JP2009137162A - ２色成形方法及び２色成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】２色成形品の光学素子部の変形ならびに内部応力や歪を小さくする。
【解決手段】光学素子部３と、この光学素子部３を支持する枠体部５とを一体成形する２色成形方法であって、光学素子部３を射出成形する第１工程と、この第１工程に次いで光学素子部３を、そのガラス転移点±５℃の温度に加熱し０．５ＭＰａの圧力を加え、光学素子部３の外周に枠体部５を射出成形する第２工程とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光学素子等における透明部（光学素子部）及びその着色外周部とを一体成形する２色成形方法及び２色成形用金型に関する。

従来から、光学素子等における透明部と、この透明部を支持する着色外周部とを一体成形する方法として２色成形方法が広く採用されている。このように、光学素子等の透明部の外周部に着色部（支持部）を設けると、光学部品として用いた場合にフレアやゴーストの発生を防止することができるためである。また、光学素子等の透明部の周りに着色部（支持部）を設けることで、この着色部（支持部）に他の部品内に組込む際の位置決め機能等を持たせることができる。

この２色成形方法の一般的な成形方法は、例えば１次成形用の金型に１次成形用の樹脂を射出して透明部を成形する。次いで、２次成形用の金型に２次成形用の樹脂を射出して着色部を成形すると同時に、これら透明部と着色部とを溶着、一体化させる方法が採用されている。

しかしながら、このような成形方法では、２次成形時の樹脂圧及び冷却過程での着色部の樹脂の収縮により、１次成形部（透明部）の形状が崩れたり、該１次成形部の内部応力や歪が増大するという課題があった。

これを解決すべく、例えば特許文献１において、１次成形で非透明部（着色部）を成形した後に透明部を２次成形する成形方法が提案されている。
また、特許文献３において、１次成形で透明部を射出成形した後、２次成形で着色部を射出成形する方法において、少なくとも１次成形側を射出圧縮成形する技術が提案されている。
特開２００５−１０３９０７号公報 特公平７−１００３３１号公報

しかしながら、特許文献１のように、透明部を２次成形とすると、２次成形の樹脂温度により、１次成形品の非透明樹脂が溶融し、この樹脂が２次成形の透明樹脂に入り込み、所望の光学特性が得られなくなる。特に、このような現象は、透明部が微小な場合は顕著に現れる。

また、特許文献２では、前述のように、２次成形時の樹脂圧及び冷却過程での２次成形部（着色部）の樹脂の収縮により、１次成形部（透明部）の形状が崩れるおそれがある。
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、２色成形品の透明部の変形ならびに内部応力や歪を小さくすることのできる２色成形方法及び２色成形用金型を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
透明部と、該透明部を支持する着色外周部とを一体成形する２色成形方法であって、
前記透明部を射出成形する第１工程と、
前記第１工程に次いで前記透明部を加熱し圧力を加え、前記透明部の外周に前記着色外周部を射出成形する第２工程と、を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の２色成形方法において、
前記第２工程は、前記透明部と前記着色外周部の両方に圧力を加えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の２色成形方法において、
前記第１工程及び前記第２工程は同一金型内で行うことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法において、
前記圧力を加える工程は、成形機のエジェクタ動作により行うことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法において、
前記圧力を加える工程は、外部駆動装置により行うことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法において、
前記第２工程の加熱温度は、前記透明部の樹脂のガラス転移点±５℃であることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、
透明部と、前記透明部を支持する着色外周部とを一体成形して２色成形品を成形する２色成形用金型であって、
前記透明部を１次成形にて射出成形し、次いで前記透明部の外周に前記着色外周部を射出成形する２次成形にて前記透明部を加熱する手段と、
前記透明部に圧力を加える手段と、を有することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の２色成形用金型において、
前記圧力を加える手段は、前記透明部と前記着色外周部の両方を加圧するものであることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項７に記載の２色成形用金型において、
前記加熱手段は、ヒータであることを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項７又は９に記載の２色成形用金型において、
前記加熱手段は、前記透明部を形成する金型部材の内部に配置されていることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項７に記載の２色成形用金型において、
前記加熱手段は、温調媒体であることを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項７に記載の２色成形用金型において、
前記圧力を加える手段は、成形機のエジェクタ動作で移動する突き出し機構であることを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項７に記載の２色成形用金型において、
前記圧力を加える手段は、外部駆動装置であることを特徴とする。

本発明によれば、透明部と着色外周部とを一体成形する際に、前記透明部を射出成形する第１工程と、この第１工程に次いで前記透明部を加熱し圧力を加え、その外周に前記着色外周部を射出成形する第２工程とを有することにより、２色成形品の透明部の変形ならびに内部応力や歪を小さくすることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本実施形態により成形された２色成形品１の外観を示し、図２は、第１の実施の形態の２色成形用金型１０の断面構成を示す。

図１において、光学レンズ等の２色成形品１は、透明部としての光学素子部３と、該光学素子部３の外周に成形される着色外周部としての枠体部５とを有している。枠体部５は、２色成形品１を鏡筒に取り付ける際の鏡筒内での位置決め用として機能する。また、着色された枠体部５は、２色成形品１を光学部品として用いた場合に、フレアやゴーストの発生を防止する役目をなす。

図２において、２色成形用金型１０は、１次成形側金型７と２次成形側金型９とを有している。１次成形側金型７は、パーティングラインＰＬを挟んで対向配置された１次固定側金型１１_１及び可動側金型１２を有している。また、２次成形側金型９は、パーティングラインＰＬを挟んで対向配置された２次固定側金型１１_２及び可動側金型１２を有している。

すなわち、１次成形側金型７と２次成形側金型９とは、１次固定側金型１１_１と２次固定側金型１１_２の構成が相違している。可動側金型１２については、１次側も２次側も同一の構成を有している。そして、１次成形側金型７で光学素子部３を射出成形する第１工程が行われ、また、２次成形側金型９で光学素子部３を加熱し圧力を加えてその外周に枠体部５を射出成形する第２工程が行われる。

１次固定側金型１１_１は、１次固定側型板１３_１、１次固定側落下板１４_１、及び１次固定側取付板１５_１を有している。この１次固定側金型１１_１に対向する可動側金型１２は、可動側型板１８、可動側受け板１９、スペーサブロック２０、及び可動側取付板２１を有している。スペーサブロック２０の内側には、突き出し機構を構成するエジェクタプレート２２が設けられている。このエジェクタプレート２２には、エジェクタピン２３が取り付けられている。

２次固定側金型１１_２は、２次固定側型板１３_２、２次固定側落下板１４_２、及び２次固定側取付板１５_２を有している。この２次固定側金型１１_２に対向する可動側金型１２は、前述した１次固定側金型１１_１に対向する可動側金型１２と同一の構成を有している。

これら１次成形側金型７の可動側取付板２１と、２次成形側金型９の可動側取付板２１とは、不図示の成形機の可動側プラテン２５に固定されている。同様に、１次成形側金型７の１次固定側取付板１５_１と、２次成形側金型９の２次固定側取付板１５_２とは、不図示の固定側プラテンに固定されている。

１次成形側金型７の構成について説明する。
１次固定側金型１１_１の１次固定側型板１３_１には、その略中央に１次固定側ピース１６_１が嵌挿されている。この１次固定側ピース１６_１には、そのパーティングラインＰＬ側に凹状の成形面２６ａが形成されている。この成形面２６ａは、対向する可動側ピース２４（後述する）の凹状の成形面２７ａと共にキャビティ３７を形成している。

本実施形態では、成形面２６ａと成形面２７ａは、ともに同一の曲率半径の球面又は非球面、又は球面と非球面の組み合わせ面に形成されている。ただし、これに限るものではなく、曲率半径や球面形状等を適宜変更してもかまわない。

１次固定側ピース１６_１の成形面２６ａの外周部は、１次固定側型板１３_１側にも平面状に延びていて、成形面２６ａの外周部にフランジ空間１７を形成している。この１次固定側型板１３_１には、加熱手段としての温調媒体（例えば媒体温度は１２０℃）を供給する温調管３２_１が形成されている。

１次固定側型板１３_１に対向する可動側型板１８には、１次固定側ピース１６_１と対向するように可動側ピース２４が設けられている。この可動側ピース２４には、そのパーティングラインＰＬ側に凹状の成形面２７ａが形成されている。前述したように、この可動側ピース２４の成形面２７ａと、１次固定側ピース１６_１の成形面２６ａとで、パーティングラインＰＬを挟んでキャビティ３７が形成されている。

この可動側ピース２４には、加熱手段としてのヒータ２９と温度センサとしての熱電対３０が内蔵されている。なお、このヒータ２９の温度制御は、熱電対３０の出力値に基づき温度制御部４０からのフィードバック制御によって行われる。また、可動側ピース２４が微小でヒータ２９等を内蔵できない場合は、可動側ピース２４の近傍の可動側型板１８に配置することも可能である。また、この可動側型板１８には、温調媒体（例えば媒体温度は１２０℃）を供給する温調管３６が形成されている。

この可動側型板１８には、成形面２７ａの外周部で、パーティングラインＰＬに面する側に、キャビティ３７と同心状に、２色成形品１の枠体部５を成形するための枠体空間３１が形成されている。この枠体空間３１の底面（図２の下方側の面）に当接するように、エジェクタピン２３が配置されている。

なお、キャビティ３７に射出される溶融樹脂は、ポリカーボネートが用いられる。ただし、光学素子部３を成形するキャビティ３７に射出される材料の色は透明であり、枠体部５を成形する枠体空間３１，３５（後述する）に射出される材料の色は黒色である。

次に、２次成形側金型９の構成について説明する。
２次固定側金型１１_２の２次固定側型板１３_２には、その略中央に２次固定側ピース１６_２が嵌挿されている。この２次固定側ピース１６_２には、そのパーティングラインＰＬ側に凹状の成形面２８ａが形成されている。この成形面２８ａは、対向する可動側ピース２４の凹状の成形面２７ａと共にキャビティ３８を形成している。この２次固定側ピース１６_２の成形面２８ａは、２次固定側型板１３_２にも連続的に延びて、成形面２８ａの外周部に形成された枠体空間３５に連通している。

この枠体空間３５は、パーティングラインＰＬを挟んで可動側型板１８に形成された枠体空間３１と対向配置されている。
また、２次固定側ピース１６_２には、加熱手段としてのヒータ３３と温度センサとしての熱電対３４が内蔵されている。なお、このヒータ３３の温度制御は、熱電対３４の出力値に基づき温度制御部４０からのフィードバック制御によって行われる。また、２次固定側ピース１６_２が微小でヒータ３３等を内蔵できない場合は、２次固定側ピース１６_２の近傍の２次固定側型板１３_２に配置することが可能である。また、この２次固定側型板１３_２には、温調媒体（例えば媒体温度は１２０℃）を供給する温調管３２_２が形成されている。

次に、図２と、図３〜図９に基づき、本実施形態の２色成形品１の成形工程について説明する。
図３は、１次固定側金型１１_１及び２次固定側金型１１_２と２つの可動側金型１２、１２を離型した状態の断面図、図４は、２つの可動側金型１２、１２を同一平面内で１８０°回転した状態の断面図、図５は、２つの可動側金型１２、１２を１８０°回転した後に型閉めした状態の断面図、図６は、成形完了後に離型した状態の断面図である。

また、図７は、可動側金型１２の拡大断面図、図８は、可動側金型１２の拡大断面図で光学素子部３の加圧状態を示す断面図、図９は、エジェクタプレート２２による突き出し機構を示す断面図である。

本実施形態では、第１工程と第２工程により２色成形品１を成形する。第１工程において、光学素子部３とフランジ部４を有する１次成形品６を成形する。そのために、１次成形側金型７で１次成形品６を成形するための１次成形を行う。次に、第２工程において、この１次成形品６を用い、２次成形側金型９で１次成形品６に枠体部５を一体成形して２色成形品１を得るための２次成形を行う。

すなわち、１次成形側金型７内に形成されたキャビティ３７及びフランジ空間１７に、不図示の成形機のノズルから不図示のスプルー、ランナ、ゲートを介して透明な溶融樹脂を射出する。樹脂の射出後、保圧しながら金型を冷却する。金型の冷却は、温調管３２_１、３６を流れる媒体温度を制御して行う。

次に、図３に示すように、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２とを離型する。
このときの離型は、１次固定側金型１１_１及び２次固定側金型１１_２に対し、パーティングラインＰＬを境として２つの可動側金型１２、１２を同時に離型方向（図３の上下方向）に引き離すことで行う。こうして、１次成形側金型７の１次固定側金型１１_１と可動側金型１２、及び２次成形側金型９の２次固定側金型１１_２と２次固定側金型１２_２が離型される。

すると、光学素子部３とフランジ部４が形成された１次成形品６が露出する（図３参照）。このとき、１次成形品６は、離型性の良さに起因して必ず可動側金型１２に残される。

なお、２次成形側金型９内のキャビティ３８及び枠体空間３１，３５に１次成形品６が入っていない状態では、該キャビティ３８及び枠体空間３１，３５への溶融樹脂の射出は行われない。

次いで、図４に示すように、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２とを離型した状態で、可動側プラテン２５を支持軸２５ａの回りに１８０°回転させる（図４の矢印方向）。このとき、可動側金型１２に１次成形品６を残したまま回転させる。

こうして、１次固定側金型１１_１と可動側金型１２（図２で２次固定側金型１１_２と対向していた金型）、及び２次固定側金型１１_２と可動側金型１２（図２で１次固定側金型１１_１と対向していた金型）とが対向するように配置される。

この状態で、図５に示すように、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２とを閉じる（型閉め）。次いで、２次成形側金型９においては、ヒータ２９とヒータ３３の出力を上げて加熱する（再加熱）。本実施形態では、このときのヒータ２９、３３の温度を１３０℃とした。こうして、２次固定側金型１１_２と可動側金型１２の金型温度を、光学素子部３の材料のガラス転移点（Ｔｇ）付近の温度（ガラス転移点Ｔｇ±５℃）まで上昇させる。

なお、本実施形態において、加熱温度（ガラス転移点Ｔｇ±５℃）としたのは、ガラス転移点Ｔｇ＋５℃以上では光学素子部３の形状が保てない温度であり、また、ガラス転移点Ｔｇ−５℃以下では光学素子部３に圧力を加えても変形困難な温度であるためである。

次いで、成形機のエジェクタ動作により、エジェクタプレート２２をパーティングラインＰＬ側に若干移動させる（矢印Ａ方向）。これにより、可動側ピース２４はキャビティ３８内の１次成形品６に接近移動し（矢印Ａ方向）、キャビティ３８内の１次成形品６を加圧する。このとき、本実施形態では、可動側ピース２４を０．５ＭＰａの大きさで加圧した。また、可動側ピース２４の移動量（圧縮量）は０．１〜０．２ｍｍとした。

この加圧と略同時に、キャビティ３８に連通する枠体空間３１、３５に黒色の溶融樹脂を射出する。こうして、透明な１次成形品６の外周部に黒色の枠体部５を一体成形する。
このように、本実施形態では、黒色の溶融樹脂を射出する前に、光学素子部３をそのガラス転移点付近の温度（ガラス転移点Ｔｇ±５℃）にまで加熱したことで、光学素子部３は変形可能な軟化状態にある。よって、１次成形品６と枠体部５とが強固に一体成形される。また、１次成形品６をこの温度に再加熱することで、１次成形側金型７で発生した１次成形品６の光学素子部３の内部応力や歪を除去することができる。

さらに、本実施形態では、光学素子部３を上記温度に加熱した後、所定圧（０．５ＭＰａ）で加圧したことにより、成形面２７ａが押圧される。こうして、１次成形品６の光学素子部３の外周部が押し出されるので、光学素子部３の外周部に射出される枠体部５の樹脂圧によって光学素子部３が変形するのが防止される。また、黒色に着色された枠体部５の色素が、透明な光学素子部３に入り込むのが防止される。これにより、光学素子部３の透明度が確保されることになる。

こうして、１次成形品６に対し、そのフランジ部４を包むように枠体部５が成形され、１次成形品６に枠体部５が一体成形される。次いで、熱電対３０、３４の出力値に基づきヒータ２９とヒータ３３の温度を下げ、樹脂および金型を温調媒体の設定温度（１２０℃）まで冷却する。

さらに、図５において、１次成形側金型７では、枠体部５の成形動作と並行して、キャビティ３７及びフランジ空間１７に、次の透明な溶融樹脂が射出される。その後、射出された溶融樹脂は、保圧されながら金型が冷却される。金型の冷却は、温調管３２_１、３６を流れる媒体温度を制御して行う。

次いで、図６に示すように、１次成形側金型７及び２次成形側金型９を冷却した後、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２とに離型される。すると、１次成形側金型７では、光学素子部３とその周囲にフランジ部４が形成された１次成形品６が露出する。また、２次成形側金型９では、１次成形品６に枠体部５が一体成形された２色成形品１が露出する。

次いで、成形機のエジェクタ動作により、エジェクタプレート２２を移動させて（矢印Ａ方向）、可動側ピース２４及びエジェクタピン２３をキャビティ３８に向けて（矢印Ａ方向）突出させる。こうして、キャビティ３８及び枠体空間３１、３５から２色成形品１が取り出される。なお、１次成形側金型７のキャビティ３７に存在する１次成形品６は型内に残したままとする。

２次成形側金型９から２色成形品１を取り出した後は、再び可動側プラテン２５を１８０°回転させ、上述した操作を繰り返す。
次に、図７及び図８に基づき、成形機のエジェクタ動作による１次成形品６の光学素子部３の加圧動作について説明する。

図７において、可動側受け板１９の内部には、押さえ部材４１を介して第２エジェクタプレート４２が配設されている。この第２エジェクタプレート４２にはエジェクタピン２３が取り付けられている。

また、エジェクタプレート２２には、可動側ピース２４を突出するためのピースエジェクタロッド４３及び第２エジェクタプレート４２を突き出すためのプレートエジェクタロッド４４が取り付けられている。

以上において、図８に示すように、成形機のエジェクタ動作によりエジェクタプレート２２をパーティングラインＰＬ側に移動（矢印Ａ方向）させると、ピースエジェクタロッド４３を介して可動側ピース２４が同方向（矢印Ａ方向）に移動する。こうして、可動側ピース２４が移動すると、キャビティ３８内に存在する１次成形品６の光学素子部３が加圧される。このときの加圧力は０．５ＭＰａである。この加圧状態で、枠体空間３１、３５に黒色の溶融樹脂が射出される。

なお、この場合は、第２エジェクタプレート４２にプレートエジェクタロッド４４が当接していないので、エジェクタピン２３は移動しない。
次に、図９に基づき、成形機のエジェクタ動作による２色成形品１の突き出し動作について説明する。

キャビティ３８内の２色成形品１を取り出すためには、可動側ピース２４がキャビティ３８側に移動して加圧した状態から、エジェクタプレート２２をさらに図９の矢印Ａ方向に移動させる。すると、ピースエジェクタロッド４３が矢印Ａ方向に移動して、可動側ピース２４がさらに矢印Ａ方向に移動する。

これと同時に、第２エジェクタプレート４２にプレートエジェクタロッド４４が当接して、該第２エジェクタプレート４２を図９の矢印Ａ方向に移動させる。この第２エジェクタプレート４２の移動により、エジェクタピン２３が矢印Ａ方向に突出する。

こうして、可動側ピース２４とエジェクタピン２３が略同時に矢印Ａ方向に突出して、可動側金型１２から２色成形品１が突き出される。こうして、１次成形品６に枠体部５が一体成形された２色成形品１を取り出すことができる。

なお、本実施形態では、光学素子部３と枠体部５の材料を、同じポリカーボネートとしたが、このように、材料の組み合わせは、同一樹脂、若しくは略同じガラス転移点を有する樹脂同士を組み合わせるのがよい。また、本実施形態では、透明と黒色の２色成形について説明したが、これに限らない。多色成形に適用することもできる。

本実施形態によれば、１次成形品６の光学素子部３をそのガラス転移点Ｔｇ±５℃にまで再加熱した状態で、枠体部５を成形するための黒色の溶融樹脂を射出したことにより、１次成形側金型７で発生した１次成形品６の光学素子部３の内部応力や歪を減少させることができる。

また、１次成形品６の光学素子部３をそのガラス転移点Ｔｇ±５℃にまで再加熱した状態で、枠体部５を成形するための黒色の溶融樹脂を射出したことにより、１次成形品６は適度に軟化しており、光学素子部３の外周部に枠体部５を成形する際の樹脂圧により光学素子部３に変形が生じるのを防止することができる。また、１次成形品６と枠体部５とを強固に一体成形することができる。

さらに、１次成形品６の光学素子部３を所定圧（０．５ＭＰａ）で加圧した状態で、枠体部５を成形するための黒色の溶融樹脂を射出したことにより、光学素子部３に枠体部５の色素が浸入するのを防止することができる。

こうして、光学素子部３の変形や歪の発生を抑制したまま、該光学素子部３に枠体部５を一体成形することができる。これにより、光学素子部３の形状、機能を維持したまま、その外周部に着色された枠体部５を強固に取り付けることができる。
［第２の実施の形態］
図１０は、第２の実施の形態の成形用金型の構成を示す。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、温調媒体によってのみ金型を加熱するものである。
このため、２次固定側金型１１_２に配置された温調管３２_２とは別に、２次固定側ピース１６_２の付近に温調管５０を配置している。また、可動側金型１２に配置された温調管３６とは別に、可動側ピース２４の付近に温調管５１を配置している。そして、２次成形時に、特に温調管５０，５１を流れる温調媒体によって金型温度を制御する。その他の構成は、前述した第１の実施の形態と同様である。

なお、温調管５０，５１に温調媒体を送る温調機（図示せず）は、温調媒体の温度を急速に制御可能なものを用いるものとする。また、１次固定側金型１１_１の温調管３２_１、２次固定側金型１１_２の温調管３２_２、及び可動側金型１２の温調管３６には、温調管５０，５１に接続される温調機とは別の温調機を接続する。

こうして、２次成形の開始前、温調管５０，５１に接続された温調機は、急速に温調媒体の温度を、射出される樹脂のガラス転移点付近の温度にまで加熱し、１次成形品６の光学素子部３の加圧と２次成形樹脂（枠体部５の溶融樹脂）の射出を行う。このときの加圧は、前述したように、成形機のエジェクタ動作によって行う。その後、温調機にて急速に温調管５０，５１を流れる温調媒体の温度を取り出し温度にまで下げる。そして、金型から２色成形品１を取り出す。

本実施形態によれば、温調管５０，５１を流れる温調媒体により、キャビティ３７，３８の付近の温度制御を行うことで、ヒータ２９，３３で加熱するよりも急速に加熱、冷却に関する温度制御を行うことができる。これにより、成形サイクルタイムを短縮化し、生産性の向上を図ることができる。
［第３の実施の形態］
図１１は、第３の実施の形態の成形用金型の構成を示す。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、１次成形品６の光学素子部３の加圧を成形機のエジェクタ動作により行うのではなく、外部駆動装置としてのシリンダ５４により行うものである。
図１１において、可動側受け板１９の内側空間に、押さえ部材４１を介して傾斜面５５ａを有する楔形ブロック５５を摺動自在に配置している。また、この楔形ブロック５５の傾斜面５５ａに、加圧部材５６の一端を傾斜面５５ａに摺動可能に配置する。この加圧部材５６の他端は、可動側ピース２４に当接している。この加圧部材５６は、離型方向（図１１の矢印Ａ方向）と同方向に移動可能となっている。

また、楔形ブロック５５には、可動側金型１２の外部に配置されたシリンダ５４が作動ロッド５４ａを介して連結されている。そして、シリンダ５４が作動して、楔形ブロック５５が押さえ部材４１の載置面に沿って矢印Ｂ方向に移動すると、加圧部材５６は矢印Ａ方向に移動する。

さらに、加圧部材５６が矢印Ａ方向に移動すると、可動側ピース２４が同方向に所定量移動する。これにより、可動側ピース２４の一端側のキャビティ３８に収容された１次成形品６の光学素子部３が加圧される。

本実施形態によれば、シリンダ５４により可動側ピース２４の加圧力や移動量を細かく制御することができるため、加圧される１次成形品６の光学素子部３の形状精度を高レベルで確保することができる。また、シリンダ５４の作動ロッド５４ａの変位量を制御することで、可動側ピース２４の移動量を簡単に変更することができる。

これに対し、成形機のエジェクタ動作により、エジェクタプレート２２を介して可動側ピース２４を加圧する手段では、精密な圧力制御は困難である。
さらに、１次成形品６の光学素子部３への加圧を、成形機のエジェクタ機構ではなく外部駆動装置（シリンダ５４）で行うようにしたので、成形機の制御とは切り離して簡単な制御で行うことができる。

本実施形態によれば、楔形ブロック５５の横方向（図１１の矢印Ｂ方向）の移動を、加圧部材５６によって縦方向（図１１の矢印Ａ方向）の移動に変換して可動側ピース２４を同方向（図１１の矢印Ａ方向）に移動させるため、１次成形品６の光学素子部３の加圧量を高精度で制御することができる。
［第４の実施の形態］
図１２は、第４の実施の形態の成形用金型の構成を示す。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、２次成形を行うに際し、１次成形品６の光学素子部３と枠体部５との両方を加圧可能としたものである。
図１２において、可動側金型１２における可動側ピース２４の外径は、最終的に成形される２色成形品１の光学素子部３の外周部の枠体部５まで延びている。そして、この可動側ピース２４の中央に凹状の成形面２７ａが形成され、この成形面２７ａの外周部に枠体空間３１が形成されている。また、この枠体空間３１の底面（図１２の下方側の面）に当接するように、エジェクタピン２３が配置されている。

さらに、この可動側ピース２４には、キャビティ２６の近傍に温調管５１が形成され、また、熱電対３０が内蔵されている。
こうして、１次成形側金型７内では、１次固定側金型１１_１に形成された成形面２６ａ及びフランジ空間１７と、可動側金型１２に形成された可動側ピース２４の成形面２７ａとでキャビティ３７が形成される。

同様に、２次成形側金型９では、２次固定側金型１１_２に形成された成形面２８ａ及び枠体空間３５と、可動側金型１２に形成された可動側ピース２４の成形面２７ａ及び枠体空間３１とでキャビティ３８が形成される。

こうして、１次成形側金型７において、キャビティ３７及びフランジ空間１７に透明な溶融樹脂を射出して１次成形品６を成形する。次いで、図示は省略するが、前述したように（図３、図４）、金型を冷却した後、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２とを離型する。このとき、１次成形品６は可動側金型１２に残ったままとする。さらに、２つの可動側金型１２を支持軸２５ａを中心として１８０°回転させる。そして、固定側金型１１_１、１１_２と可動側金型１２、１２の型閉めを行う。

この状態で、２次成形側金型９において、冷却後の１次成形品６がキャビティ３８に存在したまま、２次固定側金型１１_２及び可動側金型１２の温度を、光学素子部３の樹脂のガラス転移点付近の温度に再加熱する。この再加熱した状態で、可動側ピース２４をキャビティ３８側に接近移動させて１次成形品６を加圧する。

このときの加圧力は、例えば０．５ＭＰａで行う。この状態で、枠体空間３１，３５に黒色の溶融樹脂を射出して枠体部５を成形する。こうして、１次成形品６の光学素子部３と枠体部５とを所定圧で同時に加圧する。

なお、金型の再加熱は、温調管５０，５１を流れる温調媒体により行い、加圧は前述と同様に成形機のエジェクタ動作により行う。
このように、本実施形態では、２次成形時に光学素子部３と枠体部５の両方をガラス転移点付近の温度に再加熱し、かつ両方を同時に加圧する。

一方、この枠体部５の成形動作と並行して、１次成形側金型７では、キャビティ３７及びフランジ空間１７に透明な溶融樹脂が射出される。その後、射出された溶融樹脂は、保圧されながら金型が冷却される。

２色成形品１によっては、光学素子部３の要求精度と枠体部５の要求精度の両方が厳しい場合が考えられる。このような場合、光学素子部３のみを加圧するだけでは、２次成形時に発生する内部応力や歪により枠体部５の要求精度が確保できないおそれがある。

本実施形態によれば、光学素子部３と枠体部５の両方を光学素子部３の樹脂のガラス転移点付近の温度に再加熱して、加圧することで、光学素子部３及び枠体部５の両方の形状精度を向上させて成形することができる。
［第５の実施の形態］
図１３〜図１６は、第５の実施の形態の成形用金型の構成を示す。

図１３は、対向する一対の固定側金型１１及び可動側金型１２により１次成形を行う場合の断面図、図１４は、同金型により２次成形を行う場合の断面図、図１５は、シリンダ５４により光学素子部３を加圧する機構の断面図、図１６は、成形機のエジェクタ動作により可動コア６０を移動させる移動機構の断面図である。

なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
すなわち、本実施形態では、対向する一対の固定側金型１１及び可動側金型１２を用いて２色成形品１を成形するものである。

図１３において、固定側金型１１は、固定側型板１３の中央に凹状の成形面２６ａを有する固定側ピース１６を備えている。また、可動側金型１２は、可動側型板１８の中央に凹状の成形面２７ａを有する可動側ピース２４を備えている。これら固定側ピース１６と可動側ピース２４の対向面間にキャビティ３７が形成されている。

また、可動側型板１８には、可動側ピース２４の外周部に円筒状の可動コア６０が嵌挿されている。この可動コア６０は、離型方向にパーティングラインＰＬを通過して固定側型板１３にまで突出している。固定側型板１３には、この可動コア６０の先端部を収容する孔６１が形成されている。この可動コア６０は、エジェクタプレート２２によって離型方向に移動可能である。また、固定側型板１３には、可動コア６０を収容する孔６１に連通するように枠体空間３５が形成されている。

さらに、可動側型板１８には、可動コア６０の外周部に接するように枠体空間３１が形成されている。これら枠体空間３５，３１は、パーティングラインＰＬを挟んで対向配置されている。なお、可動側型板１８側の枠体空間３１には、エジェクタピン２３が摺動自在に挿入されている。

なお、成形機の樹脂流入口からキャビティ３７と枠体空間３５，３１に至る樹脂流路としての不図示のスプルー、ランナは、夫々個別に金型内に設けられている。また、金型外部には、可動側ピース２４を離型方向に移動させる外部駆動装置としてのシリンダ５４が設けられている。

以上において、可動コア６０が型閉め方向（矢印Ａ方向）に前進した状態（図１３の状態）では、キャビティ３７と枠体空間３５，３１とは連通せず分離している。この可動コア６０の移動は、後述するようにエジェクタプレート２２により行う（図１６参照）。

１次成形では、この状態で透明な溶融樹脂をキャビティ３７内に射出する。その後、保圧しながら金型を冷却する。金型の冷却は、温調管３２、３６を流れる媒体温度を制御して行う。こうして、光学素子部３を有する１次成形品６が成形される。なお、この１次成形品６にはフランジ部４（図３等参照）は有しない。

次に、可動コア６０を矢印Ａ’方向に後退した状態（図１４の状態）にすると、キャビティ３７と枠体空間３５，３１とが連通する。
そこで、２次成形では、１次成形品６の光学素子部３に所定の加圧力を加えながら枠体空間３５，３１に黒色の溶融樹脂を射出する。このときの光学素子部３への加圧は、後述するようにシリンダ５４を用いて可動側ピース２４を移動させることで行う（図１５参照）。この２次成形では、ヒータ２９，３３に通電して固定側金型１１と可動側金型１２とを再加熱する。

図１５は、シリンダ５４により光学素子部３を加圧する機構を示している。
図１５において、可動側受け板１９の内側空間に、押さえ部材４１を介して傾斜面５５ａを有する楔形ブロック５５を摺動自在に配置する。また、この楔形ブロック５５の傾斜面５５ａに、加圧部材５６の一端を傾斜面５５ａに摺動可能に配置する。この加圧部材５６の他端は、可動側ピース２４に当接している。この加圧部材５６は、矢印Ａ方向及びその反対方向に移動可能となっている。

また、楔形ブロック５５には、可動側金型１２の外部に配置されたシリンダ５４が作動ロッド５４ａを介して連結されている。そして、シリンダ５４が作動して、楔形ブロック５５が押さえ部材４１の載置面に沿って矢印Ｂ方向に移動させると、加圧部材５６は矢印Ａ方向に移動する。

さらに、加圧部材５６が矢印Ａ方向に移動すると、可動側ピース２４が同方向に所定量移動する。これにより、可動側ピース２４の一端側のキャビティ３７に収容された１次成形品６の光学素子部３が加圧される。

図１６は、成形機のエジェクタ動作により可動コア６０を移動させる移動機構を示している。
可動コア６０は、エジェクタプレート２２に取り付けられたエジェクタロッド６２により、成形機のエジェクタ動作と連動して離型方向（矢印Ａ方向）に移動する。また、エジェクタプレート２２にはエジェクタピン２３が取り付けられている。このため、例えばエジェクタプレート２２が矢印Ａ方向に移動すると、可動コア６０とエジェクタピン２３が同方向に移動して、キャビティ３７内の光学素子部３を突出させる。これと同時に、枠体空間３５，３１内の枠体部５を突出させる。こうして、２色成形品１を金型から突き出して取り出すことができる。

本実施形態によれば、対向配置された一対の固定側金型１１及び可動側金型１２を用いれば足りるため、製造コストの低減を図ることができる。また、固定側金型１１及び可動側金型１２を離型することなく２色成形を行うことができるので、２色成形品１にゴミが侵入したり異物が混入したりするのを防止することができる。

本実施形態により成形された成形品の外観を示す図である。 第１の実施の形態の成形用金型の構成を示す断面図である。 同上の固定側金型と可動側金型とを離型した状態を示す断面図である。 同上の可動側金型を１８０°回転した状態を示す断面図である。 同上の可動側金型を回転した後に型閉めした状態を示す断面図である。 同上の成形後に離型した状態を示す断面図である。 同上の可動側金型の拡大断面図である。 同上の光学素子部の加圧状態を示す断面図である。 同上のエジェクタプレートによる突き出し機構を示す断面図である。 第２の実施の形態の成形用金型の構成を示す断面図である。 第３の実施の形態の成形用金型の構成を示す断面図である。 第４の実施の形態の成形用金型の構成を示す断面図である。 第５の実施の形態の成形用金型の構成を示す図で、一対の成形用金型により１次成形を行う場合の断面図である。 同上の成形用金型により２次成形を行う場合の断面図 同上の光学素子部の加圧機構の断面図である。 同上の可動コアの移動機構の断面図である。

符号の説明

１ ２色成形品
３ 光学素子部
４ フランジ部
５ 枠体部
６ １次成形品
７ １次成形側金型
９ ２次成形側金型
１０ ２色成形用金型
１１_１ １次固定側金型
１１_２ ２次固定側金型
１２ 可動側金型
１３_１ １次固定側型板
１３_２ ２次固定側型板
１４_１ １次固定側落下板
１４_２ ２次固定側落下板
１５_１ １次固定側取付板
１５_２ ２次固定側取付板
１６_１ 固定側ピース
１６_２ 固定側ピース
１７ フランジ空間
１８ 可動側型板
１９ 可動側受け板
２０ スペーサブロック
２１ 可動側取付板
２２ エジェクタプレート
２３ エジェクタピン
２４ 可動側ピース
２５ 可動側プラテン
２５ａ 支持軸
２６ａ 成形面
２７ａ 成形面
２８ａ 成形面
２９ ヒータ
３０ 熱電対
３１ 枠体空間
３２_１ 温調管
３２_２ 温調管
３３ ヒータ
３４ 熱電対
３５ 枠体空間
３６ 温調管
３７ キャビティ
３８ キャビティ
４０ 温度制御部
４１ 押え部材
４２ 第２エジェクタプレート
４３ ピースエジェクタロッド
４４ プレートエジェクタロッド
５０ 温調管
５１ 温調管
５４ シリンダ
５４ａ 作動ロッド
５５ 楔形ブロック
５５ａ 傾斜面
５６ 加圧部材
６０ 可動コア
６１ 孔
６２ エジェクタロッド
ＰＬ パーティングライン

Claims (13)

1. 透明部と、該透明部を支持する着色外周部とを一体成形する２色成形方法であって、
   前記透明部を射出成形する第１工程と、
   前記第１工程に次いで前記透明部を加熱し圧力を加え、前記透明部の外周に前記着色外周部を射出成形する第２工程と、を有する
   ことを特徴とする２色成形方法。
2. 前記第２工程は、前記透明部と前記着色外周部の両方に圧力を加える
   ことを特徴とする請求項１に記載の２色成形方法。
3. 前記第１工程及び前記第２工程は同一金型内で行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２色成形方法。
4. 前記圧力を加える工程は、成形機のエジェクタ動作により行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法。
5. 前記圧力を加える工程は、外部駆動装置により行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法。
6. 前記第２工程の加熱温度は、前記透明部の樹脂のガラス転移点±５℃である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２色成形方法。
7. 透明部と、前記透明部を支持する着色外周部とを一体成形して２色成形品を成形する２色成形用金型であって、
   前記透明部を１次成形にて射出成形し、次いで前記透明部の外周に前記着色外周部を射出成形する２次成形にて前記透明部を加熱する手段と、
   前記透明部に圧力を加える手段と、を有する
   ことを特徴とする２色成形用金型。
8. 前記圧力を加える手段は、前記透明部と前記着色外周部の両方を加圧するものである
   ことを特徴とする請求項７に記載の２色成形用金型。
9. 前記加熱手段は、ヒータである
   ことを特徴とする請求項７に記載の２色成形用金型。
10. 前記加熱手段は、前記透明部を形成する金型部材の内部に配置されている
    ことを特徴とする請求項７又は９に記載の２色成形用金型。
11. 前記加熱手段は、温調媒体である
    ことを特徴とする請求項７に記載の２色成形用金型。
12. 前記圧力を加える手段は、成形機のエジェクタ動作で移動する突き出し機構である
    ことを特徴とする請求項７に記載の２色成形用金型。
13. 前記圧力を加える手段は、外部駆動装置である
    ことを特徴とする請求項７に記載の２色成形用金型。