JP2013252666A - 成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】成形材料の使用量を削減して、成形品のコストダウンを図る。
【解決手段】成形用金型１において、スプルー１３の周りに複数対配置され、第１および第２入れ子２４，３５の少なくとも一方である回転角度調整用入れ子は、凹凸嵌合によって保持部材２２，３３に保持され、回転角度調整用入れ子と保持部材２２，３３との一方に正多角形の底面を有する嵌合凸部４３，５３が形成され、他方に凹部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１成形金型に配置される入れ子と第２成形金型に配置される入れ子との複数対によって複数のキャビティが形成される成形用金型に関する。

特許文献１〜３に記載されているように、樹脂製の光学素子を成形する成形用金型では、固定側金型と可動側金型と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を形成し、そのキャビティに溶融樹脂を注入することにより、レンズなどの光学素子を成形する。

上記キャビティは、固定側金型に配置される第１入れ子の成形面と可動側金型に配置される第２入れ子の成形面とによって形成される。各入れ子は、固定側金型および可動側金型において、保持部材によって保持される。

成形用金型は、光学素子を低コストにて製造するために、複数のキャビティを有し、複数の光学素子を一括して成形する。したがって、固定側金型および可動側金型には、それぞれ複数対の入れ子が配置される。

光学素子として例えばレンズを成形する成形用金型では、固定側金型および可動側金型に入れ子を配置する場合に、入れ子を入れ子の軸を中心に回転させて、第１入れ子の成形面と第２入れ子の成形面との中心位置のずれ（光軸のずれ）が最小となるように回転位置（回転角度）が調整される。その後、各入れ子が回転しないように固定される。したがって、この種の成形用金型では、入れ子を回転させ、かつ固定する構成を備えている。入れ子を固定する構成は、例えばダボ、固定用板およびビスをねじ込むビス穴である。

例えば、特許文献２には、上下方向への可動型である第１の金型に、上下方向に段階的に径が異なる金型コアを設けた構成が開示されている。金型コアは、下面にキャビティを形成するための彫刻面が形成され、第１の金型のプレートに対する固定前の状態では、プレートに対して軸の周りに回転可能であり、任意の回転位置において、上方から挿入されるねじにより、プレートに固定されるようになっている。

また、特許文献３には、眼科用レンズを形成するための第１の型と第２の型のうち、第１の型を射出成形によって形成する射出成形装置が開示されている。この射出成形装置では、光学工具アセンブリと非光学工具アセンブリとの間にキャビティが形成される。光学工具アセンブリは、下面に成形面を有するインサート、およびインサートを回転しないように固定するダボを備えている。ダボは、インサートにおける上記形成面とは反対側の部分、すなわち円柱形状を有する上部に、横方向（インサートの軸方向に対して垂直な方向）から挿入される。この場合、ダボはインサートの外径から大幅にはみ出した状態となっている。

特開２０１１−１８９５６５号公報（２０１１年９月２９日公開） 特開２０１０−２７４４４０号公報（２０１０年１２月９日公開） 特開２００８−５２６５４６号公報（２００８年０７月２４日公開）

上記のように、入れ子の回転角度を調整した後に、入れ子を回転しないようにダボや固定用板によって固定する構成では、入れ子と入れ子との間（キャビティとキャビティとの間）に、ダボや固定用板が干渉しないようにスペースを設ける必要がある。また、複数のキャビティを設けて光学素子の生産性を向上した成形用金型では、射出成形における不具合を防止するために、キャビティはスプルーに対し対称の位置に配置することが求められる。

このため、上記二つの要件を満たす構造の成形用金型では、スプルーとキャビティとの間の距離が長くなり、その結果、ランナーの長さが長くなる。

したがって、上記従来の成形用金型による成形では、光学素子の体積に比べて、スプルーおよびランナーの成形部分の体積が大きくなる。このように、成形品の大半を占めるスプルーおよびランナーの成形部分は、光学素子には不要であり、廃棄されるものである。この結果、無駄な樹脂材料を多量に使うことになり、成形品の製造コストを増加させる要因となっている。

なお、キャビティ数を少なくすればランナー長を短くできるものの、光学素子の生産性が低下する結果、１キャビティあたりのランナーやスプルーの成形部分の体積が増加することになる。

したがって、本発明は、複数のキャビティを備えた構成において、キャビティとキャビティとの間隔を狭くして、スプルーとキャビティとの間のランナーの長さを短くでき、この結果、成形材料の使用量を削減し、成形品のコストダウンを図ることができる成形用金型の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の成形用金型は、第１入れ子が配置される第１成形金型と第２入れ子が配置される第２成形金型とを備え、スプルーの周りに前記第１入れ子と前記第２入れ子との対が複数対配置され、複数対の前記第１入れ子と前記第２入れ子との間に形成される複数のキャビティに、溶融した成形材料が前記スプルーからランナーを介して充填され、前記キャビティにて成形品が成形される成形用金型において、前記第１入れ子と前記第２入れ子との少なくとも一方は、入れ子の軸と中心とした回転角度を調整可能な回転角度調整用入れ子であり、前記回転角度調整用入れ子は保持部材に前記保持部材との凹凸嵌合によって保持され、前記回転角度調整用入れ子と前記保持部材との一方に正多角形の底面を有する凸部が形成され、他方に前記凸部と嵌合し、前記凸部の形状に対応した凹部が形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、回転角度調整用入れ子は保持部材に保持部材との凹凸嵌合によって保持され、回転角度調整用入れ子と保持部材との一方に正多角形の底面を有する凸部が形成され、他方に凸部と嵌合し、凸部の形状に対応した凹部が形成されている。

したがって、回転角度調整用入れ子は、例えば成形品の第１入れ子による第１成形面の中心と第２入れ子による第２成形面の中心とのずれが最小となるように、回転された場合に、その回転角度にて回転角度調整用入れ子と保持部材との凹凸嵌合によって固定することができる。すなわち、回転角度調整用入れ子は、回転角度調整用入れ子の外径から大幅にはみ出すようなダボなどの固定部材を使用することなく、回転位置にて固定することができる。

これにより、第１入れ子と第２入れ子との複数対について、隣り合う対同士の間隔を狭くして、すなわち第１入れ子および第２入れ子の間に形成されるキャビティとキャビティとの間隔を狭くして、スプルーとキャビティとの間のランナーの長さを短くすることができる。この結果、成形材料の使用量を削減して、成形品のコストダウンを図ることができる。

上記の成形用金型において、前記凸部は正多角柱である構成としてもよい。

上記の構成によれば、正多角柱の角数に応じて等分された角度毎に回転角度調整用入れ子を適切に回転させ、かつ固定することができる。

上記の成形用金型において、前記凸部は、正多角柱と、前記正多角柱の先端部に形成され、前記正多角柱の底面と合同な底面を有する正多角錐とを備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、正多角柱および正多角錐の角数に応じて等分された角度毎に回転角度調整用入れ子を適切に回転させ、かつ固定することができる。

上記の成形用金型において、前記凸部は、正多角錐である構成としてもよい。

上記の構成によれば、正多角錐の角数に応じて等分された角度毎に回転角度調整用入れ子を適切に回転させ、かつ固定することができる。

上記の成形用金型において、前記凸部は前記回転角度調整用入れ子に備えられ、前記凸部の最大径は、前記回転角度調整用入れ子の最大径以下となっている構成としてもよい。

上記の構成によれば、回転された回転角度調整用入れ子をその回転位置にて固定する構造を回転角度調整用入れ子の最大径以下の範囲に収めることができる。

これにより、第１入れ子と第２入れ子との複数対について、隣り合う対同士の間隔を確実に狭くして、スプルーとキャビティとの間のランナーの長さを確実に短くすることができる。

上記の成形用金型において、前記凸部は前記回転角度調整用入れ子に備えられ、前記回転角度調整用入れ子は、前記回転角度調整用入れ子の軸方向における前記凸部の両側に、前記凸部の最大径以上の直径を有する円柱部を備え、前記保持部材は、前記凹部を形成する複数の嵌合部材を備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、回転角度調整用入れ子の凸部と保持部材における、凹部を形成する複数の嵌合部材との凹凸嵌合によって、回転角度調整用入れ子を回転位置にて固定することができる。

また、回転角度調整用入れ子は、軸方向における凸部の両側に、凸部の最大径以上の直径を有する円柱部を備えているので、キャビティにて成形された成形品を回転角度調整用入れ子を上下移動させることによってイジェクトする構成とした場合であっても、回転角度調整用入れ子の位置ずれが生じる事態を防止することができる。

本発明によれば、第１入れ子と第２入れ子との複数対について、隣り合う対同士の間隔を狭くして、スプルーとキャビティとの間のランナーの長さを短くすることができる。この結果、入れ子の回転角度を調整する機能を損なうことなく、成形材料の使用量を削減して、成形品のコストダウンを図ることができる。

本発明の実施の形態における成形用金型の構成を示す縦断面図である。 図１に示した成形用金型におけるスプルー、キャビティおよびランナーの配置状態を模式的に示す平面図である。 図３の（ａ１）は第２入れ子の嵌合凸部５３の一例を示す斜視図、（ａ２）は（ａ１）に示した嵌合凸部の平面図、（ａ３）は（ａ１）に示した嵌合凸部の正面図である。図３の（ｂ１）は第２入れ子の嵌合凸部の他の例を示す斜視図、（ｂ２）は（ｂ１）に示した嵌合凸部の平面図、（ｂ３）は（ｂ１）に示した嵌合凸部の正面図である。図３の（ｃ１）は第２入れ子の嵌合凸部のさらに他の例を示す斜視図、（ｃ２）は（ｃ１）に示した嵌合凸部の平面図、（ｃ３）は（ｃ１）に示した嵌合凸部の正面図である。図３の（ｄ１）は第２入れ子における嵌合凸部のさらに他の例を示す斜視図、（ｄ２）は（ｄ１）に示した嵌合凸部の平面図、（ｄ３）は（ｄ１）に示した嵌合凸部の正面図である。 図１に示した固定側金型における第２入れ子の配置状態を固定側金型の縦断面によって示す斜視図である。 図５（ａ）は、図４に示した第２入れ子の配置状態を第２入れ子の下方から見た場合の斜視図、図５（ｂ）は、図４に示した第２入れ子の配置状態を第２入れ子の上方から見た場合の斜視図である。 図１に示した第１入れ子における第１成形面の中心（光軸）と第２入れ子における第２成形面の中心（光軸）とにずれが生じている状態を示す説明図である。 従来の成形用金型における入れ子としてのインサートを示す斜視図である。 従来の成形用金型の構成の要部を示す縦断面図である。 図８に示した成形用金型の構成を図１に示した成形用金型に採用した比較例の成形用金型の構成を示す縦断面図である。 図２に示した成形用金型におけるスプルー、キャビティおよびランナーの配置状態に、図９に示した成形用金型におけるキャビティおよびダボの配置状態を重ねて示した平面図である。 さらに他の従来の成形用金型の構成の要部を示す縦断面図である。 図１１に示した成形用金型の構成を図１に示した成形用金型に採用した比較例の成形用金型の構成を示す縦断面図である。 図２に示した成形用金型におけるスプルー、キャビティおよびランナーの配置状態に、図１２に示した成形用金型における第１および第２入れ子並びにキャビティの配置状態を重ねて示した平面図である。 本発明の他の実施の形態における成形用金型を示す縦断面図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態における成形用金型１の構成を示す縦断面図である。本実施の形態では、成形用金型１が光学素子の成形に使用される場合について説明する。

図１に示すように、成形用金型１は、上側の可動側金型１１と下側の固定側金型１２とを備えている。

可動側金型１１は、上から下へ順番に、可動側取付け板２１、保持部材２２および可動側型板２３を備えている。固定側金型１２は、下から上へ順番に、固定側取付け板３１、スペーサブロック３２、保持部材３３および固定側型板３４を備えている。また、可動側金型１１は第１入れ子２４（回転角度調整用入れ子）を備え、固定側金型１２は第１入れ子２４と対をなす第２入れ子３５（回転角度調整用入れ子）を備えている。

本実施の形態において、第１入れ子２４は、上下方向に延びる円柱部４１を有し、円柱部４１の下面に第１成形面４２が形成され、円柱部４１の上面に嵌合凸部４３を有している。嵌合凸部４３は、円柱部４１の軸心位置に形成され、上面の面積が円柱部４１の上面の面積よりも小さく、上下方向に均一径の柱状に形成され、円柱部４１の上面から上方に伸びている。嵌合凸部４３の最大径は円柱部４１の直径よりも小さくなっている。

同様に、第２入れ子３５は、上下方向に延びる円柱部５１を有し、円柱部５１の上面に第２成形面５２が形成され、円柱部５１の下面に嵌合凸部５３を有している。嵌合凸部５３は、円柱部５１の軸心位置に形成され、下面の面積が円柱部５１の下面の面積よりも小さく、上下方向に均一径の柱状に形成され、円柱部５１の下面から下方に伸びている。嵌合凸部５３の最大径は円柱部５１の直径よりも小さくなっている。

第１入れ子２４の円柱部４１は可動側型板２３に配置され、嵌合凸部４３は保持部材２２に配置される。したがって、可動側型板２３には、円柱部４１を挿入する円柱部配置穴２５が形成され、保持部材２２には、嵌合凸部４３が嵌合される嵌合凹部２６が形成されている。

同様に、第２入れ子３５の円柱部５１は固定側型板３４に配置され、嵌合凸部５３は保持部材３３に配置される。したがって、固定側型板３４には、円柱部５１を挿入する円柱部配置穴３６が形成され、保持部材３３には、嵌合凸部５３が嵌合される嵌合凹部３７が形成されている。

また、可動側金型１１には、可動側金型１１の上端位置から下端位置に伸びるスプルー１３が形成され、このスプルー１３を中心として描かれる円の円周に沿って複数対の第１入れ子２４と第２入れ子３５とが配置される。

可動側金型１１と固定側金型１２とが閉じた状態において、第１入れ子２４の第１成形面４２と第２入れ子３５の第２成形面５２との間には、キャビティ１４が形成される。各キャビティ１４はランナー１５によってスプルー１３と接続される。したがって、キャビティ１４にはスプルー１３から供給される溶融された樹脂がランナー１５を介して充填され、キャビティ１４において製品としての光学素子が成形される。

なお、キャビティ１４は、図１において、詳細には、第１入れ子２４、第２入れ子３５、可動側金型１１および固定側金型１２によって形成されるようになっている。しかしながら、キャビティ１４は、第１入れ子２４および第２入れ子３５のみによって形成される構成であってもよい。

キャビティ１４による成形品は、可動側金型１１が開いた状態において、イジェクタピン１６により固定側金型１２から取り外される。イジェクタピン１６は、固定側金型１２に設けられ、上端部がスプルー１３の下端部と対向するように配置されている。イジェクタピン１６は、スペーサブロック３２内の空間部において固定側取付け板３１上に配置されたイジェクタプレート３８から、保持部材３３および固定側型板３４を貫通して固定側型板３４の上面に達する。

なお、イジェクタプレート３８の上の部材は、イジェクタピン固定プレート３９である。イジェクタピン固定プレート３９とイジェクタプレート３８とは、イジェクタピン１６を挟みこみ、イジェクタピン１６を固定している。これにより、イジェクタピン１６の最大直径を可及的に小さくしている。すなわち、イジェクタピン１６は、ビスなどで固定した場合、入れ子をビスなどで固定する場合と同様、イジェクタピン１６を固定するプレートに接する部分の直径を大きくする必要がある。この場合には、ランナー１５が長くなってしまうため、このような事態を上記のような構成により防止している。

成形用金型１における上記のスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態を示すと、図２に示すようになる。図２は、図１に示した成形用金型１におけるスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態を模式的に示す平面図である。図２に示すように、各キャビティ１４は、スプルー１３を中心として描かれる円の円周に沿って、スプルー１３から同一径の位置に配置されている。

次に、第１入れ子２４の嵌合凸部４３および第２入れ子３５の嵌合凸部５３の形状について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、第２入れ子３５の嵌合凸部５３を例として説明をする。ただし、嵌合凸部４３，５３の形状としては、第１入れ子２４と第２入れ子３５とにおいて同一形状のものを使用することができる。

第２入れ子３５の嵌合凸部５３としては、図３の（ａ１）、(ｂ１)、(ｃ１)、(ｄ１)に示す各形状のものを使用することができる。なお、嵌合凸部５３と嵌合する嵌合凹部３７は、嵌合凸部５３と嵌合できるように、嵌合凸部５３の形状に対応した形状となる。

図３の（ａ１）は第２入れ子３５の嵌合凸部５３の一例を示す斜視図、（ａ２）は（ａ１）に示した嵌合凸部５３の平面図、（ａ３）は（ａ１）に示した嵌合凸部５３の正面図である。図３の（ｂ１）は第２入れ子３５の嵌合凸部５３の他の例を示す斜視図、（ｂ２）は（ｂ１）に示した嵌合凸部５３の平面図、（ｂ３）は（ｂ１）に示した嵌合凸部５３の正面図である。図３の（ｃ１）は第２入れ子３５の嵌合凸部５３のさらに他の例を示す斜視図、（ｃ２）は（ｃ１）に示した嵌合凸部５３の平面図、（ｃ３）は（ｃ１）に示した嵌合凸部５３の正面図である。図３の（ｄ１）は第２入れ子３５における嵌合凸部５３のさらに他の例を示す斜視図、（ｄ２）は（ｄ１）に示した嵌合凸部５３の平面図、（ｄ３）は（ｄ１）に示した嵌合凸部５３の正面図である。

図３の（ａ１）〜（ａ３）に示す嵌合凸部５３は、正四角柱形状である。なお、嵌合凸部５３の形状は、正四角柱や他の正多角柱であってもよい。図３の（ｂ１）〜（ｂ３）に示す嵌合凸部５３は、正三角柱形状の柱状部５３ａの先端部５３ｂが前記正三角柱の底面と合同な底面を有する正三角錐形状になっている。なお、柱状部５３ａの形状は、正四角柱や他の正多角柱であってもよい。その場合、先端部５３ｂの形状は、柱状部５３ａの正多角柱の底面と合同な底面を有する正多角錐となる。

図３の（ｃ１）〜（ｃ３）に示す嵌合凸部５３は、正三角錐形状である。図３の（ｄ１）〜（ｄ３）に示す嵌合凸部５３は、正四角錐形状である。なお、（ｃ１）〜（ｃ３）おおよび（ｄ１）〜（ｄ３）に示す嵌合凸部５３の形状は、他の正多角錐形状であってもよい。

上記の構成において、成形用金型１を使用して光学素子を成形する際には、可動側金型１１に第１入れ子２４を配置し、固定側金型１２に第２入れ子３５を配置する。例えば、固定側金型１２における第２入れ子３５の配置状態は、図４に示すようになる。図４は、図１に示した固定側金型１２における第２入れ子３５の配置状態を固定側金型１２の縦断面によって示す斜視図である。

また、図４に示した第２入れ子３５の配置状態を第２入れ子３５の下方から見た斜視図にて示すと図５（ａ）のようになり、図４に示した第２入れ子３５の配置状態を第２入れ子３５の上方から見た斜視図にて示すと図５（ｂ）のようになる。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）では、第２入れ子３５の嵌合凸部５３の形状が図３の（ｄ１）〜（ｄ３）に示した正四角錐形状であり、これに対応して保持部材３３の嵌合凹部３７の形状が正四角錐形状である場合を例示している。また、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した保持部材３３の形状は一例であり、その形状に限定されない。

ここで、第１入れ子２４および第２入れ子３５を配置する場合には、第１入れ子２４における第１成形面４２の中心と第２入れ子３５における第２成形面５２の中心とのずれ、すなわち成形された光学素子における上面（第１面）の中心と下面（第２面）の中心とのずれが最小となるように第１および第２入れ子２４，３５を配置する必要がある。

上記ずれは、第１および第２入れ子２４，３５等の加工寸法ばらつきによって生じるものであり、具体的な要因は、
・キャビティ１４の中心と第１および第２入れ子２４，３５の少なくとも一方の中心とがずれること。
・第１入れ子２４を挿入する可動側型板２３の穴と第２入れ子３５を挿入する固定側型板３４の穴とがずれること。
・可動側金型１１と固定側金型１２との位置がずれること。
などである。

そこで、第１入れ子２４および第２入れ子３５を配置する場合には、第１および第２入れ子２４，３５を回転させて、光学素子における上面（第１面）の中心と下面（第２面）の中心とのずれが最小となるように、第１および第２入れ子２４，３５の配置位置（回転位置）を調整する。

この調整によって、図６に示すように、第１入れ子２４における第１成形面４２の中心（光軸６１）と第２入れ子３５における第２成形面５２の中心（光軸６２）とのずれ、すなわち成形された光学素子における上面（第１面）の中心と下面（第２面）の中心とのずれが最小となるようにする。

第１および第２入れ子２４，３５の配置位置（回転位置）の調整は、具体的には次のようにして行われる。
（１）まず、可動側金型１１に第１入れ子２４を配置し、固定側金型１２に第２入れ子３５を配置して成形用金型１を組み立てた後、成形用金型１によって実際に光学素子を成形する。
（２）次に、成形した光学素子における、第１入れ子２４の第１成形面４２によって成形された第１面の中心と、第２入れ子３５の第２成形面５２によって成形された第２面の中心とのずれ量を測定する。
（３）次に、測定したずれ量が最小となるように、第１入れ子２４および第２入れ子３５を回転させて配置する。すなわち、第１入れ子２４および第２入れ子３５の回転角度を調整する。

すなわち、成形用金型１の組立→光学素子の成形→成形品のズレ量測定→成形用金型１の分解(第１入れ子２４および第２入れ子３５の回転）→光学素子の成形→成形品のズレ量測定、という一連の動作を成形品のズレ量が所定の許容範囲内となるまで繰り返す。

なお、第１入れ子２４および第２入れ子３５の回転は、特殊な治具を使用して手作業にて行われる。また、成形品のズレ量の測定は、専用の測定機を使用して行われる。成形品のズレ量は、例えば厳しい許容範囲の場合には３μｍ以下であり、緩い許容範囲の場合であっても５μｍ以下といった程度であり、測定機による測定結果から演算により求められる。

本実施の形態の成形用金型１では、第１入れ子２４および第２入れ子３５の嵌合凸部４３，５３が正多角柱形状あるいは正多角錐形状となっており、保持部材２２，３３の嵌合凹部２６，３７が第１入れ子２４および第２入れ子３５の嵌合凸部４３，５３の形状に対応した正多角柱形状あるいは正多角錐形状となっている。したがって、第１入れ子２４および第２入れ子３５を回転させた場合に、その回転角度にて固定することができる。すなわち、第１入れ子２４および第２入れ子３５は、嵌合凸部４３，５３の正多角柱や正多角錐の角数に応じて等分された角度毎に回転させ、かつ固定することができる。

したがって、回転させた第１入れ子２４および第２入れ子３５は、それらの円柱部４１，５１の直径の範囲からはみ出すような固定部材を使用することなく、固定される。これにより、第１入れ子２４および第２入れ子３５の間に形成されるキャビティ１４とキャビティ１４との間隔を狭くして、スプルー１３とキャビティ１４との間のランナー１５の長さを短くすることができる。この結果、成形材料の使用量を削減して、成形品のコストダウンを図ることができる。

また、従来の成形用金型と同じ数のキャビティ１４を備える場合には、成形用金型１、すなわち可動側金型１１および固定側金型１２を小型化することができる。

なお、本実施の形態の成形用金型１においては、第１入れ子２４および第２入れ子３５の両者を回転させ、かつ固定できる構成となっているものの、一方のみを回転させ、かつ固定できる構成としてもよい。

一方、本実施の形態の成形用金型１のように、第１入れ子２４および第２入れ子３５の両者を回転させ、かつ固定できる構成とすれば、第１成形面４２の中心と第２成形面５２の中心とのズレ量の調整範囲を広くすることができる。

また、成形用金型１では、第１および第２入れ子２４，３５と保持部材２２，３３とが凹凸嵌合する構成において、第１および第２入れ子２４，３５が凸形状となり、保持部材２２，３３が凹形状となっているが、これは逆であってもよい。

次に、本実施の形態の成形用金型１の構成を従来の成形用金型の構成と比較した結果について説明する。

（比較例１）
特許文献３に記載されている構成では、入れ子として図７に示すインサート１０１を使用し、図８に示すように、インサート１０１、キャビティリング１０２およびキャップ１０３によってキャビティ１０６が形成されている。インサート１０１はねじ１０４によってキャビティリング１０２に固定され、ダボ１０５によりキャビティリング１０２に対して回転方向に位置決めされている。なお、図７は従来の成形用金型における入れ子としてのインサート１０１を示す斜視図であり、図８は、従来の成形用金型の構成の要部を示す縦断面図である。

図８に示した構成を図１に示した本実施の形態の成形用金型１に採用した場合には、図９に示すようになる。図９は、図８に示した成形用金型の構成を図１に示した成形用金型１に採用した比較例の成形用金型１１１の構成を示す縦断面図である。

図９に示す成形用金型１１１では、第１および第２入れ子１２１，１２２は、保持部材２２，３３においてねじ１２３により固定され、第１および第２入れ子１２１，１２２の間にキャビティ１２４が形成される。また、第２入れ子１２２は、保持部材３３において、第２入れ子１２２に対して径方向（第２入れ子１２２の軸方向に対して垂直な方向）から挿入されるダボ１２５によって位置決めされ、回転角度が固定される。

ここで、図２に示した成形用金型１におけるスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態に、図９に示した成形用金型１１１におけるキャビティ１２４およびダボ１２５の配置状態を重ねて示すと図１０に示すようになる。図１０は、図２に示した成形用金型１におけるスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態に、図９に示した成形用金型１１１におけるキャビティ１２４およびダボ１２５の配置状態を重ねて示した平面図である。なお、成形用金型１のキャビティ１４は破線にて示している。

図１０に示すように、比較例の成形用金型１１１では、ダボ１２５によって第２入れ子１２２を回転方向に位置決めしているので、ダボ１２５が存在する分、隣り合うキャビティ１２４の間隔を広くする必要がある。このため、隣り合うキャビティ１２４とキャビティ１２４との間隔が広くなり、スプルー１３とキャビティ１２４との間のランナー１５の長さが長くなる。この結果、成形材料の使用量が多くなってしまう。

したがって、本実施の形態の成形用金型１では、隣り合うキャビティ１４とキャビティ１４との間隔を狭くして、スプルー１３とキャビティ１４との間のランナー１５の長さを短くでき、この結果、成形材料の使用量を削減できることが理解できる。

（比較例２）
特許文献２に記載されている構成では、図１１に示すように、可動側入れ子１５１、枠入れ子１５２、固定側入れ子１５３および固定側型板１５４によってキャビティ１５５が形成されている。図１１は、さらに他の従来の成形用金型の構成の要部を示す縦断面図である。

図１１に示す構成では、固定側入れ子１５３は、ねじ１５６によって回転しないように固定側取り付け板１５７に固定され、可動側入れ子１５１は、ねじ１５６によって回転しないように突き出しロッド１５８に固定される。このような構成では、入れ子の径は、入れ子を回転しないようにねじ１５６にて固定するので、キャビティ１５５の径よりも大幅に大きい径となっている。

図１１に示した構成を図１に示した本実施の形態の成形用金型１に採用した場合には、図１２に示すようになる。図１２は、図１１に示した成形用金型の構成を図１に示した成形用金型１に採用した比較例の成形用金型１７１の構成を示す縦断面図である。

図１２に示す成形用金型１７１では、第１および第２入れ子１８１，１８２は、ねじ１８３によりそれぞれ保持部材２２，３３に回転しないように固定され、第１および第２入れ子１８１，１８２の間にキャビティ１８４が形成される。

ここで、図２に示した成形用金型１におけるスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態に、図１２に示した成形用金型１７１における第１および第２入れ子１８１，１８２並びにキャビティ１８４の配置状態を重ねて示すと図１３に示すようになる。図１３は、図２に示した成形用金型１におけるスプルー１３、キャビティ１４およびランナー１５の配置状態に、図１２に示した成形用金型１７１における第１および第２入れ子１８１，１８２並びにキャビティ１８４の配置状態を重ねて示した平面図である。なお、成形用金型１のキャビティ１４は破線にて示している。

図１３に示すように、比較例の成形用金型１７１では、第１および第２入れ子１８１，１８２は、ねじ１８３により回転しないように固定されるので、ねじ１８３にる固定部分の径がキャビティ１５５を形成する円柱部分の径よりも大幅に大きい径となる。したがって、隣り合う第１入れ子１８１同士の間隔、および第２入れ子１８２同士の間隔を広くする必要がある。このため、スプルー１３とキャビティ１２４との間のランナー１５の長さが長くなり、成形材料の使用量が多くなってしまう。

したがって、本実施の形態の成形用金型１では、隣り合うキャビティ１４とキャビティ１４との間隔を狭くして、スプルー１３とキャビティ１４との間のランナー１５の長さを短くでき、この結果、成形材料の使用量を削減できることが理解できる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図１４は、本発明の他の実施の形態における成形用金型２０１を示す縦断面図である。図１４に示すように、第１入れ子２１１は、下端から上端に向って、第１円柱部２１２、正多角柱部２１３および第２円柱部２１４を有している。正多角柱部２１３の最大径は、第１円柱部２１２の直径および第２円柱部２１４の直径よりも小さくなっている。

第１入れ子２１１の第１円柱部２１２は可動側型板２３に配置され、第２円柱部２１４は保持部材２２に配置されている。また、正多角柱部２１３は、保持部材２２と可動側型板２３との間の同じ高さ位置に配置された、第１嵌合板２１５と第２嵌合板２１６との間に配置されている。すなわち、第１入れ子２１１は、正多角柱部２１３が第１嵌合板２１５と第２嵌合板２１６との間に形成される凹部に嵌合されていることにより、第１入れ子２１１の軸を中心とする回転が阻止され、配置された状態の回転角度に保持される。

同様に、第２入れ子２２１は、下端から上端に向って、第１円柱部２２２、正多角柱部２２３および第２円柱部２２４を有している。正多角柱部２２３の最大径は、第１円柱部２２２の直径および第２円柱部２２４の直径よりも小さくなっている。

第２入れ子２２１の第１円柱部２２２は固定側型板３４および保持部材３３に配置され、第２円柱部２２４はイジェクタプレート３８に配置されている。また、正多角柱部２２３は、イジェクタプレート３８の上の同じ高さ位置に配置された、第１嵌合板２２５と第２嵌合板２２６との間に配置されている。すなわち、第２入れ子２２１は、正多角柱部２２３が第１嵌合板２２５と第２嵌合板２２６との間に形成される凹部に嵌合されていることにより、第２入れ子２２１の軸を中心とする回転が阻止され、配置された状態の回転角度に保持される。

本実施の形態の成形用金型２０１では、第１および第２入れ子２１１，２２１が正多角柱部２１３，２２３を有し、これら正多角柱部２１３，２２３が第１嵌合板２１５，２２５および第２嵌合板２１６，２２６に嵌合される。すなわち、第１嵌合板２１５および第２入れ子２２１を回転させた場合に、その回転角度にて固定することができる。この場合、第１および第２入れ子２１１，２２１は、正多角柱部２１３，２２３の角数に応じて等分された角度毎に回転させ、かつ固定することができる。

したがって、回転させた第１および第２入れ子２１１，２２１は、それらの第１円柱部２１２，２２２および第２円柱部２１４，２２４の直径の範囲からはみ出すような固定部材を使用することなく、固定される。これにより、第１および第２入れ子２１１，２２１の間に形成されるキャビティ１４とキャビティ１４との間隔を狭くして、スプルー１３とキャビティ１４との間のランナー１５の長さを短くすることができる。この結果、成形材料の使用量を削減して、成形品のコストダウンを図ることができる。

また、第２入れ子２２１の正多角柱部２２３は、第１円柱部２２２と第２円柱部２２４との間において、第１嵌合板２２５および第２嵌合板２２６によって保持されている。したがって、成形用金型２０１において、キャビティ１４にて成形された成形品（光学素子）を第２入れ子２２１を上下移動させることによってイジェクトする構成とした場合であっても、第１入れ子２１１に対して第２入れ子２２１が位置ずれを生じる事態を防止することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 成形用金型
１１ 可動側金型
１２ 固定側金型
１３ スプルー
１４ キャビティ
１５ ランナー
１６ イジェクタピン
２１ 可動側取付け板
２２ 保持部材
２３ 可動側型板
２４ 第１入れ子（回転角度調整用入れ子）
２５ 円柱部配置穴
２６ 嵌合凹部
３１ 固定側取付け板
３２ スペーサブロック
３３ 保持部材
３４ 固定側型板
３５ 第２入れ子（回転角度調整用入れ子）
３６ 円柱部配置穴
３７ 嵌合凹部
３８ イジェクタプレート
４１ 円柱部
４２ 第１成形面
４３ 嵌合凸部
５１ 円柱部
５２ 第２成形面
５３ 嵌合凸部
５３ａ 柱状部
５３ｂ 先端部
６１ 光軸
６２ 光軸
１１１ 成形用金型
１２１ 第１入れ子
１２２ 第２入れ子
１２３ ねじ
１２４ キャビティ
１２５ ダボ
１５１ 可動側入れ子
１５２ 枠入れ子
１５３ 固定側入れ子
１５４ 固定側型板
１５５ キャビティ
１５６ ねじ
１５７ 固定側取り付け板
１５８ 突き出しロッド
１７１ 成形用金型
１８１ 第１入れ子
１８２ 第２入れ子
１８３ ねじ
１８４ キャビティ
２０１ 成形用金型
２１１ 第１入れ子
２１２ 第１円柱部
２１３ 正多角柱部
２１４ 第２円柱部
２１５ 第１嵌合板
２１６ 第２嵌合板
２２１ 第２入れ子
２２２ 第１円柱部
２２３ 正多角柱部
２２４ 第２円柱部
２２５ 第１嵌合板
２２６ 第２嵌合板

Claims (6)

1. 第１入れ子が配置される第１成形金型と第２入れ子が配置される第２成形金型とを備え、
   スプルーの周りに前記第１入れ子と前記第２入れ子との対が複数対配置され、
   複数対の前記第１入れ子と前記第２入れ子との間に形成される複数のキャビティに、溶融した成形材料が前記スプルーからランナーを介して充填され、前記キャビティにて成形品が成形される成形用金型において、
   前記第１入れ子と前記第２入れ子との少なくとも一方は、入れ子の軸と中心とした回転角度を調整可能な回転角度調整用入れ子であり、前記回転角度調整用入れ子は保持部材に前記保持部材との凹凸嵌合によって保持され、前記回転角度調整用入れ子と前記保持部材との一方に正多角形の底面を有する凸部が形成され、他方に前記凸部と嵌合し、前記凸部の形状に対応した凹部が形成されていることを特徴とする成形用金型。
2. 前記凸部は正多角柱であることを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
3. 前記凸部は、正多角柱と、前記正多角柱の先端部に形成され、前記正多角柱の底面と合同な底面を有する正多角錐とを備えていることを特徴する請求項１に記載の成形用金型。
4. 前記凸部は、正多角錐であることを特徴する請求項１に記載の成形用金型。
5. 前記凸部は前記回転角度調整用入れ子に備えられ、前記凸部の最大径は、前記回転角度調整用入れ子の最大径以下となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の成形用金型。
6. 前記凸部は前記回転角度調整用入れ子に備えられ、前記回転角度調整用入れ子は、前記回転角度調整用入れ子の軸方向における前記凸部の両側に、前記凸部の最大径以上の直径を有する円柱部を備え、
   前記保持部材は、前記凹部を形成する複数の嵌合部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。