(57)【要約】【課題】アームがリンク機構によってスイングする取出機であって、金型から取り出した成形品とスプール等を射出成形機の両則に振り分けて払い出す成形品取出機が望まれる。【解決手段】支柱１の上部でスイングするアーム４１と、アーム４１と共にスイングする角度調整板３１と、支柱１基部に取り付けられた流体シリンダ２１とを備え、流体シリンダ２１のピストンロッド２３の先端の固定用金具２４と角度調整板３１を連結することによってリンクを構成する成形品取出機は、さらに、その流体シリンダ２１を、ピストンロッド２３が最長位置、中間位置、及び最短位置の３位置に伸縮する流体シリンダに構成して、ピストンロッド２３が流体シリンダ２１の中間位置に位置するときにアーム４１が略鉛直に下垂した中間の基準位置に位置する状態で角度調整板３１と固定用金具２４とが連結されるように構成する。【選択図】図５
2004114484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の型締装置に取り付けられる支柱と、前記支柱の上部に回転自在に軸支された回転軸の回りでスイングすると共に伸縮するアームと、前記アーム先端に取り付けられ、型開きされた金型の成形品又はスプール等を把持する把持装置と、前記回転軸と一体に同軸にスイングする角度調整板と、前記支柱にその基部を回転可能に取り付けられた流体シリンダと、前記流体シリンダのピストンロッドの先端に取り付けられて前記流体シリンダを前記角度調整板に連結する固定用金具とを備えて、前記固定用金具と前記角度調整板との連結位置を調整することによって前記アームのスイング角度を調整した状態で前記アームを射出成形機の側方にスイングする成形品取出機において、
前記流体シリンダが前記ピストンロッドの先端を最長位置、中間位置、及び最短位置の３位置に伸縮する流体シリンダによって構成され、
前記ピストンロッドの先端が前記流体シリンダの中間位置に位置するときに前記アームが略鉛直に下垂した中間の基準位置に位置するように前記角度調整板と前記固定用金具とが連結されることによって、前記ピストンロッドの先端が前記最長位置及び前記最短位置のいずれの位置にも伸縮して、前記アームが前記中間の基準位置から相反するいずれの側方位置にもスイングすることを特徴とする成形品取出機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の型締装置に取り付けられた金型から成形品及びスプール等を取り出して射出成形機の側方位置に払い出す成形品取出機に関する。特に、アームの先端に設けられた把持装置で成形品及びスプール等を把持し、流体シリンダと角度調整板とから成るリンク機構により直線運動を回転運動に変換してアームを所定の回転運動軌跡に沿って旋回させて、射出成形機の両側の所望の位置に成形品及びスプール等を払い出す、いわゆる回転式の成形品取出機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機に隣接して、あるいは射出成形機の型締装置上に設けられて、射出成形された成形品を金型から取り出して射出成形機側方の所望の位置に払い出す成形品取出機は、近年の射出成形工程の合理化の発展にともなって、成形品の回収工程における無人化の一助として欠くことのできない周辺機器となっている。
最近では、単に成形品を取り出すためだけではなく、成形品とスプール、ランナ等との分別回収、成形品の所定位置への収納、更には成形品の取り出し時の特殊な姿勢制御などの機能を担う成形品取出機が開発されている。
【０００３】
成形品取出機は、基本的に、アームと、アームの先端部分に設けられた把持装置とを備えており、成形品及び／又はスプールやランナ等を把持装置で把持して金型から取り出して、アームで射出成形機の機外に移動して取り出すように構成されている。このような成形品取出機として、近年、３軸以上の直交制御軸を有して各軸をサーボモータで駆動制御することによりアームを移動させるロボットタイプの成形品取出機が開発されている。しかしながら、ロボットタイプの成形品取出機は、全体の構成が複雑であり、高い制御能力を有する制御装置を必要として、成形品の取り出しの際に高い位置決め精度や複雑な動作を要求しない場合に割高である。
【０００４】
一方、以前から、単純な直線運動や回転運動を組み合わせた、あらかじめ規定された運動軌跡の範囲でアームを動作させるタイプの成形品取出機が知られており、このようなタイプの成形品取出機には、アームを所定の直線運動軌跡に沿って往復移動させて金型から成形品等を取り出し、アームをリンク機構を用いて所定の回転運動軌跡で旋回させて成形品等を成形機の側方に取り出す回転式の成形品取出機がある。このような成形品取出機は、その構成が比較的簡単であり、高度な制御装置を必要としないので、ロボットタイプの成形品取出機に比べて安価である。そのため、ロボットタイプの成形品取出機のような高機能で高精度の成形品取出機が開発されているにもかかわらず、このようなリンク機構を用いた回転式の成形品取出機の需要は依然として高い。
【０００５】
この種の回転式の成形品取出機の多くは、特に、流体シリンダの往復運動を回転運動に変換するリンク機構によりアームをスイングさせる構成を有してその構成を簡略化すると共にその制御を簡略化しながら、その他の機能を付加して実現している（例えば、特許文献１ないし特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−０５７６３９号公報（請求項１、第１図）
【特許文献２】
特開平６−２６２６５３号号公報（請求項１、第１図）
【特許文献３】
特開平９−１７４２２１号公報（請求項１、第２図）
【特許文献４】
特開平１０−１４６７９０号公報（請求項１、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回転式の成形品取出機は、取り出した成形品を射出成形機の前面又は後背面のいずれかの所定の位置にのみ払い出す、言い換えれば、取出機の支柱を中心に片側の一方向のみにアームをスイングさせる構成である。それで、例えば、成形品とスプール等とを射出成形機の前面と後背面とに振り分けて払い出して、成形品と成形品以外の物品を射出成形機の前面と後背面とに分別して回収する作業を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて、従来の回転式の成形品取出機の簡単な構成を複雑にすることなく、支柱を挟んで両側にアームをスイングさせて、金型から取り出した成形品とスプールなどの２種類の物品を異なる払出し位置に振り分けて払い出すことができる回転式の成形品取出機を提供することを目的とする。その他の本発明によって得られる具体的な利点は、実施の形態の説明において詳細に記述される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の成形品取出機は、射出成形機の型締装置に取り付けられる支柱（１）と、前記支柱の上部に回転自在に軸支された回転軸（４４）の回りでスイングすると共に伸縮するアーム（４１）と、前記アーム先端に取り付けられ、型開きされた金型の成形品又はスプール等を把持する把持装置（４２）と、前記回転軸と一体に同軸にスイングする角度調整板（３１）と、前記支柱にその基部が回転可能に取り付けられた流体シリンダ（２１）と、前記流体シリンダのピストンロッド（２３）の先端に取り付けられて前記流体シリンダを前記角度調整板に連結する固定用金具（２４）とを備えて、前記固定用金具と前記角度調整板との連結位置を調整することによって前記アームのスイング角度を調整した状態で前記アームを射出成形機の側方にスイングする成形品取出機において、
前記流体シリンダが前記ピストンロッドの先端を最長位置、中間位置、及び最短位置の３位置に伸縮する流体シリンダによって構成され、
前記ピストンロッドの先端が前記流体シリンダの中間位置に位置するときに前記アームが略鉛直に下垂した中間の基準位置に位置するように前記角度調整板と前記固定用金具とが連結されることによって、前記ピストンロッドの先端が前記最長位置及び前記最短位置のいずれの位置にも伸縮して、前記アームが前記中間の基準位置から相反するいずれの側方位置にもスイングすることを特徴とする。
なお、上記説明において、本発明の構成が便宜上添付された図面中の符号を用いて表現されているが、これをもって発明を実施の形態に限定するものではない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の成形品取出機の右側面を示す側面図、図２は、本発明の成形品取出機の正面を示す正面図、図３は、本発明の成形品取出機の後背面を示す背面図である。また、図４は本発明の成形品取出機の駆動装置の流体回路を示すブロック図である。
【００１１】
本発明の成形品取出機は、主に、支柱１と、駆動装置２と、駆動装置２で与えられる直線運動を回転運動に変換するリンク機構３と、リンク機構３によって与えられた回転運動でスイングするアーム４１を含むアーム装置４とで構成される。支柱１は、通常、射出成形機の型締装置の固定プラテン上に取り付けられ、図２の正面が可動プラテン側に正対するように固定される。
【００１２】
駆動装置２は、流体シリンダ２１と、そのシリンダ２１から伸び出て伸縮するピストンロッド２３と、ピストンロッド２３の先端に固定される固定用金具２４とを含む。そして、本発明では、流体シリンダ２１がそのピストンロッド２３を最長位置、中間位置、及び最短位置の３位置に段階的に伸縮するシリンダに構成される。具体的には、流体シリンダ２１は、従来公知の２段ストローク式シリンダ、あるいはテレスコピック式シリンダのいずれかによって構成される。図示の実施例では、このシリンダ２１が前者の２段ストロークシリンダによって構成されている。それで、以下このシリンダについて説明がなされる。この２段ストローク式の流体シリンダ２１は、ピストンロッド２３に対して同軸に移動するもう１つの副ピストンロッド２２と、これらのピストンロッドの移動ストロークをそれぞれ規定する仕切りブッシュ２１ａとをシリンダ内に内蔵する。そして、この流体シリンダ２１は、それぞれのピストンロッド２２、２３のピストンの前後に２つ、全部で４つの流体作動室を有するとともにこれにそれぞれ連通する４つのポートを有する。これらのポートは、ロッド側から順にＰ４、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１となり、特にＰ２ポートを除いて配管がなされる。そして、配管された３ポートに選択的に高圧流体を供給してピストンロッド２３を適宜移動させる。この移動動作についてはアーム４１の動作と共に後に説明される。このような流体シリンダ２１は、いわゆるヘッドトラニオン、あるいはクレビスと称される取り付け方式で支柱１に設けられたベース１１に回動自在に取り付けられる。図示例では、流体シリンダ２１がクレビス方式であり、ボルトとナットから成る固定部材２５によって取り付けられる。
【００１３】
リンク機構３は、支柱１の上部に回転自在に軸支された回転軸４４と、回転軸４４に一体に固定された角度調整板３１と、角度調整板３１に連結される流体シリンダ２１を含む駆動装置２とから成り、駆動装置２によるピストンロッド２３の往復運動を回転軸４４の回転運動に変換する。角度調整板３１には角度調整長孔３１ａが形成され、これにピストンロッド２３先端の固定金具２４が連結されることによってリンク機構３が構成される。より詳しくは、角度調整板３１と固定金具２４がボルトとナットから成るロック部材３２によって固定されるとともに図示省略されたボルトとともに組み込まれた回転軸受を介して連結されて、両者が相対的に回転可能に固定される。更に、本発明では、角度調整板３１が左右いずれか一方の側方に張り出すような姿勢に成るように構成され、角度調整長孔３１ａも同様に側方に位置するように形状される。これらについては後に説明される。
【００１４】
アーム装置４は、回転軸４４回りにスイングするとともに長手方向に伸縮するアーム４１と、アーム４１の先端に設けられ成形品を把持する把持装置４２と、アーム４１が回転軸４４の軸線方向にスライドすることを可能にするとともに回転軸４４と略同軸に一体に連結される案内レール４５と、アーム４１を案内レール４５に沿って回転軸４４の軸線方向にスライドさせる図示しないスライド駆動装置と、を含んで成る。それで、アーム４１が案内レール４５に沿って移動し、回転軸４４回りにスイングすると共に更に伸縮するので、把持装置４２は金型に対して円筒座標系で認識される３次元座標上で移動する。特に、アーム４１と把持装置４２は、図面では省略されているが２式用意され、これらが案内レール４５上にお互いに平行に取り付けられる。そして、それぞれの把持装置４２が成形品かスプールのいずれかをそれぞれ独立に把持し又は放出するように、それぞれの把持装置４２が独立に開閉し、それぞれのアーム４１が案内レール４５上で独立に移動し、独立に伸縮するように構成される。更にまた、高機能なアーム装置４は、把持装置４２をアーム４１の軸回りに回動させる回転装置４３をも備えて、把持装置４２の金型に対する姿勢を変えることもできる。実際に成形品を取り出す際のアーム装置４の細かい動作は、最初に制御装置に設定される。そして、この実施の形態のアーム４１の伸縮装置、把持装置４２，スライド駆動装置の動作は、回転装置４３の動作も含めて、通常、図示しない流体シリンダによって制御されるように構成され、必要に応じてその動作範囲位置がリミット装置によって調整される。
【００１５】
特に、本発明では、アーム４１が鉛直に下垂する姿勢にあるときに角度調整板３１が左右いずれかの一方の側方に張り出した位置に位置するように構成され、角度長孔３１ａも同様に側方に位置するように形状される。そして、角度調整長孔３１ａがつぎに説明される円弧状の長孔に形成されて、角度調整板３１と固定金具２４との連結位置が容易に調整可能に構成される。すなわち、角度調整板３１の角度調整長孔３１ａとピストンロッド２３先端の固定金具２４とが、ピストンロッド２３の先端が中間位置の段階に伸長している流体シリンダ２１に常に連結するように、角度調整長孔３１ａが円弧状の長孔に形成されるとともにその円弧の中心が流体シリンダ２１の固定部材２５の中心に一致するように形成され、かつ、円弧状の長孔３１ａの半径が中間位置の段階にある流体シリンダ２１の全長に等しくなるように構成される。これらによって、アーム４１を中間の基準位置に下垂させたままで、中間位置にある流体シリンダ２１のロック部材３２を角度調整長孔３１ａのどの位置にも容易に連結することができる。
【００１６】
流体シリンダ２１を駆動する流体回路５の駆動源は通常圧縮空気である。図４に示されるように、工場の施設として利用可能な圧力源５１から供給される圧縮空気は、まず、塵や埃などのゴミを除去するフィルタ５２と、２次側の回路圧力を所望の圧力に減圧するエアレギュレータ５３と、圧縮空気にオイルミストを加えるルブリケータ５４とを通過する。そして、方向制御弁５６によって流体シリンダ２１の第１ポートＰ１への圧縮空気の給気と排気が切り換えられ、方向制御弁５７によって第３ポートＰ３と第４ポートＰ４への圧縮空気の給気と排気が切り換えられる。第２ポートＰ２は単に外部に開放されて、ここから空気が自然に出入りする。特に、２段シリンダにおいては、第３ポートＰ３や第４ポートＰ４に供給される圧縮空気の圧力が第１ポートＰ１に供給される圧縮空気の圧力より低めに制御されるのが一般的である。それで、方向制御弁５７の１次側にエアレギュレータ５３より若干低い圧力に設定されたエアレギュレータ５５が更に配置されるとよい。一方、制御装置５８は、型締装置の型開閉動作に合わせた所定のサイクルで方向制御弁５６，５７の励磁、非励磁を切り換えて流体シリンダ２１の各ポートＰ１、Ｐ３、Ｐ４に圧縮空気を選択的に供給する。
【００１７】
図５は、リンク機構３の動作を示す原理的な模式図である。特に、図５（Ａ）はアーム４１が基準位置にあるとき、図５（Ｂ）はアーム４１が射出成形機の前面側にあるとき、図５（Ｃ）はアーム４１が射出成形機の後背面側にあるときを、それぞれ示している。
【００１８】
この図５において、リンク機構３の動作が容易に理解されるように、角度調整板３１に固定用金具２４を連結するロック部材３２が移動する軌跡が図示される。まず、流体シリンダ２１のピストンロッド２３が、中間位置を基準として最長位置と最短位置に伸縮し、かつ流体シリンダの下端が固定部材２５に回転可能に固定されることから、ロック部材３２が中間位置にある軌跡６１と、ロック部材３２が最長位置にある軌跡６２と、ロック部材３２が最短位置にある軌跡６３とが固定部材２５を中心とする同心円弧としてそれぞれ存在する。これらの軌跡６１、６２、及び６３の半径は、当然、それぞれの段階位置に伸縮した流体シリンダ２１の固定用金具２４を含む全長に等しい。そして、角度調整板３１の角度調整長孔３１ａが中間位置にある流体シリンダ２１に連結されることを前提としているので、角度調整長孔３１ａは軌跡６１と一致する円弧に形成される。一方、ロック部材３２が調整長孔３１ａに連結される位置が角度調整長孔３１ａの長手方向の長さだけ存在する。それで、連結されたロック部材３２が角度調整板３１とともに回転軸４４を中心としてスイングする軌跡は、回転軸４４に最も遠い軌跡６４から、最も近い軌跡６５の範囲に存在する。
【００１９】
これらの軌跡から容易に理解されるように、例えば、ロック部材３２が角度調整板３１の長孔３１ａに沿った、回転軸４４から最も離れた図示の位置で連結されると、連結点としてのロック部材３２の中心の回転軸４４を中心とする軌跡が軌跡６４のようになる一方、流体シリンダ２１の先端位置でもあるロック部材３２の固定部材２５を中心とする軌跡が軌跡６１を基準にした最長の軌跡６２又は最短の軌跡６３となる。それで、図５（Ｂ）又は図５（Ｃ）で示されるように、アーム４１のスイング角度は、軌跡６４と軌跡６２の交点、あるいは軌跡６４と軌跡６３の交点として規定されて最小となる。逆にロック部材３２が回転軸４４に最も接近した図示省略した位置で連結されると、連結点としてのロック部材３２の中心の軌跡は、軌跡６５上に存在するとともに軌跡６１を基準にした軌跡６２又は軌跡６３の上に存在する。それで、この場合のアーム４１のスイング角度は、軌跡６５と軌跡６２の交点、あるいは軌跡６５と軌跡６３の交点として規定されて最大となる。このように、アーム４１のスイング角度は、角度調整板３１に固定用金具２４を取り付ける位置によって調整できる。この場合、特に、２段シリンダが略等しい２段のストロークを有するように選定され、各軌跡が図示されたように配列されるように各構成要素が設計されることによって、スイング角度が左右で略等しくなるように成形品取出機を構成することができる。
【００２０】
以下、図４と図５を用いて、本発明の成形品取出機のアームの動作を流体回路装置の動作も含んで総合的に説明する。なお、この実施の形態でも、アーム４１が図５（Ａ）の位置にあるときを基準位置とする。
【００２１】
図５（Ａ）の位置にアーム４１が位置するときは、流体回路５の方向制御弁５６、５７が励磁されていない状態にあり、流体シリンダ２１の第４ポートＰ４と第１ポートＰ１とを加圧しているときである。このとき、図４及び図５（Ａ）に図示されるように第１ポートＰ１に供給される圧縮空気の圧力が第４ポートＰ４に供給される圧縮空気の圧力より高いので、副ピストン２２が仕切りブッシュ２１ａに当たる上昇限度位置まで上昇し、その位置でピストンロッド２２を支える。その結果、流体シリンダ２１のピストンロッド２３が中間位置まで伸長した図示状態に位置する。本発明の実施形態では、流体シリンダ２１がこの位置のときにアーム４１が図５（Ａ）に示される、略鉛直に垂下した基準位置に位置するように設定されて、アーム４１と流体シリンダ２１とが接続されている。そして、アーム装置４がこの姿勢にあるときに、２式の把持装置４２が金型から成形品とスプール等の取り出しを行う。
【００２２】
アーム４１が基準位置にあるときに、方向制御弁５６をそのままにして方向制御弁５７を励磁すると、流体シリンダ２１の第４ポートＰ４が外部に開口されると共に第３ポートＰ３側に圧縮空気が供給されて、ピストンロッド２３が単独で更に上昇する。その結果、ピストンロッド２３は図５（Ｂ）に示す最長位置に伸長する。ピストンロッド２３がこの位置に伸長すると、ロック部材３２が軌跡６４に沿って移動して、角度調整板３１が回転軸４４を中心に同様に回転する。したがって、回転軸４４を中心に回動可能に連結されたアーム４１は、図５（Ｂ）に示される、左方の側方位置、すなわち射出成形機の前面側にスイングする。このとき、例えば、成形品が一方の把持装置から放出されることによって成形品が射出成形機の前面側に回収される。次に、アーム４１を図５（Ｂ）の状態から図５（Ａ）の状態に戻すには、方向制御弁５７の励磁を止めればよい。
【００２３】
一方、図５（Ａ）の状態で方向制御弁５７をそのままにして第４ポートＰ４への加圧を維持したまま、方向制御弁５６を励磁して第１ポートＰ１を外部に開口すると、副ピストン２２がピストンロッド２３を支えることを停止して、第４ポートＰ４からの圧縮空気によりピストンロッド２３が仕切りブッシュ２１ａの方向に押し戻されて、ピストンロッド２３が最短位置まで短縮する。それで、ロック部材３２が軌跡６４に沿って図５（Ｂ）のときとは逆方向に移動して、角度調整板３１が回転軸４４を中心に同様に回転する。したがって、アーム４１は、図（Ａ）に示される基準位置から図５（Ｃ）に示される右方の側方位置、すなわち射出成形機の後背面側にスイングする。このとき、スプールが一方の把持装置から放出されることによってスプールが射出成形機の後背面に回収される。次に、図５（Ｂ）の状態から図５（Ａ）の状態に戻すには、方向制御弁５７の励磁を止めればよい。
【００２４】
実際のアーム装置４の動作においては、最初に図５（Ａ）のようにアーム４１が垂直な姿勢にあるときに成形品とスプールとが２式のアーム装置４によって金型から取り出され、次に図５（Ｃ）のようにアーム４１が射出成形機の後背面にスイングしたときに１式のアーム装置４からスプールが排出され、続けてアーム４１が逆方向にスイングして、図５（Ｂ）のようにアームが射出成形機の前面にスイングしたときにもう１式のアーム装置４から成形品が排出される。このとき、スプール等が先に排出されるのは、スプール等が充分に固化する前に落下して変形しても問題がないからである。また、このとき、アーム４１が適宜に伸縮することは従来と同じである。
【００２５】
本発明は、以上に説明された実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の技術思想に逸脱しない範囲で、変更や組合せなどの変形が可能である。なお、実施の形態を説明する上で使用された部材と名称は、本発明の部材を限定するものではなく、同等の部材やシステムと置き換えたりすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
射出成形機に並設される、本発明の回転式の成形品取出機は、以上に説明されたように構成されるから、従来の回転式の成形品取出機と同じように簡単に構成されかつ複雑な制御を必要としないことはもちろん、アームを基準位置を中心としてその両側の２つのポジションにスイングさせることができるようになり、成形品とスプール等の、射出成形機の前面側及び後背面側への分別回収等が可能になって、成形品を取り出す作業の幅が広がるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形品取出機の実施の形態を右側面から見た側面図である。
【図２】本発明の成形品取出機の実施の形態を正面から見た正面図である。
【図３】本発明の成形品取出機の実施の形態を後背面から見た背面図である。
【図４】本発明の成形品取出機の実施の形態の駆動装置の流体回路を示すブロック図である。
【図５】本発明の成形品取出機の実施の形態のリンク機構の動作を原理的な模式図である。
【符号の説明】
１　　支柱
２　　駆動装置
２１　流体シリンダ
２３　ピストンロッド
２４　固定用金具
３　　リンク機構
３１　角度調整板
４　　アーム装置
４１　アーム
４２　把持装置
４４　回転軸
４５　案内レール
【図１】
2004114484.tif 000003
【図２】
2004114484.tif 000004
【図３】
2004114484.tif 000005
【図４】
2004114484.tif 000006
【図５】
2004114484.tif 000007