JPH01139231A - プラスチツク光学部品の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 、本発明は、プラスチック光学部品、たとえばプラスチ
ックレンズの成形に使用する成形装置に係り、特に、装
置の小形化と、成形タクトの短縮による成形コストの低
減とを志向した、プラスチック光学部品の成形装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

プラスチック光学部品、たとえばプラスチックレンズは
、成形金型の母型転写により、非球面形状を容易に賦形
することができるものである。非球面形状を賦形するこ
とにより、レンズから球面収差などの影響を除去するこ
とができるので、このプラスチックレンズが、近年多方
面、たとえばビデオカメラ用レンズへ適用されるように
なって来た。

しかし、厚肉で、しかも高精度が要求される光学部品、
たとえば凸レンズにおいては、ひけ変形を防止するため
に、溶融樹脂の射出工程後の冷却工程で徐冷をする必要
があり、これが成形タクトを長くする原因になっていた
。

これの対策として、たとえば特開昭６０−２４５５１７
号公報に記載のように、冷却工程では、成形金型を成形
装置本体外へ移送する方法が提案されている。これによ
り、最も時間を要する冷却工程を成形装置本体外で実施
し、その間に、成形装置では次の射出工程を実施するよ
うにすることにより、成形装置の効率向上を成形タクト
の短縮とが可能になった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、成形装置の効率向上と成形タクトの短
縮とを可能にしたものの、大型の成形金型を成形装置本
体から移動させ、また停止させるために大きな慣性力が
発生し、これに酎えるためには、成形装置全体を高剛性
にする必要があった。

このように高剛性のものは設備が大型化し、設備費の高
騰が避けられないのみならず、また、成形タクトの短縮
も十分ではなかった。

′本発明は、上記した従来技術の問題点を改善して、装
置の小形化により設備費を低減し、且つ成形タクトの短
縮により成形コストを低減することができる、プラスチ
ック光学部品の成形装置の提供を、その目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明に係る。プラスチッ
ク光学部品の成形装置の構成は、型締圧力を負荷した成
形金型のキャビティ内へ、射出ユニットから溶融樹脂を
射出充填することにより、プラスチック光学部品を成形
するようにした、プラスチック光学部品の成形装置にお
いて、成形金型を、型閉めしたときキャビティを形成す
ることができる入駒と、この入駒と嵌合わせになり、型
締圧力を自己保持することができる保持機構とを有する
入駒部を着脱可能に設けた成形金型にし、前記入駒部を
射出温度まで昇温させることができる加熱ステーション
、前記成形金型へ装着し、型締圧力を負荷した前記入駒
部のキャビティ内へ溶融樹脂を射出充填することができ
る射出ステーション、前記型締圧力を自己保持せしめ、
前記成形金型から取外した前記入駒部を冷却して前記溶
融樹脂を固化させることができる冷却ステーション。

前記型締圧力を解除し、成形品を前記入駒から離型する
とともに、これを該入駒から取出すことができる離型ス
テーションを、一のステーションから次のステーション
へ前記不駒部を搬送することができる搬送路を介して、
環状に連結したものである。

さらに詳しくは、次のとおりである。

光学部品のキャビティを形成する入駒を独立構造にする
とともに、この入駒自体で独立した型締圧力保持機構を
装備した成形金型にした。そして、入駒の加熱工程、射
出工程、冷却工程および雛型工程をそれぞれ別個のステ
ーションで実施することができるようにし、前記各ステ
ーションを搬送路で環状に連結したものである。

（作用〕 型締圧力の保持機構を装備した入駒は、成形金型から分
離、取出し可能な構造となっている。溶融樹脂が充填さ
れた前記入駒は、型締圧力の前記保持機構を動作させた
のち、前記成形金型から分離し、取出され、射出ステー
ションと冷却ステーションとを連結する搬送路へ移動さ
れる。この結果、キャビティ内の溶融樹脂は成形装置本
体の外部の前記冷却ステーションで冷却することが可能
となり、成形装置は、冷却時間の間を待機することなく
１次に搬送されてきた新しい入駒部へ溶融樹脂を充４す
る射出工程を実施することができる。

このため成形装置は効率的に稼動し、成形タクトの短縮
が可能となる。

また搬送路にて移動される前記入駒部は、キャビティと
直結した。限定された容量であるので、その重量は成形
金型重量の１／６以下である。したがって入駒部の移動
、停止の際に発生する慣性力も前記重量に比例して減少
する。この結果、ステーションおよびステーション間を
連結する搬送路に発生する応力も大幅に軽減され、設備
の小型化と設備製作費の低減が可能となる。

〔実施例〕

本発明を実施例によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る、プラスチック光学
部品の成形装置を示す略示平面図、第２図は、第１図に
おける加熱ステーションで入駒部を加熱している状態を
示す断面図、第３〜４図は、射出ステーション八入駒部
を装着した状態を示すものであり、第３図は、射出工程
時の断面図（ただし、締付圧力保持くさびを後退させた
図）、第４図は、型開き動作時の断面図、第５図は、冷
却ステーションで入駒部を冷却している状態を示す断面
図、第６図は、離型ステーションで成形品を雌型してい
る状態を示す断面図である。

この成形装置の概要を、第１〜３図を用いて説明すると
、これは、型締圧力を負荷した成形金型のキャビティ内
へ、射出ユニットから溶融樹脂を射出布　することによ
り、プラスチック光学部品を成形するようにした、プラ
スチック光学部品の成形装置であって、成形金型を、型
閉めしたときキャビティ１６を形成することができる入
駒１７ａ２１７ｂと、この入駒１７ａ、１７ｂと嵌合わ
せになり、型締圧力を自己保持することができる保持磯
構に係る上部スリーブ１８ａ、下部スリーブ１８ｂ、、
１４付圧力保持くさび２４とを有する入駒部１４を着脱
可能に設けた成形金型１５にし、前記入駒部１４を射出
温度まで昇温させることができる加熱ステーション１．
前記成形金型１５へ装着し、型締圧力を負荷した前記入
駒部１４のキャビティ１６内へ溶融樹脂を射出布ｔＪｉ
することができる射出ステーション２．前記型締圧力を
自己保持せしめ、前記成形金型１５から取外した前記入
駒部１４を冷却して前記溶融樹脂を固化させることがで
きる冷却ステーション３．前記型締圧力を解除し、成形
品を前記入駒１７ａ、１７ｂから雛型するとともに、こ
れを該入駒１７ａ、１７ｂから取出すことができる離型
ステーション４を、一のステーションから次のステーシ
ョンへ前記入駒部１４を搬送することができる搬送路５
を介して。

環状に連結した、プラスチック光学部品の成形装置であ
る。

以下、詳細に説明する。

加熱ステーション１は、第２図に示すように、外部層３
６と内部層３７とからなる加熱トンネル４０内に、搬送
路５を形成し、前記内部層３７には、上下面に、熱風を
吹出すことができる熱風吹出孔３８が、また側面に、前
記搬送路５上にあ゛る入駒部１４と熱交換したあとの前
記熱風を回収するための吸込口３９がそれぞれ設けられ
ているものである。

射出ステーション２は、第１図に示すように、射出ユニ
ット６（詳細後述）と、成形金型１５（詳細後述）を装
着した型締ユニット９（詳細後述）とからなるものであ
る。前記射出ユニット６は、成形材料を可塑化溶融して
溶融樹脂にするための可塑化装置７と、その溶融樹脂を
成形金型１５へ射出充填するための射出装置８とを有し
ている。前記型締ユニット９は、タイバ１０に摺動自在
に取付けられたダイプレートｌｌａ、１ｌｂ（記号ａは
上の部品を、記号すは下の部品を示す。

以下同様）を上下方向へ移動して互いに離間もしくは近
接せしめることにより、成形金型１５を開閉することが
できるとともに、射出装置８によって発生する溶融樹脂
の射出圧力と対抗し、成形金型１５のパーティング面が
開くことがないように、型締圧力を負荷することができ
るものである。前記成形金型１５は、前述したように、
入駒部１４を着脱自在に装着したものである。そして、
この入駒部１４のスリーブ１８ａ、１８ｂには、内部に
入駒１７ａ、１７山を挿入して嵌合わせた状態で、外周
４個所から中心へ向って該スリーブ１８ａ。

１８ｂを貫通するくさび状穴（図示せず）が穿設されて
おり、これらくさび状穴へ、くさび２４を押込むことに
より、前記型締圧力を自己保持することができるように
なっている。この成形金型１５を、第３〜４図を用いて
さらに詳細に説明すると１、上部スリーブ１８ａには、
このスリーブ１８ａの中心部を貫通して突出しロンド挿
入孔１９が穿設されている。スリーブ１８ａ、１８ｂは
、インロ一部２０によって互いに嵌合し、上下方向の軸
ずれを防止している。２１ａ、２１ｂは上型、下型であ
り、これら上型２１ａ、下型２１ｂは、スリーブ１８ａ
、１８ｂを保持するとともに、取付板２２ａ、２２ｂを
介してダイプレートｌｌａ。

１１ｂに固定されている。２３ａ、２３ｂは入駒部分離
シリンダであり、これはダイプレート１１ａ。

１１ｂに固定されている。型締圧力保持くさび２４は、
型締ユニット９に設けられた油圧シリンダ（図示せず）
により、水平方向へ移動可能になっている。２５は、上
型２１ａと下型２１ｂのパーティング面に穿設された射
出孔であり、この射出孔２５へ前記射出装置８のノズル
部が接触し、溶融樹脂をランナ部２６を通ってキャビテ
ィ１６へ射出充填するための入口である。２７はランナ
切断駒であり、これは圧縮ばね２８によって下方向へ押
しつけられており、ランナ部２６を形成している。

冷却ステーション３は、第５図に示すように、外部層３
６と内部層３７とからなる冷却トンネル３５内に、搬送
路５を形成し、前記内部層３７には、上下面に、冷風を
吹出すことができる冷風吹出孔３８′が、また側面に、
前記搬送路、５上にある入駒部１４と熱交換したあとの
前記冷風を回収するための吸込口３９がそれぞれ設けら
れているものである。

離型ステーション４は、第１図、第６図（ａ）に示すよ
うに、案内ロッド１２に摺動自在に取付けられた押出プ
レート１３ａ、１３ｂを上下方向へ互いに離間もしくは
近接せしめることにより。

入駒部１４を開閉することができるとともに、離型シリ
ンダ３１によって成形品を離型することができるもので
ある。この離型シリンダ３１は、離型ロッド３２を有し
、押出プレート１３ａに固定されている。押出プレート
１３ａ、１３ｂには、第６図（ｂ）に示すように、丁型
溝１３ｃが穿設されており、この丁型溝１３ｃヘクラン
パ３０が摺動可能に取付けられている。そして、移動シ
リンダ（図示せず）によりクランパ３０を、前進させて
、スリーブ１８ａ、１８ｂを押出プレート１３ａ。

１３ｂへ固定することができるようになっている。

上記のように構成した成形装置の動作を、第１〜７図を
用いて説明する。

第７図は、第１図に係る成形装置による成形動作時の、
入駒部の温度変化の一例を示す金型温度変化図である。

　。

ポリカーボネート樹脂により、外径１５０ｍｍ。

中心肉厚３８ｎｍ、近似曲率半径Ｒ１２５ｍｍ、Ｒ２５
０画の非球面で形成されるプラスチック凸レンズを成形
する場合について説明する。

加熱ステーション１の搬送路５上八入駒部１４が送られ
ると、この入駒部１４は、熱風吹出孔３８から吹出す熱
風によって、第７図に示すパターンに従って、溶融樹脂
の射出温度すなわち１８０℃まで加熱される。加熱され
た入駒部１４は、無限軌道（図示せず）によって搬送路
５上を移送され、射出ステーション２へ送られる。ここ
で、入駒部挿入ロボット（図示せず）によって成形金型
１５へ装着される。型締ユニット９によって成形金型１
５が型閉めされ、所定の型締圧力が負荷される。射出ユ
ニット６が前進し、前記射出ノズルが成形金型１５の射
出孔２５へ当接し、ポリカーボネートの溶融樹脂（１８
０℃）がランナ部２６を経て、入駒１７ａ、１７ｂのキ
ャビティ１６内へ射出充填される。射出・保圧時間２０
秒が経過すると、前記油圧シリンダによってくさび２４
が前進し、このくさび２４によってスリーブ１８ａ。

１８ｂが互いに固定される。これにより、前記型締圧力
が、入駒部１４に自己保持される。型締ユニット９が動
作し、ダイプレートｌｌａが上昇して上型２１ａ、下型
２１ｂが型開きされるとともに、圧縮ばね２８がその力
を失いランナ切断駒２７が上方へ移動して、樹脂がラン
ナ部２６で切断される。前記ダイプレートｌｌａの上昇
にともない、入駒部分層シリンダ２３ａ、２３ｂが動作
し、突出しロッド２９ａ、２９ｂによって、入駒部１４
が上型２１ａ、下型２１ｂから分離され、これらロッド
２９ａ、２９ｂによって保持される。

そして、この入駒部１４が搬送路５へ移され、前記無限
軌道によって反時計方向へ移送され、冷却ステーション
３へ送られる。この冷却ステーション３で、キャビティ
１６内に溶融樹脂を充填された入駒部１４が、冷風吹出
口３８′から吹出す冷風によって、第７図に示すパター
ンに従って、１８０℃から１００℃まで冷却される。こ
れによって、キャビティ１６内の溶融樹脂も冷却され、
賦形、同化が終了する。冷却を終了した入駒部＝Ｌ４は
搬送路５へ移され、前記無限軌道によって反時計方向へ
移送されて、離型ステーション４へ送られる。前記移動
シリンダによってクランパ３０が前進し、入駒部１４が
、その上下で押出プレート１３ａ、１３ｂに固定される
。入駒部１４のくさび２４が後退して前記型締圧力が解
除される。押出プレート１３ａが上昇し、入駒１７ａ。

１７ｂが型開きする。この型開きが終了したとき、離型
シリンダ３１が動作して、この離型シリンダ３１の離型
ロッド３２が下方へ突出する。これにより、上部入駒１
７ａが上部スリーブ１８ａ内を下方へ摺動し、成形品に
係るプラスチック凸レンズ３３がパーティング面上へ押
出される。

この押出されたプラスチック凸レンズ３３は、レンズ取
出機（図示せず）によって離型、取出され、次工程へ搬
送される。−友人駒部１４は、再度型閉され、型締圧力
保持くさび２４によって一体に固定され、搬送路５上を
通って、さぎの加熱ステーション１へ移動し、以降さき
と同様にして循環する。

以上は１個の入駒部１４に着目して、各ステーションで
の動作を説明したものであるが、各ステーションに着目
すれば、射出ステーション２のタクトタイムに同期し、
間欠的に入駒部１４が移動する。たとえば、射出ステー
ション２では、１個の入駒部１４へ射出、充填が終了す
ると、直ちに次の入駒部１４へ同様に射出、充填を実施
する。

本実施例においては、第７図に示すように、８分サイク
ルの工程において、射出ステーション２のタクトタイム
２０秒で入駒部１４が間欠送りされるものであるので、
入駒部１４が２４個同時に稼動している。

以上説明した実施例によれば、次の効果がある。

■成形金型１５から入駒部１４を分離し、この入駒部１
４のみを移動、停止させるようにしたので、搬送重量が
２５０ｋｇ（成形金型重量）から約１／６の４０ｋｇＣ
入駒部重量）に低減する。これにより、成形装置が小形
化し、設備費が低減する。

■射出ステーション２の手前に加熱ステーション１を設
け、ここで入駒部１４を射出温度まで加熱するようにし
たので、射出工程のタクトタイムが、従来の約１７２４
の２０秒に低減し、成形タクトが短縮する。

以下、他の実施例を説明する。

第８図は、本発明の他の実施例に係る、プラスチック光
学部品の成形装置の温調フィン取付はステーションを示
す断面図、第９図は、この温調フィン取付はステーショ
ンで、冷却フィンを装着した入駒部の一例を示す断面図
、第１０図は、前記温調フィン取付はステーションで、
冷却フィンを装着した入駒部の他の例を示す断面図であ
る。

この実施例は、前記実施例における射出ステーション２
と冷却ステーション３との間に温調フィン取付はステー
ション４４を設け、ここで入駒部１４′の保持機構に係
るスリーブ１８′へ、成形品形状に適合した冷却フィン
（詳細後述）を装着するようにしたものである。

図を用いて説明すると、第８図において、温調フィン取
付はステーション４４内の搬送路５に取付けられたリミ
ットスイッチ４３により、射出ステーション２から送ら
れて来た入駒部１４′に具備されたメカニカルスイッチ
４２の情報を読取り、成形品３３′の形状を把握する。

この情報に基づいて、冷却フィン保管棚４１から、その
成形品３３′に適合した冷却フィンを選び出す。たとえ
ば、成形品３３′がプラスチック凸レンズの場合には、
第９図に示すような、中央部で最も高い同心円状に形成
した冷却フィン３３が選ばれ、プラスチック凹レンズの
場合には、第１０図に示すような、外周部で最も高い同
心円状に形成した冷却フィン３４が選ばれる。そして、
この冷却フィンは、第９図（ｂ）に示すように、スリー
ブ１８′に穿設された丁型溝１８“で該スリーブ１８′
へ装着固定される。

このように構成したので、次の冷却ステーション３で入
駒部１４′が冷却されるとき、成形品。

たとえばプラスチック凸レンズの肉厚の中央部での冷却
が促進されて、成形品全体が均一に冷却される。その結
果、成形品の内部応力やひけ変形が、さらに小さくなる
という本実施例独特の効果がある。

なお、冷却フィン３４とスリーブ１８′との接触面に、
ゲル状の薄膜状をなした伝熱材４５を取付けるようにす
れば、冷却フィン３４とスリーブ１８′との熱伝導が、
さらに良好になるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、装置の小形
化により設備費を低減し、且つ成形タクトの短縮により
成形コストを低減することができる、プラスチック光学
部品の成形装置を提供する二とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る、プラスチック光学
部品の成形装置を示す略示平面図、第２図は、第１図に
おける加熱ステーションで入駒部を加熱している状態を
示す断面図、第３〜４図は。 射出ステーション八入駒部を装着した状態を示すもので
あり、第３図は、射出工程時の断面図（ただし、締付圧
力保持くさびを後退させた図）、第４図は、型開き動作
時の断面図、第５図は、冷却ステーションで入駒部を冷
却している状態を示す断面図、第６図は、゛離型ステー
ションで成形品を離型している状態を示す断面図、第７
図は、第１図に係る成形装置による成形動作時の、入駒
部の温度変化の一例を示す金型温度変化図、第８図は。 本発明の他の実施例に係る、プラスチック光学部品の成
形装置の温調フィン取付はステーションを示す断面図、
第９図は、この温調フィン取付はステーションで、冷却
フィンを装着した入駒部の一例を示す断面図、第１０図
は、前記温調フィン取付はステーションで、冷却フィン
を装着した入駒部の他の例を示す断面図である。 １・・・加熱ステーション、２・・・射出ステーション
、３・・・冷却ステーション、４・・・離型ステーショ
ン、５・・・搬送路、６・・・射出ユニット、１４．１
４’・・・入駒部、１５・・・成形金型、１６・・・キ
ャビティ、１７ａ、１７ｂ−入駒、１８ａ、１８ｂ、１
８’・・・スリーブ、２４・・・締付圧力保持くさび、
３３゜３４・・・冷却フィン、４４・・・温調フィン取
付はステーション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、型締圧力を負荷した成形金型のキャビティ内へ、射
   出ユニットから溶融樹脂を射出充填することにより、プ
   ラスチック光学部品を成形するようにした、プラスチッ
   ク光学部品の成形装置において、成形金型を、型閉めし
   たときキャビティを形成することができる入駒と、この
   入駒と嵌合わせになり、型締圧力を自己保持することが
   できる保持機構とを有する入駒部を着脱可能に設けた成
   形金型にし、前記入駒部を射出温度まで昇温させること
   ができる加熱ステーション、前記成形金型へ装着し、型
   締圧力を負荷した前記入駒部のキャビティ内へ溶融樹脂
   を射出充填することができる射出ステーション、前記型
   締圧力を自己保持せしめ、前記成形金型から取外した前
   記入駒部を冷却して前記溶融樹脂を固化させることがで
   きる冷却ステーション、前記型締圧力を解除し、成形品
   を前記入駒から離型するとともに、これを該入駒から取
   出すことができる離型ステーションを、一のステーショ
   ンから次のステーションへ前記入駒部を搬送することが
   できる搬送路を介して、環状に連結したことを特徴とす
   る、プラスチック光学部品の成形装置。 ２、射出ステーションと冷却ステーションとの間に、入
   駒部の保持機構の表面へ冷却フィンを装着することがで
   きる温調フィン取付けステーションを設けるようにした
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のプラス
   チック光学部品の成形装置。