JPH09225947A

JPH09225947A - 成形金型の製作方法

Info

Publication number: JPH09225947A
Application number: JP3857196A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Aihara; 忠義合原; Ryoji Imai; 良治今井; Shigeru Fukuoka; 成福岡; Kimii Okugawa; 公威奥川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】多面体構造の成形品のための成形金型の製作
を容易とする。【解決手段】成形金型をその開閉方向に平行な方向に
おいて表面が各旋削加工領域に応じて分割される分割コ
ア４０としてこれら分割コア４０を夫々形成する。これ
ら各分割コア４０の表面に旋削加工を施す。次いで各分
割コア４０を一体にして表面を仕上げる加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多面体構造の成形品
の成形のための成形金型の製作方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】赤外線センサーにおいて単一の赤外線検
出素子で多方面からの赤外線を捕らえるには、特開平６
−２４２３０４号公報に示されたようなドーム型マルチ
レンズが必要となる。これは多数のレンズをドーム状に
配したもので、図１７にその一例を示す。半径Ｒの球状
外面を有しているドーム１の内面側に複数種の球面レン
ズ２１，２２，２３を一体に形成してある。球面レンズ
２１はドーム１の中央を囲んで４個配置され、これら４
個の球面レンズ２１の矩形とされた外形のうち、辺の部
分の各外側に２個ずつ計８個の球面レンズ２２が配置さ
れ、角の部分の各外側に１個ずつ計４個の球面レンズ２
３が配置されている。これらの各球面レンズ２１，２
２，２３は、その焦点距離がドーム１の中心Ｏにある物
体の像をいずれも所定距離先に結像するように設計され
ている。図中１９はマルチレンズの装着用のフックであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような多面体構造
を持つ上記マルチレンズは成形金型による成形品として
製造することが量産に好適であるが、多面体構造である
がために成形金型の製作が困難である。特に上記赤外線
センサー用のマルチレンズの場合、求められる精度が高
い上に上記半径Ｒが１０mm前後と非常に小さく、これが
ために尚更製作が困難となっている。

【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは多面体構造の成形品の
ための成形金型の製作を容易に行うことができる成形金
型の製作方法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、成形
金型をその開閉方向に平行な方向において表面が各旋削
加工領域に応じて分割される分割コアとしてこれら分割
コアを夫々形成し、これら各分割コアの表面に旋削加工
を施し、次いで各分割コアを一体にして表面を仕上げる
加工を施すことに特徴を有している。

【０００６】上記の表面を仕上げる加工は、隣接する分
割コアに跨がる面を形成するものであることや、鏡面加
工であることが好ましい。また各分割コアの表面に施さ
れる旋削加工は、分割コアを特定位置に保持する治具に
セットして行うものであることが好ましく、特に治具が
複数の分割コアを対称位置に保持するものとなっている
ことが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、成形品が前述のようなドーム型のマルチ
レンズである場合、その成形金型は図３に示すように上
型３と下型４とで構成するわけであるが、この下型にお
けるコア部分は成形金型の開閉方向に平行な方向におい
て分割した複数の分割コア４０の集合体として形成す
る。図中４１は複数の分割コア４０を保持することにな
る外枠部、４２はスペーサである。

【０００８】下型のコア部分を分割するにあたっては、
上記マルチレンズの設計時から分割線を考慮する。たと
えば図４に示すような平面形状をなしているドーム１に
複数のレンズ２を設けたドーム型マルチレンズは、その
光学的な点はもちろんのこと、成形金型の加工及び組立
面の点から、直線で分割する、分割線Ｌを一直線とす
る、分割線Ｌの交差部は直角とするという３つの条件を
満たすように、また成形面の点から、隣合うレンズ２，
２の分割線の位置での厚み（高さ）を等しくするという
条件を満たすようにレンズ２の配置を決定している。

【０００９】直線で分割したり各レンズ２の分割線Ｌが
一直線となるようにしているのは分割した分割コア４０
の加工及び組立を容易とするためであり、分割線Ｌの交
差部は直角とすることで少なくとも一つの直角コーナー
部を各分割コア４０が有するようにしているのは、基準
面を各分割コア４０が備えるようにするためである。そ
して隣合うレンズ２，２の分割線Ｌの位置での厚み（高
さ）を等しくするのは次の理由による。すなわち図５に
示すようにレンズ２，２が重なる場合、分割線Ａまたは
Ｃで分割すると、図６(a)(c)に示すように分割線Ｌの位
置での両レンズ２，２の厚み（高さ）が異なることにな
るが、成形時の樹脂の流れが図に示す矢印Ｆの方向であ
る時、図６(a)に示す場合には、図中右側のレンズ２に
「ひけ」による形状崩れが生じるからであり、また図６
(c)に示す場合には、樹脂の流れの方向Ｆが逆になった
場合にやはり形状崩れが生じるからであり、これを避け
るために分割線Ｂで分割した図６(b)に示す状態となる
ようにするのである。もっとも厚みの変化がやむを得ず
発生する場合には、樹脂の流れの方向Ｆを考慮して、図
６(c)に示すように厚みの厚い方から薄い方向に樹脂が
流れるように設定する。

【００１０】以上のように分割線Ｌを決定した場合、成
形金型のコア部分もこの分割線Ｌで成形金型開閉方向と
平行に分割した複数の分割コア４０を組み合わせたもの
とする。そしてコア部分の製作にあたっては、図２に示
すように、個々の分割コア４０を形成し、これと並行し
て分割コア４０の各分割コア４０の表面にレンズ２の成
形面となる凹球面４５を旋削加工するに際して用いる治
具８を形成して、この治具８に分割コア４０をセットし
た状態で各分割コア４０の表面にレンズ２の成形面とな
る凹球面４５を旋削加工し、その後、これら分割コア４
０を組み合わせて一体化した状態で全分割コア４０の表
面をドーム１の内面に沿うものとなるように一括して仕
上げるのである。

【００１１】各分割コア４０の製作にあたっては、各分
割コア４０毎に、コア部分の外形線や分割線Ｌを外形線
とする分割コア４０の水平断面形状を求めると同時に、
各分割コア４０の組立固定方法に応じた外形状決定を行
い、更に各分割コア４０の上端表面に形成すべきレンズ
２についての数値データを求める。この数値データは、
図７に示すモデルの場合について説明すると、頂点角度
α、方位角度β、主点位置Ａ、レンズ曲率Ｃ，Ｄ、ベー
ス厚みＥである。

【００１２】そして上記外形状に沿った分割コア４０を
製作する。この製作にはワイヤーカット放電加工を好適
に用いることができ、この場合、図８に示すように、素
材７に対して複数の分割コア４０をレイアウトして製作
するとよい。図中７７は素材７の押さえ固定のための押
さえ代を示している。なお、各分割コア４０の組立固定
方法が分割コア４０を段付きとすることで行ったり、ボ
ルト固定することで行ったりする時に分割コア４０に形
成する段部４６やねじ孔４７は、上記レイアウトに沿っ
て先に形成し、その後、各分割コア４０の放電加工によ
る成形を行う。図８は段部４６を設けたものであるが、
段部４６を形成するための溝７０を加工した部分はワイ
ヤーカット放電加工時の水われや加工抵抗均一化のため
に同材質のブロック７１を挿入固定した後、各分割コア
４０の加工成形を行う。この時点での分割コア４０のレ
ンズ２の成形面となる先端表面についてはどのような形
状であってもよい。

【００１３】こうして各分割コア４０を形成したなら
ば、分割コア４０を治具８にセットし、分割コア４０の
先端表面にレンズ２の成形面となる凹球面４５を旋削加
工する。この時、分割コア４０は成形金型の開閉方向と
平行な分割線Ｌで分割していることから、分割コア４０
の先端表面に形成する凹球面４５は、分割コア４０の長
手方向から見た時に楕円形状となるが、治具８における
分割コア４０のセット位置を図９に示す位置とし、レン
ズ曲率Ｄに相当する球面を精密ＮＣ旋盤等で旋削するこ
とで、分割コア４０の先端表面に凹球面４５を形成す
る。この時、治具８の上面にはストレート部８０を設け
ておき、分割コア４０の高さ寸法の管理は治具８上面か
らの球面の加工深さｄで行う。なお、治具８の高さＨは
分割コア４０の必要高さより２〜３mm大きく設定する。

【００１４】治具８への分割コア４０のセットは、治具
８に分割コア４０の水平断面形状と一致する保持孔８１
を設けて、この保持孔８１に分割コア４０をはめ込むこ
とで行う。保持孔８１の形成はワイヤーカット放電加工
で行うとよい。また治具８には図１０にも示すように複
数の分割コア４０を対称位置に保持するようにすること
で、複数の分割コア４０に対する凹球面４５の旋削を一
度に行うことができる。なお、この治具８は、レンズの
曲率半径の違いに合わせて製作すればよく、曲率半径が
３種のレンズからなるマルチレンズ用である場合には、
３種の治具８を製作すればよい。また分割コア４０の先
端表面は、レンズ２の成形面となる凹球面４５だけでな
く、分割線Ｌを直線となるようにしている関係上、ドー
ム１の内面の成形面となる曲率半径が上記凹球面４５の
曲率半径よりも大きな凸曲面４４を設けなくてはならな
いのであるが、この旋削時においては、凸曲面４４は無
視して旋削を行う。

【００１５】このように各分割コア４０に凹球面４５を
形成したならば、治具８から抜き出したこれら分割コア
４０を図１１(a)に示すように組み合わせて前記外枠部
４１にはめ込むことで一体化し、この状態でドーム１の
内面の成形面となる凸曲面４４をこれら分割コア４０に
対して精密ＮＣ旋盤あるいは形彫り放電加工で一体加工
して図１１(b)に示すように隣接する分割コア４０に跨
がる鏡面に仕上げる。また抜き勾配が必要であれば併せ
て一体加工で実施する。

【００１６】図１はこのようにして形成した分割コア４
０群と外枠部４１とスペーサ４２とを組み合わせた状態
の斜視図と破断斜視図であり、図１２は分解斜視図であ
る。また分割コア４０はボルトだけで固定されるものを
示している。図中４８はエジェクターピン用の孔、４９
は前記ドーム１の装着用フック１９の形成部である。図
１３は更に段付きとした場合の例の斜視図と破断斜視
図、図１４はその分解斜視図である。

【００１７】上型３の内面は、上記マルチレンズの場
合、その外面が単純な球面となることから、図１５に示
すような鏡面に仕上げられた半球状の凹部を備えた分割
金型とすればよく、このような上型３における抜き勾配
部３０は図１６に示す放電加工用電極３５を用いた放電
加工で形成するとよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明においては、成形金
型をその開閉方向に平行な方向において表面が各旋削加
工領域に応じて分割される分割コアとしてこれら分割コ
アを夫々形成し、これら各分割コアの表面に旋削加工を
施し、次いで各分割コアを一体化して表面を仕上げる加
工を施すものであり、複数の分割コアに分割する上に、
分割方向を成形金型の開閉方向に平行な方向としている
ことから、そして各分割コアの表面に旋削加工を施すこ
とから、分割コアの製作が容易なものであり、またこれ
ら分割コアを一つに結合して表面を仕上げるために分割
したとはいえ、最終的には一体のものと同じ仕上げを得
ることができるものであって、多面体構造の成形品を得
るための成形金型の製作が容易なものである。

【００１９】上記の表面を仕上げる加工は隣接する分割
コアに跨がる面を形成するものであることや鏡面加工で
あることが良好な成形品を得られるものとする点で好ま
しい。また各分割コアの表面に施される旋削加工は分割
コアを特定位置に保持する治具にセットして行うもので
あることが正確な旋削加工が容易となる点で好ましく、
特に治具が複数の分割コアを対称位置に保持するものと
なっていると、複数の分割コアに対する旋削加工を一度
に行うことができる点で好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって得られた下型の一例を示すもの
で、(a)は斜視図、(b)は破断斜視図である。

【図２】本発明にかかる製作方法のフローチャートであ
る。

【図３】成形金型の一例の縦断面図である。

【図４】分割線の一例の説明図である。

【図５】分割位置の説明図である。

【図６】(a)(b)(c)は分割位置の違いによる断面形状の
差の説明図である。

【図７】分割コアに必要なデータの説明図である。

【図８】分割コアのワイヤーカット放電加工による製作
の一例を示すもので、(a)は平面図、(b)は側面図であ
る。

【図９】治具の説明図である。

【図１０】治具とこれにセットする分割コアの斜視図で
ある。

【図１１】(a)は仕上げ加工前の分割コアの斜視図、(b)
は仕上げ加工後の分割コアの斜視図である。

【図１２】本発明によって得られた下型の分解斜視図で
ある。

【図１３】下型の他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)
は破断斜視図である。

【図１４】同上の分解斜視図である。

【図１５】上型の分解斜視図である。

【図１６】上型の加工方法の一例を示す斜視図である。

【図１７】多面体構造の成形品の一例のドーム型マルチ
レンズを示すもので、(a)は平面図、(b)は断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｌ分割線４０分割コア４５凹球面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥川公威大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形金型をその開閉方向に平行な方向に
おいて表面が各旋削加工領域に応じて分割される分割コ
アとしてこれら分割コアを夫々形成し、これら各分割コ
アの表面に旋削加工を施し、次いで各分割コアを一体に
して表面を仕上げる加工を施すことを特徴とする成形金
型の製作方法。
【請求項２】表面を仕上げる加工は、隣接する分割コ
アに跨がる面を形成するものであることを特徴とする請
求項１記載の成形金型の製作方法。
【請求項３】表面を仕上げる加工は鏡面加工であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の成形金型の製作
方法。
【請求項４】各分割コアの表面に施される旋削加工
は、分割コアを特定位置に保持する治具にセットして行
うものであることを特徴とする請求項１記載の成形金型
の製作方法。
【請求項５】治具は複数の分割コアを対称位置に保持
するものであることを特徴とする請求項４記載の成形金
型の製作方法。