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技術 射出成形装置

出願人 株式会社ミツバ
発明者 及川仁藤生勝大塚有香里小澤雅人
出願日 2019年11月29日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-216278
公開日 2021年6月3日 (4ヶ月経過) 公開番号 2021-084380
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 各可動プレート 接合用樹脂 封入部材 支持支柱 位置監視 各射出装置 エンコーダ付き 回転プレート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年6月3日)のものです。
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図面 (13)

課題

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を図る。

解決手段

射出成形装置30は、ターンテーブル5と、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下型である第1,第2および第3金型と、上型である第4,第5および第6金型と、を有する。また、ターンテーブル5に対して第1,第2の位置制御を実行し、かつ上記上型の上下動各金型ごとに制御する制御部35と、型開きされた金型に対して封入部材搬入出する第1ロボット31と、上記上型の位置を検出するエンコーダ40と、を有する。そして、上記上型の型締めおよび型開き動作は、制御部35によって金型ごとに制御され、エンコーダ40によって上記上型の型開きが検出されると、上記上型で成形された射出成形体に第1ロボット31により封入部材が装着される。

概要

背景

自動車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。

概要

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をる。射出成形装置30は、ターンテーブル5と、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下型である第1,第2および第3金型と、上型である第4,第5および第6金型と、を有する。また、ターンテーブル5に対して第1,第2の位置制御を実行し、かつ上記上型の上下動各金型ごとに制御する制御部35と、型開きされた金型に対して封入部材搬入出する第1ロボット31と、上記上型の位置を検出するエンコーダ40と、を有する。そして、上記上型の型締めおよび型開き動作は、制御部35によって金型ごとに制御され、エンコーダ40によって上記上型の型開きが検出されると、上記上型で成形された射出成形体に第1ロボット31により封入部材が装着される。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

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

請求項2

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3

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。

請求項4

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。

技術分野

0001

本発明は、射出成形体成形する射出成形装置に関する。

背景技術

0002

自動車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。

0003

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。

先行技術

0004

特開2016−117221号公報

発明が解決しようとする課題

0005

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。

0006

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。

0007

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。

0008

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。

課題を解決するための手段

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

発明の効果

0013

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。

図面の簡単な説明

0014

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。

実施例

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

0022

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、アクリル樹脂筒形状に形成した細長い部材である。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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固定プレート16を備えている。

0033

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。

0034

ここで、上記駆動部は、モータ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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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)。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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。

0064

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)。

0065

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)。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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。

0071

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。

0072

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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

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)

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