JPWO2017043302A1 - 成形金型及びそれを用いて作製された板状部品並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の成形金型は、板状部品を作製するためのキャビティを形成するものであって、前記成形金型は、前記板状部品の表裏の一方の面を形成する固定側金型と、前記固定側金型とパーティング面で型締めすることにより前記固定側金型とともに前記キャビティを形成する可動側金型と、を有し、前記可動側金型は、前記可動側金型の熱交換を促進するために、前記可動側金型の内部に液体を流すための液体流路を有する。

Description

本発明は、所望の形状の板状部品を高い生産性で作製できる成形金型及びそれを用いて作製された板状部品並びにその製造方法に関する。

ヘッドアップディスプレイシステムに用いられるコンバイナ、複写機及びレーザービームプリンター等の導光に用いられるｆθレンズ、又はプロジェクションに用いられる投射レンズ等にはプラスチック成形品が用いられている。このプラスチック成形品は、各種用途に対応するために単純な球面形状ではなく、複雑な非球面形状にして光学的な機能を付与している。プラスチック成形品は、射出成形によって作製されるのが一般的である。射出成形の手順は、第１に、液状に溶融させた樹脂を金型に充填し、第２に、その樹脂を冷却して硬化させることでプラスチック成形品を得る。

上記射出成形の過程において、金型に充填した樹脂の冷却速度が部位によって偏って収縮速度差が生じることにより、プラスチック成形品が所望の形状から僅かに歪むことがある。またプラスチック成形品を金型から取り出す時に、プラスチック成形品が変形することもあるし、ゲート近傍や端部の残留応力がプラスチック成形品の離型と同時に開放されてプラスチック成形品が変形することがある。

このような変形を抑制するための先行技術として特許文献１及び２が挙げられる。特許文献１は、プラスチック成形品（板状部品）を形成するための一対の金型を開示している。特許文献１に開示の一対の金型のうちの一方の金型（可動入子）は、他方の金型に対して摺動可能になっている。この可動入子を板状部品から離型する方向に動かすことによってキャビティ内面と板状部品との間に空隙を生じさせることで、金型から板状部品を離型する。

特許文献２は、ヘッドアップディスプレイシステム等の表示装置に用いられる反射ミラーの製造方法を開示している。特許文献２では、反射ミラー（板状部品）の変形を抑制するために、エジェクタピンで板状部品を押し出すことによって金型から板状部品を離型している。

上記特許文献１及び２に開示の製造方法によれば、金型から板状部品を取り出しやすくなるし、金型から板状部品を取り出す時に板状部品に変形が生じることを抑制することができる。

特許文献１及び２の成形方法を用いて板状部品を量産する場合、金型に溶融した樹脂を充填し、その樹脂を硬化させた板状部品を金型から取り出すというサイクルを繰り返す。

しかしながら、溶融した樹脂を金型内で硬化させる時に、樹脂の冷却速度が部位によって異なることで板状部品に収縮速度差が生じて歪むことがある。また板状部品を金型から取り出す時に、溶融した樹脂が十分に硬化していないことに起因して板状部品が変形する。

特許文献２に開示のエジェクタピンを用いて板状部品を金型から離型させる場合、溶融した樹脂が金型内で十分に硬化していないことに起因して、板状部品の表面のうちのエジェクタピンで押圧した部分に押出痕が残ることもあるし、押出しに伴う応力歪が生じることがある。このような板状部品の量産の実情から、板状部品に変形及び応力歪を発生させることなく、板状部品を高効率に量産し得る成形金型の登場が待ち望まれている。

特開２００７−３３１２０６号公報 特開２００９−２６５２８７号公報

本発明の目的は、高い生産性で所望の光学機能を発揮する形状の板状部品及びその製造方法、並びに当該板状部品を作製し得る成形金型を提供することである。

本発明の一態様に係る成形金型は、板状部品を作製するためのキャビティを形成するものであって、前記板状部品の表裏の一方の面を形成する固定側金型と、前記固定側金型とパーティング面で型締めすることにより前記固定側金型とともに前記キャビティを形成する可動側金型と、を有し、前記可動側金型は、前記可動側金型の温度を調整するために、前記可動側金型の内部に液体を流すための液体流路と、前記固定側金型と前記パーティング面で接し、前記板状部品の外周面を形成する外周面金型と、前記外周面金型の内部に摺動可能に固定され、前記板状部品の表裏の他方の面を形成する表面金型と、を有する。

本発明の一態様に係る板状部品は、上記成形金型によって作製されたものであって、透光性の材料からなる。

本発明の一態様に係る板状部品の製造方法は、固定側金型と可動側金型とを型締めすることによって前記固定側金型と前記可動側金型との間にキャビティを形成する工程と、前記可動側金型内の液体流路に液体を流す工程と、前記キャビティ内に溶融した樹脂を充填し、当該樹脂を硬化することによって板状部品を作製する工程と、前記可動側金型を前記板状部品とともに前記固定側金型から取り外す工程と、前記可動側金型から前記板状部品を取り外す工程と、を含む。

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

実施形態１の成形金型の可動側金型をパーティング面から見た平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 実施形態１の成形金型を用いて作製された板状部品の斜視図である。 液体流路に液体を循環させている状態の成形金型を示す模式的な断面図である。 キャビティ内に充填した樹脂を硬化した後の状態の成形金型を示す模式的な断面図である。 可動側金型及び板状部品を固定側金型から取り外した後の状態の成形金型を示す模式的な断面図である。 表面金型並びに第１及び第２エジェクタピンで板状部品を突き出している状態の可動側金型を示す模式的な断面図である。 第１エジェクタピンを固定しながら第２エジェクタピンを突き出すことにより板状部品を可動側金型から取り外した状態の成形金型を示す模式的な断面図である。

以下、本発明にかかる実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を適宜省略する。また、各図面はあくまでも説明用の模式的なものであって、板状部品を構成する各部のサイズ及び比は実際のものとは異なり得る。

図１は、実施形態１の成形金型の可動側金型をパーティング面から見た平面図であり、図２及び図３はそれぞれ、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図及びＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。ただし、図２及び図３においては、図１に示す可動側金型１に加えて、固定側金型２の断面も示している。

本実施形態の成形金型１０は、図２及び図３に示されるように、可動側金型１と固定側金型２とを有している。固定側金型２に対して可動側金型１をパーティング面９で合わせることによってキャビティ５を形成している。このキャビティ５に溶融した樹脂を充填し、当該樹脂を硬化させることによって板状部品を作製する。

可動側金型１は、図１及び図２に示されるように、外周面金型１ａ及び表面金型１ｂからなる。外周面金型１ａは板状部品の外周面を形成するための金型である。表面金型１ｂは板状部品の表裏の他方の面を形成するための金型である。

外周面金型１ａは、図１に示すように、内部が空洞の金型であり、この空洞に表面金型１ｂがキャビティの前後方向に摺動可能に挿入されている。つまり、外周面金型１ａは、図１に示すように、表面金型１ｂのキャビティ側の面以外の面を取り囲むように設けられている。

外周面金型１ａは、図２に示すように、固定側金型２にパーティング面９で接するようになっている。一方、表面金型１ｂは、図２に示すように、固定側金型２と接することなく、固定側金型２との間にキャビティ５を形成している。外周面金型１ａの下部は、図１及び図３に示すように、取付形状部１ｃと、ゲート部１ｄと、ランナー部１ｅとが設けられている。

取付形状部１ｃは、キャビティ５の下側の外周面金型１ａに設けられ、外周面金型１ａのパーティング面よりも表面金型１ｂ側に凹んでいる。この取付形状部１ｃによって板状部品の下部に取付部が形成される。

ゲート部１ｄは、取付形状部１ｃのキャビティ側の面に対して固定側金型２側に突出している。このゲート部１ｄによって板状部品の下端に接続された成形品ゲート部を形成する。この成形品ゲート部によって、後述する成形品ランナー部と板状部品を切り分ける。

ランナー部１ｅは、キャビティ５内に溶融した樹脂を注入するために設けられるものである。このランナー部１ｅで硬化した樹脂が成形品ランナー部を形成する。なお、成形品ランナー部は板状部品の一部を構成するものではなく、板状部品にとって不要な部位である。

外周面金型１ａは、図１に示すように、外周面金型１ａを上下に貫通する液体流路７ａを有している。また、表面金型１ｂは、図１及び図２に示すように、液体流路７を有している。液体流路７，７ａは、表面金型１ｂの温度を調整するとともに樹脂の熱交換を促進させるために内部に液体を通過できるように可動側金型１に設けられる。液体流路７，７ａは、例えば図１及び図２に示すように表面金型１ｂのキャビティ５側とは反対側の面に上下に延びて設けられることが好ましい。この液体流路７，７ａに液体を流すことによって表面金型１ｂの熱交換を促進させることができる。これによりキャビティ５内に充填された樹脂の熱を素早く表面金型１ｂに放出することができる。これにより樹脂が硬化しやすくなるので、板状部品の生産性を高めることができる。

図１においては、外周面金型１ａ及び表面金型１ｂの両方に液体流路７，７ａを設けた場合を示しているが、外周面金型１ａ又は表面金型１ｂのいずれか一方のみに液体流路７，７ａを設けてもよい。また図１においては、可動側金型１の上下に延びるように液体流路７，７ａが設けられているが、このような液体流路７，７ａの形態に限られず、可動側金型１の左右に延びるように液体流路７，７ａを設けてもよい。

可動側金型１は、図３に示すように、第１エジェクタピン３と、第２エジェクタピン４と、エジェクタロッド２５と、表面金型押出ロッド２６と、ストッパーピン２１と、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂと、第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂと、取付板２４と、コイルバネ２７と、受板２８と、からなる２段階押出機構２０を有している。

２段階押出機構２０は、表面金型押出ロッド２６と第１及び第２エジェクタピン３、４とによって可動側金型１から板状部品を押し出す段階（第１の突出し段階）と、表面金型押出ロッド２６をストッパーピン２１で固定し、第１及び第２エジェクタピン３，４のみで表面金型１ｂから板状部品６を押し出す段階（第２の突出し段階）とによって板状部品を可動側金型１から取り出すことができる。

受板２８は、可動側金型１のキャビティ５とは反対側の面に２段階押出機構２０を当接させる部分である。受板２８を外周面金型１ａに固定した上で、後述する表面金型押出ロッド２６によって表面金型１ｂを押し出すことにより板状部品６を取り出すことができる。

第１エジェクタピン３は、板状部品の下部の取付部を突き出すことによって可動側金型１内の板状部品を可動側金型１の外部に押し出すものである。図３に示すように、第１エジェクタピン３の一端は、第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂに挟持されており、第１エジェクタピン３の他端は、キャビティ５に面している。第１エジェクタピン３は、可動側金型１と第２エジェクタ挟持プレート２２ｂとの間のストロークｄ２の範囲で摺動可能に外周面金型１ａに固定されている。第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂはボルトで固定されている。

第２エジェクタピン４は、板状部品と一体に形成された成形品ランナー部を突き出すことによって、可動側金型１内の成形品ランナー部を可動側金型１の外部に押し出すものである。図３に示すように、第２エジェクタピン４の一端は、第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂに挟持されており、第２エジェクタピン４の他端は、キャビティ５に面している。第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂはボルトで固定されている。第２エジェクタピン４は、可動側金型１と第２エジェクタ挟持プレート２２ｂとの間のストロークｄ２の範囲で摺動可能に外周面金型１ａに固定されている。

エジェクタロッド２５は、取付板２４及び第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂを貫通し、ボルトによって第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂに固定されている。このエジェクタロッド２５を押し込むことによって、取付板２４に対して第１及び第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを押し出すことができる。第１及び第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの押出に連動して表面金型押出ロッド２６と第１及び第２エジェクタピン３、４が押し出される。

取付板２４は、可動側金型１を支えるものであり、エジェクタロッド２５を押し込む前は、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂに当接している。エジェクタロッド２５の摺動によって取付板２４と受板２８との間の距離は変化せず、取付板２４と受板２８との間には図示しないスペーサブロックが配設されている。

表面金型押出ロッド２６は、可動側金型１ａに対して表面金型１ｂを押し出すものである。表面金型押出ロッド２６の一端は、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂに挟持されており、表面金型押出ロッド２６の他端は、表面金型１ｂに接している。表面金型押出ロッド２６は、第１エジェクタピン３と連動して動作するものであり、ストッパーピン２１と可動側金型１との間のストロークｄ１の範囲で摺動可能に受板２８に固定されている。

ストッパーピン２１は、表面金型押出ロッド２６のストロークを規制するものであり、第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂを貫通して第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂにボルトで固定されている。ストッパーピン２１によって表面金型押出ロッド２６を固定しつつ、表面金型押出ロッド２６に対して第１及び第２エジェクタピン３、４を突出させることができる。これにより可動側金型１から板状部品を取り外しやすくなる。第１及び第２エジェクタピン３、４及びストッパーピン２１の動作については、後述の（板状部品の製造方法）において詳述する。

固定側金型２は、図１に示す可動側金型１と略同一の大きさであり、可動側金型１に対してパーティング面９で合わせることによってキャビティ５を形成するものである。固定側金型２の表面は、平板状であってもよいし、特定の形状又は模様が施された平板状であってもよい。後者の金型を用いることで、板状部品の表面に所望の形状又は模様を形成することができる。

図４は、実施形態１の成形金型を用いて作製された板状部品の斜視図である。本実施形態の成形金型を用いて作製される板状部品６は、図４に示すように、所定の厚みを有する板状の部品であり、飛行機、ヘリコプター、自動車、トラック等の各種移動体に搭載するヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＨＵＤ」とも記す）用コンバイナに好適に用いられる。

本実施形態の板状部品６は、図４に示されるように、板状部品本体部６ｂと、板状部品本体部６ｂと一体に設けられた取付部６ｃとを有している。板状部品６をＨＵＤ用コンバイナとして用いる場合、板状部品本体部６ｂには、一般的な車両用のメータと同様、車速、現在時刻、燃料残量、道路情報、エンジンの回転数、ヘッドライトの点灯状態、車両の異常、充電状態、安全情報又は視界補助情報等の自動車の運転に役立つ様々な情報が表示される。一方、取付部６ｃは運転席側のインストルメントパネルに取り付ける位置を決める部位に相当する。

板状部品本体部６ｂの厚みは、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。取付部６ｃの厚みは板状部品本体部６ｂの厚みよりも薄いことが好ましい。取付部６ｃは、板状部品６の一部に設けられている限りその形状は特に限定されず、図４に示すように板状部品６の下部の全域に設けられていてもよいし、板状部品６の下部の一部に設けられていてもよい。板状部品６の取付部６ｃには、図４に示すように、第１エジェクタピン３によって押し出された押出痕６ａが残る。板状部品６をＨＵＤ用コンバイナとして用いる場合、取付部６ｃは運転者に見えないため、押出痕６ａが残っていても差し支えない。また、運転者が偏光サングラスをかけながら板状部品本体部６ｂを見ると、板状部品６の応力歪によって明暗や虹色の模様を呈して板状部品本体部６ｂに表示された画像を視認しにくくなる。一方、本発明の成形金型によって作製された板状部品６は、押出に伴う応力歪が低く抑えられるため板状部品本体部６ｂの視認性が低下しにくい。

板状部品６は、透光性の材料からなることが好ましく、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリイソブチレン、エチレンプロピレン重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリシアノアクリレート、ポリビニルエーテル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルイミダゾール、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリクロロプレン、ポリアセタール、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、シクロオレフィン樹脂、シリコン樹脂、シリコンゴム、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン及びポリエチリデンノルボルネンからなる群より選択される１種以上を含むことが好ましい。

（板状部品の製造方法）
上記成形金型を用いた板状部品の製造方法を説明する。本実施形態の板状部品の製造方法は、まず、図３に示されるように、可動側金型１と固定側金型２とを型締めすることによって可動側金型１と固定側金型２との間にキャビティ５を形成する。

図５は、液体流路に液体を循環させている状態の成形金型を示す模式的な断面図である。そして、図５に示されるように、可動側金型１（外周面金型１ａ及び表面金型１ｂ）内の液体流路７，７ａに液体を流す。これにより表面金型１ｂの熱交換を促進させることができる。液体流路７，７ａに液体を流すタイミングは、可動側金型１と固定側金型２とを型締めした後のみに限られるものではなく、液体流路７，７ａに液体を常時流し続けてもよいし、キャビティ５に溶融した樹脂を充填するときに液体流路７，７ａに流してもよい。ここで、液体流路７，７ａに供給する液体は、例えば水、油等が挙げられる。この液体流路７，７ａに供給する液体の温度は、板状部品を構成する材料によっても異なるが、２０℃以上１４０℃以下であることが好ましい。

図５においては、液体タンク８と液体流路７の注入口とは供給ホース１２によって接続されている。液体タンク８と液体流路７の排出口とは排出ホース１３によって接続されている。そして、液体タンク８内の液体が供給ホース１２を通じて液体流路７に流れ、排出ホース１３を通じて液体タンク８内に戻る。このように液体流路７内に液体を循環させることにより、表面金型１ｂの熱交換を促進させることができる。これによりキャビティに供給された樹脂の硬化速度を速めることができ、以って板状部品を効率的に作製することが可能となる。

図６は、キャビティ内に充填した樹脂を硬化した後の状態の成形金型を示す模式的な断面図である。次に、図６に示されるように、ランナー部１ｅ及びゲート部１ｄを通じてキャビティ５内に溶融した樹脂を充填し、当該樹脂を硬化することによって板状部品６を形成する。このとき板状部品６と一体として成形品ゲート部６ｄ及び成形品ランナー部６ｅが形成される。本実施形態では、可動側金型１の液体流路７，７ａに液体を供給して表面金型１ｂの熱交換を促進することにより、溶融した樹脂の熱が放出されやすくなっており、板状部品を素早く形成することができる。このため、溶融した樹脂をキャビティ５内に充填してから板状部品６を形成するまでの時間を短時間化することが可能となり、高い生産性で板状部品６を作製することができる。

図７は、可動側金型及び板状部品を固定側金型から取り外した後の状態の成形金型を示す模式的な断面図である。次に、図７に示されるように、固定側金型２に対して可動側金型１を動作させることにより、可動側金型１内の板状部品６を固定側金型２から取り外す。板状部品６は、上述のように冷却されて形状が安定しているため、板状部品６を固定側金型２から取り外す時にも板状部品６に変形が生じにくい。

図８は、表面金型並びに第１及び第２エジェクタピンで板状部品を突き出している状態の可動側金型を示す模式的な断面図である。次に、図８に示されるように、エジェクタロッド２５によって第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂを突き出す。このとき第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂと一体になった第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂも同時に突き出される。そして、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂが取付板２４から離れる。第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂは、ストッパーピン２１が可動側金型１に当接するまで（つまりストロークｄ１だけ）突き出される（１段目の突き出し）。この第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂの動作により、表面金型押出ロッド２６が表面金型１ｂを突き出し、第１エジェクタピン３が板状部品６の取付部６ｃを突き出し、第２エジェクタピン４が成形品ランナー部６ｅを突き出す。

図９は、表面金型押出ロットを固定しながら第１及び第２エジェクタピンを突き出すことにより板状部品を可動側金型から取り外した状態の成形金型を示す模式的な断面図である。次に、図９に示されるように、エジェクタロッド２５の動作に応じて第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂが突き出される。このとき、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂはストッパーピン２１によってストロークが規制されている。このため、第２エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂが、第１エジェクタ挟持プレート２３ａ、２３ｂから離れて突き出される。これと同時にコイルバネ２７が圧縮される。第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂは可動側金型１に当接するまで押し出される。これにより第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂはストロークｄ２だけ突き上げられる（２段目の突き出し）。このようにして板状部品６と一体となった成形品ゲート部６ｄ及び成形品ランナー部６ｅを可動側金型１から取り外す。最後に成形品ゲート部６ｄにてカットすることにより成形品ランナー部６ｅを切り離して板状部品６を得る。

上記２段目の突出しを終えた後、次の板状部品の形成に備えて可動側金型１が固定側金型２に向けて動作するときにコイルバネ２７によって第１及び第２エジェクタ挟持プレート２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂが図３に示す状態に戻される。

上記製造方法によって板状部品６を作製することにより、板状部品６に変形や押出に伴う応力歪ができることを防止しつつ、板状部品６を可動側金型１から容易に取り外すことができる。

（実施形態１の変形例）
実施形態１においては、２段階押出機構２０を用いて可動側金型１内の板状部品６を２段階に押し出す場合を説明したが、表面金型押出ロッド２６と第１及び第２エジェクタピン３、４の動作は、実施形態１に示す２段階押出機構２０によって制御する場合のみに限られず、例えば表面金型押出ロッド２６の突出速度よりも第１及び第２エジェクタピン３、４の突出速度を相対的に速くする突出速度調整部（図示せず）によって制御してもよい。突出速度調整部による各エジェクタピンの突出速度の制御は、歯車を用いることによって行ってもよいし、その他の駆動制御機構を用いて行ってもよい。このようにして第１及び第２エジェクタピン３、４の突出速度を相対的に速めることにより成形品ランナー部６ｅが押し出されるため、可動側金型１と板状部品６との接触部分のうちの成形品ランナー部６ｅ側から徐々に板状部品６を取り外すことができる。

実施形態１においては、可動側金型１が外周面金型１ａ及び表面金型１ｂによって構成されている場合を説明したが、外周面金型１ａと表面金型１ｂとが一体となっていてもよい。また固定側金型２が一つの金型によって構成されている場合を説明したが、板状部品の外周面を形成する外周面金型と、板状部品の表面を形成する表面金型との２種類の金型の組合せで構成されていてもよい。

（実施形態の纏め）
一態様に係る成形金型は、板状部品を作製するためのキャビティを形成するものであって、前記板状部品の表裏の一方の面を形成する固定側金型と、前記固定側金型とパーティング面で型締めすることにより前記固定側金型とともに前記キャビティを形成する可動側金型と、を有し、前記可動側金型は、前記可動側金型の温度を調整するために、前記可動側金型の内部に液体を流すための液体流路と、前記固定側金型と前記パーティング面で接し、前記板状部品の外周面を形成する外周面金型と、前記外周面金型の内部に摺動可能に固定され、前記板状部品の表裏の他方の面を形成する表面金型と、を有する。

本発明の構成によれば、可動側金型内の液体流路に液体を流すことによって可動側金型の熱交換を促進させることができるため、キャビティ内に供給された樹脂の熱を速やかに冷却して硬化させることができ、以って板状部品の生産性を高めることができる。しかも、可動側金型によって樹脂を冷却することで樹脂の冷却速度のバラつきを抑制することができ、以って板状部品の形状を安定させやすい。このため、可動側金型から板状部品を取り外す時に板状部品が変形しにくい。

しかも、外周面金型に対して表面金型を相対的に突出させることにより、可動側金型内に形成された板状部品を外周面金型から取り外すことができる。このとき表面金型全体が外周面金型に対して摺動するため、板状部品に対して局所的に応力が加わることを抑制でき、板状部品の変形を抑制することができる。

上記実施形態では、前記外周面金型は、前記可動側金型内の前記板状部品を前記可動側金型の外部に突き出すエジェクタピンを１本以上有するので、エジェクタピンによって可動側金型内の板状部品を可動側金型の外部に突き出すことができ、可動側金型から板状部品を取り出しやすくすることができる。しかも、上記液体流路に液体を流すことで板状部品が早期に冷却されて変形しにくくなるので、エジェクタピンで板状部品を突き出しても板状部品に押出に伴う応力歪が残りにくい。

上記実施形態では、前記エジェクタピンは、前記可動側金型内の板状部品を前記可動側金型の外側に突き出す第１エジェクタピンと、前記板状部品と一体に形成された成形品ランナー部を前記可動側金型の外部に突き出す第２エジェクタピンと、を有し、前記可動側金型は、前記外周面金型に対して前記表面金型を押し出す表面金型押出ロッドと、前記表面金型押出ロッドのストロークを規制するストッパーピンとを有するので、第１及び第２エジェクタピンの２本のエジェクタピンによって可動側金型内の板状部品を可動側金型の外部に押し出すことができる。２本のエジェクタピンを用いることによりエジェクタピンの板状部品への押圧が分散され、外周面金型から板状部品をバランスよく離型させることができる。また１本のエジェクタピンを設ける場合に比してエジェクタピンにかかる負荷を分散し得るため、エジェクタピンが破損したり折れ曲がったりしにくくなる。しかも、ストッパーピンによって表面金型押出ロッドのストロークを規制した後にも第１及び第２エジェクタピンで板状部品を押し出すという２段階の押し出しにより、可動側金型から板状部品を取り出しやすくなる。

上記実施形態では、前記エジェクタピンは、前記可動側金型内の板状部品を前記可動側金型の外側に突き出す第１エジェクタピンと、前記板状部品と一体に形成された成形品ランナー部を前記可動側金型の外部に突き出す第２エジェクタピンと、を有し、前記可動側金型は、前記外周面金型に対して前記表面金型を押し出す表面金型押出ロッドと、前記表面金型押出ロッドの突出速度よりも前記第１エジェクタピン及び前記第２エジェクタピンの突出速度を相対的に速くする突出速度調整部を有するので、突出速度調整部によって表面金型押出ロッドの突出速度よりも第１及び第２エジェクタピンの突出速度を速めることができ、可動側金型のランナー部から徐々に板状部品を離型させることができる。

一態様に係る板状部品は、上記成形金型によって作製されたものであって、透光性の材料からなるので、光学的な歪みが少なく、かつ変形しにくいため、所望の光学機能を発揮しやすい。

一態様に係る板状部品の製造方法は、固定側金型と可動側金型とを型締めすることによって前記固定側金型と前記可動側金型との間にキャビティを形成する工程と、前記可動側金型内の液体流路に液体を流す工程と、前記キャビティ内に溶融した樹脂を充填し、当該樹脂を硬化することによって板状部品を作製する工程と、前記可動側金型を前記板状部品とともに前記固定側金型から取り外す工程と、前記可動側金型から前記板状部品を取り外す工程と、を含むので、可動側金型内の液体流路に液体を流すことで可動側金型の熱交換を促進させることができ、以ってキャビティ内に充填された樹脂を素早く硬化することができる。これにより板状部品の生産性を高めることができる。しかも、液体流路に液体を供給して板状部品を冷却することで、板状部品の部位による冷却速度のバラつきを抑制することができ、以って板状部品の形状を安定させることができる。このため、可動側金型から板状部品を取り外す時に板状部品が変形しにくい。

この出願は、２０１５年９月９日に出願された日本国特許出願特願２０１５−１７７４３１号を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明によれば、ヘッドアップディスプレイシステムに用いられるコンバイナ、複写機及びレーザービームプリンター等の導光に用いられるｆθレンズ、又はプロジェクションに用いられる投射レンズ等に用いる板状部品及びその製造方法並びに当該板状部品を作製し得る成形金型が提供される。

Claims (6)

1. 板状部品を作製するためのキャビティを形成する成形金型であって、
   前記成形金型は、前記板状部品の表裏の一方の面を形成する固定側金型と、前記固定側金型とパーティング面で型締めすることにより前記固定側金型とともに前記キャビティを形成する可動側金型と、を有し、
   前記可動側金型は、前記可動側金型の温度を調整するために前記可動側金型の内部に液体を流すための液体流路と、前記固定側金型と前記パーティング面で接し、前記板状部品の外周面を形成する外周面金型と、前記外周面金型の内部に摺動可能に固定され、前記板状部品の表裏の他方の面を形成する表面金型と、を有する成形金型。
2. 前記外周面金型は、前記可動側金型内の前記板状部品を前記可動側金型の外部に突き出すエジェクタピンを１本以上有する請求項１に記載の成形金型。
3. 前記エジェクタピンは、前記可動側金型内の板状部品を前記可動側金型の外側に突き出す第１エジェクタピンと、前記板状部品と一体に形成された成形品ランナー部を前記可動側金型の外部に突き出す第２エジェクタピンと、を有し、
   前記可動側金型は、前記外周面金型に対して前記表面金型を押し出す表面金型押出ロッドと、前記表面金型押出ロッドのストロークを規制するストッパーピンとを有する請求項２に記載の成形金型。
4. 前記エジェクタピンは、前記可動側金型内の板状部品を前記可動側金型の外側に突き出す第１エジェクタピンと、前記板状部品と一体に形成された成形品ランナー部を前記可動側金型の外部に突き出す第２エジェクタピンと、を有し、
   前記可動側金型は、前記外周面金型に対して前記表面金型を押し出す表面金型押出ロッドと、前記表面金型押出ロッドの突出速度よりも前記第１エジェクタピン及び前記第２エジェクタピンの突出速度を相対的に速くする突出速度調整部を有する請求項２に記載の成形金型。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形金型によって作製された板状部品であって、透光性の材料からなる板状部品。
6. 固定側金型と可動側金型とを型締めすることによって前記固定側金型と前記可動側金型との間にキャビティを形成する工程と、
   前記可動側金型内の液体流路に液体を流す工程と、
   前記キャビティ内に溶融した樹脂を充填し、当該樹脂を硬化することによって板状部品を作製する工程と、
   前記可動側金型を前記板状部品とともに前記固定側金型から取り外す工程と、
   前記可動側金型から前記板状部品を取り外す工程と、を含む板状部品の製造方法。

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