(57)【要約】【課題】転写面の位置調整を任意に行うことができる成形装置を提供する。【解決手段】蓋部材１４を、開口６ａから露出した入れ子１０の背面１０ｅに当てる際に、第２斜面１４ａが入れ子１０の第２当接面１０ｆに当接するようになるため、ボルト１５，１５のねじ力で、第２斜面１４ａが入れ子１０の第２当接面１０ｆを押圧すると、入れ子１０の入口側がＺ方向上向きに付勢されることとなる。一方、同じねじ力により、第１斜面６ｎが第１当接面１０ｄを押圧するので、入れ子１０の奥側もＺ方向上向きに付勢されることとなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する方向に延在する第１の面と第２の面が開口した型板と、転写面を有する入れ子とを有する成形装置であって、
前記入れ子は前記第１の面の開口から前記型板内に挿入され、前記第２の面の開口を介して前記転写面が露出するようになっており、
前記第２の面の開口のサイズは、前記入れ子のサイズより小さく、
更に、前記型板に対する、前記転写面が向いた第１の方向における前記入れ子の位置を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記型板は、前記第１の方向に傾いた第１斜面を有し、前記入れ子は、前記第１斜面に当接する第１当接面を有し、前記第１斜面に向かって前記第１当接面を付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記型枠の前記第１の面にボルトで固定されることにより、前記入れ子の前記第１当接面に対向する背面を付勢する蓋部材であることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記蓋部材は、前記第１の方向に傾いた第２斜面を有し、前記入れ子は、前記第２斜面に当接する第２当接面を有することを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記第１当接面から前記転写面までの距離は、前記転写面から前記背面までの距離より小さいことを特徴とする請求項３又は４に記載の成形装置。
【請求項６】
前記入れ子は、前記第１当接面と前記背面との距離を可変としていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の成形装置。
【請求項７】
前記入れ子は、前記第１当接面を有する奥側部材と、前記背面を有する入口側部材と、前記奥側部材と前記入口側部材の間に配置される第１スペーサとを有することを特徴とする請求項６に記載の成形装置。
【請求項８】
前記第２の面の開口の内側が拡幅されて内側段部を形成しており、前記内側段部と前記入れ子との間に第２スペーサを配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の成形装置。
【請求項９】
前記型板は、前記第１の面及び前記第２の面に対して交差する方向に延在する第３の面を有し、前記第３の面に設けられてなり、前記入れ子を前記第１の方向と異なる第２の方向に押圧する押圧手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１０】
前記第１の面の開口の側面と、前記入れ子との間に第３スペーサを配置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１１】
前記第１の方向は重力方向であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学素子等の高精度な成形に適した成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば光学素子は、樹脂の射出成形により形成されることが多く、それにより高精度な形状を有する光学素子を大量生産できるというメリットがある。このような光学素子を成形するのに適した成形装置として、いわゆる竪型成形装置が知られている。竪型成形装置は、転写面を有する固定側入れ子を装着した固定側ダイセットに対し、同様に転写面を有する可動側入れ子を装着した可動側ダイセットを、重力方向に配置して突き合わせ、転写面で形成されるキャビティ内に樹脂を充填することで、成形を行うものである。
【０００３】
ここで、竪型成形装置の一つの問題点は、重力方向上方にあるダイセットに装着される入れ子が重力に応じて下方に付勢されるため、落下しないように入れ子を支える必要があるということである。また高精度な成形を行うためには、一対の転写面の位置を高精度に位置決めする必要もある。ところが、入れ子の自重を支持しながら、重力方向の位置調整を行うことは一般的に困難であり、調整作業をやりづらいという問題がある。これに対し特許文献１には、竪型成形装置において、ダイセットに装着されたカセットユニット（入れ子）の側面の凹部に、斜めに挿通したボルトの先端を当接させることで、カセットユニットの落下を防止すると共に、ボルトのねじ込み量でカセットユニットの位置調整を行うことができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２７０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、ダイセットに対するカセットユニットの水平方向の位置調整は可能であるが、重力方向の位置調整ができないという問題がある。又、ボルトのみでカセットユニットを支持しているため、ダイセットとカセットユニットとの間に隙間が存在し、このため過大な成形圧力が付与されると、ダイセットに対してカセットユニットが微小にズレてしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、転写面の位置調整を任意に行うことができる成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の成形装置は、
互いに交差する方向に延在する第１の面と第２の面が開口した型板と、転写面を有する入れ子とを有する成形装置であって、
前記入れ子は前記第１の面の開口から前記型板内に挿入され、前記第２の面の開口を介して前記転写面が露出するようになっており、
前記第２の面の開口のサイズは、前記入れ子のサイズより小さく、
更に、前記型板に対する、前記転写面が向いた第１の方向における前記入れ子の位置を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記第２の面の開口のサイズは、前記入れ子のサイズより小さくなっているので、例えば前記第２の面の開口を介して前記入れ子が落下することが抑制され、また前記型板に対する、前記転写面が向いた第１の方向における前記入れ子の位置を調整する調整手段が設けられているので、少なくとも前記第１の方向の調整を任意に行うことができる。なお、「第２の面の開口のサイズが、入れ子のサイズより小さい」というのは、型板内に挿入された入れ子を所定の姿勢にすると、入れ子が第２の面の開口を通過できなくなる寸法関係をいい、第２の面の開口の一部のサイズが、入れ子の一部のサイズより大きい場合も含む。
【０００９】
請求項２に記載の成形装置は、請求項１に記載の発明において、前記型板は、前記第１の方向に傾いた第１斜面を有し、前記入れ子は、前記第１斜面に当接する第１当接面を有し、前記第１斜面に向かって前記第１当接面を付勢する付勢手段を有するので、前記付勢手段により前記第１の方向における前記入れ子と前記型板との間のガタをなくすことができる。
【００１０】
請求項３に記載の成形装置は、請求項２に記載の発明において、前記付勢手段は、前記型枠の前記第１の面にボルトで固定されることにより、前記入れ子の前記第１当接面に対向する背面を付勢する蓋部材であるので、前記ボルトのねじ込みにより前記蓋部材を介して前記入れ子の背面を押圧することで、前記第１の方向における前記入れ子と前記型板との間のガタを容易になくすことができる。
【００１１】
請求項４に記載の成形装置は、請求項３に記載の発明において、前記蓋部材は、前記第１の方向に傾いた第２斜面を有し、前記入れ子は、前記第２斜面に当接する第２当接面を有するので、前記ボルトのねじ込み量により前記蓋部材の第２斜面により前記入れ子の第２当接面を押圧することで、前記第１の方向における前記入れ子と前記型板との間のガタを容易になくすことができる。
【００１２】
請求項５に記載の成形装置は、請求項３又は４に記載の発明において、前記第１当接面から前記転写面までの距離は、前記転写面から前記背面までの距離より小さいので、前記転写面が環境温度に敏感な前記型枠の表面から遠くなり、高精度な成形を実現できる。
【００１３】
請求項６に記載の成形装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、前記入れ子は、前記第１当接面と前記背面との距離を可変としているので、これにより前記転写面の位置調整を行うことができる。
【００１４】
請求項７に記載の成形装置は、請求項６に記載の発明において、前記入れ子は、前記第１当接面を有する奥側部材と、前記背面を有する入口側部材と、前記奥側部材と前記入口側部材の間に配置される第１スペーサとを有するので、所望の厚さの前記第１スペーサを選択して取り付けることで、前記転写面の位置調整を行うことができる。
【００１５】
請求項８に記載の成形装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第２の面の開口の内側が拡幅されて内側段部を形成しており、前記内側段部と前記入れ子との間に第２スペーサを配置したので、所望の厚さの前記第２スペーサを選択して取り付けることで、前記第１の方向における前記転写面の位置調整を行うことができる。
【００１６】
請求項９に記載の成形装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記型板は、前記第１の面及び前記第２の面に対して交差する方向に延在する第３の面を有し、前記第３の面に設けられてなり、前記入れ子を前記第１の方向と異なる第２の方向に押圧する押圧手段を有するので、これにより前記第２の方向における前記入れ子と前記型板との間のガタをなくすことができる。
【００１７】
請求項１０に記載の成形装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記第１の面の開口の側面と、前記入れ子との間に第３スペーサを配置したので、所望の厚さの前記第３スペーサを選択して取り付けることで、前記第２の方向における前記転写面の位置調整を行うことができる。
【００１８】
請求項１１に記載の成形装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記第１の方向は重力方向であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、転写面の位置調整を任意に行うことができる成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる竪型成形装置の概略図であるが、上下方向が重力方向（Ｚ方向ともいう）であるものとする。図１において、型締め機構として、不図示の定盤上に可動ピストン１ａを有するシリンダ１が据え付けられている。尚、型締め機構としてはシリンダに限らず、電動トグル機構なども用いることができる。シリンダ１の上部に形成されたフランジ部１ｂの上面には、可動ピストン１ａの周囲において、上下に延在する４本の丸軸状のタイバー２の下端が架設されている。タイバー２の上端は、矩形板状の固定プラテン３の下面に取り付けられて、これを支持するようになっている。固定プラテン３の上部には、樹脂を射出する射出ユニット４が設けられている。
【００２１】
固定プラテン３の下面には、上側受け板５の上面が固定されており、更に上側受け板５の下面には、上側型板６の上面が固定されている。上側型板６には後述するようにして転写面を有する入れ子１０が取り付けられている。
【００２２】
上側型板６の下面に対向するようにして、転写面を有する入れ子２０を取り付けた下側型板７が配置されている。下側型板７の下面は、下側受け板８の上面に固定されており、更に下側受け板８の下面は、矩形板状の可動プラテン９の上面に固定されている。可動プラテン９の中央下面は、可動ピストン１ａの上端に固定されて一体的に移動するようになっており、またタイバー２が可動プラテン９の貫通孔９ａを貫いている。
【００２３】
成形時には、シリンダ１内に油圧を与えると、可動ピストン１ａが図１における上方へと変位し、それによりタイバー２にガイドされつつ可動プラテン９も上方へと変位するので、下側受け板８及び下側型板７も上方に変位し、下方の入れ子２０が上方の入れ子１０と密着し、それらの転写面同士が合致してキャビティを形成する。
【００２４】
かかる状態で、射出ユニット４から、溶融した樹脂を上側受け板５及び上側型板６内の供給路（不図示）を介してキャビティに注入し、固化させる。その後、シリンダ１内の油圧を減圧させると、可動ピストン１ａが図１における下方へと変位し、それによる可動プラテン９の下方変位に伴い、下側受け板８及び下側型板７も下方に変位するので、これにより離型（型開き）が行われ、例えば光学素子としての成形品を取り出すことができる。
【００２５】
図２は、４つの入れ子１０を装着した上側型板６を下面側から見た図であり、図３は、図２の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図４は、入れ子１０を上側型板６から分解した状態で示す図である。ここで重力方向をＺ方向とし、型板６の下面に沿った方向であって開口の奥行き方向をＸ方向とし、それに直交する方向をＹ方向とする。また、第１の方向とはＺ方向下向きをいうものとする。以下、１つの入れ子１０に付いて説明するが、他の入れ子１０、及び入れ子２０と下側型板７との関係も同様であるため、説明は省略する。
【００２６】
図４において、型板６の入れ子１０を挿入する側面を第１の面６ａとし、型板６の下面を第２の面６ｂとし、第１の面６ａと第２の面６ｂに交差する側面を第３の面６ｃとする。第２の面６ｂには、第１の面６ａから所定の距離まで溝６ｄが形成されている。溝６ｄは、第１の面６ａに開放して開口６ｅを形成し、また第２の面６ｂに開放して開口６ｆを形成している。互いに直交する開口６ｅと開口６ｆとは、交差部でつながっている。開口６ｅの両側には、ボルト孔６ｇ、６ｇが形成されており、更に第３の面６ｃにも、ボルト孔６ｈが形成されている。
【００２７】
第１の面６ａの開口６ｅは下縁が開放しており、その開放部を挟んで両側に一対の対向面６ｉ，６ｉを平行に形成している。対向面６ｉ，６ｉの上方には、開口６ｅ及び開口６ｆと共通する側面６ｊ、６ｊが第３の面６ｃに平行に形成されている。対向面６ｉ，６ｉの間隔はＷ１であり、側面６ｊ，６ｊの間隔は、それより大きいＷ３（＞Ｗ１）である。よって、対向面６ｉ，６ｉと側面６ｊ，６ｊとの間には、それぞれ互いに接近するように張り出した内側段部６ｋ、６ｋが形成されている。
【００２８】
開口６ｅの奥面６ｍは第１の面６ａに平行であるが、その中央には、奥面６ｍの上縁から下縁まで延在する第１の斜面６ｎが形成されている。第１の斜面６ｎは、Ｚ方向上向きに形成されており、その下端は第２の面６ｂの開口６ｆで終端している。従って開口６ｅの上面は、第１の面６ａから離れた縁が凸状になるように形成されている。
【００２９】
図４において入れ子１０は、奥側部材１１と入口側部材１２とを、両者間に第１スペーサ１３を挟み込んで不図示のボルトで固定することで組み付けられている。組み付けられた状態で、入れ子１０は、大角柱部１０ａの側面（図４で下面）に板状部１０ｂを接合した形状を有する。
【００３０】
大角柱部１０ａの幅Ｗ２は、型板６の対向面６ｉ，６ｉの間隔Ｗ１より大きく、側面６ｊ，６ｊの間隔Ｗ３より小さくなっている（すなわちＷ３＞Ｗ２＞Ｗ１）。板状部１０ｂは、例えば光学素子の光学面などを成形する転写面１０ｃを下面に有している。更に入れ子１０は、奥側部材１１の奥側を向いた面の中央に、第１の斜面６ｎに対応して傾いた斜面である第１当接面１０ｄを形成している。
【００３１】
ここで、図２に示すように、第１当接面１０ｄの先端から転写面１０ｃの中心までの距離Ａは、転写面１０ｃの中心から入れ子１０の背面１０ｅまでの距離Ｂより小さく（Ａ＜Ｂ）なっている。なお、上述した第１スペーサ１３の厚さを変えることで、第１当接面１０ｄから転写面１０ｃの中心までの距離Ａが変化するようになっているが、Ａ＜Ｂの関係は不変である。
【００３２】
更に図４において、入れ子１０のＸ方向最大長さＬ１は、開口６ｆのＸ方向最大長さＬ２よりも若干大きく（Ｌ１＞Ｌ２）なっている。
【００３３】
入れ子１０の背面１０ｅの下縁中央には、奥側に傾斜した斜面である第２当接面１０ｆが形成されている。更に、入れ子１０の背面１０ｅに対向するようにして、蓋部材１４が設けられている。蓋部材（付勢手段）１４は全体的に矩形平板状であるが、上端中央からＸ方向に突出するようにして、第２当接面１０ｆに対応してＺ方向上向きに傾いた第２の斜面１４ａを形成しており、また両側にボルト孔１４ｂ、１４ｂを形成している。本実施の形態においては、薄板状の第１スペーサ１３，第２スペーサ１９、第３スペーサ１６が調整手段を構成する。
【００３４】
次に、上側型板６に入れ子１０を組み付ける態様について説明する。図４において、開口６ｅと入れ子１０の上面との間に、所望の厚さの第２スペーサ１９を配置し、且つ開口６ｅと入れ子１０の側面との間に、所望の厚さの第３スペーサ１６を配置し、入れ子１０を開口６ａから挿入する。このとき板状部１０ｂは、対向６ｉ、６ｉに収まる寸法となっているため、開口６ｆを塞ぐようにして進入する。又、大角柱部１０ａの幅Ｗ２は、型板６の対向面６ｉ，６ｉの間隔Ｗ１より大きくなっているので、入れ子１０ａが開口６ｆを介して落下することがない。かかる状態で、入れ子１０の転写面１０ｃは、開口６ｆから露出してＺ方向下向きとなる。最終的に入れ子１０は、第１当接面１０ｄが型板６の第１斜面６ｎに当接する位置まで挿入される。
【００３５】
次いで蓋部材１４を、開口６ａから露出した入れ子１０の背面１０ｅに当て、ボルト１５、１５をボルト孔１４ｂ、１４ｂに挿通し、型板６の第１の面６ａのボルト孔６ｇ、６ｇにねじ込む。上述したように、入れ子１０のＸ方向最大長さＬ１は、開口６ｆのＸ方向最大長さＬ２よりも若干大きく（Ｌ１＞Ｌ２）なっているので、ボルト１５，１５のねじ力で、蓋部材１４を介して入れ子１０の背面１０ｅが押圧され、第１当接面１０ｄが開口６ｅ内の第１斜面６ｎを押圧するので、これによりＸ方向における入れ子１０と型板６との間のガタが排除され、転写面１０ｃのＸ方向の位置を精度良く調整することができる。なお、転写面１０ｃのＸ方向の位置を調整する場合、厚みを選択した第１スペーサ１３に組み変えればよい。
【００３６】
また蓋部材１４を、開口６ａから露出した入れ子１０の背面１０ｅに当てる際に、第２斜面１４ａが入れ子１０の第２当接面１０ｆに当接するようになるため、ボルト１５，１５のねじ力で、第２斜面１４ａが入れ子１０の第２当接面１０ｆを押圧すると、入れ子１０の入口側がＺ方向上向きに付勢されることとなる。一方、同じねじ力により、第１斜面６ｎが第１当接面１０ｄを押圧するので、入れ子１０の奥側もＺ方向上向きに付勢されることとなる。以上により、入れ子１０の大角柱部１０ａは、第２スペーサ１９を介在させた状態で開口６ｅの天井面に対して付勢され、それによりＺ方向における入れ子１０と型板６との間のガタが排除され、転写面１０ｃのＺ方向の位置を精度良く調整することができる。なお、転写面１０ｃのＺ方向の位置を調整する場合、厚みを選択した第２スペーサ１９に組み変えればよい。
【００３７】
更に、型板６の第３の面６ｃのボルト孔６ｈに、ボルト１７をねじ込む。ボルト１７の先端は、入れ子１０の側面に当接するので、ボルト１７をねじ込むことで、入れ子１０をボルト孔６ｈと対向する側面６ｊに押し付けることができる。これによりＹ方向（第２の方向）における入れ子１０と型板６との間のガタが排除され、転写面１０ｃのＹ方向の位置を精度良く調整することができる。ここで、ボルト１７とボルト孔６ｈとで押圧手段を構成する。なお、転写面１０ｃのＹ方向の位置を調整する場合、厚みを選択した第３スペーサ１６に組み変えればよい。
【００３８】
なお、型板６内には温度調整用の配管が埋設されていることが多く、それにより型板６の内部温度と外部温度とが大きく異なる場合があるが、図２に示すように、第１当接面１０ｄの先端から転写面１０ｃの中心までの距離Ａを、転写面１０ｃの中心から入れ子１０の背面１０ｅまでの距離Ｂより小さく（Ａ＜Ｂ）することで、環境温度に関わらず転写面１０ｃの温度を一定に維持できるというメリットがある。蓋部材１４にも温度調整用の配管を設けることは任意である。
【００３９】
図５は変形例にかかる入れ子１０’を奥側から見た図であり、図６は、図５の構成をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。本変形例にかかる入れ子１０’は、一体的に形成されているが、全体的には上述した実施の形態と同様な形状を有する。但し、奥側の斜面１０ｄ’の中央には、ボルト孔１０ｐが形成され、第１当接面を兼ねる矩形板状のスペーサ１３’が、座繰り孔１３ａ’内に頭部が埋設されるボルト１８により、斜面１０ｄ’に固定されている。型板６の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００４０】
本変形例によれば、蓋部材１４（図４参照）を、入れ子１０’の背面１０ｅ’に当て、ボルト１５，１５（図４参照）をねじ込むと、そのねじ力で、第１斜面６ｎがスペーサ１３’を介して斜面１０ｄ’を押圧するので、入れ子１０’はＸ方向及びＺ方向下向きに付勢されることとなる。なお、転写面１０ｃ’のＸ方向及びＺ方向の位置を調整する場合、厚みを選択したスペーサ１３’に組み変えればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、特に光学素子の成形に好適であるが、それに限らず射出成形可能な全ての成形にも勿論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態にかかる竪型成形装置の概略図である。
【図２】４つの入れ子１０を装着した上側型板６を下面側から見た図である。
【図３】図２の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】入れ子１０を上側型板６から分解した状態で示す図である。
【図５】変形例にかかる入れ子１０’を奥側から見た図である。
【図６】図５の構成をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ シリンダ
１ａ 可動ピストン
１ｂ フランジ部
２ タイバー
３ 固定プラテン
４ 射出ユニット
５ 上側受け板
６ 上側型板
６ａ 開口
６ａ 第１の面
６ｂ 第２の面
６ｃ 第３の面
６ｄ 溝
６ｅ 開口
６ｆ 開口
６ｇ ボルト孔
６ｈ ボルト孔
６ｉ，６ｉ 対向面
６ｊ，６ｊ 側面
６ｋ 内側段部
６ｍ 奥面
６ｎ 斜面
７ 下側型板
８ 下側受け板
９ 可動プラテン
９ａ 貫通孔
１０ 入れ子
１０ａ 大角柱部
１０ｂ 板状部
１０ｃ 転写面
１０ｄ 当接面
１０ｄ’ 斜面
１０ｅ 背面
１０ｆ 当接面
１０ｐ ボルト孔
１１ 奥側部材
１２ 入口側部材
１３ 第１スペーサ
１４ 蓋部材
１４ａ 斜面
１４ｂ ボルト孔
１５ ボルト
１６ 第３スペーサ
１７ ボルト
１８ ボルト
１９  第２スペーサ
２０ 入れ子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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