JP2010083045A - 金型構造、射出成形装置、及び成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低粘度の樹脂等であってもこれを用いて光学素子を容易に成形することができ、エジェクタ機構の動作を確保することができる金型構造及びこれを組み込んだ射出成形装置並びに成形方法を提供すること。
【解決手段】エジェクタ機構８２が、キャビティＣＶの内部側に相当する所定位置に対向して可動金型６２側に設けられるので、成形品ＭＰの周囲及び中心部を突き出して可動金型６２から離型させることができる。この際、エジェクタ機構８２が、上記所定位置に設けられた樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃを突き出すので、エジェクタ機構８２が成形中にシールされることになり、エジェクタ機構８２の挿通孔である突出孔Ｈ１，Ｈ２に樹脂が浸入することを防止でき、離型時のエジェクタ機構８２の確実な動作を確保することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学素子の成形技術に関し、特に、エネルギー硬化性樹脂を用いて光学素子を成形するための金型構造、射出成形装置、及び成形方法に関する。

射出成形装置として、固定盤と可動盤との間に固定金型と可動金型とを挟持して型締めを行うものが存在する（例えば特許文献１参照）。この射出成形装置は、可動盤を進退させるためのトグル機構を備え、トグル機構の動作によって固定盤と可動盤とを締めつけて、両金型の型締めを行う。この際、両金型によって形成されるキャビティは、樹脂の射出に伴って、内部の空気を例えば金型の隙間から排出できるようになっている。
特開平７−６８６１０号公報

上記のような射出成形装置では、成形時に粘度の低い樹脂を流し込むと、金型の隙間やエジェクタ機構の挿通孔から樹脂が外部に漏れやすく、成形圧力を高めることができないことがある。また、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入して硬化した場合、エジェクタ機構が動作しなくなり、エジェクタ機構や金型を破損する可能性がある。エジェクタ機構は、成形品の変形等を防止する観点で金型のキャビティの適所に対向して配置することが望ましいので、特に低粘度の樹脂の場合、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入することを防止する必要がある。

そこで、本発明は、低粘度の樹脂等であってもこれを用いて光学素子を容易に成形することができ、エジェクタ機構の動作を確保することができる金型構造及びこれを組み込んだ射出成形装置並びに成形方法を提供することを目的とする。

本発明に係る金型構造は、（ａ）第１の金型と、（ｂ）第１の金型に対して開閉可能な第２の金型と、（ｃ）型締めされた第１の金型と第２の金型とによって形成されるキャビティの内部側に相当する所定位置に設けられて、所定位置でキャビティ内の樹脂が外部に漏れ出すことを防止するためのシーリング部材と、（ｄ）所定位置に対向して第２金型側に設けられてシーリング部材を突き出すエジェクタ機構とを備える。ここで、エジェクタ機構とは、ピンや空気等による突き出し機構をいう。

上記金型構造では、エジェクタ機構が、キャビティの内部側に相当する所定位置に対向して第２金型側に設けられるので、成形品の適所を突き出して第２の金型から離型させることができる。この際、エジェクタ機構が、上記所定位置に設けられたシーリング部材を突き出すので、エジェクタ機構が成形中にシールされることになり、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入することを防止でき、離型時のエジェクタ機構の確実な動作を確保することができる。

本発明の具体的な態様によれば、上記金型構造において、シーリング部材が、エジェクタ機構の突出孔を塞ぐように配置される。この場合、シーリング部材によってエジェクタ機構の突出孔を直接シールでき、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入することを未然に防止できる。

本発明の別の態様によれば、シーリング部材が、エジェクタ機構の前進に伴って移動することにより成形品を離型方向に付勢する係止部を有する。この場合、エジェクタ機構を前進させることによって、シーリング部材を介して成形品を確実に突き出して離型させることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、シーリング部材が、第１の金型と第２の金型との間に挟持され、係止部が、第１の金型側で第２の金型側よりも細径化する段差である。この場合、成形中、第１の金型と第２の金型とによってシーリング部材をキャビティ内に確実に保持することができ、離型時にも成形品の突き出しを容易にすることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、シーリング部材が、第２の金型と当接するとともに第１の金型と離間し、係止部が、シーリング部材の第１の金型側の端面である。この場合、シーリング部材が成形品に確実に固定され、成形品の突き出しが容易になる。

本発明のさらに別の態様によれば、キャビティの外周部に設けられて第１の金型と第２の金型との接合部をシールするシーリング環を備える。この場合、樹脂を金型にきちんと転写させるために必要な高圧力下での成形条件においても、両金型の隙間に樹脂が浸入してキャビティ外に漏れ出すことを防止できる。

本発明のさらに別の態様によれば、シーリング部材とシーリング環とが、第２の金型に密着して嵌め込むように取り付けられる。この場合、両金型の型閉じ前に第２の金型の適所にシーリング部材とシーリング環とを隙間なく固定することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、エジェクタ機構の突き出し装置をさらに備える。この場合、突き出し装置の駆動力に応じた適当なタイミングでエジェクタ機構が突き出し動作する。

本発明の射出成形装置は、上述の金型構造を有することを特徴とする。本射出成形装置によれば、本発明の金型構造を組み込んでおり、型開き後、エジェクタ機構によって成形品の適所を突き出して第２の金型から離型させることができる。この際、エジェクタ機構が、シーリング部材を突き出すので、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入することを防止でき、離型時のエジェクタ機構の確実な動作を確保することができる。

本発明の成形方法は、上述の金型構造を用いる成形方法であって、シーリング部材をエジェクタ機構で突き出すことによって成形品を第２の金型から離型することを特徴とする。本成形方法によれば、エジェクタ機構によって成形品の適所を突き出して第２の金型から離型させることができる。この際、エジェクタ機構が、シーリング部材を突き出すので、エジェクタ機構の挿通孔に樹脂が浸入することを防止でき、離型時のエジェクタ機構の確実な動作を確保することができる。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態である射出成形装置及び成形方法について、図面を参照しつつ説明する。まず、図１は、本実施形態の射出成形装置の構造を概念的に説明する正面図である。

本実施形態の射出成形装置１００は、射出成形機１０と、取出し装置２０と、温度調節装置５１と、減圧装置５３とを備える。射出成形機１０は、射出成形を行って成形品ＭＰを作製する部分であり、取出し装置２０は、射出成形機１０から成形品ＭＰを取り出す部分であり、温度調節装置５１は、射出成形機１０の金型６１，６２の温度を調節する部分であり、減圧装置５３は、射出成形機１０の金型内を真空引きする部分である。ここで、射出成形装置１００は、型開き及び型閉じが横方向となっている。

射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６とを備える。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に第１の金型である固定金型６１と第２の金型である可動金型６２とを挟持して両金型６１，６２を型締めすることによりキャビティＣＶを形成して成形を可能にする。

固定盤１１は、支持フレーム１４の中央側上面に固定されており、取出し装置２０をその上部に支持する。固定盤１１の内側は、固定金型６１を着脱可能に支持しており、可動盤１２の内側に対向している。なお、固定盤１１は、タイバー６４ａ，６４ｂを介して型締め盤１３に固定されており、成形時の型締め（すなわちロックアップ）の圧力に耐え得るようになっている。

上側タイバー６４ａと下側タイバー６４ｂとは、それぞれ固定盤１１と型締め盤１３との間に架設されている。上側タイバー６４ａと下側タイバー６４ｂとは、実際には２本ずつあり、固定盤１１及び型締め盤１３の四隅に支持されて、互いに平行に延びている。可動盤１２の四隅には、タイバー６４ａ，６４ｂを貫通させるための貫通孔が形成されており、可動盤１２は、タイバー６４ａ，６４ｂに対して摺動可能である。

可動盤１２は、後述するスライドガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２の内側は、可動金型６２を着脱可能に支持しており、固定盤１１の内側に対向している。なお、可動盤１２には、エジェクタ８１が組み込まれている。このエジェクタ８１は、離形時に可動金型６２に残る成形品ＭＰを可動金型６２内から押し出して取出し装置２０による移送を可能にする。

型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部側上面に固定されているが、タイバー６４ａ，６４ｂが延びている方向に関して位置調整が可能になっており、固定盤１１と可動盤１２との間隔調整を可能にしている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。

開閉駆動装置１５は、スライドガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエータ１５ｅとを備える。スライドガイド１５ａは、支持フレーム１４上であって可動盤１２の直下に設けられており、可動盤１２を支持するとともに可動盤１２の固定盤１１に対する進退方向に関する滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部１５ｄは、それぞれトグルリンク等で構成され、アクチュエータ１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、型締め盤１３に対して可動盤１２が近接したり離間したり自在に変位し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接するように締め付けることができる。

以上の開閉駆動装置１５により、固定盤１１と可動盤１２とに挟まれた固定金型６１と可動金型６２とを型閉じすることができ、或いは、可動盤１２と固定盤１１とを互いに離間させてこれらに挟まれた固定金型６１と可動金型６２とを型開きすることができる。さらに、型閉じに際しては、アクチュエータ１５ｅの駆動によって可動盤１２を固定盤１１側に極めて大きな圧力で押し付けることができ、固定金型６１と可動金型６２とを十分な力で型締めすることができる。

射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュ駆動部１６ｃ等を備え、射出端１６ｄから温度制御された状態で溶融樹脂を吐出することができる。射出装置１６は、シリンダ１６ａの射出端１６ｄを固定盤１１のゲート（後述）に対して分離可能に接続することができ、固定盤１１を介して、固定金型６１と可動金型６２とを型締めした状態で形成されるキャビティＣＶ（図３参照）中に溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。

取出し装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるハンド２１と、ハンド２１を３次元的に移動させる３次元駆動装置２２とを備える。取出し装置２０は、固定金型６１と可動金型６２とを離間させて型開きする際に、固定金型６１や可動金型６２に残る成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。なお、成形品ＭＰが光学素子である場合、光学面を有する成形品ＭＰ本体を傷つけないように、成形に付随して形成される不要部分であるスプル部７１ｇ（図６参照）等がハンド２１に把持される。

温度調節装置５１は、固定金型６１と可動金型６２との温度調節が可能になっている。具体的には、固定盤１１と可動盤１２とに設けた流体循環路に温度調節媒体を供給することにより、固定金型６１と可動金型６２とを必要な温度まで加熱して、固定金型６１と可動金型６２との間に形成されたキャビティＣＶ中に射出された透明樹脂を硬化させる。

減圧装置５３は、固定金型６１と可動金型６２とで形成されるキャビティＣＶ内の真空引きを可能にする真空ポンプ５３ａと、真空ポンプ５３ａからの排気経路を開閉するバルブＶとを備える。真空ポンプ５３ａは、バルブＶを介して、固定金型６１に設けられた後述する真空引き用の孔５２（図３参照）とつながれており、この孔５２からキャビティＣＶ内の空気を抜くことができる。

以下、第１実施形態に係る成形用の金型について、図面を参照しつつ説明する。なお、図２（Ａ）は、成形用の金型のうち可動金型６２の内面側を説明する図であり、図２（Ｂ）は、成形用の金型のうち固定金型６１の内面側を説明する図であり、図３は、固定金型６１及び可動金型６２並びにその周辺を説明する正面断面図である。また、図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図３の領域Ｐ１，Ｐ２の拡大図である。なお、図３において、成形品ＭＰのパターンに相当する転写部は省略している。

固定金型６１と可動金型６２とを型合わせ又は型閉じして締め付けることにより、両金型６１，６２間にキャビティＣＶが形成され、このキャビティＣＶ中にエネルギー硬化性樹脂である熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を充填した後に、熱処理、紫外線処理等をすることにより、成形品ＭＰを成形することができる。ここで、熱硬化性樹脂として、例えばシリコーン樹脂、アリルエステル、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ウレタン系樹脂等がある。また、紫外線硬化性樹脂として、例えばシリコーン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ウレタン系樹脂等がある。

図２（Ｂ）に示すように、固定金型６１は、円柱状の外形を有し、内側の型面６１ｓには、２次元的に配列された多数の素子転写部６１ａと、これら素子転写部６１ａ間をつなぐ支持体転写部６１ｂとを備える。各素子転写部６１ａは、成形品ＭＰを構成するレンズ素子に対応する部分であり、円形の外周を有し、中央側の円形の光学転写面６１ｄと、周辺側の環状の周縁転写面６１ｅとを備える。

また、固定金型６１は、真空引き用の孔５２をさらに備える。なお、固定金型６１の下側には、樹脂を注入するためのスプル部６１ｇが形成されている。スプル部６１ｇのキャビティＣＶ側の先端部は、樹脂注入の入り口となるゲートＧＡとなっている。ゲートＧＡは、この例では、成形品ＭＰの中心より下側に対応する位置に設けられている。

図２（Ａ）に示すように、可動金型６２は、円柱状の外形を有し、内側の型面６２ｓには、２次元的に配列された多数の素子転写部６２ａと、これら素子転写部６２ａ間をつなぐ支持体転写部６２ｂとを備える。各素子転写部６２ａは、固定金型６１の素子転写部６１ａに対向して配置されるべきものであり、円形の外周を有し、中央側の円形の光学転写面６２ｄと、周辺側の環状の周縁転写面６２ｅとを備える。

また、可動金型６２には、固定金型６１のスプル部６１ｇに対抗する位置にスプル部６２ｇが形成されている。

なお、固定金型６１と、可動金型６２とを型閉じ及び型締めしてキャビティＣＶを形成した場合、素子転写部６１ａ、６２ａとによってレンズ素子に対応する部分キャビティＰＣが形成される。

また、可動金型６２は、型面６２ｓの外側に、Ｏ−リング６３ａをさらに備える。Ｏ−リング６３ａは、環状であって、可動金型６２に設けられた周溝６４ａに嵌め込まれている。ここで、Ｏ−リング６３ａは、キャビティＣＶ内の気密性を保つことができガスを発生しない材料を用いる。Ｏ−リング６３ａの材料として例えばフッ素樹脂等が用いられる。

また、可動金型６２は、図３及び図４（Ａ）に示すように、型面６２ｓとＯ−リング６３ａとの間にシーリング環である樹脂シール６３ｂをさらに備える。樹脂シール６３ｂは、環状であって、固定金型６１側の突起部Ｅ１と可動金型６２側の嵌合部Ｅ２とで構成される。嵌合部Ｅ２は、突起部Ｅ１よりも可動金型６２の内部側に向かって幅が大きくなっている。また、嵌合部Ｅ２は、可動金型６２に設けられた周溝６４ｂの環状凹部６４ｃに嵌め込まれている。なお、突起部Ｅ１と嵌合部Ｅ２との間は段差形状となっており、段差面Ｓ３が係止部Ｋ１における成形品ＭＰとの当接面となる。ここで、係止部Ｋ１は、エジェクタ機構８２の前進に伴って移動することにより、成形品ＭＰ（図１参照）を離型方向（固定金型６１側）に付勢する部分である。

樹脂シール６３ｂは突起部Ｅ１に端面Ｓ１を有し、端面Ｓ１は型締め時に固定金型６１の型面６１ｓに密着する。一方、樹脂シール６３ｂは嵌合部Ｅ２に端面Ｓ２を有し、端面Ｓ２は型締め時に可動金型６２の型面６２ｓに密着する。

なお、樹脂シール６３ｂは、シールすべきエネルギー硬化性樹脂に侵されないこと等の特性を有する材料を用いる。例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、６６ナイロン、パーフロロエラストマー等が用いられる。

また、可動金型６２は、図３及び図４（Ｂ）に示すように、型面６２ｓの中央部にシーリング部材６３ｃをさらに備える。シーリング部材６３ｃは、円形であって、固定金型６１側の小径部Ｅ３と中心部の大径部Ｅ４と可動金型６２側の挿入部Ｅ５とで構成される。小径部Ｅ３及び挿入部Ｅ５は略同径となっており、大径部Ｅ４は小径部Ｅ３及び挿入部Ｅ５と同軸でありこれらよりも大きい径となっている。また、大径部Ｅ４及び挿入部Ｅ５は、可動金型６２に設けられた型面６２ｓ上の第２拡径部６４ｅ及び第１拡径部６４ｄにそれぞれ嵌め込まれている。なお、小径部Ｅ３と大径部Ｅ４との間は段差形状となっており、段差面Ｓ６が後述する係止部Ｋ２における成形品ＭＰとの当接面となる。また、大径部Ｅ４と挿入部Ｅ５との間も同様に段差形状となっており、段差面Ｓ７は第１拡径部６４ｄと第２拡径部６４ｅとの間に形成される段差面との当接面となる。ここで、係止部Ｋ２は、係止部Ｋ１と同様にエジェクタ機構８２の前進に伴って移動することにより、成形品ＭＰ（図１参照）を離型方向（固定金型６１側）に付勢する部分である。

シーリング部材６３ｃは、固定金型６１側の小径部Ｅ３に端面Ｓ４を有し、端面Ｓ４は型締め時に固定金型６１の型面６１ｓに密着する。一方、シーリング部材６３ｃは、可動金型６２側の挿入部Ｅ５に端面Ｓ５を有し、端面Ｓ５は型締め時に可動金型６２の型面６２ｓに密着する。

なお、シーリング部材６３ｃは、樹脂シール６３ｂと同様に、シールすべきエネルギー硬化性樹脂に侵されないこと等の特性を有する材料を用いる。例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、６６ナイロン、パーフロロエラストマー等が用いられる。

また、可動金型６２の環状凹部６４ｃ及び第１拡径部６４ｄには、それぞれエジェクタ機構８２の突出孔Ｈ１，Ｈ２が設けられている。すなわち、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃに対応する位置に、複数のエジェクタ機構８２が設けられる構造となっており、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃは、エジェクタ機構８２の突出孔Ｈ１，Ｈ２を塞ぐように配置されている。これらのエジェクタ機構８２は、図１に示すエジェクタ８１に連結されている。エジェクタ機構８２は、可動金型６２の型面６２ｓに対して垂直方向に貫通し、進退可能となっている。

図５は、図１に示す射出成形装置１００の動作を概念的に説明するフローチャートである。まず、金型温度調節機５１により、両金型６１，６２を成形に適する温度まで加熱する（ステップＳ１０）。

次に、開閉駆動装置１５を動作させ、固定盤１１を前進させて型閉じを開始させる（ステップＳ１１）。開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、固定金型６１と可動金型６２とが接触する型当たり位置まで固定盤１１が可動盤１２側に移動して型閉じが完了する。この際、射出装置１６の射出端１６ｄを固定金型６１の樹脂注入孔６１ｈに対して気密に当接させてバルブＶが開かれ、真空ポンプ５３ａにより、孔５２からキャビティＣＶ中の空気が排出される。開閉駆動装置１５の閉動作を更に継続することにより、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃと固定金型６１との接触部分が密閉した状態となり、固定金型６１と可動金型６２とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる（ステップＳ１２）。この際、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃが押しつぶされ、キャビティＣＶが密閉された状態となる。

次に、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、型締めされた固定金型６１と可動金型６２との間のキャビティＣＶ中に、必要な圧力でエネルギー硬化性樹脂である、例えば熱硬化性樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１３）。この際、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃは、それぞれ環状凹部６４ｃ及び第１拡径部６４ｄに密着状態となっているため、エジェクタ機構８２の突出孔Ｈ１，Ｈ２から樹脂が入り込まないようになっている。

溶融樹脂をキャビティＣＶに導入した後は、熱硬化性樹脂の硬化が完了する前にさらに型締めされ、固定金型６１の合わせ面と可動金型６２の合わせ面とが完全に密着した状態となる。（ステップＳ１４）。

熱硬化性樹脂の硬化が完了した後、射出成形機１０において、開閉駆動装置１５を動作させて、固定盤１１を後退させる型開きが行われる（ステップＳ１５）。これに伴って、可動金型６２が後退し、固定金型６１と可動金型６２とが離間する。この結果、成形品ＭＰすなわちレンズＯＬは、可動金型６２に保持された状態で固定金型６１から離型される。

次に、射出成形機１０において、取出し装置２０を動作させてスプル部７１ｇ（図６参照）等がハンド２１に把持させ、エジェクタ８１を動作させて成形品ＭＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１６）。具体的には、エジェクタ機構８２により樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃを押し出すことにより、可動金型６２から成形品ＭＰが取り出される。

最後に、取出し装置２０を動作させて、突き出された成形品ＭＰの適所をハンド２１で把持して外部に搬出する（ステップＳ１７）。

図６は、図１の射出成形装置１００によって形成された成形品ＭＰ、すなわちレンズアレイを説明する図である。図６（Ａ）は、レンズアレイ７１の平面図であり、図６（Ｂ）は、レンズアレイ７１の側面図であり、図６（Ｃ）は、レンズアレイ７１から切り出した光学素子の側面図である。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示したレンズアレイ７１は、円板状の外形を有し、２次元的に配列された多数の光学素子部分７１ａと、これら光学素子部分７１ａ間をつなぐ支持体７１ｂとを備える。ここで、光学素子部分７１ａは、図２（Ｂ）及び図２（Ａ）の金型６１，６２に設けた素子転写部６１ａ，６２ａに対応し、支持体７１ｂは、金型６１，６２に設けた支持体転写部６１ｂ，６２ｂに対応する。前者の光学素子部分７１ａは、金型６１，６２の光学転写面６１ｄ，６２ｄに挟まれて形成される光学素子本体７１ｄと、金型６１，６２の周縁転写面６１ｅ，６２ｅに挟まれて形成されるフランジ部７１ｅとを備える。

図６（Ｃ）に示す光学素子、すなわちレンズにおいて、光学素子本体７１ｄの上側面は、第１光学面７１ｊとなっており、光学素子本体７１ｄの下側面は、第２光学面７１ｋとなっており、この場合、両光学面７１ｊ，７１ｋによって凸凹レンズが形成されている。なお、レンズアレイ７１の端付近には、三角錐状のスプル部７１ｇが形成されている。

以上説明した射出成形装置１００において、エジェクタ機構８２が、キャビティＣＶの内部側に相当する所定位置に対向して可動金型６２側に設けられるので、成形品ＭＰの周囲及び中心部を突き出して可動金型６２から離型させることができる。この際、エジェクタ機構８２が、上記所定位置に設けられた樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃを突き出すので、エジェクタ機構８２が成形中にシールされることになり、エジェクタ機構８２の挿通孔である突出孔Ｈ１，Ｈ２に樹脂が浸入することを防止でき、離型時のエジェクタ機構８２の確実な動作を確保することができる。また、成形品ＭＰの中心部に相当する型面６２ｓに設けたエジェクタ機構８２で突き出すことにより、比較的大きい成形品ＭＰを成形する場合であっても成形品ＭＰが割れるのを防ぐことができる。

また、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃが固定金型６１と可動金型６２との間に挟持され、係止部Ｋ１，Ｋ２が固定金型６１側で可動金型６２側よりも細径化する段差となっているため、成形中、固定金型６１と可動金型６２とによって樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃをキャビティＣＶ内に確実に保持することができ、離型時にも成形品ＭＰの突き出しを容易にすることができる。

また、キャビティＣＶの外周部に固定金型６１と可動金型６２との接合部をシールする樹脂シール６３ｂを備えることにより、樹脂を金型６１，６２にきちんと転写させるために必要な高圧力下での成形条件においても、両金型６１，６２の隙間に樹脂が浸入してキャビティＣＶ外に漏れ出すことを防止できる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る射出成形装置及び成形方法について説明する。なお、第２実施形態に係る射出成形装置及び成形方法は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図７は、本実施形態における固定金型６１及び可動金型６２並びにその周辺を説明する正面断面図である。なお、図７において、成形品ＭＰのパターンに相当する転写部は省略している。

本実施形態における射出成形装置に組み込まれる金型構造のキャビティＣＶは、図７に示すように、図３の金型構造のキャビティＣＶよりも小さく、樹脂シール６３ｂを設けずにシーリング部材６３ｃのみが設けられている。

以上説明した第２実施形態の射出成形装置及び成形方法によれば、高価で精度が要求される樹脂シール６３ｂを設けないため、安定して成形するためにキャビティＣＶは図３のキャビティＣＶより小さいものとなる。この金型構造は、シーリング部材６３ｃのみ用いるため、例えばテスト用金型等、安価で簡易に成形する必要があるときに有効である。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、エネルギー硬化性樹脂に熱硬化性樹脂を用いて金型６１、６２を加熱することにより樹脂を硬化させたが、紫外線硬化性樹脂等を用いた場合には、成形時に紫外線を照射する等、樹脂の性質に即した処理を行い、硬化させてもよい。具体的には、紫外線硬化性樹脂を用いて射出成形する場合、キャビティＣＶ内に紫外線が照射されるように、可動金型６２を透明にする。

また、上記実施形態において、ゲートＧＡを成形品ＭＰの中心より下側に設けず、中心又は任意の位置に設けてもよい。

また、上記実施形体において、樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃの形状は、図３等に示したものに限らず、突出孔Ｈ１，Ｈ２を塞ぐことができ、成形品ＭＰを係止できるものであればよい。例えば、係止部Ｋ１，Ｋ２は、段差ではなく樹脂シール６３ｂ及びシーリング部材６３ｃの根元側の径が広くなるような傾斜面を設けることでも成形品ＭＰを係止することができる。

また、上記実施形態において、図８に示すように、シーリング部材１６３ｃを可動金型６２のみに当接し、固定金型６１と離間する構造とすることもできる。この場合、係止部Ｋ２はシーリング部材１６３ｃの固定金型６１側の端面となる。なお、シーリング部材１６３ｃは、樹脂が突出孔Ｈ２に入り込まないように予め圧入等により密着して固定されている。このシーリング部材１６３ｃを用いることにより、図８に示すように、シーリング部材１６３ｃがスプル部６１ｇに対抗した金型構造とすることができ、成形品ＭＰのうち製品部分の割合を多くすることができる。

射出成形装置の構造を概念的に説明する正面図である。 （Ａ）は、成形用の金型のうち可動金型の内面側を説明する図であり、（Ｂ）は、成形用の金型のうち固定金型の内面側を説明する図である。 固定金型及び可動金型の周辺を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図３の樹脂シール及びシーリング部材の部分拡大図である。 図１に示す射出成形装置の動作を概念的に説明するフローチャートである。 （Ａ）は、成形品の平面図であり、（Ｂ）は、成形品の側面図であり、（Ｃ）は、成形品から切り出した光学素子の側面図である。 図３に示す固定金型及び可動金型の周辺の変形例を説明する図である。 図３に示す固定金型及び可動金型の周辺の別の変形例を説明する図である。

符号の説明

１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １３…型締め盤、 １５…型開閉・型締装置、 ２０…取出し装置、 ５１…温度調節装置、 ５３…減圧装置、 １６…射出装置、 １６ｄ…射出端、 ６１…固定金型、 ６２…可動金型、 ６３ａ…Ｏ−リング、 ６３ｂ…樹脂シール、 ６３ｃ…シーリング部材、 １００…射出成形装置、 ＣＶ…キャビティ、 ＧＡ…ゲート、 Ｖ…バルブ、 ＭＰ…成形品

Claims (10)

1. 第１の金型と、
   前記第１の金型に対して開閉可能な第２の金型と、
   型締めされた前記第１の金型と前記第２の金型とによって形成されるキャビティの内部側に相当する所定位置に設けられて、前記所定位置で前記キャビティ内の樹脂が外部に漏れ出すことを防止するためのシーリング部材と、
   前記所定位置に対向して前記第２金型側に設けられて前記シーリング部材を突き出すエジェクタ機構と、
   を備えることを特徴とする金型構造。
2. 前記シーリング部材は、エジェクタ機構の突出孔を塞ぐように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の金型構造。
3. 前記シーリング部材は、前記エジェクタ機構の前進に伴って移動することにより成形品を離型方向に付勢する係止部を有することを特徴とする、請求項２に記載の金型構造。
4. 前記シーリング部材は、前記第１の金型と前記第２の金型との間に挟持され、前記係止部は、前記第１の金型側で前記第２の金型側よりも細径化する段差であることを特徴とする、請求項３に記載の金型構造。
5. 前記シーリング部材は、前記第２の金型と当接するとともに前記第１の金型と離間し、前記係止部は、前記シーリング部材の前記第１の金型側の端面であることを特徴とする、請求項３に記載の金型構造。
6. 前記キャビティの外周部に設けられて前記第１の金型と前記第２の金型との接合部をシールするシーリング環を備えることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の金型構造。
7. 前記シーリング部材と前記シーリング環とは、前記第２の金型に密着して嵌め込むように取り付けられることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の金型構造。
8. 前記エジェクタ機構の突き出し装置をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の金型構造。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項記載の金型構造を有することを特徴とする射出成形装置。
10. 請求項１から請求項８までのいずれか一項記載の金型構造を用いる成形方法であって、
    前記シーリング部材を前記エジェクタ機構で突き出すことによって成形品を前記第２金型から離型することを特徴とする成形方法。

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