(57)【要約】【課題】成形歪が極めて小さいレンズを成形できるレンズ用成形金型及びレンズの成形方法を提供する。【解決手段】上金型と下金型とからなる成形金型の形締めを行い、両金型間で４つの成形キャビティ４、４、４、４と、スプルー９に連通するランナー５と、ランナー５と各成形キャビティ４とを連通するゲート７とを形成する。ゲート７のランナー５との連通部はランナー５の長手方向に長く形成され、成形キャビティ４との連通部は成形キャビティ４の周方向に長く形成される。ランナー５からゲート７を介して各成形キャビティ４内に成形材料を充填すると、成形材料は成形キャビティ４の内面に沿って周方向に流動しながら、外側から中心部に向かって成形キャビティ４内の全体に充填される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に形締め型開き可能に設けられる少なくとも二枚の成形金型を有し、該成形金型の形締めの際に、少なくとも一つの成形キャビティと、何れかの成形金型に設けられるスプルーに連通するランナーと、該ランナーと前記成形キャビティとを連通するゲートとを形成し、前記スプルーから前記ランナー及び前記ゲートを介して前記成形キャビティ内に成形材料を射出充填するレンズ用成形金型において、前記ゲートの前記ランナーとの連通部をランナーの長手方向に長く、前記成形キャビティとの連通部を成形キャビティの周方向に長く形成したことを特徴とするレンズ用成形金型。
【請求項２】
前記ランナーを、中心部に位置する前記スプルーに連通する大径部と、先端部に位置する大径部と、両大径部間を連通する大径部よりも小径の小径部とによって構成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ用成形金型。
【請求項３】
前記ランナーの小径部の途中に少なくとも１つの大径部を設けたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ用成形金型。
【請求項４】
前記ゲートの前記成形キャビティとの連通部に、前記ゲートの他の部分よりも薄い絞り部を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のレンズ用成形金型。
【請求項５】
前記ゲートの前記成形キャビティとの連通部の横方向の長さを、成形キャビティの径の１／３以上の値に設定したことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のレンズ用成形金型。
【請求項６】
請求項１から５に記載のレンズ用成形金型を用い、該レンズ用成形金型の形締めを行うことにより、少なくとも一つの成形キャビティと、何れかの成形金型に設けられるスプルーに連通するランナーと、該ランナーと前記成形キャビティとを連通するゲートとを形成し、前記スプルーから前記ランナー及び前記ゲートを介して前記成形キャビティ内に成形材料を充填し、前記成形キャビティの形状に合致したレンズを成形することを特徴とするレンズの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ用成形金型及びレンズの成形方法に関し、特に、光学系レンズ、眼鏡用レンズ等の樹脂製のレンズを成形するのに有効なレンズ用成形金型及びレンズの成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光学系レンズ、眼鏡用レンズ等の樹脂製のレンズは、射出成形装置を用いて成形されている。すなわち、射出成形装置に成形金型を装着し、射出成形装置を作動させて成形金型の形締めを行うことにより、レンズの形状に合致した成形キャビティとスプルーに連通するランナーとランナーと成形キャビティとを連通するゲートとを形成する。そして、射出ノズルをスプルーに当接させ、射出ノズルからスプルー、ランナー、及びゲートを介して成形キャビティ内に成形材料を射出充填することにより、成形キャビティの形状に合致したレンズを成形している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−９１７０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなレンズの成形に用いられる成形金型にあっては、成形キャビティ内における成形材料の流動性が悪いため、成形キャビティ内に充填される成形材料の密度、温度分布にばらつきが生じてしまう。このため、成形後のレンズにひけや反り等による大きな成形歪が発生し、成形後のレンズの精度に影響を与えてしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題を解決したものであって、成形後のレンズに生じる成形歪を極めて小さくすることができて、高精度のレンズが得られるレンズ用成形金型及びレンズの成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係るレンズ用成形金型は、相対的に形締め型開き可能に設けられる少なくとも二枚の成形金型を有し、該成形金型の形締めの際に、少なくとも一つの成形キャビティと、何れかの成形金型に設けられるスプルーに連通するランナーと、該ランナーと前記成形キャビティとを連通するゲートとを形成し、前記スプルーから前記ランナー及び前記ゲートを介して前記成形キャビティ内に成形材料を射出充填するレンズ用成形金型において、前記ゲートの前記ランナーとの連通部をランナーの長手方向に長く、前記成形キャビティとの連通部を成形キャビティの周方向に長く形成した手段を採用している。
また、本発明の請求項２に係るレンズ用成形金型は、請求項１に記載のレンズ用成形金型において、前記ランナーを、中心部に位置する前記スプルーに連通する大径部と、先端部に位置する大径部と、両大径部間を連通する大径部よりも小径の小径部とによって構成した手段を採用している。
さらに、本発明の請求項３に係るレンズ用成形金型は、請求項２に記載のレンズ用成形金型において、前記ランナーの小径部の途中に少なくとも１つの大径部を設けた手段を採用している。
さらに、本発明の請求項４に係るレンズ用成形金型は、請求項１から３の何れかに記載のレンズ用成形金型において、前記ゲートの前記成形キャビティとの連通部に、前記ゲートの他の部分よりも薄い絞り部を設けた手段を採用している。
さらに、本発明の請求項５に係るレンズ用成形金型は、請求項１から４の何れかに記載のレンズ用成形金型において、前記ゲートの前記成形キャビティとの連通部の横方向の長さを、成形キャビティの径の１／３以上の値に設定した手段を採用している。
さらに、本発明の請求項６に係るレンズの成形方法は、請求項１から５に記載のレンズ用成形金型を用い、該レンズ用成形金型の形締めを行うことにより、少なくとも一つの成形キャビティと、何れかの成形金型に設けられるスプルーに連通するランナーと、該ランナーと前記成形キャビティとを連通するゲートとを形成し、前記スプルーから前記ランナー及び前記ゲートを介して前記成形キャビティ内に成形材料を充填し、前記成形キャビティの形状に合致したレンズを成形する手段を採用している。
【０００７】
【作用】
本発明は、上記のような手段を採用したことにより、成形金型の形締めを行うことにより、少なくとも一つの成形キャビティと、スプルーに連通するランナーと、ランナーと成形キャビティとの間とを連通するゲートとが形成される。そして、射出ノズルをスプルーに当接させて成形材料を射出すると、成形材料は、スプルー、ランナー及びゲートを介して成形キャビティ内に流入し、成形キャビティ内に成形材料が充填される。この場合、成形材料は、成形キャビティの内面に沿って周方向に流動しながら、外側から中心部に向かって成形キャビティ内の全体に充填されることになる。そして、成形キャビティ内に所定の圧力を加えた状態で所定の時間保持することにより、成形キャビティ内の成形材料が冷却固化され、成形キャビティに合致した成形品であるレンズが成形されることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明によるレンズ用成形金型の第１の実施の形態が示されていて、このレンズ用成形金型１は、相対的に形締め型開き可能に設けられる上金型２と下金型３の２枚の成形金型を有し、両金型２、３の形締めの際に、両金型２、３の接合面間に４つの成形キャビティ４、４、４、４と、上金型２に設けられるスプルー９に連通するランナー５と、ランナー５と各成形キャビティ４との間を連通するゲート７とが形成されるように、両金型２、３を構成したものである。
【０００９】
各成形キャビティ４は、レンズの形状に合致した湾曲円板状（表面が凸面、裏面が凹面の湾曲円板状）の空間に形成されるものであって、中心が矩形状の仮想板の各角に位置するように配置されている。各成形キャビティ４は、上金型２の接合面に設けた内面が曲面の凹部２ａと、下金型３の接合面に設けた表面が曲面の凸部３ａとを組み合わせることにより湾曲円板状の空間に形成されている。
【００１０】
四隅に成形キャビティ４、４、４、４が配置される矩形状の仮想板の中心線上には、円形断面の丸棒状の空間であるランナー５が配置され、このランナー５の中心部にランナー５と直交する方向（上下方向）から円形断面のスプルー９が連通するようになっている。
【００１１】
ランナー５は、上金型２の接合面に設けた断面半円形状の凹部２ｂと、下金型３の接合面に設けた断面半円形状の凹部３ｂとを組み合わせることにより、円形断面の丸棒状の空間に形成されている。
【００１２】
スプルー９は、上金型２を上下方向に貫通して上端が上金型２の上面に開口し、このスプルー９の上端開口部に射出成形装置の射出ノズル（図示せず）が接離可能に配置されている。
【００１３】
ランナー５とその両側に位置する成形キャビティ４、４との間は、それぞれゲート７を介して直交する方向から相互に連通するようになっている。各ゲート７は、略長方形状の空間であって、一端がランナー５の側面の中心部に連通し、他端が成形キャビティ４の周面に連通するようになっている。各ゲート７は、上金型２の接合面に設けた凹部２ｃと、下金型３の接合面に設けた凹部３ｃとを組み合わせることにより、略長方形状の空間に形成されている。
【００１４】
各ゲート７のランナー５との連通部及び成形キャビティ４との連通部は横に長く形成されている。この場合、各ゲート７の厚みａ（縦方向の寸法）は、ランナー５の径及び成形キャビティ４の厚みよりも薄く（短く）形成され、幅ｂ（横方向の寸法）は、成形キャビティ４の直径Ｒの１／３以上の長さに形成されている。各ゲート７の成形キャビティ４との連通部は、各ゲート７の他の部分よりも更に薄く形成され、その部分に絞り部８が設けられている。各ゲート７の各成形キャビティ４との連通部は、底面側が各成形キャビティ４の底面と面一に形成されている。
【００１５】
ランナー５は、スプルー９に連通する中心部分、ゲート７の外側に位置する先端部、中心部分に隣接する部分がそれぞれ大径の大径部５ａに形成されるとともに、隣接する大径部５ａ、５ａ間は大径部５ａよりも小径の小径部５ｂに形成されている。そして、このランナー５の大径部５ａから小径部５ｂに成形材料が流入する際に摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって成形材料の温度低下が防止される。なお、先端部の大径部５ａは、最初に射出される温度の低い成形材料を溜めておく機能を有するので、温度の低い成形材料が成形キャビティ４内に流入するのを防止できるものである。
【００１６】
そして、上記のように構成したレンズ用成形金型１を用いて本発明によるレンズの成形方法を実施するには、レンズ用成形金型１を射出成形装置（図示せず）に装着し、射出成形装置を作動させてレンズ用成形金型１の上金型２と下金型３との形締めを行い、両金型２、３間で４つの成形キャビティ４、４、４、４と、上金型２のスプルー９に連通するランナー５と、ランナー５と各成形キャビティ４との間を連通するゲート７とを形成する。
【００１７】
そして、上金型２のスプルー９の上端開口部に射出ノズル（図示せず）を当接させ、射出ノズルからアクリル、ポリカーボネート等の樹脂材からなる溶融状態の成形材料を射出し、成形材料をスプルー９からランナー５及びゲート７を介して各成形キャビティ４内に充填する。
【００１８】
この場合、最初に射出された温度の低い成形材料はランナー５の先端部の大径部５ａ内に溜められ、それに続く温度の高い成形材料がランナー５の大径部５ａから小径部５ｂに流入し、その際に発生する摩擦熱によってさらに成形材料の温度が高められる。そして、この成形材料は、ゲート７の絞り部８を通過する際に発生する摩擦熱によって更に温度が高められて成形キャビティ４内に流入することになる。従って、成形材料の温度低下を防止できるので、成形キャビティ４内における成形材料の流動性を高めることができ、成形キャビティ４内の各部に均一の密度で成形材料を充填できる。
【００１９】
そして、成形キャビティ４内に充填された成形材料に所定の圧力を加え、この状態で所定の時間保持して成形材料を冷却固化させ、上金型２と下金型３との型開きを行うことにより、成形キャビティ４の形状に合致した成形品であるレンズが成形されることになる。
【００２０】
上記のように構成したこの実施の形態によるレンズ用成形金型１及びレンズ成形方法にあっては、ゲート７のランナー５との連通部をランナー５の長手方向に長く、成形キャビティ４との連通部を成形キャビティ４の周方向に長く形成したので、ランナー５からゲート７を介して成形キャビティ４内に成形材料を充填する際に、成形材料は成形キャビティ４の内面に沿って周方向に流動しながら、外側から中心部に向かって成形キャビティ４内の全体に充填されることになる。この場合、ゲート７の成形キャビティ４との連通部の横方向の長さを成形キャビティ４の直径Ｒの１／３以上の値に設定することにより、成形キャビティ４内における成形材料の流動性を高めることができる。従って、成形キャビティ４内に成形材料が局部的に片寄って充填されるようなことはなく、成形キャビティ４内の全体にほぼ均一の密度で成形材料を充填することができるので、成形後の成形品に生じるひけや反り等の成形歪を極めて小さくすることができ、高精度のレンズを成形することができる。
【００２１】
また、ランナー５を大径部５ａと小径部５ｂとによって構成し、成形材料が大径部５ａから小径部５ｂに流入する際に摩擦熱を発生させ、さらに、ゲート７の成形キャビティ４との連通部を絞り部８に形成して、成形材料がゲート７の絞り部８から成形キャビティ４内に流入する際に摩擦熱を発生させるように構成したので、成形キャビティ４内に流入する成形材料の温度低下を防止できることになる。従って、成形キャビティ４内における成形材料の流動性を高めることができるので、成形キャビティ４内に成形材料が局部的に片寄って充填されるようなことはなく、成形キャビティ４内の全体にほぼ均一の密度で成形材料を充填することができ、成形後の成形品に生じるひけや反り等の成形歪を極めて小さくすることができ、高精度のレンズを成形することができる。
【００２２】
この結果、上記のような構成のレンズの表面又は裏面に偏光膜を積層して偏光用レンズを構成した場合、レンズの歪によって可視光線が乱れるようなことがないので偏光度を高めることができる。また、上記のような構成のレンズ内に塩化銀や有機染料を混入させて調光レンズを構成し、この調光レンズの表面又は裏面に偏光膜を積層して調光・偏光レンズを構成した場合においても、レンズの歪によって可視光線が乱れるようなことがないので偏光度を高めることができるとともに、調光度を高めることもできる。さらに、上記のような構成のレンズの表面又は裏面に視力補正部を設けてバイフォーカルレンズを構成し、このバイフォーカルレンズの表面又は裏面に偏光膜を積層した場合においても、レンズの歪によって可視光線が乱れることがないので偏光度を高めることができる。
【００２３】
さらに、ゲート７の成形キャビティ４との連通部にゲート７の他の部分よりも薄い絞り部８を設けているので、成形後に成形品から余分な部分を切り離す作業が容易となり、生産効率を大幅に高めることができる。
【００２４】
なお、前記の説明においては、上金型２と下金型３の２枚の成形金型によってレンズ用成形金型１を構成したが、３枚以上の成形金型によってレンズ用成形金型を構成しても良い。また、前記の説明においては、上金型２と下金型３との形締めの際に両金型２、３間に４つの成形キャビティ４、４、４、４を形成したが、１つ、２つ、３つ、又は５つ以上の成形キャビティを形成しても良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、前記のように構成して、ゲートのランナーとの連通部及び成形キャビティとの連通部を横に長く形成したので、ランナーからゲートを介して成形キャビティ内に成形材料を充填する際に、成形材料は成形キャビティの内面に沿って周方向に流動しながら、外側から中心部に向かって成形キャビティ内の全体に充填されることになる。従って、成形キャビティ内に成形材料が局部的に片寄って充填されるようなことはなく、成形キャビティ内の全体にほぼ均一の密度で成形材料を充填することができるので、成形後の成形品に生じるひけや反り等の成形歪を極めて小さくすることができ、高精度のレンズを成形することができることになる。
また、ゲートの成形キャビティとの連通部の横方向の長さを成形キャビティの直径の１／３以上の値に設定したことにより、成形キャビティ内における成形材料の流動性を更に高めることができることになる。従って、成形キャビティ内に成形材料が局部的に片寄って充填されるようなことはなく、成形キャビティ内の全体にほぼ均一の密度で成形材料を充填することができるので、成形後の成形品に生じるひけや反り等の成形歪を極めて小さくすることができ、高精度のレンズを成形することができることになる。
さらに、ランナーを大径部と小径部とによって構成し、成形材料が大径部から小径部に流入する際に摩擦熱を発生させ、さらに、ゲートの成形キャビティとの連通部を絞り部に形成して、成形材料がゲートの絞り部から成形キャビティ内に流入する際に摩擦熱を発生させるように構成したので、成形キャビティ内に流入する成形材料の温度低下を防止できることになる。従って、成形キャビティ内における成形材料の流動性を高めることができるので、成形キャビティ内に成形材料が局部的に片寄って充填されるようなことはなく、成形キャビティ内の全体にほぼ均一の密度で成形材料を充填することができ、成形後の成形品に生じるひけや反り等の成形歪を極めて小さくすることができ、高精度のレンズを成形することができる。
さらに、ゲートの成形キャビティとの連通部にゲートの他の部分よりも薄い絞り部を設けたことにより、成形後に成形品から余分な部分を切り離す作業が容易となり、生産効率を大幅に高めることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレンズ用成形金型の一実施の形態を示した概略平面図であって、形締めの際に形成される成形キャビティ、スプルー、ランナー、ゲート等の位置関係を示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って見た概略断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って見た概略断面図である。
【符号の説明】
１……レンズ用成形金型
２……上金型
２ａ、２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ……凹部
３……下金型
３ａ……凸部
４……成形キャビティ
５……ランナー
５ａ……大径部
５ｂ……小径部
７……ゲート
８……絞り部
９……スプルー
【図１】
2004322584.tif 000003
【図２】
2004322584.tif 000004
【図３】
2004322584.tif 000005