CN105235153A - 光学零件的制造方法、制造装置和光学零件 - Google Patents

光学零件的制造方法、制造装置和光学零件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学零件的制造方法、制造装置和光学零件，即使在用顶出销顶推光学面的情况下，也易于得到期望的光学面。向腔室(103)注入熔融树脂(R)并使其固化来形成光学零件(30)。使可动模具(102)从固定模具离开，用顶出销(124)顶推被安装在可动模具上的光学零件的作为光学面的第1入射面(71)的一部分，将光学零件从可动模具取出。顶出销的末端面具有第一面(131)和第二面(132)，该第二面小于第一面的面积，从第一面弯曲地连续，位于末端面的外周缘部的至少一部分且在第一方向(X)位于末端，第二面与第一方向所成的角度(θ2)大于第一面的邻接于第二面(132)的部位与第一方向所成的角度(θ1)。

Description

光学零件的制造方法、制造装置和光学零件
技术领域
本发明涉及光学零件的制造方法、制造装置和光学零件。
背景技术
例如，作为车用灯具，已知使用导光板等复杂的形状的光学零件的车用灯具(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-141909号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
可是，在将这样的复杂的形状的光学零件树脂成形时，有的情况下会用顶出销顶推光学面来将光学零件从模具取出。根据光学面的形状，有时顶出销的末端会弯曲或缺损，不能得到期望形状的光学面。
因此，本发明的目的在于提供一种光学零件的制造方法、制造装置和光学零件，即使在用顶出销顶推光学面的情况下，也易于得到期望的形状的光学面。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的光学零件的制造方法是具有光学面的光学零件的制造方法，其中，所述制造方法具有以下工序：
使固定模具、与具有能在第一方向进退的顶出销并能在所述第一方向进退的可动模具互相抵接来形成腔室；
将熔融树脂向所述腔室注入；
在所述腔室中使所述熔融树脂固化来形成所述光学零件；
使所述可动模具在所述第一方向从所述固定模具离开，用所述顶出销顶推被安装在所述可动模具上的所述光学零件的所述光学面的一部分，从所述可动模具取出所述光学零件，
所述顶出销的末端面具有第一面和第二面，
所述第二面的面积小于所述第一面的面积，从所述第一面弯曲地连续，位于所述末端面的外周缘部的至少一部分且在所述第一方向位于末端，
所述第二面与所述第一方向所成的角度、大于所述第一面的邻接于所述第二面的部位与所述第一方向所成的角度。
根据上述构成的光学零件的制造方法，由于第二面与第一方向所成的角度大于第一面的邻接于第二面的部位与第一方向所成的角度，因此顶出销的第二面所构成的末端面的末端的形状易于为钝的形状，提高强度。因此，顶出销的第二面所构成的末端面的外周缘的末端折曲或缺损的可能性降低，易于得到期望形状的光学面。
在本发明的光学零件的制造方法中，也可以是所述第二面与所述第一方向所成的角度是60度以上。根据上述构成的光学零件的制造方法，顶出销的第二面所构成的末端面的外周缘的末端为高强度的钝的形状，能够可靠地防止由于顶推而导致的损伤。
在本发明的光学零件的制造方法中，也可以是所述第一面是凹曲面，所述第二面设在所述第一面的周缘的至少一部分。根据上述构成的光学零件的制造方法，能够可靠地用顶出销将易于安装在可动模具上的光学零件顶推，能够可靠地从模具取出光学零件。
本发明的光学零件的制造装置具有固定模具和可动模具，
所述可动模具与所述固定模具一起形成腔室，能在第一方向进退，
所述可动模具具有能所述第一方向进退的顶出销，
所述顶出销的末端面具有第一面和第二面，
所述第二面的面积小于所述第一面的面积，从所述第一面弯曲地连续，位于所述末端面的外周缘部的至少一部分且在所述第一方向位于末端，
所述第二面与所述第一方向所成的角度、大于所述第一面的邻接于所述第二面的部位与所述第一方向所成的角度。
根据上述构成的光学零件的制造装置，由于第二面与第一方向所成的角度大于第一面的邻接于第二面的部位与第一方向所成的角度，因此顶出销的第二面所构成的末端面的末端的形状易于为钝的形状，提高强度。因此，顶出销的第二面所构成的末端面的外周缘的末端折曲或缺损的可能性降低，易于得到期望的形状的光学面。
本发明的光学零件由上述光学零件的制造方法制造，
具有光学面和台阶部，顶出销的末端面在所述光学面的周缘部的至少一部分抵接于该台阶部。
根据上述构成的光学零件，防止制造时的顶出销的损伤，并且易于稳定地得到期望的形状的光学面。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种光学零件的制造方法、制造装置和光学零件，即使在用顶出销顶推光学面的情况下也能得到期望形状的光学面。
附图说明
图1是包括本发明的实施方式所涉及的光学零件的车用灯具的水平剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是在互相抵接地形成的腔室中填充有熔融树脂的固定模具和可动模具的水平方向的剖视图。
图4是顶出销的立体图。
图5是示出顶出销的末端部的形状的图，(a)是图3的B-B线剖视图，(b)是(a)的一部分的放大图。
图6是示出参考例所涉及的顶出销的末端部的形状的图，(a)是图3的B-B线剖视图，(b)是(a)的一部分的放大图。
附图标记的说明
30：光学零件
71：第1入射面(光学面)
76：第2入射面(光学面)
101：固定模具
102：可动模具
103：腔室
124：顶出销
131：第一面
132：第二面
D：台阶部
R：熔融树脂
W：宽度
X：第一方向
θ1、θ2：角度
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明所涉及的光学零件的制造方法、制造装置和光学零件的实施方式的例子。
(光学零件)
首先，说明本实施方式所涉及的光学零件30。
图1是包括本实施方式所涉及的光学零件30的车用灯具10的水平剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
如图1和图2所示，本实施方式所涉及的光学零件30被作为导光体用于车用灯具10。车用灯具10包括：树脂制的灯体11，其具有灯具前方侧(图2的左侧)开口的形状；及透明树脂性外盖12，其安装在灯体11的开口部。外盖12以将灯体11的开口部从前方闭塞的方式配置，在与灯体11之间形成灯室S。
图示的车用灯具10例如被作为车辆的白天点亮用灯(DRL：DaytimeRunningLamps)搭载在车辆的前部的右部。车用灯具10在灯室S内包括灯具单元20。灯具单元20包括：多个半导体发光元件21；及本实施方式所涉及的光学零件30。
光学零件30是通过将具有透光性的树脂注射成形而形成的。该光学零件30具有：入射部31，从半导体发光元件21射出的光入射到该入射部31；导光部32，其对入射至该入射部31的光进行引导；及射出部33，其使由导光部32引导的光射出。光学零件30被支承于设在灯室S内的框架53。
光学零件30被形成为沿左右方向延伸的板状。在该光学零件30中，入射部31、导光部32和射出部33沿着左右方向分别各设置有多个(本例中各设置有5个)。在与各入射部31对置的位置分别配置有半导体发光元件21。
光学零件30的各入射部31包括第1入射面71、及具有第2入射面76的导光突起部75。第1入射面71由向半导体发光元件21突出的凸曲面构成，例如在水平截面视图中为抛物线。第1入射面71使从半导体发光元件21入射的光以成为与射出轴Ax近似平行的平行光的方式折射。
在左右方向的第1入射面71的两侧分别形成有导光突起部75。该导光突起部75从光学零件30向半导体发光元件21突出。在从第1入射面71的两侧向半导体发光元件21突出的导光突起部75的两个内侧面设有第2入射面76，在两个外侧面设有反射面77。
射出部33使通过了导光部32的来自半导体发光元件21的光射出。这些射出部33以在左右方向连续的方式一体地设置。由此，光学零件30的前表面为沿着外盖12的形状在左右方向延伸的带状的连续射出面81。在射出部33，排列有多个由沿着上下方向的微小的弯曲凸状的圆柱面形成的阶梯82。此外，该阶梯82也可以不设置在射出部33。
在所述光学零件30中，从半导体发光元件21射出的光入射至第1入射面71和第2入射面76。
入射至第1入射面71的光L1被第1入射面71相对于半导体发光元件21的射出轴Ax接近平行地折射。被第1入射面71折射的光L1在导光部32的内部作为与射出轴Ax近似平行的平行光被引导后，一边在阶梯82中沿左右方向漫射一边从射出部33向灯具前方射出。
入射至第2入射面76的光L2被反射面77相对于射出轴Ax接近平行地内表面反射。被反射面77反射的光L2在导光部32的内部作为与射出轴Ax近似平行的平行光被引导后，一边在阶梯82漫射一边从射出部33向灯具前方射出。
(光学零件的制造装置)
接下来，说明光学零件30的制造装置100。
图3是互相抵接并在腔室103中填充有熔融树脂R的固定模具101和可动模具102的剖视图。此外，在图3中，以图1的光学零件30的截面、与用图3的制造装置100制造的光学零件30的截面一致的方式进行描绘。
如图3所示，本实施方式所涉及的光学零件30的制造装置100具有固定模具101、及可动模具102。可动模具102与固定模具101都形成被注射树脂R的腔室103。可动模具102相对于固定模具101能在第一方向X进退，通过在该第一方向X移动，从而相对于固定模具101接近离开。另外，可动模具102具有能相对于可动模具102在第一方向X进退的顶出销124。此外，图3中，+X示出在第一方向X前进的方向，-X示出在第一方向X后退的方向。
固定模具101具有成形光学零件30的射出部33的射出部成形凹部111。该射出部成形凹部111的底面为将光学零件30的射出部33进行成形的射出部成形面112。
可动模具102具有将光学零件30的各入射部31进行成形的多个入射部成形凹部121。
在各个入射部成形凹部121的左右方向的中央部设有沿着第一方向X延伸的滑动孔122。顶出销124在该滑动孔122的内部能沿着第一方向X进退地设置。顶出销124的末端面能露出到腔室103中。
入射部成形凹部121包括：第一面131；第2入射面成形面133，其在左右方向设在第一面131的两个外侧；反射面成形面123，其在左右方向设在第2入射面成形面133的两个外侧。第一面131和第2入射面成形面133设在顶出销124的露出到腔室103中的末端面。反射面成形面123设在可动模具102的滑动孔122的开口的周围。
第一面131是凹面，利用第一面131成形光学零件30的凸面即第1入射面71的主要部分。利用第2入射面成形面133成形光学零件30的第2入射面76。利用反射面成形面123成形光学零件30的反射面77。利用第2入射面成形面133和反射面成形面123成形光学零件30的导光突起部75。
接下来，详细说明顶出销124的末端面。
图4是顶出销124的立体图。如图4所示，顶出销124被形成为截面矩形。顶出销124的末端面由第一面131、第二面132构成。
第一面131如上所述是成形光学零件30的第1入射面71的面，是凹曲面。
第二面132的面积小于第一面131的面积，从第一面131弯曲地连续。第二面132设在第一面131的周缘的一部分。第二面132在第一方向X位于比第一面131靠末端侧的位置。第二面132设在顶出销124的末端面的外周缘部的一部分。在图示的例子中，第二面132是在第一面131的上端部边缘和下端部边缘沿左右方向细长的矩形。此外，所谓第一面131与第二面132弯曲地连续的状态还包含不同倾斜度的第一面131与第二面132平缓地连续的情况。
图5是示出顶出销124的末端部的形状的图，(a)是图3的B-B线剖视图，(b)是(a)的由单点划线包围的部位的放大图。
如图5(a)所示，在向腔室103中注入树脂R时，顶出销124被放置在第二面132的外周缘与可动模具102的滑动孔122的周围的内表面125连续的位置。
如图5(b)所示，设第一面131的与第二面132邻接的部位在腔室103侧与第一方向X所成的角度为θ1，设第二面132在腔室103侧与第一方向X所成的角度为θ2时，在θ1与θ2之间，θ1＜θ2的关系成立。即，顶出销124的入射部成形部130的第二面132与第一方向X所成的角度θ2、大于第一面131的与第二面132邻接的部位与第一方向X所成的角度θ1。此外，此处，第一面131与第一方向X所成的角度θ1、第二面132与第一方向X所成的角度θ2都将小角度彼此进行比较。
第二面132与第一方向X所成的角度θ2为60度以上。该第二面132与第一方向X所成的角度θ2优选为接近90度的角度。另外，第二面132是平坦面，第二面132的外周缘132a、与第二面132的邻接第一面131的边界132b之间的宽度W为0.1mm以上0.5mm以下。
(光学零件的制造方法)
接下来，说明使用由所述固定模具101与可动模具102构成的制造装置100将光学零件30成形的制造方法。
〈模具设置工序〉
首先，如图3所示，使可动模具102向固定模具101沿着第一方向X移动，使固定模具101与可动模具102互相抵接来形成腔室103。此时，顶出销124如图5(a)所示，被放置在第二面132的外周缘与可动模具102的滑动孔122的周围的内表面125连续的位置。
〈注射工序〉
在该状态下，从未图示的浇口向腔室103内注入使透明树脂熔融而成的熔融树脂R，透明树脂是将光学零件30成形的材料。
〈形成工序〉
进而，在腔室103中使熔融树脂R固化，形成光学零件30。
〈脱模工序〉
在树脂R固化后，使可动模具102沿着第一方向X向从固定模具101离开的方向移动，使固定模具101与可动模具102互相离开。
此时，成形的光学零件30被安装在可动模具102侧。这是因为，由于可动模具102具有复杂的形状的入射部成形凹部121，因此，注入至腔室103的熔融树脂R冷却而固化时热收缩(图3的箭头C)时，光学零件30会安装在可动模具102侧。
具体而言，在左右方向长的光学零件30沿左右方向收缩时，如图3所示，光学零件30的导光突起部75的间隔变窄，有时可动模具102的突出到腔室103中的部位被导光突起部75夹住，导致光学零件30安装在可动模具102上。
因此，使顶出销124相对于可动模具102沿着第一方向X向腔室103侧相对移动，用其末端面顶推光学零件30的作为光学面的第1入射面71的一部分，将光学零件30从可动模具102取出。
利用上述制造方法成形的光学零件30如图5(a)所示，具有作为光学面的第1入射面71，在作为光学面的第1入射面71的周缘部的至少一部分具有顶出销124的末端面所抵接的宽度为0.1mm以上0.5mm以下的台阶部D。由此，如图2放大示出的那样，得到在第1入射面71设有台阶部D的光学零件30。此外，在图2中，为了强调台阶部D，描绘的台阶部D比实际大。
根据本实施方式所涉及的光学零件30的制造方法，顶出销124的第二面132所构成的末端部为钝的形状。由此，顶出销124的末端部的强度高，在将顶出销124突出时，第二面132所构成的末端面的外周缘的末端折曲或缺损的可能性低，易于稳定地得到期望的形状的光学面。
与参考例所涉及的顶出销比较，详细说明上述的本实施方式所涉及的制造方法的效果。
图6是示出参考例所涉及的顶出销的末端部的形状图，(a)是使用了参考例所涉及的制造装置的情况下的与图3的B-B线剖视图同样的图，(b)是(a)的由点划线包围的部位的放大图。
如图6(a)和图6(b)所示，在参考例所涉及的制造装量中，可动模具102包括没有第二面132的顶出销124A。即，在该顶出销124A中，在其末端面仅形成有第一面131。
该顶出销124A被配置为：在向腔室103注入树脂R时，顶出销124的第一面131的外缘与可动模具102的滑动孔122的周围的内表面125连续。
在该参考例所涉及的制造装置中，形成光学零件30，该光学零件30包括没有台阶部D的第1入射面71。
由于第1入射面71是凸曲面，因此，成形该第1入射面71的顶出销124A的末端面中、在外周缘部位于第一方向X的末端的末端部124Aa如图所示，为尖锐的薄的形状。这样尖的末端部124Aa的强度低，在用顶出销124A顶推光学零件30时，有时会由于顶推力而弯曲。或者，在顶出销124A返回时，弯曲的末端部124Aa有时也会碰到可动模具102。并且，由于向腔室103注入树脂时的树脂压力，有时弯曲的顶出销124A的末端部124Aa会被按压于可动模具102的内壁。由于这些，顶出销124的末端部124Aa有可能缺损。这样，由于弯曲或缺损的顶出销124A，导致在第1入射面71会形成毛边、凹陷，不能得到期望的光学面。
与之相对，根据本实施方式所涉及的光学零件30的制造方法和制造装置100，第二面132与第一方向X所成的角度θ2、大于第一面131的与第二面132邻接的部位与第一方向X所成的角度θ1。因此，容易使顶出销124的第二面132所构成的末端部为钝的形状，提高末端部的强度。因此，第二面132所构成的末端部折曲或缺损的可能性降低，易于得到期望的形状的光学面。
另外，通过使第二面132与第一方向X所成的角度θ2为60度以上，从而易于使第二面132所构成的末端为更钝的形状，能够进一步提高强度。
另外，在本实施方式所涉及的制造装置100中，由于第二面132是平坦面，因此难以给作为所形成的光学面的第1入射面71的光学性能带来影响。
并且，第二面132的外周缘132a、与第二面132的邻接于第一面131的边界132b之间的宽度W优选为0.1mm以上0.5mm以下。根据这样的构成，难以给作为所形成的光学面的第1入射面71的光学性能带来影响，且能够高强度地做成第二面132所构成的末端面的外周缘的末端。
另外，在本实施方式所涉及的制造装置100中，第一面131是与凸透镜即第1入射面71对应的凹面形状。因此，第一面131的外周缘部相对于第一方向X所成的角度容易减小，顶出销124的末端面的外周缘部容易成为尖的形状。因此，像本实施方式所涉及的制造装置100那样，将第二面132设在第一面131的周缘的至少一部分时，能够利用第二面132使容易成为尖的形状的外周缘部成为钝的形状，能够抑制顶出销124的末端面的外周缘部的损伤。
此外，在上述实施方式中，说明了第二面132是平坦面的例子，但第二面132也可以是曲面。在该情况下，第二面132与第一方向X所成的角度θ2在第二面132的整个范围的平均大于第一面131与第一方向X所成的角度θ1即可。
另外，在上述实施方式中，说明了顶出销124的末端面由第一面131和第二面132构成的例子，但本发明不限于此。例如，在第一面131和第二面132之外，与第一面131不连续的第三面、和/或与第一面131不同曲率的第四面等也可以设在顶出销124的末端面。
在上述实施方式中，例举的例子是将本发明适用于DRL用的车用灯具的光学零件，但本发明不限于此。本发明能够适用于头灯、尾灯、转向信号灯、刹车灯、将这些至少2个以上的灯组合的组合灯用的车用灯具的光学零件。
另外，在上述实施方式中，例举了将本发明适用于车用灯具10所使用的光学零件30的情况，但本发明不限于车用灯具10的光学零件30，还能够适用于照明器具所使用的光学零件、照相机所使用的光学零件、LED等光电子元零件所使用的光学零件等各种树脂制的光学零件。

Claims (5)

1.一种具有光学面的光学零件的制造方法，其中，所述制造方法具有以下工序：
使固定模具、与具有能在第一方向进退的顶出销并能在所述第一方向进退的可动模具互相抵接来形成腔室；
将熔融树脂向所述腔室注入；
在所述腔室中使所述熔融树脂固化来形成所述光学零件；及
使所述可动模具在所述第一方向从所述固定模具离开，用所述顶出销顶推被安装在所述可动模具上的所述光学零件的所述光学面的一部分，从所述可动模具取出所述光学零件，
所述顶出销的末端面具有第一面和第二面，
所述第二面的面积小于所述第一面的面积，从所述第一面弯曲地连续，位于所述末端面的外周缘部的至少一部分且在所述第一方向位于末端，
所述第二面与所述第一方向所成的角度、大于所述第一面的邻接于所述第二面的部位与所述第一方向所成的角度。
2.如权利要求1所述的光学零件的制造方法，其中，
所述第二面与所述第一方向所成的角度是60度以上。
3.如权利要求1或2所述的光学零件的制造方法，其中，
所述第一面是凹曲面，所述第二面设在所述第一面的周缘的至少一部分。
4.一种光学零件的制造装置，其中，所述制造装置具有固定模具和可动模具，
所述可动模具与所述固定模具一起形成腔室，所述可动模具能在第一方向进退，
所述可动模具具有能在所述第一方向进退的顶出销，
所述顶出销的末端面具有第一面和第二面，
所述第二面的面积小于所述第一面的面积，从所述第一面弯曲地连续，位于所述末端面的外周缘部的至少一部分且在所述第一方向位于末端，
所述第二面与所述第一方向所成的角度、大于所述第一面的邻接于所述第二面的部位与所述第一方向所成的角度。
5.一种光学零件，其中，
所述光学零件由权利要求1至3的任一项所述的制造方法制造，所述光学零件具有光学面和台阶部，顶出销的末端面在所述光学面的周缘部的至少一部分抵接于所述台阶部。
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