JP7162521B2

JP7162521B2 - 多段式ハンドおよびこれを備える搬送ロボット

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Publication number: JP7162521B2
Application number: JP2018239742A
Authority: JP
Inventors: 公博笠原; 邦夫福間
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: KR20200078356A; JP2020102531A; TW202025376A; TWI814941B; KR102875144B1; US20200198902A1; CN111354669A; US11414278B2; CN111354669B

Description

本発明は、複数枚の板状ワークを搬送できる多段式ハンドおよびこれを備える搬送ロボットに関する。

半導体ウエハなどの板状ワークの複数枚を一度に搬送できる多段式ハンドが例えば特許文献１に記載されている。これらの文献に記載された多段式ハンドは、ピッチの異なるカセット間でのワークの一括搬送を可能とするために、ハンド間ピッチを変更できるように構成されている。

特許文献１にはまた、多段式ハンドにおいて、各ハンドに搭載されるワークを各別に保持するためのクランプ機構が記載されている。このクランプ機構は、各ハンド上でクランプ部材を常時前方（クランプ方向）に向けて付勢するバネを有するとともに、各クランプ部材をバネの付勢力に抗して一斉に後方に引き戻すための移動部材を有している。この移動部材はアクチュエータによって前後方向（クランプ方向とクランプ解除方向）に移動させられる。ワークをクランプしないときには移動部材は後方（クランプ解除方向）に移動して各クランプ部材を上記付勢力に抗して後方に引き戻している。ワークをクランプするときは、移動部材が前方に移動するが、このとき、クランプ部材がワークに当接した後にも移動部材はなお所定距離前方に移動し、当該移動部材は各クランプ部材に対して前方に離間した状態となる。これは、各ハンドにおいてワークを保持したままハンド間ピッチを変更するとき、移動部材と各クランプ部材が相互に擦れ動くことを回避するためである。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、クランプ解除状態において、各ハンドでクランプ部材を前方に付勢するバネの付勢力の総和に抗して移動部材を後方移動状態に保持する必要がある。

このことは、移動部材を前後方向に移動させるためのアクチュエータの高出力化を必要とし、移動部材を後方に引き戻した状態を維持するためのエネルギが必要となることを意味し、アクチュエータに求められる機能に無駄が多いという問題がある。一斉に作動させるハンドの数が増えると、このような問題は尚更となる。

特開２０１３－１３５０９９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ハンド間ピッチを変更可能な多段式ハンドにおいて、より効率的にワークのクランプおよびクランプ解除を行えるようにすることをその課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

すなわち、本発明の第１の側面によって提供される多段式ハンドは、上下方向に並ぶ複数のハンドを有し、各ハンドのハンド間ピッチ間隔を変更可能であり、各ハンドはワークのクランプおよびクランプ解除を行うクランプ部材を有する多段式ハンドにおいて、上記クランプ部材は、上記各ハンドに対し、前後方向に移動可能に支持されており、上記クランプ部材はさらに、前方側に形成された固定ばね受け部材と、後方側に前後方向に相対移動可能に設けた移動ばね受け部材との間に介装した圧縮型ばね部材を有し、上記移動ばね受け部材は、前後方向に駆動され、後方移動時に上記クランプ部材に係合する移動体の前面に対し、上下方向に低抵抗で相対移動可能に弾性接触させられていることを特徴とする。

好ましい実施の形態では、上記クランプ部材は、前後方向に延びるロッドと、当該ロッドの先端に形成され、クランプ時にワークを押圧するクランプ体とを含み、上記ハンドに設けたホルダにより上記ロッドの上記固定ばね受け部材よりも前方の部位が前後方向移動可能に支持されており、上記圧縮型ばね部材は、上記ロッドに套挿した圧縮コイルばねである。

好ましい実施の形態では、上記移動ばね受け部材は、上記移動体の前面に接触して転動するローラを含む。

好ましい実施の形態では、上記各ハンドは、上記クランプ部材のクランプ作動時、上記クランプ体がワークを適正に押圧していないことを光学的に検出する光学検出手段を有する。

好ましい実施の形態では、上記光学検出手段は、上記ハンドの適部に設けた受発光素子と、上記クランプ体に形成した反射状態変更部とを含む。

好ましい実施の形態では、上記反射状態変更部は、上記クランプ体に上下貫通状に設けた貫通孔である。

本発明の第２の側面によって提供される搬送ロボットは、上記第１の側面に係る多段式ハンドを備えることを特徴とする。

クランプ時、移動体が前方に向けて移動させられると、この移動体は移動ばね受け部材を前方に押す。これにより、固定ばね受け部材およびクランプ部材は圧縮型ばね部材を介して前方への弾性押動力を受けながら前方へ移動する。やがてクランプ部材はワークに当接し、それ以上の前方移動が阻止される。この状態では、クランプ部材はワークを弾性的に押圧しており、ハンド上でのワークのクランプ状態が現出する。

クランプ解除時、移動体は後方へ移動させられ、これに伴い移動体と係合するクランプ部材も後方へ移動させられ、ワークのクランプが解除される。このとき、移動ばね受け部材はクランプ部材に係合する移動体に弾性接触しているので、移動ばね受け部材と固定ばね受け部材との間の圧縮型ばね部材が圧縮されることはない。すなわち、クランプ解除時、移動体は各ハンドのクランプ部材に付属する圧縮型ばね部材の影響を受けることが実質的になく、また、移動体の後方移動時、各圧縮型ばね部材を圧縮することもない。したがって、クランプ解除時、特許文献１の構成のように、クランプ部材を前方に付勢するバネの付勢力の総和に抗して移動体を後方移動状態に保持する必要はなく、移動体を駆動するアクチュエータの高出力化が不要となる。

クランプ時、移動体は移動ばね受け部材を介して圧縮型ばね部材の弾性力を受けるが、移動ばね受け部材は低抵抗で上下方向に相対移動可能に移動体の前面に当接しているので、クランプ状態において各ハンドのハンド間ピッチ間隔を変更することに問題は生じない。

本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

本発明に係る多段式ハンドを搭載した搬送ロボットの一例の全体構成図である。本発明に係る多段式ハンドの一例の全体斜視図である。図２のIII-III線に沿う断面図である。図３のIV-IV線に沿う断面図である。クランプ機構の後方部の説明図である。クランプ機構の前方部の説明図である。クランプ機構の平面図である。ハンドの前方部（ハンド体）の平面図である。図４のIX-IX線に沿う断面図である。ハンドピッチ規制手段の作用説明図であり、図４のIX-IX線に沿う断面図に相当する図である。ハンドピッチ規制手段の作用説明図であり、図４のIX-IX線に沿う断面図に相当する図である。ハンドピッチ規制手段の作用説明図であり、図４のIX-IX線に沿う断面図に相当する図である。ハンドピッチ規制手段の作用説明図であり、図４のIX-IX線に沿う断面図に相当する図である。クランプ機構およびクランプセンサの作用説明図である。クランプ機構およびクランプセンサの作用説明図である。クランプ機構およびクランプセンサの作用説明図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示すように、本発明に係る多段式ハンドＡ１は、たとえば多関節ロボットＢ１のエフェクタ装着アームＢａに搭載されて搬送ロボットＢを構成する。搬送ロボットＢは、エフェクタ装着アームＢａの先端を姿勢制御しつつ三次元的に移動させることができる、あらゆる構成を有するものを採用することができる。

図２～図９は、本発明の一実施形態に係る多段式ハンドＡ１を示す。この多段式ハンドＡ１は、収容ボックス１０と、上下に重なるように配置された複数のハンド２０と、それら姿勢を維持しつつ上下方向に移動可能にガイドするガイド手段７０（図４、図９）と、複数のハンド２０の最大ハンド間ピッチを規制するハンド間ピッチ規制手段５０（図９）と、最上位のハンド（第１ハンド２０ａ）を昇降させる昇降機構６０と、を有する。

ハンド２０は、本実施形態では、半導体製造のための円形シリコンウエハを板状ワークＷとして載置・搬送するように構成されており、先端側の二股フォーク状のハンド体２１０（図８）と、その基部が連結された支持体２２０とを有する。ハンド体２１０は、その主要部をたとえば炭素繊維強化プラスチックなどの軽量硬質材料により形成され、支持体２２０は金属または硬質樹脂などで形成される。ハンド２０は、複数のものが上下方向に重なるようにして配置されている。具体的には、収容ボックス１０内に各ハンド２０の支持体２２０がガイド手段７０により、水平姿勢を維持しつつ上下方向に自由移動可能にガイドされているとともに、収容ボックス１０の前面開口１０１から各ハンド体２１０が延出させられている（図３、図４）。実施形態では、収容ボックス１０の底部に支持体２２０が固定された最下位のハンド（第１１ハンド）２０ｋの上位に、上記のようにガイド手段７０によりガイドされる１０個のハンド（最上位から、第１ハンド２０ａ～第１０ハンド２０ｊ）が設けられている（図３、図９）。

各ハンド２０には、ハンド体２１０に設けた爪２１１（図８）と協働してハンド体２１０に載置されたワークＷを保持するクランプ機構８０がそれぞれ設けられ、各ハンド２０のクランプ機構８０を一斉に作動させるクランプ駆動機構８２が設けられるが、これについては後述する。

図９～図１３によく表れているように、ハンド間ピッチ規制手段５０は、合計１１個のハンド２０ａ～２０ｋを、最上位の第１ハンド２０ａを含め、１つおきに位置する奇数番目の第１群のハンド（第１、第３、第５、第７、第９および固定ハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋ）と、それ以外の偶数番目の第２群のハンド（第２、第４、第６、第８、第１０ハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊ）の２つのグループに分け、上位に位置する第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋとその直ぐ下位に位置する第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊ間は、当該第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに設けた上向き当接部２２１ａ（図９）と、当該第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊに設けた下向き当接部２３３ａ（図９）とが相互に当接することにより両者間の最大ピッチ間隔が規制され（図１３）、上位に位置する第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとその直ぐ下位に位置する第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋ間は、当該第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊに設けた上向き当接部２２１ａと、当該第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに設けた下向き当接部２３３ａとが相互に当接することにより両者間の最大ピッチ間隔が規定されるように構成されている（図１３）。

実施形態では、上向き当接部２２１ａは、各ハンド２０の支持体２２０の側方に延出する規制片２２１の上面によって構成されている。また、下向き当接部２３３ａは、各ハンド２０の支持体２２０の側方に延出する側方延出部２３１と、当該側方延出部２３１の先端から上方に延出する上方延出部２３２と、当該上方延出部２３２の上部からハンド２０の支持体２２０に近づくように延びる折り返し延出部２３３とを有する略コ字状ブロック２３０における上記折り返し延出部２３３の下面によって構成されている。

実施形態ではまた、第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋの上向き当接部２２１ａと第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊの下向き当接部２３３ａの組は、第１の平面位置において、上下方向に重なって位置しており（以下、これを第１組の当接関係部Ｒ１（図４）という）、第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊの上向き当接部２２１ａと第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋの下向き当接部２３３ａの組は、第１の平面位置とは異なる第２の平面位置において、上下方向に重なって位置している（以下、これを第２組の当接関係部Ｒ２（図４）という）。より具体的には、図４に表れているように、各ハンド２０の支持体２２０は、平面視において略矩形仮想領域Ｓを有しており、上記第１組の当接関係部Ｒ１は略矩形仮想領域Ｓの一方の対角線Ｄ１上に２か所設けられており、上記第２組の当接関係部Ｒ２は他方の対角線Ｄ２上に２か所設けられている。換言すると、上記略矩形仮想領域Ｓの前方側と後方側のそれぞれにおいて、上記第１組の当接関係部Ｒ１と第２組の当接関係部Ｒ２とがハンド２０の支持体２２０の幅方向に対向して位置しており、前方部と後方部とで第１組の当接関係部Ｒ１と第２組の当接関係部Ｒ２の左右関係が逆になっている。

ガイド手段７０は、第１組の当接関係部Ｒ１（２か所）および第２組の当接関係部Ｒ２（２か所）において、上下方向に積み重なるように並ぶ複数のブロック２３０を上下方向の軌道を有するリニアガイド７１によりガイドすることにより構成されている。

ところで、各ハンド２０（第１ハンド２０ａを除く）の支持体２２０には、厚さ方向に貫通する貫通孔２２２が形成されており、これにより、昇降機構６０およびクランプ駆動機構８２を配置するための空間が形成されている。

昇降機構６０は、収容ボックス１０の底部にエアシリンダ６１０を上向きに設置するとともに、そのピストンロッド６１１の先端を最上位の第１ハンド２０ａの支持体２２０に連結することにより構成されている。この昇降機構６０としては、エアシリンダのほか、その他の直線型アクチュエータを採用することができる。

各ハンド２０には、ハンド体２１０に形成した爪２１１と協働してハンド体２１０に載置されたワークＷを保持するためのクランプ機構８０が設けられている。このクランプ機構８０は、各ハンド２０のピッチ間隔が変更されても、一斉にクランプ動およびクランプ解除動するように構成されている。さらに、各クランプ機構８０には、ワークＷが適正に保持されていないことを検出するクランプセンサ（光学検出手段）８３（図６、図７）が設けられている。以下、順次説明する。

クランプ機構８０は、各ハンド２０の支持体２２０上に設置されたホルダ８０１により軸方向移動可能かつ軸転不能に保持されたロッド８０２の先端にクランプ体８０５を取付けたクランプ部材８０ａを有し、ロッド８０２を一斉に進退動させるように構成されている。

図４～図６に表れているように、ロッド８０２に設けたフランジ（固定ばね受け部材）８０３とその後方側においてロッド８０２に対してその軸方向に摺動可能かつロッド８０２の軸周り回転不能に付属させたばね受け部材（移動ばね受け部材）８１との間に、圧縮型ばね部材としての圧縮コイルばね８０４が套挿され、ロッド８０２は常時進出方向に付勢されている。ロッド８０２はまた、ばね受け部材８１よりも後方側が、後記するクランプ駆動機構８２としての横置きエアシリンダ８２１により進退動させられる、上下方向に長いヘッド部材（移動体）８２２に形成された上下方向に延びるスリット８２３に通されている。ロッド８０２の後端には、上記スリット８２３を通過できないフランジ８０６が形成されている。ばね受け部材８１には、上記ヘッド部材８２２の前面に当接して回転可能なローラ８１１が、ロッド８０２の軸方向にみて左右１対設けられている。上下に隣接するハンド２０のローラ８１１が干渉しないように、第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに設けられるローラ８１１に対し、第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊに設けられるローラ８１１は、左右方向に変位させられている。

クランプセンサ８３は、ハンド体２１０に限定反射型センサ（受発光素子）８３１を設けるとともに、クランプ体８０５に上下方向に貫通する貫通孔（反射状態変更部）８３２を設け、ワークＷが適正に保持されているときには上記貫通孔８３２に光が入り込んで反射光が検出されずに限定反射型センサ８３１がオフになり、ワークＷが適正に保持されていないときにはクランプ体８０５の下面で反射する反射光が検出されて限定反射型センサ８３１がオンになるように構成されている。

次に、上記構成の多段式ハンドＡ１の作用について、説明する。

まず、複数のハンド２０のハンド間ピッチ間隔の変更に係る作用について説明する。図９は、ハンド間ピッチ間隔が最小となった状態を図４のＩＸ―ＩＸ線に沿う断面において示す。昇降機構６０のピストンロッド６１１は最も下動位置にある。この状態では、第１組の当接関係部Ｒ１（図４）においては第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに設けたブロック２３０が、第２組の当接関係部Ｒ２（図４）においては第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊに設けたブロック２３０が、それぞれ上下方向に積み重なっている。こうして各ブロック２３０が上下に積み重なることにより、各ハンド２０の最小ピッチ間隔が規定されることになる。なおこの状態において、上位にあるハンド２０の上向き当接部２２１ａとその直ぐ下にあるハンド２０の下向き当接部２３３ａは、当接することなく離間している。このときのハンド間ピッチ間隔は、たとえば７．０ｍｍとされる。このように構成することにより、ハンド間ピッチを最小間隔に規定する別途の構成が不要となる。

図９に示した状態から昇降機構６０のピストンロッド６１１が上昇を始めると、まず、第１組の当接関係部Ｒ１において、最上位の第１ハンド２０ａの上向き当接部２２１ａが第２ハンド２０ｂの下向き当接部２３３ａに当接し、その後は第２ハンド２０ｂは第１ハンド２０ｂとともに上昇する（図１０）。次いで、第２組の当接関係部Ｒ２において、第２ハンド２０ｂの上向き当接部２２１ａが第３ハンド２０ｃの下向き当接部２３３ａに当接し、その後は第３ハンド２０ｃは上記第１ハンド２０ａおよび第２ハンド２０ｂとともに上昇する（図１１）。以後同様に、上昇する上位のハンド２０の上向き当接部２２１ａがその下位のハンド２０の下向き当接部２３３ａに当接して当該下位のハンド２０を引き上げていき、最終的には図１３に示すように、すべての上位のハンド２０の上向き当接部２２１ａがその下位のハンド２０の下向き当接部２３３ａに当接することになる。図１３に示した状態では、昇降機構６０のピストンロッド６１１はそれ以上上昇できなくなる。図９に示した状態では、上位にあるハンド２０の上向き当接部２２１ａとその直ぐ下にあるハンド２０の下向き当接部２３３ａは、当接することなく所定距離Ｌだけ離間していたが、すべての上位のハンド２０の上向き当接部２２１ａがそのすぐ下位のハンド２０の下向き当接部２３３ａに当接する図１３に示した状態では、ハンド間ピッチ間隔は、図９に示した状態に比較して距離Ｌだけ拡大したことになる。このときのハンド間ピッチ間隔は、たとえば１０．０ｍｍとされる。

このようにして、実施形態の多段式ハンドＡ１は、昇降機構６０のピストンロッド６１１を昇降させることにより、ハンド間ピッチ間隔を最大ピッチ間隔と最小ピッチ間隔の２段階に変更することができる。上記から理解されるように、実施形態の多段式ハンドＡ１は、ハンド間ピッチ間隔を変更するための構成をほぼハンド２０のとくに支持体２２０の平面占有面積内で構成できるので、ハンド２０の数がさらに増えても多段式ハンドＡ１としての平面占有面積が拡大することはない。

しかも、複数のハンド２０を１つおきに位置する第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋとそれ以外の第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊとにグループ分けしているので、第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋの上向き当接部２２１ａと第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊの下向き当接部２３３ａの組（第１組の当接関係部Ｒ１）と、第２群のハンド２０ｂ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｈ，２０ｊの上向き当接部２２１ａと第１群のハンド２０ａ，２０ｃ，２０ｅ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋの下向き当接部２３３ａの組（第２組の当接関係部Ｒ２）を異なる平面位置に配置することができる。これにより、ハンド間最小間隔を短縮して、よりピッチ間隔が小さいカセットへの複数のワークの一括入出搬送が可能となる。

次に、クランプ機構８０の作用について説明する。

クランプ駆動機構８２としてのエアシリンダ８２１のピストンロッド８２４を進出動させることにより、各ハンド２０におけるクランプ体８０５は一斉に進出動し、ハンド体２１０の爪２１１と協働してハンド体２１０に載置されたワークＷを保持してその脱落を防止する。逆に、上記ピストンロッド８２４を退避動せることにより、各ハンド２０におけるクランプ体８０５は一斉に退避動し、ワークＷの保持状態を解除することができる。なお、クランプ移動機構８２としては、エアシリンダのほか、直線駆動型のどのようなアクチュエータをも採用することができる。

図１４～図１６に示すように、各ハンド２０のクランプ機構８０によりワークＷをクランプする場合において、各ロッド８０２はピストンロッド８２４の先端に取り付けられたヘッド部材（移動体）８２２を介してクランプ駆動機構８２の進出駆動力を受ける。より詳しくは、ヘッド部材８２２の前面に当接するローラ８１１を介して移動ばね受け部材８１が前方に押動され、ロッド８０２はバネ受け部材８１とフランジ（固定ばね受け部材）８０３間に套挿された圧縮コイルばね８０４を介して前方への弾性進出力を受ける（図１４）。クランプ体８０５と爪２１１との間にワークＷが挟持された状態が現出すると、ヘッド部材８２２が進出してもロッド８０２およびクランプ体８０５はそれ以上進出せず、圧縮コイルばね８０４が圧縮される（図１５）。こうしてワークＷはクランプ体８０５による弾性的な押圧力によって保持されるので、クランプ体８０５による保持において衝撃を受けて破損を招くといったことがない。

なお、このようなクランプ機構８２によるワークＷの保持状態、すなわち、クランプ体８０５が進出動した状態において、ワークＷが適正に保持されていない場合には、圧縮コイルばね８０４の作用により、クランプ体８０５は爪２１１との間にワークＷを挟持する適正位置よりさらに前進させられる（図１６）。このようなクランプ体８０５の位置の不適正状態はクランプセンサ８３としての限定反射型センサ８３１がオンになることにより検出される。このようなクランプ体８０５の不適正位置検出信号により、たとえば、搬送ロボットＢを緊急停止させるなどしてその後に起こりうる不具合を回避することができる。

クランプ体８０５によるワークＷの保持を解除する場合には、ヘッド部材８２２が退避動するとき、ロッド８０２の後端のフランジ８０６が係合してヘッド部材８２２がロッド８０２を後方に押すことにより、ロッド８０２およびクランプ体８０５が退避動し、ワークＷの保持状態が解除される。

このとき、移動ばね受け部材８１はロッド８０２の後端のフランジ８０６に係合するヘッド部材８２２に弾性接触しているので、移動ばね受け部材８１とフランジ（固定ばね受け部材）８０３との間の圧縮コイルばね８０４が圧縮されることはない。すなわち、クランプ解除時、ヘッド部材８２２は各ハンドのクランプ部材８０ａに付属する圧縮コイルばね８０４の影響を受けることが実質的になく、また、ヘッド部材８２２の後方移動時、各圧縮コイルばね８０４を圧縮することもない。したがって、クランプ解除時、クランプ体８０５を前方に付勢するバネの付勢力の総和に抗して移動体を後方移動状態に保持する必要はない。

各ハンド２０のクランプ機構８２におけるロッド８０２は、ヘッド部材（移動体）８２２のスリット８２３を通っており、かつバネ受け部材８１のローラ８１１がヘッド部材８２２の前面に当接して転動可能であるので、各ロッド８０２はヘッド部材８２２に対して低抵抗で上下方向に相対移動可能である。したがって、各ハンド２０がワークＷをクランプした状態において、各ハンド２０のハンド間ピッチ間隔が最大の状態から最小の状態に変更するとき、および、ハンド間ピッチ間隔が最小の状態から最大の状態に変更するとき、昇降機構６１０や各ハンド２０に上下方向に無理な力が作用するといった問題は生じない。また、ハンド間ピッチ間隔が最大の状態においても、最小の状態においても、各ハンド２０のクランプ機構８２は一斉に作動してワークＷを保持し、または保持を解除することができる。

もちろん、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。とくに、ハンド間ピッチ間隔を変更するための機構は、実施例の構成に限定されない。移動ばね受け部材８１とヘッド部材（８２２）とを低抵抗で上下方向に相対移動可能に接触させるための構成についても、実施例のようにローラ８１１による転がり摩擦を利用した構成を採用するほか、接触面をテフロン（登録商標）樹脂でコーティングするなど、低抵抗のすべり摩擦を適用したものとすることもできる。

Ａ１：多段式ハンド，Ｂ：搬送ロボット，Ｗ：ワーク，２０：ハンド，８０：クランプ機構，８０２：ロッド，８０３：フランジ（固定ばね受け部材），８０４：圧縮型ばね部材（圧縮コイルばね），８０５：クランプ体，８１：移動ばね受け部材，８１１：ローラ，８２２：ヘッド部材（移動体），８３：クランプセンサ（光学検出手段），８３１：限定反射型センサ（受発光素子）

Claims

上下方向に並ぶ複数のハンドを有し、各ハンドのハンド間ピッチ間隔を変更可能であり、各ハンドはワークのクランプおよびクランプ解除を行うクランプ部材を有する多段式ハンドにおいて、
上記クランプ部材は、上記各ハンドに対し、前後方向に移動可能に支持されており、
上記クランプ部材はさらに、前方側に形成された固定ばね受け部材と、後方側に前後方向に相対移動可能に設けた移動ばね受け部材との間に介装した圧縮型ばね部材を有し、
上記移動ばね受け部材は、前後方向に駆動され、後方移動時に上記クランプ部材に係合する移動体の前面に対し、上下方向に低抵抗で相対移動可能に弾性接触させられていることを特徴とする、多段式ハンド。
上記クランプ部材は、前後方向に延びるロッドと、当該ロッドの先端に形成され、クランプ時にワークを押圧するクランプ体とを含み、上記ハンドに設けたホルダにより上記ロッドの上記固定ばね受け部材よりも前方の部位が前後方向移動可能に支持されており、上記圧縮型ばね部材は、上記ロッドに套挿した圧縮コイルばねである、請求項１に記載の多段式ハンド。
上記移動ばね受け部材は、上記移動体の前面に接触して転動するローラを含む、請求項２に記載の多段式ハンド。
上記各ハンドは、上記クランプ部材のクランプ作動時、上記クランプ体がワークを適正に押圧していないことを光学的に検出する光学検出手段を有する、請求項３に記載の多段式ハンド。
上記光学検出手段は、上記ハンドの適部に設けた受発光素子と、上記クランプ体に形成した反射状態変更部とを含む、請求項４に記載の多段式ハンド。
上記反射状態変更部は、上記クランプ体に上下貫通状に設けた貫通孔である、請求項５に記載の多段式ハンド。
請求項１ないし６のいずれかに記載の多段式ハンドを備える、搬送ロボット。