JP4121365B2

JP4121365B2 - プラスチック光学レンズ用射出成形金型ならびにプラスチック光学レンズの製造方法

Info

Publication number: JP4121365B2
Application number: JP2002367096A
Authority: JP
Inventors: 光信鈴石; 浩之渋谷
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: JP2003231159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック光学レンズ用射出成形金型ならびにプラスチック光学レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来提案されたこの種射出成形金型の断面図である。この射出成形金型１００は、固定側金型１０１と移動側金型１０２を備え、両者は接合面１０３で離接可能に接合される。
【０００３】
固定側金型１０１は、固定側プレート１０４と、それを取り付ける取付板１０５からなる。固定側プレート１０４には、固定側スリーブ１０６を介して、レンズ成形面を有する固定側レンズ入子１０７が嵌合され、ボルト１０８で固定側プレート取付板１０５に固定されている。また固定側プレート取付板１０５には、固定側スリーブ１０６から離れた位置にテーパーブッシュ１０９が固定されている。固定側プレート１０４の中央部にスプール１１０、ランナ１１１、キャビティ１１２と連通するゲート１１３が設けられている。
【０００４】
移動側金型１０２は、移動側プレート１１４と、それを取り付ける取付板１１５からなる。移動側プレート１１４には、移動側スリーブ１１６を介して、レンズ成形面を有する移動側レンズ入子１１７が嵌合される。移動側プレート１１４の受け板１１８と取付板１１５の間にスペーサブロック１１９が介在され、スペーサブロック１１９の内側に突き出し板１２０，１２１が設置されている。突出しロッド１２２の後端１２２ａが突き出し板１２０，１２１で保持され、突出しロッド１２２の先端１２２ｂが移動側レンズ入子１１７にネジ止めで連結されている。
【０００５】
また突き出し板１２０，１２１はエジェクターピン１２３の後端１２３ａを保持し、エジェクターピン１２３の先端１２３ｂはランナ１１１近くまで延びている。
【０００６】
移動側プレート１１４にはテーパーガイド１２４が設けられ、これを前記テーパーブッシュ１０９に嵌合することで、固定側レンズ入子１０７と移動側レンズ入子１１７の芯ずれを抑えようとしていた。
【０００７】
なお、射出成形金型に関しては、例えば下記のような特許文献１〜４に記載されたような提案がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６０−１２９２２９号公報（第３図、第４図）
【０００９】
【特許文献２】
特開平７−３２９１３３号公報（図１、図２）
【００１０】
【特許文献３】
特開平８−１１８４３２号公報（図１）
【００１１】
【特許文献４】
特開平９−２６７３６２号公報（図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この射出成形金型１００は、レンズ入子１０７，１１７の芯ずれを抑えるためのテーパーブッシュ１０９とテーパーガイド１２４がレンズ入子１０７，１１７から離れた位置にあり、しかもレンズ入子１０７，１１７までの間に複数の部材が介在されて、間接的に芯合わせが行なわれる構造になっている。
【００１３】
また固定側レンズ入子１０７を固定側プレート１０４に装着するのに、固定側プレート１０４と固定側スリーブ１０６の間、ならびに固定側スリーブ１０６と固定側レンズ入子１０７の間に若干のクリアランスがもたせてあり、しかも、固定側レンズ入子１０７を取付板１０５にボルト１０８で固定するため、固定側レンズ入子１０７に偏りが生じる。
【００１４】
これは移動側レンズ入子１１７の方も同様で、移動側プレート１１４と移動側スリーブ１１６の間、ならびに移動側スリーブ１１６と移動側レンズ入子１１７の間に若干のクリアランズがもたせてあり、しかも、移動側レンズ入子１１７は突出しロッド１２２の先端１２２ｂによりネジ止めされているから、移動側レンズ入子１１７に偏りが生じる。
【００１５】
このようなことから固定側レンズ入子１０７と移動側レンズ入子１１７の間に芯ずれを生じ、光学レンズの場合に芯ずれは光軸のずれとして現れ、成形品質の低下をきたすという欠点がある。
【００１６】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解消し、構造が簡単でかつ成形精度の高いプラスチック光学レンズ用射出成形金型ならびにプラスチック光学レンズの製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるプラスチック光学レンズ用射出成形金型は、第１の金型と該第１の金型と対向する第２の金型とを有し、少なくとも該第１の金型が、レンズ成形面を有する第１の成形ゴマと、その第１の成形ゴマを外側から保持する第１の保持部材と、ボール保持筒の周壁に該第１の成形ゴマと該第１の保持部材との間の間隔よりも大きい径のボールを間隔をおいて回転可能に保持した第１のボールリティーナを備え、その第１のボールリティーナを前記第１の成形ゴマと前記第１の保持部材の間に介挿し、かつ前記第１の保持部材に、テーパ状周面を有する嵌合凹部または嵌合凸部を設け、前記第２の金型に、テーパ状周面を有し前記嵌合凹部または嵌合凸部と嵌合する嵌合凸部または嵌合凹部を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明によるプラスチック光学レンズ用射出成形金型は、前記第２の金型が、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマを備え、前記第１の成形ゴマが、前記第１の保持部材に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の内側に配置され、前記第２の成形ゴマは、前記第２の金型に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の内側に配置されていることを特徴とするものである。
さらに、本発明によるプラスチック光学レンズ用射出成形金型は、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマを備え、前記第１の成形ゴマが、前記第１の保持部材に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の外側に配置され、前記第２の成形ゴマが、前記第２の金型に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の外側に配置されていることを特徴とするものである。
さらに、本発明によるプラスチック光学レンズ用射出成形金型は、前記第２の金型が、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマと、前記第２の成形ゴマを外側から保持する第２の保持部材と、ボール保持筒の周壁にボールを間隔をおいて回転可能に保持した第２のボールリティーナとを備え、前記第２のボールリティーナを前記第２の成形ゴマと前記第２の保持部材との間に介挿することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によるプラスチック光学レンズの製造方法は、上記いずれかのプラスチック光学レンズ用射出成形金型を用い、前記第１の金型と前記第２の金型を接合して、両者間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填してプラスチック光学レンズを製造することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は第１の実施形態に係る射出成形金型の断面図、図２はその射出成形金型のボールリティーナ付近の拡大断面図である。
【００２１】
まず射出成形金型の全体的な構造を図１ととともに説明する。移動側外ゴマ（移動側入子）１の内側に移動側レンズゴマ２が配置され、固定側外ゴマ（固定側入子）３の内側に固定側レンズゴマ４が配置されている。金型の型開閉により、固定側外ゴマ３に対して移動側外ゴマ１が離接する。
【００２２】
移動側外ゴマ１の端面に移動側レンズゴマ２を中心として、周面がテーパ状になった嵌合凹部５が設けられ、一方、固定側外ゴマ３の端面に固定側レンズゴマ４を中心として、周面がテーパ状になった嵌合凸部６が設けられている。嵌合凹部５のテーパ角度と嵌合凸部６のテーパ角度はほぼ一致しており、同図に示すように型閉め時に嵌合凸部６が嵌合凹部５に挿入され、挿入完了時に嵌合凸部６の周面が嵌合凹部５の周面に一様に密着する。
【００２３】
レンズゴマ２，４の先端にそれぞれ所定形状のレンズ成形面２ａ，４ａを有し、これにより成形品の外形に相応するキャビティが形成される。
【００２４】
レンズゴマ２，４を挿入する外ゴマ１，３の中央部にリティーナ収容部７がそれぞれ形成され、そこにボールリティーナ８が介在されている。ボールリティーナ８は、図１に示すように中心軸方向で５列に配列された多数のボール９と、周壁に各ボール９を所定の間隔をおいて回転自在に保持するボール保持筒１０から構成されている。
【００２５】
ボール９は例えばベアリング鋼（硬度：ＨＲＣ５８）やステンレス鋼（ＳＵＳ４４０）などから構成され、ボール保持筒１０は例えばステンレス鋼、真鍮、硬質合成樹脂など各種材料から構成され、特に剛性が高くて軽量なものは運動慣性力が小さく、軸方向の高速往復運動性（例えば外ゴマ１からレンズゴマ２を突き出して成形レンズを離型する際のレンズゴマ２の往復運動）に優れている。ボール保持筒１０の周壁上でのボール９の配列には、中心軸方向で５列の千鳥状（図１参照）、３列の並列状（図２参照）ならびに螺旋状などがあり、中心軸方向で複数列に配列されているのがよい。
【００２６】
図２に示すように各ボール９の一部はボール保持筒１０の外周面ならびに内周面より若干突出し、ボール保持筒１０の外周面より突出した部分は外ゴマ１（３）の内周面に転接し、ボール保持筒１０の内周面より突出した部分はレンズゴマ２（４）の外周面に転接する。
【００２７】
レンズゴマ２（４）と、それを保持する外ゴマ１（３）との間の隙間Ｘより僅かに（例えば数μｍ程度）大きい径のボール９を用いることにより、ボール９の弾性を利用して（僅かな予圧状態を保持して）、レンズゴマ２（４）と外ゴマ１（３）の中心軸Ｙを一致させることができるとともに、レンズゴマ２（４）と外ゴマ１（３）のコマどうしの間隔Ｚを均一に確保することができる。
【００２８】
なお、ボール９の硬度は、それが転接する外ゴマ１、３ならびにレンズゴマ２，４の硬度よりも若干低いことが望ましい。この多数のボール９の回転により、レンズゴマ２（４）は外ゴマ１（３）に対して軸方向にスムーズにかつ安定に移動することができる。またこのようにボール保持筒１０に多数のボール９を分散、保持することにより、外ゴマ１、３ならびにレンズゴマ２，４に対する変動荷重や偏荷重が少なく、レンズゴマ２（４）の正確な直進運動が可能となる。
【００２９】
ボールリティーナ８を介して外ゴマ１とレンズゴマ２の中心軸Ｙが一致し、外ゴマ３とレンズゴマ４の中心軸Ｙが一致しており、しかも嵌合凹部５はレンズゴマ２を中心にして形成され、嵌合凸部６はレンズゴマ４を中心にして形成されているから、移動側外ゴマ１と固定側外ゴマ３をテーパ嵌合することにより、移動側レンズゴマ２と固定側レンズゴマ４の芯合わせが必然的に行なわれる。そしてレンズゴマ２，４のレンズ成形面２ａ，４ａによって形成されるキャビティ内に溶融状態の透明樹脂を射出して充填、保圧することにより光学レンズ１１を成形することができる。
【００３０】
図１において２４は、レンズゴマ２，４の軸方向の位置を調整するための調整ゴマである。
【００３１】
この実施形態では移動側外ゴマ１に嵌合凹部５を、固定側外ゴマ３に嵌合凸部６を設けたが、その反対に移動側外ゴマ１に嵌合凸部６を、固定側外ゴマ３に嵌合凹部５を設けこともできる。
【００３２】
図３は、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型の断面図である。図中の１は移動側外ゴマ、２は移動側レンズゴマでボールリティーナ８を介して移動側外ゴマ１に移動可能に保持されている。３は固定側外ゴマ、４は固定側レンズゴマでボールリティーナを介さず直接固定側外ゴマ３に圧入されてクリアランスがないように一体化されている。
【００３３】
１２はガイドブッシュで、固定側外ゴマ３に圧入されてクリアランスがないように一体化されており、ガイドブッシュ１２の下端開口部には周面にテーパ面を有する嵌合凹部５が形成されている。１３はガイドピンで、移動側外ゴマ１に圧入されてクリアランスがないように一体化されており、ガイドピン１３の上端部には周面にテーパ面を有し、前記嵌合凹部５に密に嵌合する嵌合凸部６が形成されている。
【００３４】
１４は固定側取付板、１５は固定側型板、１６は移動側型板、１７は受け板、１８はスペーサブロック、１９は移動側取付板、２０は突出しロッド、２１はエジェクターピン、２２はエジェクターロックプレート、２３はエジェクタープレートである。
【００３５】
この実施形態では固定側外ゴマ３にガイドブッシュ１２を圧入し、移動側外ゴマ１にガイドピン１３を圧入したが、固定側外ゴマ３に嵌合凹部５を一体に形成したり、移動側外ゴマ１に嵌合凸部６を一体に形成することもできる。
【００３６】
またこの実施形態では固定側外ゴマ３にガイドブッシュ１２（嵌合凹部５）を設け、移動側外ゴマ１にガイドピン１３（嵌合凸部６を）を設けたが、反対に固定側外ゴマ３にガイドピン１３（嵌合凸部６を）を設け、移動側外ゴマ１にガイドブッシュ１２（嵌合凹部５）を設けることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は前述のような構成になっており、少なくとも移動側成形ゴマと移動側保持部材との間の芯合わせが確実で、また成形ゴマと保持部材の隙間が均一に確保でき、スムーズな安定した動きとなる。しかも固定側金型とそれと対向する移動側保持部材とがテーパ嵌合することにより、固定側金型と移動側金型の芯出しが正確である。特に請求項２記載の発明によれば、固定側金型と移動側金型の両方にボールリティーナが設けられているから、固定側成形ゴマと移動側成形ゴマの芯出しがより正確である。
【００３８】
従って、図４で説明した従来のものに較べて、構造が簡単でかつ成形精度の高いプラスチック光学レンズ用射出成形金型ならびにプラスチック光学レンズの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る射出成形金型の断面図である。
【図２】その射出成形金型のボールリティーナ付近の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る射出成形金型の断面図である。
【図４】従来の射出成形金型の断面図である。
【符号の説明】
１移動側外ゴマ
２移動側レンズゴマ
２ａ移動側レンズゴマの成形面
３固定側外ゴマ
４固定側レンズゴマ
４ａ固定側レンズゴマの成形面
５嵌合凹部
６嵌合凸部
７リティーナ収容部
８ボールリティーナ
９ボール
１０ボール保持筒
１１光学レンズ
１２ガイドブッシュ
１３ガイドピン

Claims

第１の金型と該第１の金型と対向する第２の金型とを有し、
少なくとも前記第１の金型が、レンズ成形面を有する第１の成形ゴマと、その第１の成形ゴマを外側から保持する第１の保持部材と、ボール保持筒の周壁に該第１の成形ゴマと該第１の保持部材との間の間隔よりも大きい径のボールを間隔をおいて回転可能に保持した第１のボールリティーナを備え、
その第１のボールリティーナを前記第１の成形ゴマと前記第１の保持部材の間に介挿し、かつ前記第１の保持部材に、テーパ状周面を有する嵌合凹部または嵌合凸部を設け、
前記第２の金型に、テーパ状周面を有し前記嵌合凹部または嵌合凸部と嵌合する嵌合凸部または嵌合凹部を設けたことを特徴とするプラスチック光学レンズ用射出成形金型。
請求項１記載のプラスチック光学レンズ用射出成形金型において、
前記第２の金型は、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマを備え、
前記第１の成形ゴマは、前記第１の保持部材に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の内側に配置され、
前記第２の成形ゴマは、前記第２の金型に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の内側に配置されていることを特徴とするプラスチック光学レンズ用射出成形金型。
請求項１記載のプラスチック光学レンズ用射出成形金型において、
前記第２の金型は、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマを備え、
前記第１の成形ゴマは、前記第１の保持部材に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の外側に配置され、
前記第２の成形ゴマは、前記第２の金型に設けられた前記嵌合凹部または嵌合凸部のテーパ状周面の外側に配置されていることを特徴とするプラスチック光学レンズ用射出成形金型。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラスチック光学レンズ用射出成形金型において、
前記第２の金型は、レンズ成形面を有する第２の成形ゴマと、前記第２の成形ゴマを外側から保持する第２の保持部材と、ボール保持筒の周壁にボールを間隔をおいて回転可能に保持した第２のボールリティーナとを備え、
前記第２のボールリティーナを前記第２の成形ゴマと前記第２の保持部材との間に介挿することを特徴とするプラスチック光学レンズ用射出成形金型。
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラスチック光学レンズ用射出成形金型を用い、
前記第１の金型と前記第２の金型を接合して、両者間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填してプラスチック光学レンズを製造することを特徴とするプラスチック光学レンズの製造方法。