JPH0788900A - 成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】離型抵抗およびプラスチックレンズの離型変形
を減少することで、高精度なプラスチックレンズ成形サ
イクルを短縮して複数成形できるプラスチックレンズ用
射出成形用金型装置を提供すること。 【構成】レンズ成形用金型装置において、レンズキャビ
ティの全側面を、複数の型材で分離可能に構成し、レン
ズ成形品取り出し時に、固定型と可動型を開いた後、レ
ンズキャビティの全側面を構成する複数の型材全てをレ
ンズ成形品の全側面から一旦分離してから、レンズ成形
品を金型から押し出すレンズ成形用金型装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高精度プラスチック部品
を成形時間を短縮して複数取り成形することが好適な成
形用金型装置に関するもので、特に、高精度プラスチッ
クレンズを成形時間を短縮して複数取り成形することに
好適な成形用金型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチッレンズの成形法の一種として
知られる射出成形法は、射出成形機で高温加熱し溶融し
た熱可塑性樹脂を金型内のレンズ形状をなすキャビティ
内に高圧で充填し、該樹脂を冷却固化してレンズ形状に
賦形し、金型を開いた後、レンズ成形品を金型から取出
す方法である。従来の射出成形用金型で製造されたプラ
スチックレンズは、レンズ成形品を金型から取出す際、
押出しピンの押出し作用により、ミクロンオーダーの精
度劣化を生じることがしばしばあった。特に、成形時間
が短い場合や複数個取り成形する場合に、レンズ成形品
を金型から取出す際、押出しピンの押出し作用による精
度劣化が大きかった。

【０００３】金型から取出す際、押出しピンの押出し作
用によりレンズ成形品に精度劣化が生じる原因は以下の
ように考えられる。金型のキャビティ面をミクロに見る
と、微小な凹凸があり、成形中高圧を受けている金型内
の溶融樹脂はキャビティ面の微小凹凸に侵入したまま冷
却固化される。キャビティ面の微小凹凸のため、レンズ
成形品を金型から取出す際、押出しピンの押出し方向に
対し、レンズ成形品にアンダーカットがある状態になり
離型抵抗が発生する。

【０００４】金型のキャビティ面の微小凹凸の他、離型
抵抗の原因としては成形品取出し時に金型内に残留する
成形圧力及び成形品表面と金型キャビティ表面の境面に
おける樹脂分子と金型金属分子の化学結合力がある。残
留成形圧力が離型抵抗となるのは、残留成形圧力はレン
ズ成形品表面を金型キャビティ面に押しつけ、成形品が
押出しピンで金型から脱型される際、摩擦抵抗を生じる
ためである。これらの離型抵抗の原因中、キャビティ面
の微小凹凸と残留成形圧力が離型抵抗の主な原因であ
り、押出しピンで金型からレンズ成形品を押出す際、レ
ンズ成形品に変形生じ、精度劣化が発生すると考えられ
る。

【０００５】成形時間が短い場合に、押出しピンの押出
し作用による精度劣化が大きくなる理由は、成形時間が
短いとレンズ成形品の冷却が不十分になるため、レンズ
成形品の熱可塑性樹脂は塑性変形しやすい状態にある。
このため、押出しピンの押出し作用でレンズ成形品は塑
性変形しやすく、精度劣化すると考えられる。

【０００６】複数個取り成形の場合に、押出しピンの押
出し作用により精度劣化が大きくなる理由は、複数個取
り成形の場合は成形品の数が多いため金型と密着する成
形品面積が大きくなり、離型抵抗が大きくなると共に、
離型抵抗に分布ができやすいため、レンズ成形品の押出
しバランスを高度に保っことが難しく、レンズ成形品は
バランスを崩して押出されるため、金型から脱型する
際、摩擦抵抗が大きくなって変形し精度劣化すると考え
られる。

【０００７】レンズ成形品の側面は、抜き勾配が小さい
場合、押出しピンの押出し方向に対し、キャビティ面の
微小凹凸でできるアンダーカットが大きい状態になるの
で離型抵抗が大きくなりやすい。他方、押出しピンの押
出し方向に対し直角に位置する、レンズ成形品の底面は
キャビティ面にミクロな微小凹凸が多少あったとして
も、押出しピンの押出し方向に対し、レンズ成形品にア
ンダーカットがある状態になりがたいので、離型抵抗が
小さい。

【０００８】従来の射出成形金型では、キャビティ面を
滑らかにするため、磨きをできるだけ行うと共に、レン
ズの側面には抜き勾配を設けることで、離型抵抗を少な
くすることがなされている。しかしながら、前記のよう
に離型抵抗の原因として金型キャビティ面の微小凹凸の
他、残留成形圧力や樹脂分子と金型金属分子間の化学結
合力が在るため、キャビティ面の磨きを十分行っても、
離型抵抗が十分小さくならない場合がある。また、抜き
勾配の角度を大きくすることは設計上の制約が多く、あ
る程度以上に抜き勾配の角度を大きくすることは困難で
ある。また、残留圧力を小さくするため、成形圧力を小
さくすると、ひけが大きくなるので、ある程度以下に成
形圧力を小さくすることは困難である。

【０００９】レンズ成形品を金型から取出す際、押出し
ピンの押出し作用でレンズ成形品が塑性変形するのを防
止するため、レンズ成形品樹脂のヤング率をできるだけ
高くした状態で金型から押し出せるよう、冷却時間を長
くしてレンズ成形品をできるだけ長く冷却することがな
される。しかしながら、冷却時間を長くすることは成形
時間を長くして、製造コストを高くするので、一定以上
冷却時間を長くすることは困難である。

【００１０】アンダーカットのある成形品の金型設計技
術として、成形品全体の押出し方向と直行方向に移動で
きるサイドコアーを用い、そこにアンダーカット部を設
け、成形品を可動型から取り出す際、アンダーカット部
を賦形するサイドコアーのみを成形品全体の押出し方向
と直行方向に移動して成形品から先に分離した後、成形
品全体を押出しピンで可動型から押し出すサイドコアー
方式の金型設計技術（瀬戸正二、射出成形、プラスチッ
クエージ社、１９７２年、ｐ２０７〜２１０）が知られ
ている。

【００１１】この方式では成形品全体を押出しピンで可
動型から押出す際、アンダーカット部以外の成形品の側
面部分はサイドコアー以外の可動型に密着しているた
め、離型抵抗を十分低下することや押出しバランスを高
度に保っことは難しく、押出しピンの押出し作用で生じ
るミクロな精度劣化を防止することは困難であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記したレンズ成形品取り出し時の押出し
ピンの押出し作用で生じがちなミクロンオーダーの精度
劣化を防止して、高精度なプラスチックレンズを成形時
間を短縮して複数個取り成形できるレンズ成形用金型装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、レンズ成
形金型の離型方法を種々実験検討し、互いに対向して配
置された固定型及び可動型間に形成されたキャビティ中
に溶融樹脂を充填するレンズ成形用金型装置において、
レンズキャビティの全側面を、複数の型材で分離可能に
構成し、レンズ成形品を金型から取り出す際、前記固定
型と可動型を開いた後、レンズキャビティの全側面を構
成する前記複数の型材全てをレンズ成形品の側面全体か
ら一旦同時に分離した後、レンズ成形品を押出しピンで
金型（可動型）から取り出すと、取り出し時のレンズ成
形品の精度劣化を防止し、高精度なプラスチックレンズ
を成形時間を短縮して複数個取り成形できることを見だ
した。

【００１４】

【作用】本発明では、レンズ成形品を可動型から押出し
ピンで押出すのに先立ち、レンズキャビティ全側面を構
成する可動側の型材全てをレンズ成形品の側面全体から
分離している。このため、レンズ成形品を可動型から押
出しピンで押出す際、離型抵抗力が小さいレンズ成形品
の底面のみが可動型に密着している状態でレンズ成形品
を金型から押し出すことが可能になり、押出しピンがレ
ンズ成形品を可動型から脱型するのに要す離型力を大幅
に減少できる。このため、複数個取り成形の場合もレン
ズ成形品をバランスよく押出ししやすく、離型時のレン
ズ成形品の変形が大幅に減少し、精度劣化を大幅に減少
できるようになる。

【００１５】また、レンズ成形品の金型からの取り出し
時に、押出しピンがレンズ成形品を可動型から脱型する
のに要す離型力を大幅に減少できるので、レンズ成形品
樹脂のヤング率を高くして塑性変形が生じにくい状態で
押し出す必要がないので、レンズ成形品を冷却する必要
性が減少し、冷却時間を長くする必要が減少し、成形時
間を短縮することが可能になる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、さらに詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例に係るプラスチッ
クレンズ用４個取り射出成形金型装置の要部側面断面図
で図２のＡ−Ｂ断面図である。図２は図１に示す金型の
可動側要部平面図である。図１で図示を省略した左半分
は右半分と中心線に対し対称的に同じ構成になってい
る。また、図２で平面図の上側右半分以外は中心線に対
し図示してある上側右半分と対称的に同じ構成になって
いる。

【００１７】１は固定型、２は固定型１に設けられたス
プル、３は固定型１に設けられたインロー部、４は固定
側取付け板、１〜４は一体となって金型の固定側を構成
している。

【００１８】５は可動型、６は固定型１と可動型５に設
けられたレンズ成形品形状全体を賦形するキャビティ、
７ａはキャビティ側面８の右半分を構成する型材、７ｂ
はキャビティ側面８の左半分を構成する型材で、複数の
型材７ａと７ｂでキャビティ側面８の全体を構成する。
８はキャビティ側面でレンズ成形品の側面全体を賦形す
る。

【００１９】３’は固定型１に設けられたインロー部３
の可動側嵌合部、９はレンズ成形品の底面１０を賦形す
る可動入駒、１１は金型の脚体、１２は固定型１と可動
型５に設けられたランナ、１３はゲート、１４は押出ピ
ン、１５はキャビティ側面８の右半分を構成する型材７
ａに一体で取付けられたピストン、１６は可動型５に設
けられたピストン１５用の穴で、ピストン１５は穴１６
をガイドにして矢印方向に摺動可能である。

【００２０】１７は油圧シリンダー、１８は油圧シリン
ダー１７を可動型５に取付ける取付け治具で、キャビテ
ィ側面８の右半分を構成する型材７ａはピストン１５を
介し、油圧シリンダー１７に連結している。

【００２１】１９はキャビティ側面８の左半分を構成す
る型材７ｂに一体で取付けられたピストン、２０は可動
型５に設けられたピストン１９用の穴で、ピストン１９
は穴２０をガイドにして矢印方向に摺動可能である。２
１は油圧シリンダー、キャビティ側面８の左半分を構成
する型材７ｂはピストン１９を介し、油圧シリンダー２
１に連結している。２２は押出板、２３は押出補助板で
あり、押出ピン１４と押出板２２と押出補助板２３は一
体になっている。２４は可動側取付け板であり、５〜２
４は全体として金型の可動側の１／４を構成している。

【００２２】本発明の動作を説明する。成形機（図示せ
ず）で加熱溶融した樹脂を金型内のスプル２、ランナ１
２、ゲート１３を経由してキャビティ６に高圧で充填
し、該樹脂を冷却固化した後、金型の固定側１〜４と可
動側５〜２４を分離して開く。

【００２３】この時、金型内のスプル２、ランナ１２、
ゲート１３、キャビティ６の各部で冷却固化された樹脂
は成形品全体となって、金型の可動側５〜２４と一体で
可動側方向に移動し、固定側１〜４から分離する。同時
に、固定型１に設けられたインロー部３はキャビティ側
面８を構成する可動側の型材７ａと７ｂから分離し、型
材７ａと７ｂの外周側にインロー部３の可動側嵌合部
３’に空間ができる。

【００２４】この後、油圧シリンダー１７と２１を同時
に作動させてピストン１５、１９を矢印の方向に動かす
ことで、型材７ａと７ｂを２点鎖線で示す７ａ’と７
ｂ’の位置に移動分離させて型材７ａと７ｂをレンズ成
形品の側面全体（キャビティ側面８で賦形されたレンズ
成形品の部分）から一旦分離する。

【００２５】次いで、押出しピン１４の押出し動作で、
前記の成形品全体を金型の可動側５〜２４から脱型す
る。この時、キャビティ側面８を構成する型材７ａと７
ｂはレンズ成形品の側面（キャビティ側面８で賦形され
た部分）から既に分離されており、離型抵抗力が小さい
レンズ成形品の底面１０のみが可動側の可動入駒９に密
着している状態にある。このため、押出しピン１４がレ
ンズ成形品を可動型から脱型するのに要する離型力を大
幅に減少できるので、複数個取り成形の場合も離型力が
小さく、かつレンズ成形品を高度にバランスを保って押
出すことができる。このため、複数個取り成形の場合も
離型時のレンズ成形品の変形が大幅に減少し、精度劣化
を大幅に減少できミクロンオーダで高精度な成形が可能
になる。

【００２６】また、小さい離型力でレンズ成形品を金型
から脱型することができるので、レンズ成形品樹脂が塑
性変形し難くなるように、レンズ成形品を長く冷却する
必要性が減少するため、冷却時間を短縮できるので成形
時間を減少できる。

【００２７】レンズ成形品を金型から取り出した後、油
圧シリンダー１７、２１を作動させてピストン１５、１
９を矢印の反対方向に動かすことで、２点鎖線で示す型
材７ａ’と７ｂ’を実線で示す７ａと７ｂの位置に再び
戻し、レンズキャビティの全側面８を再び構成する。そ
の後、再び固定側１〜４と可動側５〜２４を閉じ、成形
の１サイクルを終える。

【００２８】本実施例では、キャビティ側面８を型材７
ａと７ｂで２分割して構成したが、キャビティ側面８を
３以上に分割した型材で構成して良いことは当然であ
る。本発明はレンズ用射出成形金型に関するものである
が、レンズ用射出圧縮成形金型やレンズ用圧縮成形金型
に適用してよいことは当然である。また、多数個取りレ
ンズ成形金型だけでなく、一個取りレンズ成形金型に適
用しうることは当然である。また、レンズ以外に高精度
が要求されるプラスチック部品の成形金型に適用しうる
ことは当然である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズ成形品取り出し時に、固定型と可動型を開いた
後、キャビティの全側面を構成する複数の型材の全てを
レンズ成形品の全側面から一旦分離してから、レンズ成
形品を金型から脱型できるので、押出しピンで成形品を
金型から押出す際、離型抵抗力が小さい成形品の底面の
みが可動型に密着した状態でレンズ成形品を金型から脱
型することが可能になり、押出しピンがレンズ成形品を
脱型する力を大幅に減少できるので、複数個取り成形の
場合も、小さな離型力でバランス良くレンズ成形品を脱
型することが可能になり、レンズ成形品の離型変形を減
少して精度劣化を防止できる。

【００３０】また、押出しピンがレンズ成形品を脱型す
る力を大幅に減少できるので、レンズ成形品樹脂のヤン
グ率を高くして塑性変形が生じにくい状態にする必要が
減じるので、成形品を長く冷却する必要性が減少し、冷
却時間を短くできるので、成形時間を短縮することが可
能になる。

【００３１】以上のように、高精度なプラスチックレン
ズを成形時間を短縮して複数個取り成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプラスチックレンズ用
４個取り射出成形金型の要部側面断面図である。

【図２】図１に示す金型の可動側要部平面図である。

【符号の説明】

１…固定型、 ２…スプル、 ３…固定型１に設けられたインロー部、 ３’…インロー部３の可動側嵌合部、 ４…固定側取付け板、 ５…可動型、 ６…キャビティ、 ７ａ…キャビティ側面８の右半分を構成する型材 ７ｂ…キャビティ側面８の左半分を構成する型材、 ８…キャビティの側面、 ９…レンズ成形品の底面１０をなす可動入駒、 １０…レンズ成形品の底面、 １１…脚体、 １２…ランナ、 １３…ゲート、 １４…押出ピン、 １５…ピストン、 １６…ピストン１５用の穴、 １７…油圧シリンダー、 １８…油圧シリンダー１７の取付け治具、 １９…ピストン、 ２０…ピストン１９用の穴、 ２１…油圧シリンダー、 ２２…押出板、 ２３…押出補助板、 ２４…可動側取付け板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向して配置された固定型及び可動
   型間に形成されたキャビティ中に溶融樹脂を充填する成
   形用金型装置において、成形品の側面を賦形するキャビ
   ティの側面を複数の型材で分離可能に構成し、成形品取
   り出し時に、前記キャビティの側面を構成する前記複数
   の型材の全てを成形品の側面全てから一旦分離した後、
   成形品を金型から押出しできることを特徴とする成形用
   金型装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記キャビティの数が
   複数あり、複数取り成形できることを特徴とする成形用
   金型装置。