JP3727285B2 - 眼鏡レンズの射出圧縮成形法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂を射出圧縮成形して眼鏡レンズを得る眼鏡レンズの射出圧縮成形法に関する。詳しくは、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度かつ高品質に成形することができる眼鏡レンズの射出圧縮成形法に関する。
【０００２】
【背景技術】
熱可塑性樹脂からレンズを得る成形法として、射出圧縮成形法が知られている（たとえば、特開昭２−２６７２３号公報および実公平６−９８２６号公報など）。眼鏡レンズでは、レンズ度数＋４.００Ｄ〜−８.００Ｄ程度のレンズ度数範囲のものが、この成形法に好ましく用いられている。
射出圧縮成形法は、溶融樹脂の収縮を補正して、均一で高度な形状精度を得るために、レンズ用キャビティ内に圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、前記圧縮代を圧縮して、レンズを得る成形法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レンズは、レンズの前面側と後面側との曲率が異なればレンズ厚は偏肉差を生じ、偏肉差があるものとして、中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズと、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズとの２種類ある。また、レンズ厚は光学レンズ設計により異なるが、たとえば、屈折率が１.５０程度の非球面レンズでは＋２.００Ｄで中心厚４．２ｍｍ、周辺厚１．０ｍｍ、−４．００Ｄで中心厚１．４ｍｍ、周辺厚７．９ｍｍ程度の設計値を設定できる。しかしながら、これらのレンズについて、同一の条件で圧縮成形を行うと、この形状特性の差異により次のような不具合が生じる。
【０００４】
マイナスレンズの成形においては、レンズ中央部が周辺部に対して厚みが薄いから、キャビティ中央部が流動抵抗が大きい。そのため、キャビティ内に射出された溶融樹脂は、キャビティ中央部を流れ難く、分流して周辺部から中央部に回り込むため、中央部においてウエルドマークが多く発生しやすいという問題がある。
一方、プラスレンズの成形では、キャビティの容積と溶融樹脂の充填量との差が大きすぎると、溶融樹脂の流動性が低下するため、未充填部分が発生し、成形後のレンズにおいて、充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすい。
【０００５】
本発明の目的は、レンズの形状特性によらず、偏肉差を有するレンズ、すなわち、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる眼鏡レンズの射出圧縮成形法を提供することにある。
本発明の他の目的は、プラスレンズおよびマイナスレンズを射出から離型まで能率的に成形できる眼鏡レンズの射出圧縮成形法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、１つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、交換可能なオプティカルインサートから形成されたレンズ用キャビティ空間内に予め設定した設定圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記設定圧縮代を圧縮するメニスカス形状の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きし、キャビティ内の溶融樹脂の流動性を高める。
【０００７】
このような成形法では、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代がプラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定されているから、より広いキャビティ領域が確保できるとともに、キャビティ内の溶融樹脂の流動性も向上するため、マイナスレンズ成形時において、キャビティ内に到達した溶融樹脂は分流することなくキャビティ中央部を通って周辺部に流れ込む。従って、中央部におけるウエルドマークの発生を防止でき、強度レンズではさらに十分な加圧力が保持されるため、金型との転写性が向上する。このため、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【０００８】
また、上記射出圧縮成形法においては、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定する必要がある。その際、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定と同じように、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで金型を型締めしたのち、さらに金型を前記設定圧縮代分開くことにより設定していたのでは、金型を設定圧縮代分開く距離が長く、時間的に能率が悪いという問題が考えられる。
【０００９】
具体的には、本発明では、プラスレンズ成形の場合には設定圧縮代は大きくなく、０．８ｍｍ以下としており、たとえば、＋１．００Ｄ〜＋３．００Ｄのレンズでは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍで十分である。
一方、マイナスレンズ成形の場合、度数や成形後の性能によっても異なるが、設定圧縮代を５ｍｍ〜１５ｍｍとしている。
また、金型の型締め制御において、成形機の構造上、たとえば、縦型成型機で最大圧縮位置（最下限位置）から上方への移動を０．１ｍｍピッチで制御することは、高度な制御を必要とするため制御に時間がかかり、たとえば、５ｍｍ移動で１０数秒であったりする。
一方、金型の上方から下方への移動は容易で、１５ｍｍであっても１秒以内である。
【００１０】
従って、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記金型を型締めしたのち、さらに前記金型を前記設定圧縮代分開くことにより設定し、前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記金型を型締めすることにより設定する。
【００１１】
このようにすれば、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代は、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から設定圧縮代を残した位置まで金型を型締めすることにより設定できるから、つまり、金型を長い距離の設定圧縮代分開く動作がないから、設定圧縮代の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
一方、プラスレンズ成形時の設定圧縮代は、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで金型を型締めしたのち、短い距離の設定圧縮代分だけ開けば設定できるから、同様に設定圧縮代の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
【００１２】
また、上記射出圧縮成形法においては、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくしてあるため、溶融樹脂の射出充填完了時点ではレンズ用キャビティ内に大きな未充填部分を残したままで溶融樹脂の流動が停止することになり、加圧工程後の成形レンズにおいて充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすいという問題が考えられる。
【００１３】
この点に対して、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、プラスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了後に前記設定圧縮代の圧縮を開始するが、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に前記設定圧縮代の圧縮を開始することによって、より一層の樹脂の流動性、転写性を高めることができる。
すなわち、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に設定圧縮代の圧縮が開始され、レンズ用キャビティの容積が縮小されていくから、溶融樹脂の流動性が高められ、溶融樹脂の射出充填完了時点でレンズ用キャビティ内に大きな未充填部分が残ることが少なくなるため、フローマークの発生も防げる。
【００１４】
この際、マイナスレンズ成形時には溶融樹脂の射出完了後にスプルー、ランナを含む前記レンズ用キャビティを直ちに密閉閉空間とし、また、プラスレンズ成形時には前記設定圧縮代の圧縮を開始する前に、スプルー、ランナを含む前記レンズ用キャビティを密閉閉空間とすれば、圧縮によってレンズ用キャビティ内の溶融樹脂が加圧されても溶融樹脂がスプルー、ランナを含むレンズ用キャビティの外に逆流することがないから、金型の転写性に優れ、脈理や射出履歴などのない高精度で高品質なレンズを得ることができる。特に、強度のレンズ成形に有用である。
【００１５】
また、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、固定型に対して開閉動する可動型が、型取付部材と、この型取付部材に前記固定型に向かって移動自在に取り付けられた型本体とを含んで構成され、この型本体の内部に、インサートガイドに移動自在に嵌入されてレンズ用キャビティを形成するインサートが設けられているとともに、このインサートを保持する保持部材が弾性部材で前記固定型とは反対方向に常時弾性付勢されて前記型取付部材に当接された１つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、前記レンズ用キャビティ内に予め設定した設定圧縮代を残して前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記型取付部材の前記固定型側への前進により前記設定圧縮代を圧縮し、この後、前記型取付部材を後退させ、前記固定型から前記可動型を型開きさせた後、前記型取付部材に挿入されたエジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出す眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくするとともに、前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、さらに前記型取付部材を前記設定圧縮代分後退させることにより設定し、前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めすることにより設定し、前記型取付部材の後退時に前記エジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させることにより、前記インサートを前記型取付部材に対して相対的に前記固定型側に前進させ、この後、前記固定型から前記可動型を型開きさせ、前記エジェクトピンで前記保持部材を押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出すことを特徴とする。
【００１６】
この成形法によれば、中央部におけるウエルドマークの発生を防止して、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できるという効果に加え、次の効果も期待できる。
つまり、可動型の型取付部材が後退するときにエジェクトピンで保持部材が固定型側へ押圧移動させられ、これによりインサートが可動型の型取付部材に対して相対的に固定型側に前進するため、キャビティ内のレンズ成形品とインサートとの間に型取付部材の後退量と同じ大きさの隙間が生じることなく、このため、過剰な圧縮空気の発生を抑えることができ、レンズ成形品に圧縮空気の圧力が作用するのを防止できる。よって、スプルー、ランナで成形される部位の折れや離型時の金型へのズレなどの離型不良がなく、高度な成形精度となっているレンズ成形品が得られる。
【００１７】
ここで、可動型の型取付部材が後退するときにエジェクトピンで保持部材を押圧移動させてインサートを可動型の型取付部材に対して相対的に固定型側に前進させる際、その前進量は型取付部材の後退量（寸開き量）と同じでもよく、また、大きくてもよいが、小さければより好ましい。
【００１８】
前進量を型取付部材の後退量より小さくすれば、インサートとレンズ成形品との間に隙間を持たすことができるから、固定型から可動型が型開きしたときもキャビティからレンズ成形品が脱落することがなく、脱落によるレンズ成形品の損傷を防げる。特に、インサートとレンズ成形品との隙間は１〜４ｍｍが好ましい。隙間が１ｍｍ未満ではレンズ成形品の脱落の危険があり、また、隙間が４ｍｍより大きいと過剰な圧縮空気の発生を抑える効果が低い。
【００１９】
すなわち、型締め後の締結力の開放は、圧縮代を大きく設定した分、大きく急に後退することとなり、特に、レンズ凸面側の成形環境（主に温度）が大きく変化する。従って、レンズ面の一部に離型力が強く作用して離型不良を起こしたり、スプルーやランナ部が破壊したりする現象が発生する。
そこで、上記の隙間の設定により、中間的エジェクト機能をもたせることにより、成形部の一部に部分的離型作用が過度にかかることを防ぐものである。特に、プラスレンズの場合、レンズ周辺厚が小さいので、ランナとの接合部の強度が構造上強くないので、このエジェクト法は有効である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施形態にかかる眼鏡レンズ（メニスカス形状の眼鏡レンズ；単焦点、多焦点、累進多焦点）の射出圧縮成形法に用いられる射出圧縮成形用金型の断面図、図２は図１のII−II線断面図である。なお、ここで成形される眼鏡レンズの材料は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などの熱可塑性樹脂である。また、本実施形態では、脈理、光学歪みなどを防ぐために、低出力の射出を用いている。
【００２１】
前記射出圧縮成形用金型は、図１に示すように、パーティングラインＰＬにおいて上下に型分割される上型１と下型２との間に２個の眼鏡レンズ用キャビティ３が形成されたレンズ２個取り用の金型である。
【００２２】
上型１は、固定型である下型２に対して上下方向に型閉じ、型開きする可動型で、型取付部材１６と、この型取付部材１６に前記下型２に向かって移動自在に取り付けられた型本体４とを含む。型取付部材１６は、上部材１６Ａと下部材１６Ｂとからなる。型本体４は、インサートガイド５および型板６，７からなる。
下型２は、インサートガイド９および型板１０からなる型本体８と、この型本体８を取り付ける型取付部材１５とを含む。
各インサートガイド５，９の内部には、前記キャビティ３を形成するインサート１１，１２がパーティングラインＰＬに対して直角方向へ摺動可能に収納されている。
【００２３】
前記上型１の型本体４は、前記型取付部材１６に図２に示すボルト１７で連結されているとともに、型本体４と型取付部材１６との間にはボルト１７の外周に挿入された皿ばね１７Ａが介装されている。なお、型取付部材１６は、型締めシリンダ（図示省略）によって上下動されるようになっている。
前記型本体４と型取付部材１６との間には、隙間Ｓが設けられるようになっており、型本体４と型取付部材１６とはガイドピン１８でガイドされながら隙間Ｓ分だけ上下に開閉するようになっている。また、前記型取付部材１５の下方には図示しない寸開きシリンダが配置され、この寸開きシリンダにより型取付部材１６が型締めシリンダの型締め力に抗して押し上げられることにより、隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００２４】
前記型取付部材１６には、下向きの油圧シリンダ１９が上下動自在に設けられている。油圧シリンダ１９のピストン２０に連結されたピストンロッド２１は、シリンダ１９の下面に固定されたバックインサート２２内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２３を備えている。Ｔ字クランプ部材２３は、前記インサート１１の上端面に形成されたＴ字溝２４に係脱自在に係合されている。
前記型取付部材１５には、上向きの油圧シリンダ２６が設けられている。油圧シリンダ２６のピストン２７に連結されたピストンロッド２８は、型取付部材１５内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２９を備えている。Ｔ字クランプ部材２９は、前記インサート１２の下端面に形成されたＴ字溝３０に係脱自在に係合されている。
【００２５】
前記油圧シリンダ１９の上端には受圧部材３２が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３３から挿入されたエジェクトピン３４により受圧部材３２が押し下げられると、油圧シリンダ１９、バックインサート２２およびインサート１１も押し下げられ、キャビティ３で成形されたレンズ成形品が上型１および下型２の型分割時に突き出されるようになっている。ここに、バックインサート２２、油圧シリンダ１９および受圧部材３２によって、インサート１１を保持する保持部材が構成されている。
前記上型１の型取付部材１６の中央には、エジェクトバー３５が上下動自在に配置されている。エジェクトバー３５の上端には受圧部材３６が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３７から挿入されたエジェクトピン３８により受圧部材３６が押し下げられると、エジェクトバー３５が押し下げられる。
【００２６】
前記受圧部材３２には、エジェクトリターンピン３９の外周に巻回されたばね４０のばね力が上向きに作用している。なお、受圧部材３６にも、図示していないが、エジェクトリターンピンの外周に巻回されたばねのばね力が上向きに作用している。従って、エジェクトピン３４，３８が上昇すると、受圧部材３２，３６も上昇して旧位に復帰するようになっている。ここに、バックインサート２２、油圧シリンダ１９および受圧部材３２によって構成された保持部材が、弾性部材であるばね４０によって下型２とは反対方向に常時弾性付勢されて型取付部材１６に当接されている。
【００２７】
次に、本実施形態における作用を説明する。
まず、成形しようとするレンズの種類に応じて、インサート１１，１２を交換する。インサート１１，１２の交換にあたっては、型取付部材１６を含む上型１を上昇させて、下型２から型分割させる。また、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を下降させるとともに、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を上昇させ、これらピストンロッド２１，２８の先端に取り付けられたＴ字クランプ部材２３，２９をインサートガイド５，９から突出させる。
【００２８】
新たに上型１および下型２の型本体４，８に装着されるインサート１１，１２を、図示しないロボットのアームで保持しながら水平移送させ、インサート１１，１２のＴ字溝２４，３０をＴ字クランプ部材２３，２９に係合させる。こののち、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を上昇させてインサート１１を引き上げ、また、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を下降させてインサート１２を引き下げる。これにより、インサート１１，１２はインサートガイド５，９に嵌合される。
このようにして、プラスレンズ（中心部肉厚が周辺部より厚いレンズ）の成形の場合には、図４および図５に示すインサート１１Ａ，１２Ａに、また、マイナスンズ（中心部肉厚が周辺部より薄いレンズ）の成形の場合には図６および図７に示すインサート１１Ｂ，１２Ｂにそれぞれ交換する。
【００２９】
さて、レンズの成形にあたっては、図３に示すフローチャートに沿って操作を進める。まず、図１および図２に示す状態に型閉じする。つまり、型締めシリンダによって上型１を下降させ、上型１の型板６が下型２の型板１０に接し、かつ、皿ばね１７Ａが圧縮されない状態に型閉じする。この状態では、隙間Ｓは最大寸開き量（約１５ｍｍ）、つまり、キャビティ３内の圧縮代が最大の初期位置に設定されている。
次に、寸開き量（設定圧縮代）を設定する。このとき、プラスレンズの成形では０．８ｍｍ以下の寸開き量Ｓ(+)を設定する。マイナスレンズの成形では０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)を設定する。つまり、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定する。
【００３０】
ここで、プラスレンズの成形の場合、つまり、０．８ｍｍ以下の寸開き量Ｓ(+)が設定された場合には、図４に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６をさらに下降させ（このとき、皿ばね１７Ａが圧縮される）、隙間Ｓを完全になくしたのち、寸開きシリンダにより型取付部材１６を型締めシリンダの型締め力に抗して前記寸開き量Ｓ(+)だけ上昇させて、寸開き量Ｓ(+)を設定する。一方、マイナスレンズの成形の場合、つまり、０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)が設定された場合には、図６に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６を前記寸開き量Ｓ(-)を残した位置まで下降させ（このとき、皿ばね１７Ａが圧縮される）、その位置で停止させて寸開き量Ｓ(-)を設定する。
【００３１】
次に、溶融樹脂を射出充填する。これには、スプルーブッシュ５７に接続した射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出し、スプルー５８およびランナ５９を通じてキャビティ３内に充填する。
このとき、プラスレンズの成形の場合（図４）には、キャビティ３の中央部（レンズの中央部）の厚みが大きいため、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は、キャビティ３の中央部（レンズの中央部）を通って周辺部に達する。一方、マイナスレンズの成形の場合には、０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)が設定されているから、つまり、キャビティ３の中央部の厚みが大きく設定されているため、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は、分流することなくキャビティ３の中央部を通って周辺部に達する。従って、いずれの場合にも、中央部におけるウエルドマークが抑制される。
【００３２】
次に、プラスレンズの成形の場合（図４）には、溶融樹脂の射出完了後、ノズルを閉じてキャビティ３、ランナ５９およびスプルー５８を含む空間を密閉閉空間とし、続いて、加圧（圧縮）する。つまり、図５に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６を寸開き量Ｓ(+)だけ下降させる。
一方、マイナスレンズの成形の場合（図６）には、溶融樹脂の射出完了前に加圧（圧縮）を開始する。具体的には、射出すべき溶融樹脂の約９０〜９５％が射出されたとき、型締めシリンダにより加圧を開始し、図７に示すように、型取付部材１６を寸開き量Ｓ(-)だけ下降させる。このとき、溶融樹脂の射出完了後に直ちにノズルを閉じて、キャビティ３、ランナ５９およびスプルー５８を含む空間を密閉閉空間とする。
【００３３】
次に、このようにしてプラスレンズまたはマイナスレンズを成形したのち、これらのレンズをエジェクトする。これには、上型１の型取付部材１６を型締めシリンダにより上昇、すなわち下型２から上昇させ、型本体４との間に寸開き量Ｓを開ける。このとき、エジェクトピン３４をエジェクトシリンダで下降させ、このエジェクトピン３４で受圧部材３２を型取付部材１６に対して下方に押圧移動させる。この押圧移動量は寸開き量Ｓよりも小さいものとし、寸開き量Ｓがたとえば１５ｍｍである場合には押圧移動量は１３ｍｍとする。言い換えると、型取付部材１６の上昇時に、インサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下型２側に下降させる。
【００３４】
この結果、本来、型取付部材１６が寸開き量Ｓ分だけ上昇したときにこれと同じ量だけ上昇するインサート１１の上昇量は少なく抑えられることになり、たとえば、マイナスレンズ成形では、図８に示す通り、インサート１１はキャビティ３内で成形されたレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａからわずかな隙間Ａ分、前記数値通りの寸開き量や押圧移動量である場合には２ｍｍの隙間Ａ分だけ離れる。
【００３５】
この後、図９の通り、型締めシリンダにより上型１の型取付部材１６と型本体４は上昇し、上型１は下型２に対してパーティングラインＰＬから型開きする。この後、上型１の下面から露出しているレンズ成形品４４の一部が把持装置で把持され、エジェクトピン３４，３８が各エジェクトシリンダによって下降し、これにより受圧部材３２，３６が押圧移動させられ、インサート１１、エジェクトバー３５でレンズ成形品４４は突き出される。この突き出し時において、レンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａに対してインサート１１はわずかな隙間Ａ分のみ離れているだけであるため、隙間Ａに侵入している空気はインサート１１によって大きな圧力まで圧縮されることはなく、圧縮空気の大きな圧力を眼鏡レンズ部４４Ａに作用させずにレンズ成形品４４を上型１から突き出すことができる。
【００３６】
すなわち、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇するときに、エジェクトピン３４で受圧部材３２を下方へ押圧移動させず、型取付部材１６に対してインサート１１を相対的に下降させない場合には、レンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａとインサート１１との間には寸開き量Ｓと同じ大きさの隙間ができることになり、インサート１１で眼鏡レンズ部４４Ａを突き出すとき、この隙間内の空気が大きく圧縮されて過剰な高圧の空気が精密成形部である眼鏡レンズ部４４Ａに作用することになるが、本発明に係る実施形態では、眼鏡レンズ部４４Ａとインサート１１との間には僅かな隙間Ａができるだけであるため、インサート１１によるレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａの突き出し時に過剰な圧縮空気の発生を抑えてこの突き出しを行えるようになり、スプルー５８やランナ５９で成形された部位での折れや離型時の金型へのずれなどの離型不良がなく眼鏡レンズ部４４Ａの高精度な成形状態を確保できる。
【００３７】
本実施形態によれば、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)をプラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)より大きく設定するようにしたから、より広いキャビティ領域を確保できるとともに、キャビティ内での樹脂の流動性の向上させることができる。よって、マイナスレンズ成形時において、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は分流することなくキャビティ３の中央部を通って周辺部に流れ込むため、中央部におけるウエルドマークの発生を防止できる。このため、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【００３８】
その際、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)は、プラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)より大きく設定する必要があるが、寸開き量Ｓが最大の初期位置から、寸開き量Ｓ(-)を残した位置まで上型１の型取付部材１６を下降させることにより寸開き量Ｓ(-)を設定しているから、寸開き量Ｓ(-)の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
一方、プラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)は、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)より小さいから、この場合には、寸開き量Ｓが最大の初期位置から、寸開き量Ｓがなくなる位置まで上型１の型取付部材１６を下降させたのち、寸開き量Ｓ(+)分開くことにより寸開き量Ｓ(+)を設定しているから、寸開き量Ｓ(+)の設定も迅速にかつ高精度に行うことができる。
【００３９】
また、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に寸開き量Ｓ(+)の圧縮を開始するようにしたので、溶融樹脂の射出完了前にキャビティ３の容積が縮小されていくから、溶融樹脂の射出充填完了時点でキャビティ３内に大きな未充填部分が残ることが少なく、このため、フローマークの発生も防げる。つまり、寸開き量Ｓ(+)を大きく設定すると、溶融樹脂の射出充填完了時点ではキャビティ内に大きな未充填部分を残したままで溶融樹脂の流動が停止することになり、充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすいという問題が考えられるが、本実施形態のようにすることで、フローマークの発生も防げる。
【００４０】
また、上型１の型取付部材１６を下型２から上昇させるときに、上型１の型本体４に設けられたインサート１１を保持している保持部材をエジェクトピン３４で下型２側に押圧移動させ、このインサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下型２側に下降させるようにしたため、インサート１１でレンズ成形品４４を突き出すとき、圧縮空気の発生を抑えながらこの突き出しを行えるようになり、レンズ成形品４４には高圧に圧縮された空気の圧力が作用しないため、高精度に成形されたレンズ成形品４４の成形精度を確保しながら突き出し作業を行える。
【００４１】
また、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇するときに、エジェクトピン３４で受圧部材３２を下方へ押圧移動させてインサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下降させる際、その下降量を型取付部材１６の上昇量（寸開き量Ｓ）より小さくしたので、インサート１１とレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａとの間に隙間を持たすことができる。そのため、下型２から上型１が型開きしたときもキャビティ３からレンズ成形品４４が脱落することがなく、脱落によるレンズ成形品４４の損傷を防ぐことができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、インサート１１等によって形成されるキャビティ３は２個で、バックインサート２２、油圧シリンダ１９、受圧部材３２からなるインサート１１の保持部材は、インサート１１毎にそれぞれが独立してばね４０で上方へ弾性付勢されており、これにより、インサート１１毎のばね４０にばね力の相違があってもこれの影響を受けない構造となっているが、エジェクトピン３４はインサート１１毎、すなわちこれらのインサート１１の保持部材毎に設けられているため、互いに独立しているこれらの保持部材をエジェクトピン３４で所定通り下方へ押圧移動させることができ、２個のインサート１１でレンズ成形品４４の２個の眼鏡レンズ部４４Ａを突き出すことができる。
【００４３】
以上述べた実施形態においては、設定圧縮代を、型本体４と型取付部材１６との間に形成した寸開き量により設定するようにしたが、他の金型を用いてもよい。たとえば、キャビティ３内に突出するキャビティコアを設け、このキャビティコアの位置から設定圧縮代を設定したのち、キャビティコアをキャビティ３内に突出させることにより圧縮するようにした構造の金型を用いてもよい。
【００４４】
また、上述した実施形態では、寸開き量を、プラスレンズの場合には０．８ｍｍ以下、マイナスレンズの場合には０．８ｍｍより大きい寸法に設定したが、これらの数値はレンズの特性などに応じて任意に決定すればよい。
また、上述した実施形態では、マイナスレンズ成形時において、溶融樹脂を約９０〜９５％射出した時点で寸開き量Ｓ(-)の圧縮を開始するようにしたが、このときの％もキャビティ３の容積、樹脂の種類、レンズの特性などに応じて任意に決定すればよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇したときと、型本体４が下型２から離れた型開きしたときとに合わせて、エジェクトピン３４を２段階式に下方移動させるようにしたが、型締めシリンダによる型取付部材１６の寸開き移動と型本体４の下型２からの型開き移動とが連続して行われる場合には、エジェクトピン３４の下方移動を連続して行わせ、これにより型取付部材１６に対するインサート１１の下降量を大きくしてそのままレンズ成形品４４の突き出しを行うようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の眼鏡レンズの射出圧縮成形法によれば、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定したので、マイナスレンズ成形時でも中央部におけるウエルドマークの発生を防止でき、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【００４７】
また、可動型の型取付部材を固定型から後退させるときに、可動型の型本体に設けられたインサートを保持している保持部材をエジェクトピンで固定型側に押圧移動させ、このインサートを型取付部材に対して相対的に固定型側に前進させるようにしたため、インサートでレンズ成形品を突き出すとき、圧縮空気の発生を抑えながらこの突き出しを行える。従って、レンズ成形品には高圧に圧縮された空気の圧力が作用しないため、高精度に成形されたレンズ成形品の成形精度を確保しながら突き出し作業を行える。よって、射出から離型までを能率的にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で用いる射出成形用金型を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】同上実施形態における成形手順を示すフローチャートである。
【図４】同上実施形態において、プラスレンズ成形時の溶融樹脂射出充填前の様子を示す図である。
【図５】同上実施形態において、プラスレンズ成形時の溶融樹脂圧縮後の様子を示す図である。
【図６】同上実施形態において、マイナスレンズ成形時の溶融樹脂射出充填前の様子を示す図である。
【図７】同上実施形態において、マイナスレンズ成形時の溶融樹脂圧縮後の様子を示す図である。
【図８】同上実施形態において、上型の型取付部材が型本体から寸開き量分だけ上昇し、上型のインサートがエジェクトピンで型取付部材に対して相対的に下方へ移動した状態を示す図である。
【図９】図８の状態から上型と下型が型開きした状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 上型（可動型）
２ 下型（固定型）
３ キャビティ
４ 型本体
５，９ インサートガイド
１０，１１ インサート
１６ 型取付部材
１９，２２，３２ 保持部材を構成する油圧シリンダ、バックインサートおよび受圧部材
３４，３８ エジェクトピン
４０ ばね（弾性部材）
４４ レンズ成形品
５８ スプルー
５９ ランナ
Ｓ 最大寸開き量（最大圧縮代）
Ｓ(+) プラスレンズ成形時の寸開き量（設定圧縮代）
Ｓ(-) マイナスレンズ成形時の寸開き量（設定圧縮代）
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂を射出圧縮成形して眼鏡レンズを得る眼鏡レンズの射出圧縮成形法に関する。詳しくは、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度かつ高品質に成形することができる眼鏡レンズの射出圧縮成形法に関する。
【０００２】
【背景技術】
熱可塑性樹脂からレンズを得る成形法として、射出圧縮成形法が知られている（たとえば、特開昭２−２６７２３号公報および実公平６−９８２６号公報など）。眼鏡レンズでは、レンズ度数＋４.００Ｄ〜−８.００Ｄ程度のレンズ度数範囲のものが、この成形法に好ましく用いられている。
射出圧縮成形法は、溶融樹脂の収縮を補正して、均一で高度な形状精度を得るために、レンズ用キャビティ内に圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、前記圧縮代を圧縮して、レンズを得る成形法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レンズは、レンズの前面側と後面側との曲率が異なればレンズ厚は偏肉差を生じ、偏肉差があるものとして、中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズと、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズとの２種類ある。また、レンズ厚は光学レンズ設計により異なるが、たとえば、屈折率が１.５０程度の非球面レンズでは＋２.００Ｄで中心厚４．２ｍｍ、周辺厚１．０ｍｍ、−４．００Ｄで中心厚１．４ｍｍ、周辺厚７．９ｍｍ程度の設計値を設定できる。しかしながら、これらのレンズについて、同一の条件で圧縮成形を行うと、この形状特性の差異により次のような不具合が生じる。
【０００４】
マイナスレンズの成形においては、レンズ中央部が周辺部に対して厚みが薄いから、キャビティ中央部が流動抵抗が大きい。そのため、キャビティ内に射出された溶融樹脂は、キャビティ中央部を流れ難く、分流して周辺部から中央部に回り込むため、中央部においてウエルドマークが多く発生しやすいという問題がある。
一方、プラスレンズの成形では、キャビティの容積と溶融樹脂の充填量との差が大きすぎると、溶融樹脂の流動性が低下するため、未充填部分が発生し、成形後のレンズにおいて、充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすい。
【０００５】
本発明の目的は、レンズの形状特性によらず、偏肉差を有するレンズ、すなわち、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる眼鏡レンズの射出圧縮成形法を提供することにある。
本発明の他の目的は、プラスレンズおよびマイナスレンズを射出から離型まで能率的に成形できる眼鏡レンズの射出圧縮成形法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、１つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、交換可能なオプティカルインサートから形成されたレンズ用キャビティ空間内に予め設定した設定圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記設定圧縮代を圧縮するメニスカス形状の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きし、キャビティ内の溶融樹脂の流動性を高める。
【０００７】
このような成形法では、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代がプラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定されているから、より広いキャビティ領域が確保できるとともに、キャビティ内の溶融樹脂の流動性も向上するため、マイナスレンズ成形時において、キャビティ内に到達した溶融樹脂は分流することなくキャビティ中央部を通って周辺部に流れ込む。従って、中央部におけるウエルドマークの発生を防止でき、強度レンズではさらに十分な加圧力が保持されるため、金型との転写性が向上する。このため、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【０００８】
また、上記射出圧縮成形法においては、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定する必要がある。その際、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定と同じように、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで金型を型締めしたのち、さらに金型を前記設定圧縮代分開くことにより設定していたのでは、金型を設定圧縮代分開く距離が長く、時間的に能率が悪いという問題が考えられる。
【０００９】
具体的には、本発明では、プラスレンズ成形の場合には設定圧縮代は大きくなく、０．８ｍｍ以下としており、たとえば、＋１．００Ｄ〜＋３．００Ｄのレンズでは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍで十分である。
一方、マイナスレンズ成形の場合、度数や成形後の性能によっても異なるが、設定圧縮代を５ｍｍ〜１５ｍｍとしている。
また、金型の型締め制御において、成形機の構造上、たとえば、縦型成型機で最大圧縮位置（最下限位置）から上方への移動を０．１ｍｍピッチで制御することは、高度な制御を必要とするため制御に時間がかかり、たとえば、５ｍｍ移動で１０数秒であったりする。
一方、金型の上方から下方への移動は容易で、１５ｍｍであっても１秒以内である。
【００１０】
従って、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記金型を型締めしたのち、さらに前記金型を前記設定圧縮代分開くことにより設定し、前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記金型を型締めすることにより設定する。
【００１１】
このようにすれば、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代は、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から設定圧縮代を残した位置まで金型を型締めすることにより設定できるから、つまり、金型を長い距離の設定圧縮代分開く動作がないから、設定圧縮代の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
一方、プラスレンズ成形時の設定圧縮代は、レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで金型を型締めしたのち、短い距離の設定圧縮代分だけ開けば設定できるから、同様に設定圧縮代の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
【００１２】
また、上記射出圧縮成形法においては、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくしてあるため、溶融樹脂の射出充填完了時点ではレンズ用キャビティ内に大きな未充填部分を残したままで溶融樹脂の流動が停止することになり、加圧工程後の成形レンズにおいて充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすいという問題が考えられる。
【００１３】
この点に対して、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、プラスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了後に前記設定圧縮代の圧縮を開始するが、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に前記設定圧縮代の圧縮を開始することによって、より一層の樹脂の流動性、転写性を高めることができる。
すなわち、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に設定圧縮代の圧縮が開始され、レンズ用キャビティの容積が縮小されていくから、溶融樹脂の流動性が高められ、溶融樹脂の射出充填完了時点でレンズ用キャビティ内に大きな未充填部分が残ることが少なくなるため、フローマークの発生も防げる。
【００１４】
この際、マイナスレンズ成形時には溶融樹脂の射出完了後にスプルー、ランナを含む前記レンズ用キャビティを直ちに密閉閉空間とし、また、プラスレンズ成形時には前記設定圧縮代の圧縮を開始する前に、スプルー、ランナを含む前記レンズ用キャビティを密閉閉空間とすれば、圧縮によってレンズ用キャビティ内の溶融樹脂が加圧されても溶融樹脂がスプルー、ランナを含むレンズ用キャビティの外に逆流することがないから、金型の転写性に優れ、脈理や射出履歴などのない高精度で高品質なレンズを得ることができる。特に、強度のレンズ成形に有用である。
【００１５】
また、本発明にかかる眼鏡レンズの射出圧縮成形法は、固定型に対して開閉動する可動型が、型取付部材と、この型取付部材に前記固定型に向かって移動自在に取り付けられた型本体とを含んで構成され、この型本体の内部に、インサートガイドに移動自在に嵌入されてレンズ用キャビティを形成するインサートが設けられているとともに、このインサートを保持する保持部材が弾性部材で前記固定型とは反対方向に常時弾性付勢されて前記型取付部材に当接された１つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、前記レンズ用キャビティ内に予め設定した設定圧縮代を残して前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記型取付部材の前記固定型側への前進により前記設定圧縮代を圧縮し、この後、前記型取付部材を後退させ、前記固定型から前記可動型を型開きさせた後、前記型取付部材に挿入されたエジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出す眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくするとともに、前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、さらに前記型取付部材を前記設定圧縮代分後退させることにより設定し、前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めすることにより設定し、前記型取付部材の後退時に前記エジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させることにより、前記インサートを前記型取付部材に対して相対的に前記固定型側に前進させ、この後、前記固定型から前記可動型を型開きさせ、前記エジェクトピンで前記保持部材を押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出すことを特徴とする。
【００１６】
この成形法によれば、中央部におけるウエルドマークの発生を防止して、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できるという効果に加え、次の効果も期待できる。
つまり、可動型の型取付部材が後退するときにエジェクトピンで保持部材が固定型側へ押圧移動させられ、これによりインサートが可動型の型取付部材に対して相対的に固定型側に前進するため、キャビティ内のレンズ成形品とインサートとの間に型取付部材の後退量と同じ大きさの隙間が生じることなく、このため、過剰な圧縮空気の発生を抑えることができ、レンズ成形品に圧縮空気の圧力が作用するのを防止できる。よって、スプルー、ランナで成形される部位の折れや離型時の金型へのズレなどの離型不良がなく、高度な成形精度となっているレンズ成形品が得られる。
【００１７】
ここで、可動型の型取付部材が後退するときにエジェクトピンで保持部材を押圧移動させてインサートを可動型の型取付部材に対して相対的に固定型側に前進させる際、その前進量は型取付部材の後退量（寸開き量）と同じでもよく、また、大きくてもよいが、小さければより好ましい。
【００１８】
前進量を型取付部材の後退量より小さくすれば、インサートとレンズ成形品との間に隙間を持たすことができるから、固定型から可動型が型開きしたときもキャビティからレンズ成形品が脱落することがなく、脱落によるレンズ成形品の損傷を防げる。特に、インサートとレンズ成形品との隙間は１〜４ｍｍが好ましい。隙間が１ｍｍ未満ではレンズ成形品の脱落の危険があり、また、隙間が４ｍｍより大きいと過剰な圧縮空気の発生を抑える効果が低い。
【００１９】
すなわち、型締め後の締結力の開放は、圧縮代を大きく設定した分、大きく急に後退することとなり、特に、レンズ凸面側の成形環境（主に温度）が大きく変化する。従って、レンズ面の一部に離型力が強く作用して離型不良を起こしたり、スプルーやランナ部が破壊したりする現象が発生する。
そこで、上記の隙間の設定により、中間的エジェクト機能をもたせることにより、成形部の一部に部分的離型作用が過度にかかることを防ぐものである。特に、プラスレンズの場合、レンズ周辺厚が小さいので、ランナとの接合部の強度が構造上強くないので、このエジェクト法は有効である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施形態にかかる眼鏡レンズ（メニスカス形状の眼鏡レンズ；単焦点、多焦点、累進多焦点）の射出圧縮成形法に用いられる射出圧縮成形用金型の断面図、図２は図１のII−II線断面図である。なお、ここで成形される眼鏡レンズの材料は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などの熱可塑性樹脂である。また、本実施形態では、脈理、光学歪みなどを防ぐために、低出力の射出を用いている。
【００２１】
前記射出圧縮成形用金型は、図１に示すように、パーティングラインＰＬにおいて上下に型分割される上型１と下型２との間に２個の眼鏡レンズ用キャビティ３が形成されたレンズ２個取り用の金型である。
【００２２】
上型１は、固定型である下型２に対して上下方向に型閉じ、型開きする可動型で、型取付部材１６と、この型取付部材１６に前記下型２に向かって移動自在に取り付けられた型本体４とを含む。型取付部材１６は、上部材１６Ａと下部材１６Ｂとからなる。型本体４は、インサートガイド５および型板６，７からなる。
下型２は、インサートガイド９および型板１０からなる型本体８と、この型本体８を取り付ける型取付部材１５とを含む。
各インサートガイド５，９の内部には、前記キャビティ３を形成するインサート１１，１２がパーティングラインＰＬに対して直角方向へ摺動可能に収納されている。
【００２３】
前記上型１の型本体４は、前記型取付部材１６に図２に示すボルト１７で連結されているとともに、型本体４と型取付部材１６との間にはボルト１７の外周に挿入された皿ばね１７Ａが介装されている。なお、型取付部材１６は、型締めシリンダ（図示省略）によって上下動されるようになっている。
前記型本体４と型取付部材１６との間には、隙間Ｓが設けられるようになっており、型本体４と型取付部材１６とはガイドピン１８でガイドされながら隙間Ｓ分だけ上下に開閉するようになっている。また、前記型取付部材１５の下方には図示しない寸開きシリンダが配置され、この寸開きシリンダにより型取付部材１６が型締めシリンダの型締め力に抗して押し上げられることにより、隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００２４】
前記型取付部材１６には、下向きの油圧シリンダ１９が上下動自在に設けられている。油圧シリンダ１９のピストン２０に連結されたピストンロッド２１は、シリンダ１９の下面に固定されたバックインサート２２内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２３を備えている。Ｔ字クランプ部材２３は、前記インサート１１の上端面に形成されたＴ字溝２４に係脱自在に係合されている。
前記型取付部材１５には、上向きの油圧シリンダ２６が設けられている。油圧シリンダ２６のピストン２７に連結されたピストンロッド２８は、型取付部材１５内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２９を備えている。Ｔ字クランプ部材２９は、前記インサート１２の下端面に形成されたＴ字溝３０に係脱自在に係合されている。
【００２５】
前記油圧シリンダ１９の上端には受圧部材３２が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３３から挿入されたエジェクトピン３４により受圧部材３２が押し下げられると、油圧シリンダ１９、バックインサート２２およびインサート１１も押し下げられ、キャビティ３で成形されたレンズ成形品が上型１および下型２の型分割時に突き出されるようになっている。ここに、バックインサート２２、油圧シリンダ１９および受圧部材３２によって、インサート１１を保持する保持部材が構成されている。
前記上型１の型取付部材１６の中央には、エジェクトバー３５が上下動自在に配置されている。エジェクトバー３５の上端には受圧部材３６が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３７から挿入されたエジェクトピン３８により受圧部材３６が押し下げられると、エジェクトバー３５が押し下げられる。
【００２６】
前記受圧部材３２には、エジェクトリターンピン３９の外周に巻回されたばね４０のばね力が上向きに作用している。なお、受圧部材３６にも、図示していないが、エジェクトリターンピンの外周に巻回されたばねのばね力が上向きに作用している。従って、エジェクトピン３４，３８が上昇すると、受圧部材３２，３６も上昇して旧位に復帰するようになっている。ここに、バックインサート２２、油圧シリンダ１９および受圧部材３２によって構成された保持部材が、弾性部材であるばね４０によって下型２とは反対方向に常時弾性付勢されて型取付部材１６に当接されている。
【００２７】
次に、本実施形態における作用を説明する。
まず、成形しようとするレンズの種類に応じて、インサート１１，１２を交換する。インサート１１，１２の交換にあたっては、型取付部材１６を含む上型１を上昇させて、下型２から型分割させる。また、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を下降させるとともに、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を上昇させ、これらピストンロッド２１，２８の先端に取り付けられたＴ字クランプ部材２３，２９をインサートガイド５，９から突出させる。
【００２８】
新たに上型１および下型２の型本体４，８に装着されるインサート１１，１２を、図示しないロボットのアームで保持しながら水平移送させ、インサート１１，１２のＴ字溝２４，３０をＴ字クランプ部材２３，２９に係合させる。こののち、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を上昇させてインサート１１を引き上げ、また、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を下降させてインサート１２を引き下げる。これにより、インサート１１，１２はインサートガイド５，９に嵌合される。
このようにして、プラスレンズ（中心部肉厚が周辺部より厚いレンズ）の成形の場合には、図４および図５に示すインサート１１Ａ，１２Ａに、また、マイナスンズ（中心部肉厚が周辺部より薄いレンズ）の成形の場合には図６および図７に示すインサート１１Ｂ，１２Ｂにそれぞれ交換する。
【００２９】
さて、レンズの成形にあたっては、図３に示すフローチャートに沿って操作を進める。まず、図１および図２に示す状態に型閉じする。つまり、型締めシリンダによって上型１を下降させ、上型１の型板６が下型２の型板１０に接し、かつ、皿ばね１７Ａが圧縮されない状態に型閉じする。この状態では、隙間Ｓは最大寸開き量（約１５ｍｍ）、つまり、キャビティ３内の圧縮代が最大の初期位置に設定されている。
次に、寸開き量（設定圧縮代）を設定する。このとき、プラスレンズの成形では０．８ｍｍ以下の寸開き量Ｓ(+)を設定する。マイナスレンズの成形では０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)を設定する。つまり、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定する。
【００３０】
ここで、プラスレンズの成形の場合、つまり、０．８ｍｍ以下の寸開き量Ｓ(+)が設定された場合には、図４に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６をさらに下降させ（このとき、皿ばね１７Ａが圧縮される）、隙間Ｓを完全になくしたのち、寸開きシリンダにより型取付部材１６を型締めシリンダの型締め力に抗して前記寸開き量Ｓ(+)だけ上昇させて、寸開き量Ｓ(+)を設定する。一方、マイナスレンズの成形の場合、つまり、０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)が設定された場合には、図６に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６を前記寸開き量Ｓ(-)を残した位置まで下降させ（このとき、皿ばね１７Ａが圧縮される）、その位置で停止させて寸開き量Ｓ(-)を設定する。
【００３１】
次に、溶融樹脂を射出充填する。これには、スプルーブッシュ５７に接続した射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出し、スプルー５８およびランナ５９を通じてキャビティ３内に充填する。
このとき、プラスレンズの成形の場合（図４）には、キャビティ３の中央部（レンズの中央部）の厚みが大きいため、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は、キャビティ３の中央部（レンズの中央部）を通って周辺部に達する。一方、マイナスレンズの成形の場合には、０．８ｍｍより大きい寸開き量Ｓ(-)が設定されているから、つまり、キャビティ３の中央部の厚みが大きく設定されているため、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は、分流することなくキャビティ３の中央部を通って周辺部に達する。従って、いずれの場合にも、中央部におけるウエルドマークが抑制される。
【００３２】
次に、プラスレンズの成形の場合（図４）には、溶融樹脂の射出完了後、ノズルを閉じてキャビティ３、ランナ５９およびスプルー５８を含む空間を密閉閉空間とし、続いて、加圧（圧縮）する。つまり、図５に示すように、型締めシリンダにより型取付部材１６を寸開き量Ｓ(+)だけ下降させる。
一方、マイナスレンズの成形の場合（図６）には、溶融樹脂の射出完了前に加圧（圧縮）を開始する。具体的には、射出すべき溶融樹脂の約９０〜９５％が射出されたとき、型締めシリンダにより加圧を開始し、図７に示すように、型取付部材１６を寸開き量Ｓ(-)だけ下降させる。このとき、溶融樹脂の射出完了後に直ちにノズルを閉じて、キャビティ３、ランナ５９およびスプルー５８を含む空間を密閉閉空間とする。
【００３３】
次に、このようにしてプラスレンズまたはマイナスレンズを成形したのち、これらのレンズをエジェクトする。これには、上型１の型取付部材１６を型締めシリンダにより上昇、すなわち下型２から上昇させ、型本体４との間に寸開き量Ｓを開ける。このとき、エジェクトピン３４をエジェクトシリンダで下降させ、このエジェクトピン３４で受圧部材３２を型取付部材１６に対して下方に押圧移動させる。この押圧移動量は寸開き量Ｓよりも小さいものとし、寸開き量Ｓがたとえば１５ｍｍである場合には押圧移動量は１３ｍｍとする。言い換えると、型取付部材１６の上昇時に、インサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下型２側に下降させる。
【００３４】
この結果、本来、型取付部材１６が寸開き量Ｓ分だけ上昇したときにこれと同じ量だけ上昇するインサート１１の上昇量は少なく抑えられることになり、たとえば、マイナスレンズ成形では、図８に示す通り、インサート１１はキャビティ３内で成形されたレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａからわずかな隙間Ａ分、前記数値通りの寸開き量や押圧移動量である場合には２ｍｍの隙間Ａ分だけ離れる。
【００３５】
この後、図９の通り、型締めシリンダにより上型１の型取付部材１６と型本体４は上昇し、上型１は下型２に対してパーティングラインＰＬから型開きする。この後、上型１の下面から露出しているレンズ成形品４４の一部が把持装置で把持され、エジェクトピン３４，３８が各エジェクトシリンダによって下降し、これにより受圧部材３２，３６が押圧移動させられ、インサート１１、エジェクトバー３５でレンズ成形品４４は突き出される。この突き出し時において、レンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａに対してインサート１１はわずかな隙間Ａ分のみ離れているだけであるため、隙間Ａに侵入している空気はインサート１１によって大きな圧力まで圧縮されることはなく、圧縮空気の大きな圧力を眼鏡レンズ部４４Ａに作用させずにレンズ成形品４４を上型１から突き出すことができる。
【００３６】
すなわち、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇するときに、エジェクトピン３４で受圧部材３２を下方へ押圧移動させず、型取付部材１６に対してインサート１１を相対的に下降させない場合には、レンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａとインサート１１との間には寸開き量Ｓと同じ大きさの隙間ができることになり、インサート１１で眼鏡レンズ部４４Ａを突き出すとき、この隙間内の空気が大きく圧縮されて過剰な高圧の空気が精密成形部である眼鏡レンズ部４４Ａに作用することになるが、本発明に係る実施形態では、眼鏡レンズ部４４Ａとインサート１１との間には僅かな隙間Ａができるだけであるため、インサート１１によるレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａの突き出し時に過剰な圧縮空気の発生を抑えてこの突き出しを行えるようになり、スプルー５８やランナ５９で成形された部位での折れや離型時の金型へのずれなどの離型不良がなく眼鏡レンズ部４４Ａの高精度な成形状態を確保できる。
【００３７】
本実施形態によれば、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)をプラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)より大きく設定するようにしたから、より広いキャビティ領域を確保できるとともに、キャビティ内での樹脂の流動性の向上させることができる。よって、マイナスレンズ成形時において、キャビティ３内に到達した溶融樹脂は分流することなくキャビティ３の中央部を通って周辺部に流れ込むため、中央部におけるウエルドマークの発生を防止できる。このため、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【００３８】
その際、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)は、プラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)より大きく設定する必要があるが、寸開き量Ｓが最大の初期位置から、寸開き量Ｓ(-)を残した位置まで上型１の型取付部材１６を下降させることにより寸開き量Ｓ(-)を設定しているから、寸開き量Ｓ(-)の設定を迅速にかつ高精度に行うことができる。
一方、プラスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(+)は、マイナスレンズ成形時の寸開き量Ｓ(-)より小さいから、この場合には、寸開き量Ｓが最大の初期位置から、寸開き量Ｓがなくなる位置まで上型１の型取付部材１６を下降させたのち、寸開き量Ｓ(+)分開くことにより寸開き量Ｓ(+)を設定しているから、寸開き量Ｓ(+)の設定も迅速にかつ高精度に行うことができる。
【００３９】
また、マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に寸開き量Ｓ(+)の圧縮を開始するようにしたので、溶融樹脂の射出完了前にキャビティ３の容積が縮小されていくから、溶融樹脂の射出充填完了時点でキャビティ３内に大きな未充填部分が残ることが少なく、このため、フローマークの発生も防げる。つまり、寸開き量Ｓ(+)を大きく設定すると、溶融樹脂の射出充填完了時点ではキャビティ内に大きな未充填部分を残したままで溶融樹脂の流動が停止することになり、充填部分と未充填部分との臨界部にフローマークと呼ばれる樹脂の充填履歴が発生しやすいという問題が考えられるが、本実施形態のようにすることで、フローマークの発生も防げる。
【００４０】
また、上型１の型取付部材１６を下型２から上昇させるときに、上型１の型本体４に設けられたインサート１１を保持している保持部材をエジェクトピン３４で下型２側に押圧移動させ、このインサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下型２側に下降させるようにしたため、インサート１１でレンズ成形品４４を突き出すとき、圧縮空気の発生を抑えながらこの突き出しを行えるようになり、レンズ成形品４４には高圧に圧縮された空気の圧力が作用しないため、高精度に成形されたレンズ成形品４４の成形精度を確保しながら突き出し作業を行える。
【００４１】
また、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇するときに、エジェクトピン３４で受圧部材３２を下方へ押圧移動させてインサート１１を型取付部材１６に対して相対的に下降させる際、その下降量を型取付部材１６の上昇量（寸開き量Ｓ）より小さくしたので、インサート１１とレンズ成形品４４の眼鏡レンズ部４４Ａとの間に隙間を持たすことができる。そのため、下型２から上型１が型開きしたときもキャビティ３からレンズ成形品４４が脱落することがなく、脱落によるレンズ成形品４４の損傷を防ぐことができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、インサート１１等によって形成されるキャビティ３は２個で、バックインサート２２、油圧シリンダ１９、受圧部材３２からなるインサート１１の保持部材は、インサート１１毎にそれぞれが独立してばね４０で上方へ弾性付勢されており、これにより、インサート１１毎のばね４０にばね力の相違があってもこれの影響を受けない構造となっているが、エジェクトピン３４はインサート１１毎、すなわちこれらのインサート１１の保持部材毎に設けられているため、互いに独立しているこれらの保持部材をエジェクトピン３４で所定通り下方へ押圧移動させることができ、２個のインサート１１でレンズ成形品４４の２個の眼鏡レンズ部４４Ａを突き出すことができる。
【００４３】
以上述べた実施形態においては、設定圧縮代を、型本体４と型取付部材１６との間に形成した寸開き量により設定するようにしたが、他の金型を用いてもよい。たとえば、キャビティ３内に突出するキャビティコアを設け、このキャビティコアの位置から設定圧縮代を設定したのち、キャビティコアをキャビティ３内に突出させることにより圧縮するようにした構造の金型を用いてもよい。
【００４４】
また、上述した実施形態では、寸開き量を、プラスレンズの場合には０．８ｍｍ以下、マイナスレンズの場合には０．８ｍｍより大きい寸法に設定したが、これらの数値はレンズの特性などに応じて任意に決定すればよい。
また、上述した実施形態では、マイナスレンズ成形時において、溶融樹脂を約９０〜９５％射出した時点で寸開き量Ｓ(-)の圧縮を開始するようにしたが、このときの％もキャビティ３の容積、樹脂の種類、レンズの特性などに応じて任意に決定すればよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、上型１の型取付部材１６が型本体４から寸開き量Ｓ分だけ上昇したときと、型本体４が下型２から離れた型開きしたときとに合わせて、エジェクトピン３４を２段階式に下方移動させるようにしたが、型締めシリンダによる型取付部材１６の寸開き移動と型本体４の下型２からの型開き移動とが連続して行われる場合には、エジェクトピン３４の下方移動を連続して行わせ、これにより型取付部材１６に対するインサート１１の下降量を大きくしてそのままレンズ成形品４４の突き出しを行うようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の眼鏡レンズの射出圧縮成形法によれば、マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きく設定したので、マイナスレンズ成形時でも中央部におけるウエルドマークの発生を防止でき、レンズの形状特性によらず、プラスレンズおよびマイナスレンズを高精度にかつ高品質に成形できる。
【００４７】
また、可動型の型取付部材を固定型から後退させるときに、可動型の型本体に設けられたインサートを保持している保持部材をエジェクトピンで固定型側に押圧移動させ、このインサートを型取付部材に対して相対的に固定型側に前進させるようにしたため、インサートでレンズ成形品を突き出すとき、圧縮空気の発生を抑えながらこの突き出しを行える。従って、レンズ成形品には高圧に圧縮された空気の圧力が作用しないため、高精度に成形されたレンズ成形品の成形精度を確保しながら突き出し作業を行える。よって、射出から離型までを能率的にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で用いる射出成形用金型を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】同上実施形態における成形手順を示すフローチャートである。
【図４】同上実施形態において、プラスレンズ成形時の溶融樹脂射出充填前の様子を示す図である。
【図５】同上実施形態において、プラスレンズ成形時の溶融樹脂圧縮後の様子を示す図である。
【図６】同上実施形態において、マイナスレンズ成形時の溶融樹脂射出充填前の様子を示す図である。
【図７】同上実施形態において、マイナスレンズ成形時の溶融樹脂圧縮後の様子を示す図である。
【図８】同上実施形態において、上型の型取付部材が型本体から寸開き量分だけ上昇し、上型のインサートがエジェクトピンで型取付部材に対して相対的に下方へ移動した状態を示す図である。
【図９】図８の状態から上型と下型が型開きした状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 上型（可動型）
２ 下型（固定型）
３ キャビティ
４ 型本体
５，９ インサートガイド
１０，１１ インサート
１６ 型取付部材
１９，２２，３２ 保持部材を構成する油圧シリンダ、バックインサートおよび受圧部材
３４，３８ エジェクトピン
４０ ばね（弾性部材）
４４ レンズ成形品
５８ スプルー
５９ ランナ
Ｓ 最大寸開き量（最大圧縮代）
Ｓ(+) プラスレンズ成形時の寸開き量（設定圧縮代）
Ｓ(-) マイナスレンズ成形時の寸開き量（設定圧縮代）
Claims (8)
- １つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、交換可能なオプティカルインサートから形成されたレンズ用キャビティ空間内に予め設定した設定圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記設定圧縮代を圧縮するメニスカス形状の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、
マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくするとともに、
前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記金型を型締めしたのち、さらに前記金型を前記設定圧縮代分開くことにより設定し、
前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記金型を型締めすることにより設定することを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。 - 請求項１に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記マイナスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了前に前記設定圧縮代の圧縮を開始することを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
- 請求項２に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記溶融樹脂の射出完了後、前記レンズ用キャビティおよびこのキャビティ内に溶融樹脂を供給するスプルー、ランナを密閉閉空間とすることを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
- 請求項１に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記プラスレンズ成形時には、溶融樹脂の射出完了後に前記設定圧縮代の圧縮を開始することを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
- 請求項４に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記設定圧縮代の圧縮を開始する前に、前記レンズ用キャビティおよびこのキャビティ内に溶融樹脂を供給するスプルー、ランナを密閉閉空間とすることを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
- 固定型に対して開閉動する可動型が、型取付部材と、この型取付部材に前記固定型に向かって移動自在に取り付けられた型本体とを含んで構成され、この型本体の内部に、インサートガイドに移動自在に嵌入されてレンズ用キャビティを形成するインサートが設けられているとともに、このインサートを保持する保持部材が弾性部材で前記固定型とは反対方向に常時弾性付勢されて前記型取付部材に当接された１つの成型用金型を用いて、中央部肉厚が周辺部より薄いマイナスレンズおよび中央部肉厚が周辺部より厚いプラスレンズを成形する成形法であって、
前記レンズ用キャビティ内に予め設定した設定圧縮代を残して前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、ついで、前記レンズ用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記型取付部材の前記固定型側への前進により前記設定圧縮代を圧縮し、この後、前記型取付部材を後退させ、前記固定型から前記可動型を型開きさせた後、前記型取付部材に挿入されたエジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出す眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、
マイナスレンズ成形時の設定圧縮代を、プラスレンズ成形時の設定圧縮代より大きくするとともに、
前記プラスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から圧縮代がなくなる位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めし、さらに前記型取付部材を前記設定圧縮代分後退させることにより設定し、
前記マイナスレンズ成形時の設定圧縮代の設定は、前記レンズ用キャビティ内の圧縮代が最大の初期位置から前記設定圧縮代を残した位置まで前記型取付部材を前記固定型側へ前進させて型締めすることにより設定し、
前記型取付部材の後退時に前記エジェクトピンで前記保持部材を前記固定型側へ押圧移動させることにより、前記インサートを前記型取付部材に対して相対的に前記固定型側に前進させ、この後、前記固定型から前記可動型を型開きさせ、前記エジェクトピンで前記保持部材を押圧移動させて前記インサートによりレンズ成形品を突き出すことを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。 - 請求項６に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記インサートを前記型取付部材に対して相対的に前記固定型側に前進させる際、前記インサートを前記型取付部材の後退時の後退量より小さく前進させ、前記インサートとレンズ成形品との間に隙間を持たせたことを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
- 請求項７に記載の眼鏡レンズの射出圧縮成形法において、前記インサートとレンズ成形品との間の隙間を１〜４ｍｍとしたことを特徴とする眼鏡レンズの射出圧縮成形法。
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