(57)【要約】【課題】  従来の成形品取出装置と比べ、高さの低い成形品取出装置を得る。【解決手段】  ベース１０に第１〜第３回転アーム１２，１４，１６はシリアルに連結され、鉛直軸１１，１３，１５回りにそれぞれ回転する。第３回転アーム１６の先端には昇降アームを備えている。昇降アームは、２段倍速機構と該２段倍速機構を駆動するピニオンラック機構で構成されている。ピニオンラック機構のラックは端から端まで移動可能で直線移動方向の長さを最大限利用できる。該２段倍速機構でラックの直線移動を２倍に拡大できるから、全体として高さの低い昇降アームが得られる。回転アームは水平方向にしか回転せず、且つ、背が低いから成形機の上部に搭載しても、全体の高さを低く抑えることができ、天井の低い設置環境下でも成形機の上部に搭載できる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機に搭載され、該成形機の金型の型開時に成形品を取り出す成形品取出装置において、
成形機の上部取出装置搭載位置に固定されるベースに複数の回転アームがシリアルに連結され、且つ各回転アームは鉛直軸回りにそれぞれ回転するように構成した回転アーム機構と、該回転アーム機構の先端の回転アームに対して昇降動作し先端に把持機構が設けられた昇降アームとを備えており、
前記昇降アームは前記先端の回転アームに支持された支持プレートと、前記支持プレートに第１のレールを介して連結され昇降方向にスライド可能な第１段フレームと、前記第１のレールと平行に配置された第２のレールを介して前記第１段フレームに連結され、昇降方向にスライド可能な第２段フレームとを備え、
前記第１段フレームに前記第１のレールと平行にラックギヤを配置し、該ラックギヤと噛み合うピニオンギヤの駆動手段を前記支持プレートに固定し、
前記第１段フレームに、昇降方向に沿って並ぶ位置関係で、２つの歯付きプーリを昇降方向に対して直交する軸回りに回転可能に支持し、両プーリ間に歯付きベルトをかけて所定の張力を与え、該ベルトの一部を前記支持プレートに固定し、該ベルトの該支持プレートへの固定部と対向する部分を前記第２段フレームに固定したことを特徴とする成形品取出装置。
【請求項２】
前記回転アーム機構は、前記ベースと、該ベースに対して鉛直な第１軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第１回転アームと、該第１回転アームの他端に前記第１軸に平行な第２軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第２回転アームと、該第２回転アームの他端に前記第２軸に平行な第３軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第３回転アームとから構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の成形品取出装置。
【請求項３】
前記ラックギヤとピニオンギヤのいずれか一方または両方を樹脂とした、請求項１又は２に記載の成形品取出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機の金型から成形された成形品を取り出す成形品取出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形機で成形品が成形され、金型が開き、この開かれた金型内に残留する成形品を取り出すために、成形機と共に成形品取出装置が配置される。この成形品取出装置は、直線軸を組み合わせた直交座標型の取出機等の成形品を把持するハンド等を先端に有し金型から成形品取り出す昇降アームを有しているものが一般的である。  
成形品取出装置は、成形機に隣接して配置される場合と成形機の上部に取り付けられる場合があり、通常の成形機の上部に取り付けられる場合が多く、機械の全高が高くなり、天井の低い場所では成形機に取り付けることができないという問題がある。そのため、できるだけ高さの低い成形品取出装置が望まれる。
【０００３】
成形品取出装置において高さに影響を与えるものの１つに高さ方向に移動する昇降アームがある。昇降アームは高さ方向（Ｚ軸方向）移動してハンドや吸着盤等の成形品把持機構を移動させねばならないことから、そのガイド部を必要とし、昇降ストローク以上の高さを必要とする。
【０００４】
図６は、昇降アーム等に利用される直線動作機構の説明図であり、アーム１００はガイドベース１０１に対して支持部材１０２で支持されガイドベース１０１に沿って図６中左右に移動する。このアーム１００の移動のストロークをＡ、支持部材１０２の長さ（アーム１００の移動方向の長さ）をＢとすると、ガイドベース１０１は、（Ａ＋Ｂ）の長さを必要とする。このような直線動作機構を成形品取出装置の昇降アームに適用すれば、成形品取出装置は背の高いものとなってしまう。
【０００５】
そこで、昇降アームの全長を短く抑えるため、２段倍速機構が用いられている。図７はこの２段倍速機構の動作説明図である。支持部材２００の両端には回転自在に２つのプーリ２０１，２０２が軸支されている。この２つのプーリ２０１，２０２間にはベルト２０３が所定の張力をかけてかけられている。ベルト２０３は該２段倍速機構を取り付けた機械のベース等の固定部２０４にその一部が固定されている。又、ベルト２０３の固定部２０４と対向する部分には動作アーム２０５が固定されており、図７（ａ）に示す状態から支持部材２００をＬだけ移動させると、当然、動作アーム２０５もＬだけ移動する。さらに、ベルト２０３は固定部２０４で固定されているから、ベルト２つのプーリ２０１，２０２間でＬだけ回動する。このベルト２０３の回動により動作アーム２０５は支持部材２００の移動に重畳して移動し、２Ｌだけ移動する。すなわち、動作アーム２０５は支持部材２００の移動の２倍移動することになる。
【０００６】
従来、成形品取出装置の昇降アームの構成として、この図７に示した２段倍速機構を用い、この２段倍速機構の支持部材を駆動する手段として、動作が静かであること、軽量であること、潤滑が不要であること等の理由から、歯付きベルト機構が用いられている。図８はこの歯付きベルト機構の概要説明図である。移動部材３００に沿って歯付きベルト３０１が設けられ、該ベルト３０１のその両端は移動部材３００の両端にそれぞれ歯付きベルト固定部３０２，３０３で固定されている。歯付きベルト３０１は、２つのアイドラベアリング３０５，３０６で機械等の固定ベースに取り付けられた歯付きプーリ３０４を挟み込む形で取り付けられている。図８（ａ）の状態から、歯付きプーリ３０４を駆動して回転させることによって、図８（ｂ）に示すように移動させることができる。この歯付きベルト機構の場合、歯付きベルト機構の長さＥは、移動ロッド３００のストロークＣに、アイドラベアリング３０５，３０６とプーリ３０４による駆動機構部分の長さＤを加算した長さを必要とする。ストロークＣよりもかなり長い歯付きベルト機構の長さを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来の成形品取出装置と比べ、昇降アームの長さを短くすると共に、高さの低い成形品取出装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、成形機に搭載され、該成形機の金型の型開時に成形品を取り出す成形品取出装置であって、成形機の上部取出装置搭載位置に固定されるベースに複数の回転アームがシリアルに連結され、且つ各回転アームは鉛直軸回りにそれぞれ回転するように構成した回転アーム機構と、該回転アーム機構の先端の回転アームに対して昇降動作し先端に把持機構が設けられた昇降アームとを備えており、前記昇降アームは前記先端の回転アームに固定された支持プレートと、前記支持プレートに第１のレールを介して連結され昇降方向にスライド可能な第１段フレームと、前記第１のレールと平行に配置された第２のレールを介して前記第１段フレームに連結され、昇降方向にスライド可能な第２段フレームとを備え、前記第１段フレームに前記第１のレールと平行にラックギヤを配置し、該ラックギヤと噛み合うピニオンギヤの駆動手段を前記支持プレートに固定し、前記第１段フレームに、昇降方向に沿って並ぶ位置関係で、２つの歯付きプーリを昇降方向に対して直交する軸回りに回転可能に支持し、両プーリ間に歯付きベルトをかけて所定の張力を与え、該ベルトの一部を前記支持プレートに固定し、該ベルトの該支持プレートへの固定部と対向する部分を前記第２段フレームに固定したことを特徴とするもので、この構成により、高さを低く、且つ動作領域の高さも小さく構成したものである。
【０００９】
また、前記回転アーム機構は、前記ベースと、該ベースに対して鉛直な第１軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第１回転アームと、該第１回転アームの他端に前記第１軸に平行な第２軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第２回転アームと、該第２回転アームの他端に前記第２軸に平行な第３軸回りに回転可能に一端が取り付けられた第３回転アームとから構成されている。さらに、前記ラックギヤとピニオンギヤのいずれか一方または両方を樹脂とすることにより、騒音を少なくし、潤滑の必要性をなくした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の成形品取出機構は、成形機の上部に取り付けても、その高さが低く、且つ回転アームは水平方向にのみ回転するものであり、回転アームの運動によって高さ方向の占有領域は変化がない。又、昇降アームは、その高さを従来の昇降アームと比較し小さくできるから、この成形品取出装置を成形機に上部に取り付けても、全体の高さは従来のものと比べ低くでき、天井の低い設置環境でも、成形機上部に成形品取出装置を取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を図面とともに説明する。  
図１は、成形機１の上部に本発明の一実施形態の成形品取出装置２を搭載させたときの概要斜視図である。成形品取出装置２は、成形機１の固定盤上など成形機１の上部に取り付けられている。
【００１２】
図２は、この成形品取出装置２の構成を説明する説明図である。成形機１に成形品取出装置２を取り付けるベース１０には、該ベース１０に対して垂直方向の第１軸１１の回りに回転可能に第１回転アーム１２の一端が取り付けられている。該第１回転アーム１２の他端には、第１軸と平行な第２軸１３の回りに回転可能に第２回転アーム１４の一端が取り付けられ、該第２回転アーム１４の他端には、第２軸と平行な第３軸１５の回りに回転可能に第３回転アーム１６の一端が取り付けられている。そして、第１〜第３の回転アームからなる回転アーム機構の先端、すなわち、第３回転アーム１６には、第３軸１５と平行な軸方向に移動する昇降アーム１７を備える。
【００１３】
中空構造で構成されたベース１０には、第１回転アーム１２の一端が挟み込むように軸支され、第１軸１１の回りに回転可能に取り付けられている。モータ及び減速機等で構成される第１アーム駆動手段１８により、第１回転アーム１２は、第１軸１１回りに回転駆動される。又、該第１アーム駆動手段１８と対向する位置に、貫通する中空穴が設けられた第１プーリ１９がベース１０に固着され、該第１プーリ１９は、中空の第１回転アーム１２内に突出している。  
第１回転アーム１２の他端の内部には、第２プーリ２０が第２軸１３の回りに回転可能に取り付けられている。該第２プーリ２０には一体的に第３のプーリ２１が設けられており、貫通する穴で中空構造に形成されている。第２プーリ２０は第１回転アーム１２内に、第３プーリ２１は第２回転アーム１４内に位置するように取り付けられている。第１プーリ１９と第２プーリ２０間には第１ベルト２２が掛けられている。
【００１４】
第２回転アーム１４は、第１回転アーム１２の先端に設けられた第２軸１３の回りに回転可能にその一端が軸支され、第１回転アーム１２の中空内部に配設されたモータ、プーリとベルト等で構成された第２アーム駆動手段２３により、第２軸１３の回りに回転駆動されるようになっている。又、この第２回転アーム１４も中空で構成され、前記第２プーリ２０と一体的に構成された第３プーリ２１が該第２回転アーム１４の中空内部に配設されるように構成されている。第２回転アーム１４の他端には第３回転アーム１６に固定された第４プーリ２５が第３軸１５の回りに回転可能に第２回転アーム１４に軸支されている。該第４プーリ２５は貫通する穴が設けられて中空構造とされ、第２回転アーム１４の中空内部に配置されている。該第４プーリ２５と第３プーリ２１間には第２ベルト２４が掛けられている。
【００１５】
第３回転アーム１６も中空構造で構成され、その先端部には、昇降アーム１７が取り付けられている。該昇降アーム１７の先端には、ハンドや吸着具等の成形品やランナを把持する把持機構が取り付けられる構造となっている。
【００１６】
第１，第２アーム駆動手段１８，２３、昇降アーム１７の駆動手段、把持機構を駆動するための電力や空気等の動力供給や信号のためのケーブルやホース等は、中空構造で構成されたベース１０、第１，第２，第３，第４プーリ、及び第１，第２，第３回転アームの中空内部を通され、各駆動手段に接続される。なお、各回転アームを中空で構成しないときには、ケーブルやホースは各プーリの中空部を通して各回転アームの側面等に這わせて配設される。又、第１〜第４のプーリの径は全て同一にしてもよく、少なくとも、第１プーリ１９と第２プーリ２０の径は同じとし、又、第３のプーリ２１と第４プーリ２５の径は同じとするものである。
【００１７】
この回転アーム機構の動作を説明する。  
第１アーム駆動手段１８で第１回転アーム１２をθだけ回転させたとする。第１プーリ１９はベース１０に固定されているから、回転しない。一方、第２プーリ２０は、該第２プーリ２０が回転自在に取り付けられた第１回転アーム１２がθだけ回転すること、及びベース１０に固定された第１プーリ１９との間に第１ベルト２２が掛けられ、第１，第２プーリ１９，２０の径が同じであることから、第１回転アーム１２に対して相対的に逆方向にθだけ回転する。第２プーリ２０と一体の第３プーリ２１もθだけ回転する。該第３プーリ２１と第２ベルト２４が掛けられている第４プーリ２５も回転し、その回転角は、第３プーリ２１と第４プーリ２５の径が同一であるからθとなる。第４プーリ２５がθだけ回転するから、該第４プーリ２５に固定された第３回転アーム１６もθだけ回転する。その結果、第１回転アーム１２が鉛直方向の軸回りに回転しても、同じ回転量だけ第３回転アーム１６も逆方向に鉛直方向の軸回りに回転することになり、第３回転アーム１６の姿勢は変化せず、常に一定方向の向きを保持し、昇降アーム１７の向きは変わらない。
【００１８】
又、第２アーム駆動手段２３によって第２回転アーム１４をαだけ反時計方向に回転させた場合、第３プーリ２１は、第２プーリ２０と一体であり、第１回転アーム１２、第１プーリ１９が回転しないので、該第３プーリ２１は回転しない（第１回転アームに対して相対回転は行わない）。一方、第４プーリ２５は第３プーリ２１との間に第２ベルト２４が掛けられているので、第２回転アーム１４が回転すると相対的に逆方向に回転する。第３プーリ２１と第４プーリ２５の径は同一であるから、第４プーリ２５の回転は、第２回転アーム１４の回転量αと同じとなりその方向が逆となる。しかも共に鉛直方向の軸回りの回転である。その結果、第４プーリ２５に固定された第３回転アーム１６は、第２回転アーム１４の回転量だけ逆方向に回転し、その姿勢は回転前の姿勢と同じとなる。
【００１９】
よって、第１回転アーム１２と第２回転アーム１４の回転が重畳してなされても、第３回転アーム１６の姿勢は変化せず、常に一定方向の向きを保持し、昇降アーム１７の先端に取り付けられたハンド等の把持機構の向きは、常に一定に保持されることになり、型開きした金型の面に対して常に一定の姿勢を保持させることができるものである。又、第１軸１１の回りに第１回転アーム１２が回転し、第２軸１３の回りに第２回転アーム１４が回転することから、第２回転アーム１４の先端に取り付けられた第３回転アーム１６（及び昇降アーム１７）を、水平面上において任意の直線移動及び円弧移動をさせることができるものである。なお、この実施形態では、第１，第２の回転アーム１２，１４を駆動する第１，第２のアーム駆動手段１８，２３しか設けず、第３回転アーム１６を駆動する手段としてプーリ１９〜２１，２５とベルト２２，２４の機構を用いている。そして、このプーリとベルト機構によって第３回転アーム１６の姿勢を常に一定の状態に保持している。これは、金型から成形品を取り出す際には、昇降アーム１７の先端に取り付けられた把持機構の向きを一定にする必要があることから、このような機構を採用したものである。当然、このプーリとベルト機構による第３回転アームの駆動の代わりに、モータ等の駆動手段を設けてもよいものである。
【００２０】
第１〜第３回転アーム１２，１４，１６は、全て同一軸方向の軸回りに回動するもので、ベース１０が成形機の上部に取り付けられれば、鉛直軸回りに水平面上で回動するものであり、昇降アーム１７のみが鉛直方向に移動するのみである。よってこの昇降アーム１７の駆動機構の高さを小さくすれば、その分、成形品取出装置２の全高を低くでき、図１に示すように、成形機１の上部に取り付けても全体の高さを、従来の成形品取出装置にと比較して小さくすることができ、天井の低い場所にも設置できるものである。
【００２１】
そこで、本実施形態は、図７に示した２段倍速機構と、該２段倍速機構の支持部材を駆動する手段として図４に示すようなピニオンラック機構を用いて昇降アーム駆動機構を構成するものである。  
図４（ａ）は、ラックギヤ３５を最大に引き込んだ状態を示し、図４（ｂ）は、ピニオンギヤ３６を駆動してラックギヤ３５を最大に突出させた状態を示している。
【００２２】
図５は、このピニオンラック機構と歯付きベルト機構を比較した図で、ラックギヤ３５又は移動部材３００のストロークは同一のＣであっても、機構全体の長さは、ピニオンラック機構は、一対のアイドラベアリング３０５，３０６を必要としない分等、短く構成することができる。図５ではＦの距離だけ短くピニオンラック機構の方が短く形成できることを示している。本発明は、このピニオンラック機構と２段倍速機構を用いて昇降アーム１７を形成するものである。そして、通常、ピニオンラック機構は潤滑が必要である。しかし、潤滑のための油が付着すると品質を低下させるような成形品の成形品取出装置においては好ましくはない。又、ピニオンとラックの噛み合い音が大きいことから、このピニオンラック機構は敬遠されていた。そこで、本実施形態では、ラックギヤとピニオンのいずれか一方、又は両方を樹脂性とすることによって潤滑のいらない、且つ騒音の少ないピニオンラック機構とした。
【００２３】
図３は、本実施形態における昇降アーム１７の構造説明図である。図３（ａ）は、平面図で、昇降アーム１７の昇降方向に対して直交する面に投影した平面図で、昇降アーム１７は紙面垂直方向に移動するものである。又、図３（ｂ）は該昇降アーム１７を側方から見たピニオンラック機構の図を示し、図３（ｃ）は同様に昇降アーム１７を側方から見た歯付きベルト機構部分の図である。
【００２４】
第３回転アーム１６に取り付けられる支持プレート３０には、第１のレール３１が設けられ、該第１のレール３１にガイドされて第１段フレーム３３が直線移動可能に支持されている。又、第１段フレーム３３には第１のレールと平行に第２のレール３２が設けられ、該第２のレール３２にガイドされて第２段フレーム３４が直線移動可能に支持されている。第１段フレーム３３には、ラックギヤ３５が取り付けられており、該ラックギヤ３５と噛み合うようにピニオンギヤ３６が支持プレート３０に回転自在に軸支され、支持プレート３０に取り付けられた駆動手段（モータと減速機構等）３７で駆動されるよう構成されている。
【００２５】
また、第１段フレーム３３には、両端に歯付きプーリ３８ａ，３８ｂが回転自在に軸支され、該２つの歯付きプーリ３８ａ，３８ｂ間には、歯付きベルト３９が所定の張力をかけて掛けられている。この歯付きベルト３９はその一部が支持プレート３０に設けられた固定部４０で固定されている。さらに、該固定部４０と対向する位置の歯付きベルト３９には固定手段４１により第２段フレーム３４が連結されている。
【００２６】
そこで、駆動手段３７を駆動してピニオンギヤ３６を駆動すると、該ピニオンギヤ３６と噛み合うラックギヤ３５は直線移動（鉛直方向の昇降移動）し、該ラックギヤ３５と一体の第１段フレーム３３は第１のレール３１にガイドされて直線移動する。第１段フレーム３３が移動すれば、該第１段フレーム３３に取り付けられている一対の歯付きプーリ３８ａ，３８ｂ及び歯付きベルト３９も移動する。しかし、歯付きベルト３９は固定部４０で支持プレート３０に固定されているから、該歯付きベルト３９は一対の歯付きプーリ３８ａ，３８ｂ間を回動することになる。この歯付きベルト３９の回動で固定手段４１で歯付きベルト３９に連結された第２段フレーム３４は第２のレール３２にガイドされて直線移動（鉛直方向の昇降移動）する。この第２段フレーム３４の先端にハンド等の把持機構が取り付けられている。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、ピニオンラック機構によって、第１段フレーム３３を遊び領域が少なく、端から端まで移動させることができ、図３（ｃ）に示される歯付きベルト機構によって、この第１段フレーム３３の移動量を２倍に拡大して第２段フレーム３４を移動させその先端に取り付けられた把持機構を移動させることができる。
【００２８】
この成形品取出装置２を図１に示すように成形機１の上部に取り付けても、第１〜第３回転アーム１２，１４，１６は、全て鉛直軸回りに旋回するもので、小さい高さしか要しない。そして、昇降アーム１７は上述したように、ピニオンラック機構と歯付きベルト機構により構成されているから、高さを従来の昇降アームと比較し小さくすることができる。よって、天井の低い場所に設置された成形機１に対してもその上部に成形品取出装置２を配置できる可能性が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】成形機の上部に本発明の一実施形態の成形品取出装置を搭載させたときの概要斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の成形品取出装置の構成を説明する説明図である。
【図３】同実施形態における昇降アームの構造説明図である。
【図４】同実施形態で用いるピニオンラック機構の説明図である。
【図５】ピニオンラック機構と歯付きベルト機構を比較した図である。
【図６】直線動作機構の説明図である。
【図７】２段倍速機構の説明図である。
【図８】歯付きベルト機構の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  成形機
２  成形品取出装置
１０  ベース
１１  第１軸
１２  第１回転アーム
１３  第２軸
１４  第２回転アーム
１５  第３軸
１６  第３回転アーム
１７  昇降アーム
１８  第１アーム駆動手段
１９  第１プーリ
２０  第２プーリ
２１  第３プーリ
２２  第１ベルト
２３  第２アーム駆動手段
２４  第２ベルト
２５  第４プーリ
３０  支持プレート
３１  第１レール
３２  第２レール
３３  第１段フレーム
３４  第２段フレーム
３５  ラックギヤ
３６  ピニオンギヤ
３７  駆動手段
３８ａ，３８ｂ  歯付きプーリ
３９  歯付きベルト
４０  固定部
４１  固定手段
【図１】
2005254547.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005254547.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005254547.tif 000007
【図６】
2005254547.tif 000008
【図７】
2005254547.tif 000009
【図８】
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