CN1939695A - 注模机 - Google Patents

Abstract

注模机包括：固定模；能够与固定模接触和分离的可动模；以及在压靠于固定模的非模制表面时对固定模和可动模之间形成的空间供应熔化的树脂的注射单元。注射单元包括：对该诸模子之间形成的空间注射熔化的树脂的喷嘴部分；通过喷嘴部分朝固定模和可动模之间形成的空间施加熔化的树脂压力的注射部分；设置在喷嘴部分上的加热器和温度传感器；以及设置在注射部分上的加热器和温度传感器，以及喷嘴部分的传感器的检测精度高于注射部分的传感器的检测精度。这样就提供了能够通过实现稳定的和高精度的注射以高精度制造镜片而不显著增加成本的注模机。

Description

注模机

相关申请的交叉参考

本申请基于2005年9月28日递交的先前的日本专利申请号2005-283045和要求它的优先权，该专利申请的全部内容结合在此供参考。

技术领域

本申请涉及用模子模制光学元件的注模机。更具体地，它涉及高精度地控制温度以改进模制质量的注模机。

背景技术

传统上通过注射模制、制造各种模制物品。例如，JP待审查的专利公开号10-323872揭示了关于用作为信息记录介质的模制盘的注模机。图4示出了涉及公开号10-323872的注模机的示意结构。该注模机包括固定台板101和气缸103。在固定台板101和气缸103之间装有四根连接杆104，用于连接它们。连接杆104支持可滑动的可动台板105。由气缸103驱动可动台板105。固定模107和可动模108分别连接于固定台板101和可动台板105。气缸103将可动模108夹紧于固定模107。以该状态，从注射单元111供应树脂材料，以致模制一盘。

由于要求注模机的注射单元高精密地控制温度，以便以高精度执行稳定的模注。如果温度太低，模制精度较差。如果温度太高，树脂变质恶化或变成纤维性。因此，传统上提供用于喷嘴部分和缸体部分的热调节装置。例如，JP待审查专利公开号2005-7629揭示了在每个喷嘴处装有加热器和温度传感器的注射单元。在公开号2005-7629中，揭示了作为温度传感器的例子的热电偶。由于热电偶便宜和与传统精度要求比较提供了足够的精度，因此广泛地被采用。

但是，随着光学元件精度的提高，传统注模机所提供的温度控制精度变得不能胜任。尤其，对于微米模制机，它的一次使用的容量是较小的，它的喷嘴部分有时具有若干次使用的容量。由于一次使用的容量较小，对于注射性能和温度控制精度要求与该较小量成比例的更高的精度。在传统的注模机意图以高精度控制温度的情况下，要求使用更高精度的温度传感器。作为它的精度比热电偶的精度较高的温度传感器的一例子，可以使用铂温度传感器元件、石英温度传感器等。但是，它们是价格昂贵的物品。如以上所说，传统的注模机具有在相应的诸喷嘴处的多个温度控制装置，如果它们全部都用高精度温度传感器替代，那么该替代就伴随着显著的增加成本。

发明内容

本发明意图解决包含在传统的注模机中的上述问题。因此，本发明的一目的是提供通过实现稳定的和高精度的注射能够以高精度制造光学元件而不显著地增加成本的注模机。

按照本发明的一第一方面，提供包括下列部分的注模机：固定模；能够与固定模接触和分离的可动模；在压到固定模的非模制表面时将融化的树脂供应到在固定模和可动模之间形成的空间的注射单元，其中注射单元包括：将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的空间的喷嘴部分；通过喷嘴部分朝向在固定模和可动模之间形成的空间施加融化的树脂压力的注射部分；在喷嘴部分内的末端侧处设置的一第一加热器和一第一温度传感器；在喷嘴部分的靠近注射部分的一侧处设置的一第二加热器和一第二温度传感器；以及在注射部分内设置的一第三加热器和一第三温度传感器；其中第一加热器的目标温度低于第二加热器的目标温度，第二加热器的目标温度高于第三加热器的目标温度。

按照涉及本发明的第一方面的注模机，可动模被制成为可与固定模接触，通过将树脂注入相互接触的诸模子之间形成的空间模制光学元件。对于诸相应部分适当地设定不同的目标温度，从而避免树脂的纤维性。而且，以高精度进行稳定的模制。

按照本发明的一第二方面，提供包括下列部分的注模机：固定模、能够与固定模接触和分离的可动模；在对固定模的一非模制表面加压时将融化的树脂供应到固定模的可动模之间形成的空间的注射单元，其中注射单元包括：将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的空间的喷嘴部分；通过喷嘴部分朝固定模和可动模之间形成的空间施加融化的树脂压力的注射部分；设置在喷嘴内的喷嘴加热器和喷嘴温度传感器；以及设置在注射部分内的注射部分加热器和注射部分温度传感器，其中喷嘴温度传感器的检测精度高于注射部分温度传感器的检测精度。

按照涉及本发明的第二方面的注模机，由于仅仅对于喷嘴部分采用高精度温度传感器，因此它不会伴随有显著的增加成本。而且，由于以高精度控制其中收集了将要被注射的树脂的喷嘴部分处的温度，因此，能够以高精度执行稳定的注模。所以，以高精度制造光学元件。

按照本发明的一第三方面，提供包括下列部分的注模机：固定模；能够与固定模接触和分离的可动模；在对固定模的一非模制表面加压时将融化的树脂供应到固定模和可动模之间形成的空间的注射单元，其中注射单元包括：将融化的树脂注射到固定模和可动模之间形成的空间的喷嘴部分；通过喷嘴部分朝固定模和可动模之间形成的空间施加融化的树脂压力的注射部分；在喷嘴内的一末端侧处提供的一第一加热器和一第一温度传感器；在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处提供的一第二加热器和一第二温度传感器；在注射部分内提供的一第三加热器和一第三温度传感器，其中第二加热器的目标温度高于第三加热器的目标温度。

按照本发明的一第四方面，提供包括下列部分的注模机：固定模；能够与固定模接触和分离的可动模；在对固定模的一非模制表面加压时将融化的树脂供应到固定模和可动模之间形成的空间的注射单元，其中注射单元包括：将融化的树脂注射到固定模和可动模之间形成的空间的喷嘴部分；通过喷嘴部分朝固定模和可动模之间形成的空间施加融化的树脂压力的注射部分；在喷嘴内的一末端侧处提供的一第一加热器和一第一温度传感器；在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处提供的一第二加热器和一第二温度传感器；在注射部分内提供的一第三加热器一第三温度传感器，其中第一加热器的目标温度低于第二加热器的目标温度。

按照本发明的注模机，通过稳定的和高精度的注射能够以高精度制造光学元件而不显著地增加成本。

附图说明

从结合附图的以下详细叙述本发明的这些和其它目的和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是示出涉及一实施例的透镜模制装置的示意图的前视图；

图2是示出该实施例的注射单元的示意结构的剖视图；以及

图3是示出注射单元的喷嘴部分的示意结构的剖视图。

具体实施方式

以下将参照附图详细叙述本发明的较佳实施例。在该实施例中，本发明应用于一透镜模制装置，该装置用于制造马上安装在便携式终端内的照相机的多个透镜。该实施例的透镜模制装置是用于模制它的外径为12mm或更小的小型光学元件，以及要求模制的光学元件保持例如Ra 20nm的精度或它的光学表面的较小的表面糙粗度。该实施例应用于它的夹紧力为150kN或更小的微米注模装置。

该实施例的透镜模制装置被构造成如图1所示。也就是说，在机架2上固定地设置固定台板1和后台板3。当从图1的左或右侧观察时，这些台板1和3大体上为方形。在固定台板1和后台板3之间安装四根连接杆4，用于连接它们。连接杆4固定地设置在固定台板1和后台板3的相应的四个角落处。它们相互平行设置。

在固定台板1和后台板3之间提供可动台板5。当从图1的左或右侧观察时可动台板5的形状基本上为方形。各根连接杆4贯穿可动台板5的四个角落的每一个角落。对于连接杆4在相应的贯穿部分处提供引导衬套51。可动台板5相对于四根连接杆4可滑动。可动台板5由连接杆支持而不与机架2接触。液压器6连接于后台板3。液压器6和可动台板5与连杆61连接。也就是说，依靠液压器执行的驱动，可动台板5能够在左右方向移动。

固定模7连接于固定台板1的面向可动台板5的一表面。可动模8连接于可动台板5的面向固定台板1的一表面。分别控制可动模8和固定模7的温度。

在机架2上，在固定台板1的后侧(图1中固定台板1的右侧)处设置注射单元11。注射单元11具有如图2所示的结构。注射单元11具有喷嘴部分12、注射缸体13、注射柱塞14、注射液压缸16、以及压力传感器17，这些部分构成了注射机构部分。在注射机构部分的上部处，设置了增塑机构21，该增塑机构对树脂增塑和将被增塑的树脂供应到注射缸13。

在注射单元11的某些部分处，有用于对树脂增塑和保持树脂处于优越的增塑状态的某些加热器。而且，在各加热器附近连接一温度传感器，用于检测在那里周围的温度。还设置温度控制部分50，该温度控制部分在接收到来自相应的温度传感器的检测结果时控制相应的加热器。从而，相应部分的温度被控制成为保持它们各自的最佳温度。例如，对于增塑缸21、注射缸13和喷嘴部分13设定作为它们最佳温度的不同的目标温度，控制它们接近它们各自的目标温度。

在该实施例中，如图3所示，在喷嘴部分12上设置加热器31和32，以及在注射缸13上设置加热器33和34。分别将温度传感器41、42、43和44连接到加热器31、32、33和34附近。对于这些温度传感器41、42、43和44分别预定目标温度。温度控制部分50控制加热器31、32、33和34，以使传感器41、42、43和44的温度接近它们各自的目标温度。在该实施例中，在注射缸13上提供的加热器的数量和温度传感器的数量为“2”，但是，根据注射缸13的尺寸和容积，它们可以大于“2”。

由于近年来对质量稳定性的要求，作为加工变量，要求模子温度稳定性为一度或更小。另方面，包括热电偶的传统的温度测量装置的测量精度为±1.5℃+0.4％，该精度不够精确。相反，要求使用例如铂温度传感元件或石英温度传感器，作为更精确的温度传感器。包括它的测量装置的那些传感器的测量精度为±0.05℃(石英温度传感器)；以及±0.15℃(铂温度传感元件)。另方面，在本发明中，较佳的是设置从喷嘴末端的一次注射容量的范围内的温度传感器的检测精度高于该范围之外的温度传感器的检测精度。

在该实施例中，考虑喷嘴部分12和注射缸13的总容积和一次注射容积之间的关系，在下列标准的基础上选择温度传感器的检测精度。在能够将一次注射容量安排在喷嘴部分12的内部容积内的情况下，仅仅设置在喷嘴12上的温度传感器41和42应该是高精度温度传感器，设置在注射缸14上的温度传感器是类似于传统传感器的热电偶。在能够用喷嘴部分12和注射缸13的末端部分的总容量提供一次注射容量的情况下，喷嘴部分12上的温度传感器41和42以及注射缸13的末端部分上的温度传感器43应该是高精度温度传感器。

在一次注射容量进一步增加的情况下，在喷嘴部分12上的温度传感器41和42和注射缸13上的温度传感器43和43都应该是高精度温度传感器。用这样的安排，至少一次使用的树脂部分的温度被调节在±0.2℃的温度监测精度范围内或更小、较佳地在±0.05℃的范围内，以及目标温度被调节在±0.3℃的精度范围内或更小、作为更较佳的温度精度在±0.1℃的范围内。在要求高精度模制的情况下，较佳的是模子基部和空腔部分的温度由高精度温度传感器控制。这些部分之外的其它部分、例如增塑机构部分的温度能够由传统的热电偶满意地进行控制。

并且，至于喷嘴部分12，设置在喷嘴部分12的末端侧处的加热器31附近的目标温度和注射缸13的侧部处的加热器32附近的目标温度是不同的。也就是说，在注射缸13的侧部处的温度传感器42的目标温度稍许高于在末端侧处的温度传感器41的目标温度。另方面，对于注射缸13上的温度传感器43和44设定相同的目标温度。注射缸13的目标温度被设定成稍许低于设置在注射缸13的侧部处的加热器32附近的目标温度。

这样，温度控制部分50将喷嘴部分12的末端侧和注射缸13的侧部处的温度控制到不同的目标温度。在模制小光学元件的情况下，一次使用容量也是较小的。因此，仅仅收集在喷嘴部分12内的树脂可能超过一次使用容量。通过在喷嘴部分12内逐步改变目标温度，适当控制树脂的基本量的温度。

在本发明的如此构造的透镜模制装置中，从外部供应的树脂在增塑缸21内被加热，以及被增塑螺杆22搅拌。由液压马达24驱动增塑螺杆22。从注射缸13将增塑的树脂的预定量供应到喷嘴部分12的内部。在注射缸13内，由加热器33和34调节温度。在喷嘴部分12内，由加热器31和32以高精度调节温度。然后，夹紧固定模7和可动模8，以及用预定压力将注射单元11压到固定模。在这夹紧状态下，由注射液压缸16驱动注射柱塞14，以及从喷嘴部分12将融化的树脂供应到在诸被夹紧的模子之间形成的空腔。

所使用的树脂类型例如可以是JP待审查的专利公开号2004-144951、2004-144953和2004-144954所揭示的类型。在该诸公开号中所揭示的树脂通常具有较高的流动性，因此，注模状态是较佳的。另方面，倘若树脂在高温下长期未使用，它们可能被烧坏、变质恶化、或发黄(是不佳的)。在该实施例中，喷嘴12的温度仅仅在注射缸13的一侧处的部分保持较高，从而改进了模制状态。由于注射缸13的内部温度由加热器33和34控制，避免了树脂的变质恶化。

如以上所述，该实施例的喷嘴12分别在它的末端侧和注射缸13的一侧具有加热器31和32，以及对于相应部分设定了不同的目标温度。而且，由于通过使用高精度温度传感器41和42控制加热器31和32，因此偏离它们各自的目标温度的差异显著地较小。从而，即使仅仅注射少量的树脂，也提高了利用树脂传送小形状的精度和实现了高精度模制。并，在喷嘴12的注射缸13侧处被充分加热和提高了它的流动性的树脂在喷嘴部分12的末端部分处被稍许冷却，从而避免了树脂的纤维性。

如以上所述，按照该实施例的透镜模制装置，仅仅对喷嘴部分12施加高精度温度控制。由于仅在一次注射容量的范围内一部分处使用昂贵的和高精度的温度传感器，所以它并不伴随有显著的成本增加。并且，以高精度控制将要注射的树脂的温度。所以，通过实现稳定的和高精度的注射以高精度制造光学元件。

以上叙述实施例仅仅作为示例性的例子，而不是以任何方式限制本发明。因此，显然可以按多种方式改进或修改本发明而不脱离它的基本原理。例如，将预增塑型叙述为注射单元的一例子。但是，一列式注射单元也是可以应用的。而且，可动台板5的驱动装置不局限于液压器6。液压缸***、液压曲柄杠杆***、电动机型缸体***、电动机驱动曲柄杠杆***等也是可以应用的。本发明还可应用于其中可动台板5的负荷由机架2支持的机架支持型透镜模制装置。

Claims (11)

1.一注模机，该注模机包括：

一固定模；

能够与固定模接触和分离的一可动模；以及

在压靠于固定模的一非模制表面时将融化的树脂供应到在固定模和可动模之间形成的一空间的一注射单元，

其中注射单元包括：

将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的该空间的一喷嘴部分；

通过喷嘴部分朝在固定模和可动模之间形成的该空间施加融化的树脂压力的一注射部分；

在喷嘴部分内的一末端侧处设置的一第一加热器和一第一温度传感器；

在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处设置的一第二加热器和一第二温度传感器；以及

在注射部分内设置的一第三加热器和第一第三温度传感器，以及

其中第一加热器的一目标温度低于第二加热器的一目标温度，以及

第二加热器的目标温度高于第三加热器的一目标温度。

2.如权利要求1所述的注模机，

其特征在于，从第一至第三温度传感器当中，设置在从一喷嘴末端部分的一次注射容量的一范围内的温度传感器的检测精度高于该范围之外的温度传感器的检测精度。

3.如权利要求1所述的注模机，

其特征在于，第一温度传感器和第二温度传感器的检测精度高于第三温度传感器的检测精度。

4.一注模机，该注模机包括：

一固定模；

能够与固定模接触和分离的一可动模；以及

在压靠于固定模的一非模制表面时将融化的树脂供应到在固定模和可动模之间形成的一空间的一注射单元，

其中注射单元包括：

将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的该空间的一喷嘴部分；

通过喷嘴部分朝在固定模和可动模之间形成的该空间施加融化的树脂压力的一注射部分；

在喷嘴部分内设置的一喷嘴加热器和一喷嘴温度传感器；以及

在注射部分内设置的一注射部分加热器和一注射部分温度传感器，以及

其中喷嘴温度传感器的检测精度高于注射部分温度传感器的检测精度。

5.如权利要求4所述的注模机，

其特征在于，喷嘴加热器包括：

在喷嘴部分内的一末端侧处设置的一第一喷嘴加热器；以及

在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处设置的一第二喷嘴加热器，

其中喷嘴温度传感器包括：

在喷嘴部分内末端侧处设置的一第一喷嘴传感器；以及

在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处设置的一第二喷嘴传感器，以及

其中注模机还包括对于第一喷嘴加热器和第二喷嘴加热器设置不同目标温度的一温度控制部分。

6.如权利要求5所述的注模机，

其特征在于，温度控制部分设定低于第二喷嘴加热器的一目标温度的第一喷嘴加热器的一目标温度。

7.如权利要求5所述的注模机，

其特征在于，温度控制部分设定高于注模部分加热器的一目标温度的第二喷嘴加热器的一目标温度。

8.如权利要求4所述的注模机，

其特征在于，同时形成多个光学元件。

9.如权利要求8所述的注模机，

其特征在于，注模机形成外径为12mm或更小和表面粗糙度为Ra 20nm或更小的若干光学元件。

10.一注模机，该注模机包括：

一固定模；

能够与固定模接触和分离的一可动模；以及

在压靠于固定模的一非模制表面时将融化的树脂供应到在固定模和可动模之间形成的一空间的一注射单元，

其中注射单元包括：

将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的该空间的一喷嘴部分；

通过喷嘴部分朝在固定模和可动模之间形成的该空间施加融化的树脂压力的一注射部分；

在喷嘴部分内的一末端侧处设置的一第一加热器和一第一温度传感器；

在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处设置的一第二加热器和一第二温度传感器；以及

在注射部分内设置的一第三加热器和第一第三温度传感器，以及

其中第二加热器的一目标温度高于第三加热器的一目标温度。

11.一注模机，该注模机包括：

一固定模；

能够与固定模接触和分离的一可动模；以及

在压靠于固定模的一非模制表面时将融化的树脂供应到在固定模和可动模之间形成的一空间的一注射单元，

其中注射单元包括：

将融化的树脂注射到在固定模和可动模之间形成的该空间的一喷嘴部分；

通过喷嘴部分朝在固定模和可动模之间形成的该空间施加融化的树脂压力的一注射部分；

在喷嘴部分内的一末端侧处设置的一第一加热器和一第一温度传感器；

在喷嘴部分内靠近注射部分的一侧处设置的一第二加热器和一第二温度传感器；以及

在注射部分内设置的一第三加热器和第一第三温度传感器，以及

其中第一加热器的一目标温度低于第二加热器的一目标温度。

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