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Title:
METHOD FOR MACHINING DIE, DIE FOR INJECTION MOLDING, AND OPTICAL ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/096219
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for machining a die, in which burrs and the trace of cut can be prevented from being generated at the edge of an carved portion (72d) because the carved portion (72d) is formed by fixing an auxiliary member (81) for machining to an outer circumferential die (72) and then cutting and polishing both the outer circumferential die (72) and the auxiliary member (81) for machining. Furthermore, a shear drop can be prevented from being generated at the edge at the time of polishing. Consequently, a die (40) for injection molding, in which burrs and the trace of cut are reduced while ensuring high dimensional precision, can be manufactured easily at a low cost. As a result, burrs can be prevented from being generated in the lens OL easily at a low cost.

Inventors:
SHIMIZU TSUTOMU (JP)
YAMAMOTO SHOGO (JP)
NAKAMURA SEIJU (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/050295
Publication Date:
August 06, 2009
Filing Date:
January 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KONICA MINOLTA OPTO INC (JP)
SHIMIZU TSUTOMU (JP)
YAMAMOTO SHOGO (JP)
NAKAMURA SEIJU (JP)
International Classes:
B29C33/38; B23B5/00; B29C45/26; B29C45/37; B29L11/00
Foreign References:
JPH09239653A1997-09-16
JPH11291254A1999-10-26
JP2001054862A2001-02-27
JPH08229811A1996-09-10
JPH09131802A1997-05-20
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Claims:
 成形品の外周面を成形する金型の金型内周面を加工するための金型加工方法であって、
 前記金型の先端面に加工用補助部材を取り付けて固定する第1工程と、
 前記第1工程後、前記金型及び前記加工用補助部材を共に切削加工することにより、前記金型内周面を前記金型に形成し、前記金型内周面の延長上となる補助部材内周面を前記加工用補助部材に形成する第2工程と、
 前記第2工程後、前記金型内周面及び前記補助部材内周面を共に研磨する第3工程と、を備えることを特徴とする金型加工方法。
 前記加工用補助部材は、前記金型にネジ止めによって固定されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の金型加工方法。
 前記加工用補助部材は、前記金型と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項記載の金型加工方法。
 前記加工用補助部材と前記金型との当接面は、鏡面加工されていることを特徴とする請求の範囲第1項から第3項までのいずれか一項記載の金型加工方法。
 前記当接面は、平面であることを特徴とする請求の範囲第4項記載の金型加工方法。
 前記金型内周面は、光学素子のフランジ部の側面に対応することを特徴とする請求の範囲第1項から第5項までのいずれか一項記載の金型加工方法。
 請求の範囲第1項から第6項までのいずれか一項記載の金型加工方法を用いて作製されたことを特徴とする射出成形用金型。
 請求の範囲第7項記載の射出成形用金型を用いて成形されたことを特徴とする光学素子。
Description:
金型加工方法、射出成形用金型 及び光学素子

 本発明は、射出成形等に用いられる金型 工方法、射出成形用金型、及び光学素子に する。

 射出成形による光学素子の製造方法として 光学素子外周のフランジ外周面(フランジ部 側面)に対応する位置にパーティングライン 有する金型構造を用いるものがある(例えば 特許文献1及び2参照)。

特開平9-131802号公報

特開2007-196665号公報

 しかしながら、上記のような金型構造で 、フランジ外周面を形成する彫り込み部に いて切削加工によって生じるエッジ部分の えりや切削の跡により、光学素子の離型時 フランジ外周面に傷が発生するという問題 生じる。

 さらに、この傷を防止するため、彫り込 部のエッジ部分のかえりや切削の跡を研磨 る加工を施す方法があるが、この場合、彫 込み部のエッジ部分がだれてしまい、成形 れた光学素子のフランジ外周面にバリが発 する。光学素子は、ボビンと称する鏡枠内 装着されるが、この際、フランジ外周面に リがあると、鏡枠内周部にバリが当接し、 学素子が傾いて装着される不具合が発生し すくなるという問題がある。

 また、切削加工では、彫り込み部のエッ 部分におけるかえりや切削の跡の抑制防止 の工程が必要となり、金型の精度向上のた にコストや加工時間が増加するという問題 ある。

 そこで、本発明は、容易かつ低コストに 形品の外周面におけるバリの発生を防止し 寸法精度の高い成形品を成形できる射出成 用金型を製造するための金型加工方法を提 することを目的とする。

 また、本発明は、上記のような金型加工 法を用いて作製した射出成形用金型と上記 ような射出成形用金型を用いて成形した光 素子とを提供することを目的とする。

 本発明に係る金型加工方法は、成形品の 周面を成形する金型の金型内周面を加工す ための金型加工方法であって、金型の先端 に加工用補助部材を取り付けて固定する第1 工程と、第1工程後、金型及び加工用補助部 を共に切削加工することにより、金型内周 を金型に形成し、金型内周面の延長上とな 補助部材内周面を加工補助部材に形成する 2工程と、第2工程後、金型内周面及び補助部 材内周面を共に研磨する第3工程と、を備え ことを特徴とする。

 上記金型加工方法では、金型に加工用補 部材を取り付けて固定し、金型と加工用補 部材とを共に切削及び研磨することにより 型内周面を形成するため、金型内周面のエ ジ部分にかえりや切削の跡が生じることを ぐことができる。さらに、研磨時にエッジ 分にだれが生じることを防ぐことができる これにより、寸法精度の高い金型を加工す ことができ、容易かつ低コストに成形品に リが発生することを防止することができる

 本発明の具体的な態様又は観点では、加 用補助部材は、金型にネジ止めによって固 されることを特徴とする。この場合、金型 対する加工用補助部材の固定が安定すると もに加工用補助部材の着脱を容易にするこ ができる。

 本発明の別の態様では、加工用補助部材 、金型と同じ材料で形成されていることを 徴とする。この場合、切削加工に材料の違 による加工効率や加熱による手法変化又は 法差がなくなり、かえりや切削の跡が生じ ことを確実に防ぐことができる。

 本発明のさらに別の態様では、加工用補 部材と金型との当接面は、鏡面加工されて ることを特徴とする。この場合、金型と加 用補助部材との接触面に隙間が生じず、か りやだれが生じることを防ぐことができる

 本発明のさらに別の態様では、当接面は 平面であることを特徴とする。この場合、 型と加工用補助部材との接続面の形成が簡 になり、両者の間に隙間が生じることを防 ことができる。

 本発明のさらに別の態様では、金型内周 は、光学素子のフランジ部の側面に対応す ことを特徴とする。この場合、成形品、す わち成形された光学素子のフランジ部にバ が発生するのを防ぐことができる。

 本発明に係る射出成形用金型は、上述の 型加工方法を用いて作製されたことを特徴 する。この場合、上述の金型加工方法を用 て作製されることにより、容易かつ低コス に成形品のバリ発生を防ぎつつ、寸法精度 高い金型とすることができる。

 本発明に係る光学素子は、上述の射出成 用金型を用いて成形されたことを特徴とす 。この場合、上述の射出成形用金型を用い 成形されることにより、容易かつ低コスト 外周面のバリ発生を防止し、寸法精度の高 光学素子となる。

本実施形態の射出成形用金型の構造を 明する拡大側断面図である。 図1の射出成形用金型によって成形され るレンズの側断面図である。 外周型及び加工用補助部材の構造を説 する斜視図である。 (A)、(B)は、外周型及び加工用補助部材 構造を説明する拡大断面図である。 (A)~(C)は、外周型の加工方法を説明する 図である。

符号の説明

 31…中ぐりバイト
 32…リュータ
 41…固定金型
 42…可動金型
 61,71…鏡面コア
 62,72…外周型
 81…加工用補助部材
 72a…コア挿通孔
 81a…彫り込み孔
 72d,81d…彫り込み部
 CV…型空間
 GP…ゲート部分
 OL…レンズ

 以下、本発明の実施形態である射出成形 金型、光学素子、及び金型加工方法につい 、図面を参照しつつ説明する。

 図1は、固定金型41と可動金型42とで構成 れる射出成形用金型40の構造を説明する断面 図である。図2は、図1に示す射出成形用金型4 0によって成形されるレンズOLの断面図である 。

 本実施形態の射出成形用金型40は、固定 型41と可動金型42とを備える。固定金型41と 動金型42とは、パーティングラインPLを境と て開閉可能になっている。不図示の成形装 によって固定金型41と可動金型42とを型合わ せして型締めを行うことにより、図2に示す 学素子としてのレンズOLを成形するための型 空間CVが形成されるとともに、型空間CVに樹 を供給するためのゲート部分GPが形成される 。

 型空間CVは、後述する一対の光学転写面S1 ,S2に挟まれた本体空間CV1と、一対の周縁転写 面S3,S4に囲まれたフランジ空間CV2から構成さ る。周縁転写面S3,S4は、レンズOLの外周部分 に設けられる環状のフランジ部FLを形成する めの周辺部分を構成する。なお、周縁転写 S3は、成形加工の完了したレンズOLを不図示 のボビンと称する鏡枠内に装着するときの基 準面となるフランジ下面FL1に対応する。また 、周縁転写面S4のうち、型の開閉方向に垂直 輪帯状の周縁転写面S4aは、レンズOLのフラ ジ部FLのフランジ上面FL2に対応し、型の開閉 方向に平行な円筒面状の周縁転写面S4bは、フ ランジ部FLのフランジ側面FL3に対応する。レ ズOLは、例えば光ピックアップ用の対物レ ズとして用いられる。

 図1に示すように、固定金型41は、固定金 41のコア部分である円柱状の鏡面コア61と、 周辺部分である筒状の外周型62とを備える。 面コア61は、外周型62の内部に形成されたコ ア挿通孔62aに挿入され、鏡面コア61と外周型6 2とは不図示の取り付け板によって背後から 持され、相互に位置決めされている。鏡面 ア61は、その端面、すなわち可動金型42に対 する型面に、レンズOLの光学面OS1に対応す 部分である円形の光学転写面S1を備える。外 周型62は、レンズOLのフランジ下面FL1に対応 る部分であり、光学転写面S1の外周を囲む上 述の周縁転写面S3を備える。

 可動金型42は、固定金型41の場合と同様に 、円柱状の鏡面コア71と筒状の外周型72とを える。鏡面コア71は、外周型72内部に形成さ たコア挿通孔72aに挿入され、鏡面コア71と 周型72とは不図示の突き出し板によって背後 から支持され、相互に位置決めされている。 そして、この突き出し板が可動することによ り、鏡面コア71や不図示の突き出しピン等が き出され、レンズOLを含む成形品を離型さ る。

 鏡面コア71は、その端面、すなわち固定 型41に対向する型面に、レンズOLの光学面OS2 対応する部分である円形の光学転写面S2を える。外周型72は、レンズOLのフランジ上面F L2に対応する部分であり、光学転写面S2の外 を囲む上述の周縁転写面S4と、ゲート部分GP 対応する部分であるゲート凹部S6とを備え 。なお、可動金型42には、型空間CV内に樹脂 流入するための不図示のスプル部分が設け れている。

 以下、金型加工方法のうち、特に可動金 42の外周型72の加工方法について説明する。 図3は、外周型72及び加工用補助部材81の構造 説明する斜視図である。

 可動金型42の外周型72には、予め切削バイ ト、ドリル等を組み付けた旋盤を利用して、 コア挿通孔72aと、外周型72に加工用補助部材8 1を固定するためのネジ穴72bとが形成されて る。コア挿通孔72aは軸AX方向に延びており、 ネジ穴72bも軸AX方向に延びている。コア挿通 72aには、外周型72の端面72c側に、レンズOLの フランジ上面FL2及びフランジ側面FL3に対応し 、外側の直径がフランジ側面FL3よりやや小さ い環状段部72eが形成されている。環状段部72e は、周縁転写面S4となるべき部分である。ネ 穴72bには、固定用の雌ネジが形成されてい 。

 加工用補助部材81には、外周型72と同様に 、予め切削バイト、ドリル等を組み付けた旋 盤を利用して、彫り込み孔81aとネジ穴81bとが 形成されている。彫り込み孔81aは、外周型72 コア挿通孔72aに対応する位置に環状段部72e 外側の内径d2と略同じ大きさの孔に形成さ ている。ネジ穴81bは、外周型72のネジ穴72bに 対応する位置に設けられている。ネジ穴81bに は、雌ネジが形成されていない。ネジ穴81bを 介してネジ91が外周型72のネジ穴72bにねじこ れる。なお、先端側にのみネジ山が形成さ ているネジ91を用いることもできる。

 加工用補助部材81の端面81cは、外周型72の 端面72cと当接し、外周型72と加工用補助部材8 1とは、ネジ穴72b,81bを利用してネジ91で固定 れる。端面72c及び端面81cは、平面に加工さ た後、研磨によって鏡面加工の仕上げが施 れており、当接面Aを形成する両者の平面度 び面粗度は高くなっている。ここで、外周 72側の端面72cは、図1に示すパーティングラ ンPLを形成する面となる。

 なお、以上の外周型72及び加工用補助部 81は、同じ材料を用いて形成されている。例 えば、材料として、ステンレス鋼の一種であ るHPMやスタバックス等が用いられる。

 図4は、外周型72と加工用補助部材81との 接面Aにおけるコア挿通孔72a及び彫り込み孔8 1a周辺の断面図である。図4(A)は、金型加工前 の断面図であり、図4(B)は、金型加工後の断 図である。ここで、破線は、固定金型41及び 可動金型42の型締め時に形成される型空間CV 表す。

 上述したように、金型加工前の環状段部7 2eの内周面(金型内周面)である彫り込み部72d 、金型加工によって周縁転写面S4bが現われ よう、型空間CVの外径よりも小さめに削り代 を残して加工されている。加工用補助部材81 設けた彫り込み孔81aの内周面(補助部材内周 面)である彫り込み部81dは、彫り込み部72dの 延長線上になるよう切削されている。つま 、金型加工前の外周型72の彫り込み部72dと加 工用補助部材81の彫り込み部81dは、外周型72 最終形状の周縁転写面S4bの内径d1よりも小さ な内径d2になるように加工されている。

 図5は、外周型72の加工方法を説明する図 ある。図5(A)は、固定工程を説明する図であ り、図5(B)は、切削工程を説明する図であり 図5(C)は、研磨工程を説明する図である。

 図5(A)に示すように、外周型72の端面72cと 工用補助部材81の端面81cとを密着させ、一 のネジ91によりネジ止めして外周型72と加工 補助部材81とを固定する(第1工程 図3参照) この際、当接面Aを構成する両端面72c,81cは平 面な鏡面に仕上げされているため、密着状態 となる。

 外周型72と加工用補助部材81とを固定した ものを旋盤にセットし、中ぐりバイト31を用 て切削加工する(第2工程)。この際、ネジ91 より外周型72及び加工用補助部材81を密着し 状態に維持でき、両者の位置ずれを防止し つ彫り込み部72dと彫り込み部81dとを共に所 の内径寸法(内径d1)に切削する。なお、切削 方向は当接面Aに対して垂直であり(図2の軸AX 平行)、外周型72側から切削しても加工用補 部材81側から切削してもよい。

 切削後、切削時に彫り込み部72d,81dに生じ たかえりや切削の跡をリュータ32の先端に取 付けた砥石32aを用いて研磨して除去する(第 3工程)。これにより、彫り込み部72d,81dを不要 な突起や窪みのない所望の平面度及び面粗度 に仕上げることができる。研磨後、外周型72 ら加工用補助部材81を外す。加工後の外周 72の環状段部72eには、レンズOLのフランジ側 FL3に対応する周縁転写面S4bが形成される。

 以上説明した金型加工方法によれば、外 型72に加工用補助部材81を取り付けて固定し 、外周型72と加工用補助部材81とを共に切削 び研磨することにより彫り込み部72d、すな ち周縁転写面S4bを形成するため、周縁転写 S4bのエッジ部分にかえりや切削の跡が生じ のを防ぐことができる。さらに、研磨時に ッジ部分にだれが生じることを防ぐことが きる。これにより、容易かつ低コストにか りや切削の跡やだれを低減した寸法精度の い射出成形用金型40を作製することができる 。その結果、容易かつ低コストに、フランジ 側面FL3のバリ発生を防止し、寸法精度の高い レンズOLを得ることができる。

 また、外周型72と加工用補助部材81とをネ ジ止めして固定することにより、外周型72と 工用補助部材81との着脱を容易にすること できる。また、外周型72と加工用補助部材81 を同じ材料にすることにより、切削加工に 料の違いによる差がないため、切削の切替 にバイトの刃がぶれて彫り込み部72dにかえ や切削の跡が生じるのを防ぐことができる また、外周型72の端面72cと加工用補助部材81 の端面81cとが平面に鏡面仕上げされているこ とにより、当接面Aに隙間が生じず、彫り込 部72d、すなわち周縁転写面S4bにかえりやだ が生じるのを防ぐことができる。

 以上実施形態に即して本発明を説明した 、本発明は、上記実施形態に限定されるも ではなく、様々な変形が可能である。例え 、外周型72と加工用補助部材81とを固定する ために、ネジ91を用いたが、外周型72と加工 補助部材81とが密着して動かないようにする ことができれば、例えばクランプ等を用いて もよい。

 また、上記実施形態において、可動金型4 2は鏡面コア71と外周型72とで構成されるが、 面コア71と外周型72とを一体型にしてもよい 。

 また、上記実施形態において、円筒状の り込み部72d,81dを切削したが、四角状の場合 でも同様に切削することができる。

 また、上記実施形態において、可動金型4 2の外周型72を加工したが、固定金型41の外周 62を加工してもよい。

 また、上記実施形態において、固定金型4 1及び可動金型42で構成される射出成形用金型 40に設ける型空間CVの形状は、図示のものに らず、様々な形状とすることができる。す わち、型空間CVの形状は、単なる例示であり 、レンズOLの用途等に応じて適宜変更するこ ができる。




 
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