ぐことになる。

一方、対象物１０が吸入パッド１１０に吸着しない状態で、それぞれの吸入セルに吸入される空気流量を第１の流量とすると、前述のように、対象物が吸着される吸入セルでは、ボール１５５が筒孔１５４を塞いで、空気の流れが発生しなくなるので、対象物が吸着されない吸入セルでは、第１の流量よりも大きい第２の流量が発生することになる。

すると、図９ａ及び図９ｂに示してるように、弾性部材１５７は、更に圧縮され、ボール１５５は、止め具１５６を密閉することになる。すなわち、逆止弁のうち、対象物が吸着されない吸入セル１１３ｂに連結される連結ラインに設けられる逆止弁は、該当吸入セルの吸入力により密閉される。このように、吸入パッド１１０の全体の吸入セル１１３で空気の吸入が行われなくなると、対象物１０は、吸入セル１１３ａで更に強く吸着される。

一方、図５に示しているように、逆止弁１５０は、連結ライン１３０の一地点(B)に設けられこともでき、これにより、逆止弁１５０の一端部及び他端部がいずれも、連結ライン１３０に結合されるように設けることができる。

図１０は、図３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットの他の例を示す断面図である。

図１０に示しているように、前記ソフトグリップヘッド２０１において、連結ライン１３０ａは、単一の連結ラインからなる。この場合、連結ライン１３０ａは、一端部が吸入力発生部１４０に連結され、他端部は、固定キャップ１２０に連結され、連結ライン１３０ａの内側に、複数の貫通孔１２１が全て位置するようにすることができる。

このように、連結ライン１３０ａが単一の形状を有する場合でも、図示してはいないが、前述した逆止弁１５０は、各貫通孔１２１に結合される。この場合、逆止弁１５０は、一端部が貫通孔１２１に連結され、他端部は、連結ライン１３０ａの内側に開くように設けられ、前述したように作動する。

図１１ａ及び図１１ｂは、図５又は図１０のソフトグリップユニットを含むグリップ装置を示す模式図である。

図１１に示しているように、前記グリップ装置６００は、胴部３００と、連結部４００と、ソフトグリップユニット２００、２０１と、アーム５００と、保持部５５０とを含む。

連結部４００は、胴部３００に連結され、胴部３００の外側に延びる。そして、ソフトグリップユニット２００、２０１は、連結部４００の一端部に設けられる。連結部４００は、ソフトグリップユニット２００、２０１が胴部３００に近く又は遠くなるように移動することができる。この場合、連結部４００は、ソフトグリップユニット２００が胴部３００に近く又は遠くなるように直線移動する。

ソフトグリップユニット２００、２０１が対象物の上面を吸着すると、連結部４００は、ソフトグリップユニット２００、２０１を上側に上げることができる。

この場合、ソフトグリップユニット２００、２０１の連結ライン１３０、１３０ａは、連結部４００の内側に設けられる。

アーム５００は、複数個設けることができ、一端部は、胴部３００にそれぞれ結合される。アーム５００の他端部は、互いに離隔して設置され、互いに離れた他端部が近くなるように移動可能である。アーム５００は、胴部３００にヒンジ結合されるが、これに限定されるものではない。

保持部５５０は、アーム５００の他端部に設けられる。保持部５５０は、アーム５００が互いに近くなるように移動すると、対象物１０の側面を押圧して保持させる。

ソフトグリップユニット２００、２０１及び保持部５５０の作動手順は、特に限定されない。例えば、図１１ａに示しているように、ソフトグリップユニット２００、２０１に対象物１０が先に吸着した状態で、連結部４００が上向き移動し、その後、図１１ｂに示しているように、アーム５００が互いに近くなるように移動して、保持部５５０が対象物１０の側面を押圧して保持され、もって、対象物１０は、更に安定して保持可能となる。

または、ソフトグリップユニット２００、２０１が対象物１０の上面を吸着すると共に、保持部５５０は、対象物１０の側面を押圧して、対象物１０を保持することもできる。

図１２は、図１１ａ及び図１１ｂの保持部を示す断面図である。

図１２に示しているように、保持部５５０は、対象物１０により押圧して変形し、フレキシブルカバー５５１と、粉末体５５２とを含む。

フレキシブルカバー５５１は、フレキシブルカバー５５１の一側面を形成し、対象物１０に密着される保持面５５１ａと、フレキシブルカバー５５１の他側面を形成し、アーム５００に結合される結合面５５１ｂとを有し、内側には、収容空間５５１ｃを設ける。

フレキシブルカバー５５１は、柔軟性を有する薄膜形状からなり、空気が通じない素材からなる。

粉末体５５２は、ポケット５５５に満たされる。粉末体５５２は、粉末状をなす。

フレキシブルカバー５５１に対象物１０が押圧されると、ポケット５５５及び粉末体５５２は、押圧される対象物１０の形状に対応して変形する。ここで、粉末体５５２が変形するとは、押圧される対象物１０により、粉末が押されて形状が変形することを意味する。

吸入力発生部１４０は、ポケット５５５に連結される。吸入力発生部１４０は、吸入管１４１を更に有し、吸入管１４１は、収容空間５５１ｃの内側に延びる。吸入力発生部１４０は、吸入管１４１により、ポケット５５５の空気を吸入する。ポケット５５５は、通気孔５５５ａを有する。

吸入力発生部１４０により、収容空間５５１ｃの空気が吸入されると、フレキシブルカバー５５１は収縮され、収縮されるフレキシブルカバー５５１により、粉末体５５２が圧着されて、強固に固定される。

対象物１０が保持面５５１ａを押圧した状態で、吸入力発生部１４０が収容空間５５１ｃの空気を吸入すると、粉末体５５２は、押圧された対象物１０により形状が変形した状態で、フレキシブルカバー５５１が収縮することによって、互いに圧着され、粉末体５５２とフレキシブルカバー５５１は、固く固まることになる。すなわち、保持面５５１ａに対象物１０が押圧されることによって変形した粉末体５５２は、変形した状態に固くことになり、保持面５５１ａに押圧された対象物１０の側面は、フレキシブルカバー５５１により、安定して保持される。

一方、保持部５５０の構成は、前述した形状、すなわち、通常は軟らかい状態にあり、吸入力により固くなる形状に限定されるものではなく、例えば、スポンジのような形状でもよい。

図１３ａ及び図１３ｂは、図５又は図１０のソフトグリップユニットを含むグリップ装置の他の例を示す模式図である。

図１３ａ及び図１３ｂに示しているように、前記グリップ装置６０１の場合、連結部４００ａが、ソフトグリップユニット２００が胴部３００と近く又は遠くなるように伸縮される形状からなり、前記グリップ装置の他の構成は、図１１ａ及び図１１ｂにおける説明と同様である。

図１４は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図であり、図１５は、図１４のソフトグリップヘッドの一部底面図である。

図１４及び図１５に示しているように、本実施例による前記ソフトグリップヘッド１１００は、吸入パッド１１１０と、フレキシブル支持体１１１５とを含む。

吸入パッド１１１０は、隔壁１１１１と、隔壁１１１１により仕切られて形成される複数の吸入セル１１１３とを含む。

前記フレキシブル支持体１１１５は、前記吸入セル１１１３内に充填されるもので、本実施例の場合、前記フレキシブル支持体１１１５を除くと、図１で説明した前記ソフトグリップヘッド１００と同様であるので、重複する説明は、省略する。

すなわち、前記隔壁１１１１及び前記吸入セル１１１３の構造、材料、形状などは、図１で説明した前記隔壁１１１及び前記吸入セル１１３の構造、材料、形状などと同様である。

フレキシブル支持体１１１５は、吸入セル１１１３の内側空間に充填されるもので、フレキシブル支持体１１１５は、形状変形が可能であり、内部に空気が通過可能な材質であり、例えば、スポンジ構造又は多孔性構造などで形成される。

以上のように、フレキシブル支持体１１１５が吸入セル１１１３の内側空間に満たされることにより、吸入セル１１１３の一端部から他端部の方向に吸入力が提供される状態で、吸入セル１１１３の一端部に対象物が密着すると、吸入力により対象物は、吸入セル１１１３の一端部に吸着される。対象物が吸着されると、対象物により、吸入セル１１１３の一端部が押圧されて、形状が変形することになるが、特に、対象物の表面にムラがある場合、吸入セル１１１３の一端部のうち、対象物の表面から離れる部分は、吸入力により、吸入セル１１１３の内側に巻き込まれる。フレキシブル支持体１１１５は、吸入セル１１１３の内側で吸入セル１１１３を支持することで、吸入セル１１１３の一端部が内側空間に巻き込まれないようにすることができる。

以上のように、前記フレキシブル支持体１１１５が前記吸入セル１１１３を十分支持して、吸入セル１１１３が内側空間に巻き込まれることを防止するため、前記フレキシブル支持体１１１５は、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が更に大きく形成される。

図１６は、図１４のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットが対象物を把持する状態を示す断面図である。

図１６に示しているように、本実施例による前記ソフトグリップヘッド１１００は、固定キャップ１２０により固定され、連結ライン１３０が連結されて、ソフトグリップユニット２０００で構成される。

この場合、前記ソフトグリップユニット２０００を構成する前記固定キャップ１２０及び前記連結ライン１３０は、図５における説明と同様である。

本実施例でのように、前記ソフトグリップユニット２０００が対象物１０を把持する場合、従来技術と比較して、吸入パッド１１１０が対象物１０と接触する部分の面積が相対的に増加して、対象物１０に適用される吸着力が増加することになる。

また、本実施例の場合、吸入過程で、空気が隔壁１１１１を通過しないので、対象物１０に対する吸入力が増加することになる。

すなわち、吸入過程で、空気が隔壁１１１１を通過しないことによって、対象物１０が吸着される吸入セル１１１３ａ及びこれに位置するフレキシブル支持体１１１５による吸入力は、対象物１０にのみ専ら適用され、これにより、該当吸入セル１１１３ａ及びフレキシブル支持体１１１５だけが吸着により変形し、一方、対象物１０が吸着されない吸入セル１１１３ｂ及びこれに位置するフレキシブル支持体１１１５は、変形することなく、状態が維持される。

特に、フレキシブル支持体１１１５は、吸入セル１１１３の一端部から一定距離だけ離隔して満たされ、これにより、隔壁１１１１の一端部１１１１ａは、フレキシブル支持体１１１５により支持されない。隔壁１１１１の一端部１１１１ａは、対象物の表面に密着して、吸入セル１１１３を塞ぐ吸着カップの役割を果たすが、隔壁１１１１の一端部１１１１ａがフレキシブル支持体１１１５により支持されないようにすると、変形の制限が少なくなり、対象物の表面によく付着される。

この場合、フレキシブル支持体１１５により支持されない隔壁１１１１の一端部１１１１ａの長さは、隔壁１１１１の一端部１１１１ａが吸入セル１１１３の内側に巻かれても、吸入セル１１１３を密閉しない程度の長さに形成するのが望ましい。すなわち、吸入セル１１１３が円形断面を有すると仮定すると、フレキシブル支持体１１１５により支持されない隔壁１１１１の一端部１１１１ａの長さは、吸入セル１１１３の半径よりも小さいのが望ましい。

図１７は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。

図１７に示しているように、本実施例によるソフトグリップヘッド１２００は、吸入パッド１２１０と、フレキシブル支持体１２４０と、ブロック部１２６０とを含む。

この場合、前記吸入パッド１２１０が、隔壁１２２０と、隔壁１２２０により仕切られる複数の吸入セル１２３０とを含むことは、前述したことと同様であり、前記フレキシブル支持体１２４０が、前記吸入セル１２３０内に設けられることも、前述したことと同様である。

本実施例の場合も、前記隔壁１２２０及び前記吸入セル１２３０の構造、材料、形状などは、図１で説明した前記隔壁１１１及び前記吸入セル１１３の構造、材料、形状などと同様である。

さらには、前記フレキシブル支持体１２４０は、吸入セル１２３０を基準に、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が大きく形成され、フレキシブル支持体１２４０は、少なくとも一部が吸入セル１２３０の内周面に接触されるコイルバネであることも、前述したことと同様である。

但し、本実施例の場合、前記ブロック部１２６０が、前記吸入パッド１２１０の外郭に沿って形成されることに特徴がある。

すなわち、前記ブロック部１２６０は、前記ソフトグリップヘッド１２００を形成する外枠の内側に複数形成され、前記吸入セル１１１３は、前記ブロック部１２６０により外郭が覆われて、前記ブロック部１２６０の内側に位置する。この場合、前記ブロック部１２６０内には、粒子１２６１が位置するが、これについては、図１８で後述する。

図１８は、図１７のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットが、対象物を把持する状態を示す断面図である。

図１８に示しているように、本実施例による前記ソフトグリップヘッド１２００は、固定キャップ１２５０により固定され、連結ライン１３０が連結されて、ソフトグリップユニット２００１で構成される。

この場合、前記ソフトグリップユニット２００１を構成する前記固定キャップ１２５０及び前記連結ライン１３０は、図５で説明したことと同様である。但し、本実施例において、前記固定キャップ１２５０は、前記ブロック部１２６０の構造を考えて、前記ブロック部１２６０の上面と前記固定キャップ１２５０の内側に、固定プレート１２５１を介在する。

前記ブロック部１２６０は、前記吸入セル１２３０の外側に配置され、前述したように、内部には、粒子１２６１が充填される。

このように、前記粒子１２６１が前記ブロック部１２６０内に充填されることによって、前記ソフトグリップヘッド１２００は、所定の形状を維持することができる。

一方、図示していないが、前記ブロック部１２６０内の負圧を制御する圧力制御部(図示せず)を更に設けることができる。

前記圧力制御部は、前記ブロック部１２６０に連結され、前記ブロック部１２６０内の負圧を制御して、前記粒子１２６１間の密着程度を制御することができ、これにより、前記ソフトグリップヘッド１２００の全体的な剛性を変えることができる。

例えば、前記ソフトグリップユニット２００１が対象物１０を吸着しない状態では、前記ブロック部１２６０内に別の負圧が提供されないので、全体として、前記ブロック部１２６０は、内部の粒子１２６１間の密着性が高くないため、柔軟な形状変形が可能な状態に維持することができる。

しかし、図１８に示しているように、前記ソフトグリップユニット２００１が対象物１０を吸着した状態で、前記ブロック部１２６０内に負圧が提供されると、前記ブロック部１２６０内の粒子１２６１間の密着性が向上し、これにより、前記ブロック部１２６０の剛性は、増加することになる。

このように、前記ブロック部１２６０の剛性が増加することになると、全体として、前記ソフトグリップヘッド１２００の側面を所定の剛性で維持するので、対象物１０を吸着した状態を更に強固に維持することができ、外部から与えられる外力などに対する抵抗力が増加することによって、対象物１０に対する吸着状態をより安定して維持することができる。

一方、図１８に示している前記ソフトグリップユニット２００１の対象物１０に対する把持状態の場合、従来技術と比較して、吸入パッド１２１０が対象物１０と接触する部分の面積が相対的に増加して、対象物１０に適用される吸着力が増加することになる。

また、吸入過程で、空気が隔壁１２２０を通過しないので、対象物１０に対する吸入力が増加する。

すなわち、吸入過程で、空気が隔壁１２２０を通過しないことによって、対象物１０が吸着される吸入セル１２３０ａ及びこれに位置するフレキシブル支持体１２４０による吸入力は、対象物１０にのみ専ら適用され、これにより、該当吸入セル１２３０ａ及びフレキシブル支持体１２４０だけが吸着により変形し、一方、対象物１０が吸着されない吸入セル１２３０ｂ及びこれに位置するフレキシブル支持体１２４０は、変形することなく、状態が維持される。

図１９は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドを示す斜視図である。

図１９に示しているように、本実施例によるソフトグリップヘッド１３００は、吸入パッド１３１０を含み、前記吸入パッド１３１０は、隔壁１３２０と、前記隔壁１３２０により仕切られて形成される複数の吸入セル１３３０とを含む。この場合、前記吸入パッド１３１０は、結果として、前記ソフトグリップヘッド１３００の胴体を形成するもので、前記吸入パッド１３１０が一体に形成され、且つ、前記隔壁１３２０が同時に製作される。

本実施例の場合、前記吸入セル１３３０内が、別のフレキシブル支持体などの構造体が充填又は配置されず、開口した状態を有する。

但し、本実施例の場合、前記フレキシブル支持体などの構造体が充填又は配置されないので、前記吸入パッド１３１０が、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が大きいメタマテリアルを含むことができる。

この場合、前記隔壁１３２０も、前記吸入パッド１３１０と一体に製作され、前記吸入パッド１３１０と同一の前記メタマテリアルを含むことになる。

前記メタマテリアルは、自然界に存在しない特性を具現するために、光の波長よりも非常に小さなサイズで作った金属や誘電物質に設計されたメタ原子(Meta Atom)の周期的な配列からなる物質を意味する。

本実施例において、前記吸入パッド１３１０は、幅方向の剛性が軸方向の剛性よりも大きい特性を具現するように、人為的に製造されたメタマテリアルであり、図１９に示しているように、第１の素材層１３１１と、第２の素材層１３１２とを含む。

この場合、第１の素材層１３１１は、プレート形状であり、吸入セル１３３０の幅方向(A2)に偏平に延びる。第１の素材層１３１１は、吸入セル１３３０の軸方向(A1)に沿って、所定の間隔で離隔配置される。第１の素材層１３１１は、第１の剛性を有する。

また、第２の素材層１３１２は、第１の素材層１３１１の間に設けられ、第１の剛性よりも小さい第２の剛性を有する。第２の素材層１３１２は、フレキシブルなポリマーで形成される。第２の素材層１３１２は、第１の素材層１３１１よりも剛性が小さいので、前記ソフトグリップヘッド１３００が軸方向(A1)に圧縮されるとき、第２の素材層１３１２が相対的に容易に圧縮され、もって、前記ソフトグリップヘッド１３００は、軸方向(A1)への圧縮が容易に行われる。

これに対して、第１の素材層１３１１は、第２の素材層１３１２よりも剛性が大きいので、前記ソフトグリップヘッド１３００が軸方向(A1)に圧縮される場合、幅方向(A2)への変形が相対的に小さく維持され、これにより、吸入セル１３３０の幅方向の収縮変形に対する抵抗力が提供される。

以上のように、前記隔壁１３２０の材質を除き、前記隔壁１３２０及び前記吸入セル１３３０の構造、形状などは、図１で説明した前記隔壁１１１及び前記吸入セル１１３の構造、形状などと同様である。

図２０は、図１９のソフトグリップヘッドを用いて、対象物を吸着する状態を示す断面図である。

図２０を参照すると、前述したように、前記吸入セル１３３０内に、別のフレキシブル支持体などが充填又は位置しない場合でも、前記ソフトグリップヘッド１３００が、幅方向の剛性が軸方向の剛性よりも大きい場合、効果的な対象物１０の吸着が可能となる。

すなわち、前記ソフトグリップヘッド１３００が、幅方向の剛性が軸方向の剛性よりも大きい場合、吸入セル１３３０の幅方向の収縮変形に対する抵抗力が相対的に大きく生じるので、対象物１０の吸着により、吸入セル１３３０が、軸方向(A1)に圧縮されても、幅方向(A2)への変形が相対的に少なく維持される。

これにより、吸入セル１３３０が塞がることを防止し、吸入セル１３３０により吸入力が続けて発生するので、対象物１０に対する吸着性能が向上する。

図２１は、図１９のソフトグリップヘッドにおいて、吸入セル１３３０内に支持部が形成された例を示す断面図である。

図２１に示しているように、前記吸入セル１３３０内に、支持部１３４０が形成され、前記支持部１３４０は、前記幅方向(A2)に沿って延び、前記軸方向(A1)に沿って、所定の間隔で離隔して配置される。

すなわち、前記支持部１３４０は、前記吸入セル１３３０内に、前記吸入セル１３３０の円周方向に沿って延び、前記幅方向(A2)への収縮変形に対する抵抗力を提供することができる。

また、前記支持部１３４０の外面は、前記吸入セル１３３０の内面、すなわち、前記隔壁１３２０に接触するように形成され、これにより、前記支持部１３４０が前記吸入セル１３３０の内周面に内接するように配置される。

一方、図面には、前記支持部１３４０が、互いに異なる吸入セル１３３０で互いに同一の高さに配置されることを示しているが、前記支持部１３４０は、吸入セル１３３０毎に互いに異なる高さで配置されることもできる。

図２２は、図１９のソフトグリップヘッドにおいて、吸入セル１３３０内に支持部が形成された他の例を示す断面図である。

図２２における前記支持部１３４０は、隔壁１３２０との固定状態を除くと、図２１で説明したことと同様である。

すなわち、図２２に示しているように、前記吸入セル１３３０内に形成される支持部１３４０が、前記隔壁１３２０の内側に陥入して位置する。

すなわち、前記隔壁１３２０上に、所定の溝部１３２１が形成され、前記溝部１３２１上に、前記支持部１３４０の外面が挿入して載置され、これにより、前記支持部１３４０は、より安定して、前記吸入セル１３３０内にその位置が固定される。

図２３は、本発明の更に他の実施例によるソフトグリップヘッドと、これに結合される固定キャップを示す分解斜視図である。

図２３に示しているように、本実施例による前記ソフトグリップヘッド１４００は、吸入パッド１４１０と、フレキシブル支持体１４４０と、フランジ１４３０とを含み、前記固定キャップ１５００は、ベース１５１０と、ソケット１５２０とを含む。この場合、前記ソケット１５２０には、貫通孔１５２１が形成される。

この場合、前記吸入パッド１４１０は、隔壁１４２０と、隔壁１４２０により仕切られて形成される複数の吸入セル１４３０とを含み、前記フレキシブル支持体１４４０が、前記吸入セル１４３０内に設けられることは、前述したことと同様である。

また、本実施例の場合も、前記隔壁１４２０及び前記吸入セル１４３０の構造、材料、形状などは、図１で説明した前記隔壁１１１及び前記吸入セル１１３の構造、材料、形状などと同様である。

さらには、前記フレキシブル支持体１４４０は、吸入セル１４３０を基準に、軸方向(A1)の剛性よりも幅方向(A2)の剛性が大きく形成され、フレキシブル支持体１４４０は、少なくとも一部が、吸入セル１４３０の内周面に接触されるコイルバネであることも、前述したことと同様である。

但し、本実施例の場合、前記フランジ１４３０が、前記吸入パッド１４１０上に設けられ、前記フランジ１４３０は、前記ベース１５１０と互いに結合される。

すなわち、前記固定キャップ１５００のベース１５１０は、前記フランジ１４３０と互いに結合され、これにより、前記固定キャップ１５００と前記ソフトグリップヘッド１４００とが互いに結合される。

前記ソケット１５２０は、複数個が前記ベース１５１０から突出するが、前記ソケット１５２０が形成される位置及び配列は、前記吸入セル１４３０の位置及び配列と同様である。

かくして、前記固定キャップ１５００と前記ソフトグリップヘッド１４００が互いに結合される場合、前記ソケット１５２０のそれぞれは、前記吸入セル１４３０のそれぞれの内部に挿入して位置することになる。

この場合、前記ソケット１５２０の直径は、前記吸入セル１４３０の内径よりも大きく形成される。前記吸入セル１４３０を形成する前記隔壁１４２０は、フレキシブルな材質を含むので、伸縮性を有し、これにより、前記ソケット１５２０の直径が、前記吸入セル１４３０の内径よりも大きく形成されることが、前記ソケット１５２０と前記吸入セル１４３０のより安定した結合に有利であり、もって、空気の漏れを防止することができる。

一方、前記固定キャップ１５００は、突部１５３０を含み、前記突部１５３０は図示してはいないが、前記フランジ１４３０の上面に形成される載置溝と互いに結合される。これにより、前記固定キャップ１５００と前記ソフトグリップヘッド１４００がより安定して結合され、吸入空気が漏れることを防止することができる。

図２４ａは、図２３のソフトグリップヘッドと固定キャップを示す断面図であり、図２４ｂは、図２３のソフトグリップヘッドと固定キャップの結合状態を示す断面図である。

図２４ａに示しているように、互いに隣接する吸入セル１４３０の中心間の間隔(P1、第１の間隔)は、互いに隣接するソケット１５２０の中心間の間隔(P2、第２の間隔)よりも小さく形成される。

これにより、図２４ｂに示しているように、前記固定キャップ１５００を、前記ソフトグリップヘッド１４００に結合する場合、前記ソフトグリップヘッド１４００の上に、所定の引張力(F)を与えて、前記第１の間隔(P1)を増加した状態で、前記ソケット１５２０を、前記吸入セル１４３０の内側に位置させる。

この後、前記与えられた引張力(F)を解除すると、前記第１の間隔(P1)は元状態に戻し、且つ、前記ソケット１５２０と前記吸入セル１４３０は、更に密着した状態で、互いに固定される。

図２５ａ及び図２５ｂは、図２３のソフトグリップヘッドが対象物を吸着する状態を示す断面図である。

前記図２４ｂでのように、前記ソフトグリップヘッド１４００と固定キャップ１５００を互いに結合することになると、図２５ａに示しているように、前記ソフトグリップヘッド１４００の上部、すなわち、前記固定キャップ１５００に連結される部分は、伸張した状態となり、前記対象物１０と吸着する部分に行くほど、前記ソフトグリップヘッド１４００の断面が減少する形状が維持される。

すなわち、前記ソフトグリップヘッド１４００が、いわゆる吸着カップの効果を奏する。

かくして、図２５ａでのように、特に、前記対象物１０が楕円状又は円状のようなラウンド形状を有する場合、対象物１０が、前記ソフトグリップヘッド１４００上に接触すると、前記ソフトグリップヘッド１４００と前記対象物１０の間の間隔(G)が相対的に小さく維持される。

すなわち、前記ソフトグリップヘッド１４００が全体として端が凹設されるので、中央に位置する吸入セル１４３０ａは、対象物１０と相対的に容易に密着され、縁に位置する吸入セル１４３０ｂは、対象物１０と相対的に少なく密着されるが、間隔(G)を相対的に小さく維持することができる。

この後、図２５ｂに示しているように、前記吸入セル１４３０内に吸入力が発生すると、前記縁に位置する吸入セル１４３０ｂは、対象物１０に対して、より一層密着が行われ、全体として、前記対象物１０を抱き込む形状に固定することになる。すなわち、対象物１０に吸着される吸入セル１４３０の表面積が相対的に増加することになって、前記対象物１０に対して、より効率よい吸着が行われる。

この場合、吸入セル１４３０内に位置するフレキシブル支持体１４４０により、幅方向の収縮変形に対する抵抗力が維持されるので、吸入セル１４３０の間隔が狭すぎることを防止し、対象物１０に対する安定した吸着が行われる。

図２６は、図２３のソフトグリップヘッドを含むソフトグリップユニットを示す断面図である。

図２６に示しているように、本実施例による前記ソフトグリップヘッド１４００は、上部に結合した前記固定キャップ１５００と、前記固定キャップ１５００を通して連結される連結ライン１３０と、前記連結ライン１３０に吸入力を提供する吸入力発生部１４０と共に、前記ソフトグリップユニット２００２を構成する。

この場合、前記連結ライン１３０は、その一端が、前記固定キャップ１５００の各ソケット１５２０を貫設する貫通孔１５２１に連結され、他端は、前記吸入力発生部１４０に連結される。

一方、前記連結ライン１３０が前記貫通孔１５２１と連結される部分に、図７で説明した前記逆止弁１５０が設けられるが、これに関する説明は、重複するので省略する。さらには、前記吸入力発生部１４０が、前記連結ライン１３０を介して、前記吸入セル１４３０のそれぞれに吸入力を発生することも、前述したことと同様である。

前記した本発明の実施例によると、ソフトグリップヘッドにおいて、隔壁により、複数の吸入セルが仕切られ、吸入セルのそれぞれは、軸方向の剛性よりも幅方向の剛性が大きいように維持されることにより、対象物に対する吸着を行うことにおいて、吸入セルの開口部が塞ぐことを防止し、吸着面積が増加して、効率よい吸着を行うことができる。

この場合、ソフトグリップヘッドを構成する材質が、幅方向の剛性が相対的に大きく維持されるように形成されるか、又は、吸入セル内に充填又は位置するフレキシブル支持体により、前記対象物の吸着に際して、吸入セルの形状を適切に維持して、吸入力を効果的に提供することができる。

さらには、このようなソフトグリップヘッドは、吸入力が提供される構成を含めて、ソフトグリップユニットで構成され、様々な形状のソフトグリップ装置に設計されて、様々な形状の対象物に対する効率よい把持を行うことができる。

前記では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変更できることを理解するだろう。

Claims (19)

1. 対象物と接触する吸入パッドを含むソフトグリップヘッドであって、
   前記吸入パッドは、
   前記吸入パッドを両端部が開放される複数の空間に仕切り、対象物の吸着に際して陥没して幅方向に変形する柔軟な材料を有する隔壁と、
   前記隔壁により仕切られる空間で形成される複数の吸入セルとを含み、
   前記吸入パッドは、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さい物質を含み、
   互いに隣接する吸入セルは、前記隔壁を共有し、前記隔壁は、空気が通過しない材料を有し、前記吸入セルのいずれか１つの吸入セルに吸入される空気が、前記隔壁を通過して隣接する吸入セルに移動しないようにすることを特徴とするソフトグリップヘッド。
2. 前記吸入パッドは、
   第１の剛性を有し、前記吸入セルの幅方向に延在する第１の素材層と、
   第１の剛性よりも小さい第２の剛性を有する第２の素材層とを含むことを特徴とする請求項１に記載のソフトグリップヘッド。
3. 前記第１の素材層は、複数個が前記吸入セルの軸方向に沿って、所定距離離隔して配置され、
   前記第２の素材層は、前記第１の素材層の間に設けられることを特徴とする請求項２に記載のソフトグリップヘッド。
4. 前記吸入パッドは、更に、前記吸入セルの円周方向に沿って、前記吸入セルのそれぞれの内部に所定の間隔で複数個が固定される支持部を含むことを特徴とする請求項１に記載のソフトグリップヘッド。
5. 複数の空間を仕切り、対象物の吸着に際して陥没して幅方向に変形する柔軟な材料を有する隔壁、及び前記隔壁により仕切られる空間で形成され、両端部が開放される複数の吸入セルを含む吸入パッドと、
   前記吸入セルの内部空間に設けられ、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さいフレキシブル支持体とを含み、
   互いに隣接する吸入セルは、前記隔壁を共有し、前記隔壁は、空気が通過しない材料を有し、前記吸入セルのいずれか１つの吸入セルに吸入される空気が、前記隔壁を通過して隣接する吸入セルに移動しないようにし、
   前記吸入セルの内部空間に吸入力が提供されることによって、前記吸入パッドは、形状が変形し、対象物を吸着し、
   前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルの幅方向の変形に対する抵抗力を提供して、対象物を吸着する場合、前記吸入セルが塞がることを防止し、対象物が除去される場合、前記吸入セルを初期状態に復元することを特徴とするソフトグリップヘッド。
6. 前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルのそれぞれの内部に充填又は位置し、前記吸入パッドの形状変形と共に形状が変形し、空気が通過することを特徴とする請求項５に記載のソフトグリップヘッド。
7. 前記フレキシブル支持体は、スポンジ又は多孔性構造を含むことを特徴とする請求項６に記載のソフトグリップヘッド。
8. 前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルのそれぞれの内周面に接触するコイルバネであることを特徴とする請求項６に記載のソフトグリップヘッド。
9. 前記フレキシブル支持体の一端部は、前記吸入セルの入口部から所定距離だけ離隔して位置することを特徴とする請求項６に記載のソフトグリップヘッド。
10. 前記吸入セルには、前記吸入セルの内周面から突出して、前記フレキシブル支持体の一端部が、前記吸入セルの入口部に移動することを抑制するストッパが形成されることを特徴とする請求項９に記載のソフトグリップヘッド。
11. 前記吸入パッドは、更に、前記吸入セルのそれぞれに連続して延在し、開口される複数の芯部を含み、
    前記芯部のそれぞれの断面積は、前記吸入セルのそれぞれの断面積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のソフトグリップヘッド。
12. 前記フレキシブル支持体は、前記吸入セルの内部空間から前記芯部の内部空間まで延設されることを特徴とする請求項１１に記載のソフトグリップヘッド。
13. 前記吸入セルは、前記芯部に向かう方向に行くほど、断面幅が減少することを特徴とする請求項１１に記載のソフトグリップヘッド。
14. 前記吸入セルの幅方向断面は、三角形、四角形、六角形、又は多角形に形成されることを特徴とする請求項５に記載のソフトグリップヘッド。
15. 更に、前記吸入セルの外郭に沿って形成され、前記吸入パッドの剛性を可変させるブロック部と、
    前記ブロック部内の負圧を制御する圧力制御部とを含むことを特徴とする請求項５に記載のソフトグリップヘッド。
16. 前記ブロック部内には、粒子が充填され、
    前記圧力制御部により、前記ブロック部内に負圧が提供されることによって、前記粒子間の密着性が増加して、前記ブロック部の剛性が増加することを特徴とする請求項１５に記載のソフトグリップヘッド。
17. ソフトグリップヘッドと、
    前記ソフトグリップヘッドの上部に結合される固定キャップと、
    前記ソフトグリップヘッドに吸入力を提供する吸入力発生部と、
    前記吸入力発生部と前記固定キャップを連結する連結ラインとを含み、
    前記ソフトグリップヘッドは、
    複数の空間を仕切る隔壁、及び前記隔壁により仕切られる空間で形成され、両端部が開放される複数の吸入セルを含む吸入パッドと、前記吸入セルの内部空間に設けられ、前記吸入セルの延在方向である軸方向の剛性が、前記軸方向に垂直な幅方向の剛性よりも小さいフレキシブル支持体とを含み、
    前記吸入セルの内部空間に吸入力が提供されることによって、前記吸入パッドは、形状が変形し、対象物を吸着し、
    前記固定キャップは、前記吸入セルのそれぞれに連結される貫通孔を含み、
    前記吸入セルの中心間の間隔が、前記貫通孔の間隔よりも小さく形成され、前記固定キャップは、前記ソフトグリップヘッドの上部が伸長した状態で、前記吸入セルに固定されることを特徴とするソフトグリップユニット。
18. 更に、前記連結ラインに設けられ、前記連結ラインを開閉する逆止弁を含み、
    前記対象物が吸着されない吸入セルに連結される連結ラインに設けられる逆止弁は、該当吸入セルの吸入力により密閉されることを特徴とする請求項１７に記載のソフトグリップユニット。
19. 胴部と、
    前記胴部から外側に延在する連結部と、
    前記連結部の一端部に設けられる請求項１７に記載のソフトグリップユニットと、
    前記胴部から前記ソフトグリップユニットの外側方向に延在する少なくとも１つのアームと、
    前記アームの端に連結され、前記ソフトグリップユニットと共に、前記対象物を固定する保持部とを含むことを特徴とするグリップ装置。

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