JP2008195010A - 成形体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の省スペース化を図ると共に、高精度の製品を製造することができる成形体製造装置を提供する。
【解決手段】樹脂材料を射出するための射出装置と、成形体を成形するための金型５１，５２とが備えられた成形体製造装置１０において、射出装置を用いて金型５１，５２にて成形体を製造する製造工程ライン５０と、製造された成形体を検査する検査工程ライン６０とが、上段と下段とにそれぞれ振り分けて配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、成形体製造装置に関するものである。

従来から、射出装置を用いて射出成形した成形体の表面に、真空蒸着やスパッタリングなどの成膜装置を用いて成膜を形成したものがある。このような成膜成形体は、射出成形した成形体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、しかる後に、成膜した成形体を真空蒸着装置から取り出し、検査装置にセットして各種検査を行うこととなり工程数も多く、手間がかかり、作業効率が悪いだけでなく、取出し工程、セット工程、装置から装置への搬送工程の際に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、これらが原因で所望の成膜成形体ができず、不良品が発生し、歩留まりが低くなるという問題があった。

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第一射出工程と、成形された第一、第二の成形体を一体化するための第二射出工程との間に、第一の成形体および第二の成形体の少なくとも一方を成膜する成膜工程を設け、成膜した後に、第一の成形体と第二の成形体とを一体成形できるようにし、作業性の改善、歩留まりの向上、品質の向上を図ることができる成膜成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６８８２８９号公報

ところで、上述の特許文献１の成膜成形装置では、装置本体内に設置された一対の成膜成形用金型で成膜成形体を製造し、製造された成膜成形体を装置外へ取出し、成膜成形体の各種検査を行っていたため、検査装置を含めて広い装置設置スペースが必要になると共に、装置本体内が周囲の雰囲気に晒されてしまい、塵埃などが付着し、高精度の製品を製造することができないという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、装置の省スペース化を図ると共に、高精度の製品を製造することができる成形体製造装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、樹脂材料を射出するための射出装置と、成形体を成形するための金型とが備えられた成形体製造装置において、前記射出装置を用いて前記金型にて前記成形体を製造する製造工程ラインと、製造された前記成形体を検査する検査工程ラインとが、上段と下段とにそれぞれ振り分けて配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記製造工程ラインに、前記成形体に成膜するための成膜用金型が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記製造工程ラインと前記検査工程ラインとが、筐体内に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記筐体内をクリーンルーム化可能な空調設備が付設されていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記筐体に開閉可能な点検口が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、製造工程ラインと検査工程ラインとが平面視で重なるように配置されるため、装置設置スペースを小さくすることができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、射出成形された成形体に対して成膜を行うことができるため、様々なニーズに対応した製品の製造に対応することができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、筐体により製造工程ラインと検査工程ラインとを外部雰囲気から遮断することができるため、精度の高い製品を製造することができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、筐体内をクリーンルーム化することができるため、より高精度の製品を製造することができる。

請求項５に記載した発明によれば、筐体を取り外すことなく、点検口から容易にメンテナンスをすることができるため、作業効率を向上することができる効果がある。

次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両のサイドターンランプを製造する成膜成形装置について説明する。
図１に示すように、サイドターンランプ１は、レンズ部２と、電球３が組み込まれるハウジング４とで構成されている。レンズ部２およびハウジング４は半割り製品である一次製品として固定金型、可動金型でそれぞれ成形し、可動金型をスライド移動させてハウジング４の内面を成膜した後に、可動金型をスライド移動させて両一次製品同士を突き合わせ、その突き合わせ面部に後述する樹脂材５を二次射出して一体成形される。なお、レンズ部２を構成する材料は、ポリカーボネート樹脂であり、ハウジング４を構成する材料は、アクリル樹脂である。また、電球３はＬＥＤでもよい。

次に、サイドターンランプ１を成膜成形するための製造装置５０について説明する。
図２に示すように、製造装置５０は、可動金型５１と固定金型５２とを備えて構成されている。可動金型５１には、レンズ部２およびハウジング４を型形成するための成形用型面５３，５４が形成され、固定金型５２には、レンズ部２およびハウジング４を型形成するための成形用型面５５，５６と共に、成膜装置４０を収容するための成膜用型面５７が形成されている。なお、成形用型面５３〜５６および成膜用型面５７は、金型ベースから着脱自在に取り付けられている。

また、成膜装置４０は、公知の真空蒸着装置であり、真空ポンプ４１にバルブ４２を介して接続される真空流路４３、蒸着する金属（例えば、アルミニウムやクロム）を入れるボート（ターゲット）４４、ボート４４を加熱するためのヒータ４５、ヒータ４５用の電源４６などを備えて構成されている。

可動金型５１は、図示しないアクチュエータ（サーボモータやシリンダ）により金型同士の隣接方向の移動と、型表面に沿った移動とができるように構成されている。

次に、サイドターンランプ１を成膜成形し、その後検査を行うための成膜成形装置１０について説明する。
図３に示すように、成膜成形装置１０は、筐体１１内に製造装置５０と検査装置６０とが配置されている。ここで、筐体１１内は、上段と下段の２段に構成されており、上段に製造装置５０が配置され、下段に検査装置６０が配置されている。また、可動金型５１と固定金型５２とを型締めするためのトグル機構を有する型締め装置７０が、筐体１１内の上段で製造装置５０の可動金型５１に連接されて配置されている。また、筐体１１内の下段には、製造装置５０で製造されたサイドターンランプ１を検査装置６０へ搬送するための搬送装置７５が配置されている。

筐体１１の上面には、筐体１１内を空調・換気するための空調機７７が取り付けられており、筐体１１に形成された開口部７６に空調機７７の下部に設けられた吹出口７８が挿通され、筐体１１内に空調空気を吹き出し可能に構成されている。また、筐体１１の側面などには、適宜点検口１２が設けられている。例えば、製造装置５０の側面、検査装置６０の側面に対応した位置に点検口１２が設けられており、容易に開閉可能に構成されている。ここで、点検口１２は気密性を確保することができるタイプのものを採用することが好ましい。

また、筐体１１の側面において、製造装置５０および検査装置６０などに対応した位置近傍は透明ガラスなどで構成し、筐体１１内を視認できるようにされていることが好ましい。
また、筐体１１の側部近傍には、射出成形用の樹脂材料が収容された射出材料供給装置８１と成膜用の成膜材料が収容された成膜材料供給装置８２とが配置されている。

検査装置６０は、サイドターンランプ１を各種検査工程へ搬送するためのベルトコンベア６１、製造されたサイドターンランプ１の寸法を測定する寸法測定装置６２、サイドターンランプ１の気密性能を確認する気密試験装置６３、およびサイドターンランプ１の点滅状態を確認する点灯試験装置６４などを備えている。

型締め装置７０は、本体部７１とアーム部７２とを備えている。本体部７１に制御部などが収容されており、制御部からの信号によりアーム部７２が可動するように構成されている。アーム部７２の先端部には可動金型５１が連接されており、可動金型５１と固定金型５２とを型締め可能に構成されている。

搬送装置７５は、本体部８５とアーム部８６とを備えている。本体部８５に制御部などが収容されており、制御部からの信号によりアーム部８６が可動するロボットアームのように構成されている。アーム部８６の先端部には把持部８７が取り付けられており、製造されたサイドターンランプ１を金型から取り外し、検査装置６０のベルトコンベア６１へ搬送可能に構成されている。

成形材料供給装置８１は、筐体１１外に配置され、材料を収容しているタンク８９、材料を金型に形成されたキャビティへ供給する供給配管９０、供給配管９０の途中に設けられ、供給経路を開閉可能に構成されたバルブ９１とを備えている。供給配管９０は、その途中で筐体１１を貫通し、筐体１１内へと導かれ、各金型内へ材料を供給可能に構成されている。タンク８９内に収容されている材料は、図示しない制御部からの指示によりバルブ９１を開状態にした後、供給配管９０を介して、金型のキャビティ内へ供給され、一次射出および二次射出可能に構成されている。なお、複数の材料を用いて射出成形する場合には、成形材料供給装置８１は、材料の種類分の装置が設けられることとなる。

成膜装置４０に備えられている真空ポンプ４１および電源４６は、筐体１１外に配置され、真空ポンプ４１はそれに接続している真空流路４３の途中で筐体１１を貫通し、筐体１１内へと導かれ、成膜を行う空間内へ接続されている。また、電源４６には配線が接続され、その配線が筐体１１を貫通して、ヒータ４５へ接続されている。なお、真空ポンプ４１および電源４６は、筐体内に配置されていてもよい。このとき、真空ポンプ４１は成膜用金型５７の直近に配置されることが望ましいが、筐体１１内のレイアウトによっては、搬送装置７５の近傍に配置してもよい。

次に、サイドターンランプ１を成膜成形する工程について、図４〜図８を用いて説明する。なお、成膜成形装置１０が稼動している間は、空調機７７も連動して稼動しており、筐体１１内がクリーンルーム化されている。

図４（Ａ）に示すように、可動金型５１の成形用型面５３，５４が固定金型５２の成形用型面５５，５６にそれぞれ対向するように配置する。

図４（Ｂ）に示すように、可動金型５１を固定金型５２方向に移動して、型締め装置７０にて金型同士を型締めした後、この状態で、レンズ部２およびハウジング４を一次射出することで成形する。一次射出する際は、射出材料供給装置８１から射出材料（樹脂材料）を、レンズ部２およびハウジング４を成形するためのキャビティにそれぞれ供給する。

図４（Ｃ）に示すように、一次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。このとき、レンズ部２は固定金型５２側に残るように、また、ハウジング４は可動金型５１側に位置するように型設計されている。

図５（Ｄ）に示すように、可動金型５１を、ハウジング４が成膜装置４０と対向するよう型表面に沿う方向（水平方向）に移動する。

図５（Ｅ）に示すように、可動金型５１を型締め方向に移動して成形用型面５４と成膜用型面５７とを型締め装置７０にて型締めし、封止状の成膜空間が形成された後、バルブ４２を開放して成膜空間内の空気を真空ポンプ４１により真空流路４３から抜き、成膜空間を真空状態にする。この状態で、ボート４４へ配置された成膜材料は、電源４６により加熱したヒータ４５により溶融され、蒸気化される。そして、蒸気化された金属材料からなる成膜材料により、ハウジング４における成膜用型面５７から露出した面が成膜され、成膜面６１が形成される。ここで、成膜工程では部材組み込み部６２は図示しないマスキング材でマスキングされ、成膜面６１が形成されないように構成されている。

図５（Ｆ）に示すように、成膜完了後、可動金型５１が型開き方向に移動して、成膜用型面５７からハウジング４を離間させる。

図６（Ｇ）に示すように、電球３、端子７が部材組み込み部６２に組み込まれ、可動金型５１が型表面に沿う方向（水平方向）に移動して、レンズ部２とハウジング４とが対向するように配置する。

図６（Ｈ）に示すように、可動金型５１を固定金型５２方向に移動して型締めし、この型締め状態で、レンズ部２およびハウジング４を樹脂材５により二次射出することで一体成形する。なお、樹脂材５は射出材料供給装置８１より供給される。

そして、図７に示すように、可動金型５１を型開き方向に移動し、図示しない押し出し部材によりサイドターンランプ１を取り出す。このとき、搬送装置７５の把持部８７でサイドターンランプ１を掴み、上段の製造装置５０から下段の検査装置６０のベルトコンベア６１へと搬送する。そして、再び図４（Ａ）の状態に可動金型５１を移動し、上述の一連の工程を繰り返すことで、サイドターンランプ１を連続して製造することができる。

さらに、図８に示すように、搬送装置７５によりベルトコンベア６１の端部へ搬送されたサイドターンランプ１は、ベルトコンベア６１を搬送されながら、順次、寸法測定装置６２、気密試験装置６３、および点灯試験装置６４において各種検査を実行する。各種検査を実行したサイドターンランプ１は、筐体１１の図示しない取出口から装置外へ搬出され、検査に合格した製品を梱包して出荷されることとなる。ここで、検査に合格しなかった製品は、ベルトコンベア６１の搬送中に別の場所に取り除かれてもよいし、装置外へ搬出された後に取り除くようにしてもよい。

本実施形態によれば、樹脂材料を射出するための射出材料供給装置８１と、成形体に成膜するための成膜装置４０と、成形体を成形および成膜するための可動金型５１および固定金型５２とが備えられた成膜成形装置１０において、射出材料供給装置８１および成膜装置４０を用いて金型５１，５２にてサイドターンランプ１を製造する製造装置５０を上段に、製造されたサイドターンランプ１を検査する検査装置６０を下段にそれぞれ振り分けて配置したため、製造装置５０と検査装置６０とが平面視で重なるように配置され、装置設置スペースを小さくすることができる。

また、製造装置５０に成膜装置４０を組み込んだため、射出成形された成形体に対して成膜を行うことができ、様々なニーズに対応した製品の製造に対応することができる。

また、製造装置５０と検査装置６０とが、筐体１１内に配置されているため、筐体１１により製造装置５０と検査装置６０とを外部雰囲気から遮断することができ、塵埃などが付着していない精度の高い製品を製造することができる。

さらに、筐体１１内をクリーンルーム化可能な空調機７７を付設したため、筐体１１内をクリーンルーム化することができ、より高精度の製品を製造することができる。

そして、筐体１１に開閉可能な点検口１２が設けられているため、筐体１１を取り外すことなく、点検口１２から容易にメンテナンスをすることができ、作業効率を向上することができる。

尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、サイドターンランプを構成する各部材の形状、材料などの具体的な構成については上記実施形態に限ることなく適宜変更が可能である。
また、本実施形態において、製造装置を上段に、検査装置を下段に配置した場合の説明をしたが、上段と下段とを入れ替えて配置してもよい。
また、本実施形態において、搬送装置はロボットアームで構成した場合の説明をしたが、これに限らず製品を製造装置から検査装置へ搬送できる構成のものであればよい。

本発明の実施形態におけるサイドターンランプの側面図である。 本発明の実施形態における製造装置の概略説明図である。 本発明の実施形態における成膜成形装置の概略側面図である。 本発明の実施形態におけるサイドターンランプの製造工程を示す要部拡大図である。 図４の続きを示す要部拡大図である。 図５の続きを示す要部拡大図である。 図６の続きを示す成膜成形装置の説明図である。 図７の続きを示す成膜成形装置の説明図である。

符号の説明

１…サイドターンランプ（成形体） １０…成膜成形装置（成形体製造装置） １１…筐体 １２…点検口 ４０…成膜装置 ５０…製造装置（製造工程ライン） ５１…可動金型（金型） ５２…固定金型（金型） ５７…成膜用型面（成膜用金型） ６０…検査装置（検査工程ライン） ７７…空調機（空調設備） ８１…射出材料供給装置（射出装置）

Claims (5)

1. 樹脂材料を射出するための射出装置と、成形体を成形するための金型とが備えられた成形体製造装置において、
   前記射出装置を用いて前記金型にて前記成形体を製造する製造工程ラインと、製造された前記成形体を検査する検査工程ラインとが、上段と下段とにそれぞれ振り分けて配置されていることを特徴とする成形体製造装置。
2. 前記製造工程ラインに、前記成形体に成膜するための成膜用金型が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成形体製造装置。
3. 前記製造工程ラインと前記検査工程ラインとが、筐体内に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成形体製造装置。
4. 前記筐体内をクリーンルーム化可能な空調設備が付設されていることを特徴とする請求項３に記載の成形体製造装置。
5. 前記筐体に開閉可能な点検口が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の成形体製造装置。

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