JP2006240004A - 成形装置における位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動金型５、固定金型６を用い、第一、第二成形体２、３を型成形する第一射出工程、第一成形体２を成膜２ａする成膜工程、第一、第二成形体２、３を樹脂材８により一体化する第二射出工程により成膜成形体１を製造するにあたり、中間位置で可動金型５が停止する位置の正確な位置決めと、この停止位置を基準点として基準点位置の更新をする。
【解決手段】 既セットされている基準点二基づいて可動金型５を停止位置に移動させた後、サーボモータ１０をフリーの状態にすると共に、既セットされている基準点をリセット、しかる後、機械的な位置決めをして正確に位置決めをし、第一の射出工程を実行し、その後、この位置を基準点としてセットすると共に、サーボモータ１０を駆動状態に復帰するようにする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両用の燈体やエンブレム等に用いられる成形体を製造する成形装置における位置決め装置の技術分野に属するものである。

一般に、この種成形体のなかには、例えば、車両用のエンブレム等の部品ように、部材表面に着色効果や反射効果等の効果を有する素材で被覆して、意匠性を高めたものがあり、この製造方法として、例えば、部材表面を装飾クロム鍍金皮膜で被覆して形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
ところで今日、鍍金に使用する六価クロムは人体に有害な物質であって、環境汚染による公害問題を発生することから規制の対象ともなっており、脱クロムが要求されている。
この改善策として、基材表面に真空蒸着やスパッタリング等の成膜装置で成膜を形成し、さらに、該成膜の表面を樹脂材で被覆したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
ところがこのようなものは、射出成形した基材を射出成形装置から取り出した後、真空蒸着装置にセットして成膜し、しかる後、成膜した基材を真空蒸着装置から取り出した後、射出成形装置にセットして成膜面に樹脂材を射出成形することになって工程数も多く、手間がかかり、作業能率が悪いだけでなく、取り出し工程、セット工程、装置から装置への搬送工程の際に被成膜面、さらには成膜面に傷や埃がついたり手が触れて油が付着してしまうようなことがあり、これらが原因で所期の成膜製品ができず不良品が発生し歩留まりが悪いという問題がある。
そこで成膜成形体を製造する場合、第一、第二の成形体を型成形するための型面がそれぞれ型表面に形成された第一金型、第二金型のうちの一方、例えば第二金型に成膜装置を設け、第一、第二成形体を成形するための一次射出の工程と、第一、第二成形体を一体化するための二次射出の工程とのあいだに第一成形体に成膜する成膜工程を設けるようにして成膜成形体を製造するようにしたものを提唱し、これによって成膜成形体の成形と成膜とが一連の工程でできるようになり、作業性の改善、歩留まりの向上が達成できるようになった（例えば特許文献３）。
特開平６−１４７０６９号公報 特開平６−１６９１９１号公報 ＷＯ２００４／１０１２５３Ａ１

ところで前記従来の成膜成形体を一連の工程で製造するようにしたものにおいて、金型を型面が形成される型表面に沿った方向に移動させる必要があるものがあり、このような場合、移動した金型の停止位置を精度良く決めることが必要となる。そして成膜工程がないものでは、一次と二次の射出工程での二箇所での停止であるため、基台側に移動両端位置の位置決めをするストッパを設け、金型が各ストッパに突き当たるまで移動させることで停止位置の位置決めをすればよかったが、前記成膜装置を備えたものでは、一次の射出工程、成膜工程、二次の成膜工程と三つの工程があって停止位置としては、移動両端位置に加えてその中間位置での停止があり、そして該中間位置での停止に従来用いられるストッパ方式での位置決めをすると、いずれか一方の移動端位置への移動ができなくなってしまうという問題がある。
そこで、例えば移動量（駆動量、回転量）が制御できるサーボモータのようなアクチュエータを用い、前記各位置での移動位置を移動量制御により決定するように構成することが提唱される。ところがこの場合、精度の良い停止位置の位置決め制御をするには、機械的な誤差を吸収するかたちで基準点（原点）を正確に決める必要があるが、このような正確な基準点を出すには時間と手間がかかるだけでなく、稼動の過程で基準点にズレが生じると、精度の良い成形体の生産ができないという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、成形体を形成するための型面が型表面にそれぞれ形成された第一、第二金型を備え、これら金型のうちの少なくとも一方を可動金型とし、該可動金型を型表面に沿った方向に移動するための移動手段を設けて、前記型表面に沿った方向の金型移動で少なくとも二工程の作業を実行するように構成した成形装置に、前記可動金型の位置決めをするための位置決め装置を設けるにあたり、該位置決め装置は、可動金型を既セットされている基準点に基づいて位置決めをする第一の位置決め手段と、該第一の位置決め手段による位置決めにタイミングを合わせて移動手段を駆動制御状態からフリー状態にする移動フリー手段と、前記移動手段がフリー状態になった状態で、成形体の成形をすべく可動金型を機械的に正確に位置決めする第二の位置決め手段と、成形体の成形にタイミングを合わせて移動手段をフリー状態から駆動制御状態に復帰する移動復帰手段と、前記第二の位置決め手段で位置決めされた位置を基準点として更新する基準点更新手段とを備えて構成したことを特徴とする成形装置における位置決め装置である。
請求項２の発明は、請求項１において、金型には、一組の成形体を成形するための型面と、該一組の成形体のうちの一方に成膜をする成膜装置と、前記一組の成形体を一体にするための型面とが設けられていることを特徴とする成形装置における位置決め装置である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、基準点の更新は、複数ある成形工程のうちの少なくとも一つの工程で行われることを特徴とする成形装置における位置決め装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一つにおいて、基準点の更新は、移動手段がフリー状態になることにタイミングを合わせて既セットされている基準点をリセットし、移動手段が駆動制御状態になることにタイミングを合わせて新しい基準点をセットすることで行われることを特徴とする成形装置における位置決め装置である。

請求項１の発明とすることにより、既セットされている位置決めのための基準点にズレがあっても、正確な位置決めができると共に、該正確に位置決めされた現在位置を基準点としてセットすることができて、精度の高い成型体の製造ができることになる。
請求項２の発明とすることにより、成膜成形体の製造が精度高いものとしてできることになる。
請求項３の発明とすることにより、基準点が更新が、複数ある工程のうちの少なくとも一つの工程で実行されることになって精度の高い成形ができることになる。
請求項４の発明とすることにより、基準点の更新が確実にできることになる。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は成膜成形体であって、該成膜成形体１は、一次射出工程で型形成された第一成形体２と第二成形体３とを二次射出工程により一体化して製造されるものであり、そして一時射出工程と二次射出工程との間にある成膜工程により第一成形体２に成膜２ａが施されているが、この成膜成形体１を製造するための製造装置４について次に説明する。

前記製造装置４は、後述する可動側金型ベース４ａと固定側金型ベース４ｂとを備えて構成され、該可動側金型ベース４ａには、第一、第二成形体２、３を型形成するための型面５ａ、５ｂが形成された成形用金型５ｄ、５ｅがそれぞれ着脱自在に設けられており、これらによって可動金型（本発明の第一金型に相当する。）５を構成している。

一方、固定側金型ベース４ｂには、第一、第二成形体２、３を型成形するための型面６ａ、６ｂが形成された成形用金型６ｄ、６ｅと、該成形用金型６ｄ、６ｅの第一成形体用型面６ａに隣接する側に配される成膜装置（真空蒸着やスパッタリング蒸着等により成膜する装置）７を内装する成膜用金型７ａとが一直線状に配される状態で着脱自在に設けられ、これら成形用金型６ｄ、６ｅと成膜用金型７ａとにより本発明の固定金型（本発明の第二金型に相当する）６を構成している。

前記可動金型５は、図示しないプレスによって金型同志の離接方向の移動がなされる架台８に設けられるが、該架台８には、前記固定金型６の型面６ａ、６ｂ、そして成膜装置７ａが配された一直線方向を向くように敷設したガイドレール９を備え、該ガイドレール９に可動金型５が移動自在に設けられており、これによって可動金型５は、型表面５ｃに沿う方向の移動ができるようになっている。

１０は架台８に設けられる移動用のアクチュエータであって、該移動用アクチュエータ１０は、本実施の形態では駆動量（回転量）制御ができるサーボモータを用いて構成されているので、以降はサーボモータ１０と記載する。このサーボモータ１０の出力軸１０ａには、前記ガイドレール９と平行状態に配した螺旋軸１１が止着されている。そして該螺旋軸１１が螺合する雌螺子１２ａが刻設された作動体１２が可動金型５に設けられており、これによって前記サーボモータ１０が正逆駆動することに連動して可動金型５がガイドレール９に案内された前記移動をするようになっている。

前記可動金型５は、後述する第一射出工程、成膜工程、第二射出工程の各工程で停止するが、本実施の形態では成膜工程、第二射出工程が移動両端部に配され、第一射出工程がこれら両移動端部の中間位置に配されており、そして該第一の射出工程の停止位置を位置決めするための位置決めピン１３が架台８に設けられている。つまり位置決めピン１３は、可動金型５が第一射出工程位置に位置するときの前記作動体１２に対応する位置に配設され、本実施の形態ではアクチュエータの一例である電磁ソレノイド１４に設けられており、電磁ソレノイド１４が作動することに連動して突出するようになっている。位置決めピン１３は、大径の基部１３ａと、小径の先端部１３ｂと、これら基部１３ａ、先端部１３ｂ間に位置して先端側ほど小径（先細り）となるよう傾斜状になったテーパ部１３ｃとを備えて構成されている。

一方、作動体１２には、前記位置決めピン１３を挿入するための位置決め孔１５が穿設されているが、該位置決め孔１５は、孔奥部１５ａの内径が位置決めピン１３の基部１３ａよりは小径だが、先端部１３ｂよりは大径に設定されていて、位置決めピン先端部１３ａと位置決め孔孔奥部１５ａとのあいだにある隙間Ｘ＋Ｙを存するように設定されている。また、位置決め孔基部１５ｂの内径は孔奥側ほど小径となるよう傾斜状になったテーパ部１５ｃとを備えて構成されている。そして可動金型５の第一射出工程での正確な位置決め（第二の位置決め）は、電磁ソレノイド１４が作動することに連動する位置決めピン１３の位置決め孔１５への挿入により両テーパ部１３ｃ、１５ｃ同志が面接触することによって機械的に決まるようになっている。

前記位置決めはサーボモータ１０の駆動制御によってなされるが、該サーボモータ１０の位置決め制御を伴う駆動制御の手順例を、図５に示すブロック回路図、図６に示すフローチャート図に基づいて説明する。サーボモータ１０の出力軸１０ａの回転数は、パルスコントロール（例えばＰＷＭ制御）に基づく回転数制御により得られ、この回転数制御のデータが制御部１６に入力することでフィードバック制御が実行される。この場合に、出力軸１０ａの回転は螺旋軸１１の回転に同期し、該螺旋軸１１の基準点からの回転数に螺子ピッチを乗ずることにより基準点からの可動金型５の現在位置が判別できるようになっている。

さて前記位置決め制御は、まず可動金型５を前回セットされた基準点位置、つまり第一射出工程位置に移動させるべくサーボモータ１０を駆動させ、基準点位置に達したと判断されると、サーボモータ１０を停止させる（第一の位置決め）と共に、出力軸１０ａの回転をフリー状態にし（出力軸１０ａの回転をフリー状態にする手段としては、例えばブレーキ装置付きのものであればブレーキ解除をして回転をフリーにする、サーボモータ１０に供給する電源をＯＦＦにして回転をフリーにする等の通常知られた手段で実行できる）、さらに前回設定された基準点をリセットする。次いで電磁ソレノイド１４を作動させて位置決めピン１３を位置決め孔１５に挿入させ、前記テーパ部１３ｃ、１５ｃ同志の面合せで位置決めをする。この場合において、前回設定された基準点を基準とする可動金型５の第一射出工程位置への移動制御に誤差（ズレ）があって正確に位置決めされない位置に停止したとして、該誤差は、位置決めピン先端部１３ａと位置決め孔孔奥部１５ａとのあいだの隙間Ｘ＋Ｙで吸収され、そしてテーパ面１３ｃ、１５ｃ同志が当接する際の電磁ソレノイドの作動力を受けて前記フリーとなった螺旋軸１１および出力軸１０ａが回転することで補正されて間隔Ｚ（＝（Ｘ＋Ｙ）／２）を有した状態に正確に位置決めされ、この状態で第一の射出工程が実行される。
次いでサーボモータ１０の出力軸１０ａのフリー回転状態を停止して駆動制御状態にすると共に、現在位置を基準点としてセットする。そして該セットされた基準点に基づいて成膜工程位置、第二射出工程位置に可動金型５を移動させるべく位置制御をし、各対応する位置に移動した可動金型５を用いて各工程を実行し、そして第一射出工程に移行するようになっている。

次に、本発明が実施されることにより製造される成膜成型体１の製造工程について説明する。成膜装置７としては、例えば真空蒸着装置やスパッタリング成膜装置等が用いられるが、成膜成形体１を成膜成形する工程について図３、４を用いて説明する。まず、可動金型５は、型表面５ｃが固定金型６の型表面６ｃに対向するよう位置した（図３（Ａ）参照）状態から、固定金型６方向に移動して型合わせされ、この型合わせ状態で第一、第二成形体２、３が射出成形される一次の射出工程が実行される（図３（Ｂ）参照）。
次いで可動金型５が型離れ方向に移動するが、このとき第一成形体２は可動金型２側に、第二成形体３は固定金型６側に残る（図３（Ｃ）参照）ように設定されている。

しかる後、可動金型５は、第一成形体２が成膜装置７と対向するよう型表面に沿う方向（図面で左方向）に移動（図３（Ｄ）参照）した後、型合わせ方向に移動して成膜装置７と型合わせされた第一成形体２の型面６ａからの型離れ面が成膜２ａされる（図４（Ａ）参照）。
ついで可動金型５が型離れ方向に移動して成膜装置７と型離れした（図４（Ｂ）参照）後、可動金型５が型表面５ｃに沿う方向の移動（図面で右方向）をして第一成形体２と第二成型体３とが対向し（図４（Ｃ）参照）、この状態で金型同志５、６が型合わせされ、第一、第二成形体２、３同志を樹脂材８で一体化して成膜成形体１を製造する二次の射出工程（図４（Ｄ）参照）が実行され、しかる後、可動金型５の型離れ方向の移動、成膜成形体１の取り出し、可動金型５の各対応する型面５ａ、６ａと５ｂ、６ｂ同志が対向するよう型表面に沿う方向の移動（図面で左方向）をし、これら一連の工程を繰返すことで、成膜成形体１の連続した製造ができるようになっている。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、成膜成形体１は、第一、第二成形体２、３を成形する一次の射出工程、第一成形体２の成膜工程、そして第一、第二成形体２、３を一体化する二次の射出工程を経ることにより製造されるが、一次の射出工程（一次の工程）において可動金型５は、既セットされた基準点に基づいて一次の位置決めがなされ、該一次の位置決めがなされると、サーボモータ１０がフリーな状態になると共に、既セットされた基準点がリセットされる。そしてこの状態で、位置決めピン１３が位置決め孔１５に挿入することで機械的な二次の位置決めがなされ、これによって可動金型５の正確な位置決めがなされる。そして該機械的な位置決めがなされた後、可動金型５が固定金型６に型合わせされて第一、第二成形体２、３が射出成形された後の最後の型締め状態のときの可動金型５の現在位置を基準点としてセットすることで基準点が更新される。

このようにセットされた基準点に基づいて、可動金型５を成膜工程（第二の工程）位置に移動して停止する停止制御、第二の射出工程（第三の工程）位置に移動して停止する停止制御が実行され、各停止位置で各対応した工程が実行され、これによって成膜成型品１が製造される。そしてしかる後、再び可動金型５は第一の射出工程位置に移動して停止することになるが、この停止制御は既セットされた基準点に基づいてなされる第一の停止制御と、位置決めピン１３による機械的な第二の停止制御が実行され、この第二の停止制御による停止位置が新たな基準点として更新されることになる。

このように成膜成形体１の製造工程において、可動金型５の各工程位置に移動したときの停止制御が実行される場合に必要になる基準点が、第一の射出工程となるたびに更新されることになるが、この更新される基準点は、サーボモータ１０の回転量制御に基づく停止位置ではなく、該回転量制御で停止した後の機械的な停止位置となって正確なものとなる。この結果、その後に行われる成膜工程、第二の射出工程でのサーボモータ１０の回転量制御に基づく停止制御が正確となって精度の高い成膜成形体１を製造することができる。

しかもこの場合において、前記機械的な位置決め停止制御は、サーボモータ１０をフリー状態にしてから行われるから、サーボモータ１０に無理な負荷を掛けてしまうこともない。そのうえ、基準点のリセットは、サーボモータ１０の駆動をＯＦＦにするものであれば、オフと同時、あるいはＯＦＦにする前に行う必要はなく、機械的な位置決め停止制御の後であっても良く、要は、機械的な位置決め停止制御を実行したときにサーボモータ１０がセットされている基準点に基づいて駆動しないようになっていればよく、また、新しい基準点のセットは、機械的な位置決め停止制御がなされた以降、第一の射出制御工程が実行されて型締め力がなくなるまでのあいだに実行すれば良いものである。

尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、基準点に基づく停止制御は、中間位置で停止する場合にのみ用い、移動両端での停止はストッパによる停止としても勿論よい。また全ての作業工程で各対応する停止位置についての基準点の更新をそれぞれしてもよい。また、作業工程数としては、前記実施の形態のように三つの作業工程に限らず、二つ以上の作業工程であれば何れにも採用できる。
さらに、本発明を実施して成形される成膜成形体としては、車両用のサイドターンランプのような小型のものからバックランプやフロントランプのような大型のものまでの作成ができるが、このような成膜成形体としては、エンブレム、着色レンズ、ナンバープレートフレーム、耐食皮膜製品、化粧品のケース、グリル、磁気や電磁シールド製品、ミラー、ガーニッシュ、光学レンズ、車両用のインナーミラー、モール、耐摩耗性製品、ホイールキャップ、室内用照明器具（シャンデリアを含む）、リフレクター、ドアノブ等を例示することができる。

成膜成形体の断面図である。 成膜成形装置の概略図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は成膜成形体を製造するための前半の製造工程を示す概略図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は成膜成形体を製造するための後半の製造工程を示す概略図である。 位置決め制御をするためのブロック回路図である。 位置決め制御のフローチャート図である。 機械的な位置決め機構を示す断面図である。

符号の説明

１ 成膜成形体
２ 第一成形体
２ａ 成膜
３ 第二成形体
４ 成膜成形装置
５ 可動金型
６ 固定金型
１０ サーボモータ
１３ 位置決めピン
１５ 位置決め孔

Claims (4)

1. 成形体を形成するための型面が型表面にそれぞれ形成された第一、第二金型を備え、これら金型のうちの少なくとも一方を可動金型とし、該可動金型を型表面に沿った方向に移動するための移動手段を設けて、前記型表面に沿った方向の金型移動で少なくとも二工程の作業を実行するように構成した成形装置に、前記可動金型の位置決めをするための位置決め装置を設けるにあたり、該位置決め装置は、可動金型を既セットされている基準点に基づいて位置決めをする第一の位置決め手段と、該第一の位置決め手段による位置決めにタイミングを合わせて移動手段を駆動制御状態からフリー状態にする移動フリー手段と、前記移動手段がフリー状態になった状態で、成形体の成形をすべく可動金型を機械的に正確に位置決めする第二の位置決め手段と、成形体の成形にタイミングを合わせて移動手段をフリー状態から駆動制御状態に復帰する移動復帰手段と、前記第二の位置決め手段で位置決めされた位置を基準点として更新する基準点更新手段とを備えて構成したことを特徴とする成形装置における位置決め装置。
2. 請求項１において、金型には、一組の成形体を成形するための型面と、該一組の成形体のうちの一方に成膜をする成膜装置と、前記一組の成形体を一体にするための型面とが設けられていることを特徴とする成形装置における位置決め装置。
3. 請求項１または２において、基準点の更新は、複数ある成形工程のうちの少なくとも一つの工程で行われることを特徴とする成形装置における位置決め装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、基準点の更新は、移動手段がフリー状態になることにタイミングを合わせて既セットされている基準点をリセットし、移動手段が駆動制御状態になることにタイミングを合わせて新しい基準点をセットすることで行われることを特徴とする成形装置における位置決め装置。

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