JPS6260622A - 射出圧縮成形金型 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂を用いて軸対称部品、たとえば
プラスチックレンズを射出圧縮成形するに使用される射
出圧縮成形金型に係り、特に、レンズ面形状の軸対称性
、レンズ面精度の向上と。

成形サイクルの短縮とを志向した射出圧縮成形金型に関
するものである。

〔発明の背景〕

熱可塑性樹脂を用いたプラスチックレンズは。

たとえばプラスチックス　エージ　エンサイクロペディ
ア、１９８１年（ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ａｇｅ　Ｅｎｃｙ
ｃｌｏ−ｐｃｄｉａ　　１９８１．　ｐ　１４８〜１６
３　）に記載されているように、射出圧縮成形方法で製
造されている。

この射出圧縮成形方法により、通常の射出圧縮成形金型
を使用して成形されたプラスチックレンズのレンズ面精
度をミクロンオーダの高精度で測定すると、必ず″そり
″や′ひけ″などの成形形状歪が存在してレンズ面精度
が十分でなく、レンズ面形状の軸対称性にも問題点があ
った。この、従来の射出圧縮成形方法によれば、樹脂の
熱変形温度（ＰＭＭＡ樹脂では約１１００．ＰＣ樹脂で
は約１３０’Ｃ）以下の４０〜９００程度の一定温度に
維持した射出圧縮成形金型内へ１９０〜２５０Ｃ程度の
高温溶融樹脂を射出したのち、キャビティの一面を構成
している入駒を介して、該キャビティ内に充填された樹
脂に圧縮力を作用させながら該樹脂を冷却固化すること
により、プラスチックレンズを成形していたー。

このような、従来の射出圧縮成形方法では、射出圧縮成
形金型とキャビティ内へ射出された樹脂との温度差が大
きく、該キャビティ内へ射出された高温溶融樹脂は５０
〜１０　ｒ／分程度の急速な冷却速度で冷却される。こ
のため、キャビティ内の樹脂には大きな温度不均一が発
生し、樹脂は大きな温度不均一を有したまま冷却固化さ
れる。その結果、成形後の樹脂（プラスチックレンズ）
の収縮が犬きぐ且つ樹脂各部で不均一になるので、樹脂
内の高温であった厚肉個所には゛ひけ″が発生し、樹脂
全体の温度不均一に起因する熱応力が発生し“そり″変
形をもたらすと考えられる。このようなことが、従来の
射出圧縮成形方法により１通常の射出圧縮成形金型を使
用した成形では、ミクロンオーダのレンズ面鵡度を有す
る高精度のプラスチックレンズが得られない理由と考え
られる。

プラスチックレンズの成形に関する先行技術としては、
特開昭５７−１８７２３１号公報がある。同公報記載の
プラスチックレンズ成形方法は、金型内の樹脂を圧縮し
たのち金型内の樹脂温度が所定温度に達した時点で、金
型内の樹脂の比容積を少なくとも樹脂が所定温度低下す
るまでの間、一定に維持するため、キャビティ容積を一
定となすように、圧縮力の制御とキャビティ容積の制御
とを行なうものであるが、金型温度の制御に関しては、
「キャビティ容積を一定に保ち始める温度は、一つの目
安としてガラス転位点がある」とし、また「温度変化を
主体とする遷移条件は必要に応じて選ばれるものである
」とあるが、ひずみを残さずにプラスチックレンズ成形
品を得るに必要な金型温度条件については、具体的に記
載されていない。

ここで、従来から使用されている通常の射出圧縮成形金
型を、図面を用いて説明する。

第３図は、従来の射出圧縮成形金型を示す平面図（部分
的に固定型を切除しだ図）、第４図は、第３図のＤ−Ｄ
’矢視断面図、第５．６図は、第３図に係る射出圧縮成
形金型によって成形した凹レンズのレンズ面形状を示す
ものであシ、第５図は、冷却速度を遅くして成形した場
合の要部断面模式図、第６図は、冷却速度を速くして成
形した場合の要部断面模式図である。

第３図において、１はキャビティ、８は、このキャビテ
ィ１のキャビティ側面、２．２’　、３は。

射出圧縮成形金型７の縁４，５に平行で、キャビティ１
の近傍に穿設された冷却孔であり、冷却孔２、　３ＩＩ
′ｉ固定型３７に、冷却孔２′は可動型３８に、それぞ
れ穿設されている。６は、キャビティ１内へ樹脂を供給
する通路となるランナゲート。

１８は、可動型３８内に摺動自在に設けられ、キャビテ
ィ１内の樹脂を押圧するに使用される圧縮用入駒、４３
ば、この圧縮用入駒１８を支持する摺動部に設けられた
クリアランスである。４０は。

キャビティ１を形成する一方のキャビティ面に係るレン
ズ面であり、このレンズ面４０は、固定型３７に形成さ
れている。４１は、キャビティ１を形成する他方のキャ
ビティ面に係るレンズ面であり、このレンズ面４１は、
圧縮用入駒１８に形成されている。４２は、固定型３７
と可動型３８との合わせ面である。Ｂ、Ｂ’は、キャビ
ティ側面８のうち、冷却孔２．２’、３からの最短距離
点、ｃ、ｃ’は、キャビティ側面８のうち、冷却孔２゜
２′、３からの最長距離点である。

このように構成した射出圧縮成形金型７を使用して、ラ
ンナゲート６からキャビティ１内へ充填した高温の溶融
樹脂へ、圧縮用入駒１８を介して圧縮力を作用させなが
ら冷却固化することにより、前記キャビティ１内に凹レ
ンズが成形される。この凹レンズは、冷却孔２．２’、
３内へ流す冷却媒体の温度を比較的高温（４０〜８０Ｃ
）にし、冷却速度を遅くして成形した場合には、第５図
に示すような形状の凹レンズ１０となり、前記冷却媒体
の温度を比較的低温（５〜２０Ｃ）にし、冷却速度を速
くして成形した場合には、第６図に示すような形状の凹
レンズ１０′となる。すなわち、冷却速度を遅くして成
形した凹レンズ１０は、光学設計のレンズ形状ａに対し
て、第３図のＢＢ’断面に対応するレンズ面形状がｂ（
第５図）のようだな、ｂ、ｃｃ’断面に対応するレンズ
面形状がＣ（第５図）のようになって、レンズ中心軸９
に関して軸対称性が悪かつ−た。一方、冷却速度を速く
して成形した凹レンズ１０′は、第３図のＢＢ’断面に
対応するレンズ面形状がｂ／（第６図）のよう゛にな、
ｂ、ｃｃ’断面に対応するレンズ面形状が（／（第６図
）のようになって、レンズ中心軸９に関して軸対称性が
悪いのみならず、光学設計のレンズ形状ａに対する偏差
が発生した。

たとえば、直径４７ｒｒａｎ、最小厚さ３．５問、最大
厚さ１２．７問１曲率半径２５０朧と３０−のＰＣ樹脂
製の凹レンズについて云えば、冷却速度を遅くして成形
した場合、レンズ面形状Ｃは、光学設計のレンズ面形状
ａに対して最大１．５μｍずれており、また、レンズ面
形状Ｉ）とＣとの差は最大１、２　ｔｔ　ｍであった。

一方、冷却速度を速くして成形した場合、レンズ面形状
Ｃ′は、光学設計のレンズ面形状ａに対して最大３０μ
ｍずれており、寸だ、レンズ面形状ｂ′とＣ′との差は
遺失１５μｍであった。

このように軸対称性が損なわれるのは凹レンズに限らず
、凸レンズにおいても同様であり、レンズ径が大きい程
、また、レンズ径が小さくても冷却速度を速める程、レ
ンズ面形状の軸対称性やレンズ面精度に劣るものであっ
た。

以上述べたように、従来の射出圧縮成形方法により、通
常の射出圧縮成形金型を使用して成形したプラスチック
レンズは、レンズ径が大きい場合や、レンズ径が小さく
ても、生産効率を向上させるために、冷却速度を速めて
成形サイクルを短縮した場合、レンズの光学性能上重要
なレンズ面形状の軸対称性やレンズ面精度に問題点があ
り、これの改善が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の問題点を改善して、軸対
称部品、たとえばレンズで、そのレンズ径が大きい（た
とえば、４０ｒｎＭ以上）場合でも。

レンズ面形状の軸対称性が優れ、且つレンズ面精度が優
れたプラスチックレンズを、短縮した成形サイクルで成
形することができる射出圧縮成形金型の提供を、その目
的とするものである。

〔発明の概要〕

第１の発明に係る射出圧縮成形金型の構成は。

互いに対向して配設され、少なくとも一方の型枠内にブ
ツシュを介してもしくは介することなく入駒を設け、圧
縮用入駒となる入駒を、円筒状のクリアランスを設けた
摺動部で摺動自在に支持するようにした固定型および可
動型と、前記圧縮用入駒のキャビティ面、このキャビテ
ィ面と対向する型もしくは前記入駒のキャビティ面、前
記圧縮用入駒が摺動するキャビティ側面によって形成さ
れ、その中へ樹脂を充填することができる軸対称形状の
キャビティと、前記圧縮用入駒を押圧する油圧シリンダ
と、前記固定型および可動型を加熱、冷却することがで
きる手段とを有する射出圧縮成形金型において、圧縮用
入駒を支持する摺動部の円筒状のクリアランスと共軸、
同一半径、同一寸法のクリアランスを、前記圧縮用入駒
と対向する型もしくは入駒に設け、冷却手段を、前記圧
縮用入駒もしくは入駒のキャビティ中心軸上に、あるい
は前記圧縮用入駒、入駒もしくはブツシュにキャビティ
側面と同心円状、同心円のらせん状もしくはキャビティ
中心軸を中心として放射状、うず巻き状１周方向に等間
隔に、対をなすそれぞれから対向する各キャビティ面ま
での最短距離が等しくなるようにして穿設され、その中
へ冷却媒体を流すことができる複数対の冷却孔にし、加
熱手段を。

前記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビティ中心軸上に、
あるいは前記圧縮用入駒、入駒もしくはブツシュに前記
キャビティ側面と同心円状、同心円のらせん状もしくは
キャビティ中心軸を中心として放射状、うず巻き状２周
方向に等間隔に、対をなすそれぞれから対向する各キャ
ビティ面までの最短距離が等しくなるようにして穿設さ
れ、その中へ加熱媒体を流すことができる複数対の加熱
孔にしたものである。

第２の発明に係る射出圧縮成形金型の構成は。

互いに対向して配設され、少なくとも一方の型枠内にブ
ツシュを介してもしくは介することなく入駒を設け、圧
縮用入駒となる入駒を、円筒状のクリアランスを設けた
摺動部で摺動自在に支持するようにした固定型および可
動型と、前記圧縮用入駒のキャビティ面、この−キャビ
ティ面と対向する型もしくは前記入駒のキャビティ面、
前記圧縮用入駒が摺動するキャビティ側面によって形成
され。

その中へ樹脂を充填することができる軸対称形状のキャ
ビティと、前記圧縮用入駒を押圧する油圧シリンダと、
前記固定型および可動型を加熱、冷却することができる
手段とを有する射出圧縮成形金型において、圧縮用入駒
を支持する摺動部の円筒状のクリアランスと共軸、同一
半径、同一寸法のクリアランスを、前記圧縮用入駒と対
向する型もしくは入駒に設け、冷却手段を、前記圧縮用
人駒もしくは入駒のキャビティ中心軸上に、あるいは前
記圧縮用入駒、入駒もしくはブツシュにキャビティ側面
と同心円状、同心円のらせん状もしくはキャビティ中心
軸を中心として放射状、うず巻き状２周方向に等間隔に
、対をなすそれぞれから対向する各キャビティ面までの
最短距離が等しくなるようにして穿設され、その中へ冷
却媒体を流すことができる複数対の冷却孔にし、加熱手
段を、前記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビティ中心軸
上に、あるいは前記圧縮用入駒、入駒もしくはブツシュ
に前記キャビティ側面と同心円状、同心円のらせん状も
しくはキャビティ中心軸を中心として放射状、うず巻き
状２周方向に等間隔に、対をなすそれぞれから対向する
各キャビティ面までの最短距離が等しくなるように配設
された複数対の加熱ヒータにしたものである。

〔発明の実施例〕

実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
、再び第３〜６図を用いて説明する。

前述した第３図に係る従来の射出圧縮成形金型７におい
て、冷却孔２．２’　（または冷却孔３）とキャビティ
側面８０Ｂ点（またはＢ′点）との間の最短距離（以下
、単に距離という）と、冷却孔２．　２’　　（または
冷却孔３）とキャビティ側面８のＣ点（または０７点）
との間の距離とは互いに異なっている。まだ、キャビテ
ィ１が固定型３７側へ突出しているので、冷却孔２とレ
ンズ面４０との間の距離と、冷却孔２′とレンズ面４１
との間の距離とは互いに異なっている。すなわち、冷却
孔２とキャビティ側面８のＣ点との間の距離は、冷却孔
２とキャビティ側面８のＢ点との間の距離よシも大きく
、冷却孔２′とレンズ面４１との間の距離は、冷却孔２
とレンズ面４ｏとの間の距離よりも大きい。そして、冷
却孔２′とレンズ面４１との間には熱の不良導体である
空気層のクリアランス４３がある。したがって、冷却孔
２゜２′、３に冷却媒体を通して射出圧縮成形金型７を
冷却してキャビティ１内の樹脂を冷却する際、Ｃ点近く
の樹脂はＢ点近くの樹脂よりも冷却孔２゜２′、３まで
の距離が長い分だけ冷却が遅れ、レンズ面４１側の樹脂
はレンズ面４０側の樹脂よりも冷却孔までの距離が長く
、且つ該冷却孔２′とレンズ面４１との間にクリアラン
ス４３が存在する分だけ冷却が遅れる。それ故、Ｃ点近
くの樹脂はＢ点近くの樹脂に比べて、また、レンズ面４
１側の樹脂はレンズ面４０側の樹脂に比べて、多かれ少
なかれ温度が高い状態で冷却される。このため、樹脂が
冷却・固化する際も、Ｃ点近くの樹脂はＢ点近くの樹脂
に比べて、またレンズ面４１側の耐脂はレンズ面４０側
の樹脂に比べて、温度が高く、その分だけ成形収縮が大
きくなる。しかも、冷却孔とキャビティ面（すなわち、
レンズ面４０゜４１およびキャビティ側面８）との間の
距離の差やクリアランスの有無に起因する樹脂温度の差
は、前記冷却孔へ通す冷却媒体の温度を低くして射出圧
縮成形金型の冷却速度を速める程大きくなる。

このことが、冷却速度を遅くして成形した場合には、第
５図に示しだような形状の凹レンズ１０になり、冷却速
度を速くして成形した場合には、第Ａ　Ｉ′１２Ｉｌ／
ｒ　−ｔｒ：　Ｉ　　＋　　ド　らちπ４’ｋｂ　／７
”＋１１４１１／　７　　ｄ　１　　ｎ　　’　　Ｉ／
ｒ　％　　７理由と考えられる。

そこで本発明においては、可動型側にあるクリアランス
４３と共軸、同一半径、同一寸法のクリアランスを固定
型側にも設けた上で、冷却手段を、対をなす一方の冷却
孔からこれと対向するキャビティ面に係るレンズ面４０
４での距離と、他方の冷却孔からこれと対向するキャビ
ティ面に係るレンズ面４１までの距離とを等しく、且つ
キャビティ１のキャビティ側面８上のすべての点から前
記冷却孔までの距離が同一になるよう【、たとえばキャ
ビティ側面８と同心円状に配置した複数対の冷却孔にす
ることにより、キャビティ１内のキャビティ中心軸から
同一距離に位置する樹脂各部から、前記冷却孔までの距
離を同一にするようにした。このように構成することに
より、前記冷却孔へ通す冷却媒体の温度を低くして冷却
速度を速くした冷却工程においても、レンズ面４０側の
樹脂温度とレンズ面４１側の樹脂温度をほぼ同一にする
ことができるとともに、キャビティ１のすべての方向の
断面（断面は、すべてキャビティ中心軸を通る断面）の
樹脂温度分布が軸対称になり、それ故、レンズ面４０側
の樹脂とレンズ面４１側の樹脂との成形収縮を同一化す
ることができるとともに、キャビティ１のすべての断面
の成形収縮を軸対称的に同一化することができる。

そして、射出圧縮成形にあたっては、金型予熱工程（イ
）では、射出開始に先立って金型温度を樹脂の流動温度
範囲になるまで予熱し、次の射出工程（→では、金型温
度を前記流動温度範囲に維持しながら、樹脂をキャビテ
ィ内へ充填する。キャビティ内へ樹脂が充填されたら、
該樹脂の加圧を開始する。その最初の一次冷却工程（ハ
）では、樹脂の流動温度範囲から熱変形温度以下まで一
旦急冷する。

その後、金型再加熱工程に）で再び金型を加熱し、熱変
形温度ないし熱変形温度＋４０ｒ内の一定温度にする。

その後、キャビティ１内の樹脂を圧縮操作による賦形が
可能な状態に維持しつつ、キャビティ１内の樹脂温度を
均一化することで以降の冷却により生ずる成形収縮を小
さく且つプラスチックレンズ各部で均一化できるように
、定温工程（ホ）で、熱変形温度ないし熱変形温度＋４
０ｔ？の一定温度に金型温度を維持する。このように、
定温工程（ホ）の前Ｋ、−次冷却工程０うで金型温度を
樹脂の熱変形温度以下まで一旦急冷するのは、射出工程
（ロ）でキャビティ１内へ充填されるときの樹脂温度が
２３０〜２６０Ｃの高温であるので、キャビティ１内部
の樹脂温度を短時間で熱変形温度ないし熱変形温度＋４
０１１’内の一定温度へ移行できるようにするためであ
る。すなわち、−次冷却工程Ｃノ）で一旦金型温度を熱
変形温度以下に急冷することにより、定温工程（ホ）の
時間を短縮できる。次の徐冷工程（へ）では、樹脂を熱
変形温度−２０Ｃ程度まで冷却し、ここで樹脂の加圧を
終了する。次の二次冷却工程（ト）では、樹脂（すなわ
ち成形品）を金型外へ取出し可能になるまで冷却し、離
型工程（イ）では、該成形品を金型外へ取出し、−成形
サイクルが終了する。

このようにして、前述した構成の射出圧縮成形金型を使
用して、射出圧縮成形することにより、レンズ径の大き
いプラスチックレンズでも、また冷却速度を速めて成形
サイクルを短縮した場合でも、レンズ面形状の軸対称性
に優れ、且つレンズ面精度に俊れだプラスチックレンズ
が得られる。

以下、実施例によって、図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る射出圧縮成形金型を
示す部分断面正面図、第２図は、第１図に係る射出圧縮
成形金型による成形過程における金型温度パターン図で
ある。

この射出圧縮成形金型は、凹レンズを成形するに使用さ
れるものであり、第１図に示すように、固定型枠１１内
に固定型ブツシュ４６を介して摺動自在に固定型入駒工
２が設けられた固定型３７Ａと、可動型枠１５内に可動
型ブツシュ１９を介して摺動自在に圧縮用入駒１８Ａが
設けられた可動型３８Ａとが互いに対向して設けられて
いる。前記圧縮用入駒１８Ａは、円筒状のクリアランス
４３（間隙１０〜１５μｍ）を設けた摺動部によって摺
動自在に支持されている。また、この圧縮用入駒１８Ａ
のキャビティ面に係るレンズ面４１゜このレンズ面４１
に対向する固定型入駒１２のキャビティ面に係るレンズ
面４０．該圧縮用入駒１８Ａが摺動するキャビティ側面
８によって形成され、その中へ樹脂が充填され、凹レン
ズを成形することができるキャビティ１と、圧縮用入駒
１８Ａを押圧するための加圧力を発生する油圧シリンダ
２０とを有している。固定型入駒１２と固定型ブツシュ
４６との間には、前記クリアランス４３と共軸、同一半
径、同一寸法のクリアランス４４が設けられている。ま
た、前記固定型３７Ａ。

可動型３８Ａを冷却する冷却手段としては、固定型入駒
１２Ｋ、キャビティ中心軸１ａ上に穿設された冷却孔２
５、固定型ブツシュ４６に、キャビティ中心軸１ａを中
心として、キャビティ側面８と同心円のらせん状に穿設
された冷却孔２７、圧縮用入駒１８Ａに、キャビティ中
心軸ｌａ上に穿設された冷却孔２６．可動型ブツシュ１
９に、キャビティ中心軸１ａを中心として、キャビティ
側面８と同心円のらせん状に穿設された冷却孔２８がそ
れぞれ配置されておシ、対をなす冷却孔２５と２６とは
、冷却孔断面形状、冷却孔長さが等しく、また冷却孔２
５からこれと対向するレンズ面４０までの距離と、冷却
孔２６からこれと対向するレンズ面４１までの距離とが
等しい。対をなす冷却孔２７と２８とについても同様で
ある。そして、前記各冷却孔２５〜２８へは、冷却媒体
を流すことができるようになっている。

このように、クリアランス４４を設け、冷却孔２５〜２
８を配置した理由は、成形過程における金型冷却中に、
冷却孔２５〜２８へ流す冷却媒体の温度を低くして冷却
速度を速めた場合でも、固定型入駒１２のレンズ面４０
と圧縮用入駒１８Ａのレンズ面４１とにおける金型温度
をほぼ近似させ、キャビティ１内のレンズ面４０側の樹
脂温度とレンズ面４１側の樹脂温度とを同一化するとと
もに、金型温度分布を軸対称的にし、キャビティ１内の
すべての断面の樹脂温度分布を軸対称的に同一化するた
めである。

一方、加熱手段としては、固定型入駒１２．圧縮用入駒
１８Ａ、固定型ブツシュ４６．可動型ブッシュ１９に、
キャビティ中心軸１ａを中心として、キャビティ側面８
と同心円のらせん状に加熱ヒータに係るバンドヒータ２
９，３０，４５゜３１が、それぞれ配設されており、対
をなすバンドヒータ２９と３０とは、径、長さ２発熱量
が等しく、またバンドヒータ２９からこれと対向するレ
ンズ面４０までの距離と、バンドヒータ３０からこれと
対向するレンズ面４１までの距離とが等しい。対をなす
バンドヒータ４５と３１とについても同様である。

このようにバンドヒータ２９，３０，４５゜３１を配設
した理由は、前記基本的事項で述べた一次冷却工程（ハ
）、二次冷却工程（ト）Ｋ先立つ金型加熱中にも、キャ
ビティ１を構成する固定型入駒１２、圧縮用入駒１８Ａ
、固定型ブツシュ４６゜可動型ブツシュ１９の温度を軸
対称如するとともに、固定型入駒１２のレンズ面４０と
圧縮用入駒１８Ａのレンズ面４１とにおける金型温度を
同一化するためである。

３２は、固定型ブツシュ４６と固定型枠１１との間に設
けられた、キャビティ側面８と同心円の断熱層、３３は
、可動型ブツシュ１９と可動型枠１５との間に設けられ
た、キャビティ側面８と同心円の断熱層、３４ば、固定
型入駒１２と固定型取付は板１４との間に設けられた断
熱層、３５は、圧縮用入駒１８Ａと油圧シリンダ２０と
の間に設けられた断熱層であり、前記各断熱層３２〜３
５の材質は、ステンレス鋼（この熱伝導率は、通常の金
型材である炭素鋼に比べて約１／４）である。

これら断熱層３２〜３５の役割は、固定型入駒１２、圧
縮用入駒１８Ａ、固定型ブツシュ４６゜可動型ブツシュ
１９からの熱漏洩を減じ、射出圧縮成形金型の実効的熱
容量を小さくして、金型温度を短時間で移行させ、成形
サイクルを短縮させるものである。

１３はスプールブツシュであり、このスプールブツシュ
１３内にはスプール２２が穿設されている。また、可動
型枠１５内にはランナ２３が、可動型ブツシュ１９内に
はゲート２４が、それぞれ穿設されており、射出成形機
から射出された樹脂を前記キャビティ１内へ導く流路を
形成している。

前記ランナ２３．ゲート２４は、その断面積を小さくし
、さらにゲート２４は細長くして、樹脂温度分布の軸対
称性を妨げないように配慮しである。

固定型入駒１２．圧縮用人駒１８Ａ、固定型ブツシュ４
６．可動型ブツシュ１９内には、温度検知用の熱電対（
図示せず）が、それぞれ埋設されている。１６は、可動
型枠１５に取付けられた可動型板、３６は、この可動型
板１６．可動型枠１５の中央部に設けられた押出しビン
である。

そして、前記固定型３７Ａは、固定型取付は板１４を介
して前記射出成形機の固定盤に取付けられ、射出圧縮成
形金型の固定側を構成する。一方、可動型３８Ａ、スペ
ーサ１７．油圧シリンダ２０は、可動型取付は板２１を
介して該射出成形機の可動盤に取付けられ、該射出圧縮
成形金型の可動側を構成している。

このように構成した射出圧縮成形金型により、凹レンズ
を成形する動作を、第１，２図を用いて説明する。

型閉めして、前記射出成形機をＯＮにすると。

バンドヒータ２９，３０，４５．３１へ通電され、固定
型３７Ａ、可動型３８Ａが加熱される〔第２図の金型予
熱工程（イ）〕。前記熱電対により、キャビティ１を構
成する固定型入駒１２．圧縮用人駒１８Ａ、固定型ブノ
ンユ４６．可動型ブツシュ１９の温度（以下、金型温度
という）が樹脂の流動温度範囲（ＰＣ樹脂でば１７５Ｕ
以上）になったことが検知されると、前記射出成形機か
ら溶融樹脂が射出され、スプール２２．ランナ２３．ゲ
ート２４を経てキャビティ１内へ充填される〔第２図の
射出工程（ロ）〕。この間、バンドヒータ２９゜３０．
４５．３１はＯＮ、ＯＦＦして、前記流動温度範囲の一
定温度に維持され、溶融樹脂がキャビティ１内を流れる
際に生じるウェルドライン（中央が薄く周囲が厚い凹レ
ンズの場合に、このウェルドラインを生じる）を加熱融
着して消すことができる。キャビティ１内へ樹脂充填が
終了すると油圧７リンダ２０がＯＮになり、圧縮用入駒
１８Ａを介してキャビティ１内の樹脂が所定の圧力で押
圧されるとともに、冷却孔２５，２６゜２７．２８へ冷
却媒体が流れ、金型温度が該樹脂の熱変形温度以下まで
一旦急冷される〔第２図の一次冷却工程（ハ）〕。続い
て、金型が加熱されて、金型温度が前記熱変形温度ない
し熱変形温度＋４０Ｃ内の一定温度に加熱され〔第２図
の金型再加熱工程に）〕、その金型温度が所定時間維持
された状態で、油圧シリンダ２０による抑圧が継続され
〔第２図の定温工程（ホ）〕、続いて金型温度が、熱変
形温度−２Ｏｒまで冷却される。これにより、キャビテ
ィ１内のレンズ面４０側の樹脂温度とレンズ面４１側の
樹脂温度とが同一化するとともは、該キャビティ１内の
樹脂温度分布が軸対称になる。

したがって、キャビティ１内の樹脂のレンズ面４０側と
レンズ面４１側の成形収縮が同一化するとともに、該キ
ャビティ１のすべての断面の成形収縮が軸対称的に同一
化し、ミクロンオーダの高精度に製作されているキャビ
ティ１形状に対してきわめて忠実な相似収縮が実現し、
高度の形状精度を有する成形が行なわれる〔第２図の徐
冷工程（へ）〕。そして、バンドヒータ２９，３０，４
５゜３１がＯＦＦになり、キャビティ１内に成形された
成形品が、金型外へ取出し可能になるまで冷却される〔
第２図の二次冷却工程（ト）〕。油油圧シリンダ０がＯ
ＦＦになって加圧が終了したのち、冷却媒体の流れが停
止し、型開きが行なわれ、油圧シリンダ２０によって圧
縮用入駒１８人が押上げられ、キャビティ１から所望の
凹レンズが取出される〔第２図の離型工程（イ）〕。

具体例を説明する。

直径４７ｆｉ、最小厚さ３．５　ｒｒｒｍ、　最大厚さ
１２．７聴２曲率半径２５０ｍｎと３０ｒｒａのＰＣ樹
脂裂の凹レンズを、第１図に係る射出圧縮成形金型を使
用して成形したところ、レンズ面形状の軸対称性からの
ずれを０．３μｒｎに、レンズ面精度を０．９μｍにす
ることができた。まだ、−次冷却工程（ハ）および二次
冷却工程（ト）における冷却媒体の温度を５０にまで低
下させたので、金型再熱工程信）から離型工程（イ）終
了までの時間、すなわち成形サイクルを、従来に比べて
約４０％短縮することができた。

壕だ、第１図に係る射出圧縮成形金型（ただし。

キャビティは凸レンズ成形用のキャビティ形状にしたも
の）を使用して、直径４３ｇ、最小厚さ１．０ｍ＋＋＋
、最大厚さ１４．５ｍｍ、曲率半径８７ｒｒｒｍと３０
ＷａｎのＰＭＭＡ樹脂製の凸レンズを成形したところ、
レンズ面形状の軸対称性からのずれを０．３μｍに、レ
ンズ面精度を０．６μｍにすることができた。この場合
も、冷却媒体の温度を５０にまで低下させたので、成形
サイクルを約４０％短縮することができた。凸レンズ成
形の場合には、凹レンズの場合と異なり、前記ウェルド
ラインが発生することはないので、金型予熱工程（イ）
２射出工程（ロ）における金型温度は樹脂の熱変形温度
以下でよい。この点を除けば、凸レンズの成形過程は、
前記した凹レンズの成形過程と同様の金型温度パターン
に従って加熱・冷却を行なえばよい。

以上説明した実施例によれば、冷却速度を速めても、キ
ャビティ１内のレンズ面４０側の樹脂温度とレンズ面４
１側の樹脂温度とを同一化できるとともに、該キャビテ
ィ１内の樹脂温度分布が軸対称になり、キャビティ１内
のレンズ面４０側の樹脂とレンズ面４１側の樹脂との成
形収縮を同一化することができるととも如、該キャビテ
ィ１のすべての断面の成形収縮が軸対称的に同一化して
、キャビティ１にきわめて忠実な相似収縮が実現するの
で、レンズ径が大きい場合でも、レンズ面形状の軸対称
性が優れ、且つレンズ面精度が優れたプラスチックレン
ズ（凹レンズおよび凸レンズ）を５短縮した成形サイク
ルで成形することができるという効果がある。

なお、本実施例においては、固定型３７Ａにも、可動型
３８Ａにも入駒（固定型入駒１２．圧縮用入駒１８Ａ）
とブツシュ（固定型ブツシュ４６゜可動型ブツソユ１９
）とを設けるようにしたが、固定型には入駒、プツンユ
を設けなくてもよい。

ただし、射出圧縮成形金型が大型でキャビティが大きい
場合（すなわち熱容量が大きい場合）には、一般的に入
駒を設けた方がよい。

さらに、本実施例においては、冷却孔を、対をなす冷却
孔のそれぞれから対向するレンズ面までの距離が等しく
なるように穿設した。たとえば、冷却孔２５からレンズ
面４０までの距離と、冷却孔２６からレンズ面４１まで
の距離とが等しくな万ぎ るようにした。しかし、レンズ径が桁り（すなわちキャ
ビティ径が犬きぐ）、金型スペースに余裕がある場合に
は、各冷却孔からこれと対向するレンズ面までの距離が
、すべての冷却孔で等しくなるようにした方がよい。バ
ンドヒータについても同様である。このようにすれば、
さらに、レンズ面精度を向上できるとともに、成形サイ
クルを短縮することができる。

さらにまた、本実施例においては、冷却孔２５〜２８を
設けるようにしたが、キャビティが小さい場合（すなわ
ち、レンズ径が小さい場合）、冷却孔の孔径が大きい場
合などＫは、キャビティ中心軸ｌａ上の冷却孔（２５，
２６）か、らせん状の冷却孔（２７，２８）か何れか一
方のみを設けるだけでもよい。また、冷却孔の形状は、
前記実施例で説明したもののほか、キャビティ中心軸を
中心として、うず巻き状に、同心円状に、放射状に９周
方向等間隔に、それぞれ穿設されたものであってもよい
。

また、本実施例においては、断熱層３２〜３５を設ける
ようにしたが、これら断熱層３２〜３５はなくてもよい
。しかし設けた方が、前述したように、固定型入駒１２
．圧縮用入駒１８Ａ、固定型ブツシュ４６．可動型ブツ
シュ１９からの熱漏洩を減じ、金型温度を短時間で移行
できるので、成形サイクルをさらに短縮できるという利
点がある。断熱層の材質はステンレス鋼に限るものでは
なく、セラミック系複合材、熱硬化性樹脂積層板。

アスベストとセメメトとの複合材などでもよく、また空
間自身を断熱層としてもよい。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

前記実施例においては、加熱手段としてバンドヒータ２
９〜３１．４５を使用したが、この種の加熱ヒータに限
るものではなく、入駒の、キャビティ中心軸１ａ上に穿
設され、あるいは該入駒もしくは可動型ブツシュ１９．
固定型ブツシュ４６に、キャビティ中心軸１ａを中心と
して、キャビティ側面８と同心円のらせん状、うず巻き
状、同心円状、放射状もしくは周方向等間隔に穿設され
、その中へ加熱媒体を流すことができる加熱孔にしても
よい。また、この加熱孔は、前記冷却孔と共用にして、
絞孔へ冷却媒体、加熱媒体を適宜流すようにしてもよい
。

前記した各実施例は、レンズ成形について説明したもの
であるが、本発明の射出圧縮成形金型は、ディスク、歯
車、ローラなどの軸対称部品を高精度に成形する洗も適
用しうることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、軸対称部品
、たとえばレンズで、そのレンズ径が大きい場合でも、
レンズ面形状の軸対称性が優れ、且つレンズ面精度が優
れたプラスチックレンズを、短縮した成形サイクルで成
形することができる射出圧縮成形金型を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る射出圧縮成形金型を
示す部分断面正面図、第２図は、第１図に係る射出圧縮
成形金型による成形過程におｒ金型温度パターン図、第
３図は、従来の射出Ｅ成形金型を示す平面図（部分的に
固定型を切ンた図）、第４図は、第３図のＤ−Ｄ’矢矢
視断簡第５６図は、第３図に係る射出圧縮成形金」よっ
て成形した凹レンズのレンズ面形状を示さのであシ、第
５図は、冷却速度を遅くして成升だ場合の要部断面模式
図、第６図は、冷却速用速くして成形した場合の要部断
面模式図であ２１・・・キャビティ、１ａ・・・キャビ
ティ中心軸、εキャビティ側面、１１・・・固定型枠、
１２・・・回外入駒、１５・・・可動型枠、１８Ａ・・
・圧縮用入駒、１９・・・可動型ブツシュ、２０・・・
油圧シリンダ、２５．２６，２７，２８・・・冷却孔、
２９．３０３１・・・バンドヒータ、３２，３３，３４
．３５断熱層、３７Ａ・・・固定型、３８Ａ・・・可動
型、４４１・・・レンズ面、４３．４４・・・クリアラ
ンス、４５・・・バンドヒータ、４６・・・固定型フッ
シュ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに対向して配設され、少なくとも一方の型枠内
   にブッシュを介してもしくは介することなく入駒を設け
   、圧縮用入駒となる入駒を、円筒状のクリアランスを設
   けた摺動部で摺動自在に支持するようにした固定型およ
   び可動型と、前記圧縮用入駒のキャビティ面、このキャ
   ビティ面と対向する型もしくは前記入駒のキャビティ面
   、前記圧縮用入駒が摺動するキャビティ側面によって形
   成され、その中へ樹脂を充填することができる軸対称形
   状のキャビティと、前記圧縮用入駒を押圧する油圧シリ
   ンダと、前記固定型および可動型を加熱、冷却すること
   ができる手段とを有する射出圧縮成形金型において、圧
   縮用入駒を支持する摺動部の円筒状のクリアランスと共
   軸、同一半径、同一寸法のクリアランスを、前記圧縮用
   入駒と対向する型もしくは入駒に設け、冷却手段を、前
   記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビティ中心軸上に、あ
   るいは前記圧縮用入駒、入駒もしくはブッシュにキャビ
   ティ側面と同心円状、同心円のらせん状もしくはキャビ
   ティ中心軸を中心として放射状、うず巻き状、周方向に
   等間隔に、対をなすそれぞれから対向する各キャビティ
   面までの最短距離が等しくなるようにして穿設され、そ
   の中へ冷却媒体を流すことができる複数対の冷却孔にし
   、加熱手段を、前記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビテ
   ィ中心軸上に、あるいは前記圧縮用入駒、入駒もしくは
   ブッシュに前記キャビティ側面と同心円状、同心円のら
   せん状もしくはキャビティ中心軸を中心として放射状、
   うず巻き状、周方向に等間隔に、対をなすそれぞれから
   対向する各キャビティ面までの最短距離が等しくなるよ
   うにして穿設され、その中へ加熱媒体を流すことができ
   る複数対の加熱孔にしたことを特徴とする射出圧縮成形
   金型。 ２、ブッシュを介在させたものでは、該ブッシュと型枠
   との間に、ブッシュを介在させないものでは、圧縮用入
   駒もしくは入駒と型枠との間に、キャビティ側面と同心
   円の断熱層を設けたものである特許請求の範囲第１項記
   載の射出圧縮成形金型。 ３、冷却孔と加熱孔とを共用にしたものである特許請求
   の範囲第１項記載の射出圧縮成形金型。 ４、互いに対向して配設され、少なくとも一方の型枠内
   にブッシュを介してもしくは介することなく入駒を設け
   、圧縮用入駒となる入駒を、円筒状のクリアランスを設
   けた摺動部で摺動自在に支持するようにした固定型およ
   び可動型と、前記圧縮用入駒のキャビティ面、このキャ
   ビティ面と対向する型もしくは前記入駒のキャビティ面
   、前記圧縮用入駒が摺動するキャビティ側面によって形
   成され、その中へ樹脂を充填することができる軸対称形
   状のキャビティと、前記圧縮用入駒を押圧する油圧シリ
   ンダと、前記固定型および可動型を加熱、冷却すること
   ができる手段とを有する射出圧縮成形金型において、圧
   縮用入駒を支持する摺動部の円筒状のクリアランスと共
   軸、同一半径、同一寸法のクリアランスを、前記圧縮用
   入駒と対向する型もしくは入駒に設け、冷却手段を、前
   記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビティ中心軸上に、あ
   るいは前記圧縮用入駒、入駒もしくはブッシュにキャビ
   ティ側面と同心円状、同心円のらせん状もしくはキャビ
   ティ中心軸を中心として放射状、うず巻き状、周方向に
   等間隔に、対をなすそれぞれから対向する各キャビティ
   面までの最短距離が等しくなるようにして穿設され、そ
   の中へ冷却媒体を流すことができる複数対の冷却孔にし
   、加熱手段を、前記圧縮用入駒もしくは入駒のキャビテ
   ィ中心軸上に、あるいは前記圧縮用入駒、入駒もしくは
   ブッシュに前記キャビティ側面と同心円状、同心円のら
   せん状もしくはキャビティ中心軸を中心として放射状、
   うず巻き状、周方向に等間隔に、対をなすそれぞれから
   対向する各キャビティ面までの最短距離が等しくなるよ
   うに配設された複数対の加熱ヒータにしたことを特徴と
   する射出圧縮成形金型。 ５、ブッシュを介在させたものでは、該ブッシュと型枠
   との間に、ブッシュを介在させないものでは、圧縮用入
   駒もしくは入駒と型枠との間に、キャビティ側面と同心
   円の断熱層を設けたものである特許請求の範囲第４項記
   載の射出圧縮成形金型。