(57)【要約】【課題】フランジ付の長尺形状の樹脂成形品等を、変形や位置ずれなく、安定して把持して、成形型からの取り出しや次工程への移送を行なう。【課題を解決するための手段】  クランプ装置は、可動基台１２に支持されるチャック部２とプッシャ部３を備え、ワークＷのフランジ部Ｗ１、Ｗ２に、側方から一対のチャック爪２２ａ、２２ｂを遊嵌させ、プッシャ３２をワークＷの底面に押圧させる。この状態で、可動基台１２を上昇させてチャック爪２２ａ、２２ｂを係合させ、プッシャ３２とチャック爪２２ａ、２２ｂによる突張力でワークＷを把持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な２面に長手方向に延びる凸部または凹部を有するワークのクランプ装置であって、可動基台に支持されるチャック部とプッシャ部を備え、
上記チャック部は、上記ワークの凸部または凹部に係合可能な一対のチャック爪と、該一対のチャック爪を開閉動作させるチャック駆動部を有し、
上記プッシャ部は、上記２面と垂直な上記ワークの他の面を押圧可能なプッシャと、該プッシャを伸縮動作させるプッシャ駆動部を有し、
上記一対のチャック爪を上記ワークの凸部または凹部に遊嵌させ、上記プッシャを上記ワークの他の面に押圧させた状態で、上記可動基台を上記プッシャの押圧方向と反対方向に可動して、上記一対のチャック爪を上記ワークの凸部または凹部に係合させることにより、上記一対のチャック爪と上記プッシャによる突張力で上記ワークを把持することを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
上記ワークは、略Ｕ字または矩形断面の長尺形状である請求項１記載のクランプ装置。
【請求項３】
上記ワークは、平行な２側面の対称位置に、上記凸部または上記凹部となる一対のフランジ部、凹溝部、凹陥部または貫通穴を有している請求項２記載のクランプ装置。
【請求項４】
上記チャック部は、上記一対のチャック爪が上記平行な２面と直交する方向に開閉動作し、上記プッシャ部は、上記プッシャが上記一対のチャック爪の間に位置する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクランプ装置。
【請求項５】
上記チャック部または上記プッシャ部は複数設けられて、上記ワークの長手方向の中間部を把持する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フランジ付または溝付の長尺形状のワークを移送する搬送装置等に用いられ、ワーク変形等を生じることなく安定して把持するクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に搭載される熱交換器の樹脂タンクは、長尺容器形状で、開口部から外方に張り出すフランジ部を有している。この樹脂タンクを、射出成形後に型から取り出し、次工程に搬送するために、クランプ装置が用いられる。クランプ装置は、通常、平行な一対のチャック爪を開閉駆動して、製品を把持するようになっている。
【０００３】
図１６は、従来のクランプ装置の概略構造を示しており、チャック部１００は、チャックシリンダ１０１で開閉駆動される一対のチャック爪１０２を有する。搬送製品である樹脂タンク１０３（ワーク）は、フランジ部１０４の下面側にチャック爪１０２を挿通して、両側からクランプし（図中I）、図示しない駆動機構にてチャック部１００全体を上昇させることで、型１０５から引き抜かれる（図中II）。その後、チャック部１００に保持された状態の樹脂タンク１０３を、所定の位置へ搬送する（図中III）。
【０００４】
従来技術として、特許文献１には、複数個所をクランプするためのロボット装置用ハンドが開示されている。この装置は、各種形状のワークを確実に保持するために、独立した駆動部を有する一対のチャッキング機構を有し、各チャッキング機構は、把持爪を開閉駆動することにより、ワークを複数個所で把持するとともに、一方のチャッキング機構をスライド可能に設けて、把持中心の異なるワークを保持可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−８５５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、熱交換器の樹脂タンク１０３のように、変形しやすい樹脂材からなる長尺の製品は、搬送時の取り扱いが難しい。すなわち、安定した搬送を行うためには、把持力を強くするのがよいが、図１７に示すように、クランプ個所に潰れ（変形）が生じるおそれがある。一方、潰れを回避しようとして、把持力を弱くすると、クランプが不安定な状態となり、バランスが悪くなる。このため、引き抜き後の次工程への搬送時に、チャック部１００に対して樹脂タンク１０３の位置ずれが生じやすく、所定の組み付け位置への移送が難しくなって、製品の組み付け不良等の不具合につながる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、フランジ付製品等の搬送に用いられ、長尺形状で変形しやすい材質であっても、潰れや位置ずれ等の不具合を生じることなく、安定した状態で確実に把持して、成形型からの取り出しや次工程への移送ができるクランプ装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
平行な２面に長手方向に延びる凸部または凹部を有するワークのクランプ装置であって、可動基台に支持されるチャック部とプッシャ部を備え、
上記チャック部は、上記ワークの凸部または凹部に係合可能な一対のチャック爪と、該一対のチャック爪を開閉動作させるチャック駆動部を有し、
上記プッシャ部は、上記２面と垂直な上記ワークの他の面を押圧可能なプッシャと、該プッシャを伸縮動作させるプッシャ駆動部を有し、
上記一対のチャック爪を上記ワークの凸部または凹部に遊嵌させ、上記プッシャを上記ワークの他の面に押圧させた状態で、上記可動基台を上記プッシャの押圧方向と反対方向に可動して、上記一対のチャック爪を上記ワークの凸部または凹部に係合させることにより、上記一対のチャック爪と上記プッシャによる突張力で上記ワークを把持することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明において、上記ワークは、略Ｕ字または矩形断面の長尺形状である。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明において、上記ワークは、平行な２側面の対称位置に、上記凸部または上記凹部となる一対のフランジ部、凹溝部、凹陥部または貫通穴を有している。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明において、上記チャック部は、上記一対のチャック爪が上記平行な２面と直交する方向に開閉動作し、上記プッシャ部は、上記プッシャが上記一対のチャック爪の間に位置する。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明において、上記チャック部または上記プッシャ部は複数設けられて、上記ワークの長手方向の中間部を把持する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のクランプ装置により、ワークをクランプする場合には、まず、チャック部の一対のチャック爪を駆動して、ワークの平行な２面の側方から凸部または凹部に遊嵌させる。次いで、プッシャ部のプッシャを駆動して、ワークの他の面に押し当てる。この状態で、ワークの押圧方向と反対方向に可動基台を移動させると、一対のチャック爪が凸部または凹部に係合し、一対のチャック爪とプッシャによる突張力で、ワークを把持することができる。したがって、従来のような潰れや位置ずれを生じることなく、ワークの取り出しや搬送を安定して実施できる（請求項１）。
【００１４】
本発明のクランプ装置は、具体的には、略Ｕ字または矩形断面の長尺ワークに適応されて、両側面と底面または上面を安定に保持することができる（請求項２）。
【００１５】
本発明のクランプ装置は、具体的には、ワークの平行な２側面に対称配置される一対のフランジ部、凹溝部、凹陥部または貫通穴に、チャック部を係合させ、他の面をプッシャ部で押圧することで、効果的にワークを把持することができる（請求項３）。
【００１６】
本発明のクランプ装置は、チャック部の一対のチャック爪を、ワークの平行な２面に対向させて開閉動作させる。この時、チャック爪をクリアランスを有して凹部または凸部に遊嵌させることで、変形を抑制することができる。次いで、一対のチャック爪の間において、プッシャを開閉方向と直交する方向に動作させ、この状態で、一対のチャック爪をプッシャと反対方向に動作させることで、突張力を発生させることができる（請求項４）。
【００１７】
本発明のクランプ装置は、チャック部またはプッシャ部を複数設け、ワーク長手方向の中間部に配置することで、長尺形状のワークをより安定して把持することができる。また、複数のプッシャを独立に駆動することで、ワーク押圧面が傾斜する形状にも対応することができる（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態におけるクランプ装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明のクランプ対象となる製品形状例を示す要部斜視図である。
【図３】クランプ対象となる製品の成形型からの取り出し方法を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明のクランプ装置を含む搬送装置の構成例を示す要部拡大図である。
【図５】図５のＡ矢視図である。
【図６】第１実施形態のクランプ装置を用いたクランプ動作を説明するための概略断面図である。
【図７】第１実施形態のクランプ装置を用いたチャック部の動作を説明するための概略断面図である。
【図８】第１実施形態のクランプ装置を用いたプッシャ部の動作を説明するための概略断面図である。
【図９】第１実施形態のクランプ装置を用いたチャックヘッドの動作を説明するための概略断面図である。
【図１０】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１１】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１２】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１３】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１４】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１５】本発明のクランプ対象となる製品の他の形状例を示す要部斜視図である。
【図１６】従来のクランプ装置の概略断面図である。
【図１７】従来のクランプ装置による製品の変形を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明を適用した第１実施形態について説明する。図１は、本発明のクランプ装置を構成するチャックヘッド１の概略構成であり、図２にワークＷとなる製品の形状例を示す。図２において、ワークＷは、変形しやすい樹脂材料等からなる長尺形状の成形品、例えば、熱交換器用の樹脂タンクＴである。ワークＷは、上面が開口する略Ｕ字断面の長尺容器状で、上端縁部に長手方向に延びる一対のフランジ部Ｗ１、Ｗ２を有している。一対のフランジ部Ｗ１、Ｗ２は、平行な２面である両側面の上端縁から外方へそれぞれＬ字状に屈曲して張り出す形状となっている。
【００２０】
熱交換器は、一般に、熱交換媒体が流通する多数のチューブを備え、樹脂タンクＴは多数のチューブの両端を連結するプレートに取り付けられて合流部を形成する。このような樹脂成形品は、通常、図３に示す下型Ｃ１と上型Ｃ２からなる成形型Ｃを用いて、射出成形される。成形品は、上型Ｃ２を外し、下型Ｃ１の下方からエジェクタＣ３で押し出されて、図２に示す状態とし、下型Ｃ１から突出するフランジ部Ｗ１、Ｗ２をクランプすることで取り出される。本発明のクランプ装置は、この時、成形品を変形させることなく取り出し、次工程へ搬送するために用いられる。
【００２１】
図１において、クランプ装置のチャックヘッド１は、搬送ローダ１１によって上下方向および水平方向に移動可能な可動基台１２と、可動基台１２に取り付けられるチャック部２およびプッシャ部３を有する。ワークＷは、可動基台１２の下方に配置されてチャック部２およびプッシャ部３に対向している。チャック部２は、可動基台１２の下面に固定されるチャック駆動部としてのチャックシリンダ２１と、チャックシリンダ２１によって開閉駆動される一対のチャック爪２２ａ、２２ｂからなる。プッシャ部３は、可動基台１２の上方に配置されるプッシャ駆動部としてのプッシャシリンダ３１と、プッシャシリンダ３１によって伸縮駆動されるプッシャ３２からなる。
【００２２】
チャック部２は、一対のチャック爪２２ａ、２２ｂが、ワークＷを挟んで対向位置する。一対のチャック爪２２ａ、２２ｂは、断面Ｔ字状の基部がガイドレール２３にスライド可能に支持され、その下端から内側にＬ字状に屈曲する先端部２２１ａ、２２１ｂが、ワークＷの両側面と対向する位置まで下降する。チャック爪２２ａ、２２ｂは、ガイドレール２３にガイドされて図の左右方向に開閉動作するようになっている。
【００２３】
図中（１）に示す爪入れ動作（閉動作）により、チャック爪２２ａ、２２ｂは、先端部２２１ａ、２２１ｂが、フランジ部Ｗ１、Ｗ２の下面側に挿入される。この時、チャック爪２２ａ、２２ｂは、ワークＷと僅かなクリアランスを有して遊嵌し、ワークＷの両側面を押圧することはない。チャック爪２２ａ、２２ｂは、フランジ部Ｗ１、Ｗ２の下面と近接し、さらに図の上下方向の動作により、ワークＷと係合可能となっている。
【００２４】
プッシャ部３は、プッシャシリンダ３１とプッシャ３２が同軸状にあり、プッシャ３２が一対のチャック爪２２ａ、２２ｂの中間に位置している。プッシャ３２の伸縮する先端部は、容器状のワークＷ内に挿入されて、他の面である底面中央部に対向している。プッシャ３２は、図の上下方向に伸縮動作し、図中（２）に示す押し出し動作（伸長動作）により下降して、ワークＷの底面を押圧可能である。
【００２５】
チャックヘッド１は、搬送ローダ１１によって、可動基台１２とともに、チャック部２およびプッシャ部３が、上下方向に一体に移動可能である。本発明では、図中（３）に示す引き抜き動作（上昇動作）により、チャック部２とプッシャ部３に支持されたワークＷを、下型Ｃ１から取り出すことができる。その後、搬送ローダ１１によって、チャックヘッド１を上下方向および水平方向に移動し、ワークＷを所定位置へ搬送可能である。
【００２６】
本発明のクランプ装置は、図中（３）の引き抜き動作の過程で、チャック部２をワークＷのフランジ部Ｗ１、Ｗ２に係合させ、プッシャ部３とチャック部２による上下方向の突張力で、ワークＷをクランプする。これにより、ワークＷを変形させることなく、確実に把持して搬送することができる。これら一連の動作については、詳細を後述する。
【００２７】
図４、５は、本発明の第２実施形態であり、クランプ装置を含む搬送装置の他の構成例である。好適には、図５に示すように、長尺形状のワークＷを安定して把持するために、チャック部２およびプッシャ部３を、複数設けることができる。具体的には、ワークＷの長手方向の中央部を挟んで２個所にチャック部２を配置し、それぞれに一対のチャック爪２２ａ、２２ｂを設ける。２組のこれら一対のチャック爪２２ａ、２２ｂは同一形状で、上端部がガイドレール２３に対してスライド可能である。また、チャック爪２２ａ、２２ｂの先端部が、幅広に形成されて、ワークＷとの係合時にフランジ部Ｗ１、Ｗ２を比較的広い先端面で支持し、変形を防止する。
【００２８】
プッシャ部３は、２組のチャック部２の間において、ワークＷの長手方向の中央部を含む３個所に配置される。３組のプッシャ部３は、それぞれ同一形状のプッシャ３２が等間隔で配置され、対応するプッシャシリンダ３１で独立に駆動される。このようにすると、ワークＷの底面に傾斜や凹凸があっても、対応するプッシャ３２の伸長量を調整することで、所定の設定圧で均等に押圧できる。
【００２９】
図４、５において、これらチャック部２およびプッシャ部３は、搬送ローダ１１が取り付けられた可動基台１２に支持固定されている。図４の右図は、ワーク取り出し前の状態であり、左図は、ワーク取り出し後の状態を示す。ここで、ワークＷは、チャック部２とプッシャ部３による突張力でクランプ可能な形状であればよく、例えば、図中に破線で示すワークＷ´のように、容器深さがより浅く幅の狭いフランジ付容器形状であってもよい。
【００３０】
この場合は、チャック部２の閉動作時に、一対のチャック爪２２ａ、２２ｂの間隔がより狭くなるように調整し、プッシャ部３の押圧動作時に、プッシャ部３２の伸長量がより短くなるように調整することで、ワーク形状に対応させることができる。そして、可動基台１２の上昇により、ワークＷ´を確実に把持して、搬送することができる。
【００３１】
次に、図６〜９を参照しながら、図１に示した本発明のクランプ装置を用いて、成形型ＣからワークＷの取り出しを行なう一連の工程を、詳細に説明する。
まず、図３に示した成形直後の状態から、上型Ｃ２を外し、下型Ｃ１の下方からエジェクタＣ３を上昇させる。図６は、このワークＷの突き出し動作を示し、下型Ｃ１の上方にフランジ部Ｗ１、Ｗ２を含むワークＷの上端部を突出位置させる。ワークＷの上方には、クランプ装置のチャックヘッド１が配置され、チャック部２は一対のチャック爪２２ａ、２２ｂがフランジ部Ｗ１、Ｗ２より外側に位置し、プッシャ部３はプッシャ３２先端部が、フランジ部Ｗ１、Ｗ２近傍となる初期位置にある。
【００３２】
この状態から、図７に示す位置まで、搬送ローダ１１（図１参照）を用いて、チャックヘッド１を下降させる。この時、チャック部２は一対のチャック爪２２ａ、２２ｂが、ワークＷのフランジ部Ｗ１、Ｗ２より下側に、プッシャ部３はプッシャ３２が、ワークＷの上端開口から内部へ挿入される。プッシャ３２は、ワークＷの両側面と平行に上下方向に延び、プッシャ３２先端部は、水平面である底面中央部と対向している。
【００３３】
ここで、チャックシリンダ２１で一対のチャック爪２２ａ、２２ｂを、図中矢印で示す閉方向に動作させ、ワークＷのフランジ部Ｗ１、Ｗ２の下面側に挿入する。この時、ワークＷに荷重をかけないように、チャック爪２２ａ、２２ｂをフランジ部Ｗ１、Ｗ２に爪入れして引掛ける程度の把持力とし（例えば、０．８ｋｇｆ程度）、ワークＷの両側面はクランプさせない。すなわち、ワークＷの両側面およびフランジ部Ｗ１、Ｗ２の下面との間に、それぞれ僅かなクリアランスを有して遊嵌させるので、ワークＷの側面に従来のような潰れが生じることはない。
【００３４】
次いで、図８において、プッシャシリンダ３１を用いてプッシャ３２を伸長動作させ、図中矢印で示すように、プッシャ３２を下降させてワークＷの底面に押し当てる。この時、プッシャ３２は、所定の押圧力でワークＷを上から押さえ込むように調整するとよい（例えば、１０ｋｇｆ程度）。
【００３５】
この状態を維持したまま、図９に矢印で示すように、チャックヘッド１全体を上昇動作させる。その過程で、まず、チャック部２の一対のチャック爪２２ａ、２２ｂが、フランジ部Ｗ１、Ｗ２に係合し、次いで、ワークＷが下型Ｃ１から引き抜かれる。すなわち、プッシャ３２でワークＷの底面を押圧しながら、同等の引抜力でチャックヘッド１を上昇させると（例えば、１０ｋｇｆ程度）、チャック爪２２ａ、２２ｂがワークＷに対して上昇してフランジ部Ｗ１、Ｗ２の下面に当接する。これにより、横方向の把持力を上下方向の引張りによる把持力に変換することができる。
【００３６】
したがって、チャック部２とプッシャ部３による突張力で、ワークＷを確実に把持することができ、ワークＷをクランプする際の側面の潰れや搬送時の位置ずれを防止できる。そして、ワークＷの成形型Ｃからの取り出し、次工程への搬送を容易にし、組付不良等の発生を回避することができる。
【００３７】
なお、本発明のクランプ装置が適応可能な製品は、熱交換器の樹脂タンクＴに限らない。具体的には、平行な２面にチャック部２のチャック爪２２ａ、２２ｂが係合可能な凸部または凹部を有し、プッシャ部３のプッシャ３２で押圧可能な他の面を有していればよい。このような長尺形状の製品例を図１０〜１５に示す。
【００３８】
図１０のワークＷは、矩形断面のブロック形状で、上端面に、長手方向の両側縁に沿って延びるフランジ部Ｗ１、Ｗ２を有している。図１１のように、両側面の中間部に、長手方向に沿って延びるフランジ部Ｗ１、Ｗ２を形成した形状であってもよい。いずれの形状の場合も、フランジ部Ｗ１、Ｗ２にクランプ装置のチャック部２を係合させ、プッシャ部３のプッシャ３２をワークＷ上端面に押し当てることで、第１、２実施形態と同様の動作でクランプすることができる。
【００３９】
図１２のワークＷは、矩形断面のブロック形状で、両側面の中間部に、長手方向に延びる凹溝Ｗ３を有している。フランジ部Ｗ１、Ｗ２のような凸部の代わりに凹部を有する形状であっても、凹溝Ｗ３にチャック部２を係合させ、プッシャ部３のプッシャ３２をワークＷ上端面に押し当てることで、第１、２実施形態と同様の動作でクランプすることができる。
【００４０】
図１３のワークＷは、矩形断面のブロック形状で、両側面の中間部に、長手方向に並ぶ複数の丸穴状の凹陥部Ｗ４を有している。このように凹部や凸部を複数有する形状であってもよく、複数の凹陥部Ｗ４に係合可能な位置に、複数のチャック部２を配置し、プッシャ部３のプッシャ３２をワークＷ上端面に押し当てることで、第１、２実施形態と同様の動作でクランプすることができる。図１４のように、略Ｕ溝形状のワークＷについて、両側面に長手方向に並ぶ複数の貫通穴Ｗ５を設けた場合も、同様である。
【００４１】
図１５のワークＷは、図１のワークＷにおいて、底面に傾斜部を有し、長手方向の深さが異なっている。このような場合は、図４、５に示したクランプ装置を用い、複数のプッシャ部３で、底面の深さの異なる複数個所を押圧することにより、安定した把持が可能になる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、チャック部２を左右方向に駆動し、プッシャ部３を上下方向に駆動する構成としたが、ワークＷの平行な２面を上下方向に配置した場合には、チャック部２を上下方向に駆動し、プッシャ部３を左右方向に駆動する装置構成とすることで、同様に取り出し、搬送が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のクランプ装置は、樹脂成形品に限らず変形しやすい材料からなる長尺形状のワークに適用することができ、ワークをクランプして取り出し、または所定位置へ移送するための装置として、種々の用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｗ  ワーク
Ｗ１、Ｗ２  フランジ部
Ｗ３  凹溝
Ｗ４  凹陥部
Ｗ５  貫通穴
１  チャックヘッド
１１  搬送ローダ
１２  可動基台
２  チャック部
２１  チャックシリンダ（チャック駆動部）
２２ａ、２２ｂ  チャック爪
３  プッシャ部
３１  プッシャシリンダ（プッシャ駆動部）
３２  プッシャ
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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