JP5021572B2 - 工業製品の生産設備及び生産方法 - Google Patents

Description

本発明は、工業製品の生産設備及び生産方法に関する。特に、成形機に用いられる一対の金型で工業製品を生産する設備及び生産する方法に関する。

例えば、自動車の外装部品であるバンパー、又は自動車の内装部品であるインストルパネル（計器盤）などは、成形された合成樹脂（プラスチック）製品となっている。このような合成樹脂成形製品を生産するためには、射出成形機が一般的に用いられている。射出成形機は、一対の金型間に設けられたキャビティ内に熱溶融された原料樹脂を射出して、冷却固化した合成樹脂製品を成形している。

従来、このような射出成形機用の金型を用いる生産設備は、射出成形機を配置した成形機エリアに隣接して金型のメンテナンスエリアが設けられ、このメンテナンスエリアで金型を調整するようにされている。そして、メンテナンスエリアでは、固定金型と可動金型の内、メンテナンスを必要とする金型を上にした状態で作業される。

一方、横型の射出成形機は、固定金型と可動金型とが横並びの状態で配置されることから、成形機エリアとメンテナンスエリアでは、金型の反転作業が必要であった。又、メンテナンスエリアと射出成形機との間はクレーンを用いて金型を移動していた。

しかし、メンテナンスエリアと射出成形機との間をクレーンで金型を搬送すると、クレーンのフック掛けなどに人手を介する必要があり、自動化が困難である。したがって、成形機エリア内での金型の搬送も含めて、その自動化がなし得るようにした生産設備が公告されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１による生産設備は、成形機エリアとメンテナンスエリアと備えている。成形機エリアは、金型を貯蔵するストッカ、射出成形機、及びストッカと射出成形機との間で走行可能とされると共に金型の載置面を有する段取台車を有している。そして、段取台車を介して金型が交換される。メンテナンスエリアは、成形機エリアに隣接して配置されており、金型が調整される。

又、特許文献１による生産設備は、反転機、クレーンヤード、及び搬送台車を備えている。反転機は、メンテナンスエリアと段取台車との間に配設され、略直交する二つの金型支承面を有して、これらの金型支承面を全体的に回動させることにより金型を反転する。そして、反転機は、段取台車との間で金型の姿勢を変更すことなく金型を授受する。

クレーンヤードは、メンテナンスエリアに調整を必要とする金型を吊下げ降ろすためのクレーンを備えている。搬送台車は、メンテナンスエリアにおいて反転機とクレーンヤードとの間で走行可能に配設され、金型の全側方周囲に前記クレーンの玉掛け作業用の余裕空間が開放された状態で金型を載置する金型載置面を有している。又、搬送台車は、金型の姿勢を変更することなく、反転機との間で金型を授受する。
特公平６−１５１９１号公報

一般に、射出成形機用の金型は、交換された金型の少なくともその成形面に防錆油が塗布されて保管されている。金型の成形面に錆が発生すると、合成樹脂成形製品の肌が荒れる要因になるからである。一方、射出成形機用の金型は、合成樹脂成形製品に防錆油が付着しないように、使用される直前に防錆油が除去される。

特許文献１の明細書では、旧金型は必要なメンテナンスがメンテナンスエリアで施される、と記載されている。しかし、特許文献１の明細書には、防錆油の塗布又は除去がどのエリアで実施されているか何ら開示されていない。射出成形機で一対の金型が離反しているときに、防錆油を塗布又は除去しているとも考えられる。

一方、生産形態に注目すると、特許文献１による生産設備は、１日の内、金型が殆ど交換されない大量生産には好適と考えられ、防錆油の塗布又は除去を伴う金型の交換時間は、つまり射出成形機の停止時間は、同じロットの成樹脂成形製品の１個当りに按分すれば、僅かな作業時間となる。

しかし、１日の内、金型が数回以上交換される多品種少量生産では、防錆油の塗布又は除去を伴う金型の交換時間は、同じロットの成樹脂成形製品の１個当りに按分すれば、比重が大きくなってくる。つまり、多品種少量生産に好適な生産性の高い工業製品の生産設備及び生産方法が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、多品種少量生産に好適な生産性効率の高い工業製品の生産設備及び生産方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を満たすため、成形機が稼働中に防錆油を塗布又は除去するメンテナンス工程を同一時間で行うことにより、生産性効率が向上することを見出し、これに基づいて、以下のような新たな工業製品の生産設備及び生産方法を発明した。

（１） 一対の金型を用いて工業製品を成形する成形機と、前記成形機の一対の金型が開く方向と平行に、かつ当該成形機に隣接して配置された第１金型交換機と、この第１金型交換機に平行かつ隣接して配置された金型自動開閉装置と、を有することを特徴とする工業製品の生産設備。

（１）の発明による工業製品の生産設備は、成形機、第１金型交換機、及び金型自動開閉装置を有している。成形機は、一対の金型を用いて工業製品を成形する。第１金型交換機は、成形機の一対の金型が開く方向と平行に、かつ成形機に隣接して配置されている。金型自動開閉装置は、第１金型交換機に平行かつ隣接して配置されている。

例えば、一対の金型は、射出成形の重要部であり、一対の金型を組み合わせて、所望の合成樹脂製品と同一形状の空間（キャビティ）を形成することにより、成形品を生産できる。一般に、射出成形機に用いられる金型は、コア（雄型、可動金型ともいう）とキャビティ（雌型、固定金型ともいう）とで一対に構成されている。例えば、固定金型は、溶融樹脂が流入されるスプールを有し、スプールは、ランナ、ゲートを通じて空間（キャビティ）に連通している。又、可動金型及び固定金型は、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するために複数の冷却水孔を有している。

射出成形機は、型締め装置と射出装置で構成してよく、型締め装置及び射出装置の動作を制御する制御盤を構成に含めることもできる。型締め装置は一対の金型をチャックでき、射出装置は溶融樹脂を射出できる。

型締め装置は、一対の金型を開閉でき、溶融樹脂を充填時に一対の金型に高圧をかけることができる。一般に、固定金型が型締め装置に固定され、可動金型が複数のダイバー（案内棒）に案内されて型締め装置で移動する。

射出装置は、シリンダを主構成としてよく、シリンダは外周にバンドヒータを配置してよく、内部にスクリューを配置している。ホッパーから成形材料（ペレット）がシリンダの基端部に供給され、スクリューを回転すると、成形材料を溶融可塑化させて、先端のノズルから溶融樹脂を射出できる。なお、射出装置が稼働中は、ノズルがスプールに連通している。

第１金型交換機は、一対の金型が載置される領域を有してよく、この領域に複数の長尺のローラーを配置してよく、これらのローラーの軸方向を一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に配置して、これらのローラーを転動させることにより、一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に一対の金型を移動できる。

又、第１金型交換機は、自走車であってよく、第１金型交換機が設置される床面に軌道となる一対のレールを配置してよく、これらのレールを一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に配置してよく、一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に第１金型交換機を移動できる。

第１金型交換機は、一対の金型が載置される載置面を二連以上の三連に構成してよく、ロット生産が終了した一対の金型が第１の載置面に移載された後に、直ちに金型自動開閉装置に移載される。一方、次のロット用の一対の金型が第２の載置面に載置されて待機しており、第１金型交換機が所定位置まで移動した後に、次のロット用の一対の金型が射出成形機に移動して、一対の金型が交換される。

金型自動開閉装置は、成形機に搬出する一対の金型を把持して少なくともそれらの金型の成形面の防錆油を除去可能なように離間することができる。つまり、次のロット用の一対の金型を第１金型交換機の第２の載置面に移載できる。

金型自動開閉装置は少なくとも一対の金型の成形面を離間する場合には、金型自動開閉装置が離間している間に、防錆油を除去する作業を行う他、防錆油を塗布する作業、一対の金型の動作を確認する作業などを含み、その他金型のメンテナンス作業を含んでいる。

例えば、合成樹脂製品は、一対の金型のみでは形成が困難な開口を設ける必要があり、この場合、キャビティ内に突出するシャフトを駆動するシリンダの動作を生産前に確認する作業が必要である。

金型自動開閉装置は少なくとも一対の金型の成形面の防錆油を除去可能なように離間するとは、一対の金型が充分に離間することを意味しており、作業者が一対の金型の間に立ち入って作業できる程度に離間することを意味している。例えば、バンパーは、１．８ｍ程度の長尺であり、一対の金型はそれ以上の横幅を有しているので、作業者は、一対の金型の間に立ち入って防錆油の除去作業が可能になる。

同様に、金型自動開閉装置は一対の金型の成形面に防錆油が塗布可能なように離間するとは、一対の金型が充分に離間することを意味しており、作業者が一対の金型の間に立ち入って作業できる程度に離間することを意味している。

（１）の発明による工業製品の生産設備は、従来、例えば射出成形機が一対の金型を開いて、作業者が金型の成形面の防錆油を除去又は塗布する作業を金型自動開閉装置で行えるようになった。つまり、射出成形機を停止することなく、金型の成形面の防錆油を除去又は塗布する作業が可能になった。

（１）の発明による工業製品の生産設備は、成形機が稼働中に金型自動開閉装置で一対の金型にメンテナンス作業を行うことにより、多品種少量生産に好適な生産性効率の高い工業製品の生産設備を提供できる。

（２） 前記一対の金型を加熱する機能を有する金型待機台を前記第１金型交換機に平行かつ隣接させると共に前記金型自動開閉装置の近傍に配置することを特徴とする（１）記載の工業製品の生産設備。

金型待機台は、一対の金型が載置される領域を有してよく、この領域に複数の長尺のローラーを配置してよく、これらのローラーの軸方向を一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に配置して、これらのローラーを転動させることにより、一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に一対の金型を移動できる。

例えば、ロット生産が終了した一対の金型が第１金型交換機の第１の載置面に移載された後に、次のロット用の一対の金型が金型自動開閉装置で待機している場合がある。この場合、ロット生産が終了した一対の金型を金型待機台に一時的に載置して、次のロット用の一対の金型を射出成形機に取り付ける間に、金型待機台の一対の金型を金型自動開閉装置に移載することにより、一対の金型の交換時間を短縮できる。

（３） 前記金型自動開閉装置は、前記一対の金型の内の一方の金型を把持する可動台と、前記一対の金型の内の他方の金型を把持する固定台と、前記固定台に対して前記可動台を近接又は離反させるボールねじ機構と、を備えることを特徴とする（１）又は（２）記載の工業製品の生産設備。

（３）の発明による工業製品の生産設備は、金型自動開閉装置が可動台、固定台、及びボールねじ機構を備えている。可動台は、一対の金型の内の一方の金型を把持する。固定台は、一対の金型の内他方の金型を把持する。ボールねじ機構は、固定台に対して可動台を近接又は離反させる。

可動台には、可動金型が把持されることが好ましく、固定台には、固定金型が把持されることが好ましい。可動台及び固定台に可動金型及び固定金型を把持する手段は、後述する電磁チャックであってよく、油圧チャックであってもよい。可動台及び固定台の下部には、可動金型及び固定金型の底面が載置されて転動する複数のローラーを設けることが好ましい。

ボールねじ機構は、ボールねじとボールナットで構成してよく、ボールナットを可動台に固定し、固定台に対して可動台が移動する方向と平行にボールねじを配置する。ボールねじの一端にモータの出力軸を連結し、モータを駆動することにより、固定台に対して可動台を近接又は離反させることができる。ボールねじ機構は、ボールねじとボールナットが複数のベアリングを介して連結しているので、可動台を円滑に移動できるという効果がある。

可動台及び固定台を設置する床面に可動台を案内する一対のスライドレールを設けることが好ましく、可動台を案内するダイバー（案内シャフト）が不要となり、ボールねじ機構を床面に設置すれば、可動台及び固定台が開いた床面に作業者が立ち入ることが容易になる。

（４） 前記可動台及び前記固定台は、前記一対の金型をそれぞれ電磁チャックすることを特徴とする（３）記載の工業製品の生産設備。

（５） 前記金型自動開閉装置に隣接して配置し、前記一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に当該一対の金型を移動させると共に、前記一対の金型を載置して前記一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に移動可能な第２金型交換機と、この第２金型交換機に隣接して配置し、複数の一対の金型を収容する金型ラックと、を更に備え、第２金型交換機は、前記金型自動開閉装置から前記一対の金型が移載されて前記金型ラックに前記一対の金型を収容すると共に、前記金型ラックから次に使用される一対の金型が移載されることを特徴とする（１）から（４）記載の工業製品の生産設備。

（５）の発明による工業製品の生産設備は、第２金型交換機と金型ラックを更に備えている。第２金型交換機は、金型自動開閉装置に隣接して配置し、一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に当該一対の金型を移動させる。又、第２金型交換機は、一対の金型を載置して一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に移動可能となっている。

そして、第２金型交換機は、金型自動開閉装置から一対の金型が移載されて金型ラックに一対の金型を収容する。又、第２金型交換機は、金型ラックから次に使用される一対の金型が移載される。

第２金型交換機は、一対の金型が載置される領域を有してよく、この領域に複数の長尺ローラーを配置してよく、これらのローラーの軸方向を一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に配置して、これらのローラーを転動させることにより、一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に一対の金型を移動できる。

又、第２金型交換機は、自走車であってよく、第２金型交換機が設置される床面に軌道となる一対のレールを配置してよく、これらのレールを一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に配置してもよい。又、一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に第２金型交換機を移動できる。

金型ラックは、複数の一対の金型を前記レールと平行して並列して収容するものが望ましい。又、所望の一対の金型を第２金型交換機に送受できる。第２金型交換機に一対の金型を載置して昇降するリフターを設けることにより、金型ラックを２段に構成することもできる。

（５）の発明による工業製品の生産設備は、一対の金型が成形機→金型自動開閉装置→第２金型交換機→金型ラックへと移動する第１のルートを有してよく、一対の金型が金型ラック→第２金型交換機金型→自動開閉装置→成形機へと移動する第２のルートを有してよく、一対の金型が第１金型交換機→金型待機台へと移動する第１の迂回ルートを有してよく、一対の金型が第２金型交換機→金型待機台へと移動する第２の迂回ルートを有してよく、一対の金型がロット毎の異なる生産数に対応して複数のルートを経由できる。

（６） 一対の金型を利用した成形機を用いて工業製品を生産する成形工程と、第１金型交換機を用いて使用後の古い一対の金型を交換する交換工程と、前記第１金型交換機を用いて前記一対の金型を加熱する機能を有する金型待機台から暖められた新たな一対の金型を前記成形機にセットするセット工程と、金型自動開閉装置を用いて前記使用後の古い一対の金型を開いてメンテナンスするメンテナンス工程と、を含むことを特徴とする工業製品の生産方法。

（６）の発明による工業製品の生産方法は、小ロットの工業製品を効率よく生産しようとする場合に、生産設備の稼働率を大幅に向上できる。又、金型待機台に金型を暖める機能があるので、金型チェンジした成形機をスムーズに使用できる。

（７） 前記メンテナンス工程は、前記成形機に搬出する前記一対の金型を前記金型自動開閉装置が把持して離間している間に少なくともそれらの金型の成形面の防錆油を除去する除去工程と、前記成形機から搬送される前記一対の金型を前記金型自動開閉装置が把持して離間している間にそれらの金型の成形面に防錆油を塗布する塗布工程と、を含むことを特徴とする（６）記載の工業製品の生産方法。

（８） 前記メンテナンス工程は、前記金型自動開閉装置を用いて新たな一対の金型を開き、当該一対の金型が所定の正しい動作を行うかを検査する動作確認工程を含むことを特徴とする（６）又は（７）記載の工業製品の生産方法。

（９） 前記金型自動開閉装置に隣接して配置し、前記一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に当該一対の金型を移動させると共に、前記一対の金型を載置して前記一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に移動可能な第２金型交換機と、この第２金型交換機に隣接して配置し、複数の一対の金型を収容する金型ラックと、を更に備え、前記第２金型交換機を用いて前記金型自動開閉装置から前記一対の金型を移載して前記金型ラックに前記一対の金型を収容する収容工程と、前記第２金型交換機を用いて前記金型ラックから次に使用される一対の金型を当該第２金型交換機に移載する供給工程と、を含むことを特徴とする（６）から（８）のいずれかに記載の工業製品の生産方法。

本発明による工業製品の生産設備は、成形機が稼働中に金型自動開閉装置で一対の金型にメンテナンス作業を行うことにより、多品種少量生産に好適な生産性効率の高い工業製品の生産設備を提供できる。

本発明による工業製品の生産方法は、小ロットの工業製品を効率よく生産しようとする場合に、生産設備の稼働率を大幅に向上できる。又、金型待機台に金型を暖める機能があるので、金型チェンジした成形機をスムーズに使用できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明による生産設備の一実施形態を示す平面配置である。図２は、前記実施形態の生産設備に備わる金型自動開閉装置の斜視図である。図３は、前記実施形態の生産設備に備わる金型自動開閉装置を部分的に拡大した斜視図である。図４は、前記実施形態の生産設備の工程図である。

最初に、本発明の実施形態による生産設備の構成を説明する。図１において、生産設備Ｐは、射出成形機２、第１金型交換機３、及び金型自動開閉装置４を備えている。射出成形機２は、一対の金型１ａ・１ｂを用いて合成樹脂製品を成形する。射出成形機２は、横型の射出成形機となっている。

図１において、第１金型交換機３は、一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と直交する方向に一対の金型１ａ・１ｂを移動させる。又、第１金型交換機３は、一対の金型を載置して一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と平行する方向に移動可能となっている。金型自動開閉装置４は、第１金型交換機３に隣接して、射出成形機２と対向配置されている。

図１及び図２において、金型自動開閉装置４は、射出成形機２に搬出する一対の金型１ａ・１ｂを把持して少なくとも一対の金型１ａ・１ｂの成形面の防錆油を除去可能なように離間できる。又、金型自動開閉装置４は、射出成形機２から搬送される一対の金型１ａ・１ｂを把持して、一対の金型１ａ・１ｂの成形面に防錆油が塗布可能なように離間できる。

図１において、一方の金型１ａは可動金型であって、他方の金型１ｂは固定金型である。金型１ａと金型１ｂが組み合わせて、所望の合成樹脂製品と同一形状の空間（キャビティ）を形成することにより、成形品を生産できる。金型１ｂは、溶融樹脂が流入されるスプール（図示せず）を有し、スプールは、ランナ、ゲートを通じて空間（キャビティ）に連通している。又、金型１ａ及び金型１ｂは、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するために複数の冷却水孔（図示せず）を有している。

図１において、射出成形機２は、型締め装置２１と射出装置２２で構成してよく、型締め装置２１及び射出装置２２の動作を制御する制御盤（図示せず）を射出成形機２の構成に含めることもできる。型締め装置２１は、一対の金型１ａ・１ｂをチャックでき、射出装置２２は、溶融樹脂を射出できる。

図１において、型締め装置２１は、一対の金型１ａ・１ｂを開閉でき、溶融樹脂を充填時に一対の金型１ａ・１ｂに高圧をかけることができる。固金型１ｂが型締め装置２１に固定され、可動金型１ａが複数のダイバー２１ａに案内されて型締め装置２１で移動する。

図１において、射出装置２２は、シリンダ２２ａを主構成としている。シリンダ２２ａは、外周にバンドヒータ（図示せず）を配置している。又、シリンダ２２ａの内部にスクリュー２２ｂを配置している。図示しないホッパーから成形材料がシリンダ２２ａの基端部に供給され、スクリューをモータ２２ｍで回転すると、成形材料を溶融可塑化させて、先端のノズル２２ｃから溶融樹脂を射出できる。なお、射出装置２２が稼働中は、ノズル２２ｃがスプールに連通している。

図１において、第１金型交換機３は、一対の金型１ａ・１ｂが載置される領域を有しており、この領域に複数の長尺のローラー３ｒを配置している。複数のローラー３ｒの軸方向を一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と平行する方向（以下、Ｘ方向という）に配置しており、これらのローラー３ｒを転動させることにより、一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と直交する方向（以下、Ｙ方向という）に一対の金型１ａ・１ｂを移動できる。

図１において、第１金型交換機３は、自走車となっている。第１金型交換機３が設置される床面に軌道となる一対のレール３ａ・３ａを配置している。一対のレール３ａ・３ａは、これらの長手方向をＸ方向に配置しており、第１金型交換機３をＸ方向に移動できる。

次に、本発明の実施形態による生産設備の作用を説明する。

図１において、第１金型交換機３は、一対の金型１ａ・１ｂが載置される載置面を二連に構成している。そして、ロット生産が終了した一対の金型１ａ・１ｂが第１の載置面３１に移載された後に、直ちに金型自動開閉装置４に移載される。一方、次のロット用の一対の金型１ａ・１ｂが第２の載置面３２に載置されて待機しており、第１金型交換機３がＹ方向の所定位置まで移動した後に、次のロット用の一対の金型１ａ・１ｂが射出成形機２に移動して、一対の金型１ａ・１ｂが交換される。

図２及び図３を参照すると、金型自動開閉装置４は、射出成形機２に搬出する一対の金型１ａ・１ｂを把持して少なくともそれらの金型１ａ・１ｂの成形面の防錆油を除去可能なように離間することができる。つまり、次のロット用の一対の金型１ａ・１ｂを第１金型交換機３の第２の載置面３２に移載できる。

図３を参照すると、金型自動開閉装置４は、一対の金型１ａ・１ｂの成形面の防錆油を除去可能なように充分に離間する。図３に示されるように、作業者Ｍが一対の金型１ａ・１ｂの間に立ち入って作業できる程度に離間する。作業者Ｍは、一対の金型１ａ・１ｂの間に立ち入って防錆油の除去作業が可能である。

同様に、図３を参照すると、金型自動開閉装置４は、一対の金型１ａ・１ｂの成形面の防錆油を塗布可能なように充分に離間する。図３に示されるように、作業者Ｍが一対の金型１ａ・１ｂの間に立ち入って作業できる程度に離間する。作業者Ｍは、一対の金型１ａ・１ｂの間に立ち入って防錆油の塗布作業が可能である。

このように、本発明の実施形態による生産設備Ｐは、従来、射出成形機２が一対の金型１ａ・１ｂを開いて、作業者が金型の成形面の防錆油を除去又は塗布する作業を金型自動開閉装置４で行えるようになった。つまり、射出成形機２を停止することなく、金型の成形面の防錆油を除去又は塗布する作業が可能になった。

本発明の実施形態による生産設備Ｐは、射出成形機２が稼働中に金型自動開閉装置４で一対の金型１ａ・１ｂに防錆油を塗布又は除去することにより、多品種少量生産に好適な生産性効率の高い工業製品の生産設備を提供できる。

次に、本発明の実施形態による生産設備の構成及び作用を更に説明する。図１において、生産設備Ｐは、金型自動開閉装置４に並列して配置され、一対の金型１ａ・１ｂを一時的に載置して一対の金型１ａ・１ｂを第１金型交換機３に送受する金型待機台５を備えている。

図１において、金型待機台５は、次に、射出成形機２に一対の金型１ａ・１ｂをセットするために、一対の金型１ａ・１ｂを暖める機能も備える。特に、金型１ｂに設けられたランナを暖めて内部の合成樹脂を溶かすことが重要になる。

図１において、金型待機台５は、一対の金型１ａ・１ｂが載置される領域を有しており、この領域に複数の長尺のローラー５ｒを配置している。複数のローラー５ｒの軸方向を一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と平行する方向に配置しており、これらのローラー５ｒを転動させることにより、一対の金型１ａ・１ｂをＸ方向に移動できる。

例えば、図１において、ロット生産が終了した一対の金型１ａ・１ｂが第１金型交換機３の第１の載置面３１に移載された後に、次のロット用の一対の金型１ａ・１ｂが金型自動開閉装置４で待機している場合がある。この場合、ロット生産が終了した一対の金型１ａ・１ｂを金型待機台５に一時的に載置して、次のロット用の一対の金型１ａ・１ｂを射出成形機２に取り付ける間に、金型待機台５の一対の金型１ａ・１ｂを金型自動開閉装置に移載することにより、一対の金型１ａ・１ｂの交換時間を短縮できる。

図１において、生産設備Ｐは、第２金型交換機６と金型ラック７を更に備えている。第２金型交換機６は、金型自動開閉装置４に隣接して配置され、一対の金型１ａ・１ｂが相対的に進退する方向と直交する方向に一対の金型１ａ・１ｂを移動させる。又、第２金型交換機６は、一対の金型１ａ・１ｂを載置してＹ方向に移動可能となっている。

図１において、第２金型交換機６は、金型自動開閉装置４から一対の金型１ａ・１ｂが移載されて金型ラック７に一対の金型を収容する。又、第２金型交換機６は、金型ラック７から次に使用される一対の金型１ａ・１ｂが移載される。

図１において、第２金型交換機６は、一対の金型１ａ・１ｂが載置される領域を有している。この領域に複数の長尺のローラー６ｒを配置しており、複数のローラー６ｒの軸方向をＹ方向に配置しており、これらのローラー６ｒを転動させることにより、一対の金型１ａ・１ｂをＹ方向に移動できる。

又、図１において、第２金型交換機６は、自走車となっている。第２金型交換機６が設置される床面に軌道となる一対のレール６ａ・６ａを配置している。一対のレール６ａ・６ａの長手方向をＹ方向に配置しており、第２金型交換機６をＹ方向に移動できる。

図１において、金型ラック７は、複数の一対の金型１ａ・１ｂを一対のレール６ａ・６ａと平行して並列して収容している。そして、所望の一対の金型１ａ・１ｂを第２金型交換機６に送受できる。第２金型交換機６に一対の金型１ａ・１ｂを載置して昇降するリフター（図示せず）を設けることにより、金型ラック７を２段に構成することもできる。

図１において、実施の形態による生産設備Ｐは、一対の金型１ａ・１ｂが射出成形機２→金型自動開閉装置４→第２金型交換機６→金型ラック７へと移動する第１のルートを有している。又、生産設備Ｐは、一対の金型１ａ・１ｂが金型ラック７→第２金型交換機６→金型自動開閉装置４→射出成形機２へと移動する第２のルートを有している。

更に、実施の形態による生産設備Ｐは、一対の金型１ａ・１ｂが第１金型交換機３→金型待機台５へと移動する第１の迂回ルートを有しており、一対の金型１ａ・１ｂが第２金型交換機６→金型待機台５へと移動する第２の迂回ルートを有している。第２金型交換機６→金型待機台５へと移動する臨時ルートを有してよく、金型待機台５→第２金型交換機６へと移動する臨時ルートを有してもよい。、実施の形態による生産設備Ｐは、一対の金型１ａ・１ｂがロット毎の異なる生産数に対応して複数のルートを経由できる。

図１において、実施の形態による生産設備Ｐは、移載ロボット８１を射出成形機２の近傍に配置している。移載ロボット８１は、射出成形機２で成形した合成樹脂製品を把持して製品エリアＳに移載する。そして、製品エリアＳでは、ゲートカットロボット８２を設置しており、ゲートカットロボット８２は、合成樹脂製品のバリを削除する。

図１において、バリが削除された合成樹脂製品は、移載ロボット８１でターンテーブルＴに移載される。ターンテーブルＴは、製品エリアＳと物流エリアＵに跨っており、ターンテーブルＴが回転して、合成樹脂製品が物流エリアＵに移動する。物流エリアＵでは、合成樹脂製品に品質検査が実施された後に、次の工程に出荷される。

次に、実施の形態による金型自動開閉装置の構成及び作用を説明する。図２を参照すると、金型自動開閉装置４は、可動台４１、固定台４２、及びボールねじ機構４３を備えている。可動台４１は、一対の金型１ａ・１ｂの内の金型１ａ（可動金型）を把持する。固定台４２は、一対の金型１ａ・１ｂの内の金型１ｂ（固定金型）を把持する。ボールねじ機構４３は、固定台４２に対して可動台４１を近接又は離反させることができる。

図２において、可動台４１及び固定台４２は、それぞれに電磁チャック４１ｅ・４２ｅを備えている。電磁チャック４１ｅを通電すると、金型１ａを可動台４１に把持できる（図１参照）。電磁チャック４２ｅを通電すると、金型１ｂを固定台４２に把持できる（図１参照）。

図２において、可動台４１及び固定台４２の下部には、金型１ａ及び金型１ｂの底面が載置されて転動する複数のローラー４１ｒ・４２ｒを設けており、第１金型交換機３又は第２金型交換機６から一対の金型１ａ・１ｂを移動できる（図１参照）。

図２において、ボールねじ機構４３は、ボールねじ４３ｓとボールナット４３ｎで構成している。ボールナット４３ｎは、可動台４１に固定している。ボールねじ４３ｓは、その軸方向を固定台４２に対して可動台４１が移動する方向と平行に配置している。

図２において、ボールねじ４３ｓの一端は、モータ４３ｍの出力軸に連結している。モータ４３ｍを駆動することにより、固定台４２に対して可動台４１を近接又は離反させることができる。ボールねじ機構４３は、ボールねじ４３ｓとボールナット４３ｎが複数のベアリングを介して連結しているので、可動台４１を円滑に移動できる。可動台４１の速度、又は電磁チャック４１ｅ・４２ｅの切換は、図２に示された制御盤４４によって、制御される。

図２において、可動台４１及び固定台４２を設置する床面に可動台４１を案内する一対のスライドレール４ｓ・４ｓを設けており、可動台４１を案内するダイバー（案内シャフト）が不要となり、ボールねじ機構４３を床面近傍に設置して、可動台４１及び固定台４２が開いた床面に作業者Ｍが立ち入ることが容易になる（図３参照）。

次に、図４を参照して、１ロットサイクル中に射出成形機２で主として実施される作業工程と金型自動開閉装置４で実施される作業工程とを比較して説明する。なお、図４の上段は、１ロットサイクル中に射出成形機２で主として実施される作業工程を示し、図４の下段は、１ロットサイクル中に金型自動開閉装置４で実施される作業工程を示している。

図４において、射出成形機２がロット中の最後の合成樹脂製品を成形すると（ステップＳ１）、次のロットの成形条件が設定される（ステップＳ２）。次に、一対の金型１ａ・１ｂの予備温調が解除される（ステップＳ３）。次に、一対の金型１ａ・１ｂが交換される（ステップＳ４）。次に、次のロットの合成樹脂製品が手動で成形され、成形条件が正しい確認される（ステップＳ４）。成形条件が正しい確認されると、射出成形機２の自動運転が開始される（ステップＳ４）。

一方、一対の金型１ａ・１ｂを金型自動開閉装置４が把持して離間している間に金型内が清掃される（ステップ１１）。具体的には、ステップ１１では、一対の金型１ａ・１ｂの成形面の防錆油が除去される（図２及び図３参照）。次に、一対の金型１ａ・１ｂの動作が確認される（ステップ１２）。そして、一対の金型１ａ・１ｂが射出成形機２に取り付けられる。

又、交換された一対の金型１ａ・１ｂは、防錆処理される（ステップ１３）。具体的には、ステップ１３では、一対の金型１ａ・１ｂを金型自動開閉装置４が把持して離間している間に、一対の金型１ａ・１ｂの成形面に防錆油が塗布される（図２及び図３参照）。

このように、本発明の実施形態による合成樹脂成形製品の生産方法は、射出成形機２が稼働中に金型自動開閉装置４で一対の金型１ａ・１ｂに防錆油を塗布又は除去することにより、一対の金型１ａ・１ｂの交換時間を短縮できる。実測値では、平均の金型交換時間が約１９分から約１４分に約５分短縮できた。

本発明に適用される合成樹脂成形製品には、バンパー、又はインストルパネルなどの車体部品はもとより、自動二輪車の外板部品も含まれる。又、本発明に適用される工業製品は、合成樹脂成形製品に限定されず、アルミニウムのダイキャスト製品、エンジンのクランクケース、自動二輪車のアルミ鋳造フレームも含まれる。

本発明による生産設備の一実施形態を示す平面配置である。 前記実施形態の生産設備に備わる金型自動開閉装置の斜視図である。 前記実施形態の生産設備に備わる金型自動開閉装置を部分的に拡大した斜視図である。 前記実施形態の生産設備の工程図である。

符号の説明

１ａ・１ｂ 一対の金型
２ 射出成形機（成形機）
３ 第１金型交換機
４ 金型自動開閉装置
Ｐ 生産設備

Claims (3)

1. 一対の金型を用いて工業製品を成形する成形機と、
   前記成形機の一対の金型が開く方向と平行に、かつ当該成形機に隣接して配置された第１金型交換機と、
   この第１金型交換機に平行かつ隣接して配置された金型自動開閉装置と、
   前記第１金型交換機に平行かつ隣接して配置されると共に、前記金型自動開閉装置の近傍に配置された、前記一対の金型を加熱する機能を有する金型待機台と、
   前記金型自動開閉装置に隣接して配置し、前記一対の金型が相対的に進退する方向と直交する方向に当該一対の金型を移動させると共に、前記一対の金型を載置して前記一対の金型が相対的に進退する方向と平行する方向に移動可能な第２金型交換機と、
   この第２金型交換機に隣接して配置し、複数の一対の金型を収容する金型ラックと、
   前記第１金型交換機から前記金型待機台へ及び前記金型待機台から前記第１金型交換機へと前記一対の金型が移動するための第１迂回ルートと、
   前記第２金型交換機から前記金型待機台へと前記一対の金型が移動するための第２迂回ルートと、を備え、
   前記第２金型交換機は、前記金型自動開閉装置から前記一対の金型が移載されて前記金型ラックに前記一対の金型を収容すると共に、前記金型ラックから次に使用される一対の金型が移載されることを特徴とする工業製品の生産設備。
2. 前記金型自動開閉装置は、前記一対の金型の内の一方の金型を把持する可動台と、前記一対の金型の内の他方の金型を把持する固定台と、前記固定台に対して前記可動台を近接又は離反させるボールねじ機構と、を備えることを特徴とする請求項１記載の工業製品の生産設備。
3. 前記固定台及び前記可動台は、前記一対の金型をそれぞれ電磁チャックすることを特徴とする請求項２記載の工業製品の生産設備。

Images