(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面状のレンズ本体と、その周囲に形成される幅狭の周縁フランジとで構成されるプラスチック成形品のゲートカット方法において、
前記周縁フランジのゲート部を切断するプリカット工程と、Ｘ，Ｙ２軸移動制御によりゲート部のプリカット面をプラスチック成形品の周縁フランジの略外形に沿って円弧状に切削する仕上げ切削工程とを備えることを特徴とするプラスチック成形品のゲートカット方法。
【請求項２】
前記仕上げ切削工程において、プラスチック成形品の周縁フランジの外形線よりわずか内側に沿って切削することを特徴とする請求項３記載のプラスチック成形品のゲートカット方法。
【請求項３】
上記仕上げ切削工程において、プラスチック成形品の外形線より内側に食い込む位置決め用の切込部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のプラスチック成形品のゲートカット方法。
【請求項４】
球面状のレンズ本体と、その周囲に形成される幅狭の周縁フランジとで構成されるプラスチック成形品の前記周縁フランジのゲート部を切断するプリカット手段と、前記ゲート部のプリカット面をプラスチック成形品の周縁フランジの略外形に沿って円弧状に切削する仕上げ切削手段と、該仕上げ切削手段をＸ，Ｙ２軸方向に移動させる移動手段と、前記プリカット面を切削する際に前記仕上げ切削手段がプラスチック成形品の略外形に沿って円弧状に移動するようにＸ，Ｙ２軸移動制御する制御手段とを備えることを特徴とするプラスチック成形品のゲートカット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランナで連結されたプラスチック成形品のゲート部をカットして、成形品を分離するプラスチック成形品のゲートカット方法及びそれに使用するゲートカット装置に係り、特にコンパクトディスクや光磁気ディスクなどのピックアップ装置、コンパクトカメラに用いられるプラスチックレンズ等、小形成形品のゲートカット方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のピックアップ装置やコンパクトカメラに用いられるプラスチックレンズ（以下、レンズという）１は、例えば図１１に示したように、十字形又は放射形をした棒状ランナ２の各先端に連結された状態で射出成形される。そして、成形後にはレンズ１とランナ２との連結部分、すなわち射出成形のゲート部３をカットして個々のレンズ１に分離している。従来、このゲート部３のカット方法としては、例えばカッタや砥石などを用いて切断する方法、ホットニッパを用いて熱を加えながら切断する方法、レーザ光で切断する方法などがあった（例えば特開平４−９０３１９、特開平８−１５０６４０参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近はレンズ１が組み込まれるピックアップ装置の小型化及び送り速さのスピード化などの要請から、それに合わせてレンズ１自体も極小化され、図１２に示すようにレンズ本体１ａが小さくなるのは勿論のこと、レンズ本体１ａの周縁フランジ１ｂの幅も狭いものになってきた。一方、レンズ１とランナ２とを接続するゲート部３は、射出成形時の湯口となるために、レンズ１が極小化されてもそれに合わせて極端に小さくするのは難しく、図１２に示したように、レンズ１の直径に対するゲート部３の横幅Ｗの比率は大きいものとなってきた。
【０００４】
このような状況化において、従来のようにカッタや砥石を用いてゲート部３を切断する方法では、単純な直線でしかゲート部３を切断できないために、ゲート部３をきれいにカットしようとすると、カッタの刃がレンズ本体１ａに食い込んでしまうおそれがあった。また、直径３ｍｍ以下のような極小レンズ１の場合には、ゲート部３のカット部分で蒸着雰囲気を乱してしまい、レンズ１の表面にコーティングを均一に被覆できず、レンズ１本来の精度に影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
また、レーザを用いて切断する方法は、熱エネルギによる弊害、例えばカット面の熱変形での盛り上がりが発生し、カット面精度が出せず、高精度にカットする必要がある極小レンズ１のゲートカットには適さない。さらに、ホットニッパを用いて切断する方法にあっては、熱によりレンズ１が変形し、レンズ性能が変化してしまうおそれがあった。このように、従来のゲートカット方法は、いずれも極小レンズ１のゲートカットには適さず、作業性や歩留りが悪いものであった。
【０００６】
そこで、本発明は、プラスチック成形品のゲート部をカットする際、極小レンズのようなプラスチック成形品であっても、ゲート部の切断面を高精度に仕上げることができると共に、切断面がレンズ本体に食い込むことなくレンズの外形形状に合わせてカットすることができる成形品のゲートカット方法及びその方法に用いられる装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るゲートカット方法の特徴は、球面状のレンズ本体と、その周囲に形成される幅狭の周縁フランジとで構成されるプラスチック成形品のゲートカット方法において、前記周縁フランジのゲート部を切断するプリカット工程と、Ｘ，Ｙ２軸移動制御によりゲート部のプリカット面をプラスチック成形品の周縁フランジの略外形に沿って円弧状に切削する仕上げ切削工程とを備えることにある。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係るゲートカット方法の特徴は、前記仕上げ切削工程において、プラスチック成形品の周縁フランジの外形線よりわずか内側に沿って切削することにある。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係るゲートカット方法の特徴は、上記仕上げ切削工程において、プラスチック成形品の外形線より内側に食い込む位置決め用の切込部を設けたことにある。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係るゲートカット装置の特徴は、球面状のレンズ本体と、その周囲に形成される幅狭の周縁フランジとで構成されるプラスチック成形品の前記周縁フランジのゲート部を切断するプリカット手段と、前記ゲート部のプリカット面をプラスチック成形品の周縁フランジの略外形に沿って円弧状に切削する仕上げ切削手段と、該仕上げ切削手段をＸ，Ｙ２軸方向に移動させる移動手段と、前記プリカット面を切削する際に前記仕上げ切削手段がプラスチック成形品の略外形に沿って円弧状に移動するようにＸ，Ｙ２軸移動制御する制御手段とを備えることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るゲートカット方法及びゲートカット装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施例では、成形品として極小のプラスチックレンズを用いた場合について説明する。図１は、本発明に係るゲートカット装置の概略図である。この図においてゲートカット装置７は、大きくはワークの搬入部８、位置決め部９、プリカット部１０、仕上げ切削部１１、レンズ移動部１２、レンズ搬出部１３とで構成される。ワークは、上記従来例と同様、ランナの各先端にレンズが連結された射出成形品である。
【００１４】
搬入部８は、搬入方向に並列した３台のクランプ部１４と、このクランプ部１４が固定される搬入側移動ブロック１５と、搬入側移動ブロック１５の後面側に設けられ、搬入側移動ブロック１５の上下移動を可能とする２本の搬入側Ｚ軸レール１６と、この搬入側Ｚ軸レール１６がＹ軸方向に移動可能なように搬入側Ｚ軸レール１６の下方で装置ベース１８上に固定された搬入側Ｙ軸レール１７とからなる。
【００１５】
上記クランプ部１４は、先端に開閉自在な把持部１９を備え、ワーク２０の垂直基体２１を把持することができる。搬入側移動ブロック１５は、図示しないエアシリンダにより搬入側Ｚ軸レール１６上をスライドし、上下方向に移動可能である。また、搬入側Ｚ軸レール１６は、図示しないエアシリンダにより搬入側Ｙ軸レール１７上をＹ軸方向に移動可能に構成される。従って、搬入側移動ブロック１５は、上下方向及びＹ軸方向に移動可能となる。
【００１６】
搬入部８では、第１ホルダ２２ａ上に搬入されたワーク２０を、一定時間経過後、第１ホルダ２２ａから第２ホルダ２２ｂ及び第３ホルダ２２ｃへと順次移動する。この経過時間は、射出作業の周期やワーク２０が切断加工に適した温度までの冷却時間、その後の切断工程、切削工程に要する時間等を考慮して設定される。そして、ゲートカットが終了した後のランナは、第３ホルダ２２ｃからその下方に位置する排出シュート２３に運ばれて排出される。
【００１７】
位置決め部９は、位置決め台２４と、この位置決め台２４上に設けられた第１の平行チャック２５ａ及び第２の平行チャック２５ｂとからなる。第１の平行チャック２５ａはプリカット部１０に位置し、第２の平行チャック２５ｂは仕上げ切削部１１に位置する。これら第１の平行チャック２５ａ及び第２の平行チャック２５ｂは共に、図２に示したように、位置決め台２４上に固定された固定チャック２６と、この固定チャック２６と対向するように位置決め台２４上を平行移動する移動チャック２７とからなる。固定チャック２６と移動チャック２７には、先端にレンズ２８の外形形状に合わせたすり鉢状のレンズ保持部２９が設けられる。そして、ランナ３０に連結されたレンズ２８がレンズ保持部２９内に載置されると、エアシリンダで移動チャック２７を閉じ、レンズ２８を挟み込んで位置決めを行うことができる。なお、第３ホルダ２２ｃ上にワーク２０が載置されると同時に、レンズ２８が位置決め台２４上のレンズ保持部２９に位置決めされる。
【００１８】
図３及び図４は、位置決めされたレンズ２８のプリカット部１０での切断方法を示したものである。プリカット部１０では、丸ノコ等のカッタ３１を回転させながら上方に移動し、ゲート部３３を下方から直線的に切断する。この時、ゲート部３３のレンズ２８側のプリカット面３２がレンズ本体２８ａの周縁フランジ２８ｂを含んだレンズ外形線３４（一点鎖線で示す）の内側に入り込まぬように設定される。プリカット部１０を設けることにより、仕上げ切削部１１のみの場合に比べ発生する切り粉の量を減ずることができると共に、仕上げ切削部１１のみの場合には刃圧によりレンズ２８が平行チャック２５内で回転してしまい位置ずれを生じるおそれがある点を防止できる。なお、プリカット部１０で発生する切り粉は、図示しないダクトを用いて吸引されレンズ２８への付着が防止されている。
【００１９】
上述したレンズ移動部１２は、図１に示したように、レンズ移動用ブロック３５と、このレンズ移動用ブロック３５を上下方向にスライドさせるために、その後方に設けられるレンズ移動部Ｚ軸レール３６と、このレンズ移動部Ｚ軸レール３６がＸ軸方向にスライドさせるために、その下方で装置ベース１８に固定されるレンズ移動部Ｘ軸レール３７とからなる。上記レンズ移動用ブロック３５は、装置の正面側先端に２つのエアチャック３８を有し、このエアチャック３８によりゲート部３３を切断した後のレンズ２８を吸引して保持する。レンズ移動用ブロック３５は、上述したように上下方向とＸ軸方向にスライド可能であるため、第１の平行チャック部２５ａ、第２の平行チャック部２５ｂ、搬出部１３の間を移動して、レンズ２８を移動させることができる。
【００２０】
上記搬出部１３は、図１に示したように、前記レンズ移動部１２のエアチャック３８と同様の機構からなるエアチャック４８と、このエアチャック４８を上下方向に移動させる機構を内部に有する搬出部移動ブロック４９と、この搬出部移動ブロック４９をＹ軸方向にスライド移動させるための送りネジ５０及び搬出部Ｙ軸レール５１と、送りネジ５０を回転させる搬出部モータ５２とからなる。搬出部移動ブロック４９は、送りネジ５０により整列台５３上を移動可能であり、レンズ移動部１２により搬送されたレンズ２８をエアチャック４８で吸引し、整列台上に一定間隔を保ち配列する。そして、整列されたレンズ２８は図示しないストッカにより回収される。
【００２１】
図５及び図６は、仕上げ切削部１１での加工方法を示したものである。仕上げ切削は、前記プリカットしたレンズ２８のプリカット面３２をエンドミル３９によって切削加工するものである。スピンドルにチャックされたエンドミル３９が回転することによりエンドミル３９の外周刃でプリカット面３２を切削する。エンドミル３９を用いることにより切削刃の径を小さくとることができ、プリカット面３２を高精度に仕上げることができる。なお、切削刃は、エンドミル３９に限られず、ダイヤモンドツールのような回転ツールを用いてよい。エンドミル３９及びスピンドルはＸ，Ｙ２軸テーブルユニット上に固定される。Ｘ，Ｙ２軸テーブルユニットは、Ｙ軸テーブルユニット４２上にＸ軸テーブルユニット４３を取り付けたものである。Ｘ軸モータ４４及びＹ軸モータ４５を回転させることで送りネジ４６が回転し、Ｘ，Ｙ２軸方向にエンドミル３９及びスピンドルを所定量だけ移動させることができる。このように、エンドミル３９を２軸方向に移動制御することにより、レンズ本体２８ａに食い込むことなくレンズの周縁フランジ２８ｂを残してレンズ２８の外形線３４に合わせた切削仕上げをすることができる。なお、仕上げ切削部１１で発生する切り粉も、図示しないダクトを用いて吸引されレンズ２８への付着が防止されている。
【００２２】
図７は、エンドミル３９の移動制御方法を示したものである。エンドミル３９は、まず加工前の停止位置▲１▼からＹ軸方向に移動し、切削基準位置▲２▼まで進む。そして、切削基準位置▲２▼からＸ軸方向に移動し、レンズ２８の外形線よりわずか内側に入る（▲３▼の位置）と同時に、エンドミルをＸ，Ｙ２軸方向に同時に移動制御しながらレンズ２８の略外形に沿って曲線を描きながら移動させてプリカット面３２を切削していき、▲４▼の位置でプリカット面３２の切削を終了する。更に、そのままＸ軸方向へ移動した後（▲５▼の位置）、停止位置▲１▼に戻り、一つのレンズにおけるゲートカット工程が終了する。上記エンドミル３９のＸ，Ｙ２軸同時制御は、Ｘ，Ｙ２軸テーブルユニット４１のコントローラに予めプログラミングしてあり、レンズの大きさやゲートの位置などによって最適の値に設定されている。
【００２３】
図８及び図９は、上述のように仕上げ切削工程でゲートがカットされた後のレンズ２８を示したものである。上述のように、エンドミル３９をＸ，Ｙ２軸同時に移動制御することで、レンズ２８の略外形に沿ってゲートをカットすることが可能となり、レンズ本体２８ａに食い込むことなく周縁フランジ２８ｂの円弧に沿って切削することができる。この場合、図９に示したように、レンズ２８の周縁フランジ２８ｂにエンドミル３９を僅かに食い込ませて、外形線３４より内側を切削することも可能であり、該切削部分の両側に湾曲状の切込部４７を設けて位置決めとすることができる。一般にレンズ本体２８ａは、完全な球面体には成形されないため、ピックアップ装置等に組込む場合には方向性をつけて組み込むことが要求される。その場合、上述のような切込部４７を設けることで、レンズ２８の位置決めとして利用することができる。
【００２４】
次に、本発明のゲートカット方法の全工程を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。まず、最初の工程Ｓ１では、図示しない射出成形機側の搬送機構によって射出成形直後のワーク２０の垂直基体２１をクランプし、ゲートカット装置７の第１ホルダ２２ａ上にワーク２０を供給する。次の工程Ｓ２では、ワーク２０を第２、第３のホルダ２２ｂ，２２ｃへと順次移動し、切断加工するのに適した温度まで冷却する。冷却後、ワーク２０を第３ホルダ２２ｃへと移動してプリカット部１０に搬送したのち（工程Ｓ３）、ワーク２０のレンズ２８を位置決め部９の平行チャック部２５ａで把持し、レンズ２８の位置決めを行う（工程Ｓ４）。プリカット部１０では、位置決めされたレンズ２８のゲート部３３を適正な位置でカッタにより切断する（工程Ｓ５）。ゲート部３３がプリカットされた後、平行チャック部２５ａが外され、代わりにレンズ移動部１２のエアチャック３８でレンズ２８を吸引して仕上げ切削部１１まで搬送し（工程Ｓ６）、ここで平行チャック部２５ｂによって把持され位置決めが行われる（工程Ｓ７）。仕上げ切削部１１では、エンドミル３９がＸ，Ｙ２軸方向に移動制御されながらレンズ２８の周縁フランジ２８ｂに沿ってプリカット面３２を円弧状に切削すると共に、その両側に位置決め用の切込部４７が形成される（工程Ｓ８）。仕上げ切削が終了したレンズ２８は、レンズ移動部１２によってレンズ搬出部１３に搬送され（工程Ｓ９）、整列したのちストッカに収納される（工程Ｓ１０）。
【００２５】
上述したように、コンパクトディスクや光磁気ディスクなどのピックアップ装置に搭載される極めて小形のプラスチックレンズのゲートカットに有用であるが、コンパクトカメラに用いられるプラスチックレンズのゲートカットやレンズ以外のプラスチック成形品のゲートカットにも幅広く応用することのできる技術である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るゲートカット方法によれば、プラスチック成形品のゲート部を切断するプリカット工程と、ＸＹ２軸移動制御によりプラスチック成形品の略外形に沿って前記ゲート部のプリカット面を切削する仕上げ切削工程とを備えるため、プラスチック成形品がゲート部に曲面をもつような場合においても、成形品の曲面に沿って高精度にゲートカットすることができる。
【００２７】
また、本発明に係るゲートカット方法によれば、プラスチック成形品が球面状のレンズ本体と、その周囲に形成される幅狭の周縁フランジとで構成される小形のプラスチックレンズの場合であっても、周縁フランジの略外形に沿って円弧状に仕上げ切削することで、レンズ本体に食い込むことなくレンズの外形形状に合わせて高精度にゲートカットすることができる。
【００２８】
また、本発明に係るゲートカット方法によれば、プラスチック成形品の外形線よりも内側に食い込む位置決め用の切込部を設けたことで、プラスチック成形品が方向性を持つ場合にこの切込部を利用して位置決めすることができる。
【００２９】
また、本発明に係るゲートカット装置によれば、プラスチック成形品のゲート部を切断するプリカット手段と、前記ゲート部のプリカット面を切削する仕上げ切削手段と、該仕上げ切削手段をＸ，Ｙ２軸方向に移動させる移動手段と、前記プリカット面を切削する際に前記仕上げ切削手段がプラスチック成形品の略外形に沿って移動するようにＸ，Ｙ２軸移動制御する制御手段とを備えるため、プラスチック成形品が極めて小さなピックアップレンズような場合であっても、レンズ本体に傷を付けることなくレンズの外形形状に合わせてゲートカットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゲートカット装置の全体図である。
【図２】本発明に係るゲートカット装置の位置決め部の平行チャックを示す斜視図である。
【図３】プリカット部での切断方法を示す斜視図である。
【図４】プリカット部での切断方法を示す平面図である。
【図５】仕上げ切削部での切削方法を示す斜視図である。
【図６】エンドミルのＸ，Ｙ２軸移動機構を示す平面図である。
【図７】エンドミルの移動制御方法を示す平面図である。
【図８】仕上げ切削後のレンズを示す斜視図である。
【図９】仕上げ切削後のレンズを示す平面図である。
【図１０】本発明に係るゲートカット方法のフローチャートである。
【図１１】従来のプラスチック成形品のゲートカットを示す平面図である。
【図１２】従来の切断後のレンズを示す平面図である。
【符号の説明】
７  ゲートカット装置
１０  プリカット部
１１  仕上げ切削部
２８  プラスチックレンズ（プラスチック成形品）
２８ａ  レンズ本体
２８ｂ  周縁フランジ
３４  外形線
４１  Ｘ，Ｙ２軸移動制御（Ｘ，Ｙ２軸移動手段）
４７  切込部
【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】
0003752362.tif 000009
【図９】
0003752362.tif 000010
【図１０】
0003752362.tif 000011
【図１１】
0003752362.tif 000012
【図１２】
0003752362.tif 000013