JPH01166927A - 軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置 - Google Patents
軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置Info
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- JPH01166927A JPH01166927A JP32394887A JP32394887A JPH01166927A JP H01166927 A JPH01166927 A JP H01166927A JP 32394887 A JP32394887 A JP 32394887A JP 32394887 A JP32394887 A JP 32394887A JP H01166927 A JPH01166927 A JP H01166927A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
-
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- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
- B29C45/561—Injection-compression moulding
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。
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、軸対称光学部品、たとえば投写形テレビに組
込む投写レンズなどを製造する射出成形方法およびその
装置に係り、特に、軸対称光学部品の軸対称精度、形状
精度の向上を志向した 軸対称光学部品の射出成形方法
およびその装置に関するものである。
込む投写レンズなどを製造する射出成形方法およびその
装置に係り、特に、軸対称光学部品の軸対称精度、形状
精度の向上を志向した 軸対称光学部品の射出成形方法
およびその装置に関するものである。
従来の、軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置
は、たとえば特開昭５８−１２７３８号公報。
は、たとえば特開昭５８−１２７３８号公報。
ナショナルテクニカルレポート第３１巻第５号２１〜拐
頁（１９８５年１０月）に記載のように、キャビティを
形成する金型を、成形途中で加熱、圧縮することにより
、成形品の精度を確保するものであった。
頁（１９８５年１０月）に記載のように、キャビティを
形成する金型を、成形途中で加熱、圧縮することにより
、成形品の精度を確保するものであった。
上記した従来技術は、軸対称光学部品の軸対称精度、形
状精度を確保するために、金型を加熱。
状精度を確保するために、金型を加熱。
冷却し、またキャビティへ加圧力を負荷する必要があっ
た。これを実施するためには、金型に加熱。
た。これを実施するためには、金型に加熱。
冷却両方の設備を装着するとともに、該金型の動的温度
制御を行ない、監視する必要があった。また加圧力をキ
ャビティへ負荷するための設備も必要であり、これら加
熱、冷却、加圧の諸設備すべてを所定値に制御して作動
させる必要があった。
制御を行ない、監視する必要があった。また加圧力をキ
ャビティへ負荷するための設備も必要であり、これら加
熱、冷却、加圧の諸設備すべてを所定値に制御して作動
させる必要があった。
また金型内にも加熱、冷却および加圧のための諸機構を
組み込むことになるため、金型構造が複雑になるという
問題点があった。さらに、加圧のためにはキャビティの
一部を摺動自在としなければならず、その摺動部での金
型のカジリや摺動部間隙でのパリが発生しやすいという
問題点もあった。
組み込むことになるため、金型構造が複雑になるという
問題点があった。さらに、加圧のためにはキャビティの
一部を摺動自在としなければならず、その摺動部での金
型のカジリや摺動部間隙でのパリが発生しやすいという
問題点もあった。
また金型を加熱、冷却するため、成形サイクルも長時間
化するという問題があった。
化するという問題があった。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決して９、軸
対称精度、形状精度の優れた軸対称光学部品を、容易に
且つ速い成形サイクルで成形することができる射出成形
方法と、この方法の実施に直接使用される、構造簡単な
射出成形装置の提供を、その目的とするものである。
対称精度、形状精度の優れた軸対称光学部品を、容易に
且つ速い成形サイクルで成形することができる射出成形
方法と、この方法の実施に直接使用される、構造簡単な
射出成形装置の提供を、その目的とするものである。
上記問題点を解決するための、本発明の、軸対称光学部
品の射出成形方法の構成は、型閉めしたとき、成形品と
ほぼ同一の軸対称形状のキャビティを形成する固定入駒
、可動入駒、それぞれを装着した固定型、可動型からな
る金型の前記キャビティ内へ、射出成形機から溶融樹脂
を射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよ
うにした射出成形方法において、キャビティ温度を樹脂
の軟化温度よりも５℃〜１０℃低い一定温度に保持した
状態で、射出成形機からキャビティ内へ、Ｍ／ Ｖ １
．Ｓ秒（ただし、Ｍ：キャビティ容積ｙ、ｖ：樹脂充填
速度ｄ／秒）を満足する樹脂充填速度で溶融樹脂を充填
し、その樹脂の温度が流動温度に低下するまで保圧する
ようにしたものである。
品の射出成形方法の構成は、型閉めしたとき、成形品と
ほぼ同一の軸対称形状のキャビティを形成する固定入駒
、可動入駒、それぞれを装着した固定型、可動型からな
る金型の前記キャビティ内へ、射出成形機から溶融樹脂
を射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよ
うにした射出成形方法において、キャビティ温度を樹脂
の軟化温度よりも５℃〜１０℃低い一定温度に保持した
状態で、射出成形機からキャビティ内へ、Ｍ／ Ｖ １
．Ｓ秒（ただし、Ｍ：キャビティ容積ｙ、ｖ：樹脂充填
速度ｄ／秒）を満足する樹脂充填速度で溶融樹脂を充填
し、その樹脂の温度が流動温度に低下するまで保圧する
ようにしたものである。
また、本発明の、軸対称光学部品の射出成形装置の構成
は、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称形状の
キャビティを形成する固定入駒。
は、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称形状の
キャビティを形成する固定入駒。
可動入駒、それぞれを装着した固定型、可動型からなる
金型の前記キャビティ内へ、射出成形機から溶融樹脂を
射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよう
にした射出成形装置において固定入駒、可動入駒を、そ
れぞれのキャビティ面近傍の、対称軸に関して軸対称位
置に、キャビティ温度を所定温度に保持することができ
る、温度調節装置の温調部を内蔵した固定入駒、可動入
駒にし、固定型と前記固定入駒との間、および可動型と
前記可動入駒との間に断熱層を配設し、前記キャビティ
温度を検出する温度センサからの信号に基づいて、射出
成形機の射出開始時期および前記温度調節装置を制御す
ることができる機器制御装置を具備せしめたものである
。
金型の前記キャビティ内へ、射出成形機から溶融樹脂を
射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよう
にした射出成形装置において固定入駒、可動入駒を、そ
れぞれのキャビティ面近傍の、対称軸に関して軸対称位
置に、キャビティ温度を所定温度に保持することができ
る、温度調節装置の温調部を内蔵した固定入駒、可動入
駒にし、固定型と前記固定入駒との間、および可動型と
前記可動入駒との間に断熱層を配設し、前記キャビティ
温度を検出する温度センサからの信号に基づいて、射出
成形機の射出開始時期および前記温度調節装置を制御す
ることができる機器制御装置を具備せしめたものである
。
さらに詳しくは、次のとおりである。
上記目的は、従来実施していた金型の加熱、冷却を繰返
す動的温度制御の工程を廃止し、金型のキ、ヤビティを
常時一定の温度に制御した状態で、射出成形機から前記
キャビティ内へ樹脂を高速充填して、毎ショットのキャ
ビティ内樹脂に発生する温度分布を完全に同一の軸対称
分布として、成形品の精度ばらつきおよび軸非対称性を
なくすことにより達成される。
す動的温度制御の工程を廃止し、金型のキ、ヤビティを
常時一定の温度に制御した状態で、射出成形機から前記
キャビティ内へ樹脂を高速充填して、毎ショットのキャ
ビティ内樹脂に発生する温度分布を完全に同一の軸対称
分布として、成形品の精度ばらつきおよび軸非対称性を
なくすことにより達成される。
これを実施するには、キャビティ温度を一定とするため
、キャビティを概ね包囲するように断熱層を設け、この
内部と外部との熱交換が極力生じないようにした。この
断熱層の内部、すなわちキャビティ周辺に係る固定入駒
、可動入駒を高熱伝導材質で形成することにより均熱化
の促進を図った。また断熱層の内部のキャビティ近傍に
、軸対称（金型構造上の制約があるものでは、極力軸対
称）に温調部に係る温調流路を設置し、その内部へ導通
する熱媒体によりキャビティ温度が一定となるよう制御
を行なった。この際、温調流路の内部へ導通ずる熱媒体
を供給する温度調節装置を設けた。またキャビティ温度
牽検知して温度調節装置等を制御することができる機器
制御装置を設け、効率良く温調が行なえるようにした。
、キャビティを概ね包囲するように断熱層を設け、この
内部と外部との熱交換が極力生じないようにした。この
断熱層の内部、すなわちキャビティ周辺に係る固定入駒
、可動入駒を高熱伝導材質で形成することにより均熱化
の促進を図った。また断熱層の内部のキャビティ近傍に
、軸対称（金型構造上の制約があるものでは、極力軸対
称）に温調部に係る温調流路を設置し、その内部へ導通
する熱媒体によりキャビティ温度が一定となるよう制御
を行なった。この際、温調流路の内部へ導通ずる熱媒体
を供給する温度調節装置を設けた。またキャビティ温度
牽検知して温度調節装置等を制御することができる機器
制御装置を設け、効率良く温調が行なえるようにした。
さらにキャビティ温度を一定化するため、キャビティを
概ね包囲するように設けた断熱層の内部へ通じるか、あ
るいは内部を貫通する部材もキャビティと同一温度にす
ることができる温調設備を設けた。また金型架体も定温
制御を行ない、キャビティへの雰囲気温度の変化等いわ
ゆる外乱の影響を防ぐようにした。さらにまた、金型構
造を簡略化するため、精度を追い込むための入駒摺動お
よびこれを行なうための加圧機構をなくした。
概ね包囲するように設けた断熱層の内部へ通じるか、あ
るいは内部を貫通する部材もキャビティと同一温度にす
ることができる温調設備を設けた。また金型架体も定温
制御を行ない、キャビティへの雰囲気温度の変化等いわ
ゆる外乱の影響を防ぐようにした。さらにまた、金型構
造を簡略化するため、精度を追い込むための入駒摺動お
よびこれを行なうための加圧機構をなくした。
先づ、キャビティを包囲する断熱層の内側の温調流路へ
、温度調節装置から熱媒体を供給し、キャビティ温度を
、樹脂の軟化温度よりも５℃〜１０℃低い一定温度（設
定温度という）に保持するようにする。この際、キャビ
ティ近傍に設けた温度センサにより機器制御装置に温度
信号を取り込み、温度が設定値外であれば温度調節装置
からの熱媒体等の供給量を増して温度の設定値への一致
化を図る。温度調節装置からは２ ｎｙ’ｓ以上の流速
の熱媒１体等を供給し、またキャビティ近傍へ進入１貫
通する部材も温調を行ない、さらに金型架体についても
温度一定の温調を行なってキャビティ温度の均一化を図
る。
、温度調節装置から熱媒体を供給し、キャビティ温度を
、樹脂の軟化温度よりも５℃〜１０℃低い一定温度（設
定温度という）に保持するようにする。この際、キャビ
ティ近傍に設けた温度センサにより機器制御装置に温度
信号を取り込み、温度が設定値外であれば温度調節装置
からの熱媒体等の供給量を増して温度の設定値への一致
化を図る。温度調節装置からは２ ｎｙ’ｓ以上の流速
の熱媒１体等を供給し、またキャビティ近傍へ進入１貫
通する部材も温調を行ない、さらに金型架体についても
温度一定の温調を行なってキャビティ温度の均一化を図
る。
キャビティの温度が設定値に一致した後、機器制御装置
からの制御により、射出成形機からの樹脂を温度分布が
生じないよう高速でキャビティ内へ充填する。この際、
−旦、充填樹脂によりキャビティ温度が上昇するが、こ
の熱は温調流路を導通する熱媒体等により型外へ排出さ
れキャビティは再び一定の温度に戻る。温調温度が一定
であるので、キャビティ内樹脂はキャビティとの接触部
分からキャビティ温度に一致した軸対称温度分布となる
。毎ショットごと樹脂の充填条件、キャビティ温度条件
が同一であるので、形状ばらつきはほとんど生じない。
からの制御により、射出成形機からの樹脂を温度分布が
生じないよう高速でキャビティ内へ充填する。この際、
−旦、充填樹脂によりキャビティ温度が上昇するが、こ
の熱は温調流路を導通する熱媒体等により型外へ排出さ
れキャビティは再び一定の温度に戻る。温調温度が一定
であるので、キャビティ内樹脂はキャビティとの接触部
分からキャビティ温度に一致した軸対称温度分布となる
。毎ショットごと樹脂の充填条件、キャビティ温度条件
が同一であるので、形状ばらつきはほとんど生じない。
そして、内部から外部へのキャビティ内樹脂の温度分布
が減少し、且つキャビティ内樹脂外側の温度が成形品取
出温度に下がったことを温度センサで検知したとき、機
器制御装置からの信号あるいは成形機タイマにより型開
きを行ない成形品を取り出す。
が減少し、且つキャビティ内樹脂外側の温度が成形品取
出温度に下がったことを温度センサで検知したとき、機
器制御装置からの信号あるいは成形機タイマにより型開
きを行ない成形品を取り出す。
このようにして成形された軸対称光学部品は、樹脂充填
条件、キャビティ温度条件がショット毎に同一となるの
工形−状ばらつきがほとんど生じない。また軸対称性も
良い。成形サイクＪＬＩについてもキャビティの加熱、
冷却がないので延伸することはない。また精度の追込み
を行なうキャビティ加圧は不要となった。したがってキ
ャビティ加圧を行なう際の入駒摺動に伴うパリ発生やカ
ジリの発生はなくなり、また加圧機構もなくなるので金
型構造は簡単である。
条件、キャビティ温度条件がショット毎に同一となるの
工形−状ばらつきがほとんど生じない。また軸対称性も
良い。成形サイクＪＬＩについてもキャビティの加熱、
冷却がないので延伸することはない。また精度の追込み
を行なうキャビティ加圧は不要となった。したがってキ
ャビティ加圧を行なう際の入駒摺動に伴うパリ発生やカ
ジリの発生はなくなり、また加圧機構もなくなるので金
型構造は簡単である。
以下、本発明を実施例によって説明する。
第１図は２本発明の軸対称光学部品の射出成形装置の一
実施例を示す縦断面図である。
実施例を示す縦断面図である。
この射出成形装置の概要を、第１図を用いて説明すると
、これは、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称
形状のキャビティ３を形成する固定入駒、可動入駒、そ
れぞれを装着した固定型１゜可動型２からなる金型の前
記キャビティ３内へ、射・出成形機１３から溶融樹脂を
射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよう
にしたものでありて、固定入駒、可動入駒を、それぞれ
のキャビティ面近傍の、対称軸に関して軸対称位置に、
キャビティ温度を所定温度に保持することができる、温
度調節装置８の温調部に係る温調流路５を内蔵した固定
入駒６．可動入駒７にし、固定型ｌと前記固定入駒６と
の間、および可動型２と前記可動入駒７との間に断熱層
４を配設し、前記キャビティ温度を検出する温度センサ
１４からの信号に基づいて、射出成形機１３の射出開始
時期および前記温度調節装置８を制御することができる
機器制御装置１２を具備せしめた射出成形、装置である
。
、これは、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称
形状のキャビティ３を形成する固定入駒、可動入駒、そ
れぞれを装着した固定型１゜可動型２からなる金型の前
記キャビティ３内へ、射・出成形機１３から溶融樹脂を
射出、充填し、保圧して軸対称光学部品を成形するよう
にしたものでありて、固定入駒、可動入駒を、それぞれ
のキャビティ面近傍の、対称軸に関して軸対称位置に、
キャビティ温度を所定温度に保持することができる、温
度調節装置８の温調部に係る温調流路５を内蔵した固定
入駒６．可動入駒７にし、固定型ｌと前記固定入駒６と
の間、および可動型２と前記可動入駒７との間に断熱層
４を配設し、前記キャビティ温度を検出する温度センサ
１４からの信号に基づいて、射出成形機１３の射出開始
時期および前記温度調節装置８を制御することができる
機器制御装置１２を具備せしめた射出成形、装置である
。
以下、詳細に説明する。
１は固定型、２は可動型であって、両型が閉じることに
よりキャビティ３が形成される。キャビティ３には、射
出成形機１３からの樹脂（図示せず）が充填されて光学
部品等の成形品を形成する。４は、キャビティ３を概ね
包囲するように設けた断熱層（セラミック、耐熱樹脂、
空気層など）、５は、キャビティ近傍に光軸１６に軸対
称に、あるいは軸対称に準じて設けられた熱媒体（図示
せず）を流通するための温調流路である。６は、断熱層
４の内側にあって温調流路５を内蔵し、固定側キャビテ
ィを形成する固定入駒、７は、同じく断熱層４の内側に
あって温調流路５を内蔵し、可動側キャビティを形成す
る可動入駒である。８は、温調流路５へ熱媒体を循環さ
せる温度調節装置、９は、この温度調節装置８によって
循環する熱媒体の、温調流路５の壁面へのスケール付着
を防止するスケール防止装置（フィルタ方式、薬品処理
方法、コロイド化して媒体内に浮遊させる方式など）、
１０は、キャビティ３内の成形品を型開時に押出す押出
ピン、１１は、押出ピン１０等の断熱層４の内側に進出
する部材の、温調を行なう部材温調装置、１２は、温度
センサ１４からの温度信号を受けて温度調節装置８．射
出成形機１３を制御する機器制御装置である。１５は、
固定型１および可動型２内に設けられた架体温調流路で
ある。
よりキャビティ３が形成される。キャビティ３には、射
出成形機１３からの樹脂（図示せず）が充填されて光学
部品等の成形品を形成する。４は、キャビティ３を概ね
包囲するように設けた断熱層（セラミック、耐熱樹脂、
空気層など）、５は、キャビティ近傍に光軸１６に軸対
称に、あるいは軸対称に準じて設けられた熱媒体（図示
せず）を流通するための温調流路である。６は、断熱層
４の内側にあって温調流路５を内蔵し、固定側キャビテ
ィを形成する固定入駒、７は、同じく断熱層４の内側に
あって温調流路５を内蔵し、可動側キャビティを形成す
る可動入駒である。８は、温調流路５へ熱媒体を循環さ
せる温度調節装置、９は、この温度調節装置８によって
循環する熱媒体の、温調流路５の壁面へのスケール付着
を防止するスケール防止装置（フィルタ方式、薬品処理
方法、コロイド化して媒体内に浮遊させる方式など）、
１０は、キャビティ３内の成形品を型開時に押出す押出
ピン、１１は、押出ピン１０等の断熱層４の内側に進出
する部材の、温調を行なう部材温調装置、１２は、温度
センサ１４からの温度信号を受けて温度調節装置８．射
出成形機１３を制御する機器制御装置である。１５は、
固定型１および可動型２内に設けられた架体温調流路で
ある。
次に、上記のように構成した射出成形装置を使用、して
、本発明の、軸対称光学部品の射出成形方法の一実施例
を説明する。
、本発明の、軸対称光学部品の射出成形方法の一実施例
を説明する。
第２図は、本発明の軸対称光学部品の射出成形方法の一
実施例に係る樹脂温度変化特性図、第３図は、充填時間
と軸非対称性との関係の一例（レンズ径１００Ｍφの場
合）を示す充填時間特性図、第４図は、入駒の、熱伝導
率と温度ばらつきとの関係を示す入駒温度ばらつき特性
図、第５図は、入駒の温調部を流れる熱媒体の流速と成
形品の精度ばらつきとの関係の一例を示す熱媒体流速特
性図である。
実施例に係る樹脂温度変化特性図、第３図は、充填時間
と軸非対称性との関係の一例（レンズ径１００Ｍφの場
合）を示す充填時間特性図、第４図は、入駒の、熱伝導
率と温度ばらつきとの関係を示す入駒温度ばらつき特性
図、第５図は、入駒の温調部を流れる熱媒体の流速と成
形品の精度ばらつきとの関係の一例を示す熱媒体流速特
性図である。
機器制御装置１２に、キャビティ温度’ｒｈを設定する
。この設定温度は、使用する樹脂の軟化温度よりも５℃
〜１０℃低い一定温度でありで、たとえば、アクリル樹
脂ではＴＭ ＝ ９０℃である。
。この設定温度は、使用する樹脂の軟化温度よりも５℃
〜１０℃低い一定温度でありで、たとえば、アクリル樹
脂ではＴＭ ＝ ９０℃である。
このように設定温度を決めた理由は、本発明者らの研究
によれば、キャビティ温度をその温度範囲に設定した状
態で、キャビティ３内へ樹脂を充填すれば、精度ばらつ
きの最も少ない成形品が得られたことによるものである
。
によれば、キャビティ温度をその温度範囲に設定した状
態で、キャビティ３内へ樹脂を充填すれば、精度ばらつ
きの最も少ない成形品が得られたことによるものである
。
ここで、射出成形装置をＯＮにすると、機器制御装置１
２からの制御により温度調節装置８が作動を開始すると
、この温度調節装置８から送出された熱媒体は、スケー
ル防止装置９内を通過してスケール付着が防止され、そ
の後、固定入駒６．可動入駒７内の温調流路５および固
定型１右よび可動型２内の架体温調流路１５へ流入し、
金型を加熱し再び温度調節装置８へ戻る。この際、金型
の温度が、第２図に示す所定の設定温度ＴＭ℃に達する
まで、機器制御装置１２は温度センサ１４の信号を受け
て温度調節装置８のヒータ出力が最大となるよう制御を
行なう。型温か上昇して１Ｍ℃士許容値のΔＴｂ ｃ
（アクリル樹脂ではΔＴｂ ＝ １℃）内に収束すると
、機器制御装ｆ１２は温度センサ１４の信号を受けて温
度調節装置８のヒータ出力を定常出力まで下げ、同時に
射出成形機１３へ射出開始可の信号を送出する。射出成
形機１３側の準備が完了しておれば直ちに射出が開始さ
れ、射出成形機１３からの樹脂がキャビティ３内へ充填
される。充填にあたっての充填時間Ｐは、キャビティ容
積をＭｉ、樹脂充填速度をｖＪｓとすると、光学レンズ
成形の場合、Ｍ ／ Ｖ ＝ １．５ ｓ以内が良好で
ある。これは、第３図に示すように、充填時間Ｐを１．
５Ｓ以上とすると、軸非対称性ΔＳが３μｍを超えて大
幅に増加することによるものである。その理由は、充填
時間が延伸すると、初期にキャビティ３に進入した樹脂
と遅れてキャビティに進入した樹脂とでは、遅れて進入
した方が高温度であって、キャビティ内の樹脂の温度が
不均一になることによるものである。
２からの制御により温度調節装置８が作動を開始すると
、この温度調節装置８から送出された熱媒体は、スケー
ル防止装置９内を通過してスケール付着が防止され、そ
の後、固定入駒６．可動入駒７内の温調流路５および固
定型１右よび可動型２内の架体温調流路１５へ流入し、
金型を加熱し再び温度調節装置８へ戻る。この際、金型
の温度が、第２図に示す所定の設定温度ＴＭ℃に達する
まで、機器制御装置１２は温度センサ１４の信号を受け
て温度調節装置８のヒータ出力が最大となるよう制御を
行なう。型温か上昇して１Ｍ℃士許容値のΔＴｂ ｃ
（アクリル樹脂ではΔＴｂ ＝ １℃）内に収束すると
、機器制御装ｆ１２は温度センサ１４の信号を受けて温
度調節装置８のヒータ出力を定常出力まで下げ、同時に
射出成形機１３へ射出開始可の信号を送出する。射出成
形機１３側の準備が完了しておれば直ちに射出が開始さ
れ、射出成形機１３からの樹脂がキャビティ３内へ充填
される。充填にあたっての充填時間Ｐは、キャビティ容
積をＭｉ、樹脂充填速度をｖＪｓとすると、光学レンズ
成形の場合、Ｍ ／ Ｖ ＝ １．５ ｓ以内が良好で
ある。これは、第３図に示すように、充填時間Ｐを１．
５Ｓ以上とすると、軸非対称性ΔＳが３μｍを超えて大
幅に増加することによるものである。その理由は、充填
時間が延伸すると、初期にキャビティ３に進入した樹脂
と遅れてキャビティに進入した樹脂とでは、遅れて進入
した方が高温度であって、キャビティ内の樹脂の温度が
不均一になることによるものである。
本発明者らの研究によれば、初期に進入した樹脂と最後
に進入した樹脂との温度差が１℃あると、たとえば１０
０Ｗφレンズでは軸非対称性ΔＳが１０μｍになる。前
記所望の軸非対称性Δ８＝３μｍにするには、温度差が
０，３℃でなくてはならない。他のレンズ径の場合も、
温度差が０．３℃であれば、所望の軸対称精度が得られ
る。そして、この温度条件を満足するための樹脂の充填
時間Ｐは、レンズ径にかかわらず（換言すれば、キャビ
ティ容積にかかわらず）、Ｍ ／ Ｖ ＝ １．５ ｓ
以下でなくてはならないことがわかった。この値は、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など、通常の光学部
品の成形に使用される樹脂についてすべて同じである。
に進入した樹脂との温度差が１℃あると、たとえば１０
０Ｗφレンズでは軸非対称性ΔＳが１０μｍになる。前
記所望の軸非対称性Δ８＝３μｍにするには、温度差が
０，３℃でなくてはならない。他のレンズ径の場合も、
温度差が０．３℃であれば、所望の軸対称精度が得られ
る。そして、この温度条件を満足するための樹脂の充填
時間Ｐは、レンズ径にかかわらず（換言すれば、キャビ
ティ容積にかかわらず）、Ｍ ／ Ｖ ＝ １．５ ｓ
以下でなくてはならないことがわかった。この値は、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など、通常の光学部
品の成形に使用される樹脂についてすべて同じである。
上記のようにして、キャビティ３内へ樹脂の充填が行な
われると、流入樹脂の温度の影響により一時型温が上昇
する。温度センサ１４からこの温度上昇の信号を受けた
機器制御装置１２は、温度調節装置８の流量を最大まで
上げて、この温度上昇分の引き下げを行なう。この流量
の制御は、エネルギコスト低減の為であり、キャビティ
３に軸非対称的な温度分布が発生しないだけの流量を流
し続けても良いことは言うまでもない。キャビティ３を
形成する固定入駒６および可動入駒７の材質として、ベ
リリウム銅合金、アルミ銅合金、ジルコニウム銅合金、
チタン銅合金、またはクロム銅合金を使用すれば、熱伝
導率の点で他の型材質より優れ、樹脂流入による温度ば
らつきを均一化できる。それは、第４図に示すように、
熱伝導率が高くなるほど入駒温度ばらつきは小さくなり
、温度ばらつきΔｔ≦１℃では熱伝導率に≧０．３ｃａ
ｌ／Ｉｌ・℃を実験的に得ている。ただし、この際、熱
媒体は加圧熱水を用い、その必要流量は、精度ばらつき
Ｓ≦５μｍの場合、実験結果よりｆ≧２ ｒｒｖ′ｓを
得ている。
われると、流入樹脂の温度の影響により一時型温が上昇
する。温度センサ１４からこの温度上昇の信号を受けた
機器制御装置１２は、温度調節装置８の流量を最大まで
上げて、この温度上昇分の引き下げを行なう。この流量
の制御は、エネルギコスト低減の為であり、キャビティ
３に軸非対称的な温度分布が発生しないだけの流量を流
し続けても良いことは言うまでもない。キャビティ３を
形成する固定入駒６および可動入駒７の材質として、ベ
リリウム銅合金、アルミ銅合金、ジルコニウム銅合金、
チタン銅合金、またはクロム銅合金を使用すれば、熱伝
導率の点で他の型材質より優れ、樹脂流入による温度ば
らつきを均一化できる。それは、第４図に示すように、
熱伝導率が高くなるほど入駒温度ばらつきは小さくなり
、温度ばらつきΔｔ≦１℃では熱伝導率に≧０．３ｃａ
ｌ／Ｉｌ・℃を実験的に得ている。ただし、この際、熱
媒体は加圧熱水を用い、その必要流量は、精度ばらつき
Ｓ≦５μｍの場合、実験結果よりｆ≧２ ｒｒｖ′ｓを
得ている。
温度調節装置８の作動により型温か下がりはじめ、予め
データを得た樹脂の流動停止温度とバランスする温度す
なわ・ち、樹脂の温度が樹脂流動温度まで下がったこと
を温度センサ１４により検知した機器制御装置１２より
の出力信号により、射出成形機１３は保圧を停止する。
データを得た樹脂の流動停止温度とバランスする温度す
なわ・ち、樹脂の温度が樹脂流動温度まで下がったこと
を温度センサ１４により検知した機器制御装置１２より
の出力信号により、射出成形機１３は保圧を停止する。
このように樹脂流動停止温度まで樹脂に保圧を付加する
ことにより、射出成形機１３側への樹脂の逆流を防止し
、均一温度を保ったキャビティ３中に成形樹脂を置くの
で、軸非対称性≦３μψ１００Ｍ 精度のばらつき≦５
μｍ／φ１００ｍ が得られる。また、キャビティ３近
傍へ貫通する押出ピン１０も部材温調装置１１によって
キャビティ３と同一温度ＴＭ℃に制御しているので、キ
ャビティ３はこうした貫通部材によって温度分布を生じ
ることはない。保圧終了後、樹脂の温度が成形品取出温
度になったことを温度センサ１４からの信号で検知した
ところで、キャビティ３を開き、成形品を取り出す。こ
のようにして、連続的に成形を繰返し精度ばらつきの小
さい成形品を得ることができる。
ことにより、射出成形機１３側への樹脂の逆流を防止し
、均一温度を保ったキャビティ３中に成形樹脂を置くの
で、軸非対称性≦３μψ１００Ｍ 精度のばらつき≦５
μｍ／φ１００ｍ が得られる。また、キャビティ３近
傍へ貫通する押出ピン１０も部材温調装置１１によって
キャビティ３と同一温度ＴＭ℃に制御しているので、キ
ャビティ３はこうした貫通部材によって温度分布を生じ
ることはない。保圧終了後、樹脂の温度が成形品取出温
度になったことを温度センサ１４からの信号で検知した
ところで、キャビティ３を開き、成形品を取り出す。こ
のようにして、連続的に成形を繰返し精度ばらつきの小
さい成形品を得ることができる。
以上説明した実施例によれば、温調精度を上げることに
より金型を加熱冷却することなく、一定の温度で成形を
行なうので、成形時間は、例えばｔ＝１０レンズで１０
〜１５分以上かけて動的温度制御を行なう従来の成形法
に比べて、３〜６分と大幅なサイクル短縮が可能となっ
た。また、加熱と冷却を併用しないため、金型あるいは
付帯温調設備を大幅に簡略化できた。すなわち冷却設備
は不要となり、また加圧のため可動入駒を摺動させる必
要がなくなり、パリやカジリの問題が解消し、さらに加
圧のための設備が不要となり、金型も簡略化することが
できた。
より金型を加熱冷却することなく、一定の温度で成形を
行なうので、成形時間は、例えばｔ＝１０レンズで１０
〜１５分以上かけて動的温度制御を行なう従来の成形法
に比べて、３〜６分と大幅なサイクル短縮が可能となっ
た。また、加熱と冷却を併用しないため、金型あるいは
付帯温調設備を大幅に簡略化できた。すなわち冷却設備
は不要となり、また加圧のため可動入駒を摺動させる必
要がなくなり、パリやカジリの問題が解消し、さらに加
圧のための設備が不要となり、金型も簡略化することが
できた。
本発明によれば、複雑な成形方法と複雑な構造の射出成
形金型装置とを要せず、軸対称性の良い、精度ばらつき
の少ない投写レンズ等の光学部品を得ることができると
いう効果がある。すなわち、キャビティ温度を一定とし
て射出成形を行なうので、精度を得るための加熱、冷却
、加圧をキャビティに付加する必要がなくなり、このた
めの設備が不要となった。また金型も加圧に伴う摺動部
がなくなり、カジリや摺動部間隙に発生するパリの問題
がなくなった。成形サイクルは加熱、冷却に伴う時間の
延伸がなくなり、また、加熱冷却に伴う動的温度制御が
な（なり、精度ばらつき≦５μｍ／１１００ｍ 、軸
非対称性≦３μｍ／φｌｏｏｍのレンズ等の光学部品が
通常の成形時間で得られるという効果がある。
形金型装置とを要せず、軸対称性の良い、精度ばらつき
の少ない投写レンズ等の光学部品を得ることができると
いう効果がある。すなわち、キャビティ温度を一定とし
て射出成形を行なうので、精度を得るための加熱、冷却
、加圧をキャビティに付加する必要がなくなり、このた
めの設備が不要となった。また金型も加圧に伴う摺動部
がなくなり、カジリや摺動部間隙に発生するパリの問題
がなくなった。成形サイクルは加熱、冷却に伴う時間の
延伸がなくなり、また、加熱冷却に伴う動的温度制御が
な（なり、精度ばらつき≦５μｍ／１１００ｍ 、軸
非対称性≦３μｍ／φｌｏｏｍのレンズ等の光学部品が
通常の成形時間で得られるという効果がある。
以上要するに、軸対称精度、形状精度の優れた軸対称光
学部品を、容易に且つ速い成形サイクルで成形すること
ができる射出成形方法と、この方法の実施に直接使用さ
れる、構造簡単な射出成形装置を提供することができる
。
学部品を、容易に且つ速い成形サイクルで成形すること
ができる射出成形方法と、この方法の実施に直接使用さ
れる、構造簡単な射出成形装置を提供することができる
。
第１図は、不発明の軸対称光学部品の射出成形装置の一
実施例を示す縦断面図、第２図は、本発明の軸対称光学
部品の射出成形方法の一実施例に係る樹脂温度変化特性
図、第３図は、充填時間と軸非対称性との関係の一例（
レンズ径１００１１＝ｌφの場合）を示す充填時間特性
図、第４図は、入駒の、熱伝導率と温度ばらつきとの関
係を示す入駒温度ばらつき特性図、第５図は、入駒の温
調部を流れる熱媒体の流速と成形品の精度ばらつきとの
関係の一例を示す熱媒体流速特性図である。 １・・・固定型 ２・・・可動型３・・・キ
ャビティ ４・・・断熱層５・・・温調流路
６・・・固定入駒７・・・可動入駒 ８
・・・温度調節装置１２・・・機器制御装置 １３
・・・射出成形機１４・・・温度センサ 葛 １ 回 不 ２− 図
実施例を示す縦断面図、第２図は、本発明の軸対称光学
部品の射出成形方法の一実施例に係る樹脂温度変化特性
図、第３図は、充填時間と軸非対称性との関係の一例（
レンズ径１００１１＝ｌφの場合）を示す充填時間特性
図、第４図は、入駒の、熱伝導率と温度ばらつきとの関
係を示す入駒温度ばらつき特性図、第５図は、入駒の温
調部を流れる熱媒体の流速と成形品の精度ばらつきとの
関係の一例を示す熱媒体流速特性図である。 １・・・固定型 ２・・・可動型３・・・キ
ャビティ ４・・・断熱層５・・・温調流路
６・・・固定入駒７・・・可動入駒 ８
・・・温度調節装置１２・・・機器制御装置 １３
・・・射出成形機１４・・・温度センサ 葛 １ 回 不 ２− 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称形状の
キャビティを形成する固定入駒、可動入駒、それぞれを
装着した固定型、可動型からなる金型の前記キャビティ
内へ、射出成形機から溶融樹脂を射出、充填し、保圧し
て軸対称光学部品を成形するようにした射出成形方法に
おいて、キャビティ温度を樹脂の軟化温度よりも５℃〜
１０℃低い一定温度に保持した状態で、射出成形機から
キャビティ内へ、Ｍ／Ｖ＜１．５秒（ただし、Ｍ：キャ
ビティ容積ｃｍ＾３、Ｖ：樹脂充填速度ｃｍ＾３／秒）
を満足する樹脂充填速度で溶融樹脂を充填し、その樹脂
の温度が流動温度に低下するまで保圧するようにしたこ
とを特徴とする、軸対称光学部品の射出成形方法。 ２、型閉めしたとき、成形品とほぼ同一の軸対称形状の
キャビティを形成する固定入駒、可動入駒、それぞれを
装着した固定型、可動型からなる金型の前記キャビティ
内へ、射出成形機から溶融樹脂を射出、充填し、保圧し
て軸対称光学部品を成形するようにした射出成形装置に
おいて、固定入駒、可動入駒を、それぞれのキャビティ
面近傍の、対称軸に関して軸対称位置に、キャビティ温
度を所定温度に保持することができる、温度調節装置の
温調部を内蔵した固定入駒、可動入駒にし、固定型と前
記固定入駒との間、および可動型と前記可動入駒との間
に断熱層を配設し、前記キャビティ温度を検出する温度
センサからの信号に基づいて、射出成形機の射出開始時
期および前記温度調節装置を制御することができる機器
制御装置を具備せしめたことを特徴とする、軸対称光学
部品の射出成形装置。３、固定入駒、可動入駒の材質を
、ベリリウム銅合金、アルミニウム銅合金、ジルコニウ
ム銅合金、チタン銅合金もしくはクロム銅合金のうち何
れかの同一材質の組合わせにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の、軸対称光学部品の射出成形装
置。 ４、温調部を、内部を熱媒体が流れ、温度調節装置へ接
続した温調流路にしたことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の軸対称光学部品の射出成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32394887A JPH01166927A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32394887A JPH01166927A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166927A true JPH01166927A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18160416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32394887A Pending JPH01166927A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 軸対称光学部品の射出成形方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166927A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359830A1 (en) * | 1988-03-24 | 1990-03-28 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Injection-compression molding machine and method of molding by use of same |
| EP0799690A2 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-08 | Hoya Corporation | Lens injection-compression-molding method |
| JP2008132523A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Jfe Steel Kk | 金属板のプレス成形装置 |
| AT501951B1 (de) * | 2005-04-12 | 2008-12-15 | Adcuram Maschb Holding Gmbh | Verfahren zum spritzgiessen von kunststoffteilen |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP32394887A patent/JPH01166927A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359830A1 (en) * | 1988-03-24 | 1990-03-28 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Injection-compression molding machine and method of molding by use of same |
| EP0799690A2 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-08 | Hoya Corporation | Lens injection-compression-molding method |
| EP0799690A3 (en) * | 1996-04-05 | 1997-12-17 | Hoya Corporation | Lens injection-compression-molding method |
| AT501951B1 (de) * | 2005-04-12 | 2008-12-15 | Adcuram Maschb Holding Gmbh | Verfahren zum spritzgiessen von kunststoffteilen |
| JP2008132523A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Jfe Steel Kk | 金属板のプレス成形装置 |
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