JP4142485B2 - Mold equipment - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学面の位置精度を向上させることにより極めて良好な光学性能を有する光学素子を提供することのできる金型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、非球面、球面、自由曲面等の光学機能面を備えたカメラ用あるいはヘッドマウントディスプレイ用等のレンズ、プリズムは熱可塑性材料を用いた射出成形等の技術を用いて製作することが一般的である。しかし、これらレンズ、プリズムの光学面形状やその位置関係を設計値どおりに再現するためには、該光学面を構成する金型のキャビティ面の形成や位置決めなどに非常に高度な機械加工や組み立て技術が要求される。特に、光線入射面および出射面以外に裏面反射面に自由曲面のような曲率を持たせた光学面を有する光学素子を成形加工する場合には、要求される技術は更に高度なものになることは必至である。
【0003】
このような複数の光学面で構成された光学素子を成形する場合、各光学面毎に鏡面コアを設け、個々にそれぞれの光学面を転写させる手法が一般的である。従って、光学素子の偏心を寸法許容差内に抑えるためには、鏡面コアを組込む中子との嵌合代を極めて小さくしたり、鏡面コアを含む各金型部品の寸法精度を厳しくしたりする必要がある。それに対して、例えば特許文献1では、金型ベースと鏡面駒との間に金型ベースに対する鏡面駒の位置を調整するためのクサビもしくは調整用ボルトを設けることで鏡面駒の位置調整を可能にし、鏡面駒を高精度に組み付けることができるとしている。また特許文献1においては、鏡面コアの位置ズレを光軸測定装置により計測し、組み付けのズレ量を前記クサビもしくは調整用ボルトで調整することが可能であるとしている。
【0004】
しかしながら、この方法では成形機に金型を取り付けた状態で鏡面コアの位置ズレを測定したり調整したりすることが困難である。また、特許文献1のクサビもしくは調整用ボルトで鏡面コアを押圧した場合、押圧した調整部材を支点に回転挙動が発生しやすく、また鏡面コアのズレ量を測定する光軸測定装置では回転挙動までは正確に測定することが出来ない。そのため、組み付け調整が難しくなる。
【0005】
これらのような課題を解決する手段として、例えば特許文献2に記載の方法が提案されている。特許文献2では、位置調整機構をマイクロメータのスピンドルヘッドにすることで当接部材の微小な移動操作を容易にできるとしている。また、マイクロメータとクサビブロックを組み合わせた位置調整機構を用いることで、成形面を平行に移動させることができるとしている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−77763号公報
【特許文献2】
特開2001−239552号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術には次のような欠点がある。特許文献2に記載の方法では中子の中心に成形面の軸が無いような場合、例えば成形面が中子の片側に偏っている場合や多数取りの場合には、マイクロメータによる調整方法では回転挙動を精度良く抑制することが出来ないとともに、ガタが生じ易く、高精度な測定は不可能である。
【0008】
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みなされたもので、固定側と可動側の型板に埋設される中子の位置を変位センサにより検出し、その検出値に応じて中子位置調整手段により中子の位置を高精度に調整することのできる金型装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様は、複数の光学面を有する光学素子を成形する金型装置において、固定側型板と、可動側型板と、該両型板にそれぞれ埋設されているとともにその少なくとも一方が型板との間にクリアランスを有してなる中子と、該中子の少なくとも一方の前記型板に対する相対位置を検出する変位センサと、金型開閉方向に対し直交する方向に前記中子を移動可能とする中子位置調整手段と、を有し、前記中子位置調整手段は前記中子の重心を通り前記中子の移動方向に平行な軸上に配置されており、前記中子位置調整手段と前記中子との面接触部分の長さは、前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長さの1/8以上であり、前記中子位置調整手段はくさび状を呈したブロック部材であり、前記ブロック部材の、前記ブロック部材と前記中子との面接触部分および前記ブロック部材と前記型板との面接触部分の表面粗さRaはともに1.6μm以下であり、前記くさび状を呈したブロック部材のテーパー角は、0.5°以上5°未満であり、前記変位センサは、前記中子の側面に対向して2個以上、該側面に垂直な中子の側面に対向して1個以上設けられており、前記変位センサは、渦電流式変位センサである、金型装置である。
【0010】
また、本発明の第2の態様は、複数の光学面を有する光学素子を成形する金型装置において、固定側型板と、可動側型板と、該両型板にそれぞれ埋設されているとともにその少なくとも一方が型板との間にクリアランスを有してなる中子と、該中子の少なくとも一方の前記型板に対する相対位置を検出する変位センサと、金型開閉方向に対し直交する方向に前記中子を移動可能とする中子位置調整手段と、を有し、前記中子位置調整手段は前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長手方向中央に関して略対称的に複数配置されており、前記中子位置調整手段と前記中子との面接触部分の長さは、前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長さの1/8以上であり、前記中子位置調整手段はくさび状を呈したブロック部材であり、前記ブロック部材の、前記ブロック部材と前記中子との面接触部分および前記ブロック部材と前記型板との面接触部分の表面粗さRaはともに1.6μm以下であり、前記くさび状を呈したブロック部材のテーパー角は、0.5°以上5°未満であり、前記変位センサは、前記中子の側面に対向して2個以上、該側面に垂直な中子の側面に対向して1個以上設けられており、前記変位センサは、渦電流式変位センサである、金型装置である。
【0012】
上記の第1,第2の態様に係る構成によれば、固定側と可動側の型板に埋設される中子の位置を変位センサにより検出し、その検出値に応じて中子位置調整手段により中子の位置を高精度に調整することができる。
また、中子位置調整手段を、上記の第1の態様に係る構成のように中子の重心を通り前記中子の移動方向に平行な軸上に配置したことにより、又は上記の第2の態様に係る構成のように中子位置調整手段を設ける中子側面の長手方向中央に関して略対称的に複数配置したことにより、中子を平行移動せしめ中子の回転挙動を抑制することができる。また、上記の第2の態様に係る構成は、中子位置調整手段を、中子の重心を通り中子の移動方向に平行な軸上に配置することが困難な場合、例えば、中子の形状が複雑で中子の重心が割り出しにくい場合や、中子の重心を通り中子の移動方向に平行な軸上に別の部材がある場合等に、適用するのが好適である。
【0013】
上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記中子位置調整手段と前記中子との面接触部分の長さは、前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長さの1/8以上としている
この構成によれば、中子の回転挙動の発生を、より抑制することができる。尚、本発明者による鋭意検討の結果から、中子位置調整手段と中子との面接触部分の長さが中子側面の長さの1/8未満であると中子摺動時の回転挙動は大きくなるので、その回転挙動を抑制するためには、その長さを中子側面の長さの1/8以上にすることが望ましく、好ましくは1/3以上にすることが望ましく、更に好ましくは1/2以上にすることが望ましいことが明らかになっている。
【0014】
上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記中子位置調整手段はくさび状を呈したブロック部材としている
また、上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記ブロック部材の、前記ブロック部材と前記中子との面接触部分および前記ブロック部材と前記型板との面接触部分の表面粗さRaはともに1.6μm以下としている
【0015】
この構成によれば、中子の摺動をより円滑にすることができ、更には高精度に中子の位置を調整することができる。尚、本発明者による鋭意検討の結果から、その表面粗さRaが1.6μmを超えると、ブロック部材と中子、ブロック部材と型板間の摺動抵抗が大きくスムーズに動かなくなり、中子の摺動を円滑にすることができなくなるので、それを解決するためには、その表面粗さRaを1.6μm以下にすることが望ましく、好ましくは0.01〜1.6μmにすることが望ましく、更に好ましくは0.05〜0.2μmにすることが望ましいことが明らかになっている。
【0016】
上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記くさび状を呈したブロック部材のテーパー角は、0.5°以上5°未満としている
この構成によれば、中子を高精度、高分解能で制御することができる。尚、本発明者による鋭意検討の結果から、そのテーパー角が0.5°未満では中子の移動量が小さすぎ、中子の移動量を適正にしようとすると金型装置が大型化し、また、5°以上では中子の位置制御の精度、分解能が低下するので、それを解決するためには、そのテーパー角θを0.5°以上5°未満にすることが望ましく、好ましくは0.5°〜3°にすることが望ましく、更に好ましくは1°〜2°にすることが望ましいことが明らかになっている。
【0019】
上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記変位センサは、前記中子の側面に対向して2個以上、該側面に垂直な中子の側面に対向して1個以上設けられている。
この構成によれば、中子位置の摺動距離を正確に把握することができ、更には、中子摺動の回転挙動を把握することができる。
【0020】
上記第1,第2の態様に係る構成によれば、前記変位センサは、渦電流式変位センサである。
【0021】
上記の構成によれば、高い偏心精度と優れた光学性能を有する光学素子を提供することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態1を図1乃至図5に基づいて説明する。
図1は、実施の形態1における射出成形用金型装置(以下単に金型装置ともいう)の概要図である。図2は、実施の形態1の金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。図3は、実施の形態1における中子位置調整手段の概要図である。図4(a) は、実施の形態1における金型装置のキャビティ付近の断面図である。図4(b) は、実施の形態1における調整後の金型装置のキャビティ付近の断面図である。図5は、実施の形態1により回転挙動を抑制した場合の変位センサ出力値を示した図である。
【0023】
まず、実施の形態1に係る金型装置の構成について説明する。
図1に示すように、金型装置1は、固定金型2と可動金型3により構成されており、固定金型2の固定側型板4および可動金型3の可動側型板5には、それぞれ固定側中子6および可動側中子7が埋設されている。更に、固定側中子6および可動側中子7にはそれぞれ固定側鏡面コア8、可動側鏡面コア9が埋設されており、各鏡面コア8、9と各中子6、7とで光学素子としてのレンズを成形するキャビティ35を形成している。尚、固定側型板6と可動側型板7の合わせ面10を境に、金型装置1は開閉する。
【0024】
更に、図1、図2に示すように固定側中子6は、固定側型板4とクリアランス11を介して埋設されている。また、図1に示すように、スプルーブッシュ12と固定側型板4および固定側取付板13との間にもクリアランス14が設けられている。
【0025】
また、固定側中子6は、金型合わせ面10側より挿通したボルト15により、固定側型板4に複数箇所でスライド可能に固定されている。可動側中子7は可動側型板5の底面から挿通したボルト16により可動側型板5に複数箇所で固定されている。尚、可動側中子7は、可動側型板5と金型合わせ面10側より挿通したボルトで固定されても良い。
【0026】
固定側鏡面コア8は、固定側中子6の底面から挿通したボルト17により固定側中子6に固定されている。
可動側鏡面コア9は、キャビティ35とは反対側の形状がフランジ形状となっており、突き出し板18、19に挟まれる形で連結されている。
【0027】
また、図2に示すように固定側型板4には、固定側中子6の一側面(図2では上面)とこれに垂直な側面(図2では左面)に対向するようにそれぞれ2箇所づつセンサ固定部20が形成され、各センサ固定部20には耐熱型の非接触式の渦電流式変位センサ21がその変位検出面21aと固定側中子6との距離を0.1〜0.5mmとなるように位置決めされて配置されている。尚、この変位検出面21aと固定側中子6との距離0.1〜0.5mmは、渦電流式変位センサ21の変位検出レンジ内であることはもちろんである。渦電流式変位センサ21の変位検出面21aが対向する固定側中子6の部分には、渦電流式変位センサ21のインピーダンス出力を最も線形に保ち得る材質のプレート22が埋設されている。これらの渦電流式変位センサ21は、アンプ23を介して出力表示を行うカウンタ24に電気的に接続されている。
【0028】
更に、固定側型板4には固定側中子6を側面より押圧するための押圧ボルト25(図1参照)が、渦電流式変位センサ21の設置面側に、それぞれ1箇所づつ埋設されている。この押圧ボルト25は、通常成形時には固定側中子6の側面とは接触させていない。
【0029】
更に、固定側中子6と固定側型板4との間には固定側中子6の対向する側面にそれぞれ1箇所づつクサビブロック26、27が埋設されており、これと垂直な側面にそれぞれ1箇所づつにクサビブロック28、29が埋設されている。クサビブロック26、27、28、29は、固定側中子6の重心Jを通り固定側中子6の移動方向に平行な軸(図2の点線)上に埋設されている。このクサビブロック26、27、28、29は、固定側中子6を金型開閉方向とは直交する方向に移動させその位置を調整するための中子位置調整手段として作用する。
【0030】
更に、このクサビブロック26、27、28、29と固定側中子6との面当たりする長さLは固定側中子6の側面長さHに対して、L>H/2である。尚、このクサビブロック26、27、28、29の長さLは同じでなくても良い。
また、図3に示すように、このクサビブロック26、27、28、29のテーパー面Aの表面粗さRaは0.05〜0.2μmである。更に、テーパー面Aと相対する面Bも同様に表面粗さRaは0.05〜0.2μmで仕上げられている。
【0031】
また、クサビブロック26、27、28、29のテーパー角θは2°で形成されており、金型合わせ面10側から次第に厚みを減ずるように配設されている。またテーパー面Aの相対する面Bは垂直面として形成されている。
また、クサビブロック26、27、28、29の、中子側面に面当たりする面A及びそれに相対する面Bと、金型開閉方向に直交する平面とにより得られる2つの交線のなす角度は35秒以下である。
【0032】
更に、図4(a) に示すように、クサビブロック26、27、28、29は、コイルバネ30を介してボルト31により固定側型板4と連結されている。
尚、図1において、32は可動側取付板であり、33は図示せぬ成形機と位置決めするためのロケートリングである。34は突き出し板18、19の可動エリアを確保するためのスペーサーである。
【0033】
続いて、上述した構成の作用について説明する。
固定側型板4と可動側型板5にそれぞれ埋設される固定側中子6と可動側中子7の相対的位置関係は、もとより固定側鏡面コア8と可動側鏡面コア9に関しても、それぞれ埋設位置や加工誤差により、初期段階では、図4(a) に示すようにお互いに一定のズレ量を有している。この状態の金型装置1によりキャビティ35に樹脂を充填し、冷却固化してレンズ部品を製作し、レンズ面間の偏心をあらかじめ計測し、その偏心量を求めておく。
【0034】
次に、固定側型板4と可動側型板5の合わせ面10を離間し、図4(a) に示す固定側中子6を固定するボルト15を緩める。更に、図4(a) に示すスプルーブッシュ12を固定させるボルト36も緩める。次にクサビブロック27のボルト31を予め緩めておいて、クサビブロック27を紙面上、上方にスライドしておく。そして、クサビブロック26のボルト31を締め付けていくとクサビブロック26は紙面上、下方にスライドしていく。同時に固定側中子6はクサビブロック26のテーパー面Aの作用により、紙面上、左方向にスライドする。固定側鏡面コア8も固定側中子6に支持されながら同時に同方向にスライドしていく。固定側中子6の挙動は図2に示す渦電流式変位センサ21により常に検出され、アンプ23を介してカウンタ24に表示されているため、作業者はこの表示値があらかじめ求めておいた偏心量だけ変化したことを確認しながら固定側中子6の最適位置を効率時に設定することができる。更にクサビブロック26に相対するクサビブロック27のボルト31を押し込んで、固定側中子6を挟みこむことで、固定側中子6の位置を固定することができる。固定側中子6の位置調整後に図4(a) に示す固定ボルト15を締め付けることで、固定側中子6を固定側型板4に完全に固定して調整作業が完了する。
【0035】
また、仮に調整作業において、クサビブロック26を動かしすぎて固定側中子6の位置が最適な位置を通り越した際には、クサビブロック26のボルト31を若干量だけ緩めてクサビブロックを紙面上、上方にスライドさせ、クサビブロック27のボルト31を締め付けて固定側中子6を、紙面上、右側にスライドさせ固定側中子6の位置を微調整することができる。クサビブロック26、27、28、29のそれぞれのボルト31を使って押し込んだり、緩めたりすることで、固定側中子6の金型開閉方向とは垂直方向の位置を高精度に調整することができる。
【0036】
本実施の形態においては、このクサビブロック26、27、28、29のテーパー面Aの角度θを2°にすることでボルト31の押し付け、緩めに対して高分解能な摺動が可能になり、高精度な位置調整が可能になる。更にクサビブロック26、27、28、29のテーパー面Aと、テーパー面Aと相対する面Bの表面粗さRaを0.05〜0.2μmで仕上げることで、固定側中子6の摺動を円滑にすることができる。更に、クサビブロック26、27、28、29の、固定側中子6の側面に面当たりする面A及びそれに相対する面Bと、金型開閉方向に直交する平面とにより得られる2つの交線のなす角度を35秒以下にすることで、固定側型板4に埋設されている固定側中子6の初期傾きを抑制することができる。また、クサビブロック26、27、28、29と固定側中子6の側面との面当たりする長さLをH/2以上の長さにすることで、ぐらつかず安定した固定側中子6の摺動を可能にすることができる。
【0037】
ここで一例として、クサビブロック26、27、28、29の長さをH/8にした場合の渦電流式変位センサ21の出力値を図5に示す。図5は、固定側中子6をクリアランス11の範囲内で最大限に動かしたときの出力値である。図5では、固定側中子6の摺動時に2つの渦電流式変位センサ21の出力値で開きが発生していないので、回転挙動が抑制され固定側中子6が平行に移動している様子を示している。尚、図5において、上部右及び上部左のセンサ出力とは、図2の紙面上、固定側中子6の上側右及び上側左に配置された2つの渦電流式変位センサ21の出力を示している。
【0038】
また、クサビブロック26、27、28、29を押し付け過ぎた際には、クサビブロック26、27、28、29と固定側中子6と齧りを発生させクサビブロック26、27、28、29が動かなくなることがある。その場合には、固定側型板4に設置されている固定側中子6の側面を押圧する押圧ボルト25を強く押し込み、固定側中子6の位置を微小距離分だけ動かすことでクサビブロック26、27、28、29と固定側中子6に微小な隙間を発生させ、クサビブロック26、27、28、29の齧りを解消し摺動可能にさせることができる。
【0039】
以上、本発明の実施の形態1によれば、金型装置を成形機に取り付けた状態であっても、金型固定側と可動側の相対的な位置ズレを作業者がリアルタイムに確認しながら最適な状態に調整することができる。また、固定側中子の摺動時の回転および平行移動の挙動を渦電流式変位センサで確認することができ、更に、実施の形態1の金型装置により、固定側中子の回転挙動を抑制し、高精度に平行移動せしめることができるので、多数個取りにおいても高精度に中子位置を調整することができる。
【0040】
更に、レンズの偏心量に応じて金型の修正加工や組み直しを行う従来の手法に比べて、極めて迅速かつ正確に偏心量が小さく光学性能に優れた光学素子を提供することができる。
次に、本発明の実施の形態2を図6及び図7に基づいて説明する。
【0041】
実施の形態2に関しては、上述の実施の形態1と異なる部分のみ記載する。図6は、実施の形態2における射出成形用金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。図7は、実施の形態2における金型装置のキャビティ付近の断面図である。
【0042】
まず、実施の形態2に係る金型装置の構成について説明する。
図6に示すように、固定側中子41と固定側型板40との間の一側面に2箇所、クサビブロック42、43が埋設されており、かつクサビブロック42、43は固定側中子41の側面長さH′の中心軸Tを基準に対称な位置に埋設されている。更に、これと垂直方向の図6の紙面上の右側の側面に2箇所クサビブロック44、45が埋設されており、かつクサビブロック44、45は固定側中子41の側面長さH" の中心軸Tを基準に対称な位置に埋設されている。このクサビブロック42、43、44、45は固定側中子41の金型開閉方向とは垂直方向の位置を調整するための中子位置調整手段である。また、このクサビブロック42、43、44、45と固定側中子41との面当たりする長さLは固定側中子41の側面長さH′もしくはH" に対して、それぞれ1/8以上で構成されている。このクサビブロック42と43の長さL′は同等の長さであり、クサビブロック44、45の長さL" は同等の長さである。
【0043】
また、50は、固定側中子41と固定側型板40との間に設けられたクリアランスである。
更に、図7に示すように46は固定側中子41を側面より押圧するための押圧ピンであり、その背面にはコイルバネ47を介してスクリュープラグ48が設置されている。これらは、全て固定側型板40の側面より形成されたピン穴46a、ボルト穴48aの中にそれぞれ埋設されるものであり、固定側中子41の変位を検出するための渦電流式変位センサ49と同一方向の固定側中子41の側面長さH′、H" の中心軸T上に設置されている。
【0044】
以上の構成の他は、実施の形態1と同様である。
続いて、上述した構成の作用について説明する。
図7を例にして示すと、固定側中子41の金型開閉方向とは垂直方向の位置を調整する場合、クサビブロック44を押し込むことにより、固定側中子41は紙面上、左側にスライドする。その際、コイルバネ47を背面に介した押圧ピン46により、常に固定側中子41には紙面上、右方向に付勢力が働いているため、クサビブロック44が紙面上、上方ヘスライドすれば、自ずと固定側中子41は紙面上、右側に戻っていく。尚、固定側中子41はクサビブロック44、45と押圧ピン46により常に挟まれている状態である。
【0045】
更に、固定側中子41が摺動時に回転挙動および傾きが発生した場合、クサビブロック42、43のどちらか一方のクサビブロックの押し込み量を調整して、微妙な回転挙動を調整する。また、固定側中子41の回転挙動もしくは傾きの挙動は渦電流式変位センサ49により常に検出され、アンプ72を介してカウンタ73に表示されているため、作業者はこの表示値を確認しながら固定側中子41の最適位置を効率的に設定することができ、更に微妙な回転挙動をモニタリングすることができる。尚、クサビブロック44、45を用いて固定側中子41の回転挙動の調整をしてもかまわない。
【0046】
以上、本発明の実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を得られると共に、更に、固定側中子の微妙な回転挙動を調整し抑制することができる。また、更に、金型構造上の制約により固定側中子の重心を通り固定側中子の移動方向に平行な軸上にクサビブロックを設けられないような場合においても、他の箇所にクサビブロックを埋設させることができる。
【0047】
次に、本発明の実施の形態3を図8及び図9に基づいて説明する。
実施の形態3に関しては、上述の実施の形態1と異なる部分のみ記載する。図8は、実施の形態3における射出成形用金型装置の概要図である。図9は、実施の形態3の金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。
【0048】
まず、実施の形態3に係る金型装置の構成について説明する。
図8に示すように、固定側型板51、可動側型板52にはそれぞれ固定側中子53と可動側中子54が埋設されており、更に固定側中子53には固定側鏡面コア55が埋設されており、前記固定側鏡面コア55は球面形状である。更に可動側中子54には2つの光学平面を有する可動側鏡面コア56、57が埋設されている。キャビティ58は、1つの球面と2つの光学平面と2つの側面で構成されるプリズム形状をなすものである。尚、固定側型板51と可動側型板52の合わせ面59を境に、本金型装置は開閉する。
【0049】
更に、キャビティ58には突き出しを行うためのオーバーフロー部60が設けられ、突き出しピン61、62により、成形品を可動側鏡面コア56、57から離型させる。
更に、固定側鏡面コア55は、ボルト63により固定側中子53の底面から固定されている。同様に可動側鏡面コア56、57も可動側型板52の底面からボルト64、65により固定されている。突き出しピン61、62は突き出し板66、67に連結されている。
【0050】
以上の構成の他は、実施の形態1と同様である。
尚、実施の形態3で示した固定側鏡面コア55は、球面形状に限らず、非球面形状及びシリンドリカル形状もしくは、自由曲面形状であってもかまわない。更に、可動側鏡面コア56、57は光学平面に限らず、球面形状及び非球面形状もしくは、シリンドリカル形状または自由曲面形状であってもかまわない。
【0051】
続いて、上述した構成の作用について説明する。
プリズム製品においても、それぞれの面間で偏心が発生する。その場合、所望の性能を満足することができないので、発明の実施の形態1と同様の作用で、このズレ量を補正するために図9に示すように、クサビブロック68、69、70、71を用いて調整を行う。
【0052】
以上、本発明の実施の形態3によれば、実施の形態1と同様の効果を得られると共に、更に、プリズム形状のような偏心精度が厳しい異形形状光学素子においての光軸位置調整が可能になる。
尚、上述した実施の形態1及び3において、クサビブロックを、単純に、固定側中子の側面の長手方向に対し略中央付近に配置するようにすることも可能である。
【0053】
また、上述した実施の形態1乃至3において、固定側中子及び可動側中子の形状は、正方体あるいは直方体であることが望ましいが円柱体とすることも可能である。
また、上述した実施の形態1乃至3において、渦電流式変位センサは、固定側中子の固定側型板に対する相対位置を2方向に分解して検出するためには、少なくとも、固定側中子の一側面に対向する位置に1つ以上、その一側面に垂直な固定側中子の側面に対向する位置に1つ以上設けられていれば良く、或いは、それに加えて固定側中子の回転挙動を正確に把握するためには、少なくとも、固定側中子の一側面に対向する位置に2つ以上、その一側面に垂直な固定側中子の側面に対向する位置に1つ以上設けられていれば良い。
【0054】
また、上述した実施の形態1乃至3において、渦電流式変位センサの代わりに、耐熱型であれば、接触式のリニアゲージ等その他の変位センサを適用することも可能である。
また、上述した実施の形態1乃至3において、クサビブロックの代わりに他の部材、例えば螺子等のような機械的に位置調整を行うことができる部材により固定側中子を押圧するように構成することも可能である。
【0055】
また、上述した実施の形態1、3において、クサビブロックと固定側中子との面接触部分の長さは、固定側中子側面の長さの少なくとも1/8以上であれば良い。
また、上述した実施の形態1乃至3において、クサビブロックのテーパー面Aとテーパー面Bの表面粗さRaは、少なくとも1.6μm以下であれば良い。
【0056】
また、上述した実施の形態1乃至3において、クサビブロックのテーパー角θは、少なくとも0.5°以上5°未満であれば良い。
また、上述した実施の形態1乃至3において、クサビブロックの、固定側中子と面接触する側面及び固定側型板と面接触する側面と、金型開閉方向に直交する平面とより得られる2つの交線のなす角度は、少なくとも5分以下であれば良い。
【0057】
また、上述した実施の形態1乃至3において、位置調整対象となる中子を可動側中子とし、同様にして可動側中子の位置を調整するようにすることも可能である。或いは、位置調整対象となる中子を固定側中子及び可動側中子の両中子とし、同様にして固定側中子及び可動側中子の両中子の位置を調整するようにすることも可能である。
【0058】
以上、本発明の金型装置等について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。
【0059】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る金型装置によれば、固定側と可動側に埋設されている中子の位置を変位センサによりリアルタイムに検出し、作業者が検出値に応じて、金型を成形機に取り付けた状態で中子位置を調整することができ、中子位置を最適な状態に調整することができる。
【0060】
また、中子摺動時の回転挙動を変位センサにより確認することができ、かつ中子摺動時に回転挙動の発生を抑制することができ、中子を平行移動せしめ、多数取りの金型においても同時に光軸位置を調整することができる。
更に、本発明に係る金型装置を用いることにより、偏心精度の極めて良好な光学性能に優れた光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における射出成形用金型装置の概要図である。
【図2】実施の形態1における射出成形用金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。
【図3】実施の形態1における中子位置調整手段の概要図である。
【図4】 (a) は実施の形態1における射出成形用金型装置のキャビティ付近の断面図、(b) は実施の形態1における調整後の射出成形用金型装置のキャビティ付近の断面図である。
【図5】実施の形態1により回転挙動を抑制した場合の変位センサ出力値を示した図である。
【図6】実施の形態2における射出成形用金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。
【図7】実施の形態2における射出成形用金型装置のキャビティ付近の断面図である。
【図8】実施の形態3における射出成形用金型装置の概要図である。
【図9】実施の形態3における射出成形用金型装置の固定側型割面を可動側より見た場合の固定金型の概要図である。
【符号の説明】
1 金型装置
2 固定金型
3 可動金型
4 固定側型板
5 可動側型板
6 固定側中子
7 可動側中子
8 固定側鏡面コア
9 可動側鏡面コア
10 合わせ面
11 クリアランス
12 スプルーブッシュ
13 固定側取付板
14 クリアランス
16、17 ボルト
18、19 突き出し板
20 センサ固定部
21 渦電流式変位センサ
22 プレート
23 アンプ
24 カウンタ
25 押圧ボルト
26,27,28,29 クサビブロック
30 コイルバネ
31 ボルト
32 可動側取付板
33 ロケートリング
34 スペーサー
35 キャビティ
36 ボルト
40 固定側型板
41 固定側中子
42、43、44、45 クサビブロック
46 押圧ピン
46a ピン穴
47 コイルバネ
48 スクリュープラグ
48a ボルト穴
49 渦電流式変位センサ
51 固定側型板
52 可動側型板
53 固定側中子
54 可動側中子
55 固定側鏡面コア
56、57 可動側鏡面コア
58 キャビティ
59 合わせ面
60 オーバーフロー部
61、62 突き出しピン
63 ボルト
64、65 ボルト
66、67 突き出し板
68、69、70、71 クサビブロック
72 アンプ
73 カウンタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a mold assembly capable of providing an optical element having extremely good optical performance by improving the positional accuracy of the optical surface.In placeRelated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, lenses and prisms for cameras or head mounted displays with optical functional surfaces such as aspheric surfaces, spherical surfaces, and free-form surfaces are generally manufactured using techniques such as injection molding using thermoplastic materials. It is. However, in order to reproduce the optical surface shape and the positional relationship of these lenses and prisms as designed, very advanced machining and assembly are required for forming and positioning the cavity surface of the mold that constitutes the optical surface. Technology is required. In particular, when an optical element having an optical surface having a curvature such as a free-form surface is formed on the back reflecting surface in addition to the light incident surface and the light emitting surface, the required technology will be further advanced. Is inevitable.
[0003]
In the case of molding such an optical element composed of a plurality of optical surfaces, a method of providing a mirror core for each optical surface and individually transferring the respective optical surfaces is generally used. Therefore, in order to keep the eccentricity of the optical element within the dimensional tolerance, the fitting allowance with the core into which the mirror core is incorporated is made extremely small, or the dimensional accuracy of each mold part including the mirror core is tightened. There is a need. On the other hand, for example, in Patent Document 1, the position of the mirror surface piece can be adjusted by providing a wedge or an adjustment bolt for adjusting the position of the mirror surface piece with respect to the mold base between the mold base and the mirror surface piece. The piece can be assembled with high precision. Further, in Patent Document 1, it is possible to measure the positional deviation of the mirror surface core with an optical axis measuring device and adjust the amount of deviation in assembly with the wedge or the adjusting bolt.
[0004]
However, with this method, it is difficult to measure or adjust the misalignment of the specular core with the mold attached to the molding machine. In addition, when the mirror core is pressed with the wedge or adjustment bolt of Patent Document 1, rotational behavior is likely to occur with the pressed adjustment member as a fulcrum, and in the optical axis measuring device that measures the amount of deviation of the mirror core, the rotational behavior is Cannot be measured accurately. Therefore, assembly adjustment becomes difficult.
[0005]
As means for solving these problems, for example, a method described in Patent Document 2 has been proposed. In Patent Document 2, it is assumed that a minute movement operation of the contact member can be facilitated by using a micrometer spindle head as the position adjusting mechanism. In addition, the molding surface can be moved in parallel by using a position adjustment mechanism that combines a micrometer and a wedge block.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-77763
[Patent Document 2]
JP 2001-239552 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art has the following drawbacks. In the method described in Patent Document 2, when the axis of the molding surface does not exist at the center of the core, for example, when the molding surface is biased to one side of the core or in the case of multiple picking, Rotational behavior cannot be suppressed with high accuracy, and play is likely to occur, and high-precision measurement is impossible.
[0008]
  The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and detects the position of the core embedded in the fixed side and movable side template by means of a displacement sensor, and adjusts the core position according to the detected value. Mold assembly that can adjust the position of the core with high accuracyPlaceThe purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, in a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of optical surfaces, each of the fixed side mold plate, the movable side mold plate, and the both mold plates is embedded in the mold device. A core, one of which has a clearance with the mold plate, a displacement sensor for detecting a relative position of at least one of the cores with respect to the mold plate, and the center in a direction perpendicular to the mold opening / closing direction. Core position adjusting means for allowing the core to move, and the core position adjusting means is disposed on an axis passing through the center of gravity of the core and parallel to the moving direction of the core.And the length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is not less than 1/8 of the length of the side surface of the core where the core position adjusting means is provided, and the core position adjusting means The block member has a wedge shape, and the surface roughness Ra of the surface contact portion between the block member and the core and the surface contact portion between the block member and the template is 1. The taper angle of the wedge-shaped block member that is 6 μm or less is 0.5 ° or more and less than 5 °, and two or more displacement sensors face the side surface of the core. One or more are provided opposite to the side surface of the vertical core, and the displacement sensor is an eddy current displacement sensor., Mold equipment.
[0010]
  Further, according to a second aspect of the present invention, in the mold apparatus for molding an optical element having a plurality of optical surfaces, the fixed side mold plate, the movable side mold plate, and the both mold plates are respectively embedded. A core having a clearance between at least one of the mold plates, a displacement sensor for detecting a relative position of at least one of the cores with respect to the mold plate, and a direction orthogonal to the mold opening / closing direction A core position adjusting means that enables the core to move, and the core position adjusting means is a longitudinal direction of a side surface of the core in which the core position adjusting means is provided.Plurally symmetrically about the centerPlacedAnd the length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is not less than 1/8 of the length of the side surface of the core where the core position adjusting means is provided, and the core position adjusting means The block member has a wedge shape, and the surface roughness Ra of the surface contact portion between the block member and the core and the surface contact portion between the block member and the template is 1. The taper angle of the wedge-shaped block member that is 6 μm or less is 0.5 ° or more and less than 5 °, and two or more displacement sensors face the side surface of the core. One or more are provided opposite to the side surface of the vertical core, and the displacement sensor is an eddy current displacement sensor., Mold equipment.
[0012]
  1st above, SecondWith this configuration, the position of the core embedded in the fixed side and movable side template is detected by the displacement sensor, and the position of the core is increased by the core position adjusting means according to the detected value. The accuracy can be adjusted.
  The core position adjusting means is arranged on an axis passing through the center of gravity of the core and parallel to the moving direction of the core as in the configuration according to the first aspect, or the second Like configuration according to aspectInsideBy arranging a plurality of symmetrically about the center in the longitudinal direction of the core side surface on which the core position adjusting means is provided, the core can be moved in parallel to suppress the rotational behavior of the core. Also aboveSecondIn the configuration according to the aspect, when it is difficult to arrange the core position adjusting means on an axis passing through the center of gravity of the core and parallel to the moving direction of the core, for example, the shape of the core is complicated, The present invention is preferably applied when it is difficult to determine the center of gravity, or when there is another member on an axis passing through the center of gravity of the core and parallel to the moving direction of the core.
[0013]
  According to the configuration according to the first and second aspects,The length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is at least 1/8 of the length of the side surface of the core where the core position adjusting means is provided.Trying.
  According to this structure, generation | occurrence | production of the rotation behavior of a core can be suppressed more. As a result of intensive studies by the inventor, when the length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is less than 1/8 of the length of the core side surface, the rotation during sliding of the core Since the behavior becomes large, in order to suppress the rotation behavior, the length is desirably 1/8 or more of the length of the core side surface, preferably 1/3 or more. It has become clear that it is desirable to make it preferably at least 1/2.
[0014]
  According to the configuration according to the first and second aspects,The core position adjusting means has a wedge-shaped block member.Trying.
  Moreover, according to the structure which concerns on the said 1st, 2nd aspect.The surface roughness Ra of the surface contact portion between the block member and the core and the surface contact portion between the block member and the template is 1.6 μm or less.Trying.
[0015]
According to this configuration, the core can be slid more smoothly, and the position of the core can be adjusted with high accuracy. As a result of intensive studies by the present inventors, when the surface roughness Ra exceeds 1.6 μm, the sliding resistance between the block member and the core, and between the block member and the template is large and the core does not move smoothly. In order to solve this problem, the surface roughness Ra is desirably 1.6 μm or less, and preferably 0.01 to 1.6 μm. It has become clear that it is desirable, more preferably 0.05 to 0.2 μm.
[0016]
  According to the configuration according to the first and second aspects,The taper angle of the wedge-shaped block member is 0.5 ° or more and less than 5 °Trying.
  According to this configuration, the core can be controlled with high accuracy and high resolution. As a result of intensive studies by the inventor, when the taper angle is less than 0.5 °, the amount of movement of the core is too small. If the angle is 5 ° or more, the accuracy and resolution of the core position control deteriorates. To solve this problem, it is desirable that the taper angle θ be 0.5 ° or more and less than 5 °. It has been found that it is desirable to be between 5 ° and 3 °, more preferably between 1 ° and 2 °.
[0019]
  According to the configuration according to the first and second aspects,The displacement sensor is provided with two or more facing the side surface of the core and one or more facing the side surface of the core perpendicular to the side surface.The
  According to this configuration, the sliding distance of the core position can be accurately grasped, and further, the rotational behavior of the core sliding can be grasped.
[0020]
  According to the configuration according to the first and second aspects,The displacement sensor is an eddy current displacement sensor.The
[0021]
  According to the above configuration, an optical element having high eccentricity accuracy and excellent optical performance can be provided.The
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram of an injection mold apparatus (hereinafter also simply referred to as a mold apparatus) according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic view of the fixed mold when the fixed-side mold dividing surface of the mold apparatus according to the first embodiment is viewed from the movable side. FIG. 3 is a schematic diagram of the core position adjusting means in the first embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view of the vicinity of the cavity of the mold apparatus in the first embodiment. FIG. 4 (b) is a cross-sectional view of the vicinity of the cavity of the mold apparatus after adjustment in the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an output value of the displacement sensor when the rotational behavior is suppressed according to the first embodiment.
[0023]
First, the configuration of the mold apparatus according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the mold apparatus 1 includes a fixed mold 2 and a movable mold 3, and a fixed side mold plate 4 of the fixed mold 2 and a movable side mold plate 5 of the movable mold 3. Are respectively embedded with a fixed core 6 and a movable core 7. Further, a fixed-side mirror core 8 and a movable-side mirror core 9 are embedded in the fixed-side core 6 and the movable-side core 7, respectively, and each mirror core 8, 9 and each of the cores 6, 7 are optical elements. A cavity 35 for forming the lens is formed. The mold apparatus 1 opens and closes with the mating surface 10 of the fixed side mold plate 6 and the movable side mold plate 7 as a boundary.
[0024]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the fixed-side core 6 is embedded via the fixed-side template 4 and the clearance 11. Further, as shown in FIG. 1, a clearance 14 is also provided between the sprue bush 12, the fixed side mold plate 4, and the fixed side mounting plate 13.
[0025]
Moreover, the fixed side core 6 is fixed to the fixed side mold plate 4 so as to be slidable at a plurality of locations by bolts 15 inserted from the die mating surface 10 side. The movable core 7 is fixed to the movable mold 5 at a plurality of locations by bolts 16 inserted from the bottom surface of the movable mold 5. The movable core 7 may be fixed by a bolt inserted from the movable mold plate 5 and the mold mating surface 10 side.
[0026]
The fixed-side mirror core 8 is fixed to the fixed-side core 6 by bolts 17 inserted from the bottom surface of the fixed-side core 6.
The movable mirror surface core 9 has a flange shape on the side opposite to the cavity 35 and is connected so as to be sandwiched between the protruding plates 18 and 19.
[0027]
Further, as shown in FIG. 2, the fixed-side template 4 has two locations on the fixed-side core 6 so as to face one side surface (upper surface in FIG. 2) and the side surface perpendicular to the side surface (left surface in FIG. 2). Sensor fixing portions 20 are formed one by one, and each sensor fixing portion 20 is provided with a heat-resistant non-contact type eddy current type displacement sensor 21 whose distance between the displacement detection surface 21a and the fixed core 6 is 0.1-0. It is positioned and arranged to be 5 mm. Of course, the distance of 0.1 to 0.5 mm between the displacement detection surface 21a and the fixed core 6 is within the displacement detection range of the eddy current displacement sensor 21. A plate 22 made of a material that can keep the impedance output of the eddy current displacement sensor 21 most linear is embedded in a portion of the fixed core 6 that the displacement detection surface 21a of the eddy current displacement sensor 21 faces. These eddy current displacement sensors 21 are electrically connected via an amplifier 23 to a counter 24 that performs output display.
[0028]
Further, a pressing bolt 25 (see FIG. 1) for pressing the fixed side core 6 from the side surface is embedded in the fixed side template 4 one by one on the installation surface side of the eddy current type displacement sensor 21. Yes. The pressing bolt 25 is not in contact with the side surface of the stationary core 6 during normal molding.
[0029]
Further, between the fixed side core 6 and the fixed side mold plate 4, wedge blocks 26 and 27 are embedded on the opposite side surfaces of the fixed side core 6, respectively, on the side surfaces perpendicular thereto. The wedge blocks 28 and 29 are embedded one by one. The wedge blocks 26, 27, 28, and 29 are embedded on an axis (dotted line in FIG. 2) that passes through the center of gravity J of the stationary core 6 and is parallel to the moving direction of the stationary core 6. The wedge blocks 26, 27, 28, and 29 act as core position adjusting means for moving the stationary core 6 in a direction orthogonal to the mold opening / closing direction and adjusting its position.
[0030]
Further, the length L of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 and the fixed-side core 6 per surface is L> H / 2 with respect to the side length H of the fixed-side core 6. The lengths L of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 may not be the same.
Further, as shown in FIG. 3, the surface roughness Ra of the tapered surface A of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 is 0.05 to 0.2 μm. Further, the surface B facing the tapered surface A is similarly finished with a surface roughness Ra of 0.05 to 0.2 μm.
[0031]
Further, the taper angle θ of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 is 2 °, and is arranged so as to gradually reduce the thickness from the mold mating surface 10 side. Further, the opposing surface B of the tapered surface A is formed as a vertical surface.
In addition, the angle formed by two intersecting lines obtained by the surface A of the wedge blocks 26, 27, 28, and 29 and the surface B facing the core side surface and the plane orthogonal to the mold opening / closing direction is 35 seconds or less.
[0032]
Further, as shown in FIG. 4A, the wedge blocks 26, 27, 28, and 29 are connected to the fixed-side template 4 by a bolt 31 via a coil spring 30.
In FIG. 1, 32 is a movable side mounting plate, and 33 is a locating ring for positioning with a molding machine (not shown). Reference numeral 34 denotes a spacer for securing a movable area of the protruding plates 18 and 19.
[0033]
Then, the effect | action of the structure mentioned above is demonstrated.
The relative positional relationship between the fixed-side core 6 and the movable-side core 7 embedded in the fixed-side mold plate 4 and the movable-side mold plate 5 is not limited to the fixed-side specular core 8 and the movable-side specular core 9. Due to the embedding position and processing error, at the initial stage, as shown in FIG. In this state, the mold apparatus 1 fills the cavity 35 with resin, cools and solidifies it to produce a lens component, measures in advance the eccentricity between the lens surfaces, and determines the amount of eccentricity.
[0034]
Next, the mating surfaces 10 of the fixed side mold plate 4 and the movable side mold plate 5 are separated from each other, and the bolts 15 for fixing the fixed side core 6 shown in FIG. 4 (a) are loosened. Further, the bolt 36 for fixing the sprue bushing 12 shown in FIG. Next, the bolt 31 of the wedge block 27 is loosened in advance, and the wedge block 27 is slid upward on the paper surface. When the bolt 31 of the wedge block 26 is tightened, the wedge block 26 slides downward on the paper surface. At the same time, the stationary core 6 slides leftward on the paper surface due to the action of the tapered surface A of the wedge block 26. The fixed-side mirror core 8 also slides in the same direction while being supported by the fixed-side core 6. Since the behavior of the fixed core 6 is always detected by the eddy current displacement sensor 21 shown in FIG. 2 and displayed on the counter 24 via the amplifier 23, the operator can obtain the eccentricity obtained in advance by the display value. The optimum position of the stationary core 6 can be set at the time of efficiency while confirming that the amount has changed. Furthermore, the position of the fixed side core 6 can be fixed by pressing the bolt 31 of the wedge block 27 facing the wedge block 26 and sandwiching the fixed side core 6. After the position adjustment of the fixed side core 6, the fixing bolt 15 shown in FIG. 4A is tightened to completely fix the fixed side core 6 to the fixed side template 4 and the adjustment work is completed.
[0035]
In the adjustment operation, if the wedge block 26 is moved too much and the position of the fixed side core 6 passes the optimum position, the bolt 31 of the wedge block 26 is loosened by a slight amount to remove the wedge block on the paper surface. It is possible to finely adjust the position of the fixed-side core 6 by sliding it upward and tightening the bolt 31 of the wedge block 27 to slide the fixed-side core 6 rightward on the paper surface. The position of the stationary core 6 in the direction perpendicular to the mold opening / closing direction can be adjusted with high accuracy by pushing in or loosening using the bolts 31 of the wedge blocks 26, 27, 28, 29. it can.
[0036]
In this embodiment, by setting the angle θ of the tapered surface A of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 to 2 °, it becomes possible to slide with high resolution against the pressing and loosening of the bolt 31, High-precision position adjustment is possible. Furthermore, the fixed side core 6 slides by finishing the surface roughness Ra of the tapered surface A of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 and the surface B facing the tapered surface A with 0.05 to 0.2 μm. Can be made smooth. Furthermore, two intersecting lines obtained by the surface A and the surface B opposite to the side surface of the stationary core 6 of the wedge blocks 26, 27, 28, and 29 and the plane orthogonal to the mold opening / closing direction. The initial inclination of the fixed core 6 embedded in the fixed mold 4 can be suppressed by setting the angle formed by In addition, the length L of the wedge block 26, 27, 28, 29 and the side surface of the stationary side core 6 that touches the surface is set to a length equal to or greater than H / 2. Sliding can be enabled.
[0037]
As an example, FIG. 5 shows the output value of the eddy current displacement sensor 21 when the lengths of the wedge blocks 26, 27, 28, 29 are set to H / 8. FIG. 5 is an output value when the stationary core 6 is moved to the maximum within the range of the clearance 11. In FIG. 5, since no opening occurs between the output values of the two eddy current displacement sensors 21 when the stationary core 6 slides, the rotational behavior is suppressed and the stationary core 6 moves in parallel. It shows a state. In FIG. 5, the upper right and upper left sensor outputs indicate the outputs of the two eddy current displacement sensors 21 disposed on the upper right and upper left of the fixed core 6 on the paper surface of FIG. ing.
[0038]
Further, when the wedge block 26, 27, 28, 29 is pressed too much, the wedge block 26, 27, 28, 29 and the stationary side core 6 are twisted to move the wedge block 26, 27, 28, 29. It may disappear. In that case, the wedge bolt 26 is pressed by strongly pressing the pressing bolt 25 that presses the side surface of the fixed-side core 6 installed on the fixed-side template 4 and moving the position of the fixed-side core 6 by a minute distance. , 27, 28, 29 and the fixed side core 6 can be made to generate a small gap so that the wedge blocks 26, 27, 28, 29 can be eliminated and slidable.
[0039]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, even when the mold apparatus is attached to the molding machine, the operator confirms the relative positional deviation between the mold fixed side and the movable side in real time. It can be adjusted to the optimum state. In addition, the behavior of rotation and translation during sliding of the fixed side core can be confirmed by an eddy current displacement sensor, and the rotational behavior of the fixed side core is further confirmed by the mold apparatus of the first embodiment. Since it can suppress and can translate in parallel with high precision, even if it takes many pieces, a core position can be adjusted with high precision.
[0040]
Furthermore, it is possible to provide an optical element that has a small amount of decentration and excellent optical performance compared with the conventional method of correcting and reassembling a mold according to the amount of decentering of the lens.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
Regarding the second embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic diagram of the fixed mold when the fixed-side mold split surface of the injection mold apparatus according to the second embodiment is viewed from the movable side. FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the cavity of the mold apparatus according to the second embodiment.
[0042]
First, the configuration of the mold apparatus according to the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, two wedge blocks 42 and 43 are embedded in one side surface between the fixed side core 41 and the fixed side template 40, and the wedge blocks 42 and 43 are fixed side cores. 41 is embedded in a symmetrical position with respect to the central axis T of the side surface length H ′. Furthermore, two wedge blocks 44 and 45 are embedded on the right side surface of FIG. 6 in the direction perpendicular to this, and the wedge blocks 44 and 45 are the center of the side length H ″ of the fixed core 41. The wedge block 42, 43, 44, 45 is embedded in a symmetrical position with respect to the axis T. The core position is adjusted to adjust the position of the stationary side core 41 in the direction perpendicular to the mold opening / closing direction. In addition, the length L of the wedge block 42, 43, 44, 45 and the fixed side core 41 that touches the surface is equal to the side length H ′ or H ″ of the fixed side core 41, respectively. It is composed of 1/8 or more. The lengths L ′ of the wedge blocks 42 and 43 are equivalent, and the lengths L ″ of the wedge blocks 44 and 45 are equivalent.
[0043]
Reference numeral 50 denotes a clearance provided between the fixed core 41 and the fixed template 40.
Further, as shown in FIG. 7, reference numeral 46 denotes a pressing pin for pressing the stationary core 41 from the side surface, and a screw plug 48 is installed on the back surface via a coil spring 47. These are all embedded in a pin hole 46a and a bolt hole 48a formed from the side surface of the fixed-side template 40, and are eddy current type displacement sensors for detecting the displacement of the fixed-side core 41. 49 is installed on the center axis T of the side lengths H ′ and H ″ of the fixed side core 41 in the same direction as 49.
[0044]
The rest of the configuration is the same as in the first embodiment.
Then, the effect | action of the structure mentioned above is demonstrated.
In the example of FIG. 7, when adjusting the position of the fixed side core 41 in the direction perpendicular to the mold opening / closing direction, the fixed side core 41 slides to the left on the paper surface by pushing the wedge block 44. To do. At that time, since the urging force is always applied to the stationary core 41 in the right direction on the paper surface by the pressing pin 46 through the coil spring 47 on the back surface, if the wedge block 44 slides upward on the paper surface, The stationary core 41 returns to the right side on the paper. The fixed core 41 is always sandwiched between the wedge blocks 44 and 45 and the pressing pin 46.
[0045]
Further, when the rotation behavior and the inclination occur when the fixed-side core 41 slides, the amount of pressing of one of the wedge blocks 42 and 43 is adjusted to adjust the delicate rotation behavior. Further, since the rotational behavior or tilt behavior of the fixed core 41 is always detected by the eddy current displacement sensor 49 and displayed on the counter 73 via the amplifier 72, the operator confirms this display value. The optimum position of the stationary core 41 can be set efficiently, and more delicate rotational behavior can be monitored. Note that the rotational behavior of the stationary core 41 may be adjusted using the wedge blocks 44 and 45.
[0046]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and further, the delicate rotational behavior of the stationary core can be adjusted and suppressed. In addition, even when the wedge block cannot be provided on an axis that passes through the center of gravity of the fixed core and is parallel to the moving direction of the fixed core due to restrictions on the mold structure, the wedge block is not provided in another location. Can be buried.
[0047]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
Regarding the third embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic diagram of an injection molding die apparatus according to the third embodiment. FIG. 9 is a schematic view of the fixed mold when the fixed-side mold dividing surface of the mold apparatus according to the third embodiment is viewed from the movable side.
[0048]
First, the configuration of the mold apparatus according to the third embodiment will be described.
As shown in FIG. 8, a fixed side core 53 and a movable side core 54 are respectively embedded in the fixed side mold plate 51 and the movable side mold plate 52, and the fixed side core 53 has a fixed side mirror surface core. 55 is embedded, and the fixed-side mirror core 55 has a spherical shape. Further, movable side mirror cores 56 and 57 having two optical planes are embedded in the movable side core 54. The cavity 58 has a prism shape composed of one spherical surface, two optical planes, and two side surfaces. Note that the mold apparatus opens and closes at a boundary surface 59 between the fixed side mold plate 51 and the movable side mold plate 52.
[0049]
Further, the cavity 58 is provided with an overflow portion 60 for performing protrusion, and the molded products are released from the movable side mirror cores 56 and 57 by the protrusion pins 61 and 62.
Further, the fixed-side mirror core 55 is fixed from the bottom surface of the fixed-side core 53 by bolts 63. Similarly, the movable side specular cores 56 and 57 are also fixed by bolts 64 and 65 from the bottom surface of the movable side template 52. The protrusion pins 61 and 62 are connected to the protrusion plates 66 and 67.
[0050]
The rest of the configuration is the same as in the first embodiment.
The fixed-side specular core 55 shown in the third embodiment is not limited to a spherical shape, and may be an aspherical shape, a cylindrical shape, or a free-form surface shape. Furthermore, the movable side mirror cores 56 and 57 are not limited to the optical plane, and may be spherical and aspherical, cylindrical or free curved.
[0051]
Then, the effect | action of the structure mentioned above is demonstrated.
Even in prism products, eccentricity occurs between the surfaces. In this case, since the desired performance cannot be satisfied, the wedge block 68, 69, 70, 71 is used to correct this deviation amount by the same operation as that of the first embodiment of the invention as shown in FIG. Use to adjust.
[0052]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and further, the optical axis position can be adjusted in a deformed optical element having a high decentering accuracy such as a prism shape. Become.
In the first and third embodiments described above, the wedge block can be simply arranged in the vicinity of the center with respect to the longitudinal direction of the side surface of the stationary core.
[0053]
In the first to third embodiments described above, the shape of the fixed side core and the movable side core is preferably a rectangular parallelepiped or a rectangular parallelepiped, but may be a cylindrical body.
In the first to third embodiments described above, the eddy current displacement sensor is at least the fixed-side core for detecting the relative position of the fixed-side core with respect to the fixed-side mold plate in two directions. One or more at the position facing one side and one or more at the position facing the side of the fixed core perpendicular to the one side, or in addition, rotation of the fixed core In order to accurately grasp the behavior, at least two are provided at a position facing one side of the fixed core and one or more are provided at a position facing the side of the fixed core perpendicular to the one side. It should be.
[0054]
In the first to third embodiments described above, instead of the eddy current displacement sensor, other displacement sensors such as a contact type linear gauge can be applied as long as they are heat resistant.
In the first to third embodiments, the stationary core is pressed by another member, such as a screw, that can be mechanically adjusted instead of the wedge block. It is also possible.
[0055]
In the first and third embodiments described above, the length of the surface contact portion between the wedge block and the fixed core may be at least 1/8 or more of the length of the fixed core side surface.
In the first to third embodiments described above, the surface roughness Ra of the tapered surface A and the tapered surface B of the wedge block may be at least 1.6 μm or less.
[0056]
In the first to third embodiments described above, the taper angle θ of the wedge block may be at least 0.5 ° and less than 5 °.
Moreover, in Embodiment 1 thru | or 3 mentioned above, it obtains from the side surface which carries out surface contact with the fixed side core, the side surface which carries out surface contact with the fixed side mold plate, and the plane orthogonal to the mold opening and closing direction The angle formed by the two intersecting lines may be at least 5 minutes or less.
[0057]
In the first to third embodiments described above, it is possible to use the movable core as the core whose position is to be adjusted, and adjust the position of the movable core in the same manner. Alternatively, the core whose position is to be adjusted is set as both the fixed core and the movable core, and the positions of both the fixed core and the movable core are adjusted in the same manner. Is also possible.
[0058]
As mentioned above, although the metal mold | die apparatus of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and a change may be performed. It is.
[0059]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the mold apparatus according to the present invention, the position of the core embedded in the fixed side and the movable side is detected in real time by the displacement sensor, and the operator responds to the detected value. Thus, the core position can be adjusted with the mold attached to the molding machine, and the core position can be adjusted to an optimum state.
[0060]
In addition, the rotational behavior when the core slides can be confirmed by a displacement sensor, and the occurrence of rotational behavior can be suppressed when the core slides. At the same time, the optical axis position can be adjusted.
Furthermore, by using the mold apparatus according to the present invention, it is possible to provide an optical element excellent in optical performance with extremely good decentering accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an injection molding die apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of a fixed mold when a fixed-side mold split surface of the injection mold apparatus according to the first embodiment is viewed from a movable side.
FIG. 3 is a schematic diagram of core position adjusting means in the first embodiment.
4A is a cross-sectional view of the vicinity of the cavity of the injection mold apparatus according to the first embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the vicinity of the cavity of the injection mold apparatus after adjustment according to the first embodiment. It is.
5 is a diagram showing a displacement sensor output value when rotational behavior is suppressed according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram of a fixed mold when a fixed-side mold split surface of the injection-molding mold apparatus according to the second embodiment is viewed from the movable side.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of a cavity of an injection molding die apparatus according to a second embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram of an injection molding die device according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram of a fixed mold when a fixed-side mold split surface of the injection-molding mold apparatus according to Embodiment 3 is viewed from the movable side.
[Explanation of symbols]
1 Mold device
2 Fixed mold
3 Movable mold
4 Fixed side template
5 Movable side template
6 Fixed core
7 Movable side core
8 Fixed side mirror core
9 Movable mirror core
10 mating surface
11 Clearance
12 Sprue bushing
13 Fixed mounting plate
14 Clearance
16, 17 bolts
18, 19 Extrusion board
20 Sensor fixing part
21 Eddy current displacement sensor
22 plates
23 Amplifier
24 counter
25 Press bolt
26, 27, 28, 29 wedge block
30 Coil spring
31 volts
32 Movable side mounting plate
33 Locate Ring
34 Spacer
35 cavities
36 volts
40 Fixed side template
41 Fixed core
42, 43, 44, 45 wedge block
46 Pressing pin
46a pin hole
47 Coil spring
48 Screw plug
48a Bolt hole
49 Eddy current displacement sensor
51 Fixed side template
52 Movable side template
53 Fixed core
54 Movable core
55 Fixed Mirror Core
56, 57 Movable mirror core
58 cavity
59 mating surface
60 Overflow part
61, 62 Extrusion pin
63 volts
64, 65 volts
66, 67 Extrusion board
68, 69, 70, 71 wedge block
72 amplifiers
73 counter

Claims (2)

複数の光学面を有する光学素子を成形する金型装置において、
固定側型板と、
可動側型板と、
該両型板にそれぞれ埋設されているとともにその少なくとも一方が型板との間にクリアランスを有してなる中子と、
該中子の少なくとも一方の前記型板に対する相対位置を検出する変位センサと、
金型開閉方向に対し直交する方向に前記中子を移動可能とする中子位置調整手段と、
を有し、
前記中子位置調整手段は前記中子の重心を通り前記中子の移動方向に平行な軸上に配置されており、
前記中子位置調整手段と前記中子との面接触部分の長さは、前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長さの1/8以上であり、
前記中子位置調整手段はくさび状を呈したブロック部材であり、
前記ブロック部材の、前記ブロック部材と前記中子との面接触部分および前記ブロック部材と前記型板との面接触部分の表面粗さRaはともに1.6μm以下であり、
前記くさび状を呈したブロック部材のテーパー角は、0.5°以上5°未満であり、
前記変位センサは、前記中子の側面に対向して2個以上、該側面に垂直な中子の側面に対向して1個以上設けられており、
前記変位センサは、渦電流式変位センサである
ことを特徴とする金型装置。
In a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of optical surfaces,
A fixed side template,
A movable side template,
A core embedded in each of the mold plates and at least one of which has a clearance between the mold plates;
A displacement sensor for detecting a relative position of at least one of the cores to the template;
A core position adjusting means capable of moving the core in a direction perpendicular to the mold opening and closing direction;
Have
The core position adjusting means is disposed on an axis passing through the center of gravity of the core and parallel to the moving direction of the core ,
The length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is 1/8 or more of the length of the side surface of the core that provides the core position adjusting means,
The core position adjusting means is a block member having a wedge shape,
Both the surface roughness Ra of the surface contact portion between the block member and the core and the surface contact portion between the block member and the template of the block member are 1.6 μm or less,
The taper angle of the wedge-shaped block member is 0.5 ° or more and less than 5 °,
The displacement sensor is provided with two or more facing the side surface of the core, and one or more facing the side surface of the core perpendicular to the side surface,
The displacement sensor is an eddy current displacement sensor .
A mold apparatus characterized by that.
複数の光学面を有する光学素子を成形する金型装置において、
固定側型板と、
可動側型板と、
該両型板にそれぞれ埋設されているとともにその少なくとも一方が型板との間にクリアランスを有してなる中子と、
該中子の少なくとも一方の前記型板に対する相対位置を検出する変位センサと、
金型開閉方向に対し直交する方向に前記中子を移動可能とする中子位置調整手段と、
を有し、
前記中子位置調整手段は前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長手方向中央に関して略対称的に複数配置されており、
前記中子位置調整手段と前記中子との面接触部分の長さは、前記中子位置調整手段を設ける中子側面の長さの1/8以上であり、
前記中子位置調整手段はくさび状を呈したブロック部材であり、
前記ブロック部材の、前記ブロック部材と前記中子との面接触部分および前記ブロック部材と前記型板との面接触部分の表面粗さRaはともに1.6μm以下であり、
前記くさび状を呈したブロック部材のテーパー角は、0.5°以上5°未満であり、
前記変位センサは、前記中子の側面に対向して2個以上、該側面に垂直な中子の側面に対向して1個以上設けられており、
前記変位センサは、渦電流式変位センサである
ことを特徴とする金型装置。
In a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of optical surfaces,
A fixed side template,
A movable side template,
A core embedded in each of the mold plates and at least one of which has a clearance between the mold plates;
A displacement sensor for detecting a relative position of at least one of the cores to the template;
A core position adjusting means capable of moving the core in a direction perpendicular to the mold opening and closing direction;
Have
A plurality of the core position adjusting means are disposed substantially symmetrically with respect to the center in the longitudinal direction of the core side surface on which the core position adjusting means is provided ,
The length of the surface contact portion between the core position adjusting means and the core is 1/8 or more of the length of the side surface of the core that provides the core position adjusting means,
The core position adjusting means is a block member having a wedge shape,
Both the surface roughness Ra of the surface contact portion between the block member and the core and the surface contact portion between the block member and the template of the block member are 1.6 μm or less,
The taper angle of the wedge-shaped block member is 0.5 ° or more and less than 5 °,
The displacement sensor is provided with two or more facing the side surface of the core, and one or more facing the side surface of the core perpendicular to the side surface,
The displacement sensor is an eddy current displacement sensor .
A mold apparatus characterized by that.
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