JP2006259561A - プラスチックレンズ及びその製造方法と製造装置 - Google Patents

プラスチックレンズ及びその製造方法と製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 鏡枠の内径を修正する必要のない、外径が一定したプラスチックレンズを提供する。
【解決手段】 射出ゲート９の個所を除く円周上の少なくとも３等分した３ヶ所に夫々中心Ｏまでの距離を等しくした凸部３が形成され、これら凸部３の外面が鏡枠への取付部位とされている。このレンズの直径は、好ましくは５０ｍｍ以上で、中心の厚みが最も薄く形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックレンズ、特にプロジェクター用の直径５０ｍｍ以上の大型プラスチックレンズに関する。また、このようなプラスチックレンズの製造方法と製造装置に関する。
一般的に、プラスチックレンズは、射出成形、射出圧縮成形などにより製造されている。従来のプラスチックレンズの射出成形は、射出成形機を用いて、シリンダ内で加熱溶融した樹脂を型締力がかかっている金型内に射出し、冷却して取り出すという工程をふむものであり、射出圧縮成形は、上記の金型内に、溶融した樹脂を射出後、キャビティ部分を圧縮しながら冷却を行なうものである。射出圧縮成形は、特に直径５０ｍｍ以上のレンズや肉厚（５ｍｍ以上）のレンズの成形に有効で、ビデオプロジェクターレンズや、レーザー走査光学系のｆθレンズの成形によく用いられており、通常の射出成形よりも低い射出圧力で成形できることから、内径歪の少ない、高精度なプラスチックレンズが製造できる（特許文献１参照）。
しかしながら、プラスチックレンズの場合、型加工上の誤差等により、成形されたレンズの外径が設計値と若干ずれる場合がある。成形されたレンズの外径が設計値通りでないと、レンズを組み込む鏡枠との間で隙間があいて光軸がずれたり、きつすぎてレンズに歪みが出たりする不具合が生じてしまう。そこで、レンズ外径が設計値通りに成形できなかった場合は、ずれた分を考慮して、レンズ外径の全周における型加工をしなおし、再度成形をしなおして設計値通りのレンズの外径となるように対処していた。
特開平７−１４８７９５号公報（第２頁、図１）
ところが、一度レンズ成形をしたあとでレンズ外径の全周に対する型形状を修正するように再度型加工を行うことは、余計な工程が増え非常に煩雑な作業となり、コストアップや納期の遅れにつながっていた。
そこで、本発明は、再度型加工を行うにしてもレンズ外径の全周ではなく一部だけの型加工ですむ、あるいは再度型加工を行う必要のない、レンズ外径の修正が容易なプラスチックレンズを提供することを目的とする。また、外径修正が容易なプラスチックレンズの製造方法とその装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のプラスチックレンズは、射出ゲート個所を除く円周上の少なくとも３等分した３ヶ所に夫々中心までの距離を等しくした凸部が形成され、これら凸部外面が鏡枠への取付部位とされているものである。また、本発明の製造方法は、レンズ本体部を成形する金型のキャビティの外周に設けた射出ゲートからキャビティ内へ樹脂材料を注入する工程と、ゲート形成個所とは異なるキャビティの外周に少なくとも外周を３等分した位置に形成されてキャビティと連通する間隙部内で凸部を成形する工程と、前記間隙部内で成形される凸部の大きさを予め調整駒の調整により定める工程とを有するものである。さらに、本発明の製造装置は、第１型板に第１鏡面駒を設けるとともに、第２型板に第２鏡面駒を設け、前記第１及び第２鏡面駒の鏡面間に射出ゲートに連通するキャビティを形成し、キャビティの外周縁外側の等分された少なくとも３ヶ所の第１及び第２型板間に間隙部を形成し、これら間隙部に前記キャビティ外周縁までの距離を調整できる調整駒を設けたものである。
本発明によれば、射出ゲート個所を除く円周上の少なくとも３等分した３ヶ所に夫々中心までの距離を等しくした凸部が形成され、これら凸部外面が鏡枠への取付部位とされているものであるから、複数の凸部が鏡枠の内周面に当接して、レンズを支持することになるので、レンズ外径が設計値通りに成形できなかったとしても、外径全周ではなく複数の凸部に対応する部分のみの型加工をしなおせばよいので、型加工の修正が容易に行うことができる。さらに、凸部以外のレンズ外周部に多少の凹凸があっても、複数の凸部の外径が設計値通りであればよいため、全体的な型の精度、成型条件等も高い精度が必要なくなる。
本発明に係るプラスチックレンズの製造方法にあっては、レンズ本体部を成形するモールドのキャビティの外周に設けたゲートからキャビティ内へ樹脂材料を注入する工程と、ゲート形成個所とは異なるキャビティの外周に少なくとも外周を３等分した位置に形成されてキャビティと連通する間隙部内で凸部を成形する工程と、前記間隙部内で成形される凸部の大きさを予め調整駒の調整により定める工程とを有するので、調整駒の調整により、凸部からレンズ中心までの距離を等しくすることができ、レンズの光軸位置を高精度で管理することができる。さらに、本発明に係るプラスチックレンズの製造装置にあっては、第１型板に第１鏡面駒を設けるとともに、第２型板に第２鏡面駒を設け、前記第１及び第２鏡面駒の鏡面間に射出ゲートに連通するキャビティを形成し、キャビティの外周縁外側の等分された少なくとも３ヶ所の第１及び第２型板間に間隙部を形成し、これら間隙部に前記キャビティ外周縁までの距離を調整できる調整駒を設けたので、光軸位置の精度が高いプラスチックレンズを製造することができ、鏡枠の内径を修正する必要をなくすことができる。
以下に、本発明の好適な実施形態を図面を参照にして説明する。
図１に示すプラスチックレンズの平面図は、レンズ本体部１の外周にフランジ部２が形成され、円周上の少なくとも３等分した３ヶ所に夫々中心Ｏまでの距離を等しくした凸部３が形成されている。このプラスチックレンズの直径は５０〜６０ｍｍ以上のものが予定されている。
図２は図１におけるＡ−Ａ線断面を示し、レンズ本体１の中心部分が最も薄く形成され、外周にいくに従って徐々に厚みを厚くしたものである。このように大口径で、中心の厚みが薄く、外周の厚みが厚いレンズでは、射出ゲートから流入した溶融樹脂の流れは外周部が速く、中心部は薄いので遅く流れることとなる。外周部における樹脂の流れ同士が出合う個所でウェルドラインが発生し易く、かつ外周部に凹凸が成形され易く、レンズ外径が変化し易いものである。レンズ本体１の外周に形成されるフランジ部２の円周上の少なくとも数個所に凸部３を形成することにより、この凸部３からレンズ中心Ｏまでの距離を等しく設計することにより、凸部３以外の外周部に凹凸が成形されていても、図示しない鏡枠にこのプラスチックレンズを組み込むときに、凸部３が鏡枠の内周面に当接するので、光軸位置を合わせることができる。レンズ外径が設計値通りに成形できなかったとしても、外径全周ではなく複数の凸部３に対応する部分のみの型加工をしなおせばよいので、型加工の修正が容易に行うことができる。さらに、凸部３以外のレンズ外周部に多少の凹凸があっても、複数の凸部３の外径が設計値通りであればよいため、全体的な型の精度、成型条件等も高い精度が必要なくなることは、前述した通りである。図３は図１の正面図であり、図４は図１の底面図を示し、底面図に表われた多数の孔４は金型のエジェクトピンが設けられた個所のものである。
図５及び図６はこのプラスチックレンズ成形用の金型を示し、図５では第１型板５と第１鏡面駒６を除いた平面図を示し、第２型板７と第２鏡面駒８の上面に成形されたプラスチックレンズが載っている状態を示す。前記第１及び第２鏡面駒６，８の鏡面６Ａ，８Ａ間に射出ゲート９に連通するキャビティ１０を形成してあり、キャビティ１０の外周縁外側の等分された少なくとも３ヶ所の第１及び第２型板５，７の間に間隙部１１を形成してある。これら間隙部１１にキャビティ１０の外周縁までの距離を調整できる調整駒１２を設けてある。調整駒１２は、図７に示すように長孔１２Ａを形成してあり、この長孔１２Ａにボルトを挿通して第２型板７に固定するようになっている。この長孔１２Ａの存在によりキャビティ外周縁までの距離を調整することができる。
図５及び図６に示すような金型を用いてプラスチックレンズを製造する工程としては、レンズ本体部１を成形する金型のキャビティ１０の外周に設けた射出ゲート９からキャビティ１０内へ樹脂材料を注入する工程と、ゲート形成個所とは異なるキャビティ１０の外周に少なくとも外周を３等分した位置に形成されてキャビティ１０と連通する間隙部１１内で凸部３を成形する工程と、間隙部１１内で成形される凸部３の大きさを予め調整駒１２の調整により定める工程とを有しているものである。間隙部１１は３ヶ所のみならず４ヶ所以上形成することもできる。従って、凸部３は４以上成形されてもよい。このような工程によってレンズを成形し、成形したレンズ外径を測定したところ設計値からずれたものであった場合は、それを修正する必要がある。その場合、第１鏡面駒６、第２鏡面駒８は加工しなおす必要がなく、第１型板５のみの修正で対応できる。その場合でも、第１型板５そのものの形状を加工機によって削りなおすのではなく、調整駒１２の位置を調整するだけで対応できる。すなわち、成形したレンズ外径が設計値より大きかった場合は、調整駒１２を固定しているボルトをゆるめ、長孔１２Ａに沿って調整駒１２をレンズ中心方向に移動させ、設計値とのずれ分を吸収できる位置でボルトＡを締め込んで調整駒１２を固定する。この状態で再度成形をしなおし、設計値通りの外径のレンズを製造する。この調整を繰り返し行って、設計値通りのレンズとなるように型形状を追い込むことができる。こうすることで、型そのものの形状を加工機によって削りなおす必要がなく、調整駒１２の位置を調整するだけで、簡単に外径の調整を行うことが可能となる。
プラスチックレンズの平面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 正面図。 裏面図。 半分の金型を除いたレンズ成形後の金型平面図。 図５の金型の側断面略図。 調整駒の斜視図。
符号の説明
１ レンズ本体
３ 凸部
５ 第１型板
６ 第１鏡面駒
７ 第２型板
８ 第２鏡面駒
９ 射出ゲート
１０ キャビティ
１１ 間隙部
１２ 調整駒

Claims (4)

  1. 射出ゲート個所を除く円周上の少なくとも３等分した３ヶ所に夫々中心までの距離を等しくした凸部が形成され、
    これら凸部外面が鏡枠への取付部位とされていることを特徴とするプラスチックレンズ。
  2. 直径５０ｍｍ以上であり、中心の厚みが最も薄く形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズ。
  3. 請求項１記載のプラスチックレンズの製造方法であって、
    レンズ本体部を成形する金型のキャビティの外周に設けた射出ゲートからキャビティ内へ樹脂材料を注入する工程と、
    ゲート形成個所とは異なるキャビティの外周に少なくとも外周を３等分した位置に形成されてキャビティと連通する間隙部内で凸部を成形する工程と、
    前記間隙部内で成形される凸部の大きさを予め調整駒の調整により定める工程とを有することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
  4. 請求項１記載のプラスチックレンズの製造装置であって、
    第１型板に第１鏡面駒を設けるとともに、第２型板に第２鏡面駒を設け、
    前記第１及び第２鏡面駒の鏡面間に射出ゲートに連通するキャビティを形成し、
    キャビティの外周縁外側の等分された少なくとも３ヶ所の第１及び第２型板間に間隙部を形成し、
    これら間隙部に前記キャビティ外周縁までの距離を調整できる調整駒を設けたことを特徴とするプラスチックレンズの製造装置。
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