JP4335266B2

JP4335266B2 - 導光板の射出圧縮成形金型および導光板の射出圧縮成形方法

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Publication number: JP4335266B2
Application number: JP2007091052A
Authority: JP
Inventors: 利幸蛯名
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2027-03-30
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Description

本発明は、導光板の射出圧縮成形金型および導光板の射出圧縮成形方法に関するものであり、特には金型のブロックを交換することにより異なる導光板の成形を行う導光板の射出圧縮成形金型および導光板の射出圧縮成形方法に関するものである。

導光板の射出成形において、同じ金型で異なる導光板の成形を行うものとして、特許文献１ないし特許文献５に記載のものが知られている。特許文献１ないし特許文献３のものは、いずれも転写パターンが形成されたスタンパやそれに類する金属板を交換することにより、異なる導光板を成形するものであり、導光板の大きさが変更された際には対応できないものであった。また特許文献４は、着脱自在な平板状入れ子を用いることにより、同一の金型を用いて有効面の面積の異なる２種以上の導光板等の平板成形品を成形することができるものである。更に特許文献５は、導光板の成形に用いる金型のゲートコアを交換することにより仕様の異なる導光板を低コストで成形することができるものである。しかし特許文献４、特許文献５は、射出圧縮成形を行うものではないので、良好な転写ができないという問題があった。また導光板の板厚の調整はまったくできないものであった。

特開平９−１３１７７０号公報（請求項１、０００７）特開２００３−２０２４２４号公報（００１０、図１）特開２００４−５０６８５号公報（０００５、０００７）特開２００４−１８８６１２号公報（請求項１、０００３、図２）特開２００２−２１０７８６号公報（請求項１、図３）

本発明では上記の問題を鑑みて、金型のブロックを交換することにより異なる導光板を、それぞれ良好に転写成形することができる導光板の射出圧縮成形金型および導光板の射出圧縮成形方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の導光板の射出圧縮成形金型は、固定金型のキャビティ主面形成面に対する可動金型のキャビティ主面形成面の距離が可変に形成された導光板の射出圧縮成形金型において、キャビティ主面形成面を形成するキャビティ主面形成ブロックと、該キャビティ主面形成ブロックに対して少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に設けられたキャビティ側面形成ブロックとが、いずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に交換可能に設けられ、前記キャビティ側面形成ブロックのうち少なくとも一辺を形成するキャビティ側面形成ブロックは、キャビティ主面形成ブロックに向けて押圧手段により付勢されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の導光板の射出圧縮成形金型は、請求項１において、キャビティ側面形成ブロックは、バネにより型開閉方向と直交する方向に押圧されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の導光板の射出圧縮成形金型は、請求項１または請求項２において、本体部に対してバネを介して可動枠部の枠基部が設けられ、前記枠基部の前面側にキャビティ側面形成ブロックが交換可能に設けられていることを特徴とする

本発明の請求項４に記載の導光板の射出圧縮成形方法は、固定金型のキャビティ主面形成面に対する可動金型のキャビティ主面形成面の距離が可変に形成された導光板の射出圧縮成形金型を用い、キャビティ主面形成面を形成するキャビティ主面形成ブロックと、該キャビティ主面形成ブロックに対して少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に設けられキャビティ主面形成ブロックに向けて押圧手段により付勢されているキャビティ側面形成ブロックとがいずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に配設されており、前記キャビティ主面形成ブロックとキャビティ側面形成ブロックをそれぞれ交換して、同一の金型により異なる導光板の成形を行うことを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の導光板の射出圧縮成形方法は、請求項４において、キャビティ側面形成ブロックとキャビティ主面形成ブロックはいずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に配設され、ブロックの取外し順序は、キャビティ側面形成ブロックを取外してから、キャビティ主面形成ブロックの取外しを行うことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の導光板の射出圧縮成形方法は、請求項４または請求項５において、前記キャビティ主面形成ブロックを板厚が異なるキャビティ主面形成ブロックに変更することにより、板厚の異なる導光板の成形を行うことを特徴とする。

本発明の導光板の射出圧縮成形金型および導光板の射出圧縮成形方法は、キャビティ主面形成面を形成するキャビティ主面形成ブロックと、該キャビティ主面形成ブロックに対して少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に設けられたキャビティ側面形成ブロックとが、いずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に交換可能に設けられ、前記キャビティ側面形成ブロックのうち少なくとも一辺を形成するキャビティ側面形成ブロックは、キャビティ主面形成ブロックに向けて押圧手段により付勢されているので、同一の金型により異なる導光板を、それぞれ良好に転写成形することができる。

本発明の導光板の射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法について、図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。図２は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締されキャビティ容積が減少した際の状態を示す図である。図３は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。図４は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって異なる導光板を成形するためブロックを交換した状態を示す図である。図５は、図４における可動金型の正面図である。図６は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形方法を示すチャート図である。

本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型１１は、対角寸法３インチ、板厚０．４ｍｍの携帯電話用サイドライト型導光板を射出圧縮成形により成形する金型である。（以下携帯電話用サイドライト型導光板については、単に導光板と略す。）射出圧縮成形は、成形開始時から成形終了時までの間に可動金型１２のキャビティ主面形成面１８ａと固定金型１３のキャビティ主面形成面４２ａの間隔が可変となるものである。従って型閉時の停止位置において溶融樹脂を射出後に可動金型をそのまま前進させ圧縮する射出プレスと呼ばれるタイプも射出圧縮成形に含まれるものとする。これら射出圧縮成形では、射出開始前または射出開始後にキャビティが僅かに開いた状態であるので高速射出能力を有する射出装置が必要なく、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができる。また射出開始後に可動金型１２を型締方向に移動させて溶融樹脂に圧縮を加えることから、キャビティＣのゲートＰ３から遠い位置において溶融樹脂の流れを早くしたり、微細な転写を良好に行うことができるという利点がある。更にはゲートＰ３を切断した後については、通常の射出成形金型では、射出装置から保圧を及ぼすことはできないが、射出圧縮成形金型の場合は、キャビティＣ内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化による収縮に対応することができる。このような射出圧縮成形は、特に出光面等の面積と比較して板厚が薄い導光板の成形を行う際に特に有利である。

図１、図２は、本実施形態の射出圧縮成形金型１１の断面である。なお図１、図２と、後述する図４、図７、図８、図１０、および図１１については、ブロック、ボルト、およびバネといった部材等や冷却媒体流路をそれらの関係がわかりやすいように、同一断面上に模式的に記載している。しかし実際の射出圧縮成形金型１１においては、図３、図５、および図９の正面図からも一部明らかなように、それらは同一断面に位置するものではない。射出圧縮成形金型１１は、第１の金型である可動金型１２と第２の金型である固定金型１３とからなり、型合わせされた両金型１２，１３の間には容積および厚さが可変のキャビティＣが形成されるようになっている。図示しない射出圧縮成形機の可動盤に取付けられる可動金型１２には、可動盤側に断熱板１４が取付けられた金型本体部１５と、コア基部ブロック１７とキャビティ主面形成ブロック１８、ランナ形成ブロック１９等から形成されるコア部１６と、枠基部２０とキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１等から形成される可動枠部２２が設けられている。

金型本体部１５の固定金型１３側の面における略中央には、コア基部ブロック１７がボルト（六角穴付ボルト）２１により着脱自在に配設されている。具体的な固定方法は金型本体部１５の可動盤側にはボルト２１の頭部を収納できる凹部が形成されるとともに該凹部の中心にはコア基部ブロック１７側に向けて貫通孔が形成されている。またコア基部ブロック１７の金型本体部１５側にもボルト用ネジ穴が形成されている。そして金型本体部１５の可動盤側から前記貫通孔を介してコア基部ブロック１７のボルト用ネジ穴に向けて前記ボルト２１を挿通・螺入してコア基部ブロック１７が固着されている。またコア基部ブロック１７の固定金型１３側には、キャビティ主面形成ブロック１８がボルト２３により着脱自在に配設されている。キャビティ主面形成ブロック１８の固着方法もコア基部ブロック１７と同様で、コア基部ブロック１７の金型本体部１５側から貫通孔を介してキャビティ主面形成ブロック１８のボルト用ネジ穴に向けてボルト２３を挿通・螺入することによりキャビティ主面形成ブロック１８が固着されている。なおコア部がすべてキャビティ主面形成ブロック単体から形成されたものでもよい。

キャビティ主面形成ブロック１８の固定金型１３と対向する面は、導光板の一方の主面である出光面やその周辺の突起部等を形成するキャビティ主面形成面１８ａが形成されており、突起部等を含む導光板の形状に略一致した略四角形をしている。本実施形態ではキャビティ主面形成面１８ａは鏡面となっているが、可動金型側に出光面を設ける場合等では、グルーブや粗面加工等がなされたものでもよい。またキャビティ主面形成ブロック上に更にスタンパ等を配設し、スタンパを介して導光板に転写を行うものについても、キャビティ主面形成ブロックにより導光板の主面の面積または形状は決定付けられ本発明の範囲に含まれる。またキャビティ主面形成面によって成形される部分が、すべて出光面または入光面でなく、一部にランナ、ゲート等も含むものでもよい。

また前記キャビティ主面形成ブロック１８内には、キャビティ主面形成面１８ａと平行に冷却媒体流路２４ａが配設され、キャビティＣ内の溶融樹脂が冷却されるようになっている。そして前記キャビティ主面形成ブロック１８内の冷却媒体流路２４ａは、コア基部ブロック１７の冷却媒体流路２４ｂと接続され、該冷却媒体流路２４ｂは、金型本体部１５内の冷却媒体流路２４ｃを通じて金型外部の温調器と連通されている。そしてキャビティ主面形成ブロック１８、コア基部ブロック１７、および金型本体部１５の冷却媒体流路２４ａ，２４ｂ，２４ｃの接続部の周囲にはそれぞれＯリング２４ｄが挿入され、金型本体部１５および両ブロック１７，１８の間から冷却媒体が漏洩しないようになっている。またキャビティ主面形成ブロックを薄くして、キャビティ主面形成ブロックとコア基部ブロックの間にキャビティ主面形成面と平行に冷却媒体流路を形成するようにしてもよい。

また金型本体部１５の固定金型１３側の面における略中央であってコア部１６の下側には、ランナ形成ブロック１９が図示しないボルトにより固着されている。そして前記ランナ形成ブロック１９には、金型本体部１５を貫通して、エジェクタ装置の突き出しピン２５が前後進可能に配設されている。そしてその先端はランナ形成面１９ａに臨み、スプルＰ１とランナＰ２が保持しやすいよう断面Ｚ字状に食い込み部が設けられている。

またランナ形成ブロック１９の内部には突き出しピン２５を囲むように冷却媒体流路２６ａが形成されている。冷却媒体流路２６ａは、ランナ形成面１９ａ、ゲートカッタ２７、突き出しピン２５等を冷却するために形成され、ランナ形成ブロック１９の内部を通り、金型本体部１５の冷却媒体流路２６ｂに接続され金型外部の温調器に連通されている。

更にランナ形成ブロック１９と上記キャビティ主面形成ブロック１８との間には、ゲートカッタ装置のゲートカッタ２７が前後進可能に配設されている。そして前記エジェクタ装置とゲートカッタ装置は共に、ピンやカッタを後退させるためのプレートやバネが金型本体部１５内に設けられている。

前記金型本体部１５の固定金型１３側の面における上下の四隅近傍の４箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ２８が前記固定金型１３側に向けて取付けられている。そして前記バネ２８の前記固定金型１３側は、前記コア部１６の周囲を囲むよう配設された可動枠部２２のうち枠基部２０に固定されている。枠基部２０は、コア基部ブロック１７の周囲を一定の間隙Ｈを隔てて取囲むよう形成されている。そして枠基部２０の板厚は、コア基部ブロック１７と略同一である。また前記金型本体部１５には図示しないガイドロッドが固定金型１３側に向けて設けられ、ガイドロッドが枠基部２０の穴に挿通されることにより、枠基部２０の型開閉方向の移動をガイドしている。

そして図３に示されるように、枠基部２０の固定金型１３側には、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１がボルト３２，３３，３４等により着脱自在に配設されている。キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１は、それらを合わせてキャビティ主面形成ブロック１８を囲繞する枠形状となっている。しかし側面形成ブロックは分割されない枠形状のものや、他の数に分割されるものでもよい。キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面は、キャビティ主面形成ブロック１８の外側面と少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に略当接されている。そしてキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の内側における前側部分（固定金型１３寄り部分）には、キャビティ側面形成面２９ａ，３０ａ，３１ａが形成され、固定金型１３に対向する面は、当接面２９ｂ，３０ｂ、３１ｂとなっている。

図３に示されるようにキャビティ側面形成ブロック２９は、キャビティ主面形成ブロック１８の下側と左側、およびランナ形成ブロック１９に隣接し、型開閉方向のみに移動されるようになっている。そしてキャビティ側面形成ブロック２９の当接面２９ｂには、ボルト３２の頭部を収納できる凹部が形成され、枠基部２０に向けて貫通穴が形成されている。そして枠基部２０の型開閉方向の直交する面における同位置に、ボルト用ネジ穴が形成されている。またキャビティ側面形成ブロック２９は、枠基部２０に対して図示しない位置決めピンを有している。従ってキャビティ側面形成ブロック２９は、前記位置決めピンが枠基部２０の図示しない穴に挿入されるとともに、前記貫通孔にボルト３２が挿通され、枠基部２０のボルト用ネジ穴に螺入されることにより、着脱可能に固定されている。

図３に示されるように、キャビティ側面形成ブロック３０は、キャビティ主面形成ブロック１８の上側に位置しており、ボルト３３により枠基部２０に対して着脱可能に固定されている。そして本実施形態では、キャビティ側面形成ブロック３０の当接面３０ｂの固定金型１３側には凹部が設けられ、該凹部に向けて別の貫通孔が型開閉方向に設けられている。そして前記貫通孔の枠基部２０側からボルト３６を挿通し、入光面形成ブロック３５に形成されたボルト用ネジ穴に螺入することにより、入光面形成ブロック３５が前記凹部内に交換可能に固定されている。従って本実施形態では、前記入光面形成ブロック３５のみを交換することにより、微妙な形状の相違によって光学特性に大きな影響が出る入光面を最適な形状とすることができる。なおキャビティ側面形成ブロック３０により入光面が形成されるものでもよい。

また枠基部２０の上方には、ブラケット３７が固定金型１３側に延設されるよう張り出して固定されている。ブラケット３７の固着方法は、ブラケット３７に貫通孔が形成され、該貫通孔を介して枠基部２０に形成されたボルト用ネジ穴に向けてボルト６１を挿通・螺入することにより固着される。そして該ブラケット３７の内側面には凹部が形成され、該凹部には押圧手段であるバネ３８が固着されている。そして前記バネ３８の先端は、キャビティ側面形成ブロック３０の外壁面に当接されている。従ってキャビティ側面形成ブロック３０は、キャビティ主面形成ブロック１８の中心方向に向けて付勢され押圧されている。キャビティ側面形成ブロック３０がボルト３３により枠基部２０に対して固定されているが、更に中心方向に向けて押圧されているのは次の理由である。即ちキャビティ側面形成ブロック３０の貫通孔とボルト３３との間には僅かな間隙が存在する。そこでその間隙によって生じるキャビティ側面形成ブロック３０の型開閉方向と直交する方向への配設位置を、望ましい配設位置とするためである。

図３に示されるように、キャビティ側面形成ブロック３１は、キャビティ主面形成ブロック１８の右側に位置しており、ボルト３４により枠基部２０に着脱可能に固定されている。ボルト３４によるキャビティ側面形成ブロック３１の枠基部２０への固定および着脱方法は、上記のキャビティ側面形成ブロック２９，３０の場合と同様である。そしてキャビティ側面形成ブロック３１についても、前記キャビティ側面形成ブロック３０と同様の理由および構成により、キャビティ主面形成ブロック１８の中心方向に向けて常時押圧されている。即ち枠基部２０の側面にはブラケット３９が図示しないボルトにより固定されている。ブラケット３９は固定金型１３側に延設されており、該ブラケット３９の内側の凹部に固定された押圧手段のバネ４０の先端がキャビティ側面形成ブロック３１の外壁面に当接されている。

また可動枠部２２であるキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１とキャビティ主面形成ブロック１８およびランナ形成ブロック１９との間にはエア通路６２等が形成され、該エア通路６２等からエアを噴出されることにより、導光板やランナ離型の際の補助を行う。またこれらのエア通路６２等についても、冷却媒体流路２４ａ，２４ｂと同じく、キャビティ主面形成ブロック１８やキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１を交換しても、エアが噴出可能となっている。このような型開閉方向と直交する方向に少なくとも一辺、更に望ましくは２辺以上のキャビティ側面形成ブロック３０，３１を、キャビティ主面形成ブロック１８に向けて押圧することにより、キャビティ主面形成ブロック１８とキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１が熱膨張した際にその位置関係に支障を生じないようになっている。

次に固定金型１３について説明すると、図１ないし図３に示されるように、図示しない射出圧縮成形機の固定盤に取付けられる固定金型１３には、金型本体部４１、キャビティ主面形成ブロック４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、固定ゲートカッタ４５、当接ブロック４６が配設されている。そして金型本体部４１の固定盤側には、断熱板４７が取付けられるとともに、図示しない射出装置のノズルが挿入される穴４８が形成され、その周囲にはロケートリング４９が取付けられている。金型本体部４１の可動金型１２側にはキャビティ主面形成ブロック４２がボルト５０により着脱自在に取付けられ、該キャビティ主面形成ブロック４２の可動金型１２と対向する面は、キャビティ主面形成面４２ａとなっている。本実施形態においてこの主面形成面４２ａは、導光板の反射面を形成する部分であり、微細なドットが刻設されている。なおキャビティ形成面についてもスタンパが表面に配設されるものであってもよい。またキャビティ主面形成ブロック４２の内部には、前記キャビティ主面形成面４２ａと平行に、冷却媒体流路５１ａが形成され、該冷却媒体流路５１ａは、金型本体部４１内部の冷却媒体流路５１ｂを経て金型外部の温調器に接続されている。そしてキャビティ主面形成ブロック４２と金型本体部４１の間における冷却媒体流路５１ａ，５１ｂの接続部の周囲にはＯリング５１ｃが挿入され、両者の間から冷却媒体が漏洩しないようになっている。

また前記キャビティ主面形成ブロック４２の下方には、インサートブロック４３が金型本体部４１に固着されている。そしてインサートブロック４３の内部には、スプルブッシュ４４が固定され、スプルブッシュ４４の先端面とインサートブロック４３の可動金型１２側のランナ形成面４３ａは、可動金型１２のランナ形成ブロック１９のランナ形成面１９ａと対向している。そして前記ランナ形成面４３ａは、前記ランナ形成面１９ａ等とともにランナＰ２を形成する面である。前記ランナ形成面４３ａの溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ４４に隣接する部分からキャビティＣに向けて徐々に広くなっている。そしてインサートブロック４３の内部には前記スプルブッシュ４４を囲むように冷却媒体流路５２ａが形成されている。冷却媒体流路５２ａは、スプルブッシュ４４、ランナ形成面４３ａ、固定ゲートカッタ４５を冷却するために形成され、インサートブロック４３の内部を通り、金型本体部４１内の冷却媒体流路５２ｂを経由して金型本体部４１から金型外部の温調器に連通されている。

そしてインサートブロック４３と、キャビティ主面形成ブロック４２との間には、固定ゲートカッタ４５が固着されている。そして固定ゲートカッタ４５の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、ゲートカッタ４５と同じか僅かに幅広に形成されている。また固定金型１３のキャビティ主面形成ブロック４２と当接ブロック４６の間にもエア通路５３，５３が形成されている。当接ブロック４６は、キャビティ主面形成ブロック４２とインサートブロック４３の周囲に形成され、本実施形態では枠形状から形成されている。しかしインサートブロック４３を複数に分割してもよい。当接ブロック４６の可動金型１２側は、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の当接面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂと当接する当接面４６ａとなっている。当接ブロック４６には、当接面４６ａ側が拡径された貫通孔が型開閉方向に形成されている。そして当接ブロック４６は、当接面４６ａ側から金型本体部４１のボルト用ネジ穴に向けてボルト５５が挿通・螺入されることにより固定されている。

次に図４および図５により、同一の射出圧縮成形金型１１の一部のブロックを交換して異なる導光板を成形する導光板の射出圧縮成形方法について説明する。射出圧縮成形金型１１の一部のブロックを交換して異なる導光板を成形する理由は、異なる導光板を成形する度に、専用の射出圧縮成形金型を準備していたのではコストアップに繋がるからである。特に携帯電話用の導光板の場合、近年画面が大型化してきているが、金型の一部を交換するだけで、前記の導光板の大型化に対応できるのでコストダウンに繋がる。また導光板の場合、初期の型設計時の計算値のみにより加工された金型では、厳しい基準の光学特性値が実現できない場合があり、後で金型の一部だけを交換できるようにしておくことが望ましい。

まず最初の例として、導光板の入光面の形状変更または金型の入光面３５ａが摩耗等のために、入光面形成ブロック３５のみを交換する場合について説明する。まず図１ないし図３に示される射出圧縮成形金型１１を図示しない固定盤および可動盤から取外し、射出圧縮成形機外へ取出す。次にボルト６１を取外して、ブラケット３７を取外す。次にボルト３３を外し、キャビティ側面形成ブロック３０を枠基部２０から取外す。そしてキャビティ側面形成ブロック３０からボルト３６を取外し、入光面形成ブロック３５を外して、異なる入光面形成ブロックに取換える。そして組立の際には、再び前記の逆の手順で、キャビティ側面形成ブロック３０等を成形可能な状態に組立てる。

次の例として、導光板の主面（出光面と反射面）の形状が変更される場合について説明する。まず導光板の射出圧縮成形金型１１を射出圧縮成形機から取外す。そして可動金型１２については、ボルト６１等を取外し、ブラケット３７，３９を取外す。次にボルト３２，３３，３４を外し、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１を枠基部２０から取外す。次に金型本体部１５の裏面側から係止してあるボルト２１を取外し、コア部１６全体を金型本体部１５から取外す。そしてコア基部ブロック１７の金型本体部１５側の面からボルト２３を取外し、コア基部ブロック１７とキャビティ主面形成ブロック１８を分離する。次に新しいキャビティ主面形成ブロック１８を取付け組立する際について説明すると、新しいキャビティ主面形成ブロック１８を再度ボルト２３によりコア基部ブロック１７と固着する。この際、新しく取付けられるキャビティ主面形成ブロック１８も型開閉方向に直交する面方向において同じ位置にボルト２３が螺入できるボルト用ネジ穴が形成されていることは言うまでもない。またキャビティ主面形成ブロック１８の冷却媒体流路２４ａとコア基部ブロック１７の冷却媒体流路２４ｂの位置も同じ位置となっている。そしてキャビティ主面形成ブロック１８と固着されたコア基部ブロック１７をボルト２１により金型本体部１５に固定する。なお板厚の異なる導光板の成形を行う場合や、同じ仕様の導光板であっても板厚の微調整を行う場合に、キャビティ主面形成ブロック１８のみを板厚が異なるキャビティ主面形成ブロック１８に変更する場合もあり得る。

次にキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の固定を行う。図４および図５の例では、面積の大きい導光板用のキャビティ主面形成ブロック１８に交換され、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１もそれに対応して外側に配設されるものに交換される。可動金型１２は、予めコア基部ブロック１７と枠基部２０の間に間隙Ｈが形成され、バネ２８の取付位置も比較的外壁面寄りとなっている。従って図４および図５の例のようにコア基部ブロック１７のキャビティ主面形成ブロック１８との当接される面の面積に対して、新しく取付けるキャビティ主面形成ブロック１８のコア基部ブロック１７との当接される面の面積の方が大きい場合であっても、コア基部ブロック１７とキャビティ主面形成ブロック１８が互いに干渉されることなく型開閉方向に相対的に位置移動できるようになっている。

キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の固定の手順は、まずキャビティ側面形成ブロック２９を、ボルト３２と図示しないピンにより枠基部２０に位置決め固定する。次にキャビティ側面形成ブロック３０，３１をボルト３３，３４により枠基部２０に取付ける。この際ボルト３３，３４の締め込みトルクはやや弱めに行う。そして次にボルト６１等によりブラケット３７，３９を枠基部２０に固定し、バネ３８，４０でキャビティ側面形成ブロック３０，３１をキャビティ主面形成ブロック１８に向けて押付ける。そして最後にキャビティ側面形成ブロック３０，３１のボルト３３，３４による締め込みを強化して、キャビティ側面形成ブロック３０，３１と枠基部２０を完全に固定する。なおキャビティ側面形成ブロックの分割数については、交換により変更される場合もあり得る。

一方、固定金型１３のブロックも可動金型１２のブロックの変更に応じて交換される。
即ち、当接ブロック４６を固着するボルト５５が外され、金型本体部４１から当接ブロック４６が取外される。また金型本体部４１側からは、キャビティ主面形成ブロック４２を固着するボルト５０が外され、キャビティ主面形成ブロック４２が取外される。そしてキャビティ主面形成ブロック４２は、導光板の形状に応じて可動金型１２のキャビティ主面形成ブロック１８と対応する形状および面積のものに変更される。またキャビティ主面形成ブロック４２の形状および面積に応じて、その周囲を囲む当接ブロック４６も交換される。そして当接ブロック４６の当接面４６ａは、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１の当接面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂと略一致する形状および面積のものに交換される。

次に図６のチャート図により、本実施形態の射出圧縮成形金型１１による成形工程について説明する。そして本実施形態では対角寸法３インチ、板厚０．４ｍｍの導光板を４秒の成形サイクル時間で成形している。その内訳は、型開閉時間（取出時間、中間時間含む）１．３５秒、射出時間０．０５秒、保圧時間０．４秒、冷却時間２．２秒（実質的に冷却は射出開始から始まっている）である。このため本実施形態では、可動金型１２のキャビティ主面形成面１８ａを冷却する冷却媒体流路２４ａ等、突き出しピン２５およびランナ形成面１９ａ近傍を冷却する冷却媒体流路２６ａ、固定金型１３のキャビティ主面形成面４３ａを冷却する冷却媒体流路５１ａ、スプルブッシュ４４近傍およびランナ形成面４３近傍を冷却する冷却媒体流路５２ａへ、温調器により成形される樹脂であるポリカーボネートのガラス転移温度Ｔｇより４０〜７０℃低い、８０〜１２０℃程度に温度制御された冷却媒体（冷却水）を流している。

また射出装置の前部ゾーン（最もノズルに近いゾーン）は３１０℃に温度設定され、ポリカーボネートの溶融樹脂が計量されている。なおポリカーボネートを用いた場合の前記射出装置の前部ゾーンの温度設定は、３００〜３５０℃に温度設定されることが望ましい。そして図示しない型締装置が作動され、固定盤に取付けられた固定金型１３に対して可動盤に取付けられた可動金型１２を当接させることにより型閉が行われる。この型閉の際の可動金型１２のコア部１６と可動枠部２２の関係は、図１の状態である。次に型締力を５０〜２００ｋＮに上昇させて型締を行う。そのことにより図２に示されるように、バネ２８の弾発力に打ち勝って可動金型１２の金型本体部１５と可動枠部２２の枠基部２０とが当接または近接され、コア部１６のキャビティ主面形成ブロック１８に対して可動枠部２２のキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１が後退した位置となる。そして固定金型１３と可動金型１２との間には、厚さ可変のゲートＰ３を含むランナＰ２、および該ランナＰ２に接続された厚さ可変のキャビティＣが形成される。この際、キャビティＣ内のエアを吸引することがキャビティＣ内の溶融樹脂流動の点から望ましい。

次に所定の遅延時間が経過すると、図示しない射出装置のノズルからスプルブッシュ４４を介して１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃの射出速度により溶融樹脂を射出する。可動盤および可動金型１２の金型本体部１５およびコア部１６は、射出時の圧力により、再び図１に示されるようなコア部１６が後退した状態となる。そのことにより可動金型１２の可動枠部２２は、コア部１６よりも相対的に前方位置となり、固定金型１３のキャビティ主面形成面４２ａ等と可動金型１２のキャビティ主面形成面１８ａとの間隔は、図２に示されるような最初に型締力が及ぼされた位置と比較して最大５０〜２００μｍほど広がる。また同様に固定金型１３と可動金型１２間の距離が広がることによりランナＰ２およびゲートＰ３の間隔が前記の５０〜２００μｍだけ開き、ゲートＰ３の断面積が大きくなったキャビティＣに溶融樹脂を射出することができ、溶融樹脂の流動損失を少なくすることができる。またその結果、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができることから、特に導光板のゲート近傍に内部応力が発生することがないという利点がある。

そして射出装置によりスクリュ位置が所定の保圧切換位置に到達すると、射出制御から保圧制御に切換えられる。保圧制御に切換えられた後も型締装置側では高型締力による型締が行われているから、上記の射出の際に型開した距離、またはその距離よりも少ない距離だけ型締方向に可動金型１２のコア部１６（キャビティ主面形成面１８ａ）が移動される。または射出開始時の可動金型１２の位置が完全に型締された位置よりも開き気味の場合は、型開量（位置）よりも型締量（位置）の方が前進される場合もある。そして保圧制御に切換してから一定時間後、または保圧切換と同時に、型締力を減少させる。本実施形態では、型締力の低下と同時に、図示しないゲートカッタ装置により、ゲートＰ３の切断を行う。なお本実施形態ではゲートカッタは導光板の大きさが変更されても変更されないが、大型導光板の成形に変更する場合、ゲート部分を広げるとともにゲートカッタの幅（溶融樹脂の流動方向に直交する長さ）も広げてもよい。

上記のように本実施形態では、ゲートカッタ２７によりゲートＰ３の切断が行われた後は、キャビティＣ内の溶融樹脂へは射出装置側からの保圧が完全に及ばなくなるが、型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されることによりキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１に対して相対的にキャビティ主面形成ブロック１８が前進し、キャビティＣ内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。そして冷却媒体流路２４ａ、２６ａ，５１ａ，５２ａには冷却媒体が流されているから、キャビティＣやランナＰ２、スプルＰ１の溶融樹脂の冷却・固化が進行する。そして型開前から離型エアがエア通路５３，６２等に及ぼされ、圧抜・型開とともに、導光板のキャビティ主面形成面１８ａ，４２ａ、キャビティ側面形成面２９ａ，３０ａ，３１ａ、およびランナ形成面１９ａ，４３ａ等からの離型が促進される。そして型開されると図示しない取出用ロボットにより取出しが行われる。

次に図７ないし図９に示される別の実施形態における導光板の射出圧縮成形金型６５について説明する。図７は、別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であり、図８は、別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締されキャビティ容積が減少した際の状態を示す図である。また図９は、別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。図７ないし図９に示される別の実施形態は、金型におけるキャビティの数を２に増やしたことに伴う変更であり、技術思想自体は、図１ないし図６の実施形態と略同じである。またキャビティの数は複数であれば個数は問わない。従って図１等と同一部分は同一符号で表わし、説明を大幅に省略し、相違点を中心に説明する。

別の実施形態の射出圧縮成形金型６５は、第１の金型である可動金型６６と第２の金型である固定金型６７とからなり、型合わせされた両金型６６，６７の間には容積および厚さが可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成されるようになっている。可動金型６６は、金型本体部１５とコア部１６と可動枠部２２等が設けられ、コア部１６と可動枠部２２が型開閉方向に相対的に位置変更可能となっている。そしてコア部１６は２面のキャビティ主面形成ブロック１８，１８と、ランナ形成ブロック１９とからなっている。またそしてランナ形成ブロック１９のスプルブッシュ４４に対向する位置にエジェクタ装置の突き出しピン２５が配設されている。

そして金型本体部１５に対するコア基部ブロック１７およびキャビティ主面形成ブロック１８の取付方法も同様にボルト２１，２３によって行われる。またコア部１６を囲繞する可動枠部２２についても枠基部２０とキャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１から構成されている。先の図１ないし図６の実施形態との相違点は、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１は、突き出しピン２５を中心に線対称状に配設され、ブラケット３９，３９に固着されたバネ４０，４０により押圧されるキャビティ側面形成ブロック３１，３１が上方のキャビティＣ１と下方のキャビティＣ２で異なる側に設けられている点である。そして上方のキャビティＣ１における一方の側面形成面２９ａ１とゲート側の側面形成面２９ａ２を構成するキャビティ側面形成ブロック２９は、下方のキャビティＣ２を構成するキャビティ側面形成ブロック３１と当接されるとともに、下方のキャビティＣ２におけるゲート側の側面形成面２９ａ３も構成する。また同様に下方のキャビティＣ２の一方の側面形成面２９ａ４とゲート側の側面形成面２９ａ５を構成するキャビティ側面形成ブロック２９は、上方のキャビティＣ１を構成するキャビティ側面形成ブロック３１と当接されるとともに、上方のキャビティＣ１のゲート側の側面形成面２９ａ６も構成する。

そして上方のキャビティＣ１の上側と下方のキャビティＣ２の下側にそれぞれ配設されたキャビティ側面形成ブロック３０には入光面形成ブロック３５が着脱自在に固着され、ブラケット３７に配設されたバネ３８によりキャビティＣ１，Ｃ２の中心方向にそれぞれ押圧されている点も図１ないし図６の実施形態と同様である。またコア基部ブロック１７と枠基部２０の間には間隙Ｈが設けられ、図９において破線で示される大きさのキャビティ主面形成ブロック１８にまでは交換可能である点も図１ないし図６の実施形態と同様である。更にキャビティ主面形成ブロック１８等を交換しても冷却媒体流路２４ａ等やエア通路６２がそのまま連通され支障なく作動される点も同じである。

一方、図７および図８に示されるように、図示しない射出圧縮成形機の固定盤に取付けられる固定金型６７についても、金型本体部４１、キャビティ主面形成ブロック４２，４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、固定ゲートカッタ４５、当接ブロック４６等から形成されている。そして可動金型６６のキャビティ主面形成面１８ａ，１８ａに対向して、キャビティ主面形成ブロック４２，４２にはそれぞれキャビティ主面形成面４２ａ，４２ａが形成されている。また前記キャビティ主面形成ブロック４２およびインサートブロック４３を取囲むように、当接ブロック４６が形成されている。なお本実施形態では当接ブロック４６についても複数に分割されている。

そして導光板の形状が変更された場合に、各ブロックが交換可能となっている点についても図１ないし図６の実施形態と同様である。即ち射出圧縮成形金型６５を固定盤および可動盤から取外した後、可動金型６６側は、ブラケット３７，３９、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１、コア基部ブロック１７、キャビティ主面形成ブロック１８を順に各ボルトを取外して分解する。そして次に成形される導光板に応じたキャビティ主面形成ブロック１８、キャビティ側面形成ブロック２９，３０，３１に交換する。また固定金型６７側も金型本体部４１から当接ブロック４６とキャビティ主面形成ブロック４２を次に成形される導光板に応じたキャビティ主面形成ブロック４２、当接ブロック４６に交換する。

なお図６ないし図９に記載される実施形態についても、成形される導光板の面積は同じで、板厚や反射面や出光面のパターン等を変更するためにキャビティ主面形成ブロック１８のみを交換する場合や、入光面を交換するために入光面形成ブロック３５のみを交換する場合も有り得る。

次に図１０および図１１に示される更に別の実施形態について説明する。図１０は、更に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であり、図１１は、更に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって異なる導光板を成形するためブロックを交換した状態を示す図である。図１０および図１１に示される実施形態の射出圧縮成形金型７１は、所謂インロー金型と呼ばれるものである。射出圧縮成形金型７１の特徴としては、キャビティ側面形成ブロック９３とキャビティ主面形成ブロック７６はいずれか一方が固定金型８０に配設され、いずれか他方が可動金型７２に配設されるというように、両者が別の金型に配設されている点があげられる。そして可動金型７２の金型本体部７３には、コア基部ブロック７４がボルト７５により固定され、その前面にキャビティ主面形成面７６ａを形成するキャビティ主面形成ブロック７６がボルト７７により背面側から固定されている。そしてキャビティ主面形成ブロック７６、コア基部ブロック７４、および金型本体部７３には冷却媒体流路７８ａ，７８ｂ，７８ｃが連通されるよう形成されている。また金型本体部７３にはエジェクタの突き出しピン等が配設されるランナ形成ブロック７９が図示しないボルト等により固着されている。

一方固定金型８０は、金型本体部８１の固定盤側にノズル当接部８２が設けられ、ホットランナのマニホールドブロック８３に接続されている。そして前記マニホールドブロック８３は、ホットランナノズル８４に接続され、ホットランナノズル８４内にはシリンダ８５により開閉作動されるバルブゲート８６が配設されている。またホットランナノズル８４の周囲にはランナ形成ブロック８７が配設されている。そして金型本体部８１の可動金型７２側の略中央には、キャビティ主面形成面８８ａを形成するキャビティ主面形成ブロック８８がボルト８９により固定されている。そしてキャビティ主面形成ブロック８８と金型本体部８１には、冷却媒体流路９０ａ，９０ｂが連通されるようになっている。

また金型本体部８１の可動金型７２側における周辺部には枠基部９１が前記キャビティ主面形成ブロック８８を取囲むようにボルト９２により固定されている。そして枠基部９１の可動金型７２側にはキャビティ側面形成ブロック９３がボルト９４により取付けられている。この実施形態ではキャビティ側面形成ブロック９３は枠形状だが分割されたものが一体となり枠を構成するものでもよい。なお、可動金型に凹状のキャビティ主面形成ブロックとキャビティ側面形成ブロックを設け、固定金型に凸状のキャビティ主面形成ブロックを設けてもよい。

そして射出圧縮成形金型７１を用いて面積が小さい導光板の成形から面積が大きい導光板の成形に変更する場合は、図１０に示される例から図１１に示される例のように各ブロックの交換を行う。即ち図示しない射出圧縮成形機から射出圧縮成形金型７１を取外し、可動金型７２側の金型本体部７３からコア基部ブロック７４、キャビティ主面形成ブロック７６を取外し、図１１に示される面積の大きいキャビティ主面形成ブロック７６に交換する。また固定金型８０側も金型本体部等８１からキャビティ主面形成ブロック８８、キャビティ側面形成ブロック９３、および枠基部９１を取外し、図１１に示される面積が大きいキャビティ主面形成ブロック８８およびそれに対応したキャビティ側面形成ブロック９３、枠基部９１に交換する。

次に更に別の実施形態射出圧縮成形金型７１による成形について説明する。図１０および図１１に示されるようにインロータイプの射出圧縮成形金型７１は、固定金型８０のキャビティ主面形成ブロック８８、枠基部９１、およびキャビティ側面形成ブロック９３から構成される凹部に対して、可動金型７２のキャビティ主面形成ブロック７６が嵌合されキャビティＣが形成される。そして図示しない型締装置による可動金型７２の移動によって、キャビティ主面形成ブロック７６に対してキャビティ側面形成ブロック９３が、型開閉方向に相対位置変更可能に設けられている。従って射出圧縮成形金型７１についても本発明の範囲に入る。そして射出が行われるのと前後して、可動金型７２が前進してキャビティＣの容積を減少させ、キャビティＣ内の溶融樹脂を圧縮する点も図１ないし図６の実施形態と同様である。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本発明の導光板の範疇には、光拡散板等の内部に光が通される板状体すべてを含むものとする。そして導光板の成形に使用される樹脂については、ポリカーボネートの例について記載したが、光学性能に優れる樹脂なら他の樹脂でもよく、例としては、メタクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂などが上げられる。

本実施形態における導光板の成形は、射出時に可動金型が一時的に後退するタイプの射出圧縮成形方法について記載したが、板厚が０．２〜０．５ｍｍ程度の場合は射出プレスのタイプによる射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法で行うことも想定される。更に射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法については、水平方向に型開閉されるものではなく、垂直方向に型開閉されるものでもよい。

そして前記射出圧縮成形金型の各ブロックの分解および組立方法は上記の実施形態に留まらず、各ブロックを固定するボルトの位置、方向、本数等についても限定されない。また各ブロックの一部は、ボルトを使用せずにピンや嵌め合いにより組付けられるものでもよい。またキャビティ主面形成ブロック等を交換することにより、平板状の導光板の成形と楔型導光板の成形とを同じ金型で行うこともできる。

本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締されキャビティ容積が減少した際の状態を示す図である。本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって異なる導光板を成形するためブロックを交換した状態を示す図である。図５は、図４における可動金型の正面図である。図６は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形方法を示すチャート図である。別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締されキャビティ容積が減少した際の状態を示す図である。別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。更に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図である。更に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって異なる導光板を成形するためブロックを交換した状態を示す図である。

１１，６５，７１射出圧縮成形金型
１２，６６，７２可動金型
１３，６７，８０固定金型
１５，４１，７３，８１金型本体部
１６コア部
１７，７４コア基部ブロック
１８，４２，７６，８８キャビティ主面形成ブロック
１８ａ，４２ａ，７６ａ，８８ａキャビティ主面形成面
２２可動枠部
２９，３０，３１，９３キャビティ側面形成ブロック
２９ａ，３０ａ，３１ａキャビティ側面形成面
Ｃキャビティ
Ｈ間隙

Claims

固定金型のキャビティ主面形成面に対する可動金型のキャビティ主面形成面の距離が可変に形成された導光板の射出圧縮成形金型において、
キャビティ主面形成面を形成するキャビティ主面形成ブロックと、該キャビティ主面形成ブロックに対して少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に設けられたキャビティ側面形成ブロックとが、いずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に交換可能に設けられ、前記キャビティ側面形成ブロックのうち少なくとも一辺を形成するキャビティ側面形成ブロックは、キャビティ主面形成ブロックに向けて押圧手段により付勢されていることを特徴とする導光板の射出圧縮成形金型。
前記キャビティ側面形成ブロックは、バネにより型開閉方向と直交する方向に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板の射出圧縮成形金型。
本体部に対してバネを介して可動枠部の枠基部が設けられ、前記枠基部の前面側にキャビティ側面形成ブロックが交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板の射出圧縮成形金型。
固定金型のキャビティ主面形成面に対する可動金型のキャビティ主面形成面の距離が可変に形成された導光板の射出圧縮成形金型を用い、
キャビティ主面形成面を形成するキャビティ主面形成ブロックと、該キャビティ主面形成ブロックに対して少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に設けられキャビティ主面形成ブロックに向けて押圧手段により付勢されているキャビティ側面形成ブロックとがいずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に配設されており、前記キャビティ主面形成ブロックとキャビティ側面形成ブロックをそれぞれ交換して、同一の金型により異なる導光板の成形を行うことを特徴とする導光板の射出圧縮成形方法。
前記キャビティ側面形成ブロックと前記キャビティ主面形成ブロックはいずれも固定金型または可動金型のいずれか一方に配設され、前記ブロックの取外し順序は、キャビティ側面形成ブロックを取外してから、キャビティ主面形成ブロックの取外しを行うことを特徴とする請求項４に記載の導光板の射出圧縮成形方法。
前記キャビティ主面形成ブロックを板厚が異なるキャビティ主面形成ブロックに変更することにより、板厚の異なる導光板の成形を行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の導光板の射出圧縮成形方法。