(57)【要約】【課題】複数の金型を組合せた組金型の、少なくとも一つの金型の位置を、簡単な構成で容易にかつ高精度に調整が可能な射出成形用金型を提供することを目的とする。【解決手段】複数の金型１６、１７、１８を組合せてなる組金型１９と、この組金型１９の外側面と一定の間隙２１を有してその周囲を囲むように設けた外枠２２と、間隙２１に設けられて、組金型１９の外側面を弾性的に支持する支持体２３と、この外側面を押圧することで組金型１９を移動させる位置調整機構２４を備えた金型装置であって、この位置調整機構２４は、組金型１９の外側面を押圧する押圧ブロック２５とこの押圧ブロック２５を移動させる調整手段２６とからなり、押圧ブロック２５の一辺を外枠２２の内側面に沿わせ、他辺を組金型１９の外側面に一定の角度で当接させながら調整手段２６で移動させることで、この移動方向と略直交する方向に組金型１９を移動させてその位置を調整した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金型を組合せてなる組金型と、この組金型の外側面と一定の間隙を有してその周囲を囲むように設けた外枠と、前記間隙に設けられて、組金型の外側面を弾性的に支持する支持体と、この外側面を押圧することで組金型を移動させる位置調整機構を備えた金型装置であって、この位置調整機構は、前記組金型の外側面を押圧する押圧ブロックとこの押圧ブロックを移動させる調整手段とからなり、前記押圧ブロックの一辺を外枠の内側面に沿わせ、他辺を前記組金型の外側面に一定の角度で当接させながら前記調整手段で移動させることで、この移動方向と略直交する方向に前記組金型を移動させてその位置を調整する射出成形用金型装置。
【請求項２】
一定の角度は４５度より小さい請求項１に記載の射出成形用金型装置。
【請求項３】
調整手段は、ネジ部を有するボルトからなる請求項２に記載の射出成形用金型装置。
【請求項４】
位置調整機構を、金型の直交する二辺の両端部にそれぞれ設けた請求項２または請求項３に記載の射出成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み金型からなる射出成形用金型に関するものであり、特に各金型の位置調整が可能な射出成形用金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複雑な形状の構造体やレンズなどを成形する場合、成形物の取出しや金型の精度や製作コストを考慮して、複数の金型を組合せた組金型を用いる。
【０００３】
図６は、レンズ成形用の金型装置の要部拡大断面図である。上型１および下型２の間の空隙３にレンズ用の硝材４を載置した後、これら上、下型１、２を硝材４の軟化点温度以上に昇温して一定時間維持する。そして、硝材４を加圧することで上、下型１、２の形状を転写した後、室温付近まで徐冷して成形物であるレンズを取出す。成形時においてこれら上、下型１、２の中心のズレは、成形したレンズの偏芯量となりその光学性能に大きく影響する。そのため、上、下型１、２の外形に略等しい筒状の案内部材５に挿通し、さらにこの案内部材５の外側面に上型１の調整機構６を設けている。この調整機構６は、案内部材５の外側面の一方に上型１を押圧するための付勢手段７と、対向する他方に付勢された上型１を弾性的に支持する支持手段８とを備えている。この調整機構６により、上型１の中心や倒れを調整することでレンズの偏芯量を小さくするものである。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００４−３４５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の調整機構６は、ネジ部を有する付勢手段７を締めたり緩めたりすることで、その先端を移動させる。そして、球状の押圧部材９を介して上型１の外側面を押圧することでその位置を調整するものである。そのため、上型１の調整量は、付勢手段７の回転角度に比例したその先端の移動量、すなわちネジ部のピッチで決定することとなる。しかしながら、標準ネジのピッチは１ｍｍ以上、また精密調整用のネジの場合でもそのピッチは０．２５ｍｍ程度であるので、レンズや光学部品などに必要な数ミクロン程度の微調整を行うためには、付勢手段７の回転角度は数度程度となり、調整が困難となる課題があった。また、付勢手段７として圧電アクチュエータを用いることも提案されているが、成形時の温度やヒステリシスを考慮すると適用は困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、簡単な機構で高精度に金型位置を調整することを目的とする。
【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、複数の金型を組合せてなる組金型と、この組金型の外側面と一定の間隙を有してその周囲を囲むように設けた外枠と、前記間隙に設けられて、組金型の外側面を弾性的に支持する支持体と、この外側面を押圧することで組金型を移動させる位置調整機構を備えた金型装置であって、この位置調整機構は、前記組金型の外側面を押圧する押圧ブロックとこの押圧ブロックを移動させる調整手段とからなり、前記押圧ブロックの一辺を外枠の内側面に沿わせ、他辺を前記組金型の外側面に一定の角度で当接させながら前記調整手段で移動させることで、この移動方向と略直交する方向に前記組金型を移動させてその位置を調整する射出成形用金型装置であるので、４５度より小さい一定の角度で当接させることにより、押圧ブロックの移動量の数分の一を金型に与えることができ、その結果、数ミクロン程度の微小な位置調整を高精度に行うことができる。さらに、調整手段としてネジ部を有するボルトなどの機械的手段を用いることができるので、成形時の加熱による精度の低下が少なく、高精度な位置調整が可能となるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る射出成形用金型装置は、複数の金型からなる組金型と、この組金型の外側面と一定の間隙を設けてその周囲を囲むように設けた外枠と、この間隙に設けられて、組金型の外側面を弾性的に支持する支持部と、前記組金型の外側面を押圧することで移動させる位置調整機構とを備えたものである。この位置調整機構は、前記組金型の外側面を押圧する押圧ブロックと、この押圧ブロックを移動させるための調整手段とからなり、押圧ブロックの一辺を外枠の内側面に、他辺を、組金型を構成する複数の金型のうち少なくとも一つに一定の角度で当接させている。そして、調整手段によりこの押圧ブロック外枠に沿って移動させることで、この押圧ブロックの移動方向と略直交する方向に、前記金型を移動させる。一定の角度を４５度より小さい角度とすることで、押圧ブロックの移動量よりも小さい移動量を前記金型に与えることができるので、高精度に金型の位置を調整できる作用効果を奏する。さらに、調整手段として、ネジ部を有するボルトなどを用いることができるので、成形時の加熱などによる精度の低下が少ない調整機構を、比較的簡素な機構で実現することができる作用効果も同時に奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下に本発明の詳細を、図を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態における射出成形用金型装置を用いて成形した成形物の一例である。本実施の形態では、携帯電話などに搭載されるカメラモジュールなどに用いられる組レンズ用の鏡筒を成形体の一例として説明する。
【００１１】
図１（ａ）は組レンズ用の鏡筒の斜視図を示している。この鏡筒１０は、エポキシやポリカーボネート、液晶ポリマーなどからなる遮光性（黒色）の樹脂材料を筒状に成形したものである。通常、１００万画素クラス以上のカメラモジュールでは、この鏡筒１０の内部にガラスまたは樹脂からなるレンズを複数枚実装することで組レンズを構成する。フード部１１で絞られ、開口部１２を通過した光は、内部の組みレンズを介してＣＣＤなどの撮像素子（図示せず）上に結像する。
【００１２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−ＡＡ断面図を示している。鏡筒１０の内部には、段差１３、１４、１５が形成されており、レンズを鏡筒１０へ挿入した後、その一部をこれらの段差１３、１４、１５に当接させて接着することで、各レンズを所定の間隔で保持するものである。このように、レンズを鏡筒１０に挿入することで、調芯することなく解像度や収差などの光学特性を保証するためには、外形精度の高いレンズを選択して、さらに開口部１２、段差１３、１４、１５の同心度および同軸度を高める必要がある。
【００１３】
上記のような鏡筒１０を成形する場合、加工方法や加工精度を考慮して、図２に示す断面図のように、複数の金型を組合せた組金型を用いる。本実施の形態は、三つの金型１６、１７、１８を組合せて組金型１９とした。
【００１４】
この組金型１９は、下から、鏡筒１０の内部の段差１３、１４、１５を形成するための凸部１６ａを有する第一の金型１６と、鏡筒１０の外側面を形成するための第二の金型１７と、鏡筒１０のフード部１１（図１）を形成するための第三の金型１８とからなり、これらを組合せることにより鏡筒１０を成形するための空隙部２０とする。第二、第三の金型１７、１８は、移動可能であり、型締め装置(図示せず)で押圧することで第一の金型１６と型締めした後、ゲート２０ａよりこの空隙部２０へ樹脂材料を注入する。そして、徐冷した後、型締め装置を開放することで、第二、第三の金型１７、１８を移動させて、成形品である鏡筒１０を取り出す。
【００１５】
樹脂材料により空隙部２０への流動性や徐冷時の収縮率などが異なるため、成形前の組合せ精度と、成形品の成形精度とは必ずしも一致しない。そのため、成形した鏡筒１０の成形精度を基に第一、第二、第三の金型１６、１７、１８の位置を微調整することで、同軸度および同心度を高めている。１００万画素以上の撮像素子に用いる組レンズにおいては、この微調整量はわずか数ミクロン程度と非常に微小な調整量となるため、位置調整機構には高い精度が要求される。
【００１６】
次に上記鏡筒を成形するための、高精度な位置調整機構を有する射出成形用金型装置の構造についてその詳細を説明する。
【００１７】
図３は、本実施の形態における射出成形用金型装置を説明する斜視図である。
【００１８】
本実施の形態における射出成形用金型装置は、外形が四角形形状である第一、第二、第三の金型１６、１７、１８を組合せた組金型１９と、この組金型１９の外側面と一定の間隙２１を有してその周囲を囲むように設けた外枠２２と、第一の金型１６を挟んで対向する間隙２１のうち、一方に設けた支持体２３と、他方に設けた位置調整機構２４とを備えている。
【００１９】
組金型１９は、下から、鏡筒１０の内側に段差１３、１４、１５を形成するための第一の金型１６と、鏡筒１０の外側面を形成するための第二の金型１７と、鏡筒１０のフード部１１を形成するための第三の金型１８とを組合せることで、その内部、Ｂ−ＢＢ断面のほぼ中央付近に、図２に示した鏡筒１０を成形するための空隙部２０を設けている。
【００２０】
支持体２３は金属製のシムや、板バネなどの弾性体からなり、位置調整機構２４で付勢された第一の金型１６の外側面を弾性的に支持するものである。本実施の形態では、この支持体２３を間隙２１内に設けたが、外枠２２の一部、あるいは第一の金型１６の外側面の一部にこれら金属製のシムや板バネなどを埋め込んでも良い。
【００２１】
位置調整機構２４は、断面形状が三角形形状の押圧ブロック２５と、この押圧ブロック２５を移動させるための調整手段２６とからなり、押圧ブロック２５の三辺のうち一辺２５ａを外枠２２の内側面に沿わせ、別の一辺２５ｂを第一の金型１６の外側面に一定の角度で沿わせている。そして、外枠２２を貫通して設けられたネジ部を有するボルト等による調整手段２６を締めたり、緩めたりすることでその先端を押圧ブロック２５に当接させる。そして押圧ブロック２５を外枠２２の内側面に沿って移動させることで、第一の金型１６の外側面を押圧してその位置を微調整するものである。
【００２２】
この位置調整機構２４を、第一の金型１６の直交する二辺の両端部に二箇所、計四箇所に設けている。こうすることで、第一の金型１６を水平方向に移動させて調整することができるとともに、両端部のうちいずれか一方の位置調整機構２４により第一の金型１６をチルトさせることができる。尚、本実施の形態では、押圧ブロック２５を、第一の金型１６の外側面に一体に設けた突部１６ｂの外側面に当接させているが、この突部１６ｂを別体としてもよいし、また第一の金型１６の角部に切欠きを設けて当接させてもよい。
【００２３】
次に、本発明の特徴である位置調整機構２４の詳細とその調整方法について説明する。
【００２４】
図４は、図３の金型装置の一部を上からみた拡大図である。特に位置調整機構２４を拡大している。位置調整機構２４は、上述したように第一の金型１６の外側面に当接して押圧する押圧ブロック２５と、この押圧ブロックを移動させるための調整手段２６とからなる。押圧ブロック２５は、その断面形状が三角形形状であり、上面からみたときその一辺２５ａを外枠２２の内側面に沿わせている。そしてこの一辺２５ａと一定の角度θをなす一辺２５ｂを、第一の金型１６の外側面に当接させている。この押圧ブロック２５の一辺２５ｂに対応して、第一の金型１６の外側面には、押圧ブロック２５と略同一の角度θを有する突部１６ｂを設けてあり、これら斜辺どうしを当接面として摺動させる。
【００２５】
調整手段２６は、ネジ部を有したボルト等からなり、外枠２２を貫通して挿通され、その先端を押圧ブロック２５に当接させている。この調整手段２６を回動させて、締めたり緩めたりすることで、その先端を押圧ブロック２５に当接させながら、外枠２２の内側面に沿って矢印Ｄの方向に移動させる。第一の金型１６の外側面は他の位置調整機構２４と、支持体２３で規制されているため、押圧ブロック２５に押圧されることで、第一の金型１６は矢印Ｄと略直交する矢印Ｅの方向に移動し、位置調整機構２４に対向して配置された支持体２３で弾性的に支持される。
【００２６】
ここで、調整手段２６による押圧ブロック２５の移動量をＦ、第一の金型１６の移動量をＧとすると、押圧ブロック２５と第一の金型１６とは角度θで当接しているので、移動量Ｇは移動量Ｆにθの正接を乗じた値となる。そのため、この角度θを少なくとも４５度より小さく設定することで、移動量Ｆは移動量Ｇよりも小さくなり、第一の金型１６を高精度に位置調整することが可能となる。尚、これら移動量の比率は、角度θにより任意に調整することができる。
【００２７】
このことは、調整手段２６としてネジ部を有するボルトなどの機械的手段を用いた場合において非常に有効である。すなわち、調整手段２６として、１ｍｍ程度のネジピッチを有するボルトを選択した場合であっても、その回転角度に対して第一の金型１６の移動量Ｇを小さくすることができるので、簡単な位置調整機構で高精度な位置調整が可能となる。
【００２８】
さらに、調整手段２６として、精密調整用のネジピッチの小さいものを用い、角度θをより小さくすることで、１００万画素クラスの組レンズに必要な数ミクロンレベルの微小な位置調整が可能となるものである。
【００２９】
また、この角度θを小さくすることで、位置調整の精度を高めることができるとともに、位置調整機構２４自体も小型化することができる。
【００３０】
上記のような位置調整機構とすることで、ネジ部を有するボルトなどを利用できるため、簡素な構成で成形時の高温下においても位置精度の変動が少ない調整を行うことができる。また、この調整を他の三箇所の位置調整機構２４にも行うことで、第一の金型１６のチルトや、水平方向の移動量を調整することができる。
【００３１】
本実施の形態では、最下層である第一の金型１６の位置を調整する方法を示したが、他の第二、第三の金型１７、１８に対して同様な位置調整機構２４を適用可能である。
【００３２】
（実施の形態２）
以下に本発明の別の実施の形態について図を用いて説明する。尚、実施の形態１と同等の箇所に関しては、説明を簡略化する。
【００３３】
図５は、本発明の金型装置の、別の実施の形態を説明する上面図である。本実施の形態では、押圧ブロック２５を、第一、第二、第三の押圧ブロック２５ｃ、２５ｄ、２５ｅの三つで構成して、第一の金型１６の外形を突部などがない四角形形状とした。さらに、外枠２２の内側面に逃がし部２７を設けることにより、調整手段２６も間隙２１内に配置した。
【００３４】
第一、第二の押圧ブロック２５ｃ、２５ｄは、第三の押圧ブロック２５ｅに対して左右対称に設けられており、実施の形態１と同様に一定の角度θでそれぞれ当接している。これら第一、第二の押圧ブロック２５ｃ、２５ｄを、調整手段２６により矢印Ｈの方向に移動させることで、第三の押圧ブロック２５ｅを、この矢印Ｈの方向と略直交する矢印Ｉの方向に付勢する。そして、第一の金型１６の外側面をこの第三の押圧ブロック２５ｅで押圧することで移動させ、支持体２３で弾性的に支持する。このように、第一、第二の押圧ブロック２５ｃ、２５ｄを左右対称に設け、さらに同時に調整手段２６で付勢することにより、確実に矢印Ｈと直交する矢印Ｉの方向に第三の押圧ブロック２５ｅを移動させることができる。また、第三の押圧ブロック２５ｅが移動する矢印Ｉの方向に対して、第一の金型１６の当接面は傾斜していないので、第一の金型１６をチルトさせることなく確実にｘ、ｙ方向に移動させることができる。
【００３５】
上述したように、本発明は、押圧ブロック２５と第一の金型１６の外側面とを、一定の角度θで当接させて押圧することで、この押圧ブロック２５の移動方向に対して略直交する方向に第一の金型１６を移動させてその位置を調整するものである。そして、押圧ブロック２５の移動量Ｆと第一の金型１６の移動量Ｇとの比率は、当接させる角度θで任意に調整することができるので、ネジピッチの小さい精密ネジと、角度θを少なくとも４５度より小さくすることで、数ミクロンレベルの微小かつ高精度な位置調整を、簡素な機構で実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る射出成形用金型装置は、複数の金型からなる組金型と、この組金型の外側面と一定の間隙を設けてその周囲を囲むように設けた外枠と、この間隙に設けられて、組金型の外側面を弾性的に支持する支持部と、前記組金型の外側面を押圧することで移動させる位置調整機構とを備えたものである。この位置調整機構は、前記組金型の外側面を押圧する押圧ブロックと、この押圧ブロックを移動させるための調整手段とからなり、押圧ブロックの一辺を外枠の内側面に、他辺を、組金型を構成する複数の金型のうち少なくとも一つに一定の角度で当接させている。そして、調整手段によりこの押圧ブロックを移動させることで、この押圧ブロックの移動方向と略直交する方向に、前記金型を移動させる。一定の角度を４５度より小さい角度とすることで、押圧ブロックの移動量よりも小さい移動量を前記金型に与えることができるので、高精度に金型の位置を調整できる作用効果を奏する。さらに、調整手段として、ネジ部を有するボルトなどを用いることができるので、成形時の加熱などによる精度の低下が少ない調整機構を、比較的簡素な機構で実現することができる作用効果も同時に奏するので、組金型からなる射出成形用金型に関するものであり、特に各金型の位置調整が可能な射出成形用金型に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態における成形物を説明する斜視図、（ｂ）同図（ａ）のＡ−ＡＡ断面図
【図２】図１の成形物を成形するための組金型の一例を説明する断面図
【図３】本発明の一実施の形態を説明する金型装置の斜視図
【図４】図２の位置調整機構を拡大した上面図
【図５】本発明の別の実施の形態を説明する金型装置の上面図
【図６】従来の位置調整機構を有する金型を説明する要部拡大断面図
【符号の説明】
【００３８】
１６、１７、１８  金型
１９  組金型
２１  間隙
２２  外枠
２３  支持体
２４  位置調整機構
２５  押圧ブロック
２６  調整手段
【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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