JPH09155928A - 光学反射ミラーの射出成形方法及び成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学反射ミラーの反射面に樹脂のひけが生じ
ない成形を行う。 【解決手段】 反射面３を有する本体部と、この本体部
３と交差するリブ部１２とが連設した形状の光学反射ミ
ラーを成形用金型への樹脂の射出により成形する際に、
リブ部１２と対向する位置にゲートを配置し、樹脂の保
圧及び冷却中にリブ部１２の側面部１５を優先的にひけ
させる。樹脂のひけが反射面を有する本体部に影響する
ことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学反射ミラーを
高精度に成形する射出成形方法と、この方法に使用され
る成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学反射ミラーを高精度に成形する従来
の方法としては、特公平６−９８６４２号公報に開示さ
れている。この方法は光学反射ミラーの反射面を成形す
るミラー成形面と対向する成形面のヌレ性をミラー成形
面よりも低下させると共に、射出した樹脂に保圧をかけ
ることなく成形するものである。これによりミラー成形
面と対向する成形面をひけさせ、ミラー成形面の精度を
高精度化させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
の方法では、反射面を有する本体部のミラー成形面と対
向する成形面をひけさせるため、位置決めの当てつけ部
をミラー成形面と対向する部分に配置することができな
い。又、保圧をかけない成形法のため、機械誤差や環境
変化に伴う成形時のばらつきにより品質が安定しないと
いう不具合がある。例えば、射出される樹脂がキャビテ
ィ末端にまで届かない場合は、ショート不良になり、逆
に樹脂の充填量が多過ぎた場合は鏡面側にひけが発生す
る。

【０００４】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、位置決め部分をひけさせることなく、
かつ品質の安定性を保つ状態で極めて高精度に光学反射
ミラーを成形できる射出成形方法及びこの射出成形方法
に適用できる成形用金型を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明は、反射面を有する本体部と、この本体
部と交差するリブ部とが連設した形状の光学反射ミラー
を成形用金型への樹脂の射出により成形する方法におい
て、前記リブ部と対向する位置にゲートを配置し、樹脂
の保圧及び冷却中に前記リブ部を優先的にひけさせるこ
とを特徴としている。

【０００６】光学反射ミラーを成形する場合、光学反射
ミラーの反射面の対向面をひけさせることにより形状精
度が向上することが知られている。本発明では、光学反
ミラーのリブ部と対向する位置にゲートを配置してい
る。そして、このリブ部の側面部をひけさせることによ
り、反射面を有する本体部分の収縮量を補うことがで
き、きわめて低圧で成形しても光学反射ミラーの反射面
およびその対向面にひけが発生することはない。通常で
は成形品がひけないように充分に長い保圧時間が必要と
なっているが、本発明ではリブ部が固化する前にリブ部
に保圧力がかからなくなるように短い保圧時間で成形す
る。このような短い保圧時間にすることによりリブ部の
側面部をひけさせることができ、且つ光学反射ミラーを
成形する部分にはきわめて低圧しか作用しないため、形
状精度の優れた光学反射ミラーを成形することができ
る。

【０００７】請求項２の光学反射ミラー成形用金型は、
反射面を有する本体部と、この本体部と交差するリブ部
とが連設した形状の光学反射ミラーを成形する成形用金
型において、前記反射面を成形する第１の成形面及び前
記リブ部を成形する第２の成形面を有するキャビティ
と、前記第１の成形面を挟んだ位置で前記第２の成形面
と対向するゲートと、前記リブ部の側面部に対応する成
形面を含む部分に設けられリブ部の側面部をひけさせる
手段と、を備えていることを特徴とする。

【０００８】この成形用金型では、ゲートを通過した溶
融樹脂が本体部に対応する第１の成形面及びリブ部に対
応する第２の成形面を有したキャビティに充填される。
このときリブ部の側面部に対向する成形面に、当該側面
部をひけさせる手段が設けられているので、このリブ部
の側面部が優先的にひけて本体部の反射面およひぞれに
対向する面にひけを生じることがない。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２の発明におけ
るリブ部の側面部をひけさせる手段として、リブ部の肉
厚を光学反射ミラーの本体部の肉厚よりも厚く成形する
手段とするものである。

【００１０】射出成形によって成形する場合において、
成形収縮率は肉厚が厚い部分ほど大きい。即ち、成形時
にキャビティ部へ加える圧力が足りないときには、肉厚
が最も厚い部分にひけが発生するという現象が起きやす
い。本発明では反射面を有する本体部の肉厚よりも厚肉
のリブ部をゲートと対向する位置に設けることにより、
このリブ部の側面部に優先的にひけを発生させるもので
ある。

【００１１】請求項４の発明は請求項２の発明におい
て、前記リブ部の側面部に対応する成形面の一部に離型
処理を施すことを特徴とする。

【００１２】このようにリブ部のひけさせたい部分に離
型処理を施すことにより、樹脂と金型の密着性が低下
し、確実にこの部分をひけさせることができる。

【００１３】請求項５の発明は請求項２の発明におい
て、前記リブ部の側面部に対応した成形面を有する金型
駒が設けられ、この金型駒が低熱伝導性の素材によって
形成されていることを特徴とする。

【００１４】この構成では、リブ部のひけさせる部分
（側面部）を構成する金型駒を低熱伝導性の素材にする
ことにより、リブ部の樹脂温度低下が遅延し、最終的に
ひける部分とすることができる。

【００１５】請求項６の発明は請求項２の発明におい
て、前記リブ部の側面部に対応した成形面を有する金型
駒が設けられ、この金型駒が多孔質素材によって形成さ
れていると共に、外部の圧縮エアー供給源に連通してい
ることを特徴とする。

【００１６】このようにリブ部のひけさせる部分（側面
部）を構成する金型駒に多孔質材料を用い、外部に連通
した圧縮エアーによって、冷却時に強制的にリブ部のひ
けさせる部分にエアー圧力を加えることにより、確実に
この部分をひけさせることができる。

【００１７】請求項７の発明は請求項２の発明におい
て、前記リブ部の側面部に対応した成形面を有する金型
駒が設けられ、この金型駒の内部に加熱用ヒーターが設
けられていることを特徴とする。

【００１８】このようにリブ部のひけさせる部分（側面
部）を構成する金型駒内部に加熱用ヒータを設け、樹脂
冷却時に他の金型部分よりも高い温度に維持することに
より、リブ部の樹脂温度低下が遅延し、リブ部の樹脂温
度低下が遅延し、最終的にひける部分とすることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は本実施の形態により成形した光
学反射ミラー、図２は本実施の形態に使用する成形用金
型の断面図である。図１において、３は光学反射ミラー
の反射面であり、１２はこの反射面３の先端の下面から
交叉状に一体的に垂下するリブ部である。１５はこのリ
ブ部１２の側面部であり、１４はこの側面部１５に発生
したひけ部分である。

【００２０】図２において、１は固定側取付板、２は固
定側型板であり、相互にボルト（図示省略）で固定され
ている。また、固定側型板２内部には光学反射ミラーの
反射面３を成形する成形面を有した有した入子４が嵌入
されている。この入子４は固定側取付板１にネジ止めさ
れている。

【００２１】５は可動側型板で入子４との間にキャビテ
ィ部６を有している。また、キャビティ部６は射出成形
機のノズル部１１と連通しており、ノズル部１１から射
出される溶融樹脂はゲート部１０を通じてキャビティ部
６へ充填される。キャビティ部６のゲート部１０と対向
する位置にはリブ部１２を形成するための空間１７が設
けられている。この実施の形態では、光学反射ミラーに
おけるリブ部１２の肉厚は１．５ｍｍ、また反射面３を
構成する本体部の最大肉厚は１．４ｍｍとなっている。
即ち、このリブ部１２の肉厚は反射面を構成する本体部
の肉厚よりも厚くなるようになっている。

【００２２】７は可動側取付板であり、この可動側取付
板７と可動側型板５の間にはスペーサーブロック８が介
挿され、これらはボルトによって相互に固定されてい
る。可動側取付板７と可動側型板５との空間には突出板
９が配置されている。この突出板９は型開き方向へ摺動
可能となっている。さらに突出板９には成形後の成形品
を突き出すイジェクタピン１３が固定されている。

【００２３】次に、光学反射ミラーを成形する方法を説
明する。射出成形機のノズル部１１より溶融樹脂を射出
してキャビティ６へ溶融樹脂を充填する。ゲート部１０
を通過した溶融樹脂は反射面３を形成する部分を通り、
最終的にはリブ部１２を形成する空間の末端まで充填さ
れる。

【００２４】この溶融樹脂の射出充填後、約３秒ほど保
圧力を加え、冷却過程に入る。充填された樹脂は金型表
層からすでに固化が進行しているが、リブ部１２の肉厚
が反射面３を有する本体部の肉厚よりも厚くなっている
ため、反射面３を有する本体部の冷却がリブ部１２より
も早く進行する。反射面３を有する本体部は冷却に伴っ
て体積収縮するが、この時、遅れて冷却するリブ部１２
から、その体積収縮の一部を補う形で樹脂が僅かに移動
する。そのため、リブ部１２の側面部１５にはひけ１４
が発生するが、反射面を有する本体部はひけが発生する
ことのないレベルでの内圧を保つことができる。

【００２５】図３は保圧力と光学反射ミラーの反射面３
の面精度との関係を示したグラフである。同図におい
て、領域Ａは反射面３にひけが発生する領域、領域Ｂは
リブ部１２にひけが発生する領域、領域Ｃはリブ部１２
にひけが発生しない領域である。

【００２６】図３に示すように、保圧力を高くすると反
射面３を有する本体部とリブ部１２の双方共にひけるこ
とのない成形品（光学反射ミラー）を得ることができる
が、応力が残ってしまうため、面精度が悪くなる。一
方、保圧力の設定を低くしていくと、上述したようにリ
ブ部１２だけがひける状態になり面精度も極めて良好と
なった成形を行うことができる。このとき製品（光学反
射ミラー）の位置決め部分（反射面の裏面）もひけるこ
とがない。一方、保圧力の設定を極端に低くしすぎると
（すなわち、保圧力をほとんどかけない条件）、反射面
３を有する本体部にもひけが発生して、不良品となる。
即ち、領域Ｂのようなリブ部１２をひけさせる条件にす
ることにより、最良の品質の光学反射ミラーを不良現象
を起こすことなく成形することができる。

【００２７】このような実施の形態では、リブ部の側面
部を優先的にひけさせることより、反射面を有する部分
の収縮量を補うことができるため、低圧（低保圧力、短
保圧時間）で成形しても、反射面３およびその対向面を
有する本体部にひけが発生することなく、かつ品質の安
定性を保つ状態で極めて高精度な光学反射ミラーを成形
できる。

【００２８】（実施の形態２）この実施の形態では、上
述した図１、図２の実施の形態においてリブ部１２の側
面部１５に対応する金型の成形面１６に離型処理を施す
ものである。また、リブ部１２の肉厚は反射面３を構成
する本体部の肉厚と同じ寸法（１．４ｍｍ）とした。離
型処理の具体例を〜に示す。

【００２９】 側面部１５を成形する金型の成形面１
６に定期的に離型剤を塗布する。具体的には、約１００
０ショット毎に中京化成工業（株）のシリコーン系のプ
ラスチック離型剤「ペリコート」を塗布した。この離型
剤としては、この他に樹脂系、樹脂油脂、ワックス、変
成シリコン、フッソ系であっても良い。 リブ部１２の側面部１５を成形する金型の成形面１
６にフッ素コーティングを施す。 リブ部１２の側面部１５を成形する金型の成形面１
６にカーボン原子のイオン注入を施す。

【００３０】リブ部１２の側面部１５を成形する金型面
１６に離型処理を施すことにより、樹脂と金型の密着性
が低下し、樹脂冷却時に確実に側面部１５を優先的にひ
けさせることができる。具体例では離型剤と金型との
密着性が弱いため、その効果は１０００ショットレベル
しか得られないが、具体例のフッ素コーティングは密
着性が強いため、２０万ショットレベルまでひけさせる
効果を継続することができる。具体例のイオン注入法
の場合、金型表層内部にまでカーボン原子を傾斜的に施
すことができるため、カーボンによる離型性を半永久的
に保持されることができる。

【００３１】このような実施の形態では、ひけの発生を
肉厚差によるものに頼る必要がなくなるため、リブ部の
肉厚を反射面を構成する本体部の肉厚と同じ寸法にして
も実施の形態１と同様な効果が得られる。

【００３２】（実施の形態３）図４はこの実施の形態に
使用する金型の断面図であり、図２と同一の要素は同一
の符号で対応させてある。この実施の形態では、光学反
射ミラーのリブ部１２の側面部１５に対応する金型の成
形面１６を成形する部分に低熱伝導性素材であるセラミ
ックス入子１８を用いる。セラミックス入子１８は可動
側型板５にネジによって固定される。この場合、セラミ
ックスの素材は石原薬品（株）製の「マコール」を用い
た。

【００３３】このようにリブ部１２の側面部１５に対応
する金型の成形面１６に低熱伝導性素材を用いることに
より、リブ部１２の樹脂温度の低下を遅延させることが
できる。このためリブ部１２の側面部１５を最終的にひ
ける部分とすることができる。従って、ひけの発生を肉
厚差に頼る必要がなくなり、リブ部の肉厚を反射面を構
成する本体部の肉厚よりも薄くしても、実施の形態１と
同様な効果が得られる。

【００３４】（実施の形態４）図５はこの実施の形態に
使用する金型の断面図であり、図２と同一の要素は同一
の符号で対応させてある。この実施の形態では、光学反
射ミラーのリブ部１２の側面部１５に対応する金型の成
形面１６を成形する部分に多孔質素材である金型駒１９
がネジによって固定されている。さらにこの金型駒１９
から金型外部に連通する通気孔２０が可動側型板５に開
設されている。この通気孔２０における金型出口２１は
圧縮エアー供給装置２２に接続されている。

【００３５】この実施の形態では、溶融樹脂を射出充填
後、圧縮エアー供給装置２２を作動させ、通気孔２０、
金型駒１９を介してリブ部１２の側面部１５に圧縮エア
ーを加える。圧縮エアーによって強制的にリブ部のひけ
させる部分にエアー圧力を加えることにより、確実にこ
の部分をひけさせることができる。従って、ひけの発生
を肉厚に頼る必要がなくなるため、リブ部の肉厚を反射
面を構成する本体部の肉厚と同じ寸法にしても実施の形
態１と同様な効果を得ることができる。

【００３６】（実施の形態５）図６はこの実施の形態に
使用する金型の断面図であり、図２と同一の要素は同一
の符号で対応させてある。この実施の形態では、光学反
射ミラーのリブ部１２の側面部１５に対応する金型の成
形面１６から２ｍｍ離れた可動側型板５内部に加熱用ヒ
ーター２３が埋め込まれている。この加熱用ヒーター２
３は外部の電源２４に接続されている。

【００３７】この実施の形態では、溶融樹脂の射出充填
時から保圧時にかけて加熱用ヒーター２３を作動させる
ことにより金型の成形面１６を加熱する。成形面１６が
加熱されるため、リブ部１２の樹脂温度低下を遅延させ
ることができる。そのため、このリブ部１２の側面部１
５を最終的にひける部分とすることができる。従って、
リブ部１２の樹脂温度低下を遅延することができ、ひけ
の発生を肉厚差に頼る必要がなくなり、リブ部の肉厚を
反射面を構成する本体部の肉厚よりも薄くしても実施の
形態１と同様な効果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明では、低圧（低保圧
力、短保圧時間）で成形しても反射面及びその対向面を
有する本体部にひけが発生することなく、かつ品質の安
定性を保った状態で極めて高精度な光学反射ミラーを成
形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって成形される光学反射ミラーの斜
視図である。

【図２】本発明の実施の形態１の金型の断面図である。

【図３】保圧力と反射面精度との関係を示す特性図であ
る。

【図４】実施の形態３の金型の断面図である。

【図５】実施の形態４の金型の断面図である。

【図６】実施の形態５の金型の断面図である。

【符号の説明】

３ 反射面 ６ キャビティ部 １２ リブ部 １４ 側面部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射面を有する本体部と、この本体部と
   交差するリブ部とが連設した形状の光学反射ミラーを成
   形用金型への樹脂の射出により成形する方法において、
   前記リブ部と対向する位置にゲートを配置し、樹脂の保
   圧及び冷却中に前記リブ部を優先的にひけさせることを
   特徴とする光学反射ミラーの射出成形方法。
2. 【請求項２】 反射面を有する本体部と、この本体部と
   交差するリブ部とが連設した形状の光学反射ミラーを成
   形する成形用金型において、前記反射面を成形する第１
   の成形面及び前記リブ部を成形する第２の成形面を有す
   るキャビティと、前記第１の成形面を挟んだ位置で前記
   第２の成形面と対向するゲートと、前記リブ部の側面部
   に対応する成形面を含む部分に設けられリブ部の側面部
   をひけさせる手段と、を備えていることを特徴とする光
   学反射ミラー成形用金型。
3. 【請求項３】 前記リブ部の側面部をひけさせる手段
   は、リブ部の肉厚を前記本体部の肉厚よりも厚く成形す
   るものであることを特徴とする請求項２記載の光学反射
   ミラー成形用金型。
4. 【請求項４】 前記リブ部の側面部に対応する成形面の
   一部に離型処理が施されていることを特徴とする請求項
   ２記載の光学反射ミラー成形用金型。
5. 【請求項５】 前記リブ部の側面部に対応した成形面を
   有する金型駒が設けられ、この金型駒が低熱伝導性の素
   材によって形成されていることを特徴とする請求項２記
   載の光学反射ミラー成形用金型。
6. 【請求項６】 前記リブ部の側面部に対応した成形面を
   有する金型駒が設けられ、この金型駒が多孔質素材によ
   って形成されていると共に、外部の圧縮エアー供給源に
   連通していることを特徴とする請求項２記載の光学反射
   ミラー成形用金型。
7. 【請求項７】 前記リブ部の側面部に対応した成形面を
   有する金型駒が設けられ、この金型駒の内部に加熱用ヒ
   ーターが設けられていることを特徴とする請求項２記載
   の光学反射ミラー成形用金型。