(57)【要約】【課題】対象物の寸法が変化することがあっても、簡便に、対象物の安定な固定を達成できる固定装置を提供する。【解決手段】基部１１と、基部１１に固定されたレール部材２３，２３と、対象物を保持して固定することができる保持部材３１と、保持部材３１に固定され、レール部材２３，２３に摺動可能に係合されたスライド部材３６，３６と、保持部材３１に固定され、レール部材２３，２３上でのスライド部材３６，３６の摺動位置を固定する固定状態と、該摺動位置を固定しない解除状態との間で切り替え可能であるストッパ部材３７と、ストッパ部材３７が解除状態にある時に、保持部材３１または保持部材３１に対して固定された部材に接触して運動することで、レール部材２３，２３に沿って、保持部材３１を移動させることができる運動手段と、を有する固定装置１とする。【選択図】図１
2019209347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部に固定されたレール部材と、
対象物を保持して固定することができる保持部材と、
前記保持部材に固定され、前記レール部材に摺動可能に係合されたスライド部材と、
前記保持部材に固定され、前記レール部材上での前記スライド部材の摺動位置を固定する固定状態と、該摺動位置を固定しない解除状態との間で切り替え可能であるストッパ部材と、
前記ストッパ部材が前記解除状態にある時に、前記保持部材または前記保持部材に対して固定された部材に接触して運動することで、前記レール部材に沿って、前記保持部材を移動させることができる運動手段と、を有することを特徴とする固定装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記運動手段が把持可能な握り部を有することを特徴とする請求項１に記載の固定装置。
【請求項３】
前記運動手段は、前記対象物を、前記保持部材で保持可能な位置と、前記保持部材から離れた位置との間で、運搬可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の固定装置。
【請求項４】
前記保持部材は、１対の載置面と、突出部と、を相互に対向して有し、
前記１対の載置面は、前記突出部が配置された方向に向かって相互間の距離が離れるように配置されており、
前記突出部は、前記載置面と対向する方向に、進退運動可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固定装置。
【請求項５】
前記固定装置は、離間方向に沿って相互に離間した位置に、１対の前記保持部材を有し、
前記１対の保持部材の少なくとも一方が、前記スライド部を固定されており、前記レール部材に対する前記スライド部材の摺動によって、前記離間方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固定装置。
【請求項６】
前記固定装置は、前記対象物の少なくとも一部を液体中に配置した状態で、前記保持部材によって前記対象物を保持可能であり、
前記保持部材の構成部材には、内部に浸入または表面に滞留した前記液体を排出可能な穴または溝が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の固定装置。
【請求項７】
前記保持部材で前記対象物を保持した状態で、前記基部が運動可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定装置に関し、さらに詳しくは、加工を行う対象物を所定の位置に固定するための固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に対して、切断等の加工を行うに際し、所望の箇所に正確な加工を行うために、加工装置に対して、対象物を所定の位置に配置した状態を、維持する必要がある。例えば、特許文献１に、水槽の内部に被切断材を配置して切断するための切断定盤が開示されている。ここでは、水槽の内部に被切断材を載置する載置部が設けられており、この載置部は、複数の差し板の上部に被切断材を載置して支持し得るように構成されている。載置部の下方には傾斜面が形成されており、切断に伴って発生し水槽に落下したノロやスクラップが、載置面の下方に設けられた傾斜面に沿って滑り落ち、傾斜面の最下部のケーシングに設けられた無限搬送部材によって水槽の外部に搬送されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７４１９５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に記載されるように、載置部に対象物を載置した状態で、切断等の加工を行う場合に、何らかの要因で、載置部上で対象物の位置がずれると、所望の位置に正確に加工を行うことが難しくなる。特に、載置部に対して、回転等の運動を加えながら、対象物の各所に加工を行う場合には、対象物の位置にずれが生じやすくなる。
【０００５】
そこで、固定具を用いて、載置部上に対象物を固定することが考えられる。この場合、固定具を、対象物を固定した状態と、固定を解除した状態の間で切り替え可能なものとしておくとともに、そのような固定具を載置部に固定しておけば、対象物を交換しながら、多数の対象物に対して、連続的に、載置部に載置および固定した状態で加工を行うことが可能となる。しかし、対象物の寸法が変化すると、対象物上で、把持等によって固定具で固定される位置が変化して、載置部上に対象物を安定に固定することが難しくなる可能性がある。載置部上に固定具を設置する位置や、固定具の寸法を変更することができれば、対象物の寸法に応じて、適切な位置を把持等して固定することも可能となるが、従来一般には、固定具の設置位置や寸法を変更することは、簡単には行えない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、対象物の寸法が変化することがあっても、簡便に、対象物の安定な固定を達成できる固定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる固定装置は、基部と、前記基部に固定されたレール部材と、対象物を保持して固定することができる保持部材と、前記保持部材に固定され、前記レール部材に摺動可能に係合されたスライド部材と、前記保持部材に固定され、前記レール部材上での前記スライド部材の摺動位置を固定する固定状態と、該摺動位置を固定しない解除状態との間で切り替え可能であるストッパ部材と、前記ストッパ部材が前記解除状態にある時に、前記保持部材または前記保持部材に対して固定された部材に接触して運動することで、前記レール部材に沿って、前記保持部材を移動させることができる運動手段と、を有するものである。
【０００８】
ここで、前記保持部材は、前記運動手段が把持可能な握り部を有するとよい。
【０００９】
前記運動手段は、前記対象物を、前記保持部材で保持可能な位置と、前記保持部材から離れた位置との間で、運搬可能であるとよい。
【００１０】
前記保持部材は、１対の載置面と、突出部と、を相互に対向して有し、前記１対の載置面は、前記突出部が配置された方向に向かって相互間の距離が離れるように配置されており、前記突出部は、前記載置面と対向する方向に、進退運動可能であるとよい。
【００１１】
前記固定装置は、離間方向に沿って相互に離間した位置に、１対の前記保持部材を有し、前記１対の保持部材の少なくとも一方が、前記スライド部材を固定されており、前記レール部材に対する前記スライド部材の摺動によって、前記離間方向に沿って移動可能であるとよい。
【００１２】
前記固定装置は、前記対象物の少なくとも一部を液体中に配置した状態で、前記保持部材によって前記対象物を保持可能であり、前記保持部材の構成部材には、内部に浸入または表面に滞留した前記液体を排出可能な穴または溝が設けられているとよい。
【００１３】
前記保持部材で前記対象物を保持した状態で、前記基部が運動可能であるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明にかかる固定装置においては、基部にレール部材が設けられ、そのレール部材上を摺動可能なスライド部材が、対象物を保持して固定することができる保持部材に固定されている。そのため、スライド部材をレール部材に対して摺動させることで、保持部材の位置を、レール部材に沿って変更することができる。対象物の寸法が変化したとしても、ストッパ部材を解除状態として、個々の対象物の寸法に応じた位置に保持部材を移動させてから、ストッパ部材を固定状態として保持部材の位置を固定することで、対象物上で保持部材によって保持する位置を適切に設定し、対象物を安定に保持して、基部に対して固定することが可能となる。このように、レール部材を用いて、保持部材の基部上での位置を可逆的に変更できることにより、種々の寸法を有する対象物を安定に保持し、加工等に供することができる。さらに、保持部材の移動を、運動手段によって行うことにより、対象物の寸法に応じた保持部材の移動を、簡便に行うことができる。
【００１５】
ここで、保持部材が、運動手段が把持可能な握り部を有する場合には、運動手段が握り部を把持した状態で、保持部材をレール部材に沿って移動させることで、レール部材に沿って両側への保持部材の移動を、安定して、また円滑に行うことができる。
【００１６】
運動手段が、対象物を、保持部材で保持可能な位置と、保持部材から離れた位置との間で、運搬可能である場合には、保持部材をレール部材に沿って移動させるのに用いるのと共通の運動手段によって、加工等を行う対象物を固定装置に導入すること、また、加工等を終えた対象物を固定装置から排出することができる。その結果、多数の対象物の加工を連続的に行う場合等において、寸法の異なるものを含め、多数の対象物を、順次交換しながら固定する操作を、効率的に行うことが可能となる。
【００１７】
保持部材が、１対の載置面と、突出部と、を相互に対向して有し、１対の載置面が、突出部が配置された方向に向かって相互間の距離が離れるように配置されており、突出部が、載置面と対向する方向に、進退運動可能である場合には、略半円形、略Ｕ字形等の断面を有する対象物を、外側面において１対の載置面に載置し、内側面に突出部を押し付けることで、その対象物を安定に保持することができる。また、そのような対象物において、断面の寸法が変化しても、対象物保持の安定性を維持することができる。
【００１８】
固定装置が、離間方向に沿って相互に離間した位置に、１対の保持部材を有し、１対の保持部材の少なくとも一方が、スライド部材を固定されており、レール部材に対するスライド部材の摺動によって、離間方向に沿って移動可能である場合には、長尺状の対象物を、長手方向の２か所で、それぞれ保持部材によって保持することで、基部に対して安定に固定することができる。さらに、少なくとも一方の保持部材が、離間方向に沿って移動可能であることにより、対象物の長手方向の寸法が変化した場合にも、安定な固定を維持することができる。
【００１９】
固定装置が、対象物の少なくとも一部を液体中に配置した状態で、保持部材によって対象物を保持可能であり、保持部材の構成部材に、内部に浸入または表面に滞留した液体を排出可能な穴または溝が設けられている場合には、保持部材の構成部材に浸入または滞留した液体が、対象物の保持やレール部材に沿った移動等、保持部材の各動作に影響を与えにくくなる。
【００２０】
保持部材で対象物を保持した状態で、基部が運動可能である場合には、保持部材によって基部に対して対象物を安定に固定した状態で、基部の運動によって、対象物の位置や姿勢を変更し、加工等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる固定装置を示す斜視図である。
【図２】上記固定装置の保持ユニット周辺を示す拡大図である。
【図３】上記固定装置でワークを固定した状態を示す斜視図である。
【図４】ワークを固定した状態について、保持ユニット周辺を示す拡大図である。
【図５】ワークを固定した固定装置を回転させた状態を示す斜視図である。
【図６】ロボットによって保持ユニットを移動させている状態を示す斜視図である。
【図７】ロボットによってワークを運搬している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態にかかる固定装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の一実施形態にかかる固定装置は、対象物（ワーク）を固定するものであり、固定された状態のワークに対して、切断等の加工を施すことができる。
【００２３】
［対象物の例］
本発明の一実施形態にかかる固定装置１について説明する前に、固定装置１によって固定される対象物（ワーク）の一例について、簡単に説明する。
【００２４】
固定の対象とするワークＷは、いかなる形状および材料よりなっていてもよいが、後に詳しく説明するように、固定装置１が、ワークＷの寸法が変化しても、ワークＷを安定に固定できるものであることから、長さの変化する可能性のある長尺状のワークＷであることが好ましい。さらには、ワークＷは、断面形状が、略半円形や略Ｕ字型等、外に凸の弧形状を有するとともに、その弧形状に面する位置に開口を有するものであることが、好ましい。
【００２５】
断面略半円形の部位を有する長尺状のワークＷとして、アクスルハウジングを構成する金属部材であるアクスルハウジング本体材９０を挙げることができる。アクスルハウジングは、トラック等の大型車両の後車軸部等に組み付けられ、車軸およびディファレンシャルギア等を収容する。アクスルハウジングの本体部分は、図３，５，７に示すような相互に略対称な形状を有する１対の本体材９０，９０よりなっている。
【００２６】
１対のアクスルハウジング本体材９０はそれぞれ、一体に形成された胴部９０ａと筒状部９０ｂ，９０ｂを有している。胴部９０ａは、鋼板が半筒形（断面略Ｕ字形）に曲げられ、略半円環状に膨出形成されたものである。筒状部９０ｂ，９０ｂは、胴部９０ａの両端部に一体形成されており、胴部９０ａと同様に鋼板が半筒状に曲げられている。筒状部９０ｂ，９０ｂは、胴部９０ａ側の部位においては、半角筒形状を有しており、胴部９０ａ側と反対側の端部近傍の部位においては、半円筒形状を有している。
【００２７】
１対のアクスルハウジング本体材９０，９０はそれぞれ、鋼板をプレス成形によって曲げ加工して製造することができる。そして、曲げ加工によって形成された対向する２つの面部９１ａ，９１ｂの端縁９２ａ，９２ｂに対して、プラズマ切断を行い、余肉を切断する。このプラズマ切断を行う際に、下記で説明する本発明の一実施形態にかかる固定装置１を用いて、アクスルハウジング本体材９０を固定しておくことができる。上記のように、アクスルハウジング本体材９０の端部は、半円筒状に成形されており、固定装置１は、この断面略半円形の端部を保持して、アクスルハウジング本体材９０を固定する。
【００２８】
プラズマ切断を行った後、切断によって得られた新生端縁において、１対のアクスルハウジング本体材９０，９０を相互に突き合わせて、その突き合わせ部を溶接することによって、相互に固定する。このようにして、略円環状の胴部と筒状部を有するアクスルハウジングの本体部分が製造される。さらに、付属部品の取り付け等を行って、製品としてのアクスルハウジングを完成させることができる。
【００２９】
［固定装置の構成］
次に、本発明の一実施形態にかかる固定装置１の構成について、図１，２を中心に参照しながら、説明する。
【００３０】
固定装置１は、回転ユニット１０と、レールユニット２０と、保持ユニット３０と、ロボット（運動手段）４０と、を有している。固定装置１において、１つの回転ユニット１０の２つの面１１ａ，１１ｂのそれぞれに、１対ずつ、計４個のレールユニット２０が設けられている。そして、各レールユニット２０に対応して、１つずつ保持ユニット３０が取り付けられている。つまり、回転ユニット１０の２つの面１１ａ，１１ｂのそれぞれに、１対ずつ、計４個の保持ユニット３０が取り付けられている。
【００３１】
（１）回転ユニットおよびレールユニット、保持ユニットの構成
回転ユニット１０は、基部１１を備えている。基部１１は、角柱状の長尺部材として構成されている。角柱形状の側面のうち、対向する２面が、それぞれ、第一保持面１１ａおよび第二保持面１１ｂとされる。基部１１の長手方向両端には、支持軸１２，１２が同軸状に固定されている。両端の支持軸１２，１２を支持して回転させることで、基部１１、および基部１１に取り付けられた後述する各部材が、軸回転することができる。
【００３２】
以下では、回転ユニット１０の方向に基づいて図１のように定義される方向軸を用いて、説明を行う。つまり、回転ユニット１０の軸に沿った方向を、長手方向（ｘ方向）とする。そして、第一保持面１１ａおよび第二保持面１１ｂにおいて、長手方向に直交する方向を、幅方向（ｙ方向）とする。さらに、第一保持面１１ａと第二保持面１１ｂが対向する方向を、上下方向（ｚ方向）とし、第一保持面１１ａが配置されている方向を上方（＋ｚ方向）、第二保持面１１ｂが配置されている方向を下方（−ｚ方向）とする。回転ユニット１０を軸回転させると、ｙ方向およびｚ方向は、空間内で回転する。
【００３３】
基部１１の第一保持面１１ａには、１対のレールユニット２０，２０が固定されている。１対のレールユニット２０，２０は、基部１１の長手方向に、相互に離間して配置されている。各レールユニット２０は、基部１１に固定されたレール基台２１と、レール基台２１に立設して固定された幅方向に１対の脚部２２，２２と、脚部２２，２２にそれぞれ固定された１対のレール部材２３，２３と、を有している。各レール部材２３は、細い柱状の部材として形成されており、柱形状の側面の１つにおいて、脚部２２に固定されている。各レール部材２３の長手方向は、基部１１の長手方向軸に揃っており、１つのレールユニット２０に含まれる１対のレール部材２３，２３は、基部１１の幅方向中央に相当する位置を挟んで対称に、相互に離れた位置に配置されている。レールユニット２０にはさらに、レール基台２１の上面の幅方向中央の位置に、長手方向に沿って、ブロック状のストッパ当接部２４を有している。
【００３４】
保持ユニット３０は、保持部材３１と、スライド部材３６，３６と、ストッパ部材３７と、を有している。保持ユニット３０の本体部となる保持部材３１は、板状の保持基板３２を有している。保持基板３２の上面には、保持基板３２に固定されて、載置部３３および押さえ部３４が設けられている。載置部３３および押さえ部３４の構造および動作については、後述するが、それらは協働して、ワークＷを保持することができる。さらに、保持基板３２には、幅方向両側面から外側に向かって突出して、１対の棒状の握り部３５，３５が固定されている。
【００３５】
保持基板３２の下面には、１対のスライド部材３６，３６が固定されている。１対のスライド部材３６，３６は、幅方向に相互に離間して、レールユニット２０の１対のレール部材２３，２３にそれぞれ対応する位置に配置されている。各スライド部材３６は、下側（−ｚ側）が開口したコの字型の断面を有しており、レール部材２３の長手方向の一部位を開口内に収容することで、レール部材２３に対して係合することができる。そして、スライド部材３６は、レール部材２３に係合した状態で、レール部材２３の長手方向（ｘ方向）に沿って、摺動可能となる。レール部材２３の幅方向両側面には、長手方向に沿って、くびれ状の係止凹部２３ａが設けられている。そして、スライド部材３６，３６のコの字形状の両側先端部には、幅方向内側に突出した係止突起（符号略）が設けられている。スライド部材３６の係止突起が、レール部材２３の係止凹部２３ａに係止することで、スライド部材３６は、レール部材２３に対して脱出不能な状態を維持したまま、レール部材２３の長手方向に摺動することができる。
【００３６】
保持基板３２の下面にはさらに、ストッパ部材３７が固定されている。ストッパ部材３７は、保持基板３２から遠ざかる方向と近づく方向、つまり上下方向に進退運動可能なストッパ軸３７ａと、ストッパ軸３７ａの進退運動を駆動するエアシリンダ３７ｂが設けられている。ストッパ軸３７ａの長さおよび位置は、保持基板３２に固定されたスライド部材３６，３６をレール部材２３，２３に係合させた状態で、レール基台２１上のストッパ当接部２４に、下方へ前進させたストッパ軸３７ａの端面が当接するように、設定されている。ストッパ部材３７においては、ストッパ軸３７ａを前進させてストッパ当接部２４に当接させて、スライド部材３６，３６の摺動位置を固定する固定状態と、ストッパ軸３７ａを退避させ、スライド部材３６，３６の摺動位置を固定しない解除状態との間を、エアシリンダ３７ｂによって、切り替え可能となっている。
【００３７】
このように、保持部材３１に、スライド部材３６，３６とストッパ部材３７が固定されてなる保持ユニット３０は、スライド部材３６，３６が、基部１１に固定されたレール部材２３，２３に係合されることで、基部１１に取り付けられる。１対のレールユニット２０，２０のそれぞれに、独立した保持ユニット３０が取り付けられている。
【００３８】
ストッパ部材３７を、ストッパ軸３７ａがストッパ当接部２４に接触しない位置まで退避させた解除状態として、スライド部材３６，３６をレール部材２３，２３に対して摺動させることで、各保持ユニット３０を、基部１１の長手方向に沿って、他方の保持ユニット３０と独立に、移動させることができる。任意の摺動位置において、ストッパ軸３７ａを前進させてレールユニット２０のストッパ当接部２４に押し付け、ストッパ部材３７を固定状態とすることで、保持ユニット３０を位置決めし、回転ユニット１０に対して固定することができる。
【００３９】
基部１１の第二保持面１１ｂにも、第一保持面１１ａと同様に、１対のレールユニット２０，２０が固定され、それぞれのレールユニット２０に、独立した保持ユニット３０が取り付けられている。第一保持面１１ａに設けられる一方のレールユニット２０と、第二保持面１１ｂに設けられる一方のレールユニット２０は、レール基台２１を共有しており、共通のレール基台２１に上下反対方向にそれぞれ立設された脚部２２，２２に、レール部材２３，２３が固定されている。つまり、基部１１の長手方向軸を挟んで、第一保持面１１ａ側と第二保持面１１ｂ側に、レール部材２３，２３が上下に鏡面対称に配置されている。
【００４０】
基部１１の第一保持面１１ａおよび第二保持面１１ｂにそれぞれ１対の保持ユニット３０，３０が取り付けられた回転ユニット１０は、図６に示すように、水槽８０に設置される。基部１１の長手方向全域を水槽８０の内部に配置し、適宜シール材を用いて水密を確保した状態で、１対の支持軸１２，１２のそれぞれを、水槽８０の側壁面８１の外側に突出させて、回転ユニット１０を、水槽８０の対向する側壁面８１の間に渡した状態で保持する。一方の支持軸１２の端部には、水槽８０の外側で、サーボモータ８５が結合されており、サーボモータ８５により、回転ユニット１０を軸回転させることができる。この際、図５に示すように、各保持面１１ａ，１１ｂに取り付けられた保持ユニット３０，３０、および後で説明するように保持ユニット３０，３０に保持されたワークＷも、回転ユニット１０とともに回転し、回転ユニット１０の長手方向軸を中心に、姿勢を変化させる。水槽８０に、水をはじめとする液体を貯留すると、回転ユニット１０および各保持ユニット３０、また保持ユニット３０に保持されたワークＷの少なくとも一部の領域が、液体中に配置されることになる。
【００４１】
（２）保持部材の構成の詳細
上記のように、保持ユニット３０を構成する保持部材３１は、保持基板３２の上面に、載置部３３と、押さえ部３４を有している。断面形状が、略半円形、略Ｕ字形等、外に凸の弧形状の部位と開口を備えたものとなっているワークＷを、載置部３３の載置面３３ａ，３３ａと、押さえ部３４の突出部３４ｃの間に挟んで、保持することができる。以下、載置部３３および押さえ部３４の構成について、説明する。各部材の位置や方向については、図２，４に示すように、第一保持面１１ａに取り付けられた保持部材３１の場合に基づいて、記載する。
【００４２】
載置部３３は、保持基板３２の上面に立設されたブロック状の部材として構成されており、その上端面として、１対の載置面３３ａ，３３ａが形成されている。１対の載置面３３ａ，３３ａは、下方から上方に向かって相互に幅方向（ｙ方向）に離間しており、上方に向かって幅方向に開口した略Ｖ字形の配置をとっている。１対の載置面３３ａ，３３ａの間には、下方に向かって切り欠かれた、退避部３３ｂが形成されている。
【００４３】
押さえ部３４は、エアシリンダ３４ａと押さえ板３４ｂとを有しており、載置部３３に対して、長手方向（ｘ方向）外側の位置に配置されている。エアシリンダ３４ａは、下端において、保持基板３２に立設され、上端に押さえ板３４ｂが取り付けられている。
【００４４】
押さえ板３４ｂは、保持基板３２の面に平行に配置された板状の部材であり、幅方向中央部に、長手方向（ｘ方向）内側、つまり載置部３３が配置された方向に向かって突出した突出部３４ｃを、一体に有している。突出部３４ｃを備えた押さえ板３４ｂは、エアシリンダ３４ａの伸縮駆動により、上下方向に進退運動可能となっている。押さえ板３４ｂを上端まで後退させた退避状態において、突出部３４ｃが、載置部３３の載置面３３ａ，３３ａに対して上方に配置され、突出部３４ｃが、載置面３３ａ，３３ａと、Ｖ字形状の底部において、相互に対向した状態となる。突出部３４ｃと載置面３３ａ，３３ａの間の離間距離は、間にワークＷの端部を余裕をもって収容可能なように設定されている。この状態から、押さえ板３４ｂを下方に向かって前進させると、突出部３４ｃが、１対の載置面３３ａ，３３ａの間の空間（２つの載置面３３ａ，３３ａと、載置面３３ａ，３３ａの上端を通る面とに囲まれた空間）に進入する。そして、突出部３４ｃは、最も下方に前進した位置において、２つの載置面３３ａ，３３ａの間の退避部３３ｂに収容される。突出部３４ｃは、押さえ板３４ｂの端縁から突出する基端部に、上方に切れ込んだ係止部３４ｄを有している。係止部３４ｄの切れ込みの大きさおよび形状は、ワークＷを構成する板材の端縁に係止可能なように設定されている。
【００４５】
図４に示すように、断面略半円形のワークＷの端部（アクスルハウジング本体材９０の筒状部９０ｂの端部）を、外壁面（断面の凸形状の外周側に相当する面）にて、載置部３３の載置面３３ａ，３３ａに載置することができる。そして、ワークＷの内壁面（断面の凸形状の内周側に相当する面）に、押さえ部３４の突出部３４ｃを押し付けることで、載置面３３ａ，３３ａと突出部３４ｃの間で、ワークＷの端部を挟み込んで保持することができる。エアシリンダ３４ａによって、ワークＷを構成する板材に対して、押さえ部３４から載置面３３ａ，３３ａに向かって押圧する力を印加し続けることで、ワークＷの端部を強固に保持して、基部１１に対してワークＷを安定に固定することができる。さらに、基部１１を回転させることでワークＷの姿勢が変化しても、ワークＷを安定に固定した状態を維持することができる。
【００４６】
図示は省略するが、載置部３３、また押さえ板３４ｂをはじめとする押さえ部３４の各部には、液体排出用の穴が設けられている。上記のように、保持ユニット３０は、水槽８０に貯留された液体の中に配置される場合があるが、それらの穴は、載置部３３および押さえ部３４の各部の内部に浸入した液体を排出することができる。
【００４７】
（３）ロボットの構成
ロボット４０は、６つの駆動軸を有し、それぞれの駆動軸の運動が、図示しないサーボモータによって駆動される。これにより、ロボット４０は、多関節アームの先端部を、空間内で指定された座標に運動させることができる。
【００４８】
図６，７に示すように、ロボット４０は、多関節アームの先端部に、１対のロボットハンド４１，４１を有している。各ロボットハンド４１は、固定板４１ａと、可動板４１ｂの２枚の板状部材を、面を平行に揃えて有している。可動板４１ｂは、シリンダ４１ｃに結合されており、固定板４１ａに対して、接近する方向と離間する方向の進退運動を、シリンダ４１ｃによって駆動される。可動板４１ｂの可動範囲は、図６のように、固定板４１ａと可動板４１ｂの内側面の間に、保持ユニット３０の握り部３５を挟み込んで把持できる位置と、図７のように、固定板４１ａと可動板４１ｂの外側面を、断面略半円形のワークＷの内側面の対向する部位に押し付けて、ワークＷを保持できる位置の両方を含むように、設定されている。１対のロボットハンド４１，４１においては、それぞれの可動板４１ｂの位置を、他方と独立に変更することができる。ロボットハンド４１，４１の間の距離も、変更可能となっている。
【００４９】
図６のように、一方のロボットハンド４１の固定板４１ａと可動板４１ｂの間に、保持ユニット３０の握り部３５を挟み込んで把持した状態で、ロボット４０の運動を駆動することで、保持ユニット３０を移動させることができる。つまり、保持ユニット３０のストッパ部材３７を解除状態としておき、回転ユニット１０の長手方向（ｘ方向）に沿って、握り部３５を把持したロボットハンド４１を移動させることで、レール部材２３，２３に沿って、スライド部材３６，３６を摺動させ、保持部ユニット３０を移動させることができる。
【００５０】
また、図７のように、１対のロボットハンド４１，４１のそれぞれの固定板４１ａと可動板４１ｂの外側面を、断面略半円形のワークＷの内側面にそれぞれ押し付けた状態で、ロボット４０の運動を駆動することで、ワークＷを持ち上げ、また、空間内で３次元的に運搬することができる。ロボット４０の可動範囲は、ワークＷを、図５のように保持ユニット３０によって保持可能な位置と、例えば前段および後段の加工装置や集積場所等、保持ユニット３０および回転ユニット１０から離れた位置との間で運搬可能なように、設定されている。
【００５１】
［固定装置によるワークの固定と固定したワークの加工］
ここで、ワークＷとして、上記で説明したようなアクスルハウジング本体材９０を、本実施形態にかかる固定装置１によって固定する方法、また固定したワークＷに対して加工を施す方法について説明する。
【００５２】
図３，４に示すように、固定装置１においては、基部１１の第一保持面１１ａに、長手方向に離間して１対の保持ユニット３０，３０が取り付けられており、それぞれの保持ユニット３０，３０で、ワークＷの端部を保持し、ワークＷを基部１１に固定することができる。第二保持面１１ｂに取り付けられた１対の保持ユニット３０，３０も、同様に、ワークＷの端部を保持し、ワークＷを基部１１に固定することができる。上記のように、アクスルハウジング本体材９０は、１対で１つのアクスルハウジングを構成するが、本固定装置１においては、第一保持面１１ａと第二保持面１１ｂに、それぞれ１対の保持ユニット３０，３０が設けられていることにより、１対のアクスルハウジング本体材９０，９０を、鏡面対称な配置で、同時に保持することができる。また、回転ユニット１０を軸回転させることで、１対のアクスルハウジング本体材９０，９０を、同時に回転させることができる。
【００５３】
保持ユニット３０，３０によってワークＷを保持するのに先立ち、１対の保持ユニット３０，３０の間の距離を調整する。アクスルハウジング本体材９０の長さ（長手方向の寸法）は、搭載される車種等によって、変化しうるが、長さが変化しても、長手方向両端をそれぞれ保持ユニット３０，３０によって確実に保持できるように、ワークＷの長さに応じた位置に保持ユニット３０，３０を配置する必要がある。この際、少なくとも一方の保持ユニット３０のストッパ部材３７を、ストッパ軸３７ａがストッパ当接部２４から離れた解除状態とする。そして、レール部材２３，２３に対するスライド部材３６，３６の摺動により、その保持ユニット３０を、レール部材２３，２３に沿って移動させる。この際、ワークＷの一端を一方の保持ユニット３０の載置面３３ａ，３３ａに載置し、他端を他方の保持ユニットの載置面３３ａ，３３ａに載置できるように、１対の保持ユニット３０，３０の間の距離を設定する。
【００５４】
レール部材２３，２３に沿った保持ユニット３０の移動は、図６のように、ロボット４０によって行うことができる。多関節アームの先端に設けられた１対のロボットハンド４１，４１のうちの一方の固定板４１ａと可動板４１ｂの間に、保持ユニット３０の一方の握り部３５を挟み込んで把持し、ロボット４０を回転ユニット１０の長手方向に沿って運動させることで、保持ユニット３０をレール部材２３，２３に沿って前後に移動させることができる。ワークＷの長さに応じて、保持ユニット３０を所定の位置に配置した状態で、ストッパ部材３７のストッパ軸３７ａを前進させてストッパ当接部２４に押し付け、固定状態とすることで、レール部材２３，２３上での保持ユニット３０の位置が固定される。
【００５５】
このように、保持ユニット３０，３０の位置決めが完了すると、ワークＷを１対の保持ユニット３０，３０によって保持可能な位置に導入する。この際、回転ユニット１０の回転位置は、第一保持面１１ａおよび第二保持面１１ｂが、それぞれ、鉛直方向上方および下方に向くように配置しておく。そして、前段の加工装置や集積場所等から、１つのワークＷを運搬し、そのワークＷの長手方向端部を、第一保持面１１ａに設けられた１対の保持ユニット３０，３０のそれぞれの載置部３３の載置面３３ａ，３３ａに載置する。ワークＷの運搬は、図７に示すように、ロボット４０によって行うことができる。１対のロボットハンド４１，４１をそれぞれ、ワークＷの端部近傍に配置し、対向する内壁面に、固定板４１ａと可動板４１ｂのそれぞれの外側面を押付ける。この状態で、ロボット４０を空間内で３次元的に運動させることで、ワークＷを持ち上げ、運搬することができる。
【００５６】
載置面３３ａ，３３ａへのワークＷの載置に先立ち、押さえ部３４の押さえ板３４ｂは、突出部３４ｃがワークＷの載置を妨げない位置まで、上方に退避させておく。この状態で、ロボット４０によって、ワークＷの端部を、外壁面にて、載置部３３の載置面３３ａ，３３ａに載置する。
【００５７】
ワークＷの端部が載置面３３ａ，３３ａに載置されると、押さえ部３４のエアシリンダ３４ａを圧縮し、図４のように、突出部３４ｃをワークＷの内壁面の底部に押し付ける。すると、ワークＷの端部を、長手方向外側から、１対の載置面３３ａ，３３ａと突出部３４ｃの間に挟み込んだ状態で、保持することができる。突出部３４ｃの係止部３４ｄは、ワークＷの端縁に係止される。このようにして、１対の保持ユニット３０，３０でワークＷの両端を保持することで、基部１１の第一保持面１１ａに対して、ワークＷ全体を位置決めし、安定に固定することができる。
【００５８】
以上のように、第一保持面１１ａへの１つのワークＷの固定が完了すると、回転ユニット１０を１８０°軸回転させ、第二保持面１１ｂが鉛直方向上方に向くようにする。そして、上記と同様にして、運搬したもう１つのワークＷを、第二保持面１１ｂに対して位置決めし、固定する。すると、図３のように、第一保持面１１ａと第二保持面１１ｂに、１対のワークＷ，Ｗが固定された状態となる。なお、水槽８０には水が貯留されている。
【００５９】
次に、２つのワークＷ，Ｗを固定した回転ユニット１０を９０°軸回転させ、図５のように、各ワークＷの対向する１対の面部９１ａ，９１ｂの一方９１ａが、鉛直方向上方を向くようにする。この状態で、ワークＷに対する加工として、プラズマ切断を行う。プラズマ切断においては、プラズマトーチからプラズマアークを出射し、そのプラズマアークの熱によって、上方を向いた面部９１ａの、長手方向に延びた端縁９２ａを切断する。プラズマトーチは、保持ユニット３０の移動やワークＷの運搬を行うロボットハンド４１，４１を備えたロボット４０とは別のロボット（不図示）に取り付けられ、ワークＷの面部９１ａの端縁９２ａに沿って、ロボットによって移動されることで、端縁９２ａに沿った切断を行う。それぞれプラズマトーチを取り付けた２台のロボットを用いて、回転ユニット１０を挟んで並んで固定された２つのワークＷ，Ｗに対して、同時に端縁９２ａの切断を行うことができる。水を貯留した水槽８０の中でプラズマ切断を行うことで、平滑で高品質な切断面を得ることができる。また切断時に溶融した金属が意図しない部位に付着することも抑制できる。切断によってワークＷから分離された切断片は、水中を沈降する。水槽８０の底部にはコンベア装置（不図示）が設けられており、水槽８０の底部に達した切断片は、コンベア装置によって、水槽８０の外に搬出される。
【００６０】
２つのワークＷ，Ｗに対して、一方の面部９１ａの端縁９２ａの切断が完了すると、回転ユニット１０を１８０°回転させ、まだ切断を行っていない他方の面部９１ｂを、鉛直方向上方に向ける。そして、その面部９１ｂに対して、上記と同様に、プラズマ切断による端縁９２ｂの切断を行う。
【００６１】
このように、２つのワークＷ，Ｗに対して、対向する２つの面部９１ａ，９１ｂの端縁９２ａ，９２ｂの切断が完了すると、回転ユニット１０を軸回転させ、再び、図３のように、第一保持面１１ａに固定されたワークＷが、鉛直方向上方に配置された状態とする。この回転の際、載置部３３および押さえ部３４の内部に浸入していた水が、載置部３３および押さえ部３４に形成された液体排出用の穴から、排出される。回転後、第一保持面１１ａに取り付けられた保持ユニット３０，３０において、押さえ部３４のエアシリンダ３４ａを伸長させ、突出部３４ｃによるワークＷへの押圧を解除する。これにより、保持ユニット３０，３０によるワークＷの固定が解除される。そして、図７のように、ロボット４０によってワークＷを持ち上げ、次工程の加工装置や集積場所まで運搬する。さらに、回転ユニット１０を１８０°軸回転させ、第二保持面１１ｂに固定されたもう一方のワークＷについても固定を解除し、運搬を行う。
【００６２】
以上の工程を繰り返すことで、多数のワークＷに対して、１対ずつ交換しながら、固定装置１で固定した状態で、プラズマ切断による加工を行うことができる。それにより、多数のワークＷに対して、連続的に端縁９２ａ，９２ｂの切断を行うことができる。もし、途中で、ワークＷの長さが変更されることがあれば、ワークＷの固定に先立ち、少なくとも一方の保持ユニット３０の位置を変更し、ワークＷの両端を保持できるようにすればよい。
【００６３】
［ワークの寸法の変更と固定の安定性］
本実施形態にかかる固定装置１においては、ワークＷを保持する保持部材３１を備えた保持ユニット３０が、レール部材２３，２３に対するスライド部材３６，３６の摺動により、基部１１上で移動可能となっていることにより、ワークＷの長さが変化しても、両端部において、ワークＷを安定に保持することが可能となっている。本実施形態における保持部材３１は、ワークＷの端部よりも外側に位置する押さえ板３４ｂに設けられた突出部３４ｃによって、ワークＷの端部を長手方向外側から押さえて、ワークＷを保持する機構であるため、長手方向中途部ではワークＷを保持することができない。このように、保持部材３１がワークＷを特定の部位でしか保持することができない場合、また、ワークＷを複数の部位で保持できるとしても、ワークＷの形状等に起因して、安定に保持できる部位は限られている場合に、ワークＷの寸法の変化に応じて、保持部材３１を移動させることで、安定な保持が可能な位置で、ワークＷの保持と固定を行うことができる。
【００６４】
ワークＷを基部１１に安定に固定することで、プラズマ切断等、ワークＷに対して加工を行う際に、加工の安定性と位置精度を高めることができる。特に、回転ユニット１０を回転させる場合のように、保持部材３１で保持した状態でワークＷを運動させる場合には、運動中や運動後のワークＷの位置ずれを防ぐために、ワークＷを安定に保持し、固定することが重要となる。本実施形態にかかる固定装置１においては、ワークＷの一方の面部９１ａの端縁９２ａの切断を行った後、回転ユニット１０を軸回転させ、裏側に位置する他方の面部９１ｂの端縁９２ｂの切断を行っているが、ワークＷを保持部材３１で安定に保持し、回転ユニット１０に対して固定していることで、回転ユニット１０の軸回転を経ても、ワークＷが基部１１に対して位置ずれを起こしにくく、両側の面部９１ａ，９１ｂの端縁９２ａ，９２ｂの切断を、同じ条件で行いやすくなっている。
【００６５】
本実施形態においては、基部１１の各保持面１１ａ，１１ｂに、１対の保持部材３１，３１が基部１１の長手方向に相互に離間して設けられ、それぞれ長手方向に沿って移動可能となっているが、基部１１や保持部材３１，３１、ワークＷの形状等に応じて、１対の保持部材３１，３１の離間方向や移動方向は、適宜設定すればよい。また、少なくとも一方の保持部材３１が基部１１に対して移動することができれば、ワークＷの寸法の変化に対応することができる。しかし、本実施形態のように、１対の保持部材３１，３１を共に移動可能としておくことで、ワークＷの中心の位置を変化させずに、ワークＷ上の保持位置を調整することができる。また、対応可能なワークＷの長さの範囲も、広くなる。ワークＷを１つあたり保持するのに用いる保持部材３１の数も特に限定されず、ワークＷの形状や大きさによって、１つ、あるいは３つ以上としてもよい。
【００６６】
本実施形態にかかる保持装置においては、ワークＷの長さの変化に対応させるための保持部材３１の移動を、ロボット４０によって行っている。これにより、ワークＷの長さが頻繁に変更される場合でも、手動等によって保持部材３１の移動を行う形態と比較して、作業者の労力を軽減し、ワークＷの固定とそれに続く加工を、簡便に、また効率的に進めることができる。ロボット４０等の運動手段を保持部材３１（または保持部材３１に対して固定された他の部材）に接触させた状態で運動させることで、レール部材２３，２３上でのスライド部材３６，３６の摺動による保持部材３１の移動を駆動できるものであれば、運動手段の種類や先端形状、また保持部材３１との接触の形態は、特に限定されない。しかし、本実施形態のように、保持部材３１に棒状の握り部３５を設け、ロボット４０によって把持して運動させられるように構成しておくことで、長手方向両側のいずれの方向にも、安定して、また円滑に保持部材３１を移動させることができる。ロボット４０による保持部材３１の移動量は、保持部材３１の長さに応じて、作業者が個別に設定しても、例えば前段の工程から転送されたワークＷの長さに関する情報を、ロボット４０の制御部に入力して、自動的に設定するようにしてもよい。
【００６７】
さらに、本実施形態においては、共通のロボット４０を、保持部材３１の移動と、ワークＷの運搬の両方に利用している。このように、保持部材３１を移動させるためのロボット４０を、他の操作にも併用することで、固定装置１、および関連する周辺装置の構成を、簡素化することができる。
【００６８】
保持部材３１の具体的な構成は、ワークＷの具体的な形状に応じて、ワークＷの所定の部位を安定に保持できるように、定めればよい。上記で説明した載置部３３の載置面３３ａ，３３ａと押さえ部３４の突出部３４ｃの間にワークＷを挟み込む形態の保持部材３１は、断面略半円形のワークＷの端部を保持するのに、適したものである。載置面３３ａ，３３ａが略Ｖ字形状を有していることで、ワークＷの略半円形の外壁面が、幅方向中央の位置を挟んで対称な２か所で載置面３３ａ，３３ａに接触する。さらに突出部３４ｃを、ワークＷの内壁面の幅方向中央の位置に当接させることで、ワークＷを３か所で安定に支持することができる。そして、突出部３４ｃによって、ワークＷを載置面３３ａ，３３ａに向かって押しつけた状態を維持することで、回転ユニット１０の回転によるワークＷの運動を経ても、ワークＷを安定に保持することができる。
【００６９】
また、略半円形や略Ｕ字型のワークＷの断面の寸法（曲率半径や対向する壁面の間隔）が変化した場合にも、上記のような載置部３３と押さえ部３４を備える保持部材３１を用いれば、ワークＷを安定に保持することができる。載置部３３が略Ｖ字形に配置された１対の載置面３３ａ，３３ａを有することで、ワークＷの断面の寸法が変化しても、ワークＷの外壁面と接触する載置面３３ａ，３３ａ上の位置が変化するだけで、幅方向中央の位置を挟んで対称な２か所で載置面３３ａ，３３ａに接触する状態を維持することができる。そして、突出部３４ｃを、ワークＷの内壁面の中央部の位置に当接させることができる。このように、ワークＷの断面の寸法が変化しても、３か所でワークＷを支持する状態を維持することができる。また、ワークＷの板厚が変化しても、押さえ板３４ｂの上下方向の位置が変わるだけで、ワークＷを突出部３４ｃで載置面３３ａ，３３ａに向かって押圧し、挟み込んだ状態を形成できる。このように、載置部３３と押さえ部３４を有する保持部材３１を用いることで、アクスルハウジング本体材９０のように、断面略半円形や略Ｕ字形の部位を端部に有するワークＷに対して、ワークＷの長さのみならず、断面の寸法、また板厚が変化した場合にも、安定に保持し、固定することができる。アクスルハウジング本体材９０は、搭載される車種等に応じて、長さ、断面寸法、板厚が、いずれも変更される可能性がある。
【００７０】
本実施形態においては、保持部材３１を構成する載置部３３および押さえ部３４に、液体排出用の穴が形成されており、回転ユニット１０を取り付けた水槽８０内の水に、保持部材３１が接触、浸漬された場合にも、載置部３３と押さえ部３４の構成部材の内部に水が滞留しにくくなる。その結果、滞留した水が、ワークＷの保持やレール部材２３，２３に沿った移動をはじめとする保持部材３１の機能に対して、影響を与える事態が抑制される。構成部材の内部に浸入した液体を排出可能な穴の代わりに、またはそれに加えて、構成部材の表面に滞留した液体を排出可能な溝を設けておけば、構成部材の表面に滞留する水の影響も抑制できる。それら液体排出用の穴や溝は、載置部３３と押さえ部３４だけでなく、保持ユニット３０の他の部位、また回転ユニット１０やレールユニット２０にも設けることができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１                固定装置
１０              回転ユニット
１１              基部
１１ａ            第一保持面
１１ｂ            第二保持面
１２              支持軸
２０              レールユニット
２１              レール基台
２２              脚部
２３              レール部材
２４              ストッパ当接部
３０              保持ユニット
３１              保持部材
３２              保持基板
３３              載置部
３３ａ            載置面
３４              押さえ部
３４ａ            エアシリンダ
３４ｂ            押さえ板
３４ｃ            突出部
３４ｄ            係止部
３５              握り部
３６              スライド部材
３７              ストッパ部材
３７ａ            ストッパ軸
４０              ロボット（運動手段）
４１              ロボットハンド
４１ａ            固定板
４１ｂ            可動板
４１ｃ            シリンダ
８０              水槽
８１              側壁面
９０              アクスルハウジング本体材
９１ａ，９１ｂ    面部
９２ａ，９２ｃ    （面部の）端縁
Ｗ                ワーク
【図１】
2019209347.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019209347.tif 000008
【図７】
2019209347.tif 000009