JP3548383B2 - 樹脂成形金型 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第1の成形鏡面およびこの第1の成形鏡面に対してぶつかる第2の成形鏡面を有する第1の金型と、この第1の金型との間に成形キャビティを形成すると共にこの成形キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートを有する第2の金型とを具えた樹脂成形金型に関し、特に一眼レフレックスカメラのファインダ光学系に採用されるダハミラーを製造するための金型として好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
一眼レフレックスカメラのファインダ光学系として代表的なダハプリズム(ペンタプリズム)は、高価で重量の嵩む光学部品であるため、普及タイプの一眼レフレックスカメラでは、かかるダハプリズムに代えて図8〜図10に示すようなダハミラー1を採用し、カメラの重量軽減および低コスト化を企図している。
【0003】
図8〜図10に示したダハミラー1は、接眼窓部2と、ダハ稜線部3でぶつかる左右一対のダハ面4, 5とを形成した枠状をなし、その内側、つまりダハ面4, 5にアルミニウムなどを真空蒸着されたものである。このダハミラー1は、ダハプリズムとほぼ同一輪郭形状の第1の金型(以下、これを鏡面駒と呼称する)と、この鏡面駒との間にダハミラー1と対応した成形キャビティを形成すると共にこの成形キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートを有する第2の金型(以下、これを固定側金型と呼称する)とを具えた樹脂成形金型を用いて成形される。
【0004】
このようなダハミラー1の成形に用いられる金型は、高い鏡面度が要求されるため、従来では被削性に優れた特殊ステンレス鋼などのプリハードン鋼やマルエージング鋼、具体的にはウッデンホルム社のSTAVAXや日立金属株式会社のYAGなどが使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図8〜図10に示したダハミラー1を成形するための従来の金型においては、その鏡面駒のダハ稜線部を抽出拡大した図11に示すように、左右のダハ成形面6, 7がぶつかるダハ稜線部8の近傍領域Hに溶融樹脂からの熱が次第に蓄積して行く。これによって、ダハ稜線部8の近傍領域Hにμm オーダーで熱歪みが発生する結果、この熱歪みが成形品であるダハミラー1に転写され、このダハミラー1のダハ稜線部3近傍の平面精度が悪化し、ダハミラー1の歩留りの低下を招来する一因となっている。
【0006】
また、上述した鏡面駒のダハ稜線部3の近傍領域Hに発生する熱歪みが永久歪として徐々に蓄積される結果、鏡面駒の寿命が短く、生産性を上げることができなかった。
【0007】
【発明の目的】
本発明の目的は、ダハミラーのダハ稜線部近傍の平面精度を良好に維持し得る樹脂成形金型を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による樹脂成形金型は、第1の成形鏡面およびこの第1の成形鏡面に対してぶつかる第2の成形鏡面を有する第1の金型と、この第1の金型との間に成形キャビティを形成すると共にこの成形キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートを有する第2の金型とを具えた樹脂成形金型であって、前記第1の成形鏡面と前記第2の成形鏡面とが接する前記第1の金型の稜線部の近傍に一端側が位置するように前記第1の金型に埋設されて他端側が放熱部となった熱伝導部材をさらに具え、前記第1の金型は、線膨張係数が11×10 −6 /Kよりも小さく、かつ熱伝導率が24W/ ( m・K ) よりも大きな超硬合金で構成されていることを特徴とするものである。
【0009】
本発明によると、成形キャビティ内に注入される樹脂によって第1の金型は加熱されるが、その線膨張係数が11×10 −6 /Kよりも小さいので、第1の金型の変形が従来のものよりも抑制される。また、一端側が第1の金型に埋設された熱伝導部材の他端側の放熱部によって、第1の金型の変形、特に第1の成形鏡面と第2の成形鏡面とが接する稜線部の近傍の変形が従来のものよりも抑制される。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明による樹脂成形金型において、超硬合金がJIS 5501で規定されたG種1号あるいはD種1号であっても良い。
【0017】
また、熱伝導部材は、銅系金属で形成されているか、あるいはその放熱部に冷却手段が連結されたヒートパイプであっても良い。
【0018】
伝導部材が銅系金属で形成されている場合、この銅系金属純銅あるいは銅合金であっても良い
【0019】
これによって、第1の金型の稜線部近傍の熱伝導が改善される結果、第1の金型の稜線部近傍の変形がさらに抑制される。
【0020】
【実施例】
本発明による樹脂成形金型を図8〜図10に示したダハミラーを成形するための金型に応用した実施例について、図〜図7を参照しながら詳細に説明するが、これに先立ち、本発明による熱伝導部材が組み込まれていない背景技術としての参考例を図1〜図3を参照して説明する。ただし、本発明は以下のような実施例に限らず、同様な課題を内包する他の分野の技術にも応用することができる。
【0021】
本参考例における金型の断面構造を図1に示し、そのII−II矢視断面構造を図2に示し、その鏡面駒の外観を図3に示す。すなわち、ゲート11が形成された本発明の第2の金型としての固定側金型12との対向方向に駆動される可動側金型13には、本発明の第1の金型としての鏡面駒14が取り付けられている。この鏡面駒14は、可動側金型13に対し、可動側金型13の駆動方向と平行な方向にさらに摺動可能に保持されている。
【0022】
分割面PLが接合した状態におけるこれら固定側金型12と鏡面駒14と可動側金型13との間には、ゲート11に連通する成形キャビティ15が形成され、成形されるダハミラーの形状と対応する成形キャビティ15には、ゲート11を介して溶融状態の樹脂が注入される。
【0023】
鏡面駒14には、ダハミラーのダハ面と対応する左右一対のダハ成形面16, 17、つまり本発明の成形鏡面と、これらダハ成形面16, 17が相互にぶつかるダハ稜線部18とが高精度に形成されている。ちなみに、このダハ稜線部18近傍のダハ成形面16, 17の平面度は、10μm の長さに対して0. 1μm 以下の誤差に収められている。
【0024】
参考例における鏡面駒14は、線膨張係数が11×10−6/Kよりも小さな超硬合金あるいはセラミックスか、あるいは熱伝導率が24W/(m・K)よりも大きな超硬合金あるいは銅系金属で構成されている。これにより、ダハ稜線部18の近傍領域に発生する熱歪みが従来のものよりも少なくなり、ダハ稜線部18近傍のダハ成形面16,17の平面精度が良好に維持される結果、成形されるダハミラーの歩留まりが改善され、鏡面駒14の寿命を延ばして生産性を向上させることか可能であり、高精度なダハミラーを低コストにて得ることができる。
【0025】
参考例における好ましい鏡面駒14の材質として、具体的にはJIS H 5501で規定されたG種1号あるいはD種1号などの超硬合金や、窒化ケイ素(Si)などのセラミックス、あるいは純銅や黄銅,青銅,リン青銅などの銅合金を挙げることができる。
【0026】
これらの線膨張係数および熱伝導率を鏡面駒14として従来用いられていたSTAVAX(ウッデンホルム社)やYAG(日立金属株式会社)の線膨張係数および熱伝導率と併せて表1に列挙しておく。
【0027】
【表1】
Figure 0003548383
【0028】
この表1から明らかなように、超硬合金は、線膨張係数が従来のSTAVAXやYAGの約半分であり、しかも熱伝導率が3倍もあるため、本発明の目的を達成する上で極めて好ましい特性を持っていると言える。線膨張係数がSTAVAXやYAGの約1/3であるセラミックス(窒化ケイ素)も同様である。しかし、被削性なども考慮した場合には、熱伝導率がSTAVAXやYAGの約4〜5倍も良好な黄銅あるいはリン青銅、特に熱伝導率がSTAVAXやYAGの20倍を越える純銅がより好ましいと思われる。
【0030】
発明による第1の実施例の断面構造を図4に示し、そのV−V矢視断面構造を図5に示すが、先の参考例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、鏡面駒14内には一端がダハ稜線部18近傍に達する熱伝導部材19が埋設されており、この熱伝導部材19の他端は放熱部となっている。本実施例における鏡面駒14を先の実施例の超硬合金で構成する。また、熱伝導部材19は、熱伝導率が良好な銅系金属、特に純銅で構成することが好ましい。
【0031】
これによって、ダハ稜線部18近傍の熱が熱伝導部材19の他端側で効率良く放熱され、ダハ稜線部18の近傍領域に発生する熱歪みが従来のものよりも少なくなる。このため、先の実施例と同様にダハ稜線部18近傍のダハ成形面16, 17の平面精度が良好に維持される結果、成形されるダハミラーの歩留りが改善され、鏡面駒14の寿命を延ばして生産性を向上させることが可能であり、高精度なダハミラーを低コストにて得ることができる。
【0032】
上述した熱伝導部材19の他端を積極的に冷却することにより、ダハ稜線部18近傍の熱歪みをさらに少なくすることも有効である。
【0033】
このような本発明による別な実施例の断面構造を図6に示し、その VII−VII 矢視断面構造を図7に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施例では熱伝導部材として複数本のヒートパイプ20を使用し、その一端側がダハ稜線部18近傍に位置するように鏡面駒14に埋設し、他端側を可動側金型13と一体の冷却駒21に埋設している。冷却駒21は、冷却駒保持部材22に嵌着され、この冷却駒保持部材22との間に形成した冷却通路23に冷却水が循環供給される。この冷却通路23から冷却水の漏洩を防止するため、冷却駒21と冷却駒保持部材22との間には、冷却通路23を挟んで対向する一対のOリング24が介装されている。これら冷却駒21および冷却駒保持部材22は、連結ブロック25を介して可動側金型13に一体的に連結されている。
【0034】
本実施例では、熱伝導の極めて優れたヒートパイプ20を用い、その一端側のダハ稜線部18近傍の熱を効率良く冷却駒21に伝達することにより、鏡面駒14のダハ稜線部18近傍に蓄熱が起こらず、ダハ稜線部18近傍のダハ成形面16, 17の平面精度が良好に保持される。このため、成形されるダハミラーの歩留りが改善され、鏡面駒14の寿命を延ばして生産性を向上させることが可能であり、高精度なダハミラーを低コストにて得ることができる。
【0035】
本実施例においても、鏡面駒14を先の実施例の超硬合金で構成する。また、冷却駒21は、熱伝導率が良好な銅系金属、特に純銅で構成することが好ましい。
【0036】
【発明の効果】
本発明の樹脂成形金型によると、第1の成形鏡面およびこの第1の成形鏡面に対してぶつかる第2の成形鏡面を有する第1の金型として、線膨張係数が11×10−6/Kよりも小さく、かつ熱伝導率が24W/ ( m・K ) よりも大きな超硬合金で構成するようにしたので、第1の金型の稜線部の近傍の放熱性を改善することが可能となり、従来のものよりも第1の金型の稜線部の熱歪みを少なくして第1および第2の成形鏡面の精度を高精度に維持することができる。この結果、成形される製品の歩留りが改善され、第1の金型の寿命を延ばして生産性を向上させることが可能であり、高精度な樹脂成形品を低コストにて得ることができる。
【0037】
しかも、第1の成形鏡面と第2の成形鏡面とが接する第1の金型の稜線部の近傍に一端側が位置するように第1の金型に埋設されて他端側が放熱部となった熱伝導部材をさらに具えているので、第1の金型の稜線部の近傍の放熱性がより一層改善され、第1の金型の稜線部の熱歪みを最小限に抑えることが可能となる。この結果、金型の長寿命化および生産性の向上ならびに樹脂成形品の高精度化およびその低コスト化をより一層進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象となった樹脂成形金型をダハミラーの成形加工に応用した参考例の断面図である。
【図2】図1中のII−II矢視断面図である。
【図3】図1および図2に示した鏡面駒の外観を表す斜視図である。
【図4】本発明による樹脂成形金型をダハミラーの成形加工に応用した実施例の断面図である。
【図5】図4中のV−V矢視断面図である。
【図6】本発明による樹脂成形金型をダハミラーの成形加工に応用した別な実施例の断面図である。
【図7】図6中の VII−VII 矢視断面図である。
【図8】本発明の対象となったダハミラーの正面図である。
【図9】図8に示したダハミラーの右側面図である。
【図10】図8に示したダハミラーの底面図である。
【図11】図8〜図10に示したダハミラーの成形加工に用いられる鏡面駒のダハ稜線部を抽出した破断図である。
【符号の説明】
PL 分割面
11 ゲート
12 固定側金型
13 可動側金型
14 鏡面駒
15 成形キャビティ
16, 17 ダハ成形面
18 ダハ稜線部
19 熱伝導部材
20 ヒートパイプ
21 冷却駒
22 冷却駒保持部材
23 冷却通路
24 Oリング
25 連結ブロック

Claims (4)

  1. 第1の成形鏡面およびこの第1の成形鏡面に対してぶつかる第2の成形鏡面を有する第1の金型と、この第1の金型との間に成形キャビティを形成すると共にこの成形キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートを有する第2の金型とを具えた樹脂成形金型であって、
    前記第1の成形鏡面と前記第2の成形鏡面とが接する前記第1の金型の稜線部の近傍に一端側が位置するように前記第1の金型に埋設されて他端側が放熱部となった熱伝導部材をさらに具え、
    前記第1の金型は、線膨張係数が11×10 −6 /Kよりも小さく、かつ熱伝導率が24W/ ( m・K ) よりも大きな超硬合金で構成されていることを特徴とする樹脂成形金型。
  2. 前記超硬合金がJIS H 5501で規定されたG種1号あるいはD種1号であることを特徴とする請求項に記載の樹脂成形金型。
  3. 前記熱伝導部材は、銅系金属で形成されているか、あるいはその放熱部に冷却手段が連結されたヒートパイプであることを特徴とする請求項または請求項に記載の樹脂成形金型。
  4. 前記銅系金属が純銅あるいは銅合金であることを特徴とする請求項に記載の樹脂成形金型。
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