JP2018167508A - 多層成形レンズとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一の成形装置により高効率且つ低コストで成形され得る光学特性が優れた多層成形レンズとその製造方法を提供する。【解決手段】多層成形レンズ１，１ａは、複数層からなる内層成形体３と、内層成形体３の一方の面に積層された外層５と、内層成形体３の他方の面に積層され、内層成形体３を外層５との間で囲繞する他の外層６，６ａと、を備え、内層成形体３の最大厚さＴ１が、各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きいものである。そして、多層成形レンズは、その外周面に内層成形体３のランナによるランナ痕３６及び外層５のゲートによるゲート痕３５を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、厚肉の多層成形レンズとそれを射出成形によって製造する方法に関する。

多層成形は、例えば、容積が相互に異なる複数の金型キャビティのうち最小容積の金型キャビティで成形した第１層としての中間成形体を容積のより大きい金型キャビティへ移送して第２層を積層成形し、以後中間成形体を第Ｎ層までの各金型キャビティへ順次移送して各層を積層成形するというものである。

また、多層成形の他の例として、インサート成形法がある。インサート成形法は、予め射出成形した内層成形体をキャビティ面又は前層の表面にインサートして配設し、その上に溶融樹脂を射出流動させて新しい層を積層する成形方法である。

特許文献１の技術は、インサート成形法によるものであり、二以上の射出成形装置及び冷却ステーションを備え、射出成形装置の相互間又は射出成形装置と冷却ステーションとの間は搬送装置やハンドリングロボットによって、冷却された内層成形体又は冷却されない内層成形体を搬送するように構成されている。

特許文献２の技術は、インサート成形法によるものであり、品質が低い光学要素の半完成品を射出成形によって生成する第一プロセスとその半完成品の外側を覆う一以上の第二プロセスとを含んでいる。第二プロセスによって所望の品質が与えられる。半完成品は光学レンズの光学有効領域よりも突出する部分を備える。その突出部分は第二プロセスの金型キャビティに半完成品を保持させ、位置決めさせるとともに、第二プロセスの表皮それぞれのキャビティを分割するために使用される。表皮の射出成形作業は、複数の射出装置を持つことにより個別に制御される。

特許文献３の成形装置は、インサート成形法を実施するものであり、一次射出成形品を成形する第一の下型部と、副射出成形品を成形する第二の下型部とを有する下型と、一次射出成形品の中間部を成形するための第一の中間金型部分と、二次射出成形品の中間部分を成形するための第二の中間金型部分とを含む回転成形型と、前記一次射出成形品を固定する第一と第二の移動防止ストッパと、回転モールドを移動させて回転モールドを回転させるモーション回転装置と、一次射出成形品の上部を成形するための第一の上型部品と、二次射出成形品の上部を成形するための第二の上型部品とを含む上型とを備えている。

墺国特許第５１４０１９号明細書 欧州特許第２４０２１４０号明細書 韓国公開特許第１０−２０１６−０１３３２８６号公報

しかしながら、特許文献１における成形設備は、成形機を二台必要とするため、設備費と設置スペースが増大する。また、相互の成形機で各成形サイクル時間が一致しないとき、例えば一方の成形機の生産能力が高すぎると他方の成形機では過剰在庫となり、一方の成形機の生産能力が低すぎると他方の成形機ではプロセスの待ちが発生して製品の納期遅れが発生する。

また、特許文献２の技術によれば、半完成品の冷却は金型内で行われることにより冷却時間を過多に必要とするため、成形サイクル時間の短縮を期待することができず生産効率が低下する。さらに、複数の射出装置を必要とするので、設備費用が高額となる。

また、特許文献３の技術によれば、複数の射出装置のみならず、二つの移動防止ストッパを必要とするので、設備費用が高額となる。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、一の成形装置により高効率且つ低コストで成形され得る光学特性が優れた多層成形レンズとその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、多層成形レンズ（１，１ａ）が、複数層からなる内層成形体（３）と、前記内層成形体の一方の面に積層された外層（５）と、前記内層成形体の他方の面に積層され、前記内層成形体を前記外層との間で囲繞する他の外層（６，６ａ）と、を備え、前記内層成形体の最大厚さ（Ｔ１）が、前記各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きいというものである。

このような多層成形レンズは、複数層からなる内層成形体（３）と、前記内層成形体の一方の面に積層された外層（５）と、前記内層成形体の他方の面に積層され、前記内層成形体を前記外層との間で囲繞する他の外層（６，６ａ）と、を備えている。そして、内層成形体は複数層で構成されていることから、内層成形体の各内層を成形する際の成形サイクル時間は、層数が多くなるほど短縮され得るのである。さらに、内層成形体は冷却ステーションによって容易且つ確実に冷却されるので、内層成形体の最大厚さ（Ｔ１）が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きく、内層成形体を充分に冷却するためには長時間を要するにも拘らず、成形サイクル時間を短縮させることができるとともに肉厚が大きくても光学特性を低下させることがないという優れた効果を奏する。

請求項２に記載の発明は、多層成形レンズが、その外周面に内層成形体のランナによるランナ痕（３６）及び外層のゲートによるゲート痕（３５）を有するというものである。

このような構成の多層成形レンズは、溶融樹脂の成形圧力を成形キャビティ内に低い圧力損失で均一に伝えることができるランナ、ゲートによるランナ痕、ゲート痕を外周面に有するので、各層がキャビティ面の形状を忠実に転写した残留応力の低いものになるとともに、フローマークやジェッティングなどの成形不良の発生が防止され、光学特性の良好な多層成形レンズが得られるという優れた効果を奏する。また、突出しピンでランナを突き出してレンズ部を取り出すことから、突出しピンの隙間から発生するガスに基づく汚れなどの外観不良がレンズ部に出現することはない。また、ランナは、複数取りのレンズ部を同時にチャックして取り出したり、中間成形体としてインサートしたりするときの保持部として効果的に使用され得る。

請求項３に記載の発明は、ランナ痕及びゲート痕が互いに接触するというものである。

この構成によれば、金型装置の構成が簡素化され設計や製造が容易になるとともに、ゲートやランナの切断が一度で行われるので生産効率が向上するという優れた効果を奏する。

請求項４に記載の発明は、レンズ外周面に内層成形体から突出して形成されたタブによるタブ痕を有するというものである。

この構成によれば、インサートされる内層成形体のキャビティにおける位置決めが、タブによって極めて精確且つ確実に実施され得るという優れた効果を奏する。

請求項５に記載の発明は、内層キャビティ（１４，１５）及び外層キャビティ（１７，１９）を備えた金型装置（２０）による多層成形レンズの製造方法であって、前記内層キャビティで複数層の内層成形体（３）を成形する工程（Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２）と、前記内層成形体を冷却ステーションへ移送して冷却する工程（Ｓ２，Ｓ１３）と、冷却された前記内層成形体をインサートした前記外層キャビティで前記内層成形体の一方の面に外層（５）を積層成形して中間成形体となす工程（Ｓ３，Ｓ１４）と、前記中間成形体を内包して形成された外層キャビティで前記中間成形体における前記内層成形体の他方の面に他の外層（６，６ａ）を積層成形して、前記内層成形体の最大厚さ（Ｔ１）が前記各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大なるように前記内層成形体を囲繞する工程（Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６）と、を含む四層以上でなる多層成形レンズの製造方法である。

このような製造工程を実施する一の金型装置は、一の射出装置により射出充填される。従って、製造設備の費用と設置スペースが削減できるとともに、内層成形体の過不足が発生することはなく、冷却時間と成形サイクル時間が短縮できる合理的且つ高効率な生産を行うことができるという優れた効果を奏する。また、このような製造工程は、複数層に分割された内層成形体が突き出し可能な温度まで最少時間で到達可能にする工程と、金型装置とは分離して設けられた冷却ステーションで内層成形体の内部温度を均一化可能にする工程と、レンズ外層を射出成形できる最小厚さにすることで機能付与と成形サイクル時間短縮化とを両立させる工程と、を含むので、厚肉レンズの機能向上と金型内での成形時間最少化が両立できるという優れた効果を奏する。

請求項６に記載の発明は、内層キャビティ及び外層キャビティが、各キャビティの中心によって形成される円の円周上に、前記内層キャビティと前記外層キャビティとが交互に等間隔で配設されるというものである。

この構成によれば、内層成形体の過不足が発生することはなく、冷却時間と成形サイクル時間が短縮できる合理的且つ高効率な生産を行うことができるという優れた効果を奏する。

請求項７に記載の発明は、内層キャビティ及び外層キャビティが、各キャビティの外周面にゲート及びランナ溝を有するというものである。

このような構成のゲート及びランナは、溶融樹脂の成形圧力を成形キャビティ内に低い圧力損失で均一に伝えることができるので、各層がキャビティ面の形状を忠実に転写した残留応力の低いものになるとともに、フローマークやジェッティングなどの成形不良の発生が防止され、光学特性の良好な多層成形レンズが得られるという優れた効果を奏する。

請求項８に記載の発明は、内層キャビティのゲートと外層キャビティのゲートとは、キャビティ外周面における外周方向の同位置に設けられるというものである。

この構成によれば、金型装置の構成が簡素化され設計や製造が容易になるとともに、ゲートやランナの切断が一度で行えるので生産効率が向上するという優れた効果を奏する。

請求項９に記載の発明は、内層キャビティが、タブ（３４）用のタブ溝（３４ａ）を有するというものである。

この構成によれば、インサートされる内層成形体のキャビティにおける位置決めが、タブによって極めて精確且つ確実に実施され得るという優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る製造方法により成形され金型装置からランナ及びタブとともに取り出された多層成形レンズを示す平面図である。 ランナとタブが図１のII―II`線で切断された二層の内層成形体を有する多層成形レンズを示す断面側面図である。 図１に示す多層成形レンズを成形する金型装置の第一キャビティブロックの型合わせ面（図４、５のIII−III矢視）を示す正面図である。 図３に示す第一キャビティブロックのIＶ―IＶ矢視による金型装置の一部断面側面図である。 図３に示す第一キャビティブロックのＶ―Ｖ矢視による金型装置の一部断面側面図である。 冷却ステーションの下型の型合わせ面に配設された冷却キャビティを示す平面図である。 第一実施形態に係る二層の内層成形体を有する多層成形レンズの製造工程を示す工程図である。 本発明の第二実施形態に係る製造方法により成形されランナとタブが切断された三層の内層成形体を有する多層成形レンズを示す断面側面図である。 第二実施形態に係る金型装置の第一キャビティブロック型合わせ面に刻設されたキャビティ面の配置を示す正面図である。 第二実施形態に係る金型装置の第二キャビティブロック型合わせ面に刻設されたキャビティ面の配置を示す正面図である。 第二実施形態に係る三層の内層成形体を有する多層成形レンズの製造工程を示す工程図である。

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分又は同様な機能を有する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。

図２及び図８に示す多層成形レンズ１，１ａは、車両の前照灯などで好適に用いられ、必要とされる集光特性により最大肉厚が１２ｍｍ以上の厚肉レンズとなるものである。そのような厚肉プラスチックレンズを従来の成形方法としての一層で成形する場合、最大肉厚部分に発生するひけ（変形）が光学特性に大きな影響を与える。そのため多層成形を導入することにより、最大肉厚量を分割して各層に分配することができ、各層の肉厚が減少して冷却時間が短縮され生産効率が向上することに加えひけの生成が抑制されて光学特性の良好な厚肉レンズ製造が実現できるのである。本発明の多層成形レンズ１，１ａはインサート成形法によって各層を積層して多層成形されたものである。

（第一実施形態）
図４及び図５に示す金型装置２０は、型合わせ面８で型合わせする第一キャビティブロック７及び第二キャビティブロック２１からなり、四層の多層成形レンズ１が積層成形される。金型装置２０は、第一キャビティブロック７を固着する第一取付板３８及び第二キャビティブロック２１を固着する第二取付板３９によって図示しない型締装置に取り付けられる。溶融樹脂を生成・供給する射出装置４４及び型締装置により射出成形機が構成される。

図３乃至図５に示すように、第一キャビティブロック７の第二キャビティブロック２１と対向する型合わせ面８には、キャビティ面９，９ａ，１０，１０ａが刻設されている。各キャビティ面９，９ａ，１０，１０ａは、それと同一の形状及び寸法で刻設された他のキャビティ面を併設し、二個取りの金型キャビティを形成している。各キャビティ面９，９ａ，１０，１０ａの二個同士は、ランナ２用のランナ溝２ａで接続されている。

図４及び図５に示すように、第二キャビティブロック２１の第一キャビティブロック７と対向する型合わせ面８には、キャビティ面１１，１１ａ，１２が刻設されている。各キャビティ面１１，１１ａ，１２は、それと同一の形状及び寸法で刻設された他のキャビティ面を併設し、二個取りの金型キャビティを形成している。各キャビティ面１１，１１ａ，１２の二個同士は、ランナ２用のランナ溝２ａで接続されている。

キャビティ面９及びキャビティ面９ａは、それぞれ同一の形状及び寸法を有している。キャビティ面１０及びキャビティ面１０ａは、それぞれ同一の形状及び寸法を有している。キャビティ面９の外形寸法及び型合わせ面８からの最大深さは、キャビティ面１０の外形寸法及び型合わせ面８からの最大深さより小さく形成されている。また、キャビティ面１１の外形寸法及び型合わせ面８からの最大深さは、キャビティ面１２の外形寸法及び型合わせ面８からの最大深さより小さく形成されている。

第一キャビティブロック７が第二キャビティブロック２１と型合わせしたとき、キャビティ面９と第二キャビティブロック２１の型合わせ面８とで第一内層キャビティ１４が形成される。同時に、キャビティ面９ａとキャビティ面１１とでキャビティ１４ａ及び第二内層キャビティ１５が形成される。キャビティ１４ａは第一内層キャビティ１４と同一の形状及び寸法を有している。

また、キャビティ面１０とキャビティ面１１ａとでキャビティ１６及び第一外層キャビティ１７が形成される。キャビティ１６は、第二内層キャビティ１５とキャビティ１４ａとでなるキャビティと同一の形状及び寸法を有している。さらに、キャビティ面１０ａとキャビティ面１２とでキャビティ１８及び第二外層キャビティ１９が形成される。キャビティ１８は、キャビティ１６と第一外層キャビティ１７とでなるキャビティと同一の形状及び寸法を有している。

図３に示すように、型合わせ面８において、第一内層キャビティ１４及びキャビティ１４ａ（第二内層キャビティ１５）の各中心（ランナ溝２ａの中心点）は、回転軸１３を中心とする円の円周上に配置されている。そのため、キャビティ１４で成形された第一内層成形体３ａは、回転軸１３で１８０度回転又は回動する第一キャビティブロック７によりキャビティ１４ａに内包された状態として移送される。それにより、第二内層キャビティ１５が実質的に形成され、第二内層キャビティ１５で第二内層成形体３ｂが成形される。

第一内層キャビティ１４におけるランナ溝２ａが設けられた外周面の対面には、タブ溝３４ａが刻設されている。タブ溝３４ａによりタブ３４が成形される。タブ３４は、第一内層キャビティ１４で成形される第一内層成形体３ａの外周面に突出して形成される。

第一内層成形体３ａ及び第二内層成形体３ｂは融合して一体となり、図１に示すものと類似した外形形状で体格の小さい内層成形体３となる。突出し板２５を第一キャビティブロック７側に移動させ、突出しピン２６がランナ２及びタブ３４を突くことにより、内層成形体３はキャビティから離型して取り出される。内層成形体３は冷却ステーション３１へ移送され冷却後、キャビティ１６に移送されインサートされる。タブ３４は内層成形体３をキャビティ１６に精確且つ確実に位置決めさせるのに有効なものとなる。このように、キャビティ１６が内層成形体３を内包することにより第一外層キャビティ１７が実質的に形成され、第一外層キャビティ１７で第一外層５が成形される。このとき、内層成形体３のランナ２と第一外層５のランナ２とは融合して一体となる。

冷却ステーション３１は、図６に示すように、厚肉の内層成形体を冷却する複数の冷却キャビティ３３を備えた装置である。冷却ステーション３１は、図示しない上型と、上型が上昇して冷却キャビティ３３が開放されたときに回転する下型３２とから構成されている。上型及び下型３２が対向する各面には、円環状に等間隔で配設された複数のキャビティ面が同一形状・寸法でそれぞれに刻設されている。上型及び下型３２が型合わせすることにより、上型及び下型３２の対向するキャビティ面同士により複数の冷却キャビティ３３が形成される。下型３２は一成形サイクル毎に冷却キャビティ３３同士の間隔角度だけ回転するので、内層成形体の搬入、搬出を常に同じ冷却キャビティの位置で行うことができる。

冷却キャビティ３３は、１０個設けられるように図示したが、これは第一内層成形体３ａ及び第二内層成形体３ｂの最大厚さをそれぞれ１２ｍｍとし内層成形体３の厚さＴ１が２４ｍｍであって、第一外層５及び第二外層６の最大厚さＴ２，Ｔ３をそれぞれ３ｍｍに設定したときのものである。内層成形体３の最大厚さＴ１が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３）より大なるときに冷却ステーション３１が必要となる。必要とする冷却キャビティ３３の個数は、内層成形体３の最大厚さと各外層の最大厚さの総和との差に応じて任意に増減されるものである。尚、上型及び下型は摂氏８０度程度に温度調節される。

第一外層５及び内層成形体３は融合し一体になって中間成形体となる。型合わせ面８において、第一外層キャビティ１７及びキャビティ１８（第二外層キャビティ１９）の各中心（ランナ溝２ａの中心点）は、第一内層キャビティ１４及びキャビティ１４ａの各中心とともに、回転軸１３を中心とする同の円周上に、内層キャビティと外層キャビティとが交互に等間隔で配設されている。そのため、中間成形体は、回転軸１３で１８０度回転又は回動する第一キャビティブロック７によりキャビティ１８に移送され得る。それにより、中間成形体を内包して実質的に形成された第二外層キャビティ１９によって第二外層６が成形される。このとき、中間成形体のランナ２と第二外層６のランナ２とは融合して一体となる。そして、図１に示すように、ランナ２と接続されタブ３４を有する多層成形レンズ１が成形される。突出し板２５を第一キャビティブロック７側に移動させ、突出しピン２６がランナ２及びタブ３４を突くことにより、この成形品はキャビティから離型して取り出される。

第一内層キャビティ１４、第二内層キャビティ１５、第一外層キャビティ１７及び第二外層キャビティ１９それぞれの外周面には、ゲート２７，２８，２９，３０がそれぞれ設けられている。

第一内層キャビティ１４、第二内層キャビティ１５、第一外層キャビティ１７及び第二外層キャビティ１９それぞれを射出充填する溶融樹脂は、ホットランナ２２からランナ２及び各ゲート２７，２８，２９，３０を経由して流動する。各ランナ２は、各々が交錯しないよう型開閉方向の相互に異なる位置に配設されているとともに、ホットランナ２２に接続して連通する位置が個々に変位されている。

ホットランナ２２は、そのなかに存在する溶融樹脂を図示しないヒータで保温して溶融状態に保つランナである。ホットランナ２２は、それぞれの先端に設けられゲート２７〜３０に接続されたランナ２に連通するノズル部を機械的又は熱的に作動する弁で開閉して溶融樹脂を流動又は遮断させるものである。ホットランナ２２は、複雑なランナの配設を回避させることができるので、金型装置の構成を簡易なものにすることができる。ホットランナ２２は、第二キャビティブロック２１内でスプルブッシュ２３のスプル２４に連通するように接続されており、スプル２４には射出装置４４のノズルが当接して、溶融樹脂が供給される。

図１に示すように、多層成形レンズ１の外周面には、ゲート２７，２８を有するランナ２とゲート２９，３０を有するランナ２とが融合して一体となったもの、及びタブ３４が突出している。多層成形レンズ１を完成品にするときには、この突出したランナ２及びタブ３４を図１のII、II`線によって示すレンズ外周面で切断する。その結果、ゲート２７，２８を有するランナ２が切断された箇所はランナ痕３６となり、ゲート２９，３０を有するランナ２が切断された箇所はランナが消失してゲート痕３５となり、タブ３４が切断された箇所はタブ痕３７となってレンズ外周面に現れる。第一内層キャビティ１４のゲート２７及びランナ溝２ａと、第一外層キャビティ１７のゲート２９とは、キャビティ外周方向における同位置に設けられている。また、第二内層キャビティ１５のゲート２８及びランナ溝２ａと、第二外層キャビティ１９のゲート３０とは、キャビティ外周方向における同位置に設けられている。そのため、ランナ痕３６及びゲート痕３５は互いに接触することになる。

ゲート２７，２８，２９，３０は、サイドのダイレクトゲートであることから、その断面積が比較的大きく設定されている。また、ランナ２も同様である。そのため、溶融樹脂の成形圧力を成形キャビティ内に低い圧力損失で均一に伝えることができ、キャビティ面の形状を忠実に転写した残留応力の低い内層及び外層を成形することができるとともに、フローマークやジェッティングなどの成形不良の発生が防止される。また、ランナ２は、ホットランナ２２のノズル部からコールドスラッグがレンズ部へ流入することを防止する。このようにして、光学特性の良好な多層成形レンズを成形することができる。

次に、図７に示すように、二層の内層成形体を有する多層成形レンズ１の製造工程を射出成形機の運転順序に従って説明する。

第一キャビティブロック７が第二キャビティブロック２１から離隔移動して型開きしたとき、キャビティ面１０ａから多層成形レンズ１を取り出す。また、キャビティ面９ａから内層成形体を取り出してそれを冷却ステーション３１の冷却キャビティ３３へロボットなどを用いて移送する。このようにして前成形サイクルが終了する。

新成形サイクルの開始に際し、第一キャビティブロック７を１８０度回転させて、第一内層キャビティ１４の第一内層成形体３ａをキャビティ１４ａへ移送するとともに、第一外層キャビティ１７の中間成形体をキャビティ１８へ移送する。その後、冷却ステーション３１の冷却キャビティ３３から、冷却された内層成形体をロボットなどによりキャビティ１６へ移送してインサートする。

続いて、第一キャビティブロック７を第二キャビティブロック２１側に移動させて型閉じし、第一キャビティブロック７と第二キャビティブロック２１とを型合わせさせる。そして、両者を圧締した後、次に述べる工程Ｓ１乃至工程Ｓ４の射出工程を同時に実行する。但し、Ｓ１乃至Ｓ４の各工程に係る説明は、前成形サイクルでの成形、インサート及び移送に関わる工程を含めて積層順に記載する。

（Ｓ１）第一内層キャビティ１４は、ホットランナ２２、ランナ溝２ａ及びゲート２７を流動する溶融樹脂により射出充填され、第一内層成形体３ａが成形される。キャビティ１４ａに移送された第一内層成形体３ａを内包してなる第二内層キャビティ１５は、ホットランナ２２、ランナ溝２ａ及びゲート２８を介して第一内層成形体３ａの表面を流動する溶融樹脂により射出充填され、第二内層成形体３ｂが積層成形される。それにより、第一内層成形体３ａは第二内層成形体３ｂと融合して一体となり、内層成形体３が形成される。このとき、第一内層成形体３ａのランナ２は、第二内層成形体３ｂのランナ２と融合して一体になる。

（Ｓ２）内層成形体３はロボットなどにより冷却ステーション３１へ移送される。内層成形体３は冷却ステーション３１で数成形サイクルに及ぶ時間中冷却される。

（Ｓ３）冷却ステーション３１からキャビティ１６に移送されインサートされた内層成形体３を内包してなる第一外層キャビティ１７は、ホットランナ２２、ランナ溝２ａ及びゲート２９を介して内層成形体３の一方の面である第一内層成形体３ａの表面を流動する溶融樹脂により射出充填され、第一外層５が積層成形される。それにより、内層成形体３は第一外層５と融合して一体となり、中間成形体が形成される。このとき、第一内層成形体３ａのランナ２は、第一外層５のランナ２と融合して一体になる。

（Ｓ４）キャビティ１８に移送された中間成形体を内包してなる第二外層キャビティ１９は、ホットランナ２２、ランナ溝２ａ及びゲート３０を介して中間成形体の他方の面である第二内層成形体３ｂの表面を流動する溶融樹脂により射出充填され、第二外層６が積層成形される。それにより、中間成形体は第二外層６と融合して一体となり、内層成形体３は、その最大厚さＴ１が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３）よりも大なるように囲繞されて多層成形レンズ１が形成される。このとき、中間成形体のランナ２は、第二外層６のランナ２と融合して一体になる。

このように、Ｓ１乃至Ｓ４の各射出工程は、同時に実行される。しかしながら、第一内層キャビティ１４、第二内層キャビティ１５、第一外層キャビティ１７及び第二外層キャビティ１９のそれぞれに接続される各ホットランナ２２の開閉時期は、各キャビティの状況に応じて適宜に変動させることができる。それにより、各キャビティへの実質的な射出充填は、それが最適となるように調整され得るのである。

冷却ステーション３１の冷却キャビティ３３における内層成形体の冷却工程は、上記Ｓ１乃至Ｓ４の射出工程とは別に実行される。すなわち、一成形サイクル時間は一の内層の冷却時間を含むだけでよく、冷却ステーション３１の冷却キャビティ３３における内層成形体の冷却時間を含まないので、成形サイクル時間を短縮させることができる。

冷却ステーション３１の内層成形体は、その冷却に要する時間を一成形サイクル時間で除した値の個数分が予め成形され、冷却キャビティ３３に設置されるようにする必要がある。そのための一手段として、第一内層成形体３ａ用の第一内層キャビティ１４に接続されるホットランナ２２と、第二内層成形体３ｂ用の第二内層キャビティ１５に接続されるホットランナ２２とを射出時に開閉する。そして、第一外層５用の第一外層キャビティ１７に接続されるホットランナ２２と、第二外層６用の第二外層キャビティ１９に接続されるホットランナ２２とを常時閉鎖しておく。このようにして成形作業を行えば、所定数の内層成形体３を予め製造することができる。

多層成形レンズ１は、所定配光パターン中の明暗境界線近傍の色にじみを改善したりぼかし効果を付与したりするため、レンズ面に微細凹凸であるマイクロストラクチャが設けられることがある。マイクロストラクチャは第一外層５又は第二外層６に設けられるので、キャビティ面１０又はキャビティ面１２に微細凹凸を刻設する必要がある。微細凹凸の溶融樹脂への転写性は、溶融樹脂の冷却時間が長いほど良好となる。そのため、一成形サイクル時間で冷却される第二外層６に対して、第一外層５は二成形サイクル時間で冷却されるので、第一外層５にマイクロストラクチャを設けることが好ましい。

（第二実施形態）
図８に示す多層成形レンズ１ａは、三層の内層成形体を有し、図９及び図１０に示す金型装置２０ａにより成形される。

図９に示すように、内層用のキャビティ面４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び外層用のキャビティ面４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それらの各中心（ランナ溝の中心点）が、回転軸１３を中心とする円の円周上となるように、第一キャビティブロック７ａの第二キャビティブロック２１ａとの型あわせ面に刻設されている。各キャビティ面４０ａ，４０ｂ，４０ｃと各キャビティ面４２ａ，４２ｂ，４２ｃとは、それぞれが交互に等間隔で配設されている。

図１０に示すように、内層用のキャビティ面４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び外層用のキャビティ面４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、それらの各中心（ランナ溝の中心点）が、回転軸１３を中心とする円の円周上となるように、第二キャビティブロック２１ａの第一キャビティブロック７ａとの型あわせ面に刻設されている。各キャビティ面４１ａ，４１ｂ，４１ｃと各キャビティ面４３ａ，４３ｂ，４３ｃとは、それぞれが交互に等間隔で配設されている。

キャビティ面４０ａとキャビティ面４１ａとで第一内層キャビティが、キャビティ面４０ｂとキャビティ面４１ｂとで第二内層キャビティが、キャビティ面４０ｃとキャビティ面４１ｃとで第三内層キャビティがそれぞれ形成される。キャビティ面４２ａとキャビティ面４３ａとで第一外層キャビティが、キャビティ面４２ｂとキャビティ面４３ｂとで第二外層キャビティが、キャビティ面４２ｃとキャビティ面４３ｃとで第三外層キャビティがそれぞれ形成される。

内層用のキャビティ面４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれ同一の形状及び寸法を有している。外層用のキャビティ面４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ同一の形状及び寸法を有している。第一内層成形体用のキャビティ面４１ａは、第二内層成形体用のキャビティ面４１ｂより小さい形状及び寸法を有する。第二内層成形体用のキャビティ面４１ｂは、第三内層成形体用のキャビティ面４１ｃより小さい形状及び寸法を有する。第三内層成形体用のキャビティ面４１ｃは、第二外層用のキャビティ面４３ｂより小さい形状及び寸法を有する。第二外層用のキャビティ面４３ｂは、第三外層用のキャビティ面４３ｃより小さい形状及び寸法を有する。また、第一内層成形体用のキャビティ面４０ａは、第一外層用のキャビティ面４２ａより小さい形状及び寸法を有する。

次に、図１１に示すように、多層成形によって図８に示す多層成形レンズ１ａを積層成形する工程について説明する。

（Ｓ１１）キャビティ面４０ａとキャビティ面４１ａとでなるキャビティで成形された第一内層成形体３ａは、第一キャビティブロック７ａが回転軸１３で矢印方向に１２０度回転することによりキャビティ面４０ａとキャビティ面４１ｂとでなるキャビティへ移送される。

（Ｓ１２）キャビティ面４０ａとキャビティ面４１ｂとでなるキャビティで、内包された第一内層成形体３ａの表面に第二内層成形体３ｂが積層成形されることにより中間成形体が成形される。この中間成形体は、第一キャビティブロック７ａが回転軸１３で矢印方向に１２０度回転することによりキャビティ面４０ａとキャビティ面４１ｃとでなるキャビティへ移送される。キャビティ面４０ａとキャビティ面４１ｃとでなるキャビティで、内包された中間成形体の表面に第三内層成形体３ｃが積層成形されることにより内層成形体３が成形される。

（Ｓ１３）第一内層成形体３ａ、第二内層成形体３ｂ及び第三内層成形体３ｃからなる内層成形体３は、冷却ステーションへロボットなどにより移送され所定時間冷却される。

（Ｓ１４）冷却された内層成形体３はキャビティ面４２ａとキャビティ面４３ａとでなる第一外層キャビティにインサートされる。このキャビティでは、内包された内層成形体３の一方の面に第一外層５が積層した中間成形体が成形される。この中間成形体は、第一キャビティブロック７ａが回転軸１３で矢印方向に１２０度回転することによりキャビティ面４２ａとキャビティ面４３ｂとでなるキャビティへ移送される。

（Ｓ１５）キャビティ面４２ａとキャビティ面４３ｂとでなるキャビティへ移送され内包された中間成形体における内層成形体３の他方の面は、第二外層６で内層成形体を囲繞するように積層成形される。この中間成形体は、第一キャビティブロック７ａが回転軸１３で矢印方向に１２０度回転することによりキャビティ面４２ａとキャビティ面４３ｃとでなるキャビティへ移送される。

（Ｓ１６）キャビティ面４２ａとキャビティ面４３ｃとでなるキャビティへ移送され内包された中間成形体の表面は、第三外層６ａで積層成形され、内層成形体３は、その最大厚さＴ１が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大となるように囲繞される。

このようにして三層の内層成形体を有する多層成形レンズ１ａが製造される。但し、工程Ｓ１６を実施しないで工程Ｓ１５における中間成形体を完成品として取り出してもよい。工程Ｓ１６を実施する場合、一方の外層は一層で他方の外層が二層となって合計三層の外層を有する多層成形レンズが得られる。すなわち、内層成形体を四層以上となす場合であっても、内層キャビティ及び外層キャビティは同対数で四以上設けられ、その数値から二を差し引いた数の外層が他方の外層に積層されることになる。

以上詳述したことから明らかなように、多層成形レンズ１、１ａは、複数層からなる内層成形体３と、内層成形体３の一方の面に積層された外層５と、内層成形体３の他方の面に積層され、内層成形体３を外層５との間で囲繞する他の外層６，６ａと、を備え、内層成形体３の最大厚さＴ１が、各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きいというものである。

このような構成の多層成形レンズ１、１ａでは、その内層成形体３が複数層で構成されていることから、内層成形体３の各内層を成形する際の成形サイクル時間は、層数が多くなるほど短縮され得るのである。さらに、内層成形体３は冷却ステーション３１によって容易且つ確実に冷却されるので、内層成形体３の最大厚さＴ１が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きく、内層成形体３を充分に冷却するためには長時間を要するにも拘らず、成形サイクル時間を短縮させることができるとともに肉厚が大きくても光学特性を低下させることがないという優れた効果を奏する。

また、四層以上でなる多層成形レンズ１、１ａの製造方法は、内層キャビティ１４，１５及び外層キャビティ１７，１９を備えた金型装置２０による多層成形レンズの製造方法であり、内層キャビティ１４，１５で複数層の内層成形体３を成形する工程Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２と、内層成形体３を冷却ステーション３１へ移送して冷却する工程Ｓ２，Ｓ１３と、冷却された内層成形体３をインサートした外層キャビティ１７，１９で内層成形体３の一方の面に外層５を積層成形して中間成形体となす工程Ｓ３，Ｓ１４と、中間成形体を内包して形成された外層キャビティで中間成形体における内層成形体３の他方の面に他の外層６，６ａを積層成形して、内層成形体３の最大厚さＴ１が各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大なるように内層成形体３を囲繞する工程Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６と、を含む。

そのため、このような製造工程を実施する一の金型装置は、一の射出装置により射出充填される。従って、製造設備の費用と設置スペースが削減できるとともに、内層成形体の過不足が発生することはなく、冷却時間と成形サイクル時間が短縮できる合理的且つ高効率な生産を行うことができるという優れた効果を奏する。また、このような製造工程は、複数層に分割された内層成形体が突き出し可能な温度まで最少時間で到達可能にする工程と、金型装置とは分離して設けられた冷却ステーションで内層成形体の内部温度を均一化可能にする工程と、レンズ外層を射出成形できる最小厚さにすることで機能付与と成形サイクル時間短縮化とを両立させる工程と、を含むので、厚肉レンズの機能向上と金型内での成形時間最少化が両立できるという優れた効果を奏する。

尚、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

例えば、多層成形レンズの各キャビティは二個取りのものとして説明したが、一個取りであっても三個以上の複数取りであってもよい。

また、内層成形体は二層又は三層であるものとして説明したが、内層キャビティと外層キャビティとの対の数を四以上にして、内層成形体を四層以上になしてもよい。その場合の製造工程は、三層のときと同様なものとなる。

また、冷却ステーションにおいて、円環状に配置された複数の冷却キャビティは回転するものとして説明したが、直線状に配置した複数の冷却キャビティが往復移動するように構成してもよい。

また、冷却ステーションの下型が回転して内層成形体の搬入、搬出を常に同じ冷却キャビティの位置で行うように説明したが、下型を固定しておいて内層成形体の搬入、搬出をロボットによって任意の冷却キャビティの位置で行うようにしてもよい。

また、タブは必須のものではなく、備えなくても構わない。

１，１ａ 多層成形レンズ
２ ランナ
３ 内層成形体
５ 第一外層
６ 第二外層
６ａ 第三外層
７ 第一キャビティブロック
８ 型合わせ面
９〜１２ キャビティ面
１４ 第一内層キャビティ
１５ 第二内層キャビティ
１７ 第一外層キャビティ
１９ 第二外層キャビティ
２０ 金型装置
２７〜３０ ゲート
３１ 冷却ステーション
３４ タブ
３４ａ タブ溝
３５ ゲート痕
３６ ランナ痕
３７ タブ痕
Ｔ１ 内層成形体の最大厚さ
Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 外層の最大厚さ

Claims (9)

1. 複数層からなる内層成形体（３）と、
   前記内層成形体の一方の面に積層された外層（５）と、
   前記内層成形体の他方の面に積層され、前記内層成形体を前記外層との間で囲繞する他の外層（６，６ａ）と、
   を備え、
   前記内層成形体の最大厚さ（Ｔ１）が、前記各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大きい多層成形レンズ（１，１ａ）。
2. 前記内層成形体のランナによるランナ痕（３６）及び前記外層のゲートによるゲート痕（３５）を外周面に有する請求項１に記載の多層成形レンズ。
3. 前記ランナ痕及び前記ゲート痕は互いに接触する請求項２に記載の多層成形レンズ。
4. 外周面に前記内層成形体から突出して形成されたタブ（３４）によるタブ痕（３７）を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層成形レンズ。
5. 内層キャビティ（１４，１５）及び外層キャビティ（１７，１９）を備えた金型装置（２０）による多層成形レンズの製造方法であって、
   前記内層キャビティで複数層の内層成形体（３）を成形する工程（Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ１２）と、
   前記内層成形体を冷却ステーションへ移送して冷却する工程（Ｓ２，Ｓ１３）と、
   冷却された前記内層成形体をインサートした前記外層キャビティで前記内層成形体の一方の面に外層（５）を積層成形して中間成形体となす工程（Ｓ３，Ｓ１４）と、
   前記中間成形体を内包して形成された外層キャビティで前記中間成形体における前記内層成形体の他方の面に他の外層（６，６ａ）を積層成形して、前記内層成形体の最大厚さ（Ｔ１）が前記各外層の最大厚さの総和（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）よりも大なるように前記内層成形体を囲繞する工程（Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６）と、
   を含む四層以上でなる多層成形レンズの製造方法。
6. 前記内層キャビティ及び前記外層キャビティは、各キャビティの中心によって形成される円の円周上に、前記内層キャビティと前記外層キャビティとが交互に等間隔で配設される請求項５に記載の多層成形レンズの製造方法。
7. 前記内層キャビティ及び前記外層キャビティは、各キャビティの外周面にゲート及びランナ溝を有する請求項５又は６に記載の多層成形レンズの製造方法。
8. 前記内層キャビティのゲートと前記外層キャビティのゲートとは、キャビティ外周面における外周方向の同位置に設けられる請求項７に記載の多層成形レンズの製造方法。
9. 前記内層キャビティは、タブ（３４）用のタブ溝（３４ａ）を有する請求項５乃至８のいずれか一項に記載の多層成形レンズの製造方法。

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