JP6601498B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学面を備えた成形品を成形する成形装置に関し、特に、例えば計測器などに用いるプリズムや、レーザ光等を照射して物体を検出する測距装置に用いると好適なミラーユニットなどの光学部品を形成する為の成形品を成形する成形装置に関する。

一般的な光学部品としては，高精度な形状を有しながらも低コストで量産できることから、樹脂成形品を用いることが多い。このような樹脂成形品は通常、射出成形により得られる。基本的な射出成形においては、固定金型に対して可動金型を、単一な型開閉方向に沿って開閉させて型締め動作と型開き動作とを交互に行っている。これに対し、アンダーカット形状を持つ成形品は、一般的には固定金型と可動金型のみでは成形できないから、固定金型と可動金型に加えて、型開閉方向に対して直交するスライド方向に移動するスライド型を用いて、アンダーカット形状を成形するようにしている。

特許文献１には、可動金型に設けたアンギュラピンをスライドコアに係合させ、可動金型の移動に連動してスライドコアをその直交方向に移動させる成形装置が開示されている。特許文献１に記載された成形装置によれば、深絞り形状の鍔部から突出した係止部を成形する為にスライドコアを用いている。かかる係止部は特に高精度である必要なく、またスライド方向に比較的小さい投影面積を有するものであるので、型締め時にスライドコアの外方端を可動金型の突出した係合部で抑えれば足りる。

特開２００８−１２６４４６号公報

ところで、交差する方向に対向して高精度の光学面を持つ光学部品、例えば上下面及び側面が光学面である特殊プリズム等を射出成形したいという要請がある。このような特殊プリズム等は、アンダーカット形状を持たないので、固定金型及び可動金型のみで成形できるという考えもある。しかしながら固定金型と可動金型のみでは、型開閉方向に対向する(上下面の)光学面の精度は確保できても、型開閉方向に交差する方向に対向する(側面の)光学面を高精度に成形することが困難であることが多い。そこで、特許文献１のスライドコアを流用して、このような特殊プリズム等を成形することを考える。かかる場合、特殊プリズムの側面の光学面は、比較的大きな面積を有するので、スライドコアを型締め時に確実に保持する必要がある。その理由を以下に説明する。

光学部品の成形時には光学面のヒケなどを抑制するために、固定金型と可動金型とに数１０トンから数１００トンの圧力を印加した状態で、樹脂を成形することが行われる。従って、特殊プリズムを成形するために、スライドコアに光学面の転写面を設けると、スライドコアが受けた過大な圧力に応じてスライドコアの微小移動や変形等を招き、光学面の高精度な成形を行えなくなったり、型合わせ面の隙間が増大して長いバリなどが発生する恐れがある。これに対し大荷重を受けることができる油圧装置などを用いてスライドコアを支持するようにすれば、スライドコアを移動可能とすると共に型締め時に確実に固定することができるが、それにより成形装置の大型化を招き、また光学部品のコストが増大してしまうという問題がある。かかる問題は、アンダーカット形状を持つ成形品を成形する場合にも生じうる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、成形品に高精度な光学面を転写するためにスライド型を用いてなる小型で且つ安価な成形装置を提供することを目的とする。

上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した成形装置は、光学面を備えた成形品を成形する成形装置であって、
固定金型と、
前記固定金型に対して型開閉方向に移動可能となっている可動金型と、
前記可動金型に連結され一体的に移動する駆動部材と、
前記可動金型が前記型開閉方向に移動したときに、前記駆動部材により前記型開閉方向に交差するスライド方向に駆動されるようになっているスライド型と、を有し、
前記スライド型は、前記光学面を転写形成するスライド型転写面を持つコアと、前記コアを保持するホルダと、を有し、
前記可動金型を前記型開閉方向に沿って前記固定金型に対する型締め位置へと移動したときに、前記スライド方向に沿って配置された第１部材の剛性は、前記型開閉方向に沿って配置された第２部材の剛性よりも高くなっており、
前記コアが、前記第１部材であり、前記固定金型及び／又は前記可動金型が、前記第２部材であるものである。

本発明によれば、成形品に高精度な光学面を転写するためにスライド型を用いてなる小型で且つ安価な成形装置を提供することができる。

第１の実施形態にかかる成形品を成形する成形装置の断面図である。 図１の成形装置により成形される特殊プリズムとしての成形品の斜視図である。 参考例として示す成形装置の断面図である。 第２の実施形態にかかるミラーユニットを用いたレーザレーダを車両に搭載した状態を示す概略図である。 ミラーユニットを用いたレーザレーダＬＲの概略構成図である。 レーザレーダＬＲにおけるミラーユニットＭＵの断面図である。 ミラーユニットＭＵの回転に応じて、出射するレーザスポット光ＳＢで、レーザレーダＬＲの検出範囲ＲＧ内を走査する状態を示す図である。 ミラーユニットを形成する為の成形品を成形する本実施形態にかかる成形装置の断面図である。 成形装置の主要部を示す断面図である。 スライド型周辺を拡大して示す斜視図である。 特許文献１の図２に相当する従来技術の金型の断面図である。

(第１の実施形態)
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図１は、顕微鏡や計測器等に用いることができる特殊プリズムとしての成形品を成形する成形装置の断面図であり、左半分は型開き時の断面であり、右半分は型締め時の断面である。図２は、図１の成形装置により成形される特殊プリズムとしての成形品の斜視図である。

図２に示すように、樹脂製の成形品ＭＰは、短手方向断面が台形状の棒状体であって、４つの平面鏡面である光学面ＯＰ１〜ＯＰ４を有している。このような成形品ＭＰから形成される特殊プリズムは、例えば特開２０００−９８２３７号公報に開示された顕微鏡の他、計測器等で用いることができる。

次に、成形品ＭＰを成形する成形装置について説明する。図１において、不図示の定盤上に固定されたベースＢＳ上に保持部ＨＬＤが固定されている。保持部ＨＬＤはその上面中央の凹部内に固定型ＦＤを固定保持している。又、上下方向に沿って固定型（固定金型ともいう）ＦＤに対向するように、可動型（可動金型ともいう）ＭＤが配置されている。固定型ＦＤの上面及び可動型ＭＤの下面が転写面となっている。可動型ＭＤは、支持ブロックＳＴＢの下面中央の凹部に保持固定されており、両者は不図示の駆動源により上下方向に一体で移動可能に配置されている。更に、固定型ＦＤに対し、２つのスライド型ＳＤが、水平方向に移動可能に配置されている。ここで、図１で上下方向（型開閉方向）をＺ方向とし、水平方向（スライド方向）をＸ方向とする。

２つのスライド型ＳＤは、主コア(ここではコア)ＳＤａと、主コアＳＤａを保持するホルダＳＤｃとを有する。主コアＳＤａは、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸに接近するように傾いた平面(スライド型転写面)ＳＤｆを有する。

ホルダＳＤｃは、後述するアンギュラピンＡＰを受け入れ可能なように傾いた円筒孔ＳＤｄと、後述するロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂに対応して傾いたテーパ面ＳＤｕとを有する。尚、図示していないが、接近してきたロッキングブロックＬＢとホルダＳＤｃとが規定の関係になるようにガイドするガイド部を設けるようにしても良い。ホルダＳＤｃは、ベースＢＳの上面にガイドされて、主コアＳＤａと共にＸ方向に移動可能となっている。

可動型ＭＤを挟んで支持ブロックＳＴＢの両側には、２つの凹部ＳＴＢａが形成され、かかる凹部ＳＴＢａに嵌合するようにして、ロッキングブロックＬＢが固定されている。ロッキングブロックＬＢは、支持ブロックＳＴＢの一部であっても良い。ロッキングブロックＬＢは、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように傾いた袋孔ＬＢｃと、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように傾いたテーパ面ＬＢｂとを有する。袋孔ＬＢｃ内には円筒状のアンギュラピンＡＰの上端が挿通されて、その下端側をロッキングブロックＬＢから露出させるようにして固定されている。露出したアンギュラピンＡＰは、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように，それぞれ同じ角度で傾いている。

本実施形態では、型締め時のスライド型ＳＤを起点としてＸ方向に配置された第１部材として、スライド型ＳＤの主コアＳＤａとホルダＳＤｃ、及びロッキングブロックＬＢを超鋼材（例えばヤング率４００ＧＰａ以上）で形成している。一方、型締め時のスライド型ＳＤを起点としてＺ方向に配置された第２部材として、固定型ＦＤ、可動型ＭＤは構造用鋼（例えばヤング率２５０ＧＰａ以下）で形成している。但し、主コアＳＤａと、ホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢの少なくとも１つを構造用鋼で形成しても良い。尚、アンギュラピンＡＰは、射出圧力を直接受けないので構造用鋼で良い。ここで、「剛性が高い」とは、同じ力を付与された場合に変形量がより小さくなることをいい、例えば「ヤング率が高い」ことが相当する。

更に本実施形態では、スライド型ＳＤの平面ＳＤｆをＸ方向に投影した際の投影面積は、固定型ＦＤの転写面又は可動型ＭＤの転写面をＺ方向に投影した際の投影面積に対し、２０％以上である。又、スライド型ＳＤの平面ＳＤｆをＸ方向に投影した際の投影面積が１０００ｍｍ²以上と大きくなっている。このように平面ＳＤｆの投影面積が増大すると、成形時にパスカルの原理に従いキャビティ内の樹脂からスライド型ＳＤが受ける圧力が大きくなり、それに応じてスライド方向に作用する力が増大し、これによりスライド型ＳＤの微小移動や変形が生じて，高精度な成形を行えない恐れがある。かかる不具合を回避するには、成形品のサイズに対して相当に大きな金型を用いたり、大容量の油圧シリンダ機構でスライド金型を移動させるなどの方策が考えられるが、いずれも大掛かりであるから，成形装置の大型化やコストの増大を招く。そこで本実施形態にかかる成形装置は、スライド型ＳＤの主コアＳＤａ及びホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢのみを、ヤング率が高い超鋼材で形成することで、成形時におけるスライド型ＳＤの微小移動や変形を抑制して、小型且つ安価でありながら高精度な成形品を成形できるようにしたのである。尚、スライド型ＳＤの平面ＳＤｆをＸ方向に投影した際の投影面積が、固定型ＦＤの転写面又は可動型ＭＤの転写面をＺ方向に投影した際の投影面積に対し、３０％以上となる場合はより好ましく、又、スライド型ＳＤの平面ＳＤｆをＸ方向に投影した際の投影面積が１５００ｍｍ²以上になる場合はより好ましい。尚、特許文献１において、係止部を成形するスライド金型の投影面積について発明の詳細な説明に具体的な記載はないが、特許文献１の図２に相当する図１１に示すように、係止部ＳＴＰの転写面を型開き方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に投影した際の投影面積が、固定型ＦＤの転写面又は可動型ＭＤの転写面をＺ方向に投影した際の投影面積に対し２０％以下であり、及び、その投影面積は1000ｍｍ²より小さいと推認される。従って、このような構成では、係止部ＳＴＰを転写するスライド金型を超鋼材とする必要はないと考えられる。

次に、本実施形態の成形装置を用いた成形方法について説明する。図１において、固定型ＦＤに対して可動型ＭＤを接近させると、駆動部材であるアンギュラピンＡＰの先端がスライド型ＳＤのホルダＳＤｃに設けられた円筒孔ＳＤｄに係合し、更に可動型ＭＤがＺ方向に沿って接近することで、スライド型ＳＤが押されるように連動しＸ方向に沿って固定型ＦＤに接近し、型締め状態となる。このとき、ロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂが、ホルダＳＤｃのテーパ面ＳＤｕに当接し、スライド型ＳＤの押さえとなる。このようにアンギュラピンＡＰを用いることで、スライド型ＳＤを簡素な機構で駆動できるので、大型の油圧装置等を用いる必要がなく、成形装置の簡素化、小型化を図ることが出来る。

ここで、図１の紙面垂直方向にある不図示のゲート部から溶融した樹脂を供給すると、固定型ＦＤ、可動型ＭＤ，スライド型ＳＤにより形成される密閉されたキャビティ内へと樹脂が供給される。この際の射出圧力により固定型ＦＤと可動型ＭＤが離間する方向に大きな力を受けるが，両者が相対移動しないように７０〜１００トン程度の荷重で可動型ＭＤを抑えている。また、可動型ＭＤのＺ方向における移動が阻止されれば、各スライド型ＳＤのＸ方向の移動も阻止されることとなるが、各部の剛性が低いと、局所的に撓みなどが生じてスライド型ＳＤの微小移動を招く恐れがある。一方、全ての部材を高剛性の素材から形成したり或いは肉厚を厚くしたりすると、スライド型ＳＤの移動を有効に抑制できるが、高剛性の素材を用いると成形金型の加工が困難になるので加工時間が増大するし、肉厚を厚くすると金型大型化によるコストアップや成形装置の大型化を招く。そこで本実施形態では、主コアＳＤａと、ホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢを超鋼材で形成することで、Ｘ方向における各部の変形を抑制して、スライド型ＳＤの移動を阻止し、成形装置の小型化を確保しつつ高精度な成形品を形成できるようにしている。同時に、固定型ＦＤ、可動型ＭＤ，支持ブロックＳＴＢなどは構造用鋼で形成することで、成形装置の大型化防止を図ることができる。

このとき、可動型ＭＤの下面により、図２に示す成形品ＭＰの上側の光学面ＯＰ１が成形され、固定型ＦＤの上面により、成形品ＭＰの下側の光学面ＯＰ２が成形され、２つのスライド型ＳＤの平面ＳＤｆにより、成形品ＭＰの両側の光学面ＯＰ３，ＯＰ４が成形される。

更に、樹脂が固化した後、固定型ＦＤに対して可動型ＭＤを離間させると、ロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂが、ホルダＳＤｃのテーパ面ＳＤｕから離間して、スライド型ＳＤが外方へとスライド可能となり、更にアンギュラピンＡＰがスライド型ＳＤのホルダＳＤｃを外方に押し出すので、スライド型ＳＤが固定型ＦＤより離間するＸ方向へと移動する。アンギュラピンＡＰが円筒孔ＳＤｄから抜けた時点でスライド型ＳＤが停止する。かかる状態で、平面ＳＤｆが成形品ＭＰから十分な距離だけ退避するので、成形品ＭＰを容易に取り出すことができる。

取り出した成形品ＭＰにおいて、必要に応じて光学機能膜を付与する等により，図２に示すような特殊プリズムを形成することができる。

図３は、参考例として示す成形装置の断面図である。図３に示す成形装置では、スライド型を有さず、固定型ＦＤと、固定型ＦＤに対して上下方向に移動可能な可動型ＭＤのみを有している。固定型ＦＤは、左右方向に対向して一対の斜面ＦＤ１，ＦＤ２を有している。図３に示す成形装置で、図２に示す成形品ＭＰを成形した場合、成形後における斜面ＦＤ１，ＦＤ２の抜き抵抗が大きくなり、離型時に成形品が損傷して収率が悪化する恐れがある。又、固定型ＦＤを機械加工する際に、斜面ＦＤ１，ＦＤ２の鏡面形成が困難であり、型の製造コストが大幅に増大することとなる。従って、図３に示す成形装置は簡素な構造を有するものの、総合的に見れば図１に示す成形装置の方が、低コストでありながらも高精度な成形品を成形できるといえる。

(第２の実施形態)
図４は、第２の実施形態にかかるミラーユニットを用いたレーザレーダを車両に搭載した状態を示す概略図である。但し、このタイプのレーザレーダは、車載用途に限られず、ロボット、飛行体や船舶などの移動体に搭載したり、道路や鉄道などの交通インフラにおいて固定物に設置したりできる。本実施形態のレーザレーダＬＲは、車両１のフロントウィンドウ１ａの背後、もしくはフロントグリル１ｂの背後に設けられている。

図５は、ミラーユニットを用いたレーザレーダＬＲの概略構成図である。図６は，レーザレーダＬＲにおけるミラーユニットＭＵの断面図であるが、投光系と受光系は省略している。

レーザレーダＬＲは、例えば、レーザ光束を出射するパルス式の半導体レーザＬＤと、半導体レーザＬＤからの発散光を平行光に変換するコリメートレンズＣＬと、コリメートレンズＣＬで平行とされたレーザ光を、回転するミラー面により対象物ＯＢＪ側（図４）に向かって走査投光すると共に、走査投光された対象物ＯＢＪからの反射光を反射させるミラーユニットＭＵと、ミラーユニットＭＵで反射された対象物ＯＢＪからの反射光を集光するレンズＬＳと、レンズＬＳにより集光された光を受光するフォトダイオードＰＤとを有する。

ミラーユニットＭＵは、２つの略多角錐台を逆向きに接合して一体化した形状を有し、すなわち対になって向き合う方向に傾いたミラー面Ｍ１、Ｍ２を４対有している。第１光学面と第２光学面とを構成するミラー面Ｍ１、Ｍ２は、詳細は後述するが、ミラーユニットＭＵの形状をした樹脂の一体成形品から形成されている。

ミラーユニットＭＵは、全体的に中空であって、中央に水平方向に延在する板状のフランジ部ＦＬを有している。フランジ部ＦＬの中央には、円形開口ＣＨが形成されている。フランジ部ＦＬは、それぞれ板状の第１保持部ＰＴ１と第２保持部ＰＴ２とで挟持されている。フランジ部ＦＬの下方に配置された第１保持部ＰＴ１は、その外周がミラーユニットＭＵの内周にほぼ全周で当接して、一体的に回転するようになっている。第１保持部ＰＴ１の下面中央には非円形断面の開口ＰＴ１ａが形成されており、ここにモータＭＴの回転軸ＳＨの先端が嵌合連結され，一体的に回転するようになっている。開口ＰＴ１ａと回転軸ＳＨの嵌合は圧入で行っても良い。回転駆動源としてのモータＭＴは、レーザレーダＬＲを保持するフレームＦＲに固定されている。よって、ミラーユニットＭＵはモータＭＴの駆動によって一定速度で回転可能となっている。

又、第１保持部ＰＴ１の上面中央には、回転軸ＳＨと同軸になるようにして円筒軸ＰＴ１ｂが植設されており、フランジ部ＦＬの円形開口ＣＨを通して上方へと延在し，更に円形板状の第２保持部ＰＴ２の中央に形成された円形開口ＰＴ２ａを貫通している。円筒軸ＰＴ１ｂの先端は、圧入等によりキャップＣＰに嵌合している。更に、キャップＣＰと第２保持部ＰＴ２との間に配置されたスプリングＳＰＧが、キャップＣＰに対して第２保持部ＰＴ２を離間する方向に付勢しており、その反力が円筒軸ＰＴ１ｂを介して伝達されることで、第１保持部ＰＴ１がフランジ部ＦＬに密着するようになっている。以上のように構成されているので、不図示の電源よりモータＭＴに給電が行われた時、回転軸ＳＨが回転し、第１保持部ＰＴ１を介してミラーユニットＭＵが回転駆動されるようになっている。

図６において、ミラーユニットＭＵの下端外周に、凸状部ＰＪが形成されている。凸状部ＰＪの端面には反射部が形成されている。一方、フレームＦＲには，例えば検出光を投射して，その反射量を測定することで、凸状部ＰＪの通過を検出できるセンサＳＳが設置されている。従って、センサＳＳの出力を読み取ることで、ミラーユニットＭＵの回転速度を求めることができ、これにより不図示の制御装置を用いてモータＭＴの出力をフィードバック制御できる。尚、ミラーユニットＭＵの回転速度の検出態様は以上に限られない。例えば凸状部の代わりに凹状部を設けても良いが、これらはミラーユニットの成形と同時に成形されると好ましい。又、凸状部ＰＪはミラーユニットＭＵの上端側に設けても良い。

半導体レーザＬＤと、コリメートレンズＣＬとで投光系ＬＰＳを構成し、レンズＬＳと、フォトダイオードＰＤとで受光系ＲＰＳを構成する。投光系ＬＰＳ、受光系ＲＰＳの光軸は、ミラーユニットＭＵの回転軸線ＲＯに対して直交している。

次に、レーザレーダＬＲの対象物検出動作について説明する。図５、６において、半導体レーザＬＤからパルス状に間欠的に出射された発散光は、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換され、回転するミラーユニットＭＵの第１ミラー面Ｍ１に入射し、ここで反射され、更に第２ミラー面Ｍ２で反射した後、外部の対象物ＯＢＪ側に例えば縦長の矩形断面を持つレーザスポット光として走査投光される。

図７は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、出射するレーザスポット光ＳＢ（ハッチングで示す）で、レーザレーダＬＲの検出範囲ＲＧ内を走査する状態を示す図である。ミラーユニットＭＵの第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２の組み合わせにおいて、後述するように、それぞれ交差角が異なっている。レーザ光は、回転する第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２にて、順次反射される。まず１番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２にて反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、検出範囲ＲＧの一番上の領域Ｌｎ１を水平方向に左から右へと走査される。次に、２番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、検出範囲ＲＧの上から二番目の領域Ｌｎ２を水平方向に左から右へと走査される。次に、３番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、検出範囲ＲＧの上から三番目の領域Ｌｎ３を水平方向に左から右へと走査される。次に、４番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面で反射したレーザ光は、ミラーユニットＭＵの回転に応じて、検出範囲ＲＧの最も下の領域Ｌｎ４を水平方向に左から右へと走査される。これにより検出範囲ＲＧ全体の１回の走査が完了する。そして、ミラーユニットＭＵが１回転した後、１番対の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２が戻ってくれば、再び検出範囲ＲＧの一番上の領域Ｌｎ１から最も下の領域Ｌｎ４までの走査を繰り返す。

図５、６において、走査投光された光束のうち対象物ＯＢＪに当たって反射したレーザ光の一部は、再びミラーユニットＭＵの第２ミラー面Ｍ２に入射し、ここで反射され、更に第１ミラー面Ｍ１で反射されて、レンズＬＳにより集光され、それぞれフォトダイオードＰＤの受光面で検知されることとなる。これにより検出範囲ＲＧ内の全領域で、対象物ＯＢＪの検出を行える。

次に、ミラーユニットの製造工程について説明する。図８は、ミラーユニットを形成する為の成形品を成形する本実施形態にかかる成形装置の断面図であり、図９は、成形装置の主要部を示す断面図であり、図１０は、スライド型周辺を拡大して示す斜視図であるが、スライド型の中心を通る断面（ＸＺ面）で切断している。

図８において、不図示の定盤上に固定されたベースＢＳ上に、固定型ＦＤが取り付けられており、また後述するアンギュラピンＡＰに対応して開口ＢＳａが形成されている。又、固定型（固定金型ともいう）ＦＤに対向して、可動型（可動金型ともいう）ＭＤが不図示の駆動源により上下方向に移動可能に配置されている。更に、固定型ＦＤに対し、４つ（図８、９では２つのみ図示するが、残りの２つは紙面垂直方向に同様に対向配置されている）のスライド型ＳＤが、水平方向に移動可能に配置されている。ここで、図８，９で上下方向（型開閉方向）をＺ方向とし、水平方向（スライド方向）をＸ方向又はＹ方向（図８，９ではＸ方向のみ図示）とする。

図９において、固定型ＦＤは、略四角錐台状の内周転写面ＦＤａと、内周転写面ＦＤａの頂部に設けた平面状のフランジ転写部ＦＤｂと、フランジ転写部ＦＤｂの中央に形成された円筒状転写部ＦＤｃとを有する。又、固定型ＦＤの内周転写面ＦＤａの周囲に、スライド型ＳＤを案内するガイド面ＦＤｄを形成している。尚、図示していないが、固定型ＦＤには、ミラーユニットＭＵの凸状部ＰＪを形成する為の転写部を有している。

一方、可動型ＭＤは、略四角錐台状の内周転写面ＭＤａと、内周転写面ＭＤａの頂部に設けた平面状のフランジ転写面ＭＤｂと、可動型ＭＤの上端からフランジ転写面ＭＤｂに連通する４つのピンゲート部ＭＤｃとを有する。各ピンゲート部ＭＤｃは、フランジ転写面ＭＤｂの中心から等距離で周方向に等間隔に配置されており、すなわち、隣接するスライド型ＳＤの境界部の中間位置に対応して配置されている。かかる配置により、各ピンゲート部ＭＤｃから供給された樹脂が、スライド型ＳＤの後述する第１平面ＳＤｅと第２平面ＳＤｆとの間からキャビティ内に展開したときに、樹脂同士の先端がぶつかり合う、いわゆるウェルドラインがスライド型ＳＤの境界に位置するようになり、これによりミラー面に歪みなどの影響が生じないようにしている。

図８に示すように、可動型ＭＤは支持ブロックＳＴＢに保持されており、また支持ブロックＳＴＢは板部ＰＴに固定されており，これらはＺ方向に一体的に移動するようになっている。板部ＰＴの下面には、支持ブロックＳＴＢのピンゲート部ＭＤｃが露出した上面により遮蔽される凹部ＣＣが形成されており、更に支持部ＳＰを貫通し凹部ＣＣに連通するようにしてスプルー部ＳＬが形成されている、スプルー部ＳＬは、不図示の樹脂の供給源に接続されている。

支持ブロックＳＴＢの可動型ＭＤの周囲には、４つの凹部ＳＴＢａが形成され、かかる凹部ＳＴＢａに嵌合するようにして、ロッキングブロックＬＢが固定されている。図９に示すように、ロッキングブロックＬＢは、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように傾いた貫通孔ＬＢａと、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように傾いたテーパ面ＬＢｂとを有する。貫通孔ＬＢａ内の上方からアンギュラピンＡＰが挿通されて、その下端側をロッキングブロックＬＢから露出させている。露出したアンギュラピンＡＰは、固定型ＦＤ側に向かうにつれて可動型ＭＤの軸線ＡＸから離間するように，それぞれ同じ角度で傾いている。

４つのスライド型ＳＤは、断面図である図１０において、それぞれ主コアＳＤａと、副コアＳＤｂと、主コアＳＤａ及び副コアＳＤｂを固定保持するホルダＳＤｃとを有する。ホルダＳＤｃは、アンギュラピンＡＰを受け入れ可能なように傾いた円筒孔ＳＤｄと、ロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂに対応して傾いたテーパ面ＳＤｕと、テーパ面ＳＤｕに対向する縁に沿って突出したガイド部ＳＤｖとを有する。ガイド部ＳＤｖは、接近してきたロッキングブロックＬＢをガイドする機能を有する。ホルダＳＤｃは、固定型ＦＤのガイド面ＦＤｄ（図９）に設けられたガイドに係合してＸ方向又はＹ方向に移動可能となっている。

主コアＳＤａは、可動型ＭＤの軸線ＡＸ（図９）に対して傾いた第１平面（第１スライド型転写面）ＳＤｅと、第１平面ＳＤｅとは逆側に傾いた第２平面（第２スライド型転写面）ＳＤｆと、第１平面ＳＤｅと第２平面ＳＤｆとの間に形成された中間面ＳＤｇと、第１平面ＳＤｅの両側に隣接して形成された第１つなぎ面転写面ＳＤｈ（図１０では一方のみ図示）と、第２平面ＳＤｆの両側に隣接して形成された第２つなぎ面転写面ＳＤｉ（図１０では一方のみ図示）とを有する。第１平面ＳＤｅと第２平面ＳＤｆとが同一の主コアＳＤａに形成されているので、両者の傾き角を精度良く確保できる。尚、第１つなぎ面転写面ＳＤｈと第２つなぎ面転写面ＳＤｉは、凹状の曲面であると好ましい。

本実施形態では、図８（ｂ）に示す型締め状態において、各スライド型ＳＤを起点として、Ｘ方向及びＹ方向に沿って配置された第１部材として、主コアＳＤａと、ホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢを超鋼材（例えばヤング率４００ＧＰａ以上）で形成している。一方、Ｚ方向に沿って配置された第２部材として、固定型ＦＤ、可動型ＭＤ，支持ブロックＳＴＢなどは，安価に入手しやすい構造用鋼（例えばヤング率２５０ＧＰａ以下）で形成することで、コストを低減させている。第１部材の剛性は第２部材より高くなっている。但し、主コアＳＤａと、ホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢの少なくとも１つを超鋼材で形成すれば足りる。尚、アンギュラピンＡＰは、射出圧力を直接受けないので構造用鋼で良い。

本実施形態では、４つの主コアＳＤａの形状が互いに異なっている。より具体的には、第１平面ＳＤｅは、軸線ＡＸに対してそれぞれ４５度で傾いているが、第１平面ＳＤｅに対する第２平面ＳＤｆの傾き角（交差角）は、例えば８８度、９０度、９２度、９４度と異なっている。尚、傾き角の選択は任意であるが、対象物ＯＢＪを3次元的に計測するためには互いに０．５度以上異なっていると好ましい。又、第１平面ＳＤｅと第２平面ＳＤｆの面積は，例えば１００ｍｍ²以上と大きくなっており、両面積は等しいと好ましいが、±２０％以内で異なっていても良い。

一方、副コアＳＤｂは、第１平面ＳＤｅに隣接する球面状の第１外周面ＳＤｊ（図１０では一方のみ図示）と、第２平面ＳＤｆに隣接する球面状の第２外周面ＳＤｋ（図１０では一方のみ図示）とを有する。本実施形態においては、図９に示すように、傾いた第１平面ＳＤｅの上端Ｐ１と下端Ｐ２との間におけるＸ方向に沿った距離Ｌを超えて、スライド型ＳＤがＸ方向にスライド可能となっている。又、Ｙ方向に配置されたスライド型ＳＤも同様である。つまり、「成形後における成形品の取り出し時に、第１光学面又は第２光学面がスライド型と干渉する範囲」とは、例えば「成形品の第１光学面又は第２光学面における型開閉方向における一端と、その反対側の他端との間におけるスライド方向に沿った距離Ｌ」をいうものとする。

スライド型ＳＤが最も内側に移動した状態で、周方向に隣接する第１つなぎ面転写面ＳＤｈ同士が隙間なく接触し、且つ周方向に隣接する第１外周面ＳＤｊ同士が隙間なく接触し、また同様に、第２つなぎ面転写面ＳＤｉ同士が隙間なく接触し、且つ第２外周面ＳＤｋ同士が隙間なく接触する。

次に、本実施形態の成形装置を用いた成形方法について説明する。図８（ｂ）に示す状態から、固定型ＦＤに対して可動型ＭＤを接近させると、アンギュラピンＡＰの先端がスライド型ＳＤのホルダＳＤｃに設けられた円筒孔ＳＤｄに係合し、更に可動型ＭＤがＺ方向に沿って接近することで、スライド型ＳＤが押されるように連動しＸ方向及びＹ方向に沿って固定型ＦＤに接近し、図８（ａ）に示す型締めした状態となる。このとき、ロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂが、ホルダＳＤｃのテーパ面ＳＤｕに当接し、スライド型ＳＤの押さえとなる。又、スライド型ＳＤの円筒孔ＳＤｄを貫通したアンギュラピンＡＰの先端は、ベースＢＳの開口ＢＳａ内に進入する。これによりスライド型ＳＤのスライド量を確保できる。このようにアンギュラピンＡＰを用いることで、スライド型ＳＤを簡素な機構で駆動できるので、大型の油圧装置等を用いる必要がなく、成形装置の簡素化、小型化を図ることが出来る。

ここで、外部の樹脂の供給源からスプルー部ＳＬを介して溶融した樹脂を供給すると、凹部ＣＣから４本のピンゲート部ＭＤｃ内に均等に樹脂が供給されて、固定型ＦＤ、可動型ＭＤ，スライド型ＳＤにより形成される密閉されたキャビティ内へと樹脂が供給される。この際の射出圧力により固定型ＦＤと可動型ＭＤが離間する方向に大きな力を受けるが，両者が相対移動しないように７０〜１００トン程度の荷重で可動型ＭＤを抑えている。また、可動型ＭＤのＺ方向における移動が阻止されれば、各スライド型ＳＤのＸ方向及びＹ方向の移動も阻止されることとなるが、各部の剛性が低いと、局所的に撓みなどが生じてスライド型ＳＤの微小移動を招く恐れがある。一方、全ての部材を高剛性の素材から形成したり或いは肉厚を厚くしたりすると、スライド型ＳＤの移動を有効に抑制できるが、成形装置の高コストや大型化を招く。そこで本実施形態では、主コアＳＤａと、ホルダＳＤｃと、ロッキングブロックＬＢを超鋼材で形成することで、Ｘ方向及びＹ方向における各部の変形を抑制して、スライド型ＳＤの移動を阻止し、成形装置の小型化を確保しつつ高精度な成形品を形成できるようにしている。同時に、Ｚ方向に沿って配置された固定型ＦＤ、可動型ＭＤ，支持ブロックＳＴＢなどは構造用鋼で形成することで、成形装置の低コスト化を図ることができる。

このとき、固定型ＦＤの内周転写面ＦＤａにより、成形品ＭＰ（ミラーユニットＭＵと同形状）の一方側の内周面が形成され、フランジ転写面ＦＤｂによりフランジ部ＦＬの下面が形成され、円筒状転写部ＦＤｃによりフランジ部ＦＬの円形開口ＣＨが形成され、また不図示の転写部で凸状部ＰＪ（図６参照）が形成される。又、可動型ＭＤの内周転写面ＭＤａにより、成形品ＭＰの他方側の内周面が形成され、フランジ転写面ＭＤｂによりフランジ部ＦＬの上面が形成される。ここで成形品ＭＰの重心Ｇ（図６参照）が、ミラーユニットＭＵの回転軸線ＲＯに一致すると好ましく、より具体的には重心Ｇを円形開口ＣＨ内、好ましくは円形開口ＣＨの中心とすることで、ミラーユニットＭＵの回転時における振れを抑制できる。尚、固定型ＦＤ，可動型ＭＤ，及び各スライド型ＳＤの型締め時の位置を調整することで、成形品ＭＰの重心調整を行うことができる。

更に、スライド型ＳＤの主コアＳＤａの第１平面ＳＤｅにより第１光学面が形成され、第２平面ＳＤｆにより第２光学面が形成され、中間面ＳＤｇにより繋ぎ面ＭＵｅ（図５参照）が形成され、第１つなぎ面転写面ＳＤｈにより曲面状或いは面取り形状の第１つなぎ面ＭＵａ（図５参照）が形成され、第２つなぎ面転写面ＳＤｉにより曲面状或いは面取り形状の第２つなぎ面ＭＵｂ（図５参照）が形成され、第１外周面ＳＤｊにより球面状の第１外周面ＭＵｃが形成され、第２外周面ＳＤｋにより球面状の第２外周面ＭＵｄが形成される。第１外周面ＭＵｃ、第２外周面ＭＵｄにより、ミラーユニットＭＵの小型化と回転抵抗の減少を図れる。

尚、周方向に隣接する第１つなぎ面ＭＵａ同士、及び周方向に隣接する第２つなぎ面ＭＵｂ同士は、その間にスライド型ＳＤのパーティングラインＰＴＬ（図５参照）を形成しているが、両者は殆ど段差がなくつながっており、特に第２光学面の傾き角が異なっていた場合でも、その影響を抑えることができる。又、周方向に隣接する第１外周面ＭＵｃ同士、周方向に隣接する第２外周面ＭＵｄ同士も殆ど段差がなくつながっている。更に、図６に示すように、フランジ部ＦＬの外周となる繋ぎ面ＭＵｅは、断面円弧状であると好ましい。これにより、対になった第１光学面と第２光学面とが滑らかにつながるようになる。

更に、樹脂が固化した後、固定型ＦＤに対して可動型ＭＤを離間させると、ロッキングブロックＬＢのテーパ面ＬＢｂが、ホルダＳＤｃのテーパ面ＳＤｕから離間して、スライド型ＳＤが外方へとスライド可能となり、更にアンギュラピンＡＰが開口ＢＳａから退避しつつスライド型ＳＤのホルダＳＤｃを外方に押し出すので、スライド型ＳＤが固定型ＦＤより離間するＸ方向及びＹ方向へと移動する。アンギュラピンＡＰが円筒孔ＳＤｄから抜けた時点でスライド型ＳＤが停止するが、この状態で成形品ＭＰのアンダーカット部に相当する距離Ｌ（図９）を超えており、第１光学面と第２光学面がスライド型ＳＤに干渉することなく、成形品ＭＰを取り出せる距離だけスライド型ＳＤは移動している。従って、図８（ｂ）に示す状態まで可動型ＭＤを離間させることで、成形品ＭＰを取り出すことができる。

取り出した成形品ＭＰにおいて、成形後処理としての真空蒸着等によって、第１光学面と第２光学面に金属膜（Ａｌ，Ａｇ等）などを成膜することで、反射率９０％以上の第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２とを形成することができ、これにより図５，６に示すミラーユニットＭＵを形成することができる。第１ミラー面Ｍ１と第２ミラー面Ｍ２の相対傾き角度は、４５度以上、１３５度以下であると好ましい。その後、第１保持部ＰＴ１及び第２保持部ＰＴ２等を介して、モータＭＴの回転軸ＳＨを連結するようにして、ミラーユニットＭＵをレーザレーダＬＲに組み付けることができる。このとき、フランジ部ＦＬの上面又は下面を、組み付けの際の基準面とすることができる。

以下、本発明者らが行った実験結果を説明する。本発明の効果を確認する為に、本来的には型締め時に規定の射出圧力を印加したときに、スライド型ＳＤ同士の隙間がどのように変化したかを評価するのが好ましいが、かかる隙間を直接測定することは難しい。そこで、スライド型同士の隙間を、かかる隙間から漏れ出た樹脂が固化してなるバリの長さで評価することとした。隙間が比較的小さい場合、樹脂や射出条件が同じであるとすると、バリの長さと隙間の間隔とは大凡リニアな関係にあるとされる。ここでは，図８に示す成形装置を用いて、以下の比較例及び実施例１，２の条件にて、型締め時に可動型ＭＤを７５トンで押圧し、射出圧力１００ＭＰａで熱可塑性樹脂の射出成形を行って、バリの長さを評価した。
比較例：支持ブロック、ベース、固定型、可動型、スライド型、ロッキングブロック全てを構造用鋼（ヤング率２１０ＧＰａ）で形成した。
実施例１：ロッキングブロックのみを超鋼材（ヤング率５２０ＧＰａ）で形成し、支持ブロック、ベース、固定型、可動型、スライド型全てを構造用鋼（ヤング率２１０ＧＰａ）で形成した。
実施例２：ロッキングブロック及び主コアを超鋼材（ヤング率５２０ＧＰａ）で形成し、支持ブロック、ベース、固定型、可動型、主コア以外のスライド型を構造用鋼（ヤング率２１０ＧＰａ）で形成した。

その評価結果を表１に示す。表１の評価において、×はバリの長さが１００μｍ以上であって使用不可であり、一方、○はバリの長さが１００μｍ未満であり、◎はバリが確認されないため，いずれも使用可能であることを意味する。

表１に示す結果を考察するに、比較例のように支持ブロック、ベース、固定型、可動型、スライド型，ロッキングブロック全てを構造用鋼とすると、比較的大きな面積の第１スライド型転写面及び第２スライド型転写面で射出圧力を受けることでスライド方向に沿ってスライド型に発生する過大な押圧力に抗するに十分な剛性を持たないため、スライド型がある程度の移動を余儀なくされる結果、スライド型同士の隙間が大きくなってしまうと推認される。これに対し、実施例１のようにロッキングブロックを超鋼材とすることでスライド方向に沿って剛性がより高まり、スライド型の移動量を抑えることで、スライド型同士の隙間を小さく抑えることができると推認される。更に、実施例２のようにロッキングブロックに加えて主コアを超鋼材とすることでスライド方向に沿って剛性が一層高まり、移動しないようにスライド型をしっかりと保持することができるから、スライド型同士の隙間が殆ど生じないと推認される。以上に加えてホルダを超鋼材とすれば更にスライド方向に沿って剛性が高まるから，より高い射出圧力にも対応できると期待される。

本発明は、本明細書に記載の実施形態・実施例に限定されるものではなく、他の実施形態・実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、上述の実施形態に対し、主コアを、第１スライド型転写面を有するコア部材と、第２スライド型転写面を有するコア部材とで別体とし、それぞれ突き出し量を独立して調整できるようにしても良い。これにより成形品において第１光学面と第２光学面の位置の微調整を行えるので、ミラーユニットＭＵの重心位置を制御することが出来、回転時のブレを抑えることができる。かかる場合、２つのコア部材それぞれ（ホルダとの間に調整用のスペーサを設ける場合はスペーサも）を、超鋼材より形成することが望ましい。

更に、以上述べた実施形態で、スライド型ＳＤの数（Ｎ）を４つとしたが、３つでも良いし、或いは５つ以上としても良い。又、成形品において、軸線に対する第１光学面の角度を互いに異ならせ、第２光学面の角度を互いに等しくしても良いし、第１光学面の角度及び第２光学面の角度をそれぞれ異ならせても良い。第１光学面及び第２光学面は平面に限られず、曲面であっても良い。

１ａ フロントウィンドウ
１ｂ フロントグリル
ＡＰ アンギュラピン
ＡＸ 軸線
ＢＳ ベース
ＢＳａ 開口
ＣＣ 凹部
ＣＨ 円形開口
ＣＬ コリメートレンズ
ＦＤ 固定型
ＦＤａ 内周転写面
ＦＤｂ フランジ転写面
ＦＤｃ 円筒状転写部
ＦＤｄ ガイド面
ＦＬ フランジ部
ＦＲ フレーム
ＲＧ 検出範囲
ＬＢ ロッキングブロック
ＬＢａ 貫通孔
ＬＢｂ テーパ面
ＬＤ 半導体レーザ
Ｌｎ１〜Ｌｎ４ 領域
ＬＰＳ 投光系
ＬＲ レーザレーダ
ＬＳ レンズ
Ｍ１ 第１ミラー面
Ｍ２ 第２ミラー面
ＭＤ 可動型
ＭＤａ 内周転写面
ＭＤｂ フランジ転写面
ＭＤｃ ピンゲート部
ＭＴ モータ
ＭＰ 成形品
ＭＵ ミラーユニット
ＭＵａ 第１つなぎ面
ＭＵｂ 第２つなぎ面
ＭＵｃ 第１外周面
ＭＵｄ 第２外周面
ＭＵｅ 繋ぎ面
ＯＢＪ 対象物
ＰＤ フォトダイオード
ＰＪ 凸状部
ＰＴ 板部
ＰＴ１ 第１保持部
ＰＴ２ 第２保持部
ＰＴＬ パーティングライン
ＲＯ 回転軸線
ＲＰＳ 受光系
ＳＴＢ 支持ブロック
ＳＤ スライド型
ＳＤａ 主コア
ＳＤｂ 副コア
ＳＤｃ ホルダ
ＳＤｄ 円筒孔
ＳＤｅ 第１平面
ＳＤｆ 第２平面
ＳＤｇ 中間面
ＳＤｈ 第１つなぎ面転写面
ＳＤｉ 第２つなぎ面転写面
ＳＤｊ 第１外周面
ＳＤｋ 第２外周面
ＳＤｕ テーパ面
ＳＤｖ ガイド部
ＳＨ 回転軸
ＳＬ スプルー部
ＳＰ 支持部
ＳＳ センサ

Claims (10)

1. 光学面を備えた成形品を成形する成形装置であって、
   固定金型と、
   前記固定金型に対して型開閉方向に移動可能となっている可動金型と、
   前記可動金型に連結され一体的に移動する駆動部材と、
   前記可動金型が前記型開閉方向に移動したときに、前記駆動部材により前記型開閉方向に交差するスライド方向に駆動されるようになっているスライド型と、を有し、
   前記スライド型は、前記光学面を転写形成するスライド型転写面を持つコアと、前記コアを保持するホルダと、を有し、
   前記可動金型を前記型開閉方向に沿って前記固定金型に対する型締め位置へと移動したときに、前記スライド方向に沿って配置された第１部材の剛性は、前記型開閉方向に沿って配置された第２部材の剛性よりも高くなっており、
   前記コアが、前記第１部材であり、前記固定金型及び／又は前記可動金型が、前記第２部材である成形装置。
2. 前記スライド型のスライド型転写面を前記スライド方向に投影した際の投影面積は、前記固定金型の転写面又は前記可動金型の転写面を前記型開閉方向に投影した際の投影面積に対し、２０％以上である請求項１に記載の成形装置。
3. 前記スライド型のスライド型転写面を前記スライド方向に投影した際の投影面積は、１０００ｍｍ²以上である請求項１又は２に記載の成形装置。
4. 前記可動金型に連結され一体的に移動し、型締め時に、前記スライド型転写面が受ける成形時の圧力に抗して前記スライド型を支持するロッキングブロックを有しており、前記ロッキングブロックが前記第１部材であり、前記固定金型及び／又は前記可動金型が前記第２部材である請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形装置。
5. 前記成形品は、互いに向き合う方向に傾いて延在する第１光学面と第２光学面を備えており、前記コアは、前記型開閉方向に対してそれぞれ傾いてなる、前記第１光学面を転写する第１スライド型転写面と、前記第２光学面を転写する第２スライド型転写面とを設けている請求項１〜４のいずれかに記載の成形装置。
6. 前記ホルダが前記第１部材である請求項１〜５のいずれかに記載の成形装置。
7. 前記スライド型は、成形後における前記成形品の取り出し時に、前記第１光学面又は前記第２光学面が前記スライド型と干渉する範囲を超えて、スライド可能となっている請求項５又は請求項５を引用する請求項６に記載の成形装置。
8. 前記第１部材のヤング率は４００ＧＰａ以上であり、前記第２部材のヤング率は２５０ＧＰａ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の成形装置。
9. 前記第１部材の素材は超硬合金材である請求項１〜８のいずれかに記載の成形装置。
10. 光学面を備えた成形品を成形する成形装置であって、
    固定金型と、
    前記固定金型に対して型開閉方向に移動可能となっている可動金型と、
    前記可動金型に連結され一体的に移動する駆動部材と、
    前記可動金型が前記型開閉方向に移動したときに、前記駆動部材により前記型開閉方向に交差するスライド方向に駆動されるようになっているスライド型と、を有し、
    前記スライド型は、前記光学面を転写形成するスライド型転写面を有し、
    前記可動金型を前記型開閉方向に沿って前記固定金型に対する型締め位置へと移動したときに、前記スライド方向に沿って配置された第１部材の剛性は、前記型開閉方向に沿って配置された第２部材の剛性よりも高くなっており、
    前記可動金型に連結され一体的に移動し、型締め時に、前記スライド型転写面が受ける成形時の圧力に抗して前記スライド型を支持するロッキングブロックを有しており、前記ロッキングブロックが前記第１部材であり、前記固定金型及び／又は前記可動金型が前記第２部材である成形装置。

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