JP2014069464A - Lens, molding die, and method of manufacturing the lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDなどからの照明用の光束を制御するレンズ、当該レンズを製造するための成形金型、及び当該レンズの製造方法に関する。 The present invention relates to a lens for controlling a luminous flux from an LED or the like, a molding die for manufacturing the lens, and a method for manufacturing the lens.
照明光束を制御するレンズは、光束制御部材とも呼ばれ、特殊な光学面を有し光源を覆うように配置される。このようなレンズを形成する際には、コストの観点から二つの成形金型を型閉じして形成されたキャビティ(型空間)内にゲートから溶融樹脂を射出充填する射出成形法が用いられている。 The lens that controls the illumination light beam is also called a light beam control member, and has a special optical surface and is disposed so as to cover the light source. When forming such a lens, an injection molding method is used in which molten resin is injected and filled from a gate into a cavity (mold space) formed by closing two molding dies from the viewpoint of cost. Yes.
光束制御用のレンズには、溶融樹脂をキャビティ内に充填する役割のゲート部を残した状態でカットされたゲートカット跡を有しているものがある(例えば、特許文献1参照)。ここで、ゲートカット跡は、レンズ外周側面から外周方向に突出した突起部として形成されている。この突起部の先端部の四隅は角張った状態となっている。一般的にゲートカットの際に、ゲート部は刃物で切断される。この場合、突起部の先端面には、せん断破壊によって複数の微細な鋭角状の破断突起物が形成される。 Some lenses for light flux control have a gate cut mark that is cut in a state in which a gate portion serving to fill a cavity with molten resin is left (see, for example, Patent Document 1). Here, the gate cut trace is formed as a protrusion protruding in the outer peripheral direction from the outer peripheral side surface of the lens. The four corners of the tip of this projection are squared. Generally, at the time of gate cutting, the gate portion is cut with a blade. In this case, a plurality of fine acute-angled rupture protrusions are formed on the tip surface of the protrusion by shear fracture.
光束制御部材のようなレンズは、レンズの製造時及び物流時にレンズ同士の衝突や接触が生じることが多い。例えば、離型後のレンズを金型装置から落下させて集積すると、落下の衝撃によってレンズの角部が欠けてしまったり、レンズ同士の衝突や接触が発生したりする。また、コスト削減のため、多数のレンズを1つのビニール袋に梱包すると、隣り合うレンズ同士の衝突や接触が発生する。また、このレンズが詰まった多数のビニール袋を段ボール箱の中に詰め込み物流させると、ダンボール箱の落下などによる衝撃によって、レンズの破損やレンズ同士の衝突や接触による裂傷などが発生する。ゲートカット跡の突起部の先端部が角張った状態であったり、先端面に上述のような破断突起物があったりすると、衝撃により破断突起物の一部が欠けてしまったり、一方のレンズのゲートカット跡の突起部の先端が他方のレンズの光学面などに接触し光学面などに傷をつけてしまったりすることになる。この傷が被照射面に対して照度むらを発生させてしまうという問題がある。 Lenses such as a light flux controlling member often collide or come into contact with each other during the manufacture and distribution of the lens. For example, when the released lens is dropped from the mold apparatus and accumulated, the corners of the lens may be lost due to the impact of the drop, or collision or contact between the lenses may occur. Moreover, when many lenses are packed in one plastic bag for cost reduction, collision or contact between adjacent lenses occurs. Further, when a large number of plastic bags filled with lenses are packed in a cardboard box for distribution, damage to the lenses, collision between lenses or laceration due to contact due to impact caused by dropping of the cardboard boxes or the like occurs. If the tip of the protrusion on the gate cut mark is square or if there is a rupture protrusion as described above on the tip surface, a part of the rupture protrusion may be missing due to an impact, The tip of the protrusion of the gate cut trace may contact the optical surface of the other lens and damage the optical surface. There is a problem that this scratch causes uneven illuminance on the surface to be irradiated.
なお、上記突起部の先端に角と破断突起物が発生することを防止する方法として、ゲート部をエンドミルなどの刃物で切削によって除去する方法が考えられる。しかしながら、切削設備や切削粉の除去設備が必要になったり、切削に要する時間が必要になったりするため、ゲート部を切断する方法よりもコストが大幅に増大してしまうという問題がある。 In addition, as a method for preventing corners and fractured protrusions from being generated at the tips of the protrusions, a method of removing the gate part by cutting with a blade such as an end mill can be considered. However, there is a problem that the cost is significantly increased as compared with the method of cutting the gate portion because cutting equipment and equipment for removing cutting powder are required, and time required for cutting is required.
本発明は、外周側面に突起部が設けられていても、レンズの取り扱い時やレンズ同士が接触した際などにレンズが傷つくことを防ぐことができるレンズを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a lens that can prevent the lens from being damaged when the lens is handled or when the lenses come into contact with each other even when the protrusion is provided on the outer peripheral side surface.
また、本発明は、上述のレンズを製造するための成形金型及び当該レンズの製造方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a molding die for manufacturing the above-described lens and a method for manufacturing the lens.
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズは、ピンポイントゲート機構又はホットランナー機構を用いた射出成形用の成形金型によって製造されるレンズであって、光学部と、光学部の周囲に延在する外周部と、外周部の外周側面から外周方向に突出する突起部と、を有し、突起部の外周側面から離れた先端面は、当該先端面の外縁として4辺を有し、4辺のうち少なくとも3辺は、R形状の面取り部を有する。ここで、外周部とは、光学部の外周部分を意味し、幅が事実上又は実質的にゼロの場合も含む。 In order to achieve the above object, a lens according to the present invention is a lens manufactured by a molding die for injection molding using a pinpoint gate mechanism or a hot runner mechanism, and includes an optical part and a periphery of the optical part. An outer peripheral portion that extends, and a protruding portion that protrudes in an outer peripheral direction from the outer peripheral side surface of the outer peripheral portion, and a distal end surface that is separated from the outer peripheral side surface of the protruding portion has four sides as outer edges of the distal end surface, At least three of the four sides have an R-shaped chamfer. Here, the outer peripheral portion means an outer peripheral portion of the optical portion, and includes a case where the width is substantially or substantially zero.
上記レンズでは、レンズの外周部から延びる突起部の先端面の4辺のうち少なくとも3辺がR形状の面取り部を有し、突起部が角張った状態でなくなる。これにより、レンズ同士が衝突、接触した場合でも光学面に傷が発生することを抑制することができる。また、レンズに突起部を設けることにより、ゲート部の位置やレンズ方向の認識に突起部を利用することができ、例えば発光装置などにレンズを組み込む際にレンズの取り扱いを容易にすることができる。なお、例えば、先端面の残りの1辺がR形状でなく、直線状である場合には、金型の型合わせ面で突起部の先端面の残りの1辺を形成することができるため、金型の加工が容易となる。 In the lens, at least three of the four sides of the tip surface of the protrusion extending from the outer periphery of the lens have an R-shaped chamfered portion, and the protrusion is not in an angular state. Thereby, even when the lenses collide and come into contact with each other, it is possible to prevent the optical surface from being damaged. In addition, by providing a protrusion on the lens, the protrusion can be used for recognizing the position of the gate portion and the lens direction. For example, when the lens is incorporated in a light emitting device, the lens can be easily handled. . For example, if the remaining one side of the tip surface is not R-shaped but linear, the remaining one side of the tip surface of the protrusion can be formed on the mold-matching surface of the mold. Mold processing becomes easy.
本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記レンズにおいて、突起部の先端面の4辺の全てがR形状の面取り部を有する。この場合、突起部の先端面の4辺全てがR形状を有するため、光学面に傷が発生することをより抑制することができる。 According to a specific aspect or aspect of the present invention, in the lens, all four sides of the tip end surface of the protrusion have an R-shaped chamfer. In this case, since all four sides of the tip surface of the protrusion have an R shape, it is possible to further suppress the occurrence of scratches on the optical surface.
本発明の別の態様によれば、光学部の光軸よりも突起部側に重心を有する。この場合、レンズが落下する際に、R形状の面取り部を有する突起部を下にして落下する可能性が高くなるため、他のレンズの光学面に傷がつきにくい。 According to another aspect of the present invention, the center of gravity is located closer to the protrusion than the optical axis of the optical part. In this case, when the lens falls, there is a high possibility that the lens will fall with the protruding portion having the R-shaped chamfered portion facing down, so that the optical surfaces of other lenses are hardly damaged.
本発明のさらに別の態様によれば、突起部は光学部の光軸に対して垂直な一対の突起部表面を有し、一対の突起部表面のうち一方の突起部表面はゲートカット跡を有する。この場合、ゲートカット跡が突起部の先端側(レンズの外周方向)にないため、落下、衝突時にゲートカット跡が他のレンズの光学面と衝突、接触することを防ぐことができる。また、突起部自体がカットされないため、切断部に破断突起物が生じることを防ぐことができる。 According to still another aspect of the present invention, the protrusion has a pair of protrusion surfaces perpendicular to the optical axis of the optical portion, and one protrusion surface of the pair of protrusion surfaces has a gate cut mark. Have. In this case, since there is no gate cut trace on the tip end side of the projection (in the outer peripheral direction of the lens), it is possible to prevent the gate cut trace from colliding with or contacting the optical surface of another lens during a drop or collision. In addition, since the protruding portion itself is not cut, it is possible to prevent a broken protrusion from being generated at the cut portion.
本発明のさらに別の態様によれば、突起部は光学部の光軸に対して垂直な一対の突起部表面を有し、一対の突起部表面のうち一方の突起部表面は凹部を有し、凹部はゲートカット跡を有する。この場合、凹部内にゲートカット跡が形成されるため、ゲートカット跡が突起部表面から突出することを防ぐことができる。 According to still another aspect of the present invention, the protrusion has a pair of protrusion surfaces perpendicular to the optical axis of the optical portion, and one of the protrusion surfaces has a recess. The recess has a gate cut mark. In this case, since the gate cut trace is formed in the recess, the gate cut trace can be prevented from protruding from the surface of the protrusion.
本発明のさらに別の態様によれば、一対の光学面を有し、一対の光学面のうち一方の光学面は凸形状を有する。光学面が凸形状であると、突起部が当たりやすくなるが、上記突起部を有するレンズの場合、他のレンズの光学面と衝突、接触しても光学面に傷がつくことを抑制することができる。 According to still another aspect of the present invention, the optical surface has a pair of optical surfaces, and one of the pair of optical surfaces has a convex shape. If the optical surface has a convex shape, it will be easy to hit the projection, but in the case of a lens having the projection, the optical surface will be prevented from being damaged even if it collides with or comes into contact with the optical surface of another lens. Can do.
上記目的を達成するため、本発明に係る成形金型は、光学部と、光学部の周囲に延在する外周部と、外周部の外周側面から外周方向に突出する突起部と、を有するレンズを製造するピンポイントゲート機構又はホットランナー機構を用いた射出成形用の成形金型であって、第1金型と第2金型とを備え、第1金型と第2金型の少なくとも一方の金型は、突起部を形成する凹形状の突起転写面を有し、第1及び第2金型を型閉じした状態で突起転写面における先端側の4つの角部のうち少なくとも3つの角部は、R形状を有する。 In order to achieve the above object, a molding die according to the present invention has a lens having an optical part, an outer peripheral part extending around the optical part, and a protruding part protruding in the outer peripheral direction from the outer peripheral side surface of the outer peripheral part. A molding die for injection molding using a pinpoint gate mechanism or a hot runner mechanism for manufacturing a first die and a second die, and at least one of the first die and the second die The mold has a concave projection transfer surface forming a projection, and at least three corners of the four corners on the tip side of the projection transfer surface with the first and second molds closed. The part has an R shape.
上記成形金型では、第1金型と第2金型のいずれか一方に突起転写面を設ける場合、突起転写面の3つの角部にR形状が形成される。また、第1金型と第2金型の両方に突起転写面を設ける場合、突起転写面の4つの角部にR形状が形成される。このように、突起転写面の角部がR形状を有するため、成形されたレンズの外周部から延びる突起部の先端面の4辺のうち少なくとも3辺にR形状の面取り部が形成される。これにより、突起部の先端面の角が無くなり、レンズ同士が衝突、接触した場合でも光学面に傷が発生することを抑制することができる。 In the above molding die, when a projection transfer surface is provided on one of the first die and the second die, an R shape is formed at three corners of the projection transfer surface. In addition, when the protrusion transfer surface is provided on both the first mold and the second mold, R shapes are formed at the four corners of the protrusion transfer surface. Thus, since the corner of the projection transfer surface has an R shape, R-shaped chamfered portions are formed on at least three sides of the four sides of the tip surface of the projection extending from the outer peripheral portion of the molded lens. Thereby, the corner | angular of the front end surface of a projection part is lose | eliminated, and even when lenses collide and contact, it can suppress that a damage | wound generate | occur | produces on an optical surface.
本発明の別の態様によれば、4つの角部の全てがR形状を有する。この場合、成形されるレンズにおいて突起部の先端面の4辺全てにR形状の面取り部が形成されるため、光学面に傷が発生することをより抑制することができる。 According to another aspect of the invention, all four corners have an R shape. In this case, since the R-shaped chamfered portion is formed on all four sides of the tip end surface of the projection in the molded lens, it is possible to further suppress the occurrence of scratches on the optical surface.
本発明のさらに別の態様によれば、ゲートの先端は、第1及び第2金型の型合わせ面に設けられる。この場合、ゲートカット跡は突起部の光軸に対して垂直な一対の突起部表面に形成される。これにより、突起部自体がカットされないため、突起部の先端面に破断突起物が生じることを防ぐことができる。 According to still another aspect of the present invention, the tip of the gate is provided on the mold matching surfaces of the first and second molds. In this case, the gate cut trace is formed on the surface of the pair of protrusions perpendicular to the optical axis of the protrusion. Thereby, since protrusion part itself is not cut, it can prevent that a fracture | rupture protrusion arises in the front end surface of a protrusion part.
本発明のさらに別の態様によれば、ゲートの先端は、第1及び第2金型の型合わせ面よりも対向する金型側にずれた位置に設けられる。この場合、ゲートカット跡は突起部表面の凹部内に形成される。これにより、ゲートカット跡が突起部表面から突出することを防ぐことができる。 According to still another aspect of the present invention, the tip of the gate is provided at a position shifted to the opposite mold side with respect to the mold mating surfaces of the first and second molds. In this case, the gate cut mark is formed in the recess on the surface of the protrusion. Thereby, it can prevent that a gate cut trace protrudes from the projection part surface.
本発明のさらに別の態様によれば、第1及び第2金型は、レンズの一対の光学面を形成する光学面転写面をそれぞれ有し、第1及び第2金型の一対の光学面転写面のうち一方の光学面転写面は凹形状を有する。この場合、成形された光学面は凸形状となる。 According to still another aspect of the invention, the first and second molds each have an optical surface transfer surface that forms a pair of optical surfaces of the lens, and the pair of optical surfaces of the first and second molds. Of the transfer surfaces, one optical surface transfer surface has a concave shape. In this case, the molded optical surface has a convex shape.
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズの製造方法は、上述の成形金型を用いてレンズを製造する。 In order to achieve the above object, a lens manufacturing method according to the present invention manufactures a lens using the molding die described above.
上記レンズの製造方法では、レンズの外周部から延びる突起部の先端面の4辺のうち少なくとも3辺がR形状の面取り部を有するレンズを製造することができる。これにより、レンズ同士が衝突、接触した場合でも光学面に傷が発生することを抑制することができる。 In the lens manufacturing method, it is possible to manufacture a lens having a chamfered portion in which at least three sides out of the four sides of the tip surface of the protrusion extending from the outer peripheral portion of the lens have an R shape. Thereby, even when the lenses collide and come into contact with each other, it is possible to prevent the optical surface from being damaged.
〔第1実施形態〕
本発明に係るレンズ、成形金型、及びレンズの製造方法の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
[First Embodiment]
A lens, a molding die, and a lens manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(A)〜図1(C)、及び図2に示すレンズ10は、LED(Light Emitting Diode)などからの照明用の光束を制御(発光素子から射出された光束の進行方向を制御)するレンズ(光束制御部材)である。図1(A)〜図1(C)、及び図2に示すように、レンズ10は、光学部10aと、外周部10bと、突起部10cと、脚部10dとを有する。
A
光学部10aは、光学的機能を有する部分であり、一対の対向する第1及び第2光学面S1,S2と、第1光学面S1の周囲から延びる平坦面S6とを有する。第1光学面S1は、第2光学面S2よりも相対的に曲率が大きい凹形状である。第1光学面S1は、第2光学面S2の中央に向けて深く窪んでいる。第2光学面S2は、全体的に凸形状であり、第1光学面S1よりも大きな直径を有する。第2光学面S2は、中央に浅い凹形状の領域を有する。そのため、光学部10aの中央は肉薄となっており、中央の周辺は肉厚となっている。平坦面S6は、光軸OAに略垂直に延びており、外周部10bの環状の第1外周面S3と同一平面上にある。液晶パネルなどその他の表示素子を照明するためのLEDなどの発光素子は、第1光学面S1側に配置される。
The
外周部10bは、光学部10aの周囲に延在する。外周部10bは、一対の対向する第1及び第2外周面S3,S4と、第1及び第2外周面S3,S4を連結する外周側面S5とを有する。第1及び第2外周面S3,S4は、レンズ10の光軸OAに対して略垂直に延びており、外周側面S5は、光軸OAに対して略平行に延びている。
The outer
突起部10cは、外周部10bの外周側面S5から外周方向に突出する。つまり、突起部10cは、外周部10bの外側に拡張するように設けられている。突起部10cは、扁平に形成された部分であり、具体的には、矩形の板状又はブロック状の部分となっている。突起部10cは、光軸OAに対して略垂直な一対の第1及び第2突起部表面S7,S8と、光軸OAに対して略平行な一対の第3及び第4突起部表面S9,S10と、突起部表面S7,S8,S9,S10間に挟まれた先端面S11とを有する。第1及び第2突起部表面S7,S8のうち第2光学面S2側の第2突起部表面S8上には、ゲートカット跡GSが形成されている。ゲートカット跡GSは、第2突起部表面S8からほとんど突出していない状態となっている。突起部10cの外周側面S5から離れた先端面S11は、先端面S11の外縁(先端面S11と突起部10cの他の面S7,S8,S9,S10との境界部分)として4辺を有する。本実施形態の場合、先端面S11の4辺のうち3辺にR形状の面取り部10fが設けられている。面取り部10fは、鋭利な角部でなく他のレンズ10の第2光学面S2などを傷つけない程度の曲面を有していればよい。突起部10cを設けることで、レンズ10は光軸OAよりも突起部10c側に重心を有する。突起部10c側に重心を有することにより、射出成形機から取り出す際や、袋詰めなどの運搬工程において、レンズ10を自由落下させる際にR形状の面取り部10fを有している突起部10c側から落下する可能性が高くなる。そのため、落下する際に第2光学面S2から落ちる可能性を低減でき、かつ、突起部10cが欠けにくい。さらに、落下先に他のレンズ10があったとしてもR形状の面取り部10fが率先して接触するため、第2光学面S2への影響を低減できる。
The protruding
脚部10dは、発光素子の支持基板に取り付けられる部分である。脚部10dは、薄い円筒状の外形を有し、光学部10aの平坦面S6から光軸OAに平行な方向に突出する。本実施形態の場合、脚部10dは、平坦面S6の光軸OAを中心とする同一円周上に3箇所設けられている。
The
図3(A)及び3(B)に示すように、図1(A)などに示すレンズ10を成形するための成形金型100は、固定金型11と、可動金型12と、ホットランナー機構20と、突き出し機構30とを備える。なお、成形金型100は、横型でも竪型でもよい。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), a
固定金型11は、第1金型として不図示の固定盤に支持されて固定され、可動金型12に対向する型合わせ面PP側に第2光学面転写面T2と、第2外周面転写面T4と、第2突起転写面T8とを有する。これらの転写面T2,T4,T8は、レンズ10の第2光学面S2側を形成する第2転写面11aとなる。第2光学面転写面T2は、レンズ10の第2光学面S2の形状に対応し、これを反転した形状を有する。つまり、第2光学面転写面T2は、凹形状となっている。第2外周面転写面T4は、レンズ10の第2外周面S4の形状に対応する。第2突起転写面T8(突起転写面11b)は、レンズ10の第2突起部表面S8の形状に対応する。可動金型12と固定金型11との間には、型締めによって型空間(キャビティ)CVが形成される。後述するホットランナー機構20のノズル部21のノズル端21aは、第2突起転写面T8を介してキャビティCVに連通する。その他、固定金型11には、不図示の冷却路が設けられている。冷却路は、冷却水などを流すためのものであり、固定金型11(第1金型)の過熱を防止するとともに溶融した樹脂を冷却するために存在する。
The fixed
可動金型12は、第2金型として不図示の可動盤に支持されて固定金型11に対して進退可能になっている。固定金型11に対向する型合わせ面PP側に第1光学面転写面T1と、第1外周面転写面T3と、外周側面転写面T5と、平坦面転写面T6と、第1突起転写面T7と、第3突起転写面T9と、第4突起転写面T10と、先端面転写面T11と、脚部転写面T12とを有する。これらの転写面T1,T3,T5,T6,T7,T9,T10,T11,T12は、レンズ10の第1光学面S1側を形成する第1転写面12aとなる。第1光学面転写面T1は、レンズ10の第1光学面S1の形状に対応し、これを反転した形状を有する。つまり、第1光学面転写面T1は、凸形状となっている。第1外周面転写面T3は、レンズ10の第1外周面S3の形状に対応する。外周側面転写面T5は、レンズ10の外周側面S5の形状に対応する。平坦面転写面T6は、レンズ10の平坦面S6の形状に対応する。第1、第3、及び第4突起転写面T7,T9,T10は、レンズ10の突起部10cに設けた第1、第3、及び第4突起部表面S7,S9,S10の形状にそれぞれ対応する。先端面転写面T11は、突起部10cの先端面S11の形状に対応する。可動金型12側の第1突起転写面T7、第3突起転写面T9、第3突起転写面T10、先端面転写面T11で構成される突起転写面12bは、凹形状となっている。突起転写面T7,T9,T10の先端側の角部12c、すなわち先端面転写面T11と、第1、第3、及び第4突起転写面T7,T9,T10との縁部は、R形状を有する。角部12cは、レンズ10の突起部10cの面取り部10fの形状に対応する。脚部転写面T12は、レンズ10の脚部10dの形状に対応する。その他、可動金型12には、不図示の冷却路が設けられている。冷却路は可動金型12(第2金型)の過熱を防止するとともに溶融した樹脂を冷却するために設けられている。
The
図示を省略するが、可動金型12には、1つの第1転写面12aではなく、複数の第1転写面12aが形成されている。また、固定金型11にも、上記複数の第1転写面12aに対向して複数の第2転写面11aが形成されている。
Although illustration is omitted, the
ホットランナー機構20は、キャビティCVに樹脂を供給するための部分であり、先端部が固定金型11に埋め込まれており、根元部が固定金型11の背後に延びている(ホットランナー機構20の構造については、例えば特開2001−170970号公報参照)。
The
なお、図示を省略するが、成形金型100において、固定金型(第1金型)11には、複数の第2転写面11aすなわち複数のキャビティCVに対応して、複数のホットランナー機構20が組み付けられている。これら複数のホットランナー機構20は、不図示のホットランナー装置を構成する。ホットランナー装置は、型締めされた固定金型11及び可動金型12間に形成された複数のキャビティCVに溶融樹脂を供給する。
Although not shown, in the molding die 100, the fixed die (first die) 11 includes a plurality of
ホットランナー機構20は、固定金型11の型合わせ面PP側にノズル部21を有する。ノズル部21は、型合わせ面PPに対して垂直な方向(可動金型12の可動方向AB)に延びている。ノズル部21の先端であるノズル端21a(ゲート)は、固定金型11の型合わせ面PPに設けられている。ノズル部21は、不図示のヒーターや温度センサーによって温度制御されている。ノズル部21は、型合わせ面PPに垂直な方向に挿入されたニードル22の進退に伴って、ノズル部21の先端であるノズル端21aが開閉する。ノズル端21aに設けた開口が開放されると、ノズル端21aに導かれた溶融樹脂がキャビティCV内に射出される。これにより、ノズル端21aからの溶融樹脂の射出方向は、型合わせ面PPに対して垂直であって、可動金型12の可動方向ABと平行になる。
The
突き出し機構30は、不図示の駆動装置に付勢されて、成形金型100の軸AXに沿ったAB方向に沿って所望のタイミングで進退させることができる。図3(B)に示すように、突き出し機構30は、複数の突き出しピン31で構成される。各突き出しピン31は、可動金型12に設けたピン孔12dに挿入されている。ピン孔12dは、可動金型12の平坦面転写面T6に貫通するように3箇所設けられている。突き出しピン31の先端は、固定金型11と可動金型12とが型締めされた図示の状態でキャビティCVに臨んだ状態になる。
The
以下、レンズ10の製造方法について説明する。
まず、互いに離間した型開き状態の固定金型11と可動金型12とは、待機状態において所定の温度に調節される。次に、可動金型12を動作させて固定金型11側に移動させ、固定金型11と可動金型12とを型閉じし、所定の圧力で両金型11,12を型締めする。この際、両金型11,12間にはキャビティCVが形成される。次に、両金型11,12を型締めした状態でホットランナー機構20のニードル22を固定金型11の奥側に移動させると、ノズル端21aが開放される。この直後に射出成形機から溶融樹脂がノズル端21aの開口からキャビティCV中に射出される。溶融樹脂がキャビティCVに充分に充填されると、ニードル22が固定金型11の手前側に移動し、ノズル端21aを密閉する。次に、キャビティCV中の溶融樹脂は、両金型11,12によって冷却され、成形品としてのレンズ10が得られる。この状態で可動金型12を固定金型11から離間させる型開きを行うと、レンズ10は、固定金型11から離型され、可動金型12に付着した状態となる。この際、レンズ10の突起部10cの突起部表面S7は、ノズル端21aによるゲートカット跡GSが僅かに残る程度で、突起物がほとんどない状態となっている。次に、突き出し機構30を固定金型11側に移動させて突き出しピン31に突き出しを行わせると、レンズ10が可動金型12から剥離され、レンズ10の離型が完了する。
Hereinafter, a method for manufacturing the
First, the fixed
上記実施形態のレンズ10では、レンズ10の外周部10bから延びる突起部10cの先端面S11の4辺のうち少なくとも3辺がR形状の面取り部10fを有する。そのため、突起部10cが角張った状態でなくなる。これにより、レンズ10同士が衝突、接触した場合でも光学面、特に傷がつき易い凸形状の第2光学面S2に傷が発生することを抑制することができる。また、レンズ10に突起部10cを設けることにより、ゲート部の位置やレンズ方向の認識に突起部10cを利用することができ、例えば発光装置などにレンズ10を組み込む際にレンズ10の取り扱いを容易にすることができる。
In the
また、本実施形態では、レンズ10において突起部10cの先端面S11の4辺のうち1辺をR形状とせずに直線状としている。そのため、固定金型11の型合わせ面PPで突起部10cの先端面S11の直線状の1辺を形成することができ、成形金型100の加工が容易となる。
In the present embodiment, in the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態のレンズなどについて説明する。第2実施形態のレンズなどは、第1実施形態のレンズなどを部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態のレンズなどと同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the lens of the second embodiment will be described. The lens according to the second embodiment is a partial modification of the lens according to the first embodiment, and parts not specifically described are the same as those according to the first embodiment.
図4(A)に示すように、本実施形態の成形金型100において、可動金型12が第2転写面11aを有し、固定金型11が第1転写面12aを有する。つまり、可動金型12に第2光学面転写面T2や第2外周面転写面T4などが形成されている。また、固定金型11に第1光学面転写面T1や第1外周面転写面T3が形成されている。ホットランナー機構20のノズル部21のノズル端21aは、第1突起転写面T7を介してキャビティCVに連通する。
As shown in FIG. 4A, in the molding die 100 of the present embodiment, the
図4(B)に示すように、突き出し機構30を挿入するピン孔12dは、可動金型12の第2外周面転写面T4に貫通するように4箇所設けられている。
As shown in FIG. 4B, four
図5に示すように、図4(A)などの成形金型100によって製造されたレンズ10は、第2突起部表面S8上ではなく、第1突起部表面S7上にゲートカット跡GSが形成される。
As shown in FIG. 5, in the
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態のレンズなどについて説明する。第3実施形態のレンズなどは、第1実施形態のレンズなどを部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態のレンズなどと同様であるものとする。
[Third Embodiment]
The lens according to the third embodiment will be described below. The lens according to the third embodiment is a partial modification of the lens according to the first embodiment, and parts not specifically described are the same as those according to the first embodiment.
図6に示すように、本実施形態では、ホットランナー機構20の代わりにピンポイントゲート機構40を用いてキャビティCVに溶融樹脂を導入する。ピンポイントゲート機構40は、固定金型11に設けられる。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a molten resin is introduced into the cavity CV using a
ピンポイントゲート機構40は、型開きによって自動的にゲートカットをする構造を有する。成形金型100は、固定金型11及び可動金型12の他に固定金型11側に不図示のランナー除去型が設けられている。ランナー除去型は、成形の際に固定金型11側に型閉じされ、離型の際に固定金型11から分離する。ランナー除去型が固定金型11から分離することで、レンズ10以外のスプルー部やランナー部などの不要部分が離型される。これにより、可動金型12の型開きによってレンズ10が離型され、自動的にゲートカットがなされた後に、固定金型11の型開きによってランナー部などの不要部分が離型される。
The
ピンポイントゲート機構40は、型合わせ面PP側にキャビティCVに向けて先が細くなるゲート41を有する。ゲート41の先端41aは、型合わせ面PPよりも可動金型12側に突き出した状態で配置されている。
The
図7(A)〜図7(C)に示すように、図6に示す成形金型100によって成形されたレンズ10の突起部10cは、第2突起部表面S8から窪んだ凹部10gを有する。この凹部10g内にゲート41のゲートカット跡GSが形成されるが、仮にゲートカット跡GSが突出していても凹部10g内に収まる。そのため、レンズ10が他のレンズ10と衝突、接触した場合でも他のレンズ10の光学面を傷つけることを防ぐことができる。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the
〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態のレンズなどについて説明する。第4実施形態のレンズなどは、第1実施形態のレンズなどを部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態のレンズなどと同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
The lens according to the fourth embodiment will be described below. The lens or the like of the fourth embodiment is a partial modification of the lens or the like of the first embodiment, and parts not specifically described are the same as the lens or the like of the first embodiment.
図8(A)に示すように、固定金型11にもレンズ10の突起部10cを形成するための凹形状の突起転写面111bが形成されている。突起転写面111bは、第2突起転写面T8と、第3突起転写面T9と、第4突起転写面T10と、先端面転写面T11とで構成される。なお、第2転写面11aは、第2光学面転写面T2と、第2外周面転写面T4と、外周側面転写面T5と、突起転写面111bとで構成される。つまり、外周側面転写面T5、第3突起転写面T9、第4突起転写面T10、先端面転写面T11は、固定金型11及び可動金型12に形成される。
As shown in FIG. 8A, the fixed
本実施形態において、第2突起転写面T7と先端面転写面T11との縁部にもR形状の角部12cが形成される。図8(A)の成形金型100で成形されたレンズ10は、図8(B)に示すように、先端面S11の4辺全てにR形状の面取り部10fが形成されている。
In the present embodiment, an R-shaped
〔第5実施形態〕
以下、第5実施形態のレンズなどについて説明する。第5実施形態のレンズなどは、第1実施形態のレンズなどを部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態のレンズなどと同様であるものとする。
[Fifth Embodiment]
The lens according to the fifth embodiment will be described below. The lens or the like of the fifth embodiment is a partial modification of the lens or the like of the first embodiment, and parts not specifically described are the same as the lens or the like of the first embodiment.
図9(A)及び9(B)に示すように、可動金型12において、平坦面転写面T6には、4つの突き出しピン31の先端面が露出している。また、平坦面転写面T6には、突起転写面12bの反対の位置にエアベントEVが形成されている。つまり、エアベントEVは、外周側面転写面T5よりも軸AX寄りの位置であって、かつ、軸AXから反ゲート側に片寄った位置に存在する。このエアベントEVは、突き出しピン31とは別に設けられたロッド112pによって形成されている。ロッド112pは、可動金型12に設けたロッド孔112dに挿入され、可動金型12に埋め込むように固定されている。そして、平坦面転写面T6には、ロッド112pの先端面が露出している。エアベントEVは、ロッド112pとロッド孔112dとの隙間すなわちロッド112pの周囲の気道112eを介して金型外に連通している。エアベントEVを設けることにより、肉厚が変化する形状を有するレンズ10を成形する場合でもキャビティCV内に空気が残存してレンズ10の成形不良が発生することを防止することできる。
As shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B), in the
図9(C)に示すように、本実施形態のレンズ10では、3つの脚部10dの配置が120°ずれており、突起部10cから遠い側に2つの脚部10dが配置され、突起部10cに近い側に1つの脚部10dが配置されている。図9(C)において、突起部10cから遠い2つの脚部10dの間にエアベント跡ESが形成される。なお、図9(A)などに示す可動金型12において、エアベントEVの気道112eは極わずかな隙間であるため、エアベント跡ESにはバリがほとんど形成されない。
As shown in FIG. 9C, in the
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い。例えば上記実施形態において、レンズ10の形状、大きさなどは適宜変更することができる。
As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the shape and size of the
上記実施形態において、突起部10cの先端面S11に設けられる面取り部10fのR形状の曲率は、適宜変更することができる。例えば、図10(A)及び10(B)に示すように、R形状の曲率をより大きくし、先端面S11を球面状としてもよい。また、突起部10c以外の角部が面取りされていてもよい。
In the said embodiment, the curvature of R shape of the
上記実施形態において、脚部10dを3箇所設けたが、レンズ10が安定すれば脚部10dの数を4箇所以上設けてもよい。また、脚部10dの位置も適宜変更することができる。
In the above embodiment, the three
上記実施形態において、ノズル部21が型合わせ面PPに垂直な方向に延び、ノズル端21aからの溶融樹脂の射出方向を可動金型12の可動方向ABと平行となるようにしているが、ここで、可動方向ABと平行であるとは、厳密なものではなく、溶融樹脂の射出方向が可動金型12の可動方向ABに対して多少傾いていてもよい。また、溶融樹脂の射出方向を可動金型12の可動方向ABと垂直となるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、成形金型100に第1及び第2転写面12a,11aを複数設けたが、1つずつ設けてもよい。 In the above embodiment, the molding die 100 is provided with a plurality of first and second transfer surfaces 12a and 11a, but may be provided one by one.
10…レンズ、 10a…光学部、 10b…外周部、 10c…突起部、 10d…脚部、 10f…面取り部、 10g…凹部、 11…固定金型、 11b,12b,111b…突起転写面、 12…可動金型、 12c…角部、 20…ホットランナー機構、 21…ノズル部、 21a…ノズル端、 30…突き出し機構、 31…突き出しピン、 40…ピンポイントゲート機構、 41…ゲート、 41a…先端、 100…成形金型、 AX…軸、 CV…キャビティ、 GS…ゲートカット跡、 OA…光軸、 PP…型合わせ面、 S1,S2…光学面、 S11…先端面、 S3,S4…外周面、 S5…外周側面、 S6…平坦面、 S7,S8,S9,S10…突起部表面、 T1…光学面転写面、 T10…突起転写面、 T11…先端面転写面、 T12…脚部転写面、 T2…光学面転写面、 T3,T4…外周面転写面、 T5…外周側面転写面、 T6…平坦面転写面、 T7,T8,T9,T10…突起転写面
DESCRIPTION OF
Claims (12)
光学部と、
前記光学部の周囲に延在する外周部と、
前記外周部の外周側面から外周方向に突出する突起部と、
を有し、
前記突起部の前記外周側面から離れた先端面は、当該先端面の外縁として4辺を有し、
前記4辺のうち少なくとも3辺は、R形状の面取り部を有することを特徴とするレンズ。 A lens manufactured by a molding die for injection molding using a pinpoint gate mechanism or a hot runner mechanism,
An optical unit;
An outer peripheral part extending around the optical part;
A protrusion protruding in the outer peripheral direction from the outer peripheral side surface of the outer peripheral portion;
Have
The tip surface away from the outer peripheral side surface of the protrusion has four sides as outer edges of the tip surface,
At least three sides of the four sides have an R-shaped chamfered portion.
前記一対の突起部表面のうち一方の突起部表面はゲートカット跡を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ。 The protrusion has a pair of protrusion surfaces perpendicular to the optical axis of the optical part,
4. The lens according to claim 1, wherein one projection surface of the pair of projection surfaces has a gate cut mark. 5.
前記一対の突起部表面のうち一方の突起部表面は凹部を有し、
前記凹部はゲートカット跡を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ。 The protrusion has a pair of protrusion surfaces perpendicular to the optical axis of the optical part,
Of the pair of protrusion surfaces, one protrusion surface has a recess,
The lens according to claim 1, wherein the concave portion has a gate cut mark.
前記一対の光学面のうち一方の光学面は凸形状を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ。 Having a pair of optical surfaces;
The lens according to any one of claims 1 to 5, wherein one of the pair of optical surfaces has a convex shape.
第1金型と第2金型とを備え、
前記第1金型と第2金型の少なくとも一方の金型は、前記突起部を形成する凹形状の突起転写面を有し、
前記第1及び第2金型を型閉じした状態で前記突起転写面における先端側の4つの角部のうち少なくとも3つの角部は、R形状を有することを特徴とする成形金型。 A pinpoint gate mechanism or a hot runner mechanism for manufacturing a lens having an optical part, an outer peripheral part extending around the optical part, and a protruding part protruding in an outer peripheral direction from an outer peripheral side surface of the outer peripheral part was used. A mold for injection molding,
A first mold and a second mold;
At least one of the first mold and the second mold has a concave protrusion transfer surface that forms the protrusion,
A molding die characterized in that at least three corners of the four corners on the tip side of the projection transfer surface have an R shape with the first and second molds closed.
前記第1及び第2金型の一対の前記光学面転写面のうち一方の光学面転写面は凹形状を有することを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の成形金型。 The first and second molds each have an optical surface transfer surface that forms a pair of optical surfaces of the lens,
11. The molding die according to claim 7, wherein one of the pair of optical surface transfer surfaces of the first and second molds has a concave shape. 11. .
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- 2012-09-28 JP JP2012217900A patent/JP2014069464A/en active Pending
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