JP2011189565A - 成形用金型および成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】テーパ状凸部とテーパ状凹部を所定の位置で嵌合させることにより固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを向上させることができる成形用金型および成形方法を提供する。
【解決手段】スラストリテーナ23により固定側金型1を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することで、固定側金型1の固定側入れ子12のテーパ状凹部17と可動側金型2の可動側入れ子13のテーパ状凸部21が互いに嵌合する型締め時に、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側金型1を滑動させて固定側金型1と可動側金型2との位置合わせを補助する。
【選択図】図1
【解決手段】スラストリテーナ23により固定側金型1を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することで、固定側金型1の固定側入れ子12のテーパ状凹部17と可動側金型2の可動側入れ子13のテーパ状凸部21が互いに嵌合する型締め時に、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側金型1を滑動させて固定側金型1と可動側金型2との位置合わせを補助する。
【選択図】図1
Description
この発明は、固定側金型と可動側金型との間でキャビティを形成する成形用金型および成形方法に係り、特に、固定側金型と可動側金型の成形面を位置合わせして型締めすることでキャビティを形成する成形用金型および成形方法に関する。
一般に、レンズなどの樹脂製の光学素子は、図7に示すように、固定側金型51と可動側金型52の成形面を位置合わせしつつ型締めすることで両者の間にキャビティ53を形成してそこに溶融樹脂を注入することで成形されている。このような、光学素子の成形では、成形された光学素子の偏芯を抑制するために、固定側金型51に設置された円筒状のガイドブッシュ54と可動側金型52の下面から突出して設置されたガイドピン55とを嵌合させて固定側成形面と可動側成形面の位置がずれないようにすることがある。近年では、光学素子の偏芯をさらに抑制するために、固定側成形面と可動側成形面をさらに高精度に位置合わせすることが求められている。
そこで、例えば、図8に示すように、ガイドブッシュとガイドピンの代わりに嵌合する周面をテーパ状としたテーパガイドブッシュ56とテーパガイドピン57を固定側金型51と可動側金型52にそれぞれ設けることで型締め力を利用して両者が所定の位置で嵌合し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせするものがある。
そこで、例えば、図8に示すように、ガイドブッシュとガイドピンの代わりに嵌合する周面をテーパ状としたテーパガイドブッシュ56とテーパガイドピン57を固定側金型51と可動側金型52にそれぞれ設けることで型締め力を利用して両者が所定の位置で嵌合し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせするものがある。
また、例えば、特許文献1には、固定側成形面と可動側成形面を構成する固定側製品駒と可動側製品駒を外側から支持する固定側保持部材および可動側保持部材の嵌合する周面にテーパ状凹部とテーパ状凸部をそれぞれ形成し、型締め力を利用して両者を所定の位置で嵌合させることが提案されている。また、固定側製品駒と固定側保持部材の間、可動側製品駒と可動側保持部材の間にボールリテーナを介在させ、ボールの弾性を利用して固定側保持部材に対する固定側製品駒の位置および可動側保持部材に対する可動側製品駒の位置を高精度に位置合わせすることも提案されている。
しかしながら、これらテーパ状凸部とテーパ状凹部との嵌合において片あたり等が生じることで両者が所定の位置で嵌合されず、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせの精度が低下するおそれがある。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、テーパ状凸部とテーパ状凹部を所定の位置で嵌合させることにより固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを向上させることができる成形用金型および成形方法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、本発明に係る射出成形用金型は、固定側型板と前記固定側型板に嵌入され且つ固定側成形面を有する固定側入れ子を備えた固定側金型と、可動側型板と前記可動側型板に嵌入され且つ可動側成形面を有する可動側入れ子を備えた可動側金型とを有し、前記固定側成形面と前記可動側成形面によって製品成形用キャビティが形成される成形用金型であって、型締め時に前記固定側金型と前記可動側金型とを位置合わせする位置合わせ用ガイド手段と、前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、前記固定側金型と前記可動側金型の型締め力を利用して前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を滑動させることで前記位置合わせ用ガイド手段による位置合わせを補助するスラストリテーナとを有するものである。
ここで、前記固定側入れ子は、前記固定側成形面が形成された固定側製品駒と、前記固定側製品駒を外側から支持する固定側保持部材とを有し、前記可動側入れ子は、前記可動側成形面が形成された可動側製品駒と、前記可動側製品駒を外側から支持する可動側保持部材とを有し、前記位置合わせ用ガイド手段は、前記固定側保持部材と前記可動側保持部材の一方に形成されたテーパ状凹部と、他方に形成され且つ前記テーパ状凹部に嵌合するテーパ状凸部とからなることができる。
また、前記スラストリテーナは、前記固定側入れ子および前記可動側入れ子の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することもできる。
また、前記スラストリテーナは、前記固定側入れ子および前記可動側入れ子の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することもできる。
また、前記固定側入れ子は、前記固定側成形面が形成された固定側製品駒からなり、前記可動側入れ子は、前記可動側成形面が形成された可動側製品駒からなり、前記位置合わせ用ガイド手段は、前記固定側型板と前記可動側型板の一方に形成されたテーパ状凹部と、他方に形成され且つ前記テーパ状凹部に嵌合するテーパ状凸部とからなってもよい。
また、前記スラストリテーナは、前記固定側型板および前記可動側型板の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することもできる。
また、前記スラストリテーナは、前記固定側型板および前記可動側型板の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することもできる。
また、前記スラストリテーナは、前記固定側入れ子および前記可動側入れ子の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持する第1のリテーナと、前記固定側型板および前記可動側型板の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持する第2のリテーナとを含むことができる。
また、前記固定側型板と前記可動側型板の成形面の間には複数の前記キャビティが形成され、それぞれの前記キャビティに形成された前記製品部分は前記固定側型板に嵌入された複数の前記固定側入れ子と前記可動側型板に嵌入された複数の前記可動側入れ子とから形成されてもよい。
また、前記スラストリテーナは、円環状に配列された複数の鋼球を有してもよい。また、前記スラストリテーナは、円板状に分布配置された複数の鋼球を有してもよい。
また、前記スラストリテーナは、円環状に配列された複数の鋼球を有してもよい。また、前記スラストリテーナは、円板状に分布配置された複数の鋼球を有してもよい。
また、本発明に係る成形方法は、固定側型板と前記固定側型板に嵌入され且つ固定側成形面を有する固定側入れ子を備えた固定側金型と、可動側型板と前記可動側型板に嵌入され且つ可動側成形面を有する可動側入れ子を備えた可動側金型とを有し、前記固定側成形面と前記可動側成形面によって製品成形用キャビティが形成される成形用金型を用いた成形方法であって、型締め時に前記固定側金型と前記可動側金型とを位置合わせし、前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することで、前記固定側金型と前記可動側金型の型締め力を利用して前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を滑動させて前記位置合わせを補助するものである。
本発明によれば、テーパ状凸部とテーパ状凹部を所定の位置で嵌合させることにより固定側成形面と可動側成形面の位置合わせの精度を向上させることができる。
以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
実施形態1
図1に、本発明の実施形態1に係る成形用金型の構成を示す。成形用金型は、固定側金型1と、図1において固定側金型1の上側に配置され固定側金型1に対して上下方向に開閉自在に可動する可動側金型2とを有する。
図1に、本発明の実施形態1に係る成形用金型の構成を示す。成形用金型は、固定側金型1と、図1において固定側金型1の上側に配置され固定側金型1に対して上下方向に開閉自在に可動する可動側金型2とを有する。
固定側金型1は、固定側型板3を有する。固定側型板3は、固定側型板3の上面を形成する型部材4と、型部材4の下面側に配置される型部材5とが積層されると共に互いに固定されて構成されている。一方、可動側金型2は、可動側型板6を有する。可動側型板6は、可動側型板6の下面を形成する型部材7と、型部材7の上面側に配置される型部材8と、型部材8の上面の縁に沿って配置される型部材9と、型部材9の上面に配置され可動側型板6の上面を形成する型部材10とが積層されると共に互いに固定されて構成されている。
図1に示されるように、固定側金型1と可動側金型2を型締めした状態において、型部材4の上面と型部材7の下面との間に、成形されるレンズ等の製品の形状を有するキャビティ11が形成されている。キャビティ11の形状は、型部材4を上下方向に貫通しキャビティ11の下面を形成する成形面を有する固定側入れ子12と、型部材7を上下方向に貫通しキャビティ11の上面を形成する成形面を有する可動側入れ子13とが所定の位置で嵌合することで形成される。
図1に示されるように、固定側金型1と可動側金型2を型締めした状態において、型部材4の上面と型部材7の下面との間に、成形されるレンズ等の製品の形状を有するキャビティ11が形成されている。キャビティ11の形状は、型部材4を上下方向に貫通しキャビティ11の下面を形成する成形面を有する固定側入れ子12と、型部材7を上下方向に貫通しキャビティ11の上面を形成する成形面を有する可動側入れ子13とが所定の位置で嵌合することで形成される。
固定側入れ子12は、固定側製品駒14と、固定側製品駒14の外周を囲んで型部材4に嵌入された固定側保持部材15と、固定側製品駒14と固定側保持部材15を下面側から支持する押え板16とを有する。固定側製品駒14は、型部材4を上下方向に貫通し、その上面に形成された成形面でキャビティ11の下面を形成している。固定側保持部材15は、固定側製品駒14と同心状に配置され、固定側製品駒14を外側から支持している。固定側保持部材15の上面には、固定側製品駒14の成形面を中心としてその周囲をテーパ状としたテーパ状凹部17が形成されている。固定側保持部材15の下面には押え板16が固定されている。
一方、可動側入れ子13は、可動側製品駒18と、可動側製品駒18の外周を囲んで型部材7に嵌入された可動側保持部材19と、可動側製品駒18と可動側保持部材19との間に配置されたボールリテーナ20とを有する。可動側製品駒18は、型部材7を上下方向に貫通し、その下面に形成された成形面でキャビティ11の上面を形成している。可動側保持部材19は、可動側製品駒18と同心状に配置され、可動側製品駒18を外側から支持している。可動側保持部材19の下面には、可動側製品駒18の成形面を中心としてその周囲をテーパ状としたテーパ状凸部21が形成されている。可動側製品駒18の外周面と可動側保持部材19の内周面との間には、円筒状に配列された複数の鋼球を有するボールリテーナ20が介在している。ボールリテーナ20は、鋼球の弾性を利用して可動側製品駒18と可動側保持部材19との中心軸を高精度に一致させる。型部材7には押え板22が固定されており、押え板22が可動側製品駒18および可動側保持部材19を上面側から支持している。
なお、固定側保持部材15のテーパ状凹部17と可動側保持部材19のテーパ状凸部21のテーパ角度はそれぞれ一致しており、その形状に従って所定の位置で両者が嵌合することで固定側製品駒14の成形面と可動側製品駒18の成形面との位置を型締め方向と垂直な方向に一致させ、所定の形状のキャビティ11を形成することができる。また、型部材4と固定側入れ子12の間および型部材7と可動側入れ子13との間には、製品を成形するための溶融樹脂が流れ込まない程度のクリアランスが形成されている。
一方、可動側入れ子13は、可動側製品駒18と、可動側製品駒18の外周を囲んで型部材7に嵌入された可動側保持部材19と、可動側製品駒18と可動側保持部材19との間に配置されたボールリテーナ20とを有する。可動側製品駒18は、型部材7を上下方向に貫通し、その下面に形成された成形面でキャビティ11の上面を形成している。可動側保持部材19は、可動側製品駒18と同心状に配置され、可動側製品駒18を外側から支持している。可動側保持部材19の下面には、可動側製品駒18の成形面を中心としてその周囲をテーパ状としたテーパ状凸部21が形成されている。可動側製品駒18の外周面と可動側保持部材19の内周面との間には、円筒状に配列された複数の鋼球を有するボールリテーナ20が介在している。ボールリテーナ20は、鋼球の弾性を利用して可動側製品駒18と可動側保持部材19との中心軸を高精度に一致させる。型部材7には押え板22が固定されており、押え板22が可動側製品駒18および可動側保持部材19を上面側から支持している。
なお、固定側保持部材15のテーパ状凹部17と可動側保持部材19のテーパ状凸部21のテーパ角度はそれぞれ一致しており、その形状に従って所定の位置で両者が嵌合することで固定側製品駒14の成形面と可動側製品駒18の成形面との位置を型締め方向と垂直な方向に一致させ、所定の形状のキャビティ11を形成することができる。また、型部材4と固定側入れ子12の間および型部材7と可動側入れ子13との間には、製品を成形するための溶融樹脂が流れ込まない程度のクリアランスが形成されている。
固定側入れ子12の下面側には、スラストリテーナ23が配置されている。スラストリテーナ23は、固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持している。これにより、スラストリテーナ23が固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を滑動させることで、固定側保持部材15のテーパ状凹部17と可動側保持部材19のテーパ状凸部21との所定の位置での嵌合が補助される。
型部材4には、型部材4の上面から下方に向かって円筒状のガイドブッシュ24が嵌入されている。一方、型部材7には、ガイドピン25が固定されており、このガイドピンが型部材7の下面から下方に突出している。ガイドブッシュ24とガイドピン25が嵌合することで、型締めされた固定側型板3と可動側型板6の位置ずれを抑制している。
型部材7の下面にはキャビティ11からその下面に沿って延びる凹部が形成されており、型締め時に、型部材7の凹部と型部材4の上面との間でキャビティ11に連通して延びる通路28aが形成される。また、型部材5の下面には溶融樹脂が射出される射出口27が形成され、型部材4および5には、射出口27から型部材4の上面までを貫通する貫通孔28bが形成されている。型部材4および7の間で形成される通路28aと型部材4および5に形成された貫通孔28bとが連通してランナー28が形成される。すなわち、ランナー28は、型部材5の射出口27からキャビティ11まで延在している。
型部材5の上面には、スラストリテーナ23を下方から支持する押え板26が配置されている。固定側入れ子12は、スラストリテーナ23により押え板26上を型締め方向と垂直な方向に滑動することができる。
型部材9の内側で型部材10の下面側には、上下方向に移動自在な移動板29が配置されている。移動板29には、突き出しロッド30とエジェクターピン31が固定されている。突き出しロッド30は型部材8を貫通し、その先端が可動側製品駒18の上面に固定されている。一方、エジェクターピン31は型部材7および8を貫通し、その先端がランナー28に対面している。型開き後に移動板29が型部材8の方向へ移動することで、突き出しロッド30を介して可動側製品駒18が移動してキャビティ11に位置する樹脂を突き出すと共にエジェクターピン31が移動してランナー28に位置する樹脂を突き出す。これにより、成形された製品を金型内から取り出すことができる。
型部材5の上面には、スラストリテーナ23を下方から支持する押え板26が配置されている。固定側入れ子12は、スラストリテーナ23により押え板26上を型締め方向と垂直な方向に滑動することができる。
型部材9の内側で型部材10の下面側には、上下方向に移動自在な移動板29が配置されている。移動板29には、突き出しロッド30とエジェクターピン31が固定されている。突き出しロッド30は型部材8を貫通し、その先端が可動側製品駒18の上面に固定されている。一方、エジェクターピン31は型部材7および8を貫通し、その先端がランナー28に対面している。型開き後に移動板29が型部材8の方向へ移動することで、突き出しロッド30を介して可動側製品駒18が移動してキャビティ11に位置する樹脂を突き出すと共にエジェクターピン31が移動してランナー28に位置する樹脂を突き出す。これにより、成形された製品を金型内から取り出すことができる。
なお、実施形態1の成形用金型において、固定側入れ子12のテーパ状凹部17と可動側入れ子13のテーパ状凸部21により本発明における位置合わせ用ガイド手段が構成される。また、スラストリテーナ23により本発明における第1のリテーナが構成される。
図2に、スラストリテーナ23の構成を示す。スラストリテーナ23は、円環状に配列された複数の鋼球32と、複数の鋼球32を所定の間隔をおいて回転自在に保持する保持板33とから構成されている。鋼球32の一部は保持板33の表面側および裏面側に突出し、鋼球32の突出した部分が押え板16の下面および押え板26の上面と接している。
鋼球32は、例えば、ベアリング鋼またはステンレス鋼などから構成され、保持板33は、例えば、ステンレス鋼、真鍮、高質合成樹脂などから構成されている。
鋼球32は、例えば、ベアリング鋼またはステンレス鋼などから構成され、保持板33は、例えば、ステンレス鋼、真鍮、高質合成樹脂などから構成されている。
次に、図1に示した成形用金型の動作を説明する。
まず、固定側金型1に対して可動側金型2を図1において下方に移動させ、型部材7に設置されたガイドピン25を型部材4に設置されたガイドブッシュ24に沿って嵌合させていく。ガイドブッシュ24とガイドピン25が嵌合することで、型締めされた固定側型板3と可動側型板6の位置ずれが抑制される。
ガイドピン25とガイドブッシュ24との嵌合に伴い、可動側保持部材19のテーパ状凸部21が固定側保持部材15のテーパ状凹部17に沿って嵌合し始める。この時、互いに一致するテーパ角度を有するテーパ状凹部17とテーパ状凸部21は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ23が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21が所定の位置で嵌合するのを補助する。このようにして、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とがその形状に従って所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが位置合わせされてキャビティ11が形成される。
ガイドピン25とガイドブッシュ24との嵌合に伴い、可動側保持部材19のテーパ状凸部21が固定側保持部材15のテーパ状凹部17に沿って嵌合し始める。この時、互いに一致するテーパ角度を有するテーパ状凹部17とテーパ状凸部21は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ23が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21が所定の位置で嵌合するのを補助する。このようにして、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とがその形状に従って所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが位置合わせされてキャビティ11が形成される。
このように、スラストリテーナ23が固定側入れ子12を滑動自在に支持することで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21との片あたり等により両者の所定の位置での嵌合がずれるのを抑制し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。
固定側金型1と可動側金型2を型締めしてキャビティ11が形成されると、射出口27から溶融樹脂を射出し、ランナー28を介してキャビティ11に溶融樹脂を充填する。キャビティ11内に充填した溶融樹脂を固化して成形品が成形されると、固定側金型1に対して可動側金型2を型開きし、移動板29を型部材8および10に固定された移動板ガイドピン42に沿って移動させる。移動板29の移動に伴い、突き出しロッド30を介して可動側入れ子13が移動すると共にエジェクターピン31が移動する。これにより、成形した成形品が金型内から取り出される。
本実施形態によれば、スラストリテーナ23が固定側入れ子12を滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21との片あたり等により両者の所定の位置での嵌合がずれるのを抑制し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。
実施形態2
図3に実施形態2に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型では、図1に示した実施形態1の成形用金型において固定側入れ子12と可動側入れ子13の固定側保持部材15と可動側保持部材19が省略されている。固定側製品駒14および可動側製品駒18は、型部材4および7により外側から支持されている。なお、可動側製品駒18と型部材7との間にはボールリテーナ20が介在している。
また、実施形態1のガイドブッシュ24とガイドピン25に代えて、型部材4の上面から下面に向かってテーパ状凹部34が形成されたテーパガイドブッシュ35と型部材7の下面から下方に突出したテーパ状凸部36が形成されたテーパガイドピン37が用いられている。テーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36のテーパ角度はそれぞれ一致しており、その形状に従って所定の位置で両者が嵌合することで固定側型板3と可動側型板6が位置合わせされる。なお、固定側金型1における固定側製品駒14の位置と可動側金型2における可動側製品駒18の位置は、テーパガイドブッシュ35とテーパガイドピン37が所定の位置で嵌合することで固定側製品駒14と可動側製品駒18の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされ、所定の形状のキャビティ11が形成されるように配置されている。
また、実施形態1の成形用金型において固定側入れ子12と押え板26との間に配置されたスラストリテーナ23を省略すると共に型部材5の下面と金型内に位置固定された固定部材38との間に新たなスラストリテーナ39が配置されている。スラストリテーナ39は、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、テーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36による所定の位置での嵌合を補助する。
図3に実施形態2に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型では、図1に示した実施形態1の成形用金型において固定側入れ子12と可動側入れ子13の固定側保持部材15と可動側保持部材19が省略されている。固定側製品駒14および可動側製品駒18は、型部材4および7により外側から支持されている。なお、可動側製品駒18と型部材7との間にはボールリテーナ20が介在している。
また、実施形態1のガイドブッシュ24とガイドピン25に代えて、型部材4の上面から下面に向かってテーパ状凹部34が形成されたテーパガイドブッシュ35と型部材7の下面から下方に突出したテーパ状凸部36が形成されたテーパガイドピン37が用いられている。テーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36のテーパ角度はそれぞれ一致しており、その形状に従って所定の位置で両者が嵌合することで固定側型板3と可動側型板6が位置合わせされる。なお、固定側金型1における固定側製品駒14の位置と可動側金型2における可動側製品駒18の位置は、テーパガイドブッシュ35とテーパガイドピン37が所定の位置で嵌合することで固定側製品駒14と可動側製品駒18の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされ、所定の形状のキャビティ11が形成されるように配置されている。
また、実施形態1の成形用金型において固定側入れ子12と押え板26との間に配置されたスラストリテーナ23を省略すると共に型部材5の下面と金型内に位置固定された固定部材38との間に新たなスラストリテーナ39が配置されている。スラストリテーナ39は、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、テーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36による所定の位置での嵌合を補助する。
なお、実施形態2の成形用金型において、テーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36により本発明における位置合わせ用ガイド手段が構成される。また、スラストリテーナ39により本発明における第2のリテーナが構成される。
実施形態1と同様にして、固定側金型1に対して可動側金型2を図3において下方に移動させ、テーパガイドピン37のテーパ状凸部36をテーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34に沿って嵌合させていく。この時、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ39が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36が所定の位置で嵌合するのを補助する。
このようにして、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36とがその形状に従って所定の位置で嵌合されることで、固定側型板3と可動側型板6が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされると共に固定側製品駒14と可動側製品駒18の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされる。
このようにして、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36とがその形状に従って所定の位置で嵌合されることで、固定側型板3と可動側型板6が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされると共に固定側製品駒14と可動側製品駒18の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされる。
この実施形態2によれば、スラストリテーナ39が固定側型板3を滑動自在に支持することで、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36との片あたり等により両者の所定の位置での嵌合がずれるのを抑制し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。
実施形態3
図4に実施形態3に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型は、図1に示した実施形態1の成形用金型において、型部材5の下面と金型内に位置固定された固定部材38との間に新たなスラストリテーナ39をさらに配置したものである。スラストリテーナ39は、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、固定側保持部材15のテーパ状凹部17と可動側保持部材19のテーパ状凸部21による所定の位置での嵌合を補助する。
図4に実施形態3に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型は、図1に示した実施形態1の成形用金型において、型部材5の下面と金型内に位置固定された固定部材38との間に新たなスラストリテーナ39をさらに配置したものである。スラストリテーナ39は、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、固定側保持部材15のテーパ状凹部17と可動側保持部材19のテーパ状凸部21による所定の位置での嵌合を補助する。
なお、実施形態3の成形用金型において、固定側入れ子12のテーパ状凹部17と可動側入れ子13のテーパ状凸部21により本発明における位置合わせ用ガイド手段が構成される。また、スラストリテーナ23により本発明における第1のリテーナが構成されると共にスラストリテーナ39により本発明における第2のリテーナが構成される。
実施形態1と同様にして、固定側金型1に対して可動側金型2を図4において下方に移動させ、型部材7に設置されたガイドピン25を型部材4に設置されたガイドブッシュ24に沿って嵌合させていくと共に、可動側保持部材19のテーパ状凸部21を固定側保持部材15のテーパ状凹部17に沿って嵌合させていく。この時、ガイドピン25がガイドブッシュ24に沿って嵌合されていくと共に、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とが、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して所定の位置で嵌合されるように互いに位置合わせしながら嵌合されていく。これと同時に、スラストリテーナ39が、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、ガイドピン25とガイドブッシュ24ならびにテーパ状凸部21とテーパ状凹部17の嵌合を補助する。また、スラストリテーナ23が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21が所定の位置で嵌合するのを補助する。
このようにして、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とが所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが位置合わせされる。
このようにして、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とが所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが位置合わせされる。
この実施形態3によれば、スラストリテーナ23が固定側入れ子12を滑動自在に支持すると共にスラストリテーナ39が固定側型板3を滑動自在に支持することで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21との片あたり等により両者の所定の位置での嵌合がずれるのをさらに抑制し、固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。
実施形態4
図5に実施形態4に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型は、図4に示した実施形態3の成形用金型において、ガイドブッシュ24とガイドピン25に代えて、型部材4の上面から下面に向かってテーパ状凹部34が形成されたテーパガイドブッシュ35と型部材7の下面から下方に突出したテーパ状凸部36が形成されたテーパガイドピン37を用いたものである。固定側金型1における固定側入れ子12の位置と可動側金型2における可動側入れ子13の位置は、テーパガイドブッシュ35とテーパガイドピン37が所定の位置で嵌合することで固定側入れ子12と可動側入れ子13の成形面が位置合わせされるように配置されている。
図5に実施形態4に係る成形用金型の構成を示す。この成形用金型は、図4に示した実施形態3の成形用金型において、ガイドブッシュ24とガイドピン25に代えて、型部材4の上面から下面に向かってテーパ状凹部34が形成されたテーパガイドブッシュ35と型部材7の下面から下方に突出したテーパ状凸部36が形成されたテーパガイドピン37を用いたものである。固定側金型1における固定側入れ子12の位置と可動側金型2における可動側入れ子13の位置は、テーパガイドブッシュ35とテーパガイドピン37が所定の位置で嵌合することで固定側入れ子12と可動側入れ子13の成形面が位置合わせされるように配置されている。
なお、実施形態4の成形用金型において、固定側入れ子12のテーパ状凹部17と可動側入れ子13のテーパ状凸部21、ならびにテーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34とテーパガイドピン37のテーパ状凸部36により本発明における位置合わせ用ガイド手段が構成される。また、スラストリテーナ23により本発明における第1のリテーナが構成されると共にスラストリテーナ39により本発明における第2のリテーナが構成される。
実施形態3と同様にして、固定側金型1に対して可動側金型2を図3において下方に移動させ、テーパガイドピン37のテーパ状凸部36をテーパガイドブッシュ35のテーパ状凹部34に沿って嵌合させていく。この時、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ39が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36が所定の位置で嵌合するのを補助する。
テーパガイドピン37とテーパガイドブッシュ35の嵌合に伴い、可動側保持部材19のテーパ状凸部21も固定側保持部材15のテーパ状凹部17に沿って嵌合し始める。この時、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ23が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21が所定の位置で嵌合するのを補助する。
このようにして、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36とが所定の位置で嵌合されることで、固定側型板3と可動側型板6が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされると共に固定側入れ子12と可動側入れ子13の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされる。さらに、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とが所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが型締め方向と垂直な方向に高精度に位置合わせされる。
テーパガイドピン37とテーパガイドブッシュ35の嵌合に伴い、可動側保持部材19のテーパ状凸部21も固定側保持部材15のテーパ状凹部17に沿って嵌合し始める。この時、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21は、所定の位置で嵌合されるように固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して互いに位置合わせしながら嵌合されていく。また、これと同時に、スラストリテーナ23が、固定側金型1と可動側金型2の型締め力を利用して固定側入れ子12を型締め方向と垂直な方向に滑動させることで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21が所定の位置で嵌合するのを補助する。
このようにして、テーパ状凹部34とテーパ状凸部36とが所定の位置で嵌合されることで、固定側型板3と可動側型板6が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされると共に固定側入れ子12と可動側入れ子13の成形面が型締め方向と垂直な方向に位置合わせされる。さらに、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21とが所定の位置で嵌合されることで、固定側入れ子12の成形面と可動側入れ子13の成形面とが型締め方向と垂直な方向に高精度に位置合わせされる。
この実施形態4によれば、スラストリテーナ23が固定側入れ子12を滑動自在に支持すると共にスラストリテーナ39が固定側型板3を滑動自在に指示することで、テーパ状凹部17とテーパ状凸部21ならびにテーパ状凹部34とテーパ状凸部36の片あたり等により両者の所定の位置での嵌合がずれるのをさらに抑制し、固定側成形面と可動側成形面をさらに高精度に位置合わせすることができる。
なお、実施形態1〜4の成形用金型は、固定側金型1および可動側金型2の間に1つのキャビティ11を形成しているが、固定側成形面と可動側成形面をそれぞれ位置合わせできれば、複数のキャビティを形成してもよい。例えば、図1において、ランナー28が、貫通孔28bに連通して互いに分岐された複数の通路28aを有し、それぞれの通路28aに連通するように複数のキャビティを配置形成してもよい。また、この時、各キャビティは、それぞれ対応する固定側入れ子と可動側入れ子によって形成され、それぞれの固定側入れ子について型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持するスラストリテーナ23をそれぞれ配置すれば、それぞれのキャビティにおいて固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。また、固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持するスラストリテーナ39を配置すれば、それぞれのキャビティにおいて固定側成形面と可動側成形面を高精度に位置合わせすることができる。
また、実施形態1〜4の成形用金型は、円環状に配列された複数の鋼球32を有するスラストリテーナ23または35を用いているが、固定側入れ子12または固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持できればよい。例えば、図6に示すように、円板状に配列された複数の鋼球40と、複数の鋼球40を所定の間隔をおいて回転自在に保持する保持板41とから構成されてもよい。
また、実施形態1〜4の成形用金型は、円環状に配列された複数の鋼球32を有するスラストリテーナ23または35を用いているが、固定側入れ子12または固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持できればよい。例えば、図6に示すように、円板状に配列された複数の鋼球40と、複数の鋼球40を所定の間隔をおいて回転自在に保持する保持板41とから構成されてもよい。
また、実施形態1〜4の成形用金型は、固定側入れ子12または固定側型板3を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持するスラストリテーナ23および39を用いているが、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを補助できればよい。例えば、スラストリテーナ23は固定側入れ子12および可動側入れ子13の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、スラストリテーナ39は固定側型板3および可動側型板6の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することで、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを補助することができる。
また、実施形態1〜4の成形用金型は、可動側製品駒18と可動側保持部材19との間にボールリテーナ20を用いているが、固定側製品駒14と固定側保持部材15との間にも同様のボールリテーナ20を配置すれば、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせの精度をさらに高めることができる。
また、実施形態1〜4の成形用金型は、可動側製品駒18と可動側保持部材19との間にボールリテーナ20を用いているが、固定側製品駒14と固定側保持部材15との間にも同様のボールリテーナ20を配置すれば、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせの精度をさらに高めることができる。
実施形態1および2の成形用金型の場合(実施例1および2)と実施形態1および2の成形用金型においてスラストリテーナ23および39を用いない場合(比較例1および2)とで、実際に成形した成形品の偏芯の測定を行った実例について説明する。この例は、金型内の温度を125℃として280℃の溶融樹脂を金型内に射出し、固化後に取り出した成形品についてレンズの偏芯測定を行った。
その結果、表1に示すように、実施例1および2のレンズの偏芯は0.5〜1.5μmおよび1.0〜1.5μmとその偏芯量の変動が小さいのに対し、比較例1および2のレンズの偏芯は1.0〜4.0μmおよび1.0〜5.0μmとその偏芯量の変動が大きくなることがわかった。また、実施形態1および2の成形用金型では、1000回の型開閉動作を行っても可動側入れ子13およびテーパガイドピン37の側面に摩擦により強く傷ついたあとなどはみられなかった。
このことから、スラストリテーナ23および39が、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを補助し、その精度を向上させていることが示唆された。
なお、キャビティ11は、非球面凸と非球面凹との組み合わせレンズの形状を有し、溶融樹脂にはZEONEX480R(日本ゼオン製)を用いた。
その結果、表1に示すように、実施例1および2のレンズの偏芯は0.5〜1.5μmおよび1.0〜1.5μmとその偏芯量の変動が小さいのに対し、比較例1および2のレンズの偏芯は1.0〜4.0μmおよび1.0〜5.0μmとその偏芯量の変動が大きくなることがわかった。また、実施形態1および2の成形用金型では、1000回の型開閉動作を行っても可動側入れ子13およびテーパガイドピン37の側面に摩擦により強く傷ついたあとなどはみられなかった。
このことから、スラストリテーナ23および39が、固定側成形面と可動側成形面の位置合わせを補助し、その精度を向上させていることが示唆された。
なお、キャビティ11は、非球面凸と非球面凹との組み合わせレンズの形状を有し、溶融樹脂にはZEONEX480R(日本ゼオン製)を用いた。
1 固定側金型、2 可動側金型、3 固定側型板、4,5,7,8,9,10 型部材、6 可動側型板、11 キャビティ、12 固定側入れ子、13 可動側入れ子、14 固定側製品駒、15 固定側保持部材、16,22,26 押え板、17,34 テーパ状凹部、18 可動側製品駒、19 可動側保持部材、20 ボールリテーナ、21,36 テーパ状凸部、23,39 スラストリテーナ、24 ガイドブッシュ、25 ガイドピン、27 射出口、28 ランナー、29 移動板、30 突き出しロッド、31 エジェクターピン、32,40 鋼球、33,41 保持板、35 テーパガイドブッシュ、37 テーパガイドピン、38 固定部材、42 移動板ガイドピン。
Claims (10)
- 固定側型板と前記固定側型板に嵌入され且つ固定側成形面を有する固定側入れ子を備えた固定側金型と、可動側型板と前記可動側型板に嵌入され且つ可動側成形面を有する可動側入れ子を備えた可動側金型とを有し、前記固定側成形面と前記可動側成形面によって製品成形用キャビティが形成される成形用金型であって、
型締め時に前記固定側金型と前記可動側金型とを位置合わせする位置合わせ用ガイド手段と、
前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持し、前記固定側金型と前記可動側金型の型締め力を利用して前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を滑動させることで前記位置合わせ用ガイド手段による位置合わせを補助するスラストリテーナと
を有することを特徴とする成形用金型。 - 前記固定側入れ子は、前記固定側成形面が形成された固定側製品駒と、前記固定側製品駒を外側から支持する固定側保持部材とを有し、
前記可動側入れ子は、前記可動側成形面が形成された可動側製品駒と、前記可動側製品駒を外側から支持する可動側保持部材とを有し、
前記位置合わせ用ガイド手段は、前記固定側保持部材と前記可動側保持部材の一方に形成されたテーパ状凹部と、他方に形成され且つ前記テーパ状凹部に嵌合するテーパ状凸部とからなることを特徴とする請求項1に記載の成形用金型。 - 前記スラストリテーナは、前記固定側入れ子および前記可動側入れ子の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することを特徴とする請求項2に記載の成形用金型。
- 前記固定側入れ子は、前記固定側成形面が形成された固定側製品駒からなり、
前記可動側入れ子は、前記可動側成形面が形成された可動側製品駒からなり、
前記位置合わせ用ガイド手段は、前記固定側型板と前記可動側型板の一方に形成されたテーパ状凹部と、他方に形成され且つ前記テーパ状凹部に嵌合するテーパ状凸部とからなることを特徴とする請求項1に記載の成形用金型。 - 前記スラストリテーナは、前記固定側型板および前記可動側型板の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することを特徴とする請求項4に記載の成形用金型。
- 前記スラストリテーナは、
前記固定側入れ子および前記可動側入れ子の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持する第1のリテーナと、
前記固定側型板および前記可動側型板の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持する第2のリテーナと
を含むことを特徴とする請求項2に記載の成形用金型。 - 前記固定側型板と前記可動側型板の成形面の間には複数の前記キャビティが形成され、それぞれの前記キャビティに形成された前記製品部分は前記固定側型板に嵌入された複数の前記固定側入れ子と前記可動側型板に嵌入された複数の前記可動側入れ子とから形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の成形用金型。
- 前記スラストリテーナは、円環状に配列された複数の鋼球を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の成形用金型。
- 前記スラストリテーナは、円板状に分布配置された複数の鋼球を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の成形用金型。
- 固定側型板と前記固定側型板に嵌入され且つ固定側成形面を有する固定側入れ子を備えた固定側金型と、可動側型板と前記可動側型板に嵌入され且つ可動側成形面を有する可動側入れ子を備えた可動側金型とを有し、前記固定側成形面と前記可動側成形面によって製品成形用キャビティが形成される成形用金型を用いた成形方法であって、
型締め時に前記固定側金型と前記可動側金型とを位置合わせし、
前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を型締め方向と垂直な方向に滑動自在に支持することで、前記固定側金型と前記可動側金型の型締め力を利用して前記固定側金型および前記可動側金型の少なくとも一方を滑動させて前記位置合わせを補助する
ことを特徴とする成形方法。
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