さらに、本実施形態では、ハウジング１２の軸線方向先端側の支持部１２ｋと、軸線方向基端側のシリンダ構造１２ｓの内面との間に、これらの間の内側寸法（内径）の差に相当する段差を備えた内側段部１２ｅが設けられるとともに、作動体１３の軸線方向先端側の被支持部１３ｋと、軸線方向基端側のシリンダ摺接部１３ｓとの間に、これらの間の外側寸法（外径）の差に相当する段差を備えた外側段部１３ｅが設けられる。これにより、シリンダ構造１２ｓと作動体１３の受圧部１３ｄ及びシリンダ摺接部１３ｓにより構成されるシリンダ構造の作動面積を大きく確保して大きな把持力を容易に実現できるとともに、軸線方向先端側の構造のコンパクト化が容易化される。
上記作動体１３の基端部には、上記ハウジング１２によって構成されるシリンダ構造１２ｓの内部に配置され、上記流体供給口１２ｐから供給される流体により生ずる流体圧を受ける受圧部１３ｄが設けられる。図示例では、受圧部１３ｄは、筒形状の作動体１３の軸線方向基端側の端面により構成される。上記受圧部１３ｄから軸線方向先端側に向かう作動体１３の外面部分には、上記シリンダ構造１２ｓの内面（軸線１０ｘに沿った内面部分）と軸線方向に移動可能に摺接するシリンダ摺接部１３ｓが設けられる。シリンダ摺接部１３ｓと上記シリンダ構造１２ｓの内面との間にパッキンなどの変形可能なシール部材１３ｉが介在することにより、作動体１３のシリンダ摺接部１３ｓはシリンダ構造１２ｓに対して気密に構成される。
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ハンドリングユニット１０には、制御部１０１に検出信号を出力する種々のセンサを設置することができる。例えば、前述の第４実施形態の位置検出器４９と同様に、作動体１３の軸線方向の位置を検出し、検出信号Ｓｓを出力する作動体位置検出器Ｓ１と、コレット１１の軸線方向の位置を検出し、検出信号Ｓｃを出力するコレット位置検出器Ｓ２と、コレット１１の複数の弾性変形部１１ｂ又はフィンガー部１１ｃの各々において、弾性変形量やこれに伴う歪に基づく電圧、電流などをそれぞれ検出し、検出信号Ｓｄを出力する把持態様検出器Ｓ３～Ｓ５と、複数のフィンガー部１１ｃの少なくとも一つに設置され、検出信号Ｓｔを出力する熱電対などの把持対象物Ｐの温度を検出する温度検出器や、導電率を検出する抵抗センサ、把持対象物Ｐの振動を検出する振動センサなどの、把持対象物の各種の物理量を検出する把持対象物検出器Ｓ６とを設けることができる。ここで、上記把持態様検出器Ｓ３～Ｓ５は、各弾性変形部１１ｂやフィンガー部１１ｃに対応するそれぞれの検出信号Ｓｄを出力するものであってもよく、また、検出信号Ｓｄとして、複数の弾性変形部１１ｂやフィンガー部１１ｃの間のセンサ値の差や比を出力するものであってもよい。
その上、本実施形態では、シリンダ構造１２ｓの内面に対する作動体１３のシリンダ摺接部１３ｓの気密なシール領域の軸線方向の範囲内に、上記基準部１１ａと支持面部１３ｂの摺接構造が配置されるので、コレット１１（特に基準部１１ａ）の外周側にもシリンダ構造１２ｓの一部が配置されるため、軸線方向のコンパクト化を図ることができる。また、シリンダ構造１２ｓの上記シール領域の内周側に支持面部１３ｂが配置されることで、支持面部１３ｂの支持面の位置及び姿勢の高精度化を図ることができるため、コレット１１の把持精度や繰り返し精度をさらに向上できる。
各弾性変形部１１ｂの軸線方向先端側には、フィンガー部１１ｃが接続される。フィンガー部１１ｃは軸線１０ｘに向いた把持面１１ｇを備える。なお、図示例では、把持面１１ｇは、軸線１０ｘを中心とする円弧筒状の内周面（中心角が１２０度弱）で構成されるが、これに限定されず、図示しない把持対象物に対応するものであれば、楕円状、平坦状などの任意の内面形状であってもよい。フィンガー部１１ｃの外面上には、軸線方向先端側に向いた係止段部１１ｄが設けられるとともに、この係止段部１１ｄの軸線１０ｘの方向の基端側（図示右側、以下、単に「軸線方向基端側」という。）には、軸線方向基端側に斜めに向いて傾斜した円錐面状の被動面１１ｔが、各弾性変形部１１ｂ及びフィンガー部１１ｃ毎にそれぞれ設けられる。さらに、この被動面１１ｔの一部（一つ）には、軸線１０ｘに沿って延びる、外周側に開放された規制溝１１ｐが設けられる。
図９は、上記第１～第７実施形態のハンドリングユニット１０を各種のロボット構造に接続することによって構成されるハンドリング装置１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。なお、ロボット構造は特に限定されず、直動ロボットでもスカラー型ロボットでも構わない。また、図示例ではハンドリングユニット１０を示すが、その代わりに、上述の他の実施形態に係るハンドリングユニット２０～７０を同様に用いることができる。ハンドリングユニット１０は、制御装置１０１に接続されるとともに、上述のコネクタ１８を介して流体供給源１０２に接続される。流体供給源１０２は、流体供給路１０３に沿って設置された圧力調整器Ｐ１及び開閉弁Ｖ１を経て、流体を供給する。流体供給源１０２の例としては、コンプレッサやガスボンベなどの圧縮エア供給源が挙げられる。
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【課題】機械加工の過程で生じる被加工物に対する位置誤差を吸収しながら加工工具の接触面を増やすことができ、しかも加工工具に過負荷を与えることなく効率よく機械加工を行うことが可能な加工工具用保持具および加工方法を提供する。【解決手段】加工工具用保持具１は、筒体１０と、その内部に環状隙間ｇ１を有して収容され、先端部２１が筒体１０の先端より突出している軸体２０と、軸体２０を先端方向に付勢するコイルばね３２と、軸体２０を先端方向停止位置と後端方向停止位置との間を移動可能に位置規制する位置規制部３６と、筒体１０と軸体２０とを相対回転不能に筒体１０と軸体２０とにわたり設けられ係合部３７と、筒体１０と軸体２０とを非回転時に同軸状態に保持するように筒体１０と軸体２０との間に介装された環状弾性体３１と、軸体２０の先端部２１に設けられ、加工工具の軸部をチャックするチャック部５０と、を備える。【選択図】図１
最初に、機能実現手段１００Ａにおける処理内容を説明する。この機能実現手段１００Ａは、流体供給源１０２の供給する流体の流体圧を制御することにより、コレット１１のフィンガー部１１ｃの把持力を制御する手段である。コレット１１のフィンガー部１１ｃによる把持対象物Ｐの把持力は、流体圧が受圧部１３ｄに加わることによって生ずる作動力が作動体１３に加わり、この作動体１３に加わる作動力と、作動ばね１４の弾性復元力との差によって定まる駆動力が駆動部１３ｃから被動部１１ｔに与えられることにより、フィンガー部１１ｃによる把持対象物Ｐの把持力が定まる。このため、上記流体圧を圧力調整器Ｐ１により調整することにより、上記把持力を適宜の値に調整し、設定したり、変化させたりすることができる。流体圧の調整は、制御部１０１の制御信号Ｒｐ１によって行うことができる。このとき、作動体位置検出器Ｓ１の検出信号Ｓｓ、把持態様検出器Ｓ３－Ｓ５の検出信号Ｓｄ、又は、把持対象物検出器Ｓ６の検出信号Ｓｔの少なくともいずれか一つに基づいて、制御部１０１が制御信号Ｒｐ１を設定し、上記流体圧を変化させる。ここで、以下に説明する検出信号Ｓｄの他に、検出信号Ｓｓからは上述のように把持対象物の把持寸法の大小を推定できるので、把持寸法の大小に適した把持力に調整することが可能になる。また、検出信号Ｓｔからは把持対象物の硬さを推定できるので、この硬さに適した把持力に調整することが可能になる。
本発明において、前記ハウジングは、軸線方向先端側の内面に設けられる先端側内面部分と、該先端側内面部分に対して軸線方向基端側に内形寸法を増大させる第１の段部を介して前記シリンダ構造の内面に設けられた基端側内面部分と、を有し、前記作動体は、軸線方向の位置が前記先端側内面部分に重なる範囲の外面に設けられた先端側外面部分と、該先端側外面部分に対して軸線方向基端側に外形寸法を増大させる第２の段部を介して設けられた前記シリンダ摺接部を含む基端側外面部分と、を有し、前記第１の段部は前記第２の段部に対して軸線方向先端側に形成されることが好ましい。この場合において、前記第１の段部と前記第２の段部の間に配置され、前記作動体を軸線方向基端側へ付勢する作動体付勢手段がさらに設けられることが望ましい。前記作動体付勢手段は、前記第１の段部と前記第２の段部の間に収容された弾性復元力を与える弾性体により構成されることが望ましい。
コレット１１は、軸線方向の一部を構成する基準部１１ａを有する。基準部１１ａは、図示例では、後述する作動体１３の内面に対して軸線１０ｘに沿って摺動可能に支持されることにより、軸線１０ｘに対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態となっている。図示例では、基準部１１ａは、軸線１０ｘに沿って同径に形成された円筒面状の外周面を備える一体の筒形状に構成される。この基準部１１ａの軸線１０ｘの方向の先端側（図示左側、以下、単に「軸線方向先端側」という。）には、複数の弾性変形部１１ｂが接続される。弾性変形部１１ｂは、上記基準部１１ａよりも弾性変形が容易な形状寸法となるように構成される。図示例では、弾性変形部１１ｂは、基準部１１ａより薄肉であり、かつ、軸線１０ｘの周りの周方向にスリット１１ｓにより分断された構造とされることで、個々に容易に弾性変形するようになっている。図示例では、軸線１０ｘの周りに３つの弾性変形部１１ｂが、軸線１０ｘの周りに３回対称性を備える態様で、等角度間隔に形成される。コレット１１の軸線１０ｘに沿った内部は軸線方向に貫通した軸孔１１ｘとなっている。
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