JP6264276B2 - 物品把持具 - Google Patents

Description

本発明は物品を把持する物品把持具に関する。

例えば、射出成形装置では、固定型及び可動型が型締めされることで、両者の間にキャビティが形成され、ここに、加熱溶融された溶融成形材料が射出注入される。溶融成形材料が冷却及び硬化されることで、キャビティに樹脂成形品が形成される。型開きにより可動型が固定型から離間させられる際には、樹脂成形品が可動型に残る。この樹脂成形品を可動型から取出す際には取出し装置が用いられる。

図４は、一般的な取出し装置５０の概略構成を示している。この取出し装置５０は、可動型５１に接近及び離間する方向へ移動する可動支持部５２と、可動支持部５２の複数箇所に取付けられた、油圧シリンダ等の直動式のアクチュエータ５３と、アクチュエータ５３毎に取付けられた把持片５４とを備えている。そして、樹脂成形品５５の取出しに際しては、可動支持部５２がアクチュエータ５３及び把持片５４を伴って、二点鎖線で示す位置から下降される。実線で示すように、各アクチュエータ５３が作動させられて全ての把持片５４が樹脂成形品５５に押付けられ、樹脂成形品５５が把持される。この把持の後に、可動支持部５２がアクチュエータ５３及び把持片５４を伴って上昇させられることで、樹脂成形品５５が可動型５１から取出される。

なお、関連する技術として、特許文献１には、樹脂成形品の形状、大きさ等に対応した把持片（特許文献１では「チャック」と記載）が設けられた取出し装置が記載されている。

特開平１０−６３７０号公報

ところが、図４を用いて説明した従来の取出し装置５０では、複数の把持片５４のそれぞれを樹脂成形品５５の一部分に局所的に押付けることで、その樹脂成形品５５が把持される。そのため、形状や大きさの異なる樹脂成形品５５毎に、把持片５４及びアクチュエータ５３が把持に最適な箇所に配置された取出し装置５０が必要となる。しかも、取出しの対象となる樹脂成形品５５が変わる毎に、その樹脂成形品５５の取出しに適した取出し装置５０に切替える必要がある。

こうした問題は、上述した特許文献１でも同様に起こり得る。また、取出し装置に限らず、物品を把持するもの（以下「物品把持具」という）であれば、上記の問題は同様に起こり得る。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、物品の種類に拘らず、その物品を適切に把持することのできる物品把持具を提供することにある。

上記課題を解決する物品把持具は、気密性を有する袋体内に複数の構造体を収容することにより構成された把持本体部を備え、前記把持本体部が把持の対象となる物品に押付けられた状態で、前記袋体内の空気が吸引及び排出されることにより、前記把持本体部により前記物品が把持される物品把持具であり、各構造体は、弾性を有する発泡体内に硬質粉粒体を分散させることにより形成されている。

上記の構成によれば、把持本体部が物品に押付けられる前には、袋体内の空気が排出されず、複数の構造体は袋体内で移動可能である。
物品を把持する際には、把持本体部が物品に接近させられ、その物品に押付けられる。この押付けにより、袋体が物品の形状や大きさに拘らず、その形状に沿って変形するとともに、各構造体の発泡体が弾性変形する。把持本体部は物品を把持した形状になる。物品に対しては、押付けられた把持本体部により、複数方向から同物品に向かう力が作用する。

この状態で、袋体内の空気が吸引及び排出される。この際、袋体が気密性を有しているため、内部の空気が袋体の壁部を通じて外部に漏れ出にくいし、外部の空気が袋体の壁部を通じて内部に流入しにくい。

また、隣り合う構造体間の空気や、構造体と袋体の壁部との間の空気が排出されることで袋体が収縮する。また、この際には、各発泡体の気泡内の空気も排出される。気泡間の隔壁部が、押付けられた物品側へ収縮して、気泡が小さくなる。これに対し、発泡体内に分散されている硬質粉粒体は、硬質であるため、上記空気の排出に拘らず変形しにくい。ただし、発泡体が収縮するため、この収縮に伴い硬質粉粒体は、押付けられた物品側へ移動する。その結果、上記のように物品の形状に沿って変形した把持本体部は、収縮した袋体内で硬質粉粒体が互いに接近し、かつ硬質粉粒体間に発泡体の隔壁部が充填された状態となる。この状態では、発泡体は収縮して硬くなり、弾性変形しにくく、硬質粉粒体の動きを規制する。その結果、把持本体部は硬い塊となり、物品を把持した形状を保持する。

そして、上記のように物品を把持した把持本体部が移動させられることで、その物品は、把持本体部による把持前の位置とは異なる位置へ移動させられる。
上記物品把持具において、前記硬質粉粒体は非球状をなしていることが好ましい。

上記の構成によれば、袋体内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体が互いに接触した場合、それらの硬質粉粒体が非球状をなしていると、球状をなしている場合よりも滑りにくい。従って、把持本体部は、物品を把持した形状を一層保持しやすくなる。

上記物品把持具において、前記硬質粉粒体は樹脂により形成されていることが好ましい。
硬質粉粒体として、上記の構成によるように、樹脂によって形成されたものが用いられることで、ガラスによって形成されたものよりも、硬質粉粒体の表面粗さを粗くすることが容易である。

硬質粉粒体の表面粗さが粗くなると、袋体内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体が互いに接触した場合、それらの硬質粉粒体の表面粗さが密であるよりも硬質粉粒体間の摩擦が大きくなって、同硬質粉粒体が滑りにくくなる。従って、把持本体部は、物品を把持した形状を一層保持しやすくなる。

上記物品把持具において、前記発泡体はウレタンにより形成されていることが好ましい。
ウレタンの発泡体は、ポリオール及びイソシアネートといった２種類の主原料に触媒、発泡剤、整泡剤等を混合して、泡化反応及び樹脂化反応を同時に行なわせて得られる樹脂発泡体である。この場合、主原料や助剤の種類、発泡反応の種類等を適宜選択することにより、弾性を有していて軟質の発泡体を得ることが容易である。

上記物品把持具において、前記袋体は弾性材料により形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、物品把持具による物品の把持に際し、把持本体部が物品に押付けられると、弾性を有する袋体は物品の形状に沿って収縮する。そのため、袋体の物品に対する押付け面にシワが入りにくく、その押付け面において袋体が物品に隙間の少ない状態で密着する。

上記物品把持具において、前記物品は、金型で成形された樹脂成形品であり、前記把持本体部は、前記金型から前記樹脂成形品を取出す際に同樹脂成形品に押付けられて、前記袋体内の空気を吸引及び排出されるものであることが好ましい。

上記の構成によれば、金型によって成形された樹脂成形品をその金型から取出す際には、把持本体部がその樹脂成形品に押付けられる。この押付けにより、袋体が樹脂成形品の形状に沿って変形するとともに、各構造体の発泡体が弾性変形する。把持本体部は、樹脂成形品を把持した形状になる。この状態で袋体内の空気が吸引及び排出されることで、把持本体部は硬い塊となり、樹脂成形品を把持した形状を保持する。そして、把持本体部が移動させられることで、その樹脂成形品は金型から取出される。

上記樹脂成形品とは異なる形状や大きさの樹脂成形品を金型から取出す場合には、物品把持具の構成部品が交換されることなく、その物品把持具が用いられて、上記と同様の操作が行なわれる。このような操作が可能になるのは、把持本体部が樹脂成形品に押付けられたときに、把持本体部がその樹脂成形品の形状に沿って容易に変形し得るからである。従って、物品把持具は多種類の樹脂成形品が成形される射出成形装置等の樹脂成形装置において、金型から樹脂成形品を取出す取出し装置に適している。

上記物品把持具によれば、物品の種類に拘らず、その物品を適切に把持することができる。

物品把持具を樹脂成形品の取出し装置に具体化した一実施形態を示す図であり、同取出し装置によって樹脂成形品を可動型から取出す前の状態を示す概略構成図。 一実施形態の取出し装置における構造体の内部構造を模式的に示す部分拡大断面図。 図１の取出し装置の把持本体部が樹脂成形品に押付けられながら、袋体内の空気が吸引及び排出される様子を示す概略構成図。 従来の樹脂成形品の取出し装置を示す概略構成図。

以下、物品把持具を、射出成形装置の一部をなし、かつ可動型から樹脂成形品を取出す取出し装置に具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
射出成形装置は、固定型と、この固定型に接近及び離間する、図１に示す可動型１１とを金型として備えている。射出成形装置では、可動型１１が固定型に接近させられて型締めされることで、両者の間にキャビティが形成され、このキャビティに、加熱溶融された溶融成形材料が射出注入される。溶融成形材料が冷却及び硬化されることで、キャビティに樹脂成形品１２が形成される。この樹脂成形品１２は、特許請求の範囲における「物品」に該当する。本実施形態では説明の便宜上、樹脂成形品１２を単純な形状、図１及び図３では上方へ突出するように湾曲した形状で例示する。

型開きにより可動型１１が固定型から離間させられる際には、樹脂成形品１２が可動型１１に残る。本実施形態の取出し装置１３は、この樹脂成形品１２を可動型１１から取出す際に用いられる。

取出し装置１３の主要部は、把持本体部１４によって構成されている。把持本体部１４は、袋体１５と、その袋体１５内に収容された複数の構造体１６とを備えている。
袋体１５は、気密性を有する弾性材料、本実施形態ではゴムによって形成されている。袋体１５の上端部には、空気を出し入れするための管状の口部１５ａが設けられている。この口部１５ａは、昇降機構２２によって昇降される支持部材２３に対し、挿通された状態で取付けられている。

図２に示すように、各構造体１６は、弾性を有する発泡体１７内に硬質粉粒体２１を分散させることにより形成されている。発泡体１７は、ウレタンにより、１辺が１ｃｍ〜５ｃｍの略立方体状に形成されている。発泡体１７は小さくなるに従い、樹脂成形品１２の形状に対する追従性が良好となる。また、発泡体１７の１辺が１ｃｍ以上であると、硬質粉粒体２１を発泡体１７内で分散させやすい。

ウレタンからなる発泡体１７は、ポリオール及びイソシアネートといった２種類の主原料に触媒、発泡剤、整泡剤等を混合して、泡化反応及び樹脂化反応を同時に行なわせて得られる樹脂発泡体である。この発泡体１７は、隔壁部１９により仕切られた多数の気泡１８（空洞）を有している。隣り合う気泡１８は、その内部の空気を吸引及び排出させるうえでは隔壁部１９によって完全に仕切られず、連通していることが望ましい。発泡体１７は、主原料や助剤の種類、発泡反応の種類等が適宜選択されることで、弾性を有していて軟質となるように形成されている。

各硬質粉粒体２１は、硬質の樹脂材料により非球状に形成されている。本実施形態では、各硬質粉粒体２１は、１ｍｍ〜３ｍｍの長さを有する円柱状（粒状）に形成されている。この樹脂製の硬質粉粒体２１の表面粗さは、ガラスによって形成された硬質粉粒体の表面粗さよりも粗い。

これらの硬質粉粒体２１は、ウレタンの発泡体１７の形成に際し、そのウレタンの上記主原料に触媒、発泡剤、整泡剤等を混合したものに投入される。硬質粉粒体２１が含有された状態で上記泡化反応及び樹脂化反応が行なわれることにより、発泡体１７に硬質粉粒体２１が分散された構造体１６が構成されている。隣り合う硬質粉粒体２１は、発泡体１７の隔壁部１９によって連結されている。なお、図２では、全ての硬質粉粒体２１が隔壁部１９によって被覆された状態で図示されているが、硬質粉粒体２１の中には隔壁部１９から露出しているものもある。

図１に示すように、上記支持部材２３に挿通された袋体１５の口部１５ａと、支持部材２３から離れた箇所に設置された真空ポンプ２４とは、可撓性を有するパイプ２５によって連結されている。口部１５ａのパイプ２５との接続部分には、気体（空気）のみを通し、それ以外のもの、例えば、液体や硬質粉粒体２１等を捕集するフィルタ２６が介装されている。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。
図１及び図２に示すように、把持本体部１４が樹脂成形品１２に押付けられる前には、真空ポンプ２４の作動が停止させられ、袋体１５内の空気が排出されない。袋体１５内では、隣り合う構造体１６間に空気が存在する。構造体１６と袋体１５の壁部との間にも空気が存在する。さらに、各構造体１６における発泡体１７内の気泡１８にも空気が存在する。そのため、各構造体１６は袋体１５内で移動可能である。各構造体１６の発泡体１７は弾性変形可能である。従って、把持本体部１４は、形状を容易に変え得る。

射出成形装置で成形されて可動型１１に付着して残っている樹脂成形品１２をその可動型１１から取出す際には、図１において矢印で示すように、昇降機構２２が作動されて、支持部材２３が把持本体部１４を伴って下降される。この下降により、図３に示すように把持本体部１４が樹脂成形品１２に接近させられ、その樹脂成形品１２に上方から押付けられる。この押付けにより、袋体１５は樹脂成形品１２の形状に拘らず、その形状に沿って変形する。この際、把持本体部１４は樹脂成形品１２の上面１２ａだけでなく、側面１２ｂにまで回り込んで変形することが、高い把持力を発揮するうえで望ましい。

ここで、袋体１５は弾性材料であるゴムによって形成されていることから、上記のように樹脂成形品１２に押付けられると、その樹脂成形品１２の形状に沿って収縮する。袋体１５の樹脂成形品１２に対する押付け面にシワが入りにくく、その押付け面において袋体１５が樹脂成形品１２に隙間の少ない状態で密着する。

また、把持本体部１４が樹脂成形品１２に押付けられると、各構造体１６の発泡体１７が弾性変形する。樹脂成形品１２に対しては、押付けられた把持本体部１４により、複数の方向から同樹脂成形品１２に向かう力が作用する。把持本体部１４は樹脂成形品１２を把持した形状になる。

このように把持本体部１４が樹脂成形品１２に押付けられた状態で、真空ポンプ２４が作動されて、袋体１５内の空気がフィルタ２６及びパイプ２５を介して吸引及び排出される。この際、袋体１５が気密性を有しているため、内部の空気が袋体１５の壁部を通じて外部に漏れ出にくいし、外部の空気が袋体１５の壁部を通じて内部に流入しにくい。

また、隣り合う構造体１６間の空気や、構造体１６と袋体１５の壁部との間の空気が排出されることで袋体１５が収縮する。また、この際には、各発泡体１７の気泡１８の空気も排出され、気泡１８間の隔壁部１９が、押付けられた樹脂成形品１２側へ収縮して気泡１８が小さくなる。これに対し、発泡体１７内に分散されている硬質粉粒体２１は、硬質であるため、上記空気の排出に拘らず変形しにくい。ただし、発泡体１７が収縮するため、この収縮に伴い硬質粉粒体２１は、押付けられた樹脂成形品１２側へ移動する。その結果、上記のように樹脂成形品１２の形状に沿って変形した把持本体部１４は、収縮した袋体１５内で硬質粉粒体２１が互いに接近し、かつ硬質粉粒体２１間に発泡体１７の隔壁部１９が充填された状態となる。

この状態では、発泡体１７が収縮して硬くなり、弾性変形しにくく、硬質粉粒体２１の動きを規制する。その結果、把持本体部１４は硬い塊となり、樹脂成形品１２を把持した形状を保持する。このときの把持本体部１４の硬度を測定したところ、アスカーＣ硬度で７０°程度であった。

ここで、袋体１５内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体２１が互いに接触したときには、それらの硬質粉粒体２１が非球状をなしていることから、球状をなしている場合よりも滑りにくい。

また、硬質粉粒体２１として樹脂によって形成されたものが用いられていて、その表面粗さが、ガラスによって形成された硬質粉粒体よりも粗い。硬質粉粒体２１の表面粗さが粗くなると、袋体１５内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体２１が互いに接触した場合、それらの硬質粉粒体２１の表面粗さが密であるよりも硬質粉粒体２１間の摩擦が大きくなって、同硬質粉粒体２１が滑りにくい。

そして、昇降機構２２が作動されて、図３において矢印で示すように、支持部材２３が、樹脂成形品１２を把持した把持本体部１４を伴って上昇させられる。この上昇により、樹脂成形品１２が可動型１１から取出される。さらに、図示はしないが、樹脂成形品１２が所定の箇所まで移動させられた後に、真空ポンプ２４が停止されて空気が袋体１５内に流入されると、把持本体部１４の樹脂成形品１２を把持する力が弱まり、把持本体部１４から樹脂成形品１２が放される。

なお、発泡体１７を用いず、硬質粉粒体２１のみを袋体１５に充填する構造も考えられる。しかし、この構造では、袋体１５内の空気が吸引及び排出されて硬質粉粒体２１が互いに接近した後にも、その硬質粉粒体２１は動き得る。把持本体部１４は、本実施形態ほど硬くならず、樹脂成形品１２に押付けられた形状を保持する力が弱い。そのため、樹脂成形品１２を充分強い力で把持することが難しい。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）気密性を有する袋体１５内に複数の構造体１６を収容することにより把持本体部１４を構成する。各構造体１６を、弾性を有する発泡体１７内に硬質粉粒体２１を分散させることにより構成している（図１）。

そのため、樹脂成形品１２（物品）の種類が変わって、把持対象物の形状や大きさが変わっても、部品交換をせずに、その樹脂成形品１２を適切に把持することができる。本実施形態の取出し装置１３（物品把持具）によって複数種類の樹脂成形品１２を取出すことができる。樹脂成形品１２毎に専用の取出し装置１３を用意しなくてもすみ、樹脂成形品１２の取出しのための設備に要する費用を削減することができる。また、取出す対象となる樹脂成形品１２の種類が変わる毎に、取出し装置１３を交換しなくてもすみ、その交換のための作業を削減することができる。

（２）硬質粉粒体２１として、非球状（円柱状）をなすものを用いている（図１、図２）。
そのため、袋体１５内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体２１が互いに接触した場合に、硬質粉粒体２１を滑りにくくし、把持本体部１４が樹脂成形品１２を把持した形状を一層良好に保持することができる。

（３）硬質粉粒体２１として、樹脂によって形成されたものを用いている（図２）。
そのため、硬質粉粒体２１がガラスによって形成された場合よりも硬質粉粒体２１の表面粗さを粗くすることができる。袋体１５内の空気が吸引及び排出されて、硬質粉粒体２１が互いに接触した場合に、硬質粉粒体２１を滑りにくくし、把持本体部１４が樹脂成形品１２を把持した形状を一層良好に保持することができる。

（４）発泡体１７をウレタンによって形成している。
そのため、弾性を有していて軟質である発泡体１７を容易に形成することができる。
（５）袋体１５を弾性材料によって形成している（図１）。

そのため、袋体１５を樹脂成形品１２に押付けたときに、両者を隙間の少ない状態で密着させることができ、樹脂成形品１２を良好に把持することができる。
なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。

・把持本体部１４は、袋体１５内に複数種類の構造体１６が収容されたものであってもよい。この場合の種類には、発泡体１７の形状や大きさの異なるものが含まれるほか、硬質粉粒体２１の形状や大きさの異なるものが含まれる。

・袋体１５は空気を通さず（気密性を有し）、かつ変形し得る袋状をなすものであればよく、必ずしも弾性材料（ゴム等）によって形成されなくてもよい。ただし、袋体１５が弾性の低い材料によって形成された場合には、弾性材料によって形成されたものよりも、空気が吸引及び排出されたときにシワが入るおそれがある。しかし、このシワが、樹脂成形品１２との接触面とは異なる箇所に入るようにすればよい。この場合には、シワは、樹脂成形品１２を把持する力に影響せず、特に問題にはならない。

・袋体１５の樹脂成形品１２と接触する箇所に、真空ポンプ２４による空気の吸引及び排出に影響を及ぼさない程度の微少な孔があけられてもよく、このようにすると袋体１５を樹脂成形品１２に吸着させ、取出し装置１３の把持力を増大させることが可能である。

・構造体１６は、発泡体１７内に、形状や大きさの異なる複数種類の硬質粉粒体２１を分散させることにより形成されてもよい。
・構造体１６は、発泡体１７内に、粒状の硬質粉粒体２１と、粉状の硬質粉粒体とを混合させた状態で分散させることにより形成されてもよい。

・発泡体１７は、略立方体状とは異なる形状に形成されてもよい。
・硬質粉粒体２１は、樹脂によって形成される場合、中実に形成されてもよい。また、硬質粉粒体２１は、硬質の発泡体に形成されてもよい。

・硬質粉粒体２１としては、樹脂からなるもののほか、ガラスによって形成されたものが用いられてもよい。
・硬質粉粒体２１としては、粒状に代えて粉状に形成されたものが用いられてもよい。

・硬質粉粒体２１の形状に制限は特にないが、硬質粉粒体２１が互いに接触した場合に滑りにくくする観点からは、非球状であることが好ましい。非球状の例としては、上記実施形態のような円柱状が代表的であるが、立方体状やそれ以外の多角体状であってもよい。

・上記物品把持具は、樹脂成形品１２の取出し装置１３に限らず、物品を把持する把持具として具体化されてもよい。

１１…可動型（金型）、１２…樹脂成形品（物品）、１３…取出し装置（物品把持具）、１４…把持本体部、１５…袋体、１６…構造体、１７…発泡体、２１…硬質粉粒体。

Claims (6)

1. 気密性を有する袋体内に複数の構造体を収容することにより構成された把持本体部を備え、
   前記把持本体部が把持の対象となる物品に押付けられた状態で、前記袋体内の空気が吸引及び排出されることにより、前記把持本体部により前記物品が把持される物品把持具であり、
   各構造体は、弾性を有する発泡体内に硬質粉粒体を分散させることにより形成されている物品把持具。
2. 前記硬質粉粒体は非球状をなしている請求項１に記載の物品把持具。
3. 前記硬質粉粒体は樹脂により形成されている請求項１又は２に記載の物品把持具。
4. 前記発泡体はウレタンにより形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品把持具。
5. 前記袋体は弾性材料により形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品把持具。
6. 前記物品は、金型で成形された樹脂成形品であり、
   前記把持本体部は、前記金型から前記樹脂成形品を取出す際に同樹脂成形品に押付けられて、前記袋体内の空気を吸引及び排出されるものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の物品把持具。