JPH04294117A - 厚肉レンズの成形金型とその成形方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチックレンズの成
形金型とその成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プラスチック材料を成形材料
として光学部品を成形する方法が一般に普及されると共
に、精度のよい光学面を得る方法としては、成形用金型
内に高圧にてプラスチック材料を充填し、その圧力によ
って成形用金型における成形面の形状を反転させるとい
う成形方法が広く採用されている。

【０００３】また上記成形用金型による成形面の成形精
度の向上以外の目的、例えば、金型自体の強度、耐熱性
などの目的から表面処理を施す方法、または実開昭６２
−１０２６０８号公報に記載された成形型のように、成
形対象のオイルシールの摺動面に対応する金型表面に金
属容射によって微小突起を付して構成したオイルシール
用成形型などが開発されている。更に、特開平１−２２
１７０１号公報に記載されているように、ガラスレンズ
をインサートしたプラスチックレンズに厚肉レンズの中
身を事前に加工しておき、その周囲に均等な肉厚部材を
構成する手段なども考えられている。この場合の中身の
レンズはプラスチックレンズでもよいことは言うまでも
ない。

【０００４】従来技術の成形金型と成形方法を図１３お
よび図１４にて説明する。図１３は、従来の成形金型の
要部の正面よりの断面図であり、図１４はレンズ素材の
側面よりの断面図である。

【０００５】図１３にて示すように、パーティングライ
ン（ＰＬ）６を中心に挟み、上方側外周に固定側スリー
ブ１とその中央筒内には、固定側ピース３とを挿入構成
し、また下方側外周に可動側スリーブ２と、その中央筒
内に可動ピース４を挿入構成され、その接合面に構成さ
れたキャビティ５に成形材料を高圧にて充填し、その圧
力によって成形用金型における成形面の形状を反転させ
るという成形方法である。また成形するレンズ形状が、
図１４にて示すように、レンズ本体７の中心肉厚と縁９
の肉厚との差が大きいとレンズ中央部にヒケ（点線）８
が発生し、レンズとしての機能を満たすことができなく
なる。また、上記のように高圧射出成形方法にも限りが
あり、圧力のみで型を転写することは難しいと考えられ
てきた。更に高圧射出成形を行うと、レンズ内に成形内
部応力が残留し、複屈折率、経時形状変化も大きく、歩
留まりま悪く製造原価高の原因ともなっていた。

【０００６】また、上記した前者の公報（実開昭６２−
１０２６０８号）に示す「オイルシール用成形型」は、
金型表面に金属溶射によって微小突起を設けているが、
この微小突起が成形品の型への食いつき力を増すため、
離型時に変形を生じる虞れもあった。

【０００７】また、上記した後者の公報（特開平１−２
２１７０１号）に示す「ガラスレンズをインサートした
プラスチックレンズ」は、線膨張率の異なる二種類の材
料を強引にハイブリット化しているため、環境温度が変
化した場合ガラスとプラスチックの境界面でクラックや
剥離の発生が考えられ、実用上問題であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みてなされたもので、変形の原因となる圧力を
かけることなく成形を行い、必要といるレンズの有効面
を高精度にかつ安価に、効率よく成形する厚肉レンズの
成形金型とその成形方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、パッシングラ
インを境に、一方側に固定側スリーブと、固定側スリー
ブの内径内に固定側ピースとを構成し、他方側に可動側
スリーブと、可動側スリーブの内径内に可動側ピースと
を設け、その境界にキャビティを設け、このキャビティ
内の上記固定側ピース型表面をプラスチック材料と濡れ
性の悪い素材で形成し、また可動側ピース端面は、極め
て鏡面性の高いミラーフィニッシュ仕上げにて形成され
た成形金型にて一次成形を行い。ヒケの生じた被成形レ
ンズを上記固定側ピース内に配設したゲート入子を除去
した固定側ピース内に再装着し、上記固定スリーブの端
面に別に設けた可動側スリーブを被成形レンズとの位置
決めしながら装着した成形金型にて二次成形を行うよう
構成されている。

【００１０】

【作用】上記したパッシングラインの一方側に固定側ス
リーブと固定側ピースとを設け、他方側に可動側スリー
ブと可動側ピースとを設けた成形金型のキャビティ内に
プラスチック材料を圧力を掛けない状態にて充填すると
、プラスチック材料は、放熱により冷却され収縮を始め
る。また固定側ピース表面は、プラスチック材料と濡れ
性が悪い素材で形成されているため、キャビティ内に充
填されたプラスチック材料は、収縮が進行するにつれ、
固定側ピース表面より剥離を始める。また可動側ピース
の表面とプラスチック材料とは、密着性が良好となって
いるため、その鏡面性を転写することができる。従って
被成形レンズの固定側ピース側にヒケが生じ、可動側ピ
ース側は高精度な鏡面が転写される一次成形と、この一
次成形により上記した成形レンズにヒケの生じたものは
、上記固定側ピースの成形面に配設したゲート入子を除
去し、その成形面に被成形レンズを装填する。続いて可
動側スリーブを被成形レンズに一体成形したガイドおよ
びレンズ縁と可動側スリーブ内に設けたガイド受けおよ
びレンズ縁受けとにより二次成形型内でのスラスト方向
の位置合わせした後、被成形レンズのヒケ面にプラスチ
ック材料を圧力を掛けずに充填して成形される。この成
形により、ヒケがなく、高精度の鏡面を有する成形レン
ズが成形できる。

【００１１】

【実施例１】本発明に係る厚肉レンズの成形金型の実施
例１を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施
例１の一次成形用成形金型の正面よりの要部における成
形状態を示す断面図である。図２は、図１により成形さ
れた成形レンズの形状を示す正面図である。図３は、成
形レンズの二次成形用成形金型における成形状態を示す
正面よりの断面図である。図４は、二次成形用成形金型
により成形された成形レンズの正面よりの断面図である
。図５は、一次成形時に用いるゲート用入子の要部形状
を示す斜視図である。なお本実施例において上記説明し
た従来例における図１４と図１５と同一構成および同一
部材には、同一符号を付して説明する。

【００１２】図１に示す成形金型の中央位置に設けられ
たパーティングライン６を境界とした一方側には、固定
側金型（上金型）を構成する筒形状の固定側スリーブ１
と、この固定側スリーブ１の筒状内に円柱形状でその下
端面に被成形レンズに転写させる型形状に形成された固
定側ピース３が一体的に挿入装着されている。またパー
ティングライン６の他方側には、可動側金型（下金型）
を構成する筒形状の可動側スリーブ２とこの可動側スリ
ーブ２の筒状内に円柱形状で、その上端面に被成形レン
ズ７に転写させる型形状に形成された可動側ピース４が
挿入装着されている。

【００１３】また、上記固定側ピース３の型面１０は、
プラスチック材料と濡れ性が悪い素材にて形成されてい
る。また上記可動側ピース４の型面は、極めて鏡面性の
高いミラーフィニッシュ仕上げに形成されている。また
可動側スリーブ２の上面内径縁辺には、成形レンズ７の
周囲に一体成形転写するレンズ縁９の凹部を形成されて
いる。また可動側ピース４の凹形状のゲート（図示省略
）には、図５に示す帽子形状で一端側にゲート用溝２０
を形成した成形用ゲート入子１９が挿入嵌着構成されて
いる。

【００１５】上記固定側ピース３と可動側ピース４と接
合するパーティングライン６間には、成形レンズ７を成
形するための空間（キャビティ）５が構成されている。 また可動側スリーブ２の上端面の縁辺近傍には、図に示
すように鍔状に形成するレンズ縁とそのレンズ縁の下面
には下方向（光軸方向）を尖形に形成したＶ字形状のガ
イド溝２０が形成されている。

【００１６】上記構成の成形金型による成形方法を説明
する。まず図示していないが、プラスチック材料をスプ
ール，ランナー，ゲートを通してキャビティ５内に保圧
をかけずに充填する。この場合、キャビティ５内にプラ
スチック材料が１００％充填される直前にプラスチック
材料の供給を止める。

【００１７】上記状態において、キャビティ５内に充填
されたプラスチック材料は、放熱により冷却され収縮を
始める。また、固定側ピース３の型面１０は、プラスチ
ック材料と濡れ性が悪い素材で形成されているため、キ
ャビティ５内に充填されたプラスチック材料は、収縮が
進につれ、固定側ピース３の型面１０より剥離を始める
。また、可動側ピース４の型面１１と充填されたプラス
チック材料は、密着性が良いため、その鏡面を転写する
ことができる。従って成形レンズ７の固定側ピース３側
にはヒケ８が生じ、可動側ピース４は、高精度な鏡面が
成形される。

【００１８】上記した固定側ピース３側に生じたヒケ面
８は、再度上記と同様な成形方法にて成形することによ
り、ヒケ８は消え表面は高精度な鏡面が成形される。

【００１９】上記においては、一次成形が終了し、ヒケ
８が固定側ピース３側に生じた（図２）状態であるが、
この状態より成形レンズ７が両面ともに高精度な面を得
るようにになるまでの成形工程について以下説明する。

【００２０】まず、図１に示すようにゲート入子１９を
固定側ピース３の型面より除去し、そのあとに成形レン
ズ７のヒケ８面側を固定側ピース３の型面内に向けて挿
入装填する。続いて図３にしめすように、可動側スリー
ブ２ａの上面を、上記固定側スリーブ１の下面と接合す
ると共にレンズ縁受１４とガイド受１３にて成形レンズ
７に一体成形したレンズ縁９とがガイド１２とにより、
そのテーパー面を合わせて、二次成形型（図３）のピー
ス３との軸合わせを行う。即ち、成形レンズ７のレンズ
縁９をレンズ縁受１４に当て付けることにより、二次成
形型内でのスライド方向の位置出しを行う。また、二次
成形型におけるキャビティ５は固定側スリーブ１、固定
側ピース３、可動側スリーブ２によって構成される。こ
の場合においては、上記一次成形にて鏡面成形を得た可
動側面には、可動側ピース４は用いない。また成形レン
ズ７の二次成形型内でのスラスト方向の位置出しを正確
にするため、ガイド１２の先端１５は変形しやすいよう
に鋭角に（尖形）に成形されている。

【００２１】上記状態にて、再度プラスチック材料を図
示していないがスプール，ランナー，ゲートを通して固
定側ピース３の型面１０とヒケ８との間に形成されるキ
ャビティ８内に保圧をかけることなくプラスチック材を
充填することによってヒケのない高精度の鏡面を得るこ
とができる。

【００２２】

【実施例２】図６および図７にて本発明に係わる厚肉レ
ンズの成形金型の実施例２を説明する。図６は、実施例
２によって成形された被成形レンズの形状を示す側面よ
りの断面図である。図７は、実施例２によって成形され
た他の成形レンズの形状を示す側面よりの断面図である
。なお、本実施例において上記実施例１および従来例に
て説明した図１〜図５、図１４および図１５と同一構成
または同一部材には、同一符号を付し、その説明は省略
する。

【００２３】本実施例と上記した実施例１と異なる点は
図に示すように、二次成形時において成形金型と被成形
レンズ７とのスラスト方向への位置出し精度をより高精
度に挙げるために、被成形レンズ７のレンズ縁９の下面
より下方向（光軸方向）に突出成形したガイド１７の形
状が異なっている点である。即ち、図６に示すように、
被成形品である被成形レンズ７の外周縁辺に一体成形さ
れた鍔状のレンズ縁９の下面には、断面形状が内方向に
くの字形状の変形溝１７を有するバネガイド１６が突出
成形され、更にバネガイド１６の下端（先端）には、内
側方向に突出成形された突当部１８が一体成形されてい
る。

【００２４】また、図７に示すように、被成形部材であ
るレンズ７の外周縁辺には、レンズ７と一体成形された
レンズ縁９の下面には、スラスト方向（光軸方向）に三
角形状の位置出しガイド２１を一体成形にて設けられて
いる。この位置出しガイド２１の上記レンズ縁９との境
界位置には、位置出しガイド２１に弾性を得るための溝
２２が設けられている。

【００２５】上記したように、くの字形状の位置出しバ
ネガイド１６または溝２２を設けた位置出しガイド２１
を一体成形することにより、二次成形型への装填時にお
いて、可動側スリーブ２の内径縁辺に形成した凹部にお
けるスラスト方向への位置出しするに際し変形溝１７ま
たは溝２０により容易に変形されるので、スラスト位置
出し精度を向上させることができる。

【００２６】

【実施例３】図８は、本発明に係わる厚肉レンズの成形
金型の実施例３によつて成形された被成形レンズの形状
を示す側面よりの断面図である。なお、本実施例におい
て、上記実施例２と同様に、実施例１、実施例２および
従来例にて説明した図１〜図７および図１４と図１５と
同一構成または同一部材には、同一符号を示し、その説
明は省略する。

【００２７】本実施例と上記実施例１と異なる点は、図
に示すように、実施例１および実施例２においては、被
成形レンズは両凸レンズであるのに対し、本実施例の被
成形レンズ２３は、両凹レンズ２３を成形する場合であ
る。上記実施例１の図２と同様にレンズ縁２５の下面の
下方（スラスト方向）に断面形状が尖形に形成されたＶ
字形状のガイド２４を突出成形されている点である。上
記構成における成形金型による成形方法は、実施例１と
同一につき省略する。

【００２８】上記各実施例において、固定側ピース３型
面１０の濡れ性を悪くする手段としては、上記した実施
例１による素材の選択のみに限定するものではなく、固
定側ピース３の型面１０に微小な凹凸を設けること、若
しくは、図９および図１０に示すように緩やかな凹凸（
Ａ部）に形成する。または固定側ピース型面１０のテフ
ロンコートや金型材料への多孔質材の利用、更に樹脂の
一般的な特性として型面スキン層が早く固化した面が型
面１０をそのまま転写し、遅く固化した面が樹脂の固化
する時に発生する収縮の影響を受けてヒケとなるという
原理を取り入れ、鏡面側のピースには、熱伝導性のよい
銅やアルミ材をベースとし（図１２）、表面の腐蝕防止
や型傷が生じないように、硬度を増すため、図１１およ
び図１２に示すように銅またはアルミなどにて形成され
た可動側ピース４の型面１１にＴｉＮ，ＣｒＮなどの薄
膜を蒸着し、鏡面加工することにより面精度を劣化させ
ることの無い金型を提供することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の成形金型による成形方法によれ
ば、成形工程を一次成形と二次成形の２回に分け、一次
成形時の成形キャビティを構成する固定側ピース表面の
プラスチック材料に対する濡れ性を悪くし、保圧を掛け
ずにプラスチック材料をキャビティ内に充填することに
より、可動側レンズ面に高精度の鏡面に転写し、二次成
形においては、ゲート入子と可動側ピースとを除去する
ことにより固定側レンズ面に高精度の鏡面を転写し、厚
肉のプラスチックレンズを高精度に安価に効率よく成形
することができる。また同一材料でレンズを成形するた
め、熱による傷害（クラック、剥離）も発生することが
なく、信頼性の高いプラスチックレンズを成形できると
いう効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる厚肉レンズの成形金型および成
形方法の実施例１における一次成形金型の正面要部にお
ける成形状態を示す断面図である。

【図２】図１に示す成形金型により成形された成形レン
ズの形状を示す正面図である。

【図３】成形金型により二次成形を行う成形金型の成形
状態を示す正面よりの断面図である。

【図４】図３に示す二次成形金型により成形された成形
レンズの正面図である。

【図５】図１に示す一次成形時において成形金型に用い
る入子の要部形状を示す斜視図である。

【図６】本発明に係わる厚肉レンズの成形金型の実施例
２によつて成形された成形レンズの形状を示す側面より
の断面図である。

【図７】実施例２によって成形された他の成形レンズの
形状を示す側面よりの正面図である。

【図８】本発明に係わる厚肉レンズの成形金型の実施例
３によって成形された成形レンズの形状を示す側面より
の断面図である。

【図９】本発明に係わる成形金型の成形面の形状を示す
側面図である。

【図１０】図９に示すＡ部の形状を拡大にて示す側面図
である。

【図１１】成形金型の成形表面にメッキ層を形成した状
態を示す側面図である。

【図１２】成形金型の成形表面に薄膜を蒸着形成した側
面図である。

【図１３】従来の厚肉プラスチックレンズを成形する成
形金型の正面よりの断面図である。

【図１４】図１３に示す成形金型により成形された成形
レンズを示す正面図である。

【符号の説明】

１　　固定側スリーブ ２，２ａ　　可動側スリーブ ３　　固定側ピース ４　　可動側ピース ５　　キャビティ ６　　パーティングライン（ＰＬ） ７　　被成形レンズ ８　　ヒケ ９，２５　　レンズ縁 １０　　固定側ピース型面 １１　　可動側ピース型面 １２，２４　　ガイド １３　　ガイド点 １４　　レンズ縁け １５　　ガイド先端 １６，２１　　バネガイド １７　　変形溝 １８　　突当部 １９　　二次成形用ゲート入子 ２０，２２　　溝 ２３　　凹レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プラスチックレンズを成形する成形用
   金型において、被成形レンズの光学有効面を成形する表
   面と対応した型面がプラスチック素材に対して濡れ性が
   悪いことを特徴とする厚肉レンズの成形金型。
2. 【請求項２】　　プラスチックレンズを成形する成形金
   型において、一対のプレス成形金型の一方側に二次成形
   用ゲート入子を除去した成形金型と、他方側に被成形レ
   ンズの光学有効面を除去した成形金型とを設けて、ヒケ
   面を再成形するように構成したことを特徴とする厚肉レ
   ンズの成形金型。
3. 【請求項３】　　プラスチックレンズを成形する成形用
   金型において、光学有効面を成形する成形金型の表面に
   微小な凹凸またはテフロンコートあるいは型材として多
   孔質材などを用いたことを特徴とする厚肉レンズの成形
   金型。
4. 【請求項４】　　プラスチックレンズの成形金型におい
   て、被成形レンズの光軸方向に突出した二次成形位置決
   め用の弾性成形部を一体成形にて設けたことを特徴とす
   る厚肉レンズの成形金型。
5. 【請求項５】　　プラスチックレンズの成形方法におい
   て、パッシングラインの一方側に固定側スリーブと固定
   側ピースとを設け、他方側に可動スリーブと可動側ピー
   スとを設け、その間に構成されたキャビティ内に圧力を
   掛けずに成形材料を充填して成形する一次成形工程と、
   被成形レンズにヒケが生じた場合は、固定側ピース内の
   ゲート入子を除去し、被成形レンズを装填し別に設けた
   二次成形用可動側スリーブと位置決め装着する装着工程
   と、上記ヒケ面に圧力を掛けずに成形材料を充填して成
   形する二次成形工程とよりなることを特徴とする厚肉レ
   ンズの成形方法。