JP2007196399A - Mold for molding - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for molding a concave lens which can suppress the formation of a weld line only by setting the shape of a lens cavity. <P>SOLUTION: A specular piece 14a and a specular piece 14b are arranged to face each other with an imaginary plane including a y-axis and an x-axis crossing rectangularly held between them. The widths in the y-axis direction of the specular piece 14a and the specular piece 14b projected on the imaginary plane are longer than the widths in the x-axis direction. When the maximum distance between the specular piece 14a and the specular piece 14b in a cross-sectional shape by an imaginary plane including the y-axis and a z-axis is D, the maximum distance between the specular piece 14a and the specular piece 14b in a cross-sectional shape by an imaginary plane including the x-axis and the z-axis is D', the minimum distance between the specular piece 14a and the specular piece 14b in the cross-sectional shape by the imaginary plane including the y-axis and the z-axis (= the minimum distance between the specular piece 14a and the specular piece 14b in the cross-sectional shape by the imaginary plane including the x-axis and the z-axis) is d, H=D/d, and H'=D'/d, H>H' and H'>2.5 are satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形用金型に係わり、更に詳しくは凹レンズを成形する成形用金型に関する。   The present invention relates to a molding die, and more particularly to a molding die for molding a concave lens.

従来、光学素子として、ガラス製の光学素子がある。ガラス製の光学素子(例えばレンズ)は、正確な曲面を得るための研磨に高度な技術と時間がかかるため、大量生産が利かず高価であり、また重量もある。   Conventionally, there is an optical element made of glass as an optical element. A glass optical element (for example, a lens) requires high technology and time for polishing to obtain an accurate curved surface, so that mass production does not work and it is expensive.

これに対して近年、樹脂製の光学素子が多用されるようになってきた。樹脂製の光学素子は、金型を用いた射出成形によって大量生産が可能であると共に、非球面形状の曲面が容易に得られ、且つ軽量である。そのため、小型機器にも組み付けが容易である。   On the other hand, resin-made optical elements have been frequently used in recent years. The resin optical element can be mass-produced by injection molding using a mold, and an aspherical curved surface can be easily obtained, and is lightweight. Therefore, it is easy to assemble even a small device.

このような樹脂製の光学素子を形成する金型の一例を示す。図8(a) は、凹レンズを成形する金型のキャビティの形状を簡略に示す平面図であり、同図(b) は、同図(a) のA−A´断面矢視図である。   An example of the metal mold | die which forms such a resin-made optical element is shown. FIG. 8 (a) is a plan view schematically showing the shape of the cavity of the mold for molding the concave lens, and FIG. 8 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 8 (a).

同図8(a) 、(b) に示すように、金型は、対向する2つの鏡面駒1及び2及びゲート4を備えている。鏡面駒1及び2は、互いに合体してレンズ形状のキャビティ3を形成する。そして、このキャビティ3に、ゲート4から溶融熱可塑性の樹脂が注入される。注入された樹脂は、冷却されることで固化する。樹脂の固化後に、鏡面駒1及び2のうち可動金型側の鏡面駒が、相手側鏡面駒から離隔するように移動する。そして、成形された凹レンズが外部に取り出される。(例えば、特許文献1参照。)
特開2003−211500号公報([要約]、図1、図2)
As shown in FIGS. 8A and 8B, the mold includes two mirror pieces 1 and 2 and a gate 4 which face each other. The mirror pieces 1 and 2 are combined with each other to form a lens-shaped cavity 3. Then, molten thermoplastic resin is injected into the cavity 3 from the gate 4. The injected resin is solidified by being cooled. After the resin is solidified, the mirror surface piece on the movable mold side of the mirror surface pieces 1 and 2 moves away from the counterpart mirror surface piece. Then, the molded concave lens is taken out. (For example, refer to Patent Document 1.)
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-211500 ([Summary], FIGS. 1 and 2)

ところで、凹レンズ成形用金型においては、鏡面駒1と鏡面駒2の間隔は、周辺部に比べて中央部の方が狭くなっている。よって、ゲートからキャビティに注入された樹脂は、周辺部に比べて中央部でその流動が抑制されるため、全体の流動性が不均一になる。その結果、注入樹脂の充填完了時に、ゲートの位置の180度反対側の位置に、樹脂同士が合流した合わせ目が発生しやすい。   By the way, in the concave lens molding die, the distance between the mirror piece 1 and the mirror piece 2 is narrower in the central portion than in the peripheral portion. Therefore, the flow of the resin injected from the gate into the cavity is suppressed in the central portion as compared with the peripheral portion, so that the entire fluidity becomes non-uniform. As a result, when filling of the injected resin is completed, a joint where the resins join together is likely to occur at a position 180 degrees opposite to the gate position.

図9(a),(b),(c) は、そのような合わせ目を説明する図である。ここで、矢印a及びa´は、樹脂の流れを示す。先ず、同図(a) に示すように、ゲート4からキャビティ3に注入された樹脂5は、キャビティ3の中心部に比べて周辺部において早く移動する。   9A, 9B, and 9C are diagrams for explaining such a joint. Here, arrows a and a ′ indicate the flow of the resin. First, as shown in FIG. 2A, the resin 5 injected from the gate 4 into the cavity 3 moves faster in the peripheral portion than in the central portion of the cavity 3.

そして、同図(b) に示すように、注入樹脂の充填完了直前では、周辺部から流れ込んだ樹脂同士が合流予定点6に向かって進行する。そして、その合流点6に樹脂が到達した時(充填完了時)には、同図(c) に示すように、筋状の境界線(境界面)が成形される。このような境界線は合わせ目7となって、レンズ周縁部内に残留する。   Then, as shown in FIG. 4B, immediately after the filling of the injected resin is completed, the resins that have flowed from the peripheral portion proceed toward the planned joining point 6. When the resin reaches the junction 6 (when filling is completed), a streak-like boundary line (boundary surface) is formed as shown in FIG. Such a boundary line becomes a joint 7 and remains in the periphery of the lens.

この合わせ目7は、通称ウエルドラインと呼ばれる。このウエルドラインは、ゲート4と対向する位置(180度反対側の位置)に発生することが多い。そして、このようなウエルドラインは、光学有効面外にあるか光学有効面内にあるかに拘わらず、光学的にゴーストやフレアなどの不良現象を発生させることが多々ある。   This seam 7 is commonly called a weld line. This weld line often occurs at a position facing the gate 4 (a position on the opposite side by 180 degrees). Such weld lines often optically cause defective phenomena such as ghosts and flares regardless of whether they are outside the optical effective surface or in the optical effective surface.

このようなウエルドラインの発生を抑制させるための金型は、これまで種々提案されている。しかしながら、いずれの金型も取り扱いが煩雑であったり、構成が複雑であったりして、好ましいものではない。   Various molds for suppressing the occurrence of such weld lines have been proposed so far. However, any mold is not preferable because it is complicated to handle and has a complicated structure.

本発明は、 以上のような課題に鑑みてなされたものであって、ウエルドラインの発生を抑制できる成形金型、特に凹レンズ用の成形金型を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a molding die that can suppress the occurrence of weld lines, particularly a molding die for concave lenses.

上記課題を解決するために、本発明の成形用金型は、第1の鏡面駒と、第2の鏡面駒と、ゲートを備えた金型であって、互いに直交する第1の軸、第2の軸及び第3の軸のうち、上記第1の軸と上記第2の軸を含む面を第1仮想面、上記第1の軸と上記第3の軸を含む面を第2仮想面、上記第2の軸と上記第3の軸を含む面を第3仮想面とするとき、上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒は、上記第1仮想面を挟んで対向して配置され、上記第1仮想面に投影された上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒の外形形状(互いに対向する面における外形形状)は、上記第1の軸方向における幅が、上記第2の軸方向における幅よりも長くなっており、上記ゲートの射出口は、該射出口の射出面の法線方向と上記第1の軸方向との成す角度が、上記第1の軸と上記第2の軸との成す角度よりも小さくなる位置に設けられ、上記第2仮想面による断面形状における上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒間の最大間隔をDとし、上記第3仮想面による断面形状における上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒間の最大間隔をD’とし、上記第2仮想面による断面形状における上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒間の最小間隔と、上記第3仮想面による断面形状における上記第1の鏡面駒と上記第2の鏡面駒間の最小間隔のうち、小さいほうの最小間隔をdとしたとき、H=D/dとし、H’=D’/dとして、H>H’を満足することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a molding die according to the present invention is a die including a first mirror piece, a second mirror piece, and a gate, and includes a first axis and a second axis that are orthogonal to each other. Of the two axes and the third axis, a plane including the first axis and the second axis is a first virtual plane, and a plane including the first axis and the third axis is a second virtual plane. When the surface including the second axis and the third axis is a third virtual surface, the first mirror surface piece and the second mirror surface piece face each other across the first virtual surface. The outer shape of the first mirror surface piece and the second mirror surface piece arranged and projected onto the first virtual surface (outer shape on the surfaces facing each other) has a width in the first axial direction, 2 is longer than the width in the axial direction of the gate, and the exit of the gate has an angle formed by the normal direction of the exit surface of the exit and the first axial direction. The maximum distance between the first mirror face piece and the second mirror face piece in a cross-sectional shape by the second virtual surface is provided at a position smaller than the angle formed by the first axis and the second axis. D ′ is the maximum distance between the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape by the third virtual surface, and the first mirror surface piece and the above in the cross-sectional shape by the second virtual surface Of the minimum distance between the second mirror surface pieces and the minimum distance between the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape of the third virtual surface, the smaller minimum distance is d H = D / d and H ′ = D ′ / d, and H> H ′ is satisfied.

本発明によれば、ウエルドラインの発生を抑制できる成形金型、特に負レンズ用の成形金型を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the shaping die which can suppress generation | occurrence | production of a weld line, especially the shaping die for negative lenses.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、第1の実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。
図1に示すように、金型10は、固定金型12と可動金型13により構成されている。更に固定金型12および可動金型13には、鏡面駒14a(第1の鏡面駒),14b(第2の鏡面駒)が着脱自在に備えられている。鏡面駒14a,14bは、それぞれ光学素子を形成するための部材で、2個一対となっている。なお、図1に示す金型では、鏡面駒14a,14bの対が2組設けられているが、鏡面駒14の対は1組であっても、3組以上であっても構わない。
FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view showing a configuration of a mold in the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the mold 10 includes a fixed mold 12 and a movable mold 13. Further, the fixed mold 12 and the movable mold 13 are provided with mirror surface pieces 14a (first mirror face pieces) and 14b (second mirror face pieces) in a detachable manner. Each of the specular pieces 14a and 14b is a member for forming an optical element and is a pair of two. In the mold shown in FIG. 1, two pairs of mirror pieces 14a and 14b are provided, but the number of pairs of mirror pieces 14 may be one or three or more.

鏡面駒14a,14bの一端には、射出成形品(ここでは凹レンズ)の光学面形状に対応する成形面が形成されている。鏡面駒14a,14bは、この成形面を対向させる形で配置されている。そして、その対向面間に、射出成形用樹脂材(以下、単に樹脂材と称する。)が注入されるキャビティ(cavity:鎔笵)16が形成されている。   A molding surface corresponding to the optical surface shape of an injection molded product (here, a concave lens) is formed at one end of the mirror surface pieces 14a and 14b. The mirror surface pieces 14a and 14b are arranged in such a manner that the molding surfaces face each other. A cavity 16 into which an injection molding resin material (hereinafter simply referred to as a resin material) is injected is formed between the opposing surfaces.

固定金型12の中央部には、樹脂材が外部から注入されるスプルー(sprue:湯口)17が形成されている。そして、このスプルー17に導通するランナー(runner:湯道)18が、スプルー17の一端に形成されている。このランナー18は、固定金型12と可動金型13の押圧面15に沿って左右(図では上下)に延在している。このランナー18の左右の終端には、それぞれ、ゲート19が形成されている。ゲート19はランナー18よりも細い通路であって、その端部でキャビティ16に導通している。   A sprue (sprue) 17 into which a resin material is injected from the outside is formed at the center of the fixed mold 12. A runner 18 that runs to the sprue 17 is formed at one end of the sprue 17. The runner 18 extends right and left (up and down in the drawing) along the pressing surface 15 of the fixed mold 12 and the movable mold 13. Gates 19 are respectively formed at the left and right ends of the runner 18. The gate 19 is a passage narrower than the runner 18, and is connected to the cavity 16 at the end thereof.

図2は、本実施の形態における金型10のキャビティ16の形状を示す図であり、平面図(a)を中心に、その左(b)と下(c)に断面図を示している。このキャビティ16の形状は、鏡面駒14a、14bのそれぞれを対向して合わせたとき、その対向面で形成される形状である。よって、キャビティ16の形状はレンズの形状と一致する。   FIG. 2 is a diagram showing the shape of the cavity 16 of the mold 10 in the present embodiment, and a cross-sectional view is shown on the left (b) and below (c) with the plan view (a) as the center. The shape of the cavity 16 is a shape formed by the facing surfaces when the mirror surface pieces 14a and 14b are opposed to each other. Therefore, the shape of the cavity 16 matches the shape of the lens.

図2には、互いに直交する3つの軸、すなわちx軸(第2の軸)、y軸(第1の軸)、z軸(第3の軸)が示されている。ここで、図2(a)に示すように、x軸とy軸は紙面内にある軸で、z軸は紙面と直交する軸である。更に、x軸、y軸及びz軸の交点は、キャビティ16の中心と一致する。本実施形態では、鏡面駒の成形面(光学素子の光学面に対応する)は回転対称形状なので、x軸、y軸及びz軸の交点は、回転対称軸上に位置している。   FIG. 2 shows three axes orthogonal to each other, that is, the x-axis (second axis), the y-axis (first axis), and the z-axis (third axis). Here, as shown in FIG. 2A, the x-axis and the y-axis are axes in the paper plane, and the z-axis is an axis orthogonal to the paper plane. Further, the intersection of the x-axis, y-axis, and z-axis coincides with the center of the cavity 16. In this embodiment, the molding surface of the mirror piece (corresponding to the optical surface of the optical element) has a rotationally symmetric shape, so that the intersection of the x axis, the y axis, and the z axis is located on the rotationally symmetric axis.

本実施形態の金型では、図(b)あるいは図2(c)に示すように、鏡面駒14aと鏡面駒14bは、y軸とx軸を含む仮想面(第1仮想面)を挟んで対向して配置されている。ここで、図2(a)はキャビティ16を示す平面図であるが、これは鏡面駒14a及び鏡面駒14bを、第1仮想面に投影した図でもある。より詳細には、投影された面は、鏡面駒14a及び鏡面駒14bのキャビティ16側の面である。図2(a)から明らかなように、本実施形態の金型における鏡面駒14aでは、y軸方向における幅Wがx軸方向における幅W’よりも長くなるように、キャビティ16側の面が形成されている。同様に、鏡面駒14bでも、W>W’となるように、キャビティ16側の面が形成されている。なお、本実施形態では、ゲート19はy軸上に設けられている。   In the mold of the present embodiment, as shown in FIG. 2B or FIG. 2C, the mirror piece 14a and the mirror piece 14b sandwich a virtual plane (first virtual plane) including the y axis and the x axis. Opposed to each other. Here, FIG. 2A is a plan view showing the cavity 16, which is also a diagram in which the mirror surface piece 14a and the mirror surface piece 14b are projected onto the first virtual plane. More specifically, the projected surface is a surface of the mirror piece 14a and the mirror piece 14b on the cavity 16 side. As is clear from FIG. 2A, in the mirror piece 14a in the mold according to the present embodiment, the surface on the cavity 16 side is such that the width W in the y-axis direction is longer than the width W ′ in the x-axis direction. Is formed. Similarly, the mirror piece 14b is also formed with a surface on the cavity 16 side so that W> W '. In the present embodiment, the gate 19 is provided on the y-axis.

また、鏡面駒14a及び鏡面駒14bの外周形状(キャビティ16側の外周形状)は、図2(a)に示すように、全体として、いわゆる小判形状をしている。すなわち、外周形状は、y軸と交わる領域(上下)の輪郭がそれぞれ円弧で、x軸と交わる領域(左右)の輪郭がそれぞれ直線となっている。   Further, the outer peripheral shape (the outer peripheral shape on the cavity 16 side) of the specular piece 14a and the specular piece 14b has a so-called oval shape as a whole, as shown in FIG. That is, in the outer peripheral shape, the contours of the regions (upper and lower) intersecting with the y axis are arcs, and the contours of the regions (left and right) intersecting with the x axis are straight lines.

これを換言すると、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)と第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の外周形状のうち第2の軸(x軸)を挟んで対向する領域の形状が円弧である、ということができ、また、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)と第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の外周形状のうち第1の軸(y軸)を挟んで対向する領域の形状が直線である、ということができる。   In other words, of the outer peripheral shapes of the first mirror face piece (mirror face piece 14a) and the second mirror face piece (mirror face piece 14b), the shape of the region facing the second axis (x axis) is an arc. It can also be said that there is an area of the outer periphery of the first mirror face piece (mirror face piece 14a) and the second mirror face piece (mirror face piece 14b) facing each other across the first axis (y axis). It can be said that the shape is a straight line.

また、キャビティ16すなわち、本実施形態の金型は、以下の条件を満足する。
H>H’
ここで、H=D/d、H’=D’/dである。そして、D、D’及びdは、以下のとおりである。
図2(b)に示すように、y軸とz軸を含む仮想面(第2仮想面)による断面形状における鏡面駒14aと鏡面駒14b間の最大間隔をDとする。また、図2(c)に示すように、x軸とz軸を含む仮想面(第3仮想面)による断面形状における鏡面駒14aと鏡面駒14b間の最大間隔をD’とする。更に、第2仮想面による断面形状における鏡面駒14aと鏡面駒14b間の最小間隔d1と第3仮想面による断面形状における鏡面駒14aと鏡面駒14b間の最小間隔d2のうち、小さいほうの最小間隔をdとする。本実施形態では、成形面の形状が回転対称形状なのでd1=d2である。よって、d=d1=d2となる。
Further, the cavity 16, that is, the mold according to the present embodiment satisfies the following conditions.
H> H '
Here, H = D / d and H ′ = D ′ / d. D, D ′ and d are as follows.
As shown in FIG. 2B, the maximum distance between the mirror piece 14a and the mirror piece 14b in the cross-sectional shape by the virtual plane (second virtual plane) including the y axis and the z axis is D. Further, as shown in FIG. 2C, the maximum distance between the specular piece 14a and the specular piece 14b in the cross-sectional shape of the virtual plane (third virtual plane) including the x-axis and the z-axis is defined as D ′. Further, the smaller minimum of the minimum distance d1 between the mirror surface piece 14a and the mirror surface piece 14b in the cross-sectional shape by the second virtual surface and the minimum distance d2 between the mirror surface piece 14a and the mirror surface piece 14b in the cross-sectional shape by the third virtual surface. Let the interval be d. In this embodiment, since the shape of the molding surface is rotationally symmetric, d1 = d2. Therefore, d = d1 = d2.

H及びH’は偏肉度であって、値が大きいほど最大間隔D,D’と最小間隔dの差が大きいことを示す。本実施形態では、H>H’であるから、x軸方向における偏肉度が小さいということである。そして、前述のように、ゲート19はy軸上に位置している。そのため、ゲート19から流れ出た樹脂は、図3に示すようにキャビティ16内の充填されていく。   H and H ′ are thickness deviations, and the larger the value, the greater the difference between the maximum distances D and D ′ and the minimum distance d. In this embodiment, since H> H ′, the thickness deviation in the x-axis direction is small. As described above, the gate 19 is located on the y axis. Therefore, the resin flowing out from the gate 19 is filled in the cavity 16 as shown in FIG.

図3は、キャビティ16に注入された樹脂の流入状態を示す図である。同図は上に樹脂の注入初期から中期までの状態を示し、下に注入終期の状態を示している。
図3の上に示すように、ゲート19の射出口21からキャビティ16に注入された樹脂24は、y軸に沿う方向に流入する。その際、樹脂24はx軸方向にも広がっていく。しかしながら、本実施形態では、x軸方向のキャビティ16の偏肉度は比較的小さいので、図8(a) に示したような流入する樹脂の巻き込みが抑えられる。
FIG. 3 is a view showing an inflow state of the resin injected into the cavity 16. The figure shows the state from the initial stage to the middle stage of resin injection at the top and the state at the end of injection at the bottom.
As shown in FIG. 3, the resin 24 injected from the injection port 21 of the gate 19 into the cavity 16 flows in a direction along the y axis. At that time, the resin 24 also spreads in the x-axis direction. However, in this embodiment, since the thickness variation of the cavity 16 in the x-axis direction is relatively small, the entrainment of the inflowing resin as shown in FIG.

すなわち、x方向に広がった樹脂24の流頭は、ほぼ横一線に並ぶようにしてキャビティ16内をy軸方向に進行する。その結果、注入終期においても、図8(b) に示したような左右から巻き込んだ樹脂同士が合流点を形成することがない。したがって、図8(c) に示したような樹脂の合わせ目(ウエルドライン)も発生することが無い。   In other words, the flow front of the resin 24 spreading in the x direction travels in the y axis direction in the cavity 16 so as to be aligned in a substantially horizontal line. As a result, even at the end of injection, the resins wound from the left and right as shown in FIG. 8 (b) do not form a junction. Therefore, the resin seam (weld line) as shown in FIG. 8C does not occur.

このように、本実施形態に金型、より具体的には鏡面駒14a及び14bの形状においては、樹脂充填時におけるウエルドラインの発生を抑制することができる。
ここで、上記の構成において、ゲート19の射出口21は、図2(a)に示すように、射出口21の射出面の法線方向とy軸方向とが一致するように設けられている。つまり射出口21の射出面の中心がy軸上に位置している。しかしながら、このように射出口21の位置や、面の法線方向が必ずしもy軸と一致している必要はない。例えば、射出口21は、その射出面の法線方向とy軸方向との成す角度が、y軸方向とx軸とが成す角度よりも小さくなる位置に設けられていればよい。
Thus, in this embodiment, the mold, more specifically the shape of the specular pieces 14a and 14b, can suppress the generation of weld lines during resin filling.
Here, in the above configuration, the exit port 21 of the gate 19 is provided so that the normal direction of the exit surface of the exit port 21 coincides with the y-axis direction, as shown in FIG. . That is, the center of the exit surface of the exit port 21 is located on the y axis. However, the position of the injection port 21 and the normal direction of the surface do not necessarily have to coincide with the y axis. For example, the injection port 21 may be provided at a position where the angle formed by the normal direction of the injection surface and the y-axis direction is smaller than the angle formed by the y-axis direction and the x-axis.

尚、ウエルドラインの発生を抑制する構成としては、図2において、射出口21は、その射出面の中心22のy軸上からのずれ角が、キャビティ16の形状のy軸からx軸方向に延びる円弧部23の幅の±5%以下であることが好ましい。   As an arrangement for suppressing the generation of weld lines, in FIG. 2, the injection port 21 has an angle of deviation from the y-axis of the center 22 of the injection surface in the x-axis direction from the y-axis of the shape of the cavity 16. The width of the extending arc portion 23 is preferably ± 5% or less.

また、x軸方向の偏肉度H’が比較的小さいと述べたが、どの程度小さい偏肉度であればウエルドラインの発生を抑制することができるかを、金型を種々試作して樹脂の注入実験を行い、その結果を評価してみることにした。   In addition, it has been stated that the thickness deviation H ′ in the x-axis direction is relatively small. However, it is necessary to test various molds to determine how small the thickness deviation can suppress the generation of weld lines. An injection experiment was conducted and the results were evaluated.

図4は、種々試作した金型のx軸方向の偏肉度H’と、そのキャビティへの樹脂注入後のウエルドライン発生の有無を評価した図表である。
図4に示すように、x軸方向(ゲート垂直方向)の偏肉度H’を2.5未満にすると、たとえy軸方向(ゲート方向)の偏肉度Hが2.5以上の大偏肉レンズであっても、ウエルドの発生を抑制できることが判明した。
FIG. 4 is a chart evaluating the thickness deviation H ′ in the x-axis direction of various prototype molds and whether or not a weld line is generated after resin is injected into the cavity.
As shown in FIG. 4, when the thickness deviation H ′ in the x-axis direction (gate vertical direction) is less than 2.5, the thickness deviation H in the y-axis direction (gate direction) is 2.5 or more. It has been found that even a meat lens can suppress the occurrence of welds.

そして、上記の実験結果を総合すると、y軸方向の偏肉度よりも、x軸方向の偏肉度が小さいほうが、樹脂の巻き込みを抑えること、すなわちウエルドの発生を抑制ができることが判明した。   When the above experimental results are combined, it has been found that the resin thickness can be suppressed, that is, the occurrence of welds can be suppressed when the thickness deviation in the x-axis direction is smaller than the thickness deviation in the y-axis direction.

尚、上記実施の形態では、両凹レンズを形成する金型について説明したが、ウエルドの発生を抑制できる凹レンズは、両凹レンズと限るものではない。
図5は、本発明の金型の寸法条件を適用した金型で成形してウエルドの発生を抑制できる負レンズの種々の形状を示す図である。同図は、上から下に、図2と同様の金型で成形した両凹レンズ25の他に、負メニスカスレンズ26及び平凹レンズ27を示している。
In the above embodiment, the mold for forming the biconcave lens has been described. However, the concave lens capable of suppressing the occurrence of welds is not limited to the biconcave lens.
FIG. 5 is a diagram showing various shapes of a negative lens that can be formed by a mold to which the dimensional condition of the mold of the present invention is applied to suppress the occurrence of welds. This figure shows, from top to bottom, a negative meniscus lens 26 and a plano-concave lens 27, in addition to a biconcave lens 25 molded with the same mold as in FIG.

このような凹レンズを成形する場合においても、金型の寸法条件を「H>H’」とし、且つ「H’<2.5」に設定すれば、ウエルドの発生を抑制することができる。
これらの金型の形状をそれぞれ換言すれば、両凹レンズ25を成形する金型は、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)の型領域は中心よりも周辺が低い形状を有し、第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の型領域は中心よりも周辺が低い形状を有する、ということができる。
Even in the case of molding such a concave lens, if the dimensional condition of the mold is set to “H> H ′” and “H ′ <2.5”, the occurrence of welds can be suppressed.
In other words, the mold for forming the biconcave lens 25 has a shape in which the mold region of the first mirror piece (mirror piece 14a) is lower in the periphery than the center. It can be said that the mold area of the mirror piece (mirror piece 14b) has a shape whose periphery is lower than the center.

また、負メニスカスレンズ26を成形する金型は、第1の鏡面駒の型領域は中心よりも周辺が低い形状を有し、第2の鏡面駒の型領域は中心よりも周辺が高い形状を有する、ということができる。   Further, in the mold for molding the negative meniscus lens 26, the mold region of the first mirror surface piece has a shape whose periphery is lower than the center, and the mold region of the second mirror surface piece has a shape whose periphery is higher than the center. It can be said.

また、平凹レンズ27を成形する金型は、第1の鏡面駒の型領域は中心よりも周辺が低い形状を有し、第2の鏡面駒の型領域は中心から周辺まで略同一の高さを有する、ということができる。   Further, in the mold for molding the plano-concave lens 27, the mold region of the first specular piece has a shape whose periphery is lower than the center, and the mold region of the second specular piece has substantially the same height from the center to the periphery. It can be said.

尚、上記実施の形態では、第1仮想面に投影された鏡面駒14a及び鏡面駒14bの外周形状(図2の平面図参照)は、y軸と交わる上下の輪郭がそれぞれ円弧を形成し、x軸と交わる左右の輪郭がそれぞれ直線を形成して、全体として小判形状をしているものを示しているが、第1仮想面に投影される鏡面駒の外周形状は、これに限るものではない。   In the above embodiment, the outer peripheral shape (see the plan view of FIG. 2) of the specular piece 14a and the specular piece 14b projected on the first virtual plane is such that the upper and lower contours intersecting the y-axis each form an arc. Although the left and right contours intersecting with the x-axis each form a straight line and have an oval shape as a whole, the outer peripheral shape of the mirror piece projected onto the first virtual plane is not limited to this. .

図6は、条件「H>H’」且つ「H’<2.5」を満足する小判形状以外の種々の金型の各種変形例を示す図である。尚、同図に示す金型28乃至30は、いずれも、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)と第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の外周形状のうち第2の軸(x軸)を挟んで対向する領域の形状が円弧31である点においては変化はない。   FIG. 6 is a diagram showing various modifications of various molds other than the oval shape that satisfy the conditions “H> H ′” and “H ′ <2.5”. Note that the molds 28 to 30 shown in the figure all have the second axis (x axis) of the outer peripheral shapes of the first mirror face piece (mirror face piece 14a) and the second mirror face piece (mirror face piece 14b). There is no change in the point that the shape of the region facing each other is an arc 31.

ただし、金型28は、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)と第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の外周形状のうち第1の軸(y軸)を挟んで対向する領域の形状が曲線32であるということができる。   However, the mold 28 has a shape of a region facing each other across the first axis (y-axis) among the outer peripheral shapes of the first mirror face piece (mirror face piece 14a) and the second mirror face piece (mirror face piece 14b). It can be said that it is a curve 32.

また、金型29又は30は、第1の鏡面駒(鏡面駒14a)と第2の鏡面駒(鏡面駒14b)の外周形状のうち第1の軸(y軸)を挟んで対向する領域の形状が直線33と曲線34の組み合わせであるということができる。   In addition, the mold 29 or 30 is a region in the outer peripheral shape of the first mirror face piece (mirror face piece 14a) and the second mirror face piece (mirror face piece 14b) across the first axis (y axis). It can be said that the shape is a combination of a straight line 33 and a curved line 34.

また、実施の形態では、鏡面駒14a、14bの成形面は回転対称形状とした。しかしながら、鏡面駒14a、14bの成形面は、トーリック面(球面・非球面)や自由曲面形状であっても構わない。   In the embodiment, the molding surfaces of the mirror surface pieces 14a and 14b are rotationally symmetric. However, the molding surfaces of the mirror pieces 14a and 14b may be toric surfaces (spherical surfaces / aspheric surfaces) or free-form surfaces.

また、図2(a)に示した外形形状は、鏡面駒14a、14bのどちらか一方で形成されていても構わない。すなわち、図7(a)は鏡面駒14aによって外形形状が決まる構成を示す図である。図7(a)では、鏡面駒14bの周辺部には突起はなく、平坦な面になっている。一方、鏡面駒14aの周辺部には、図2(b)と同様に突起部が形成されている。ただし、突起部の長さは、所定のキャビティ形状が形成されたときに、その先端部が鏡面駒14bの周辺部と接するような長さとなっている。また、図7(b)は鏡面駒14bによって外形形状が決まる構成を示す図である。   Further, the outer shape shown in FIG. 2A may be formed by either one of the specular pieces 14a and 14b. That is, FIG. 7A is a diagram showing a configuration in which the outer shape is determined by the mirror piece 14a. In FIG. 7A, there is no protrusion in the peripheral part of the mirror piece 14b, and it is a flat surface. On the other hand, a projection is formed in the periphery of the mirror piece 14a as in FIG. However, the length of the protrusion is such that when the predetermined cavity shape is formed, the tip thereof is in contact with the peripheral portion of the specular piece 14b. FIG. 7B is a diagram showing a configuration in which the outer shape is determined by the mirror piece 14b.

第1の実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。It is a typical sectional side view which shows the structure of the metal mold | die in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における金型のキャビティの形状を平面図を中心に左と下に断面を示す図である。It is a figure which shows the shape of the cavity of the metal mold | die in 1st Embodiment to the left and the lower part centering on a top view. 第1の実施の形態における金型の2つの鏡面駒の形状においてキャビティに注入された樹脂の流入状態を示す図である。It is a figure which shows the inflow state of the resin inject | poured into the cavity in the shape of the two mirror piece of the metal mold | die in 1st Embodiment. 種々試作した金型のx軸方向の偏肉度とキャビティへの樹脂注入後のウエルドライン発生の有無を評価した図表である。It is the chart which evaluated the presence or absence of the weld line generation | occurrence | production after the resin injection | pouring to the cavity of the x-axis direction of the metal mold | die made variously. 本発明の金型の寸法条件を適用した金型で成形してウエルドの発生を抑制できる凹レンズの種々の形状を示す図である。It is a figure which shows the various shape of the concave lens which can shape | mold with the metal mold | die which applied the dimension conditions of the metal mold | die of this invention, and can suppress generation | occurrence | production of a weld. 本発明の金型の寸法条件を満足する小判形状以外の種々の形状の金型の各種変形例を示す図である。It is a figure which shows the various modifications of the metal mold | die of various shapes other than the oval shape which satisfy the dimension conditions of the metal mold | die of this invention. (a) 鏡面駒14aによって外形形状が決まる構成を示す図、(b) は鏡面駒14bによって外形形状が決まる構成示す図である。(a) A diagram showing a configuration in which the outer shape is determined by the mirror surface piece 14a, and (b) is a diagram showing a configuration in which the outer shape is determined by the mirror surface piece 14b. (a) は従来の凹レンズ成形用の金型のキャビティの形状を簡略に示す平面図、(b) は(a) のA−A´断面矢視図である。(a) is a top view which shows simply the shape of the cavity of the mold for the conventional concave lens shaping | molding, (b) is an AA 'cross section arrow view of (a). (a),(b) は従来の凹レンズ成形用の金型において注入樹脂の充填完了時に発生する合わせ目を説明する図である。(a), (b) is a figure explaining the joint which generate | occur | produces at the time of completion of filling of injection resin in the conventional metal mold | die for concave lens shaping | molding.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 鏡面駒
3 キャビティ
4 ゲート
5 樹脂
6 合流点
7 合わせ目
10 金型
12 固定金型
13 可動金型
14 鏡面駒
15 押圧面
16 キャビティ(cavity:鎔笵)
17 スプルー(sprue:湯口)
18 ランナー(runner:湯道)
19 ゲート
21 射出口
22 射出面中心
23 円弧部
24 樹脂
25 両凹レンズ
26 凹メニスカスレンズ
27 平凹レンズ
28、29、30 金型の各種変形例
31 円弧
32 曲線
33 直線
34 曲線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Mirror surface piece 3 Cavity 4 Gate 5 Resin 6 Junction point 7 Joint 10 Mold 12 Fixed mold 13 Movable die 14 Mirror surface piece 15 Pressing surface 16 Cavity (cavity)
17 sprue
18 Runner (runner)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Gate 21 Injecting port 22 Outgoing surface center 23 Arc part 24 Resin 25 Biconcave lens 26 Concave meniscus lens 27 Plano-concave lens 28, 29, 30 Various modifications of the mold 31 Arc 32 Curve 33 Straight 34 Curve

Claims (11)

第1の鏡面駒と、第2の鏡面駒と、ゲートを備えた金型であって、
互いに直交する第1の軸、第2の軸及び第3の軸のうち、前記第1の軸と前記第2の軸を含む面を第1仮想面、前記第1の軸と前記第3の軸を含む面を第2仮想面、前記第2の軸と前記第3の軸を含む面を第3仮想面とするとき、
前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒は、前記第1仮想面を挟んで対向して配置され、
前記第1仮想面に投影された前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒の外径形状は、前記第1の軸方向における幅が、前記第2の軸方向における幅よりも長くなっており、
前記ゲートの射出口は、該射出口の射出面の法線方向と前記第1の軸方向との成す角度が、前記第1の軸と前記第2の軸との成す角度よりも小さくなる位置に設けられ、
前記第2仮想面による断面形状における前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒間の最大間隔をDとし、
前記第3仮想面による断面形状における前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒間の最大間隔をD’とし、
前記第2仮想面による断面形状における前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒間の最小間隔と、前記第3仮想面による断面形状における前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒間の最小間隔のうち、小さいほうの最小間隔をdとしたとき、
H=D/dとし、H’=D’/dとして、H>H’を満足することを特徴とする成形用金型。
A mold comprising a first mirror piece, a second mirror piece, and a gate,
Of the first axis, the second axis, and the third axis that are orthogonal to each other, a plane including the first axis and the second axis is a first imaginary plane, the first axis, and the third axis. When a surface including an axis is a second virtual surface, and a surface including the second axis and the third axis is a third virtual surface,
The first mirror surface piece and the second mirror surface piece are arranged to face each other across the first virtual surface,
The outer diameter shape of the first specular piece and the second specular piece projected on the first imaginary plane has a width in the first axial direction longer than a width in the second axial direction. And
The exit of the gate is located at a position where the angle formed between the normal direction of the exit surface of the exit and the first axial direction is smaller than the angle formed between the first axis and the second axis. Provided in
The maximum distance between the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape by the second virtual surface is D,
D ′ is the maximum distance between the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape of the third virtual surface,
The minimum distance between the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape by the second virtual surface, and the first mirror surface piece and the second mirror surface piece in the cross-sectional shape by the third virtual surface When the smallest minimum interval between the two is d,
A mold for molding, wherein H = D / d, H ′ = D ′ / d, and H> H ′ is satisfied.
両凹レンズを成形する金型であり、
前記第1の鏡面駒の型領域は、中心よりも周辺が低い形状を有し、
前記第2の鏡面駒の型領域は、中心よりも周辺が低い形状を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の成形用金型。
A mold that molds a biconcave lens,
The mold region of the first mirror piece has a shape whose periphery is lower than the center,
The mold region of the second specular piece has a shape whose periphery is lower than the center,
The molding die according to claim 1, wherein:
負メニスカスレンズを成形する金型であり、
記第1の鏡面駒の型領域は、中心よりも周辺が低い形状を有し、
記第2の鏡面駒の型領域は、中心よりも周辺が高い形状を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の成形用金型。
A mold for molding negative meniscus lenses,
The mold region of the first specular piece has a shape whose periphery is lower than the center,
The mold region of the second specular piece has a shape whose periphery is higher than the center,
The molding die according to claim 1, wherein:
平凹レンズを成形する金型であり、
前記第1の鏡面駒の型領域は、中心よりも周辺が低い形状を有し、
前記第2の鏡面駒の型領域は、中心から周辺まで略同一の高さを有する、
ことを特徴とする請求項1記載の成形用金型。
A mold for molding plano-concave lenses,
The mold region of the first mirror piece has a shape whose periphery is lower than the center,
The mold region of the second specular piece has substantially the same height from the center to the periphery,
The molding die according to claim 1, wherein:
前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒の外周形状のうち、前記第2の軸を挟んで対向する領域の形状が円弧であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の成形用金型。   The shape of the area | region which opposes across the said 2nd axis | shaft among the outer periphery shape of a said 1st mirror surface piece and a said 2nd mirror surface piece is a circular arc, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. 2. A molding die according to item 1. 前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒の外周形状のうち、前記第1の軸を挟んで対向する領域の形状が直線であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の成形用金型。   The shape of the area | region which opposes across the said 1st axis | shaft among the outer peripheral shape of a said 1st mirror surface piece and a said 2nd mirror surface piece is a straight line, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 2. A molding die according to item 1. 前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒の外周形状のうち、前記第1の軸を挟んで対向する領域の形状が曲線であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の成形用金型。   The shape of the area | region which opposes on both sides of the said 1st axis | shaft among the outer peripheral shape of a said 1st mirror surface piece and a said 2nd mirror surface piece is a curve, Either of the Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 2. A molding die according to item 1. 前記第1の鏡面駒と前記第2の鏡面駒の外周形状のうち、前記第1の軸を挟んで対向する領域の形状が直線と曲線の組み合わせであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の成形用金型。   The shape of the area | region which opposes on both sides of the said 1st axis | shaft among the outer periphery shape of the said 1st mirror surface piece and the said 2nd mirror surface piece is a combination of a straight line and a curve. The molding die according to any one of 5. 前記射出面の中心が、前記第1の軸上に位置している、ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の成形用金型。   The molding die according to any one of claims 1 to 8, wherein a center of the injection surface is located on the first axis. 前記射出面の中心が、前記第1の軸上からのずれ角は、前記第2の軸方向に延びる円弧の幅の±5%以下である、ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の成形用金型。   The deviation angle of the center of the exit surface from the first axis is ± 5% or less of the width of an arc extending in the second axis direction. The molding die according to any one of the above. 前記H’は、H’<2.5である、ことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の成形用金型。   11. The molding die according to claim 1, wherein the H ′ satisfies H ′ <2.5. 11.
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