(57)【要約】【課題】複数個の均一な冷却を可能とするレンズ成型用金型の基本構成を提供すること。【解決手段】スプール３１、当該スプール３１から分岐している複数本のランナー３２を、ゲート３３を介して接続している複数個のレンズ成型用キャビティ２を有するレンズ成型用金型１において、前記キャビティ２の表面側及び裏面側の近傍に当該キャビティ２の外周及び当該外周の内側の一部領域に面した状態にて一巡している冷却パイプ４１、又は前記外周及び当該外周の内側の全部領域に面した状態にて当該領域をカバーしている冷却空洞部４２を、冷却水循環装置の循環開始端側及び循環終端側と連通することによって前記課題を達成しているレンズ成型用金型。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出装置から射出される溶融プラスチック又は溶融ガラスを通過するスプール、当該スプールから分岐して延設されている複数本のランナーを、ゲートを介して接続している複数個のレンズ成型用キャビティを備えているレンズ成型用金型において、前記キャビティの表面側及び裏面側の近傍に当該キャビティの外周及び当該外周の内側の一部領域に面した状態にて一巡している冷却パイプ、又は前記外周及び当該外周の内側の全部領域に面した状態にて当該領域をカバーしている冷却空洞部が、当該レンズ成型用金型の外側に位置している冷却水循環装置の循環開始端側及び循環終端側と連通しているレンズ成型用金型。
【請求項２】
各冷却パイプ又は各冷却空洞部がレンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側においてそれぞれ順次連結パイプを介して連結し、かつ当該連結パイプが冷却水循環装置の循環始端側及び循環終端側と連通していることを特徴とする請求項１記載のレンズ成型用金型。
【請求項３】
レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ又は各冷却空洞部が、それぞれ冷却水循環装置における共通の循環開始端側及び循環終端側と、冷却水スプール及び当該冷却水スプールから分岐して延設されている各冷却水ランナーを介して連通していることを特徴とする請求項１記載のレンズ成型用金型。
【請求項４】
レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ又は各冷却空洞部が、それぞれ冷却水循環装置における個別の循環開始端側及び循環終端側と、冷却水スプール及び当該冷却水スプールから分岐して延設されている各冷却水ランナーを介して連通していることを特徴とする請求項１記載のレンズ成型用金型。
【請求項５】
レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ又は各冷却空洞部が、各表面側及び各裏面側が連結パイプによって相互に接続された状態としたうえで、表面側にて、冷却水循環装置の循環開始端側と連通し、裏面側にて、冷却水循環装置の循環終端側と連通していることを特徴とする請求項１記載のレンズ成型用金型。
【請求項６】
各レンズ成型用キャビティと各ランナーとを接続している各ゲートの近傍に、ゲート冷却用パイプを前記レンズ成型用金型の外側に位置しているゲート用冷却水循環装置に対し、循環開始端側及び循環終端側の双方において連通した状態にて配設している請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載のレンズ成型用金型。
【請求項７】
ゲート冷却用パイプが、ランナー及びゲートの周囲において螺旋状を形成していることを特徴とする請求項６記載のレンズ成型用金型。
【請求項８】
ゲート冷却用パイプが、供水側との連通部分及び排水側との連通部分の双方においてランナーと平行状態を形成し、かつゲートと交差状態を形成していることを特徴とする請求項６記載のレンズ成型用金型。
【請求項９】
レンズ成型用キャビティを形成する領域のうち、ゲートとの接合位置及び当該接合位置から最も離れた状態にある当該キャビティの他の位置の温度を測定し、双方の温度が等しくなるように冷却水循環装置及びゲート用冷却水循環装置における各冷却水の温度及び／又は各冷却水の循環量を設定することを特徴とする請求項６、７、８の何れか一項に記載のレンズ成型用金型における冷却温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な冷却を可能とする複数個のレンズを対象とするレンズ成型用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズの金型成型を効率的に推進するには、溶融状態にある透明又は半透明のプラスチック又はガラスを収容しているレンズ成型用キャビティの周囲を冷却することを必要不可欠としている。
【０００３】
上記冷却の場合には、レンズ成型用キャビティの周囲を均一に冷却することが好ましい。
【０００４】
逆に、不均一な冷却が行われた場合には、レンズ内部の歪み応力の分布が不均等な状態と化し、ひいては、光学素子として不良製品という評価を免れることができない。
【０００５】
複数個のレンズを一挙に成型する場合には、例えば特許文献１に示すように、射出装置から射出される溶融プラスチック又は溶融ガラスを通過するスプール、当該スプールを中心として半径方向に延設されている複数本のランナーを、ゲートを介して接続している複数個のレンズ成型用キャビティを備えているレンズ成型用金型が採用されている。
【０００６】
しかしながら、均一な冷却を実現するようなレンズ成型用金型の構成は、これまで提唱されていない。
【０００７】
特に、上記のような複数のレンズを一挙に成型することができるレンズ成型用金型において、複数の各レンズにつき均一な冷却を実現する技術的手法については、何ら技術的課題とされていない状況にある。
【０００８】
因みに、特許文献１においては、成型後の冷却工程が必要であることが記載されているが、冷却に関する具体的な構成を開示しておらず、ましてや、均一な冷却を実現するための構成等全く示唆していない。
【０００９】
特許文献２は、固定側金型７及び稼動側金型８に、それぞれ温度調節水管１４を貫通させることによって冷却可能な金型による光学素子の成形方法の構成を開示しており、当該構成を、複数個のレンズの成型を実現する構成に適用することも不可能ではない。
【００１０】
しかしながら、特許文献２においては、均一な冷却を実現するために、前記温度調節水管１４をどのように配置すべきかについて全く考察が行われていない。
同様に、特許文献３もまた、レンズ４の成型に寄与している可動型入れ駒５に対し、上下両側からのタンク式冷却孔２による冷却機構が採用されているが、可動型入れ駒５に対する均一な冷却を実現するための具体的な考察、更には技術上の創作は全く行われていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２１１４９７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４０２５０号公報
【特許文献３】特開平７−２６６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、複数個の均一な冷却を可能とするレンズ成型用金型の基本構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）射出装置から射出される溶融プラスチック又は溶融ガラスを通過するスプール、当該スプールから分岐して延設されている複数本のランナーを、ゲートを介して接続している複数個のレンズ成型用キャビティを備えているレンズ成型用金型において、前記キャビティの表面側及び裏面側の近傍に当該キャビティの外周及び当該外周の内側の一部領域に面した状態にて一巡している冷却パイプ、又は前記外周及び当該外周の内側の全部領域に面した状態にて当該領域をカバーしている冷却空洞部が、当該レンズ成型用金型の外側に位置している冷却水循環装置の循環開始端側及び循環終端側と連通しているレンズ成型用金型、
（２）各レンズ成型用キャビティと各ランナーとを接続している各ゲートの近傍に、ゲート冷却用パイプを前記レンズ成型用金型の外側に位置しているゲート用冷却水循環装置に対し、循環開始端側及び循環終端側の双方において連通した状態にて配設している前記（１）のレンズ成型用金型、
からなる。
【発明の効果】
【００１４】
前記基本構成（１）、（２）に基づく本発明においては、レンズの表面側及び裏面側を一様に冷却し得る一方、レンズとランナーとが接続しているゲートの領域をも冷却することによって、更に一様な冷却を可能とし、ひいては、内部歪みが少なく、一様な屈折率を可能とするような凸レンズ又は凹レンズを製造することが可能となる。
【００１５】
特に、後述の実施形態のように、冷却水循環装置の循環開始端側及び循環終端側と連通している冷却水スプール及び各冷却水ランナーを採用した構成の場合には、各レンズについても、一様な冷却を実現し、製品としてのバラツキを避けることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】写真の投影によって、スプール、ランナー、レンズ成型用キャビティの接続関係を示す見取り図である。
【図２】レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側を冷却している状態を示す側断面図及び平面図であって、（ａ）は、冷却パイプを配置した構成を示しており、（ｂ）は、冷却空洞部を配置した構成を示す。
【図３】冷却空洞部が順次連結パイプを介して連通した実施形態の構成を示しており、（ａ）は、全体の平面図であって、（ｂ）は、当該平面図の一部の領域に対応する側面図である。
【図４】レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプが、それぞれ各冷却水ランナー及び冷却水スプールを介して冷却水循環装置における共通の循環開始端側及び循環終端側と連通している実施形態の構成を示しており、（ａ）は、全体の平面図であって、（ｂ）は、当該平面図の一部の領域に対応する側面図である。
【図５】レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプが、それぞれ各冷却水ランナー及び冷却水スプールを介して冷却水循環装置における個別の循環開始端側及び循環終端側と連通している実施形態の構成を示しており、（ａ）は、全体の平面図であって、（ｂ）は、当該平面図の一部の領域に対応する側面図である。
【図６】レンズ成型用キャビティの表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプが相互に連結パイプを介して連通したうえで、冷却水循環装置の循環開始端側及び循環終端側と連通している実施形態の構成を示しており、（ａ）は、全体の平面図であって、（ｂ）は、当該平面図の一部の領域に対応する側面図である。
【図７】ゲート冷却用パイプの構成を示す平面図であって、（ａ）は、螺旋状パイプを形成している実施形態を示しており、（ｂ）は、循環開始端側及び循環終端側の双方のレンズ部分においてランナーと平行状態を形成し、かつゲートと交差する状態を形成している実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のレンズ成型用金型１は、図１に示すように、射出装置（図示せず）から射出される溶融プラスチック又は溶融ガラスを通過するスプール３１、当該スプール３１を中心として半径方向に分岐して延設されている複数本のランナー３２を、ゲート３３を介して接続している複数個のレンズ成型用キャビティ２を備えていることを技術的前提としている。
【００１８】
即ち、成型素材である溶融したプラスチック又は溶融したガラスを射出装置からの加圧によって、１本のスプール→複数本のランナー→複数個のレンズ成型用キャビティという順序によって供給し、一挙に複数個のレンズの成型を可能としている。
【００１９】
レンズの表面側及び裏面側を均一に冷却するために、基本構成（１）においては、キャビティ２の表面側及び裏面側の近傍に、図２（ａ）に示すように、当該キャビティ２の外周及び当該外周の内側の一部領域に面した状態にて一巡している冷却パイプ４１、又は図２（ｂ）に示すように、前記外周及び当該外周の内側の全部領域に面した状態にて当該領域をカバーしている冷却空洞部４２を、レンズ成型用金型１の外側に位置している冷却水循環装置に対し、循環開始端側及び循環終端側の双方において連通した状態にて配設している（尚、図２（ａ）は、レンズが凸レンズの場合を示しており、図２（ｂ）は、レンズが凹レンズの場合を示すが、その逆の場合も当然実施可能である。）。
【００２０】
尚、前記のように、冷却パイプ４１は、レンズ成型用キャビティ２の周囲及び当該周囲の内側の一部領域に面した状態にあり、かつ冷却空洞部４２は、レンズ成型用キャビティ２の周囲及び当該周囲の内側の全部領域に面した状態にあるが、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、冷却パイプ４１及び冷却空洞部４２は、レンズ成型用キャビティ２の周囲より外側領域に存在するような状態とする設計も当然採用可能である。
【００２１】
即ち、当該外側領域に面した状態にある設計の場合にも、周囲及び当該周囲の内側の一部領域又は内側の全部領域に対し一様な冷却を実現することができる。
【００２２】
本発明において成型の対象となるレンズは、表面及び裏面からの冷却によって全体が冷却可能となる以上、表面と裏面の幅よりも、表面及び裏面の径の方が大きい板状のレンズを成型の対象とすることが効果的であって、例えば、円筒状レンズのように、前記厚みの方が表面及び裏面の厚みよりも大きいような特殊形態のレンズは成型の対象とすることは必ずしも効果的ではない。
【００２３】
図２（ａ）、（ｂ）においては、レンズ成型用キャビティ２とレンズの形状とが同一である実施形態を示すが、例えば特許文献１に示すように、レンズ成型領域（有効レンズ領域）の外周部に鍔状の鍔領域（コバ領域）を設け、後の切断によって正確な外周部の成型を実現する実施形態も採用することができる。
【００２４】
冷却空洞部４２は、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側において、平坦面を形成する実施形態だけでなく、レンズの表面及び裏面と平行状態の面を形成する実施形態の何れをも採用可能である。
【００２５】
発明者の経験では、冷却空洞部４２として、前記平行状態の面による実施形態の方が、平坦面による実施形態よりも確実に均一な冷却を保証する訳ではなく、何れがより均一な冷却を実現するかは、レンズの形状及び冷却温度によって左右され、ケースバイケースであるのが偽らざる実状である。
【００２６】
更には、図２（ａ）に示す冷却パイプ４１の方が、図２（ｂ）に示す冷却空洞部４２の場合よりも、冷却における均一の程度がより著しいという傾向にあるが、その根拠は、必ずしも明らかではない。
【００２７】
但し、冷却パイプ４１の場合には、当該パイプ４１の内側領域から当該パイプ４１への熱の拡散が略均一に行われ、その結果、表面側及び裏面側からレンズを均一に冷却し得るのに対し、面状態で冷却している冷却空洞部４２の場合には、レンズの外側よりも内側の方が冷却の程度が大きいという状態が生じ易いという根拠を推定することができる。
【００２８】
このように、基本構成（１）においては、レンズの表面側及び裏面側に対し、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、冷却パイプ４１及び冷却空洞部４２を冷却水循環装置（図示せず）と連通した状態にて配置することによって、レンズの殆どの領域を均一に冷却することが可能となる。
【００２９】
図１のような複数個のレンズ成型用キャビティ２の配置状態に対応して、図３に示すように、各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２がレンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側においてそれぞれ順次連結パイプ５を介して連結し、かつ当該連結パイプ５が冷却水循環装置の循環始端側及び循環終端側と連結していることを特徴とする実施形態を採用することによって、上記配置状態にある複数個のレンズ成型用キャビティ２の冷却を実現することができる。
【００３０】
図３（ａ）、（ｂ）に示す実施形態は、冷却水循環装置から各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２に対し、順次冷却水が循環するという簡便な設計によって、各レンズ成型用キャビティ２の冷却を可能としている。
但し、上記実施形態の場合には、冷却水の循環の順序によって、冷却パイプ４１又は冷却空洞部４２の温度条件は多少相違するという技術上の問題点が存在するが、両側の冷却パイプ４１又は冷却空洞部４２との間に配置されたレンズ成型用キャビティ２に対し、連結パイプ５が垂直方向において交差していないため、レンズ成型用キャビティ２に対するレンズ成型用材料の挿入及び成型されたレンズの取り出しが比較的容易であるという技術上の利点が存在する。
【００３１】
尚、冷却パイプ４１又は冷却空洞部４２につき、上記実施形態のように、連結パイプ５によって順次連結する実施例１を採用した場合には、ゲート冷却用パイプ７についても、図３に示すような連結パイプ５によって順次連結する構成を採用することが好ましい。
【００３２】
図１の配置状態にある各レンズ成型用キャビティ２に対する冷却は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２が、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２が、それぞれ冷却水循環装置における共通の循環開始端側及び循環終端側と、冷却水スプール６１、及び当該冷却水スプール６１から分岐して延設されている各冷却水ランナー６２を介して連通していることを特徴とする実施形態を採用することによっても実現可能である。
【００３３】
図４に示す実施形態の場合には、各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２の冷却温度を一律に均一状態とすることができる。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）の実施形態とは別に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２が、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２が、それぞれ冷却水循環装置における個別の循環開始端側及び循環終端側と、冷却水スプール６１、及び当該冷却水スプール６１から分岐して延設されている各冷却水ランナー６２を介して連通していることを特徴とする実施形態を採用することによっても実現可能である。
図５に示す実施形態の場合には、図４に示す実施形態の場合と同様に、各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２の冷却温度を均一の状態とすることができる一方、各冷却水ランナー６２がレンズ成型用キャビティ２に対し、垂直方向において交差していないため、図３に示す実施形態の場合と同様に、レンズ成型用キャビティ２に対するレンズ成型用材料の挿入、及び成型されたレンズの取り出しが比較的容易であるという技術上の利点が存在する。
更には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ成型用キャビティ２の表面側及び裏面側に配置されている各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２が、各表面側及び各裏面側が連結パイプ５によって相互に接続された状態としたうえで、表面側にて、冷却水循環装置の循環開始端側と連通し、裏面側にて、冷却水循環装置の循環終端側と連通していることを特徴とする実施形態を採用することによっても実現することができる。
【００３５】
図６（ａ）、（ｂ）に示す実施形態においても、各冷却パイプ４１又は各冷却空洞部４２の冷却温度を均一の状態とすることが可能である一方、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）の構成に比し、連結パイプ５の採用によってシンプルな構成を実現することができる。
【００３６】
基本構成（１）の冷却を行った場合、レンズの各領域のうち、特にゲート３３との接合部及び近傍領域は、ランナー３２に溶融状態のプラスチック又は溶融状態のガラスが残存しているため、冷却の程度が低く、その結果、ゲート３３との接合部及びその近傍によって局所的な歪みが発生することを否定することができない。
【００３７】
この点を考慮し、基本構成（２）においては、レンズの表面側及び裏面側における冷却だけでなく、各レンズ成型用キャビティ２と各ランナー３２とを接続している各ゲート３３の近傍に、ゲート冷却用パイプ７をレンズ成型用金型１の外側に位置しているゲート用冷却水循環装置に対し、循環開始端側及び循環終端側の双方において連通した状態にて配設している。
【００３８】
このようなゲート冷却用パイプ７を設けている基本構成（２）によって、ゲート３３との接合部及びその近傍を含むレンズの全領域において均一な冷却が可能となる。
【００３９】
ゲート冷却用パイプ７としては、図７（ａ）に示すように、ランナー３２及びゲート３３の周囲において螺旋状を形成している実施形態、又は図７（ｂ）に示すように、供水側との連通部分及び排水側との連通部分の双方においてランナー３２と平行状態を形成し、かつゲート３３と交差状態を形成している実施形態の何れも採用可能である。
【００４０】
図７（ａ）、（ｂ）に示す各実施形態は、何れも各ランナー３２の周囲にて溶融したプラスチック又は溶融したガラスを速やかに冷却することによって、レンズ成型用キャビティ２のゲート３３との接続部及びその近傍につき、他の領域と均一の温度を形成することに寄与することができる。
【００４１】
具体的な温度測定を伴った温度条件の設定につき、以下のとおり、実施例に即して説明する。
【実施例】
【００４２】
ゲート３３との接合部及びその近傍につき、他の領域と均一な冷却を実現するためには、前記接合部及びその近傍の温度と他の領域の単数又は複数の所定位置における温度を測定しながら、冷却水循環装置及びゲート用冷却水循環装置における各冷却水の温度及び／又は冷却水の循環量を順次設定し、双方の温度が等しくなるような条件を試行錯誤によって把握することにならざるを得ない。
【００４３】
上記把握に立脚したうえで、ゲート３３との接合位置及び当該接合位置から最も離れた状態にある当該キャビティ２の他の位置の温度を測定し、双方の温度が等しくなるように冷却水循環装置及びゲート用冷却水循環装置における各冷却水の温度及び／又は各冷却水の循環量を設定する実施形態の場合には、極めて効率的に温度条件の設定を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、レンズ成型用キャビティに対する均一な冷却によって、内部歪みが少なく、かつ均一な屈折率を有するレンズを効率的に成型することが可能であり、レンズの成型において広範な利用形態を実現することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  レンズ成型用金型
２  レンズ成型用キャビティ
３１  スプール
３２  ランナー
３３  ゲート
４１  冷却パイプ
４２  冷却空洞部
５  連結パイプ
６１  冷却水スプール
６２  冷却水ランナー
７  ゲート冷却用パイプ
【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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【図７】
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