JPWO2008029653A1 - 光学部品用金型装置およびその段取り方法 - Google Patents

Abstract

本発明の金型装置は，固定側金型２７と可動側金型２８とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造するものであって，固定側金型２７を保持するとともに，金型側の面の一部に，ロケートホール１１ａが形成された固定プラテン１１と，外面と内面とを有する形状であり，ロケートホール１１ａに外面で嵌合されるリング１２とを有し，固定側金型２７には，固定プラテン１１へ向かって突出するとともに，ロケートホール１１ａの内面に嵌合されるロケート突起２１ａが形成されており，リング１２が，固定プラテン１１の材質およびロケート突起２１ａの材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されている。

Description

本発明は，射出成形によって光学部品を製造するための光学部品用金型装置およびその金型装置を射出成形装置に取り付けまたは取り外しする段取り方法に関する。さらに詳細には，少なくとも成型実行時には，金型が成形装置のプラテンにズレなく確実に取り付けられているようにするための光学部品用金型装置およびその段取り方法に関するものである。

従来より，射出成形装置において金型段取りを行うには，固定側金型と可動側金型とを合わせたものをクレーン等でつり下げ，装置の固定プラテンに取り付ける。このとき，固定側金型と固定プラテンとのノズルの中心位置合わせのために，ロケートリングが用いられている。例えば，固定側金型にロケートリングが取り付けられ，固定プラテンに設けられたロケートホールにはめ込まれる。このとき一般に，ロケートリングはロケートホール径より３０μｍ程度小さく形成される。これは，クレーンを用いるので，あまり精密な位置合わせはできないからである。

また他の形態として，特許文献１には，固定プラテンのノズル中心周りにロケートリングを設け，金型にロケートリング係合孔を設けた金型位置決め装置が開示されている。本文献の装置によれば，金型の外形寸法に関係なく，金型を成形機の固定プラテンに容易に位置決め可能とされている。

しかしながら，特許文献１に開示されている金型位置決め装置においても，クレーンを用いた金型段取りであることに変わりはなく，その取り付け位置合わせの精度には限界がある。さらに，ロケートリングの加工精度にも限界がある。そのため，ロケートリングとロケートリング係合孔との間にある程度のクリアランスを設けておくことが必要であった。そして，このクリアランスのために，位置決め精度には限界があった。

また，固定プラテンは鋳鉄製が一般的である。そのため，固定プラテンにロケートホールを形成する場合に，その成形精度や面粗度を高精度なものとすることは困難であった。また，金型は一般に，固定プラテンに比較して靭性の点で優れた材質（例えば炭素鋼など）で形成される。そのため，金型段取りの繰り返しによって，固定プラテン側のロケートホールが変形しがちである。ロケートホールが変形すれば，金型との間のガタが大きくなり，さらに位置精度が低下するという問題点があった。
特開平９−１１２４１号公報

本発明は，前記した従来の金型位置決め装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，経時的な位置精度の低下を抑制し，成型時の位置精度をさらに向上させることのできる光学部品用金型装置およびその段取り方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の光学部品用金型装置は，固定側金型と可動側金型とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する光学部品用金型装置であって，固定側金型を保持するとともに，金型側の面の一部に，ロケートホールが形成された保持部材と，外面と内面とを有する形状であり，ロケートホールに外面で嵌合されるロケート部材とを有し，固定側金型には，保持部材へ向かって突出するとともに，ロケート部材の内面に嵌合されるロケート突起が形成されており，ロケート部材が，保持部材の材質およびロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されているものである。

さらに本発明の光学部品用金型装置の段取り方法は，固定側金型と可動側金型とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する光学部品用金型装置の段取り方法であって，固定側金型と可動側金型との少なくとも一方の金型として，型合わせ面の反対側へ向かって突出するロケート突起が形成されているものを用い，少なくとも一方の金型を保持するとともに，金型側の面の一部にロケートホールが形成された保持部材を用い，保持部材の材質およびロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されるとともに，外面と内面とを有する形状であり，ロケートホールに外面で嵌合し，ロケート突起が内面に嵌合されるロケート部材を用い，
保持部材を，以下の関係を満たす第１温度に調整する第１ステップと，
ｔ１＋４０≦第１温度≦ｔ１＋６０（℃）
（ただし，ｔ１は当該金型装置における光学部品の成形時の保持部材の温度）
第１ステップで調整した温度条件で保持部材とロケート部材との取り付けを行う第２ステップと，
保持部材の温度をｔ１±５（℃）の範囲内に調整するとともに，少なくとも一方の金型を，以下の関係を満たす第２温度に調整する第３ステップと，
第２温度≦ｔ１−１０（℃）
第３ステップで調整した温度条件でロケート部材と少なくとも一方の金型のロケート突起との取り付けを行う第４ステップと，
少なくとも一方の金型の温度をｔ２±５（℃）の範囲内に調整する第５ステップと，
（ただし，ｔ２は当該金型装置における光学部品の成形時の少なくとも一方の金型の温度）を有するものである。

本発明の光学部品用金型装置の段取り方法では，ロケート部材の材質として保持部材の材質や金型の材質と比べて低線膨張係数のものを用いている。従って，温度を変更することにより，これらの部材の大きさの関係をある程度変化させることができる。そして，保持部材を第１温度として保持部材にロケート部材を取り付け，次に，金型を第２温度として保持部材に取り付けられたロケート部材に金型を取り付ければ，保持部材と金型とを，ロケート部材を介して取り付けることができる。なお，固定側金型とその保持部材との取り付けについても，可動側金型と可動側保持部材との取り付けについても，いずれも同様の段取り方法を適用できる。

さらに本発明の光学部品用金型装置の段取り方法は，固定側金型と可動側金型とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する光学部品用金型装置の段取り方法であって，固定側金型と可動側金型との少なくとも一方の金型として，型合わせ面の反対側へ向かって突出するロケート突起が形成されているものを用い，少なくとも一方の金型を保持するとともに，金型側の面の一部にロケートホールが形成された保持部材を用い，保持部材の材質およびロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されるとともに，外面と内面とを有する形状であり，ロケートホールに外面で嵌合し，ロケート突起が内面に嵌合されるロケート部材を用い，保持部材とロケート部材とが取り付けられており，ロケート部材と少なくとも一方の金型のロケート突起とが取り付けられている状態から，
保持部材の温度をｔ１±５（℃）の範囲内に調整するとともに，少なくとも一方の金型を，以下の関係を満たす第２温度に調整する第１工程と，
第２温度≦ｔ１−１０（℃）
第１工程で調整した温度条件でロケート部材と少なくとも一方の金型のロケート突起との取り外しを行う第２工程と，
保持部材を，以下の関係を満たす第１温度に調整する第３工程と，
ｔ１＋４０≦第１温度≦ｔ１＋６０（℃）
第３工程で調整した温度条件で保持部材とロケート部材との取り外しを行う第４工程とを有するものである。

本形態に係る金型位置決め装置を示す概略構成図である。 固定プラテンを示す断面図である。 リングを示す断面図である。 位置決め手順を示す説明図である。 位置決め手順を示す説明図である。 位置決め手順を示す説明図である。 位置決め手順を示す説明図である。

本発明の光学部品用金型装置によれば，保持部材のロケートホールにはロケート部材が外面で嵌合される。そして，固定側金型のロケート突起がロケート部材の内面に嵌合される。すなわち，保持部材と固定側金型とは，ロケート部材を介して取り付けられる。ここで，ロケート部材として，保持部材の材質およびロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されているので，温度を変化させることによりこれらの大きさの関係を変えることができる。そこで，取り付け時あるいは取り外し時にはある程度余裕があり，成形時には隙間無くはめ込まれている状態とすることができる。従って，経時的な位置精度の低下を抑制し，成型時の位置精度をさらに向上させることができる。

さらに本発明では，保持部材の温度を制御する温度調整手段を有することが望ましい。金型だけでなく，保持部材の温度も制御することができれば，保持部材とロケート部材との温度の関係を容易に調整することができる。

さらに本発明では，ロケート部材を構成する材質の線膨張係数が，５×１０^-6／Ｋ以下であることが望ましい。さらに好ましくは，０．１×１０^-6〜２．０×１０^-6／Ｋとする。このようなものであれば，保持部材または固定側金型に一般に用いられる材質の線膨張係数よりも線膨張係数の小さい材質が選択されている。

さらに本発明では，可動側金型を保持するとともに，金型側の面の一部に，第２のロケートホールが形成された可動側保持部材と，外面と内面とを有する形状であり，第２のロケートホールに外面で嵌合される可動側ロケート部材とを有し，可動側金型には，可動側保持部材へ向かって突出するとともに，可動側ロケート部材の内面に嵌合される可動側ロケート突起が形成されており，可動側ロケート部材が，可動側保持部材の材質および可動側ロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されていることが望ましい。このようにすれば，固定側金型とその保持部材との位置精度だけでなく，可動側金型とその保持部材との位置精度を向上させることができる。

本発明の光学部品用金型装置の段取り方法によれば，保持部材と固定側金型と，あるいは，可動側保持部材と可動側金型とをいずれも容易に取り外すことができる。

さらに本発明の光学部品用金型装置の段取り方法では，保持部材として，第１温度において，ロケートホールの直径がロケート部材の外面直径よりも２０〜６０μｍの範囲内の差で大きく形成されたものを用い，少なくとも一方の金型として，常温におけるロケート突起の直径が第２温度におけるロケート部材の内面直径よりも１５〜９０μｍの範囲内の差で小さく形成されたものを用いることが望ましい。

本発明の光学部品用金型装置の段取り方法によれば，第１温度では，保持部材とロケート部材との取り付けまたは取り外しは容易であり，第２温度では，ロケート部材と金型との取り付けまたは取り外しは容易である。さらに，成形時においては，保持部材，ロケート部材，金型が互いにほとんど隙間無く固定されるので，位置精度がさらに向上した金型装置となっている。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，光学素子等を射出成形するために用いられる金型装置およびその段取り方法に本発明を適用したものである。

本形態の金型装置は，図１に示すように，金型組２０と固定プラテン１１と，これらの位置決めを行うためのリング１２を有している。固定プラテン１１は，射出成形装置の一部であり，所定の部位に固定されている。この固定プラテン１１が保持部材に相当する。固定プラテン１１の図１中左側の面が金型側の面である。

固定プラテン１１の中央部には，図１と図２に示すように段付きの貫通孔１１ａ，１１ｂが形成されている。貫通孔のうち，図中左側の孔径が大きい部分がロケートホール１１ａである。図中右側の孔径が小さい部分はノズル孔１１ｂである。これらは連続して形成されており，金型段取り時の位置規制を行うとともに，射出筒ノズルがノズルタッチする際の逃がし孔を兼ねている。

リング１２は，図１と図３に示すように，円環状の部材である。大径側の円筒面が外面１２ａ，小径側の円筒面が内面１２ｂである。そして，図１に示すように，外面１２ａは固定プラテン１１のロケートホール１１ａとほぼ同径にされている。このリング１２は，その外面１２ａでロケートホール１１ａに嵌合されている。また，リング１２の図中左右方向である軸方向長さは，ロケートホール１１ａの深さよりやや小さくなっている。このリング１２がロケート部材に相当する。

金型組２０は，図１中右側から順に固定側取付板２１，固定側型板２２，可動側型板２３，受板２４，スペーサブロック２５，可動側取付板２６を有している。ここでは，これらがボルトあるいはピン等によって互いに固定され，一体化されているものである。なお，図１では，固定プラテン１１，リング１２，固定側取付板２１の３部材のみを断面で示し，他のものは側面で示している。

ここで，固定側取付板２１と固定側型板２２との組が固定側金型２７であり，それ以外の可動側型板２３，受板２４，スペーサブロック２５，可動側取付板２６を組み合わせたものが可動側金型２８である。すなわち，図１の状態では金型組２０として一体化されているが，段取りが終了して光学部品の製造を実際に行う際には，固定側型板２２と可動側型板２３との間が開閉される。すなわち，固定側金型２７および固定プラテン１１は固定されているが，可動側金型２８は，可動プラテン２９によって図１中左右方向に移動される。

固定側金型２７のうち最も固定プラテン１１側に位置する固定側取付板２１は，図１に示すように，略円筒形状に図中右方へ突出したロケート突起２１ａを有している。なお，ロケート突起２１ａは，必ずしも固定側取付板２１と一体である必要はない。ロケート突起２１ａは，リング１２の内面１２ｂに嵌合されている。さらに，固定側取付板２１には，溶融樹脂の通路であるスプルー２１ｂがロケート突起２１ａを貫通して形成されている。なおスプルー２１ｂは，この図では単純な円柱形状の孔で示しているが，一般には樹脂の射出により適した形状に形成される。

さらに，図１に示すように，固定プラテン１１の内部には流路１１ｃが形成されており，流路１１ｃは媒体式温調装置３１に連通されている。媒体式温調装置３１は，油等の熱媒体を温度調節しつつ循環させるものであり，これによって，固定プラテン１１は温度制御されるようになっている。さらに，固定側金型２７と可動側金型２８とにも流路が形成されており，媒体式温調装置３１によってそれぞれ独立に温度調節できるようになっている。すなわち，媒体式温調装置３１によれば，固定側金型２７と固定プラテン１１とが異なる温度になるように制御することができる。さらに，図１に示すように，固定プラテン１１と固定側金型２７の固定側型板２２とにはそれぞれ，温度検出部材として例えばＫ熱電対棒センサ３２，３３が設けられている。

次に，固定プラテン１１，リング１２，固定側取付板２１の材質について説明する。本形態の固定プラテン１１は，従来のものと同様に鋳鉄製である。例えば，ダクタイル鋳鉄等によって形成されている。また，固定型取付板２１は，固定側型板２２等と同様に一般的に金型に使用される炭素鋼（例えば，Ｓ５５Ｃ等）を用いる。これに対して，次の表に示すように，リング１２は，固定プラテン１１の材質および固定型取付板２１の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されている。

上記の表に示すように，鋳鉄や炭素鋼の線膨張係数は，１１〜１２×１０^-6／Ｋ程度である。これらに比較して例えば，インバーの線膨張係数は２．０×１０^-6／Ｋ以下であり，１／５以下であることが判る。このように，リング１２の材質としては，その線膨張係数が，５×１０^-6／Ｋ以下，さらに好ましくは０．１×１０^-6〜２．０×１０^-6／Ｋであるものを使用する。従って，所定の温度変化をさせた場合，固定プラテン１１と固定側取付板２１とは比較的大きく伸縮するが，これらに比較してリング１２の伸縮量は小さい。なお，表１ではリング１２の材質として３種類のものを示したが，これらのうちのどれを用いても同様の効果が得られる。

従って，固定プラテン１１のロケートホール１１ａの径とリング１２の外面１２ａの径との関係は，固定プラテン１１とリング１２とのそれぞれの温度によって異なる。ある所定の温度でこれらの径が等しくなるように，固定プラテン１１とリング１２とを形成したとすると，それより高温の状態では固定プラテン１１がリング１２より大きく膨張することによって，ロケートホール１１ａの径は外面１２ａの径に比較して大きくなる。すなわち，温度に応じて，これらの間は締まった状態となったり，余裕のある状態となったりするのである。

同様のことが，リング１２の内面１２ｂの径とロケート突起２１ａの外径との間にも起きる。こちらの場合は，ある所定の温度でこれらの径が等しくなるように，リング１２と固定側取付板２１を形成したとすると，それより低温の状態では固定側取付板２１がリング１２より大幅に収縮することによって，ロケート突起２１ａの径は内面１２ｂの径に比較して小さくなる。すなわち，温度に応じて，これらの間は締まった状態となったり，余裕のある状態となったりするのである。そこで，これらの関係を利用して，本形態の金型装置の段取りを行う。

なお，本形態の金型装置の段取りが終了し，光学部品を製造する際には，媒体式温調装置３１によって固定プラテン１１および固定側金型２７はそれぞれ異なる温度に調整される。一般には，固定側型板２２の成型時温度は１００〜１５０℃の範囲内にあり，プラテンの成型時温度は６０〜７０℃の範囲内に調節する。そこで，この成型時温度において，ロケートホール１１ａとリング１２の外面１２ａとの間，および，リング１２の内面１２ｂとロケート突起２１ａとの間がいずれも，確実に固定されているように，各部材のサイズを決定すればよい。すなわち，内側の部材の外径が，外側の部材の内径と等しいかわずかに大きい状態であることが望ましい。

次に，本形態の金型装置の段取り方法について説明する。一般に，金型段取りでは，固定側金型と可動側金型とを一体とした金型組２０を，クレーン等によってつり上げ，射出成形装置の固定プラテン１１に固定側取付板２１を固定する。金型組２０中の各部材は，一体化された状態では精度よく位置決めされている。その後，可動プラテン２９を金型組２０に近づけ，可動プラテン２９と可動側取付板２６とが固定される。本形態でも，基本的にこの手順で行われる。そのうち，固定プラテン１１と固定側取付板２１との固定のための工程部分に本形態の特徴がある。

本形態の型段取り方法では，上記の材料でそれぞれ形成された固定プラテン１１，リング１２，固定側取付板２１を，以下の各工程を順に行うことによる手順で取り付ける。（１）リングはめ込み工程（図４参照）（２）リング固定工程（図５参照）（３）金型はめ込み工程（図６参照）（４）金型固定工程（図７参照）
まず，手順（１）では，媒体式温調装置３１により固定プラテン１１を１２０℃程度まで昇温しておく。つまり，成型時温度よりも４０〜６０℃高い温度にする。これにより，固定プラテン１１は，成型時温度の時と比べてかなり膨張した状態となる。従って，ロケートホール１１ａの内径は成型時温度の時より大きくなっている。例えば，φ１００ｍｍ程度のものでは，２０〜６０μｍ程度大きくなる。ここへ，図４に示すように，常温のリング１２（径ＲＡ）をはめ込む。

このとき，１２０℃程度におけるロケートホール１１ａの内径が，常温におけるリング１２の外径に比して，ある程度の余裕（図中クリアランスＣＡ）を有して大きいものとなるように，リング１２の外径サイズが決定されている。クリアランスＣＡとしては，例えば３０〜５０μｍ程度とすればよい。なお，これらの図ではわかりやすさのために，クリアランスを非常に大きく示している。

次に，手順（２）では，手順（１）で１２０℃程度まで昇温していた固定プラテン１１の温度を下げる。例えば，６０〜７０℃程度まで低下させる。これは，成型時の固定プラテン１１の温度である。これにより，固定プラテン１１は手順（１）の状態より収縮し，ロケートホール１１ａの内径も小さくなる。一方，リング１２は温調されていない。しかし，固定プラテン１１に接触しているので，固定プラテン１１の熱によりある程度昇温される。しかし，リング１２は線膨張係数の小さい材質で形成されているので，温度が変わってもリング１２の外径はほとんど変化しない。

そして，ロケートホール１１ａの内径が小さくなり，リング１２の外径がほとんど変化しないことから，クリアランスＣＡが減少する。そして，６０〜７０℃程度におけるロケートホール１１ａの内径が，リング１２の外径に比して，同じかわずかに小さいものとなるように各部のサイズが決定されている。これにより，図５に示すように，固定プラテン１１とリング１２との間は焼きバメされたものと同様の状態となり，隙間なく固定される。

次に，手順（３）では，図６に示すように，金型組２０を一体的にクレーンで持ち上げ，リング１２の内径内に固定側取付板２１のロケート突起２１ａをはめ込む。このとき，固定プラテン１１は，手順（２）の６０〜７０℃程度に保持されている。また，リング１２もこれに近い温度となっている。一方，このときの金型組２０は常温であるものとする。

ここで，この状態でのリング１２の内径（図６中内径ＲＢ）が，常温における固定側取付板２１のロケート突起２１ａの外径に比して，ある程度の余裕（図中クリアランスＣＢ）を有して大きいものとなるように各部のサイズが決定されている。クリアランスＣＢとしては，例えば２０〜４０μｍ程度あればよい。例えば，ロケート突起２１ａの外径がφ８０ｍｍ程度のものでは，クリアランスＣＢを１５〜９０μｍ程度にすることができる。この程度のクリアランスがあれば，手順（３）は，クレーンを使用する従来の段取り方法によって十分に可能である。

なお，このとき金型組２０のロケート突起２１ａは固定プラテン１１に直接接触することはない。リング１２によって保護されているからである。従って，固定プラテン１１が鋳鉄製であっても，変形のおそれはない。リング１２は靭性の点で優れた材質であるので，型段取りを繰り返すことによって，金型組２０のロケート突起２１ａと複数回接触しても，変形のおそれはほとんどない。なお万一，リング１２の内面１２ｂに変形等の兆候が見られたら，リング１２のみを交換することは容易である。ただし，リング１２を交換する頻度はごく低い。

次に，手順（４）では，成型時の温度に金型を昇温する。すなわち，金型組２０を１００〜１５０℃程度に昇温する。これにより，固定側取付板２１およびそのロケート突起２１ａも昇温される。その結果，図７に示すように，固定側取付板２１およびそのロケート突起２１ａがある程度膨張する。一方，プラテン温度は６０〜７０℃程度に保持され，またリング１２は低線膨張材であるため，リング１２の内径はほとんど変化しない。そのため，リング１２とロケート突起２１ａとの間のクリアランスＣＢが減少する。

このとき，リング１２の内径が，１００〜１５０℃程度におけるロケート突起２１ａの外径に比して，同じかわずかに小さいものとなるように各部のサイズが決定されている。これにより，図７に示すように，リング１２とロケート突起２１ａの間は焼きバメされたものと同様の状態となり，隙間なく固定される。これにより，成型時温度において，固定プラテン１１と固定側金型２７の固定側取付板２１とが確実に固定された。

この方法によれば，手順（１）においてリング１２をはめ込む際も，手順（３）で型段取りを行う際にも，それぞれある程度のクリアランスがある。そのため，はめ込み時に高精度の位置合わせが要求されることはない。無理な力が加わることもない。また，手順（２）および手順（４）において，温度を変化させることにより焼きバメ様の処理が行われる。すなわち，線膨張係数の差によってクリアランスがなくなり，確実に固定される。このようになっていれば，成型時温度においては，固定側金型２７はリング１２を介して固定プラテン１１に精度よく固定されている。

上記の手順（１）〜（４）が終了した後，この温度を保った状態で可動プラテン２９と可動側取付板２６とが固定される。すなわち，この状態で可動側金型２８の図１中左側に可動プラテン２９を当接させ，可動プラテン２９と可動側取付板２６とをネジ等によって固定する。そして，固定側型板２２と可動側型板２３との間の係止を解く。これにより，固定されている固定側金型２７に対して可動側金型２８が接離可能となる。そこで，型締めされた状態で，固定側型板２２と可動側型板２３との間の成形空間に溶融樹脂が注入されて，光学部品が製造される。

なお，取り外す際には，上記の手順を逆順に行う。すなわち，成型後すぐの場合では手順（４）の状態となっているので，まず金型組２０の加温を停止して常温まで温度を下げる。このとき固定プラテン１１の温調は停止しない。これにより，手順（３）の状態となり，リング１２とロケート突起２１ａとの間にクリアランスができる。従って，金型組２０を固定プラテン１１から取り外すことができる。別の金型の段取りを行う場合は，この状態で常温の別の金型組を取り付ける。

あるいは，成型から時間がたち，固定プラテン１１も金型組２０も常温である場合には，固定プラテン１１のみを加温する。これにより，手順（３）の状態となり，リング１２とロケート突起２１ａとの間にクリアランスができる。従って，金型組２０を固定プラテン１１から取り外すことができる。

さらに，金型組２０を取り外した後の固定プラテン１１からリング１２を取り外す場合には，固定プラテン１１をさらに加温する。これにより，手順（１）の状態となり，リング１２とロケートホール１１ａとの間にクリアランスができる。従って，リング１２を固定プラテン１１から取り外すことができる。

発明者らは，上記の材質で形成した外径ＲＡ＝φ８０ｍｍ程度のリング１２を用いて実験を行った。固定プラテン１１および金型組２０の材質は従来と同様のものとした。まず，手順（１）において４０μｍ程度のクリアランスＣＡが得られるように，固定プラテン１１のロケートホール１１ａの内径を決定した。この程度のクリアランスがあれば，一般に余裕を持ってはめ込むことができる。さらに，固定プラテン１１を，１２０℃程度から６０〜７０℃程度まで温度変化させたところ，ロケートホール１１ａの径は４４μｍ程度小さくなった。この収縮量は上記のクリアランスＣＡより大きいので，手順（２）において，リング１２は固定プラテン１１によって焼きバメ状態となることが確認された。

また，金型組２０としては，使用時の外径がφ６０ｍｍ程度のロケート突起２１ａを有する固定側取付板２１について実験を行った。まず，手順（３）において６０〜７０℃程度におけるリング１２の内径とロケート突起２１ａの外径との間に，３０μｍ程度のクリアランスＣＢが得られるように，ロケート突起２１ａを形成した。この程度のクリアランスがあれば，一般の段取り方法によって余裕を持ってはめ込むことができる。さらに，金型組２０を１００〜１５０℃程度に昇温したところ，ロケート突起２１ａの外径は約３５μｍ大きくなった。この膨張量は上記のクリアランスＣＢより大きいので，固定側取付板２１はリング１２によって焼きバメ状態となることが確認された。

以上詳細に説明したように本形態の金型装置によれば，型段取りの段階では高精度の位置合わせが要求されることはないので，クレーンを用いた従来の手法で行うことができる。その上で，プラテン温調と金型温調とを組み合わせることにより，固定プラテン１１，リング１２，固定側取付板２１の線膨張係数の違いにより，成型時温度では確実に固定される。従って，経時的な位置精度の低下を抑制し，成型時の位置精度をさらに向上させることができる。ここで，成型に用いる樹脂の種類としては，ポリオレフィン系，ポリカーボネート，ポリエステル系，アクリル，ノルボルネン系，シリコン系等が適切である。

また，本形態の金型装置では，金型組２０のロケート突起２１ａと固定プラテン１１とが直接接触することはない。固定プラテン１１のロケートホール１１ａに直接接触するのはリング１２のみであり，リング１２は，固定プラテン１１の材質よりも靭性の点で優れた材質であるので，金型組２０と接触しても容易に変形するものではない。また，金型組２０の取付時には十分なクリアランスがあるので，激しく擦り合わされることはない。また，一般的な金型交換は，リング１２を付けたままで行うので，リング１２によって固定プラテン１１が変形するおそれはごく小さい。従って，固定プラテン１１が鋳鉄製であっても変形の問題は回避されている。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。

例えば，上記の形態では，固定側取付板２１と固定プラテン１１との間の位置決めのみを説明したが，同様の構成を可動プラテン側にも設けることによりさらに，可動プラテン２９と可動側金型との位置決め精度を向上させることができる。また，金型段取りを固定側と可動側とで別々に行うことで，金型段取りに伴う軸ズレ再現性も向上することが可能となる。可動プラテン２９に設ける場合はロケートホールが貫通孔でなくてもよく，スプルーも不要である。また，上記の形態ではリング１２として環状のものを用いているが，部分環状であってもかまわない。例えば，「Ｃ」字形状のものでもよい。さらに，固定プラテン１１，固定型金型２７等の温度調整方法は，媒体式温調装置３１に限らず，電熱変換素子等によるものでも構わない。

本発明の光学部品用金型装置およびその段取り方法によれば，経時的な位置精度の低下を抑制し，成型時の位置精度をさらに向上させることができる。

Claims (10)

1. 光学部品用金型装置において，
   固定側又は可動側において、対向する金型と温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する第１金型と、
   前記対向する金型である第２金型と、
   前記第１金型を保持するとともに，第１金型側の面の一部に，ロケートホールが形成された保持部材と，
   外面と内面とを有する形状であり，前記ロケートホールに外面で嵌合されるロケート部材とを有し，
   前記第１金型には，前記保持部材へ向かって突出するとともに，前記ロケート部材の内面に嵌合されるロケート突起が形成されており，
   前記ロケート部材が，前記保持部材の材質および前記ロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されていることを特徴とする光学部品用金型装置。
2. 請求の範囲第１項に記載の光学部品用金型装置において，
   前記保持部材の温度を制御する温度調整手段を有することを特徴とする光学部品用金型装置。
3. 請求の範囲第１項または請求の範囲第２項に記載の光学部品用金型装置において，
   前記ロケート部材を構成する材質の線膨張係数が，５×１０^-6／Ｋ以下であることを特徴とする光学部品用金型装置。
4. 請求の範囲第１項から請求の範囲第３項までのいずれか１つに記載の光学部品用金型装置において，前記第１金型は固定側金型であり、第２金型は可動側金型であることを特徴とする光学部品用金型装置。
5. 請求の範囲第１項から請求の範囲第３項までのいずれか１つに記載の光学部品用金型装置において，前記第１金型は可動側金型であり、第２金型は固定側金型であることを特徴とする光学部品用金型装置。
6. 請求の範囲第１項から請求の範囲第３項までのいずれか１つに記載の光学部品用金型装置において，前記第１金型は固定側金型であり同時に可動側金型であることを特徴とする光学部品用金型装置。
7. 固定側金型と可動側金型とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する光学部品用金型装置の段取り方法において，
   前記固定側金型と前記可動側金型との少なくとも一方の金型として，型合わせ面の反対側へ向かって突出するロケート突起が形成されているものを用い，
   前記少なくとも一方の金型を保持するとともに，金型側の面の一部にロケートホールが形成された保持部材を用い，
   前記保持部材の材質および前記ロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されるとともに，外面と内面とを有する形状であり，前記ロケートホールに外面で嵌合し，前記ロケート突起が内面に嵌合されるロケート部材を用い，
   前記保持部材を，以下の関係を満たす第１温度に調整する第１ステップと，
   ｔ１＋４０≦第１温度≦ｔ１＋６０（℃）
   （ただし，ｔ１は当該金型装置における光学部品の成形時の前記保持部材の温度）
   前記第１ステップで調整した温度条件で前記保持部材と前記ロケート部材との取り付けを行う第２ステップと，
   前記保持部材の温度をｔ１±５（℃）の範囲内に調整するとともに，前記少なくとも一方の金型を，以下の関係を満たす第２温度に調整する第３ステップと，
   第２温度≦ｔ１−１０（℃）
   前記第３ステップで調整した温度条件で前記ロケート部材と前記少なくとも一方の金型のロケート突起との取り付けを行う第４ステップと，
   前記少なくとも一方の金型の温度をｔ２±５（℃）の範囲内に調整する第５ステップと，
   （ただし，ｔ２は当該金型装置における光学部品の成形時の少なくとも一方の金型の温度）を有することを特徴とする光学部品用金型装置の段取り方法。
8. 固定側金型と可動側金型とを温度調整しつつ型締めして，その間の成形空間に成形材を注入して光学部品を製造する光学部品用金型装置の段取り方法において，
   前記固定側金型と前記可動側金型との少なくとも一方の金型として，型合わせ面の反対側へ向かって突出するロケート突起が形成されているものを用い，
   前記少なくとも一方の金型を保持するとともに，金型側の面の一部にロケートホールが形成された保持部材を用い，
   前記保持部材の材質および前記ロケート突起の材質よりも線膨張係数の小さい材質で形成されるとともに，外面と内面とを有する形状であり，前記ロケートホールに外面で嵌合し，前記ロケート突起が内面に嵌合されるロケート部材を用い，
   前記保持部材と前記ロケート部材とが取り付けられており，前記ロケート部材と前記少なくとも一方の金型のロケート突起とが取り付けられている状態から，
   前記保持部材の温度をｔ１±５（℃）の範囲内に調整するとともに，前記少なくとも一方の金型を，以下の関係を満たす第２温度に調整する第１工程と，
   第２温度≦ｔ１−１０（℃）
   前記第１工程で調整した温度条件で前記ロケート部材と前記少なくとも一方の金型のロケート突起との取り外しを行う第２工程と，
   前記保持部材を，以下の関係を満たす第１温度に調整する第３工程と，
   ｔ１＋４０≦第１温度≦ｔ１＋６０（℃）
   前記第３工程で調整した温度条件で前記保持部材と前記ロケート部材との取り外しを行う第４工程とを有することを特徴とする光学部品用金型装置の段取り方法。
9. 請求の範囲第７項または請求の範囲第８項に記載の光学部品用金型装置の段取り方法において，１０（℃）≦第２温度であることを特徴とする光学部品用金型装置の段取り方法。
10. 請求の範囲第７項から請求の範囲第９項までのいずれか１つに記載の光学部品用金型装置の段取り方法において，
    前記保持部材として，前記第１温度において，前記ロケートホールの直径が前記ロケート部材の外面直径よりも２０〜６０μｍの範囲内の差で大きく形成されたものを用い，
    前記少なくとも一方の金型として，常温における前記ロケート突起の直径が前記第２温度における前記ロケート部材の内面直径よりも１５〜９０μｍの範囲内の差で小さく形成されたものを用いることを特徴とする光学部品用金型装置の段取り方法。