(57)【要約】【課題】  構造簡単にして製品精度にバラツキがなく、しかも、所定の剛性を確保し、軽量化を達成することができる中空構造物を提供する。【解決手段】  中空構造物１である成形品取出し用の旋回アーム２は、継ぎ目および合わせ面を有していない閉断面構造のシェル本体３と、このシェル本体３に連続して該シェル本体３内部の中空部３ａに設けられた幅方向にのびる補強リブ４およびシェル本体３に連結される成形品吸着把持部５などの作動部への負圧供給チューブ（作動エネルギー供給系）６を装入する装入通路７を備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
継ぎ目および合わせ面を有していない閉断面構造のシェル本体と、このシェル本体に連続して該シェル本体内部の中空部に設けられた少なくとも幅方向にのびる補強リブおよびシェル本体に連結される作動部への作動エネルギー供給系を装入する装入通路が備わっていることを特徴とする中空構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の中空構造物において、
前記閉断面構造のシェル本体には、前記装入通路に通じる作動エネルギー供給系の入口と、作動エネルギー供給系の出口が設けられていることを特徴とする中空構造物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の中空構造物において、
前記作動エネルギー供給系が、電力供給用の導電ケーブルと、流体供給用の配管とからなることを特徴とする中空構造物。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の中空構造物において、
中空構造物が成形品取出機に装備される成形品取出しアームであることを特徴とする中空構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造物に係り、たとえば、樹脂成形機に搭載された成形品取出機の成形品取出しアームなどに好適な中空構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形機に搭載された成形品取出機の成形品取出しアームは、その先端部に装着している成形品把持部を、樹脂成形機の成形部位と成形機外の解放位置との間を高速で進退させて、成形品の取出し時間を短縮できるように構成することが要求される。そのため、所定の剛性を確保し、かつ、軽量化を達成しなければならない。このことから、従来では、成形品取出しアームの素材としてアルミニウムなどの非鉄金属製の押出型材が用いられていた。この押出型材によれば、継ぎ目および合わせ面を有していない閉断面構造のシェル本体によって所定の剛性を確保し、その内部に中空部が形成されることによって軽量化を達成するとともに、補強リブを形成することでより一層剛性を高めることができる。
【０００３】
ところが、補強リブの形成は、成形品取出しアームの長手方向にのびる中実のもののみに制限され、幅方向にのびる補強リブの形成は不可能である。そのため、同一横断面積を有する閉断面構造のシェル本体の単位長さの重量に対する補強リブが占める重量の割合は、幅方向にのびる補強リブを長手方向に所定の間隔を隔てて形成した構造のものよりも大きくなって、成形品取出しアームの重量を不必要に増大させるおそれがある。また、成形品取出しアームの先端部に設けられる成形品把持部、成形品把持部の姿勢を制御する姿勢制御装置、成形品把持部による成形品の把持状態を検出するセンサーなどの作動部に、作動エネルギーを供給する流体供給管や導電ケーブルなどの作動エネルギー供給系を装入するための装入通路を形成するためには、成形品取出しアーム専用の押し出しまたは引き抜き用の金型設備が必要になる。当然、前記作動エネルギー供給系を閉断面構造のシェル本体内の中空部に直に装入することによって、成形品取出しアーム専用の押し出しまたは引き抜き用の金型設備を不要にすることは可能である。しかし、作動エネルギー供給系を直に中空部に装入すると、シェル本体の内面と作動エネルギー供給系との摩擦や作動エネルギー供給系同士の摩擦が複合的に発生し、これが反復することになって、作動エネルギー供給系を比較的短期間で損傷させることになる。したがって、作動エネルギー供給系を閉断面構造のシェル本体内の中空部に直に装入する構造は、これを採用することができない。
【０００４】
前述したように、成形品の取出し時間を短縮するとともに、成形品把持位置や解放位置での負荷イナーシャを低減して停止位置の精度を高めるのに好適な成形品取出しアームとして、正面形状を略く字状にした旋回アームが使用される。正面形状を略く字状に屈曲させることで、樹脂成形機の可動金型を固定金型に対して正確に接離させるための案内機能を備えているタイバーに干渉することなくアームを旋回作動させることができる。このような旋回アームを前記アルミニウムなどの非鉄金属製の押出型材によって造るためには、直線状の閉断面シェル本体をく字状に屈曲させる煩雑な工程が必要であるばかりか、旋回アームの製品精度にバラツキが生じやすい難点を有している。
【０００５】
一方、基端部と先端部との間に至るチューブを内蔵した発泡樹脂製コア材と、該発泡樹脂製コア材の外面に被覆形成される繊維強化樹脂体とからなり、前記チューブ内にチャック部に接続される各種ケーブルを収容可能にした成形品取出し機の旋回アームが提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６１６８８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載されている旋回アームは、発泡スチレン樹脂や発泡ウレタン樹脂などの発泡樹脂により旋回アームとほぼ一致するく字形で、内部には基端部から先端部に至る貫通孔を設けた発泡樹脂製コア材を形成し、前記貫通孔には耐熱性で可撓性を有するチューブを前記コア材の基端部から先端部にわたって挿通する。そして、発泡樹脂製コア材の外面に、カーボン繊維布やガラス繊維布などの強化繊維布にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸した熱硬化性樹脂含有強化繊維布を所望の厚さで積層して巻き付けた後に、金型内にセットして加圧および加熱しながら熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより繊維強化樹脂体を被覆形成したものである。
【０００８】
前記特許文献１に記載されている旋回アームによれば、所定の剛性を確保することで凹みによる外観不良を防止し、ケーブルなどの装着作業を円滑に行うことができるとともに、軽量化を達成できる。しかし、構造が複雑であるばかりか、熱硬化性樹脂含有強化繊維布を所望の厚さで積層して巻き付けなければならない煩雑な作業が必要である上に、旋回アームの製品精度にバラツキが生じやすい難点を有している。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、構造簡単にして製品精度にバラツキがなく、しかも、所定の剛性を確保し、軽量化を達成することができる中空構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の中空構造物は、継ぎ目および合わせ面を有していない閉断面構造のシェル本体と、このシェル本体に連続して該シェル本体内部の中空部に設けられた少なくとも幅方向にのびる補強リブおよびシェル本体に連結される作動部への作動エネルギー供給系を装入する装入通路を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
これによれば、閉断面構造のシェル本体によって所定の剛性を確保することができ、シェル本体の内部に中空部が設けられていることによって軽量化を達成できる。また、少なくとも幅方向にのびる補強リブによってシェル本体を補強し、その剛性をより一層高めることができる。さらに、補強リブおよび装入通路を中空部に設けた簡単な構造の閉断面構造のシェル本体は、たとえば、積層造型法によって高精度に成形できる。
【００１２】
本発明の中空構造物は、前記閉断面構造のシェル本体に前記装入通路に通じる作動エネルギー供給系の入口と、作動エネルギー供給系の出口を設けている。これによると、シェル本体に連結される作動部への作動エネルギー供給系を前記入口から出口にかけて挿通することで、作動エネルギー供給系を前記装入通路に容易に装入して保護することができる。これにより、閉断面構造のシェル本体の内面と作動エネルギー供給系との摩擦および作動エネルギー供給系同士の摩擦を回避して、作動エネルギー供給系の延命を達成し耐久性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の中空構造物は、前記作動エネルギー供給系が、電力供給用の導電ケーブルと流体供給用の配管とからなる。これによると、作動部を電動モーターあるいは油圧モータ、水圧モータ、エアーモータもしくはエアーシリンダ、吸盤式または挟み式の把持部などで構成できる。
【００１４】
本発明の中空構造物は、成形品取出機に装備される成形品取出しアームであることが好ましい。これによると、所定の剛性を確保し、軽量化を達成するとともに、構造が簡単で高精度の成形品取出しアームを提供できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、閉断面構造のシェル本体によって所定の剛性を確保することができるとともに、中空部が設けられていることによって軽量化を達成できる。また、少なくとも幅方向にのびる補強リブによってシェル本体を補強し、その剛性をより一層高めることができる。さらに、補強リブおよび装入通路を中空部に設けた簡単な構造の閉断面構造のシェル本体は、たとえば、積層造型法によってバラツキのない高精度のものを容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る中空構造物の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明に係る中空構造物の一実施形態を示す全体正面図、図２は図１の拡大左側面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、図５は図１のＣ−Ｃ拡大矢視図、図６は図１のＤ−Ｄ拡大矢視図である。
【００１７】
これらの図において、中空構造物１は成形品取出機に装備される成形品取出し用の旋回アーム２からなり、継ぎ目および合わせ面を有していない閉断面構造で正面形状が略く字状のシェル本体３と、このシェル本体３に連続して該シェル本体３内部の中空部３ａに設けられた幅方向にのびる２本の補強リブ４およびシェル本体３の先端部に設けた一つの作動部として機能する成形品吸着把持部５に負圧を供給する負圧供給チューブ６が装入される第１装入通路７を備えているとともに、この第１装入通路７に並行して、たとえば、シェル本体３の先端部に作動部として機能する挟み式の成形品把持部（図示省略）が設けられる場合に、該成形品把持部に正圧を供給する正圧供給チューブ（図示省略）が装入される第２装入通路８と、シェル本体３の先端部に作動部として機能する姿勢制御装置（図示省略）や成形品把持部による成形品の把持状態検出センサー（図示省略）などが設けられる場合に、これらに電力を供給する導電ケーブル（図示省略）が装入される第３装入通路９とを備えている。
【００１８】
第１，第２，第３装入通路７，８，９は、シェル本体３の基部から先端部にかけてシェル本体３に一致して略く字状にのびる断面略Ｈ字形のリブ７ａ，８ａ，９ａを介してシェル本体３に連続するように中空部３ａに設けられ、軽量化を図った補強縦リブとして機能する。また、第１，第２，第３装入通路７，８，９には、シェル本体３の基部側で開口する入口７ｂ，８ｂ，９ｂとシェル本体３の先端部側で開口する出口７ｃ，８ｃ，９ｃが設けてある。このため、負圧供給チューブ６は、第１装入通路７の入口７ｂから出口７ｃに挿通することで第１装入通路７に装入できるとともに、その先端部を成形品吸着把持部５に接続することにより第１の作動エネルギー供給系を構成できる。また、前記正圧供給チューブは、第２装入通路８の入口８ｂから出口８ｃに挿通することで第２装入通路８に装入できるとともに、その先端部を前記挟み式の成形品把持部に接続することにより第２の作動エネルギー供給系を構成でき、前記導電ケーブルは、第３装入通路９の入口９ｂから出口９ｃに挿通することで第３装入通路９に装入できるとともに、その先端部を前記姿勢制御装置や成形品の把持状態検出センサーなどに接続することにより第３の作動エネルギー供給系を構成できる。
【００１９】
前記構成によれば、閉断面構造のシェル本体３によって所定の剛性を確保することができ、シェル本体３の内部に中空部３ａが設けられていることによって軽量化を達成できる。また、シェル本体３の幅方向にのびる補強リブ４とシェル本体３に沿ってのびるＨ字形のリブ７ａ，８ａ，９ａによってシェル本体３を補強し、その剛性をより一層高めることができる。さらに、負圧供給チューブ６を第１装入通路７に、正圧供給チューブを第２装入通路８に、導電ケーブルを第３装入通路９に各別に分離して装入できるので、シェル本体３の内面と負圧供給チューブ６、正圧供給チューブおよび導電ケーブルとの摩擦や負圧供給チューブ６、正圧供給チューブおよび導電ケーブル同士の摩擦を回避して、これら作動エネルギー供給系の延命を達成し耐久性を向上させることができる。
【００２０】
前記構成の中空構造物１である旋回アーム２は、たとえば、感光性樹脂を用いて立体的な構造物を成形する光造形法による一体成形によって成形することができる。
【００２１】
積層造形法の一例である光造形法は、おおよそ、モデリング工程と、編集工程と、造形工程とからなる。光造形法の一例としては、まず、３次元ＣＡＤシステムによって、立体形状に設計された中空構造物１の三次元データを作成する（モデリング工程）。
【００２２】
つぎに、前記３次元データをコンピュータにより高さ方向に等間隔で水平方向で切断して輪切りの断面データ群を作成する（編集工程）。
【００２３】
一方、液状の光硬化性樹脂を満たしたタンクの液面より少し下の位置にテーブル面をセットし、前記輪切りの断面データ群に応じて沿って順次テーブル面を下降させながらレーザビ−ムを液面に走査させる操作を反復することによって中空構造物１である旋回アーム２を成形することができる（造形工程）。
【００２４】
光硬化性樹脂としては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフエノール型エポキシ樹脂などが使用され、これらの樹脂にアセトフェノン系、ベンゾイル系、ベンジルケタール系あるいはケント系の光開始剤が添加される。またレーザビ−ムとしては、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、などの紫外線レーザや、キセノンランプ、水銀ランプなどの紫外線ランプなどが使用される。
【００２５】
また、前記構成の中空構造物１である旋回アーム２は、熱可塑性粉末材料を炭酸ガスレーザーの熱で、一層一層焼結（融着）しながら立体的な構造物を成形するレーザー焼結法による一体成形によって成形することもできる。
【００２６】
積層造型法の一例であるレーザー焼結法についての工程は光造型法と同じく、おおよそ、モデリング工程と、編集工程と、造形工程とからなる。光造形法の一例としては、まず、３次元ＣＡＤシステムによって、立体形状に設計された中空構造物１の三次元データを作成する（モデリング工程）。
【００２７】
つぎに、前記３次元データをコンピュータにより高さ方向に等間隔で水平方向で切断して輪切りの断面データ群を作成する（編集工程）。
【００２８】
一方、均一な積層を可能にする断面形状を有し、上部またはサイドにある材料タンクからプラットフォームに、一層毎にリコータが移動し一層分の熱可塑性粉末材料を卷くと同時に均一な平面を形成し、リコーディングが済むと、レーザーが一層分の形状断面を塗りつぶして焼結させる。一層分の焼結が済むと、プラットフォームを一層下げて（プラットフォーム下降）、再びリコーディングを行う（造型工程）。
【００２９】
熱可塑性粉末材料としては、ナイロン、グラス入りナイロン、ポリスチレンなどが使用される。また、樹脂材料以外のブロンズ系合金、鉄系合金などの金属材料も適している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る中空構造物の一実施形態を示す全体正面図である。
【図２】図１の拡大左側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ拡大矢視図である。
【図６】図１のＤ−Ｄ拡大矢視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  中空構造物
２  旋回アーム
３  閉断面構造のシェル本体
３ａ  中空部
４  幅方向にのびる補強リブ
５  成形品吸着把持部（作動部）
６  負圧供給チューブ（流体供給管、作動エネルギー供給系）
７  第１装入通路（装入通路）
７ａ  入口
７ｂ  出口
８  第２装入通路（装入通路）
８ａ  入口
８ｂ  出口
９  第３装入通路（装入通路）
９ａ  入口
９ｂ  出口
【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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