(57)【要約】【課題】可動側金型に配置され突き出し可能な入れ子と、この入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形用金型、該成形用金型の組立方法及び成形方法を提供すること。【解決手段】成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有する成形用金型において、第２の入れ子と第２の金型に、互いに反発するように磁石を配置し、磁石の反発力により、第２の入れ子の突き出し方向に直交する面内の位置決めを行う成形用金型とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、
前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有する成形用金型において、
前記第２の入れ子と前記第２の金型に、互いに反発するように磁石を配置し、
前記磁石の反発力により、前記第２の入れ子の突き出し方向に直交する面内の位置決めを行うことを特徴とする成形用金型。
【請求項２】
前記磁石は永久磁石であり、当該永久磁石を移動させることで反発力を調整することを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
【請求項３】
前記第２の入れ子と前記第２の金型に配置された磁石のうち、少なくとも一方は電磁石であり、当該電磁石の磁力を調整することで反発力を調整することを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
【請求項４】
成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、
前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有する成形用金型において、
前記第１の入れ子と前記第２の入れ子が互いに引き合うように、相対する面の双方に磁石を配置したことを特徴とする成形用金型。
【請求項５】
成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、
前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有し、
前記第２の入れ子と前記第２の金型に、互いに反発するように一方に磁石、他方に電磁石を配置した成形用金型の組立方法であって、
前記電磁石に通電した状態で、前記第２の入れ子を前記第２の金型に組み込むことを特徴とする成形用金型の組立方法。
【請求項６】
成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、
前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有し、
前記第１の入れ子と前記第２の入れ子が互いに引き合うように、相対する面の双方に磁石を配置すると共に、前記第２の入れ子と前記第２の金型の双方に、電磁石が配置された成形用金型を用いる成形方法であって、
前記電磁石の反発力により、前記第２の入れ子を突き出し方向に直交する面内では非接触に保持した状態で、前記第１の金型と前記第２の金型を当接させる工程と、
前記第１の金型と前記第２の金型を当接させる工程の後、前記電磁石による反発力を無くする工程と、
前記反発力を無くする工程の後、溶融樹脂をキャビティ内に注入させる工程と、
前記第２の金型を移動させ、前記第１の金型から離間させる工程と、
前記第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し、成形品を取り出す工程と、を有することを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用金型、成形用金型の組立方法及び成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック製の光学レンズは成形用金型で射出成形により作成されるのが一般的である。プラスチック製の光学レンズの成形用金型は、固定側金型と移動側金型で構成されており、それぞれに光学レンズの光学面に対応するキャビティの形状が形成された入れ子が装着されている。成形に際しては、固定側金型と移動側金型を当接させて溶融樹脂をキャビティ内に流入させた後、成形された光学レンズと共に移動側金型を離間移動させ、移動側金型内の入れ子を突き出すことで、成形された光学レンズが移動側金型から取り出される。
【０００３】
このような、成形用金型として、入れ子と、この入れ子を保持する保持部材の間との隙間にボールリテーナを配置したものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、移動側金型内の入れ子を突き出すための駆動力に、磁力を用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３０８２２号公報
【特許文献２】特開平１−２５４３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の成形用金型では、１回の成形毎に移動側金型内の入れ子を突き出す工程があるため、長期にわたる使用で、突き出しのため移動する入れ子、ボール、保持部材、の少なくともいずれかに接触による摩耗が生じ、この摩耗によって入れ子の位置にズレが生じる問題がある。この入れ子のズレは、特に光学レンズの成形においては、２つの光学面の光軸ズレとして現れ問題となる。この問題は、上記特許文献２に記載の金型においても同様である。
【０００７】
また、この摩耗の問題を低減するために潤滑剤が用いられているが、定期的なメンテナンスが必要となり、工数増となる問題もある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、可動側金型に配置され突き出し可能な入れ子と、この入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形用金型、該成形用金型の組立方法及び成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、下記の構成により達成される。
【００１０】
（１）成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有する成形用金型において、前記第２の入れ子と前記第２の金型に、互いに反発するように磁石を配置し、前記磁石の反発力により、前記第２の入れ子の突き出し方向に直交する面内の位置決めを行うことを特徴とする成形用金型。
【００１１】
（２）前記磁石は永久磁石であり、当該永久磁石を移動させることで反発力を調整することを特徴とする前記（１）に記載の成形用金型。
【００１２】
（３）前記第２の入れ子と前記第２の金型に配置された磁石のうち、少なくとも一方は電磁石であり、当該電磁石の磁力を調整することで反発力を調整することを特徴とする前記（１）に記載の成形用金型。
【００１３】
（４）成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有する成形用金型において、前記第１の入れ子と前記第２の入れ子が互いに引き合うように、相対する面の双方に磁石を配置したことを特徴とする成形用金型。
【００１４】
（５）成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有し、前記第２の入れ子と前記第２の金型に、互いに反発するように一方に磁石、他方に電磁石を配置した成形用金型の組立方法であって、前記電磁石に通電した状態で、前記第２の入れ子を前記第２の金型に組み込むことを特徴とする成形用金型の組立方法。
【００１５】
（６）成形面が形成された第１の入れ子を保持する第１の金型と、前記第１の金型と離接可能となされ、成形面が形成された第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し可能に保持する第２の金型と、を有し、前記第１の入れ子と前記第２の入れ子が互いに引き合うように、相対する面の双方に磁石を配置すると共に、前記第２の入れ子と前記第２の金型の双方に、電磁石が配置された成形用金型を用いる成形方法であって、前記電磁石の反発力により、前記第２の入れ子を突き出し方向に直交する面内では非接触に保持した状態で、前記第１の金型と前記第２の金型を当接させる工程と、前記第１の金型と前記第２の金型を当接させる工程の後、前記電磁石による反発力を無くする工程と、前記反発力を無くする工程の後、溶融樹脂をキャビティ内に注入させる工程と、前記第２の金型を移動させ、前記第１の金型から離間させる工程と、前記第２の入れ子を前記第１の金型の方向に突き出し、成形品を取り出す工程と、を有することを特徴とする成形方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可動の入れ子と、この入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形用金型、該成形用金型の組立方法及び成形方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る成形用金型の一例を示す概略の断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る成形用金型を構成する第２の入れ子の周辺の一例を示す模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る成形用金型を構成する第２の入れ子の周辺のその他の例を示す模式図である。
【図４】第２の実施の形態に係る成形用金型の型閉じ時の第１の入れ子及び第２の入れ子の周辺の一例を示す模式図である。
【図５】第３の実施の形態に係る成形用金型の型閉じ時の第１の入れ子及び第２の入れ子の周辺の一例を示す模式図である。
【図６】図５に示す第３の実施の形態に係る成形用金型を用いた成形時の各部の動作概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施するための形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の図においては、各部に電力を供給する電源や、配線等については省略している。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る成形用金型１の一例を示す概略の断面図である。同図は、樹脂レンズの成形用金型を示している。
【００２０】
図１において、２は固定側取り付け板、３は可動側取り付け板、４は固定側型板、５は可動側型板、６は受け板、７はスペーサブロック、８はエジェクタプレートである。１７は樹脂レンズが形成される空間であり、キャビティと称している。
【００２１】
キャビティ１７は、固定側の金型（第１の金型に相当）に配置された入れ子（第１の入れ子と称す）９の光学面９ｃと可動側の金型（第２の金型に相当）に配置された入れ子（第２の入れ子と称す）１０の光学面１０ｃに挟まれたレンズ部を形成する部分と、第１の入れ子９を保持する保持部材１１と第２の入れ子１０を保持する保持部材２１とに挟まれたフランジ部２１ｆを形成する部分とで形成されている。
【００２２】
固定側の第１の入れ子９は、締結部材である取り付けネジ１３で固定側取り付け板２に固定されて保持されている。可動側の第２の入れ子１０は、突き出しロッド１２ａに連結されている。突き出しロッド１２ａは、エジェクタプレート８と連結されている。
【００２３】
第２の入れ子１０は、第１の実施の形態においては、保持部材２１と受け板６で形成された空間内で磁石による反発力で位置が決められて保持されている。また、第２の入れ子１０は、突き出し方向に直交する方向には摺動可能となされて、突き出しロッド１２ａと係合している。なお、可動側の第２の入れ子１０周辺の詳細な構成は、後述する。
【００２４】
射出成形機（図示せず）で溶融されたアクリル等の樹脂は、スプルー１５、ランナー１６、ゲート１９を通ってキャビティ１７内に射出充填され、冷却固化される。その後、成形用金型１は、パーティングラインＰＬで固定側と可動側の２つに分離される。スプルー１５、ランナー１６、ゲート１９、キャビティ１７内の成形品は、固定側（図示ＰＬより右側）の金型から離され、可動側（図示ＰＬより左側）の金型と共に移動する。
【００２５】
この後、エジェクタプレート８の移動により、エジェクタピン１２ｂによりスプルー１５が、突き出しロッド１２ａにより可動側の第２の入れ子１０が型から突き出される。これにより、スプルー１５、ランナー１６、ゲート１９、キャビティ１７内の成形品は、離型され取り出される。この後、ゲート１９の位置で切断され成形品である樹脂レンズが製作される。
【００２６】
図２は、第１の実施の形態に係る成形用金型１を構成する第２の入れ子１０の周辺の一例を示す模式図である。図２（ａ）は図１に示す第２の入れ子１０及び保持部材２１を図示Ａ−Ａ線で切断した断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す第２の入れ子１０及び保持部材２１を図示Ｂ−Ｏ−Ｂ線で切断した断面図である。
【００２７】
図２に示すように、光学面１０ｃが形成された２段の円柱状の第２の入れ子１０には外周の円柱方向に２箇所、円周方向に略１２０°間隔（図２（ａ）参照）で永久磁石３１が埋め込まれている。一方、保持部材２１の、第２の入れ子１０の永久磁石３１に対応する位置には、永久磁石４１が組み込まれている。永久磁石３１と永久磁石４１は、互いに反発するように配置されている。例えば、永久磁石３１の外面側を全てＳ極とし、相対する永久磁石４１の永久磁石３１側の面をＳ極とするか、永久磁石３１の外面側を全てＮ極とし、相対する永久磁石４１の永久磁石３１側の面がＮ極となるよう配置される。
【００２８】
永久磁石４１には、それぞれネジ部材４２が保持部材２１に対し回転不能に固着されている。更に、ネジ部材４２の雄ネジ部は、保持部材２１に対し回転可能な雌ネジ部材４３と螺合している。雌ネジ部材４３を回転させることで永久磁石４１を移動させ、相対する永久磁石４１と永久磁石３１の距離を変化させることができる。
【００２９】
この永久磁石４１を移動させることで、相対する永久磁石４１と永久磁石３１の間の個々の反発力を変化させ、第２の入れ子１０の突き出し方向に直交する面内での位置が調整できる。これにより、第１の入れ子９の光学面９ｃに対する第２の入れ子１０の光学面１０ｃの位置が調整される（シフト調整）。また、図２（ｂ）に示す第２の入れ子１０の円柱方向２箇所に配置された永久磁石３１と永久磁石４１の間隔を変化させ、反発力を変えることで、第２の入れ子１０を微少に傾けティルト調整も行うことができる。
【００３０】
図３は、第１の実施の形態に係る成形用金型１を構成する第２の入れ子１０の周辺のその他の例を示す模式図である。図３に示した第２の入れ子１０の周辺の構成例は、図２に示す永久磁石４１を電磁石４５に置き換えたものである。図３（ａ）は図１に示す第２の入れ子１０及び保持部材２１を図示Ａ−Ａ線で切断した断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す第２の入れ子１０及び保持部材２１を図示Ｄ−Ｏ−Ｄ線で切断した断面図である。
【００３１】
図３に示すように、光学面１０ｃが形成された２段の円柱状の第２の入れ子１０には外周の円柱方向に２箇所、円周方向に略１２０°間隔（図３（ａ）参照）で永久磁石３１が埋め込まれている。一方、保持部材２１の第２の入れ子１０の永久磁石３１に対応する位置には、電磁石４５が組み込まれている。
【００３２】
この電磁石４５を構成するコイルへ流す電流を、個々に調整することで、相対する電磁石４５と永久磁石３１の間の個々の反発力を変化させ、第２の入れ子１０の突き出し方向に直交する面内での位置が調整できる。これにより、第１の入れ子９の光学面９ｃに対する第２の入れ子１０の光学面１０ｃの位置が調整される（シフト調整）。また、図３（ｂ）に示す第２の入れ子１０の円柱方向２箇所に配置された永久磁石３１と電磁石４５の反発力を変えることで、第２の入れ子１０を微少に傾けティルト調整も行うことができる。
【００３３】
このように、可動側の金型に配置され、突き出し可能に構成された入れ子を磁力による反発力を利用して、保持部材内において非接触で保持及び位置調整を行うよう構成することにより、入れ子と、入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形用金型を得ることができる。
【００３４】
なお、第２の入れ子１０側に電磁石を配置し、保持部材２１側に永久磁石を配置してもよいし、第２の入れ子１０側及び保持部材２１側の双方に電磁石を配置しても同様のことが行える。また、磁石の配置を略１２０°刻みで３方向に配置した例で説明したが、これに限るものでなく、略９０°刻みで４方向、略７２°刻みで５方向、６０°刻みで６方向等に配置したものでもよい。
【００３５】
また、図３における構成の場合、第２の入れ子１０を保持部材２１に組み込む際には、電磁石４５に通電した状態にして第２の入れ子１０を保持部材２１に組み込むことで、第２の入れ子１０を保持部材２１と接触させることなく組み込むことができ、組み込み時に接触等で傷を付けることのない成形用金型の組立方法とすることができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る成形用金型の型閉じ時の第１の入れ子９及び第２の入れ子１０の周辺の一例を示す模式図である。第２の実施の形態に係る成形用金型は図１に示す成形用金型の第２の入れ子１０と保持部材２１に配置されている磁石を廃止し、第１の入れ子９と第２の入れ子１０が互いに引き合うように、相対する面の双方に磁石を配置したものである。
【００３７】
図４に示すように、キャビティ１７を構成する第１の入れ子９の先端部に永久磁石５１が配置され、キャビティ１７を構成する第２の入れ子１０の先端部には、永久磁石５１に対応する位置に永久磁石６１が配置されている。永久磁石５１と永久磁石６１は、互いに引き合うように配置されている。例えば、永久磁石５１のキャビティ１７側をＳ極とし、相対する永久磁石６１の永久磁石５１側面をＮ極とするか、永久磁石５１のキャビティ１７側を全てＮ極とし、相対する永久磁石６１の永久磁石５１側の面がＳ極となるよう配置される。
【００３８】
また、第２の入れ子１０は、突き出し方向に直交する方向には摺動可能となされて、突き出しロッド１２ａと係合している。
【００３９】
このように構成することで、固定側の金型（第１の金型に相当）と可動側の金型（第２の金型に相当）を当接させて、型を閉じた際に、第１の入れ子９に配置された永久磁石５１と第２の入れ子１０に配置された永久磁石６１が互いに引き合うことで、例え第２の入れ子１０が若干量ずれた位置にあったとしても、第１の入れ子９に相対するように移動し、正確に位置決めされるようになる。
【００４０】
この状態で、溶融樹脂が注入され、樹脂が固化した後は、固化した樹脂により第２の入れ子はその位置を維持されることとなり、突き出しロッド１２ａにより第２の入れ子１０が突き出される。このため、突き出し時に第２の入れ子と保持部材とは接触することがない。
【００４１】
このように、固定側の金型に配置された入れ子と、可動側の金型に配置され保持部材内において突き出し方向に直交する面内で移動可能となされた入れ子を、型閉じ時に磁力により互いに引き合わせ、可動側の入れ子を保持部材内で移動させて位置合わせを行うよう構成することにより、入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形用金型を得ることができる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態に係る成形用金型の型閉じ時の第１の入れ子９及び第２の入れ子１０の周辺の一例を示す模式図である。図５に示す第１の入れ子９及び第２の入れ子１０は、図４に示した第１の入れ子９と第２の入れ子１０の構成と、図３に示した第２の入れ子１０と保持部材２１の構成を、共に有するものである。このため、同機能部材には、同符号を付与して構成に係る説明は省略する。異なる部分は、保持部材２１に配置される電磁石４５に相対する第２の入れ子１０に配置される磁石が電磁石４６となっていることである。
【００４３】
図６は、図５に示す第３の実施の形態に係る成形用金型を用いた成形時の各部の動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。なお、図６に示すフローは型開き状態から始まるものである。
【００４４】
まず、固定側の金型（第１の金型に相当）と可動側の金型（第２の金型に相当）が離間した状態（型開き状態）では、第２の入れ子１０と保持部材２１の間に反発力が付与されている（ステップＳ１０１）。具体的には、電磁石４５のコイル及び電磁石４６のコイルに双方が反発する磁力を発生させる方向に電流を供給する。これにより、第２の入れ子１０と保持部材２１は、突き出し方向に直交する方向では非接触の状態が維持される。
【００４５】
次いで、型閉じ、すなわち固定側の金型と可動側の金型を当接させ（ステップＳ１０２）、この後、第２の入れ子１０と保持部材２１の間の反発力を消去する（ステップＳ１０３）。具体的には、電磁石４５のコイル及び電磁石４６のコイルへの通電を停止する。
【００４６】
この、双方のコイルへの通電の停止により、電磁石４５及び電磁石４６による第２の入れ子１０の突き出し方向に直交する方向に作用する力は無くなる。このため、第１の入れ子９に配置された永久磁石５１と第２の入れ子１０に配置された永久磁石６１の互いに引き合う力で、第２の入れ子１０が第１の入れ子９に相対するように移動し、正確に位置決めされる。
【００４７】
次いで、溶融樹脂を注入（ステップＳ１０４）した後、固定側の金型と可動側の金型を離間させ型開きさせる（ステップＳ１０５）。次いで所定時間後、第２の入れ子の突き出し動作（ステップＳ１０６）を行い、成形品を取り出す。この突き出し動作時には、固化した樹脂により第２の入れ子はその位置を維持されることとなり、突き出し時に第２の入れ子と保持部材とは接触することがない。
【００４８】
以上の１回の成形が行われた後、所定回数の成形終了か否か判断（ステップＳ１０７）し、所定回数の成形が終了していない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、ステップＳ１０１に戻り上述の動作を繰り返す。
【００４９】
所定回数の成形が終了した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、終了する。
【００５０】
このような、成形方法とすることで、突き出し動作を行う第２の入れ子と第２の入れ子を保持する保持部材に摩耗を生じることが無く、メンテナンス不要で長期にわたって形状の安定した成形品を得ることができる成形方法を得ることができる。
【００５１】
なお、上記の第１〜第３の実施の形態において説明した成形用金型においては、非磁性体である材料、例えばＳＵＳ４０３等を適宜用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  成形用金型
２  固定側取り付け板
３  可動側取り付け板
５  可動側型板
６  受け板
７  スペーサブロック
８  エジェクタプレート
９  入れ子（第１の入れ子）
９ｃ、１０ｃ  光学面
１０  入れ子（第２の入れ子）
１１、２１  保持部材
１２ａ  突き出しロッド
１２ｂ  エジェクタピン
１３  取り付けネジ
１５  スプルー
１６  ランナー
１７  キャビティ
１９  ゲート
３１、４１、５１、６１  永久磁石
４２  ネジ部材
４３  雌ネジ部材
４５、４６  電磁石
ＰＬ  パーティングライン
【図１】
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【図２】
2011201192.tif 000004
【図３】
2011201192.tif 000005
【図４】
2011201192.tif 000006
【図５】
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【図６】
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