JP7213171B2

JP7213171B2 - 射出成形装置

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Publication number: JP7213171B2
Application number: JP2019216278A
Authority: JP
Inventors: 仁及川; 勝藤生; 有香里大塚; 雅人小澤
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: WO2021106815A1; JP2021084380A

Description

本発明は、射出成形体を成形する射出成形装置に関する。

自動車のドアミラーなどに取り付けられる射出成形体の一例として、レンズとハウジングとからなる射出成形体が知られている。この射出成形体では、レンズとハウジングが互いに異なる樹脂材によって射出成形され、さらに、接合用の樹脂材によってレンズとハウジングが接合される。

上記射出成形体を成形する製造装置として、特許文献１に、１２０°の往復回転をするターンテーブルと、該ターンテーブル上で該ターンテーブルの中心に対して１２０°毎に区切られた領域に配置された第１，第２および第３金型と、これら金型に対向して設けられた第４，第５および第６金型と、を備え、これら第１～第６金型を用いて射出成形体を連続的に成形可能な製造装置が開示されている。

特開２０１６－１１７２２１号公報

上記特許文献１に記載された射出成形体の製造装置においては、該製造装置内の平面上での３箇所の成形位置で射出成形が実施される。この場合、上記３箇所の成形位置に対応してターンテーブルの上部に設けられた３つの射出筒を用いて射出成形が行われる。そして、該製造装置では、ターンテーブルの上部に配置された３つの上型が一体構造となっているため、同時に上下動して各金型の型締めおよび型開きが行われる。

したがって、上記３箇所の成形位置で行われる射出成形において、成形時間に差が生じると、成形時間が最も長い成形位置での金型の上下動に、成形時間が短い他の成形位置での金型の上下動のタイミングを合わせることになり、成形時間が最も長い成形位置での成形完了を待って３つの上型が同時に型開きを行う。

これにより、成形時間が短い成形位置の金型では待機時間が発生し、射出成形のサイクルタイムが延びてしまうことが課題であった。

本発明の目的は、複数の金型を用いた射出成形において金型動作の待ち時間を減らして射出成形の効率化が図られた射出成形装置を提供することにある。

本発明の一態様は、往復回転する回転プレートと、前記回転プレート上に、当該回転プレートの回転方向に沿って所定間隔で配置された第１，第２および第３金型と、前記第１，第２および第３金型に対して型開きおよび型締めされる第４，第５および第６金型と、前記第４，第５および第６金型の上部にそれぞれ配置され、かつ、樹脂を射出する第１，第２および第３射出筒を備えた第１，第２および第３射出装置と、前記回転プレートの回転を制御し、かつ、前記第４，第５および第６金型のそれぞれの上下動を金型ごとに制御する制御部と、型開きされた金型に対して封入部材を搬入出する第１ロボットと、前記第４，第５および第６金型のうちの少なくとも何れかの金型の位置を検出する位置検出部と、を有する。さらに、前記制御部は、前記第１金型と前記第４金型とが対向し、前記第２金型と前記第５金型とが対向し、かつ、前記第３金型と前記第６金型とが対向する第１回転位置に前記回転プレートを回転させる第１の位置制御と、前記第１金型と前記第５金型とが対向し、前記第２金型と前記第６金型とが対向し、かつ、前記第３金型と前記第４金型とが対向する第２回転位置に前記回転プレートを回転させる第２の位置制御と、を行うことが可能であり、前記第４，第５および第６金型の型締めおよび型開き動作は、前記制御部によって金型ごとに制御され、前記位置検出部によって前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型の型開きが検出されると、該金型で成形された射出成形体に前記第１ロボットによって前記封入部材が装着される。

本発明の他の態様では、前記制御部は、金型内に樹脂を射出して第１および第２部材を成形する１次射出の制御と、前記１次射出によって成形された前記第１および第２部材を接合する２次射出の制御と、を行うことが可能であり、前記１次射出が行われた金型の型開き後、前記第１ロボットによって該金型内の前記第１または第２部材に前記封入部材が装着される。

本発明の他の態様では、前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型で成形された射出成形体を取り出す第２および第３ロボットを備え、前記位置検出部によって前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型の型開きが検出されると、該金型から前記第２または第３ロボットによって前記射出成形体が取り出される。

本発明の他の態様では、前記制御部は、金型内に樹脂を射出して第１および第２部材を成形する１次射出の制御と、前記１次射出によって成形された前記第１および第２部材を接合する２次射出の制御と、を行うことが可能であり、前記２次射出が行われた金型の型開き後、該金型内で成形された射出成形体が、前記第２または第３ロボットによって取り出される。

本発明によれば、複数の金型を用いた射出成形において金型動作の待ち時間を減らして射出成形のサイクルタイムの短縮化を図り、射出成形の効率化を図ることができる。

本発明の射出成形装置の構成を示す斜視図である。図１に示す射出成形装置を反対側の方向から眺めた斜視図である。図１に示す射出成形装置において成形位置とロボットの位置関係を示す模式図である。図１に示す射出成形装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す射出成形装置によって成形される射出成形体の構造を示す斜視図である。図５に示すＡ－Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。図１に示す射出成形装置の個別制御における各金型の処理手順の一例を示す組立て手順図である。本発明者が比較検討した上型一体制御における各金型の処理手順を示す組立て手順図である。図１に示す射出成形装置のエンコーダ付き上型とロボットの構造の一例を示す側面図である。図９に示すエンコーダ付き上型を用いたことによるロボットの動作開始のタイミングを示すグラフである。本発明者が比較検討したエンコーダ付きではない上型とロボットの構造を示す側面図である。図１１に示す上型を用いたことによるロボットの動作開始のタイミングを示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

本実施の形態の射出成形装置３０は、往復回転するターンテーブル（回転プレート）５を備え、ターンテーブル５上に複数の金型が配置された射出成形装置であり、上記複数の金型を用いて同一工程で複数の射出成形を行うことが可能なものである。例えば、同一工程で複数種類の樹脂を用いた射出成形を行うことも可能である。

本実施の形態では、ターンテーブル５上に３つの金型がターンテーブル５の回転方向に沿って所定間隔で配置され、これら３つの金型のそれぞれに対応して樹脂を供給可能な３つの射出装置を備えた射出成形装置３０を取り上げて説明する。例えば、ターンテーブル５上に３つの金型が配置されているため、３つの金型のうちの何れかの金型で第１部材を射出成形し、また、３つの金型のうちの他の何れかの金型で第２部材を射出成形し、さらに、３つの金型のうちの残された１つの金型で第１部材と第２部材との接合などの射出成形を行うことができる。すなわち、本実施の形態の射出成形装置３０では、３つの金型のそれぞれを用いて同一工程で３種類の射出成形を行うことが可能である。

ここで、本実施の形態では、金型内に樹脂を射出して第１部材や第２部材を射出成形することを１次射出と呼び、上記１次射出によって成形された第１部材と第２部材とを接合する射出成形のことを２次射出と呼ぶ。２次射出は、２次成形と呼ぶこともある。

本実施の形態では、第１部材と第２部材を接合して成る射出成形体の一例として、図５および図６に示すような、自動車のドアミラーなどに取り付けられるランプ１を取り上げ、さらに、ランプ１の構成部材の一例として、ハウジング（第１部材）２を取り上げ、また、ランプ１の構成部材の一例として、レンズ（第２部材）３を取り上げて説明する。すなわち、本実施の形態の射出成形装置３０によって成形される射出成形体（製品）は、ハウジング２とレンズ３とが接合されて成るランプ１である。なお、ハウジング２は、光を透過させない非透光性樹脂からなり、一方、レンズ３は、光を透過させる透光性脂樹からなる。

なお、ランプ１は、中空構造となっており、図６に示す中空部（収容部）２ａに電気部品等の封入部材が装着されている。

ランプ１の構成について説明すると、封入部材を収容する中空部２ａが設けられたハウジング２と、中空部２ａを覆い、かつ、ハウジング２と接合されるレンズ３と、ハウジング２とレンズ３とに接触してハウジング２とレンズ３とを接合する接合用樹脂４と、を有している。

図５に示すように、ハウジング２の中空部２ａには、封入部材として、発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode、図示せず）や該ＬＥＤから発せられる光をレンズ３に向けて誘導する導光部材５５が収容されている。導光部材５５は、合成樹脂、例えば、アクリル樹脂を筒形状に形成した細長い部材である。

さらに、中空部２ａには、上記ＬＥＤと電気的に接続された配線を有する基板５６が収容されている。基板５６は、固定板５７に取り付けられるとともに、位置決めピン５８によって位置決めされている。ランプ１においては、上記ＬＥＤに電圧が印加されると、上記ＬＥＤが点灯する。そして、上記ＬＥＤから発せられた光は、導光部材５５内に進入し、導光部材５５内で反射する。反射した光は、レンズ３を透過してランプ１の外に到達する。

次に図１～図４を用いて本実施の形態の射出成形装置３０の構成について説明する。

図１および図２に示すように、射出成形装置３０は、装置の土台である架台１５と、架台１５に回転自在に設けられた略円盤状のターンテーブル５と、を有している。なお、ターンテーブル５は、射出成形が行われる第１回転位置と、射出成形が行われ、かつ上記第１回転位置と回転中心Ｃ（図３参照）に対して所定の角度で位置する第２回転位置と、に往復回転する。本実施の形態では、上記所定の角度が１２０°の場合について説明する。すなわち、上記第１回転位置と上記第２回転位置とは、ターンテーブル５の回転中心Ｃに対して１２０°の角度を成す位置となっている。

また、図１および図２に示すように、射出成形装置３０は、ターンテーブル５上に、このターンテーブル５の回転方向に沿って所定間隔で配置された第１金型６、第２金型７および第３金型８を備えている。本実施の形態では、ターンテーブル５上において図３に示す回転中心Ｃに対して互いが１２０°を成す角度で配置された第１金型６、第２金型７および第３金型８を備えている場合について説明する。つまり、第１金型６、第２金型７および第３金型８は、ターンテーブル５上にターンテーブル５の回転方向に沿って１２０°間隔で配置されている。なお、第１金型６、第２金型７および第３金型８は、それぞれ下型である。そして、図３に示すように、ターンテーブル５上の１２０°毎に区画された領域である成形位置をそれぞれＸ成形位置、Ｙ成形位置、Ｚ成形位置とすると、例えば、Ｘ成形位置に図２に示す第１金型６が配置され、Ｙ成形位置に第２金型７が配置され、Ｚ成形位置に第３金型８が配置されている。ただし、Ｘ成形位置、Ｙ成形位置およびＺ成形位置は、あくまでも射出成形装置３０内の成形位置であり、ターンテーブル５が回転しても射出成形装置３０内におけるＸ成形位置、Ｙ成形位置およびＺ成形位置は、移動することなく固定的な位置である。

また、射出成形装置３０は、図１および図２に示すように、第１金型６、第２金型７および第３金型８に対して型開きおよび型締めをする第４金型９、第５金型１０および第６金型１１を備えている。第４金型９、第５金型１０および第６金型１１は、それぞれ上型である。さらに、射出装置３４（図４参照）として、型締めされた金型内に樹脂を射出する第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４を備えている。第１射出装置１２は、第１射出筒１２ａを有するとともに、Ｘ成形位置に設けられた第４金型９の上部に配置され、かつ、第４金型９と一体となって上下動を行う。同様に、第２射出装置１３は、第２射出筒１３ａを有するとともに、Ｙ成形位置に設けられた第５金型１０の上部に配置され、かつ、第５金型１０と一体となって上下動を行う。さらに、第３射出装置１４は、第３射出筒１４ａを有するとともに、Ｚ成形位置に設けられた第６金型１１の上部に配置され、かつ、第６金型１１と一体となって上下動を行う。

すなわち、射出成形装置３０においては、Ｘ成形位置に設けられた第４金型９に第１射出装置１２が取り付けられ、Ｙ成形位置に設けられた第５金型１０に第２射出装置１３が取り付けられ、さらにＺ成形位置に設けられた第６金型１１に第３射出装置１４が取り付けられている。そして、第１射出装置１２は、第１射出筒１２ａを備えており、第２射出装置１３は、第２射出筒１３ａを備えており、また、第３射出装置１４は、第３射出筒１４ａを備えている。

また、架台１５の平面形状は、辺１５ａ、辺１５ｂ、辺１５ｃおよび辺１５ｄからなる四角形であり、架台１５は、隅部１５ｅ、隅部１５ｆ、隅部１５ｇおよび隅部１５ｈを有している。

また、射出成形装置３０は、それぞれ下面に第４金型９、第５金型１０および第６金型１１が取り付けられた第１可動プレート１７、第２可動プレート１８および第３可動プレート１９を備えている。そして、射出成形装置３０は、第１可動プレート１７、第２可動プレート１８および第３可動プレート１９のそれぞれを上下動させる図示しない駆動部を備えている。第１可動プレート１７、第２可動プレート１８および第３可動プレート１９それぞれの上面には、第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４が設けられている。

また、射出成形装置３０は、第１可動プレート１７を支持する第１支柱２１、第２支柱２２および第３支柱２３と、第２可動プレート１８を支持する第４支柱２４、第５支柱２５および第６支柱２６と、第３可動プレート１９を支持する第７支柱２７、第８支柱２８および第９支柱２９と、を備えている。すなわち、第１可動プレート１７、第２可動プレート１８および第３可動プレート１９は、それぞれの可動プレートが３本の支柱によって上下動自在に支持されている。

また、射出成形装置３０は、第１支柱２１、第４支柱２４および第７支柱２７を上下動自在に支持し、かつ、ターンテーブル５の中央に配置された円形の固定プレート１６を備えている。

なお、第１支柱２１、第２支柱２２、第３支柱２３、第４支柱２４、第５支柱２５、第６支柱２６、第７支柱２７、第８支柱２８および第９支柱２９のそれぞれは、架台１５の内部（裏面側）に挿通されている。そして、架台１５の内部（裏面側）にて、各支柱を上下動させる上記駆動部に係合している。

ここで、上記駆動部は、モータや油圧を用いてそれぞれの可動プレートを上下動させるための駆動機構を備えている。この駆動機構は、例えば、トグル機構等の駆動機構であり、この駆動機構により、第１可動プレート１７、第２可動プレート１８および第３可動プレート１９をそれぞれ上下動させる。さらに、これら各可動プレートの上下動により、各可動プレートの下面にそれぞれ取り付けられた第４金型（上型）９、第５金型（上型）１０および第６金型（上型）１１が、それぞれ第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４とともに上下動し、型締めおよび型開きの動作が行われる。

なお、ターンテーブル５は、図１に示すように、ターンテーブル５からはみ出す大きさのベースプレート２０を介して架台１５に回転自在に取り付けられている。

また、第１射出装置１２は、第１可動プレート１７上に配置され、第１可動プレート１７の上面に設けられた第１射出装置支持支柱４１，４２，４３，４４によって支持されている。そして、第１射出装置１２は、第１射出筒１２ａを備えており、射出成形時には、第１可動プレート１７の下方に配置された金型内に第１射出筒１２ａから所定量の樹脂を射出して射出成形を行う。同様に、第２射出装置１３は、第２可動プレート１８上に配置され、第２可動プレート１８の上面に設けられた第２射出装置支持支柱４５，４６，４７，４８によって支持されている。そして、第２射出装置１３は、第２射出筒１３ａを備えており、射出成形時には、第２可動プレート１８の下方に配置された金型内に第２射出筒１３ａから所定量の樹脂を射出して射出成形を行う。さらに、第３射出装置１４は、第３可動プレート１９上に配置され、第３可動プレート１９の上面に設けられた第３射出装置支持支柱４９，５０，５１，５２によって支持されている。そして、第３射出装置１４は、第３射出筒１４ａを備えており、射出成形時には、第３可動プレート１９の下方に配置された金型内に第３射出筒１４ａから所定量の樹脂を射出して射出成形を行う。

本実施の形態の射出成形装置３０は、ターンテーブル５上に１２０°間隔で３つの下型（第１金型６、第２金型７、第３金型８）を有しており、ターンテーブル５を所定の角度（１２０°）回転させることにより、可動プレートに取り付けられた何れかの上型（第４金型９、第５金型１０、第６金型１１）との組み合わせで射出成形を行うものである。射出成形装置３０は、図４に示すように、第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４を含む射出装置３４を備えているため、同一工程で最大３種類の射出成形を実施することが可能である。

例えば、図５に示すようなランプ１を射出成形によって成形する場合、第１金型６と第４金型９とを用いてハウジング２を射出成形し、第２金型７と第５金型１０とを用いてレンズ３を射出成形し、さらに、第３金型８と第６金型１１とを用いて接合用樹脂４を射出してハウジング２とレンズ３を接合する（ランプ１を成形する）。すなわち、ハウジング２の射出成形（１次射出）、レンズ３の射出成形（１次射出）、ハウジング２とレンズ３を接合する射出成形（２次射出、２次成形）を同一工程で行うことが可能である。

また、射出成形装置３０は、ターンテーブル５の回転を制御し、かつ、第４金型９、第５金型１０および第６金型１１のそれぞれの上下動を金型ごとに個別に制御する図４に示す制御部３５を有している。

制御部３５は、具体的には、ターンテーブル５の往復回転（旋回）動作、型開きおよび型締めをするために下型である第１金型６、第２金型７および第３金型８の何れかに対して、上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１を接近させたり、離反させたりする動作、使用する各射出装置に対して樹脂の射出のタイミングなどの射出動作を制御する。

したがって、第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４において、それぞれ制御部３５の制御によって必要なタイミングで必要な樹脂をそれぞれの射出筒の射出口から射出するようになっている。つまり、制御部３５は、例えば、第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４に対して第１の射出制御、第２の射出制御および第３の射出制御を実行する制御も行う。第１の射出制御、第２の射出制御および第３の射出制御は、例えば、それぞれの射出装置に対して、射出する樹脂の量や金型の加熱時間などの制御である。

また、制御部３５は、ターンテーブル５の回転の制御として、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５を回転させる第１の位置制御を行うことが可能である。さらに、制御部３５は、第１金型６と第５金型１０とが対向し、第２金型７と第６金型１１とが対向し、かつ、第３金型８と第４金型９とが対向する第２回転位置にターンテーブル５を回転させる第２の位置制御を行うことが可能である。

なお、本実施の形態の射出成形装置３０において、制御部３５は、第４金型９（第１可動プレート１７）と第１射出装置１２、第５金型１０（第２可動プレート１８）と第２射出装置１３、第６金型１１（第３可動プレート１９）と第３射出装置１４のそれぞれの上下動を含む成形動作を、上型ごとに個別に制御することが可能である。すなわち、制御部３５は、第４金型９と一体に構成された第１射出装置１２、第５金型１０と一体に構成された第２射出装置１３、第６金型１１と一体に構成された第３射出装置１４のそれぞれにおける上下動すなわち下型および上型の接近と離反などの型締めおよび型開きの動作、さらに使用する各射出装置に対して樹脂の射出のタイミングなどの種々の射出動作を、各射出装置ごとに個別に制御することが可能である。言い換えると、第４金型９、第５金型１０および第６金型１１のそれぞれの型締めおよび型開きの動作を、上型ごとに個別に制御することが可能である。

したがって、例えば、第４金型９のみ、第５金型１０のみ、または第６金型１１のみの型締めおよび型開きを行うことが可能である。

また、図１に示すように、本実施の形態の射出成形装置３０は、型開きされた金型に対して封入部材を搬入出するハンドリング用の第１ロボット３１を備えている。例えば、第１ロボット３１は、型開きした金型に対して図６に示す導光部材５５（インサート部品）等の封入部材を搬入する。

なお、第１ロボット３１は、図１に示すように射出成形装置３０において、架台１５の隅部１５ｅに設けられたロボット用プレート３１ａ上に設けられている。また、架台１５の隅部１５ｈには、ハンドリング用の第３ロボット３３が設けられている。第３ロボット３３は、ロボット用プレート３３ａ上に設けられている。

さらに、射出成形装置３０では、図２に示すように、第５金型１０に近接した架台１５の辺１５ｃに沿った位置に、第２ロボット３２が設けられている。第２ロボット３２は、ロボット用プレート３２ａを介して設けられている。なお、第２ロボット３２や第３ロボット３３は、例えば、金型で成形された射出成形体を金型から取り出す（排出、搬出）ことが可能である。射出成形装置３０では、第４金型９に近接して第１ロボット３１が配置され、第５金型１０に近接して第２ロボット３２が配置され、第６金型１１に近接して第３ロボット３３が配置されている。つまり、第１ロボット３１、第２ロボット３２および第３ロボット３３は、ターンテーブル５の周囲に設けられており、例えば、第１ロボット３１は、第１射出装置１２と連動して動作し、第２ロボット３２は、第２射出装置１３と連動して動作し、第３ロボット３３は、第３射出装置１４と連動して動作する。

また、射出成形装置３０は、種々の成形条件を入力する図４に示す操作部３７を備えている。操作部３７は、設定された成形条件の信号を制御部３５に対して送信する。なお、射出成形装置３０では、射出装置３４において第１射出装置１２がメインの射出装置であり、この第１射出装置１２にターンテーブル５、第２射出装置１３、第３射出装置１４および操作部３７が電気的に接続されている。したがって、制御部３５は、例えば、第１射出装置１２内に設けられているが、各射出装置の外部に独立して設けられていてもよい。さらに、射出装置３４は、上型の位置を制御部３５に知らせるエンコーダ（位置検出部）４０を備えている。また、射出成形装置３０は、第１ロボット３１と、第２ロボット３２と、第３ロボット３３と、各ロボットのそれぞれと通信を行うロボット用通信部３８と、を含む供給装置３６を備えている。ロボット用通信部３８は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller)であり、ロボット用通信部３８に第１ロボット３１、第２ロボット３２および第３ロボット３３がそれぞれ電気的に接続されている。

つまり、射出成形装置３０は、射出装置３４と供給装置３６とを有しており、射出装置３４の第１射出装置１２と、供給装置３６のロボット用通信部３８とが通信可能なように繋がっている。そして、第１射出装置１２には制御部３５が設けられており、この制御部３５によって種々の射出成形動作が制御される。

次に、本実施の形態の射出成形装置３０による射出成形体の製造方法について説明する。ここでは、図７に示す本実施の形態の製造方法と、本願発明者が比較検討を行った図８（比較例）に示す製造方法とを比較して説明する。図８の比較例の製造方法に用いた射出成形装置は、３つの上型が一体となった構造であり、３つの上型が同時に上下動する装置である。

図７および図８に示す製造方法は、射出成形装置３０のＸ成形位置で第１部材としてハウジング２を成形し、射出成形装置３０のＹ成形位置で第２部材としてレンズ３を成形し、さらに、射出成形装置３０のＺ成形位置でハウジング２とレンズ３との接合（２次成形）を行う。その後、ターンテーブル５を１２０°回転させ、回転後、Ｘ成形位置でハウジング２を成形し、Ｚ成形位置でレンズ３を成形し、さらに、Ｙ成形位置でハウジング２とレンズ３との接合（２次成形）を行うものである。

図７に示す製造方法を具体的に説明すると、まず、射出成形装置３０のＸ成形位置で第１金型６と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置３０のＹ成形位置で第２金型７と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置３０のＺ成形位置で第３金型８と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いた第１の射出制御により、第１金型６および第４金型９の内部に所定の樹脂が射出（１次射出）され、ハウジング２が射出成形される（ハウジング２の射出成形には５ｓ（５秒）程度かかる）。一方、Ｙ成形位置では、第２射出装置１３を用いた第２の射出制御により、第２金型７および第５金型１０の内部に所定の樹脂が射出（１次射出）され、レンズ３が射出成形される（レンズ３の射出成形には１０ｓ（１０秒）程度かかる）。また、Ｚ成形位置では、第３射出装置１４を用いた第３の射出制御により、第３金型８および第６金型１１の内部に接合用樹脂４が射出され、ハウジング２とレンズ３の接合（２次成形、２次射出）が行われ（ハウジング２とレンズ３の接合には５ｓ（５秒）程度かかる）、ランプ１が成形される。なお、このＺ成形位置で接合されるハウジング２とレンズ３は、前段の工程で射出成形されて予め準備されたものを用いる。

また、レンズ３の成形と、ハウジング２の成形および２次成形とには、５ｓ程度の処理時間の差があるため、Ｘ成形位置とＺ成形位置では、Ｙ成形位置でレンズ成形を行っている間に、ハウジング成形後および２次成形後に、それぞれ冷却／計量を行う。ここで、冷却は金型の冷却であり、計量は樹脂の計量である。

そして、Ｙ成形位置では、レンズ成形後に冷却／計量が行われ、Ｘ成形位置では、冷却／計量後に型開きを行う。この時、成形されたハウジング２は下型（第１金型６）内に残す。さらに、Ｚ成形位置では、冷却／計量後に型開きを行う。すなわち、本実施の形態の射出成形装置３０では、それぞれ上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１の型開きの動作を、制御部３５によって各金型ごとに個別に制御することが可能であるため、Ｙ成形位置の第５金型１０の動作とは別個に、Ｘ成形位置の第４金型９およびＺ成形位置の第６金型１１を型開きすることができる。

続いて、Ｙ成形位置では、冷却／計量後に型開きを行う。この時、成形されたレンズ３は上型（第５金型１０）内に残す。また、Ｘ成形位置では、ハウジング２を成形した（１次射出が行われた）金型の型開き後、インナー供給を行う。ここでは、導光部材５５や基板５６などの封入部材を、例えば、第１ロボット３１によってハンドリングしてハウジング２（第１部材、射出成形体）内に装着する。さらに、Ｚ成形位置では、２次成形（２次射出）が行われた金型の型開き後、２次成形によって成形されたランプ１を、例えば、第３ロボット３３によってハンドリングして排出する（取り出す）。

以上の成形動作を、図８の比較例に示す成形動作（３つの上型が一緒に上下動する射出成形装置を用いた成形動作）と比較する。３つの上型が一緒に上下動する射出成形装置の場合、各上型の型締めおよび型開きの動作は、同じタイミングで行われる。

したがって、Ｘ成形位置でハウジング成形（５ｓ）と冷却／計量を行い、Ｚ成形位置で２次成形（５ｓ）と冷却／計量を行い、Ｙ成形位置でレンズ成形（１０ｓ）と冷却／計量を行い、その後、レンズ３を上型（第５金型１０）に残して型開きを行う。この時、Ｘ成形位置およびＺ成形位置でも同時に型開きが行われる。しかしながら、Ｘ成形位置およびＺ成形位置では、それぞれＹ成形待ち（Ｅ），（Ｆ）の待ち時間が発生する。

さらに、各金型で型開きを行った後、Ｚ成形位置でランプ１の排出が行われている間、Ｙ成形位置およびＸ成形位置では、Ｚ排出待ち（Ｇ），（Ｈ）の待ち時間が発生する。このように、３つの上型が一緒に上下動する射出成形装置を用いた成形動作では、各金型の動作において待ち時間が発生して射出成形のサイクルタイムが延びるという課題が発生していた。

次に、図７に示す本実施の形態の射出成形装置３０を用いた射出成形の動作の続きを説明する。Ｘ成形位置でインナー供給、Ｙ成形位置で型開き、Ｚ成形位置で排出を行った後、ターンテーブル５を１２０°回転させる。ここでは、制御部３５の制御により、ターンテーブル５の第２の位置制御を行う。ターンテーブル５が１２０°回転すると、第１金型６と第５金型１０とが対向し、第２金型７と第６金型１１とが対向し、第３金型８と第４金型９とが対向する第２回転位置にターンテーブル５は位置する。

この状態で、各成形位置で金型の型閉（型締め）を行う。その後、Ｘ成形位置で第３金型８と第４金型９とによってハウジング成形（５ｓ）および冷却／計量が行われ、Ｚ成形位置で第２金型７と第６金型１１とによってレンズ成形（１０ｓ）が行われる。一方、Ｙ成形位置において、前工程でのインナー供給により導光部材５５や基板５６などの封入部材を装着したハウジング２が配置された第１金型６と、レンズ３が配置された第５金型１０とによって２次成形（５ｓ）および冷却／計量が行われる。なお、レンズ３の成形と、ハウジング２の成形および２次成形とには、５ｓ程度の処理時間の差があるため、Ｘ成形位置とＹ成形位置では、Ｚ成形位置でレンズ成形を行っている間に、ハウジング成形後および２次成形後に、それぞれ冷却／計量を行う。

その後、Ｘ成形位置およびＹ成形位置では型開きが行われる。この時、Ｘ成形位置では、成形されたハウジング２は下型（第３金型８）内に残す。一方、Ｚ成形位置では、冷却／計量が行われる。このように射出成形装置３０では、上型の型開きの動作を、制御部３５によって上型ごとに個別に制御することが可能であるため、Ｚ成形位置の第６金型１１の動作とは別個に、Ｘ成形位置の第４金型９およびＹ成形位置の第５金型１０をそれぞれ型開きすることができる。

そして、Ｚ成形位置では、冷却／計量後に型開きが行われる。この時、成形されたレンズ３は上型（第６金型１１）内に残す。つまり、本実施の形態の射出成形装置３０では、それぞれ上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１の型開きの動作を、制御部３５によって金型ごとに個別に制御することが可能であるため、Ｘ成形位置の第４金型９およびＹ成形位置の第５金型１０とは別個に、Ｚ成形位置の第６金型１１を型開きすることができる。

Ｚ成形位置で型開きが行われている間、Ｘ成形位置では、インナー供給を行う。ここでは、導光部材５５や基板５６などの封入部材を、例えば、第１ロボット３１によってハンドリングしてハウジング２（射出成形体）内に装着する。また、Ｙ成形位置では、２次成形によって成形されたランプ１を、例えば、第２ロボット３２によってハンドリングして排出する（取り出す）。

次に、図７に示すように、ターンテーブル５を１２０°逆回転させる。ここでは、制御部３５の制御により、ターンテーブル５の第１の位置制御を行う。ターンテーブル５が１２０°逆回転すると、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５は位置する（戻る）。

この状態で、各成形位置で金型の型閉（型締め）を行う。その後、Ｘ成形位置で第１金型６と第４金型９とによってハウジング成形（５ｓ）が行われ、Ｙ成形位置で第２金型７と第５金型１０とによってレンズ成形（１０ｓ）が行われる。一方、Ｚ成形位置において、前工程でのインナー供給により導光部材５５や基板５６などの封入部材を装着したハウジング２が配置された第３金型８と、レンズ３が配置された第６金型１１とによって２次成形（５ｓ）が行われる。

以上のように、図７に示す射出成形の動作、すなわちターンテーブル５の第１回転位置での射出成形と、１２０°回転後の第２回転位置での射出成形とが、サイクルして行われる。

そして、本実施の形態の射出成形装置３０では、図７に示す射出成形における金型動作を行うことが可能なため、図８の比較例に示すような金型動作の待ち時間を減らすことができる。すなわち、３つの成形位置であるＸ，Ｙ，Ｚ成形位置それぞれで金型を用いた射出成形において、金型動作の待ち時間を減らして射出成形のサイクルタイムの短縮化を図ることができ、その結果、射出成形装置３０における射出成形の効率化を図ることができる。

次に、金型の開閉とハンドリング用のロボットの搬入出とのタイミングについて説明する。ここでは、上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１のうち、第４金型９を取り上げて説明するが、以下の内容は、他の上型である第５金型１０および第６金型１１においても適用可能であることは言うまでもない。さらに、第４金型９に加えて、第１金型６、第１ロボット３１および第１射出装置１２を取り上げて説明する。

図９に示すように、上型である第４金型９を含む第１射出装置１２における上下動する部材の何れかの場所（好ましくは、第４金型９）にエンコーダ（位置検出部または位置監視センサ）４０が設けられたことにより、第１射出装置１２が備える上型（第４金型９）の位置を認識することが可能になる。これにより、例えば、第４金型９が型開き動作を行っている動作途中（上昇中）であっても、第１ロボット３１を金型内に進入させることができる。

ここで、図１１は本発明者が比較検討したエンコーダ付きではない上型とロボットの構造を示す側面図であり、図１２は図１１に示す上型を用いたことによるロボットの動作開始のタイミングを示すグラフである。図１１に示す金型には、図９に示すようなエンコーダ（位置検出部）４０が取り付けられていないため、動作中の上型の細かな位置を認識することができない。したがって、図１２に示すグラフのように成形機（射出装置）の上下動が終了した時点（Ｐ点）からロボット動作を開始する必要があり（Ｑ点）、金型動作とロボット動作との間に無駄な時間が生じていた。

しかしながら、図９に示すように、上型（第４金型９）にエンコーダ４０が設けられたことにより、第４金型９の位置を認識することが可能になり、その結果、第４金型９が動作途中（上昇中）であっても、第１ロボット３１を金型内に進入させることができる。具体的には、図１０に示すように、エンコーダ４０によるロボットの進入可能位置の検出（Ｒ点）により、ロボット動作をＳ点から開始させることができる。すなわち、エンコーダ４０の値から第１ロボット３１が進入可能な第４金型９の位置を認識することで、第１射出装置１２の第４金型９が動作中（上昇中）であっても、第１ロボット３１を金型内に進入させることができる。

つまり、第１ロボット３１の金型への進入時間をＴ時間早めることができる。

そして、エンコーダ４０によって第４金型９の型開きが検出されると、この第４金型９と第１金型６とで成形されたハウジング２（射出成形体）内に第１ロボット３１によって導光部材５５や基板５６などの封入部材が装着される。

すなわち、第４金型９が上昇中であっても、第１ロボット３１を第１金型６と第４金型９との間に進入させて、金型内の射出成形体（例えば、ハウジング２）に封入部材を装着することができる。

これにより、上型の型開き状態の時間を短くすることができる。本実施の形態の射出成形装置３０では、上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１のそれぞれの型締めおよび型開きの動作を、金型ごとに個別に制御することが可能であるため、上型の型開き状態の時間を短くすることにより、射出成形装置３０における射出成形のサイクルタイムの短縮化をさらに図ることができる。

なお、射出成形装置３０が、何れかの金型を用いて成形された射出成形体を取り出す第２ロボット３２または第３ロボット３３を備えていることにより、エンコーダ４０によって該金型の上型の型開きが検出されると、該金型から第２ロボット３２または第３ロボット３３によって上記射出成形体を取り出すことができる。例えば、２次成形（２次射出）が行われた金型において、エンコーダ４０により該金型の上型の型開きが検出されると、該金型内で成形された射出成形体を、第２ロボット３２または第３ロボット３３によって取り出すことができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、上型の位置検出部（位置監視センサ）として、エンコーダ４０を取り上げて説明したが、位置検出部は、透過センサ、フォトセンサまたは変位計などの上型の位置を検出可能な検出部材であればエンコーダ４０以外の検出部材であってもよい。

また、上記実施の形態では、ターンテーブル５における第１回転位置と第２回転位置との成す角度、および第１金型６、第２金型７、第３金型８の配置間隔（回転中心Ｃに対する角度）がそれぞれ１２０°の場合を説明したが、これらの角度は、１２０°に限らず１２０°以外の角度であってもよい。

１ランプ（射出成形体）
２ハウジング（第１部材、射出成形体）
２ａ中空部
３レンズ（第２部材、射出成形体）
４接合用樹脂
５ターンテーブル（回転プレート）
６第１金型（下型）
７第２金型（下型）
８第３金型（下型）
９第４金型（上型）
１０第５金型（上型）
１１第６金型（上型）
１２第１射出装置
１２ａ第１射出筒
１３第２射出装置
１３ａ第２射出筒
１４第３射出装置
１４ａ第３射出筒
１５架台
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ辺
１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ隅部
１６固定プレート
１７第１可動プレート
１８第２可動プレート
１９第３可動プレート
２０ベースプレート
２１第１支柱
２２第２支柱
２３第３支柱
２４第４支柱
２５第５支柱
２６第６支柱
２７第７支柱
２８第８支柱
２９第９支柱
３０射出成形装置
３１第１ロボット
３１ａロボット用プレート
３２第２ロボット
３２ａロボット用プレート
３３第３ロボット
３３ａロボット用プレート
３４射出装置
３５制御部
３６供給装置
３７操作部
３８ロボット用通信部
４０エンコーダ（位置検出部）
４１，４２，４３，４４第１射出装置支持支柱
４５，４６，４７，４８第２射出装置支持支柱
４９，５０，５１，５２第３射出装置支持支柱
５５導光部材（封入部材）
５６基板（封入部材）
５７固定板（封入部材）
５８位置決めピン（封入部材）

Claims

往復回転する回転プレートと、
前記回転プレート上に、当該回転プレートの回転方向に沿って所定間隔で配置された第１，第２および第３金型と、
前記第１，第２および第３金型に対して型開きおよび型締めされる第４，第５および第６金型と、
前記第４，第５および第６金型の上部にそれぞれ配置され、かつ、樹脂を射出する第１，第２および第３射出筒を備えた第１，第２および第３射出装置と、
前記回転プレートの回転を制御し、かつ、前記第４，第５および第６金型のそれぞれの上下動を金型ごとに制御する制御部と、
型開きされた金型に対して封入部材を搬入出する第１ロボットと、
前記第４，第５および第６金型のうちの少なくとも何れかの金型の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記制御部は、前記第１金型と前記第４金型とが対向し、前記第２金型と前記第５金型とが対向し、かつ、前記第３金型と前記第６金型とが対向する第１回転位置に前記回転プレートを回転させる第１の位置制御と、前記第１金型と前記第５金型とが対向し、前記第２金型と前記第６金型とが対向し、かつ、前記第３金型と前記第４金型とが対向する第２回転位置に前記回転プレートを回転させる第２の位置制御と、を行うことが可能であり、
前記第４，第５および第６金型の型締めおよび型開き動作は、前記制御部によって金型ごとに制御され、
前記位置検出部によって前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型の型開きが検出されると、該金型で成形された射出成形体に前記第１ロボットによって前記封入部材が装着されることを特徴とする射出成形装置。
前記制御部は、金型内に樹脂を射出して第１および第２部材を成形する１次射出の制御と、前記１次射出によって成形された前記第１および第２部材を接合する２次射出の制御と、を行うことが可能であり、前記１次射出が行われた金型の型開き後、前記第１ロボットによって該金型内の前記第１または第２部材に前記封入部材が装着されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
請求項１に記載の射出成形装置において、
前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型で成形された射出成形体を取り出す第２および第３ロボットを備え、前記位置検出部によって前記第４，第５および第６金型のうちの何れかの金型の型開きが検出されると、該金型から前記第２または第３ロボットによって前記射出成形体が取り出されることを特徴とする射出成形装置。
前記制御部は、金型内に樹脂を射出して第１および第２部材を成形する１次射出の制御と、前記１次射出によって成形された前記第１および第２部材を接合する２次射出の制御と、を行うことが可能であり、前記２次射出が行われた金型の型開き後、該金型内で成形された射出成形体が、前記第２または第３ロボットによって取り出されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形装置。