JP2000079629A - 射出圧縮成形方法および射出圧縮成形装置 - Google Patents
射出圧縮成形方法および射出圧縮成形装置Info
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Abstract
な物品の成形が可能な射出圧縮成形方法および射出圧縮
成形装置を提供する。 【解決手段】 相対移動可能な一対のインサート11,
12を含むレンズ成形用キャビティ3、ゲートG、ラン
ナ49およびスプルー48を内部に有する成形型を用い
て射出圧縮成形する射出圧縮成形方法において、キャビ
ティ3内に溶融樹脂を射出充填し、その射出充填完了前
の時点以降に、インサート11をインサート12に対し
て接近する方向へ移動させながらキャビティ3を縮小す
る。その際、インサート11の動作に同期してゲートシ
ャットピン111をゲートGに突出させて、ゲートGの
開口を次第に閉じる。
Description
出圧縮成形して物品を成形する射出圧縮成形方法および
射出圧縮成形装置に関する。たとえば、熱可塑性樹脂を
射出圧縮成形して、高精度、かつ、高品質な眼鏡レンズ
を成形するのに好適な射出圧縮成形方法および射出圧縮
成形装置に関する。
成形法として、特開平2−26723号公報や実公平6
−9826号公報などに開示された射出圧縮成形法が知
られている。ちなみに、眼鏡レンズでは、レンズ度数+
4.00〜−8.00D(D:ジオプター)程度のレン
ズ度数範囲のものが、この成型法に好ましく用いられて
いる。射出圧縮成形法は、溶融樹脂の収縮を補正して均
一で高度な形状精度を得るために、レンズ成形用キャビ
ティ内に圧縮代を残して金型を型締めし、ついで、前記
レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したの
ち、前記圧縮代を圧縮して、レンズを得る成形法であ
る。
側との曲率が異なると、レンズ厚に偏肉差が生じる。偏
肉差があるものとして、中央部肉厚が周辺部肉厚より厚
いプラスレンズと、中央部肉厚が周辺部肉厚より薄いマ
イナスレンズとの2種類ある。また、レンズ厚は光学レ
ンズ設計により異なるが、たとえば、屈折率が1.50
程度の非球面レンズでは、レンズ度数が+2.00Dの
場合、中心厚4.2mm、周辺厚1.0mm、また、レ
ンズ度数が−4.00Dの場合、中心厚1.4mm、周
辺厚7.9mm程度の設計値である。
成形法では、その形状特性の差異により、次のような不
具合がある。たとえば、プラスレンズ成形においては、
レンズ中央部に対して周辺部が薄肉であるから、ゲート
付近に「ヒケ」と呼ばれる成形収縮を含む形状変化が発
生しやすく、周辺部の形状精度の維持が困難であるとい
う問題がある。また、マイナスレンズ成形においては、
レンズ中央部が周辺部に対して厚みが薄いから、キャビ
ティ中央部が流動抵抗が大きい。そのため、キャビティ
内に射出された溶融樹脂は、キャビティ中央部を流れ難
く、分流して周辺部から中央部に回り込むため、中央部
においてウエルドマークが多く発生しやすいという問題
がある。
ついては、「ヒケ」の発生を極力抑えられるように、ゲ
ートの開口形状を小さくした構造のものを用意してい
た。また、マイナスレンズ成形型については、溶融樹脂
のキャビティへの流動がスムーズでないと、ウエルドマ
ークの発生が顕著になる傾向があるため、溶融樹脂の流
動性を確保するため、ゲートの開口形状が比較的大きな
構造のものを用意していた。しかし、これらのゲート開
口形状については、レンズの偏肉差の度合いによっても
微妙に異なるから、結局、ゲートの開口形状の異なる多
数の成形型を用意しなければならず、経済的負担が大き
い。
ゲート部分を交換可能に構成したレンズ成形用射出成形
型を提案した(特願平8−6407号)。これは、成形
型のゲート部分を交換可能に構成するとともに、ゲート
の開口形状を決めるゲート駒部材を複数種類用意してお
き、これらの中から成形するレンズ形状に応じたゲート
開口形状を有するゲート駒部材を選択し、このゲート駒
部材を成形型のゲート部分に交換可能に取り付けた構成
である。
を、成形するレンズ形状に応じて選択する方法でも、レ
ンズ形状に応じてゲート駒部材を交換しなければならな
いから、手間がかかり、作業性の飛躍的向上は望めな
い。また、ゲートは、通常、キャビティへの溶融樹脂の
充填時には抵抗が少ないことが望ましく、また、キャビ
ティ内に溶融樹脂が充満したのちは溶融樹脂をキャビテ
ィ内に封じ込めることが望ましいから、ゲートの開口形
状や大きさは、これらの相反する要求の適当な妥協点で
決めるしかない。従って、上述したように、レンズ形状
に応じたゲート開口形状を有するゲート駒部材を用意し
ておくとしても、それらのゲート開口形状は、相反する
要求の適当な妥協点で決めなければならないから、相反
する2つの要求を同時に満足させることはできないう
え、それらの要求をできるだけ満足させるためにはゲー
ト開口形状の複雑化を招き、製造コストの上昇につなが
る。
解消し、作業性を向上させることができるとともに、高
度の形状精度、かつ、高品質な物品を成形することがで
きる射出圧縮成形方法および射出圧縮成形装置を提供す
ることにある。
られる上記の2つの要求(キャビティへの溶融樹脂の充
填時には抵抗が少ないことが望ましく、キャビティ内に
溶融樹脂が充満したのちは溶融樹脂をキャビティ内に封
じ込めることが望ましい)に対して、各要求の時期的な
ずれを利用して別個に達成できれば、上記の2つの要求
を同時に満足させることができる点に着目し、溶融樹脂
のキャビティ内への射出充填後にゲートの開口を閉じる
ようにしたものである。
能な一対のキャビティ形成部材を含む少なくとも1以上
のキャビティおよびキャビティにゲートを介して連通す
る樹脂流路を内部に有する開閉可能な成形型を用い、ま
ず、前記成形型を閉じるとともに、キャビティ内に予め
設定した設定圧縮代が形成されるように一対のキャビテ
ィ形成部材を相対移動させてキャビティの大きさを設定
し、ついで、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出充填
し、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に一対
のキャビティ形成部材を相対移動させながらキャビティ
を縮小して溶融樹脂を圧縮する射出圧縮成形方法であっ
て、前記溶融樹脂の射出完了後に前記ゲートの開口を閉
じるとともに、そのゲートの開口を閉じる動作を、前記
キャビティ縮小時の一対のキャビティ形成部材の相対移
動に同期して行うことを特徴とする。
樹脂の射出完了後以降、好ましくは、溶融樹脂の射出完
了直後に閉じられていればよく、ゲートの開口を閉じる
動作の開始時点が溶融樹脂の射出完了前の時点であって
もよい。また、ゲートの開口が閉じられたときの状態
は、キャビティ内に射出充填された溶融樹脂が、冷却時
において、ゲートから樹脂流路へ戻るのを防ぐことがで
きる程度のクリアランス、好ましくは、2mm以下のク
リアランスがある状態のみならず、ゲートの開口が完全
閉塞の状態をも含む。また、キャビティの数は1または
複数であってもよい。さらに、キャビティの種類として
は、とくに問わないが、高精度かつ高品質が要求される
メニスカス形状を有する眼鏡レンズ成形用キャビティが
好適である。
ず、キャビティの大きさを設定し、ついで、そのキャビ
ティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、一対のキャビテ
ィ形成部材の相対移動によりキャビティを縮小して溶融
樹脂を圧縮する際、そのキャビティ形成部材の相対移動
に同期してゲートの開口を閉じる動作が行われ、溶融樹
脂の射出完了後にはゲートの開口が閉じられているか
ら、冷却時において、溶融樹脂がゲートから樹脂流路へ
戻るのを防ぐことができる。従って、内部歪みの発生を
抑え、高精度、高品質な物品を成形することができる。
このことは、溶融樹脂がキャビティへ流入するときのゲ
ート開口形状については、溶融樹脂の流動性などを考慮
するだけでよいから、成形する物品の形状に応じてゲー
ト開口形状や大きさを変えなくても対応でき、たとえ
ば、レンズ成形の場合において、従来のように、レンズ
形状に応じたゲート開口形状を有するゲート駒部材に交
換する作業も必要がなく、作業性の向上が期待できる。
ートの開口を閉じる動作は、キャビティ縮小時の一対の
キャビティ形成部材の相対移動に直接連動させてもよい
が、キャビティ縮小時の一対のキャビティ形成部材の相
対移動とは別の駆動手段によって行ってもよい。このよ
うにすれば、溶融樹脂の射出完了後にゲートの開口を閉
塞することができる。たとえば、溶融樹脂の射出完了後
にキャビティを縮小動作させる場合には、キャビティの
縮小動作開始後にゲートの開口を閉塞でき、また、溶融
樹脂の射出完了前の時点でキャビティを縮小動作させる
場合には、キャビティの縮小動作開始後にゲートの開口
を閉じる動作を開始し、その後に、溶融樹脂が全て射出
された後にゲートの開口を閉塞することができる。従っ
て、その後に、一対のキャビティ形成部材の相対移動に
よってキャビティ内の溶融樹脂が次第に圧縮されて、溶
融樹脂にかかる圧力が高くなっても、ゲートの開口が塞
がれているから、ゲートから樹脂流路へ樹脂が戻るのを
確実に防止できる。
相対移動可能な一対のキャビティ形成部材を含む少なく
とも1以上の眼鏡レンズ成形用キャビティおよびキャビ
ティにゲートを介して連通する樹脂流路を内部に有する
開閉可能な成形型を用い、まず、前記成形型を閉じると
ともに、キャビティ内に予め設定した設定圧縮代が形成
されるように一対のキャビティ形成部材を相対移動させ
てキャビティの大きさを設定し、ついで、前記キャビテ
ィ内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射
出完了前の時点以降に一対のキャビティ形成部材を相対
移動させながらキャビティを縮小して溶融樹脂を圧縮す
る射出圧縮成形方法であって、前記キャビティ内の設定
圧縮代および前記ゲートの開口空間をレンズ形状に対応
して設定し、前記溶融樹脂の射出完了後に前記ゲートの
開口を閉じるとともに、そのゲートの開口を閉じる動作
を、前記キャビティ縮小時の一対のキャビティ形成部材
の相対移動に同期して行うことを特徴とする。
ャビティ内の設定圧縮代およびゲートの開口空間をレン
ズ形状、たとえば、プラスレンズやマイナスレンズに対
応して、あるいは、レンズ度数に対応して設定した場合
でも、溶融樹脂の射出完了後にはゲートの開口が閉じら
れているから、冷却時において、溶融樹脂のゲートから
樹脂流路への戻りを防ぐことができる。従って、溶融樹
脂のゲートから樹脂流路への戻りの防止を考慮すること
なく、キャビティ内の設定圧縮代およびゲートの開口空
間をレンズ形状に対応して任意に設定できる。たとえ
ば、プラスレンズ成形では、「ヒケ」の発生を極力抑え
られるように、ゲートの開口形状を小さく設定できる。
マイナスレンズ成形では、キャビティ内の設定圧縮代お
よびゲートの開口空間を大きく設定できる。ちなみに、
マイナスレンズ成形において、キャビティ内の設定圧縮
代およびゲートの開口空間を大きく設定すると、溶融樹
脂は、大きく設定されたゲートを通ってキャビティ内に
流入するから、ゲートにおける樹脂の流動性が確保でき
る。また、キャビティ内に流入した溶融樹脂は、キャビ
ティ内の空間が大きく設定されていることによって、分
流することなくキャビティ中央部を通って周辺部へ流れ
込むため、中央部におけるウエルドマークの発生を防止
できる。
ートの開口空間は、前記キャビティの大きさ設定および
縮小動作とは別の駆動手段によって駆動、制御してもよ
く、さらに、そのゲートの開口を閉じる動作は、前記駆
動手段によって行われることが望ましい。このようにす
れば、ゲートの開口空間をキャビティの大きさ設定動作
とは別に任意の大きさに設定することができるととも
に、溶融樹脂の射出完了後にゲートの開口を閉塞するこ
とができるから、その後に、一対のキャビティ形成部材
の相対移動によってキャビティ内の溶融樹脂が次第に圧
縮されて、溶融樹脂にかかる圧力が高くなっても、ゲー
トの開口が塞がれているから、ゲートから樹脂流路へ樹
脂が戻るのを確実に防止できる。
るレンズ度数がグループ化された単位であってもよい。
このようにすれば、レンズ度数の単位毎に、キャビティ
内の設定圧縮代およびゲートの開口空間を任意に設定す
ることができるから、つまり、レンズ度数に応じて成形
条件を変えて成形できるから、より高精度なレンズ成形
が行える。
能な一対のキャビティ形成部材を含む少なくとも1以上
のキャビティおよびキャビティにゲートを介して連通す
る樹脂流路を内部に有する開閉可能な成形型と、前記成
形型を閉じるとともに、前記キャビティ内に予め設定し
た設定圧縮代が形成されるように一対のキャビティ形成
部材を相対移動させてキャビティの大きさを設定するキ
ャビティ設定手段と、このキャビティ設定手段によって
設定されたキャビティ内に溶融樹脂を射出充填する射出
手段と、少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に
前記キャビティが縮小するように一対のキャビティ形成
部材を相対移動させるキャビティ縮小手段と、前記溶融
樹脂の射出完了後に前記ゲートの開口を前記キャビティ
縮小時の一対のキャビティ形成部材の相対移動に同期し
て閉じるゲート制御手段とを備えたことを特徴とする。
形型を閉じるとともに、一対のキャビティ形成部材を相
対移動させてキャビティの大きさを設定し、次に、この
キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、少なくと
も溶融樹脂の射出完了前の時点以降に一対のキャビティ
形成部材を相対移動させてキャビティを縮小して溶融樹
脂を圧縮する。この際、溶融樹脂の射出完了後にはゲー
トの開口が閉じられているから、冷却時において、溶融
樹脂のゲートから流路への戻りを防ぐことができる。従
って、内部歪みの発生を抑え、高精度、高品質な物品を
成形することができるとともに、従来のように、レンズ
形状に応じたゲート開口形状を有するゲート駒部材に交
換する作業も必要もなく、作業性の向上が期待できる。
ート制御手段としては、溶融樹脂の射出完了後に前記ゲ
ートの開口を閉じることができるものであれば、いずれ
の構造でもよいが、前記ゲート内に突出可能なゲートシ
ャット部材を含む構成が望ましい。この場合、ゲートシ
ャット部材を、一対のキャビティ形成部材のうち可動側
のキャビティ形成部材側に固定すれば、キャビティ形成
部材の相対移動に簡単に同期させることができる。この
ことは、キャビティ形成部材の相対移動によってゲート
シャット部材もゲート内に突出し、また、ゲート内から
後退するから、キャビティ設定手段によって一対のキャ
ビティ形成部材が相対移動されたとき、ゲートの開口形
状が決定される。従って、そのときのゲート内に突出す
るゲートシャット部材の突出量を決めれば、溶融樹脂の
キャビティ内への流入時におけるゲートの開口形状を任
意に設定できる。
キャビティ形成部材のうち可動側のキャビティ形成部材
側にその可動方向へ移動可能に設けるとともに、このゲ
ートシャット部材を可動側のキャビティ形成部材とは独
立的に移動させる駆動手段を設けるようにしてもよい。
このようにすれば、上述したように、溶融樹脂の射出完
了後にゲートの開口を閉塞することができるから、その
後に、一対のキャビティ形成部材の相対移動によって溶
融樹脂が圧縮されて、溶融樹脂にかかる圧力が高くなっ
ても、ゲートの開口が塞がれているから、ゲートから樹
脂流路へ樹脂が戻るのを確実に防止できる。
トとは独立して成形型内に配置された眼鏡レンズ成型用
オプティカルインサートで、眼鏡レンズの度数により交
換可能になっていることが望ましい。このようにすれ
ば、眼鏡レンズの度数により眼鏡レンズ成型用オプティ
カルインサートを交換することができるとともに、イン
サートを交換してもゲートおよびゲートシャット部材は
そのままであるから、インサートを交換する毎に、ゲー
トシャット部材を交換しなくてもよい。
参照しながら詳細に説明する。本実施形態は本発明にか
かる射出圧縮成形方法を眼鏡レンズ(メニスカス形状の
眼鏡レンズ:単焦点、多焦点、累進多焦点)の射出圧縮
成形装置に適用したもので、図1に本実施形態の全体構
成が示されている。なお、ここで成形される眼鏡レンズ
の材料は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)やP
C(ポリカーボネート)などの熱可塑性樹脂である。ま
た、本実施形態では、脈理、光学歪みなどを防ぐため
に、低圧出力の射出を用いている。
形型50を有する型締装置60と、原料樹脂を可塑化す
る可塑化装置70と、この可塑化装置70によって可塑
化された溶融樹脂を計量して前記射出成形型50内に射
出充填する射出手段としての射出装置80と、前記射出
成形型50の温度を予め設定された温度に制御する金型
温度調整装置51とから構成されている。
1と、この固定ダイプレート61に複数本のタイバー6
2を介して固定されかつ型締めシリンダ63を搭載した
シリンダ固定プレート64と、前記タイバー62に沿っ
て昇降自在に設けられ前記型締めシリンダ63のピスト
ンロッド65に連結された可動ダイプレート66とから
構成されている。固定ダイプレート61には、可動ダイ
プレート66を型締めシリンダ63の型締め力に抗して
押し上げる油圧補助シリンダ67が設けられている。な
お、固定ダイプレート61と可動ダイプレート66との
間には前記射出成形型50が取り付けられている。な
お、これらの型締装置60や油圧補助シリンダ67を含
んで、キャビティ設定手段およびキャビティ縮小手段が
構成されている。
入された原料樹脂をスクリュ72で送りながらヒータ7
3で可塑化・混練する可塑化シリンダ74によって構成
されている。なお、スクリュ72は油圧モータ75によ
って回転される。前記射出装置80は、内部にプランジ
ャ81を有する射出シリンダ82と、この射出シリンダ
82のプランジャ81を摺動(上下動)させる油圧シリ
ンダ83とから構成されている。射出シリンダ82の先
端(上端)には、射出ノズル85が取り付けられてい
る。また、射出シリンダ82の外周上部位置には、バン
ドヒータ86が巻かれている。
形型50に温調流体(加熱流体および冷却流体)を供給
する温調流体供給装置52と、この温調流体供給装置5
2から成形型50の各部に供給される温調流体の温度を
温調流体供給装置52に指令する制御装置53とから構
成されている。制御装置53には、予め成形するレンズ
の種類に応じて複数種の金型温度制御曲線が記憶されて
いる。これにより、いずれかの金型温度制御曲線が指定
されると、指定された金型温度制御曲線に従って温調流
体供給装置52から成形型50の各部(後述するインサ
ートガイド部材5,9、上型インサート11、下型イン
サート12など)に供給される温調流体の温度が制御さ
れるようになっている。
は図2の III−III 線断面図、図4は図2のIV−IV線断
面図である。同射出成形型50は、図2に示すように、
パーティングラインPLにおいて上下に型分割される上
型(可動型)1と下型(固定型)2とを備える。これら
の間には、2個の眼鏡レンズ成形用キャビティ3と、こ
の各眼鏡レンズ成形用キャビティ3にゲートGを介して
連結されこれらキャビティ3を結ぶランナ49とが形成
されている。ランナ49に対してはスプルーブッシュ4
7によって形成されるスプルー48が直角に形成されて
いるとともに、これらに対して把手部46(図4参照)
が直角に形成されている。ここに、2個の眼鏡レンズ成
形用キャビティ3、ランナ49、スプルー48および把
手部46を有するモールド構成体45が形成されてい
る。なお、ランナ49およびスプルー48は、射出成形
型50内の樹脂流路を形成している。
ド部材5および型板6,7からなる。下型2の型本体8
は、インサートガイド部材9および型板10からなる。
各インサートガイド部材5,9の内部には、前記キャビ
ティ3を形成するキャビティ形成部材としての眼鏡レン
ズ成形用オプティカルインサート11,12がパーティ
ングラインPLに対して直角方向へ摺動可能に収納され
ている。なお、インサートガイド部材5,9およびイン
サート11,12などには、図示していないが、前記温
調流体供給装置52から供給される温調流体を循環させ
る温調流体循環溝が形成されている。前記下型2の型本
体8は、前記固定ダイプレート61上に固定された型取
付部材15に固定されている。前記上型1の型本体4
は、上部材16Aと下部材16Bとからなる型取付部材
16に図3に示すボルト17で連結されているととも
に、型本体4と型取付部材16との間にはボルト17の
外周に挿入された皿ばね17Aが介装されている。型取
付部材16は、前記可動ダイプレート66に固定され、
型締めシリンダ63の下向き型締め力と、油圧補助シリ
ンダ67の上向き押し上げ力とが作用するようになって
いる。
は、隙間Sが設けられるようになっており、型本体4と
型取付部材16とはガイドピン18でガイドされながら
隙間S分だけ上下に開閉するようになっている。すなわ
ち、型閉じ後に可動ダイプレート66の下降により、所
定の隙間Sが形成され、圧縮時の型締めシリンダ63の
下向き型締め力によって、可動ダイプレート66を介し
て型取付部材16が押し下げられることにより、隙間S
が閉じられる。
リンダ19が上下動自在に設けられている。油圧シリン
ダ19のピストン20に連結されたピストンロッド21
は、シリンダ19の下面に固定されたバックインサート
22内を貫通し、その先端にT字クランプ部材23を備
えている。T字クランプ部材23は、前記インサート1
1の上端面に形成されたT字溝24に係脱自在に係合さ
れている。これにより、インサート11が交換可能にな
っている。前記型取付部材15には、上向きの油圧シリ
ンダ26が設けられている。油圧シリンダ26のピスト
ン27に連結されたピストンロッド28は、型取付部材
15内を貫通し、その先端にT字クランプ部材29を備
えている。T字クランプ部材29は、前記インサート1
2の下端面に形成されたT字溝30に係脱自在に係合さ
れている。これにより、インサート12が交換可能にな
っている。
32が固定されている。型取付部材16に形成された孔
33から挿入されたエジェクトロッド34により受圧部
材32が押し下げられると、油圧シリンダ19、バック
インサート22およびインサート11も押し下げられ、
キャビティ3で成形されたレンズが上型1および下型2
の型分割時に突き出されるようになっている。前記上型
1および型取付部材16の中央には、エジェクトピン3
5が上下動自在に配置されている。エジェクトピン35
の上端には、上限位置から一定ストロークで下降可能な
受圧部材36が固定されている。型取付部材16に形成
された孔37から挿入されたエジェクトロッド38によ
り受圧部材36が押し下げられると、エジェクトピン3
5が押し下げられる。
ーンピン39の外周に巻回されたばね40のばね力が上
向きに作用している。また、受圧部材36にも、図4に
示すように、エジェクトリターンピン41の外周に巻回
されたばね42のばね力が上向きに作用しており、さら
に、その受圧部材36が所定の位置に位置決めされてい
る。従って、エジェクトロッド34,38が上昇する
と、受圧部材32,36も上昇して旧位に復帰するよう
になっている。
る。同ノズルシャット機構90は、遮断部材としてのノ
ズルシャットピン91を備えている。ノズルシャットピ
ン91は、前記スプルーブッシュ47の側壁にそのスプ
ルーブッシュ47の中心線とほぼ垂直方向に進退可能に
嵌挿され、その後端が接続片92を介して油圧シリンダ
93のピストンロッド94に連結されている。油圧シリ
ンダ93は、シリンダ取付板95を介して前記型取付部
材15に固定されている。スプルーブッシュ47に射出
ノズル85が圧接した状態において、ノズルシャットピ
ン91がスライドして射出ノズル85の先端開口部を塞
ぐことにより、樹脂の逆流が阻止されるようになってい
る。このとき、図6および図7に示すように、ノズルシ
ャットピン91の先端面91Aおよび先端部側面91B
は、スプルーブッシュ47(スプルー48)の内壁に接
しないようになっている。
いる。同ゲートシャット機構110は、溶融樹脂の射出
完了後に前記ゲートGの開口形状を閉じるゲート制御手
段を構成するもので、前記ゲートG内に出没可能なゲー
トシャット部材としてのゲートシャットピン111を含
んで構成されている。ゲートシャットピン111は、上
端部112がバックインサート22とシリンダ19との
間に挟持された状態で固定され、下端が前記前記インサ
ートガイド部材5を貫通して前記ゲートG内に突出可能
に配置され、かつ、下端の突出端部にそのゲートGから
キャビティ3へ向かうに従って次第に下方へ傾斜した斜
面113を有する。なお、図9は図8の状態から溶融樹
脂を1ショット射出量の約90%射出したときの状態を
示す図、図10は図9の状態からキャビティを縮小した
ときの状態を示す図である。また、プラスレンズ成形で
は、図8に対応する状態が図11、図10に対応する状
態が図12である。
ートを所定の大きさに設定する制御手段およびキャビテ
ィおよびゲートを縮小するための制御手段の主要構成を
示している。同図において、制御装置140は、中央処
理装置(CPU)141を備える。CPU141には、
射出圧縮成形装置全体を制御するための制御プログラム
を記憶したROM142、パラメータ条件などを記憶す
るための不揮発性メモリ143、条件などを一時的に記
憶するRAM144および各種インターフェース14
5,146,147,148がそれぞれ接続されてい
る。
T/操作盤151と、運転モード切換スイッチなどを配
置した本体操作盤152と、射出速度、金型温度、キャ
ビティの寸開き量などの成形条件を記憶した外部記憶装
置153とがそれぞれ接続されている。CRT/操作盤
151において、キャビティおよびゲートの設定値や、
キャビティおよびゲートの縮小条件値を入力すると、こ
れらはRAM144、不揮発性メモリ143、あるい
は、外部記憶装置153に記憶される。既設定値や条件
値が外部記憶装置153や通信(後述するLAN150
による)によって用意されている場合には、これをRA
M144や不揮発性メモリ143にロードすることがで
きる。通信インターフェース146にはLAN150が
接続され、これにより、ネットワークを介して制御可能
になっている。
公知の電気−油圧変換式サーボバルブおよび圧力制御バ
ルブを有するバルブ機構Aを介して前記型締シリンダ6
3が、また、パルスに同期してステップ状に油を吐出す
るバルブ機構Bを介して前記油圧補助シリンダ67が、
さらに、電気−油圧変換式サーボバルブを有するバルブ
機構Cを介して前記油圧シリンダ83がそれぞれ接続さ
れている。センサインターフェース148には、可動ダ
イプレート66の位置を検出する位置センサ、射出シリ
ンダ82内のプランジャ81位置を検出する位置センサ
などの位置センサのほか、圧力センサ、温度センサなど
の各種センサ157が接続されている。
しておく。CPU141は、バルブ機構インターフェー
ス147を介してバルブ機構Aおよびバルブ機構Bを動
作させ、型締シリンダ63および油圧補助シリンダ67
に油を供給して、ピストンを作動させる。そのとき、C
PU141は、可動ダイプレート66の位置を検出する
位置センサからの現在値信号を監視しながら、これがR
AM144や不揮発性メモリ143に記憶されているキ
ャビティおよびゲートの設定値に達したことを検知する
と、直ちにバルブ機構Bの流路を遮断する。これによ
り、可動ダイプレート66が停止されることにより、キ
ャビティ3およびゲートGが所定の大きさに設定され
る。
さに設定されたのち、CPU141は、バルブ機構イン
ターフェース147およびバルブ機構Cを介して油圧シ
リンダ83を駆動させる。すると、溶融樹脂が、スプル
ー48、ランナ49、ゲートGを通ってキャビティ3内
に射出充填されていく。この間、CPU141は、セン
サインターフェース148を介して入力される位置セン
サからの信号(射出シリンダ82内のプランジャ81の
位置信号)を監視し、これがRAM144や不揮発性メ
モリ143に記憶されているキャビティ3およびゲート
Gの縮小条件値に達したことを検知すると、直ちにバル
ブ機構Bの流路の遮断を解除する。これにより、バルブ
機構Aおよびバルブ機構Bの動作により、型締シリンダ
63が前進する。型締シリンダ63の前進によりキャビ
ティ3およびゲートGが縮小され、キャビティ3内の溶
融樹脂が圧縮される。
る。まず、成形しようとするレンズの種類に応じて、イ
ンサート11,12を交換する。インサート11,12
の交換にあたっては、型取付部材16を含む上型1を上
昇させて、下型2から型分割させる。また、油圧シリン
ダ19のピストンロッド21を下降させるとともに、油
圧シリンダ26のピストンロッド28を上昇させ、これ
らピストンロッド21,28の先端に取り付けられたT
字クランプ部材23,29をインサートガイド部材5,
9から突出させる(図14参照)。
に装着されるインサート11,12を、図示しないロボ
ットのアームで保持しながら水平移送させ、インサート
11,12のT字溝24,30をT字クランプ部材2
3,29に係合させる。こののち、油圧シリンダ19の
ピストンロッド21を上昇させてインサート11を引き
上げ、また、油圧シリンダ26のピストンロッド28を
下降させてインサート12を引き下げる。これにより、
インサート11,12はインサートガイド部材5,9に
嵌合される。このようにして、プラスレンズ成形の場合
には、中心肉厚が周辺部より厚いキャビティ3を有する
インサートに、また、マイナスレンズ成形の場合には、
中心肉厚が周辺部より薄いキャビティ3を有するインサ
ートにそれぞれ交換する。
の成形にあたっては、図15のフローチャートに示す手
順で行う。まず、可塑化装置70によって可塑化された
溶融樹脂を射出装置80の射出シリンダ82内に導入し
て計量する(計量工程)。ここでは、2個のレンズ成形
用キャビティ3、ランナ49、スプルー48および把手
部46を有するモールド構成体45に必要な量の溶融樹
脂を計量する。
型締めシリンダ63によって上型1を下降させ、上型1
の型板6が下型2の型板10に接し、かつ、皿ばね17
Aが圧縮されない状態に型閉じする(図2、図3および
図4に示す状態に型閉じする)。この状態では、隙間S
は最大寸開き量(約15mm)に設定されている。
応じて設定する。このとき、プラスレンズ成形では0.
8mm以下の寸開き量を、マイナスレンズ成形では0.
8mmより大きい寸開き量を設定する。とくに、マイナ
スレンズ成形の場合には、レンズ度数が強くなるほど寸
開き量を大きく設定した方がウエルドライン対策として
好ましい。また、レンズ度数毎に設定しなくてもよく、
ある一定度数範囲単位でも設定可能である。まず、プラ
スレンズ成形の場合には、型締めシリンダ63の駆動に
より型取付部材16をさらに下降させ(このとき、皿ば
ね17Aが圧縮される)、隙間Sを完全になくした後、
補助シリンダ67の駆動により型取付部材16を型締め
シリンダ63の型締め力に抗して前記寸開き量だけ上昇
させて寸開き量を設定する。一方、マイナスレンズ成形
の場合には、型締めシリンダ63の駆動により型取付部
材16を前記寸開き量を残した位置まで下降させ(この
とき、皿ばね17Aが圧縮される)、その位置で停止さ
せて、寸開き量を設定する。すると、たとえば、マイナ
スレンズ成形の場合には図8の状態になり、プラスレン
ズ成形の場合には図11の状態になる。各々の状態で
は、ノズルシャットピン91が進出しており、射出ノズ
ル85は閉塞されている。
には、温調流体供給装置52から成形型50の各部(イ
ンサートガイド部材5,9、上型インサート11、下型
インサート12など)に温度調整された温調流体を供給
して成形型50を設定温度にヒートアップする。
ズルシャット機構90のノズルシャットピン91をスプ
ルー48内から後退させる。これにより、ノズルシャッ
トピン91によって塞がれていた射出ノズル85の樹脂
通路が開かれる。
融樹脂を射出ノズル85の通路を通じて前記モールド構
成体45に射出する。つまり、射出装置80の射出シリ
ンダ82内に導入して計量した溶融樹脂をプランジャ8
1の上昇により射出する。すると、マイナスレンズ成形
の場合には、図9に示すように、溶融樹脂が射出ノズル
85、スプルーブッシュ47のスプルー48、ランナ4
9およびゲートGを通じてキャビティ3内に充填されて
いく。このとき、ゲートシャットピン111の下端がゲ
ートG内にあまり突出していないから、つまり、ゲート
Gの開口が十分に確保されているから、樹脂の流動が阻
害されることがない。
融樹脂の射出充填完了後、ノズルシャット機構90によ
って射出ノズル85を閉じ、つまり、ノズルシャットピ
ン91をスプルー48内に突出させて射出ノズル85の
通路先端を閉じたのち、型締めシリンダ63を駆動(下
降)させる。一方、マイナスレンズ成形の場合には、溶
融樹脂の射出充填完了直前に型締めシリンダ63の駆動
を開始、具体的には、射出すべき溶融樹脂の約90〜9
5%が射出されたとき、型締めシリンダ63の駆動(下
降)を開始し、全ての溶融樹脂の射出完了後にノズルシ
ャット機構90によって射出ノズル85を閉じる。
降)すると、可動ダイプレート66を介して型取付部材
16が押し下げられることにより、インサート11がイ
ンサート12に向かって下降し、これによりキャビティ
3の容積が次第に縮小されていく。これと同時に、ゲー
トシャットピン111がゲートG内に突出し、ゲートG
の開口を次第に閉じていく。このとき、プラスレンズ成
形の場合には、溶融樹脂の射出充填完了後に、ゲートシ
ャットピン111がゲートG内に突出することになるか
ら、溶融樹脂のキャビティ3内の流入がゲートGで阻害
されることがない。一方、マイナスレンズ成形の場合に
は、溶融樹脂の射出充填完了直前に、ゲートシャットピ
ン111がゲートG内に突出することになるが、その突
出時点が溶融樹脂の約90〜95%射出後で、しかも、
この時点ではゲートGの開口がゲートシャットピン11
1によって僅か閉じられた状態であるから、いずれにし
ても、溶融樹脂のキャビティ3内の流入が阻害されるこ
とがない。
降)が最終位置(寸開き量が0の位置も含む)に達する
と、マイナスレンズ成形の場合には、図10に示すよう
に、ゲートシャットピン111がゲートG内に突出し、
ゲートGの開口を略閉じた状態とする。このとき、ゲー
トGの開口寸法、具体的には、ゲートシャットピン11
1の下端とゲートGの下壁とのクリアランスが、2mm
以下に設定される。これにより、キャビティ3内に充填
された溶融樹脂が、冷却時において、ゲートGからラン
ナ49へ戻されるのが防止される。プラスレンズ成形の
場合でも、図12に示すように、ゲートシャットピン1
11がゲートG内に突出し、ゲートGの開口を略閉じた
状態とする。
れた溶融樹脂がゲートGからランナ49へ戻されるのが
防止された状態において、溶融樹脂を加圧圧縮している
間に、成形型50を冷却し、熱可塑性樹脂を凝固させ
る。最後に、図16に示すように、型開きしたのち、凝
固したものをエジェクトすると、図17に示す成形品1
01が得られる。この成形品101は、前記2個のレン
ズ成形用キャビティ3によって成形された眼鏡レンズ1
02と、前記ランナ49によって成形され前記2個の眼
鏡レンズ102を連結する連結部103と、前記スプル
ー48によって成形され前記連結部103の中央部から
直角にかつレンズ102の厚み方向へ延びる棒状部10
4と、前記把手部46によって成形され前記連結部10
3および棒状部104に対して直角に延びる把手105
とから形成されている。
漬作業具130の摘み部材133に把手105が保持さ
れた状態で、耐摩耗性ハードコート液にレンズ102部
分が浸漬される。従って、成形品101のレンズ102
部分を耐摩耗性ハードコート液などに浸漬処理する際
に、把手105を持って浸漬処理できるから、浸漬処理
を容易にできる。一定時間浸漬されたのち、レンズ10
2と連結部103とがカッタ装置により切り離される。
これにより、1個の成形品101からハードコート液に
よるコーティング膜で被覆された2個の眼鏡レンズ10
2を同時に得ることができる。
ットピン111をインサート11の動作に同期してゲー
トG内に突出可能に設けたので、プラスレンズ成形にあ
っては、キャビティ3内への溶融樹脂の射出完了後に、
また、マイナスレンズ成形にあっては、射出すべき溶融
樹脂の約90〜95%が射出され後に、インサート11
がインサート12に向かって移動しながら溶融樹脂を圧
縮するとき、ゲートシャットピン111がゲートG内に
突出してゲートGの開口を次第に閉じていくので、キャ
ビティ3内の溶融樹脂がゲートGからランナ49へ戻さ
れるのを防止できる。そのため、内部歪みの発生を抑え
ることができるから、高精度、高品質な眼鏡レンズを得
ることができる。しかも、寸開き量の設定時には、ゲー
トシャットピン111は、ゲートG内にさほど突出して
いないから、溶融樹脂に対する流動抵抗が小さく、溶融
樹脂の流動性を確保できる。よって、プラスレンズ成形
やマイナスレンズ成形によってゲート駒部材を交換する
必要もない。
ットピン111の上端部112をバックインサート22
とシリンダ19との間に挟持した状態で固定し、インサ
ート11の下降動に同期して、ゲートシャットピン11
1の下端をゲートG内に突出させ、ゲートGの開口を次
第に閉じるようにしたが、ゲートGの開口を閉じる動作
をインサート11の下降動とは別の駆動手段を備えたゲ
ートシャット機構によって行ってもよい。たとえば、図
19に示すようなゲートシャット機構110Aでもよ
い。これは、インサート11とともに上下動するバック
インサート22に摺動穴121を形成し、この摺動穴1
21内にゲートシャットピン111の上端部112を移
動可能(上下方向へ移動可能)に設けるとともに、この
上端部112を上方へ付勢するスプリング122を収納
し、このゲートシャットピン111の上端部112の上
方部材(シリンダ)19に圧力流体を上端部112へ向
かって噴出する流体流路123を形成し、この流体流路
123への圧力流体の供給によってゲートシャットピン
111の上下動をインサート11の動作とは独立的に行
うようにした構造である。ここに、摺動穴121、スプ
リング122および流体流路123によって、ゲートシ
ャットピン111をインサート11とは独立的に移動さ
せる駆動手段124が構成されている。
11の上下動をインサート11の動作とは独立的に行う
ことができるから、たとえば、溶融樹脂の射出完了後に
ゲートシャットピン111をゲートG内に突出させてゲ
ートGの開口を閉塞することができる。従って、その後
に、インサート11の下降によって溶融樹脂が圧縮され
て、溶融樹脂にかかる圧力が高くなっても、ゲートGの
開口が塞がれているから、ゲートGからランナ49へ樹
脂が戻るのを確実に防止できる。
機構110Bでもよい。これは、図21に示すように、
ゲートシャットピン111の下端部に前記斜面113と
は反対側側面に、キャビティ3の外周面に一致した凹円
弧面114を有する膨出部115が形成された構成であ
る。これにより、ゲートシャットピン111がゲートG
を完全に閉じると、キャビティ3で成形されたレンズ1
02はゲートGおよびランナ49から完全に分離され
る。つまり、図22に示すようなレンズ102が得られ
る。この成型法によれば、レンズ102からランナ49
を切断するなどの後加工が不要になる利点がある。
は2個のレンズ成形用キャビティ3を含んでいたが、1
個のみのレンズ成形用キャビティでもよく、あるいは、
3個以上のレンズ成形用キャビティを含んだものでもよ
い。また、モールド構成体45は、把手部46を含んで
いたが、把手部46がないものでもよい。
付部材16との間に形成した寸開き量により設定するよ
うにしたが、他の成形型を用いてもよい。たとえば、キ
ャビティ3内に突出するキャビティコアを設け、このキ
ャビティコアの位置から圧縮代を設定したのち、キャビ
ティコアをキャビティ3内に突出させることにより圧縮
するようにした構造の金型を用いてもよい。また、上述
した実施形態では、マイナスレンズ成形時において、溶
融樹脂を約90〜95%射出した時点で寸開き量の圧縮
を開始するようにしたが、このときの%もキャビティ3
の容積、樹脂の種類、レンズの特性などに応じて任意に
決定すればよい。
の射出圧縮成形装置について説明したが、必ずしも眼鏡
レンズに限られるものでなく、他のレンズ一般、さらに
は、レンズに限らずディスクなどの成形にも利用でき
る。
縮成形装置によれば、作業性を向上させることができる
とともに、高度の形状精度で、かつ、高品質な物品を成
形することができる。
成形装置を示す図である。
ある。
断面図である。
の状態を示す拡大断面図である。
状態を示す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
時の状態を示す拡大断面図である。
のち、圧縮した状態を示す拡大断面図である。
トの設定、縮小を主に行う機能を示すブロック図であ
る。
態を示す図である。
すフローチャートである。
図である。
である。
グ処理の様子を示す図である。
図である。
示す拡大断面図である。
視図である。
視図である。
成部材) 12 下型インサート(レンズ凸面成形用キャビティ形
成部材) 22 バックインサート 45 モールド構成体 48 スプルー(樹脂流路) 49 ランナ(樹脂流路) 50 射出成形型 60 型締装置(キャビティ設定手段、キャビティ縮小
手段) 67 補助シリンダ(キャビティ設定手段、キャビティ
縮小手段) 80 射出装置(射出手段) 110,110A,110B ゲートシャット機構(ゲ
ート制御手段) 111,111B ゲートシャットピン(ゲートシャッ
ト部材) 124 駆動手段
Claims (10)
- 【請求項1】 相対移動可能な一対のキャビティ形成部
材を含む少なくとも1以上のキャビティおよびキャビテ
ィにゲートを介して連通する樹脂流路を内部に有する開
閉可能な成形型を用い、まず、前記成形型を閉じるとと
もに、キャビティ内に予め設定した設定圧縮代が形成さ
れるように一対のキャビティ形成部材を相対移動させて
キャビティの大きさを設定し、ついで、前記キャビティ
内に溶融樹脂を射出充填し、少なくとも溶融樹脂の射出
完了前の時点以降に一対のキャビティ形成部材を相対移
動させながらキャビティを縮小して溶融樹脂を圧縮する
射出圧縮成形方法であって、 前記溶融樹脂の射出完了後に前記ゲートの開口を閉じる
とともに、 そのゲートの開口を閉じる動作を、前記キャビティ縮小
時の一対のキャビティ形成部材の相対移動に同期して行
うことを特徴とする射出圧縮成形方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の射出圧縮成形方法にお
いて、 前記ゲートの開口を閉じる動作は、前記キャビティ縮小
時の一対のキャビティ形成部材の相対移動とは別の駆動
手段によって行われることを特徴とする射出圧縮成形方
法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の射出圧
縮成形方法において、 前記キャビティは、メニスカス形状を有する眼鏡レンズ
成形用キャビティであることを特徴とする射出圧縮成形
方法。 - 【請求項4】 相対移動可能な一対のキャビティ形成部
材を含む少なくとも1以上の眼鏡レンズ成形用キャビテ
ィおよびキャビティにゲートを介して連通する樹脂流路
を内部に有する開閉可能な成形型を用い、まず、前記成
形型を閉じるとともに、キャビティ内に予め設定した設
定圧縮代が形成されるように一対のキャビティ形成部材
を相対移動させてキャビティの大きさを設定し、つい
で、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、少なく
とも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に一対のキャビテ
ィ形成部材を相対移動させながらキャビティを縮小して
溶融樹脂を圧縮する射出圧縮成形方法であって、 前記キャビティ内の設定圧縮代および前記ゲートの開口
空間を、成形するレンズ形状に対応して設定し、 前記溶融樹脂の射出完了後に前記ゲートの開口を閉じる
とともに、 そのゲートの開口を閉じる動作を、前記キャビティ縮小
時の一対のキャビティ形成部材の相対移動に同期して行
うことを特徴とする射出圧縮成形方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の射出圧縮成形方法にお
いて、 前記ゲートの開口空間は、前記キャビティの大きさ設定
および縮小動作とは別の駆動手段によって駆動、制御さ
れ、さらに、そのゲートの開口を閉じる動作は、前記駆
動手段によって行われることを特徴とする射出圧縮成形
方法。 - 【請求項6】 請求項4または請求項5に記載の射出圧
縮成形方法において、 前記レンズ形状は、複数の近似するレンズ度数がグルー
プ化された単位となっていることを特徴とする射出圧縮
成形方法。 - 【請求項7】 相対移動可能な一対のキャビティ形成部
材を含む少なくとも1以上のキャビティおよびキャビテ
ィにゲートを介して連通する樹脂流路を内部に有する開
閉可能な成形型と、 前記成形型を閉じるとともに、前記キャビティ内に予め
設定した設定圧縮代が形成されるように一対のキャビテ
ィ形成部材を相対移動させてキャビティの大きさを設定
するキャビティ設定手段と、 このキャビティ設定手段によって設定されたキャビティ
内に溶融樹脂を射出充填する射出手段と、 少なくとも溶融樹脂の射出完了前の時点以降に前記キャ
ビティが縮小するように一対のキャビティ形成部材を相
対移動させるキャビティ縮小手段と、 前記溶融樹脂の射出完了後に前記ゲートの開口を前記キ
ャビティ縮小時の一対のキャビティ形成部材の相対移動
に同期して閉じるゲート制御手段とを備えたことを特徴
とする射出圧縮成形装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の射出圧縮成形装置にお
いて、 前記ゲート制御手段は、前記ゲート内に突出可能なゲー
トシャット部材を含んで構成され、前記ゲートシャット
部材は、前記一対のキャビティ形成部材のうち可動側の
キャビティ形成部材側に固定されていることを特徴とす
る射出圧縮成形装置。 - 【請求項9】 請求項7に記載の射出圧縮成形装置にお
いて、 前記ゲート制御手段は、前記ゲート内に突出可能なゲー
トシャット部材を含んで構成され、前記ゲートシャット
部材は、前記一対のキャビティ形成部材のうち可動側の
キャビティ形成部材側にその可動方向へ移動可能に設け
られているとともに、このゲートシャット部材を可動側
のキャビティ形成部材とは独立的に移動させる駆動手段
が設けられていることを特徴とする射出圧縮成形装置。 - 【請求項10】 請求項7〜請求項9のいずれかに記載
の射出圧縮成形装置において、 前記一対のキャビティ形成部材は、前記ゲートとは独立
して成形型内に配置された眼鏡レンズ成形用オプティカ
ルインサートで、成形する眼鏡レンズの度数により交換
可能になっていることを特徴とする射出圧縮成形装置。
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