JP2001349405A - スイングアームの移動方向案内装置 - Google Patents

スイングアームの移動方向案内装置

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JP2001349405A JP2000212423A JP2000212423A JP2001349405A JP 2001349405 A JP2001349405 A JP 2001349405A JP 2000212423 A JP2000212423 A JP 2000212423A JP 2000212423 A JP2000212423 A JP 2000212423A JP 2001349405 A JP2001349405 A JP 2001349405A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形品のような製品を安価で、より早
く、かつ安定確実に取り出す取出し機を得る。 【解決手段】 スイングアーム6の回転軸と同軸上に回
転運動を直線運動に変換する変換手段7、8を配置する
と共に回転手段9を連結してなり、前記回転手段9の回
転駆動のみで回転運動からアーチ運動を経て直線運動に
変換するよう構成したスイングアーム6の移動方向案内
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形品を取り出す
ために、例えば、アーチ運動をする際に、その動作を高
速かつ高精度に実現し得るスイングアームの移動方向案
内装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の射出成形機は、例えば、可動型と
固定型を備えている。この可動型と固定型の間で成形さ
れた成形品は、可動型が固定型から離れる時に、ロボッ
トである取り出し機により、可動型から高速にて取り出
すようになっている。具体的には、この種の取り出し機
は、例えば、成形品を着脱自在に保持するスイング式の
アームを備えている。このスイング式のアームは、可動
型を固定型から離して成形品を取り出す際に、ある目標
位置までの移動はスイングをし、成形品保持のための成
形品への接近は、このスイング動作平面に対して垂直方
向に移動して、例えば吸着手段により成形品を保持した
後、再度スイング平面に戻り、前記と逆方向に垂直方向
に移動し、更に逆方向にスイングして成形品を可動型と
固定型の間から取り出すようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
取り出し機では、スイング式のアームのスイング動作と
接近動作を2つのサーボモータを駆動して行なうように
している。この場合、成形品は高速動作により取り出す
必要があるため、スイング動作終端部で併せて接近動作
を開始するようにしている。すなわち、アーチ動作を行
うようにしている。しかしながら、高速運転では、2つ
のサーボモータの同期を確保し、前記したアーチ動作を
行うことは制御的に困難であり、目標取り出し位置への
アームの位置決めがばらついてしまい取り出しが不可能
になってしまう。また、2つのサーボモータを用いて同
期制御することは、機構的にも電気的にも高価となり、
生産コスト上不向きである。
【0004】本発明は上記問題を解決するために、カム
機構により1つのサーボモータ駆動のみで、スイング動
作と接近動作及びアーチ動作を高速かつ高精度に実現す
ることができるスイングアームの移動方向案内装置を安
価に提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる点に鑑
みされたものであり、第1の発明として、スイングアー
ム6回転軸と同軸上に、回転運動を直線運動に変換する
変換手段7,8を配置すると共に回転手段9を連結して
なり、前記回転手段9の回転駆動のみで回転運動からア
ーチ運動を経て直線運動に変換するよう構成したスイン
グアーム6の移動方向案内装置を、第2の発明として、
変換手段7,8は、2つのカム曲線21,22とそれぞ
れのカム曲線を移動するカムフォロア18,19から構
成され、かつ、前記カム曲線21,22は規制曲線用カ
ム溝21と駆動曲線用カム溝22とから構成されている
スイングアーム6の移動方向案内装置を、第3の発明と
して、回転運動から直線運動への変換部(アーチ運動
部)では、同一曲率の曲線21a、 22aとし、カム
フォロア通過点でのそれぞれの曲線の接線が直交するよ
う構成した請求項2記載のスイングアーム6の移動方向
案内装置それぞれ提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を添
付図面に基いて説明する。なお、以下の実施例は、本発
明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の
限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明に
おいて特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これ
らの態様に限られるものではない。
【0007】図1は、本発明になるスイングアームの移
動方向案内装置の好ましい実施例と射出成形機を示す側
面図、図2は、本発明になるスイングアームの移動方向
案内装置に用いられるスイングアームの平面図、図3
は、図1の要部である取り出しロボットの側面図、図4
は、取り出しロボットの要部を構成する円筒カムの側面
図、図5は、円筒カムの展開図、図6は、取り出しロボ
ットの要部を構成する円筒カムのカム溝の状態を示す一
部拡大側面図、図7は、取り出しロボットの要部を構成
する円筒カムにおけるカム溝及びこのカム溝とカムフォ
ロアとの関連を示す説明図、図8は、取り出しロボット
とスイングアームとの関連を示す説明図、図9は、本発
明の一実施例における成型品の取出しの動作例を示すフ
ローチャートである。図1と図3における取り出しロボ
ット30は、この例では射出成形機10において、成形
される成形品Fを取り出すために用いられる。
【0008】まず、射出成形機10につき、主として図
1を参照して説明する。射出成形機10は、可動盤1と
固定盤3を有している。可動盤1は可動型2を備えてい
て、固定盤3は固定型4を備えている。この可動盤1
は、図示しない駆動手段により矢印Z1,Z2方向に移動
可能である。一方、固定型4には、図示しない通路が形
成されていて、この通路を通して成形しようとする材料
を、可動型2と固定型4の間のキャビティ5に注入する
ことができる。成形品Fとしては、例えば、ディスク状
の成形品であり、光ディスク、光磁気ディスクのような
回転型情報記録媒体として用いられる。
【0009】次に、取り出しロボット30について図1
〜図3を参照して説明する。各図において、取り出しロ
ボット30は、対象物である成形品Fを着脱自在に保持
する保持手段としてのスイングアーム6と、このスイン
グアーム6を移動することにより成形品Fを射出成形機
10の可動型2から取り出すための後述する円筒カム1
7、駆動側カムフォロア18、固定側カムフォロア19
等よりなる変換機構7,減速機構8,サーボモータ9を
備えている。なお、6aはスイングアーム6の先端部に
設けられた吸着手段である。
【0010】更に、スイングアーム6の構成について説
明する。図1〜図3に示すように、このスイングアーム
6は、その一端を、完成された成形品Fが取り出しやす
いよう先端部分を可動型2方向に若干折り曲げた形状と
しており、かつ、吸着手段6aを備えた構成としてい
る。また、他端は、変換手段7の一部を構成する後に詳
述する規制曲線用カム溝21(以下、カム溝21と呼
ぶ)、駆動曲線用カム溝22(以下、カム溝22と呼
ぶ)をそれぞれ有する円筒カム17に、図示しない固定
手段により固定されている。
【0011】次に、変換機構7の一部を構成する駆動側
カムフォロア18及び固定側カムフォロア19につき、
主として図3を参照して説明する。なお、この図3にお
いては、一方のみを表示しその説明を行うが、他方は同
様構成であるので、その説明等は省略する。また、この
図3は、便宜上図1の側面図に対し逆方向より見た側面
図としている。
【0012】図3に示すように、駆動側カムフォロア1
8は、回転ブラケット16の一側に固着され、また、固
定側カムフォロア19は、固定ブラケット14の一側に
それぞれ固着されている。更に、回転ブラケット16
は、回転軸(メインシャフト)13に図示しない固定手
段により固定されている。20は、回転軸13と円筒カ
ム17との間に設けられた軸受けである。図1に示す如
く、取り出しロボット30の一部を構成する変換機構7
と減速機構8,減速機構8と回転手段であるサーボモー
タ9との間は、それぞれ回転軸11,12によって連結
されている。
【0013】なお、本実施例では、カム溝21,22
は、円筒カム17に設けられている例で説明したが、必
ずしもこれに限定されず、例えば、駆動側、固定側のそ
れぞれのカムフォロア18,19にカム溝を設けるよう
にしても勿論よいものである。
【0014】次に、図4(A)〜(C)(必要に応じ
て、図5、図6参照)を用いて、円筒カム17内に形成
された前記したカム溝21、カム溝22及びこのカム溝
21、22と駆動側カムフォロア18、固定側カムフォ
ロア19との係合によって、円筒カム17がどのように
移動するかについて説明する。
【0015】図4(A)〜(C)は、円筒カム17に設
けたカム溝21、22と駆動側カムフォロア18、固定
側カムフォロア19との係合により円筒カム17がどの
ように移動して行くのかを示す側面図である。この側面
図に示すように、円筒カム17に設けたカム溝22は、
駆動側カムフォロア18の回転を伝える直線部22b
と、円筒カム17の下方への移動を可能にする傾斜部2
2cと、これら両者をつなぐ曲線部22aとから形成さ
れ、一方、円筒カム17の移動方向を規制するように形
成されたカム溝21は、円筒カム17の回転を可能とす
る円弧部21bと、円筒カム17の軸方向の移動を可能
とする垂直部21cと、これらをつなぐ曲線部21aと
から構成されている。このカム溝21には、固定側カム
フォロア19が係合されており、円筒カム17は、この
固定側カムフォロア19に規制されて移動するよう構成
されている。
【0016】なお、前記した曲線部21aは、第2カム
溝案内部として機能する。また21sは第2カム溝始端
部、21eは第2カム溝終端部である。また、前記した
曲線部22aは、第1カム溝案内部として機能する。2
2sは第1カム溝始端部、22eは第1カム溝終端部で
ある。また、この図4は便宜上片側のみしか表示してい
ないが、その他側には同様な構成のカム溝21、22が
設けられていること勿論である(図5参照)。併せて、
取り出しロボットの要部を構成する円筒カム17のカム
溝の状態を示す一部拡大側面図を図6に示す。
【0017】図4(A)〜(C)で明示されていて、後
で詳細に説明するように、スイングアーム6がアーチ運
動から直線運動に移行する部分である同図(B)におい
て、カム溝21の曲線部の曲率R1(21a)とカム溝
22の曲線部の曲率R2(22a)は、それぞれ一致し
ている。また、曲率21aと曲率22aの接線方向の延
長上は、それぞれ直交するよう構成されているものであ
る。なお、これら円筒カム17と駆動側カムフォロア1
8、固定側カムフォロア19等の具体的説明について
は、図7、図8を参照して具体的に説明する。
【0018】図7(A)は、カム溝21とカム溝22の
構成図である。この図より明らかな如く、それぞれのカ
ム溝21、22は、前記した如くその曲率R1(21
a)、曲率R2(22a)が同一であり、かつ、その幅
W1,W2も等しく形成されている。そして、このカム溝
21、22とカムフォロア面は同一円筒面として形成さ
れている。なお、21e,22eは、それぞれのカム溝
の終端部である。
【0019】図7(B)は、前記したカム溝21及びカ
ム溝22内に固定側カムフォロア19及び駆動側カムフ
ォロア18がそれぞれ装着され、円筒カム17が動作
(回転)前の状態を示す説明図である。この図7(B)
の状態で、駆動側カムフォロア18が所定方向に回転さ
れると、カム溝22の直線部22bとの係合により円筒
カム17に回転力を与える固定側カムフォロア19は、
前記した円弧部21bと係合しているため、この円筒カ
ム17は回転運動のみが許され図中矢印方向に進むこと
となる。なお以下の図7の説明中で、固定側カムフォロ
ア19前方の矢印は、円筒カム17が進む方向を示して
いるものである
【0020】ここで、大事なことは、駆動側カムフォロ
ア18がカム溝22に与える力の方向と、前記した円筒
カム17が固定側カムフォロア19とカム溝21との係
合により規制される進行方向とが一致していることであ
る。これによって、カム溝21と固定側カムフォロア1
9の接触面は、力をあまり受けずに動作できる。従っ
て、無駄のない理想の力関係が出来、高速動作でも無理
のないスムースな動きが実現できるものである。
【0021】図7(C)は、円筒カム17が回転してカ
ム溝21の曲線部21aが固定側カムフォロア19に近
づいた時の駆動側カムフォロア18及び固定側カムフォ
ロア19の状態を示す説明図であり、その際の、駆動側
カムフォロア18がカム溝22に与える力の方向及び円
筒カム17がカム溝21によって規制されながら進む方
向の角度A1とB1は等しい。
【0022】図7(D)は、円筒カム17が更に回転し
てカム溝21の曲線部21aが固定側カムフォロア19
と係合した時の駆動側カムフォロア18及び固定側カム
フォロア19の状態を示す説明図であり、その際の、駆
動側カムフォロア18がカム溝22に与える力の方向及
び円筒カム17がカム溝21によって規制されながら進
む方向の角度A2とB2は等しい。
【0023】図7(E)は、円筒カム17が、図7(D)
の状態より更に回転してカム溝21の曲線部21aが固
定側カムフォロア19から外れようとした時の駆動側カ
ムフォロア18及び固定側カムフォロア19の状態を示
す説明図であり、その際の、駆動側カムフォロア18が
カム溝22に与える力の方向及び円筒カム17がカム溝
21によって規制されながら進む方向の角度A3とB3
は等しい。
【0024】図7(F)は、円筒カム17が、図7(E)
の状態より更に回転してカム溝21の垂直部21cが固
定側カムフォロア19と係合した時の駆動側カムフォロ
ア18及び固定側カムフォロア19の状態を示す説明図
であり、この時の駆動側カムフォロア18のカム溝22
に与える力の角度Bは60°でこの角度が、最大となる
ものである。なお、これ以上の角度では、角度Bは角度
A−角度Bの接触角を持ち、しかも駆動側カムフォロア
18は、カム溝22の終端部22eに当接するのでそれ
以上回転せず、従って、固定側カムフォロア19は円筒
カム17を鉛直に押し下げるものである。なお、図7は
便宜上片側のみしか表示していないが、その他側には同
様な構成のカム溝21、22が設けられていること勿論
である。
【0025】次に、図8を参照して、取り出しロボット
30とスイングアーム6との関連動作を説明する。図8
(A)は、前記した図7(B)で説明したカム溝21及
びカム溝22内に固定側カムフォロア19及び駆動側カ
ムフォロア18がそれぞれ装着され、円筒カム17が動
作前の状態に対応する説明図であり、スイングアーム6
は、前記した図1のポジションAの位置にある状態を示
すものである。
【0026】図8(B)は、前記した図7(C)で説明
した円筒カム17が回転した時の駆動側カムフォロア1
8及び固定側カムフォロア19の状態を示す説明図に対
応する説明図であり、スイングアーム6は、前記した図
1のポジションAの位置からポジションBの方向に移行
している状態を示すものである。
【0027】図8(C)は、前記した図7(F)で説明
した円筒カム17が更に回転した時の駆動側カムフォロ
ア18及び固定側カムフォロア19の状態を示す説明図
に対応する説明図であり、スイングアーム6は、前記し
た図8(B)の位置から更にポジションBの方向に移行
している状態を示すものである。
【0028】次に、本実施例における動作例を図9のフ
ローチャートに示すステップST1〜ST9に基づいて
説明する。まず、ステップST1においては、図1の可
動盤1の可動型2と固定盤3の固定型4が閉まってい
る。この時に、樹脂がキャビティ5に注入されて、成形
品Fが成形される。
【0029】また、可動型2と固定型4が閉まっている
時には、スイングアーム6は、図1に示すように、2点
鎖線で示す初期位置であるポジションAに位置してい
る。この初期状態では、図3の駆動側カムフォロア18
及び固定側カムフォロア19は、それぞれカム溝22及
びカム溝21の所定位置に位置している(図7(B),
図8(A)参照)。
【0030】成形機10内に設けられたプログラムによ
り指示を受けた図示しない制御装置の指令により、これ
また図示しない駆動手段が駆動され所定の成形作業が終
了すると、成形品Fを型内に保持した可動型2が固定型
4から離れ始め(ST2)、所定位置(型開き完了位
置)で停止する(ST3)。そして、この停止状態は、
例えば、成形機10内に設けられたセンサ/スイッチ等
の検出手段で検出される。なお、これら作業は、成形機
10内に設けられたプログラムによって集中管理されて
いる。
【0031】一方、成形機10内に設けられたプログラ
ムにより、可動型2が所定位置で停止したとの指示を受
けた制御装置の指令により駆動手段が駆動されると同時
に、若しくは異なる時に、サーボモータ9が駆動され
る。このサーボモータ9の回転力は減速機構8,変換機
構7を介してスイングアーム6に伝達されてこのスイン
グアーム6が図1の矢印R1方向にスイング移動を開始
する(図7(B)参照)(ST4)。
【0032】図示しない制御装置は、サーボモータ9に
サーボ制御信号を与えて、目標値に対応する回転角だけ
サーボモータ9をサーボ制御駆動する。このサーボモー
タ9のサーボ制御駆動により、減速機構8が回転軸(メ
インシャフト)13を回転させる。従って、スイングア
ーム6は、図1の矢印R1方向であるポジションAの状
態からポジションBの方向にスイング運動から直線移動
すなわちアーチ運動して進む(図7(D)参照)。
【0033】この場合、前記した如く、カム溝21、2
2はその形状を図7(A)の如くに構成しているので、
図7(F)の状態、すなわち直線移動に移行するに際し
ては、両者の曲率R1(21a)、曲率R2(22a)
が同一であることと、それぞれの接線方向の延長線上は
直交する如く構成されているので、それぞれの接触角の
合成力(合力)により円滑に直線運動に移行することが
できるものである。
【0034】このように、駆動側カムフォロア18は、
図7(A)の第1カム溝案内部22aから同終端部であ
る第1カム溝終端部22e方向へ移動する。一方、固定
側カムフォロア19は、図示しないカム溝21の始端部
から第2カム溝案内部21aを経由して同終端部である
第2カム溝終端部21eへ移動する。つまり、図7
(A)において、駆動側カムフォロア18は左下から右
上終端部へ移動し、固定側カムフォロア19は、右下か
ら左上終端部へ移動するものである。
【0035】駆動側カムフォロア18が第1カム溝案内
部22aから第1カム溝終端部22eに入った後は、ス
イングアーム6はスイング運動若しくは回転運動はせ
ず、図1の第1方向である左方向(矢印Z1方向)に直
線移動するのみであり、スイングアーム6は、図1のポ
ジションBに直線移動する。つまり、スイングアーム6
は、駆動側カムフォロア18と固定側カムフォロア19
との接触角の合力が直線方向に対し最大となるように図
7(A)のカム曲線に従って運動する。
【0036】同様なことは,固定側カムフォロア19に
もいえることで、駆動側カムフォロア18と同様、図7
(B)の状態より図7(F)の状態に移行するものであ
る。ただ、その場合、固定側カムフォロア19は、図面
上移動しているかの感を与えているが、前記した如く、
あくまでも移動しているのは、円筒カム17のみであ
る。
【0037】この後、スイングアーム6は、図1に示す
ように、可動型2へ接近し、スイングアーム6が成形品
Fに接触すると、図示しないイジェクトピンが動作し
て、成形品Fを可動型2から排出する。スイングアーム
6が成形品Fに到着していない場合には、把持する位置
まで前進する。この排出された成形品Fは、スイングア
ーム6先端部の吸着手段6aに吸着保持される(ST
5)。
【0038】成形品Fがスイングアーム6先端部の吸着
手段6aに吸着保持されたことが確認されると、図示し
ない制御装置は、サーボモータ9にサーボ位置制御信号
を与えて、サーボモータ9は逆回転を開始する。
【0039】サーボモータが逆回転されると、スイング
アーム6は、上述したのとは逆の順序をたどる。なわ
ち、図7(F)の駆動側カムフォロア18は、第1カム
溝終端部22eから第1カム溝案内部22aを経て図7
(B)の初期位置に移動する。つまり、図7において
は、駆動側カムフォロア18は、左上から右下方向へ移
動する(ST6)。
【0040】同様なことは、固定側カムフォロア19で
も行われ、第2カム溝終端部21eから第2カム溝案内
部21aを経て図7(B)の初期位置に移動する。つま
り、図7においては、固定側カムフォロア19は、左上
から右下方向へ移動する。そして、スイングアーム6
は、取り出し完了位置に戻る(ST7)。
【0041】なお、駆動側カムフォロア18が第1カム
溝案内部22aにより案内されている間は、スイングア
ーム6は、図1のR2方向にのみ直線運動して移動し、
スイング運動若しくは回転運動はしない。
【0042】スイングアーム6が取り出し完了位置に戻
ると、図示しない制御装置は、成形機へ取り出し完了信
号を出力し、これにより成形機は型閉めを行い、次の成
形を開始する(ST8)。
【0043】本実施例になる構成によれば、従来の、例
えば、コンパクトディスク(CD)の成形サイクルに要
する時間が0.4秒程度短縮されるので、10%程度の
増産が見込まれるものである。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように請求項1になる発明
は、スイングアームの回転軸と同軸上に回転運動を直線
運動に変換する変換手段を配置すると共に回転手段を連
結してなり、前記回転手段の回転駆動のみで回転運動か
らアーチ運動を経て直線運動に変換するよう構成したの
で、従来にも増して安価に構成でき、かつ、成形品のよ
うな製品を素早く、安定確実に取り出すことができる。
【0045】また、請求項2になる発明は、変換手段
を、2つのカム曲線とそれぞれのカム曲線を移動するカ
ムフォロアから構成し、かつ、前記カム曲線は規制曲線
用カム溝と駆動曲線用カム溝とから構成されていること
により、成形品のような製品をより素早く、安定確実に
取り出すことができる。
【0046】また、請求項3になる発明は、回転運動か
ら直線運動への変換部(アーチ運動部)では、同一曲率
の曲線とし、カムフォロア通過点でのそれぞれの曲線の
接線が直交するよう構成したので、成形品のような製品
をより素早く、安定確実に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるスイングアームの移動方向案内装
置の好ましい実施例と射出成形機を示す側面図である。
【図2】本発明になるスイングアームの移動方向案内装
置に用いられるスイングアームの平面図である。
【図3】図1の要部である取り出しロボットの側面図で
ある。
【図4】取り出しロボットの要部を構成する円筒カムの
側面図である。
【図5】円筒カムの展開図である。
【図6】取り出しロボットの要部を構成する円筒カムの
カム溝の状態を示す一部拡大側面図である。
【図7】取り出しロボットの要部を構成する円筒カムに
おけるカム溝及びこのカム溝とカムフォロアとの関連を
示す説明図である。
【図8】取り出しロボットとスイングアームとの関連を
示す説明図である。
【図9】本発明の一実施例における成型品の取出しの動
作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 可動型 4 固定型 6 スイングアーム 7 変換機構 8 減速機構 9 サーボモータ(回転手段) 17 円筒カム 18 駆動側カムフォロア 19 固定側カムフォロア 21 規制曲線用カム溝 22 駆動曲線用カム溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイングアームの回転軸と同軸上に回転運
    動を直線運動に変換する変換手段を配置すると共に回転
    手段を連結してなり、前記回転手段の回転駆動のみで回
    転運動からアーチ運動を経て直線運動に変換するよう構
    成したことを特徴とするスイングアームの移動方向案内
    装置。
  2. 【請求項2】前記変換手段は、2つのカム曲線とそれぞ
    れのカム曲線を移動するカムフォロアから構成され、か
    つ、前記カム曲線は規制曲線用カム溝と駆動曲線用カム
    溝とから構成されていることを特徴とする請求項1記載
    のスイングアームの移動方向案内装置。
  3. 【請求項3】回転運動から直線運動への変換部(アーチ
    運動部)では、同一曲率の曲線とし、カムフォロア通過
    点でのそれぞれの曲線の接線が直交するよう構成したこ
    とを特徴とする請求項2記載のスイングアームの移動方
    向案内装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004284105A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Star Seiki Co Ltd 旋回形成形品取出機
JP2009115171A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Nippon Pulse Motor Co Ltd 出力軸を備えたカム装置

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