JP2000024983A - 樹脂成形機で成形された光ディスクの取出しロボットアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミなどの金属製のロボットアームは勿論
のこと、従来の炭素繊維強化樹脂製のロボットアームよ
りも軽量化を図り、同一出力駆動源による高速旋回を可
能にする。これにより、光ディスクの取出しサイクルタ
イムを短縮して、作業能率を向上させ、イニシャルコス
ト高およびランニングコスト高を回避する。 【解決手段】 厚さＨ方向で２分割したチャンネル状断
面の天側の部材１８と地側の部材１９とを設ける。天側
の部材１８の幅方向両側垂下壁１８Ａ，１８Ａの下端面
は接着剤を介して地側の部材１９の載置面２１Ａに載置
し、幅方向両側垂下壁１８Ａ，１８Ａの下端部内面は接
着剤により地側の部材１９の係止突部２１Ｂの外面に接
着することによって、長方形断面形状で中空部２０を取
り囲んで一体に貼着した中空構造に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック射出
成形機において射出成形された光ディスクを先端部に設
けた光ディスクの取出用ヘッドにより把持して、金型外
に取出す樹脂成形機で成形された光ディスクの取出しロ
ボットアームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図８および図９に示すよう
に、基端部１が射出成形機（樹脂成形機）２の金型３を
保持しているダイプレート４の上部に設置したロボット
アーム駆動源５の出力軸６に取付けられ、この出力軸６
の回動により該出力軸６とともに図８の実線矢印および
二点鎖線矢印で示す方向に出力軸６の中心Ｐを回動中心
として旋回するとともに、先端部７に設けた光ディスク
の取出用ヘッド８が図８の二点鎖線で示す型外位置から
実線で示す型内位置の間で、図８の金型３の合わせ面３
Ａと平行な面に沿って図８の旋回軌跡Ｓ上を進退移動す
ることにより、樹脂成形機２で成形された光ディスク９
を把持して型外に取出す樹脂成形機で成形された光ディ
スクの取出しロボットアーム１０はよく知られている。

【０００３】この種のロボットアーム１０は、作動時
（旋回時）における成形機のタイバー１１との干渉を避
けるために、正面形状が略「く」字状に形成されてい
る。ロボットアーム１０は、樹脂成形機２による光ディ
スク９の成形完了後に金型３が開くと、ロボットアーム
駆動源５の出力軸６の回動により、図８の二点鎖線で示
す待機位置から実線で示す取出し位置近くまで旋回し、
この位置で金型３の合わせ面３Ａに向けて前進移動し、
先端部７に設けた光ディスクの取出用ヘッド８により光
ディスク９を吸着または挟着手段により把持したのち、
金型３の合わせ面３Ａから離れる方向に後退移動し、つ
いで出力軸６の逆回動により、図８の実線で示す取出し
位置近くから二点鎖線で示す待機位置まで逆旋回するこ
とで、光ディスク９を取出す。

【０００４】ところで、この種従来のロボットアーム１
０は、アルミまたはアルミ合金などの金属によって形成
されている。このため、重量が重くなってロボットアー
ム１０の高速旋回を妨げ、光ディスク９の取出しサイク
ルタイムを長くして、取出し作業能率を低下させてい
る。重量が重い金属製のロボットアーム１０でも、出力
の大きいロボットアーム駆動源５を使用することによっ
て高速回動させ、光ディスク９の取出しサイクルタイム
を短縮して、取出し作業能率を向上させることができ
る。

【０００５】しかし、出力の大きいロボットアーム駆動
源５の使用は、装置の大型化につながり、イニシャルコ
ストおよびランニングコストを増大させるとともに、場
合によっては、ダイプレート４上への設置が困難な結果
を招く。また、アルミまたはアルミ合金などの金属によ
って形成されているロボットアーム１０では、振動の減
衰特性が悪い。このため、図８の実線で示す取出し位置
近くに到達したロボットアーム１０の振動の減衰時間が
長くなり、このことによって光ディスク９の取出しサイ
クルタイムの短縮および取出し作業能率の向上を妨げて
いる。しかも、振動の減衰時間は旋回速度に略比例して
長くなる特性を示すので、旋回速度の高速化によって取
出しサイクルタイムの短縮および取出し作業能率の向上
を期待することはできない。

【０００６】このため、アルミまたはアルミ合金などの
金属製のロボットアーム１０に代わる炭素繊維強化樹脂
製のロボットアーム１０が開発されている。炭素繊維強
化樹脂製のロボットアーム１０によれば、アルミまたは
アルミ合金などの金属製のロボットアーム１０と比較し
て、軽量化を図り、かつすぐれた振動の減衰特性を発揮
することによって、同一出力の駆動源５によるロボット
アームの高速旋回を可能にし、光ディスク９の取出しサ
イクルタイムを短縮して、取出し作業能率を向上させる
とともに、イニシャルコスト高およびランニングコスト
高を回避することができる。

【０００７】また、光ディスク９の取出しサイクルタイ
ムを短縮して、取出し作業能率を向上させるとともに、
イニシャルコスト高およびランニングコスト高を回避す
ることができる優れた効果は、炭素繊維強化樹脂製のロ
ボットアーム１０を中空構造で形成することによって、
中実構造で形成した炭素繊維強化樹脂製のロボットアー
ム１０よりもより一層大きくすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の炭素
繊維強化樹脂製のロボットアーム１０における中空構造
のものは、図４に示すように構成されている。すなわ
ち、図示例のような、幅方向の寸法Ｗが大きく、高さ方
向（厚さ方向）の寸法Ｈが幅方向の寸法Ｗよりも相当に
小さい長方形断面であれば、図５に示すような複数枚の
炭素繊維強化樹脂シート１２，１２……を接着剤（図示
省略）で貼着することによって積層体１３を製造し、こ
の積層体１３を所定の幅寸法に切断して、図６に示す１
つの天部１４および１つの地部１５を形成する。また、
図７に示す幅狭の側部基材１６を多数形成し、複数の幅
狭の側部基材１６を接着剤（図示省略）で貼着して積み
上げることで左右両側の側部１７，１７を形成するとと
もに、図４のように、天部１４と地部１５の幅方向両端
部の間に左右両側の側部１７，１７を介在させ、天部１
４の下面と左右両側の側部１７，１７それぞれの上端面
および地部１５の上面と左右両側の側部１７，１７それ
ぞれの下端面とを接着剤（図示省略）で貼着した断面構
造になっている。

【０００９】図５に示す複数枚の炭素繊維強化樹脂シー
ト１２，１２……を接着剤（図示省略）で貼着すること
によって製造された積層体１３は、矢印Ｐ１，Ｐ１で示
す厚さ方向の荷重に対する強度は大きいものの、矢印Ｐ
２，Ｐ２で示す接着剤の貼着方向の荷重に対しては接着
剤のすべりもしくは破断による剥離が発生し易いので、
矢印Ｐ１，Ｐ１で示す厚さ方向の荷重に対する強度と比
較して小さい特性を有している。したがって、図４のよ
うに、天部１４と地部１５の幅方向両端部の間に左右両
側の側部１７，１７を介在させ、天部１４の下面と左右
両側の側部１７，１７それぞれの上端面および地部１５
の上面と左右両側の側部１７，１７それぞれの下端面と
を接着剤（図示省略）で貼着した断面構造のロボットア
ーム１０では、矢印Ｆ１で示す幅方向の荷重に対する左
右両側の側部１７，１７の強度が弱く、経時により幅狭
の側部基材１６，１６を貼着している接着剤にすべりも
しくは破断が生じて、左右両側の側部１７，１７が破損
するおそれを有している。このため、左右両側の側部１
７，１７の厚さＴを過剰に大きく設定しなければなら
ず、たとえ中空構造の炭素繊維強化樹脂製のロボットア
ーム１０といえども、重量が増加するので、同一出力の
駆動源５によるロボットアームの高速旋回および光ディ
スク９の取出しサイクルタイムの短縮を妨げ、取出し作
業能率の向上を困難にするとともに、イニシャルコスト
高およびランニングコスト高を招く難点がある。

【００１０】そこで、本発明は、アルミまたはアルミ合
金などの金属製のロボットアームは勿論のこと、従来の
炭素繊維強化樹脂製のロボットアームよりも軽量化を図
り、同一出力駆動源によるロボットアームの高速旋回を
可能にし、光ディスクの取出しサイクルタイムを短縮し
て、取出し作業能率を向上させるとともに、イニシャル
コスト高およびランニングコスト高を確実に回避するこ
とができる樹脂成形機で成形された光ディスクの取出し
ロボットアームを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る樹脂成形機で成形された光ディスクの
取出しロボットアームは、基部が樹脂成形機の金型外に
設置されたロボットアーム駆動源の出力軸に取付けら
れ、この出力軸の回動により該出力軸とともに旋回する
とともに、先端部に設けた光ディスクの取出用ヘッドが
型外位置から型内位置の間で旋回軌跡上を進退移動し
て、樹脂成形機で成形された光ディスクを把持して型外
に取出す樹脂成形機で成形された光ディスクの取出しロ
ボットアームであって、このロボットアームは、厚さ方
向で２分割した一方側の部材と他方側の部材が互いに対
向し、かつチャンネル状の断面形状で中空部を取り囲ん
で一体に貼着した中空構造に構成されているとともに、
前記一方側の部材と他方側の部材のそれぞれが複数枚の
炭素繊維強化樹脂シートの貼着積層体を前記チャンネル
状の断面形状に成形した成形体によって構成されている
ことを特徴としている。

【００１２】本発明によれば、炭素繊維強化樹脂によっ
て形成されていることにより、同一寸法または同じ機械
的強度を備えているアルミまたはアルミ合金などの金属
製のロボットアームと比較して、軽量化を図れるととも
に、すぐれた振動の減衰特性を発揮することができる。
これによって、同一出力駆動源によるロボットアームの
高速旋回および光ディスクの取出しサイクルタイムの短
縮が可能になる。

【００１３】また、複数枚の炭素繊維強化樹脂シートの
貼着積層体をチャンネル状の断面形状に成形した成形体
によって一方側の部材と他方側の部材を構成しているの
で、幅方向の寸法が大きく、高さ方向（厚さ方向）の寸
法が幅方向の寸法よりも相当に小さい長方形断面のロボ
ットアームの場合、幅方向の荷重に対して左右両側の側
部の接着剤の貼着方向が直交（交差）するため、大きい
強度を確保することができる。このため、左右両側の側
部の厚さ（肉厚）を大きく設定する必要はない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、本発明の特徴は、樹脂成
形機で成形された光ディスクの取出しロボットアームに
あり、樹脂成形機２、金型３、ダイプレート４、ロボッ
トアーム駆動源５、出力軸６、取出用ヘッド８およびタ
イバー１１などは、図８および図９と変わらないので、
これらの構造説明は省略する。図１において、樹脂成形
機で成形された光ディスクの取出しロボットアーム１０
は、５５〜６５重量％，好ましくは約６０重量％の炭素
繊維を強化材として、たとえばエポキシ系樹脂に含浸さ
せて一体に成形した複合構造の炭素繊維強化樹脂によっ
て、その正面形状が略「く」字状に形成されている。

【００１５】ロボットアーム１０は、図２に示すよう
に、厚さＨ方向で２分割した天側の部材１８と地側の部
材１９とを有し、天側の部材１８と地側の部材１９のそ
れぞれは、図５に示すような複数枚の炭素繊維強化樹脂
シート１２，１２……を接着剤（図示省略）で貼着する
ことによって積層体１３を製造し、この積層体１３を所
定の幅寸法に切断して、図２に示すようなチャンネル状
の断面形状に成形した成形体によってなる。また、地側
の部材１９における幅方向両側立壁１９Ａ，１９Ａの上
端部には、載置面２１Ａと係止突部２１Ｂを備えた載置
部２１が設けられ、天側の部材１８における天井１８Ｂ
には、地側の部材１９の底１９Ｂに向かって窪む凹部２
２が設けられている。

【００１６】天側の部材１８における幅方向両側垂下壁
１８Ａ，１８Ａの下端面は接着剤（図示省略）を介して
地側の部材１９における載置面２１Ａに載置するととも
に、幅方向両側垂下壁１８Ａ，１８Ａの下端部内面は接
着剤（図示省略）を介して地側の部材１９における係止
突部２１Ｂの外面に当接することによって、幅方向の寸
法Ｗが大きく、高さ方向（厚さ方向）の寸法Ｈが幅方向
の寸法Ｗよりも相当に小さい長方形断面形状で中空部２
０を取り囲んで一体に貼着した中空構造に構成されてい
る。

【００１７】ロボットアーム１０は、その基端部１が図
８および図９の従来と同様に、射出成形機（樹脂成形
機）２の金型３を保持しているダイプレート４の上部に
設置したロボットアーム駆動源５の出力軸６に取付けら
れる。したがって、出力軸６の回動により従来のロボッ
トアーム１０と同様に、樹脂成形機２で成形された光デ
ィスク９を把持して型外に取出すことができる。

【００１８】また、炭素繊維強化樹脂によって形成して
いるので、アルミまたはアルミ合金などの金属製のロボ
ットアーム１０と比較して優れた振動の減衰特性を有し
ている。このため、図８の二点鎖線で示す待機位置から
実線で示す取出し位置近くまでの旋回速度を早くして停
止させても、ぶれの消失に要する時間が短くなるので、
旋回速度の高速化によって取出しサイクルタイムを短縮
して、取出し作業能率を向上させることができる。ま
た、軽量化を図れるので、出力の大きいサーボモータを
使用する必要はない。その結果、ロボットアーム駆動源
５の大型化と、大型化に伴うイニシャルコストおよびラ
ンニングコストの増大を回避することができ、ダイプレ
ート４上への設置が困難な不都合が起こることもない。

【００１９】一方、図２において、複数枚の炭素繊維強
化樹脂シート１２，１２……の貼着積層体１３を断面チ
ャンネル状に成形した成形体によって天側の部材１８と
地側の部材１９を構成しているので、実施の形態のよう
に、幅方向の寸法Ｗが大きく、高さ方向（厚さ方向）の
寸法Ｈが幅方向の寸法Ｗよりも相当に小さい長方形断面
のロボットアーム１０の場合、幅方向両側垂下壁１８
Ａ，１８Ａと幅方向両側立壁１９Ａ，１９Ａとで左右両
側の側部１７，１７を構成することができ、これら左右
両側の側部１７，１７の接着剤の貼着方向が矢印Ｆ１で
示す幅方向の荷重に対して直交（交差）することになる
ので、従来の中空構造の炭素繊維強化樹脂製のロボット
アーム１０のように、矢印Ｆ１で示す幅方向の荷重によ
って接着剤にすべりもしくは破断が生じて、左右両側の
側部１７，１７が破損することはなく、大きい強度を確
保することができる。したがって、左右両側の側部１
７，１７の厚さ（肉厚）Ｔを大きく設定する必要はなく
なるため、従来の中空構造の炭素繊維強化樹脂製のロボ
ットアーム１０と比較して重量の軽減を達成することが
できる。このため、同一出力の駆動源５によって本発明
のロボットアーム１０を高速で旋回させて光ディスク９
の取出しサイクルタイムを短縮し、取出し作業能率を向
上させることができるとともに、イニシャルコスト高お
よびランニングコスト高を回避することができる。

【００２０】なお、前記実施の形態で説明したロボット
アーム１０における凹部２２は、吸気・排気用管類や導
電用ケーブルなどを収容して、ロボットアーム１０の外
観をよくするように機能する。

【００２１】また、ロボットアーム１０の断面形状は、
前記実施の形態で説明した形状にのみ限定されず、図３
（ａ）〜図３（ｃ）で示す断面形状であってもよい。こ
れらの断面形状において、図２の実施の形態と同一もし
くは相当部分には同一符号を付して、再度の構造説明は
省略する。このような断面形状であれば、中空部２０に
吸気・排気用管類や導電用ケーブルなどを収容して、ロ
ボットアーム１０の外観を一層よくすることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、従来のアルミまたはアルミ合
金などの金属製のロボットアームと比較して優れた振動
の減衰特性を有しているので、待機位置から取出し位置
近くまでの旋回速度を早くして停止させても、ぶれの消
失に要する時間が短くなるので、旋回速度の高速化によ
って取出しサイクルタイムを短縮して、取出し作業能率
を向上させることができる。また、軽量化を図れるの
で、出力の大きいロボットアーム駆動源が不要になる。
その結果、ロボットアーム駆動源の大型化と、大型化に
伴うイニシャルコストおよびランニングコストの増大を
回避することができるとともに、設置が困難な不都合が
起こることもない。

【００２３】一方、従来の中空構造の炭素繊維強化樹脂
製のロボットアームのように、幅方向の荷重によって接
着剤にすべりもしくは破断が生じて、左右両側の側部が
破損することはなく、大きい強度を確保することができ
る。したがって、左右両側の側部の厚さ（肉厚）を大き
く設定する必要はなくなるため、従来の中空構造の炭素
繊維強化樹脂製のロボットアームと比較して重量の軽減
を達成することができる。このため、同一出力のロボッ
トアーム駆動源によって、従来の中空構造の炭素繊維強
化樹脂製のロボットアームよりも高速旋回させて、光デ
ィスクの取出しサイクルタイムを短縮し、取出し作業能
率を向上させることができるとともに、イニシャルコス
ト高およびランニングコスト高を回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施の形態を示
す図２相当図である。

【図４】従来の中空構造の炭素繊維強化樹脂製のロボッ
トアームを示す断面図である。

【図５】複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを接着剤で貼
着することによって製造された積層体を示す一部拡大断
面図である。

【図６】天部と地部を示す断面図である。

【図７】従来の左右両側の側部を示す断面図である。

【図８】ロボットアームの設置状態を示す正面図であ
る。

【図９】図８の側面図である。

【符号の説明】

１ ロボットアームの基端部（ロボットアームの基部） ２ 樹脂成形機 ３ 金型 ５ ロボットアーム駆動源 ６ 出力軸 ７ ロボットアームの先端部 ８ 取出用ヘッド ９ 光ディスク １０ 取出しロボットアーム １２ 炭素繊維強化樹脂シート １３ 炭素繊維強化樹脂シートの貼着積層体 １８ 天側の部材（一方側の部材） １９ 地側の部材（他方側の部材） ２０ 中空部 Ｓ 旋回軌跡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基部が樹脂成形機の金型外に設置された
   ロボットアーム駆動源の出力軸に取付けられ、この出力
   軸の回動により該出力軸とともに旋回するとともに、先
   端部に設けた光ディスクの取出用ヘッドが型外位置から
   型内位置の間で旋回軌跡上を進退移動して、樹脂成形機
   で成形された光ディスクを把持して型外に取出す樹脂成
   形機で成形された光ディスクの取出しロボットアームで
   あって、このロボットアームは、厚さ方向で２分割した
   一方側の部材と他方側の部材が互いに対向し、かつチャ
   ンネル状の断面形状で中空部を取り囲んで一体に貼着し
   た中空構造に構成されているとともに、前記一方側の部
   材と他方側の部材のそれぞれが複数枚の炭素繊維強化樹
   脂シートの貼着積層体を前記チャンネル状の断面形状に
   成形した成形体によって構成されていることを特徴とす
   る樹脂成形機で成形された光ディスクの取出しロボット
   アーム。