(57)【要約】【課題】鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給する際に、成形凹部の底部における素材の配置予定位置に対する素材の位置ずれを防止できるロボットハンドを提供する。【解決手段】ロボットハンド１は、鍛造用素材Ｓを鍛造用金型５２の成形凹部５３内に供給するものである。このロボットハンド１は、素材Ｓの周面を把持する一対の把持片２Ｌ、２Ｒと、両把持片２Ｌ、２Ｒの間で把持されるとともに金型５２の成形凹部５３の上方に配置された素材Ｓを、両把持片２Ｌ、２Ｒの間から金型５２の成形凹部５３の底部５３ａの方向に押し出す押出し部材１０と、押出し部材１０を素材Ｓの押出し方向に付勢する付勢手段２０と、を備える。押出し部材１０は、その先端部が両把持片２Ｌ、２Ｒの間で把持された素材Ｓの上面に当接した状態のもとで、付勢手段２０により素材Ｓの押出し方向に付勢されるものとなされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給するロボットハンドにおいて、
素材の周面を把持する一対の把持片と、
両把持片のうち少なくとも一方の把持片を素材の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段と、
両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す押出し部材と、
押出し部材を素材の押出し方向に付勢する付勢手段と、を備えるとともに、
押出し部材は、その先端部が両把持片の間で把持された素材の上面に当接した状態のもとで、付勢手段により素材の押出し方向に付勢されるものとなされていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
押出し部材は、両把持片による素材の把持力が弱められることによって、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出すものとなされている請求項１記載のロボットハンド。
【請求項３】
押出し部材は、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出して該底部における素材の配置予定位置に押し付けるものとなされている請求項１又は２記載のロボットハンド。
【請求項４】
押出し部材の先端部には素材の上面を押す押し部が設けられるとともに、
押し部の押し面の中央部に凹部が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項５】
両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその周方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその周方向において一点で把持するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項６】
両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその上下方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその上下方向において前記一方の把持部の二つの把持点の間に対応する位置の一点で把持するように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項７】
付勢手段は、ばね、エアスプリング又はゴムである請求項１〜６のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項８】
金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが、各把持片の把持部における厚さに対して同等以下である請求項１〜７のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項９】
素材の高さ寸法が金型の成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である請求項１〜８のいずれかに記載のロボットハンド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のロボットハンドを備えた鍛造装置。
【請求項１１】
ロボットハンドを用いて鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給する素材供給工程と、
素材供給工程の後で、金型の成形凹部内の素材を鍛造する素材鍛造工程と、を含む鍛造方法において、
ロボットハンドは、素材の周面を把持する一対の把持片と、両把持片のうち少なくとも一方の把持片を素材の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段と、両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す押出し部材と、押出し部材を素材の押出し方向に付勢する付勢手段と、を備えるとともに、
押出し部材は、その先端部が両把持片の間で把持された素材の上面に当接した状態のもとで、付勢手段により素材の押出し方向に付勢されるものとなされており、
素材供給工程では、ロボットハンドの両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出すことにより、素材を金型の成形凹部内に供給することを特徴とする鍛造方法。
【請求項１２】
素材供給工程では、ロボットハンドの両把持片による素材の把持力を弱めることによって、素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す請求項１１記載の鍛造方法。
【請求項１３】
素材供給工程では、素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持部の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出して該底部における素材の配置予定位置に押し付ける請求項１１又は１２記載の鍛造方法。
【請求項１４】
素材供給工程では、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で金型の成形凹部の底部における素材の配置予定位置に押し付けられた素材を、その状態に所定時間保持する請求項１３記載の鍛造方法。
【請求項１５】
ロボットハンドの押出し部材の先端部には素材の上面を押す押し部が設けられるとともに、
押し部の押し面の中央部に凹部が形成されている請求項１１〜１４のいずれかに記載の鍛造方法。
【請求項１６】
ロボットハンドの両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその周方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその周方向において一点で把持するように構成されている請求項１１〜１５のいずれかに記載の鍛造方法。
【請求項１７】
ロボットハンドの両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその上下方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその上下方向において前記一方の把持部の二つの把持点の間に対応する位置の一点で把持するように構成されている請求項１１〜１６のいずれかに記載の鍛造方法。
【請求項１８】
付勢手段は、ばね、エアスプリング又はゴムである請求項１１〜１７のいずれかに記載の鍛造方法。
【請求項１９】
鍛造金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが、ロボットハンドの各把持片の把持部における厚さに対して同等以下である請求項１１〜１８のいずれかに記載の鍛造方法。
【請求項２０】
素材の高さ寸法が金型の成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である請求項１１〜１９のいずれかに記載の鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給するロボットハンド、該ロボットハンドを備えた鍛造装置、及びロボットハンドを用いた鍛造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍛造用素材を鍛造用金型に搬送したり、鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給したりする際には、素材を把持するロボットハンドが用いられることがある。例えば、特開平１１−１２３４９２号公報には、素材を複数の鍛造ステーションを経て製品形状に成形する方法において、前段鍛造ステーションで鍛造された素材（鍛造中間体）を前段鍛造ステーションから後段鍛造ステーションに搬送するロボットハンドが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このロボットハンドは、素材の外周部を把持する一対のグリップ部材（把持片）と、両グリップ部材を開閉させる開閉機構と、両グリップ部材の間に、前段鍛造ステーションの鍛造用金型から突き出された素材の突出し方向とは反対方向に付勢される形態で設けられて、突き出される素材を押さえる押さえ部材と、を備えている。このロボットハンドによれば、金型から突き出された素材をその上方から押さえ部で押さえることにより、突き出された素材を位置ずれすることなく把持できるという利点がある。
【特許文献１】特開平１１−１２３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、ロボットハンドにより把持された素材を金型の成形凹部内に供給する際に次の問題が発生することがあった。
【０００５】
すなわち、例えば、金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが、ロボットハンドの各把持片の把持部における厚さに対して同等以下であり、更に、素材の高さ寸法が成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である場合には、両把持片の間で素材を把持した状態のままで素材を成形凹部の底部における素材の配置予定位置に配置しようとしても、両把持片の把持部が成形凹部の開口縁部にぶつかるため、両把持片の間で素材を把持した状態のままでは、素材を素材の配置予定位置に配置することができない。そのため、両把持片の間で把持した素材を、成形凹部の上方でその把持を解除することで、成形凹部の底部に向かって自然落下させなければならなかった。そのため、素材が両把持片の間から落下する直後における素材が進む方向が安定せず、その結果、素材が成形凹部の底部における素材の配置予定位置に対してずれた位置に配置されることがある。特に成形凹部の底部には一般に潤滑剤が付着されているので、素材が潤滑剤で滑り易く、素材が素材の配置予定位置に対してずれた位置に配置され易い。このように素材がずれた位置に配置された状態で素材を鍛造すると、例えば塑性加工が均一に実施されず、その結果、バリが不均一に形成されたり成形凹部内に材料が不均一に充満されたりして高品質の鍛造品を製造することができなくなる。特に鍛造が密閉鍛造である場合には重要な問題となる。
【０００６】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給する際に、成形凹部の底部における素材の配置予定位置に対する素材の位置ずれを防止できるロボットハンド、該ロボットハンドを備えた鍛造装置、及びロボットハンドを用いた鍛造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］  鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給するロボットハンドにおいて、
素材の周面を把持する一対の把持片と、
両把持片のうち少なくとも一方の把持片を素材の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段と、
両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す押出し部材と、
押出し部材を素材の押出し方向に付勢する付勢手段と、を備えるとともに、
押出し部材は、その先端部が両把持片の間で把持された素材の上面に当接した状態のもとで、付勢手段により素材の押出し方向に付勢されるものとなされていることを特徴とするロボットハンド。
【０００９】
［２］  押出し部材は、両把持片による素材の把持力が弱められることによって、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出すものとなされている前項１記載のロボットハンド。
【００１０】
［３］  押出し部材は、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出して該底部における素材の配置予定位置に押し付けるものとなされている前項１又は２記載のロボットハンド。
【００１１】
［４］  押出し部材の先端部には素材の上面を押す押し部が設けられるとともに、
押し部の押し面の中央部に凹部が形成されている前項１〜３のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１２】
［５］  両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその周方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその周方向において一点で把持するように構成されている前項１〜４のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１３】
［６］  両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその上下方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその上下方向において前記一方の把持部の二つの把持点の間に対応する位置の一点で把持するように構成されている前項１〜５のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１４】
［７］  付勢手段は、ばね、エアスプリング又はゴムである前項１〜６のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１５】
［８］  金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが、各把持片の把持部における厚さに対して同等以下である前項１〜７のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１６】
［９］  素材の高さ寸法が金型の成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である前項１〜８のいずれかに記載のロボットハンド。
【００１７】
［１０］  前項１〜９のいずれかに記載のロボットハンドを備えた鍛造装置。
【００１８】
［１１］  ロボットハンドを用いて鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給する素材供給工程と、
素材供給工程の後で、金型の成形凹部内の素材を鍛造する素材鍛造工程と、を含む鍛造方法であって、
ロボットハンドは、素材の周面を把持する一対の把持片と、両把持片のうち少なくとも一方の把持片を素材の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段と、素材の周面を把持する一対の把持片と、両把持片のうち少なくとも一方の把持片を素材の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段と、両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す押出し部材と、押出し部材を素材の押出し方向に付勢する付勢手段と、を備えるとともに、
押出し部材は、その先端部が両把持片の間で把持された素材の上面に当接した状態のもとで、付勢手段により素材の押出し方向に付勢されるものとなされており、
素材供給工程では、ロボットハンドの両把持片の間で把持されるとともに金型の成形凹部の上方に配置された素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出すことにより、素材を金型の成形凹部内に供給することを特徴とする鍛造方法。
【００１９】
［１２］  素材供給工程では、ロボットハンドの両把持片による素材の把持力を弱めることによって、素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出す前項１１記載の鍛造方法。
【００２０】
［１３］  素材供給工程では、素材を、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で、両把持部の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出して該底部における素材の配置予定位置に押し付ける前項１１又は１２記載の鍛造方法。
【００２１】
［１４］  素材供給工程では、付勢手段により素材の押出し方向に付勢された押出し部材で金型の成形凹部の底部における素材の配置予定位置に押し付けられた素材を、その状態に所定時間保持する前項１３記載の鍛造方法。
【００２２】
［１５］  ロボットハンドの押出し部材の先端部には素材の上面を押す押し部が設けられるとともに、
押し部の押し面の中央部に凹部が形成されている前項１１〜１４のいずれかに記載の鍛造方法。
【００２３】
［１６］  ロボットハンドの両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその周方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその周方向において一点で把持するように構成されている前項１１〜１５のいずれかに記載の鍛造方法。
【００２４】
［１７］  ロボットハンドの両把持片のうち一方の把持片の把持部は、素材の周面における当該一方の把持部側の部分をその上下方向において互いに離間した二点で把持するように構成されており、
他方の把持片の把持部は、素材の周面における当該他方の把持部側の部分をその上下方向において前記一方の把持部の二つの把持点の間に対応する位置の一点で把持するように構成されている前項１１〜１６のいずれかに記載の鍛造方法。
【００２５】
［１８］  付勢手段は、ばね、エアスプリング又はゴムである前項１１〜１７のいずれかに記載の鍛造方法。
【００２６】
［１９］  鍛造金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが、ロボットハンドの各把持片の把持部における厚さに対して同等以下である前項１１〜１８のいずれかに記載の鍛造方法。
【００２７】
［２０］  素材の高さ寸法が金型の成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である前項１１〜１９のいずれかに記載の鍛造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２９】
［１］の発明では、ロボットハンドの押出し部材は、その先端部が両把持片の間で把持された素材の上面に当接した状態のもとで、付勢手段により素材の押出し方向に付勢されるものとなされている。したがって、素材を両把持片の間から押し出す際に、素材を押出し部材で金型の成形凹部の底部の方向に押すことができる。これにより、素材が両把持片の間から押し出された直後における素材が進む方向を安定させることができ、もって、金型の成形凹部の底部における素材の配置予定位置に対する素材の位置ずれを防止することができる。
【００３０】
［２］の発明では、押出し部材は、両把持片による素材の把持力が弱められることによって、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出すものとなされているので、素材が進む方向を確実に安定させることができ、もって素材の位置ずれを確実に防止することができる。
【００３１】
［３］の発明では、押出し部材は、素材を付勢手段の付勢力により両把持片の間から金型の成形凹部の底部の方向に押し出して該底部における素材の配置予定位置に押し付けるものとなされているので、素材の位置ずれを更に確実に防止することができる。
【００３２】
［４］の発明では、押出し部材の押し部の押し面の中央部に凹部が設けられているので、押し部の押し面と素材の上面との間に潤滑剤の凝固物等のゴミが介在することにより素材の進む方向がずれる不具合を防止することができる。これにより、素材の位置ずれを更に確実に防止することができる。
【００３３】
［５］の発明では、両把持片の間で素材の周面をその周方向において合計三点で把持することができる。これにより、素材の周面を安定良く把持することができる。したがって、素材が両把持片の間から押し出された直後における素材が進む方向を更に安定させることができる。
【００３４】
［６］の発明では、両把持片の間で素材の周面をその上下方向において合計三点で把持することができる。これにより、素材の周面を安定良く把持することができる。したがって、素材が両把持片の間から押し出された直後における素材が進む方向を更に安定させることができる。
【００３５】
［７］の発明では、安価で簡素な構成の付勢手段を提供できる。
【００３６】
［８］の発明では、金型の成形凹部の周面と素材の周面との間のクリアランスが各把持片の把持部における厚さに対して同等以下である場合であっても、上述した効果を奏し得る。
【００３７】
［９］の発明では、素材の高さ寸法が金型の成形凹部の深さ寸法に対して同等以下である場合であっても、上述した効果を奏し得る。
【００３８】
［１０］の発明では、上記［１］〜［９］のいずれかの発明の効果を奏し得る鍛造装置を提供できる。したがって、この鍛造装置を用いて鍛造を行うことにより、高品質な鍛造品を製造できる。
【００３９】
［１１］〜［１３］の発明では、鍛造方法の素材供給工程において、それぞれ上記［１］〜［３］の発明の効果と同様の効果を奏する。
様の効果を奏する。
【００４０】
［１４］の発明では、付勢手段により素材の押出し方向に付勢力された押出し部材で金型の成形凹部の底部における素材の配置予定位置に押し付けられた素材を、その状態に所定時間保持するので、素材が金型の成形凹部の底部に着地した後に素材の位置がずれるのを防止することができる。これにより、素材の位置ずれを更に一層確実に防止することができる。
【００４１】
［１５］〜［２０］の発明では、鍛造方法の素材供給工程において、それぞれ上記［４］〜［９］の発明の効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００４３】
図１において（１）は、本発明の一実施形態に係るロボットハンドである。このロボットハンド（１）は、図４に示すように、本発明の一実施形態に係る鍛造装置（５０）に備えられたものである。この鍛造装置（５０）は、詳述すると密閉鍛造装置であり、密閉鍛造用金型として一対の上金型（５１）及び下金型（５２）を備えている。上金型（５１）は鍛造用素材（Ｓ）を加圧するパンチとしても捉えることができる。
【００４４】
ロボットハンド（１）は、鍛造用素材（Ｓ）を下金型（５２）の成形凹部（５３）内に供給するものである。成形凹部（５３）の断面形状は例えば円形状である。成形凹部（５３）の底部（５３ａ）及び周面には鍛造用潤滑剤（潤滑油）が付着している。なお、図４において（５４）はノックアウトピンである。
【００４５】
素材（Ｓ）は例えば円柱状のものである。また、この素材（Ｓ）は、金属からなり、具体的には例えばアルミニウム（その合金を含む。）からなる。鍛造時にはこの素材（Ｓ）は例えば４００〜４８０℃の温度範囲に加熱される。
【００４６】
ただし本発明では、素材（Ｓ）の形状は円柱状であることに限定されるものではなく、その他に、例えば角柱状であっても良く、すなわち所望する鍛造品の形状に応じて様々に設定されるものである。また、素材（Ｓ）の加熱温度は上記の範囲内であることに限定されるものではない。また、素材（Ｓ）はアルミニウムからなるものであることに限定されるものではなく、その他の金属からなるものであっても良い。
【００４７】
図１〜図３に示すように、ロボットハンド（１）は、ロボットアーム（４０）の先端部に一つ又は複数の関節軸（４１）（４１）を介して設けられたものである（図３参照）。
【００４８】
このロボットハンド（１）は、素材（Ｓ）の周面を素材（Ｓ）の左右両側から把持する左右一対の把持片（２Ｌ）（２Ｒ）と、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）をそれぞれ素材（Ｓ）の把持方向及び把持解除方向に駆動させる把持片駆動手段（３０）と、を備えている。
【００４９】
把持片駆動手段（３０）は、その駆動源として例えば箱形のエアシリンダ（３１）を備えたものである。図２に示すように、このエアシリンダ（３１）の左右各側面にそれぞれ２個の伸縮ロッド（３２）（３２）が伸縮駆動可能に設けられている。また、左側の２個のロッド（３２）（３２）の先端部には左把持片（２Ｌ）が固定状態に取り付けられるとともに、右側の２個のロッド（３２）（３２）の先端部には右把持片（２Ｒ）が固定状態に取り付けられている。そして、この把持片駆動手段（３０）は、エアシリンダ（３１）の内部に圧縮空気を供給したりエアシリンダ（３１）の内部から圧縮空気を排出したりすることにより、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）をそれぞれロッド（３２）（３２）を介して素材（Ｓ）の把持方向（即ち両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を閉じる方向）に駆動させたり、素材（Ｓ）の把持の解除方向（即ち両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を開く方向）に駆動させたりすることができるように構成されている。なお、（３３）はエアシリンダ（３１）の内部への圧縮空気給排口である。
【００５０】
各把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の前先端部は下方に少し突出しており、この前先端部に把持部（３Ｌ）（３Ｒ）が前後方向に延びた態様にして固定状態に設けられている。両把持部（３Ｌ）（３Ｒ）は、互いに左右方向に対向して配置されている。
【００５１】
図６に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）のうち左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）の把持面には平面視略く字状の素材位置決め用凹所（４）が設けられている。そして、図２に示すように、左把持片（２Ｌ）で素材（Ｓ）を把持する際に、この凹所（４）の内側に素材（Ｓ）の周面における左側の部分が嵌り込んで凹所（４）の二つの内側面に当接する。これにより、左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）は、素材（Ｓ）の周面における左側の部分をその周方向において互いに離間した二点（５Ｌ）（５Ｌ）で把持するように構成されている。
【００５２】
一方、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）の把持面は、右把持片（２Ｒ）の前後方向において平坦状に形成されている。これにより、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）は、素材（Ｓ）の周面における右側の部分をその周方向において一点（５Ｒ）で把持するように構成されている。
【００５３】
したがって、図２に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面をその周方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持することができるものとなされている。
【００５４】
また、図６に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）のうち左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）の把持面における上下方向中間部には、断面コ字状の溝条部（６）が左把持片（２Ｌ）の前後方向に真直に延びて形成されている。これにより、図４に示すように、左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）は、素材（Ｓ）の周面における左側の部分をその上下方向において互いに離間した二点（５Ｌ）（５Ｌ）で把持するように構成されている。
【００５５】
一方、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）の把持面における上下方向中間部には、凸条部（７）が右把持片（２Ｒ）の前後方向に真直に延びて形成されている。さらに、この凸条部（７）は、右把持部（３Ｒ）の把持面における、左把持部（３Ｌ）の溝条部（６）に対応する位置に配置されている。これにより、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）は、素材（Ｓ）の周面における右側の部分をその上下方向において左把持部（３Ｌ）の二つの把持点（５Ｌ）（５Ｌ）の間に対応する位置の一点（５Ｒ）で把持するように構成されている。
【００５６】
したがって、図４に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面をその上下方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持することができるものとなされている。
【００５７】
図４に示すように、鍛造装置（５０）の下金型（５２）の成形凹部（５３）の周面と素材（Ｓ）の周面との間のクリアランス（Ｃ）は、各把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）における厚さ（Ｗ）に対して同等以下に設定されている（即ち、Ｃ≦Ｗ）。
【００５８】
さらに、素材（Ｓ）の高さ寸法（Ｈ）は、下金型（５２）の成形凹部（５３）の深さ寸法（Ｄ）に対して同等以下に設定されている（即ち、Ｈ≦Ｄ）。
【００５９】
したがって、このロボットハンド（１）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）を把持した状態のままで素材（Ｓ）を成形凹部（５３）の底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に配置（載置）しようとしても、各把持片（２Ｌ）（２Ｒ）が成形凹部（５３）の開口縁部にぶつかるため、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）を把持した状態のままでは、素材（Ｓ）を成形凹部（５３）の底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に配置することができない。
【００６０】
そこで、本実施形態では、このロボットハンド（１）は、押出し部材（１０）と、付勢手段（２０）とを備えている。
【００６１】
図４及び図７に示すように、押出し部材（１０）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持されるとともに下金型（５２）の上方に配置された素材（Ｓ）を、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向（即ち下方向）に押し出すものである。
【００６２】
この押出し部材（１０）は、上下方向に真直に延びた断面円形状の押出し棒部（１１）と、該押出し棒部（１１）の下先端部に一体形成された円板状の押し部（１２）と、を備えている。押し部（１２）の直径は押出し棒部（１１）の直径よりも大きく設定されている。押出し棒部（１１）及び押し部（１２）は、素材（Ｓ）の加熱温度に耐えうる耐熱材料からなり、具体的にはＳＵＳ３１６、ＳＳ４００等の鋼製である。
【００６３】
さらに、図５に示すように、押出し部材（１０）の押し部（１２）の押し面の中央部には、断面円形状の凹部（１３）が設けられている。これにより、押出し部材（１０）で素材（Ｓ）を押し出す際に、押し部（１２）の押し面の外周縁部のみが素材（Ｓ）の上面に当接するものとなされている。
【００６４】
また、図１〜図３に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間には、把持片駆動手段（３０）のエアシリンダ（３１）の前面に複数のボルト（３８）（３８）で固定された保持片（３５）が水平状に配置されている。この保持片（３５）は、押出し部材（１０）を上下方向に移動可能に保持するのものであり、この保持片（３５）には上下方向に貫通した保持孔（３６）が設けられている。
【００６５】
そして、押出し部材（１０）の押出し棒部（１１）が、保持片（３５）の保持孔（３６）内に、エアシリンダ（３１）及び両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）に対して上下方向にスライド移動可能に挿通されており、これにより、押出し部材（１０）が上下方向に移動可能に保持片（３５）に保持されている。
【００６６】
保持片（３５）は例えばアルミニウム（その合金を含む。）製であり、これによりロボットハンド（１）の軽量化が図られている。また、保持片（３５）の保持孔（３６）内には、保持孔（３６）の周面の摩耗を防止するため、砲金製軸受（３７）が装入されている。
【００６７】
また、押出し部材（１０）の押出し棒部（１１）の上先端部にはネジ棒部（１６）が上方突出状に設けられている。そして、このネジ棒部（１６）に螺合したナット（１５）でフランジ状のストッパ片（１４）が押出し棒部（１１）の上先端部にワッシャを介して固定状態に取り付けられている。このストッパ片（１４）は、押出し棒部（１１）が保持片（３５）の保持孔（３６）内から抜出するのを止めるためのものである。
【００６８】
付勢手段（２０）は、本実施形態では、ばねからなるものであり、詳述すると金属コイルばね（２１）からなるものである。
【００６９】
このコイルばね（２１）は、押出し部材（１０）の押し部（１２）と保持片（３５）との間に、コイルばね（２１）の内部に押出し部材（１０）の押出し棒部（１１）がコイルばね（２１）の軸方向に挿通された状態に配置されている。さらに、このコイルばね（２１）は、その軸方向に圧縮された状態に押出し部材（１０）の押し部（１２）と保持片（３５）との間に配置されており、そのため、このコイルばね（２１）には押出し部材（１０）を下方向に移動させる付勢力が蓄積されている。
【００７０】
したがって、押出し部材（１０）は、その下先端部の押し部（１２）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持された素材（Ｓ）の上面に当接した状態のもとで、コイルばね（２１）により下方向即ち素材（Ｓ）の押出し方向に常時付勢されている。さらに、押出し部材（１０）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）による素材（Ｓ）の把持力が弱められることにより、素材（Ｓ）をコイルばね（２１）の付勢力により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下方向即ち素材（Ｓ）の押出し方向に押し出すものとなされている。
【００７１】
さらに、押出し部材（１０）の押出し棒部（１１）のストローク長さは、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持されるとともに下金型（５２）の上方に配置された素材（Ｓ）を、押出し部材（１０）で両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向に押し出して該底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に押し付けることができるようなストローク長さに設定されている。なお、素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）は、例えば、成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の中央部に設定されている。
【００７２】
次に、本実施形態のロボットハンド（１）を備えた鍛造装置（５０）を用いた鍛造方法について以下に説明する。
【００７３】
この鍛造方法は、ロボットハンド（１）を用いて素材（Ｓ）を下金型（５２）の成形凹部（５３）内に供給する素材供給工程と、素材供給工程の後で、下金型（５２）の成形凹部（５３）内の素材（Ｓ）を鍛造する素材鍛造工程と、を含んでいる。
【００７４】
まず、素材供給工程について以下に説明する。
【００７５】
図１〜図３に示すように、加熱状態の素材（Ｓ）をロボットハンド（１）の両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持する。この把持操作方法の一例を説明すると次のとおりである。
【００７６】
ロボットハンド（１）の両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）の間を素材（Ｓ）の直径よりも大きく開いておく。また、素材（Ｓ）は所定の素材載置台（図示せず）上に載置されている。そして、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を素材（Ｓ）の上方から素材（Ｓ）に向かって相対的に下降させて、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）の間に素材（Ｓ）を配置させる。この両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の下降動作の際に、押出し部材（１０）が素材（Ｓ）の上面で上方に押されることで押出し部材（１０）が上方に移動し、これに伴い、保持片（３５）と押し部（１２）との間で付勢手段（２０）としてのコイルばね（２１）がその軸方向に圧縮されて、コイルばね（２１）に素材（Ｓ）の押出し方向の付勢力が蓄積される。次いで、把持片駆動手段（３０）のエアシリンダ（３１）により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を素材（Ｓ）の把持方向に駆動させる。これにより、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面を素材（Ｓ）の左右両側から把持する。
【００７７】
あるいは、素材（Ｓ）が素材載置台上に載置されていないで、素材（Ｓ）がノックアウト装置などの素材突出し装置により突き出されるように配置されている場合には、素材（Ｓ）の把持操作は次のように行っても良い。すなわち、素材（Ｓ）の上方に両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を両者が開いた状態にして待機しておく。そして、素材（Ｓ）を突き出すことにより、素材（Ｓ）を両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）の間に配置させる。この素材（Ｓ）の突出し動作の際に、押出し部材（１０）が素材（Ｓ）の上面で上方に押されることで押出し部材（１０）が上方に移動し、これに伴い、保持片（３５）と押し部（１２）との間でコイルばね（２１）がその軸方向に圧縮されて、コイルばね（２１）に素材（Ｓ）の押出し方向の付勢力が蓄積される。次いで、把持片駆動手段（３０）のエアシリンダ（３１）により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を素材（Ｓ）の把持方向に駆動させる。これにより、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面を素材（Ｓ）の左右両側から把持する。
【００７８】
図１〜図３に示すように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面を把持した状態では、押出し部材（１０）は、その下先端部の押し部（１２）が素材（Ｓ）の上面に当接した状態のもとで、コイルばね（２１）により素材（Ｓ）の押出し方向に常時付勢されている。さらに、図２に示すように、左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）は、素材（Ｓ）の周面における左側の部分をその周方向において互いに離間した二点（５Ｌ）（５Ｌ）で把持しており、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）は、素材（Ｓ）の周面における右側の部分をその周方向において一点（５Ｒ）で把持している。したがって、素材（Ｓ）の周面は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で、その周方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持されている。さらに、図４に示すように、左把持片（２Ｌ）の左把持部（３Ｌ）は、素材（Ｓ）の周面における左側の部分をその上下方向において互いに離間した二点（５Ｌ）（５Ｌ）で把持しており、右把持片（２Ｒ）の右把持部（３Ｒ）は、素材（Ｓ）の周面における右側の部分をその上下方向において左把持部（３Ｌ）の二つの把持点（５Ｌ）（５Ｌ）の間に対応する位置の一点（５Ｒ）で把持している。したがって、素材（Ｓ）の周面は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で、その上下方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持されている。
【００７９】
次いで、図４に示すように、ロボットアーム（４０）を駆動させることにより、素材（Ｓ）を両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持した状態のままで、素材（Ｓ）を素材載置台又は素材突出し装置から鍛造装置（５０）の下金型（５２）の成形凹部（５３）の上方近傍に搬送する。
【００８０】
次いで、エアシリンダ（３１）により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）を素材（Ｓ）の把持の解除方向に駆動させることで、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）による素材（Ｓ）の把持力を少し弱める。すると、押出し部材（１０）が、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）と素材（Ｓ）の周面との間の摩擦力に抗して、コイルばね（２１）の付勢力により下方向に移動される。これにより、図７に示すように、素材（Ｓ）を、コイルばね（２１）により付勢された押出し部材（１０）で、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向に押し出して該底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に押し付ける。さらに、素材（Ｓ）をこの押付け状態に所定時間保持する。この保持時間は例えば０．５ｓ（特に好ましくは１ｓ）以上に設定されることが望ましい。こうすることにより、素材（Ｓ）が成形凹部（５３）の底部（３５ａ）に着地した後に素材（Ｓ）の位置がずれるのを確実に防止することができる。なお、この保持時間の上限については特に限定されるものではなく、例えば２ｓ（特に好ましくは１．５ｓ）以下に設定される。
【００８１】
次いで、ロボットハンド（１）を上昇させて、押出し部材（１０）の押し部（１２）を素材（Ｓ）の上面から離す。
【００８２】
次いで、ロボットハンド（１）を上金型（５１）と下金型（５２）との間から排出して素材載置台又は素材突出し装置に移動させる。
【００８３】
以上の操作により素材供給工程が終了する。
【００８４】
その後、下金型（５２）の成形凹部（５３）内の素材（Ｓ）を鍛造する素材鍛造工程が行われる。すなわち、素材鍛造工程では、上金型（５１）を下降駆動させることにより、素材（Ｓ）を上金型（５１）で加圧し、これにより素材（Ｓ）を成形凹部（５３）内で塑性加工して所定形状に密閉鍛造成形する。その後、ノックアウトピン（５４）により成形凹部（５３）内の鍛造済み素材つまり鍛造品を成形凹部（５３）内からその上方に突き出す。次いで、この鍛造品を取り出す。
【００８５】
以上の操作により素材鍛造工程が終了する。
【００８６】
而して、本実施形態のロボットハンド（１）は次の利点がある。
【００８７】
ロボットハンド（１）の押出し部材（１０）は、その下先端部の押し部（１２）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で把持された素材（Ｓ）の上面に当接した状態のもとで、付勢手段（２０）としてのコイルばね（２１）により素材（Ｓ）の押出し方向に付勢されるものとなされている。したがって、素材（Ｓ）を両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出す際に、素材（Ｓ）を押出し部材（１０）で下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向に押すことができる。これにより、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出された直後における素材（Ｓ）が進む方向を安定させることができ、もって、下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に対する素材（Ｓ）の位置ずれを防止することができる。
【００８８】
さらに、押出し部材（１０）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）による素材（Ｓ）の把持力が弱められることによって、素材（Ｓ）をコイルばね（２１）の付勢力により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向に押し出すものとなされているので、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出された直後における素材（Ｓ）が進む方向を確実に安定させることができ、もって素材（Ｓ）の位置ずれを確実に防止することができる。
【００８９】
さらに、押出し部材（１０）は、素材（Ｓ）をコイルばね（２１）の付勢力により両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から下金型（５２）の成形凹部（５３）の底部（５３ａ）の方向に押し出して該底部（５３ａ）における素材（Ｓ）の配置予定位置（Ｐ）に押し付けるものとなされているので、素材（Ｓ）の位置ずれを更に確実に防止することができる。
【００９０】
さらに、押出し部材（１０）の押し部（１２）の押し面の中央部に凹部（１３）が設けられているので、押し部（１２）の押し面と素材（Ｓ）の上面との間に潤滑剤の凝固物等のゴミが介在することにより素材（Ｓ）の進む方向がずれる不具合を防止することができる。これにより、素材（Ｓ）の位置ずれを更に確実に防止することができる。
【００９１】
さらに、図２に示すように、ロボットハンド（１）は、上述したように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面をその周方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持することができるので、素材（Ｓ）の周面を安定良く把持することができる。これにより、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出された直後における素材（Ｓ）が進む方向を更に安定させることができる。
【００９２】
しかも、図４に示すように、ロボットハンド（１）は、上述したように、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間で素材（Ｓ）の周面をその上下方向において合計三点（５Ｌ）（５Ｌ）（５Ｒ）で把持することができるので、素材（Ｓ）の周面を安定良く把持することができる。これにより、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出された直後における素材（Ｓ）が進む方向を更により一層安定させることができる。
【００９３】
さらに、本実施形態では、付勢手段（２０）としてコイルばね（２１）が用いられているから、安価で簡素な構成の付勢手段（２０）を提供できる。
【００９４】
さらに、このロボットハンド（１）は、下金型（５２）の成形凹部（５３）の周面と素材（Ｓ）の周面との間のクリアランス（Ｃ）が各把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）における厚さ（Ｗ）に対して同等以下である場合であっても、上記と同様の利点がある。
【００９５】
さらに、このロボットハンド（１）は、素材（Ｓ）の高さ寸法（Ｈ）が下金型（５２）の成形凹部（５３）の深さ寸法（Ｄ）に対して同等以下である場合であっても、上記と同様の利点がある。
【００９６】
また、本実施形態の鍛造装置（５０）は本実施形態のロボットハンド（１）を備えているので、この鍛造装置（５０）を用いて鍛造を行うことにより、高品質な鍛造品を製造できる。
【００９７】
また、本実施形態の鍛造方法は、本実施形態のロボットハンド（１）を用いて素材（Ｓ）を下金型（５２）の成形凹部（５３）内に供給するので、上記と同様の利点がある。
【００９８】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではない。
【００９９】
例えば、上記実施形態では、付勢手段（２０）として、コイルばね（２１）が用いられているが、本発明では、その他に、エアスプリング又はゴムが用いられていても良い。こうすることにより、安価で簡素な構成の付勢手段（２０）を提供できる。
【０１００】
また上記実施形態では、把持片駆動手段（３０）は、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）をそれぞれ素材（Ｓ）の把持方向及び把持解除方向に駆動させるものであるが、本発明では、その他に、両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）のうちいずれか一方の把持片だけを素材（Ｓ）の把持方向及び把持解除方向に駆動させるものであっても良い。
【０１０１】
また本発明では、各把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の把持部（３Ｌ）（３Ｒ）の把持面に、上下方向に真直に延びた複数のローレット状の凹凸条（図示せず）が形成されていても良い。この場合には、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出される際に、素材（Ｓ）がこれらの凹凸条により下方向に誘導されるので、素材（Ｓ）が両把持片（２Ｌ）（２Ｒ）の間から押し出された直後における素材（Ｓ）が進む方向を更に確実に安定させることができ、もって素材（Ｓ）の位置ずれを更に確実に防止することができる。
【０１０２】
また本発明では、鍛造装置（５０）により製造される鍛造品の形状は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、鍛造用素材を鍛造用金型の成形凹部内に供給するロボットハンド、該ロボットハンドを備えた鍛造装置、ロボットハンドを用いた鍛造方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るロボットハンドを、素材を把持した状態で示す斜視図である。
【図２】図２は、ロボットハンドの平面図である。
【図３】図３は、同ロボットハンドの側面図である。
【図４】図４は、同ロボットハンドにより把持された素材を金型の成形凹部内に供給する前の状態におけるロボットハンドの正面図である。
【図５】図５は、同ロボットハンドの押出し部材及び保持片の斜視図である。
【図６】図６は、同ロボットハンドの両把持片の把持部の斜視図である。
【図７】図７は、同ロボットハンドにより把持された素材を金型の成形凹部内に供給したときの状態におけるロボットハンドの正面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…ロボットハンド
２Ｌ…左把持片
２Ｒ…右把持片
３Ｌ…左把持部
３Ｒ…右把持部
５Ｌ…左把持部の把持点
５Ｒ…右把持部の把持点
１０…押出し部材
１１…押出し棒部
１２…押し部
１３…凹部
２０…付勢手段
２１…コイルばね
３０…把持片駆動手段
３１…エアシリンダ（駆動源）
３２…伸縮ロッド
３５…保持片
３６…保持孔
４０…ロボットアーム
５０…鍛造装置
５２…下金型（鍛造用金型）
５３…成形凹部
５３ａ…底部
Ｐ…素材の配置予定位置
Ｓ…素材
【図１】
2008161887.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】
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【図７】
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