(57)【要約】  光を透過させる有効部分とその外側の外周部分とを有する凸レンズ５０を成形する。ゲート遮断用のピン６１ａを後退させて、金型装置２３のキャビティ５２内に樹脂を充填する。ゲート遮断用のピン６１ａを、キャビティ５２内で形成される凸レンズ５０の外周面以上食い込ませ且つ有効部分の手前で停止させる。キャビティ５２内の樹脂を冷却して固化し、ピン６１ａを後退させて凸レンズ５０の外周面より外側まで移動し、金型装置２３を開いて凸レンズ５０を取り出す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を成形する樹脂成形方法であって、
ゲート遮断用のピンを後退させて、金型装置のキャビティ内に樹脂を充填し、
該ゲート遮断用のピンを、該キャビティ内で樹脂が固化して該光学部品が形成された際の該光学部品の外周面以上食い込ませ且つ該有効部分の手前で停止し、
該キャビティ内の樹脂を冷却して固化し、
前記ピンを後退させて該光学部品の該外周面より外側まで移動し、
前記金型装置を開いて前記光学部品を取り出す
ことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂成形方法であって、
前記ピンを、前記金型装置の開閉方向に垂直又は平行な方向に移動することを特徴とする樹脂成型方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂成形方法であって、
前記ピンを後退させる段階において、前記ピンが後退して停止する位置は、前記ピンによるゲートの遮断を維持できる位置であることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項４】
光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を射出成形するための金型装置であって、
閉じられた際に該光学部品の外形を画成するキャビティを形成する可動金型及び固定金型と、
該固定金型のパーティング面で開口するゲートと、
該ゲート内で移動可能であり、該ゲートを開放及び遮断するピンと、
を有し、
前記ピンの位置は、前記パーティング面以上に前記キャビティ側に突出するが、前記光学部品の前記有効部分まで到達しない位置までの範囲内で停止するように制御可能に構成されることを特徴とする金型装置。
【請求項５】
請求項４記載の金型装置であって、
前記ピンを駆動するための駆動部を有し、
該駆動部は、前記ゲートを遮断し且つ前記パーティング面以上に前記キャビティ内に突出するように前記ピン移動し、且つ、前記ゲートの遮断を維持したまま前記ピンを前記パーティング面より外側まで移動する
ことを特徴とする金型装置。
【請求項６】
請求項４記載の金型装置であって、
前記ピンを駆動する第１の駆動部と第２の駆動部とを有し、
該第１の駆動部は、前記ゲートを遮断し且つ前記パーティング面以上に前記キャビティ内に突出するように前記ピンを移動し、
該第２の駆動部は、前記ゲートの遮断を維持したまま前記ピンを前記パーティング面より外側まで移動する
ことを特徴とする金型装置。
【請求項７】
請求項６記載の金型装置であって、
前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部は往復動エアシリンダであることを特徴とする金型装置。
【請求項８】
光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を射出成形するための金型装置であって、
金型が閉じられた際に該光学部品の有効面を形成するコアと、
該固定金型のパーティング面で開口するゲートと、
該ゲート内で移動可能であり、該ゲートを開放及び遮断するピンと、
前記ゲートの周囲に設けられ、前記ゲートの先端を支持するゲートブッシュと、を有し、
前記キャビティの一部を構成する前記ゲートブッシュのキャビティ面の少なくとも一部が、前記コアの形状に対応した形状を有することを特徴とする金型装置。
【請求項９】
金型装置に設けられ、内部にゲートを開放及び遮断するピンを移動可能に備えた前記ゲートの先端を支持するゲートブッシュであって、
前記金型装置の内部に形成されたキャビティの一部を構成する前記ゲートブッシュのキャビティ面の少なくとも一部が、前記金型装置を用いて射出成形される光学部品の有効面を形成するコアの形状に対応した形状を有する曲面であることを特徴とするゲートブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は光学部品の成形方法、金型装置、及びゲートブッシュに係わり、特に、導光板、レンズやプリズム等の光を透過させて用いるプラスチック成形品を成形するための成形方法及びそのようなプラスチック成形品の射出成形に用いられる金型装置及びゲートブッシュに関する。
【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）。【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。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。
【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】
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。すなわち、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】
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という問題がある。【０００７】
また、成形品がランナで繋がっている場合は、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、この工程を省くことができれば、製造コストもその分低減することができる。【０００８】
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及びそのような成形方法を実現する金型装置及びゲートブッシュ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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を成形する樹脂成形方法であって、ゲート遮断用のピンを後退させて、金型装置のキャビティ内に樹脂を充填し、該ゲート遮断用のピンを、該キャビティ内で樹脂が固化して該光学部品が形成された際の該光学部品の外周面以上食い込ませ且つ該有効部分の手前で停止し、該キャビティ内の樹脂を冷却して固化し、前記ピンを後退させて該光学部品の外周面より外側まで移動し、前記金型装置を開いて前記光学部品を取り出すことを特徴とする樹脂成形方法が提供される。【００１０】
本発明による樹脂成形方法において、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とすることが好ましい。また、前記ピンを後退させる段階において、前記ピンが後退して停止する位置は、前記ピンによるゲートの遮断を維持できる位置であることが好ましい。【００１１】
また、本発明によれば、光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を射出成形するための金型装置であって、閉じられた際に該光学部品の外形を画成するキャビティを形成する可動金型及び固定金型と、該固定金型のパーティング面で開口するゲートと、該ゲート内で移動可能であり、該ゲートを開放及び遮断するピンと、を有し、前記ピンの位置は、前記パーティング面以上に前記キャビティ側に突出するが、前記光学部品の前記有効部分まで到達しない位置までの範囲内で停止するように制御可能に構成されることを特徴とする金型装置が提供される。【００１２】
本発明による金型装置は、前記ピンを駆動するための駆動部を有し、該駆動部は、前記ゲートを遮断し且つ前記パーティング面以上に前記キャビティ内に突出するように前記ピン移動し、且つ、前記ゲートの遮断を維持したまま前記ピンを前記パーティング面より外側まで移動することが好ましい。あるいは、本発明による金型装置は、前記ピンを駆動する第１の駆動部と第２の駆動部とを有し、該第１の駆動部は、前記ゲートを遮断し且つ前記パーティング面以上に前記キャビティ内に突出するように前記ピン移動し、該第２の駆動部は、前記ゲートの遮断を維持したまま前記ピンを前記パーティング面より外側まで移動することとしてもよい。前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部は往復動エアシリンダであることとしてもよい。【００１３】
本発明によれば、光を透過させる有効部分と該有効部分の外周に設けられた外周部分とを有する光学部品を射出成形するための金型装置であって、金型が閉じられた際に該光学部品の有効面を形成するコアと、該固定金型のパーティング面で開口するゲートと、該ゲート内で移動可能であり、該ゲートを開放及び遮断するピンと、前記ゲートの周囲に設けられ、前記ゲートの先端を支持するゲートブッシュと、を有し、前記キャビティの一部を構成する前記ゲートブッシュのキャビティ面の少なくとも一部が、前記コアの形状に対応した形状を有することを特徴とする金型装置が提供される。【００１４】
更に、本発明によれば、金型装置に設けられ、内部にゲートを開放及び遮断するピンを移動可能に備えた前記ゲートの先端を支持するゲートブッシュであって、前記金型装置の内部に形成されたキャビティの一部を構成する前記ゲートブッシュのキャビティ面の少なくとも一部が、前記金型装置を用いて射出成形される光学部品の有効面を形成するコアの形状に対応した形状を有する曲面であることを特徴とするゲートブッシュが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ホットランナ方式で光学部品を樹脂成形するため、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必要がなくなる。このため、光学部品の製造コストを低減することができる。また、ホットランナ方式におけるゲート遮断用のピンの位置を制御することで、成形した光学部品を損傷することなく、確実に金型装置から取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一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】本発明の一実施の形態による金型装置の一部を示す断面図である。
【図３】図２に示す成形品の一例としての凸レンズを示す図である。
【図４】２段シリンダによるゲートバルブの位置制御におけるバルブの位置を説明するための図である。
【図５】図４に示すバルブ位置と成形品との位置関係説明するための図である。
【図６】本発明による金型装置で成形される成形品の一例である凹レンズを示す図である。
【図７】本発明による金型装置で成形される成形品の一例である四角形の凹レンズを示す図である。
【図８】本発明による金型装置で成形される成形品の一例であるプリズムを示す図である。
【図９】主面の外形が円形を有する成形品を成形するためのゲートブッシュの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１７】
２１Ａ  可動金型
２１Ｂ  固定金型
２３  金型装置
５０  凸レンズ
５２  キャビティ
５３  ランナ
５５  ゲート通路
５６  ゲート
６０  ゲートバルブ機構
６１  バルブ
６１ａ  ピン
６２  駆動機構（エアシリンダ）
６３  ピストン
６５  エアシリンダ
６６  ピストン
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施の形態によるプラスチックレンズの射出成形について、図面を参照しながら説明する。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。さらに、制御部４０は、後述のように金型装置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。【００２６】
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は金型装置２３の一部を示す断面図である。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。したがって、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。【００２８】
本実施の形態による金型装置２３は、図３に示すプラスチック製の凸レンズ５０を射出成形で成形するための金型であるが、成形品は凸レンズに限ることなく、後述のように他の様々な光学部品の成形に用いる金型装置にも適用できる。ここで、図３−（Ａ）は凸レンズ５０の正面図であり、図３−（Ｂ）の断面図である。【００２９】
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）は、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。【００３０】
固定金型２１Ｂには、成形品の外形を形成するための中子２１Ｂａが設けられる。また、可動金型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。【００３１】
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、図３に示す凸レンズ５０が形成される。金型装置２３内で溶融樹脂が固化して凸レンズ５０となった後、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、可動金型２１Ａに対して右側に移動し、キャビティ５２内で固化した凸レンズ５０は可動金型２１Ａから分離して取り出される。【００３２】
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。ランナ５３の周囲にはランナ５３を加熱するためのヒータが配置され、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内に埋め込まれた温度センサの検出値をもとに、金型温度制御が行なわれている。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には図１に示す射出装置１０の加熱シリンダ１１の先端のノズルが接続され、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。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。ゲートブッシュは、ゲート５６の先端と共に、樹脂の流路を連通又は遮断する役割を果たしている。かかる構造の下、略平面状に形成されているゲートブッシュ１００の一面（図２においてゲートブッシュ１００の下面）及びゲート５６の先端部はキャビティ５２の一部（図２においてキャビティ５２の上面部）を構成し、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を通過してキャビティ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ように構成されている。【００３３】
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。バルブ６１の先端部分のピン６１ａはゲート５６の内径に遊嵌するような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５６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に挿入されてゲート５６が閉鎖された状態である。【００３４】
ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２は往復動可能なエアシリンダで構成されており、ピストン６３にバルブ６１が固定されるか、あるいはバルブ６１がピストン６３と一体的に形成される。エアシリンダ６２に圧縮空気を供給して駆動することで、ピストン６３が移動し、バルブ６１を軸方向に移動することができる。【００３５】
本実施の形態において、バルブ６１の移動方向は、図２に示すようにパーティングラインＰＬに対して平行とされており（すなわち、金型開閉方向に対して垂直）、パーティングライン上にゲート５６が位置するようになっている。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。【００３６】
以上のように、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（凸レンズ５０）に（キャビティ５２内に）少しでも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。したがって、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。【００３７】
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３２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。したがって、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。【００３８】
以上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すなわちバルブ６１の停止位置を制御する必要がある。したがって、本実施の形態では、図１に示すように、射出成形機１本体の制御部４０によりゲートバルブ機構６０を制御して、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ている。【００３９】
ここで、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。そこで、ゲートバルブ機構６０の駆動機構６２を、図４に示すように２段シリンダにして、ピン６１ａの先端面の位置をゲートバルブの開閉動作に応じて制御することとしてもよい。【００４０】
ここで、２段シリンダによるピン６１ａの先端面の位置の制御に関して、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は２段シリンダによるゲートバルブの位置制御におけるバルブの位置を説明するための図であり、図５は図４に示すバルブ位置と成形品との位置関係を説明するための図である。【００４１】
図４は２段シリンダ及びバルブを模式的に示したものであり、動作の説明が目的であり、エアシリンダのシリンダ部や他の部品の図示は省略してある。また、図４ではバルブ６１Ａの先端に設けられたピン６１a（図５参照）は簡略化して、バルブと同じ外径で示されている。したがって、図４におけるバルブの先端面は、図５におけるピン６１aの先端面に相当する。【００４２】
２段シリンダとして、図２に示すエアシリンダ６２（第１の駆動部）に加えて、エアシリンダ６２とゲート５６との間に補助エアシリンダ（第２の駆動部）６５が設けられている。なお、図４には補助エアシリンダ６５のシリンダ部は図示されておらず、シリンダ内のピストン６６のみが示されている。エアシリンダ６２についても内部のピストン６３のみが示されている。【００４３】
補助エアシリンダ６５は、バルブ６１Ａを微小移動するために設けられたエアシリンダである。補助エアシリンダ６５を設けてバルブ６１Ａを移動するために、バルブ６１Ａは外径の太い大径部６１Ａａと外径の細い小径部６１Ａｂとを有する。【００４４】
まず、ゲートバルブを開いてキャビティ５２に樹脂を充填するために、図４（Ａ）に示すように、エアシリンダ６２の前側に圧縮空気を供給してバルブ６１Ａを後退させる。このとき、バルブ６１Ａの小径部６１Ａｂはピストン６６を貫通して遊嵌しているので、バルブ６１Ａはピストン６６に拘束されずに後退することができる。図５（Ａ）は、このときのバルブ６１Ａの位置をより詳細に示す。なお、図５では、ゲート通路５５の先端部分（ゲート５６の手前）に樹脂溜まり５５ａを設けた構成が示されている。樹脂溜まり５５ａは、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を抑制する。【００４５】
ゲートバルブを開いて溶融樹脂をキャビティ５２内に充填し、所定の圧力で保圧をかけた後、図４（Ｂ）に示すようにエアシリンダ６２の後ろ側に圧縮空気を供給してバルブ６１Ａを前進させ、ゲートバルブを閉じる。この際、バルブ６１Ａ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。ピン６１ａの先端面がキャビティ５２の内面に一致した状態を図５（Ｂ）に示す。ただし、上述のように、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ので、図４（Ｄ）に示すように、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を前進させることとしてもよい。ピン６１ａがキャビティ５２内に僅かに突出した状態を図５（Ｃ）に示す。【００４６】
上述の動作では、バルブ６１Ａの移動をエアシリンダ６２で行っており、エアシリンダ６２のピストン６３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）を規制することで、ゲートバルブを遮断した状態（図４（Ｂ）又は図４（Ｄ）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。すなわち、エアシリンダ６２のピストン６３のスロトークを規制する第１の規制部Ｌ１を設けることで、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。また、中子２１Ａａにより凸レンズ５０に保圧をかけるようにしてもよい。この場合、キャビティ５２内に溶融樹脂を充填した後、バルブ６１Ａが前進される。したがって、充填後に中子２１Ａａにより保圧をかけても、キャビティ内の樹脂がランナへ逆流することはない。【００４７】
図４（Ｂ）又は図４（Ｄ）に示す状態で、キャビティ５２内に充填された樹脂を冷却して固化させる。図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示す状態であれば、そのまま金型装置２３を開いて成形品を金型装置２３から取り出すことができるが、図４（Ｄ）及び図５（Ｄ）に示す状態であると、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。【００４８】
そこで、図４（Ｂ）又は図４（Ｄ）に示す状態でキャビティ内の樹脂を固化させた後、図４（Ｄ）に示すように、エアシリンダ６５の前側に圧縮空気を供給してピストン６６を僅かに後退させる。このピストン６６の移動により、バルブ６１Ａは僅かに後退させられ、バルブ６１Ａの先端のピン６１ａは、図５（Ｃ）に示すように、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内の樹脂はすで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。【００４９】
したがって、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）示す状態で金型装置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から取り出すことができる。【００５０】
上述の動作では、バルブ６１Ａの微小移動をエアシリンダ６５で行っており、エアシリンダ６５のピストン６６の上方への移動（すなわち、ゲートバルブ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４（Ｃ）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。すなわち、エアシリンダ６５のピストン６６のストロークを規制する第２の規制部Ｌ２を設けることで、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。【００５１】
なお、成形品には、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、成形品の機能に影響を及ぼすことはない。図３に示す成形品である凸レンズ５０は、外形が円筒状であり、ゲートの部分に平面が設けられている。凸レンズ５０の有効部分は図中ハッチングを施した部分であり、有効部分の外側の外周部分は実際に使用されない部分である。レンズのような光を透過させる光学部品は、ほとんどのものがこのように外周側に有効部分以外の外周部分を有しており、図４（Ｄ）に示すようにピン６１ａを成形品に食い込ませたとしても、外周部分以内、すなわち有効部分まで達する距離以内であれば、成形品の機能に影響を及ぼすことはない。【００５２】
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。したがって、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。【００５３】
さらに、本実施の形態では、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、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、凸レンズ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。【００５４】
本発明による金型装置を適用して成形できる光学部品の例として、図６に示すような凹レンズ、図７に示すような外形が四角の凹レンズ、図８に示すようなプリズム等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、本発明は他の様々な光学部品の成形に適用することができる。【００５５】
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。【００５６】
ところで、上述の実施形態において、キャビティ５２の一部を構成するゲートブッシュ１００の下面は略平面であり、また、ゲートブッシュ１００に周囲を囲まれたゲート５６に遊嵌されているバルブ６１のピン６１ａの先端部の下面も略平面である。【００５７】
しかしながら、ゲートブッシュ１００の下面が平面であると、主面において光学的に有効な範囲が円形に形成されているレンズ（図３参照）を作成する場合、当該主面の外形部分であってゲートブッシュ１００及びピン６１ａと接する箇所には直線部分が形成されてしまう。また、ピン６１ａの先端部の下面が平面であると、当該箇所には凸部が形成されてしまう。従って、主面の外形が円形を有する成形品（レンズ）を成形することが出来ない。【００５８】
この問題を解決する方法として、例えば、ピン６１ａの先端部の形状を、成形品の主面の外形形状に合わせて形成することが考えられるが、そのための加工は容易ではない。また、仮に形成できたとしても、バルブ６１が回転すると、当該ピン６１ａの正確な位置決めを行うことは困難である。【００５９】
そこで、本発明の実施形態では、図９に示す構造をゲートブッシュ１００に持たせることにより、主面の外形が円形を有する成形品（レンズ）を成形することを可能としている。ここで、図９は、主面の外形が円形を有する成形品を成形するためのゲートブッシュの構造を説明するための図であり、図２の要部のＡ−Ａ断面を示す。図９に示す断面において、キャビティ５２は、ゲートブッシュ１００と、ピン６１ａと、可動金型２１Ａ又は図示を省略する固定金型２１Ｂと、コアである中子２１Ａａと、により形成されている。【００６０】
図９−（Ａ）は、外形に直線部分を有した略Ｄ型形状を有し、光学的に有効な範囲（有効面）が円形に形成されているレンズ５０において、レンズ５０の外径Ｒ１に対して当該光学有効径Ｒ２が小さい場合を示す。【００６１】
この場合、ゲートブッシュ１００の下面は平面であるので、ゲートブッシュ１００の加工を容易に行うことが出来るだけでなく、ピン６１ａの先端部の形状も平坦に形成することができる。また、レンズ５０の外形部分であってゲートブッシュ１００及びピン６１ａと接する箇所に直線部分を大きく形成することができる。【００６２】
図９−（Ｂ）及び図９−（Ｃ）は、光学的に有効な範囲（有効面）が円形に形成されているレンズ５０において、レンズ５０の外径Ｒ１に対して当該光学有効径Ｒ２が小さいものの、図９−（Ａ）に示す場合に比し光学有効径Ｒ２がレンズ５０の外径Ｒ１に近似した値を有する場合を示す。【００６３】
この場合も、図９−（Ａ）に示す場合と同様に、ゲートブッシュ１００の下面は平面であるので、ゲートブッシュ１００の加工を容易に行うことが出来るだけでなく、ピン６１ａの先端部の形状も平坦に形成することができる。更に、光学有効径Ｒ２がより大きいレンズの成形が可能となる。【００６４】
しかしながら、図９−（Ａ）に示すような直線部分を形成した状態で、光学有効径Ｒ２を大きくしようとすると、図９−（Ｃ）においてαで示す可動金型２１Ａの端部が鋭角（シャープエッジ）となってしまう。その結果、当該シャープエッジとなる部分において金型が破損しやすく、更に、加工も困難となる。【００６５】
そこで、図９−（Ｄ１）に示すように、ゲートブッシュ１００の下面の一部を、平坦面ではなく、成型品の形状に対応した形状にしてもよい。具体的には、図９−（Ｄ２）に示すように、ゲートブッシュ１００のキャビティ面を構成する面を、中子２１Ａａの形状に対応した所定の曲率を有するように形成し、更に、ゲートブッシュ１００のキャビティ面は、中子２１Ａａの外形と０乃至０．１ｍｍ程度の隙間を有する。ここで、当該隙間が大きければ成形品にバリが発生してしまうため、ゲートブッシュ１００と中子２１Ａａとの隙間は小さい方が望ましい。【００６６】
望ましくは、ゲートブッシュ１００のキャビティ面は、レンズの外径Ｒ１と略同一であって、レンズの光学有効径Ｒ２よりも大きい径Ｒ３で形成される。即ち、Ｒ２<Ｒ３＝Ｒ１となるようにＲ３を設定して形成することにより、シャープエッジの形成をすることなく、光学有効径Ｒ２を成形品の形状に対して十分大きくすることができる。また、ゲートブッシュ１００のキャビティ面は、必ずしも、レンズ５０に対しては、レンズの外径Ｒ１と完全に同一でなくともよく、略同一であれば、僅かに大きくても小さくてもよい。【００６７】
即ち、キャビティ５２の一部を構成するゲートブッシュ１００の下面の一部が、中子２１Ａａの形状に対応した所定の曲率を有するように当該下面を形成することにより、主面の外形が円形を有する成形品を成形することが出来る。特に、光学有効径Ｒ２がレンズ５０の外径Ｒ１に近似した値を有する場合にも対応することができ、よって、光学有効径Ｒ２がより大きいレンズの成形が可能となる。【００６８】
なお、図９−（Ｄ）において、ゲートブッシュ１００の下面のキャビティ面は、中子２１Ａａの外形と０乃至０．１ｍｍ程度の隙間を有するように構成されているが、図９−（Ａ）乃至図９−（Ｃ）に示す構成においても、ゲートブッシュ１００の下面のキャビティ面は、中子２１Ａａの外形と０乃至０．１ｍｍ程度の隙間を有するように構成してもよい。ここで、図９−（Ａ）乃至図９−（Ｃ）に示す例では、中子２１Ａａの形状は、成形品と対応するようにゲートブッシュ１００と対応する部分は直線的に形成される。【００６９】
なお、この例の場合、上記の実施形態と同様に、前記ピン６１ａの位置は、キャビティ５２の一部を構成するゲートブッシュ１００の曲面の頂部からキャビティ５２側に突出するが、レンズの光学的に有効な範囲（光学有効径Ｒ２で画される範囲）にまで到達しない位置で停止するように制御される。【００７０】
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。【００７１】
例えば、上述の実施形態では、ゲート遮断用のピンは、金型装置の開閉方向に垂直な方向に移動している例を説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、ゲート遮断用のピンが金型装置の開閉方向に平行な方向に移動する場合にも、本発明を適用することができる。【００７２】
本国際出願は、２００５年３月３日に出願した日本国特許出願２００５−５９３５４号に基づく優先権を主張するものであり、上記日本国特許出願２００５−５９３５４号の全内容が国際出願に援用される。
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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