JP2007239010A

JP2007239010A - 金型用保持装置

Info

Publication number: JP2007239010A
Application number: JP2006062040A
Authority: JP
Inventors: Eiji Takagi; 英二高木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】金型基材と保持具との導通部がめっきされないようにマスキングする。
【解決手段】保持具１１の先端に金型基材１０を螺子構造により取り付け、金型基材１０の端面４０と雌ねじ１８の底面４１とを部分的に導通させる。その後、保持具１１にマスキング部材１２を取り付ける。これにより、金型基材１０のうちの成形面１３を含むめっき必要範囲は、マスキング部材１２に設けた開口部３１から外部に露呈する。そして、保持具１１に設けたパッキン２２と、マスキング部材１２に設けたパッキン３２とで、底面４１と端面４０との導通部が確実に防水される。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学素子を成形する金型の一部を構成する金型基材に対して、無電解ニッケル−リン合金めっき（無電解ニッケルめっき）等のめっき処理を施すときに、その金型基材を保持するための治具である金型用保持装置に関するものである。

従来、光学素子を成形するための成形用金型基材は、荒削り加工によりレンズを成形する面（成形面）を作った後に、ダイヤモンドバイトによる切削により成形面を超精密に加工して光学素子に転写される光学素子形状をもった光学鏡面にすることで作られる。例えば、プラスチック用金型には、マルエージング鋼などの時効硬化鋼、焼入れ焼戻し鋼やプリハードン鋼などの材料が用いられる。これら材料には、炭素を含んでいるため、ダイヤモンドバイトを使用して切削を行うと、ダイヤモンドバイトの先端が炭化してしまってダイヤモンドバイトが使いものにならなくなり、また、成形面も精密に加工することができなくなる。このため、ダイヤモンドバイトを頻繁に交換する作業が必要になる。そこで、荒削り加工により作られた成形面に対して、無電解ニッケルめっき等のめっき処理を施し、その後にめっき層をダイヤモンドバイトによる精密な切削加工を行って、所望の形状をもった鏡面に仕上げている（特許文献１）。

ステンレス材料を含む金型の場合、無電解ニッケルめっき処理を行う前に、アルカリ脱脂、電解脱脂、活性化処理、ニッケルストライクめっき、及び、活性化処理などの前処理を順に行う。アルカリ脱脂は、アルカリ脱脂液中に浸漬する脱脂であり、荒削り加工時に付着する機械油等を脱脂する。電解脱脂は、仕上げ脱脂とも呼ばれ多量のガスの力で浸漬する脱脂であり、所定の溶液中に金型を陰極又は陽極として浸し、電解によって脱脂する。これにより、取り除けない微細な凹凸面に付着したバフカスや焼き入れのスケールなどを取り除くことができる。活性化処理、及び、ニッケルストライクめっきは、ステンレス材の金型の表面に頑固に形成されている不動態化皮膜を取り除くためのものであり、後の無電解ニッケルめっき処理での密着性を良くするために、塩化ニッケルを主成分とするニッケルストライク(ウッド)浴にてストライクめっきを行う。

このような前処理、及び、無電解ニッケルめっきの工程では、金型基材を保持具に保持させ、その保持具を移動して金型基材をめっき液などに浸漬する。

ところで、前述した電解脱脂、及び、ニッケルストライクめっきでは、電気分解を行うため、金型基材と保持具とを部分的に導通させておく必要がある。そこで、導電性材料で保持具を作っている。しかも、金型基材を保持具に取り付けた後に、導通部を含む必要範囲以外がめっきされないようにマスキング剤で塗布して、保持具と金型基材との導通部を保護している（特許文献２）。
特開平１１−１５７８５２号公報特開２０００−２５６８６５号公報

しかしながら、ハケなどを用いてマスキング剤を金型基材に塗布する作業は、手間がかかり、また、塗布範囲にバラツキが生じて、例えば、金型と保持具との導通部にマスキング剤が塗布されてしまって電解脱脂又はニッケルストライクめっき処理のときに導通不良が発生する欠点があった。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、金型基材のうちの成形面を含む必要範囲以外、すなわち保持具との導通部を含む不必要範囲を確実にかつ簡便にマスキングすることができる金型用保持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に、本発明の金型用保持装置では、金型基材のうちの成形面を含むめっき必要範囲以外に設けられた保持具用取り付け部に着脱自在に取り付けられる金型用取り付け部と、前記金型用取り付け部とは異なる位置に設けられた被取り付け部と、を有する導電性材料で形成された保持具と；前記必要範囲以外を覆うカバー部と、前記保持具に取り付けられた前記金型基材を前記成形面から受け入れるための開放部と、前記開放部に対向する位置に設けられ前記必要範囲を外部に露呈するための開口部と、前記カバー部の内面に設けられ前記被取り付け部に着脱自在に取り付けられる取り付け部と、を有するマスキング部材と；を備えたものである。

また、金型用取り付け部を挟んだ前後の金型基材と保持具との隙間、及び、金型基材とマスキング部材との間の隙間をそれぞれシールする少なくとも２つのパッキンを備えるのが好適である。パッキンの取り付けとしては、保持具又はマスキング部材の何れか一方又は両方に設け、相手側当接部に押されることで前記隙間をシールする。これによれば、金型用取り付け部を水密に保持することができるので、めっき槽に浸しても金型用取り付け部がめっきされることはない。

カバー部としては、開放部を有する断面コ字状のキャップ形状に形成するのが望ましい。この場合、取り付け部としては、断面コ字状の内面に形成し、また、開口部としては、断面コ字状の底部に形成するのが好適である。

本発明の金型用保持装置によれば、金型基材を着脱自在に保治する保持具に加えて、形成面を含むめっきに必要な範囲以外を覆うカバー部と、保持具に取り付けられた金型基材を成形面から受け入れるための開放部と、開放部に対向する位置に設けられめっきに必要な範囲を外部に露呈するための開口部と、カバー部の内面に設けられ保持具に設けた被取り付け部に着脱自在に取り付けられる取り付け部と、を有するマスキング部材を備えているため、金型基材のうちの導通部を含む不必要範囲を確実にマスキングすることができる。しかも、カバー部材を保持具に取り付けるだけであるので、簡便である。

プラスチック材料で光学レンズを射出成形するための金型は、一対の金型基材で構成される。各金型基材は、荒削り加工により光学レンズ形状を転写する成形面を作り、その後に、成形面に対して従来技術で説明した前処理、及び、無電解ニッケルめっきとの処理を施した後に、無電解ニッケルめっきを施した成形面のめっき層をダイヤモンドバイトによる精密な切削加工を行って、所望の形状をもった鏡面に仕上げている。

荒削り加工済みの金型基材１０は、図１及び図２に示すように、保持装置９で保持される。保持装置は、保持具１１とマスキング部材１２とで構成される。保持具１１には、金型基材１０が取り付けられ、その後にマスキング部材１２が取り付けられる。マスキング部材１２は、電解脱脂やニッケルストライクめっき処理のときに、金型基材１０のうちの成形面１３を含む必要範囲以外がめっきされないようにマスキングするためのものである。

金型基材１０は、円柱部１４と支持部１５とを一体形成した部材である。円柱部１４は、先端に成形面１３を有する円柱形状となっている。支持部１５は、円柱部１４の後端を支持しており、円柱部１４よりも径の大きい円板状となっている。支持部１５の外周には、保持具１１に取り付けるための保持具用雄ねじ１６が形成されている。めっきは、前述したように光学素子に転写される光学素子形状に切削するために成形面１３に施される。しかも、本実施形態では、円柱部１４の外周にも、光学レンズを射出成形するための金型を構成する胴型に組み込む寸法に精度良く切削するために、めっきを施す。

保持具１１は、略円柱形状となっている。保持具１１の一方側の端面１７には、下穴が作られ、その下穴に保持具用雄ねじ１６が螺合する金型用雌ねじ（金型用取り付け部）１８が形成されている。また、前記端面１７の外周には、マスキング部材１２を取り付けるためのマスキング用雄ねじ（被取り付け部）２０が形成されている。また、保持具１１には、マスキング用雄ねじ２０よりも他方側に寄った外周に、一段凹んだ溝２１が形成されており、溝２１には環状のマスキング用パッキン２２が嵌め込まれている。マスキング用パッキン２２としては、フッ素系材料で作ったＯリング（環状ガスケット）などが好適である。なお、パッキン２２の代わりに、弾性変形自在な部材を用いても良い。

さらに、保持具１１には、他方側の端面外周に、支持板用雄ねじ２３が形成されている。支持板用雄ねじ２３は、詳しくは図３に示すように、支持板２４に設けられた保持具用雌ねじ２５に螺合する。保持具用雌ねじ２５は支持板２４に多数形成されており、支持板２４には多数の保持具１１が取り付けられるようになっている。この支持板２４を用いることで、多数の金型基材１０を一度にめっきすることができる。

マスキング部材１２は、開放部２７を有する断面コ字状のキャップ形状となっており、開放部２７を先頭にして保持具１１に取り付けられる。開放部２７を構成するカバー部２８の内面には、マスキング用雄ねじ２０に螺合する保持具用雌ねじ（取り付け部）２９が形成されており、また、開放部２７に対向する端面３０には、成形面１３を外部に露呈するための開口部３１が形成されている。この開口部３１は、円柱部１４よりも僅かに大きい径となっている。また、開口部３１の奥には、金型用パッキン３２が取り付けられている。金型用パッキン３２は、開口部３１と金型基材１０の円柱部１４又は支持部１５との間の隙間をシールするためのものである。なお、この金型用パッキン３２も、フッ素系樹脂材料のＯリングやシリコンゴムなどが好適である。

マスキング部材１２のカバー部２８は、保持具１１に取り付けられた金型基材１０の成形面１３を含むめっきに必要な範囲以外を覆う。このカバー部２８の内周には、保持具用雌ねじ２９に対して開放部２７寄りに押さえ部３３が形成されている。押さえ部３３は、保持具１１に取り付けられたときに、マスキング用雄ねじ２０と保持具用雌ねじ２９との螺合位置よりも外側でマスキング用パッキン２２を外周から押し潰してマスキング部材１２と保持具１１との間の隙間、すなわち、マスキング用雄ねじ２０と保持具用雌ねじ２９との螺合隙間をシールするためのものである。

金型基材１０を保持具１１に取り付けるときには、保持具用雄ねじ１６を金型用雌ねじ１８に一方向から挿入して係合させてから、金型基材１０と保持具１１とを相対的に回転させて保持具用雄ねじ１６を金型用雌ねじ１８に締め込む。締め込むと、図４に示すように、保持具１１に対して金型基材１０が位置決めされ、かつ、金型基材１０の支持部１５の端面４０が、保持具１１のうちの金型用雌ねじ１８の底面４１に当たっているので金型基材１０と保持具１１とが互いの螺合部２０，２９の奥で部分的に導通される。

その後に、マスキング部材１２を保持具１１に取り付ける。この取り付けは、まず、開放部２７を先頭にしてマスキング部材１２を保持具１１に一方向から挿入する。このとき、金型基材１０の成形面１３が開口部３１から外部に露呈するように行う。その後、保持具用雌ねじ２９が、保持具１１のマスキング用雄ねじ２０に係合するので、後はマスキング部材１２を締め込み方向に回転させて保持具用雌ねじ２９をマスキング用雄ねじ２０に締め込む。締め込むと、金型用パッキン３２が、金型基材１０の円柱部１４と支持部１５との間の段差部５０に強固に押し付けられる。これにより、図５に示すように、前述したマスキング用パッキン２２と金型用パッキン３２とで、金型基材１０と保持具１１との接触部である端面４０と底面４１との導通部、及び、マスキング用雄ねじ２０と保持具用雌ねじ２９との螺合部とが確実に防水される。

このようにして保持具１１に金型基材１０を取り付けた後に、マスキング部材１２を取り付けていく。取り付けが完成した保持具１１は、支持板２４に取り付ける。この取り付けは、支持板用雄ねじ２３を保持具用雌ねじ２５に螺合させることで行う。これにより、図６に示すように、支持板２４には多数の保持具１１が取り付けられていく。なお、取り付け順番としては、支持板２４に多数の保持具１１を取り付け、各保持具１１に金型基材１０とマスキング部材１２と取り付けるようにしてもよい。

この支持板２４は、図示していない搬送手段により、アルカリ脱脂、電解脱脂、活性化処理、ニッケルストライクめっき、活性化処理、及び、無電解ニッケルめっきの各工程に順に搬送されて各処理が行われる。このうちニッケルストライクめっき処理を行う工程においては、その工程に配した昇降機構により支持板２４を所定の溶液５２の中に下降させて金型基材１０を浸漬し、金型基材１０に対してめっき処理が施される。このとき、マスキング部材１２を取り付けているので、端面４０と底面４１との接触部にめっきが施されることはなく、また、金型基材１０と保持具１１との導通性が保たれる。しかも、マスキング用雄ねじ２０と保持具用雌ねじ２９とのネジ部も、マスキング部材１２により防水しているから、そのネジ部に溶液５２が浸入することがなく、金型基材１０を金型のベース部に取り付けるときに不都合が生じることはない。

前述した実施形態では、金型基材１０と保持具１１との取り付けをネジ構造にしているが、本発明ではこれに限らず、例えば３つ爪のチャック方式など周知の着脱自在な取り付け手段を採用してもよい。また、マスキング部材１２と保持具１１との取り付けもネジ構造にしているが、本発明ではこれに限らず、周知の着脱自在な取り付け手段を採用してもよい。

また、上記各実施形態では、二つのパッキン２２，３２を用いているが、本発明では必ずしも必要としないので、省略してもよい。また、パッキン２２を保持具１１に取り付けているが、逆にマスキング部材１２に取り付けても良い。この場合には、押さえ部３３を保持具１１に設ければよい。さらに、パッキン３２も前述したと同じに、保持具１１に設けても良い。

さらにまた、上記各実施形態では、保持具１１、金型基材１０、及び、マスキング部材１２は、図１などで説明した形状に限ることはない。

金型基材と、本発明を構成する保持具とマスキング部材とを示す斜視図である。図１で説明した金型基材、保持具、及び、マスキング部材とを示す断面図である。多数の保持具を取り付ける支持板を示す斜視図である。金型基材を取り付けた保持具にマスキング部材を取り付ける状態を示す断面図である。金型基材を取り付けた保持具にマスキング部材を取り付けた状態を示す断面図である。支持板を下降して金型基材をめっき槽に浸す状態を示す斜視図ある。説明図である。

符号の説明

９保持装置
１０金型基材
１１保持具
１２マスキング部材
１３成形面
１６保持具用雄ねじ
１８金型用雌ねじ（金型用取り付け部）
２０マスキング用雄ねじ（被取り付け部）
２２マスキング用パッキン
２９保持具用雌ねじ（取り付け部）
３２金型用パッキン

Claims

光学素子を成型する金型基材を保持し、前記金型基材のうちの前記光学素子形状を転写する成形面を含む必要範囲にめっき処理を施すときに使用される金型用保持装置において、
前記金型基材のうちの前記必要範囲以外に設けられた保持具用取り付け部に着脱自在に取り付けられる金型用取り付け部と、前記金型用取り付け部とは異なる位置に設けられた被取り付け部と、を有する導電性材料で形成された保持具と、
前記必要範囲以外を覆うカバー部と、前記保持具に取り付けられた前記金型基材を前記成形面から受け入れるための開放部と、前記開放部に対向する位置に設けられ前記必要範囲を外部に露呈するための開口部と、前記カバー部の内面に設けられ前記被取り付け部に着脱自在に取り付けられる取り付け部と、を有するマスキング部材と、を備えたことを特徴とする金型用保持装置。
前記保持具又はマスキング部材のうちの何れか一方、又は両方に設けられており、前記金型用取り付け部を挟んだ前後の前記金型基材と前記保持具との隙間、及び、前記金型基材と前記マスキング部材との間の隙間をそれぞれシールして前記金型用取り付け部を水密に保持するための少なくとも２つのパッキンを備えていることを特徴とする請求項１記載の金型用保持装置。