JP5313538B2 - Injection mold and injection molding method - Google Patents
Injection mold and injection molding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5313538B2 JP5313538B2 JP2008102843A JP2008102843A JP5313538B2 JP 5313538 B2 JP5313538 B2 JP 5313538B2 JP 2008102843 A JP2008102843 A JP 2008102843A JP 2008102843 A JP2008102843 A JP 2008102843A JP 5313538 B2 JP5313538 B2 JP 5313538B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter portion
- mirror
- mold
- piece
- clearance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
この発明は、射出成形金型および射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection mold and an injection molding method.
カメラ等の撮影装置を初めとする各種の光学装置においては、材料の低コスト性や、非球面に代表される特殊光学面の形成の容易さから、射出成形で形成される樹脂光学素子の存在が不可欠なものとなってきている。 Various optical devices such as cameras and other imaging devices have resin optical elements formed by injection molding because of the low cost of materials and the ease of forming special optical surfaces typified by aspheric surfaces. Has become indispensable.
樹脂光学素子の射出成形は、光学面を精度良く成形するため「鏡面駒」を使用して行われる。例えば、樹脂レンズを射出成形する場合であると、1対の鏡面駒の各々にレンズ面の一方が鏡面成形部として形成され、これら鏡面成形部が対向するように、各鏡面駒が型板にセットされる。鏡面成形部の対向部は「キャビティ」を構成し、このキャビティ内に溶融樹脂が射出されて成形が行われる。 Injection molding of the resin optical element is performed using a “mirror surface piece” in order to accurately mold the optical surface. For example, in the case of injection molding of a resin lens, one of the lens surfaces is formed as a mirror surface molding portion on each of a pair of mirror surface frames, and each mirror surface frame is set on the template so that these mirror surface molding portions face each other. Is done. The facing portion of the mirror surface forming portion constitutes a “cavity”, and molding is performed by injecting molten resin into the cavity.
この場合、成形されたレンズにおける両レンズ面の「中心軸相互の位置関係」がずれると、所謂「光軸ずれしたレンズ」となり、このようなものは光学素子として使用することができない。このため、樹脂光学素子の射出成形においては「対向する1対の鏡面駒の鏡面成形部の中心軸を互いに合致させる調整」が必要になる。このように「中心軸を合致させる調整」は「調芯操作」と呼ばれる。
調芯操作は、前述の通り、樹脂光学素子の射出成形においては極めて重要な操作工程であり、調芯操作の手間が光学素子成形の効率の向上に対する難関の一つとなっていた。
In this case, if the “positional relationship between the central axes” of both lens surfaces of the molded lens is shifted, a so-called “lens with shifted optical axis” is formed, and such a lens cannot be used as an optical element. For this reason, in the injection molding of the resin optical element, “adjustment for matching the central axes of the mirror surface molding portions of the pair of opposing mirror surface pieces” is required. The “adjustment for matching the central axis” is called “alignment operation”.
As described above, the alignment operation is an extremely important operation step in the injection molding of the resin optical element, and the labor of the alignment operation has been one of the difficulties in improving the efficiency of the optical element molding.
このような調芯操作の手間を省きうる射出成形方法として、特許文献1に記載の方法が知られている。 As an injection molding method that can save the labor of the alignment operation, a method described in Patent Document 1 is known.
即ち、この射出成形方法では、キャビティを形成するための鏡面成形部を有する鏡面駒が、鏡面成形部を有した駒本体と「この駒本体の中心軸と中心軸が一致した一体状態となっていると共に、駒本体の熱膨張率よりも大きな熱膨張率の材質によって形成された熱膨張部材」とを一体状態として形成され、これら鏡面駒を型板に「型面に対してクリアランスを有する」ようにセットし、セット後に加熱手段による加熱を行い、熱膨張部材を膨張させることにより「熱膨張部材の外周部を型面に密着」させて前記クリアランスを消失させた状態で溶融樹脂をキャビティ内に射出して成形を行う。 That is, in this injection molding method, the mirror surface piece having the mirror surface forming portion for forming the cavity is integrated with the piece main body having the mirror surface forming portion and “the central axis of the piece main body coincides with the central axis. And a thermal expansion member formed of a material having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the main body of the piece, and is formed as an integrated state, and these mirror surface pieces have a clearance with respect to the mold surface. After setting, heat is applied by the heating means, and the thermal expansion member is expanded to “adhere the outer peripheral portion of the thermal expansion member to the mold surface”, and the molten resin is put into the cavity in a state where the clearance disappears. Injection into the mold.
この射出成形方法では、溶融樹脂がキャビティ内に射出されるとき、鏡面駒の一部をなす熱膨張部材が熱膨張して、型板の型面に密着状態となってクリアランスを消失させているから、熱膨張部材の中心軸は自動的に「型板の型面の中心軸」と合致する。そして、熱膨張部材の中心軸は駒本体の中心軸と合致しているから、鏡面成形部の中心軸も自動的に前記「型面の中心軸」と合致し、自動的に「調芯された状態」が実現される。 In this injection molding method, when the molten resin is injected into the cavity, the thermal expansion member that forms a part of the mirror surface piece is thermally expanded to be in close contact with the mold surface of the mold plate, thereby eliminating the clearance. The center axis of the thermal expansion member automatically matches the “center axis of the mold surface of the template”. Since the center axis of the thermal expansion member coincides with the center axis of the piece body, the center axis of the mirror molding part automatically matches the “center axis of the mold surface” and is automatically “aligned”. State "is realized.
この方法は、自動的な調芯操作として優れている。
しかしながら、特許文献1に記載された射出成形方法では、鏡面駒が「鏡面成形部を有する駒本体」と「熱膨張部材」とで構成され、熱膨張部材は「駒本体よりも大きい熱膨張率を有する」ものであるから「駒本体とは別材料」であり、さらに加熱による熱膨張により型面とのクリアランスを消失させるために、その熱膨張率は型板の材料のものよりも大きくなければならない。
This method is excellent as an automatic alignment operation.
However, in the injection molding method described in Patent Document 1, the mirror piece is composed of “a frame body having a mirror surface molding part” and “a thermal expansion member”, and the thermal expansion member has a “thermal expansion coefficient larger than that of the frame body. In order to eliminate clearance from the mold surface due to thermal expansion due to heating, the coefficient of thermal expansion must be greater than that of the template material. I must.
このように「鏡面駒を構成する駒本体と熱膨張部材とが別材料である」ので、鏡面駒を製造する際に「駒本体と熱膨張部材とを一体化する工程」を必要とする。特許文献1は、駒本体と熱膨張部材の一体化の態様として「ボルト等の締結部材による結合」と「熱膨張部材への駒本体の同軸的な嵌合一体化」を開示している。 As described above, since “the frame main body and the thermal expansion member constituting the mirror surface piece are different materials”, a “step of integrating the frame main body and the thermal expansion member” is required when manufacturing the mirror surface piece. Patent Document 1 discloses “coupling by a fastening member such as a bolt” and “coaxial fitting and integration of the piece body to the thermal expansion member” as an integration mode of the piece body and the thermal expansion member.
締結部材による結合は「締結部材」という専用の部材を必要とし、駒本体および熱膨張部材にも締結部材を係合する構造が必要となり、鏡面駒の製造要素・製造工程が多くなるため、鏡面駒の製造効率を高めることが難しい。 The coupling by the fastening member requires a special member called “fastening member”, and it is necessary to have a structure for engaging the fastening member with the frame main body and the thermal expansion member. It is difficult to increase manufacturing efficiency.
また「熱膨張部材に駒本体を同軸的に嵌合させて一体化」する場合、加熱手段による加熱の際に、駒本体と熱膨張部材との熱膨張率差により「嵌合部にクリアランスが生じる虞」があり、これを避けるため、駒本体を熱膨張部材に「焼き嵌めにより圧入」する必要があり「一体化のための圧入工程の存在」が鏡面駒製造効率の向上を困難とする。 In addition, when “the body of the piece is coaxially fitted and integrated with the thermal expansion member”, when the heating means heats up, the “fitting portion has a clearance due to the difference in thermal expansion coefficient between the piece main body and the thermal expansion member. In order to avoid this, it is necessary to “press-fit” the frame body into the thermal expansion member by “shrink fitting”. “Existence of the press-in process for integration” makes it difficult to improve the efficiency of mirror surface piece production. .
また、駒本体と熱膨張部材とは別材料であるが、駒本体の大きさは「鏡面成形部」の大きさにより区々であり、熱膨張部材に所望の「クリアランス消失効果」を発現させるためには、熱膨張部材の寸法・材料を駒本体に応じて個別的に設計する必要があるという問題もある。 In addition, the piece main body and the thermal expansion member are different materials, but the size of the piece main body varies depending on the size of the “mirror surface forming part”, and causes the thermal expansion member to exhibit a desired “clearance elimination effect”. Therefore, there is a problem that it is necessary to individually design the size and material of the thermal expansion member according to the piece body.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、面倒な調芯操作を行う必要がなく、鏡面駒の製造効率のよい射出成形金型・射出成形方法の実現を課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to realize an injection mold / injection molding method that does not require a troublesome alignment operation and has a high production efficiency of a mirror piece.
この発明の射出成形金型は、樹脂光学素子の射出成形に用いられるものであって、1対の型板と、1対の鏡面駒と、加熱手段とを有する。
「鏡面駒」は、光学面を形成するための「鏡面成形部」を有し、1対で用いられ、1対の鏡面駒の互いに対向する鏡面成形部がキャビティを形成する。
「加熱手段」は、1対の鏡面駒及び1対の型板を加熱する手段である。
1対の「型板」の個々は、射出成形時に鏡面駒をセットされて保持する。
請求項1記載の射出成形金型は以下の如き特徴を有する。
即ち、キャビティを形成する1対の鏡面駒の各々は「単一構造体」である。単一構造体は、全体が単体として構成された構造である。従って、鏡面駒の各々は「均質材料」で形成される。均質材料は「単一材料」に限らず、合金等の複合材料でもよい。
The injection mold of the present invention is used for injection molding of a resin optical element, and has a pair of mold plates, a pair of specular pieces, and a heating means.
The “mirror surface piece” has “mirror surface forming portions” for forming an optical surface, and is used as a pair, and the mirror surface forming portions of the pair of mirror surface pieces facing each other form a cavity.
The “heating means” is means for heating a pair of mirror pieces and a pair of templates.
Each of the pair of “templates” has a mirror piece set and held during injection molding.
The injection mold according to claim 1 has the following characteristics.
That is, each of the pair of mirror pieces forming the cavity is a “single structure”. A single structure is a structure that is configured as a single unit. Therefore, each mirror piece is formed of “homogeneous material”. The homogeneous material is not limited to a “single material” but may be a composite material such as an alloy.
1対の鏡面駒の各々は、小径部と大径部とを有する。
「小径部」は、駒の軸方向単部に「鏡面成形部」を形成され「所定の小径」を有する。
小径部は前記所定の小径を直径とする円筒状である。
「大径部」は、小径部よりも大きい所定の大径を持つ円筒状であり、小径部との境界部に軸方向に段差をなす。小径部と大径部とは同軸である。即ち、小径部のなす円筒状部分の中心軸と、大径部のなす円筒状部分の中心軸とは合致している。
Each of the pair of specular pieces has a small diameter portion and a large diameter portion.
The “small diameter part” has a “predetermined small diameter” in which a “mirror surface forming part” is formed in a single axial part of the piece.
The small diameter portion has a cylindrical shape whose diameter is the predetermined small diameter.
The “large diameter portion” is a cylindrical shape having a predetermined large diameter larger than the small diameter portion, and forms a step in the axial direction at the boundary with the small diameter portion. The small diameter part and the large diameter part are coaxial. That is, the central axis of the cylindrical portion formed by the small diameter portion coincides with the central axis of the cylindrical portion formed by the large diameter portion.
そして鏡面駒の各々は、これらがセットされる型板の材料よりも「熱膨張率の大きい材料」で形成される。
鏡面駒をセットされる型板の各々は、セットされる鏡面駒の小径部及び大径部に応じた大小2つの内径による段差を中心軸方向に同軸に有する円筒状で、大内径部側が閉じたセット孔を有する。
Each mirror piece is formed of a “material having a higher coefficient of thermal expansion” than the material of the template on which they are set.
Each of the template plates on which the specular pieces are set is a cylindrical shape having a step due to two inner diameters corresponding to the small diameter portion and the large diameter portion of the specular piece to be set coaxially in the central axis direction, and the large inner diameter portion side is closed. Has a set hole.
鏡面駒の各々は、加熱手段による加熱が行われない状態において、型板内に「大径部の周面が型面に対して第1のクリアランスを有し、小径部の周面が型面に対して第2のクリアランスを有してセット」される。鏡面駒が「小径部と大径部」とを有することに対応して、型板の片面も「大径部に対向する部分と、小径部に対向する部分」とが段差をなす。 Each of the mirror surface pieces is in a state in which heating by the heating means is not performed. In the template, “the peripheral surface of the large diameter portion has a first clearance with respect to the mold surface, and the peripheral surface of the small diameter portion becomes the mold surface. “Set with a second clearance”. Corresponding to the fact that the mirror piece has a “small diameter portion and a large diameter portion”, one side of the template has a step between “a portion facing the large diameter portion and a portion facing the small diameter portion”.
加熱手段による型板・鏡面駒の加熱が行われるとき、各々の鏡面駒の熱膨張により「第1のクリアランスが消失し、第2のクリアランスが消失しない」ように、型板の型面形状および各々の鏡面駒の「小径部および大径部の形状」が定められている。
加熱が行われるときには、各型板のセット孔にセットされた鏡面駒は、大径部がセット孔の奥側面に当接する。
When heating of the template / specular piece by the heating means is performed, the shape of the template surface and the shape of each of the template plate are set so that the first clearance disappears and the second clearance does not disappear due to the thermal expansion of each specular piece. The “shape of the small-diameter portion and the large-diameter portion” of the mirror surface piece is defined.
When heating is performed, the large-diameter portion of the mirror piece set in the set hole of each template comes into contact with the back side surface of the set hole.
上記の如く、この発明の射出成形金型に用いられる鏡面駒は「鏡面成形部を有し所定の小径を持つ小径部と、この小径部の中心軸と同軸で、小径部よりも大きい所定の大径を持つ大径部とを、中心軸方向に段差をなして有する形状」であり「型板材料よりも熱膨張率の大きい材料による単一構造体」である。 As described above, optical insert for use in injection molding die of the present invention is a small diameter portion having a predetermined diameter having a "mirror surface molding portion, with the central axis coaxial with the small diameter portion, larger predetermined than the small diameter portion And a “single structure made of a material having a coefficient of thermal expansion greater than that of the template material”.
そして、鏡面駒は「加熱手段による加熱が行われない状態において、型板内に、大径部の周面が型面に対して第1のクリアランスを有し、小径部の周面が型面に対して第2のクリアランスを有してセット」され、加熱手段による加熱が行われるとき、各々の鏡面駒の熱膨張により、第1のクリアランスが消失し、第2のクリアランスが消失しないように、小径部および大径部の形状が、型板の型面形状・型板材料に応じて定められている。 And the mirror piece is “in a state where heating by the heating means is not performed, the peripheral surface of the large diameter portion has a first clearance with respect to the mold surface in the template, and the peripheral surface of the small diameter portion is the mold surface. In order to prevent the first clearance from disappearing and the second clearance from disappearing due to the thermal expansion of each specular piece when the heating means is used to set the second clearance with respect to the second clearance. The shapes of the small-diameter portion and the large-diameter portion are determined according to the mold surface shape / template material of the template.
このような鏡面駒は「大径部を切削加工したのち、小径部を同軸で切削加工して形成」するのが良い。 Such a mirror piece is preferably formed by “cutting the large diameter portion and then cutting the small diameter portion coaxially” .
従来技術として説明した「駒本体と熱膨張部材とを別材料で形成して一体化」した鏡面駒は、特許文献1に記載されたように、駒本体および熱膨張部材を「それぞれの中心軸を一致するように組み付けた状態」で、外周部を同時に切削加工することにより製造できるが、外周部を切削加工する前工程として「駒本体と熱膨張部材とを、それぞれの中心軸を一致するように組み付ける工程」が必要である。 As described in the prior art, the mirror surface piece that is “integrated by forming the piece main body and the thermal expansion member from different materials” is, as described in Patent Document 1, the piece main body and the thermal expansion member are separated from each central axis. Can be manufactured by cutting the outer peripheral portion at the same time, but as a pre-process for cutting the outer peripheral portion, the central axis of the piece body and the thermal expansion member are matched. Assembling process "is necessary.
これに対し、この発明における鏡面駒は「単一の材料に対し、大径部を切削加工したのち、小径部を同軸で切削加工して形成」することができるため、製造が容易である。 On the other hand, the mirror piece according to the present invention is easy to manufacture because it can be formed by “cutting a large diameter portion into a single material and then cutting a small diameter portion coaxially”.
この発明の射出成形方法は、請求項1記載の射出成形金型を用い、加熱手段による加熱を行って、各々の鏡面駒を熱膨張させ、各鏡面駒の第1のクリアランスを消失させた状態で、溶融樹脂をキャビティ内に射出して成形することを特徴とする。 In the injection molding method of the present invention, in the state where the injection mold according to claim 1 is used, heating is performed by heating means, each mirror piece is thermally expanded, and the first clearance of each mirror piece is lost. The molten resin is injected into the cavity and molded.
以上に説明したように、この発明によれば、新規な射出成形金型およびこれに用いる鏡面駒、これらを用いる射出成形方法を実現できる。この発明の射出成形金型・射出成形方法は、使用する鏡面駒が単一構造体であるので、その製造が容易であり、成形時には、大径部と型面との第1のクリアランスが消失することにより、自動的に調芯された状態が実現するので、調芯操作の煩わしさがない。 As described above, according to the present invention, a novel injection mold, a mirror piece used for the mold, and an injection molding method using these can be realized. The injection molding die / injection molding method of the present invention is easy to manufacture because the mirror piece used is a single structure, and the first clearance between the large diameter portion and the mold surface disappears during molding. By doing so, an automatically aligned state is realized, so that there is no troublesome alignment operation.
図1は、射出成形金型の実施の1形態を説明図的に示す図である。この射出成形金型は「樹脂光学素子」としての樹脂レンズの射出成形に用いられる。
図1において符号10で示す「固定型」は、固定側取付板12に固定側の型板14が取付けられた構成であり、符号20で示す可動型は、可動側取付板22にスペーサ23を介して可動側の型板24が取付けられた構成となっている。可動側取付板22には突出し板25が取付けられ、突出し板25に取付けられたエジェクタピン26の先端が可動側の型板24に摺動可能に挿入されている。
FIG. 1 is a diagram illustratively showing one embodiment of an injection mold. This injection mold is used for injection molding of a resin lens as a “resin optical element” .
The “fixed mold” indicated by
固定側の型板14及び可動側の型板24には、「大小2つの内径による段差」を有する円筒状のセット孔141、241が、図1の上下方向に対向するように形成され、これらのセット孔141、241に、固定側の鏡面駒30、可動側の鏡面駒40がそれぞれセットされている。セットされた1対の鏡面駒30、40の対向面は、型締めされることによって成形用のキャビティ60を形成している。
Cylindrical set holes 141 and 241 having “steps due to two large and small inner diameters” are formed in the fixed
固定側の型板14及び可動側の型板24には、「加熱手段」としての温調孔143、243がそれぞれ鏡面駒30、40の周囲に形成され、熱流体を供給されることによって鏡面駒30、40と型板14、24とを加熱する。
固定側取付板12と固定側の型板14には、溶融樹脂を供給するスプール50が貫通され、可動側の型板24の一部まで延び、型板14と型板24との突き合わせ面には、スプール50と連通するランナ51が形成され、このランナ51がキャビティ60に連通している。エジェクタピン26の先端面はスプール50の「図で下方の端面」に臨んでいる。
A
図2(a)は、図1における型板14、24に鏡面駒30、40をセットした状態を示している。図2(a)の状態では「加熱手段による加熱」は行われていない。
FIG. 2A shows a state in which the
鏡面駒30は、円筒状の小径部と大径部とが「中心軸方向に段差をなす」ように形成された単一構造体である。図2(a)に示すように、小径部31はその端部に端面形状として鏡面成形部33を形成されている。鏡面駒30の大径部32は、小径部31よりも大きい所定の大径を持つ。そして、小径部31と大径部32とは中心軸CLの方向に段差をなす。中心軸CLは「小径部31、大径部32に共通の軸」である。
The
鏡面駒40は、円筒状の小径部と大径部とが「中心軸方向に段差をなす」ように形成された単一構造体である。図2(a)に示すように、小径部41はその端部に端面形状として鏡面成形部43を形成されている。鏡面駒40の大径部42は、小径部41よりも大きい所定の大径を持つ。そして、小径部41と大径部42とは中心軸CLの方向に段差をなす。中心軸CLは「小径部41、大径部42に共通の軸」である。鏡面成形部33、43はレンズの両面を形成するための面である。
The
鏡面駒30をセットされる型板14のセット孔141は、鏡面駒30の小径部31、大径部32に応じた「大小2つの内径による段差」を中心軸CL方向に有する円筒状であり、鏡面駒30はこのセット孔141にセットされる。セット孔141の内周面が型板14の「型面」である。
The
鏡面駒30は、型板14のセット孔141に、大径部32の周面が型面に対して第1のクリアランスCL1を有し、小径部31の周面が前記型面に対して第2のクリアランスCL2を有するようにセットされる。
The
鏡面駒40をセットされる型板24のセット孔241は、鏡面駒40の小径部41、大径部42に応じた「大小2つの内径による段差」を中心軸CL方向に有する円筒状であり、鏡面駒40はこのセット孔241にセットされる。セット孔241の内周面が型板24の「型面」である。
The
鏡面駒40は、型板24のセット孔241に、大径部42の周面が型面に対して第1のクリアランスCL3を有し、小径部41の周面が前記型面に対して第2のクリアランスCL4を有するようにセットされる。
In the
第1のクリアランスCL1(セット孔141の大内径の型面と鏡面駒30の大径部32との半径差)とCL3(セット孔241の大内径の型面と鏡面駒40の大径部42との半径差)は、この実施の形態においては同じである。また、第2のクリアランスCL2(セット孔141の小内径の型面と鏡面駒30の小径部31との半径差)とCL4(セット孔241の小内径の型面と鏡面駒40の小径部41との半径差)も、この実施の形態において同じである。
The first clearance CL1 (radius difference between the mold surface with the large inner diameter of the
これらのクリアランスCL1〜CL4は互いに同一でも良いし異なっていても良い。 These clearances CL1 to CL4 may be the same or different from each other.
この実施の形態においては、鏡面駒30、40は同一材料であり、型板14、24も同一材料である。そして鏡面駒30、40の材料は、その熱膨張率が「型板14、24の材料の熱膨張率」より大きい材料が選択される。
In this embodiment, the
射出成形を行うときには、前記「加熱手段」をなす温調孔143、243(図1参照)に熱流体を供給し、鏡面駒30、40と型板14、24とを加熱する。
When injection molding is performed, a thermal fluid is supplied to the
この加熱により、鏡面駒30、40は熱膨張し、小径部・大径部ともに「径が増大」する。また、型板141、241も熱膨張し、それに伴いセット孔141、241の型面の径も増大する。
By this heating, the
鏡面駒30の小径部31の半径をr11、大径部32の半径をr12とし、セット孔141における型面の小内径の半径をR11、大内径の半径をR12とし、鏡面駒30の熱膨張率(線膨張係数)をα1、型板14の熱膨張率(線膨張係数)をβ1とし、加熱による温度上昇をTとすると、鏡面駒30、型板14の熱膨張により、上記小径部31の半径は「r11(1+α1・T)」となり、大径部32の半径は「r12((1+α1・T))となる。
The radius of the small-diameter portion 31 of the
また、セット孔141における型面の小内径の半径は「R11(1+β1・T)」、大内径の半径は「R12(1+β1・T)」となる。
Further, the radius of the small inner diameter of the mold surface in the
従って、この熱膨張により、クリアランスCL1は
CL1−{R12(1+β1・T)―r12((1+α1・T))}
=CL1−{R12―r12}+{r12・α1−R12・β1}T
={r12・α1−R12・β1}T=ΔCL1
になる。
Therefore, due to this thermal expansion, the clearance CL1 becomes CL1- {R12 (1 + β1 · T) −r12 ((1 + α1 · T))}.
= CL1- {R12-r12} + {r12 · α1-R12 · β1} T
= {R12 · α1-R12 · β1} T = ΔCL1
become.
一方、クリアランスCL2は、同様の演算により、
{r11・α1−R11・β1}T=ΔCL2
となる。
On the other hand, the clearance CL2 is calculated by the same calculation.
{R11 · α1-R11 · β1} T = ΔCL2
It becomes.
従って、成形が行われるときに加熱手段により上昇させるべき温度:Tに対し、
ΔCL1≦0、で、且つ、
ΔCL2>0
が満足されるように、上記量:r11、r12、R11、R12、α1、β1を設定すれば、成形が行われるときには、鏡面駒30はその大径部32の周面部がセット孔141の大内径の型面と密着ないし圧着して第1のクリアランスCL1は消失し、第2のクリアランスCL2は消失しない。
Accordingly, for the temperature T to be raised by the heating means when molding is performed:
ΔCL1 ≦ 0, and
ΔCL2> 0
When the above-mentioned amounts: r11, r12, R11, R12, α1, and β1 are set, the
鏡面駒40と型板24のセット孔241との関係も同様である。
The relationship between the
このようにして、射出成形を行うとき、加熱手段により鏡面駒30、40、型板14、24を所定の温度:Tだけ昇温させることにより、鏡面駒30、40の大径部と「対応するセット孔の大内径の型面」との第1のクリアランスが消失し、鏡面駒30、40の中心軸CLは自動的に「調芯された状態」になる。
Thus, when injection molding is performed, the
図2(B)は、この状態を示している。第1のクリアランスは消失し、第2のクリアランスCL2’、CL4’(説明中の例では「CL2’=CL4’」である。)は、加熱前の大きさCL2、CL4よりも小さくなっているが、有限の大きさを保っている。このように第2のクリアランスCL2’、CL4’が微小ではあるが0でないので、小径部に対する熱膨張による応力がかからず、鏡面成形部の面形状を良好に転写して「光軸ずれのない良好な樹脂レンズ」を得ることができる。 FIG. 2B shows this state. The first clearance disappears, and the second clearances CL2 ′ and CL4 ′ (“CL2 ′ = CL4 ′” in the example in the description) are smaller than the sizes CL2 and CL4 before heating. However, it has a finite size. As described above, since the second clearances CL2 ′ and CL4 ′ are minute but not zero, no stress due to thermal expansion is applied to the small-diameter portion, and the surface shape of the mirror surface molding portion is well transferred and “optical axis misalignment” is achieved. No good resin lens "can be obtained.
鏡面駒30、40は、上記の如き形状をなしているので、これを製造するには、先ず切削加工により大径部を形成した後、そのまま同軸で小径部を切削加工し、その後、鏡面成形部を所望の面形状に加工すれば良い。
Since the
上記第1、第2のクリアランスCL1〜CL4の実際上の大きさは、2〜5μm程度である。鏡面駒30、40をセット孔141、241にセットするとき、大径部においてクリアランスCL1、CL2があるのでセットが容易である。
The actual size of the first and second clearances CL1 to CL4 is about 2 to 5 μm. When the
なお、鏡面駒30、40の熱膨張により、鏡面成形部も膨張により拡大し、鏡面成形部の面形状も、厳密には加熱の前後で異なったものとなるが、このような差は実際上無視することができる場合が多い。加熱の前後での鏡面成形部の面形状の差が問題となるような場合には、熱膨張による変形を予め見込んで、加熱後における「鏡面成形部の面形状」が所望の面形状となるように面形状を作製すれば良い。
In addition, due to the thermal expansion of the
型板14、24の材料としては、例えば、線膨張係数が室温下で11.1×10-6/℃、成形温度下(約120℃)で11.6×10-6/℃のステンレス材料を使用することができる。この場合、鏡面駒30、40の材料としては、例えば、線膨張係数が室温下で約22.0×10-6/℃、成形温度下(約120℃)で約23.3×10-6/℃のアルミニウム材料等、型板14、24の材料よりも線膨張係数の大きい材料を用いることができる。
As the material of the
上に実施の形態を説明した図1に示す射出成形金型は、型板14、24と、キャビティを形成するための鏡面成形部を有し、クリアランスを有して型板内にセットされる1対の鏡面駒30、40と、この鏡面駒及び型板を加熱する加熱手段143、243とを備える射出成形金型において、鏡面駒30、40の各々は、鏡面成形部33、43を有し所定の小径を持つ小径部31、41と、この小径部の中心軸と同軸で、小径部よりも大きい所定の大径を持つ大径部32、42とを、中心軸方向に段差をなして有する形状であって、型板材料よりも熱膨張率の大きい材料による単一構造体であり、加熱手段143、243による加熱が行われない状態において、各々の鏡面駒30、40は、型板14、24内に、大径部32、42の周面が型面141、241に対して第1のクリアランスCL1、CL3を有し、小径部31、41の周面が型面141、241に対して第2のクリアランスCL2、CL4を有してセットされ、加熱手段による加熱が行われるとき、各々の鏡面駒の熱膨張により、第1のクリアランスCL1、CL3が消失し、第2のクリアランスが消失しないように、型板14、24の型面形状および型板材料、各々の鏡面駒30、40の小径部31、41および大径部32、42の形状が定められた構成(請求項1)である。
The injection mold shown in FIG. 1 for explaining the embodiment has
また、鏡面駒30、40は、大径部32、42を切削加工したのち、小径部31、41を同軸で切削加工して形成される。
The
また、図1に示す射出成形金型を用い、加熱手段143、243による加熱を行って、各々の鏡面駒30、40を熱膨張させ、各鏡面駒の第1のクリアランスCL1、CL3を消失させた状態で、溶融樹脂をキャビティ60内に射出して成形する射出成形方法(請求項2)が実施される。
Further, by using the injection mold shown in FIG. 1, heating by the heating means 143 and 243 was performed to thermally expand the
14、24 型板
30、40 鏡面駒
143、243 加熱手段
60 キャビティ
14, 24
Claims (2)
1対の型板と、
キャビティを形成するための鏡面成形部を有し、クリアランスを有して前記1対の型板内にセットされる1対の鏡面駒と、この鏡面駒及び型板を加熱する加熱手段とを備える射出成形金型において、
前記鏡面駒の各々は、前記鏡面成形部を有し所定の小径を持つ小径部と、この小径部の中心軸と同軸で、前記小径部よりも大きい所定の大径を持つ大径部とを、前記中心軸方向に段差をなして有する形状であって、型板材料よりも熱膨張率の大きい材料による単一構造体であり、
前記鏡面駒をセットされる型板の各々は、セットされる鏡面駒の小径部及び大径部に応じた大小2つの内径による段差を中心軸方向に同軸に有する円筒状で、大内径部側が閉じたセット孔を有し、
前記加熱手段による加熱が行われない状態において、各々の鏡面駒は、前記型板のセット孔内に、前記大径部の周面が型面に対して第1のクリアランスを有し、前記小径部の周面が前記型面に対して第2のクリアランスを有してセットされ、
且つ、前記1対の型板は、それぞれのセット孔の小さい内径部を合わせて、前記中心軸を合致させて密着され、
前記加熱手段による加熱が行われるとき、前記各々の鏡面駒の大径部が、セット孔の奥側面に当接し、且つ、前記各々の鏡面駒の熱膨張により、第1のクリアランスが消失し、第2のクリアランスが消失しないように、前記1対の型板の型面形状および型板材料、前記各々の鏡面駒の前記小径部および大径部の形状が定められたことを特徴とする射出成形金型。 An injection mold used for injection molding of resin optical elements,
A pair of templates,
A mirror surface forming portion for forming a cavity, a pair of mirror surface pieces set in the pair of template plates with a clearance, and a heating means for heating the mirror surface pieces and the template plate. In injection mold,
Each of the mirror surface pieces includes a small diameter portion having the mirror surface forming portion and a predetermined small diameter, and a large diameter portion having a predetermined large diameter that is coaxial with the central axis of the small diameter portion and larger than the small diameter portion. A shape having a step in the central axis direction, and a single structure made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the template material,
Each of the template plates on which the specular pieces are set has a cylindrical shape having a step with two inner diameters corresponding to the small diameter portion and the large diameter portion of the specular piece to be set coaxially in the central axis direction, and the large inner diameter portion side is closed. Set holes,
In a state where the heating by the heating means is not performed, each of the optical insert is in the set hole of the mold plate, the peripheral surface of the large diameter portion has a first clearance relative to the mold surface, the small The peripheral surface of the part is set with a second clearance with respect to the mold surface,
In addition, the pair of stencils are closely contacted with each other so as to match the central axes with the small inner diameter portions of the respective set holes.
When heating by the heating means is performed , the large-diameter portion of each mirror piece comes into contact with the back side surface of the set hole, and the first clearance disappears due to the thermal expansion of each mirror piece, and the second The mold surface shape and template material of the pair of mold plates and the shapes of the small diameter portion and the large diameter portion of each mirror piece are determined so that the clearance of the pair is not lost .
加熱手段による加熱を行って、各々の鏡面駒を熱膨張させ、各鏡面駒の第1のクリアランスを消失させた状態で、溶融樹脂をキャビティ内に射出して成形することを特徴とする射出成形方法。An injection molding method characterized by performing heating by a heating means to thermally expand each mirror piece and injecting molten resin into the cavity in a state where the first clearance of each mirror piece is lost. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008102843A JP5313538B2 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Injection mold and injection molding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008102843A JP5313538B2 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Injection mold and injection molding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009248542A JP2009248542A (en) | 2009-10-29 |
| JP5313538B2 true JP5313538B2 (en) | 2013-10-09 |
Family
ID=41309658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008102843A Active JP5313538B2 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Injection mold and injection molding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5313538B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013188863A (en) * | 2010-07-07 | 2013-09-26 | Hoya Corp | Telescopic die |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3850112B2 (en) * | 1997-09-24 | 2006-11-29 | オリンパス株式会社 | Injection mold and injection molding method |
| JP2000326354A (en) * | 1999-05-18 | 2000-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical element mold |
| JP4121365B2 (en) * | 2002-12-18 | 2008-07-23 | 株式会社東伸精工 | Injection mold for plastic optical lens and method for producing plastic optical lens |
| JP3961474B2 (en) * | 2003-11-18 | 2007-08-22 | 日本ピラー工業株式会社 | Glass lens mold |
| JP2008189517A (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Fujinon Corp | Lens molding die |
-
2008
- 2008-04-10 JP JP2008102843A patent/JP5313538B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009248542A (en) | 2009-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104108165B (en) | Injection molding mold and injection molding method | |
| WO2014162770A1 (en) | Lens unit structure for molded lens, and die for molding molded lens | |
| JP5313538B2 (en) | Injection mold and injection molding method | |
| JP3696420B2 (en) | Manufacturing method of plastic molded products | |
| JP5479704B2 (en) | Two-color molded product and its manufacturing method | |
| JP3850112B2 (en) | Injection mold and injection molding method | |
| CN100370300C (en) | Manufacturing method and manufacturing device of plastic lens | |
| CN105377525A (en) | Injection molding method and injection molding die | |
| JP2008230005A (en) | Plastic lens molding method and lens preform | |
| JP4888487B2 (en) | Mold apparatus for optical parts and setup method thereof | |
| JP2005324503A (en) | Mold cooling method, resin molding method, resin molding apparatus, and mold | |
| JP2010234637A (en) | Molding apparatus | |
| JP2000028887A (en) | Device for fixing lens to frame, method for fixing lens to frame, and lens with frame | |
| JP2008238687A (en) | Mold device, injection molding method, and optical element | |
| JP4137692B2 (en) | Polyphenylene sulfide molding method and molding die | |
| JPH09239797A (en) | Injection molding method and mold | |
| JP4773789B2 (en) | Mold for molding and manufacturing method thereof | |
| JP2005119181A (en) | Apparatus for producing annular molding, mold, and injection molding method | |
| JP2005231933A (en) | Optical element molding die and optical element molding method | |
| CN110691682A (en) | Forming device | |
| JP2001232655A (en) | Molding method of resin molded product, molding die and resin molded product | |
| JP2009136916A (en) | Die-casting die, and die-casting method | |
| US10233108B2 (en) | Optical element shaping mold set and optical element manufacturing method | |
| JP3109163B2 (en) | Electric mold | |
| JP4498077B2 (en) | Optical element molding method, optical element, mold member, and mold member processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110225 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130704 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5313538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| SG99 | Written request for registration of restore |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316G99 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |