JPH07186291A - 角形プラスチックレンズの成形方法及び成形用金型 - Google Patents

角形プラスチックレンズの成形方法及び成形用金型

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JPH07186291A
JPH07186291A JP33075693A JP33075693A JPH07186291A JP H07186291 A JPH07186291 A JP H07186291A JP 33075693 A JP33075693 A JP 33075693A JP 33075693 A JP33075693 A JP 33075693A JP H07186291 A JPH07186291 A JP H07186291A
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JP
Japan
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lens
molding
plastic lens
cavity
mold
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JP33075693A
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Juichi Morinaga
寿一 森永
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光学有効部の肉厚変化が大きいレンズにおいて
も、その光学機能面を高精度に成形することができる、
角形プラスチックレンズの成形用型を提供する。 【構成】略角柱状に形成され、この角柱の両端面に光学
機能面を有する角形プラスチックレンズ8を成形するた
めの角形プラスチックレンズの成形用型20であって、
角形プラスチックレンズ8の完成形状と略同形状に形成
され、角形プラスチックレンズ8へと成形される樹脂材
料を充填するキャビティ8′と、キャビティ8′の光学
機能面を成形する成形面以外の側面部の少なくも一部9
を、キャビティ8′の容積を減少させる方向にスライド
させるスライド機構とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業状の利用分野】本発明は、例えばトーリックレン
ズ等の様に、光学機能面が円形でない角形プラスチック
レンズの成形方法及び成形用金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高精度が要求されるプラスチックレンズ
を成形する方法として、従来から射出圧縮成形法が行わ
れてきた。射出圧縮成形においては、例えば、特公昭5
9−53858号、特公昭57ー22009号、特公昭
61−30819号、特公昭62−32088号、特公
昭63−4488号、特公昭63−15126号に開示
された成形方法や成形用金型、成形装置から明らかなよ
うに、レンズの光学機能面に接する金型部材(以後、鏡
面駒と呼ぶ)を金型開閉方向、すなわち、レンズの光軸
方向に移動させることにより、樹脂材料の光学機能面と
なる面を圧縮し、金型の成形面形状が正確に転写された
レンズを得る様にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の射出圧縮成形方法では、肉厚方向に鏡面駒を押し
込む方式であるため、光学有効部での肉厚の変化が大き
なレンズにおいては、レンズ面全体を押圧しても、レン
ズ内の薄肉部分が厚肉部分より先に固化してしまうた
め、薄肉部の固化した樹脂が鏡面駒を支えてしまい、厚
肉部分が押圧されずに厚肉部に「ひけ」が生じるという
問題があった。また、薄肉部分が固化した状態で無理に
押圧すると、厚肉部分のひけはなくなるものの、薄肉部
分に大きな歪が生じ、面精度が悪化するという問題があ
った。さらに射出圧力を大きく設定してキャビティ内に
充填する樹脂の量を増加させると、厚肉部分のひけはな
くなるが、薄肉部分が過充填(オーバーパック)とな
り、薄肉部分の面精度が悪化するといった問題があっ
た。
【0004】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、光学有効
部の肉厚変化が大きいレンズにおいても、その光学機能
面を高精度に成形することができる、角形プラスチック
レンズの成形方法及び成形用型を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の角形プラスチックレンズ
の成形方法は、略角柱状に形成され、該角柱の両端面に
光学機能面を有する角形プラスチックレンズを成形する
ための角形プラスチックレンズの成形方法であって、前
記角形プラスチックレンズの完成形状と略同形状の金型
のキャビティ内に溶融した樹脂材料を充填する工程と、
前記キャビティ内の前記樹脂材料を冷却固化させるとき
に、該樹脂材料の光学機能面となる面以外の側面の少な
くとも一部に、外側から圧力をかける工程とを具備する
ことを特徴としている。
【0006】また、この発明に係わる角形プラスチック
レンズの成形用金型は、略角柱状に形成され、該角柱の
両端面に光学機能面を有する角形プラスチックレンズを
成形するための角形プラスチックレンズの成形用金型で
あって、前記角形プラスチックレンズの完成形状と略同
形状に形成され、該角形プラスチックレンズへと成形さ
れる樹脂材料を充填するキャビティと、該キャビティの
前記光学機能面を成形する成形面以外の側面部の少なく
も一部を、前記キャビティの容積を減少させる方向にス
ライドさせるスライド機構とを具備することを特徴とし
ている。
【0007】
【作用】以上の様に、この発明に係わる角形プラスチッ
クレンズの成形方法及び成形用金型は構成されているの
で、金型キャビティ内の樹脂材料を光学機能面以外の側
面から圧縮することになる。その結果、光学有効部の光
軸方向の肉厚変化が大きい角形レンズであっても、角形
レンズでは、本発明における圧縮方向の肉厚、すなわち
レンズ幅がほぼ均一であるため、レンズ圧縮部全体にお
いてレンズ圧縮方向の樹脂冷却速度が均一となり、レン
ズの圧縮部全体にほぼ均一に圧縮が加わって樹脂の収縮
を補うことができ、光学有効部全体に渡ってひけのない
高精度なレンズを得ることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。 (第1実施例)図1は、本発明に係わる角形プラスチッ
クレンズの成形方法に使用される成形用金型の縦断面
図、図2は、図1におけるA−A断面図である。
【0009】図1,図2に示したように、成形用金型3
0内には、キャビティ8′内に充填された樹脂8を、レ
ンズ非光学面20(図3参照)の一部21から圧縮する
ためのスライドコア9が、可動側型板4の内部に、パー
ティングラインPLを境とする金型30の開閉方向(レ
ンズ光軸方向)と垂直方向に摺動可能に組み込まれてい
る。スライドコア9は油圧シリンダ11のピストンロッ
ドに連結部材10を介して連結されており、油圧シリン
ダ11を油圧ホース12aにより接続された油圧装置1
2にて作動させることにより、スライドコア9を前後方
向に動かし得るように構成されている。なお、図1,図
2において6,7は、樹脂材料に光学機能面を形成する
ための鏡面駒である。
【0010】図3に示すレンズの形状は、レンズ光軸方
向の肉厚は、レンズ中心部の最大肉厚(図3のAの寸
法)が18mm、レンズ端部の最小肉厚(図3のBの寸
法)が7.8mmであり、光軸と垂直方向のレンズ長さ
(図3のDの寸法)は56mm、レンズ幅(図3のCの
寸法)は7〜8mmである。次に、上記の様に構成され
た成形用金型を用いて、角形レンズを成形する手順を詳
細に説明する。
【0011】図7は、この成形手順を示したフローチャ
ートである。なお、使用した樹脂は帝人化成ポリカーボ
ネートAD−5503であり、可塑化シリンダ温度は3
10°Cに設定した。また金型の温調には加圧水タイプ
の温調機を使用し、122°C固定に設定し、金型温度
はレンズ取り出し時で120°Cである。図7を参照し
て成形手順を説明する。
【0012】まず、パーティングラインPLの部分で金
型を閉じて型締め力50tonを加えた(ステツプS
2)後、溶融樹脂を射出圧力500kg/cm2 でキャ
ビティ8′内に充填する(ステツプS4)。次に、圧力
を200kg/cm2 に切り換えて保圧工程に入ると同
時に、油圧シリンダ11を作動し、スライドコア9を1
50kg/cm2 の圧力でスライドコア後退限度位置か
らキャビティ内部に押し込む(ステツプS6)。なお、
200kg/cm2 の保圧は30秒で終了し、冷却工程
に移るが、スライドコア9は保圧工程に入ってから12
0秒間150kg/cm2 の圧力を加えたままとする。
この間に、スライドコアは0.16mm前進し、樹脂の
固化収縮による体積変化を補う。
【0013】次に、樹脂充填から120秒後、油圧シリ
ンダ11を切り換えて、スライドコア9を後退限度位置
まで後退させる(ステツプS8)。この動作により、ス
ライドコア9の押し込みによって生じたアンダカット形
状部が離型され、レンズが取り出し可能となる。その
後、パーティングラインPLの部分で金型30を開き
(ステツプS10)、成形品を取り出す(ステツプS1
2)。
【0014】以上に説明した成形方法を用いることによ
り、冷却固化時の樹脂の収縮によるレンズ光軸方向の厚
肉部のひけを防止すると同時に、厚肉部から薄肉部まで
の光学有効域全面において、歪みの少ない高精度な角形
レンズを成形することができた。また、本実施例では、
レンズ光学面を成形する固定側鏡面駒6と可動側鏡面駒
7は、それぞれ固定側型板3と可動側型板4に対して固
定されているため、鏡面駒をスライドさせる従来方式の
射出圧縮成形法に比べると、レンズの光軸方向の肉厚寸
法が安定するという長所もある。
【0015】なお、前記スライドコア9の作動量は、キ
ャビティ内に充填される溶融樹脂の量と、その収縮量に
対応する量に設定される。さらに、押圧力あるいは作動
のタイミング等についても、キャビティ内の溶融樹脂の
収縮挙動に対応して設定される。 (第2実施例)図4は、第2実施例にて使用する成形用
金型の断面図である。なお、第1実施例と同一機能部分
には同一符号を付してその説明を省略する。
【0016】図に示した様に、成形用金型40は、レン
ズ光学面を成形する鏡面駒14,15がレンズ光軸方向
に金型の矢印A,B方向の開閉動作と連動してアンギュ
ラピン13を介してスライドする2方向の可動スライド
構造を持つと同時に、スライドコア9によりレンズの非
光学面を金型開閉方向(レンズの幅方向)に圧縮可能な
ように構成されている。スライドコア9は可動側取付板
2に固定された油圧シリンダ11のピストンロッドに連
結部材10を介して連結されており、油圧シリンダ11
を油圧ホース12aにより連結された油圧装置12にて
作動させることにより、スライドコア9を金型開閉方向
に前進後退可能な様に構成されている。
【0017】以上の構成からなる成形用金型40によっ
て射出成形する場合、第1実施例と同様に、溶融樹脂が
キャビティ8内に射出充填された後、樹脂の冷却固化と
同時に開始する収縮に合わせて油圧装置12を介して油
圧シリンダ11を作動してスライドコア9を後退端から
前進させ、キャビティ8内の樹脂を圧縮する。この時の
圧縮量、押圧力、押圧するタイミング等は、キャビティ
内の溶融樹脂の収縮挙動に対応して設定される。キャビ
ティ内の樹脂が取り出し可能温度まで冷却された後、金
型40を矢印A,B方向に開くが、金型30を開く動作
に連動して、鏡面駒14,15がレンズ光軸方向にスラ
イドして、レンズ光学面の離型が行われ、レンズ8を取
り出すことができる。
【0018】このようにして、キャビティ内の樹脂を、
冷却固化時に発生する収縮に合わせて押圧することによ
り、レンズ厚肉部のひけを防止するとともに、薄肉部に
も歪のないレンズ全域において高精度な角形レンズを成
形することができる。図5,図6は、上記の実施例によ
り成形された角形レンズの形状例を示したものである。
【0019】特に図6は、金型スライド部の加工性、耐
カジリ性を考慮してスライドコア9の断面形状を円形に
すると同時に、厚肉部のみを圧縮するため、スライドコ
アを分割した例である。このように、角形レンズの非光
学面(側面)は、形状やスライドの割り線、成形後のレ
ンズ外形寸法などにおいて、レンズ固定用の基準となる
部分以外は自由度が大きいため、レンズ形状に最適な位
置に、最適な形状、圧縮方向で、圧縮のためのスライド
コアを設けることが可能である。
【0020】以上の実施例にて説明した非光学面の圧縮
によるひけ防止、精度向上の効果は、角形レンズでのみ
特に顕著に現れる。例えば、丸型(軸対象)レンズにお
いて、非光学面である外周部を半径方向に外から内側に
圧縮する場合、外周部とレンズ中心が離れている大口径
レンズの場合、外周部の圧縮効果は中心部まで伝わりに
くい。また、丸型レンズが凸レンズの場合、レンズ外周
部がレンズ中心部よりも早く冷却固化するため、外周部
からの圧縮効果は小さい。
【0021】このように、丸型レンズにおいては、非光
学面からの圧縮による、レンズ精度向上効果を十分に得
るためには、レンズ形状が大きく限定されてしまう。こ
れに対し、角形レンズでは、光軸方向では偏肉であって
も、幅寸法はほぼ一定の場合が多く、あらゆる形状の角
形レンズにおいて、非光学面(レンズ側面)からの圧縮
がキャビティ内の樹脂を均一に圧縮する上で非常に有効
である。特に、レンズ幅寸法が、光軸方向の肉厚に比べ
て小さい場合、その効果は大きい。
【0022】換言すれば、角形レンズの光軸方向の最大
肉厚寸法をA、光軸方向の最小肉厚寸法をB、光軸と垂
直方向のレンズ幅寸法をCとすると、 A/B≧2 B≧C の条件を満たす角形レンズの成形において、本実施例に
より大きなレンズ精度向上効果が得られる。
【0023】また、角形形状のプラスチック製ミラーや
プリズム等の光学素子の成形においても本発明は光学面
の精度向上に対して有効である。なお、本発明は、その
主旨を逸脱しない範囲で、上記実施例を修正または変形
したものに適用可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
任意の形状の角型レンズの成形において、キャビティ内
の樹脂に対し、効果的な圧縮を加えることができるの
で、レンズ面のひけや歪の発生を防止し、レンズ光学有
効面全域に渡って高精度な角型プラスチックレンズを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1実施例の成形用金型の縦断
面図である。
【図2】図1におけるA−A断面図である。
【図3】第1実施例のレンズ形状を示す説明図である。
【図4】本発明に係わる第2実施例の成形用金型の横断
面図である。
【図5】第2実施例のレンズ形状を示す説明図である。
【図6】その他の実施例のレンズ形状を示す図である。
【図7】角形プラスチックレンズの成形手順を示したフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1 固定側取付板 2 可動側取付板 3 固定側型板 4 可動側型板 5 受板 6 固定側鏡面駒 7 可動側鏡面駒 8 レンズ(樹脂材料) 8′ キャビティ 9 スライドコア 10 連結部材 11 油圧シリンダ 12 油圧装置 13 アンギュラピン 14 鏡面駒(凸面) 15 鏡面駒(凹面) 20 レンズ非光学面 21 レンズ圧縮部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 11:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略角柱状に形成され、該角柱の両端面に
    光学機能面を有する角形プラスチックレンズを成形する
    ための角形プラスチックレンズの成形方法であって、 前記角形プラスチックレンズの完成形状と略同形状の金
    型のキャビティ内に溶融した樹脂材料を充填する工程
    と、 前記キャビティ内の前記樹脂材料を冷却固化させるとき
    に、該樹脂材料の光学機能面となる面以外の側面の少な
    くとも一部に、外側から圧力をかける工程とを具備する
    ことを特徴とする角形プラスチックレンズの成形方法。
  2. 【請求項2】 略角柱状に形成され、該角柱の両端面に
    光学機能面を有する角形プラスチックレンズを成形する
    ための角形プラスチックレンズの成形用金型であって、 前記角形プラスチックレンズの完成形状と略同形状に形
    成され、該角形プラスチックレンズへと成形される樹脂
    材料を充填するキャビティと、 該キャビティの前記光学機能面を成形する成形面以外の
    側面部の少なくも一部を、前記キャビティの容積を減少
    させる方向にスライドさせるスライド機構とを具備する
    ことを特徴とする角形プラスチックレンズの成形用金
    型。
JP33075693A 1993-12-27 1993-12-27 角形プラスチックレンズの成形方法及び成形用金型 Withdrawn JPH07186291A (ja)

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