JP3706169B2

JP3706169B2 - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP3706169B2
Application number: JP8124095A
Authority: JP
Inventors: 正樹白川
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JPH08276470A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプラスチックレンズ等のプラスチック部品を成形するための射出成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、熱可塑性の樹脂を用いて、射出成形により製造されるプラスチックレンズはカメラ、顕微鏡等のレンズとして多用されるようになった。これは、射出成形法が高生産性、低コスト化をもたらすことによるもので、特に、光学面を非球面形状とするいわゆる非球面レンズの製造において、最もその効果が顕著であることから頻繁に用いられている。
【０００３】
従来、プラスチックレンズを成形するための射出成形用金型は、図５に示すような構造となっており、詳細に説明すると、射出成形機の固定側プラテン（図示せず）に取り付く固定側取付板１に固着した固定側型板２に、所望の成形面形状を有する固定入子４を保持するための固定スリーブ３が取り付けられている。固定側型板２の内径と固定スリーブ３の外径は僅かなクリアランス（隙間）で嵌合しており、固定入子４の外径と固定スリーブ３の内径にも僅かなクリアランスで嵌合し、固定側型板２に固着している。
【０００４】
一方、所望の成形面形状を有する可動入子９は、その外径が可動スリーブ８と可動側型板１０の内径に僅かなクリアランスで嵌合しており、該スリーブ８及び型板１０内を摺動するようになっている。可動側型板１０には受け板１１が固着されており、更に、スペーサブロック１３及び可動側取付板５を介して射出成形機の可動側プラテン（図示せず）に取り付けられる。可動側取付板５と受け板１１の間にはガイドピン１４が設けられ突出し板６、７が摺動可能に取り付けられている。
【０００５】
突出し板６、７に挟まれて保持された突出しロッド１２は可動入子９に固着しており、成形が完了しパーティングライン（図中Ｐ．Ｌ）で型が開いた後、成形品の突出しは突出し板６の固定側への駆動により突出しロッド１２、可動入子９を介して行う。固定入子４と可動入子９の各所望成形面及び可動スリーブ８で形成されるキャビティ１０４にスプール１０１、ランナー１０２、ゲート１０３を通じて溶融樹脂を射出充填し、冷却固化せしめることで所望のプラクチックレンズを成形するようになっている。
【０００６】
しかしながら、従来の射出成形用金型では次のような問題点があった。近年、プラスチックレンズに要求される精度は益々高くなっており、その中でも偏心精度の向上が強く求められている。特に、非球面レンズの偏心精度は光学性能に及ぼす影響が大きく、高精度化の必要性が強く求められている。非球面レンズにおける偏心の定義は、回転対称である非球面には必ず回転軸が１つ存在し、その回転軸が非球面軸（軸）と言われる。片面非球面レンズの場合の偏心とはこの非球面軸と反対面の球面の求心とのズレ量を言い、非球面軸上に球心がある場合が最も偏心の良い状態となる。又、両面非球面レンズは２本の非球面軸のズレ量を偏心と言い、同一直線上にある場合が最も偏心の良い状態となる。
【０００７】
従来技術の金型は、その偏心精度を金型の作り込みによって保証しており、固定及び可動入子と固定及び可動スリーブのクリアランス精度や固定及び可動スリーブと固定側及び可動側型板のクリアランス精度を小さく、均一にする手段を取っている。しかしながら、金型の組立上クリアランスを無くすことはできず、特に可動側は突出し時に可動側入子を摺動させるためにあえてクリアランスを設ける必要があった。これらのクリアランスは、全て成形毎の入子位置の再現性に寄与し、偏心のバラツキとなって現れ、偏心精度が悪くなるという問題があった。更に、射出時の圧力も入子位置に影響を与え、偏心の精度低下をもたらした。
【０００８】
上記の様な問題点を解決する一手段として特開昭６４−２０１１１が開示されているが、その手段は固定入子及び可動入子の位置ズレを光の干渉により検出して、補正する金型であり、干渉縞を得るための画像処理装置やレーザー等の光源が必要であり、非常に高価になると同時に補正処理の操作が面倒であった。又、固定入子成形面と可動入子成形面のティルト（固定入子成形面の軸と可動入子成形面の軸の傾き）の補正は行えるが、固定入子成形面の軸と可動入子成形面の軸のスラスト方向（軸と垂直方向）のズレ量は補正することが出来ない等の欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、金型の組立、金型動作に支障の無いクリアランスを設けた上で、位置だし部材のテーパ面と可動入子のテーパ面を噛み合わせることにより、偏心精度が高く（成形面の２本の軸のティルト及びズレ量が小さい）又、成形毎の偏心バラツキの小さいプラスチックレンズを成形する射出成形用金型を安価に提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】
第１の発明に係る射出成形用金型は、プラスチックレンズの射出成形用金型において、
可動側金型に設けられ、成形面を有する可動入子と、
固定側金型に設けられた位置だし部材を有し、
前記可動入子は、前記成形面とは異なる位置にテーパー面を備え、
前記位置だし部材は、テーパー面を有し、前記固定側金型から前記可動側金型の方向に突出している心出し部を有し、
前記心出し部のテーパー面が前記可動入子のテーパー面と接するように、前記位置だし部材が設けられているものである。
【００１１】
また、第２の発明に係る射出成形用金型は、前記位置だし部材が、可動側金型内を型開き方向と垂直方向に前後摺動する、ものである。
【００１２】
【実施例１】
まず、本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明の概要を説明する。
本発明の概要は、可動入子を型開き方向と垂直方向に保持する位置だし部材を有することを特徴とする射出成形用金型であって、該位置だし部材は固定スリーブに固着しており、固定側金型から可動側金型の方向に突出している。そして、該位置だし部材は固定入子との嵌合面である固定スリーブ内径とテーパ面の同軸度が精度良く加工されており、同様に可動入子に形成されたテーパ面も成形非球面軸と同軸度が精度良く加工されている。そのため、型締め時に前記の両テーパ面が互いに噛み合う位置に調整されるように可動入子は型開き方向と垂直方向に位置出しされ、固定スリーブ内径と可動入子非球面軸は高精度に一致するように構成されている。
次に、位置出し部材が可動側金型内を型開き方向と垂直方向に前後摺動する射出成形用金型について述べると、可動側金型内を前後摺動する位置だし部材は型締めと同時に可動入子側面を位置だし部材と反対方向に押しつけるよう調整されている。即ち、この位置だし部材により可動入子は可動スリーブとのクリアランスに関係なく型締め時に一方向に押しつけられて位置出しされるため、必ず同位置に位置決めされるようになっている。
以下、本発明の具体的な実施例を図に基づいて説明する。
本発明の第１実施例について図１で詳細に説明する。（以下、各実施例の説明を簡略にするため、従来技術の図５との共通部位については図を省略し、又、同一の機能を有する部位については同図番とした）。固定側型板２には固定スリーブ３が固着されており、さらに固定スリーブ３の内径に嵌合して固定入子４が固着されている。固定側型板２と固定スリーブ３の嵌合部及び固定スリーブ３と固定入子４の嵌合部のクリアランスは金型の組立性を考慮して０．００５〜０．０１ｍｍに設定するのが良く本実施例では前者を０．００８ｍｍ、後者を０．００５ｍｍとした。
【００１３】
固定スリーブ３から位置だし部材３ａが可動側金型の方向に３箇所突出しており、その先端は、固定スリーブ３の固定入子４の嵌合面と同軸に加工されているテーパ面３ｂを有している。可動側型板１０とそれに固着している受け板１１には、可動入子９とそれに固着した突き出しロッド１２が容易に挿入、摺動可能なクリアランス１０ｃ、１１ｃの孔を有し、可動入子９と突き出しロッド１２が挿入されている。固定側と同様に受け板１１の孔１１ｃと突き出しロッド１２のクリアランス及び可動側型板１０の孔１０ｃと可動入子のクリアランスは、金型の組立性と成形品突き出し時の摺動性を加味し、前者を０．０１mm、後者を０．００８mmとした。
【００１４】
本実施例では、固定入子４の成形面を曲率半径２５mmの球面形状とし可動入子９の成形面を近似曲率半径３５mmの非球面形状とした。さらに、固定入子４の成形面と可動入子９の成形面及び可動側型板１０より形成されるキャビティ１０４は直径１５mmの両凸形状をしている。可動入子９の側面にはテーパ面９ｂを有し、そのテーパ面９ｂの加工精度は可動入子９の成形面非球面軸と同軸に、かつ、前記位置だし部材３ａのテーパ面３ｂと同一の角度をもって加工されている。この角度は、型締め時の位置だし性を考慮し型開き方向とのなす角度４５°以下が良く、本実施例では４０°とした。
【００１５】
図１に示す状態は可動入子９、固定入子４、可動側型板１０で形成されたキャビティ１０４に樹脂を充填する際の状態（型締め状態）を示しており、位置だし部材３ａのテーパ面３ｂと可動入子９のテーパ面９ｂが正確に噛み合うように型開き方向の位置だし部材３ａの長さは調整されている。又、位置だし部材３ａは可動側型板１０に３箇所設けられた挿入孔１０ａを通り可動入子９のテーパ面９ｂに到達して正確、かつ、密に噛み合っている。キャビティ１０４への樹脂の充填は射出成形機（図示せず）によりスプール１０１、ランナー１０２、ゲート１０３を介して行い、プラスチックレンズは硬化、冷却後にパーティングライン（図中Ｐ．Ｌ）で型を開き取り出す、そして、再び型を閉め前記動作を繰り返してプラスチックレンズを製作する。
【００１６】
本発明の特徴は、型締め時の固定スリーブ３の固定入子４との嵌合面と可動入子９の非球面軸がテーパ面３ｂ、９ｂの噛み合いにより可動入子９が型開き方向と垂直方向に移動し、高精度に位置だしされ同軸となることである。従って、形成されたキャビティ１０４に樹脂を充填することにより得られるプラスチックレンズは偏心精度を悪化させる影響が固定スリーブ３と固定入子４のクリアランスのみとなり、偏心精度の良い成形品を得ることができる。又、型組立時および成形中の型開き時はテーパ面３ｂ、９ｂの噛み合いが無く、固定入子９の位置を強制することが無いため、通常と同様な作業性、突出し摺動性が得られる。
【００１７】
【実施例２】
本発明の第２の実施例について図２で詳細に説明すると、実施例１の構造に加え、固定側取付板１及び固定側型板２に固定スリーブ３をネジ止めする孔１ａ、２ａ及び固定入子４をネジ止めする孔１ｂ、２ｂを有している。型組時、固定スリーブ３及び固定入子４は固定スリーブ３の固定用ネジ２００と固定入子４の固定用ネジ２０１により仮止めされている。即ち、固定スリーブ３及び固定入子４の嵌合部クリアランス分は十分ガタとしてスライドすることになる。
【００１８】
この状態で型締めを行った後、固定用ネジ２００、２０１を本締めし固定側型板２と固定スリーブ３及び固定入子４を固着する。その後、成形機に取り付け射出成形を行うことは実施例１と同様である。本実施例により成形機に金型を取り付ける前に型締めを行うと、固定スリーブ３のテーパ面３ｂと可動入子９のテーパ面９ｂのとの噛み合わせにより、固定スリーブ３が型開き方向と垂直方向に移動して位置だしされ、その後、固定スリーブ３、固定入子４を固着するので、成形機に金型を取り付ける前に固定スリーブ３と可動入子９の位置合わせが可能となり、更に、偏心精度を向上させることができる。
【００１９】
【実施例３】
本発明の第３の実施例について図３で詳細に説明すると、可動入子９の外周にはツバ部９ｄを有し、突出しロッド１２とは固着していない。従って、型開き後成形品を突き出しロッド１２にて突き出すと同時に可動側型板１０内を摺動し、ツバ部９ｄに接しているリターンピン２０も同等に可動金型から突出する。型締め時には、前記リターンピン２０が固定側型板２と接し、可動入子９を図３に示す位置に戻す。
【００２０】
固定スリーブ３と可動入子９の位置だしは実施例１と同様に、固定スリーブ３から突出した位置だし部材３ａの先端に有するテーパ面３ｂと可動入子９の外周に有するテーパ面９ｂの噛み合わせによる。本実施例で用いた固定入子４の成形面は、近似曲率半径２５mmの非球面形状としているところが実施例１と異なる点であり、可動入子９の成形面形状及びキャビティ１０４の直径は実施例１と同様である。本実施例は、可動入子９と突出しロッド１２が固着していないため、可動入子９が実施例１に比べ型開き方向と垂直方向に移動し易く、更に偏心精度の良いプラスチックレンズを得ることができる。
以上、実施例１、２、３では、固定スリーブ３より突出した位置だし部材３ａを３分割して設けた例を示したが、同様の効果を得るためにはこれに限定するものではなく、対向する２分割や４分割等でも良い。
【００２１】
【実施例４】
本発明の第４の実施例について図４で詳細に説明すると、位置だし部材として可動側型板１０の内部に、型開き方向と垂直方向に前後摺動可能なスライド５１を用いた。可動側型板１０にはスライド５１が摺動するためのキー溝１０ｃがあり、受け板１１と挟むことでスライド５１を保持している。固定側型板２にはアンギュラピン５０があり可動側型板１０の開孔１０ａを通じ、スライド５１に開けられたアンギュラ孔５１ａに挿入されている。
【００２２】
図４は型締めを行った状態を示し、アンギュラピン５０によりスライド５１は可動入子９方向に前進し、可動入子９の側面を型開き方向と垂直方向に押しつける。これにより、可動側型板１０と可動入子９とのクリアランスの大きさに関わらず、可動入子９は必ず同位置に位置決めされる。さらに、樹脂充填後の型開き時にはスライド５１はアンギュラピン５０により可動入子９から離れ、突出し時の可動入子９の摺動に十分なクリアランスが得られる。この時、スライド５１のアンギュラ孔５１ａにはアンギュラピン５０が挿入されていないため、スライド５１が自重落下しないように保持する保持機構（図示せず）を有している。
【００２３】
可動入子９は実施例１と同様に突出しロッド１２と固着しても良く、実施例３のように固着しなくても良いが、固着していない場合は、実施例３と同様にリタンピンが必要になる。本実施例では、スライドを一方向からのみ摺動させているが、対向する２方向等複数に設けても良い。以上、実施例１、２、３、４では両凸レンズを例としたが、両凹レンズ、メニスカス形状レンズでも良く、外径形状も円形に限定するものでは無い。
以上のように、各実施例によれば、型締めと同時に固定スリーブと可動入子の位置決めをする機構もしくは可動入子を位置方向に位置決めする機構を有する射出成形用金型としたため、金型の組立、金型動作に支障のないクリアランスを入子とスリーブもしくは型板、スリーブと型板に設けた上でも、偏心精度の良い、成形毎の偏心バラッキの小さいプラスチックレンズを得ることが可能となった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、固定入子と可動入子との偏心精度の良い、成形毎の偏心バラッキの小さいプラスチックレンズを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、プラスチックレンズ製作用金型の型締め時における可動入子と位置出し部材の摺動関係構造図。
【図２】本発明の一実施例を示すもので、プラスチックレンズ製作用金型の固定入子及び固定スリーブの固定ネジ止め構造図。
【図３】本発明の一実施例を示すもので、図１の関係構造図の可動入子にツバ部を付加した構造図。
【図４】本発明の一実施例を示すもので、プラスチックレンズの製作用金型の型締め時におけるスライド部材とアンギュラ部材との摺動関係構造図。
【図５】従来のプラスチックレンズ製作用金型の型締め時における構造図。
【符号の説明】
１固定側取付板
２固定側型板
３固定スリーブ
４固定入子
５可動側取付板
６，７突出し板
８スリーブ
９可動入子
１０可動側型板
１１受け板
１２ロッド
１３スペーサブロック
１４ガイドピン

Claims

プラスチックレンズの射出成形用金型において、
可動側金型に設けられ、成形面を有する可動入子と、
固定側金型に設けられた位置だし部材を有し、
前記可動入子は、前記成形面とは異なる位置にテーパー面を備え、
前記位置だし部材は、テーパー面を有し、前記固定側金型から前記可動側金型の方向に突出している心出し部を有し、
前記心出し部のテーパー面が前記可動入子のテーパー面と接するように、前記位置だし部材が設けられていることを特徴とする射出成形用金型。
前記位置だし部材が、可動側金型内を型開き方向と垂直方向に前後摺動することを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。