JP5362386B2 - ゲートカット方法及びレンズ受け治具 - Google Patents

Description

本発明は、成形品のゲート部をカットするゲートカット方法、及びゲート部をカットする際にレンズを載せるレンズ受け治具に関する。

カメラなどに用いられるプラスチック製のレンズは、金型を用いた射出成形により生産される。射出成形では、射出成形機のノズルから射出された溶融プラスチック材料が金型のスプールブッシュ、ランナーを経て、レンズを成形するための空間（キャビティ）へ流入する。キャビティへの流入口（ゲート）は、逆流防止やレンズの切離しなどの観点から、ランナーと比較して幅が狭い制限ゲートとなっている。

射出成形された成形品は、スプールブッシュ、ランナー、ゲートのそれぞれに対応するスプールブッシュ部、ランナー部、ゲート部と、レンズとから構成される。成形品の成形後にレンズを治具で保持しながらゲート部をカットすることでレンズが切り離される（例えば、特許文献１参照）。

ランナー部から切り離されたレンズには、ゲート部をカットした切断面にゲート跡が残る。このゲート跡は、レンズを光学機器へ組み込む際に悪影響を及ぼす。このため、ゲート跡が残ることを考慮して、外周面の一部を切り欠いたＤ字形状にレンズを成形することがある。Ｄ字形状に成形されたレンズであれば、切り欠かれた範囲にゲート跡を収めることになり、ゲート跡が残ったままでも当該レンズを精度良く光学機器へ組み込むことができる。

特開平０８−０２５４２９号公報

しかしながら、Ｄ字形状に成形されたレンズであっても、径が小さければ切り欠かれた範囲も小さくなるので、切り欠かれた範囲にゲート跡を収めるためにゲート部を精度良くカットし、ゲート跡を小さくする必要がある。また、コンパクトカメラやカメラ付き携帯電話機などの普及により、径が小さい直径２ｍｍ〜８ｍｍ程度のプラスチック製のレンズの需要が増大していることから、短時間に大量のゲート部を精度良くカットできることが強く望まれている。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡便な方法でありながらゲート部を精度良くカットできるゲートカット方法、及びこの方法に用いるレンズ受け治具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、本発明のゲートカット方法は、ランナー部にゲート部を介して製品部が成形された射出成形品の前記ゲート部をカットするゲートカット方法において、前記製品部を受け治具の載置面に載置し、前記受け治具に形成され、前記製品部の外周面に沿う曲面であり、前記製品部が前記載置面に載置された際に前記ゲート部を挟んだ両側のそれぞれに位置する引掛け面に、前記製品部の外周面を引っ掛け、前記引掛け面に前記製品部の外周面を引っ掛けた状態で、前記製品部と前記ランナー部とを互いに遠ざける方向に前記ゲート部を引っ張りながらカッターによる前記ゲート部のカットを行うことを特徴とする。

本発明のレンズ受け治具は、ランナー部にゲート部を介してレンズが成形された射出成形品の前記レンズが載置される載置面と、前記レンズと前記ランナー部とを互いに遠ざける方向に前記ゲート部を引っ張る際に、前記載置面に載置された前記レンズの外周面を引っ掛ける引掛け面とを備え、前記引掛け面は、前記レンズの前記外周面に沿う曲面であり、前記レンズが前記載置面に載置された際に、前記ゲート部を挟んだ両側のそれぞれに位置することを特徴とする。

また、前記引掛け面の前記ゲート部を挟む側とは反対側に連続し、前記レンズを前記引掛け面に案内する第一ガイド面を備えることが好ましい。

さらに、前記引掛け面と前記第一ガイド面とは、互いに滑らかに連続していることが好ましい。

また、前記第一ガイド面は平面であり、前記載置面は、前記引掛け面と前記第一ガイド面とで囲われた扇形であることが好ましい。

さらに、前記載置面が広がる角度は、４０°±２０°であることが好ましい。

また、前記レンズの直径は、２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。

さらに、前記引掛け面と第一ガイド面とは、それぞれの高さが前記レンズの外周部分の厚みと略同一であることが好ましい。

また、前記第一ガイド面の上方に連続し、前記レンズを前記載置面に案内する第二ガイド面を備えていることが好ましい。

さらに、前記載置面には、前記レンズのレンズ面との緩衝を防止するための凹部が形成されていることが好ましい。

本発明のゲートカット方法及びレンズ受け治具によれば、ゲート部の引張り方向とカッターの切断方向とを直交するように定めておくことで、ゲート部の向きを確実にカッターの切断方向と直交する方向にすることができ、簡便な方法でありながら精度良くゲート部をカットすることができる。

射出成形品をセットしたゲートカット装置を示す正面図である。 射出成形品をセットしたゲートカット装置を示す上面図である。 （Ａ）はレンズ受け治具を示す上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるIIIB−IIIB断面を示す断面図である。 レンズ受け治具を示す斜視図である。 ランナー部に成形されたレンズを載置する際のレンズ受け治具を示す斜視図である。 ランナー部に成形されたレンズを載置した状態のレンズ受け治具を示す斜視図である。 ゲート部をカットする際のレンズ受け治具を示す斜視図である。 ランナー部から切り離されたレンズを載置した状態のレンズ受け治具を示す斜視図である。

図１及び図２に示すゲートカット装置１１は、複数のレンズ（製品部）１２が成形された射出成形品１３からレンズ１２を切り離すために用いられる。射出成形品１３は、金型を用いた射出成形により成形された透明なプラスチック製であり、円柱形状のスプールブッシュ部１４の中間に、スプールブッシュ部１４と比較して径が大きい円柱形状のリム部１５が成形されている。また、リム部１５を中心に９０°ピッチの放射状に延びた４本のランナー部１６のそれぞれの先端には、ゲート部１７を介してレンズ１２が成形されている。ゲート部１７は、ランナー部１６の長手方向と平行になるように成形されている。

各レンズ１２は、レンズ面１８、１９を有した本体部２０と、本体部２０の外周縁に成形されたフランジ部２１とを備え、フランジ部２１外周面２２の一部が切り欠かれたＤ字形状に成形されている。外周面２２の一部に切り欠かれた切欠き面２３には、ゲート部１７が成形されている。なお、各レンズ１２は、カメラ付き携帯電話機に組み込まれる撮影レンズの一部に用いられるもので、それぞれの直径は互いに等しく、２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。

ゲートカット装置１１は、スプールブッシュ部１４の下端で射出成形品１３を回動自在に保持する保持台２５と、保持台２５を回動させる回転機構２６と、保持台２５を昇降自在に設置する昇降板２７と、昇降板２７を昇降させる昇降機構２８とを備えている。

また、ゲートカット装置１１は、レンズ１２が載置されるとともに、載置されたレンズ１２をランナー部１６から遠ざける方向及びその反対方向（図１及び図２における左右方向、すなわちＡ方向及びＢ方向）に移動自在に設けられた受け治具２９と、受け治具２９をＡ方向及びＢ方向に移動させる受け治具移動機構３０とを備えている。

さらに、ゲートカット装置１１は、ゲート部１７をレンズ１２側の根元でカットする金属製のカッター３１と、Ａ方向と直交する、ゲート部１７をカットする方向（図７参照）及びその反対方向にカッター３１を移動させるカッター移動機構３２と、各機構２６、２８、３０、３２の駆動を制御する制御部３３とを備えている。昇降板２７、受け治具２９及びカッター３１はそれぞれ、支持ベース（図示省略）に取り付けられている。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４に示す受け治具２９は、鏡面加工されたステンレス製であり、レンズ１２を受けるための受け部３６を備えている。受け部３６は、レンズ１２がフランジ部２１で載置される載置面３７と、受け治具２９がＡ方向（図１及び図２参照）に移動する際に、載置面３７に載置されたレンズ１２のフランジ部２１外周面２２が引っ掛かる引掛け面３８と、受け治具２９がＡ方向に移動する際に、載置面３７に載置されたレンズ１２を引掛け面３８に案内する第一ガイド面３９と、レンズ１２が載置面３７に載置される際に、レンズ１２を載置面３７に案内する第二ガイド面４０とから構成されている。

引掛け面３８は、フランジ部２１の外周面２２に沿う曲面であり、載置面３７にレンズ１２が載置された際に、レンズ１２に連なるように成形されたゲート部１７を挟んだ両側のそれぞれに位置するように、載置面３７に対して垂直に形成されている。第一ガイド面３９は、平面であり、各引掛け面３８のゲート部１７を挟む側とは反対側に滑らかに連続するように、載置面３７に対して垂直に形成されている。各引掛け面３８及び各第一ガイド面３９はそれぞれ、その高さがレンズ１２のフランジ部２１（レンズ１２の外周部分）の厚みと同一となるように形成されている。

載置面３７は、各引掛け面３８及び各第一ガイド面３９とで囲われた扇形であり、その中央には扇形に切り欠かれた凹部４１が形成されている。載置面３７の扇形に広がる角度Ｒ１は、４０°±２０°が好ましく、３０°±１０°がより好ましく、３０°が最も好ましい。凹部４１の扇形に広がる角度Ｒ２は、１０°±５°が好ましく、１０°がより好ましい。本実施形態では、載置面３７に載置される側のレンズ面１９は凸面ではないが、レンズ面１９は凸面であっても良く、この場合、凹部４１はレンズ面１９と載置面３７との緩衝を防止する。

第二ガイド面４０は、各引掛け面３８及び各第一ガイド面３９の上方に連続するように、傾斜面として形成されている。

次に、図１及び図２に示すゲートカット装置１１の処理手順について説明する。金型で射出成形された射出成形品１３は、搬送アーム（図示省略）によりゲートカット装置１１に搬送される。ゲートカット装置１１に搬送された射出成形品１３は、保持台２５によりスプールブッシュ部１４の下端で保持されるとともに、保持台２５に設けられたランナー保持部（図示省略）により、ランナー部１６で保持される。この時、制御部３３は、昇降板２７の高さが、レンズ１２が受け治具２９から離隔した高さとなるように、昇降機構２８を制御している。

制御部３３は、回転機構２６の駆動を制御して、いずれかのレンズ１２が受け治具２９の真上に位置するように保持台２５を回転させることで、射出成形品１３を回転させる。そして制御部３３は、昇降機構２８の駆動を制御して、レンズ１２が受け治具２９に載置されるように昇降板２７を下降させる（図５参照）。レンズ１２は、載置面３７に対してフランジ部２１で載置される。

制御部３３は、受け治具移動機構３０の駆動を制御して、受け治具２９をＡ方向に僅かに移動させて、レンズ１２のフランジ部２１外周面２２を引掛け面３８に確実に引っ掛ける（図６参照）。フランジ部２１の外周面２２が引掛け面３８に確実に引っ掛かることで、レンズ１２の位置が固定されてゲート部１７はＡ方向に沿うことになる。

制御部３３は、受け治具移動機構３０の駆動を制御して、受け治具２９をＡ方向に移動させるようにゲート部１７に対してその引張り強度よりも小さい引張り応力を与えながら、カッター移動機構３２の駆動を制御してカッター３１を矢印の方向に移動させてゲート部１７をカットする（図７参照）。ゲート部１７がカットされることで、レンズ１２はランナー部１６から切り離される（図８参照）。ランナー部１６から切り離されたレンズ１２は、回収機構（図示省略）により回収される。回収機構により回収されたレンズ１２は、所定の後処理が施され、製品として仕上げられる。

制御部３３は、昇降機構２８の駆動を制御して、昇降板２７を図１に示す高さとなるように上昇させる。以後、制御部３３は、各機構２６、２８、３０、３２の駆動を制御して、射出成形品１３の回転→レンズ１２の載置（昇降板２７の下降）→ゲート部１７のカット→レンズ１２の回収→昇降板２７の上昇という一連の処理を繰り返す。この一連の処理を繰り返すことで、各レンズ１２はランナー部１６から順次切り離され、製品として仕上げられる。

以上説明したように、受け治具２９を用いてレンズ１２とランナー部１６とを互いに遠ざける方向（Ａ方向）にゲート部１７を引っ張りながらゲート部１７をカットするから、ゲート部１７の向きを確実にカッター３１の切断方向と直交する方向にすることができ、簡便な方法でありながら精度良くカットすることができる。

なお、上記実施形態では、レンズ１２が載置された受け治具２９を移動させてゲート部１７を引っ張る構成としたが、射出成形品１３をスプールブッシュ部１４の下端で保持する保持台２５を移動させてゲート部１７を引っ張る構成としてもよい。この場合、保持台２５又は昇降板２７をＡ方向及びＢ方向に移動させる移動機構をゲートカット装置１１に設け、この移動機構の駆動を制御部３３が制御することになる。

１１ ゲートカット装置
１２ レンズ（製品部）
１３ 射出成形品
１６ ランナー部
１７ ゲート部
１８、１９ レンズ面
２１ フランジ部
２２ 外周面
２３ 切欠き面
２９ 受け治具
３１ カッター
３６ 受け部
３７ 載置面
３８ 引掛け面
３９ 第一ガイド面
４０ 第二ガイド面
４１ 凹部

Claims (10)

1. ランナー部にゲート部を介して製品部が成形された射出成形品の前記ゲート部をカットするゲートカット方法において、
   前記製品部を受け治具の載置面に載置し、
   前記受け治具に形成され、前記製品部の外周面に沿う曲面であり、前記製品部が前記載置面に載置された際に、前記ゲート部を挟んだ両側のそれぞれに位置する引掛け面に、前記製品部の外周面を引っ掛け、
   前記引掛け面に前記製品部の外周面を引っ掛けた状態で、前記製品部と前記ランナー部とを互いに遠ざける方向に前記ゲート部を引っ張りながらカッターによる前記ゲート部のカットを行うことを特徴とするゲートカット方法。
2. ランナー部にゲート部を介してレンズが成形された射出成形品の前記レンズが載置される載置面と、
   前記レンズと前記ランナー部とを互いに遠ざける方向に前記ゲート部を引っ張る際に、前記載置面に載置された前記レンズの外周面を引っ掛ける引掛け面とを備え、
   前記引掛け面は、前記レンズの前記外周面に沿う曲面であり、前記レンズが前記載置面に載置された際に前記ゲート部を挟んだ両側のそれぞれに位置することを特徴とするレンズ受け治具。
3. 前記引掛け面の前記ゲート部を挟む側とは反対側に連続し、前記レンズを前記引掛け面に案内する第一ガイド面を備えたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ受け治具。
4. 前記引掛け面と前記第一ガイド面とは、互いに滑らかに連続していることを特徴とする請求項３に記載のレンズ受け治具。
5. 前記第一ガイド面は平面であり、
   前記載置面は、前記引掛け面と前記第一ガイド面とで囲われた扇形であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ受け治具。
6. 前記載置面が広がる角度は、４０°±２０°であることを特徴とする請求項５に記載のレンズ受け治具。
7. 前記レンズの直径は、２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のレンズ受け治具。
8. 前記引掛け面と第一ガイド面とは、それぞれの高さが前記レンズの外周部分の厚みと略同一であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載のレンズ受け治具。
9. 前記第一ガイド面の上方に連続し、前記レンズを前記載置面に案内する第二ガイド面を備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載のレンズ受け治具。
10. 前記載置面には、前記レンズのレンズ面との緩衝を防止するための凹部が形成されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のレンズ受け治具。

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