JPH11221839A - ２色成形方法および光学コンポーネントの成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次成形工程において充分な保圧時間を確保
することができ、しかも全体の成形時間の短縮が可能な
２色成形用金型を提供する。 【解決手段】 １次成形用金型では固定側入れ子２、固
定側可動プレート３、可動側入れ子１２および可動側型
板１３により光学素子部成形用キャビティＣ₁ を形成す
るとともに、該キャビティの外周部を入れ子２，１２の
外周側に突出させる。２次成形用金型３１は、１次成形
用金型における固定側可動プレート３に替えて固定側成
形プレート２２を着脱自在に取り付けて可動側型板１３
に接合することにより構成し、光学素子部成形用キャビ
ティＣ₁ の外周側に、かつ、これと連通させて支持部成
形用キャビティＣ₂ を形成する。固定側成形プレート２
２の取付けに際しては、固定側入れ子２と可動側入れ子
１２とを分離することなく、固定側可動プレート３を後
退させ、この固定側可動プレート３と可動側型板１３と
の隙間に固定側成形プレート２２を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２色（射出）成形
方法および、光学コンポーネントの２色成形用金型の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば光学コンポーネントの成形
には、２色成形方法が広く採用されている。その理由
は、光学素子部とその支持部とを一体物として比較的容
易に作製することができ、このため、光学素子部と支持
部とを別個に作製した後、これらを組み付けるという煩
雑な工程が不要になる利点があるからである。

【０００３】上記光学コンポーネントを２色成形方法に
より作製する場合、一般には、１次成形用金型に１次成
形用樹脂を射出・充填して光学素子部（または支持部）
を成形し、ついで適宜の操作により２次成形用金型を構
成してこれに２次成形用樹脂を射出・充填することによ
り前記支持部（または光学素子部）を成形すると同時
に、これら光学素子部と支持部とを溶着・一体化させる
方法がとられる。

【０００４】ところで、光学コンポーネントの成形技術
に関しては、例えば（１）特開平９−１０５８７１号公
報、（２）特開平９−１０８１７４号公報に光学コンポ
ーネントの構造、これを成形するための金型構造や成形
方法が提案されている。上記（１）に開示されている成
形方法では、雄金型と１次雌金型とによって形成される
１次キャビティに光学的に透明なＰＭＭＡ樹脂（メタク
リル樹脂）を射出・充填することにより先端レンズを成
形（１次成形）する。ついで、１次雌金型に替えて２次
雌金型をセットすることにより、雄金型と２次雌金型と
前記先端レンズとで２次キャビティを形成し、これに黒
色のＰＭＭＡ樹脂を射出・充填して支持部を成形（２次
成形）すると同時に、先端レンズと支持部とを溶着・一
体化させる。

【０００５】上記（２）に記載されている成形方法にお
いては、上記（１）とは逆に、雄金型と１次雌金型とに
よって形成される１次キャビティに黒色のＰＭＭＡ樹脂
を射出・充填して支持部を成形（１次成形）する。つい
で、１次雌金型に替えて２次雌金型をセットすることに
より、雄金型と２次雌金型と支持部とで２次キャビティ
を形成し、これに光学的に透明なＰＭＭＡを射出・充填
することにより先端レンズを成形（２次成形）すると同
時に、先端レンズと支持部とを溶着・一体化させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の公報に開示された２色成形用金型にあっては、
１次雌金型に替えて２次雌金型をセットする際に、１次
雌金型の成形面のうち、いままで先端レンズの光透過面
と接触していた部分を該先端レンズと分離する構造にな
っている。このため１次成形では高圧、かつ長時間の保
圧工程が必要であった。

【０００７】同様に、上記（２）の公報に記載された２
色成形用金型においては、１次雌金型に替えて２次雌金
型をセットする際に、１次雌金型の成形面のうち、いま
まで支持部と接触していた部分を該支持部と分離する構
造になっているため、同じく１次キャビティにおいて高
圧・長時間の保圧が必要となっていた。このように、従
来の２色成形用金型では、成形に時間がかかるため、高
品質の２色成形品を安価に製造するのが難しいという問
題があった。

【０００８】本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みな
されたもので、その第１の目的は、１次成形後に１次キ
ャビティを実質的に開放することなく、すなわち１次成
形品から１次成形用金型（の成形面）を殆ど分離するこ
となく、２次キャビティを形成するようにした２色成形
方法を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、上記２色成形方法
を実施するのに好適な、光学コンポーネント成形用の金
型構造を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２色成形方
法は、固定型と可動型とにより構成される１次成形用金
型のキャビティに第１の溶融樹脂を射出・充填して１次
成形し、該１次成形品の保圧中に固定型の構成部材また
は可動型の構成部材を相手の型から離間させることによ
り、該１次成形品の一部を１次成形用金型から露出さ
せ、前記離間空間に２次成形用の金型構成部材を装着す
ることにより２次成形用金型を構成するとともに、該金
型のキャビティに前記１次成形品の露出部を臨ましめた
後、該キャビティに第２の溶融樹脂を射出・充填するこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る光学コンポーネントの
成形用金型は、固定側可動プレート３を有する固定型１
と、可動側型板１３を有する可動型１１と、固定側可動
プレート３と可動側型板１３の間に着脱自在の固定側成
形プレート２２とを備えてなる、光学素子部１０２とこ
れを支持する支持部１０３とを有する光学コンポーネン
ト１０１を２色成形するための金型であって、固定側可
動プレート３と可動側型板１３との接合により光学素子
部成形用キャビティＣ₁ が形成される１次成形用金型２
１と、固定側可動プレート３と可動側型板１３の間に固
定側成形プレート２２を挿入し、固定側可動プレート３
の移動によって固定側成形プレート２２を可動側型板１
３に接合させることにより、支持部成形用キャビティＣ
₂ が形成されると同時に該キャビティＣ₂ が光学素子部
成形用キャビティＣ₁ と連通する２次成形用金型３１と
を、切り替えて構成することを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明に係る光学コンポーネント
の成形用金型は、例えば図１〜図４に示すように、光学
素子部１０２とこれを支持する支持部１０３とを備えた
光学コンポーネント１０１を２色成形するための金型に
おいて、固定側入れ子２とその外周面に摺動自在の固定
側可動プレート３とを備えた固定型１と、可動側入れ子
１２を有する可動側型板１３を備えた可動型１１とによ
り１次成形用金型２１を構成し、この１次成形用金型２
１では、固定側可動プレート３における固定側入れ子２
の外周部位に適宜形状の第１の凹部３ａを、可動側型板
１３における可動側入れ子１２の外周部位に適宜形状の
第２の凹部１３ａをそれぞれを形成し、固定側可動プレ
ート３と可動側型板１３との接合によって、互いに対向
する前記一対の入れ子２，１２および第１の凹部３ａに
より光学素子部成形用キャビティＣ₁ が形成されるよう
に構成するとともに、固定側入れ子２には１次成形用樹
脂の注入流路を形成し、支持部１０３を成形するための
第３の凹部２２ａを形成した固定側成形プレート２２
を、固定側入れ子２に対する固定側可動プレート３の摺
動で形成される隙間に挿脱自在に挿入して固定側入れ子
２の外周面に対し摺動自在となし、固定側可動プレート
３の摺動によって固定側成形プレート２２を可動側型板
１３に接合させることにより、第２の凹部１３ａと第３
の凹部２２ａとで支持部成形用キャビティＣ₂ が形成さ
れ、かつ、該キャビティＣ₂ が光学素子部成形用キャビ
ティＣ₁ に連通すると同時に可動側型板１３と固定側成
形プレート２２との接合界面に支持部成形用キャビティ
Ｃ₂ に連通する２次成形用樹脂の注入流路３２が形成さ
れて２次成形用金型３１が構成されることを特徴とす
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面をもとに詳細
に説明する。図１は、２色成形用金型（１次成形用金
型）の構造および、これによる光学コンポーネントの１
次成形工程を示す概略断面図である。図２は、図１の金
型を２次成形用金型に切り替える場合の準備工程の第１
段階を示す概略断面図、図３は、図１の金型を２次成形
用金型に切り替える場合の準備工程の第２段階を示す概
略断面図である。図４は、２次成形用金型の構造およ
び、これによる光学コンポーネントの２次成形工程を示
す概略断面図である。図５は、図１〜図４の２色成形用
金型により成形される光学コンポーネントを示す正面
図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図５の平面図
である。

【００１４】図５〜図７に示す光学コンポーネント１０
１は、図１〜図４に示す２色成形用金型による１次成形
品である光学素子部（凸レンズ）１０２および、これを
囲繞する円環状突出部１０２ａと、互いに対向して前記
突出部１０２ａに設けた２次成形品である断面Ｔ字型の
支持部１０３とを備えたものである。上記１次成形品は
ＰＭＭＡ樹脂からなり、上記２次成形品はＡＢＳ樹脂か
らなる。１０４は、光学素子部１０２と支持部１０３と
の溶着部である。光学コンポーネント１０１は支持部１
０３を介して、図示されない光学機器に着脱自在に装着
される。

【００１５】この場合、光学機器に回転駆動部と、これ
により作動する歯車による動力伝達機構とを設けるとと
もに、図５において例えば上側の支持部１０３の上面中
心部に歯車（図示せず）を取り付け、該歯車と上記動力
伝達機構の歯車とを噛合させることで、この光学コンポ
ーネント１０１を図５の中心線ｌの回りに回転させるよ
うに構成することもできる。また、支持部１０３を摺動
性（自己潤滑性）に優れたタイプのＡＢＳ樹脂で成形す
れば、光学コンポーネント１０１を摺動レンズとするこ
とができる。

【００１６】１次成形用金型２１は、図１に示すように
構成する。すなわち、中心部に固定側入れ子２を備え、
かつ該固定側入れ子２の外周面に摺動自在の固定側可動
プレート３を備えた固定型１と、中心部に可動側入れ子
１２を一体的に有する可動側型板１３を備えた可動型１
１とにより１次成形用金型２１を構成する。この１次成
形用金型２１では、固定側可動プレート３における固定
側入れ子２の外周部位に第１の凹部３ａを、可動側型板
１３における可動側入れ子１２の外周部位に第２の凹部
１３ａをそれぞれを形成する（図２を参照）。固定側可
動プレート３と可動側型板１３とが密着接合するよう
に、これらの接合面を平滑な平坦面に仕上げる。なお、
固定側入れ子２および可動側入れ子１２は、光学素子部
１０２を成形するためのものであるから、これらの表面
は高精度に仕上げておく必要がある。

【００１７】この１次成形用金型２１では、これを図１
に示すように閉じることによって光学素子部成形用キャ
ビティＣ₁ が形成されるように構成する。すなわち、一
対の入れ子２，３により光学素子部１０２用のキャビテ
ィおよび、上記円環状突出部１０２ａの内周部用キャビ
ティが形成され、上記固定側可動プレート３の第１の凹
部３ａと、可動側型板１３の上記平滑平坦面とにより円
環状突出部１０２ａの外周部用キャビティが形成される
構造とする。

【００１８】図１において４は可動側取付板、５はエジ
ェクタ板、６はエジェクタピン、７はサポートピラー、
８は可動側受板、９は固定側可動プレートガイドピンで
ある。１０は固定側取付板であり、上記入れ子２はこれ
に一体に固着されている。１４は１次成形用樹脂
（Ｐ₁ ：ＰＭＭＡ樹脂）の注入流路であり、この注入流
路は入れ子２に形成された注入流路（図示せず）に連な
っている。１５はリターンピン、１６および１７は圧縮
スプリングである。

【００１９】一方、２次成形用金型３１は図４に示すよ
うに、固定側入れ子２、固定側可動プレート３および、
可動側入れ子１２付きの可動側型板１３からなる組合わ
せ（１次成形用金型２１）における固定側可動プレート
３に替えて、固定側成形プレート２２を装着することに
よって構成する。

【００２０】この固定側成形プレート２２は、形状が互
いに面対称である２つの金型部材で構成し、これらによ
り図４に示すように２次成形用金型３１を閉じたとき
に、支持部成形用キャビティＣ₂ が形成され、これと同
時に該キャビティＣ₂ が前記光学素子部成形用キャビテ
ィＣ₁ に連通し、かつ、可動側型板１３とこの固定側成
形プレート２２との接合界面に、上記支持部成形用キャ
ビティＣ₂ に連通する２次成形用樹脂（Ｐ₂ ：ＡＢＳ樹
脂）の注入流路３２が形成されるようにする。この注入
流路３２は、固定側成形プレート２２に形成した溝３２
ａ（図３を参照）と、可動側型板１３の上記平滑平坦面
との接合により形成されるものとする。

【００２１】すなわち、図３に示すように、これらの金
型部材の一方には図５に示す上下の支持部１０３の右半
部を成形するための第３の凹部２２ａを、上記第２の凹
部１３ａと対向する位置に形成し、他方の金型部材には
上下の支持部１０３の左半部を成形するための第３の凹
部２２ａを、同じく第２の凹部１３ａと対向する位置に
形成する。また、これらの金型部材は互いに対向させ
て、かつ図４の紙面に垂直な方向に前後動させることに
より固定側入れ子２に対し着脱自在とする。図４および
上記説明から明らかなように、支持部成形用キャビティ
Ｃ₂ は、上記第２の凹部１３ａと、上記金型部材の第３
の凹部２２ａとにより形成される。

【００２２】以上のように、上記１次成形金型２１で
は、互いに対向する一対の入れ子２，１２により光学素
子部１０２と、上記円環状突出部１０２ａの内周部とを
成形するためのキャビティを形成し、さらに、固定側可
動プレート３と可動側型板１３とにより円環状突出部１
０２ａの外周部を成形するためのキャビティを形成する
と同時に、これらのキャビティ同士を連通させた点に特
徴がある。

【００２３】また、２次成形用金型３１では、入れ子
２，１２を図１の状態に保持したままで、固定側可動プ
レート３を入れ子２に対して摺動後退させ、可動側型板
１３と固定側可動プレート３との間に形成される環状隙
間Ｓ（図２を参照）に固定側成形プレート２２を挿入し
（図３を参照）、これにより上記円環状突出部１０２ａ
の外周部成形用キャビティと連通する支持部成形用キャ
ビティＣ₂ が形成されるようにしたことに特徴がある。

【００２４】つぎに、この２色成形用金型による図５の
光学コンポーネント１０１の成形方法について説明す
る。 （１）１次成形工程 １次成形用金型２１の準備 図１に示すように、可動側型板１３を前進限位置に前進
させるとともに、固定側可動プレート３を圧縮スプリン
グ１６の弾性力により前進させて、該可動プレート３の
平滑平坦面と可動側型板１３の平滑平坦面とを接合させ
ることにより、図１に示す１次成形用金型２１を構成す
る。

【００２５】１次成形工程の実施 図１に示すように、常法により射出ユニット４１を前進
させて、その先端部を固定側取付板１０の後端面に当接
させ、１次成形用樹脂Ｐ₁ を、注入流路１４を介して光
学素子部成形用キャビティＣ₁ に射出・充填する。該充
填後に保圧、ついで金型冷却を行う。保圧中、以下のよ
うに２次成形用金型３１を構成する。

【００２６】（２）２次成形工程 ２次成形用金型３１の準備 図２に示すように固定側可動プレート３を、油圧シリン
ダ等のアクチュエータにより、圧縮スプリング１６の弾
性力に抗して後退させて上記環状隙間Ｓを形成する。つ
いで、図３に示すように、この環状隙間Ｓに固定側成形
プレート２２を挿入した後、圧縮スプリング１６による
固定側可動プレート３の前進によって固定側成形プレー
ト２２先端の平滑平坦面を可動側型板１３の平滑平坦面
とを接合させて、図４に示す２次成形用金型３１を構成
する。

【００２７】２次成形工程の実施 図４に示すように、常法により射出ユニット５１を前進
させて、その先端部を可動側型板１３と固定側成形プレ
ート２２との接合部に当接させ、２次成形用樹脂Ｐ
₂ を、注入流路３２を介して支持部成形用キャビティＣ
₂ に射出・充填する。該充填後に保圧、ついで金型冷却
を行う。上記充填工程では、支持部１０３の内周面が円
環状突出部１０２ａに溶着する（図６の溶着部１０
４）。

【００２８】（３）成形品の取出し 固定側可動プレート３を後退させ、固定側成形プレート
２２を取り外して図２の状態に戻す。ついで、可動型１
１および可動側型板１３を一体的に後退させることによ
り入れ子１２を入れ子２から充分に離した後、エジェク
タピン６により、図４および図６に示す光学コンポーネ
ント１０１を突き出す。

【００２９】このように、この２色成形用金型では、従
来の光学コンポーネント成形用金型と違って、１次成形
工程の保圧中に２次成形工程の準備作業を行うことがで
きる。すなわち、１次成形用金型における光学素子部成
形用の入れ子２と１２を分離（型開き）することなく、
そのまま２次成形工程に移行することができるうえ、金
型構造を簡単なものにすることができるという利点があ
る。したがって、レンズ本体を成形するための１次成形
工程において充分な保圧時間をとりながら、従来の金型
の場合に比べて全体の成形時間を短くした成形が可能と
なり、このため、光学的特性に優れたレンズを備えた光
学コンポーネントをより安価に製造することができる。

【００３０】なお、上記実施例は、光学コンポーネント
用金型に係るものであるが、本発明は、これに限らず、
高精度の成形を行う必要がある１次成形品と、２次成形
品である支持部等の付属部とを一体成形する場合の２色
成形方法または、２色成形用金型に広く適用できるもの
でる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る２色成形方法または２色成形用金型によれば、１次
成形工程の保圧中に２次成形工程の準備作業を行うこと
ができ、１次成形用金型における１次成形品本体用の成
形型の型開きを行うことなく２次成形工程に移行するこ
とができるうえ、金型構造を簡単なものとすることがで
きる。このため、１次成形工程において１次成形品本体
に対する充分な保圧時間を確保しながら、従来技術に比
べて全体の成形時間を短くした成形が可能となる。した
がって本発明によれば、光学的特性に優れたレンズを備
えた光学コンポーネントを、より安価に製造することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２色成形用金型（１次成形用金型）の
構造および、これによる光学コンポーネントの１次成形
工程を示す概略断面図である。

【図２】図１の金型を２次成形用金型に切り替える場合
の準備工程の第１段階を示す概略断面図である。

【図３】図１の金型を２次成形用金型に切り替える場合
の準備工程の第２段階を示す概略断面図である。

【図４】２次成形用金型の構造および、これによる光学
コンポーネントの２次成形工程を示す概略断面図であ
る。

【図５】図１〜図４の２色成形用金型により成形される
光学コンポーネントを示す正面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】図５の平面図である。

【符号の説明】

１…固定型、２…固定側入れ子、３…固定側可動プレー
ト、３ａ…第１の凹部、４…可動側取付板、５…エジェ
クタ板、６…エジェクタピン、７…サポートピラー、８
…可動側受板、９…固定側可動プレートガイドピン、１
０…固定側取付板、１１…可動型、１２…可動側入れ
子、１３…可動側型板、１３ａ…第２の凹部、１４…１
次成形用樹脂の注入流路、１５…リターンピン、１６，
１７…圧縮スプリング、２１…１次成形用金型、２２…
固定側成形プレート、２２ａ…第３の凹部、３１…２次
成形用金型、３２…２次成形用樹脂の注入流路、３２ａ
…溝、４１，５１…射出ユニット、１０１…光学コンポ
ーネント、１０２…光学素子部（凸レンズ）、１０２ａ
…円環状突出部、１０３…支持部、１０４…溶着部、Ｃ
₁ …光学素子部成形用キャビティ、Ｃ₂ …支持部成形用
キャビティ、Ｐ₁ …１次成形用樹脂、Ｐ₂ …２次成形用
樹脂、Ｓ…環状隙間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型と可動型とにより構成される１次
   成形用金型のキャビティに第１の溶融樹脂を射出・充填
   して１次成形し、該１次成形品の保圧中に固定型の構成
   部材または可動型の構成部材を相手の型から離間させる
   ことにより、該１次成形品の一部を１次成形用金型から
   露出させ、前記離間空間に２次成形用の金型構成部材を
   装着することにより２次成形用金型を構成するととも
   に、該金型のキャビティに前記１次成形品の露出部を臨
   ましめた後、該キャビティに第２の溶融樹脂を射出・充
   填することを特徴とする２色成形方法。
2. 【請求項２】 固定側可動プレートを有する固定型と、
   可動側型板を有する可動型と、固定側可動プレートと可
   動側型板の間に着脱自在の固定側成形プレートとを備え
   てなる、光学素子部とこれを支持する支持部とを有する
   光学コンポーネントを２色成形するための金型であっ
   て、 固定側可動プレートと可動側型板との接合により光学素
   子部成形用キャビティが形成される１次成形用金型と、 固定側可動プレートと可動側型板の間に固定側成形プレ
   ートを挿入し、固定側可動プレートの移動によって固定
   側成形プレートを可動側型板に接合させることにより、
   支持部成形用キャビティが形成されると同時に該キャビ
   ティが光学素子部成形用キャビティと連通する２次成形
   用金型とを、 切り替えて構成することを特徴とする光学コンポーネン
   トの成形用金型。
3. 【請求項３】 光学素子部とこれを支持する支持部とを
   備えた光学コンポーネントを２色成形するための金型に
   おいて、 固定側入れ子とその外周面に摺動自在の固定側可動プレ
   ートとを備えた固定型と、可動側入れ子を有する可動側
   型板を備えた可動型とにより１次成形用金型を構成し、 この１次成形用金型では、固定側可動プレートにおける
   固定側入れ子の外周部位に適宜形状の第１の凹部を、可
   動側型板における可動側入れ子の外周部位に適宜形状の
   第２の凹部をそれぞれを形成し、 固定側可動プレートと可動側型板との接合によって、互
   いに対向する前記一対の入れ子および第１の凹部により
   光学素子部成形用キャビティが形成されるように構成す
   るとともに、前記固定側入れ子には１次成形用樹脂の注
   入流路を形成し、 前記支持部を成形するための第３の
   凹部を形成した固定側成形プレートを、前記固定側入れ
   子に対する前記固定側可動プレートの摺動で形成される
   隙間に挿脱自在に挿入して前記固定側入れ子の外周面に
   対し摺動自在となし、前記固定側可動プレートの摺動に
   よって前記固定側成形プレートを可動側型板に接合させ
   ることにより、前記第２の凹部と第３の凹部とで支持部
   成形用キャビティが形成され、かつ、該キャビティが前
   記光学素子部成形用キャビティに連通すると同時に前記
   可動側型板と前記固定側成形プレートとの接合界面に前
   記支持部成形用キャビティに連通する２次成形用樹脂の
   注入流路が形成されて２次成形用金型が構成されること
   を特徴とする光学コンポーネントの成形用金型。