專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)部件的樹(shù)脂成形方法、金屬模裝置及澆口襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)部件的樹(shù)脂成形方法、金屬模裝置及澆口襯套，特別涉及用來(lái)成形導(dǎo)光板、透鏡及棱鏡等使光透過(guò)而使用的塑料成形品的成形方法以及在這樣的塑料成形品的注射成形中使用的金屬模裝置及澆口襯套。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，開(kāi)發(fā)出了穩(wěn)定特性的透明的樹(shù)脂，這樣的樹(shù)脂的成形技術(shù)在不斷發(fā)展。隨之，作為CD播放機(jī)的光學(xué)頭、攝影機(jī)、帶照相機(jī)的便攜電話(huà)等光學(xué)設(shè)備的透鏡而使用塑料透鏡。
例如，在帶照相機(jī)的便攜電話(huà)的照相機(jī)機(jī)構(gòu)中使用的塑料透鏡大多尺寸較小。在通過(guò)注射成形機(jī)成形這樣的塑料透鏡的情況下，成形用金屬模一般做成多個(gè)模，例如通過(guò)一個(gè)金屬模成形4到6個(gè)塑料透鏡(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
在一次成形周期中成形的多個(gè)塑料透鏡由澆道連接。澆道是在用來(lái)將熔融的樹(shù)脂從金屬模的樹(shù)脂注入口導(dǎo)引到作為型腔的入口用的澆口的通路內(nèi)固化的樹(shù)脂，作為成形品是不需要的部分。因此，由澆道連接的塑料透鏡在被從金屬模取出后，在澆口的部分處從澆道切離而成為一個(gè)個(gè)的塑料透鏡。此外，發(fā)揮使來(lái)自周邊的光源的光向畫(huà)面方向反射的作用的導(dǎo)光板在便攜電話(huà)及液晶顯示器中使用。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平7-266391號(hào)公報(bào)在以往的成形方法中，對(duì)于塑料透鏡等成形品，有必要將澆道切離。在塑料透鏡的尺寸較小的情況下，澆道部分的樹(shù)脂量與塑料透鏡的樹(shù)脂量相比變大。即，在金屬模內(nèi)固化的所有樹(shù)脂中，澆道部分的樹(shù)脂量的比例變大，實(shí)際上廢棄的部分的樹(shù)脂量比作為成形品的部分的樹(shù)脂量還大。
由于在塑料透鏡等光學(xué)部件中使用的樹(shù)脂需要有高透明性及穩(wěn)定性，所以昂貴的樹(shù)脂較多，如果如上述那樣廢棄的部分較多，則存在相應(yīng)地提高了的塑料透鏡的制造成本的問(wèn)題。
此外，在成形品由澆道連接的情況下，需要在從金屬模取出后將澆道切離的工序，如果能夠省略該工序，則制造成本也能夠相應(yīng)地降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而做出的，目的是提供作為澆道不產(chǎn)生浪費(fèi)部分的樹(shù)脂光學(xué)部件的成形方法及實(shí)現(xiàn)這種成形方法的金屬模裝置及澆口襯套。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種樹(shù)脂成形方法，成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，使?jié)部诮財(cái)?斷開(kāi))用銷(xiāo)后退，將樹(shù)脂填充到金屬模裝置的型腔內(nèi)；使該澆口截?cái)嘤娩N(xiāo)深入到在該型腔內(nèi)樹(shù)脂固化而形成該光學(xué)部件時(shí)的該光學(xué)部件的外周面以上，并且在該有效部分的跟前停止；將該型腔內(nèi)的樹(shù)脂冷卻固化；使上述銷(xiāo)后退而移動(dòng)至該光學(xué)部件的該外周面的外側(cè)；將上述金屬模裝置打開(kāi)而將上述光學(xué)部件取出。
在本發(fā)明的樹(shù)脂成形方法中，優(yōu)選將上述銷(xiāo)向與上述金屬模裝置的開(kāi)閉方向垂直的方向移動(dòng)。此外，在使上述銷(xiāo)后退的階段，上述銷(xiāo)后退并停止的位置優(yōu)選能夠維持由上述銷(xiāo)引起的澆口的截?cái)嗟奈恢谩?br> 此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種金屬模裝置，用來(lái)注射成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，具有可動(dòng)金屬模及固定金屬模，在關(guān)閉時(shí)形成區(qū)劃出該光學(xué)部件的外形的型腔；澆口，在該固定金屬模的分型面上開(kāi)口；銷(xiāo)，能夠在該澆口內(nèi)移動(dòng)，將該澆口開(kāi)放及截?cái)啵黄錁?gòu)成為，能夠控制上述銷(xiāo)的位置，以使其在上述分型面以上向上述型腔側(cè)突出，但在沒(méi)有到達(dá)上述光學(xué)部件的上述有效部分的位置的范圍內(nèi)停止。
本發(fā)明的金屬模裝置優(yōu)選為，具有用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述銷(xiāo)的驅(qū)動(dòng)部；該驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)上述銷(xiāo)以使其將上述澆口截?cái)嗲以谏鲜龇中兔嬉陨舷蛏鲜鲂颓粌?nèi)突出，并且在維持上述澆口的截?cái)嗟臓顟B(tài)下將上述銷(xiāo)移動(dòng)到上述分型面的外側(cè)?；蛘撸景l(fā)明的金屬模裝置優(yōu)選為，具有驅(qū)動(dòng)上述銷(xiāo)的第1驅(qū)動(dòng)部和第2驅(qū)動(dòng)部；該第1驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)上述銷(xiāo)以使其將上述澆口截?cái)嗲以谏鲜龇中兔嬉陨舷蛏鲜鲂颓粌?nèi)突出；該第2驅(qū)動(dòng)部在維持上述澆口的截?cái)嗟臓顟B(tài)下將上述銷(xiāo)移動(dòng)到上述分型面的外側(cè)。上述第1驅(qū)動(dòng)部及上述第2驅(qū)動(dòng)部?jī)?yōu)選地是往復(fù)運(yùn)動(dòng)氣缸。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種金屬模裝置，用來(lái)注射成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，具有芯部，其在將金屬模關(guān)閉時(shí)形成該光學(xué)部件的有效面；澆口，其在該固定金屬模的分型面上開(kāi)口；銷(xiāo)，能夠在該澆口內(nèi)移動(dòng)，將該澆口開(kāi)放及截?cái)啵粷部谝r套，設(shè)在上述澆口的周?chē)紊鲜鰸部诘那岸?；?gòu)成上述型腔的一部分的上述澆口襯套的型腔面的至少一部分具有與上述芯部的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，提供一種澆口襯套，設(shè)在金屬模裝置中，內(nèi)部中可移動(dòng)地具備將澆口開(kāi)放及截?cái)嗟匿N(xiāo)，支撐上述澆口的前端，其特征在于，被構(gòu)成形成在上述金屬模裝置的內(nèi)部中的型腔的一部分的上述澆口襯套的型腔面的至少一部分是具有與形成利用上述金屬模裝置注射成形的光學(xué)部件的有效面的芯部的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的曲面。
根據(jù)本發(fā)明，由于以熱澆道方式將光學(xué)部件樹(shù)脂成形，所以沒(méi)有形成固化的澆道部，不需要將昂貴的光學(xué)部件用的樹(shù)脂作為澆道部廢棄。因此，能夠降低光學(xué)部件的制造成本。此外，通過(guò)控制熱澆道方式的澆道截?cái)嘤玫匿N(xiāo)的位置，能夠不損傷成形的光學(xué)部件而將其可靠地從金屬模裝置取出。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的進(jìn)行注射成形的注射成形機(jī)的側(cè)視圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的金屬模裝置的一部分的剖視圖。
圖3是表示作為圖2所示的成形品的一例的凸透鏡的圖。
圖4是用來(lái)說(shuō)明2級(jí)缸的澆口閥的位置控制的閥的位置的圖。
圖5是用來(lái)說(shuō)明圖4所示的閥位置與成形品的位置關(guān)系的圖。
圖6是表示作為由本發(fā)明的金屬模裝置成形的成形品的一例的凹透鏡的圖。
圖7是表示作為由本發(fā)明的金屬模裝置成形的成形品的一例的四邊形的凹透鏡的圖。
圖8是表示作為由本發(fā)明的金屬模裝置成形的成形品的一例的棱鏡的圖。
圖9是用來(lái)說(shuō)明用來(lái)成形主面的外形具有圓形的成形品的澆道襯套的構(gòu)造的圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式的塑料透鏡的注射成形進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)本實(shí)施方式的進(jìn)行注射成形的注射成形機(jī)的概要進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行注射成形的注射成形機(jī)的側(cè)視圖。
圖1所示的電動(dòng)注射成形機(jī)1由注射裝置10及合模裝置20構(gòu)成。
注射裝置10具備加熱缸11，在加熱缸11上設(shè)有儲(chǔ)料器(料斗)12。在加熱缸內(nèi)進(jìn)退自如且旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)有螺桿13。螺桿13的后端受支撐部件14旋轉(zhuǎn)自如地支撐。在支撐部件14上，作為驅(qū)動(dòng)部而安裝有伺服馬達(dá)等的計(jì)量馬達(dá)15。計(jì)量馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由安裝在輸出軸上的同步帶傳遞給被驅(qū)動(dòng)部的螺桿13。
注射裝置10具有與螺桿13平行的絲杠17。絲杠17的后端經(jīng)由同步帶連結(jié)在注射馬達(dá)19的輸出軸上。因而，能夠通過(guò)注射馬達(dá)19使絲杠17旋轉(zhuǎn)。絲杠17的前端與固定在支撐部件14上的螺母卡合。如果驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)19，經(jīng)由同步帶使絲杠17旋轉(zhuǎn)，則支撐部件14能夠前進(jìn)后退，結(jié)果，能夠使被驅(qū)動(dòng)部的螺桿13前后移動(dòng)。
合模裝置20具有安裝有可動(dòng)金屬模21A的可動(dòng)臺(tái)板22、和安裝有固定金屬模21B的固定臺(tái)板24。由可動(dòng)金屬模21A和固定金屬模21B構(gòu)成后述的本實(shí)施方式的金屬模裝置23?？蓜?dòng)臺(tái)板22和固定臺(tái)板24由連結(jié)桿25連結(jié)?？蓜?dòng)臺(tái)板22能夠沿著連結(jié)桿25滑動(dòng)。此外，合模裝置20具有一端與可動(dòng)臺(tái)板22連結(jié)、另一端與肘節(jié)支撐26連結(jié)的肘節(jié)機(jī)構(gòu)27。在肘節(jié)支撐26的中央部旋轉(zhuǎn)自如地支撐著滾珠絲杠29。在滾珠絲杠29上，卡合著與設(shè)在肘節(jié)機(jī)構(gòu)27上的十字頭30上的螺母31卡合。此外，在滾珠絲杠29的后端上設(shè)有滑輪32，在伺服馬達(dá)等的合模馬達(dá)28的輸出軸33與滑輪32之間設(shè)有同步帶。
在合模裝置20中，如果驅(qū)動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)部的合模馬達(dá)28，則將合模馬達(dá)28的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由同步帶34被傳遞給滾珠絲杠29。接著，通過(guò)滾珠絲杠29及螺母31從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被變換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，肘節(jié)機(jī)構(gòu)27動(dòng)作。通過(guò)肘節(jié)機(jī)構(gòu)27的動(dòng)作，可動(dòng)臺(tái)板22沿著連結(jié)桿25移動(dòng)，進(jìn)行閉模、合模及開(kāi)模。在合模馬達(dá)28的輸出軸33的后端連接著位置檢測(cè)器35。位置檢測(cè)器35通過(guò)檢測(cè)合模馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)量，檢測(cè)由隨著滾珠絲杠29的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)的十字頭30或肘節(jié)機(jī)構(gòu)27連結(jié)在十字頭30的可動(dòng)臺(tái)板22的位置。
此外，在本實(shí)施方式中，在電動(dòng)注射成形機(jī)1中設(shè)有控制部40?？刂撇?0控制注射裝置的計(jì)量馬達(dá)15及注射馬達(dá)19，并且控制合模裝置20的合模馬達(dá)28。進(jìn)而，控制部40控制如后述那樣設(shè)在金屬模裝置23中的澆口閥機(jī)構(gòu)的閥的動(dòng)作。
接著，參照?qǐng)D2對(duì)本實(shí)施方式的金屬模裝置23進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示金屬模裝置23的一部分的剖視圖。金屬模裝置23是所謂的熱澆道方式的金屬模裝置，不形成在通常的冷澆道方式中附帶形成在成形品上的澆道部(固化的樹(shù)脂部分)。
在熱澆道方式中，總是加熱澆道部以將金屬模內(nèi)的澆道部維持為熔融狀態(tài)。因而，在將填充在金屬模的型腔中的熔融樹(shù)脂冷卻并固化時(shí)，需要設(shè)置將澆道與固化的成形品部分(型腔內(nèi))截?cái)嗟臋C(jī)構(gòu)。該截?cái)鄼C(jī)構(gòu)與圖2的澆口閥機(jī)構(gòu)60相當(dāng)。
本實(shí)施方式的金屬模裝置23是通過(guò)注射成形將圖3所示的塑料制的凸透鏡50成形用的金屬模，但成形品并不限于凸透鏡，也可以如后述那樣應(yīng)用在用于其他各種光學(xué)部件的成形的金屬模裝置中。這里，圖3(A)是凸透鏡50的正視圖，圖3(B)是剖視圖。
在圖2中，可動(dòng)金屬模21A與固定金屬模21B的邊界(所謂的分離線(xiàn))用粗線(xiàn)PL表示。粗線(xiàn)PL的左側(cè)是可動(dòng)金屬模21A，右側(cè)是固定金屬模21B。圖2所示的狀態(tài)是金屬模裝置23閉模后的狀態(tài)，在開(kāi)模的情況下可動(dòng)金屬模21A向圖2中左向移動(dòng)。
在固定金屬模21B中設(shè)有用來(lái)形成成形品的外形的型芯21Ba。此外，在可動(dòng)金屬模21A中設(shè)有用來(lái)形成成形品的外形的型芯21Aa。在金屬模裝置23關(guān)閉時(shí)通過(guò)型芯21Aa及型芯21Ba形成型腔52。
通過(guò)將熔融樹(shù)脂填充在型腔52中并冷卻、固化，形成圖3所示的凸透鏡50。在金屬模裝置23內(nèi)熔融樹(shù)脂固化而形成凸透鏡50后，如果可動(dòng)金屬模21A移動(dòng)(開(kāi)模)，則型芯21Aa與可動(dòng)金屬模21A的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)而相對(duì)于可動(dòng)金屬模21A向右側(cè)移動(dòng)，將在型腔52內(nèi)固化的凸透鏡50從可動(dòng)金屬模21A分離并取出。
將熔融樹(shù)脂從圖1所示的注射裝置10供給到固定金屬模21B中。在固定金屬模21B的內(nèi)部中，形成有用來(lái)使熔融的樹(shù)脂流動(dòng)而導(dǎo)入到型腔52中的通路(澆道)53。在澆道53的周?chē)渲糜杏脕?lái)將澆道53加熱的加熱器，基于埋入在固定金屬模21B內(nèi)的溫度傳感器的檢測(cè)值進(jìn)行金屬模溫度控制，以保持澆道53內(nèi)的樹(shù)脂的熔融狀態(tài)。澆道53的一端與形成在固定金屬模21B的側(cè)面的噴嘴接觸部54連接。在嘴接觸部54上連接著圖1所示的注射裝置10的加熱缸11的前端的噴嘴，將由加熱缸11熔融并計(jì)量后的樹(shù)脂供給到澆道53中。澆道53的另一端與澆口通路55連接，澆口通路55經(jīng)由周?chē)軡部谝r套100包圍的澆口56與型腔52連接。澆口襯套與澆口56的前端一起發(fā)揮將樹(shù)脂的流路連通或截?cái)嗟淖饔?。在該?gòu)造的下方，形成大致平面狀的澆口襯套100的一個(gè)面(在圖2中是澆口襯套100的下表面)及澆口56的前端部構(gòu)成型腔52的一部分(在圖2中是型腔52的上表面部)，被供給到澆道53中的熔融樹(shù)脂通過(guò)澆道通路55和澆道56填充到型腔52中。另外，在澆口通路55中如上述的那樣設(shè)有澆口閥機(jī)構(gòu)60，構(gòu)成為，能夠?qū)驳?6開(kāi)放或封閉。
澆口閥機(jī)構(gòu)60具有作為可移動(dòng)地位于澆口通路55內(nèi)的切斷機(jī)構(gòu)的閥61、和驅(qū)動(dòng)閥61的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)62。閥61的前端部分的銷(xiāo)61a形成為游嵌在澆口56的內(nèi)徑上那樣的外徑，如果將銷(xiāo)61a插入在澆口56中則澆口56封閉，將澆口通路56與型腔52之間截?cái)?。圖2所示的狀態(tài)是銷(xiāo)61a插入在澆口56中而封閉澆口56的狀態(tài)。
澆口閥機(jī)構(gòu)60的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)62由可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸構(gòu)成，將閥61固定在銷(xiāo)63上、或?qū)㈤y61與活塞63一體地形成。通過(guò)將壓縮空氣供給到氣缸62中并驅(qū)動(dòng)，活塞63移動(dòng)，能夠?qū)㈤y61向軸向移動(dòng)。
在本實(shí)施方式中，閥61的移動(dòng)方向如圖2所示，相對(duì)于分離線(xiàn)PL平行(即，相對(duì)于金屬模開(kāi)閉方向垂直)，澆口56位于分離線(xiàn)PL上。通常，相當(dāng)于成形品的分離線(xiàn)的面(稱(chēng)作分型面)由于難以確保面的精度及品質(zhì)，所以不做成具有功能的面，如果做成了圖2所示的結(jié)構(gòu)，則構(gòu)成將澆道56開(kāi)口于分型面上。
如以上那樣，成形品的分型面是在金屬模裝置23打開(kāi)時(shí)一邊與形成金屬模的型腔52的面接觸一邊移動(dòng)的面，在閥61的銷(xiāo)61a即使稍稍向成形品(凸透鏡50)(向型腔52內(nèi))突出的情況下，也會(huì)發(fā)生在由閥61的銷(xiāo)61a一邊鉤掛著產(chǎn)品一邊使成形品從固定金屬模21B脫離的情況，有可能弄傷或損傷成形品。因此，在打開(kāi)金屬模裝置23時(shí)，閥61的銷(xiāo)61a的前端面必須與型腔52的內(nèi)表面一致、或比其位置后退。
另一方面，在將銷(xiāo)61a插入到澆口56中而停止向型腔52填充熔融樹(shù)脂的時(shí)刻，在閥61的銷(xiāo)61a的前端面比型腔52的內(nèi)表面即使稍稍后退的情況下，由于因其后退而形成的澆口56內(nèi)的空間與型腔52連接，所以成為在澆口56內(nèi)的空間中也填充有熔融樹(shù)脂的狀態(tài)。由于填充在澆口56內(nèi)的空間中的熔融樹(shù)脂與成形品一體地固化，所以在打開(kāi)金屬模裝置32時(shí)，在澆口56內(nèi)固化的樹(shù)脂的部分相比形成固定金屬模21B的型腔的面，成為向內(nèi)側(cè)突出的狀態(tài)。因而，在將金屬模裝置23打開(kāi)時(shí)，該突出部鉤掛在固定金屬模21B上，有可能使成形品不能順利地從固定金屬模21B脫離。
如果考慮到以上那樣的問(wèn)題，則在通過(guò)銷(xiāo)61a將澆口56關(guān)閉時(shí)，需要控制銷(xiāo)61a即閥61的停止位置，以使銷(xiāo)61a的前端面與形成型腔52的面高精度地一致。所以，在本實(shí)施方式中，如圖1所示，通過(guò)注射成形機(jī)1主體的控制部40控制澆口閥機(jī)構(gòu)60，高精度地控制閥61將澆口56封閉而停止的位置。
這里，即使高精度地控制閥61將澆口56封閉而停止的位置，也存在金屬模裝置23的部件及澆口閥機(jī)構(gòu)60的部件的尺寸的累積誤差、而難以使銷(xiāo)61a的前端面與型腔52的面完全一致的情況。所以，也可以將澆口閥機(jī)構(gòu)60的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)62如圖4所示那樣做成2級(jí)缸，根據(jù)澆口閥的開(kāi)閉動(dòng)作控制銷(xiāo)61a的前端面的位置。
這里，參照?qǐng)D4及圖5對(duì)2級(jí)缸的銷(xiāo)61a的前端面的位置控制進(jìn)行說(shuō)明。圖4是用來(lái)說(shuō)明2級(jí)缸的澆口閥的位置控制的閥的位置的圖，圖5是用來(lái)說(shuō)明圖4所示的閥位置與成形品的位置關(guān)系的圖。
圖4是示意地表示2級(jí)缸及閥的圖，目的是進(jìn)行動(dòng)作的說(shuō)明，氣缸的缸部及其他部件的圖示省略。此外，在圖4中，將設(shè)在閥61A的前端上的銷(xiāo)61a(參照?qǐng)D5)簡(jiǎn)潔化，用與閥相同的外徑表示。因此，圖4的閥的前端面對(duì)應(yīng)于圖5的銷(xiāo)61a的前端面。
作為2級(jí)缸，除了圖2所示的氣缸62(第1驅(qū)動(dòng)部)以外，在氣缸62與澆口56之間設(shè)有輔助氣缸(第2驅(qū)動(dòng)部)65。另外，在圖4中沒(méi)有圖示輔助氣缸65的缸部，而僅圖示的缸內(nèi)活塞66。對(duì)于氣缸62也只表示了內(nèi)部的活塞63。
輔助氣缸65是為了使閥61A微小移動(dòng)而設(shè)置的氣缸。為了設(shè)置輔助氣缸65而使閥61A移動(dòng)，閥61A具有外徑較粗的大徑部61Aa和外徑較細(xì)的小徑部61Ab。
首先，為了打開(kāi)澆口閥而將樹(shù)脂填充到型腔52中，如圖4(A)所示，將壓縮空氣供給到氣缸62的前側(cè)而使閥61A后退。此時(shí)，由于閥61A的小徑部61Ab貫通活塞66而游嵌，所以閥61A能夠不受活塞66約束而后退。圖5(A)更詳細(xì)地表示此時(shí)的閥61A的位置。另外，在圖5中表示在澆口通路55的前端部分(澆口56的跟前)設(shè)置樹(shù)脂積存部55a的結(jié)構(gòu)。樹(shù)脂積存部55a是保持熔融樹(shù)脂的空間，通過(guò)樹(shù)脂形成隔熱層而將門(mén)通路55側(cè)加熱，抑制將型腔52側(cè)冷卻時(shí)的熱的移動(dòng)。
在打開(kāi)澆口閥將熔融樹(shù)脂填充到型腔52內(nèi)，以預(yù)定的壓力進(jìn)行保壓后，如圖4(B)所示對(duì)氣缸62的后側(cè)供給壓縮空氣而使閥61A前進(jìn)，將澆口閥關(guān)閉。此時(shí)，優(yōu)選地進(jìn)行控制以使閥61A的銷(xiāo)61a的前端面與型腔52的內(nèi)表面一致。圖5(B)表示銷(xiāo)61a的前端面與型腔52的內(nèi)表面一致的狀態(tài)。但是，如上所述，由于使銷(xiāo)61a的前端面與型腔52的內(nèi)表面完全一致是很困難的，所以如圖4(D)所示，也可以使閥61A前進(jìn)直到銷(xiāo)61a稍稍突出到型腔52內(nèi)。圖5(C)表示銷(xiāo)61a稍稍突出到型腔52內(nèi)的狀態(tài)。
在上述的動(dòng)作中，通過(guò)氣缸62進(jìn)行閥61A的移動(dòng)，通過(guò)限制氣缸62的活塞63的向下方的移動(dòng)(即，向截?cái)酀部陂y的方向的移動(dòng))，能夠高精度地控制將澆口閥截?cái)嗪蟮臓顟B(tài)(圖4(B)或圖4(D)所示的狀態(tài))下的銷(xiāo)61a的前端面的位置。即，通過(guò)設(shè)置限制氣缸62的活塞63的行程的第1限制部L1，能夠高精度地控制銷(xiāo)61a的前端面的位置。此外，也可以通過(guò)型芯21Aa對(duì)凸透鏡50施加保壓。在此情況下，在將熔融樹(shù)脂填充到型腔52內(nèi)之后，使閥61A前進(jìn)。因此，即使在填充后通過(guò)型芯21Aa施加了保壓，型腔內(nèi)的樹(shù)脂也不會(huì)向澆道逆流。
在圖4(B)或圖4(D)所示的狀態(tài)下，使填充在型腔52內(nèi)的樹(shù)脂冷卻固化。如果是圖4(B)及圖5(B)所示的狀態(tài)，則能夠原樣將金屬模裝置23打開(kāi)而將成形品從金屬模裝置23取出，而如果是圖4(D)及圖5(D)所示的狀態(tài)，則銷(xiāo)61a鉤掛，在成形品從固定金屬模21B脫離時(shí)發(fā)生問(wèn)題。
所以，在圖4(B)或圖4(D)所示的狀態(tài)下使型腔內(nèi)的樹(shù)脂固化后，如圖4(D)所示，將壓縮氣體供給到氣缸65的前側(cè)而使活塞66稍稍后退。通過(guò)該活塞66的移動(dòng)，使閥61A稍稍后退，閥61A的前端的活塞61a如圖5(C)所示，被向比型腔52靠澆口閥側(cè)拉入。此時(shí)，由于銷(xiāo)61a的拉入非常小，所以澆口閥不會(huì)打開(kāi)，澆口通路55內(nèi)的熔融樹(shù)脂不會(huì)流入到型腔52側(cè)。此外，由于型腔52內(nèi)的樹(shù)脂已經(jīng)固化，所以在銷(xiāo)61a后退后僅在對(duì)應(yīng)于成形品的銷(xiāo)61a的部分上留有較小的凹陷，成形品的樹(shù)脂不會(huì)進(jìn)入到澆口56內(nèi)。
因此，即使在圖4(C)及圖5(C)所示的狀態(tài)下將金屬模裝置23打開(kāi)，銷(xiāo)61a也不會(huì)鉤掛或突出到澆口56內(nèi)的樹(shù)脂鉤掛，能夠沒(méi)有問(wèn)題地將成形品從金屬模裝置取出。
在上述的動(dòng)作中，通過(guò)氣缸65進(jìn)行閥61A的微小移動(dòng)，通過(guò)限制氣缸65的活塞66的向下方的移動(dòng)(即，向開(kāi)放澆口閥的方向的移動(dòng))，能夠高精度地控制一邊維持澆口閥的截?cái)嘁贿厡N(xiāo)61a的前端面稍稍向澆口56內(nèi)拉入的狀態(tài)(圖4(C)所示的狀態(tài))下的銷(xiāo)61a的前端面的位置。即，通過(guò)設(shè)置限制氣缸65的活塞66的行程的第2限制部L2，能夠高精度地控制銷(xiāo)61a的前端面的位置。
另外，在成形品上，雖然如上述那樣在銷(xiāo)61a突出的部分上留有較小的凹陷，但由于使銷(xiāo)61a突出的距離為不達(dá)到成形品的有效部分的微小的距離，不會(huì)給成形品的功能帶來(lái)影響。作為圖3所示的成形品的凸透鏡50的外形是圓筒狀，在澆口的部分上設(shè)有平面。凸透鏡50的有效部分是圖中陰影的部分，有效部分的外側(cè)的外周部分是實(shí)際上不使用的部分。透鏡那樣的使光透過(guò)的光學(xué)部件幾乎都如這樣在外周側(cè)具有有效部分以外的外周部分，即使如圖4(D)所示那樣使銷(xiāo)61a深入到成形品中，只要在外周部分以?xún)?nèi)、即達(dá)到有效部分的距離以?xún)?nèi)，就不會(huì)給成形品的功能帶來(lái)影響。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，利用具有比外形小的有效部分的光學(xué)部件的特性，通過(guò)在光學(xué)部件的分型面上配設(shè)澆口、以熱澆道方式填充樹(shù)脂，能夠不形成固化的澆道部而形成成形品。因此，不再有以往廢棄的澆道部，不會(huì)將昂貴的樹(shù)脂作為澆道部而廢棄，所以能夠降低成形品的制造成本。此外，也不再需要將澆道部從產(chǎn)品切離的工序，能夠進(jìn)一步降低成形品的制造成本。
進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，表示了將澆口閥機(jī)構(gòu)60相對(duì)于分離線(xiàn)PL平行地配置的例子，但也可以將澆口閥機(jī)構(gòu)60相對(duì)于PL垂直地配置。在此情況下，只要采用如下的構(gòu)造就可以型芯21Aa、21Ba與金屬模的開(kāi)閉方向成直角地配置，通過(guò)使用傾斜銷(xiāo)，在金屬模打開(kāi)的同時(shí)，使型芯21Aa、21Ab中的至少一個(gè)方向與開(kāi)模方向成直角方向打開(kāi)。在此情況下，可以使?jié)部陂y機(jī)構(gòu)60的銷(xiāo)60a深入到凸透鏡50的外周面以上。其結(jié)果，由于不需要將昂貴的樹(shù)脂作為澆道部廢棄，所以能夠降低成形品的制造成本。
作為適用本發(fā)明的金屬模裝置能夠成形光學(xué)部件的例子，可以舉出圖6所示那樣的凹透鏡、圖7所示那樣的四邊形的凹透鏡、圖8所示那樣的棱鏡等，但并不限于這些，本發(fā)明也可以在其他各種光學(xué)部件的成形中使用。
此外，在上述實(shí)施方式中，作為驅(qū)動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)源而使用氣缸，但并不限于此，也可以使用將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)與直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、或線(xiàn)性馬達(dá)。
然而，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成型腔52的一部分的澆口襯套100的下表面是大致平面，并且，游嵌在被澆口襯套100包圍了周?chē)臐部?6中的閥61的銷(xiāo)61a的前端部的下表面也是大致平面。
但是，如果澆口襯套100的下表面是平面，則在制作主面上光學(xué)有效范圍形成為圓形的透鏡(參照?qǐng)D3)的情況下，在該主面的外形部分、與澆口襯套100及銷(xiāo)61a接觸的部位上會(huì)形成直線(xiàn)部分。此外，如果銷(xiāo)61的前端部的下表面如果是平面，則在該部位上會(huì)形成凸部。所以，不能成形主面具有圓形外形的成形品(透鏡)。
作為解決該問(wèn)題的方法，考慮例如配合成形品的主面的外形形狀而形成銷(xiāo)61a的前端部的形狀，但為此所進(jìn)行的加工并不容易。此外，假設(shè)即使能夠形成，如果閥61旋轉(zhuǎn)，則難以進(jìn)行該銷(xiāo)61a的正確的定位。
所以，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過(guò)使?jié)部谝r套100具有圖9所示的構(gòu)造，能夠成形具有圓形外形的主面的成形品(透鏡)。這里，圖9是用來(lái)說(shuō)明用于成形具有圓形外形的主面的成形品的澆口襯套的構(gòu)造的圖，表示圖2的主要部分的A-A截面。在圖9所示的截面中，型腔52由澆口襯套100、銷(xiāo)61a、可動(dòng)金屬模21A或省略圖示的固定金屬模21B、和作為芯部的型芯21Aa形成。
圖9(A)表示在外形具有有直線(xiàn)部分的大致D型形狀、光學(xué)有效范圍(有效面)形成為圓形的透鏡50中、該光學(xué)有效半徑R2比透鏡50的外徑R1小的情況。
在此情況下，由于澆口襯套100的下表面是平面，所以不僅能夠容易地進(jìn)行澆口襯套100的加工，而且也能夠?qū)N(xiāo)61a的前端部的形狀形成得平坦。此外，能夠在透鏡50的外形部分的與澆口襯套100及銷(xiāo)61a接觸處上形成較大地直線(xiàn)部分。
圖9(B)及圖9(C)表示在光學(xué)有效范圍(有效面)形成為圓形的透鏡50中、雖然該光學(xué)有效半徑R2比透鏡50的外徑R1小、但與圖9(A)所示的情況相比，光學(xué)有效半徑R2具有與透鏡50的外徑R1近似的值的情況。
在此情況下，也與圖9(A)所示的情況相同，由于澆口襯套100的下表面是平面，所以不僅能夠容易地進(jìn)行澆口襯套100的加工，而且能夠?qū)N(xiāo)61a的前端部的形狀形成得平坦。進(jìn)而，還能夠進(jìn)行比光學(xué)有效半徑R2更大的透鏡的成形。
但是，如果在形成了圖9(A)所示的直線(xiàn)部分的狀態(tài)下想要增大光學(xué)有效半徑R2，則在圖9(C)中由α所示的可動(dòng)金屬模21A的端部成為銳角(尖銳邊緣)。結(jié)果，在成為該尖銳邊緣的部分上金屬模容易損壞，加工也變困難。
所以，如圖9(D1)所示，也可以將澆口襯套100的下表面的一部分不做成平坦面，而做成與成形品的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。具體而言，如圖9(D2)所示，將構(gòu)成澆口襯套100的型腔面的面形成為具有與型芯21Aa的形狀對(duì)應(yīng)的預(yù)定的曲率，而且澆口襯套100的型腔面與型芯21Aa的外形有0到0.1mm左右的間隙。這里，如果該間隙較大，則會(huì)在成形品上產(chǎn)生毛邊，所以澆口襯套100與型芯21Aa的間隙優(yōu)選為較小。
優(yōu)選的是，澆口襯套100的型腔面以與透鏡的外徑R1大體相同、比透鏡的光學(xué)有效半徑R2大的半徑R3形成。即，通過(guò)將R3設(shè)定為R2＜R3＝R1，能夠不進(jìn)行尖銳邊緣的形成而使光學(xué)有效半徑R2相對(duì)于成形品的形狀足夠大。此外，澆口襯套100的型腔面相對(duì)于透鏡50并不一定與透鏡的外徑R1完全相同，只要大體相同，稍大、稍小都可以。
即，通過(guò)將構(gòu)成型腔52的一部分的澆口襯套100的下表面形成為，使其一部分具有與型芯Aa的形狀對(duì)應(yīng)的預(yù)定的曲率，而能夠成形主面的外形具有圓形的成形品。特別是，在光學(xué)有效半徑R2具有近似于透鏡50的外徑R1的值的情況下也能夠?qū)?yīng)，由此能夠成形光學(xué)有效半徑R2更大的透鏡。
另外，在圖9(D)中，澆口襯套100的下表面的型腔面構(gòu)成為與型芯21Aa的外形有0到0.1mm左右的間隙，但在圖9(A)至圖9(C)所示的結(jié)構(gòu)中，澆口襯套100的下表面的型腔面也可以構(gòu)成為與型芯21Aa的外形有0到0.1mm左右的間隙。這里，在圖9(A)至圖9(C)所示的例子中，型芯21Aa的形狀與澆口襯套100對(duì)應(yīng)的部分形成為直線(xiàn)，以與成形品對(duì)應(yīng)。
另外，在該例的情況下，與上述實(shí)施方式相同，上述銷(xiāo)61a的位置從構(gòu)成型腔52的一部分的澆口襯套100的曲面的頂部向型腔52側(cè)突出，但被控制為在沒(méi)有到達(dá)透鏡的光學(xué)有效范圍(由光學(xué)有效半徑R2劃出的范圍)的位置停止。
以上詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于特定的實(shí)施方式，在權(quán)利要求書(shū)所述的本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形及變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，以澆口截?cái)嘤玫匿N(xiāo)向與金屬模裝置的開(kāi)閉方向垂直的方向移動(dòng)的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此，例如在澆口截?cái)嘤玫匿N(xiāo)向與金屬模裝置的開(kāi)閉方向平行的方向移動(dòng)的情況下，也能夠適用本發(fā)明。
本國(guó)際申請(qǐng)主張基于2005年3月3日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2005-59354號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在國(guó)際申請(qǐng)中援用上述日本專(zhuān)利申請(qǐng)2005-59354號(hào)的全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種樹(shù)脂成形方法，成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，使?jié)部诮財(cái)嘤娩N(xiāo)后退，將樹(shù)脂填充到金屬模裝置的型腔內(nèi)；使該澆口截?cái)嘤娩N(xiāo)深入到在該型腔內(nèi)樹(shù)脂固化而形成該光學(xué)部件時(shí)的該光學(xué)部件的外周面以上，并且在該有效部分的跟前停止；將該型腔內(nèi)的樹(shù)脂冷卻固化；使上述銷(xiāo)后退而移動(dòng)至該光學(xué)部件的該外周面的外側(cè)；將上述金屬模裝置打開(kāi)而將上述光學(xué)部件取出。
2.如權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂成形方法，其特征在于，使上述銷(xiāo)向與上述金屬模裝置的開(kāi)閉方向垂直或平行的方向移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的樹(shù)脂成形方法，其特征在于，在使上述銷(xiāo)后退的階段，上述銷(xiāo)后退并停止的位置是能夠維持由上述銷(xiāo)進(jìn)行的澆口的截?cái)嗟奈恢谩?br> 4.一種金屬模裝置，用來(lái)注射成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，具有可動(dòng)金屬模及固定金屬模，在關(guān)閉時(shí)形成區(qū)劃該光學(xué)部件的外形的型腔；澆口，在該固定金屬模的分型面上開(kāi)口；銷(xiāo)，能夠在該澆口內(nèi)移動(dòng)，將該澆口開(kāi)放及截?cái)啵黄錁?gòu)成為，能夠控制上述銷(xiāo)的位置，以使其在上述分型面以上向上述型腔側(cè)突出，但在沒(méi)有到達(dá)上述光學(xué)部件的上述有效部分的位置的范圍內(nèi)停止。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬模裝置，其特征在于，具有用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述銷(xiāo)的驅(qū)動(dòng)部；該驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)上述銷(xiāo)以使其將上述澆口截?cái)嗲以谏鲜龇中兔嬉陨舷蛏鲜鲂颓粌?nèi)突出，并且在維持上述澆口的截?cái)嗟臓顟B(tài)下將上述銷(xiāo)移動(dòng)到上述分型面的外側(cè)。
6.如權(quán)利要求4所述的金屬模裝置，其特征在于，具有驅(qū)動(dòng)上述銷(xiāo)的第1驅(qū)動(dòng)部和第2驅(qū)動(dòng)部；該第1驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)上述銷(xiāo)以使其將上述澆口截?cái)嗲以谏鲜龇中兔嬉陨舷蛏鲜鲂颓粌?nèi)突出；該第2驅(qū)動(dòng)部在維持上述澆口的截?cái)嗟臓顟B(tài)下將上述銷(xiāo)移動(dòng)到上述分型面的外側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬模裝置，其特征在于，上述第1驅(qū)動(dòng)部及上述第2驅(qū)動(dòng)部是往復(fù)運(yùn)動(dòng)氣缸。
8.一種金屬模裝置，用來(lái)注射成形具有使光透過(guò)的有效部分和設(shè)在該有效部分的外周上的外周部分的光學(xué)部件，其特征在于，具有芯部，其在將金屬模關(guān)閉時(shí)形成該光學(xué)部件的有效面；澆口，其在該固定金屬模的分型面上開(kāi)口；銷(xiāo)，能夠在該澆口內(nèi)移動(dòng)，將該澆口開(kāi)放及截?cái)?；澆口襯套，設(shè)在上述澆口的周?chē)?，支撐上述澆口的前端；?gòu)成上述型腔的一部分的上述澆口襯套的型腔面的至少一部分具有與上述芯部的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。
9.一種澆口襯套，設(shè)在金屬模裝置中，內(nèi)部中可移動(dòng)地具備將澆口開(kāi)放及截?cái)嗟匿N(xiāo)，支撐上述澆口的前端，其特征在于，構(gòu)成被形成在上述金屬模裝置的內(nèi)部中的型腔的一部分的上述澆口襯套的型腔面的至少一部分是具有與形成利用上述金屬模裝置注射成形的光學(xué)部件的有效面的芯部的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的曲面。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)部件的樹(shù)脂成形方法、金屬模裝置及澆口襯套，成形具有使光透過(guò)的有效部分和其外側(cè)的外周部分的凸透鏡(50)。使?jié)部诮財(cái)嘤娩N(xiāo)(61a)后退，將樹(shù)脂填充到金屬模裝置(23)的型腔(52)內(nèi)。使?jié)部诮財(cái)嘤娩N(xiāo)(61a)深入到在型腔(52)內(nèi)形成的凸透鏡(50)的外周面以上，并且在有效部分的跟前停止。將型腔(52)內(nèi)的樹(shù)脂冷卻固化，使銷(xiāo)(61a)后退而移動(dòng)到凸透鏡(50)的外周面的外側(cè)，將金屬模裝置(23)打開(kāi)而將凸透鏡(50)取出。
文檔編號(hào)B29L11/00GK1942299SQ20068000015
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者今富芳幸 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社