JP4047913B1 - 導光板の取出装置および導光板の取出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板とスプルとを別個に取出すことができる導光板の取出装置および導光板の取出方法を提供するとともに、更には、取出しに要する時間を短縮化することができる導光板の取出装置および導光板の取出方法を提供する。
【解決手段】 射出成形された導光板Ｐを金型から取出す導光板の取出装置２３は、成形された導光板Ｐを吸着する吸着保持部３３と、スプルＰ１を把持するチャック３０とが設けられており、導光板ＰとスプルＰ１とが分離された状態で取出す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出圧縮成形を含む射出成形により成形された導光板を金型から取出す導光板の取出装置および取出方法に関するものであり、特には携帯電話等に用いられる対角寸法が７インチ以下の導光板の取出装置および取出方法に関するものである。

射出圧縮成形を含む射出成形により成形された導光板の取出方法に関するものとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１は、大型導光板の成形に関するものであり、型開後に導光板を吸着して導光板、ランナ、およびスプルを同時に取出すものである。しかしながら導光板と、ランナおよびスプルを後工程で、別の装置または人手によって分離する必要があった。また特許文献１に記載の取出方法は、上側の２本のタイバ間から導光板を取出し、別の載置位置へ移動させるものであるので、成形サイクル時間の短縮のためには問題があった。更にまた特許文献１においては、導光板とスプル等が一体になったままの状態で、導光板の部分を吸着して取出すので、スプルを固定金型から抜き取るため可動金型に形成された凹部（食い込み部）に対して食い込んだランナを含むスプルを離型するために大きい吸着力が必要であった。そして成形直後の導光板は温度が高いので、導光板を大きな吸着力により吸着して取出しを行うと、導光板の面に跡が残り不良となる場合があるという問題があった。

特開２００３−１４５５９３号公報（請求項４、図２）

本発明では上記の問題を鑑みて、導光板とスプルとを別個に取出すことができる導光板の取出装置および導光板の取出方法を提供することを目的とする。また更には導光板の取出しに要する時間を短縮化することができる導光板の取出装置および導光板の取出方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の導光板の取出装置は、射出成形された導光板を金型から取出す導光板の取出装置において、成形された導光板を吸着する吸着保持部とスプルを把持するチャックとが取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第１の取出装置と、
前記導光板を吸着する吸着保持部が取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第２の取出装置とが設けられ、前記導光板とスプルが分離された状態で可動金型が型開きされた後、前記第１の取出装置のアームが揺動され、前記第１の取出装置の吸着保持部に前記導光板が保持されるとともに前記チャックに前記スプルが保持され、前記第１の取出装置のアームが揺動されて金型外部の受渡位置に前記導光板および前記スプルが移動されて取出され、該受渡位置において前記第１の取出装置の吸着保持部によって吸着保持されていない側の導光板の面が第２の取出装置の吸着保持部によって吸着されて前記導光板が第２の取出装置に受渡され、該導光板の受渡しと同時又は受渡し後に前記第１の取出装置を型閉方向に後退させて前記チャックを開いて前記スプルを解放し、第２の取出装置のアームが揺動されて、解放位置で前記第２の取出装置から導光板を解放することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の導光板の取出装置は、請求項１において、導光板の第１の取出装置の吸着保持部は、多孔質の弾性材料のカップ部を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の導光板の取出装置は、請求項１または請求項２において、射出圧縮成形機の固定盤と受圧盤の間に配設された４本のタイバのうち一側の上下のタイバの間から前記第１の取出装置のアームにより導光板とスプルが取出されることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の導光板の取出装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、導光板の取出装置により取出される導光板は対角寸法が７インチ以下であることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の導光板の取出方法は、射出成形された導光板を金型から取出す導光板の取出方法において、成形された導光板を吸着する吸着保持部とスプルを把持するチャックとが取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第１の取出装置と、
前記導光板を吸着する吸着保持部が取付けられ、回転軸の回転により揺動されるアームを有する第２の取出装置とが設けられ、前記導光板とスプルが分離された状態で可動金型が型開きされた後、前記第１の取出装置のアームが揺動され、前記第１の取出装置の吸着保持部に前記導光板が保持されるとともに前記チャックに前記スプルが保持され、前記第１の取出装置のアームが揺動されて金型外部の受渡位置に前記導光板および前記スプルが移動されて取出され、該受渡位置において前記第１の取出装置の吸着保持部によって吸着保持されていない側の導光板の面が第２の取出装置の吸着保持部によって吸着されて前記導光板が第２の取出装置に受渡され、該導光板の受渡しと同時又は受渡し後に前記第１の取出装置を型閉方向に後退させて前記チャックを開いて前記スプルを解放し、第２の取出装置のアームが揺動されて、解放位置で前記第２の取出装置から導光板を解放することを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の導光板の取出方法は、請求項５において、前記第１の取出装置の吸着保持部により導光板の反射面が保持され、前記第２の取出装置の吸着保持部により導光板の出光面が保持されることを特徴とする。

本発明の請求項７に記載の導光板の取出方法は、請求項５または請求項６において、前記導光板の取出方法により取出される導光板は対角寸法が７インチ以下であることを特徴とする。

本発明の導光板の取出装置および取出方法は、成形された導光板を吸着する吸着保持部と、スプルを把持するチャックとが設けられ、導光板とスプルとが分離された状態で取出されるので、導光板のみを保持して導光板とスプルを同時に取り出すものと比較して導光板の取出しによる跡がついて不良品となることがほとんどなくなり、また取出後に別の装置または人手によって導光板とスプルを分離する必要がなくなった。

本発明の導光板の射出圧縮成形金型について、図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の取出装置を可動盤側から固定盤側を見た正面図である。図２は、本実施形態の導光板の取出装置の側面図である。図３は、本実施形態の導光板の取出装置の要部拡大斜視図である。図４は、本実施形態に使用される導光板の射出圧縮成形金型の断面図である。図５は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形方法を示すチャート図である。

本実施形態において導光板Ｐは、射出成形の中の一分野である射出圧縮成形により成形される。射出圧縮成形は、成形開始時から成形終了時までの間に可動金型と固定金型の距離が可変となるものである。従って型閉後の停止位置において溶融樹脂を射出後に可動金型をそのまま前進させ圧縮する射出プレスと呼ばれるタイプも射出圧縮成形に含まれるものとする。これら射出圧縮成形では、成形完了時に比較して、射出開始前または射出開始後にキャビティが僅かに開いた状態であるので高速射出能力を有する射出装置が必要なく、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができる。また射出開始後に可動金型を型締方向に移動させて溶融樹脂に圧縮を加えることから、キャビティのゲート部から遠い位置において溶融樹脂の流れを早くしたり、微細な転写を良好に行うことができるという利点がある。更にはゲートを切断した後については、通常の射出成形金型では、射出装置から保圧を及ぼすことはできないが、射出圧縮成形の場合は、キャビティ内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化による収縮に対応することができる。このような射出圧縮成形は、特に出光面等の面積と比較して板厚が薄い導光板の成形を行う際に特に有利である。

図１、図２に示されるように、射出圧縮成形機１１は、スクリュが内蔵された加熱筒１２ａとノズル１２ｂが備えられた射出装置１３と型締装置１４が、ベッド１５上に配設されている。型締装置１４は、ベッド１５に固定され固定金型１６が取付けられる固定盤１７と、ベッド１５に配設された受圧盤１８の間に４本のタイバ１９が配設され、前記タイバ１９には可動金型２０が取付けられる可動盤２１が移動可能に挿通されている。また受圧盤１８には型開閉と型締を行う型開閉・型締機構である型締シリンダ２２が配設され、前記型締シリンダ２２のラム２２ａが可動盤２１の背面に固定されている。本実施形態では型開閉・型締機構は、サーボバルブにより制御される型締シリンダ２２の例を示すが、サーボモータとボールネジ機構を含むトグル機構でも良い。

次に射出圧縮成形機１１の射出圧縮成形金型５１から成形された導光板Ｐを取り出す取出装置について説明する。図１、図２に示されるように取出装置は、固定盤１７の反操作側（操作盤とは反対側）の上面に固定された第１の取出装置２３と、反操作側のベッド１５に固定されたブラケット２５の上に設置された第２の取出装置２４からなる。第１の取出装置２３は、型開閉方向に回転軸２６が設けられ、前記回転軸２６には直交する方向にアーム２７が固定されている。回転軸２６は図示しない第１のサーボモータとボールネジ機構により軸方向（型開閉方向）に進退移動可能に設けられるとともに、図示しない第２のサーボモータによって軸が回転駆動され、高速作動および急停止を高精度で行うことが可能となっている。よって第１の取出装置２３は、スイングアーム式取出装置と呼ばれている。可動金型２０から導光板Ｐ等を直接取り出す第１の取出装置２３のアーム２７は、所定厚さを有し、回転軸２６に近い側から回転軸２６に直角方向に設けられた第１部材２７ａと、前記第１部材２７ａに対して傾斜方向に連設される第２部材２７ｂと、前記第２部材２７ｂに対して連設され第１部材２７ａとは略直角方向に設けられる第３部材２７ｃが一体となった略Ｌ字状の腕部材からなる。そして前記第３部材２７ｃの部分が可動金型２０のキャビティ形成面近傍に向けて内側に屈曲している。なおアーム２７の形状は、タイバ１９や安全扉等に干渉しない限りにおいて、二辺からなる直角形状、円弧状等の他の形状でもよい。

図３に示されるように、第１の取出装置２３のアーム２７における第３部材２７ｃは、固定金型側の面と可動金型側の面を有する板状をしており、その先端側には基部側にむけてＶ溝２８が形成され、Ｖ溝２８の両側は分岐枝部２９ａ，２９ｂが形成されている。そして前記Ｖ溝２８の内側空間部には、チャック３０が配設されている。チャック３０は、前記分岐枝部２９ａ，２９ｂの接合部分よりも基部側の固定金型側の面に配設された電磁石式の作動装置３０ａにより２本のチャック部材が開閉作動し、スプルＰ１を把持または解放する。また前記分岐枝部２９ａ，２９ｂの接合部分近傍における可動金型側の面には、反射型の検出センサ３１が配設されている。前記検出センサ３１は、スプルＰ１が検出され把持されたかどうか検出し、スプルＰ１が正常に把持されていない場合に型開閉・型締機構の作動を停止する。

またアーム２７の第３部材２７ｃに対して直角方向には、取付板３２が配設されている。取付板３２における第３部材２７ｃよりも上部および下部の長さは、それぞれ成形される導光板Ｐの縦方向の長さに略一致する長さである。そして該取付板３２の可動金型２０側の面には、可動金型２０側に向けてそれぞれ取付板３２の上部２箇所、下部２箇所に、導光板Ｐを吸着するための吸着保持部３３が固定されている。吸着保持部３３は、多孔質の弾性材料（スポンジ）のカップ部３４、該カップ部３４を取付板３２に取付ける弦巻状のバネ部３５、および配管３６等を備えている。カップ部３４は、特には耐熱性に優れたエラストマが望ましく、多孔質シリコンゴムや多孔質フッソゴムが用いられる。そしてカップ部３４は、直径８〜１６ｍｍの吸着面３４ａを有し厚み５ｍｍ程度の円盤部３４ｂと、その後方のＶ溝状のくびれ部３４ｃと、更にその後方の基部３４ｄからなっている。そして前記基部３４ｄが弦巻状のバネ部３５に固着され前記バネ部３５のもう一方は取付板３２に固定されている。吸着面３４ａは、中心に直径１ｍｍ程度の吸引孔３４ｅが形成されるとともに周囲は微細な小孔が形成された平面となっている。そして前記吸引孔３４ｅは、前記円盤部３４ｂ、くびれ部３４ｃ、および基部３４ｄを軸方向に貫通形成され、基部３４ｄ側の吸引孔３４ｅの開口部には屈曲性を有する樹脂からなる配管３６が連設されている。該配管３６は、前記バネ部３５の内部を通って、アーム２７に固定されて延設され、図示しないバキューム装置に接続されている。

また射出圧縮成形機１１の反操作盤側のベッド１５側面に固定されたブラケット２５の上に設置された第２の取出装置２４は、射出圧縮成形機１１の型開閉方向と平行に回転駆動可能に配設された第１の回転軸３７と、前記第１の回転軸３７に対して直角方向に固定された固定軸３８に対して回転駆動可能に配設された第２の回転軸３９とが設けられた２軸式の移載ロボットである。なお前記第１の回転軸３７、第２の回転軸３９は、それぞれ共に、図示しない第３のサーボモータおよび第４のサーボモータにより回転駆動され、いずれも高速作動および急停止を高精度で行うことが可能となっている。

そして第２の回転軸３９の先端にはアーム４０が固定されている。アーム４０は所定厚さを有し、前記第２の回転軸３９に近い側から順に前記第２の回転軸３９と同軸に設けられた第１部材４０ａと前記第１部材４０ａに対して所定角度（本実施形態では直立方向に対して射出圧縮成形機側に向けて約６０°の角度）傾斜して連設された第２部材４０ｂとからなる。そして第２の取出装置２４は、第１取出装置２３の受渡位置（解放位置）Ａ２における吸着保持部３３の並び方向と、第２の取出装置２４の受渡位置（待機位置）Ｂ１における第２部材４０ｂの方向とが一致して停止可能となっている。

そしてアーム４０の第２部材４０ｂの固定金型１６側の面には、吸着保持部４１が前記第１取出装置２３と同じ間隔に配設されている。第２の取出装置２４の吸着保持部４１は、ゴム製パッドを備えた一般的な吸着カップであり、吸着保持部４１のアーム４０への取付方法は、バネを介してアーム４０に取り付けられ、図示しない可撓性を有する樹脂配管が前記カップの吸引孔に接続されている。また前記樹脂配管がバネの内部を通じてアーム４０に固定され、図示しないバキューム装置に連設されている点は、第１の取出装置２３と同じである。

前記第２の取出装置２４を挟んで射出圧縮成形機１１とは反対側（更に反操作側）の床面には、前記第２の取出装置２４の第１の回転軸３７よりも低い位置にベルトコンベア４２が配設されている。ベルトコンベア４２は一般的なものであり、図示しないモータによって所定幅のゴムベルト４３が間欠駆動されるようになっている。

また図１、図２に示されるように射出圧縮成形機１１の反操作盤側のベッド１５側面の第２の取出装置２４の射出装置１３側には上方が開口された漏斗状のシュータ４４が配設されている。シュータ４４は、第１の取出装置２３がスプルＰ１を解放した際にそのスプルＰ１を収集するための受け部材として、第１の取出装置２３の受渡位置（解放位置）Ａ２の下方に配設されている。そして図１、図２ではシュータ４４の下方の管４５は途中から省略記載されているが、図示しない収集箱にスプルＰ１が落下されるようにしてもよく、管路を射出装置の上部にまで接続し、エア等の手段により前記スプルＰ１を空気搬送して射出装置の投入口から投入してリサイクル使用するようにしてもよい。なおこれら取出装置２３，２４の移動領域や可動金型２０の移動領域については、安全扉や防護策がなされているが図では省略する。

次に図４により、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型５１について説明する。射出圧縮成形金型５１は、第１の金型である可動金型２０と第２の金型である固定金型１６とからなり、型合わせされた両金型２０，１６の間には、射出圧縮成形または射出プレスに用いられるよう容積および厚さが可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成されるようになっている。可動金型２０は、金型本体部５２とコア部５３と可動枠部５４等が設けられている。金型本体部５２に対してコア部５３は固着され、その周囲の可動枠部５４はバネ５４ａによって金型本体部５２に取付けられている。従って可動金型２０では、コア部５３と可動枠部５４が型開閉方向に相対的に位置変更可能となっている。そしてコア部５３には２個のキャビティ形成ブロック５５，５５が固定され、キャビティ形成ブロック５５，５５にはそれぞれキャビティ形成面５５ａ，５５ａが形成されている。

そして金型本体部５２およびコア部５３の中央部の固定金型１６のスプルブッシュ６４に対向する位置には、図示しない駆動装置により前進され、バネによって後退するエジェクタ装置の突き出しピン５６が配設されている。そして前記突き出しピン５６の先端面にはスプルＰ１を可動金型２０側に引き抜くための食い込み部５６ａが設けられている。また前記食い込み部５６ａから各キャビティ形成面５５ａに向けてそれぞれランナＰ２を形成するランナ形成面５７が形成されている。また可動金型２０には、図示しない駆動装置により前進され、バネによって後退されるゲートカッタ５８がキャビティ形成ブロック５５に隣接して配設されている。そしてゲートカッタ５８が前進された際には、固定金型１６の固定ゲートカッタ６５と交錯されることにより、ゲートＰ３が切断可能に設けられている。また可動金型２０内には、キャビティ形成面５５ａを冷却するキャビティ用冷却媒体流路５９と、ランナ形成面５７や突き出しピン５６等を冷却する冷却媒体流路６０の２系統の流路が設けられている。

また第２の金型である固定金型１６は、金型本体部６１、キャビティ形成面６２ａが形成されたキャビティ形成ブロック６２、インサートブロック６３、スプルブッシュ６４、固定ゲートカッタ６５、当接ブロック６６等から構成されている。スプルブッシュ６４はノズル１２ｂから溶融樹脂を射出する際の通路であり、インサートブロック６３の表面はランナ形成面６７を形成している。固定ゲートカッタ６５は、キャビティ形成ブロック６２に隣接してゲートカッタ５８と嵌合されるよう配設されている。また固定金型１６内には、キャビティ形成面６２ａを冷却するキャビティ用冷却媒体流路６９と、ランナ形成面６７やスプルブッシュ６４等を冷却するスプル用冷却媒体流路７０の２系統の流路が設けられている。なお本実施形態では、射出圧縮成形金型５１に縦方向に２つのキャビティＣ１，Ｃ２が配設されているが、水平方向に２つのキャビティが形成されるものでもよく、更にはキャビティの数は、１個または４個等の複数であってもよい。そして前記キャビティの数、配置に対応して取出装置の吸着保持部の数および配置がなされる。

次に図５のチャート図により、本実施形態の射出圧縮成形機１１による導光板Ｐの射出圧縮成形方法について説明する。本実施形態では対角寸法３インチ、板厚０．４ｍｍの導光板Ｐを４．４秒の成形サイクル時間で成形している。その内訳は、型開時間０．５秒、取出時間０．４秒、型閉時間０．５秒であり、型開開始から導光板Ｐの取出しを経て型閉完了までの時間を１．４秒で行っている。なおこの型開開始から導光板Ｐの取出しを経て型閉完了までの時間は、２．２秒以内（０．７５〜２．２秒）とすることが望ましく、更には１．５秒以内（０．７５〜１．５秒）とすることがより望ましい。また型閉完了から射出を経て型開開始までの時間は、３．０秒であり、その内訳は中間時間および増圧時間０．１秒、射出時間０．０５秒、保圧時間０．４５秒、冷却時間２．４秒（実質的に冷却は射出開始から始まっている）となっている。しかしながらこの型閉完了から射出を経て型開開始までの時間は、導光板の形状（面積、板厚、転写面形状）によって２．５〜９秒と異なっており、成形サイクル時間をより短縮するためには６秒以内（２．５〜６．０秒）とすることが望ましく、更には４秒以内（２．５〜４．０秒）とすることがより望ましい。このため本実施形態では、可動金型２０のキャビティ形成面５５ａを冷却するキャビティ用冷却媒体流路５９、ランナ形成面５７近傍および突き出しピン５６を冷却する冷却媒体流路６０、固定金型１６のキャビティ形成面６２ａを冷却するキャビティ用冷却媒体流路６９、ランナ形成面６７およびスプルブッシュ６４等を冷却するスプル用冷却媒体流路７０へ、温調器により成形される樹脂であるポリカーボネートのガラス転移温度Ｔｇより３０〜７０℃低い、８０〜１２０℃程度に温度制御された冷却媒体（冷却水）を流している。なおスプル用冷却媒体流路７０の冷却媒体の温度を他よりも低くし、最も冷却に時間がかかるスプルＰ１の冷却を促進させるとともに、糸引きを防止するようにしてもよい。

また加熱筒１２ａの前部ゾーン（最もノズルに近いゾーン）は３４０℃に温度設定され、ポリカーボネートの溶融樹脂が計量されている。なおポリカーボネートを用いた場合の前記加熱筒１２ａの前部ゾーンの温度設定は、３３０〜３８０℃に温度設定されることが望ましい。そして型開閉・型締機構である型締シリンダ２２が作動され、固定盤１７に取付けられた固定金型１６に対して可動盤２１に取付けられた可動金型２０を当接させることにより型閉が行われる。次に型締力を５０〜２００ｋＮに上昇させて型締を行う。そのことにより、バネ５４ａの弾発力に打ち勝って可動金型２０の金型本体部５２と可動枠部５４とが当接され、コア部５３に対して可動枠部５４が最後退した位置となる。そして固定金型１６と可動金型２０との間には、厚さ可変のゲートＰ３を含むランナＰ２、および該ゲートＰ３に接続された厚さ可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成される。この際、キャビティＣ１，Ｃ２内のエアを吸引することがキャビティＣ１，Ｃ２内への溶融樹脂流動の点から望ましい。

次に所定の遅延時間が経過すると、図示しない射出装置１３のノズル１２ｂからスプルブッシュ６４を介して１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃの射出速度により溶融樹脂を射出する。可動盤２１および可動金型２０のコア部５３等は、射出時の圧力により、再び後退される。そのことにより可動金型２０の可動枠部５４は、コア部５３よりも相対的に前方位置となり、固定金型１６のキャビティ形成面６２ａと可動金型２０のキャビティ形成面５５ａとの間隔は、図１に示される最初に型締力が及ぼされた位置と比較して最大５０〜２００μｍほど広がる。また可動金型２０のコア部５３が後退することにより、ゲートＰ３の断面積が大きくなったキャビティＣ１，Ｃ２に溶融樹脂を射出することができ、溶融樹脂の流動損失を少なくすることができる。その結果、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができることから、特に導光板Ｐのゲート近傍に内部応力が発生することがないという利点がある。

そして射出装置１３のスクリュ位置が所定の保圧切換位置に到達すると、射出制御から保圧制御に切換えられる。保圧制御に切替えられた後も型締シリンダ２２によって高型締力による型締が行われ、保圧制御に切換してから一定時間後に型締力を減少される。または保圧切換と同時に、型締力を減少させるようにしてもよい。本実施形態では、型締力の低下と略同時に、図示しない駆動装置により、ゲートカッタ５８を０．４５〜０．８ｍｍ前進させ、ゲートＰ３の切断を行う。この際、可動金型２０のゲートカッタ５８と固定金型１６の固定ゲートカッタ６５が交錯されてゲートＰ３の切断が行われる。なおゲートカットの際、ゲートＰ３の溶融樹脂は完全に固化した状態でないことは言うまでもない。

そしてゲートカッタ５８によりゲートＰ３の切断が行われた後は、ゲートカッタ５８は前進位置に保持される。そのことにより射出装置１３側からキャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂へは完全に保圧が及ばなくなるが、型締シリンダ２２の駆動によって可動金型２０が前進されることによりキャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂の圧縮を行うことができるので、冷却による収縮があっても、ヒケが発生せず、良好な転写成形ができる。またその間に射出装置１３の加熱筒１２ａでは次の成形に使用する溶融樹脂の計量が行われる。そして冷却時間の終了前から可動金型２０の可動枠部５４とキャビティ形成ブロック５５の間のエア通路、固定金型１６のキャビティ形成ブロック６２と当接ブロック６６との間のエア通路等からキャビティＣ１，Ｃ２へ離型用エアの供給（エアブロー）を開始する。次に型締シリンダ２２を作動させ圧抜、型開を順に行う。そして保圧完了から型開開始（圧抜を含む）までの冷却時間は、本実施形態では２．４秒である。

次に型締シリンダ２２を作動させ、可動盤２１および可動金型２０を移動させ型開を行う。型開が開始された際、可動金型２０の突き出しピン５６先端の食い込み部５６ａにランナＰ２を含むスプルＰ１が食い込んでいるので、スプルＰ１は、固定金型１６のスプルブッシュ６４から抜き取られる。また導光板Ｐについても、凹状となった金型形状から可動金型２０のキャビティ形成面５５ａに保持されたまま、型開がなされる。従ってゲートカットされたランナＰ２を含むスプルＰ１と導光板Ｐは両方とも可動金型２０に分離された状態で保持され、型開方向に移動される。そして型開と同時に固定金型１６では離型用エアの吹出が停止される。本実施形態では可動金型２０の型開開始から型開完了までは０．５秒で行われるが、この型開時間は０．３〜０．６秒の間で変更可能である。なお型開ストローク（型開完了時の固定金型１６と可動金型２０の間隔に略等しい）は、６０〜１００ｍｍである。

そして型開完了により発信された型開完了信号を受けて、第１の取出装置２３の回転軸２６が図１において反時計方向に回転され、アーム２７と吸着保持部３３等が待機位置Ａ３から型開された可動金型２０近傍の導光板Ｐと対向する位置に移動され停止される。次に前記回転軸２６が型開方向に１５〜３０ｍｍ移動して、アーム２７と吸着保持部３３等が保持位置Ａ１へ移動される。そのことにより吸着保持部３３のカップ部３４の吸着面３４ａが、導光板Ｐの固定金型１６のキャビティ形成面６２ａによって転写成形された反射面にそれぞれ当接される。なお第１の取出装置２３の吸着保持部３３へのエア吸引は前記取出装置２３の作動開始と同時に作動されているから、前記吸着面３４ａの当接と同時に吸着が行なわれる。その際の吸引力は、−５０〜−１２０ｋｐａ程度であり成形直後の導光板Ｐに跡が付かないよう比較的弱い吸引力となっている。また吸着保持部３３のカップ部３４が多孔質の弾性材料（スポンジ）となっているので、吸着面３４ａ全体が導光板Ｐに吸い付くので、より一層導光板Ｐに跡が付かない。更には本実施形態では成形サイクル時間が４．４秒と短いので、カップ部３４は成形された導光板Ｐの熱が伝わり一定以上の温度になっている。よってその点も導光板Ｐに跡が付かない要素となる。

また第１の取出装置２３が保持位置Ａ１に移動すると同時に、Ｖ溝２８内側のチャック３０のチャック部材間に、スプルブッシュ６４から抜き取られたスプルＰ１が正常に位置しているかが検出センサ３１によって検出される。そして検出センサ３１によりスプルＰ１が検出されると、電磁石式の作動装置によりチャック３０が閉鎖され、ランナＰ２を含むスプルＰ１がチャック３０に保持される。吸着保持部３３による導光板Ｐの吸着と、チャック３０によるランナＰ２を含むスプルＰ１の把持が行われると、第１の取出装置２３の回転軸２６およびアーム２７は再度型閉方向に僅かに移動し、キャビティ形成面５５ａから導光板Ｐを離型するとともに、突き出しピン５６先端の食い込み部５６ａからランナＰ２を含むスプルＰ１を外す。可動金型２０における離型用エアの供給は、前記第１の取出装置２３による導光板ＰおよびランナＰ２を含むスプルＰ１の離型の間も行われ、導光板Ｐ等の離型を補助する。なお可動金型の可動枠部の一部を外側に開いたり、キャビティ形成面を前進させたりすることにより更に導光板Ｐを取出し易くしてもよい。

次に第１の取出装置２３の回転軸２６が、図１において時計周りに回転され、二点鎖線で示される位置（第１の取出装置２３と第２の取出装置２４が図１において重なる位置）へアーム２７が揺動されると回転軸２６は回転が停止される。そして次に第１の取出装置２３の回転軸２６が再度型開方向に移動され、アーム２７と吸着保持部３３等が受渡位置（解放位置）Ａ２へ移動される。本実施形態において第１の取出装置２３の作動開始から導光板ＰとスプルＰ１が分離された状態で取出し、受渡位置（解放位置）Ａ２まで移動するのに要する時間は、０．４秒であり、その間にも導光板Ｐの冷却が進行する。

第２の取出装置２４は、受渡位置（解放位置）Ａ２において第１の取出装置２３から導光板Ｐを受取れるよう、図１における実線の位置にアーム４０を停止して待機している。そして第２の取出装置２４の吸着保持部４１は導光板Ｐが当接される前からエア吸引がなされている。なお第１の取出装置２３の吸着保持部３３よりも第２の取出装置２４の吸着保持部４１の方が低い真空度で強力にエア吸引されている。そして第１の取出装置２３が型開方向に移動し、導光板Ｐにおいて可動金型２０のキャビティ形成面５５ａにより形成された面（本実施形態では出光面）が、第２の取出装置２４の吸着保持部４１に当接され吸着されると、第１の取出装置２３の吸着保持部３３はエア吸引が停止され、その後すぐに第１の取出装置２３は後退して、導光板Ｐは第２の取出装置２４に受け渡される。

また第１の取出装置２３のチャック３０に把持されたランナＰ２を含むスプルＰ１は、受渡位置（解放位置）Ａ２においてチャック３０が開いて、下方のシュータ４４内へ落下される。なおチャック３０が開いてスプルＰ１を落下させるのは、導光板Ｐの受渡しと同時でもよいが、スプルＰ１が落下される際に導光板Ｐに接触する可能性がある場合は、第１の取出装置２３から第２の取出装置２４へ導光板Ｐを受渡させ前記取出装置２３を型閉方向へ後退させてからでもよい。そして第２の取出装置２４への導光板Ｐの受渡しとスプルＰ１を落下させた後、第１の取出装置２３のアーム２７は、図１において一点鎖線で示される待機位置Ａ３へ移動される。待機位置Ａ３は可動金型２０の移動領域に干渉しない金型からの熱の影響等も受けない範囲で、可動金型２０等に近い位置の方が成形サイクル時間の短縮に寄与できる。

また第１の取出装置２３が導光板Ｐを受渡した後、後退するのと同時に、第２の取出装置２４は、第１の回転軸３７が図１において反時計周りの方向に回転駆動され、第１の回転軸３７に対して直角方向に固定された固定軸３８が揺動される。また同時に前記固定軸３８に回転可能に取付けられた第２の回転軸３９も９０°回転駆動され、前記第２の回転軸３９の回転とともにアーム４０の第１部材４０ａと傾斜して連設された第２部材４０ｂも９０°回転して吸着保持部４１と保持された導光板Ｐが下側を向けられる。そしてアーム４０が図１において二点鎖線で記載された解放位置Ｂ２まで揺動されると、第１の回転軸３７の回転を停止してアーム４０の揺動を停止する。次に吸着保持部４１に対するエア吸引を中止し、反射面を下方にして導光板Ｐを解放し、ベルトコンベア４２のゴムベルト４３上に落下させる。本実施形態では、ゴムベルト４３の移動方向に対して直交する方向に２枚の導光板Ｐが落下されるが、ゴムベルト４３上に僅かな距離だけ落下させるので、導光板Ｐに傷がつくことはない。

そして導光板Ｐを解放した第２の取出装置２４は、前記とは逆に第１の回転軸３７および第２の回転軸３９を回転駆動させ、再び受渡位置（待機位置）Ｂ１へ戻される。またベルトコンベア４２は次の導光板Ｐが載置可能なように、間欠駆動されゴムベルト４３が一定寸法だけ前方へ送られる。なお導光板Ｐはゴムベルト４３上で更に冷却が進行し、その後に人手またはロボットにより梱包される。

なおこれらの第１の取出装置２３と第２の取出装置２４は、射出圧縮成形機１１内に配設された図示しない取出装置用のコントローラに接続されており制御される。そして前記取出装置用のコントローラは、図示しない射出圧縮成形機１１のコントローラに接続されている。従って射出圧縮成形機１１から型開開始信号を受けて第１の取出装置２３のエア吸引を作動させ、型開完了信号を受けて第１の取出装置２３がアーム２７の回転を開始させる。また第１の取出装置２３のアーム２７の作動に応じて第２の取出装置２４のエア吸引の開始やアーム４０の作動が行われる。また第１の取出装置２３が可動金型２０外部の受渡位置（解放位置）Ａ２へ移動したことを受けて型閉開始信号が発信され型閉作動がなされる。本実施形態では可動金型２０の型閉開始から型閉完了までの時間は０．５秒で行われるが、この型閉時間は０．３〜０．６秒の間で変更可能である。例えば射出圧縮成形機１１や射出圧縮成形金型５１の耐久寿命の点や計量の安定の点から型開速度、型閉速度の最高速を追求しない方がよい場合もある。

なお本実施形態において取出装置２３，２４をスイングアーム式とし、２台の取出装置２３，２４間で導光板Ｐを受渡位置で受渡しするようにした理由は、まず第１にサイクル短縮のためである。本実施形態では取出装置が導光板等の取出しに要する時間（型開完了され、第１の取出装置２３のアーム２７が待機位置Ａ３から作動開始され、保持位置Ａ１においての導光板Ｐの取出しを経て可動金型２０の移動領域から出て受渡位置（解放位置）Ａ２に到達され、型閉開始信号が出されるまでの時間）は、０．４秒である。ただし前記時間は、０．１５〜１．０秒の範囲が想定され、成形サイクル時間の短縮が強く要望される場合は、０．１５〜０．４秒で行うことが可能である。また成形後の温度の高い導光板Ｐに、吸着保持部３３の跡がより一層付きにくくするためには、吸着保持部３３を当接させる速度を遅くすることや、可動金型２０からより一層離型用エア吹出し（エアブロー）が行われるのを待つことが考えられるが、その場合、所要時間は１．０秒程度まで延ばすことが望ましい。

更には可動金型２０の型開閉作動と、取出装置２３の作動を一部重複させることにより更に０．３〜０．５秒程度の成形サイクル時間の短縮が可能である。例えば型開完了直前位置まで移動された可動金型２０を検出し、取出装置２３のアーム２７を作動させることにより、型開作動とアーム２７の侵入作動を重複させ、成形サイクル時間を短縮させることもできる。またアーム２７と吸着保持部３３が可動金型２０の可動領域から外部に移動したことをリミットスイッチ等により検出し、受渡位置Ａ２に到達する前に型閉開始信号を発信させることにより、型閉作動とアーム２７の退出作動を重複させ、成形サイクル時間を短縮させることもできる。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。スイングアーム式の第１の取出装置については、少なくともアームが揺動されるものであればよく、アーム全体が型開閉方向に移動せずに、アーム先端の吸着保持部のみが型開閉方向に移動されるようにしてもよい。また第１の取出装置を型開閉方向に移動可能とはせずに、第２の取出装置を型開閉方向に移動可能として受渡しをしてもよく、その場合は第１の取出装置へ金型から導光板を吸着させるために、別途金型に機構を設けるか可動盤を僅かに前進させるようにしてもよい。また第１の取出装置や第２の取出装置の載置位置も、ベッド、固定盤上、床上の載置台上など、それぞれ変更可能である。更にまた本発明は第１の取出装置により金型外部の解放位置へ導光板とスプルとが分離された状態で取出されるものであり、第２の取出装置は必須のものではない。例えばスイングアーム式の第１の取出装置のアームに更に回転駆動軸を増加させ、解放位置で導光板を水平状態として、直接コンベア上に解放・載置されるようにしてもよい。また第１の取出装置の吸着保持部については通常のゴム製パッドや複数段のベローズタイプでもよく材質もウレタンゴムやニトリルゴムなどでもよく限定されない。また取出装置としては、可動金型近傍の保持位置と金型外部の解放位置の間を水平方向に移動する水平移動式の取出装置を用いてもよい。その場合は、取出しに要する時間は、０．８〜２．２秒必要である。水平移動式の取出装置についても、導光板を吸着する吸着保持部と、スプルを把持するチャックが設けられ、導光板とスプルとが分離された状態で保持される。そして吸着保持部は、シリコンゴム等の多孔質の弾性材料が望ましい。

また本実施形態では対角寸法３インチの携帯電話用の導光板の射出圧縮成形金型について説明したが、導光板のサイズは１．５インチ以上７インチ以下のものが望ましい。また導光板の形状は、板厚が均厚な導光板でも、板厚が入光面側から他側に向けて薄くなる楔型導光板であってもよく、バックライト等の光線を透過させるものであれば光拡散板、レンズ等も導光板の範疇に入るものとする。また導光板の成形に使用される樹脂については、ポリカーボネートの例について記載したが、光学性能に優れる樹脂なら他の樹脂でもよく、例としては、メタクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂などが挙げられる。そして樹脂により溶融樹脂の温度およびガラス転移温度が相違するから、ゲートカットのタイミング、冷却媒体の温度、および成形サイクル時間等も相違することは言うまでもない。

また本実施形態は、本実施形態の導光板Ｐは、板厚が０．４ｍｍであるので射出圧縮成形方法が用いられるが、板厚が０．２〜０．４ｍｍ程度の場合は射出プレス方法を行うことも考えられる。射出プレスは、型閉位置において既にキャビティの間隔が広い状態で型締力が低い状態または０に近い状態から増圧を行うものであり、板厚が極めて薄いものでも比較的低速・低圧で射出することができる。また本実施形態では水平方向に型開閉が行われる射出圧縮成形機に取付けられる射出圧縮成形金型について説明したが、垂直方向に型開閉が行われるものでもよい。

上記実施形態ではコア部５３に対して可動枠部５４が相対的に位置変更可能な平当金型と呼ばれるタイプについて説明したが、一方の金型の凸部が他方の金型の凹部内に嵌合され、その間に容積可変のキャビティが形成されるインロー金型と呼ばれるタイプについても本発明を適用することができる。また本実施形態では金型内においてゲートカッタにより完全にゲートが切断されるものについて記載したが、取出装置のチャックにスプルを導光板に対して移動させる作用や切断する作用等を持たせることにより、取出装置により導光板とスプルが分離されて取出されるものでもよい。

本実施形態の導光板の取出装置を可動盤側から固定盤側を見た正面図である。 本実施形態の導光板の取出装置の側面図である。 本実施形態の導光板の取出装置の要部拡大斜視図である。 本実施形態に使用される導光板の射出圧縮成形金型の断面図である。 本実施形態の導光板の射出圧縮成形方法を示すチャート図である。

符号の説明

１１ 射出圧縮成形機
１６ 固定金型
１７ 固定盤
２０ 可動金型
２１ 可動盤
２３ 第１の取出装置
２４ 第２の取出装置
３０ チャック
３３ 吸着保持部
４２ ベルトコンベア
Ａ１ 保持位置
Ａ２ 受渡位置（解放位置）
Ａ３ 待機位置
Ｂ１ 受渡位置（待機位置）
Ｂ２ 解放位置
Ｐ 導光板
Ｐ１ スプル
Ｐ２ ランナ
Ｐ３ ゲート

Claims (7)

1. 射出成形された導光板を金型から取出す導光板の取出装置において、
   成形された導光板を吸着する吸着保持部とスプルを把持するチャックとが取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第１の取出装置と、
   前記導光板を吸着する吸着保持部が取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第２の取出装置とが設けられ、
   前記導光板とスプルが分離された状態で可動金型が型開きされた後、前記第１の取出装置のアームが揺動され、
   前記第１の取出装置の吸着保持部に前記導光板が保持されるとともに前記チャックに前記スプルが保持され、
   前記第１の取出装置のアームが揺動されて金型外部の受渡位置に前記導光板および前記スプルが移動されて取出され、
   該受渡位置において前記第１の取出装置の吸着保持部によって吸着保持されていない側の導光板の面が第２の取出装置の吸着保持部によって吸着されて前記導光板が第２の取出装置に受渡され、
   該導光板の受渡しと同時又は受渡し後に前記第１の取出装置を型閉方向に後退させて前記チャックを開いて前記スプルを解放し、
   第２の取出装置のアームが揺動されて、解放位置で前記第２の取出装置から導光板を解放することを特徴とする導光板の取出装置。
2. 前記導光板の第１の取出装置の吸着保持部は、多孔質の弾性材料のカップ部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の導光板の取出装置。
3. 射出圧縮成形機の固定盤と受圧盤の間に配設された４本のタイバのうち一側の上下のタイバの間から前記第１の取出装置のアームにより導光板とスプルが取出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板の取出装置。
4. 前記導光板の取出装置により取出される導光板は対角寸法が７インチ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導光板の取出装置。
5. 射出成形された導光板を金型から取出す導光板の取出方法において、
   成形された導光板を吸着する吸着保持部とスプルを把持するチャックとが取付けられ回転軸の回転により揺動されるアームを有する第１の取出装置と、
   前記導光板を吸着する吸着保持部が取付けられ、回転軸の回転により揺動されるアームを有する第２の取出装置とが設けられ、
   前記導光板とスプルが分離された状態で可動金型が型開きされた後、前記第１の取出装置のアームが揺動され、
   前記第１の取出装置の吸着保持部に前記導光板が保持されるとともに前記チャックに前記スプルが保持され、
   前記第１の取出装置のアームが揺動されて金型外部の受渡位置に前記導光板および前記スプルが移動されて取出され、
   該受渡位置において前記第１の取出装置の吸着保持部によって吸着保持されていない側の導光板の面が第２の取出装置の吸着保持部によって吸着されて前記導光板が第２の取出装置に受渡され、
   該導光板の受渡しと同時又は受渡し後に前記第１の取出装置を型閉方向に後退させて前記チャックを開いて前記スプルを解放し、
   第２の取出装置のアームが揺動されて、解放位置で前記第２の取出装置から導光板を解放することを特徴とする導光板の取出方法。
6. 前記第１の取出装置の吸着保持部により導光板の反射面が保持され、前記第２の取出装置の吸着保持部により導光板の出光面が保持されることを特徴とする請求項５に記載の導光板の取出方法。
7. 前記導光板の取出方法により取出される導光板は対角寸法が７インチ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の導光板の取出方法。

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