(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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型部と成形機外の解放位置との間で往復回動して成型品を取出す成型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わたって延び、各種ケーブルを収容する凹部が形成された発泡樹脂製コア材と、
該コア材の外面に少なくとも１層以上の熱硬化性合成樹脂含浸炭素繊維布を巻き付けて被覆形成された炭素繊維強化樹脂体と、
上記コア材の基端部に被覆形成された炭素繊維強化樹脂体内に一体成形され、回動軸が固定される金属板と、
からなる成型品取出し機の旋回アーム。
【請求項２】
請求項１において、回動部材は固定金型取付け盤に固定される本体フレーム上を成形機の軸線方向へ移動可能に支持された可動体に取付けてなる成型品取出し機の旋回アーム。
【請求項３】
請求項１において、高負荷箇所の炭素繊維強化樹脂体は他の箇所の炭素繊維強化樹脂体より厚手状に被覆形成してなる成型品取出し機の旋回アーム。
【請求項４】
請求項１において、旋回アームの先端部には空間部を設け、該空間部内にチャック部を取付け可能にした成型品取出し機の旋回アーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
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型品を取出す成型品取出し機の旋回アームに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
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型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型品を取出す旋回移動形式の成型品取出しを採用している。
【０００３】
この旋回型取出し機の旋回アームにあっては、高速旋回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するため、その軽量化が大きく要求されている。
【０００４】
この種の旋回アームとしては、例えば特開２０００−２４９８３号公報に示すように基部が樹脂成形機の金型外に設置されたロボットアーム駆動源の出力軸に取付けられ、この出力軸の回動により該出力軸とともに旋回するとともに、先端部に設けた光ディスクの取出用ヘッドが型外位置から型内位置の間で旋回軌跡上を進退移動して、樹脂成形機で成形された光ディスクを把持して型外に取出す樹脂成形機で成形された光ディスクの取出しロボットアームであって、このロボットアームは、厚さ方向で２分割した一方側の部材と他方側の部材が互いに対向し、かつチャンネル状の断面形状で中空部を取り囲んで一体に貼着した中空構造に構成されているとともに、前記一方側の部材と他方側の部材のそれぞれが複数枚の炭素繊維強化樹脂シートの貼着積層体を前記チャンネル状の断面形状に成形した成形体によって構成されている。
【０００５】
上記したロボットアームは、炭素繊維強化樹脂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、厚さ方向に対して２分割した構造であるため、その成形時には左右別々の２つの金型を必要とすることにより成形コストが増大する欠点を有している。
【０００６】
また、左右一対の部材を貼り合わせる際には高い接着強度を有する接着剤を使用する必要があるが、経時使用に伴う振動等により接着力が低下して破断するおそれがあり、耐久性が悪かった。
【０００７】
更に、左右一対の部材間に形成される中空部内に成型品取出し機本体とチャック部の駆動部材（エアーシリンダ、電動モータ）や各種センサーとを接続する各種ケーブルを収容しているが、ロボットアームの旋回時にはこれらケーブルが不規則に位置ずれしてロボットアームの旋回に伴って発生する振動の他にケーブルの位置ずれによる振動をも発生させている。
【０００８】
このため、ロボットアーム自体の制振特性を向上させても、それ自体、振動発生源になるケーブルを収容しているため、振動を短時間に収束させることが困難であった。
【０００９】
この欠点は、ロボットアーム内にケーブル保持部材を取付けて固定することにより解決し得るが、保持部材による重量増加が避けられず、旋回時における高速応答性が悪くなる問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたものであり、その課題とする処は、軽量化を図りながら旋回時における高速応答性を向上して取出しサイクルを短縮することができる成型品取出し機の旋回アームを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の課題は、成形コストを低減することができる成型品取出し機の旋回アームを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の課題は、経時使用に伴う破断等を防止して耐久性を向上することができる成型品取出し機の旋回アームを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の課題は、収容されるケーブル等のあばれを規制して旋回時及び旋回停止時における振動の発生を低減することができる成型品取出し機の旋回アームを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
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型部と成形機外の解放位置との間で往復回動して成型品を取出す成型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わたって延び、各種ケーブルを収容する凹部が形成された発泡樹脂製コア材と、該コア材の外面に少なくとも１層以上の熱硬化性合成樹脂含浸炭素繊維布を巻き付けて被覆形成された炭素繊維強化樹脂体と、上記コア材の基端部に被覆形成された炭素繊維強化樹脂体内に一体成形され、回動軸が固定される金属板とからなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図に従って説明する。
図１は成形機の概略を示す斜視図、図２は成型品取出し機の旋回アームの全体斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５はチャック部を取り外した旋回アーム先端部の断面図，図６は回転軸に対する旋回アームの取付け状態を示す説明図、図７は回転軸に対する旋回アームの取付け状態を示す断面図である。
【００１６】
本発明に係る成型品取出し機１は、成形機の固定金型取付け盤３に取付けられ、該成型品取出し機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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、光ディスク等の成型品１９を吸着保持する吸着部材２１を有したチャック２３が取付けられている。
【００１９】
上記旋回アーム１５は以下のように構成される。
即ち、旋回アーム１５に内装されるコア材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。そしてコア材２５の正面側又は背面側には凹部２７が、コア材２５の形状に沿って形成される。
【００２０】
そしてコア材２５の外面には炭素繊維強化樹脂体２９が被覆形成されている。該炭素繊維強化樹脂体２９は炭素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合成樹脂含有炭素繊維布２９ａ（プリプレグ）を所望の厚さに応じて積層してコア材２５の外面に巻き付けた後に、加熱金型内にて合成樹脂を熱硬化させたものである。
【００２１】
コア材２５の外面に被覆される炭素繊維強化樹脂体２９の厚さは、例えば基端部、屈曲部等のように高負荷部位に付いては厚く（約２〜３ｍｍ）、他の部位については薄く（約０．６〜１ｍｍ）となるように熱硬化性合成樹脂含有炭素繊維布２９ａの積層枚数が調整される。また、加熱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コア材２５の表面が溶融することにより該コア材２５と炭素繊維強化樹脂体２９との一体化が図られる。
【００２２】
また、旋回アーム１５における基端部の正面及び背面に被覆される炭素繊維強化樹脂体２９内には円盤状の金属板３１が埋設される。なお、金属板３１としては上記円盤状のものの他に回転軸１１の軸線とほぼ一致する大きさの孔を有したリング状のものであってもよい。また、少なくとも回転軸１１側に位置する金属板３１の外周側には該回転軸１１を固定するための複数の透孔３１ａが同心位置に予め形成されている。
【００２３】
旋回アーム１５の先端部にはチャック２３を取付けるための中空部３３が設けられる。即ち、コア材２５は旋回アーム１５全体の長さに対して中空部３３に応じた分、短めに形成され、コア材２５の外面に炭素繊維強化樹脂体２９を被覆形成する際、コア材２５の先端部に中空部３３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合成樹脂含有炭素繊維布２９ａを積層し、加熱金型内に含有された合成樹脂を熱硬化させる。そして炭素繊維強化樹脂体２９を被覆形成した後に中子を取り除くことにより旋回アーム１５の先端部に中空部３３を形成する。
【００２４】
なお、コア材２５の外面に炭素繊維強化樹脂体２９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。
【００２５】
上記のようにコア材２５の外面に必要枚数、積層された熱硬化性合成樹脂含有炭素繊維布２９ａを熱硬化させて炭素繊維強化樹脂体２９を被覆形成した旋回アーム１５の基端部に貫通孔３５を形成する。このとき、旋回アーム１５の基端部に被覆形成された炭素繊維強化樹脂体２９内に平板状の金属板３１を埋設した場合にあっては、孔３１ａを同時に形成する。これによりコア材２５における凹部２７の基端部は外部に連通される。
【００２６】
そして貫通孔３５を介して凹部２７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３７を挿入して旋回アーム１５の先端部に導出させる。そして該ケーブル３７を、旋回アーム１５の先端部における中空部３３内に取付けられたチャック２３に接続する。
【００２７】
上記のようにケーブル３７が収容された旋回アーム１５は回転軸１１に対して以下のように取付けられる。
【００２８】
回転軸１１の軸端部には金属板３１の各透孔３１ａと一致する複数の貫通孔３９ａを有したフランジ３９ｄ及び回転軸１１の軸端部に挿嵌される中空部を有し、該中空部を外部に連通させる透孔３９ｂを有したボス部３９ｃからなる軸固定部材３９を固定する。
【００２９】
そして旋回アーム１５における基端部の貫通孔３５から導出したケーブル３７を、軸固定部材３９の透孔３９ｂを介して導出された状態で軸固定部材３９の貫通孔３９ａに挿入されたタッピングねじ４１を金属板３１の各透孔３１ａに打ち込んでねじ止めした後、該軸固定部材３９のボス部３９ｃを回転軸１１に挿嵌固定して旋回アーム１５を回転軸１１に固定する。
【００３０】
なお，図中の符号４３は旋回アーム１５の基端部正面において貫通孔３５を閉鎖する盲板である。
【００３１】
本実施形態は、旋回時及び旋回停止時に生じる旋回アーム１５の振動を炭素繊維強化樹脂体２９が持つ制振特性及び内装されたコア材２５の振動吸収作用により吸収して次動作への移行時間を短縮し、取出しサイクルを短縮することができる。
【００３２】
また、コア材２５に熱硬化性合成樹脂含有炭素繊維布２９ａを巻き付けて炭素繊維強化樹脂体２９を被覆形成するため、一つの金型で旋回アーム１５を成形することができ、成形コストを低減することができる。
【００３３】
更に、旋回アーム１５に内装されるコア材２５の凹部２７内にケーブル３７を収容するため、旋回時におけるケーブル３７のあばれを低減すると共にあばれにより発生する振動をコア材２５により吸収し、旋回アーム１５自体の振動を抑制することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、軽量化を図りながら旋回時における高速応答性を向上して取出しサイクルを短縮することができる。また、成形コストを低減することができる。更に、経時使用に伴う破断等を防止して耐久性を向上することができる。また更に、収容されるケーブル等のあばれを規制して旋回時及び旋回停止時における振動の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形機の概略を示す斜視図である。
【図２】成型品取出し機の旋回アームの全体斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】回転軸に対する旋回アームの取付け状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１―成型品取出し機、１１―回転軸、１３―電動モータ、１５―旋回アーム、２５―コア材、２７―凹部、２９―炭素繊維強化樹脂体、３１―金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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