WO2012165593A1

WO2012165593A1 - 射出成形用金型及び射出成形方法

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Publication number: WO2012165593A1
Application number: PCT/JP2012/064203
Authority: WO
Inventors: 山出直弘; 岡部俊和
Original assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Current assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2013-12-02

Abstract

　分割構造を有する金型の型本体と周辺部との隙間に存在する気体がキャビティ内へ侵入して成形品にエア溜まりが発生することを抑制できる射出成形用金型及び射出成形方法を提供する。　型本体であるコア部７２と周辺部７３との隙間ＧＡに連通する通気孔８２を備えるので、隙間ＧＡの反対側から通気孔８２を減圧することにより、コア部７２と周辺部７３との隙間ＧＡに存在する気体を外部に排出させることができる。つまり、成形空間ＣＶ中に溶融樹脂を射出して成形空間ＣＶを充填する準備として減圧路８１を介して成形空間ＣＶ内を減圧する際に、コア部６２と周辺部７３との隙間ＧＡに存在する気体が成形空間ＣＶ内へ侵入することを防止できるので、成形品ＭＰの特に成形空間ＣＶに対応する製品部分に気体が含まれてエア溜まりが発生してしまうことを確実に防止できる。

Description

射出成形用金型及び射出成形方法

　本発明は、光学素子等を射出成形するための射出成形用金型及び射出成形方法に関し、特に成形空間を減圧するタイプの射出成形用金型及び射出成形方法に関する。

　射出成形方法として、成形空間であるキャビティ内を真空化して溶融材料の流動を良好にすることが知られている（例えば特許文献１等参照）。特に特許文献１では、成形空間内を真空化することに加え、スクリューが配設された加熱筒内を真空化した構成が記載されており、これにより、溶融樹脂の流動を良好にするとともに溶融材料からガス等が発生することを抑え、エア溜まりを防止することが記載されている。また、特許文献１では、エジェクターピンの穴に対して、真空装置に連通された通路を設けることが記載されている。ここでいうエア溜まりとは、キャビティ内に残留する気体による製品の転写不良（以下エア溜まり）のことを指す。

　ところで、光学素子等の小型で高精度な製品を成形する場合、射出成形用金型の固定型や可動型を型本体（入れ子）と周辺部（ダイセット）とで構成される分割構造とする場合がある。このように、分割構造を有する金型を用いる場合、成形空間内を減圧しても、型本体と周辺部との隙間に存在する気体が成形空間内へ侵入し、成形品に気体が含まれてエア溜まりが発生してしまう場合があることが判明した。

特開２０１０－５８４２４号公報

　本発明は、上記背景技術の課題に鑑みてなされたものであり、分割構造を有する金型の型本体と周辺部との隙間に存在する気体がキャビティ内へ侵入して成形品にエア溜まりが発生することを抑制できる射出成形用金型及び射出成形方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明に係る第１の射出成形用金型は、第１金型と第２金型とを備え、第１金型と第２金型とを型閉じすることによって成形空間を形成する射出成形用金型であって、第１金型と第２金型とのうち少なくとも一方は、分割された部分として、成形空間に対向する型本体と当該型本体を囲む周辺部とを有し、成形空間に連通する減圧路と、型本体と周辺部との隙間に連通する通気孔とが設けられている。

　上記第１の射出成形用金型では、型本体と周辺部との隙間に連通する通気孔を備えるので、当該通気孔を隙間の反対側から減圧することにより、型本体と周辺部との隙間に存在する気体を外部に排出させることができる。つまり、成形空間中に被射出溶融物を射出して成形空間を充填する準備として減圧路を介して成形空間内を減圧する際に、型本体と周辺部との隙間に存在する気体が成形空間内へ侵入することを防止できるので、成形品に気体が含まれてエア溜まりが発生してしまうことを確実に防止できる。

　本発明の具体的な側面では、上記射出成形用金型において、通気孔の断面のサイズが型本体と周辺部との隙間幅よりも大きい。ここで、通気孔の断面は、円形に限らず正方形に近い矩形等を含むものとし、断面のサイズとは、円の直径、矩形の長辺等を意味するものとする。この場合、通気孔による隙間に存在する気体の排気効率を高めることができる。

　本発明の別の側面では、通気孔の一端に設けた気体取入口は、周辺部の内壁に連通している。この場合、型本体と周辺部との隙間を直接減圧することができる。

　本発明のさらに別の側面では、通気孔の他端に設けた気体排出口は、減圧路の途中に連通している。この場合、成形空間用に設けられる既存の減圧路を利用して型本体と周辺部との隙間に存在する空気を外部に排出させることができ、隙間からの排気の作業性を高めることができる。

　本発明のさらに別の側面では、通気孔が、減圧路から独立して金型外に引き出されている。この場合、通気孔による排気を減圧路による減圧から独立させて別系統で管理することができ、隙間に存在する気体の通気孔による排気の程度やタイミングをより精密にすることができる。

　本発明のさらに別の側面では、通気孔の一端に設けた気体取入口は、型本体の根元側に連通している。この場合、隙間に存在する気体を第１金型と第２金型との合わせ面から離れる方向に吸引することができ、エア溜まりの発生をより確実に防止できる。

　本発明のさらに別の側面では、第１金型は、第２金型よりも浅い転写面を有し、通気孔は、第２金型に設けた型本体と周辺部との隙間に連通する。この場合、第２金型の深い転写面に空気が溜まりやすくなるが、第２金型側に設けた通気孔経由で隙間の空気を排気することで、エア溜まりの発生をより確実に防止できる。

　本発明のさらに別の側面では、減圧路を介して成形空間内を減圧するとともに、通気孔を介して型本体と周辺部との隙間を減圧する減圧装置を備える。

　本発明のさらに別の側面では、型本体が、内側に配置される第１の型部分と、当該第１の型部分の周囲に配置される筒状の第２の型部分とを有し、通気孔が、型本体の第１の型部分と第２の型部分との隙間に連通するとともに、型本体の第２の型部分と周辺部との隙間に連通する。この場合、第１の型部分と第２の型部分との隙間に存在する気体を外部に排出させることができ、第１の型部分と第２の型部分との隙間に存在する気体が成形空間内へ侵入することを防止できる。

　本発明に係る第２の射出成形用金型は、第１金型と第２金型とを備え、第１金型と第２金型とを型閉じすることによって成形空間を形成する射出成形用金型であって、第１金型と第２金型とのうち少なくとも一方が、分割された部分として、成形空間に対向する型本体と、当該型本体を囲む周辺部とを有し、型本体が、内側に配置される第１の型部分と、当該第１の型部分の周囲に配置される筒状の第２の型部分とを有し、成形空間に連通する減圧路と、型本体の第１の型部分と第２の型部分との隙間に連通する通気孔とが設けられている。

　上記第２の射出成形用金型では、第１の型部分と第２の型部分との隙間に連通する通気孔を備えるので、当該通気孔を隙間の反対側から減圧することにより、第１の型部分と第２の型部分との隙間に存在する気体を外部に排出させることができる。つまり、成形空間中に被射出溶融物を射出して成形空間を充填する準備として減圧路を介して成形空間内を減圧する際に、第１の型部分と第２の型部分との隙間に存在する気体が成形空間内へ侵入することを防止できるので、成形品に気体が含まれてエア溜まりが発生してしまうことを確実に防止できる。

　上記課題を解決するため、本発明に係る射出成形方法は、射出成形用金型を構成する第１金型と第２金型とを型閉じすることによって、射出成形用金型中に成形空間を形成する型閉じ工程と、成形空間に連通する減圧路を介して成形空間内を減圧する主減圧工程と、第１金型と第２金型とのうち少なくとも一方において分割された部分として設けられた成形空間に対向する型本体と当該型本体を囲む周辺部との隙間を、当該隙間に連通する通気孔を介して減圧する補助減圧工程と、射出成形用金型の成形空間中に被射出溶融物を射出して成形空間を充填する射出工程とを備える。

　上記射出成形方法では、補助減圧工程において、型本体と周辺部との隙間をこれに連通する通気孔を介して減圧するので、被射出溶融物に気体が含まれて成形品にエア溜まりが発生してしまうことを確実に防止できる。

　また、成形する光学素子の光学機能部における光軸に平行な方向の最大厚さをｄ（ｍｍ）、成形する光学素子の光軸に光軸に平行な方向の最小厚さをｔ（ｍｍ）とした場合に、光学素子のくびれ度合いを示す偏肉比ｄ／ｔの値が２．４以上９．０未満、特に５．０以上９．０未満のような、偏肉比が大きい光学素子であるとエア溜まりが生じ易くなってしまうが、本発明の射出成形用金型または射出成形方法を用いることによりエア溜まりの発生を確実に防止できる。

第１実施形態に係る射出成形用金型を組み込んだ成形装置を説明する概念図である。図２Ａ及び２Ｂは、射出成形用金型を説明する側方断面図である。射出成形用金型の要部を拡大した部分拡大断面図である。図２Ａ等に示す射出成形用金型の変形例を説明する側方断面図である。第２実施形態の射出成形用金型を説明する側方断面図である。第３実施形態の射出成形用金型を説明する側方断面図である。第４実施形態の射出成形用金型を説明する側方断面図である。図８Ａ及び８Ｂは、第５実施形態の射出成形用金型を説明する図である。

　〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態に係る射出成形用金型について、図面を参照しつつ説明する。

　図１に示すように、成形装置１００は、射出成形を行って成形品ＭＰを作製する本体部分である射出成形機１０と、射出成形機１０から成形品ＭＰを取り出す付属部分である取出装置２０と、成形装置１００を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置３０とを備える。

　射出成形機１０は、横型の成形機であり、射出成形用金型４０と、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６とを備える。射出成形機１０には、これに付随して減圧装置４６、金型温度調節機４７等も設けられている。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に射出成形用金型４０を構成する第１金型４１と第２金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより成形を可能にする。

　固定盤１１は、可動盤１２に対向して支持フレーム１４の略中央に固定され、取出装置２０をその上部に支持する。固定盤１１の内側１１ａは、可動盤１２の内側１２ａに対向しており、第１金型４１を着脱可能に支持している。固定盤１１には、後述するノズル１６ｄを通す開口１１ｂが形成されている。なお、固定盤１１は、タイバーを介して型締め盤１３に固定されており、成形時の型締めの圧力に耐え得るようになっている。

　可動盤１２は、リニアガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２の内側１２ａは、固定盤１１の内側１１ａに対向しており、第２金型４２を着脱可能に支持している。なお、可動盤１２には、エジェクター駆動部４５が組み込まれている。このエジェクター駆動部４５は、第２金型４２内の成形品ＭＰを離型するために第１金型４１側に押し出すためのものである。

　型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部に固定されている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。

　開閉駆動装置１５は、リニアガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエーター１５ｅとを備える。リニアガイド１５ａは、可動盤１２を支持しつつ、固定盤１１に対する進退方向に関して可動盤１２の滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部１５ｄは、制御装置３０の制御下で動作するアクチュエーター１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、型締め盤１３に対して可動盤１２が近接したり離間したり自在に進退移動する。結果的に、固定盤１１と可動盤１２とを互いに近接又は離間させることができ、第１金型４１と第２金型４２との型締め又は型開きを行うことができる。

　射出装置１６は、シリンダー１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュー駆動部１６ｃ等を備える。射出装置１６は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、樹脂射出用のノズル１６ｄから温度制御された状態で溶融樹脂（被射出溶融物）を射出することができる。射出装置１６は、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした状態において、固定盤１１の開口１１ｂを介して後述するスプルー口部６５（図２Ｂ参照）にノズル１６ｄを接触させることにより、後述する流路空間ＦＣ（図２Ｂ参照）に対してシリンダー１６ａ中の溶融樹脂を所望のタイミング及び圧力で射出・供給することができる。

　射出成形機１０に付随して設けられた減圧装置４６は、減圧用の真空装置４６ａと、第１金型４１の側面４１ｓ（図２Ａ参照）に連結される配管４６ｂとを備える。減圧装置４６は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、両金型４１，４２間に形成された成形空間ＣＶ（図２Ｂ参照）等から気体を吸引する減圧を行う。

　射出成形機１０に付随して設けられた金型温度調節機４７は、両金型４１，４２中に温度制御された熱媒体を循環させる。これにより、成形時に両金型４１，４２の温度を適切な温度に保つことができる。

　取出装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるハンド２１と、ハンド２１を３次元的に移動させる３次元駆動装置２２とを備える。取出装置２０は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、第１金型４１と第２金型４２とを離間させて型開きした後に、第２金型４２に残る成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。

　制御装置３０は、開閉制御部３１と、射出装置制御部３２と、エジェクター制御部３３と、取出装置制御部３４と、減圧制御部３５とを備える。開閉制御部３１は、アクチュエーター１５ｅを動作させることによって両金型４１，４２の型閉じ、型締め、型開き等を可能にする。射出装置制御部３２は、スクリュー駆動部１６ｃ等を動作させることによって両金型４１，４２間に形成された成形空間ＣＶ中に所望の圧力で溶融樹脂を注入させる。エジェクター制御部３３は、エジェクター駆動部４５を動作させることによって型開き時に第２金型４２に残る成形品ＭＰを第２金型４２内から押し出させて離型を行わせる。取出装置制御部３４は、取出装置２０を動作させることによって型開き及び離型後に第２金型４２に残る成形品ＭＰを把持して射出成形機１０外に搬出させる。減圧制御部３５は、減圧装置４６を動作させることによって溶融樹脂の注入前の成形空間ＣＶを減圧する。

　以下、射出成形用金型４０について詳しく説明する。図２Ａ等に示すように、射出成形用金型４０のうち可動側の第２金型４２は、ＡＢ方向に往復移動可能になっている。この第２金型４２を固定側の第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２を型合わせ面すなわちパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図２Ｂに示すように、光学素子を成形するための成形空間ＣＶと、これに溶融樹脂を供給するための流路である流路空間ＦＣとが形成される。

　第１金型４１は、固定金型であり、内側すなわちパーティング面ＰＳ１側に配置される型板６１と、外側すなわち図１の固定盤１１側に配置される取付板６４とを備える。このうち、型板６１は、複数の部分に分割された分割構造を有するものとなっており、分割された部分として、型本体としてのコア部６２と、型本体を囲む周辺部６３とを有している。

　型板６１のうち周辺部６３は、金属製の板状の部材であり、複数のコア部６２を挿入する複数のコア孔６１ａと、外部からの溶融樹脂を内部に供給するためのスプルー孔６１ｂとを備える。各コア孔６１ａには、コア部６２が挿入されており、コア部６２の先端面は、光学素子の光学機能部を形成するための凹部６１ｅとなっている。

　なお、周辺部６３の内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、金型温度調節機４７に接続される部分として、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。

　取付板６４は、金属製の板状の部材であり、型板６１を背後から支持している。取付板６４は、型板６１の周辺部６３に設けたスプルー孔６１ｂを延長するように接続されたスプルー孔６４ｂを有し、スプルー孔６４ｂの根元側には、射出装置１６のノズル１６ｄの先端部を接触させるスプルー口部６５が形成されている。

　第２金型４２は、可動金型であり、内側すなわちパーティング面ＰＳ２側に配置される型板７１と、外側すなわち図１の可動盤１２側に配置される取付板７４と、取付板７４に埋め込むように形成されたエジェクター部材７５とを備える。このうち、型板７１は、複数の部分に分割された分割構造を有するものとなっており、分割された部分として、型本体としてのコア部７２と、型本体を囲む周辺部７３とを有している。

　型板７１のうち周辺部７３は、金属製の板状の部材であり、複数のコア部７２を挿入する複数のコア孔７１ａと、スプルー孔６１ｂに対向するコールドスラグ７１ｂとを備える。各コア孔７１ａには、コア部７２が挿入されており、コア部７２の先端面は、光学素子の光学機能部を形成するための凹部７１ｅとなっている。周辺部７３には、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａを通すピン孔７１ｇも形成されている。

　なお、周辺部７３の内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、金型温度調節機４７に接続される部分として、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。

　取付板７４は、金属製の板状の部材であり、型板７１を背後から支持している。取付板７４は、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａ，７５ｂを通すピン孔７４ｇ，７４ｈを備える。

　エジェクター部材７５は、エジェクターピン７５ａ，７５ｂと、エジェクター板７５ｄとを有する機械的な機構であり、図１のエジェクター駆動部４５に駆動されて動作する。エジェクターピン７５ａ，７５ｂは、エジェクター板７５ｄに連結されており、型板７１のピン孔７１ｇ及び取付板７４のピン孔７４ｇ，７４ｈ内で一括して進退移動させることができる。エジェクター部材７５を前進状態とした場合、エジェクターピン７５ａ，７５ｂが前進し、このうち中央のエジェクターピン７５ａが型板７１の周辺部７３に設けたコールドスラグ７１ｂの底部に突起し、他のエジェクターピン７５ｂがコア部７２を押してパーティング面ＰＳ２から突出させる。逆に、エジェクター部材７５を後退状態とした場合、エジェクターピン７５ａ，７５ｂが後退し、このうち中央のエジェクターピン７５ａが型板７１の周辺部７３に設けたコールドスラグ７１ｂの底部に引っ込み、エジェクターピン７５ｂが引っ込んでコア部７２の後退を許容する。なお、コア部７２は、不図示のバネ等を付随させた構造を有しており、エジェクターピン７５ａから前進させる付勢力を受けなくなった場合、後退してコア孔７１ａの奥に収納される。

　図３を参照して、第１金型４１に設けた減圧路８１と、第２金型４２に設けた通気孔８２とについて説明する。

　第１金型４１には、型締めによって形成される各成形空間ＣＶを減圧装置４６の配管４６ｂに連通させるための減圧路８１が形成されている。この減圧路８１は、第１金型４１の型板６１を構成する周辺部６３内に埋め込まれた孔状の第１部分８１ａと、型板６１の周辺部６３のパーティング面ＰＳ１に露出する溝状の第２部分８１ｂとを有する。第１部分８１ａは、例えば円形断面の流路であり、一端の気体排出口８３ａにおいて減圧装置４６に延びる配管４６ｂに接続されており、他端において第２部分８１ｂに連通している。第２部分８１ｂは、第２金型４２を第１金型４１に所定圧力で付勢した型締め状態で、第２金型４２の型板７１に設けた型面部分７１ｆと協働して半円断面の流路を形成する。第２部分８１ｂによる流路の一端は、上記のように第１部分８１ａに接続されており、第２部分８１ｂによる流路の他端は、成形空間ＣＶの周辺側又は外側に延びる隙間状のベント部ＣＶａに接続されている。つまり、成形空間ＣＶは、減圧路８１の第１部分８１ａと第２部分８１ｂとを介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通しており、図２に示す減圧装置４６の真空装置４６ａを動作させることにより、成形空間ＣＶを所望のタイミングで所望の程度に減圧することができる。

　第２金型４２には、コア部７２の側面７２ｓとコア孔７１ａの内壁７１ｓとの隙間ＧＡを減圧路８１を介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通させるための通気孔８２が形成されている。この通気孔８２は、第２金型４２の型板７１の周辺部７３内に埋め込まれた例えば円形断面の流路であり、一端の気体排出口８４ａにおいて減圧路８１の第２部分８１ｂに接続されており、他端の気体取入口８４ｂにおいてコア部７２及びコア孔７１ａ間の隙間ＧＡに連通している。つまり、コア部７２及びコア孔７１ａの隙間ＧＡは、減圧路８１の第１部分８１ａと第２部分８１ｂとを介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通しており、減圧装置４６の真空装置４６ａを動作させて成形空間ＣＶを減圧する際に、併せて隙間ＧＡに溜まった空気を第２金型４２外に排出することができ、隙間ＧＡに溜まった空気が成形空間ＣＶに流れ込んで溶融樹脂にエア溜まりが形成されることを防止している。

　ここで、通気孔８２の気体取入口８４ｂは、コア孔７１ａの内壁７１ｓであって、ＡＢ方向の中間付近に形成されている。また、通気孔８２の断面サイズは、コア部７２及びコア孔７１ａ間の隙間ＧＡのサイズよりも大きくなっている。つまり、通気孔８２の気体取入口８４ｂ等の直径は、コア部７２及びコア孔７１ａ間の隙間ＧＡの隙間幅よりも大きくなっている。このように通気孔８２の断面サイズを大きくすることで、通気孔８２による隙間ＧＡに存在する気体の排気効率を高めることができる。

　なお、第１金型４１と第２金型４２とを型締めしたとき、第１金型４１に組み込んだコア部６２の凹部６１ｅと、第２金型４２に組み込んだコア部７２の凹部７１ｅとの間に光学素子を成形するための成形空間ＣＶが形成され、第１金型４１の型板６１の型面に設けた型面部分６１ｒと、第２金型４２の型板７１の型面に設けた型面部分７１ｒとの間にランナー空間ＲＵが形成される。ランナー空間ＲＵは、図２Ｂに示す流路空間ＦＣの一部となっており、スプルー孔６１ｂ（図２Ａ参照）に連通している。

　成形空間ＣＶに望む型板６１側の第１転写面Ｓ１は、成形空間ＣＶに望む型板７１側の第２転写面Ｓ２よりも浅くなっている。具体的には、両金型４１，４２のパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２から第１転写面Ｓ１の頂点までの距離Ｗ１は、パーティング面ＰＳ１，ＰＳ２から第２転写面Ｓ２の頂点までの距離Ｗ２よりも小さくなっている。このため、射出成形時には、深い第２転写面Ｓ２側にエア溜まりが発生しやすくなっている。このような事情から、本実施形態では、第２転写面Ｓ２のある第２金型４２の型板７１に設けた周辺部７３に通気孔８２を形成して、排気の確実性を高めている。

　図４は、図２Ｂ等に示す射出成形用金型４０の変形例を示している。この場合、第１金型４１にも、コア部６２の側面６２ｓとコア孔６１ａの内壁６１ｓとの隙間ＧＡを減圧路８１を介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通させるための通気孔１８２が形成されている。この通気孔１８２は、第１金型４１の型板６１の周辺部６３内に埋め込まれた例えば円形断面の流路であり、一端の気体排出口８４ａにおいて減圧路８１に接続されており、他端の気体取入口８４ｂにおいてコア部６２及びコア孔６１ａ間の隙間ＧＡに連通している。つまり、コア部６２及びコア孔６１ａの隙間ＧＡは、減圧路８１の第１部分８１ａと第２部分８１ｂとを介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通しており、減圧装置４６の真空装置４６ａを動作させて成形空間ＣＶを減圧する際に、併せてコア部６２に隣接する隙間ＧＡに溜まった空気を第１金型４１外に排出することができる。

　以下、図１等に示す成形装置１００を用いた成形品ＭＰすなわち光学素子の製造方法について説明する。まず、金型温度調節機４７により、両金型４１，４２を成形に適する温度まで加熱する。次に、開閉駆動装置１５を動作させ、可動盤１２を前進させて型閉じを開始させる（型閉じ工程）。開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる。次に、減圧装置４６を動作させ、金型４１，４２間に形成された成形空間ＣＶから気体を吸引して成形空間ＣＶを減圧状態に保つ（主減圧工程）。この際、減圧路８１に連結された通気孔８２，１８２を介してコア部７２，６２の周囲の隙間ＧＡに溜まった空気を金型４２，４１外に排出する（補助減圧工程）。この状態で、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間の成形空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（射出工程）。そして、射出成形機１０は、成形空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。なお、溶融樹脂を成形空間ＣＶに導入した後は、成形空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ。次に、射出成形機１０において、開閉駆動装置１５を動作させて、可動盤１２を後退させる型開きが行われる（型開き工程）。これに伴って、第２金型４２が後退し、第１金型４１と第２金型４２とが離間する。次に、射出成形機１０において、エジェクター駆動部４５を動作させ、エジェクターピン７５ａ，７５ｂ等の前進によって、光学素子を含む成形品ＭＰの突き出しを行わせる。この結果、成形品ＭＰのうち光学素子は、第１金型４１側に押し出されて第２金型４２から離型される（離型工程）。最後に、取出装置２０を動作させて、突き出された成形品ＭＰの適所をハンド２１で把持して外部に搬出する（取出し工程）。

　以上のように、本実施形態の射出成形用金型４０によれば、型本体であるコア部６２，７２と周辺部６３，７３との隙間ＧＡに連通する通気孔８２，１８２を備えるので、隙間ＧＡの反対側から通気孔８２，１８２を減圧することにより、コア部６２，７２と周辺部６３，７３との隙間ＧＡに存在する気体を外部に排出させることができる。つまり、成形空間ＣＶ中に溶融樹脂を射出して成形空間ＣＶを充填する準備として減圧路８１を介して成形空間ＣＶ内を減圧する際に、コア部６２，７２と周辺部６３，７３との隙間ＧＡに存在する気体が成形空間ＣＶ内へ侵入することを防止できるので、成形品ＭＰの特に成形空間ＣＶに対応する製品部分に気体が含まれてエア溜まり等の外観不良が発生してしまうことを確実に防止できる。また、成形空間ＣＶからの空気の排出がスムーズになる結果として、成形品ＭＰの形状の転写性が良くなる。さらに、気体排出の効率を高めて成形品ＭＰの製造のサイクルタイムを短縮できるといった効果もある。

　なお、本実施形態において、成形空間ＣＶの周辺側又は外側にベント部ＣＶａを設けているが、ベント部ＣＶａを設けずに、コア部６２の端面とコア部７２端面との近接した隙間から成形空間ＣＶを減圧してもよい。つまり、射出成形用金型４０に通気孔８２を設けることにより、成形空間ＣＶの周辺に設けられることがあったエアベントのようなガス排出機構が不要になる。また、成形空間ＣＶの周辺側又は外側に延びる減圧路８１の第２部分８１ｂによる流路の他端を塞いで、成形空間ＣＶを間接的に減圧してもよい。

　〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態の射出成形用金型等について説明する。第２実施形態の射出成形用金型は、第１実施形態の射出成形用金型等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の射出成形用金型等と同様であるものとする。

　図５に示すように、第２実施形態の射出成形用金型４０は、成形空間ＣＶ内を減圧する減圧路８１と、コア部７２と型板７１との隙間ＧＡに存在する気体を排出するための通気孔２８２とが別系統で独立している。具体的に説明すると、通気孔２８２は、第２金型４２の型板７１の周辺部７３内に埋め込まれた例えば円形断面の流路であり、側面４２ｓまで延びる一端の気体排出口８４ａにおいて減圧装置４６の配管４６ｂに連通しており、他端の気体取入口８４ｂにおいてコア部７２及びコア孔７１ａ間の隙間ＧＡに連通している。減圧装置４６の真空装置４６ａを動作させることにより、コア部７２に隣接する隙間ＧＡに溜まった空気を第２金型４２外に排出することができる。なお、図面では、減圧路８１と通気孔２８２とに共通する配管４６ｂが示されているが、減圧路８１と通気孔２８２とに独立した配管を接続することもでき、この場合、減圧路８１と通気孔２８２との独立性をより高めることができる。

　以上の第２実施形態において、図４と同様に、第１金型４１の型板６１におけるコア部６２の周囲に連通する通気孔１８２を設けることもできる。

　〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態の射出成形用金型等について説明する。第３実施形態の射出成形用金型は、第１実施形態の射出成形用金型等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の射出成形用金型等と同様であるものとする。

　図６に示すように、第３実施形態の射出成形用金型４０では、コア部７２と周辺部７３との隙間ＧＡに存在する気体を排出するための通気孔３８２がコア部７２の根元側に連通している。具体的に説明すると、通気孔３８２は、第２金型４２の取付板７４内に埋め込まれた例えば円形断面の流路であり、側面４２ｓまで延びる一端の気体排出口８４ａにおいて減圧装置４６の配管４６ｂに連通しており、他端の気体取入口８４ｂにおいてコア部７２の裏側の根元部７２ｒを介してコア部７２及びコア孔７１ａ間の隙間ＧＡに連通している。減圧装置４６の真空装置４６ａを動作させることにより、コア部７２に隣接する隙間ＧＡに溜まった空気を第２金型４２外に排出することができる。なお、図面では、減圧路８１と通気孔３８２とに共通する配管４６ｂが示されているが、減圧路８１と通気孔２８２とに独立した配管を接続することもできる。

　本実施形態のように、通気孔３８２をコア部７２の根元側に連通させる場合、隙間ＧＡに存在する気体を第１金型４２と第２金型４２との合わせ面であるパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２からから離れる方向に一様に吸引することになり、成形品ＭＰの特に成形空間ＣＶに対応する製品部分にエア溜まりが発生することをより確実に防止できる。

　以上の第３実施形態において、図４と同様に、第１金型４１の型板６１におけるコア部６２の周囲に連通する通気孔１８２を設けることもできる。

　〔第４実施形態〕
　以下、第４実施形態の射出成形用金型等について説明する。第４実施形態の射出成形用金型は、第１実施形態の射出成形用金型等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の射出成形用金型等と同様であるものとする。

　図７に示すように、第４実施形態の射出成形用金型４０は、第１金型４１側に、成形空間ＣＶ内を減圧する減圧路８１と、コア部６２と周辺部６３との隙間ＧＡに存在する気体を排出するための通気孔４８２とが設けられている。通気孔４８２は、一端において減圧路８１に連通しており、他端においてコア部６２に隣接する隙間ＧＡに連通している。

　本実施形態の場合、成形空間ＣＶに望む型板６１側の凹部４６１ｅに設けた第１転写面Ｓ１は、成形空間ＣＶに望む型板７１側の凹部４７１ｅに設けた第２転写面Ｓ２よりも深くなっている。このため、射出成形時には、深い第１転写面Ｓ１側に空気が溜まりやすくなっている。このような事情から、本実施形態では、第１転写面Ｓ１のある第１金型４１の型板６１に通気孔４８２を形成して、排気の確実性を高めている。

　〔第５実施形態〕
　以下、第５実施形態の射出成形用金型等について説明する。第５実施形態の射出成形用金型は、第１実施形態の射出成形用金型等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の射出成形用金型等と同様であるものとする。

　図８Ａに示すように、第５実施形態の射出成形用金型４０の第２金型４２の場合、コア部５７２が、内側に配置される軸状の第１の型部分２ａと、当該第１の型部分２ａの周囲に配置される筒状の第２の型部分２ｂとを有する。

　図８Ｂに示すように、コア部５７２のうち外側の第２の型部分２ｂ内に埋め込むように、通気孔５８２が形成されている。この通気孔５８２は、コア部５７２の内側を構成する第１の型部分２ａの外側面２ｔと、コア部５７２の外側を構成する第２の型部分２ｂの内壁３ｔとの隙間ＧＡ１を、減圧路８１を介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通させる。また、通気孔５８２は、コア部５７２の外側を構成する第２の型部分２ｂの外側面２ｓと、周辺部７３に設けたコア孔７１ａの内壁３ｓとの隙間ＧＡ２を、減圧路８１を介して減圧装置４６の配管４６ｂに連通させる。このため、通気孔５８２は、第２の型部分２ｂの軸に沿って延び、一端の気体排出口８４ａにおいて減圧路８１の第２部分８１ｂ又はベント部ＣＶａに接続されており、他端の気体取入口８４ｂにおいて一対の型部分２ａ，２ｂ間の隙間ＧＡ１に連通し、他端の気体取入口８４ｃにおいて第２の型部分２ｂ及び周辺部７３間の隙間ＧＡ２に連通している。

　本実施形態の射出成形用金型４０によれば、コア部５７２を構成する一対の型部分２ａ，２ｂの隙間ＧＡ１に存在する気体を外部に排出させることができ、コア部５７２と周辺部７３との隙間ＧＡ２に存在する気体を外部に排出させることができる。よって、成形空間ＣＶ中に溶融樹脂を射出して成形空間ＣＶを充填する準備として減圧路８１を介して成形空間ＣＶ内を減圧する際に、コア部５７２周辺の隙間ＧＡ１，ＧＡ２に存在する気体が成形空間ＣＶ内へ侵入することを防止できるので、成形品ＭＰの特に成形空間ＣＶに対応する製品部分に気体が含まれてエア溜まり等の外観不良が発生してしまうことを確実に防止できる。また、成形空間ＣＶからの空気の排出がスムーズになって成形品ＭＰの形状の転写性が良くなり、エアベントのようなガス排出機構が不要になるとともに、気体排出の効率を高めて成形品ＭＰの製造のサイクルタイムを短縮できる。

　なお、本実施形態において、通気孔５８２の他端に気体取入口８４ｃを設けているが、当該気体取入口８４ｃをふさいでもよい。この場合、通気孔５８２は、コア部５７２を構成する一対の型部分２ａ，２ｂの隙間ＧＡ１に存在する気体を外部に排出させる。

　以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、第１金型４１及び第２金型４２で構成される射出成形用金型に設ける成形空間ＣＶの形状は、様々な形状とすることができる。すなわち、凹部６１ｅ，７１ｅ等によって形成される成形空間ＣＶの形状は、単なる例示であり、各種の光学素子の用途等に応じて適宜変更することができる。

　以上では、減圧装置４６によって減圧路８１経由で成形空間ＣＶを減圧状態に保ち、かつ、通気孔８２，１８２，２８２，３８２，４８２，５８２経由での隙間ＧＡの気体を外部に排出した状態で、射出成形機１０による射出工程を行っている。このような射出工程に際しては、減圧装置４６の運転を継続していてもよいが、減圧装置４６の運転を停止してもよい。

　また、型閉じ工程や型締め工程後に主減圧工程や補助減圧工を行う必要はなく、両金型４１，４２を近接させる型閉じの開始前後から、減圧装置４６による主減圧工程や補助減圧工を実施することができる。

　成形空間ＣＶに充填する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂その他の各種材料とすることができる。

　射出成形機１０は、横型に限らず、第１金型４１と第２金型４２とを上下に配置する竪型の成形機とすることができる。

Claims

　第１金型と第２金型とを備え、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じすることによって成形空間を形成する射出成形用金型であって、
　前記第１金型と前記第２金型とのうち少なくとも一方は、分割された部分として、前記成形空間に対向する型本体と当該型本体を囲む周辺部とを有し、
　前記成形空間に連通する減圧路と、前記型本体と前記周辺部との隙間に連通する通気孔とが設けられている射出成形用金型。
　前記通気孔の断面のサイズは、前記型本体と前記周辺部との隙間幅よりも大きい、請求項１に記載の射出成形用金型。
　前記通気孔の一端に設けた気体取入口は、前記周辺部の内壁に連通している、請求項１及び２のいずれか一項に記載の射出成形用金型。
　前記通気孔の他端に設けた気体排出口は、前記減圧路の途中に連通している、請求項１及び２のいずれか一項に記載の射出成形用金型。
　前記通気孔は、前記減圧路から独立して金型外に引き出されている、請求項１及び２のいずれか一項に記載の射出成形用金型。
　前記通気孔の一端に設けた気体取入口は、前記型本体の根元側に連通している、請求項１及び２のいずれか一項に記載の射出成形用金型。
　前記第１金型は、前記第２金型よりも浅い転写面を有し、前記通気孔は、前記第２金型に設けた前記型本体と前記周辺部との隙間に連通する、請求項１に記載の射出成形用金型。
　前記減圧路を介して前記成形空間内を減圧するとともに、前記通気孔を介して前記型本体と前記周辺部との隙間を減圧する減圧装置を備える、請求項１に記載の射出成形用金型。
　前記型本体は、内側に配置される第１の型部分と、当該第１の型部分の周囲に配置される筒状の第２の型部分とを有し、
　前記通気孔は、前記型本体の前記第１の型部分と前記第２の型部分との隙間に連通する、請求項１に記載の射出成形用金型。
　前記通気孔は、さらに前記型本体の前記第２の型部分と前記周辺部との隙間に連通する、請求項９に記載の射出成形用金型。
　第１金型と第２金型とを備え、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じすることによって成形空間を形成する射出成形用金型であって、
　前記第１金型と前記第２金型とのうち少なくとも一方は、分割された部分として、前記成形空間に対向する型本体と、当該型本体を囲む周辺部とを有し、
　前記型本体は、内側に配置される第１の型部分と、当該第１の型部分の周囲に配置される筒状の第２の型部分とを有し、
　前記成形空間に連通する減圧路と、前記型本体の前記第１の型部分と前記型本体の前記第２の型部分との隙間に連通する通気孔とが設けられている射出成形用金型。
　前記通気孔は、さらに前記型本体の前記第２の型部分と前記周辺部との隙間に連通する、請求項１１に記載の射出成形用金型。
　射出成形用金型を構成する第１金型と第２金型とを型閉じすることによって、前記射出成形用金型中に成形空間を形成する型閉じ工程と、
　前記成形空間に連通する減圧路を介して前記成形空間内を減圧する主減圧工程と、
　前記第１金型と前記第２金型とのうち少なくとも一方において分割された部分として設けられた前記成形空間に対向する型本体と当該型本体を囲む周辺部との隙間を、当該隙間に連通する通気孔を介して減圧する補助減圧工程と、
　前記射出成形用金型の前記成形空間中に被射出溶融物を射出して前記成形空間を充填する射出工程と、
を備える射出成形方法。