JP4278047B2

JP4278047B2 - 成形品取出し機の旋回アーム

Info

Publication number: JP4278047B2
Application number: JP2003403907A
Authority: JP
Inventors: 延之鎌田; 耕治水野
Original assignee: 株式会社スター精機
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: JP2005161688A

Description

本発明は、チャック部を成形機の成形部と成形機外の解放位置との間で旋回移動して成形品を取出す成形品取出し機の旋回アームに関する。

例えばコンパクトディスク（ＣＤ）やＤＶＤ、光ディスクを成形する成形機にあっては、取出しサイクルを大幅に短縮する必要から成形品を保持するチャック部を成形部と成形機外の解放位置との間で旋回移動させて成形品を取出す旋回移動形式の成形品取出しを採用している。
この旋回型取出し機の旋回アームにあっては、高速旋回移動を可能にすると共に各位置における停止時の負荷イナーシャを低減して停止位置精度を高める必要から、その軽量化が大きく要求されている。

この種の旋回アームとしては、例えば特許文献１に示すように成形機の固定金型取付け盤に固定された回動部材の回動軸に取付けられ、先端部にチャック部が設けられた旋回アームを成形機の成形部と成形機外の解放位置との間で往復回動して成形品を取出す成形品取出し機において、旋回アームは回動軸側の基部及び先端部の間に凹部が形成された発泡樹脂製コア材の外面に少なくとも１枚以上の熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を巻き付けて繊維強化樹脂体を被覆形成すると共に前記発泡樹脂製コア材の凹部内に各種ケーブルを収容可能にして構成される。

上記した旋回アームは、繊維強化樹脂体が持つ制振特性により旋回時及び旋回停止時の振動を効率的に吸収して次動作への移行を円滑に行うと共に軽量化できることを特徴としているが、該旋回アームの先端部に成形品を保持する吸着部材や吸着状態を検出する各種センサーを設ける必要があり、これら各種部材に負圧を供給したり、センサーからの信号を伝達する各種ケーブルを発泡樹脂製コア材に形成された凹部内に収容している。

このため、旋回アームを形成する際には、発泡樹脂製コア材の外面に熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を巻付けた後に加圧した状態で加熱することにより含浸した熱硬化性合成樹脂を熱硬化させているが、上記したように発泡樹脂製コア材に凹部が形成されているため、加圧及び加熱処理時に凹部に応じた箇所がへこんで旋回アームの表面に凹凸ができ、外観不良になる問題を有している。

また、発泡樹脂製コア材の外面に被覆された熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を加熱及び加圧しながら熱硬化製合成樹脂を熱硬化させる際に、その加圧力により発泡樹脂製コア材が圧縮されて凹部が狭くなっている。このため、成形された旋回アーム内にケーブルを装着する際には、ケーブルの先端部が凹部の壁面に引っかかり易く、ケーブル等の装着作業を円滑に行えない問題をも有している。
特開平２００１−２６９９７１号公報

解決しようとする問題点は、発泡樹脂製コア材に巻付けられた熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を加圧及び加熱して旋回アームを製造する際に、発泡樹脂製コア材に形成された凹部に応じた箇所がへこんで外観不良になる点にある。また、製造された旋回アームの凹部内にケーブルを装着する際に、該ケーブルの先端が凹部の壁面に引っかかって装着作業に手間がかかる点にある。

本発明の旋回アームは、基端部と先端部との間に至るチューブを内蔵した発泡樹脂製コア材の外面に繊維強化樹脂体を被覆形成し、上記チューブ内にチャック部に接続される各種ケーブルを収容可能にする。

本発明は、発泡樹脂製コア材に巻付けられた熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を加圧及び加熱して旋回アームを製造する際に、旋回アームの外観不良を防止することができる。また、製造された旋回アームの凹部内にケーブルを装着する際に、該ケーブルを円滑に装着することができ、作業性を向上することができる。

本発明は、成形機の固定金型取付け盤に固定された回動部材に基端部が固定されると共に先端部に成形品を保持するチャック部が設けられた旋回アームを成形機の成形部と成形機外の解放位置との間で往復旋回移動して成形品を取出す成形品取出し機において、旋回アームは基端部と先端部との間に至るチューブを内蔵した発泡樹脂製コア材と、該発泡樹脂製コア材の外面に被覆形成される繊維強化樹脂体とからなり、上記チューブ内にチャック部に接続される各種ケーブルを収容可能にしたことを特徴とする。

本発明に係る成形品取出し機１は、成形機の固定金型取付け盤３に取付けられ、該成形品取出し機１の本体フレーム５には前後走行体７が成形機の軸線と一致する方向（前後方向）へ移動可能に支持される。該前後走行体７は数値制御可能なサーボモータ等の電動モータに連結された送りねじ（図示せず）やシリンダー等の前後作動部材９により前後方向へ往復移動される。

前後走行体７には回転軸１１の軸線が前後方向に一致する数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ１３が取付けられ、該電動モータ１３の回転軸１１には旋回アーム１５の基端部が固定される。

該旋回アーム１５は正面がほぼく字形で、成形機の成形部内に侵入した際に可動金型取付け盤（図示せず）を摺動可能に支持するタイバー１７と非干渉になる形状に形成される。また、旋回アーム１５の先端部には成形機により成形された、例えばＣＤ、ＤＶＤ、光ディスク等の成形品１９を吸着保持する吸着部材２１を有したチャック２３やチャック２３が成形品１９を吸着保持したことを検出するセンサー（図示せず）が取付けられている。

上記旋回アーム１５は以下のように構成される。
旋回アーム１５に内装される発泡樹脂製コア材２５は、例えば発泡スチレン樹脂や発泡ウレタン樹脂等の発泡樹脂により旋回アーム１５とほぼ一致する正面く字形で、所定の厚さに形成される。そして発泡樹脂製コア材２５の内部には基端部から先端部に至る貫通孔２７が形成され、該貫通孔２７内には耐熱性で可撓性を有したチューブ２９が発泡樹脂製コア材２５の基端部から先端部にわたって挿通されている。該チューブ２９としては、旋回アーム１５自体を軽量化する必要から合成樹脂製のもので、金型内での加圧に伴って変形することなく、しかも加熱に伴って溶融するとことのない特性を有したものが適している。また、基端部側のチューブ２９はほぼ直角に屈曲している。

そして発泡樹脂製コア材２５の外面には繊維強化樹脂体３１が被覆形成されている。該繊維強化樹脂体３１は、例えば炭素繊維布やガラス繊維布等の強化繊維布にエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂を含浸した熱硬化性樹脂含有強化繊維布（プリプレグ）を発泡樹脂製コア材２５の外面に所望の厚さで積層して巻付けた後に、金型内にセットして加圧及び加熱しながら熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより形成される。

発泡樹脂製コア材２５の外面に被覆される繊維強化樹脂体３１の厚さは、例えば基端部、屈曲部等のように高負荷がかかる箇所に付いては厚く（約２〜３ｍｍ）、他の部位（低負荷箇所）に付いては薄く（約０．６〜１ｍｍ）なるように熱硬化性樹脂含有強化繊維布の積層枚数を調整する。また、金型内にて熱硬化性合成樹脂を硬化させる際には熱硬化性合成樹脂の加熱に伴って発泡樹脂製コア材２５の表面が溶融して繊維強化樹脂体３１に密着させる。

また、発泡樹脂製コア材２５の貫通孔２７内に挿通して装着されたチューブ２９は、熱硬化性樹脂含有強化繊維布が積層された発泡樹脂製コア材２５を金型内に装着させた際に、金型による加圧力により発泡樹脂製コア材２５自体の圧縮により貫通孔２７自体が狭くなって発泡樹脂製コア材２５に密着される。

また、旋回アーム１５における基端部の背面（回転軸１１側）に被覆される繊維強化樹脂体３１内には円盤状の金属板３３が埋設される。そして該金属板３３の中心部には貫通孔３３ａが、また外周側には後述する回転軸１１が連結される軸連結部材３５をネジ止めするための複数の透孔３３ｂが同心位置に予め形成されている。

軸連結部材３５は回転軸１１の軸端部に回り止めされた状態で挿嵌させると共に金属板３３の貫通孔３３ａに一致して外部と連通する軸支孔３５ａを有し、かつ外周面に軸支孔３５ａと連通する抜き穴３５ｂを有したボス部３５ｃ及び金属板３３の各透孔３３ｂと一致する複数の透孔３５ｄを有したフランジ３５ｅを有し、該軸連結部材３５は旋回アーム１５の基端部に対し、透孔３５ｄに挿入されたネジ３７を金属板３３の各透孔３３ｂにネジ止めして固定させる。これによりチューブ２９の基端側端面は金属板３３の各透孔３３ｂ、ボス部３５ｃの抜き穴３５ｂを介して外部と連通している。ボス部３５ｃの軸支孔３５ａの内面には回転軸１１の外周面に形成された凹凸部１１ａに噛合う凹凸部３５ｆが形成され、軸支孔３５ａに回転軸１１を挿嵌した際に両者を回り止めさせる。

旋回アーム１５の先端部にはチャック２３を取付けるための取付け部３９が設けられる。即ち、発泡樹脂製コア材２５は旋回アーム１５全体の長さに対して取付け部３９に応じた分、短めに形成され、発泡樹脂製コア材２５の外面に繊維強化樹脂体３１を被覆形成する際、発泡樹脂製コア材２５の先端部に取付け部３９に応じた大きさの中子（図示せず）を取付けた状態で必要枚数の熱硬化性樹脂含有強化繊維布を積層して金型内で含有された合成樹脂を熱硬化させて繊維強化樹脂体３１を形成する。

尚、発泡樹脂製コア材２５の外面に繊維強化樹脂体３１を被覆形成する成形条件例としては、金型圧締力１００〜２００ｋｇ／ｃｍ²、加熱温度は炭素繊維に含有される熱硬化性樹脂の種類に応じて決定されるが、約１３０℃に設定する。

そして軸連結部材３５の抜き穴３５ｂ及び金属板３３の各透孔３３ａを介してチューブ２９内に真空ホースや吸着状態を検出する各種センサーの信号線等のケーブル４１を挿入して旋回アーム１５の先端部へ導出させることによりケーブル４１を装着した後に、旋回アーム１５の取付け部３９に取付けられたチャック２３に接続して取付け作業を行う。尚、チューブ２９内に装着されたケーブル４１の基端部は軸連結部材３５の抜き穴３５ｂを介して外部へ導出して負圧発生装置や制御装置(何れも図示せず)に接続される。

次に、旋回アーム１５の形成方法を説明する。
図に示すように発泡樹脂製コア材２５の厚さ方向及び幅方向の中心部に基端部から先端部に至る貫通孔２７内にチューブ２９を屈曲させながら挿入する。そのとき、発泡樹脂製コア材２５の基端部側に位置するチューブ２９の基端部はほぼ直角に屈曲して発泡樹脂製コア材２５の基端部背面側において外部と連通している。次に、この状態にて熱硬化性樹脂含有強化繊維布を所望の厚さになるように積層させる。その際に発泡樹脂製コア材２５の基端部側背面に位置する複数枚の熱硬化性樹脂含有強化繊維布間に金属板３３を配置する。また、発泡樹脂製コア材２５の先端部側には複数枚の熱硬化性樹脂含有強化繊維布が突出するように積層配置する。

次に、上記のように熱硬化性樹脂含有強化繊維布が積層された発泡樹脂製コア材２５を金型内にセットして加圧及び加熱しながら熱硬化性樹脂含有強化繊維布に含浸された熱硬化性合成樹脂を硬化させた後に金型内にセットした状態或いは金型から取出した状態で冷却して発泡樹脂製コア材２５の外面に繊維強化樹脂体３１を被覆形成する。

この成形時においては、金型による加圧に伴って発泡樹脂製コア材２５自体が圧縮されることにより貫通孔２７が狭くなり、貫通孔２７に装着されたチューブ２９の外面に対して発泡樹脂製コア材２５を密着させる。また、金型による加熱に伴って発泡樹脂製コア材２５の外面側が溶融して硬化した繊維強化樹脂体３１に接着させられる。更に、金型による加圧時においては、貫通孔２７内にチューブ２９が取付けられることにより発泡樹脂製コア材２５の変形が少ないため、繊維強化樹脂体３１の表面の凹凸を少なくして旋回アーム１５の外観を良好にして成形することができる。

上記のように成形された旋回アーム１５における金属板３３の透孔３３ａが硬化した繊維強化樹脂体３１により覆われている場合には、切削装置（図示せず）等により繊維強化樹脂体３１の一部を切削して透孔３３ａを開口させる。そして旋回アーム１５の基端部背面側に軸連結部材３５をネジ止めした後に、該ケーブル４１の抜き穴３５ｂを介してケーブル４１を旋回アーム１５のチューブ２９内に挿入して先端部を旋回アーム１５の先端部から導出して装着する。

その際に、チューブ２９は発泡樹脂製コア材２５に対する繊維強化樹脂体３１の成形時における加圧力による変形が最小限に抑制されて一定の内径に保たれるため、挿入されたケーブル４１をチューブ２９の内部を通って先端部側へ導出させて装着することができる。

そして旋回アーム１５の取付け部３９から導出したケーブル４１の先端部をチャック２３等に取付けた後に、回転軸１１を軸連結部材３５の軸支孔３５ａに回り止めした状態で挿嵌して取付ける。上記のように回転軸１１に取付けられた旋回アーム１５を、電動モータ１３の駆動に伴ってチャック２３が成形機の成形部と成形部外の解放位置との間で往復旋回移動されると、この旋回移動に伴ってチューブ２９内に装着されたケーブル４１も多少位置ずれしてチューブ２９の内面と摺れるが、チューブ２９自体、発泡樹脂製コア材２５より硬く、摩耗しにくい。

本実施形態は、旋回アーム１５の発泡樹脂製コア材２５に予めチューブ２９が装着されているため、ケーブル４１の装着作業を円滑に行うことができ、装着時間を短縮することができる。また、成形時における発泡樹脂製コア材２５の変形を少なくして繊維強化樹脂体３１の表面を平滑に成形することができ、外観良好な旋回アーム１５とすることができる。

本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．上記説明の発泡樹脂製コア材２５は、貫通孔２７を形成してチューブ２９を挿入する構成としたが、発泡樹脂製コア材２５を成形する際に予めチューブ２９を発泡樹脂製コア材２５の厚さ方向及び幅方向の中心部に位置するように配置して発泡樹脂製コア材２５を発泡成形する構成、図７に示すように発泡樹脂製コア材２５を厚さ方向又は幅方向で分割形成した分割コア材２５ａ・２５ｂとすると共にそれぞれの合せ面に凹部２５ｃ・２５ｄを設け、いずれか一方の分割コア材２５ａ／２５ｂの凹部２５ｃ／２５ｄにチューブ２９を配置した状態で他方の分割コア材２５ａ／２５ｂを重ね合わせて発泡樹脂製コア材２５を形成する。

２．上記説明は、発泡樹脂製コア材２５の中に１本のチューブを埋設してケーブル４１を装着可能にする構成としたが、ケーブル４１の本数が多い場合には発泡樹脂製コア材の中に２本以上のチューブを埋設して装着する構成であってもよい。

成形機の概略を示す斜視図である。成形品取出し機の旋回アームの全体斜視図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。チャック部を取り外した旋回アーム先端部の断面図である。回転軸に対する旋回アームの取付け状態を示す説明図である。発泡樹脂製コア材の変更例を示す説明図である。

符号の説明

１―成形品取出し機、１１―回転軸、１３―電動モータ、１５―旋回アーム、２５―発泡樹脂製コア材、２７―貫通孔、２９−チューブ、３１―繊維強化樹脂体、４１−ケーブル

Claims

成形機の固定金型取付け盤に固定された回動部材に基端部が固定されると共に先端部に成形品を保持するチャック部が設けられた旋回アームを成形機の成形部と成形機外の解放位置との間で往復旋回移動して成形品を取出す成形品取出し機において、旋回アームは基端部と先端部との間に至るチューブを内蔵した発泡樹脂製コア材と、該発泡樹脂製コア材の外面に被覆形成される繊維強化樹脂体とからなり、上記チューブ内にチャック部に接続される各種ケーブルを収容可能にした成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１の発泡樹脂製コア材は、該チューブの周囲に発泡樹脂を旋回アームの形状にほぼ一致させて被覆成形した成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１の発泡樹脂製コア材は、発泡樹脂製コア材を厚さ方向或いは幅方向で分割した分割コア材とし、少なくとも一方の分割コア材の合せ面に形成された凹部にチューブを収容した状態で他方の分割コア材を重ね合わせた成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１の発泡樹脂製コア材は、チューブの外周面に発泡樹脂を所望の形状で被覆成形して形成した成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１の発泡樹脂製コア材は、発泡樹脂製コア材の基端部と先端部とを連通する貫通孔内にチューブを挿入した成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１乃至５のチューブは、耐熱合成樹脂製からなる成形品取出し機の旋回アーム。
請求項１の繊維強化樹脂体は、チューブが装着された発泡樹脂製コア材の外面に熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を巻付けた後に加圧及び加熱して含浸された熱硬化製樹脂を硬化させてなる成形品取出し機の旋回アーム。
請求項５のチューブは、発泡樹脂製コア材の外面に巻付けられた熱硬化性合成樹脂含浸強化繊維布を加圧及び加熱することにより貫通孔を縮小して発泡樹脂製コア材に密着させた成形品取出し機の旋回アーム。