JP3684275B2 - 成形品の取り出し方法および取出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形装置により成形される、大きさ、形状等の異なる成形品を簡単に、しかも安価に取り出すことのできる成形品の取り出し方法およびこの方法の実施に直接使用される成形品の取出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形方法あるいは射出成形装置は、文献名を挙げるまでもなく従来周知で、一般に樹脂材料を溶融して射出する射出機、製品を成形する金型ユニット、金型ユニットを型締めする型締機等から構成されている。したがって、射出機で樹脂材料を溶融混練すると共に、金型ユニットを型締機で型締めし、そして金型ユニットのキャビテイに可塑化された樹脂を射出充填し、冷却固化を待って可動金型を開くと、キャビテイで成形された所望形状の合成樹脂製の成形品を得ることができる。
【０００３】
ところで、従来周知の射出成形装置によっても上記したようにして成形品を得ることはできるが、成形品が肉厚のときは成形品の容積の２〜３乗に比例して固化時間が長くなるので、射出成形効率が悪くなる。すなわち、成形品が固化するまでは、可動金型を開いて成形品を取り出すことができないので、次の射出サイクルに入ることができず、高価な射出機、型締機等を徒に待機させることになり、射出成形効率が悪くなることは避けられない。
そこで、複数個の金型ユニットを準備し、一方の金型ユニットに射出し、射出し終った金型ユニットを型締め状態で型締機から取り出して冷却固化し、冷却固化している間に他の金型ユニットを型締めして射出するようにした金型が、例えば特開平５ー８２５８号で提案されている。
【０００４】
また、本出願人は特願平４ー２９３９１１号、同２９３９１２号、特開平７ー１８６１８７号等により、可動盤の型開きあるいは型締め動作に関連して金型ユニットを型締め状態あるいは型開き状態にできると共に、固定金型を固定盤に対して同様に可動盤の動作に関連して脱着できる射出成形用金型を提案している。
これらの金型によると、一方の金型ユニットに射出してから、この金型ユニットをロック機構等で型締め状態にして、可動盤を型開き方向に駆動して金型ユニットを固定盤から分離し、そしてスライドさせて射出位置からずらし、冷却固化することができる。冷却固化している間に可動盤を駆動して一旦型締めし、他の金型ユニットの固定金型を固定盤にロックして可動金型を固定金型から開くことにより、固化した成形品を取り出すことができる。次いで成形品を取り出した他の金型ユニットを再度型締めして射出し、同様にロック機構等で型締め状態にして、可動盤を型開き方向に駆動して金型ユニットを固定盤から分離し、そしてスライドさせて射出位置からずらし、冷却固化することができる。以下同様にして成形することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人が提案している前述の成形装置によると、一方のキャビテイに射出した溶融樹脂が固化している間に、他方のキャビテイに射出するので、肉厚に差のある複数種の成形品も比較的効率的に成形できるという、優れた効果が得られる。しかしながら、成形品の取り出し方法に改良の余地がある。すなわち、１面の金型で大きさ、形状等の異なる成形品、例えば凸レンズと凹レンズのような成形品を成形すると、成形品を取り出すチャックの形状も異なり、成形品毎に取り出す成形品に合ったチャックと交換しなければならず、成形品の取り出しに時間がかかる難点がある。時間がかかるので生産性が低下する。また、交換するための機構が複雑になり、成形品取出装置が高価になり、コストアップになる問題もある。
したがって、本発明は大きさ、形状等の異なる成形品を短時間に、しかも安価な装置により取り出すことができる、成形品の取り出し方法およびこの方法の実施に直接使用される成形品の取出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、独立した２個の金型ユニットにより、大きさ、形状等の異なる成形品を交互に成形し、そして、１本の移動部材に、成形品の大きさ、形状等に対応した異なる大きさ、形状の複数個のチャックが円周方向に所定の角度で分けて設けられている成形品の取出装置を使用して、交互に取り出す方法であって、取り出す成形品に対応したチャックを、取り出す成形品に整合させるとき、前記取出装置の移動部材の回転とスライド移動により行うように構成されている。
請求項２に記載の発明は、固定盤側に設けられている独立した複数個の固定金型と、前記固定金型と対をなして、スライド板側に設けられている独立した複数個の可動金型との間に出入り自在に設けられ、これらの対になる金型で交互に成形される大きさ、形状等の異なる成形品を交互に取り出すための成形品の取出装置であって、前記成形品の取出装置は、成形品の大きさ、形状等に対応した複数個の取り出し用のチャックと、これらのチャックが取り付けられている移動部材とからなり、前記複数個の取り出し用のチャックは円周方向に所定の角度をおいて前記移動部材に取り付けられ、前記移動部材は回転とスライド移動をするようになっている。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の取出装置において、移動部材が回転部材であり、複数個の取り出し用のチャックは、前記回転部材の両側に分けて設けられ、そして請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の取出装置において、移動部材がロボットのアームであるように構成される。
【０００７】
【実施の形態】
本実施の形態に係わる成形品取出装置Ｈは、図１の中央部において示されているように、大きさ、形状等の異なる複数個のチャック、すなわち第１、２チャック１、２を備えている。そしてこれらの第１、２チャック１、２は、本実施の形態では成形品を負圧で吸着する吸着チャックとして構成され、中空の回転部材３の両側に取り付けられている。したがって、図１の状態では第１チャック１は、後述する可動金型２１、３１の方を向いているが、回転部材３を１８０°回転あるいは反転させると、今度は第２チャック２が可動金型２１、３１の方を向くことになる。
【０００８】
中空の回転部材３の上方端は、同様に中空の回転軸４に接続されている。この回転軸４は、ロボットのアーム１１に固定されている取付部材５に回転自在に軸受けされ、その上端部にはスィーベルトートジョイント６を介してホース７が接続されている。ホース７は、開閉弁等を介して真空源に接続されている。取付部材５にはモータ８が設けられ、このモータ８の出力軸に取り付けられている駆動歯車９が、回転軸４に固定されている従動歯車１０と噛み合っている。なお、ロボットのアーム１１は、周知のように図１において上下方向にも、また左右方向にも自由に駆動可能である。
【０００９】
成形装置は、前述した本出願人が提案している特開平７ー１８６１８３号、同１８６１７６号等に記載されているように構成することができるので、図１には、これらの実施の形態を代表して模式的に示されている。すなわち、本実施例に係わる成形装置は、２組の第１、２の金型ユニット２０、３０を備えている。そして、図１において上方に位置する第１の金型ユニット２０は、可動金型２１と固定金型２２とから構成され、下方に位置する第２の金型ユニット３０も、同様に可動金型３１と固定金型３２とから構成されている。
【００１０】
第１の金型ユニット２０の可動金型２１には、円柱状成形品Ｅの下半分を成形するためのキャビテイ２３が、そして固定金型２２には円柱状成形品Ｅの上半分を成形するためのキャビテイ２４が形成されている。また、第２の金型ユニット３０の可動金型３１には角柱状成形品Ｋの下半分を成形するためのキャビテイ３３が、固定金型３２には角柱状成形品Ｋの上半分を成形するためのキャビテイ３４が同様に形成されている。そして、これらの固定金型２２、３２には、それぞれのキャビテイ２４、３４に連通した従来周知の構造のスプル２５、３５が設けられている。
【００１１】
このように構成されている可動金型２１、３１は、スライド板４０に固定されている。このスライド板４０は、図には示されていない可動盤の取付部材４１に対して図において上下方向に摺動自在に設けられている。取付部材４１の上方端部からは、腕４２が水平方向に延び、この腕４２の上に油圧ピストンシリンダユニット４３が設けられている。油圧ピストンシリンダユニット４３のロッド４５は、スライド板４０の方へ延び、そしてスライド板４０に取り付けられている。したがって、油圧ピストンシリンダユニット４３によって、第１、２の金型ユニット２０、３０は、後述するように下方に位置する第１位置と、上方に位置する第２位置との間を適宜駆動される。
【００１２】
可動盤と対をなす固定盤５０には、板状の保持部材５１が設けられている。そして、固定盤５０と保持部材５１には、射出ノズルが挿入される透孔５３、５４が明けられている。第１、２の金型ユニット２０、３０が下方に位置する第１位置において、透孔５３、５４は固定金型２２のスプル２５と連通し、そして上方の第２位置においては固定金型３２のスプル３５が連通するようになっている。
第１、２の金型ユニット２０、３０の固定金型２２、３２は、保持部材５１にロック機構により着脱自在に取り付けられているが、ロック機構は特願平４ー２９３９１１、特願平４ー２９３９１２号等に開示されているように構成できるので、図には示されていない。このロック機構により、可動盤の移動あるいは駆動に関連して固定金型２２、３２が保持部材５１にロックされ、また解除される。
【００１３】
これに対して、固定金型２２、３２と可動金型２１、３１との間にも、結合機構が設けられ、固定金型２２、３２と可動金型２１、３１とが、作用の項で説明するように、必要なときは一体となり、また分離されるようになっているが、この結合機構も特願平４ー２９３９１１号、同２９３９１２号等に開示されているようにも構成できるので、これらの結合機構は図に示されていない。
【００１４】
スライド板４０を上下方向に駆動して固定金型２２、３２のスプル２５、３５を、射出ノズルが挿入される透孔５３、５４に整合させるためには、固定金型２２、３２と保持部材５１との間のロックを解き、固定金型２２、３２と保持部材５１との間が離間するように可動盤を型開き方向に駆動しなければならないし、また成形品を取り出すときは、周知のように可動金型２１、３１を固定金型２２、３２から開かなければならない。そこで、本実施の形態ではスライド時と、成形品取り出し時の可動盤の駆動量は異なるように選定されている。例えば僅かに開いてもスライド板４０をスライドさせることはできるので、スライド板４０をスライドさせるときの駆動量は小さく選定されている。これに対し成形品を取り出すときは、スプルを含めた成形品の大きさの２.５倍程度は開くように、駆動量は大きく選定されている。そこで本実施の形態では、大きく開くタイミングを判断する判断手段あるいは制御装置が設けられている。制御装置は、前述した特開平７ー１８６１８３号に示されているので、構成の説明は省略し、成形例の箇所で作用のみを説明する。
【００１５】
次に、前述した第１、２の金型ユニット２０、３０を使用して円柱状成形品Ｅと角柱状成形品Ｋとを射出成形する例について説明する。初めに図２に示されているように、油圧ピストンシリンダユニット４３によってスライド板４０が下方の第１位置へ駆動され、第２の金型ユニット３０のキャビテイ３３、３４には既に溶融樹脂が射出され、第１の金型ユニット２０の固定金型２２のスプル２５が、固定盤５０と保持部材５１の透孔５３、５４に整合している時から説明する。
【００１６】
可動盤を駆動して第１、２の金型ユニット２０、３０を型締めする。この型締め動作に関連して可動金型２１、３１と固定金型２２、３２は、結合部材で型締め状態に結合される。また、固定金型２２、３２と保持部材５１との間のロック機構は解除される。射出ノズルから溶融樹脂をスプル２５を介して第１の金型ユニット１０のキャビテイ２４、２３に射出する。
【００１７】
第１、２の金型ユニット２０、３０をスライドするために、可動盤を開く方向に駆動する。この時の開き量は小さい。開くと、ロック機構は解除されて固定金型２２、３２は、保持部材５１から離間する。油圧ピストンシリンダユニット４３によってスライド板４０を上方へ駆動し、第２の金型ユニット３０のスプル３５が固定盤５０と保持部材５１の透孔５３、５４に整合する第２位置にする。この状態は図３に示されている。
【００１８】
図３に示されている状態で可動盤を駆動して型締めする。型締めされた状態は図４に示されている。型締めすると、第１の金型ユニット２０の固定金型２２のロック機構は解除され、また第２の金型ユニット３０の可動金型３１と固定金型３２との間の結合も解除される。可動盤は、型開き信号により開かれるが、この時はキャビテイ３４、３３で成形された角柱状成形品Ｋを取り出すに充分な間隔に開かれる。角柱状成形品Ｋは、射出から時間が経過しているので、十分に冷却固化している。型を開くと、角柱状成形品Ｋの表面積の差等により固定金型３２のキャビテイ３４で成形された上半分が露出する。
【００１９】
成形品取出装置Ｈで角柱状成形品Ｋを取り出すために、モータ８により駆動歯車９を駆動して回転部材３を１８０°回転させ、第２チャック２が可動金型３１の方を向くようにする。ロボットのアーム１１を下方へ延ばし、第２チャック２を角柱状成形品Ｋの上半分に当て、第２チャック２の内部を真空にして吸着し、角柱状成形品Ｋを取り出す。取り出している状態は、図５に示されている。アーム１１を駆動して取り出した角柱状成形品Ｋを適所へ運ぶ。
【００２０】
角柱状成形品Ｋを取り出したら、成形品取出装置Ｈを退避させて、その位置で型締めする。この型締めと関連して、第１、２の金型ユニット２０、３０の可動金型２１、３１と固定金型２２、３２は、図６に示されているように、結合機構で結合される。固定金型２２、３２と保持部材５１との間のロック機構は解除される。射出ノズルから溶融樹脂をスプル３５を通して第２の金型ユニット３０のキャビテイ３４、３３に射出する。
第１、２の金型ユニット２０、３０をスライドさせるために、可動盤を開く方向に駆動する。この時の開き量も小さい。開くと、ロック機構は解除されているので、固定金型２２、３２は保持部材５１から離間する。油圧ピストンシリンダユニット４３によってスライド板４０を下方に駆動し、第１の金型ユニット２０の固定金型２２のスプル２５が固定盤５０と保持部材５１の透孔５３、５４と整合する第１位置にする。第１位置へ駆動した状態は図７に示されている。
【００２１】
図７に示されている状態で可動盤を駆動して型締めする。型締めされた状態は図８に示されている。型締めすると、第２金型ユニット３０の固定金型３２のロック機構は解除され、また第１の金型ユニット２０の可動金型２１と固定金型２２との間の結合も解除される。可動盤は型開き方向に駆動されるが、このときは第１の金型ユニット２０のキャビテイ２４、２３で成形された円柱状成形品Ｅを取り出すに充分な間隔に開かれる。成形品取出装置Ｈで円柱状成形品Ｅを取り出すために、モータ８により駆動歯車９を駆動して回転部材３を１８０°回転させ、第１チャック１が可動金型２１の方を向くようにする。ロボットのアーム１１を下方へ延ばし、第１チャック１を円柱状成形品Ｅの上半分に当て、第１チャック１により取り出す。取り出している状態は、図９に示されている。アーム１１を駆動して取り出した円柱状成形品Ｅを所定箇所へ移動する。
【００２２】
円柱状成形品Ｅを取り出したら型締めする。この型締めと関連して、第１、２の金型ユニット２０、３０の可動金型２１、３１と固定金型２２、３２は、図２に示されているように、結合部材で結合される。以下同様な操作を繰り返して成形し、そして角柱状成形品Ｋと円柱状成形品Ｅを取り出す。
【００２３】
成形品取出装置Ｈは、色々な形で実施できる。例えば上記実施の形態ではロボットのアーム１１に設けられている第１、２チャック１、２は、専用に設けられたモータ８で駆動歯車９および従動歯車１０を介して１８０°回転されるようになっているが、ラックとピニオン機構でも、さらには回転するモータ８の代わりに往復動する油圧ピストン機構でも実施できる。また、ロボットのアーム１１、あるいはマニュプレータのアームは、一般に軸方向にも回転方向にも自由な動きをするように構成されているので、このときはアーム１１に直接第１、２チャック１、２を取り付けることもできる。また、上記実施の形態では第１、２チャック１、２は、回転部材３の両側に１個宛設けられているが、成形品の数により複数個宛設けることもできる。さらには、第１、２チャック１、２を互いに干渉しない位置に設けることにより、すなわち一方のチャックで成形品を吸着するとき他方のチャックが金型に接触しない位置に設けることにより、必ずしも第１、２チャック１、２を１８０°離して設ける必要はない。
【００２４】
また、上記実施の形態では１台の成形品取出装置Ｈにより、１台の成形装置により成形される成形品Ｅ、Ｋを取り出しているが、前述した成形例からも明らかなように、成形品取出装置Ｈは待機する時間が比較的長いので、２台の成形装置の間に１台の成形品取出装置Ｈを配置して、２台の成形装置により成形される成形品を同様にして交互に取り出すこともできる。
なお、上記実施の形態では成形品Ｅ、Ｋは交互に成形され、そして交互に取り出されるようになっているが、成形品の大きさ、形状等により例えば一方の成形品を成形する間に、他方の成形品を２個宛成形しても、同様にして取り出すことができることも明らかである。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると独立した２個の金型ユニットにより、大きさ、形状等の異なる成形品を交互に成形し、そして１本の移動部材に成形品の大きさ、形状等に対応した複数個のチャックが円周方向に所定の角度で分けて設けられている成形品の取出装置を使用して、交互に取り出す方法であって、取り出す成形品に対応したチャックを、取り出す成形品に整合させるとき、前記取出装置の移動部材の回転とスライド移動とにより行うので、従来のようにチャックを交換する必要がなく、短時間に且つ容易に取り出すことができるという、本発明特有の効果が得られる。また、移動部材は回転とスライド移動という単純な運動だけであるから、成形品の取出装置の構造が簡単で、安価に成形品の取出装置を提供できる効果も得られる。このような効果が得られるが、本発明によると、チャックは移動部材に円周方向に所定の角度で分けて設けられているので、一方のチャックを使用して成形品を取り出すとき、他方のチャックが金型に接触するようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を、成形装置と共に示す正面図である。
【図２】 金型ユニットが下方へスライドして第１位置で型締めされ、そして第１の金型ユニットに射出している状態を示す模式的断面図である。
【図３】 金型ユニットが第２位置の上方へスライドした状態を示す模式的断面図である。
【図４】 金型ユニットが第２位置で型締めされた状態を示す模式的断面図である。
【図５】 金型ユニットが第２位置で開かれ、本発明の実施の形態に係わる成形品の取出装置で成形品を取り出している状態を示す模式的断面図である。
【図６】 金型ユニットが第２位置で型締めされ、そして第２の金型ユニットに射出している状態を示す模式的断面図である。
【図７】 金型ユニットが第１位置の下方へスライドした状態を示す模式的断面図である。
【図８】 金型ユニットが第１位置で型締めされた状態を示す模式的断面図である。
【図９】 金型ユニットが第１位置で開かれ、本発明の実施の形態に係わる成形品の取出装置で成形品を取り出している状態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 第１チャック ２ 第２チャック
３ 回転部材 ３’ スライド中空部材
１１ ロボットのアーム ２１、３１ 可動金型
２２、３２ 固定金型
Ｈ 成形品の取出装置 Ｅ、Ｋ 成形品

Claims (4)

1. 独立した２個の金型ユニット（２０、３０）により、大きさ、形状等の異なる成形品（Ｋ、Ｅ）を交互に成形し、そして、１本の移動部材（３、３’）に、成形品（Ｋ、Ｅ）の大きさ、形状等に対応した異なる大きさ、形状の複数個のチャック（１、２）が円周方向に所定の角度で分けて設けられている成形品の取出装置（Ｈ）を使用して、交互に取り出す方法であって、
   取り出す成形品に対応したチャック（１、２）を、取り出す成形品（Ｋ、Ｅ）に整合させるとき、前記取出装置（Ｈ）の移動部材（３、３’）の回転とスライド移動により行うことを特徴とする成形品の取り出し方法。
2. 固定盤（５０）側に設けられている独立した複数個の固定金型（２２、３２）と、前記固定金型と対をなして、スライド板（４０）側に設けられている独立した複数個の可動金型（２１、３１）との間に出入り自在に設けられ、これらの対になる金型（２２、３２、２１、３１）で交互に成形される大きさ、形状等の異なる成形品（Ｋ、Ｅ）を交互に取り出すための成形品の取出装置（Ｈ）であって、
   前記成形品の取出装置（Ｈ）は、成形品（Ｋ、Ｅ）の大きさ、形状等に対応した複数個の取り出し用のチャック（１、２）と、これらのチャック（１、２）が取り付けられている移動部材（３、３’）とからなり、前記複数個の取り出し用のチャック（１、２）は円周方向に所定の角度をおいて前記移動部材（３、３’）に取り付けられ、前記移動部材（３、３’）は回転とスライド移動をするようになっていることを特徴とする成形品の取出装置。
3. 請求項２に記載の取出装置において、移動部材が回転部材（３）であり、複数個の取り出し用のチャック（１、２）は、前記回転部材（３）の両側に分けて設けられている成形品の取出装置。
4. 請求項２に記載の取出装置において、移動部材（３、３’）がロボットのアーム（１１）である成形品の取出装置。

Images