JPH0469217A

JPH0469217A - フレネルレンズの製造装置

Info

Publication number: JPH0469217A
Application number: JP18142790A
Authority: JP
Inventors: Keiji Takasu; 鷹栖　慶治; Yasuo Amano; 泰雄天野; Masaki Yoshii; 吉井　正樹; Shigeru Ito; 茂伊藤; Takashi Fujii; 敬藤井; Hiroyuki Onodera; 浩幸小野寺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-04

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、高分子材料を用いて成形したフレネルレンズ
の離型機構に係り、特に、フレネル部山形形状の破損、
変形およびフレネル板全体のそり変形、割れを防ぐフレ
ネルレンズ製造装置に関する・〔従来の技術〕フレネルレンズを成形する方法には、熱プレス法、紫外
線硬化性樹脂を硬化させて底形する方法（以下２Ｐ法と
称す）、および注型法などがある。

一般的には、アクリル板を熱プレスして成形している。

第７図に従来の熟プレス法の構成を示す。

この方法は、フレネルレンズ金１１３（以下金型と称す
）を加熱後、充分に変形可能なまで加熱（ガラス転移点
ｃ以下Ｔｇと称す］以上、例えば、１３０℃前後）され
たアクリル板を金型３に挿入して加圧底形する。その後
、金型５を冷却（７ｇ以下、例えば７０℃前後）し、フ
レネルレンズ２を金型Ｓから離型ピン４０により離型し
ていた。このような方法によると、７８以上で加圧成形
されたアクリル板は、７ｇ以下に冷却されるために、熱
収縮（対角線長さ４５インチの長方形フレネルレンズで
最大約６ｍｍ程度）を起こす。また、金型のプリズム部
７０は、前述の収麹に対して、それを阻止するように形
成されているため、金型３とフレネルレンズ２との密着
力が増し、離型を困難にさせている。

そこで、特開昭６０−２０１５０５号公報は、第８図に
於いて、フレネルレンズ３の光学上の使用面の外周に、
内側面３２が外側面３１に対して離型抵抗の大きくなる
リプ状の突起３０（四辺）を設けることにより、屋開き
時にフレネルレンズ２は金型３に密着し、その後、スト
リッパプレート１５によって、７レネルレ／ズ３の垂直
面と平行に突出して離型する。この方法によれば、リプ
状突起３ｅにより、成形品を破損することなく、しかも
光学上の使用面以外の部分を小形化することができるプ
ラスチック光学素子（例えばフレネルレンズ）を得るこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、フレネルレンズ外周部にリプを設けて
、変形を防いで離型させる構造をとっているが、以下に
示す問題点があった。

■　ストリッパプレートによる全周（四辺）同時離型法
にすると、プロジェクタ１ンテレビ用のフレネルレンズ
のように大面積の場合（４２インチで１０１）ＯＸ　８
００　！Ｉ１１程度）は、フレネルレンズと金型のｇｊ
ｌｌ張係数の違いにより、フレネルレンズと金型の密着
力が増大し、かつ、離型初期時の面積が大きいために、
その離型力は１８００４以上必要となり、大がかりな離
型機構となる。

■　ストリッパプレートによる全周（四辺）同時離型法
にすると、プロジェクションテレビ用フレネルレンズの
ように長方形形状の場合、その離型過程における、離型
部形状が長方形、または、長円形に近い形状で進行する
ため、同心円形状のフレネルレンズの溝とは異なる、長
方形、長円形形状の離瀧跡がフレネルレンズに転写され
る。

■　ストリッパプレートによる全周（四辺）同時離型法
にすると、グロジェクションテレビ用フレネルレンズの
ように大面積の場合（４２インチで１０００Ｘ　８００
０１０１；１！度）は、離型初期つまり外周部と、離型
終了直前、つまり、中心部とでは、その離型速度が異な
る。つまり、外周部から中層部にかけては、比較的遅い
速度で離型するが、離型終了直前の中心部φ５０程度は
、フレネルレンズの弾性回復力の影響が強く、ストリッ
パプレートの上昇なしでｍ型し、その速度は非常に速い
。

このため、φ５０付近に離型むらが生じる。

本発明の目的は、フレネルレンズのｙｍｍにおいて、低
応力で、その過程は同心円形状で進行し、離散速度を一
定にすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は以下のようにした
ものである。

（１）フレネルレンズ成形金製の周囲の複数個の離型ピ
ンの長さを角部で長く、各辺の中心にいくにつれて短か
くするようにして、それらの離型ピンを同時に上下させ
る一つの駆動源を具備させた。

（２）　　（１）のピンの代わりに、そのピン配列と同
様な形状をもつ各辺一枚、計四枚の突き出し板を設けた
・（３）　　（１）、　（２）の離型機構において、その
離型ピン、および、突き圧し板による離証量に応じて、
駆動源を制御して、離型ピン、および、突き出し板の上
昇速度を変化させるようにした。

（４）フレネルレンズ成形金型において、その周囲に各
々独立な、駆動源と圧力検出部を組み込んだ複数個の離
型ピンにより、各離型ピンからの圧力データに応じて、
その離型ピンの上昇速度を独立に変化させるようにした
。

（５）　　（１）（３）（４）項の離型ピンは、その先
端部形状を、球Ｒ（ＳＲ）２〜ｄｍｍとした。

（Ｓ）　　（１）、（３）のピンは、その長さを調整す
るために、ねじ部を突き出し側と反対に設けた。

（７）　　（４）のｍｕピンの圧力検出部は、ピン表面
に、ひずみゲージを貼り付けることとした。

〔作用〕

フレネルレンズと金型を離型させるのに必要な力は、密
着力（単位面積当り）と、密着面積に比例し、力の作用
点からの距離に反比例する。第９図に、１００１！ｌ！
１角のフレネルレンズの離型時の荷重変化を、それぞれ
全周同時離型の場合と、四つの角部よりピンで離型した
場合について示した。

このように、離型初期に、離捜させようとしている部分
の面積が、四つの角部のピンによる離型の万がＩ」％さ
いので、荷重が低く離型できる。その後、ピンによる離
型も、１ｌｌＩｆｆｉ部面積が増大するが、作用点から
の距離が大きくなるので荷重の増大はない。

（１）、（２）では、四つの角部のピンおよび突き出し
板の端部が、１ｌｌｆｆｉ初期に成形を突き出す。この
ため）離型に必要な荷重が高くなることがない。

（１）、　（２）では、ａｍピンおよびプレートの上昇
速度変化と、実際の離畿進行速度が異なり、上昇速度−
足でも、離ｆｆｉ進行速度は、離型最終段階で増大する
。そこで、上昇速度を離型最終段階で遅くし、離型終了
以前には零とする。それによって、離型進行速度が一定
になり、ｙｓｍむらを生じることはない。

（４）では、各離型ピンの上昇速度を独立に変化させる
ことにより、成形品と離型ピンが接触すべき場合に接触
していない時に、圧力検出部からのデータにより、その
離型ピンの上昇速度を増大させ、成形品と接触させる。

それによって、成形品への応力集中を緩和して、破損す
ることがない。

（５）では、その離型ピンの先端形状により離型ピン接
触部分が傷付き、そこから割れ破壊が進行拡大すること
はない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を用いて説
明する。な詔、本発明は、離型方法に関するものであり
、フレネルレンズを成形するまでの過程は、熱プレス法
、２Ｐ法等、それぞれ異なるが、フレネルレンズを金型
から離型する方法は同じであり、本発明では成形方法に
ついては問わない。

〈実施例１〉本発明の実施例の下盤上面図を第１図に示す。

第２図は、−第１図の１−厘線断面図、および上釜を示
す。ごでで、上型１とフレネルレンズ２の離型は、下型
の７レネル金ｔ！ｊｌｓとフレネルレンズ２の密着性が
大きいため、容易に行なうことができる。離散ピン６ｍ
、６ｂ、６ａは、その下のプレート４にそれぞれ取り付
けられており、プレート４の上昇と共にピン６ｍ、６ｂ
、６ｏも上昇し７　Ｌ／　＄　ｋ　レンズ２を突き出す
。ここで、ピン６Ｊ１゜６ｂ、６ｏの長さは、フレネル
レンズ２を同心円状に離型させるために、それぞれ異な
っている。

これは、第５図に示すように、長方形形状のフレネルレ
ンズ５５のため、角部５ｏと中間部５１では、７レネル
円の半径が異なっているからである。

このように、中間部のピン６ｂを角部のピン６ａより短
かくすることより、離型タイミングを角部より遅らせ、
同じフレネル円半径で離型を進行させることができる。

ここでは、１０００＋ｍｍＸ８００＃ｌｌ１１の長方形
のフレネルレンズを例にして説明する。第４５Ａは、離
型位置（７レネル半径）と、離型に必要な上昇ストロー
クの関係を示す、この図と、装置の離型ストロークの制
約から、ピン６Ｊｌ。

６ｂ、６Ｑの長さを、それぞれ、ｆａ２図に示すように
決定し、それをプレート４で上昇させることにより、低
応力（２ｏｏＫｆ／ｃｄ）で、かつ同心円状に離型が進
行し、ｍｕむらのないフレネルレンズ２を得ることがで
きる。

〈実施例２〉第５図は一１実施例１のピンの代わりに、四辺に突出し
板６６（−辺のみ図示）を設けたもので、ピンよりもさ
らに正確に同心円形状で＊ｍ；＠−行なうことができる
。

〈実施例３〉実施例１．２に詔いて、離型ピン、突出し板の速度を変
えることもできる。プレート４の位置を検出し、制御装
置（図示せず）へ情報を送り、油圧流量制御弁（図示せ
ず）を調整し、任意の速度にすることができる。

第６図に、離ｍ時のプレート４の位置と離型ピン上昇速
度の関係を示す。このように、最初のム〜Ｂ間は一定速
度で、Ｂ−０間は、徐々に速度を下げＤでＯとする。し
かし、速度０、つまり、プレート４の上昇が止まっても
、フレネルレンズ２の弾性力によって離型は進行し、そ
して離型は完了する。

〈実施例４〉各離型ピンを独立に制御する実施例を第１０図に示す。

ここでＪｌ型ピン４１（七本図示）は、各々その上昇下
降用の油圧シリンダ８０を具備している。また、第１０
図に示すように、１ｌｆｆｉピン４１の棚部には圧力検
出器として、ひすみゲージ４３を取付ける。第１０図で
、各離型ピン４１の上昇開始タイミングは、実施例１で
決定した各離型ピン６ｍ、６ｂ、６ｏの長さの差の分だ
け、内側部の離型ピン４１を遅らせて上昇させればよい
。

ただし、上昇を開始しても、第１２ＷＡに示すように、
離型ピン４１ｍがフレネルレンズ２に接触しない場合が
ある。これは、熱プレス法で成形する際に、その離型時
にフレネルレンズ面温度のばらつきがあった場合に、離
型が予調した挙動を示さない場合が生じるためである。

そこで、上昇を開始後の離型ピン４１の圧力をモニタし
、例えば、離型ピン４１ｍのようにフレネルレンズ２に
接触しない場合、つまり、圧力がゼロになると、その圧
力データを制御装置１１へ情報を送り、油圧流量制御弁
（図示せず）を調整し、速度を増加させフレネルレンズ
２に接触させる。これにより、もともと接触していた離
型ピン４１ｂ、４１ｏがフレネルレンズ２へ接触してい
た部分４４．４５の応力集中も緩和され、フレネルレン
ズの割れ破壊を防ぎ、第１０図のように離型できる。ま
た、圧力検出部は、この他にピン下部にロードセルを設
けてもよいし、油圧の圧力をデータとしてもよい。

〈実施例５〉実施例１．実施例５．実施例４におけるｍｕピン６．４
１の、詳細先端形状を第１３図に示す・離型ピンの先端
４６は球Ｒ（８Ｒ）２〜６ｍａ＋としてフレネルレンズ
への傷付き、割れ破壊なく離型を行なう。

〈実施例６〉実施例１．実施例３における離型ピン６を、第１４図に
示す＝プレート側のおねじ部５４と、フレネルレンズ突
き出し側のめねじ部５３から構成されている。ここで、
おねじ部５４をねじ込んでいくことにより、離型ピンの
長さを変化させ、所望の寸法のｌ離型ピン６ｇ、６ｂ、
６ｏを得ることができる。なお、ゆるみ止めとしてナツ
ト５５を使用した。第１５図には、第１３図よりも短か
く調整した離型ピンを示す。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

（１）フレネルレンズの離型において、その７レネル溝
と同様な同心円形状で離型が進行するので、低応力で、
割れ、プリズム形状の破損なく離型できる。

（２）　　ピンと異なり、成形品との接触面積が大きい
ので、成形品のそり、うねりを低減する効果がある。

（３）　　離型速度を一定にすることにより、離型むら
の発生を防ぎ、転写性を向上させる効果がある。

（４）接触すべき離型ピンすべてに力がかかり、成形品
のそり、うねりを低減する効果がある。

（５）　　ｊｌｆｆｉｌｆｆ光端を球Ｒ形状にすること
により、成形品への応力集中による傷付き、そこからの
割れ破壊集行拡大を防ぐ効果がある。

（６）　　離型ピンを長さ調節可能としたことにより、
成形品の材質を変更し、その機械的性質、例えば、ヤン
グ皐が変化して、離型ピン長短の度合いが変っても、新
たに長さの異なるＩ！盤ピンを製作する必要がなくなり
、簡単に仕様変更が行なえる。

（７）　　ひずみゲージを離型ピンに組み込むことによ
り簡単な構造で、離型ピンの圧力を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施の上面図、第２図は第１図の
１−１線矢視断面図、第５図は、フレネルレンズの正面
図、第４図は、離型位置と上昇ストロークの関係の説明
図、第５図は、本発明一実施例の全型中央部の断面図。第６図は、離型ストロークとＳ瀧速度の関係の説明図、
第７図、第８図は、従来装置の断面図、第９図は、離型
時の荷重変化を表わした特性図、第１０図は、離型ピン
独立制御の断面図、第１１図は、ひずみゲージを取り付
け、制御された離散ピンの側面図、第１２図は、未制御
の離型ピンの側面図、ｔＪｃ１３図は、離研ピンの先端
部形状の説明図、第１４図は、長く調節されたｍ型ピン
の部分断面図、第１５図は短かく調節された離型の部分
断面図である。１・・・用土型、２・・１・・フレネルレンズ、３・・
・・・・全ｍ。４−−−−−−プレート、６　ｍ−−−
−−−角部のピン、６ｂ・・・−・中間のピン、６Ｇ−
・・・・ピン、１５・旧・・ストリッパプレート、５０
・・・・・・リプ、３１・・・・・・リプ外側面％　３
２・・・−・リプ内側面、４０・−−−−−＊ｍピン、
４１・・・・・・離型ピン、４５・・・・・・ひずみゲ
ージ、５５・・・・・・めねじ部、５４・−・・・・お
ねじ部、６６・・・・・・突出し板、ａ　０−−−−−
−油圧シリンダ。

Claims

【特許請求の範囲】１、断面が山形形状を呈した複数個の同心円状のプリズ
ムから構成される方形フレネルレンズ成形金型において
、周囲に複数個の離型ピンをもち、そのピンの長さを、角
部で長く、各辺の中心にいくにつれて短かくするように
して、それら離型ピンを同時に上下させる一つの駆動源
を具備したことを特徴とするフレネルレンズ製造装置。２、請求項１のフレネルレンズ成形金型において、前記
複数個の離型ピンの代わりに、前記離型ピン配列と同様
な形状をもつ各辺一枚、計四枚の突出し板を設けたフレ
ネルレンズ製造装置。３、請求項１または２において、前記離型ピンの上昇速度を、離型量に応じた任意に変化
させるフレネルレンズ製造装置。４、周囲に各々独立な
駆動源をもち、かつ各々独立な圧力検出部を組み込んだ
複数個の離型ピンにより、前記各離型ピンからの圧力デ
ータに応じて、その離型ピンの上昇速度を独立して変化
させるフレネルレンズ製造装置。５、請求項１、３または４において、前記離型ピンの先
端部形状を球Ｒ（ＳＲ）２〜６ｍｍとするフレネルレン
ズ製造装置。６、請求項１または３において、長さの異なる前記離型
ピンの長さ調整用のためのねじ部を突き出し側と反対側
に設けた離型ピン。７、請求項４において、前記離型ピンが離型中の離型圧
力を測定するための、ひずみゲージを組み込んだフレネ
ルレンズ製造装置。