(57)【要約】【課題】ランナとして無駄な部分が生じない樹脂光学部品の成形方法であって、成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損を招くことなく安定して前記樹脂光学部品を成形することができる方法、及びそのような成形方法を実現する金型装置を提供する。【解決手段】光学部品５０を成形する樹脂成形方法において、樹脂が充填される金型のキャビティ５２に接続されたゲート５６を開閉するピン６１ａの位置を検出し、検出された前記ピン６１ａの位置に基づいて、成形動作の切換え又は中止を判定する。【選択図】図４
2007144657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品を成形する樹脂成形方法であって、
樹脂が充填される金型のキャビティに接続されたゲートを開閉するピンの位置を検出し、
検出された前記ピンの位置に基づいて、成形動作の切換え又は中止を判定することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
前記ピンの少なくとも２箇所の位置を検出することを特徴とする請求項１記載の樹脂成形方法。
【請求項３】
検出された前記ピンの位置が前記ゲートから第１の距離離間していると判定した場合に前記樹脂の前記キャビティへの充填を開始し、前記第１の距離離間していないと判定した場合に前記樹脂の前記キャビティへの充填は行わずに前記成形動作を中止することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂成形方法。
【請求項４】
検出された前記ピンの位置が前記ゲートから第２の距離離間していると判定した場合に前記金型を開く動作を開始し、前記第２の距離離間していないと判定した場合に前記金型を開く動作は行わずに前記成形動作を中止することを特徴とする請求項１乃至３記載の樹脂成形方法。
【請求項５】
検出された前記ピンの位置が前記ゲートから第２の距離離間していると判定した場合に前記金型を閉じる動作を開始し、前記第２の距離離間していないと判定した場合に前記金型を閉じる動作は行わずに前記成形動作を中止することを特徴とする請求項１乃至４記載の樹脂成形方法。
【請求項６】
前記ゲートからの前記第２の距離の位置は、前記ピンによる前記ゲートの遮断を維持できる距離であることを特徴とする請求項４又は５記載の樹脂成型方法。
【請求項７】
前記ピンを、前記金型装置の開閉方向に垂直な方向に移動することにより、前記ゲートを開閉することを特徴とする請求項１乃至６記載の樹脂成型方法。
【請求項８】
光学部品を射出成形するための金型装置であって、
樹脂が充填される金型のキャビティに接続されたゲートを開閉するピンと、
前記ピンの位置を検出する位置検出器と、を備え、
前記位置検出器に検出された前記ピンの位置に基づいて、成形動作の切換え又は中止が、当該金型装置が設けられる射出成形機の制御部に判定されることを特徴とする金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形方法及び金型装置に関し、より具体的には、導光板、レンズやプリズム等の光を透過させて用いる光学部品の樹脂成形方法及びそのような樹脂光学部品の射出成形に用いられる金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安定した特性の透明な樹脂が開発され、そのような樹脂の成形技術が発達してきている。これに伴い、ＣＤプレーヤの光学ヘッドや、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等の光学機器のレンズとしてプラスチックレンズが使用されるようになっている。
【０００３】
例えば、カメラ付き携帯電話のカメラ機構に用いられるプラスチックレンズは、サイズの小さいものが多い。このようなプラスチックレンズを射出成形機で成形する場合、成形用金型は、多数個取りとすることが一般的であり、例えば一つの金型で４個から６個のプラスチックレンズが形成される（例えば、特許文献1参照）。また、周縁の光源からの光を画面方向に反射させる役割を果たす導光板は、携帯電話や液晶ディスプレイに使用されている。
【０００４】
一回の成形サイクルで成形された複数のプラスチックレンズはランナで繋がっている。ランナは金型の樹脂注入口からキャビティの入り口であるゲートまで溶融した樹脂を導くための通路内で固化した樹脂であり、成形品としては不要な部分である。したがって、ランナで繋がったプラスチックレンズは、金型から取り出された後に、ゲートの部分でランナから切り離されて一つ一つのプラスチックレンズとなる。
【特許文献１】特開平７−２６６３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の成形方法では、プラスチックレンズ等の成形品に対して必ずランナが形成され、ランナを切り離す必要がある。プラスチックレンズのサイズが小さい場合、ランナ部分の樹脂量がプラスチックレンズの樹脂量に比較して大きくなる。即ち、金型内で固化する樹脂全体において、ランナ部分の樹脂量の割合が大きくなり、実際に成形品となる部分の樹脂量より廃棄する部分の樹脂量のほうが大きくなってしまう。
【０００６】
また、プラスチックレンズ等の光学部品に使用される樹脂には高い透明性や安定性が必要なため、高価な樹脂が多く、上述のように廃棄する部分が多いと、その分プラスチックレンズの製造コストを引き上げてしまう。
【０００７】
また、成形品を金型から取り出した後にランナを切り離す工程が必要であり、この工程の分、製造コストが余計にかかってしまう。
【０００８】
かかる観点より、金型内のランナ部が溶融状態で維持されるように、ランナ部を常時加熱し、金型のキャビティに充填された溶融樹脂を冷却して固化させるときには、ランナと固化させる成形品部分（キャビティ内）とをゲート遮断用のピンを用いて遮断するするホットランナ方式の樹脂成形が提案されている。ホットランナ方式の樹脂成形では、固化したランナ部が形成されず、高価な光学部品用の樹脂をランナ部として廃棄することを防止することができる。
【０００９】
しかしながら、このようなホットランナ方式の樹脂成形、特に、サイズの小さいプラスチックレンズを製造するための超小型ホットランナ方式の樹脂成形では、ゲート遮断用のピンの移動ストロークが短いため、かかる短いストローク間において、ゲート遮断用のピンを適切に位置づけることは困難である。
【００１０】
成形プロセスの各工程に応じてゲート遮断用のピンを適切に位置づけることができなければ、異常な成形動作による成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損をまねくおそれがある。
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ランナとして無駄な部分が生じない樹脂光学部品の成形方法であって、成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損を招くことなく安定して前記光学部品を樹脂成形することができる方法、及びそのような成形方法を実現する金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、光学部品を成形する樹脂成形方法であって、樹脂が充填される金型のキャビティに接続されたゲートを開閉するピンの位置を検出し、検出された前記ピンの位置に基づいて、成形動作の切換え又は中止を判定することを特徴とする樹脂成形方法が提供される。ここで、前記ピンの少なくとも２箇所の位置を検出することとしてもよい。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、光学部品を射出成形するための金型装置であって、樹脂が充填される金型のキャビティに接続されたゲートを開閉するピンと、前記ピンの位置を検出する位置検出器と、を備え、前記位置検出器に検出された前記ピンの位置に基づいて、成形動作の切換え又は中止が、当該金型装置が設けられる射出成形機の制御部に判定されることを特徴とする金型装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ランナとして無駄な部分が生じない光学部品の樹脂成形方法であって、成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損を招くことなく安定して前記樹脂光学部品を成形することができる方法、及びそのような成形方法を実現する金型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本発明の一実施の形態によるプラスチックレンズ等の成形品の射出成形について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態による射出成形を行なう射出成形機の概要について説明する。図１は本発明の実施の形態による射出成形を行なう射出成形機の側面図である。
【００１８】
図１に示す電動射出成形機１は、射出装置1０及び型締装置２０から構成される。
【００１９】
射出装置１０は、加熱シリンダ１１を備え、加熱シリンダ１１にはホッパ１２が設けられる。加熱シリンダ１１内にはスクリュー１３が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュー１３の後端は支持部材１４によって回転自在に支持される。支持部材１４にはサーボモータ等の計量モータ１５が駆動部として取り付けられる。計量モータ１５の回転は出力軸に取り付けられたタイミングベルトを介して被駆動部のスクリュー１３に伝達される。
【００２０】
射出装置１０はスクリュー１３に平行なねじ軸１７を有する。ねじ軸１７の後端は、タイミングベルトを介して、射出モータ１９の出力軸に連結されている。したがって、射出モータ１９によってねじ軸１７を回転させることができる。ねじ軸１７の前端は支持部材１４に固定されたナットに係合している。射出モータ１９を駆動し、タイミングベルトを介してねじ軸１７を回転させると、支持部材１４は前後進可能となり、その結果、被駆動部のスクリュー１３を前後移動させることができる。
【００２１】
型締装置２０は、可動金型２１Aが取り付けられる可動プラテン２２と、固定金型２１Bが取り付けられる固定プラテン２４とを有する。可動金型２１Aと固定金型２１Bとで、後述する本実施の形態による金型装置２３が構成される。可動プラテン２２と固定プラテン２４とは、タイバー２５によって連結される。可動プラテン２２はタイバー２５に沿って摺動可能である。また、型締装置２０は、一端が可動プラテン２２と連結し、他端がトグルサポート２６と連結するトグル機構２７を有する。トグルサポート２６の中央部において、ボールねじ軸２９が回転自在に支持される。ボールねじ軸２９には、トグル機構２７に設けられたクロスヘッド３０に形成されたナット３１が係合している。また、ボールねじ軸２９の後端にはプーリー３２が設けられ、サーボモータ等の型締モータ２８の出力軸３３とプーリー３２との間には、タイミングベルトが設けられている。
【００２２】
型締装置２０において、駆動部である型締モータ２８を駆動すると、型締モータ２８の回転がタイミングベルト３４を介してボールねじ軸２９に伝達される。そして、ボールねじ軸２９及びナット３１によって、回転運動から直線運動に変換され、トグル機構２７が作動する。トグル機構２７の作動により、可動プラテン２２はタイバー２５に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。型締モータ２８の出力軸３３の後端には、位置検出器３５が接続されている。位置検出器３５は、型締モータ２８の回転数又は回転量を検出することにより、ボールねじ軸２９の回転に伴って移動するクロスヘッド３０又はトグル機構２７によってクロスヘッド３０に連結された可動プラテン２２の位置を検出する。
【００２３】
また、本実施の形態では、電動射出成形機１に制御部４０が設けられる。制御部４０は、射出装置の計量モータ１５及び射出モータ１９を制御し、また、型締装置２０の型締モータ２８を制御する。制御部４０は更に、金型装置２３に設けられたゲートバルブ機構のバルブの動作を制御する。これについては後述する。
【００２４】
次に、本実施の形態による金型装置２３について、図２を参照しながら説明する。図２は、可動プラテン２２及び固定プラテン２４に取り付けられた金型装置２３を示す断面図である。
【００２５】
本実施形態の金型装置２３は、プラスチック製の凸レンズ、凹レンズ、プリズム等、様々な光学部品の成形に用いることができる金型装置である。
【００２６】
金型装置２３はいわゆるホットランナ方式の金型装置であり、通常のコールドランナ方式において成形品に付帯して形成されるランナ部（固化した樹脂部分）は形成されない。
【００２７】
ホットランナ方式では、金型内のランナ部が溶融状態で維持されるように、ランナ部を常時加熱している。従って、金型のキャビティに充填された溶融樹脂を冷却して固化させるときには、ランナと固化させる成形品部分（キャビティ内）とを遮断する機構を設ける必要がある。この遮断する機構が、図２におけるゲートバルブ機構６０に相当する。但し、図２においては、図示が複雑になるのを防止するために、ゲートバルブ機構６０の詳細は図３に示す。
【００２８】
図２において、可動金型２１Ａと固定金型２１Ｂとの境目（いわゆるパーティングライン）が太線ＰＬで示されている。太線ＰＬの左側が可動金型２１Ａであり、右側が固定金型２１Ｂである。図２に示す状態は金型装置２３が型閉した状態であり、型開する場合は可動金型２１Ａが図２中左向きに移動する。
【００２９】
可動金型２１Ａは、可動プラテン２２に取り付けられる可動金型取付板部８１と、端面が前記パーティングラインを形成する可動金型型板部８３との間に、可動金型中板部８２を設けた構造を有する。また、可動金型取付板部８１と可動金型中板部８２との間の上部および下部には、図示を省略するエジェクタのスペーサブロック８７が夫々形成されている。スペーサブロック８７に周囲を囲まれた部分には空間が形成されており、当該空間に、後述する中子２１Ａａの後端部に接続された成形品突き出しロッド８６と、当該取出ロッド８６の後端部を挟持する第１の突き出しプレート８４及び第２の突き出しプレート８５とが移動自在に設けられている。
【００３０】
固定金型２１Ｂは、固定プラテン２４に取り付けられる固定金型取付板部９１と、端面が前記パーティングラインを形成する固定金型型板部９３との間に、固定金型中板部９２を設けた構造を有する。
【００３１】
また、固定金型２１Ｂには、成形品の外形を形成するための中子２１Ｂａが設けられている。可能金型２１Ａには成形品の外形を形成するための中子２１Ａａが設けられている。中子２１Ａａ及び中子２１Ｂａにより金型装置２３が閉じた際にキャビティ５２が形成される。
【００３２】
キャビティ５２に溶融樹脂を充填して冷却・固化させることにより、成形品５０が形成される。金型装置２３内で溶融樹脂が固化して成形品５０を成形後、可動金型２１Ａが移動（型開）すると、中子２１Ａａは可動金型２１Ａの移動に連動して、図２中、左側に移動するが、成形品突き出しロッド８６を介して中子２１Ａａを右側に移動することにより、キャビティ５２内で固化した成形品５０は可動金型２１Ａから分離して取り出すことができる。
【００３３】
固定金型２１Ｂには、図１示す射出装置１０から溶融した樹脂が供給される。固定金型２１Ｂの内部に連結管９４が設けられ、当該連結管９４の内部には、溶融した樹脂を流してキャビティ５２に導くための通路（ランナ）５３が形成されている。
【００３４】
連結管９４の内部であってランナ５３の周囲にはランナ５３を加熱するためのヒータ９６が複数配置されている。ランナ５３内の樹脂の溶融状態が保たれるように、固定金型２１ｂ内に埋め込まれた図示を省略する温度センサの検出値をもとに、ヒータ９６の温度制御が行なわれている。連結管９４の外周部には、断熱層９５が形成され、ヒータ９６の熱が固定金型２１Ｂへの熱伝導が防止されている。
【００３５】
ランナ５３の一端は、固定金型２１Ｂの側面に形成されたノズルタッチ部５４に接続される。ノズルタッチ部５４には加熱シリンダ１１の先端のノズル９９が接続され、加熱シリンダ１１で溶融されて計量された樹脂がランナ５３に供給される。
【００３６】
ランナ５３の他端はゲート通路５５に接続されており、ゲート通路５５は、周囲をゲートブッシュ１００に囲まれたゲート５６を介してキャビティ５２に接続されている。従って、ランナ５３に供給された溶融樹脂はゲート通路５５とゲート５６を介してキャビティ５２に充填される。なお、ゲート通路５５には上述のようにゲートバルブ機構６０が設けられておりゲート５６を開放又は閉鎖できる。
【００３７】
ゲートバルブ機構６０は、ゲート通路５５内に移動可能に位置するシャットオフ手段としてのバルブ６１と、バルブ６１を駆動する駆動機構６２とを有する。
【００３８】
バルブ６１は第１のバルブプレート１０１と第２のバルブプレート１０２とに挟持され、第１のバルブプレート１０１及び第２のバルブプレート１０２は、バルブ６１と連動して移動可能である。第１のバルブプレート１０１には、後述するバルブ６１の先端部に形成されたピン６１ａ（図３参照）の位置を検出する位置検出器２００が設けられている。また、位置検出器２００は、射出成形機１本体の制御部４０（図１参照）に接続している。
【００３９】
ところで、図３は、バルブ６１の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２とを表した図である。
【００４０】
図３に示さされるように、樹脂が流通するゲート通路５５は、ゲート通路収容管２１０に収容されている。ゲート通路収容管２１０の下部であって、ゲート５６の手前には、樹脂溜まり２１２が設けられている。樹脂溜まり２１２は、ゲート通路５５を介して送られてきた溶融樹脂を保持する空間であり、樹脂により断熱層を形成してゲート通路５５側が加熱され、キャビティ５２側が冷却される際の熱の移動が抑制される。
【００４１】
バルブ６１の先端部分のピン６１ａはゲート５６の内径に遊嵌する外径に形成されており、ピン６１ａがゲート５６に挿入されるとゲート５６が閉鎖され、ゲート通路５５とキャビティ５２との間は遮断される。図２に示す状態は、ピン６１ａがゲート５６に挿入されておらず、ゲート５６が開放されている状態である。
【００４２】
後述するが、ゲートバルブ機構６０はエアシリンダで駆動されバルブ６１を往復移動する。バルブ６１の移動方向は、図２及び図３に示すようにパーティングラインＰＬに対して平行（即ち、金型開閉方向に対して垂直方向）とされ、パーティングライン上にゲート５６が位置する。通常、成形品のパーティングラインに相当する面（パーティング面と称する）は、面の精度や品質が確保しにくいため、機能を有する面にすることはなく、図２及び図３に示す構成とすれば、パーティング面にゲート５６が開口するように構成することができる。
【００４３】
成形品のパーティング面は、金型装置２３が開く際に金型のキャビティ５２を形成する面に接触しながら移動する面であり、バルブ６１のピン６１ａが成形品に（キャビティ５２内に）突出していた場合は、バルブ６１のピン６１ａで製品を引っ掛けながら成形品が固定金型２１Ｂから離脱することとなり、成形品に傷が付いたり、損傷したりするおそれがある。従って、金型装置２３を開くときには、バルブ６１のピン６１ａの先端面がキャビティ５２の内面に一致しているか、その位置より後退していなければならない。
【００４４】
一方、ピン６１ａをゲート５６に挿入してキャビティ５２への溶融樹脂の充填を止めた時点で、バルブ６１のピン６１ａの先端面がキャビティ５２の内面より僅かでも後退していた場合、その後退により形成されたゲート５６内の空間がキャビティ５２と繋がっているため、ゲート５６内の空間にも溶融樹脂が充填された状態となる。ゲート５６内の空間に充填された溶融樹脂は成形品と一体的に固化するため、金型装置２３を開く際にゲート５６内で固化した樹脂の部分が固定金型２１Ｂのキャビティを形成する面より内側に突出した状態となる。従って、金型装置２３を開く際に、この突出部が固定金型２１Ｂに引っ掛かることとなり、成形品が固定金型２１Ｂからうまく離脱できないおそれがある。
【００４５】
このような問題を考慮すると、ゲート５６をピン６１ａで閉じた際には、ピン６１ａの先端面がキャビティ５２を形成する面に精度よく一致するように、ピン６１ａ、即ち、バルブ６１の停止位置を制御する必要がある。
【００４６】
また、バルブ６１がゲート５６を閉鎖して停止する位置を精度良く制御したとしても、金型装置２３の部品やゲートバルブ機構６０の部品の寸法の集積誤差があり、ピン６１ａの先端面とキャビティ５２の面とを完全に一致させることが困難な場合もある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２を、ピン６１ａの開閉主動作用シリンダ３００と、ピン６１ａの開閉補助動作用シリンダ３５０とからなる２段シリンダ構造とし、更に、ピン６１ａの先端面の位置を検出し、検出値が所定の値に一致していなければ以後の動作は行わず（自動運転の停止）、検出値が所定の値に一致していれば、次の工程に進むことができるというインターロック機能を射出成形機１本体の制御部４０（図１）にもたせ、異常な成形動作による成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損を防止している。図３においては、バルブ６１のうち、ピン６１ａ等の先端部分とゲートバルブ機構６０の駆動機構６２に接続している部分以外の部分の図示は省略している。
【００４８】
開閉補助動作用シリンダ３５０は、バルブ６１を微小移動するために設けられたシリンダである。開閉補助動作用シリンダ３５０を設けてバルブ６１を移動するために、バルブ６１は外径の太い大径部６１ｃと外径の細い小径部６１ｂとを有する。
【００４９】
開閉主動作用シリンダ３００及び開閉補助動作用シリンダ３５０はエアシリンダであり、圧縮空気が、何れかの空気供給排出口１５０乃至１５２から供給されることにより、開閉主動作用シリンダ３００の内部に移動可能に設けられバルブ６１に接続している開閉主動作用ピストン３０２はバルブ６１と共に図中矢印方向に移動することができ、同様に、開閉補助動作用シリンダ３５０の内部に移動可能に設けられバルブ６１に接続している開閉補助動作用ピストン３５２はバルブ６１と共に図中矢印方向に移動することができる。
【００５０】
開閉主動作用シリンダ３００における開閉主動作用シリンダ３０２の最大移動可能距離は距離Ａ（特許請求の範囲に記載の「第１の距離」に相当する）であり、これは、バルブ６１のピン６１ａを開いたときの当該ピン６１ａの位置（図４中、（１）で示す位置）と、ピン６１ａを閉じたときの当該ピン６１ａの位置（図４中、（２）で示す位置）との離間距離に相当するように設定されている。また、開閉補助動作用シリンダ３５０における開閉主動作用シリンダ３５２の最大移動可能距離は距離Ｂ（特許請求の範囲に記載の「第２の距離」に相当する）であり、これは、バルブ６１のピン６１ａを閉じたときの当該ピン６１ａの位置（図４中、（２）で示す位置）と、後述するピン６１ａを僅かに開けたときの当該ピン６１ａの位置（図４中、（３）で示す位置）との離間距離に相当するように設定される。
【００５１】
かかる構造の下、ピン６１ａの先端面の位置を検出してピン６１ａの位置を制御する工程について説明する。
【００５２】
図４は成形プロセスとバルブ６１のピン６１ａの位置の検出のタイミングを示したフロチャートである。
【００５３】
図４を参照するに、ステップ１において、バルブ６１を開いてキャビティ５２に樹脂が充填される（充填工程）。このときの、バルブ６１の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２の状態を図５に示す。
【００５４】
図５を参照するに、バルブ６１を開いてキャビティ５２に樹脂が充填するために、空気供給排出口１５１から開閉主動作用シリンダ３００の前側に圧縮空気を供給して、バルブ６１に接続している開閉主動作用ピストン３０２を後退させて、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間するようにバルブ６１を後退させる。バルブ６１の小径部６１ｂは開閉補助動作用ピストン３５２を貫通して遊嵌しているので、バルブ６１は開閉補助動作用ピストン３５２に拘束されずに後退することができる。
【００５５】
このとき、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間するようにバルブ６１を後退させるために、空気供給排出口１５１から開閉主動作用シリンダ３００の前側に圧縮空気を供給したにも拘らず、金型装置２３の部品やゲートバルブ機構６０の部品の寸法の集積誤差等に因り、実際にはバルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間していない状態がおこり得る。かかる状態において、キャビティ５２への樹脂の充填を開始してしまうと、バルブ６１がその内部を移動するゲート通路５５の内部に過大な圧力が発生し、バルブ６１やゲート通路５５が破損してしまうおそれがある。
【００５６】
そこで、このような異常状態の発生を防止するために、本実施例では、バルブ６１に接続してバルブ６１と連動して移動可能な第１のバルブプレート１０１（図２参照）に設けられた位置検出器２００（図２参照）により、バルブ６１のピン６１ａの位置を検出している。位置検出器２００は、射出成形機１本体の制御部４０（図１参照）に接続しており、制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間していないと判定された場合は、キャビティ５２への樹脂の充填は開始されず、以後の成形動作は行わないというインターロックが働く。制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間していると判定された場合は、キャビティ５２への樹脂の充填が開始され、以後の成形動作へと続く。
【００５７】
次に、ステップ２において、キャビティ５２に充填された樹脂の圧力が、設定された所定の圧力に保持される（保圧工程）。ステップ２の工程におけるバルブ６１のピン６１ａの位置は、図５に示す状態と同じ位置にある。
【００５８】
この保圧工程が完了すると、ステップ３において、バルブ６１を閉じて樹脂の冷却を開始する（冷却工程）。このときの、バルブ６１の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２の状態を図６に示す。
【００５９】
図６を参照するに、空気供給排出口１５０から開閉主動作用シリンダ３００の後側に圧縮空気を供給して、バルブ６１に接続している開閉主動作用ピストン３０２を前進させて、バルブ６１を距離Ａ前進させバルブ６１を閉じる。この際、バルブ６１のピン６１ａの先端面がキャビティ５２の内面に一致するように制御することが好ましいが、ピン６１ａの先端面をキャビティ５２の内面に完全に一致させることは難しいため、ピン６１ａがキャビティ５２内に僅かに突出するまでバルブ６１Ａを前進させている。
【００６０】
このようにバルブ６１の移動は開閉主動作用シリンダ３００で行われており、開閉主動作用シリンダ３００内の開閉主動作用ピストン３０２の下方への移動（すなわち、ゲートバルブを遮断する方向への移動）を規制することにより、ゲートバルブを遮断した状態（図６に示す状態）における、ピン６１ａの先端面の位置を精度よく制御することができる。即ち、開閉主動作用シリンダ３００内の開閉主動作用ピストン３０２のスロトークを規制する第１の規制部Ｌ１が開閉主動作用シリンダ３００に設けられているため、この規制部Ｌ１により、ピン６１ａの先端面の位置を精度よく制御することができる。
【００６１】
図６に示す状態で、キャビティ５２内に充填された樹脂は冷却されて固化させられる。
【００６２】
なお、本ステップにおいて、図１に示す射出装置１０の加熱シリンダ１１に設けられたスクリュー１３が回転し、ホッパ１２から加熱シリンダ１１内に樹脂が供給されて、当該樹脂は加熱され溶融させられて、図２に示すランナ５３及びゲート通路５５へと送られる（計量工程）。
【００６３】
次に、ステップ４において、バルブ６１のピン６１ａを僅かに後退させて、バルブ６１を僅かに開く（寸開工程）。
【００６４】
図６に示す状態では、ピン６１ａがキャビティ５２内に僅かに突出しているため、金型装置２３を開いて成形品を取り出そうとすると、ピン６１ａが引っ掛かり成形品が固定金型２１Ｂから離脱する際に問題が生じる。
【００６５】
そこで、図６に示す状態でキャビティ５２内の樹脂を固化させた後、図７に示すように、ステップ４で、空気供給排出口１５２から開閉補助動作用シリンダ３５０の前側に圧縮空気を供給して、開閉補助動作用ピストン３５２を僅かに後退させる。この開閉補助動作用ピストン３５２の移動により、バルブ６１は僅かに、より具体的には、距離Ｂ後退させられ、バルブ６１の先端のピン６１ａは、キャビティ５２よりゲートバルブ側に引き込まれる。このとき、ピン６１ａの引き込みは非常に小さいため、ゲートバルブ６１が開くことはなく、ゲート通路５５内の溶融樹脂がキャビティ５２側に流れ込むことはない。また、キャビティ５２内の樹脂は既に固化しているので、ピン６１ａが後退した後は成形品のピン６１ａに対応する部分に僅かな窪みが残るだけで、ゲート５６内に成形品の樹脂が入り込むことはない。
【００６６】
従って、図７示す状態では、後述する工程において金型装置２３を開いても、ピン６１ａが引っ掛かったり、ゲート５６内に突出した樹脂が引っ掛かったりすることはなく、問題なく成形品を金型装置２３から取り出し得る状態となる。
【００６７】
上述の動作では、バルブ６１の微小移動、即ち、距離Ｂの移動を開閉補助動作用シリンダ３５０で行っており、開閉補助動作用シリンダ３５０の開閉補助動作用ピストン３５２の上方への移動（すなわち、ゲートバルブ６１を開放する方向への移動）を規制することで、ゲートバルブ６１の遮断を維持しながらピン６１ａの先端面を僅かにゲート５６内に引き込んだ状態（図７に示す状態）における、ピン６１ａの先端面の位置を精度よく制御することができる。即ち、開閉補助動作用シリンダ３５０の開閉補助動作用ピストン３５２のストロークを規制する第２の規制部Ｌ２が開閉補助動作用シリンダ３５０に設けられているため、この第２の規制部Ｌ２により、ピン６１ａの先端面の位置を精度よく制御することができる。
【００６８】
なお、成形品５０には、上述のようにピン６１ａが突出した部分に僅かな窪みが残るが、ピン６１ａが突出する距離を成形品５０の有効部分まで達しない微小な距離とすることで、成形品５０の機能に影響を及ぼすことはない。
【００６９】
次に、ステップ５において、図８に示すように、成形品５０を取り出すために中子２１Ａａと中子２１Ｂａを離間する（型開工程）。
【００７０】
このとき、上述のステップ４において、開閉補助動作用ピストン３５２を距離Ｂ後退させるために、空気供給排出口１５２から開閉補助動作用シリンダ３５０の前側に圧縮空気を供給したにも拘らず、金型装置２３の部品やゲートバルブ機構６０の部品の寸法の集積誤差等に因り、実際には開閉補助動作用ピストン３５２が距離Ｂ後退していない、即ち、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していない状態がおこり得る。かかる状態において、成形品５０を取り出すために、中子２１Ａａと中子２１Ｂａを離間してしまうと、以下の問題が発生するおそれがある。
【００７１】
即ち、バルブ６１のピン６１ａが図５に示す状態、即ち、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間している位置にあるにも拘らず、中子２１Ａａと中子２１Ｂａとを離間すると、溶融樹脂がゲート５６から流出してしまう。また、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態、即ち、ピン６１ａがキャビティ５２内に僅かに突出しているにも拘らず、中子２１Ａａと中子２１Ｂａとを離間すると、ピン６１ａが引っ掛かり、成形品５２にアンダーカットが発生したり、ピン６１ａが破損してしまうおそれがある。
【００７２】
そこで、このような異常状態の発生を防止するために、本実施例では、バルブ６１に接続してバルブ６１と連動して移動可能な第１のバルブプレート１０１（図２参照）に設けられた位置検出器２００（図２参照）により、バルブ６１のピン６１ａの位置を検出している。上述のように、位置検出器２００は、射出成形機１本体の制御部４０（図１参照）に接続している。制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していないと判定された場合は、成形品５０を取り出すために中子２１Ａａと中子２１Ｂａとを離間する動作は行わず、以後の成形動作は行わないというインターロックが働く。制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していると判定された場合は、成形品５０を取り出すために、即ち、可動金型２１Ａが開き当該可動金型２１Ａの移動に連動して中子２１Ａａが左側に移動して中子２１Ａａと中子２１Ｂａとが離間する。
【００７３】
次に、ステップ６において、成形品５０を取り出すために、図９に示すように、中子２１Ａａの後端部に接続された成形品突き出しロッド８６（図２参照）を介して中子２１Ａａを右側に移動する。そうすると、図１０に示すように、キャビティ５２内で固化した成形品５０は可動金型２１Ａから分離して取り出される（ステップ７）。
【００７４】
図９及び図１０に示されるように、ステップ６及びステップ７の工程では、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退したままの状態である。
【００７５】
なお、ステップ６及びステップ７の工程においても、ステップ５の工程と同様に、夫々の工程における動作を行う前に、位置検出器２００（図２参照）により、バルブ６１のピン６１ａの位置を検出し、制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していると判断される場合にのみ、夫々の工程における動作を許容することとしてもよい。
【００７６】
次に、ステップ８において、図１１に示すように、可動金型２１Ａを固定金型２１Ｂに接近させ、即ち、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させ、夫々のパーティング面を接触させる（型閉工程）。
【００７７】
このとき、バルブ６１のピン６１ａは、図７乃至図１０に示す状態と同様に、図６に示す状態から距離Ｂ後退している必要がある。
【００７８】
しかしながら、上述のように、金型装置２３の部品やゲートバルブ機構６０の部品の寸法の集積誤差等に因り、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していない状態がおこり得る。かかる状態において、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させ、夫々のパーティング面を接触させてしまうと、以下の問題が発生するおそれがある。即ち、バルブ６１のピン６１ａが図５に示す状態、即ち、バルブ６１のピン６１ａがゲート５６から距離Ａ離間している位置にあるにも拘らず、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させ、夫々のパーティング面を接触させてしまうと、溶融樹脂がゲート５６から流出してしまう。また、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態、即ち、ピン６１ａがキャビティ５２内に僅かに突出しているにも拘らず、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させ、夫々のパーティング面を接触させてしまうと、ピン６１ａが引っ掛かり、ピン６１ａが破損してしまうおそれがある。
【００７９】
そこで、このような異常状態の発生を防止するために、本実施例では、バルブ６１に接続してバルブ６１と連動して移動可能な第１のバルブプレート１０１（図２参照）に設けられた位置検出器２００（図２参照）により、バルブ６１のピン６１ａの位置を検出している。上述のように位置検出器２００は、射出成形機１本体の制御部４０（図１参照）に接続している。制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していないと判定された場合は、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させて夫々のパーティング面を接触させる動作は行わず、以後の成形動作は行わないというインターロックが働く。制御部４０にて、バルブ６１のピン６１ａが図６に示す状態から距離Ｂ後退していると判定された場合は、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに接近させ、夫々のパーティング面を接触させる。
【００８０】
次いで、ステップ９において、中子２１Ａａのパーティング面が中子２１Ｂａのパーティング面と接触と接触している状態から、中子２１Ａａに更に力が作用して、中子２１Ａａを中子２１Ｂａに押し付ける（型締工程）。以上にて、一つの成形サイクルが完了し、このサイクルが繰り返される。
【００８１】
以上のように本実施の形態では、外形より小さな有効部分を有する光学部品の特性を利用して、光学部品のパーティング面にゲートを配して、ホットランナ方式で樹脂を充填することにより、固化したランナ部が形成されずに成形品を形成することができる。従って、従来、廃棄されていたランナ部がなくなり、高価な樹脂をランナ部として廃棄することがないため、成形品の製造コストを低減することができる。また、ランナ部を製品から切り離す工程も不要となり、より一層成形品の製造コストを低減することができる。
【００８２】
特に、本実施の形態では、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２を、ピン６１ａの開閉主動作用シリンダ３００と、ピン６１ａの開閉補助動作用シリンダ３５０とからなる２段シリンダ構造としている。かかる２段シリンダ構造の下、連続成形中において、射出成形機１本体の制御部４０で、ピン６１ａの位置を、バルブ６１を開いた状態（図５参照）、バルブを閉じた状態（図６参照）、バルブを閉じた状態（図６参照）から僅かに開いた状態（図７乃至図１１参照）という３つの状態に切換えている。
【００８３】
更に、射出成形機１本体の制御部４０（図１参照）は、連続成形中のピン６１ａの位置が、ゲート５６から所定の距離離間していること（図５参照）を検出できた場合にはキャビティ５２への樹脂の充填を開始することとし、また、バルブを閉じた状態（図６参照）から所定の距離僅かに開いた位置にあること（図７乃至図１１参照）を検出できた場合には成形品を取り出すために中子２１Ａａと中子２１Ｂａを離間することとし、成形工程の切換えを行っている。
【００８４】
また、連続成形中のピン６１ａの位置が、ゲート５６から所定の距離離間していること（図５参照）を検出できなかった場合、バルブを閉じた状態（図６参照）から所定の距離僅かに開いた位置にあること（図７乃至図１１参照）を検出できなかった場合には、ピン６１ａは異常な位置にあるとして、以後の成形動作は行わない（自動運転の停止）というインターロック機能を射出成形機１本体の制御部４０にもたせている。
【００８５】
このように、ピン６１ａの少なくとも２箇所の位置を検出し、検出された位置に基づいて成形工程の切換え又は以後の成形動作は行わないこととしている。従って、異常な成形動作による成形品、ゲート遮断用のピン、及び／又は金型の破損を未然に防止することができ、安定して前記樹脂光学部品を成形することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００８７】
上述の実施の形態では、ゲートバルブ機構６０がパーティングラインＰＬに対して平行に配置されている例を示したが、例えば、ゲートバルブ機構６０をＰＬに対して垂直に配置してもよい。この場合、中子２１Ａａ、２１Ｂａは金型の開閉方向とは直角に配置され、アンギュラピンを用いることにより、金型が開くと同時に、中子２１Ａａ、２１Ａｂのうち少なくとも一方を型開方向とは直角方向へ開くような構造を採用すればよい。この場合においても、ゲートバルブ機構６０のピン６０ａを、成形品５０の外周面以上に食い込ませることができる。その結果、高価な樹脂をランナ部として廃棄する必要がないため、成形品の製造コストを低減することができる。
【００８８】
また、上述の実施の形態では、バルブを駆動する駆動源としてエアシリンダを用いたが、これに限られるものではなく、回転モータと直線駆動機構を組み合わせた駆動機構や、リニアモータを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態による射出成形を行なう射出成形機の側面図である。
【図２】可動プラテン及び固定プラテンに取り付けられた金型装置を示す断面図である。
【図３】バルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図４】成形プロセスとバルブのピンの位置の検出のタイミングを示したフロチャートである。
【図５】充填工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図６】冷却工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図７】寸開工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図８】型開工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図９】成形品を突き出す工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図１０】成形品を取り出す工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【図１１】型開工程におけるバルブの先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構の駆動機構とを示した図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  射出成形機
２１Ａ  可動金型
２１Ｂ  固定金型
２３  金型装置
４０  制御部
５０  成形品
５２  キャビティ
５６  ゲート
６１ａ  ピン
６１  バルブ
２００  位置検出器
【図１】
2007144657.tif 000003
【図２】
2007144657.tif 000004
【図３】
2007144657.tif 000005
【図４】
2007144657.tif 000006
【図５】
2007144657.tif 000007
【図６】
2007144657.tif 000008
【図７】
2007144657.tif 000009
【図８】
2007144657.tif 000010
【図９】
2007144657.tif 000011
【図１０】
2007144657.tif 000012
【図１１】
2007144657.tif 000013