TWI758140B - 模仁 - Google Patents

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TWI758140B TW110110742A TW110110742A TWI758140B TW I758140 B TWI758140 B TW I758140B TW 110110742 A TW110110742 A TW 110110742A TW 110110742 A TW110110742 A TW 110110742A TW I758140 B TWI758140 B TW I758140B
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Abstract

一種模仁包括一模仁本體，該模仁本體具有一外接觸面及複數個微凹紋，該些微凹紋由該外接觸面向內凹入，該外接觸面與一模座的一模孔的內表面緊密接觸，其中該些微凹紋使該模座的該模孔的內表面的一部份不與該模仁本體的該外接觸面接觸。藉由該些微凹紋，可減少該模孔的內表面與該模仁本體的該外接觸面的接觸面積，進而降低該模仁與該模座相對作動時的阻力。一種鏡片模具亦在此提供。

Description

模仁
本發明係與一種模仁有關。
傳統鏡片模具基本是由模座及模仁所組成，其中模座具有模孔，而模仁係穿設於模孔內。當模具作動時，模座係固定不動，而模仁係受控制地在模孔內相對於模座移動。
然而，這類傳統鏡片模具在製作鏡片時，需要加熱，例如製作玻璃鏡片需要熱壓成型製程，而塑膠鏡片為射出成型製程，模具需要加熱至製程溫度。此外，模座和模仁因結構設計及/或材料本身的差異，而在高溫下的熱膨脹程度不同，致使模仁在高溫條件下卡死於模孔內；倘若，對模仁強制推拉，則會對於模仁及模孔造成無法回復的損害。
目前已有新型模具針對上述問題進行改良，例如利用滾珠及/或額外潤滑件包覆於模仁的外接觸面，使其設置於模仁和模座之間；當模仁在模孔內相對於模座移動時，上述滾珠及/或額外潤滑件可降低模仁及模座之間的摩擦阻力，使模仁在高溫下的可較為輕省地相對於模座移動。
然而，由於滾珠及/或潤滑件係額外套設於模仁的外接觸面，因此模仁及模座之間需要預留滾珠及/或潤滑件的容置空間，且為了保持既有機械 強度及作動效能的前提下，使得這類新型模具相較於傳統模具具有較大的外觀體積，且較占空間。
除此之外，由於滾珠及/或潤滑件係額外套設於模仁的外接觸面，因此若滾珠及/或潤滑件未妥善固定於模仁的外接觸面，且發生脫落時，則當模仁在模孔內相對於模座移動時，上述滾珠及/或潤滑件可能導致模仁卡死於模孔內，甚至對於模仁及模孔造成無法回復的損害。
綜上可知，無論是傳統模具及/或是現有新型模具仍然存在長期無法解決的技術問題，以致無法有效提升鏡片生產效率及/或無法有效降低鏡片生產成本。
有鑑於此，本發明提供一種模仁及鏡片模具，且藉由在模仁的外接觸面形成有複數個細小的微凹紋，使模仁與模具之模座的模孔的接觸面積減少，進而達到減少模仁與模孔之間的摩擦阻力的具體技術效果，使得模仁在高溫下的可較為輕省地相對於模座移動。
本發明之一目的在於提供一種模仁，該模仁包括一模仁本體，該模仁本體具有一外接觸面及複數個微凹紋，該些微凹紋由該外接觸面向內凹入，該外接觸面與一模座的一模孔的內表面緊密接觸，其中該些微凹紋使該模座的該模孔的內表面的一部份不與該模仁本體的該外接觸面接觸。
本發明之另一目的在於提供一種鏡片模具，該鏡片模具包括一模座及一模仁，其中該模座具有一模孔；該模仁具有一模仁本體，該模仁係穿設於該模孔內，且該模仁可受操控地相對於該模座沿一作動方向移動；該模仁本 體具有一外接觸面，該外接觸面與該模孔的內表面緊密接觸，該模座及該模仁中之至少一者具有複數個微凹紋，該些微凹紋由該外接觸面及該模座的該模孔的內表面中之至少一者凹入，其中該些微凹紋使該模具的該模孔的內表面的一部份不與該模仁本體的該外接觸面接觸及/或使該模仁本體的該外接觸面的一部份不與該模具的該模孔的內表面接觸。
本發明之效果在於，藉由在模仁的外接觸面及/或模座的模孔的內表面形成有上述細小的微凹紋，使模仁與模具之模座的模孔的接觸面積減少，進而達到減少模仁與模孔之間的摩擦阻力的具體技術效果，使得模仁在高溫下可較為輕省地相對於模座移動。除此之外，本發明的微凹紋係直接凹設於模仁的外接觸面及/或模座的模孔的內表面，故本發明的模仁及模孔之間無需設置額外的滾珠或潤滑件，即可達到使模仁輕省地相對於模座移動的具體技術效果。並且，由於本發明的模仁及模孔之間無需額外的滾珠或潤滑件等附加元件，因此本發明的鏡片模具不會發生因異物脫落而導致模仁卡死於模孔內，甚至對於模仁及模孔造成損害的問題。
100a,100b:模仁
105:鏡片成型台
110a,110b:模仁本體
111:微凹紋
112:外接觸面
113:凹槽
200:模具
210:模座
212:內表面
220:套筒
A:區域
Da:深度
d:作動方向
H:模孔
L:鏡片成型槽
W1:微凹紋的開口平均寬度
W2:相鄰的二微凹紋之間的外接觸面平均寬度
〔圖1〕係根據本發明一實施例的一模仁的立體圖。
〔圖2A〕係圖1之模仁的前視圖。
〔圖2B〕係圖2A中區域A的放大示意圖。
〔圖2C〕係圖2B之剖面線2C-2C之剖視示意圖。
〔圖3〕係根據本發明另一實施例的一模仁的前視圖。
〔圖4〕係根據本發明一實施例的一鏡片模具的俯視圖。
〔圖5〕係圖4之剖面線5-5之剖視圖。
〔圖6〕係對應於圖5之模仁與模座相對移動之剖視圖。
〔圖7A〕係根據本發明一實施例的模仁與套筒接觸關係的局部放大示意圖。
〔圖7B〕係根據本發明另一實施例的模仁與套筒接觸關係的局部放大示意圖。
〔圖7C〕係根據本發明再一實施例的模仁與套筒接觸關係的局部放大示意圖。
〔附件1A〕係本發明之模仁的外接觸面及微凹紋的實際顯微照片。
〔附件1B〕係附件1A的微凹紋的深度量測照片。
以下將配合本發明的具體實施例及圖式說明本發明之模仁及鏡片模具，然本發明的具體實施例及圖式係用於闡明本發明之精神，使其更容易理解，並非用以限制本發明之專利範圍。
本發明之一實施例的模仁包括一模仁本體，該模仁本體具有一外接觸面及複數個微凹紋。請參考圖1至圖2C，模仁100a包括一模仁本體110a，該模仁本體110a具有一外接觸面112及複數個微凹紋111，其中該些微凹紋111由該外接觸面112向內凹入。在本發明實施例中，該外接觸面112係用以與一模座(圖未繪示)的一模孔(圖未繪示)的內表面緊密接觸，且該些微凹紋111使該模座的該模孔的內表面的一部份不與該模仁本體110a的該外接觸面112接觸。
在圖1及圖2A中，模仁100a更包括一鏡片成型台105設置於模仁本體110a之軸向的一端，且該鏡片成型台105包括至少一鏡片成型槽L用以供容置成型的鏡片(圖未繪示)。
在本發明實施例中，該模仁本體110a的該些微凹紋111係凹設於該外接觸面112；如圖2B所示，區域A中的該些微凹紋111係大致同向地凹設於該外接觸面112。接著在圖2C中，該些微凹紋111係由該外接觸面112向內凹陷，且在本發明實施例中，該些微凹紋111由該外接觸面112向內凹入的平均深度(Da)範圍為2μm至40μm，較佳為4μm至30μm，更佳為5μm至15μm。值得一提的是，該些微凹紋111由該外接觸面112向內凹入的平均深度Da係於該外接觸面112隨機選擇一區域(如區域A)進行各該微凹紋111的深度量測，並且計算該些微凹紋111的平均深度Da數值；另外，該些微凹紋111亦可以中心線平均粗糙度(Ra)、最小平方和粗糙度(Rq)、最大粗糙度高度(Rmax)、全粗糙度高度(Ry)、最大波峰高度(Rp)、十點平均粗糙度(Rz)、第三最高波峰至波谷的平均高度(R3z)、表面算術平均高度(Sa)或其組合加以定義，但不以此為限制，只要能定義出表面粗糙度數值的參數均可適用於表現本發明的外接觸面及微凹紋的粗糙度。在本發明實施例中，該些微凹紋111係以雷射、噴砂、放電或其組合的方式形成，但不以此為限制。在本發明實施例中，當該些微凹紋111由該外接觸面112向內凹入的平均深度(Da)小於2μm時，則該些微凹紋111所產生降低阻力的效果不佳；當該些微凹紋111由該外接觸面112向內凹入的平均深度(Da)大於40μm時，則該模仁本體110a的剛性降低，而容易導致變型。
在本發明實施例中，本發明之模仁100a的外接觸面112及微凹紋111的實際顯微照片，如附件1A所示。另，附件1A中的微凹紋111的深度量測照片 係如附件1B所示。在附件1A及附件1B中，微凹紋111係為平行排列，但不以此為限制；實務上，微凹紋111可為任意排列的直線、斜線、曲線、幾何圖形、任意圖案或其組合。
請參考圖3，模仁100b包括一模仁本體110b及一鏡片成型台105，其中該鏡片成型台105係設置於模仁本體110a之軸向的一端，且該鏡片成型台105包括至少一鏡片成型槽L用以供容置成型的鏡片(圖未繪示)。
該模仁本體110b具有一外接觸面112及複數個微凹紋111。該模仁本體110b包括至少一凹槽113沿該模仁本體110b的徑向由該外接觸面112向內凹入，且該至少一凹槽113係用於填充潤滑油，使模仁100b在高溫下的可較為輕省地相對於模座移動。在本發明實施例中，該至少一凹槽113係呈環槽狀，但不以此為限制。
接著，請參考圖4至圖7，一種鏡片模具200包括一模座210及一模仁100a，但不以此為限制，鏡片模具200亦可為模座210及模仁100b的組合。以下以模座210與模仁100a所組成的鏡片模具200為例說明，但非用以限制本發明的範圍。
該模座210具有一模孔H，且該模仁100a具有一模仁本體110a。該模仁100a係穿設於該模孔H內，且該模仁100a可受操控地相對於該模座210沿一作動方向d移動。該模仁本體110a具有該外接觸面112，該外接觸面112與該模孔H的內表面212緊密接觸。該模座210及該模仁100a中之至少一者具有該些微凹紋111，該些微凹紋111由該外接觸面112及該模座210的該模孔H的內表面212中之至少一者凹入；在本發明實施例中，該模仁100a具有該些微凹紋111，該些微凹紋111係由該外接觸面112凹入。請參圖7A，該模具200的該模孔H的內表面212 為一平滑表面，而該模仁100a具有該些微凹紋111，因此當該模仁100a穿設於該模孔H時，該些微凹紋111使該模具200的該模孔H的內表面212的一部份不接觸該模仁本體110a的該外接觸面112。如圖7A所示，該模孔H的內表面212與該外接觸面112接觸的部分係以複數個虛線圓圈圈選出，而該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體的35%至90%，較佳為55%至80%，更佳為65%至75%。在本實施例中，當該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體小於35%時，則該模仁本體110a的剛性降低，而容易導致變型；當該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體大於90%時，則該些微凹紋111所產生降低阻力的效果不佳。
在本發明另一實施例中，該模座210亦可具有該些微凹紋111，該些微凹紋111亦可由該模座210的該模孔H的內表面212中之至少一者凹入；在此實施例中，該模仁100a的外接觸面112為一平滑表面，而該模具200的該模孔H的內表面212具有該些微凹紋111，因此當該模仁100a穿設於該模孔H時，該些微凹紋111使該模仁本體110a的該外接觸面112的一部份不接觸該模具200的該模孔H的內表面212，如圖7B所示。如圖7B所示，該模孔H的內表面212與該外接觸面112接觸的部分係以複數個虛線圓圈圈選出，而該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該外接觸面112整體的30%至82%，較佳為40%至73%，更佳為50%至68%。在本實施例中，當該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該外接觸面112整體小於30%時，則該模仁本體110a的剛性降低，而容易導致變型；當該些虛線圓圈中該模孔H的 內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該外接觸面112整體大於82%時，則該些微凹紋111所產生降低阻力的效果不佳。
抑或是，在本發明又一實施例中，該模座210及該模仁100a皆具有該些微凹紋111，各該微凹紋111各自由該外接觸面112或該模座210的該模孔H的內表面212凹入；在此實施例中，該模仁100a的外接觸面112及該模具200的該模孔H的內表面212皆具有該些微凹紋111，因此當該模仁100a穿設於該模孔H時，該些微凹紋111使該模具200的該模孔H的內表面212的一部份不接觸該模仁本體110a的該外接觸面112，且使該模仁本體110a的該外接觸面112的一部份不接觸該模具200的該模孔H的內表面212，如圖7C所示。如圖7C所示，該模孔H的內表面212與該外接觸面112接觸的部分係以複數個虛線圓圈圈選出，而該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體的13%至78%，較佳為23%至68%，更佳為33%至53%。在本實施例中，當該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體小於13%時，則該模仁本體110a的剛性降低，而容易導致變型；當該些虛線圓圈中該模孔H的內表面212與該外接觸面112的接觸面積佔該模孔H的內表面212整體大於78%時，則該些微凹紋111所產生降低阻力的效果不佳。
在本發明實施例中，如圖2C所示，該些微凹紋111的開口平均寬度(W1)範圍為0.02mm至0.2mm，較佳為0.05mm至0.15mm，更佳為0.08mm至0.13mm；相鄰的該二微凹紋111之間的該外接觸面112平均寬度(W2)範圍為0.03mm至0.1mm，較佳為0.045mm至0.085mm，更佳為0.065mm至0.075mm；該些微凹紋111的開口平均寬度(W1)與相鄰的該二微凹紋111之間的該外接觸面112 平均寬度(W2)的比值(W1/W2)範圍為0.2至6.67。在實務上，上述的微凹紋111向內凹入的平均深度(Da)範圍、微凹紋111的開口平均寬度(W1)範圍、及相鄰的二微凹紋111之間的外接觸面112平均寬度(W2)範圍亦可適用於圖7B及圖7C中的形成於該模座210的該模孔H的內表面212的該些微凹紋111。
上述微凹紋111的開口平均寬度(W1)範圍及相鄰的二微凹紋111之間的外接觸面112平均寬度(W2)範圍對於受熱的膨脹程度會產生顯著的影響。舉例來說，若微凹紋111的開口平均寬度(W1)越寬，則模孔H及模仁100a越不容易受熱膨脹影響相對作動的順暢度；然而，若微凹紋111的開口平均寬度(W1)越寬，則模孔H及模仁100a之間的緊配合程度越差，反而導致模具200整體的精密度降低。若相鄰的二微凹紋111之間的外接觸面112平均寬度(W2)越寬，則模孔H及模仁100a之間的緊配合程度越佳；然而，若相鄰的二微凹紋111之間的外接觸面112平均寬度(W2)越寬，則模孔H及模仁100a越容易受熱膨脹影響，模孔H及模仁100a之間的相對作動容易卡死。經過本發明實施例的測試後，歸納出上述微凹紋111向內凹入的平均深度(Da)範圍、微凹紋111的開口平均寬度(W1)範圍、及相鄰的二微凹紋111之間的外接觸面112平均寬度(W2)範圍，使模孔H及模仁100a越不容易受熱膨脹影響，且顯著提升模孔H及模仁100a相對作動的順暢度。進一步來說，當該些微凹紋111的開口平均寬度(W1)與相鄰的該二微凹紋111之間的該外接觸面112平均寬度(W2)的比值(W1/W2)小於0.2時，模孔H及模仁100a受熱膨脹影響而容易卡死；當該些微凹紋111的開口平均寬度(W1)與相鄰的該二微凹紋111之間的該外接觸面112平均寬度(W2)的比值(W1/W2)大於6.67時，模孔H及模仁100a之間的緊配合程度越差，反而導致模具200整體的精密度降低；因此在本發明實施例中，該些微凹紋111的開口平均寬度(W1)與相鄰的該二微凹紋111之間的該外接觸 面112平均寬度(W2)的比值(W1/W2)範圍為0.2至6.67。
在本發明上述實施例中，該些微凹紋111由該外接觸面112及該模孔H的內表面212中之至少一者凹入的平均深度範圍(Da)為2μm至40μm，較佳為4μm至30μm，更佳為5μm至15μm。在本發明上述實施例中，該些微凹紋111由該外接觸面112凹入的平均深度範圍可相同或相異於該些微凹紋111由該模孔H的內表面212凹入的平均深度範圍。在實務上，當該些微凹紋111由該外接觸面112凹入的平均深度範圍大於該些微凹紋111由該模孔H的內表面212凹入的平均深度範圍時，可使模仁100a在高溫下的可較為輕省地相對於模座210移動。詳言之，當鏡片模具200在進行塑料的射出成型或玻璃的熱壓成型製程時，鏡片模具200需要預先升溫加熱，此時模仁100a及模座210會因受熱發生熱膨脹，而藉由形成於該外接觸面112及該模孔H的內表面212中之至少一者的該些微凹紋111，可使模仁100a及模座210之間因熱膨脹而產生的擠壓影響降低，進而使模仁100a在高溫下的可較為輕省地相對於模座210移動。
進而言，相較於未形成微凹紋的外接觸面或模孔的內表面，形成於該外接觸面112的該些微凹紋111可使模仁100a受熱時向該些微凹紋111的空間膨脹，進而減少模仁100a因熱膨脹的徑向膨脹率；而形成於該模孔H的內表面212的該些微凹紋111可使該模座210受熱時向該些微凹紋111的空間膨脹，進而減少該模孔H因熱膨脹的徑向收縮率。是以，藉由形成於該外接觸面112及該模孔H的內表面212中之至少一者的該些微凹紋111，可使模仁100a及模座210之間因熱膨脹而產生的擠壓影響降低，進而使模仁100a在高溫下的可較為輕省地相對於模座210移動。
在本發明實施例中，該模座210包括一套筒220，該套筒220包括該模孔H，且該模仁100a係穿設於該套筒220的該模孔H內，使該模仁100a的該外接觸面112係緊密地接觸於該模孔H的內表面212。
藉由在模仁的外接觸面形成有複數個細小的微凹紋，使模仁與模具之模座的模孔的接觸面積減少，進而達到減少模仁與模孔之間的摩擦阻力的具體技術效果，使得模仁在高溫下可較為輕省地相對於模座移動。除此之外，本發明的微凹紋係直接凹設於模仁的外接觸面，故本發明的模仁無需額外的滾珠或潤滑件，即可達到使模仁輕省地相對於模座移動的具體技術效果。並且，由於本發明的模仁無需額外的滾珠或潤滑件等附加元件，因此本發明的模仁不會發生異物脫落而導致模仁卡死於模孔內，甚至對於模仁及模孔造成損害的問題。
100a:模仁
105:鏡片成型台
110a:模仁本體
111:微凹紋
112:外接觸面
L:鏡片成型槽

Claims (5)

  1. 一種模仁，包括：一模仁本體，具有一外接觸面及複數個微凹紋，該些微凹紋由該外接觸面向內凹入，該外接觸面與一模座的一模孔的內表面緊密接觸，其中該些微凹紋使該模座的該模孔的內表面的一部份不與該模仁本體的該外接觸面接觸，其中該些微凹紋由該外接觸面向內凹入的平均深度範圍為2μm至40μm。
  2. 如請求項1所述的模仁，其中該模孔的內表面與該外接觸面接觸的部分佔該模孔的內表面整體的13%至90%。
  3. 如請求項1所述的模仁，其中該些微凹紋係以雷射、噴砂、放電或其組合的方式形成。
  4. 如請求項1所述的模仁，其中該模仁本體包括至少一凹槽沿該模仁本體的一徑向由該外接觸面向內凹入。
  5. 如請求項4所述的模仁，其中該至少一凹槽係呈環槽狀。
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