JP2010234780A - 位置決め部材、成形金型、及び成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹状部材と凸状部材のセット全長等のばらつきを低減することができ、金型の型締めの際に凹状部材と凸状部材とを均一に嵌合させることのできる位置決め部材を提供すること。
【解決手段】凹状部材５１にネジ穴５４ｂ、凸状部材５２に貫通孔５４ｄを設けることにより、各部材５１，５２をボルト５７で固定することができる。これにより、各部材５１，５２を嵌合した状態のセット全長Ｘを安定して測定することができる。そのため、複数の位置決め部材５０のセット全長Ｘのばらつきを精密に補正することができ、各金型４１，４２に複数の位置決め部材５０を設けた場合でも、各位置決め部材５０を均一な力で嵌合させることができ、位置決め部材５０の変形や摩耗の偏りを防ぐことができる。結果的に、固定金型４１と可動金型４２との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形に用いられる成形金型の位置決め部材、これを組み込んだ成形金型、及び当該成形金型を用いた成形方法に関する。

プレス成形金型の位置出しの目的で、相互に対向する一対の金型のうち、一方の金型に位置決め用のテーパピンを突設し、他方の金型にプレス成形時にテーパピンに嵌合される位置決め用の穴（ブッシュ）を穿設して、プレス成形時にテーパピン（凸状部材）とブッシュ（凹状部材）とを嵌合させて金型同士の位置決めを行うものがある（特許文献１参照）。

また、テーパピンとブッシュとを型板とは別体で作製し、モールド成形用金型や熱硬化性樹脂精密金型の型板に組み込んで、位置決めを行うものがある（特許文献２参照）。

実開平７−９９４５号公報 特開平７−１８６１５４号公報

しかしながら、上記のようなテーパピンとブッシュでは、金型に複数のテーパピン及びブッシュを設けた場合、テーパピンとブッシュを組み合わせた際のセットの全長等の加工ばらつきにより、一組のテーパピンとブッシュが精密に嵌合しても他のテーパピンとブッシュが精密に嵌合しない場合がある。そのため、一対の金型に相対的な回転等の位置ズレが生じる場合があり、狙い通りに一対の金型の位置決めができなくなるという問題が生じる。また、一部のテーパピンのみに過大な型締め力が加わることで、テーパピンの変形や摩耗が生じ、一対の金型の位置決め精度を悪化させる可能性がある。

そこで、本発明は、凹状部材と凸状部材のセット全長等のばらつきを低減することができ、金型の型締めの際に凹状部材と凸状部材とを均一に嵌合させることのできる位置決め部材を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記位置決め部材により一対の金型を精度よく位置決めできる成形金型及びこれを用いた成形方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る位置決め部材は、第１金型と第２金型とを型締めする際に第１金型と第２金型との位置決めを行う位置決め部材であって、使用時に第１金型に固定される第１位置決め部と、使用時に第２金型に固定される第２位置決め部と、を備え、第１位置決め部と第２位置決め部とは、第１金型及び第２金型を型締めする際に互いに嵌合し、第１位置決め部は、第１位置決め部と第２位置決め部とを互いに固定するためのネジ穴を有し、第２位置決め部は、嵌合した第１位置決め部のネジ穴に対向する位置に貫通孔を有することを特徴とする。

上記位置決め部材では、第１位置決め部にネジ穴、第２位置決め部に貫通孔を設けることにより、第１位置決め部と第２位置決め部とをネジ等で固定することができる。これにより、第１位置決め部及び第２位置決め部を嵌合した状態のセットの全長を安定して測定することができる。これによって、複数のセットの全長のばらつきを精密に補正することができ、第１及び第２金型に複数の位置決め部材を設けた場合でも、各位置決め部材を均一な力で嵌合させることができる。結果的に、第１金型と第２金型との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にする。なお、第１位置決め部のネジ穴を利用してボルトを用いて第１金型に第１位置決め部を簡単に取り付けることができる。

本発明の具体的な態様又は観点では、第１位置決め部は、テーパ状の凹嵌合面を有する凹状部材であり、第２位置決め部は、テーパ状の凸嵌合面を有する凸状部材であることを特徴とする。この場合、第１及び第２位置決め部を、凸状部材と凹状部材とを嵌合させる簡単な構造とすることができる。

本発明の別の態様では、第１位置決め部及び第２位置決め部は、互いに嵌合した状態でボルトで所定の圧力をかけて固定され、第１位置決め部及び第２位置決め部を所定の圧力で嵌合させたセットとして全長が加工されていることを特徴とする。この場合、例えば複数のセットの全長をばらつきなく加工することができ、第１及び第２金型に複数の位置決め部材を設けた場合でも、各位置決め部材を均一な力で嵌合させることができる。結果的に、第１金型と第２金型との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にする。

本発明のさらに別の態様では、第１位置決め部及び第２位置決め部は、互いに嵌合した状態でボルトで所定の圧力をかけて固定され、第１位置決め部及び第２位置決め部を所定の圧力で嵌合させたセットとして外周が加工されていることを特徴とする。この場合、例えば第１及び第２位置決め部のいずれか一方の外周を基準として外周加工を行う。これにより、第１及び第２位置決め部の同軸度を維持することができる。

本発明のさらに別の態様では、第２位置決め部は、貫通孔の一部としてボルト取り付け用のザグリ穴をさらに有することを特徴とする。この場合、ボルトが第２位置決め部から突出することなく第２位置決め部内にボルトを埋め込むことができる。これにより、所定のトルクでボルトを締めることで所定の圧力が加わった状態で両位置決め部が固定され、セット全長を安定して測定、もしくは加工できるようになる。

本発明のさらに別の態様では、貫通孔の内面にネジが切られていることを特徴とする。この場合、第２位置決め部の貫通孔に切られたネジ部を利用してボルトを用いて第２金型に第２位置決め部を簡単に取り付けることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１位置決め部と第２位置決め部とをボルト固定する際に第１位置決め部と第２位置決め部との相互の回転を阻止する回転止め機構が設けられることを特徴とする。この場合、回転止め機構を設けることにより、第１及び第２位置決め部を嵌合させた状態でこれらを回転することなく固定でき、ボルトを簡単に取り付けることができる。

本発明に係る成形金型は、第１金型と、第２金型と、第１金型に固定される第１位置決め部と、第２金型に固定される第２位置決め部と、を備え、第１位置決め部と第２位置決め部とは、第１金型及び第２金型を型締めする際に互いに嵌合し、第１位置決め部は、第１位置決め部と第２位置決め部とを互いに固定するためのネジ穴を有し、第２位置決め部は、嵌合した第１位置決め部のネジ穴に対向する位置に貫通孔を有することを特徴とする。

上記成形金型では、第１及び第２位置決め部を嵌合した状態のセットの全長を安定して測定することができる第１及び第２位置決め部をそれぞれ第１及び第２金型に設けることにより、複数のセットの位置決め部材を設けた場合でも、各位置決め部材を均一な力で嵌合させることができる。これにより、両位置決め部材の変形や摩耗の偏りを防ぐことができる。結果的に、第１金型と第２金型との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にする。

本発明の具体的な態様又は観点では、第１位置決め部及び第２位置決め部を埋め込む穴を有することを特徴とする。この場合、第１及び第２位置決め部を第１及び第２金型に簡易に安定した状態で組み込むことができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２位置決め部を第１及び第２金型にそれぞれ固定する際に、第１及び第２位置決め部はボルトで固定されることを特徴とする。この場合、第１及び第２位置決め部を、相互の固定に利用したネジ穴等を利用して固定することで第１及び第２金型にそれぞれ十分な強度で組み込むことができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２位置決め部を第１及び第２金型にそれぞれ固定する際に、第１及び第２位置決め部はボルト及び回転止め機構で固定されることを特徴とする。この場合、第１及び第２位置決め部を互いに嵌合した固定状態で第１及び第２金型に組み込むことができる。また、組み込み後、ボルトをはずし回転止め機構を設けたままの状態で、別のボルトで第１及び第２位置決め部を第１及び第２金型に固定することで、第１及び第２位置決め部が互いに回転するのを防ぐことができる。すなわち、第１及び第２位置決め部を加工時の状態から互いに回転させずに第１及び第２金型に組み込むことができる。

本発明のさらに別の態様では、第１位置決め部及び第２位置決め部を嵌合させたセットの全長の測定値に応じた厚さのスペーサをさらに組み込むことを特徴とする。この場合、セット全長のばらつきをスペーサによって補正することができる。

本発明に係る成形方法は、上述の成形金型を用いることを特徴とする。

上記成形方法では、第１及び第２位置決め部を嵌合した状態のセットの全長を安定して測定することができる第１及び第２位置決め部をそれぞれ第１及び第２金型に設けることにより、複数のセットの位置決め部材を設けた場合でも、各位置決め部材を均一に嵌合させることができる。結果的に、第１金型と第２金型との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にする。

（Ａ）は、本実施形態の成形金型のうち固定金型をパーティングライン面側から見た図であり、（Ｂ）は、成形金型のうち可動金型をパーティングライン面側から見た図である。 固定金型及び可動金型の要部の構造を説明する部分拡大断面図である。 （Ａ）は、凹状部材及び凸状部材の拡大断面図であり、（Ｂ）は、凹状部材及び凸状部材をボルトで固定した際の断面図である。 図１等に示す成形金型を組み込んだ射出成形機を説明する正面図である。 第２実施形態の成形金型の要部を説明する部分拡大断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態の成形金型の要部を説明する部分拡大断面図である。 第３実施形態の固定金型及び可動金型の要部の構造を説明する部分拡大断面図である。

〔第１実施形態〕
図１（Ａ）に示すように、成形金型を構成する第１金型である固定金型４１は、板状の部材であり、パーティングラインＰＬ面である型面４１ａ側に、光学部品用の転写面３１と２つの第１位置決め部である凹状部材５１，５１とを備える。ここで、転写面３１の直径は光学部品に対応し通常φ（直径）１０ｍｍ以下となっている。また２つの凹状部材５１，５１は、固定金型４１の対角位置に配置されている。凹状部材５１，５１の直径は、金型の大きさや型締め力を考慮して、通常φ１０〜５０ｍｍの範囲のものから選定し使用する。

図２に示すように、固定金型４１は、成形用の転写面３１を有する型板７１と、型板７１を背面側から支持する受板７３とを積層した構造を有しており、不図示のボルトによって一体に固定されている。受板７３は別名固定側取付板とも呼ばれ、後述の射出成形機の固定盤に取付可能な構成となっている。パーティングラインＰＬ面側となる型板７１には、図１（Ａ）にも示すように、凹状部材５１とスペーサ５５とが円柱状の穴である取付穴７１ａに挿入されている。凹状部材５１は、ボルト５８ａによって固定されている。この際、スペーサ５５によって凹状部材５１の軸方向の位置が調整されている。凹状部材５１は、後述する可動金型４２に設けた凸状部材５２と型締め時に嵌合し、凸状部材５２とともに位置決め部材５０を構成する。

凹状部材５１の外周面５１ｃは円柱状であり、型板７１の内側面７１ｃと嵌合している。凹状部材５１の後端面５１ｄは、平坦面であり、スペーサ５５と密着する。つまり、凹状部材５１は、取付穴７１ａとスペーサ５５とによって位置決めされ、固定金型４１に固定されている。

図３（Ａ）に示すように、凹状部材５１の中央には、同軸で嵌合凹部ＨＯが形成されている。凹状部材５１は、嵌合凹部ＨＯを構成する内面として、テーパ状の内周面を持つ凹嵌合面５１ａと、平坦な底面５１ｂとを備える。この凹状部材５１の凹嵌合面５１ａは、後述する凸状部材５２の凸嵌合面５２ａと嵌合することによって位置決めを可能にする面であり、高精度に加工されている。

また、凹状部材５１には、この凹状部材５１とこれに対応する凸状部材５２とを互いに固定するためのネジ穴５４ｂが形成されている。つまり、凹状部材５１と凸状部材５２とを成形時と同じように互いに嵌合させた状態で、凸状部材５２側からボルト５７を挿入し、凹状部材５１のネジ穴５４ｂにねじ込むことにより、両部材５１，５２を型板に組み付ける前の事前調整をするために互いに固定することができる。ネジ穴５４ｂの内径は、後述する凸状部材５２の貫通孔５４ｄの内径よりもやや小さくなっている。

なお、凹状部材５１は、固定金型４１に対して着脱可能に固定されており、劣化した場合は交換することができる。

図１（Ｂ）に示すように、成形金型を構成する第２金型である可動金型４２は、板状の部材であり、パーティングラインＰＬ面である型面４２ａ側に、光学部品用の転写面３２と２つの第２位置決め部である凸状部材５２，５２とを備える。ここで、２つの凸状部材５２，５２は、固定金型４１に設けた２つの凹状部材５１，５１と協働して両金型４１，４２を相対的に位置決めするためのもので、これらの凹状部材５１，５１に対応して可動金型４２の対角位置に配置されている。

図２に示すように、可動金型４２は、成形用の転写面３２を有する型板９１と、型板９１を背面側から支持する受板９３と、不図示のスペーサブロック、可動側取付板等とを積層した構造を有する。最も背面側に配置される可動側取付板は後述の射出成形機の可動盤に取付可能な構成となっている。また、図示は省略するが、可動金型４２は、その内部に成形品を突き出すためのエジェクタピン、エジェクタプレート等の部品を有している。パーティングラインＰＬ面側の型板９１には、図１（Ｂ）にも示すように、凸状部材５２とスペーサ５５とが円柱状の穴である取付穴９１ａに挿入されており、ボルト５８ｂによって着脱可能に固定されている。

凸状部材５２の外周面５２ｃは円柱状であり、型板９１の内側面９１ｃと嵌合している。凸状部材５２の後端面５２ｄは、平坦面であり、スペーサ５５と密着する。つまり、凸状部材５２は、取付穴９１ａとスペーサ５５とによって位置決めされ、固定金型４１に固定されている。

図３（Ｂ）に示すように、凸状部材５２の中央には、同軸で嵌合凸部ＬＯが形成されている。嵌合凸部ＬＯを構成する外面として、テーパ状の外周面である凸嵌合面５２ａと、先端側の平坦な頂面５２ｂとを有する。この凸嵌合面５２ａは、凹状部材５１の凹嵌合面５１ａと一様に嵌合することによって位置決めを可能にし、凹嵌合面５１ａと同じ傾斜角（テーパ角）となるように高精度に加工されている。この傾斜角は片側０．５度〜１０度が好ましく、片側０．５度〜３度がより好ましい。

また、凸状部材５２には、凹状部材５１と凸状部材５２とを互いに固定するための貫通孔５４ｄと、ザグリ穴５４ｅとが形成されている。貫通孔５４ｄは、嵌合した凹状部材５１に対向する位置に形成されており、貫通孔５４ｄの内面の一部、もしくは全部にボルト取り付け用のネジが切られている。なお、ネジ切りが内面の一部の場合は、後端側から所定の深さ分ネジを切る。ザグリ穴５４ｅは、凸状部材５２の後端側の端部５２ｅにおいて貫通孔５４ｄの延長上に同軸で形成されている。

なお、これらの凸状部材５２は、可動金型４２に対して着脱可能に固定されており、劣化した場合は交換することができる。なお、凸状部材５２を交換する際には、通常凹状部材５１も同時に交換する。両部材５１は、両金型４１，４２への組み付けに際して最終仕上げを一体化して行う等、事前の調整がセットすなわち一組のユニットとして行われており、交換も一組で行われることが望ましい。

以下、位置決め部材５０の加工について説明する。
まず、図３（Ｂ）に示すように、凹状部材５１と凸状部材５２とを互いに嵌合させ、貫通孔５４ｄにボルト５７を挿入しネジ穴５４ｂにねじ込んで両部材５１，５２を固定させる。

次に、この凹状部材５１と凸状部材５２とを嵌合させ固定した状態で、凹状部材５１の後端面５１ｄから凸状部材５２の後端面５２ｄまでの距離すなわちセット全長Ｘを測定する。このセット全長Ｘの測定時の温度は、熱膨張の影響を受けないよう精密に制御されている。

測定されたセット全長Ｘが所望のセット全長Ｙよりも長い場合、凹状部材５１の後端面５１ｄ又は凸状部材５２の後端面５２ｄを所望のセット全長Ｙとなるように一体化した位置決め部材５０を加工する。この際、セット全長Ｘの中間部ＱがパーティングラインＰＬの近傍となるようにする。一方、測定されたセット全長Ｘが所望のセット全長Ｙよりも短い場合、金型４１，４２に組み込む際に測定したセット全長Ｘに応じた厚さのスペーサ５５でその差を補正する。

また、凹状部材５１と凸状部材５２とを一体化した位置決め部材５０は、例えば凹状部材５１又は凸状部材５２のいずれかの外周面５１ｃ，５２ｃの中心軸を基準として、両外周面５１ｃ，５２ｃを同時加工する工程を入れても良い。この際、位置決め部材５０の軸ＡＸの回りに位置決め部材５０を回転させることで外周面５１ｃ，５２ｃを偏芯が少なくなるように加工する。

以上の位置決め部材５０の加工は、複数の位置決め部材を加工する場合でも同様に行われ、特にセット全長を加工する時はこれらを一括して同時に加工することができる。

以下、位置決め部材５０の成形金型４０への取り付け方法について説明する。
図３（Ｂ）に示すように、位置決め部材５０は、凹状部材５１と凸状部材５２とを嵌合させ、ボルト５７で固定した状態で型合わせされた状態の型板７１，９１に組み込まれる。ここで、取付穴７１ａ，９１ａは、凹状部材５１の中心軸ＡＸ１と凸状部材５２の中心軸ＡＸ２とが同軸の軸ＡＸとなるように精密に加工されている。また、取付穴７１ａ，９１ａの直径も同寸法となるように精密に加工されている。なお、ボルト５７で固定した状態で型板７１、９１に組み込むと記載したが、これは、組み込む際に軸ＡＸを中心に凹状部材５１と凸状部材５２とが相対的に回転してしまうと、凹状部材５１の外周面５１ｃの中心軸ＡＸ１に対する偏芯量が加工誤差により微小量であっても発生している場合に中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２が微小量ずれてしまい、位置決め精度が落ちてしまうことを防ぐためである。これは、凸状部材５２の外周面５２ｃの中心軸ＡＸ２に対する偏芯量が加工誤差により微小量であっても発生している場合でも同様の問題が生じうる。ただし、相対的な回転を防ぐ手段が別にあれば、組み込む際にボルト５７で固定することはせず、凹状部材５１と凸状部材５２を別々にそれぞれ型板７１、９１に組み込んでも良い。また、相対的な回転による位置決め精度の低下が微小であるため許容範囲内である場合においても、組み込む際にボルト５７で固定することはせず、凹状部材５１と凸状部材５２を別々にそれぞれ型板７１、９１に組み込んでも良い。

事前調整用のボルト５７は、位置決め部材５０を型板７１，９１に組み付け後、外される。その後、複数のスペーサ５５のうちセット全長Ｘに応じた厚さのものが選択されて受板７３，９３と各部材５１，５２との間に組み込まれる。

なお、位置決め部材５０の型板７１、９１の取付穴７１ａ，９１ａへの挿入の際の嵌め合い（はめあい）は、しまり嵌め、中間嵌め、すきま嵌めのいずれの方法を用いてもよい。しまり嵌めを用いることが、クリアランス（すきま）が無く型板と一体化されるため、最も好ましい。また、しまり嵌めであっても、例えば型板を熱し位置決め部材を冷却するといった熱膨張を利用する方法等で、位置決め部材を取り外すことは可能であり、劣化した場合は交換することができる。

図２に示すように、位置決め部材５０及びスペーサ５５を型板７１，９１に組み付けた後、型板７１，９１に対して受板７３，９３が位置決めして不図示のボルトで固定され、受板７３，９３の後端部７３ａ，９３ａからそれぞれ径の異なるボルト５８ａ，５８ｂが挿通孔５４ａに通されて、各部材５１，５２に形成されたネジ穴５４ｂ及び貫通孔５４ｄに設けられたネジ穴とそれぞれ螺合する。ボルト５８ａ，５８ｂの締結により、スペーサ５５が取付穴７１ａ，９１ａの奥側すなわち底部７１ｄ，９１ｄ側に均等に押圧され、これに伴って各部材５１，５２も固定基準軸ＩＸ方向の底部７１ｄ，９１ｄ側に押圧される。位置決め部材５０の軸ＡＸは、固定基準軸ＩＸと同軸となり、最終的に成形金型４０の位置決めが可能となる。

位置決め部材５０は、以上の説明では詳細を省略したが、例えば、各金型４１，４２に組み込んでから射出成形機１０に取り付ける。なお、金型に取付上の工夫を設けておけば、各金型４１，４２を射出成形機１０に取り付けてから位置決め部材５０を各金型４１，４２に組み込んでもよい。

以下、図１等に示す固定金型４１及び可動金型４２を組み込んだ射出成形機１０を説明する。
図４に示すように、射出成形機１０は、第１金型である固定金型４１と第２金型である可動金型４２とで構成される成形金型４０を備えており、この成形金型４０中に射出装置１６からプラスチック樹脂を注入して硬化させる射出成形を行うことにより、例えば光ピックアップ用対物レンズ等である光学素子の成形品を作製する。

射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２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、可動盤１２と固定盤１１との間に固定金型４１と可動金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより型空間すなわちキャビティを形成し、かかるキャビティを利用した射出成形を可能にする。ここで、射出成形機１０は、成形金型４０の型開き及び型閉じが横方向すなわち水平方向となっている。なお、縦方向に型開き及び型閉じするタイプの射出成形機に上記成形金型４０を組み込むこともできる。

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、固定盤１１の内側は、固定金型４１を着脱可能に支持している。可動盤１２は、後述する開閉駆動装置１５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４２を着脱可能に支持している。なお、可動盤１２には、エジェクタ４５が組み込まれている。このエジェクタ４５は、型開き時に可動金型４２に残される成形品を金型内部のエジェクタプレート及びエジェクタピン（不図示）を介して押すことで可動金型４２内から固定金型４１側に押し出すためのものである。

開閉駆動装置１５は、リニアガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、動力発生部１５ｅとを備える。リニアガイド１５ａは、可動盤１２を支持しつつ、固定盤１１に対する進退方向に関して可動盤１２の滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部１５ｄは、動力発生部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と自在に変位し、結果的に、可動盤１２上の可動金型４２と固定盤１１上の固定金型４１とをパーティングラインＰＬ面で互いに当接するように型閉じすることができ、所望の型締め力で両者を締め付けることができる。

射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、樹脂射出端１６ｄ、及び駆動部１６ｅを備える。射出装置１６は、ノズル状の樹脂射出端１６ｄから温度制御された液体状の樹脂を吐出することができる。射出装置１６は、シリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄを、固定金型４１のスプル部分に対して分離可能に接続することができるよう、固定盤１１には不図示の穴が設けられており、そこに樹脂射出端１６ｄが挿入され、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で形成されるキャビティ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。なお、シリンダ１６ａは、原料貯留部１６ｂに接続されており、この原料貯留部１６ｂから適当なタイミング及び量で樹脂の供給を受ける。また、図示を省略するが、駆動部１６ｅは、シリンダ１６ａ内に組み込まれたスクリュ１６ｆを回転させる回転駆動機構と、スクリュ１６ｆを軸方向に進退させる直動駆動機構とを有する。スクリュ１６ｆを回転させることで発生するせん断熱と不図示のヒータによる熱で、原料貯留部１６ｂから供給された固体ペレット状の樹脂をシリンダ１６ａ内で液体状へと溶解し、さらに撹拌することができ、スクリュ１６ｆを前進させることで、シリンダ１６ａ内の液体状の樹脂を樹脂射出端１６ｄから所望の圧力及び流量で射出させることができる。

図４に示す射出成形機１０の動作の概要について説明する。まず、固定金型４１と可動金型４２とを成形に適する温度まで加熱する。次に、開閉駆動装置１５を動作させ、可動金型４２を固定金型４１側に前進させて型閉じを行い、さらに、固定金型４１と可動金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めを行う。この際、固定金型４１に設けた凹状部材５１，５１と、可動金型４２に設けた凸状部材５２，５２とが嵌合して両金型４１，４２の精密な位置決めが達成される。その後、射出装置１６を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間に形成されたキャビティ中に、射出装置１６の樹脂射出端１６ｄから樹脂を注入する。キャビティ中に射出され充填された樹脂は、所定の温度まで冷却されて固化する。次に、開閉駆動装置１５を動作させて、可動金型４２を後退させ、可動金型４２を固定金型４１から離間させる型開きを行わせる。この結果、成形品は、例えば可動金型４２に保持された状態で固定金型４１から離型される。可動金型４２に残った成形品は、例えばエジェクタ４５が駆動することで可動金型４２内に組み込まれたエジェクタピンが作動することによって押し出されて可動金型４２から離型される。この成形品は、例えば不図示の取り出し機によって射出成形機１０の外部に搬出される。

以上の説明のように、本実施形態の位置決め部材５０、これを組み込んだ成形金型、及び成形方法では、凹状部材５１にネジ穴５４ｂ、凸状部材５２に貫通孔５４ｄを設けることにより、凹状部材５１と凸状部材５２とをボルト５７で固定することができる。これにより、凹状部材５１及び凸状部材５２を嵌合した状態のセット全長Ｘを安定して測定することができる。

従来、スペーサ等を用いて複数の凹状部材や凸状部材が均等に当たるよう調整する方法として、凹状部材と凸状部材とを組み合わせた状態（セット）で複数のセットの厚み（セット全長）をそれぞれ測定し、各セットに合わせてスペーサを準備し、セット全長とスペーサとの合計の厚みを複数のセット間で統一させるように調整していた。しかし、このような方法を用いても、凹状部材と凸状部材とを組み合わせた際に、その組み合わせる方向に加えた力により凸状部材が凹状部材に食い込んでいき、セット全長が変動してしまい、セット全長の安定した測定ができないという問題が生じうる。そのため、スペーサでセット全長のばらつきを補正したとしても、金型の型締めの際には複数の凹状部材と凸状部材とが均一に嵌合しないという問題があった。

本実施形態の位置決め部材５０では、上述の構成を有する凹状部材５１及び凸状部材５２を用いることで、複数の位置決め部材５０のセット全長Ｘのばらつきを精密に補正することができ、各金型４１，４２に複数の位置決め部材５０を設けた場合でも、各位置決め部材５０を均一な力で嵌合させることができる。これにより、位置決め部材５０の変形や摩耗の偏りを防ぐことができる。結果的に、固定金型４１と可動金型４２との位置決めを精密なものとして高精度の成形を可能にすることができる。

なお、本実施形態の位置決め部材５０、これを組み込んだ成形金型、及び成形方法は、例えば光学素子のみならず、他の高精度な成形を要求される成形品の成形にも有用である。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る成形金型について説明する。なお、第２実施形態に係る成形金型は、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５は、本実施形態における位置決め部材１５０を説明する部分拡大断面図である。この場合、凹状部材１５１及び凸状部材１５２に凹状部材１５１と凸状部材１５２との相互の回転を阻止する回転止め機構６０が設けられている。

回転止め機構６０は、回転止めピン６１とピン挿入孔６２とで構成されている。回転止めピン６１は、凹状部材１５１と凸状部材１５２とを嵌合させてボルト５７で固定する際に、ピン挿入孔６２に挿入され、凹状部材１５１と凸状部材１５２とが互いに回転しないようにしている。ピン挿入孔６２は貫通していても良く、その際は必要に応じて回転止めピン６１の長さを変更しても良い。また、ボルト５７で固定された位置決め部材１５０を各金型４１，４２に組み込む際に、回転止めピン６１は、ピン挿入孔６２に挿入されており、ボルト固定の際、凹状部材１５１と凸状部材１５２とが互いに回転しないようにしている。なお、各金型４１，４２に組み込む際に両部材１５１，１５２が互いに回転しないため、位置決め部材１５０は、ボルト５７で固定されていなくともよい。

位置決め部材１５０を各金型４１，４２に組み込んだ後、ボルト５７による締結が行われている場合、回転止めピン６１を位置決め部材５０に挿入した状態で位置決め部材５０からボルト５７が外され、図２と同様にボルト５８ａ，５８ｂにより各部材１５１，１５２が各金型４１，４２に固定される。最後に回転止めピン６１が位置決め部材１５０から外される。

第２実施形態に係る位置決め部材１５０は、第１実施形態に係る位置決め部材５０と同様に、位置決め部材１５０の軸ＡＸが固定基準軸ＩＸ（図２参照）と同軸となり、最終的に成形金型４０の位置決めが可能となる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る成形金型について説明する。なお、第３実施形態に係る成形金型は、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６は、本実施形態における位置決め部材２５０を説明する部分拡大断面図である。図７は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の要部の構造を説明する部分拡大断面図である。この場合、凹状部材２５１のネジ穴２５４ｂの内径と、凸状部材２５２の貫通孔２５４ｄの内径とは同じ径となっている。また、貫通孔２５４ｄにはネジ穴２５４ｂと同じ呼び径のネジが切られている。位置決め部材２５０のセット全長Ｘの加工時において凹状部材２５１と凸状部材２５２とを固定するボルト５９は、頭部５９ａと軸部５９ｂとネジ部５９ｃとで構成されている。ボルト５９を取り付ける際は、まず貫通孔２５４ｄに設けられたネジ穴にネジ部５９ｃをねじ込む。そして２５４ｄのネジ穴を通過したネジ部５９ｃはそのまま凹状部材２５１のネジ穴２５４ｂにねじ込まれる。そして最終的に図６（Ｂ）にあるように凹状部材２５１と凸状部材２５２はボルト５９によって固定される。このネジ部５９ｃの径と、位置決め部材２５０を各金型４１，４２に固定するボルト５８ｂ，５８ｃの径とが同じ大きさとなる。

第３実施形態に係る位置決め部材２５０は、図７に示すように、第１実施形態に係る位置決め部材５０と同様に、位置決め部材２５０の軸ＡＸが固定基準軸ＩＸと同軸となり、最終的に成形金型４０の位置決めを可能となる。

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、固定金型４１に凸状部材５２を設けることができ、可動金型４２に凹状部材５１を設けることもできる。

また、上記実施形態において、凹状部材５１等にネジ穴５４ｂ、凸状部材５２等に貫通孔５４ｄ及びザグリ穴５４ｅを設けたが、凹状部材５１等に貫通孔５４ｄ及びザグリ穴５４ｅ、凸状部材５２等にネジ穴５４ｂを設けてもよい。

また、上記実施形態において、位置決め部材５０のセット全長Ｘを安定して測定できるため、位置決め部材５０のセット全長の追加工をせずに、スペーサ５５の厚さで複数の位置決め部材５０のセット全長のばらつきを補正するのみでもよい。

また、成形時に使用する。位置決め部材５０は２つに限らず、３つ以上を同時に使用する型構成としても良い。また、回転が特に気にならないような成形品の場合は１つでも良い。

また、スペーサ５５を固定金型４１、及び可動金型４２の両方に使用すると厚みの累積誤差により、セット全長の補正の精度が落ちる可能性がある。そこで、スペーサ５５を固定金型４１、もしくは可動金型４２のどちらか一方にのみ使用しても良い。その場合、例えば型板７１または型板９１のうちスペーサ５５を使用しなかったどちらか一方をスペーサ５５の厚み分だけ、板厚を薄くする構成にする。

１０…射出成形機、 ４０…成形金型、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ５０，１５０，２５０…位置決め部材、 ５１，１５１，２５１…凹状部材、 ５１ａ…凹嵌合面、 ５２，１５２，２５２…凸状部材、 ５２ａ…凸嵌合面、 ５４ｂ，２５４ｂ…ネジ穴、 ５４ｄ，２５４ｄ…貫通孔、 ５４ｅ…ザグリ穴、 ５５…スペーサ、 ５７，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５９…ボルト、 ６０…回転止め機構、 ７１，９１…型板、 ７１ａ，９１ａ…取付穴、 ７３，９３…受板

Claims (14)

1. 第１金型と第２金型とを型締めする際に前記第１金型と前記第２金型との位置決めを行う位置決め部材であって、
   使用時に前記第１金型に固定される第１位置決め部と、
   使用時に前記第２金型に固定される第２位置決め部と、
   を備え、
   前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記第１金型及び前記第２金型を型締めする際に互いに嵌合し、
   前記第１位置決め部は、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とを互いに固定するためのネジ穴を有し、
   前記第２位置決め部は、嵌合した前記第１位置決め部の前記ネジ穴に対向する位置に貫通孔を有することを特徴とする位置決め部材。
2. 前記第１位置決め部は、テーパ状の凹嵌合面を有する前記凹状部材であり、前記第２位置決め部は、テーパ状の凸嵌合面を有する前記凸状部材であることを特徴とする請求項１に記載の位置決め部材。
3. 前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部は、互いに嵌合した状態でボルトで所定の圧力をかけて固定され、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部を前記所定の圧力で嵌合させたセットとして全長が加工されていることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の位置決め部材。
4. 前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部は、互いに嵌合した状態でボルトで所定の圧力をかけて固定され、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部を前記所定の圧力で嵌合させたセットとして外周が加工されていることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の位置決め部材。
5. 前記第２位置決め部は、前記貫通孔の一部としてボルト取り付け用のザグリ穴をさらに有することを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の位置決め部材。
6. 前記貫通孔の内面にネジが切られていることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の位置決め部材。
7. 前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とをボルト固定する際に前記第１位置決め部と前記第２位置決め部との相互の回転を阻止する回転止め機構が設けられることを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれか一項に記載の位置決め部材。
8. 第１金型と、
   第２金型と、
   第１金型に固定される第１位置決め部と、
   第２金型に固定される第２位置決め部と、
   を備え、
   前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記第１金型及び前記第２金型を型締めする際に互いに嵌合し、
   前記第１位置決め部は、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とを互いに固定するためのネジ穴を有し、
   前記第２位置決め部は、嵌合した前記第１位置決め部の前記ネジ穴に対向する位置に貫通孔を有することを特徴とする成形金型。
9. 前記第１位置決め部及び第２位置決め部を埋め込む穴を有することを特徴とする請求項８に記載の成形金型。
10. 前記第１位置決め部は、テーパ状の凹嵌合面を有する前記凹状部材であり、前記第２位置決め部は、テーパ状の凸嵌合面を有する前記凸状部材であることを特徴とする請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の成形金型。
11. 前記第１及び第２位置決め部を前記第１及び第２金型にそれぞれ固定する際に、前記第１及び第２位置決め部はボルトで固定されることを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか一項に記載の成形金型。
12. 前記第１及び第２位置決め部を前記第１及び第２金型にそれぞれ固定する際に、前記第１及び第２位置決め部はボルト及び回転止め機構で固定されることを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか一項に記載の成形金型。
13. 前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部を嵌合させたセットの全長の測定値に応じた厚さのスペーサをさらに組み込むことを特徴とする請求項８から請求項１２までのいずれか一項に記載の成形金型。
14. 請求項８から請求項１３までのいずれか一項に記載の成形金型を用いることを特徴とする成形方法。

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