(57)【要約】【課題】  温調手段の熱エネルギー損失を低減することができるとともに、高精度を要求される光学素子等をクリーンルームで成形する場合にも環境汚染の生じない射出成形金型を提供する。【解決手段】  型板４５，５２を外装した中子４６，５３に入子４７，５４を内挿した固定側及び可動側の一対のキャビティ形成部６を有し、中子４６，５３の内部に温調手段４６ａ，５３ａを設けるとともに、中子４６，５３の型板４５，５２に囲まれた側面に放熱低減手段４６ｂ，５３ｂを設け、中子４６，５３と型板４５，５２の間に隙間４６ｃ，５３ｃを形成し、少なくとも中子４６，５３の背面に接触する断熱手段４４，５１を設けた構成としてある。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側及び可動側型板と、該型板の内部に設けられた固定側及び可動側中子と、該中子に内挿された固定側及び可動側入子を有し、
前記固定側及び可動側中子の内部に、温調手段を設け、
前記固定側及び可動側中子と前記型板の間に隙間を形成し、
前記固定側及び可動側中子の外面のうち、前記型板と対向する面に、放熱低減手段を設け、
前記固定側及び可動側中子の外面のうち、互いが接触する面と反対側の面に、該反対側の面と接触する断熱手段を設けたことを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記中子の放熱低減手段として、該中子の側面を熱の放射率の低い金属膜で被覆したことを特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記中子の放熱低減手段としての金属膜が、少なくともＡｌ，Ｚｎ又はＣｕのいずれかを含むことを特徴とする請求項２記載の射出成形金型。
【請求項４】
前記中子の放熱低減手段として、該中子の側面を表面粗さＲｙ０．８ｓ以下に鏡面処理したことを特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項５】
前記可動側の入子の背面側に進退可能な突出ロッドを有し、該突出ロッドの後退時に、該突出ロッド先端と前記可動側の入子の背面との間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック製品等の射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００３−２９１１４８号では、ヒータ等の熱エネルギー損失を抑制することができる成形金型が提案されている。図３は、特開２００３−２９１１４８号の成形金型を示す概略断面図である。
【０００３】
同図において、成形金型１００は、金型本体１０１の外表面を断熱塗料からなる断熱塗膜１０２によって被覆するとともに、断熱塗膜１０２の表面を耐熱塗料からなる耐熱塗膜１０３によって被覆した構成となっていた。このような成形金型１００では、断熱塗膜１０２によって金型本体１０１の外表面温度を低くすることができるが、断熱塗膜１０２のみでは放射熱エネルギーが大きく、成形における熱エネルギー損失が大きくなってしまう。そこで、断熱塗膜１０２の表面を耐熱塗膜１０３によって被覆することにより、断熱塗膜１０２からの放射熱を小さく抑えている。
【特許文献１】特開２００３−２９１１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の成形金型１００では、金型本体１０１全体を断熱塗膜１０２と耐熱塗膜１０３によって被覆する構成としてあったので、実際に成形品を成形するときには、これら断熱塗膜１０２と耐熱塗膜１０３に覆われた金型本体１０１全体をヒータ等の温調手段により温度調節しなければならなかった。このため、膨大な熱エネルギーを必要とするという問題があった。
【０００５】
また、上述した従来の成形金型１００では、金型本体１０１の外表面を断熱塗膜１０２と耐熱塗膜１０３によって被覆していたので、これら断熱塗膜１０２と耐熱塗膜１０３が外部に露出しており、使用による劣化、又は取扱時における工具等の接触によって、これら断熱塗膜１０２と耐熱塗膜１０３が剥離してしまう。このため、高精度が要求されるレンズ，ミラー又はプリズム等といった光学素子をクリーンルーム内で成形するような場合は環境汚染が生じてしまうという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、少ない熱エネルギーで成形に適した温度を得るとともに、熱の損失を低減することができ、また、高精度を要求される光学素子等をクリーンルームで成形する場合にも環境汚染の生じない射出成形金型の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の射出成形金型は、固定側及び可動側型板と、該型板の内部に設けられた固定側及び可動側中子と、該中子に内挿された固定側及び可動側入子を有し、前記固定側及び可動側中子の内部に温調手段を設け、前記固定側及び可動側中子と前記型板の間に隙間を形成し、前記固定側及び可動側中子の外面のうち、前記型板と対向する面に、放熱低減手段を設け、前記固定側及び可動側中子の外面のうち、互いが接触する面と反対側の面に、該反対側の面と接触する断熱手段を設けた構成としてある。
【０００８】
好ましくは、前記中子の放熱低減手段として、該中子の側面を熱の放射率の低い金属膜で被覆した構成とし、より好ましくは、前記中子の放熱低減手段としての金属膜が、すくなくともＡｌ，Ｚｎ又はＣｕのいずれかを含む構成とする。また、前記中子の放熱低減手段として、該中子の側面を表面粗さＲｙ０．８ｓ以下に鏡面処理した構成としてもよい。
【０００９】
さらに、前記可動側の入子の背面側に進退可能な突出ロッドを有し、該突出ロッドの後退時に、該突出ロッド先端と前記可動側の入子の背面との間に隙間を形成した構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出成形金型によれば、中子の内部に温調手段を設けているので、少ない熱エネルギーで、成形に適した温度を得ることができる。更に、放熱低減手段が中子の側面から外部への放熱を防止するとともに、中子と型板の間に形成した隙間内の空気層が高い断熱効果を発揮する。そして、隙間と中子に接触する断熱手段とが相まって、可動側及び固定側を型閉めしたときに中子全体を断熱することができる。これにより、成形部における熱の損失を低減することができる。
【００１１】
また、放熱低減手段が、隙間を介して型板の内側に位置しているので、放熱低減手段の劣化や接触による剥離を確実に防止することができ、高精度を要求される光学素子等をクリーンルームで成形するような場合でも環境汚染が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る射出成形金型について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。
【００１３】
同図において、１は本実施形態に係る射出成形金型である。この射出成形金型１は、光学素子である両凸レンズを射出成形するものである。射出成形金型１は、水平方向に互いに対向する可動側取付板２と固定側取付板３とを有している。ここで、可動側取付板２は、可動側金型４を構成する部材のうちの一つである。一方、固定側取付板３は、固定側金型５を構成する部材のうちの一つである。なお、可動側取付板２には、駆動軸を挿入するための貫通孔２ａが穿設してある。この駆動軸は、サーボモータ又は油圧シリンダ等（不図示）により、進退する。一方、固定側取付板３には、樹脂材料を注入するための樹脂注入口３ａが形成してある。
【００１４】
可動側金型部４は、可動側取付板２側から順に、可動側取付板２の板面に固定したスペーサブロック４１と、スペーサブロック４１内に収納した入子突出手段４２と、スペーサブロック４１に固定した受け板４３と、受け板４３の板面に固定した断熱板（断熱手段）４４と、断熱板４４に固定した可動側型板（型板）４５とを有している。
【００１５】
可動側型板４５の内側には、可動側中子（中子）４６が内挿してある。そして、可動側中子４６の内部（図中の上下）には、可動側入子（入子）４７，４７が組み込んである。可動側入子（入子）４７，４７のそれぞれは、凹面状の成形面を有し、水平方向に進退可能になっている。ここでは、各可動側入子４７を、入子突出手段４２により、固定側金型５に向かって突出させる構成としている。
【００１６】
入子突出手段４２は、一対の突出板４２ａ，４２ｂと、突出ロッド４２ｃ，４２ｃとを備えた構成となっている。一対の突出板４２ａ，４２ｂは、スペーサブロック４１の内部空間に、摺動可能に設けられている。また、突出ロッド４２ｃ，４２ｃは、これら一対の突出板４２ａ，４２ｂ、受け板４３及び可動側断熱板４４を貫通している。各突出ロッド４２ｃには、長尺ボルト４２ｄ，４２ｄが内挿してあり、各長尺ボルト４２ｄの先端は各可動側入子４７の背面に螺合してある。
【００１７】
また、突出板４２ａ，４２ｂの中央には、受け板４３、断熱板４４及び可動側中子４６の各中心を貫通するエジェクタピン４２ｅが保持してある。エジェクタピン４２ｅは、可動側中子４６から突出して、図示しない成形品のランナー部を押し出し、前記成形品を離型する。
【００１８】
一方、固定側金型５は、固定側取付板３側から順に、固定側取付板３の板面に固定した固定側断熱板５１と、固定側断熱板５１の板面に固定した固定側型板（型板）５２とを有している。そして、可動側と同様に、固定側型板５２の内側には、固定側中子（中子）５３が内挿してある。また、固定側中子５３の内部（図中の上下）には、凹面状の成形面を有する固定側入子（入子）５４，５４が、それぞれ内挿してある。各固定側入子５４は、固定側断熱板５１の板面にボルトにより固定してある。
【００１９】
このように構成された射出成形金型１では、可動側取付板２を前進駆動させることで、可動側型板４５、可動側中子４６及び各可動側入子４７が、固定側型板５２、固定側中子５３及び各固定側入子５４に突き合う。その結果、上下二つのキャビティＣ，Ｃが形成される。このように、各キャビティＣの形成に関与する可動側型板４５、可動側中子４６、各可動側入子４７、及び固定側型板５２、固定側中子５３、各固定側入子５４を、以下、キャビティ形成部６という（但し、実際に各キャビティＣを形成するのは、可動側中子４６、各可動側入子４７、及び固定側中子５３、各固定側入子５４である）。
【００２０】
ここで、本実施形態に係る射出成形金型１の特徴的な構成要件について詳述する。まず、可動側及び固定側中子４６，５３の内部における側面近傍には、それぞれ温調手段４６ａ，５３ａが設けてある。これら温調手段４６ａ，５３ａとしては、温水又は冷水等の温調媒体の切り換え供給が可能な配管、又は温度調整可能なヒータがある。本実施形態に係る射出成形金型１では、このような温調手段４６ａ，５３ａを用い、金型ないしキャビティＣ内の温度調節を可能としている。よって、キャビティＣ周辺を、少ない熱エネルギーで、適切な温度に維持することができる。
【００２１】
また、本実施形態に係る射出成形金型１では、可動側及び固定側中子４６，５３の側面は、それぞれ放熱低減手段４６ｂ，５３ｂにより被覆してある。この側面は、可動側型板４５や固定側型板５２と対向する面である。これら放熱低減手段４６ｂ，５３ｂとして、可動側及び固定側中子４６，５３の側面を熱放射率の低い金属膜により被覆する構成、又は、可動側及び固定側中子４６，５３の側面を鏡面処理する構成のいずれかを採用することができる。
【００２２】
可動側及び固定側中子４６，５３の側面を金属膜により被覆する場合は、放射率の低いＡｌ膜（アルミ箔又はアルミコーティングのいずれでもよい）を採用することが好ましい。Ａｌの放射率は、他の金属と比較して非常に低いので、放射熱を抑える効果が高い。例えば、可動側及び固定側中子４６，５３を、ＳＵＳ系の鋼材で形成したとする。そのままの場合（被覆しない場合）、放射率は、ＳＵＳ系の鋼材の放射率０．４〜０．５となる。これに対して、Ａｌ膜で被覆した場合、放射率は、Ａｌの放射率０．１〜０．２となる。よって、Ａｌ膜で被覆すると、Ａｌ膜で被覆しない場合に放射している熱の５０〜８０％について、放射を抑えることができる。一般に、金型の温度が１００℃以上になると、放射熱量は伝熱量に近くなるため、放射熱を低減することは、可動側及び固定側中子４６，５３の温度低下の防止に対して効果が大きい。なお、Ａｌ膜の他にも、放射熱を抑える効果がある金属として、Ｚｎ又はＣｕ等からなる金属膜がある。このような金属膜を、放熱低減手段として採用することが可能である。
【００２３】
また、可動側及び固定側中子４６，５３の側面を、表面粗さＲｙ０．８ｓ以下に鏡面処理する構成としてもよい。このような鏡面処理によって、可動側及び固定側中子４６，５３の側面の表面積が小さくなるので、放射熱を低減することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態に係る射出成形金型１では、可動側及び固定側中子４６，５３の側面と、可動側及び固定側型板４５，５２の内周面との間に、互いに連続する隙間４６ｃ，５３ｃが形成してある。隙間４６ｃ，５３ｃは、可動側及び固定側中子４６，５３と、可動側及び固定側型板４５，５２との伝熱を抑制するためのものである。本実施形態に係る射出成形金型１では、この隙間４６ｃ，５３ｃは空気層となっている。このようにすると、隙間４６ｃ，５３ｃ内の空気層が、高い断熱効果を発揮する。
【００２５】
これに加え、本実施形態に係る射出成形金型１では、可動側及び固定側中子４６，５３、可動側及び固定側入子４７，５４の背面に、可動側及び固定側断熱板４４，５１を面接させている。この背面は、可動側及び固定側中子４６，５３が互いに接触する面と反対側の面である。このような構成により、背面からの伝熱を抑制している。これら可動側及び固定側断熱板４４，５１は、断熱性が高く耐熱性を有する材料により形成することが好ましい。可動側及び固定側断熱板４４，５１としては、例えば、ガラスフィラーを混入にした樹脂基板や、ジルコニア又はセラミック製の基板を用いることができる。このような可動側及び固定側断熱板４４，５１と、上述した隙間４６ｃ，５３ｃとが相まって、可動側及び固定側中子４６，５３が断熱手段により覆われることとなり、外部への伝熱による損失、および外部への熱放射が低減される。
【００２６】
このような本実施形態の射出成形金型１によれば、放熱低減手段４６ｂ，５３ｂが、可動側及び固定側中子４６，５３の側面から外部への放熱を防止するとともに、これら可動側及び固定側中子４６，５３の側面と、可動側及び固定側型板４５，５２との間に形成した隙間４６ｃ，５３ｃ内の空気層が高い断熱効果を発揮する。そして、隙間４６ｃ，５３ｃと可動側及び固定側断熱板４４，５１とが相まって、可動側金型４及び固定側金型５を型閉めしたときに、可動側及び固定側中子４６，５３全体を断熱することができる。これにより、ヒータ等の温調手段４６ａ，５３ａによって、可動側及び固定側中子４６，５３のみを温度調節して成形を行うことができるので、温調手段４６ａ，５３ａの熱エネルギー損失を低減することができる。
【００２７】
また、放熱低減手段４６ｂ，５３ｂが、隙間４６ｃ，５３ｃを介して可動側及び固定側型板４５，５２の内側に位置しているので、放熱低減手段４６ｂ，５３ｂの劣化や接触による剥離を確実に防止することができ、高精度を要求される光学素子等をクリーンルームで成形するような場合でも環境汚染が生じない。
【００２８】
さらに、上述したような可動側及び固定側中子４６，５３の放射熱、伝熱による熱損失を大幅に低減したことにより、可動側及び固定側中子４６，５３、可動側及び固定側入子４７，５４を短時間で均一に加熱することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型について図２を参照しつつ説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３０】
同図において、本実施形態に係る射出成形金型７では、一対の突出ロッド７１ａ，７１ａ及びエジェクタピン７１ｂの全長を短くしている。そして、これら各突出ロッド７１ａ及びエジェクタピン７１ｂの先端面と、各可動側入子４７及び可動側中子４６（出没ピン７２）の背面との間に、隙間７３，７３，７３を形成している。
【００３１】
ここで、各可動側入子４７は、スプリング７４，７４を介して、可動側中子４６に内挿されている。また、可動側中子４６の中心部に、スプリング７４，７４によって付勢された出没ピン７２を内挿してある。
【００３２】
本実施形態に係る射出成形金型７では、各突出ロッド７１ａ及びエジェクタピン７１ｂの長さは、いずれも、突出板４２ａから可動側断熱板４４までの間隔よりも、若干短くなっている。よって、各突出ロッド７１ａの後退時（すなわち、成形時）には、各突出ロッド７１ａの先端面と各可動側入子４７の背面との間に、隙間７３，７３が形成される。同様に、エジェクタピン７１ｂの後退時には、エジェクタピン７１ｂの先端面と出没ピン７２の背面との間に、隙間７３が形成される。
【００３３】
上記構成において、突出板４２ａ，４２ｂを図示しない駆動手段により前進させると、各突出ロッド７１ａ，７１ａ及びエジェクタピン７１ｂの先端面が、各可動側入子４７及び出没ピン７２の背面に当接する。そして、各スプリング７４の付勢力に抗して、これら各可動側入子４７及び出没ピン７２が前進させられ、図示しない成形品の離型が行われる。
【００３４】
このような本実施形態の射出成形金型７によれば、射出成形時において、各突出ロッド７１ａ及びエジェクタピン７１ｂの先端面と、各可動側入子４７及び出没ピン７２の背面との間に各隙間７３が形成されるので、各突出ロッド７１ａ及びエジェクタピン７１ｂを介して、各可動側入子４７及び可動側中子４６の熱が、可動側プラテン２側に伝熱してしまうことを防止することができる。これによって、各可動側入子４７及び可動側中子４６の温度を、各固定側入子５４及び固定側中子５３の温度とを均等にすることができる。すなわち、可動側金型４と固定側金型５との温度差をなくすことができるので、レンズ等の成形品の形状精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。
【図３】従来の成形金型を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  射出成形金型
２  可動側取付板
３  固定側取付板
４  可動側金型部
４１  スペーサブロック
４２  入子突出手段
４２ａ，４２ｂ  突出板
４２ｃ  突出ロッド
４２ｄ  長尺ボルト
４２ｅ  エジェクタピン
４３  受け板
４４  可動側断熱板（断熱手段）
４５  可動側型板（型板）
４６  可動側中子（中子）
４６ａ  温調手段
４６ｂ  放熱低減手段
４６ｃ  隙間
４７  可動側入子（入子）
５  固定側金型部
５１  固定側断熱板（断熱手段）
５２  固定側型板（型板）
５３  固定側中子（中子）
５３ａ  温調手段
５３ｂ  放熱低減手段
５３ｃ  隙間
５４  可動側入子（入子）
６  キャビティ形成部
Ｃ  キャビティ
７  射出成形金型
７１ａ  突出ロッド
７１ｂ  エジェクタピン
７２  出没ピン
７３  隙間
７４  スプリング
【図１】
2006192621.tif 000003
【図２】
2006192621.tif 000004
【図３】
2006192621.tif 000005