JP2008221532A - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の種類の成膜材料を用いて、様々な成膜構造を実現することができる成膜装置を提供する。
【解決手段】成形体が載置された金型を型締めすることで成形体を成膜するための成膜空間が形成される成膜チャンバ57と、成膜チャンバ57内に配置された成膜材料と、成膜材料を成形体に成膜させるためのヒータとして機能する電極45とを備えた成膜装置40において、成膜材料が複数配置されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、成膜装置に関するものである。
従来から、車両などに搭載されるサイドターンランプが知られている。サイドターンランプは、レンズ部とハウジングとを備えており、ハウジングの内面にはアルミニウムなどの金属材料により成膜されている。このように、基板に成膜を施す方法として、成膜空間を真空にした後、成膜空間内に配置した成膜材料を加熱蒸発させて基板に成膜材料を付着させて成膜する真空蒸着法が知られている(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の成膜装置では、複数の種類の成膜材料を混合して成膜することができず、また複数の種類の成膜材料を多層式に成膜する際には、一つの成膜材料ずつ成膜を行う必要があり、手間と時間がかかっていた。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、複数の種類の成膜材料を用いて、様々な成膜構造を実現することができる成膜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、成形体が載置された金型を型締めすることで前記成形体を成膜するための成膜空間が形成される成膜チャンバと、該成膜チャンバ内に配置された成膜材料と、該成膜材料を前記成形体に成膜させるためのヒータとして機能する電極とを備えた成膜装置において、前記成膜材料が複数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、前記複数の成膜材料に対応して、前記電極が複数配置されていることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記複数の成膜材料が、直線的に配列されており、前記成膜材料または前記電極の少なくともいずれか一つが移動可能に構成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、前記複数の成膜材料が、円周上に配列されており、前記成膜材料または前記電極の少なくともいずれか一つが円周方向に沿って移動可能に構成さ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、複数の成膜材料を用いて成膜することができるため、様々な成膜構造を実現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、各成膜材料の加熱蒸発の制御を成膜材料ごとに設定することができるため、より多くの成膜構造を実現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、電極が一つのみ設けられている場合において、特定の成膜材料を成膜に用いる際に直線的に電極または成膜材料を動かすだけで対応することができるため、容易に所望の成膜材料を用いることができる効果がある。また、成膜材料を直線的に動かすのみで、成膜材料の配置位置を調整することができるため、成形体の形状や成膜を施す箇所に容易に対応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、電極が一つのみ設けられている場合において、特定の成膜材料を成膜に用いる際に電極または成膜材料を回転させるだけで対応することができるため、容易に所望の成膜材料を用いることができる効果がある。また、成膜材料を円周上に回転させるだけで、成膜材料の配置位置を調整することができるため、成形体の形状や成膜を施す箇所に容易に対応することができる効果がある。さらに、円周上に成膜材料を配置することで、成膜材料を成膜空間の中央部に配置しやすくすることができるため、効率よく成形体を成膜することができる効果がある。
(第一実施形態)
次に、本発明の第一実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、成膜成形装置を用いて車両のサイドターンランプを製造する場合を例に説明を行う。
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、主として可動金型51と固定金型52とで構成されている。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、可動金型51および固定金型52にそれぞれ着脱自在に取り付けられたものである。
成膜装置40は、公知の真空蒸着装置であり、成膜用型面57、成膜空間を真空にする真空ポンプ41、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、およびヒータ45用の電源46などを備えて構成されている。
ここで、図3に示すように、成膜用型面57の内部は成膜空間として構成されており、ボート44およびヒータ45が複数配設されている(本実施形態においては4個ずつ)。各ボートにはそれぞれ成膜材料が配置されている。本実施形態では、第一ボート44aにはアルミニウム、第二ボート44bにはクロム、第三ボート44cにはステンレスおよび第四ボート44dには銅が配置されている。また、第一ボート44a〜第四ボート44dに対応するように電極で構成された第一ヒータ45a〜第四ヒータ45dが、成膜されるハウジング4から見て各ボート44a〜44dの背面に配置されている。また、第一ボート44a〜第四ボート44dおよび第一ヒータ45a〜第四ヒータ45dは、直線的に配列されている。
また、各ボート44a〜44dおよび各ヒータ45a〜45dは、図示しないアクチュエータ(サーボモータやシリンダ)により型表面に沿う方向(水平方向)に移動可能に構成されている。
さらに、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)により金型同士の近接・離間方向の移動と、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を成膜成形するための成膜成形装置10について図4を用いて説明する。
図4に示すように、成膜成形装置10は、筐体11内に製造装置50が配置されたものである。製造装置50は、可動金型51と固定金型52とで構成されている。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、製造装置50の可動金型51に連接されている。
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、成膜用の真空ポンプ41および電源46とが配置されている。
型締め装置70は、本体部71とアーム部72とを備えている。アーム部72の一端に接続されている本体部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。また、アーム部72の他端には、可動金型51が接続されている。そして、アーム部72が可動することで、可動金型51が合わせて移動し、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。
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、第一ヒータ45a〜第四ヒータ45d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。
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5〜図7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5(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5(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51,52同士をトグル機構が機能するように型締めした後、この状態で、レンズ部2およびハウジング4を構成する材料を一次射出する。ここで、一次射出する際は、射出材料供給装置81から射出材料を、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5(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6(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6(E)に示すように、可動金型51を型締め方向に移動してハウジング4が成形されている成形用型面54と成膜装置40が内蔵された成膜用型面57により、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、第一ボート44a〜第四ボート44dへ配置された成膜材料は、電源46により加熱した第一ヒータ45a〜第四ヒータ45d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。なお、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。また、電源46は図示の都合上、一つのみ記載している。
ここで、例えば、アルミニウムのみを成膜材料として使用する場合には、第一ヒータ45aのみを加熱し、第一ボート44aに配されたアルミニウムのみをハウジング4へ成膜することができる。また、例えばアルミニウムおよびクロムを成膜材料として使用する場合には、第一ヒータ45aおよび第二ヒータ45bを加熱し、第一ボート44aに配されたアルミニウムおよび第二ボート44bに配されたクロムをハウジング4へ成膜することができる。つまり、ハウジング4へ様々な組み合わせの材料を成膜することができる。これにより、用途に応じて最適な成膜を行うことができる。
このとき、ハウジング4の成膜対象の位置などを考慮して、第一ボート44a〜第四ボート44dおよびそれに対応して第一ヒータ45a〜第四ヒータ45dを適宜、適切な位置に移動して成膜することができる。
図6(F)に示すように、成膜完了後、可動金型51を型開き方向に移動して、ハウジング4を成膜用型面57から離間させる。
図7(G)に示すように、電球3、端子7が図示しない部材組み込み装置よりハウジング4の部材組み込み部62に組み込まれ、その後に、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。なお、部材を組み込むタイミングは、レンズ部2とハウジング4とが対向するように配置された後に行ってもよい。
図7(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とハウジング4との間に樹脂材5を二次射出することで一体成形する。ここで、樹脂材5は射出材料供給装置81より供給される。
図7(I)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。そして、再び図5(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。
本実施形態によれば、金型51,52を型締めすることで、ハウジング4が載置された成形用型面54と成膜用型面57とによりハウジング4の内面を成膜するための成膜空間を形成し、成膜用型面57内に配置された成膜材料と、成膜材料を加熱蒸発させてハウジング4に成膜させるためのヒータ45とを備えた成膜装置40において、複数の成膜材料をボート44に配置したため、複数の成膜材料を用いて成膜することができ、様々な成膜構造を実現することができる。
また、複数の成膜材料に対応して、ヒータ45を複数配置するようにしたため、各成膜材料の加熱蒸発の制御を成膜材料ごとに設定することができるため、より多くの成膜構造を実現することができる。
さらに、複数の成膜材料が、直線状に配置されており、成膜材料を載置したボート44およびヒータ45を型面に沿う方向に移動可能に構成したため、ヒータ45が一つのみ設けられている場合においては、特定の成膜材料を成膜に用いる際に直線的にヒータ45またはボート44を動かすだけで対応することができ、容易に所望の成膜材料を用いることができる。また、成膜材料を直線的に動かすのみで、成膜材料の配置位置を調整することができるため、ハウジング4の形状や成膜を施す箇所に容易に対応することができる。
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態を図8、図9に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態における成膜装置40のボート44およびヒータ45の配置・構成が異なるのみでその他の構成は同一であるため、同一部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図8,9に示すように、成膜装置40は、公知の真空蒸着装置であり、成膜用型面57、成膜空間を真空にする真空ポンプ41、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)144、ボート144を加熱するためのヒータ145、およびヒータ145用の電源46などを備えて構成されている。
ここで、成膜用型面57の内部は成膜空間として構成されており、複数のボート144およびヒータ145が配されている(本実施形態においては4個ずつ)。第一ボート144aにはアルミニウム、第二ボート144bにはクロム、第三ボート144cにはステンレスおよび第四ボート144dには銅が配置されている。また、第一ボート144a〜第四ボート144dに対応するように電極で構成された第一ヒータ145a〜第四ヒータ145dが、成膜されるハウジング4から見て各ボート144a〜144dの背面に配置されている。また、第一ボート144a〜第四ボート144dおよび第一ヒータ145a〜第四ヒータ145dは、一つの円周上に配列されている。
また、各ボート144a〜144dおよび各ヒータ145a〜145dは、図示しないアクチュエータ(サーボモータやシリンダ)により型面に沿う方向(水平方向)に移動可能で、かつ円周方向に沿って移動可能に、つまり、ボート144字体が回転可能に構成されている。
本実施形態によれば、ハウジング4が載置された成形用型面54と型締めすることでハウジング4の内面を成膜するための成膜空間が形成される成膜用型面57と、成膜用型面57内に配置された成膜材料と、成膜材料を加熱蒸発させてハウジング4に成膜させるためのヒータ145とを備えた成膜装置40において、複数の成膜材料をボート144に配置したため、複数の成膜材料を用いて成膜することができ、様々な成膜構造を実現することができる。
また、複数の成膜材料に対応して、ヒータ45を複数配置するようにしたため、各成膜材料の加熱蒸発の制御を成膜材料ごとに設定することができるため、より多くの成膜構造を実現することができる。
さらに、複数の成膜材料が、円周上に配列されており、成膜材料ボート144およびヒータ145が円周方向に沿って移動可能に構成したため、ヒータ145が一つのみ設けられている場合においては、特定の成膜材料を成膜に用いる際にヒータ145またはボート144を回転させるだけで対応することができ、したがって、容易に所望の成膜材料を用いることができる。また、成膜材料を円周上に回転させるだけで、成膜材料の配置位置を調整することができるため、ハウジング4の形状や成膜を施す箇所に容易に対応することができる。さらに、円周上に成膜材料を配置することで、成膜材料を成膜空間の中央部に配置しやすくすることができるため、効率よくハウジング4を成膜することができる。
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、ボートを構成する各部材の形状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は、成膜材料を4つ配置する場合の説明をしたが、成膜材料の配置数は特に拘らない。
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構成図である。 本発明の第一実施形態における成膜装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における成膜成形装置の概略構成図である。 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説明図である。 図5の続きを示す説明図である。 図6の続きを示す説明図である。 本発明の第二実施形態における成膜装置のボートの斜視図である。 本発明の第二実施形態における成膜装置の概略構成図である。
符号の説明
4…ハウジング(成形体) 10…成膜成形装置 40…成膜装置 45,145…ヒータ(電極) 54…成形用型面(金型) 57…成膜用型面(成膜チャンバ)

Claims (4)

  1. 成形体が載置された金型を型締めすることで前記成形体を成膜するための成膜空間が形成される成膜チャンバと、該成膜チャンバ内に配置された成膜材料と、該成膜材料を前記成形体に成膜させるためのヒータとして機能する電極とを備えた成膜装置において、
    前記成膜材料が複数配置されていることを特徴とする成膜装置。
  2. 前記複数の成膜材料に対応して、前記電極が複数配置されていることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
  3. 前記複数の成膜材料が、直線的に配列されており、前記成膜材料または前記電極の少なくともいずれか一つが移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。
  4. 前記複数の成膜材料が、円周上に配列されており、前記成膜材料または前記電極の少なくともいずれか一つが円周方向に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。
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