JP5764408B2 - 成形品取出機 - Google Patents

Description

本発明は、昇降軸を備えた成形品取出機に関するものである。

特開２００９−２６９１００号公報（特許文献１）には、図４，図５には先端に成形品把持ヘッドを備えた金属製の昇降軸を有するトラバース型の成形品取出機の一例が開示されている。この公報に示された昇降軸は、角筒状の成形品により構成されている。昇降軸は、上下方向に移動するため、昇降用モータへの負荷はかなり大きなものとなっている。そこで出願人は、昇降軸の軽量化を図るために、アルミニューム製の昇降軸を採用し且つさらに軽量化できる構造とした上で、繊維補強プラスチック成形体を昇降軸に接着剤で固定することにより、軽量化により発生する機械的強度の低下を補う構造を考えた。

特開２００９−２６９１００号公報

しかしながら昇降軸の金属材料と、硬化した接着剤と繊維補強プラスチック成形体の熱膨張係数は、大きく異なるために、状況によっては、硬化した接着剤が部分的に剥離し、繊維補強プラスチック成形体の効果を十分に発揮できない可能性があることが判った。

本発明の目的は、繊維補強プラスチック成形体を昇降軸に固定するための硬化した接着剤の剥離を有効に抑制できる成形品取出機を提供することにある。

本発明が対象とする成形品取出機は、先端に成形品把持ヘッドが取り付けられる金属製の昇降軸を備えており、昇降軸の軸線方向と直交する方向に対向する一対の側壁上には、それぞれ繊維強化プラスチック成形体が接着剤を介して固定されている。繊維強化プラスチック成形体は、複数の経糸と複数の緯糸により構成された繊維強化部に熱硬化性樹脂を含浸して硬化してなるものである。本発明においては、繊維強化プラスチック成形体の繊維強化部を構成する複数の経糸が昇降軸の軸線方向に延び且つ該軸線方向と直交する方向に並び、複数の緯糸が軸線方向と交差する方向に延び且つ軸線方向に並ぶように昇降軸の側壁の表面上に配置されている。なお「複数の経糸が昇降軸の軸線方向に延び」とは、経糸が概ね軸線方向に向かっていればよく、経糸が軸線と完全に平行になる場合だけに限定されるものではない。また「緯糸が軸線方向と交差する方向に延び」とは、緯糸が経糸と完全に直交する場合に限定されるものではない。繊維強化部に使用する繊維は、カーボン、ガラス等の種々の強化繊維を用いることができる。

本発明のように、繊維強化部を構成する経糸と緯糸が延びる方向を昇降軸の軸線方向に対して特定の関係になるように繊維強化プラスチック成形体を昇降軸の一対の側壁に固定すると、昇降軸の金属材料の熱膨張係数と、硬化した接着剤の熱膨張係数と繊維補強プラスチック成形体の熱膨張係数の差により、硬化した接着剤内に生じるストレスを緩和して、硬化した接着剤の剥離を抑制することができる。硬化した接着剤は、昇降軸の軸線方向の長さが幅方向の長さよりも長いため、硬化した接着剤の熱膨張による累積した延びは、軸線方向の累積延び量のほうが幅方向の累積延び量よりも大きくなる。そして硬化した接着剤と繊維強化プラスチック成形体中の硬化した熱硬化性樹脂の熱膨張係数は他の材料の熱膨張係数と比べて近いため、硬化した接着剤の軸線方向への延びに対して、熱硬化性樹脂の軸線方向への延びも生じ、緯糸が熱硬化性樹脂の延びと一緒に軸線方向に僅か動くため、硬化した接着剤との間に生じるストレスが緩和されているものと推測される。その結果、本発明によれば、硬化した接着剤の剥離を抑制できるものと考えられる。

上記複数の緯糸が、側壁の表面と対向する位置に複数の緯糸のみからなる構成とすると、膨張・収縮に伴って緯糸がより動き易くなり、硬化した接着剤との間に生じるストレスがさらに緩和される。なお繊維強化部は平織りにより構成されていても、程度の差はあるものの本発明の効果は得られる。

なお昇降軸が、アルミニュームの押し出し成形により形成されている場合には、一対の側壁の表面は、粗面処理が施されているのが好ましい。このようにすると昇降軸の側壁と硬化した接着剤との間の接合強度を高めることができる。

繊維強化プラスチック成形体が、平行に延びる一対の長辺を有している場合には、昇降軸の一対の側壁には、軸線方向に直線的に延び、一対の長辺の１つと接触することにより繊維強化プラスチック成形体の位置決めをする位置決め用段部を形成するのが好ましい。この場合、一対の側壁に設ける位置決め用段部は、昇降軸の軸線を含み且つ一対の側壁の間を延びる仮想平面に対して面対称の位置に設ける。このようにすると繊維強化プラスチック成形体の一辺を位置決め用段部に当接させるだけで、繊維強化プラスチック成形体をを完全に対向した位置関係に置くことができる。したがって繊維強化プラスチック成形体の固定作業が容易になる。

理想的には接着剤のみにより繊維強化プラスチック成形体を昇降軸に固定するのが好ましい。しかしより信頼性を高めるためには、接着剤による固定に加えてビスやネジ等による固定を併用するのが好ましい。そこでこの場合には、繊維強化プラスチック成形体に、その外周部に沿って所定の間隔を開けて複数の貫通孔を形成する。そして複数の貫通孔を貫通する複数の頭部付きビスまたはネジを、その頭部を強化プラスチック成形体に押しつけるようにして側壁に対して固定する。この貫通孔の寸法は、昇降軸、硬化した接着剤及び強化プラスチック成形体の線膨張係数の差により、硬化した接着剤が側面または強化プラスチック成形体から剥離するのを抑制できる程度に、ビスまたはネジの頭部を除いた部分の最大直径寸法よりも大きくする。このようにするとビスまたはネジの存在により繊維強化プラスチック成形体の完全な剥離を防止できる。また前述のように貫通孔の寸法を大きくしているので、膨張・収縮に伴う繊維強化プラスチック成形体の動きが大きく拘束されることはない。

本実施の形態の成形品取出機の全体構成を示す図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、昇降軸の左側面図、右側面図及び斜視図である。 昇降軸の底面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、繊維強化部の構成を模式的に示す模式図である。 ビスを用いた固定構造を模式的に示す図である。

以下図面を参照して本発明の成形品取出機の実施の形態の一例について説明する。図１は、本実施の形態の成形品取出機１の全体構成を示す図である。成形品取出機１は、図示されていない成形機の固定プラテンに基部が支持され、成形機の幅方向（Ｗ）に延びる片持ビーム構造の横行軸２と、該横行軸２に支持されて、たとえばサーボモータなどの電動モータからなる駆動源により幅方向（矢印Ｗ）に進退する第１の走行体３と、この第１の走行体に設けられて成形機の長手方向（矢印Ｌ）にのびる引抜き軸４と、該引抜き軸４に支持されて、たとえばサーボモータなどの電動モータからなる駆動源により長手方向（矢印Ｌ）に進退する第２の走行体５と、この第２の走行体５に支持されて、たとえばサーボモータなどの電動モータまたはエアーシリンダー装置からなる駆動源により昇降（矢印Ｚ）する昇降ユニット６とを備えている。昇降ユニット６は、先端に成形品把持ヘッド７を備えた第１の昇降軸８と、先端にランナチャック９を備えた第２の昇降軸１０とを備えている。成形品取出機１の動作は公知であるため説明は省略する。

特に、本実施の形態では、成形品把持ヘッド７が先端に取り付けられる昇降軸８を軽量化して、しかも機械的強度を維持するために、以下の構造を採用している。図２（Ａ）乃至（Ｃ）は、昇降軸の左側面図、右側面図及び斜視図である。図３は、昇降軸８の底面図である。昇降軸８は、アルミニュームまたはアルミニューム合金を用いて押し出し成形により形成されているため、中空構造を有している昇降軸８は、昇降軸８の軸線Ｘの軸線方向（Ｄ０方向）と直交する方向（Ｄ１方向）に対向する一対の側壁１１及び１２上には、それぞれ繊維強化プラスチック成形体１３及び１４が接着剤を介して固定されている。昇降軸８は一対の側壁１１及び１２の間に位置して両側壁１１及び１２を連結する一対の側壁１５及び１６を有している。昇降軸８は繊維強化プラスチック成形体１３及び１４と対応する細長い第１の空洞部１７と、空洞部１７よりも側壁１５側に位置する断面積が小さな第２の空洞部１８とを有している。

図３に示すように、一対の側壁１１及び１２には、第１の空洞部１７と対向し且つ第２の空洞部１８寄りの位置に、一対の位置決め用段部１９及び２０が形成されている。一対の側壁１１及び１２に設けた一対の位置決め用段部１９及び２０は、昇降軸８の軸線Ｘを含み且つ一対の側壁１１及び１２の間を延びる仮想平面ＰＳに対して面対称の位置に設けられている。また一対の側壁１１及び１２には、第２の空洞部１８を間に挟む位置に軸線方向に延びる一対の細長い凹溝２１及び２２が形成されている。この凹溝２１及び２２には、円柱状のレール部材２３及び２４が圧入嵌合されて固定されている。このレール部材２３及び２４は、昇降軸８が昇降する際に案内ガイドとして利用される。

繊維強化プラスチック成形体１３及び１４は、平行に延びる一対の長辺を有する厚みの薄い板形状を呈している。本実施の形態では、昇降軸８の一対の側壁１１及び１２に設けられて軸線方向に直線的に延びる一対の位置決め用段部１９及び２０には、繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の一対の長辺の１つを接触させて、繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の位置決めをしている。このようにすると繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の一辺を位置決め用段部１９及び２０に当接させるだけで、繊維強化プラスチック成形体１９及び２０をＤ１方向に完全に対向した位置関係に置くことができる。したがって繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の固定作業が容易になる。

繊維強化プラスチック成形体１３及び１４は、複数の経糸と複数の緯糸により構成された繊維強化部に熱硬化性樹脂を含浸して硬化してなるものである。本実施の形態では、特に繊維強化プラスチック成形体１３及び１４に炭素繊維強化プラスチック成形体を用いている。例えば、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、繊維強化部ＦＳを、側壁１１及び１２の表面と対向する位置に複数の炭素繊維の緯糸Ｆ２のみからなる緯糸層Ｌ１を備え、側壁１１及び１２の表面と対向しない位置に複数の炭素繊維の経糸Ｆ１からなる経糸層Ｌ２を備えている。繊維強化部ＦＳに含浸する樹脂としてエポキシ系の熱硬化性樹脂が用いられている。

本実施の形態では、繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の繊維強化部ＦＳを構成する複数の経糸Ｆ２が昇降軸８の軸線方向（Ｄ０方向）に延び且つ該軸線方向と直交する方向（Ｙ方向）に並び、複数の緯糸Ｆ１が軸線方向（Ｄ０方向）と交差する方向（Ｄ２方向）に延び且つ軸線方向（Ｄ０方向）に並ぶように昇降軸８の側壁１１及び１２の表面上に配置されている。図４（Ａ）の繊維強化部ＦＳの構造では、複数の経糸Ｆ２と複数の横板Ｆ１とはほぼ直交している。

本実施の形態のように、繊維強化部ＦＳを構成する経糸Ｆ２と緯糸Ｆ１が延びる方向を昇降軸８の軸線方向に対して特定の関係になるように繊維強化プラスチック成形体１３及び１４を昇降軸８の一対の側壁１１及び１２に接着剤を用いて固定すると、昇降軸８の金属材料の熱膨張係数と、図示しない硬化した接着剤の熱膨張係数と繊維補強プラスチック成形体の熱膨張係数の差により、硬化した接着剤内に生じるストレスを緩和して、硬化した接着剤の剥離を抑制することができる。本実施の形態では、接着剤として例えばエポキシ系またはアクリル系の接着剤を用いている。本実施の形態では、一対の側壁１１及び１２の表面は、ブラッシングなどにより粗面処理が施されている。このようにすると昇降軸８の側壁１１及び１２と硬化した接着剤との間の接合強度を高めることができる。

図４（Ａ）に示すように、繊維強化部ＦＳを、側壁の表面と対向する位置に複数の緯糸のみからなる緯糸層を備えている構成とすると、膨張・収縮に伴って緯糸がより動き易くなり、硬化した接着剤との間に生じるストレスがさらに緩和される。なお図４（Ｂ）に示すように、繊維強化部ＦＳ´は平織りにより構成されていてよい。平織りでも、程度の差はあるものの本発明の効果は得られる。

理想的には接着剤のみにより繊維強化プラスチック成形体１３及び１４を昇降軸８に固定するのが好ましい。しかしより信頼性を高めるために、本実施の形態では、接着剤による固定に加えてビス２５による固定を併用している。そこで本実施の形態では、図５に示すように、繊維強化プラスチック成形体１３及び１４に、その外周部に沿って所定の間隔を開けて複数の貫通孔Ｈを形成する。そして複数の貫通孔Ｈを貫通する複数の頭部付きビス２５を、その頭部２５Ａを強化プラスチック成形体１３及び１４に押しつけるようにして側壁１１及び１２に対して固定する。この貫通孔Ｈの寸法は、昇降軸８、硬化した接着剤及び強化プラスチック成形体１３及び１４の線膨張係数の差により、硬化した接着剤２６が側壁１１及び１２または強化プラスチック成形体１３及び１４から剥離するのを抑制できる程度に、ビス２の頭部２５Ａを除いた部分２５Ｂの最大直径寸法よりも大きくする。このようにするとビス２５の存在により繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の完全な剥離を防止できる。また貫通孔Ｈの寸法を大きくしているので、膨張・収縮に伴う繊維強化プラスチック成形体１３及び１４の動きが大きく拘束されることはない。

上記実施の形態では、ビス２５を用いたが、ビスに代えてネジを用いても良い。

本発明によれば、繊維補強プラスチック成形体を昇降軸に固定するための硬化した接着剤の剥離を有効に抑制できる。

１ 成形品取出機
２ 横行軸
３ 第１の走行体
４ 引抜き軸
５ 第２の走行体
６ 昇降ユニット
７ 成形品把持ヘッド
８ 第１の昇降軸
９ ランナチャック
１０ 第２の昇降軸
１１，１２ 側壁
１３，１４ 繊維強化プラスチック成形体
１９，２０ 位置決め用段部
２５ ビス
Ｆ１ 経糸
Ｆ２ 緯糸
ＦＳ 繊維強化部
Ｈ 貫通孔

Claims (7)

1. 先端に成形品把持ヘッドが取り付けられる金属製の昇降軸を備え、
   前記昇降軸の軸線方向と直交する方向に対向する一対の側壁上に、それぞれ繊維強化プラスチック成形体が接着剤を介して固定され、
   前記繊維強化プラスチック成形体が、複数の経糸と複数の緯糸により構成された繊維強化部に熱硬化性樹脂を含浸して硬化してなるものである成形品取出機であって、
   前記複数の経糸が前記昇降軸の前記軸線方向に延び且つ該軸線方向と直交する方向に並び、前記複数の緯糸が前記軸線方向と交差する方向に延び且つ前記軸線方向に並ぶように前記側壁の前記表面上に配置されていることを特徴とする成形品取出機。
2. 前記複数の緯糸は、前記側壁の前記表面と対向する位置に前記複数の緯糸のみからなる請求項１に記載の成形品取出機。
3. 前記繊維強化部は平織りにより構成されている請求項１に記載の成形品取出機。
4. 前記昇降軸は、アルミニュームの押し出し成形により形成されており、
   前記一対の側壁の表面は、粗面処理が施されている請求項１，２または３に記載の成形品取出機。
5. 前記繊維強化プラスチック成形体は、平行に延びる一対の長辺を有しており、
   前記一対の側壁には、前記軸線方向に直線的に延び、前記一対の長辺の１つと接触することにより前記繊維強化プラスチック成形体の位置決めをする位置決め用段部が、前記昇降軸の軸線を含み且つ前記一対の側壁の間を延びる仮想平面に対して面対称の位置に設けられている請求項１に記載の成形品取出機。
6. 前記強化プラスチック成形体には、その外周部に沿って所定の間隔を開けて複数の貫通孔が形成されており、
   前記複数の貫通孔を貫通する複数の頭部付きビスまたはネジが、前記頭部を前記強化プラスチック成形体に押しつけるようにして前記側壁に対して固定されており、
   前記貫通孔の寸法は、前記昇降軸、硬化した前記接着剤及び前記強化プラスチック成形体の熱膨張係数の差により、硬化した前記接着剤が前記側面または前記強化プラスチック成形体から剥離するのを抑制できる程度に、前記ビスまたはネジの前記頭部を除いた部分の最大直径寸法よりも大きく定められていることを特徴とする請求項１に記載の成形品取出機。
7. 前記繊維強化プラスチック成形体が、炭素繊維強化プラスチック成形体である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成形品取出機。
   

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