(57)【要約】  外周型７２に加工用補助部材８１を取り付けて固定し、外周型７２と加工用補助部材８１とを共に切削及び研磨することにより彫り込み部７２ｄを形成するため、彫り込み部７２ｄのエッジ部分にかえりや切削の跡が生じるのを防ぐことができる。さらに、研磨時にエッジ部分にだれが生じることを防ぐことができる。これにより、容易かつ低コストにかえりや切削の跡を低減した寸法精度の高い射出成形用金型４０を作製することができる。その結果、容易かつ低コストに、レンズＯＬにバリが発生することを防止することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の外周面を成形する金型の金型内周面を加工するための金型加工方法であって、
前記金型の先端面に加工用補助部材を取り付けて固定する第１工程と、
前記第１工程後、前記金型及び前記加工用補助部材を共に切削加工することにより、前記金型内周面を前記金型に形成し、前記金型内周面の延長上となる補助部材内周面を前記加工用補助部材に形成する第２工程と、
前記第２工程後、前記金型内周面及び前記補助部材内周面を共に研磨する第３工程と、を備えることを特徴とする金型加工方法。
【請求項２】
前記加工用補助部材は、前記金型にネジ止めによって固定されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の金型加工方法。
【請求項３】
前記加工用補助部材は、前記金型と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の金型加工方法。
【請求項４】
前記加工用補助部材と前記金型との当接面は、鏡面加工されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一項記載の金型加工方法。
【請求項５】
前記当接面は、平面であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の金型加工方法。
【請求項６】
前記金型内周面は、光学素子のフランジ部の側面に対応することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項記載の金型加工方法。
【請求項７】
請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一項記載の金型加工方法を用いて作製されたことを特徴とする射出成形用金型。
【請求項８】
請求の範囲第７項記載の射出成形用金型を用いて成形されたことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形等に用いられる金型加工方法、射出成形用金型、及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形による光学素子の製造方法として、光学素子外周のフランジ外周面（フランジ部側面）に対応する位置にパーティングラインを有する金型構造を用いるものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開平９−１３１８０２号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６６６５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、上記のような金型構造では、フランジ外周面を形成する彫り込み部において切削加工によって生じるエッジ部分のかえりや切削の跡により、光学素子の離型時にフランジ外周面に傷が発生するという問題が生じる。
【０００４】
さらに、この傷を防止するため、彫り込み部のエッジ部分のかえりや切削の跡を研磨する加工を施す方法があるが、この場合、彫り込み部のエッジ部分がだれてしまい、成形された光学素子のフランジ外周面にバリが発生する。光学素子は、ボビンと称する鏡枠内に装着されるが、この際、フランジ外周面にバリがあると、鏡枠内周部にバリが当接し、光学素子が傾いて装着される不具合が発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
また、切削加工では、彫り込み部のエッジ部分におけるかえりや切削の跡の抑制防止等の工程が必要となり、金型の精度向上のためにコストや加工時間が増加するという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、容易かつ低コストに成形品の外周面におけるバリの発生を防止し、寸法精度の高い成形品を成形できる射出成形用金型を製造するための金型加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、上記のような金型加工方法を用いて作製した射出成形用金型と上記のような射出成形用金型を用いて成形した光学素子とを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に係る金型加工方法は、成形品の外周面を成形する金型の金型内周面を加工するための金型加工方法であって、金型の先端面に加工用補助部材を取り付けて固定する第１工程と、第１工程後、金型及び加工用補助部材を共に切削加工することにより、金型内周面を金型に形成し、金型内周面の延長上となる補助部材内周面を加工補助部材に形成する第２工程と、第２工程後、金型内周面及び補助部材内周面を共に研磨する第３工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記金型加工方法では、金型に加工用補助部材を取り付けて固定し、金型と加工用補助部材とを共に切削及び研磨することにより金型内周面を形成するため、金型内周面のエッジ部分にかえりや切削の跡が生じることを防ぐことができる。さらに、研磨時にエッジ部分にだれが生じることを防ぐことができる。これにより、寸法精度の高い金型を加工することができ、容易かつ低コストに成形品にバリが発生することを防止することができる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は観点では、加工用補助部材は、金型にネジ止めによって固定されることを特徴とする。この場合、金型に対する加工用補助部材の固定が安定するとともに加工用補助部材の着脱を容易にすることができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、加工用補助部材は、金型と同じ材料で形成されていることを特徴とする。この場合、切削加工に材料の違いによる加工効率や加熱による手法変化又は寸法差がなくなり、かえりや切削の跡が生じることを確実に防ぐことができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、加工用補助部材と金型との当接面は、鏡面加工されていることを特徴とする。この場合、金型と加工用補助部材との接触面に隙間が生じず、かえりやだれが生じることを防ぐことができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、当接面は、平面であることを特徴とする。この場合、金型と加工用補助部材との接続面の形成が簡単になり、両者の間に隙間が生じることを防ぐことができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、金型内周面は、光学素子のフランジ部の側面に対応することを特徴とする。この場合、成形品、すなわち成形された光学素子のフランジ部にバリが発生するのを防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る射出成形用金型は、上述の金型加工方法を用いて作製されたことを特徴とする。この場合、上述の金型加工方法を用いて作製されることにより、容易かつ低コストに成形品のバリ発生を防ぎつつ、寸法精度の高い金型とすることができる。
【００１６】
本発明に係る光学素子は、上述の射出成形用金型を用いて成形されたことを特徴とする。この場合、上述の射出成形用金型を用いて成形されることにより、容易かつ低コストに外周面のバリ発生を防止し、寸法精度の高い光学素子となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の射出成形用金型の構造を説明する拡大側断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型によって成形されるレンズの側断面図である。
【図３】外周型及び加工用補助部材の構造を説明する斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、外周型及び加工用補助部材の構造を説明する拡大断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、外周型の加工方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００１８】
３１…中ぐりバイト
３２…リュータ
４１…固定金型
４２…可動金型
６１，７１…鏡面コア
６２，７２…外周型
８１…加工用補助部材
７２ａ…コア挿通孔
８１ａ…彫り込み孔
７２ｄ，８１ｄ…彫り込み部
ＣＶ…型空間
ＧＰ…ゲート部分
ＯＬ…レンズ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態である射出成形用金型、光学素子、及び金型加工方法について、図面を参照しつつ説明する。【００２０】
図１は、固定金型４１と可動金型４２とで構成される射出成形用金型４０の構造を説明する断面図である。図２は、図１に示す射出成形用金型４０によって成形されるレンズＯＬの断面図である。【００２１】
本実施形態の射出成形用金型４０は、固定金型４１と可動金型４２とを備える。固定金型４１と可動金型４２とは、パーティングラインＰＬを境として開閉可能になっている。不図示の成形装置によって固定金型４１と可動金型４２とを型合わせして型締めを行うことにより、図２に示す光学素子としてのレンズＯＬを成形するための型空間ＣＶが形成されるとともに、型空間ＣＶに樹脂を供給するためのゲート部分ＧＰが形成される。【００２２】
型空間ＣＶは、後述する一対の光学転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、一対の周縁転写面Ｓ３，Ｓ４に囲まれたフランジ空間ＣＶ２から構成される。周縁転写面Ｓ３，Ｓ４は、レンズＯＬの外周部分に設けられる環状のフランジ部ＦＬを形成するための周辺部分を構成する。なお、周縁転写面Ｓ３は、成形加工の完了したレンズＯＬを不図示のボビンと称する鏡枠内に装着するときの基準面となるフランジ下面ＦＬ１に対応する。また、周縁転写面Ｓ４のうち、型の開閉方向に垂直な輪帯状の周縁転写面Ｓ４ａは、レンズＯＬのフランジ部ＦＬのフランジ上面ＦＬ２に対応し、型の開閉方向に平行な円筒面状の周縁転写面Ｓ４ｂは、フランジ部ＦＬのフランジ側面ＦＬ３に対応する。レンズＯＬは、例えば光ピックアップ用の対物レンズとして用いられる。【００２３】
図１に示すように、固定金型４１は、固定金型４１のコア部分である円柱状の鏡面コア６１と、周辺部分である筒状の外周型６２とを備える。鏡面コア６１は、外周型６２の内部に形成されたコア挿通孔６２ａに挿入され、鏡面コア６１と外周型６２とは不図示の取り付け板によって背後から支持され、相互に位置決めされている。鏡面コア６１は、その端面、すなわち可動金型４２に対向する型面に、レンズＯＬの光学面ＯＳ１に対応する部分である円形の光学転写面Ｓ１を備える。外周型６２は、レンズＯＬのフランジ下面ＦＬ１に対応する部分であり、光学転写面Ｓ１の外周を囲む上述の周縁転写面Ｓ３を備える。【００２４】
可動金型４２は、固定金型４１の場合と同様に、円柱状の鏡面コア７１と筒状の外周型７２とを備える。鏡面コア７１は、外周型７２内部に形成されたコア挿通孔７２ａに挿入され、鏡面コア７１と外周型７２とは不図示の突き出し板によって背後から支持され、相互に位置決めされている。そして、この突き出し板が可動することにより、鏡面コア７１や不図示の突き出しピン等が突き出され、レンズＯＬを含む成形品を離型させる。【００２５】
鏡面コア７１は、その端面、すなわち固定金型４１に対向する型面に、レンズＯＬの光学面ＯＳ２に対応する部分である円形の光学転写面Ｓ２を備える。外周型７２は、レンズＯＬのフランジ上面ＦＬ２に対応する部分であり、光学転写面Ｓ２の外周を囲む上述の周縁転写面Ｓ４と、ゲート部分ＧＰに対応する部分であるゲート凹部Ｓ６とを備える。なお、可動金型４２には、型空間ＣＶ内に樹脂を流入するための不図示のスプル部分が設けられている。【００２６】
以下、金型加工方法のうち、特に可動金型４２の外周型７２の加工方法について説明する。図３は、外周型７２及び加工用補助部材８１の構造を説明する斜視図である。【００２７】
可動金型４２の外周型７２には、予め切削バイト、ドリル等を組み付けた旋盤を利用して、コア挿通孔７２ａと、外周型７２に加工用補助部材８１を固定するためのネジ穴７２ｂとが形成されている。コア挿通孔７２ａは軸ＡＸ方向に延びており、ネジ穴７２ｂも軸ＡＸ方向に延びている。コア挿通孔７２ａには、外周型７２の端面７２ｃ側に、レンズＯＬのフランジ上面ＦＬ２及びフランジ側面ＦＬ３に対応し、外側の直径がフランジ側面ＦＬ３よりやや小さい環状段部７２ｅが形成されている。環状段部７２ｅは、周縁転写面Ｓ４となるべき部分である。ネジ穴７２ｂには、固定用の雌ネジが形成されている。【００２８】
加工用補助部材８１には、外周型７２と同様に、予め切削バイト、ドリル等を組み付けた旋盤を利用して、彫り込み孔８１ａとネジ穴８１ｂとが形成されている。彫り込み孔８１ａは、外周型７２のコア挿通孔７２ａに対応する位置に環状段部７２ｅの外側の内径ｄ２と略同じ大きさの孔に形成されている。ネジ穴８１ｂは、外周型７２のネジ穴７２ｂに対応する位置に設けられている。ネジ穴８１ｂには、雌ネジが形成されていない。ネジ穴８１ｂを介してネジ９１が外周型７２のネジ穴７２ｂにねじこまれる。なお、先端側にのみネジ山が形成されているネジ９１を用いることもできる。【００２９】
加工用補助部材８１の端面８１ｃは、外周型７２の端面７２ｃと当接し、外周型７２と加工用補助部材８１とは、ネジ穴７２ｂ，８１ｂを利用してネジ９１で固定される。端面７２ｃ及び端面８１ｃは、平面に加工された後、研磨によって鏡面加工の仕上げが施されており、当接面Ａを形成する両者の平面度及び面粗度は高くなっている。ここで、外周型７２側の端面７２ｃは、図１に示すパーティングラインＰＬを形成する面となる。【００３０】
なお、以上の外周型７２及び加工用補助部材８１は、同じ材料を用いて形成されている。例えば、材料として、ステンレス鋼の一種であるＨＰＭやスタバックス等が用いられる。【００３１】
図４は、外周型７２と加工用補助部材８１との当接面Ａにおけるコア挿通孔７２ａ及び彫り込み孔８１ａ周辺の断面図である。図４（Ａ）は、金型加工前の断面図であり、図４（Ｂ）は、金型加工後の断面図である。ここで、破線は、固定金型４１及び可動金型４２の型締め時に形成される型空間ＣＶを表す。【００３２】
上述したように、金型加工前の環状段部７２ｅの内周面（金型内周面）である彫り込み部７２ｄは、金型加工によって周縁転写面Ｓ４ｂが現われるよう、型空間ＣＶの外径よりも小さめに削り代を残して加工されている。加工用補助部材８１に設けた彫り込み孔８１ａの内周面（補助部材内周面）である彫り込み部８１ｄは、彫り込み部７２ｄの略延長線上になるよう切削されている。つまり、金型加工前の外周型７２の彫り込み部７２ｄと加工用補助部材８１の彫り込み部８１ｄは、外周型７２の最終形状の周縁転写面Ｓ４ｂの内径ｄ１よりも小さな内径ｄ２になるように加工されている。【００３３】
図５は、外周型７２の加工方法を説明する図である。図５（Ａ）は、固定工程を説明する図であり、図５（Ｂ）は、切削工程を説明する図であり、図５（Ｃ）は、研磨工程を説明する図である。【００３４】
図５（Ａ）に示すように、外周型７２の端面７２ｃと加工用補助部材８１の端面８１ｃとを密着させ、一対のネジ９１によりネジ止めして外周型７２と加工用補助部材８１とを固定する（第１工程  図３参照）。この際、当接面Ａを構成する両端面７２ｃ，８１ｃは平面な鏡面に仕上げされているため、密着状態となる。【００３５】
外周型７２と加工用補助部材８１とを固定したものを旋盤にセットし、中ぐりバイト３１を用いて切削加工する（第２工程）。この際、ネジ９１により外周型７２及び加工用補助部材８１を密着した状態に維持でき、両者の位置ずれを防止しつつ彫り込み部７２ｄと彫り込み部８１ｄとを共に所望の内径寸法（内径ｄ１）に切削する。なお、切削方向は当接面Ａに対して垂直であり（図２の軸ＡＸに平行）、外周型７２側から切削しても加工用補助部材８１側から切削してもよい。【００３６】
切削後、切削時に彫り込み部７２ｄ，８１ｄに生じたかえりや切削の跡をリュータ３２の先端に取り付けた砥石３２ａを用いて研磨して除去する（第３工程）。これにより、彫り込み部７２ｄ，８１ｄを不要な突起や窪みのない所望の平面度及び面粗度に仕上げることができる。研磨後、外周型７２から加工用補助部材８１を外す。加工後の外周型７２の環状段部７２ｅには、レンズＯＬのフランジ側面ＦＬ３に対応する周縁転写面Ｓ４ｂが形成される。【００３７】
以上説明した金型加工方法によれば、外周型７２に加工用補助部材８１を取り付けて固定し、外周型７２と加工用補助部材８１とを共に切削及び研磨することにより彫り込み部７２ｄ、すなわち周縁転写面Ｓ４ｂを形成するため、周縁転写面Ｓ４ｂのエッジ部分にかえりや切削の跡が生じるのを防ぐことができる。さらに、研磨時にエッジ部分にだれが生じることを防ぐことができる。これにより、容易かつ低コストにかえりや切削の跡やだれを低減した寸法精度の高い射出成形用金型４０を作製することができる。その結果、容易かつ低コストに、フランジ側面ＦＬ３のバリ発生を防止し、寸法精度の高いレンズＯＬを得ることができる。【００３８】
また、外周型７２と加工用補助部材８１とをネジ止めして固定することにより、外周型７２と加工用補助部材８１との着脱を容易にすることができる。また、外周型７２と加工用補助部材８１とを同じ材料にすることにより、切削加工に材料の違いによる差がないため、切削の切替時にバイトの刃がぶれて彫り込み部７２ｄにかえりや切削の跡が生じるのを防ぐことができる。また、外周型７２の端面７２ｃと加工用補助部材８１の端面８１ｃとが平面に鏡面仕上げされていることにより、当接面Ａに隙間が生じず、彫り込み部７２ｄ、すなわち周縁転写面Ｓ４ｂにかえりやだれが生じるのを防ぐことができる。【００３９】
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、外周型７２と加工用補助部材８１とを固定するために、ネジ９１を用いたが、外周型７２と加工用補助部材８１とが密着して動かないようにすることができれば、例えばクランプ等を用いてもよい。【００４０】
また、上記実施形態において、可動金型４２は鏡面コア７１と外周型７２とで構成されるが、鏡面コア７１と外周型７２とを一体型にしてもよい。【００４１】
また、上記実施形態において、円筒状の彫り込み部７２ｄ，８１ｄを切削したが、四角状の場合でも同様に切削することができる。【００４２】
また、上記実施形態において、可動金型４２の外周型７２を加工したが、固定金型４１の外周型６２を加工してもよい。【００４３】
また、上記実施形態において、固定金型４１及び可動金型４２で構成される射出成形用金型４０に設ける型空間ＣＶの形状は、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。すなわち、型空間ＣＶの形状は、単なる例示であり、レンズＯＬの用途等に応じて適宜変更することができる。
【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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【国際調査報告】
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