JP2007090790A - 樹脂成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低い型締め力でも金型の型締め精度を向上させることのできる樹脂成形装置を得る。
【解決手段】固定側金型２０を保持する固定側プラテン２５に対して可動側金型３０を保持する可動側プラテン３５をタイバー４０を介して連結した樹脂成形装置。固定側金型２０及び可動側金型３０のそれぞれにロケートリング６１，６２を設け、固定側プラテン２５及び可動側プラテン３５のそれぞれに設けたロケートホール２６，３６にロケートリング６１，６２が嵌合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形装置、特に、レンズなどの小型光学部品の成形に適した樹脂成形装置に関する。

通常、小型の部品を射出成形する装置においては、３０〜５０トン程度の型締め力を備えている。本発明者らは、マイクロレンズなどの微小な光学部品を射出成形するのに、５〜１５トン程度の型締め力で稼働する射出成形装置を検討した。型締め力が小さくなれば、樹脂の射出圧力も小さくて済み、金型も小さくなり、１回の成形ごとに廃棄する樹脂量が少なく、コスト的に有利になる。しかし、金型の型締め精度を大きくする必要が生じた。例えば、金型間の軸ずれを抑え、温度変動による成形空間部のずれや変形を極力抑えることが必要となる。

ところで、金型は成形サイクルが増加すると劣化するため、定期的に交換する必要があり、従来では、特許文献１に記載されているように、固定側プラテンのみにロケートホール及びロケートリングが設けられており、金型段取り時には該ロケートリングをガイドとして金型を取り付け、金型の４隅をプラテンにねじ止めしていた。

しかし、従来の樹脂成形装置において、ロケートホールの内径は段取りの作業性を考慮して許容差が大きく設定されているため、金型の型締め精度が低く、固定側金型及び可動側金型に軸ずれが生じ、低圧の型締め力で微小な光学部品を射出成形するには不適合である。しかも、金型の４隅をプラテンにボルト止めしていたため、連続成形などで金型温度が変動すると金型の変形ずれも大きくなっていた。
特開２００５−１９９６５１号公報

そこで、本発明の目的は、低い型締め力でも金型の型締め精度を向上させることのできる樹脂成形装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明は、固定側金型を保持する固定側プラテンに対して可動側金型を保持する可動側プラテンをタイバーを介して連結した樹脂成形装置において、前記固定側金型及び前記可動側金型のそれぞれにロケート部材を設け、前記固定側プラテン及び前記可動側プラテンのそれぞれに設けたロケートホールに前記ロケート部材がそれぞれ嵌合されていること、を特徴とする。

本発明に係る樹脂成形装置においては、固定側金型にロケート部材を設けるとともに、可動側金型にもロケート部材を設け、それぞれのロケート部材を固定側プラテン及び可動側プラテンに設けたロケートホールにそれぞれ嵌合させるようにしたため、金型段取り時の取付け精度が向上し、軸ずれが極めて小さく、低い型締め力であっても品質の良好な微小成形品を得ることができる。

本発明に係る樹脂成形装置において、各ロケート部材は固定側金型及び可動側金型の中心部にそれぞれ設けられていることが好ましい。連続成形時には雰囲気温度の変動などにより金型温度にも変動を生じ、金型内の成形空間部にも微小な変形ずれが生じる。ロケート部材を固定側及び可動側の金型のそれぞれの中心部に設けることにより、金型の温度変動による成形空間部の変形ずれを効果的に抑えることができる。

各ロケートホールの内径許容差は０．０１ｍｍ以下であることが好ましく、０．００５〜０．０１ｍｍであることがより好ましい。また、固定側ロケートホール及び可動側ロケートホールの同軸度は０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、固定側金型及び可動側金型が固定側プラテン及び可動側プラテンに対して回転することを規制する部材を備えることが好ましい。例えば、各プラテンに設けた穴に各金型からノックピンを挿入すれば、各金型を効果的に回り止めすることができる。

さらに、ロケートホールの内周面及びロケート部材の外周面がそれぞれテーパ面であってもよい。テーパ面どうしの嵌合によれば、段取り時の作業性が向上する。この場合、ロケートホールとロケート部材との間にガスケットが挿入されていてもよい。ガスケットを介在させることで、段取り時の作業性と位置決め精度の向上を図ることができる。

固定側プラテンと固定側金型、可動側プラテンと可動側金型とはそれぞれ固定されていることが好ましく、例えば、それぞれが磁力によって結合されていてもよい。あるいは、各ロケート部材がその外周面に形成されたねじに螺着されたナットによって固定側プラテン及び可動側プラテンにそれぞれ固定されていてもよい。

以下、本発明に係る樹脂成形装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施例、図１及び図２参照）
図１に本発明の第１実施例である樹脂成形装置１Ａを示す。この樹脂成形装置１Ａは、ベース１０上に固定側金型２０を保持する固定側プラテン２５を固定し、該固定側プラテン２５に対して可動側金型３０を保持する可動側プラテン３５をタイバー４０を介して水平方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に移動自在に設けたものである。タイバー４０は各プラテン２５，３５の４隅に設定されている。

可動側プラテン３５は図示しない駆動機構によって水平方向に移動可能であり、矢印Ａ方向に移動することにより金型２０，３０が型締めされ、矢印Ａ’方向に移動することにより型開きされる。本第１実施例において、型締め力は５〜１５トン程度を想定している。

各金型２０，３０の内部構造は、図２にその要部を示すように、固定側金型２０及び可動側金型３０のそれぞれは、ベース金型２１，３１とキャビティ２２，３２とコア２３，３３とで、例えば、８個の微小光学部品（樹脂レンズ）を１回の射出サイクルで成形できるように構成されている。なお、ここでは、樹脂レンズの光学面の転写部が形成された部材をコアと称し、フランジ部の転写部が形成された部材をキャビティと称している。

また、成形空間部５１にはゲート５３を介してランナ５２が連通している。図示しない射出ユニットは矢印Ｘ方向から以下に説明するロケートリング６１の内部を通じて固定側金型２０の背部に進入し、射出ユニットから射出された溶融樹脂はランナ５２からゲート５３を通じて成形空間部５１に充填される。

一方、固定側金型２０及び可動側金型３０の垂直面上での中心部にはそれぞれロケートリング６１，６２が設けられ、固定側プラテン２５及び可動側プラテン３５にはそれぞれロケートホール２６，３６が設けられている。そして、各ロケートリング６１，６２は各ロケートホール２６，３６にそれぞれ嵌合されている。

このように、固定側金型２０にロケートリング６１を設けるとともに、可動側金型３０にもロケートリング６２を設け、それぞれのロケートリング６１，６２を固定側プラテン２５及び可動側プラテン３５に設けたロケートホール２６，３６にそれぞれ嵌合させるため、金型段取り時の取付け精度が向上し、両金型２０，３０の軸ずれが極めて小さく、低い型締め力であっても品質の良好な微小成形品を得ることができる。

ところで、連続成形時には雰囲気温度の上昇に伴って金型温度も上昇し、金型２０，３０の軸ずれ量にばらつきを生じる。樹脂成形装置１Ａにおいては、各ロケートリング６１，６２が固定側金型２０及び可動側金型３０の中心部に設けられているため、金型２０，３０の温度変動による線膨張の起点が中心部（即ち、ロケートリング６１，６２）となり、該中心部から放射状に配置された成形空間部５１の変形やずれがキャンセルされる。

各ロケートホール２６，３６の内径許容差は、軸ずれ量を抑えることとロケートリング６１，６２を嵌合する際の作業性を考慮して、０〜０．０１ｍｍであることが好ましく、０．００５〜０．０１ｍｍであることがより好ましい。このようなロケートホール２６，３６に対して、例えば、０．０１ｍｍのクリアランスを持ったロケートリング６１，６２を嵌合させた場合、連続成形時においては、最大０．０２ｍｍの軸ずれが生じることになる。従って、ロケートリング６１，６２には高線膨張材料を使用することが好ましい。金型２０，３０の段取りは常温状態で行われるため、嵌合の作業性は確保できる。一方、温度上昇時には、ロケートリング６１，６２の膨張が大きいためにクリアランスが詰まることになり、軸ずれ変動はほとんど発生しない。

また、固定側ロケートホール２６及び可動側ロケートホール３６の同軸度は、軸ずれを生じさせない観点からは零であることが望ましいが、金型２０，３０の組付け時には０．０５ｍｍを超えた軸ずれを許容し、この初期状態での軸ずれに対しては、金型２０，３０を組付け後に調整することで０．０５ｍｍ以下に抑える。

本樹脂成形装置１Ａでは、ロケートリング６１，６２を中心として固定側金型２０及び可動側金型３０が固定側プラテン２５及び可動側プラテン３５に対して回転することを規制する必要がある。例えば、各プラテン２５，３５設けた穴に各金型２０，３０のベース金型２１，３１からノックピンを挿入すれば、金型２０，３０を効果的に回り止めすることができる。

（第２実施例、図３参照）
図３に本発明の第２実施例である樹脂成形装置１Ｂを示し、この樹脂成形装置１Ｂは基本的には前記第１実施例と同様の構成を有している。従って、図３において図１と同じ部材には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

本第２実施例では、各ロケートリング６１，６２の一端部を外方に延長してその外周面にねじ６１ａ，６２ａを形成し、該ねじ６１ａ，６２ａに螺着したナット６３，６４によって各金型２０，３０を各プラテン２５，３５に固定している。このように、各金型２０，３０をロケートリング６１，６２による位置決めとボルト止めを使用しない固定方法とを併用することにより、温度上昇による金型２０，３０の歪みを極力解消することができる。

各金型２０，３０をボルトによることなく各プラテン２５，３５に固定するには、前記ナット６３，６４を使用する以外に、種々の方法を用いることが可能であり、例えば、プラテン２５，３５とベース金型２１，３１とをそれぞれ磁力によって結合してもよい。

（第３実施例、図４参照）
図４に本発明の第３実施例である樹脂成形装置１Ｃを示し、この樹脂成形装置１Ｃは基本的には前記第１実施例を同様の構成を有している。従って、図４において図１と同じ部材には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

本第３実施例では、ロケートホール２７，３７の内周面及びロケートリング７１，７２の外周面に同じ角度のテーパ面をそれぞれ形成し、ガスケット２８，３８を介して嵌合するように構成されている。テーパ面による嵌合によれば、段取り時の作業性が向上する。また、ガスケット２８，３８を介在させることで、段取り時の作業性と位置決め精度の向上を図ることができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る樹脂成形装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。例えば、固定側及び可動側の金型の構成の細部や各プラテンの構成などは任意である。

本発明に係る樹脂成形装置の第１実施例を示す一部を切り欠いた立面図である。 金型の内部構成の要部を示す断面図である。 本発明に係る樹脂成形装置の第２実施例を示す一部を切り欠いた立面図である。 本発明に係る樹脂成形装置の第３実施例を示す一部を切り欠いた立面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…樹脂成形装置
２０…固定側金型
２５…固定側プラテン
２６，２７…ロケートホール
２８…ガスケット
３０…可動側金型
３５…可動側プラテン
３６，３７…ロケートホール
３８…ガスケット
４０…タイバー
６１，６２，７１，７２…ロケートリング
６３，６４…ナット

Claims (9)

1. 固定側金型を保持する固定側プラテンに対して可動側金型を保持する可動側プラテンをタイバーを介して連結した樹脂成形装置において、
   前記固定側金型及び前記可動側金型のそれぞれにロケート部材を設け、
   前記固定側プラテン及び前記可動側プラテンのそれぞれに設けたロケートホールに前記ロケート部材がそれぞれ嵌合されていること、
   を特徴とする樹脂成形装置。
2. 前記各ロケート部材は前記固定側金型及び前記可動側金型の中心部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形装置。
3. 前記各ロケートホールの内径許容差は０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形装置。
4. 前記固定側ロケートホール及び可動側ロケートホールの同軸度は０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の樹脂成形装置。
5. 前記固定側金型及び前記可動側金型が前記固定側プラテン及び前記可動側プラテンに対して回転することを規制する部材を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の樹脂成形装置。
6. 前記ロケートホールの内周面及び前記ロケート部材の外周面がそれぞれテーパ面であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の樹脂成形装置。
7. 前記ロケートホールと前記ロケート部材との間にガスケットが挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形装置。
8. 前記固定側プラテンと前記固定側金型、前記可動側プラテンと前記可動側金型とがそれぞれ磁力によって結合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の樹脂成形装置。
9. 前記各ロケート部材はその外周面に形成されたねじに螺着されたナットによって前記固定側プラテン及び前記可動側プラテンにそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の樹脂成形装置。
   

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