(57)【要約】【課題】従来よりも少ないエネルギーで離型することができるロボットハンドを提供する。【解決手段】成型物３を離型するロボットハンド２９であって、成型物３の厚さ方向と直交する方向に成型物３を振動させる超音波振動子７を設け、成型物３の厚さ方向に保持力を発生させて成型物３を保持する保持部材２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型物を離型するロボットハンドであって、
前記成型物の厚さ方向と直交する方向に前記成型物を振動させる超音波振動子または前記成型物の厚さ方向と直交する方向に衝撃を与えるインパクトハンマを設け、
前記成型物の厚さ方向に保持力を発生させて前記成型物を保持する保持部材を設けた、
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記保持部材は、前記成型物の厚さ方向に移動可能である、
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロボットハンドであって、
前記保持部材は、吸盤である、
ことを特徴とするロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに係り、たとえば、上型と下型とを用いて成型された成型物を下型から離すロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型でガラスレンズを成型し、この成型後に振動子を用いてガラスレンズを型から離す離型方法が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４８８０４号公報
【特許文献２】特開２００７−３２００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の離型方法では、金型を振動子で振動させているので、多くのエネルギーが必要になる。すなわち、金型の質量や剛性が、この金型で成型されるガラスレンズの質量や剛性に比べて相当に大きいので、金型からのガラスレンズの離型が可能なまで金型を振動させるには、大きなエネルギーが必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、型を用いて成型された成型物を型から分離するロボットハンドにおいて、従来よりも少ないエネルギーで離型することができるロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、成型物を離型するロボットハンドであって、前記成型物の厚さ方向と直交する方向に前記成型物を振動させる超音波振動子または前記成型物の厚さ方向と直交する方向に衝撃を与えるインパクトハンマを設け、前記成型物の厚さ方向に保持力を発生させて前記成型物を保持する保持部材を設けたロボットハンドである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットハンドであって、前記保持部材は、前記成型物の厚さ方向に移動可能であるロボットハンドである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のロボットハンドであって、前記保持部材は、吸盤であるロボットハンドである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来よりも少ないエネルギーで離型をすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る離型方法で、下型から離型されたレンズ集合体の概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図２】上型と下型とを用いたレンズ集合体の成型方法の概要を示す図である。
【図３】超音波振動子と真空吸着用の吸盤とを用いた、レンズ集合体の下型からの離型方法の概要を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＩ矢視図である。
【図４】レンズ集合体の下型からの離型方法の概要を示す図であり、（ａ）は楔を用いた場合を示しており、（ｂ）は圧縮空気を用いた場合を示している。
【図５】基板に形成された成型物の離型方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る離型方法は、金型もしくはガラス等の型１用いて、成型材料を硬化して成型された成型物３（図２参照）を型１から分離する（離型する）方法である。これにより図１に示す単独の成型物３を得ることができる。
【００１２】
成型物３は、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等の樹脂もしくはガラスで構成されている。また、この実施形態では、成型物３として、レンズ集合体を例に掲げて説明する。
【００１３】
ここで、レンズ集合体３について詳しく説明する。レンズ集合体３は、図１等で示すように、平板状に形成されており、厚さ方向の面に複数の凸部（たとえば球冠状もしくはこぶ状の凸部）５が並んで形成されている。
【００１４】
レンズ集合体３は可視光線等の所定の波長の電磁波を透過するようになっている。また、レンズ集合体３は、各凸部５毎に切り離されて、たとえば、携帯電話のカメラのレンズとして使用される。
【００１５】
各凸部５は、レンズ集合体３の厚さ方向のたとえば両面に形成されている。すなわち、図１（ｂ）、図２（ｂ）、（ｃ）で示すように、レンズ集合体３下側には各凸部５Ｂが形成されており、レンズ集合体３上側には各凸部５Ａが形成されている。
【００１６】
レンズ集合体３をこの厚さ方向から見ると、図１（ａ）で示すように、各凸部５は、所定の間隔をあけて並んでおり、レンズ集合体３に設けられている各凸部５Ａの中心位置のそれぞれと、レンズ集合体３に設けられている各凸部５Ｂの中心位置のそれぞれとが、お互いに一致している。そして、これらの各凸部５の部分が凸レンズとして作用するようになっている。
【００１７】
さらに、レンズ集合体３は、各凸部５が存在しないとすると、たとえば円形の平板状（円板状）に形成されている。円板の直径は、４インチ〜８インチ程度である。また、図１等では、説明の便宜のために凸部５が１９個だけ描かれているが、実際には、凸部５は、数百個〜数千個存在している。
【００１８】
次に、離型方法について説明する。レンズ集合体３の型１からの離型は、次の（１）〜（４）で示すことの少なくともいずれかを行うことによってなされる。
【００１９】
（１）レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）に超音波振動子７の超音波振動しているホーン９を直接当接して、レンズ集合体３の外周の一部を型１から僅かに剥離すること（図３（ａ）参照）。
【００２０】
（２）レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）をインパクトハンマで直接打撃してレンズ集合体３の外周の一部を型１から僅かに剥離すること（図示せず）。
【００２１】
（３）レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）に、ノズル１１から噴出している圧縮空気を吹きつけること（圧縮空気を吹き付け吹き込んでレンズ集合体３の外周の一部を型１から僅かに剥離すること；図４（ｂ）参照）。
【００２２】
（４）レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）に、楔１３を入れ込むこと（楔１３を入れ込んでレンズ集合体３の外周の一部を型１から僅かに剥離すること；図４（ａ）参照）。
【００２３】
上記（１）〜（４）のいずれかによってレンズ集合体３の一部を僅かに剥がした後、詳しくは後述するが、真空吸着等によって保持したレンズ集合体３を型１から離す方向に移動することで、僅かに離型した部分を次第に広げて、型１からレンズ集合体３が分離される（離型される）。
【００２４】
なお、超音波振動子７、インパクトハンマ、圧縮空気、楔１３を用いて、レンズ集合体３を型１から完全に離すようにしてもよい。たとえば、超音波振動子７のホーン９をレンズ集合体３に当接させ、レンズ集合体３全体をごく僅かに振動させることで、レンズ集合体３の全体を型１から離すようにしてもよい。
【００２５】
離型方法について例を掲げてより詳しく説明する。
【００２６】
型１は、上型１Ａと下型１Ｂとを備えて構成されている。そして、上型１Ａと下型１Ｂとを用いてレンズ集合体３が成型される。
【００２７】
ここで、上型１Ａと下型１Ｂとを用いたレンズ集合体３の成型について説明する。
【００２８】
上型１Ａは、たとえば円形状で平板状に形成されており、図２（ａ）で示すように、下面にレンズ集合体３の各凸部５Ａを成型するために複数の凹部１５が形成されている。下型１Ｂも、たとえば円形状で平板状に形成されており、図２（ａ）で示すように、上面にレンズ集合体３の各凸部５Ｂを成型するために複数の凹部１７が形成されている。
【００２９】
まず、上型１Ａが下型１Ｂから離れて下型１Ｂの上方に存在し、下型１Ｂの上面と上型１Ａの下面とがお互いに平行になって対向し、各凹部１５のそれぞれと、各凹部１７のそれぞれとの位置が、各型１Ａ，１Ｂの厚さ方向から見たときにお互いに一致するようにしておく。
【００３０】
このようにして、上型１Ａの下面と下型１Ｂの上面とがお互いに対向している状態で、下型１Ｂの上面の中央部に、硬化前の紫外線硬化樹脂（成型材料）１９を供給する（図２（ａ）参照）。
【００３１】
続いて、上型１Ａの下面と下型１Ｂの上面との間に所定の僅かな間隔が開いている程度にまで、上型１Ａを下型１Ｂに相対的に近づけると、硬化前の紫外線硬化樹脂１９が広がり、各凹部１５，１７に入り込む（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
硬化前の紫外線硬化樹脂１９が各凹部１５，１７に入り込んだ状態で、紫外線硬化樹脂１９に紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂１９を硬化する。この硬化によってレンズ集合体３が成型される。
【００３３】
なお、紫外線硬化樹脂１９でレンズ集合体３を生成する場合、下型１Ｂ、上型１Ａの少なくともいずれかが、紫外線を透過する材料で構成されているものとする。一方、熱硬化樹脂でレンズ集合体３を生成する場合、下型１Ｂと上型１Ａは金属で構成されており、熱硬化樹脂を加熱するためのヒータが型１に設けられているものとする。
【００３４】
上述したようにして、レンズ集合体３を成型した後、下型１Ｂにレンズ集合体３が残るように上型１Ａを下型１Ｂとレンズ集合体３とから離す（図２（ｃ）参照）。
【００３５】
上型１Ａを下型１Ｂとレンズ集合体３とから離した後、下型１Ｂとレンズ集合体３との密着面２１に主としてせん断力が発生するように、レンズ集合体３のみに超音波振動子７の超音波振動しているホーン９を直接当接して（図３参照）、下型１Ｂからレンズ集合体３を分離する。
【００３６】
さらに詳しく説明すると、上型１Ａと下型１Ｂとを用いてレンズ集合体３を成型し終えた状態では、下型１Ｂの平面状の上面（レンズ集合体３の各凸部５Ｂを成型するための複数の凹部１７が形成されている下型１Ａの上面）に、レンズ集合体３の厚さ方向の一方の面が密着している。また、上型１Ａの平面状の下面（平面にレンズ集合体３の各凸部５Ａを成型するための複数の凹部１５が形成されている上型１Ａの下面）に、レンズ集合体３の厚さ方向の他方が面に密着している。
【００３７】
ここで、レンズ集合体３を成型し終え、下型１Ａから上型１Ｂを離したときに、下型１Ｂにレンズ集合体３がくっついている理由について説明する。
【００３８】
レンズ集合体３の厚さ方向の一方の面に設けられている各凸部５Ｂの形態と、レンズ集合体３の厚さ方向の他方の面に設けられている各凸部５Ａの形態とは、お互いが異なっている。これにより、レンズ集合体３の成型後に上型１Ａを下型１Ｂから離したとき、スパイク効果で、レンズ集合体３が下型１Ｂにくっついたまま残るようになっている。
【００３９】
たとえば、レンズ集合体３の厚さ方向の一方の面の各凸部５Ｂの曲率半径が、レンズ集合体３の厚さ方向の他方の面の各凸部５Ａの曲率半径よりも小さく、しかも、レンズ集合体３の厚さ方向の一方の面が下型１Ｂに密着し、レンズ集合体３の厚さ方向の他方の面が上型１Ａに密着して、成型がなされたとする。この成型後、下型１Ｂから上型１Ａを離そうとすると、レンズ集合体３が上型１Ａよりも下型１Ｂのほうに強くくっついているので、レンズ集合体３が下型１Ｂに残るのである。
【００４０】
また、たとえば、各凸部５Ａのまわりに形成されているレンズ枠（図示せず）の形態と、各凸部５Ｂのまわりに形成されているレンズ枠（図示せず）の形態とが異なっていることにより、スパイク効果で、レンズ集合体３が下型１Ｂにくっついたまま残るようになっている。なお、レンズ枠は、凸部５が内側に存在するたとえば環状の凸部で形成されている。
【００４１】
超音波振動子７の超音波振動しているホーン９は、レンズ集合体３の外周の一部に当接し、レンズ集合体３をこの厚さ方向と直交する１つの方向（図３の左右方向）に振動させる。
【００４２】
超音波振動子７の超音波振動しているホーン９は、この長手方向に振動している。図３で示すように、ホーン９の長手方向の一方の端部（基端部）は、超音波振動子７の本体部２３に一体的に設けられている。ホーン９の長手方向の他端部側（先端部側）は、超音波振動子７の本体部２３から離れる方向に延伸している。そして、ホーン９は、主にこの長手方向で振動するようになっている。
【００４３】
そして、ホーン９の長手方向が平板状のレンズ集合体３の厚さ方向と直交し、かつ、ホーン９の長手方向の中心軸の延長線上に平板状のレンズ集合体３の中心が存在するようにし、かつ、ホーン９と下型１Ｂとが接触しないようにして（離れている状態で）、振動しているホーン９の先端部を平板状のレンズ集合体３の側面に当接させる（図３参照）。
【００４４】
これによって、下型１Ｂにくっついているレンズ集合体３が下型１Ｂに対して振動し（極めて短い周期で極めて短い往復移動をし）、密着面２１の少なくとも一部に繰り返しのせん断力が発生するようになっている。
【００４５】
なお、下型１Ｂの質量がレンズ集合体３の質量に対して十分に大きいときには、レンズ集合体３が下型１Ｂに対して十分に振動するが、下型１Ｂの質量がレンズ集合体３の質量に対して十分に大きくないときには（下型１Ｂの質量が小さい場合には）、下型１Ｂがレンズ集合体３といっしょに振動してしまうことを防止するために、下型１Ｂを質量の大きい下型設置体（図示せず）に固定しておくことが望ましい。
【００４６】
図３で示す態様では、超音波振動子７を用いたレンズ集合体３の下型１Ｂからの分離によって、レンズ集合体３の外周の一部（図３（ａ）で示す部位２５）が下型１Ｂから僅かに剥離している。なお、部位２５は、レンズ集合体３の凸部５には到達していないレンズ集合体３の周辺部位の一部である。
【００４７】
この剥離をした後に、剥離部分２５を次第に広げて、レンズ集合体３の全体を下型１Ｂから離している。
【００４８】
すなわち、まず、超音波振動子７を当接させた部位の近傍の部位（図３（ａ）で示す部位２５）のみが、下型１Ｂから離れる。続いて、レンズ集合体３の上面（上型１Ａの下面に接触した面）であって、超音波振動子７を当接させた部位の近傍の部位（凸部５Ａが形成されていないレンズ集合体３の周辺部）のみを、保持部材（突出位置ＰＳ３に位置しているたとえば真空吸着用の吸盤２７Ａ）で保持し、保持部材２７Ａを上昇させる（下型１Ｂの上面に直交する方向であって下型から離れる方向に移動する；図３（ｂ）の上方に移動する）。これにより、剥離部分が次第に広がって、レンズ集合体３の全体が下型１Ｂから離れる。なお、この場合において、下型１Ｂの重量が十分大きくない場合は、上述したように、下型１Ａを下型設置体に固定しておくものとする。
【００４９】
この後、保持部材２７Ａを、一旦、保持した位置ＰＳ３まで下降して、レンズ集合体３が下型１Ｂに接触している状態（分離前のように接触してはいるが、成型直後のように下型１Ｂにくっついてはおらず、力をほとんど加えることなく、レンズ集合体３を下型１Ｂから分離することができる状態）にする。
【００５０】
なお、保持部材２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃのそれぞれは、たとえば、ロボットハンド２９に設けられている。そして、図示しないエアーシリンダ等のアクチュエータによって、図３（ｂ）に破線で示した収容位置ＰＳ１と突出位置ＰＳ３との間を移動自在になっている。また、超音波振動子７も、ロボットハンド２９に設けられている。
【００５１】
続いて、他の保持部材（突出位置ＰＳ３に位置している保持部材）２７Ｂ，２７Ｃと保持部材２７Ａとで、レンズ集合体３を保持する。このとき保持する箇所は、凸部５Ａが形成されていないレンズ集合体３の周辺部であって、レンズ集合体３円周を等配する箇所であることが望ましい。
【００５２】
続いて、各ロボットハンド２９を移動して各保持部材２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを同時に上昇させることによって、レンズ集合体３を下型１Ｂから離す。そして、レンズ集合体３をそのまま、たとえば製品ストッカー（図示せず）まで搬送する。
【００５３】
なお、上述したように、超音波振動子７でレンズ集合体３を僅かに振動させることで、レンズ集合体３の全体を下型１Ｂから離すようになっている場合には、レンズ集合体３の全体を下型１Ｂから離した後、保持部材２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃでレンズ集合体３を保持し、この保持した状態で保持部材２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを上昇し、レンズ集合体３を下型１Ｂから離せばよい。
【００５４】
ところで、上記説明では、超音波振動子７を用いて離型をしているが、上述したように、レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）をインパクトハンマで打撃してレンズ集合体の外周の一部（たとえば、図３（ａ）で示す部位２５）を下型１Ｂから僅かに剥離してもよい。
【００５５】
インパクトハンマによる打撃は、超音波振動子７の場合と同様にして、インパクトハンマによる打撃力の方向が平板状のレンズ集合体３の厚さ方向と直交し、かつ、インパクトハンマによる打撃力の延長線上に平板状のレンズ集合体３の中心が存在し、かつ、インパクトハンマと下型１Ｂとが接触しないようにしてなされる。
【００５６】
また、図４（ｂ）で示すように、レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）に圧縮空気を吹きつけて（圧縮空気を吹き込んで）、レンズ集合体３の外周の一部（たとえば、図３（ａ）で示す部位２５）を下型１Ｂから僅かに剥離してもよい。
【００５７】
また、図４（ａ）で示すように、レンズ集合体３の端部（レンズ集合体３の外周の一部）に楔１３を入れ込んで、レンズ集合体３の外周の一部を下型１Ｂから僅かに剥離することによって、レンズ集合体３の外周の一部（たとえば、図３（ａ）で示す部位２５）を下型１Ｂから僅かに剥離してもよい。
【００５８】
この剥離をした後に、図３で示したように、また、超音波振動子７の場合と同様にして、吸盤２７Ａを用いて、剥離部分を次第に広げ、レンズ集合体３を下型１Ｂから離してもよい。
【００５９】
なお、図４（ａ）に示す場合において、楔１３が音波振動するようになっていてもよい（楔１３が超音波振動子のホーンになっていてもよい）。
【００６０】
レンズ集合体３の離型方法によれば、超音波振動子７をレンズ集合体３に直接当接させるので、下型１Ｂはほとんど振動せずレンズ集合体３が主に振動する。これにより、従来よりも少ないエネルギーでレンズ集合体３を下型１Ｂから容易に剥がすことができる。
【００６１】
なお、超音波振動子７が直接当接したレンズ集合体３の部位（当接部位）は、カメラレンズ等の製品の機能部分として使用される部位ではないので、当接部位に若干の傷がついてしまったとしても、特に問題は発生しない。
【００６２】
また、レンズ集合体３の離型方法によれば、下型１Ｂとレンズ集合体３との密着面２１に主としてせん断力が発生するように、レンズ集合体３に超音波振動子７を直接当接するので、一層少ないエネルギーでレンズ集合体３を下型１Ｂから容易に剥がすことができる。
【００６３】
また、レンズ集合体３の離型方法によれば、超音波振動子７によって、レンズ集合体３の外周の一部２５を下型１Ｂから僅かに剥離させ、この剥離をさせた後に、剥離部分２５を次第に広げて、レンズ集合体３を下型１Ｂから離すので、レンズ集合体３に大きな振動エネルギーを加えないで、レンズ集合体３を下型１Ｂから分離することができ、レンズ集合体３（特に凸部５）が超音波振動によって下型１Ｂで傷付くことを防止できる。
【００６４】
ところで、上述した離型方法を、図５で示すように、基板３１（成型物３５）を型３３から分離する場合に適用してもよい。
【００６５】
すなわち、薄い平板状の基板（金属もしくはガラス等の材料で構成されている基板）３１の厚さ方向の一方の面（上面）に、薄く膜状に設けられている成型材料（紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂等の材料で構成されている成型材料）３５を、型３３を用いて成型し、この成型後に型３３から成型された成型物３５を分離する場合に適用してもよい。なお、型３３には、型１の場合と同様にして、複数の凹部３７が設けられているものとする。
【００６６】
成型物３５の成型前は、図５（ａ）で示すように、上面に成型物３５が設けられている基板３１の下面が基板保持体３９の上面に接して、たとえば真空吸着によって、基板３１が基板保持体３９に一体的に設けられている。また、型３３は、基板３１や成型物３５の上方で基板３１や成型物３５から離れている。
【００６７】
続いて、型３３の下面が成型物３５に接触し型３３の凹部３７に成型物３５が入り込むように、型３３を下降し、成型物３５を硬化させる。この硬化後の真空吸着を停止し、型３３を上昇させると、図５（ｂ）で示すように、型３３に成型物３５と基板３１とがくっついた状態で、基板保持体３９から基板３１等が離れる。
【００６８】
そして、上述した離型方法を用いて、成型物３５と基板３１とを（特に硬化した成型物３５を）、型３３から離す。なお、超音波振動子７等を用いて成型物３５と基板３１とを型３３から離す場合、超音波振動子のホーンを成型物３５に当接させるのであるが、超音波振動子のホーンを成型物３５と基板３１とに当接させてもよい。
【００６９】
なお、上記説明では、レンズ集合体３には、多数の凸部５が形成されているが、凸部５の数が数個から数十個であってもよいし、レンズ集合体３に代えて１つのレンズを成型して離型するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記説明では、レンズ集合体３の周辺部の１箇所にのみ、超音波振動子７等を当接させているが、レンズ集合体３の周辺部の複数箇所（お互いが離れている複数箇所；たとえば、レンズ集合体３の円形状の外周を等分配する複数箇所）に超音波振動子７等を当接させて、離型をするようにしてもよい。レンズ集合体３の周辺部の複数箇所に超音波振動子７等を当接させる場合、各超音波振動子７等を同時に当接させてもよいし、時間をずらして当接させてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１  型
１Ａ  上型
１Ｂ  下型
３  レンズ集合体（成型物）
５，５Ａ，５Ｂ  凸部
７  超音波振動子
９  ホーン
１３  楔
２１  密着面
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ  吸盤（保持部材）
２９  ロボットハンド
３１  基板
３３  型
３５  成型物
【図１】
2015110272.tif 000003
【図２】
2015110272.tif 000004
【図３】
2015110272.tif 000005
【図４】
2015110272.tif 000006
【図５】
2015110272.tif 000007