JPS5940189Y2 - プラスチックレンズの成形用金型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、プラスチックレンズの成形用金型、詳しくは
、プラスチックレンズ面形成用の上下の金型と、上記レ
ンズの周面形成用ガスケットとからなる、プラスチック
レンズを注形型によって製作する成形用金型に関する。

周知のように、この種の従来の金型は、その−例を第１
図に示すように構成されている。

なお、本例においては、レンズの一面が凸面、他面が凹
面の凸凹レンズを成形する場合の金型が示されているが
、他の凸レンズや凹レンズについてもはｙ同様に構成さ
れる。

即ち、この金型１は、プラスチックレンズの凸面を形成
するための凹面２ａを有する、ガラス材等からなる厚板
状の上金型２と、プラスチックレンズの凹面を形成する
ための凸面３ａを有する、ガラス材等からなる板状の下
金型３と、上記上下の金型２，３が上下より夫々嵌合し
て対向する嵌合部４ ａ ｔ ４ ｂを有する、塩化ビ
ニールや酢酸ビニール材からなる短筒状のガスケット４
で構成されている。

上記ガスケット４は、中央部に厚味のある内向鍔部５が
形成されていて、その内周面がレンズ周面を成形する側
壁面となってかり、かつその上下面が上記上下の金型２
，３が嵌合する嵌合部４ａｔ４ｂの受面を形成するよう
になっている。

そして、上記内向鍔部５の内周面の一部から周壁を貫通
する注入孔６が穿設されており、同注入孔６の外側には
、周壁から突出して形成された注入管７が周壁と一体に
形成されている。

この注入管７からはモノマーと称せられる未重合の液状
体のプラスチックレンズ素材が注入される。

このように形成された上下上下の金型２，３及びガスケ
ット４は、プラスチックレンズ成形時には、第２図に示
されるように組み合せられて使用される。

即ち、上記ガスケット４の、上下の金型嵌合部４ａ、４
ｂ内に上記金型２，３が夫々上下より嵌合され、図示さ
れない保持手段により固定され、図に示すように、ガス
ケット４の内向鍔部５の内周側壁面５ａと、上金型２の
四面２ａと、下金型３の凸面３ａとで形成される空隙８
がプラスチックレンズを成形する注形型部となるように
なっている。

そして、このように組み合わされた金型１の空隙８内に
上記モノマー注入管７より、内部に空気が残らないよう
にこれを排気し乍ら、モノマー１０を注入し、しかる後
回に示すように上記注入管７を封鎖する。

次いで、このモノマー１０が充填された金型１を加熱炉
（図示されず）内に入れ、４０℃〜９０℃で２０数時間
をかけ、温度を徐々に上昇させて加熱し、モノマー１０
を重合させて、所定の形状のプラスチックレンズを成形
するようになっている。

ところで、このようにプラスチックレンズを注形型によ
って成形する場合、上記モノマー１０の重合が進むにつ
れて、モノマー１０の容積が減少して収縮（約１５％程
度）するので、その収縮に伴ない、これと接触している
上記上下の金型２゜３及びガスケット４を引き寄せる力
が作用する。

特に加熱により軟化している上記ガスケット４は、上記
モノマー１０の収縮に伴なって、重合が完了した時点で
は、第３図に示すように変形してし普う。

このように、ガスケット４が変形してし１うと、成形に
よってでき上ったプラスチックレンズ１０Ａは、第４図
に示すように、上下の凸凹面１０ａ、１０ｂの光軸Ｏ□
ｔ０２が一致しなくなると共に、その中心部の厚さｔも
所定のものと違ったものになってし１う。

従って、このようなガスケット形式の成形手段によって
は、メガネ用レンズ等のように厚さに多少のバラツキが
あり、上下曲面の光軸に多少のずれがあっても眼で容易
に調節出来る範囲内で実用上支障のないレンズは成形出
来るが、カメラ、プロジェクタ−等の光学機器に使用さ
れるような高精度のプラスチックレンズを得ることは到
底望めない。

なお、第２図に示すように空隙８内に充填され、成形さ
れたモノマー１０は、その重合が完了し、レンズ１０Ａ
に成形された後、急冷又は衝撃等により金型１から離型
され、その形状は、上記変形作用により、その周縁が第
５図に示すように歪められたものとなるが、その中央部
を点線で示すようにトリーミングして使用される。

このように、従来のガスケット形式の金型１では、カメ
ラやプロジェクタ−等の光学機器に使用される高精度の
プラスチックレンズを得ることは出来なかった。

本考案の目的は、上記の点に鑑み、上記ガスケット形式
の金型におけるガスケットを、高剛性材からなる側面形
成用ガスケットと、このガスケット内に配置される高伸
縮性材からなる被成形材収縮補正用ガスケットとの二重
構造のガスケットにすることによって、被成形レンズの
変形を最少限のものとし、上記光学機器のレンズとして
も使用し得る高精度のプラスチックレンズが得られるよ
うにした成形用金型を提供するにある。

本考案によれば、従来のガスケット形式の金型に、構造
の簡単な被成形加工材収縮補正用ガスケットを付加する
だけで、従来不可能とされていたカメラ等の光学機器に
も充分使用出来る高精度のプラスチックレンズを容易に
得ることが出来る。

以下、本考案を図示の実施例に基いて説明する。

第６図は、本考案の一実施例を示すプラスチックレンズ
の成形用金型の分解図であって、右半部を断面で示しで
ある。

本考案の成形用金型Ｌ１は、上記第２図における上下の
金型２，３と同様な、夫々の下面及び上面に、被成形加
工レンズのレンズ面形成用の凹凸面１２ａ 、 １３ａ
が夫々形成されたレンズ面形成用上金型１２およびレン
ズ面形成用下金型１３と、レンズの周面を形成する側壁
面１６ａを有する高剛性材からなる短円筒状のレンズ側
面形成用ガスケット１４と、このガスケット１４内に配
置され、同ガスケット１４の上記側壁面１６ａ及び上下
の金型１２，１３のレンズ成形面周辺を密着して覆う、
高伸縮性材からなる被成形材収縮補正用ガスケット１５
とで構成されている。

上記側面形成用ガスケット１４は、剛性の高い金属等で
作られ、その形状は、上記第２図におけるガスケット４
とはｙ同様なものであるが、内周側壁面１６ａが側壁面
成形面となる内向鍔部１６には、内側から外側に通じる
内外圧を等しくするための複数個の通気孔１７が穿設さ
れており、モノマー注入孔１８には、第２図におけるパ
イプ状に突出して形成された注入管７が欠除している点
で異なっている。

上記被成形材収縮補正用ガスケット１５は、弾性変形し
易い材質からなり、図に示すように、上下縁部１５ａが
外方に折り曲げられて、その縁部１５ａの断面形がコの
字状となったリング体で形成されており、その周側壁の
一部には外方に延びるモノマー注入管１９が一体的に形
成されている。

この収縮補正用ガスケット１５は、プラスチックレンズ
の成形時、上記側面形成用ガスケット１４内に配置され
、側面形成用の成形面を構成すると共に、被成形材の重
合による収縮に応じて、上記ガスケット１４から引き離
されて中央に向けて均等に収縮し、後記するように被成
形レンズの厚みの狂いや、上下面の光軸のずれ等を最小
限のものに補正するほか、上記ガスケット１４の変形を
防止する役目をするためのものであって、これによって
従来のこの種の金型では達成出来なかった高精度のプラ
スチックレンズの成形加工が出来るようになっている。

次に、このように構成された本考案の成形用金型１−１
の作用について説明する。

先ず、側面形成用ガスケット１４内にその内向鍔部１６
を挾持するようにして、上記被成形材収縮補正用ガスケ
ット１５が嵌装されて配置される。

この際、上記ガスケット１４のモノマー注入孔１８内に
上記補正用ガスケット１５のモノマー注入管１９がその
先端部から外方に突出するようにして嵌入される。

このようにガスケット１５を配置すると、ガスケット１
４の側壁面１６ａはガスケット１５が密着して覆う。

次いで、上記補正用ガスケット１５が嵌装された側面形
成用ガスケット１４内に、第７図に示すように上下の金
型１２，１３が夫々嵌合される。

すると、両金型１２，１３のレンズ成形面の周辺もガス
ケット１５の上下縁部１５ａによって覆われる。

次いで、上記上下の金型１２，１３と補正用ガスケット
１５との間に形成される空隙２１、即ちプラスチックレ
ンズ注形型内に上記モノマー注入管１９から、内部の空
気を排気し乍らモノマー２０を充填した後、第７図に示
すように、上記注入管１９の先端部を封鎖する。

次いで、モノマー２０が充填された金型１」を加熱４Ｐ
（図示されず）内に入れて、４０℃〜９０℃に２０数時
間かけ、徐々に温度を上げて加熱し、モノマー２０を重
合させる。

この重合過程において、初め液体であったモノマー２０
は、重合が進むにつれてワックス状、ロウ状となり重合
が完了すると固体となる。

この過程においてモノマー２０の収縮の大半は、形状を
自由に変えられる液体状からやや粘性の大きいワックス
状に変化する過程で起きる。

このときの収縮によりモノマー２０と金型１２．１３お
よび被成形材収縮補正用ガスケット１５の内周縁部１５
ｂの間に隙間ができることになるが、その隙間内の圧力
は非常に低いとと＼内周縁部１５ｂは、高伸縮性を有す
るので、通気孔１７を通してか＼る大気の圧力により、
その隙間は閉鎖され、内周縁部１５ｂはモノマー２０と
密着したま＼、第８図に示すように変形し上下の厚さ方
向の寸法は、殆んど不動の寸＼である。

更にモノマーがかなり固化し、レンズ面形成用の凹凸面
１２ａ。

１３ａと内部のプラスチックレンズ部が接着した状態で
も、僅かな収縮があるが、この収縮はガスケット縁部１
５ａが収縮されるとと＼上記のようにガスケット内周縁
部１５ｂが変形することにより吸収され、レンズ面形成
用の凹凸面１２ａ。

１３ａと内部のプラスチックレンズ間の剥離が防がれる
。

以上のことにより厚さ方向の寸法変化は、非常に少なく
なり、更に金型１２，１３と側面形成用ガスケット１４
の剛性が高いので型ずれが無く、注型されるプラスチッ
クレンズの上下の光軸のずれも殆んど生じない。

このように、重合が完了して成形されたモノマー２０に
よるプラスチックレンズは、従来の方法と同様に、金型
１１を急冷又は衝撃を加えて離型し、トリミングによっ
てその周縁部２０ａを上記補正用ガスケット１５と共に
切り落すことによって、中心部の厚さの狂いも、上下面
の光軸のずれも殆んどない高精度のプラスチックレンズ
を得ることが出来る。

上記金型１ｊを用いることによって、レンズ径３０ｍｍ
、中心厚さ６ｍｍの凸凹レンズを成形した例においては
、従来の金型１を用いた場合、中心厚さの寸法差が±０
．２ ｒｒａｎ、上下面の光軸のずれが士±０．１ｍｍ
以上あったものが、夫々±０．０３〜０．０５ｍｍ及び
０．０２〜０．０５＋ｙｏ＋＋程度と大巾に減少させる
ことが出来た。

以上説明したように、本考案の金型によれば、高精度が
要求される光学機器用レンズとしても充分使用出来る高
精度のレンズを得ることが出来ると共に、上記側面形成
用ガスケットは成形加工時変形することがないので恒久
的に使用出来、かつ、補正用ガスケットを新に付加する
ことになっても、金型のコストとしては、従来の金型よ
り安価にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、右半部を断面で表した、従来の金型の−例を
示す分解側面図、第２図は、上記第１図の金型の成形時
の状態を示す断面図、第３図は、上記第２図の金型の成
形加工時の変形態様を示す断面図、第４図は、上記第２
図の金型によって成形されたプラスチックレンズの→ｌ
を示す断面図、第５図は、上記第４図のプラスチックレ
ンズのトリミング加工前の状態を示す平面図、第６図は
、右半部を断面で表した、本考案の〜実施例を示す金型
の分解側面図、第７図は、上記第６図の金型の成形時の
状態を示す断面図、第８図は、上記第６図の金型で成形
されるプラスチックレンズの成形加工時の変形態様を示
す断面図である。 Ｌ、し１・・・金型、２，１２・・・レンズ面形成用上
金型、３，１３・・・レンズ面形成用下金型、４，１４
・・・側面形成用ガスケット、１５・・・被成形材収縮
補正用ガスケット。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 プラスチックレンズの一方のレンズ面を成形するための
   レンズ面形成用上金型と、 上記プラスチックレンズの他方のレンズ面を成形するた
   めのレンズ面形成用下金型と、 上記プラスチックレンズの周面を成形する側壁面を有す
   ると共に、上記レンズ面形成用の上金型と下金型とを互
   に対向させて配設し、その対向空隙によって形成される
   プラスチックレンズ注形型内にプラスチックレンズ材の
   モノマーを注入するための注入口を有する、高剛性材か
   らなる側面形成用ガスケットと、 このレンズ側面形成用ガスケット内に配置され、上記上
   下の両金型のレンズ成形面の周辺とレンズ側面形成用ガ
   スケットの上記側壁面とを密着して覆い、上記モノマー
   の収縮時に同モノマーと一体化して、その収縮分を補う
   、高伸縮性材からなる収縮補正用ガスケットと、 からなることを特徴とするプラスチックレンズの成形用
   金型。