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JP2005262472A - 射出成形金型の製造方法、及び射出成形金型、並びにプラスチック光学レンズの製造方法 - Google Patents

射出成形金型の製造方法、及び射出成形金型、並びにプラスチック光学レンズの製造方法 Download PDF

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JP2005262472A
JP2005262472A JP2004074343A JP2004074343A JP2005262472A JP 2005262472 A JP2005262472 A JP 2005262472A JP 2004074343 A JP2004074343 A JP 2004074343A JP 2004074343 A JP2004074343 A JP 2004074343A JP 2005262472 A JP2005262472 A JP 2005262472A
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Kazuo Saito
一男 齊藤
Jun Inahashi
潤 稲橋
Akio Michinaka
彰男 道中
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Olympus Corp
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Abstract

【課題】 射出成形により製造されるレンズの偏心を低減させる。
【解決手段】 位置決め部材36は、嵌合させることによって位置決めがなされる凸部材及び凹部材であり、その一方が備えられている固定側型板32とその他方が備えられている可動側型板43とを密着させて当該凸部材と当該凹部材とを勘合させた状態で、固定側型板32及び可動側型板43を直に貫く貫通穴を一方向から形成する。成形面33bを有する固定側鏡面入子33を固定側型板32におけるこの貫通穴へ挿入し、成形面45bを有する可動側成形入子45を、可動側型板43における前記貫通穴へ、複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されてなるボールリテーナ46を介挿させて挿入する。この固定側型板32及び可動側型板43を用いて透明樹脂の射出成形を行ってプラスチック光学レンズを製造する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、射出成形技術に関し、特に、プラスチック光学レンズを射出成形で製造する技術に関する。
プラスチック光学レンズの射出成形に用いられる従来の射出成形金型として、例えば図5や図6に示されるものがある。
即ち、図5に示す射出成形金型は、固定側金型1と可動側金型2とを備え、両者は接合面3で離接可能に接合され、固定側金型1は、固定側プレート4と、それを取り付ける固定側プレート取付板5からなり、固定側プレート4には、固定側スリーブ6を介して、レンズ成形面を有する固定側レンズ入子7が嵌合され、ボルト8で固定側プレート取付板5に固定されている。また、固定側プレート取付板5には、固定側スリーブ6から離れた位置にテーパーブッシュ9が固定されている。固定側プレート4の中央部にスプル10、ランナ11、キャビティ12と連通するゲート13が設けられている。
可動側金型2は、可動側プレート14と、それを取り付ける可動側プレート取付板15からなる。可動側プレート14には、可動側スリーブ16を介して、レンズ成形面を有する可動側レンズ入子17が嵌合される。可動側プレート14の受け板18と可動側プレート取付板15の間にスペーサブロック19が介在され、スペーサブロック19の内側に突き出し板20、21が設置されている。突出しロッド22の後端22aが突き出し板20、21で保持され、突出しロッド22の先端22bが可動側レンズ入子17にネジ止めで連結されている。
また、突き出し板20、21はエジェクタピン23の後端23aを保持し、エジェクタピン23の先端23bはランナ11近くまで延びている。
可動側プレート14にはテーパーガイド24が設けられ、これを前記テーパーブッシュ9に嵌合することで、固定側レンズ入子7と可動側レンズ入子17の芯ずれを防止している。
また、図6に示す射出成形金型は、可動側外ゴマ61の内側に可動側レンズゴマ62が配置され、固定側外ゴマ63の内側に固定側レンズゴマ64が配置されている。金型の型開閉により、固定側外ゴマ63に対して可動側外ゴマ61が離接する。
可動側外ゴマ61の端面に可動側レンズゴマ62を中心として、周面がテーパ状になった嵌合凹部65が設けられ、一方、固定側外ゴマ63の端面に固定側レンズゴマ64を中心として、周面がテーパ状になった嵌合凸部66が設けられている。嵌合凹部65のテーパ角度と嵌合凸部66のテーパ角度はほぼ一致しており、同図に示すように型閉め時に嵌合凸部66が嵌合凹部65に挿入され、挿入完了時に嵌合凸部66の周面が嵌合凹部65の周面に一様に密着する。
レンズゴマ62、64の先端にそれぞれ所定形状のレンズ成形面62a、64aを有し、これにより成形品の外形に相応するキャビティが形成される。
レンズゴマ62、64を挿入する外ゴマ61、63の中央部にリテーナ収容部67がそれぞれ形成され、そこにボールリテーナ68が介在されている。
このような射出成形金型は、下記のような特許文献1に記載されている。
特開2003−175532号公報
しかしながら、図5に示す射出成形金型では、突出しロッド22が可動側レンズ入子17にネジ止めで連結されているので、この金型を横型の成形機として使用する場合、突出しロッド22の重量を可動側レンズ入子17の側面の嵌合で支持することとなり、突出しロッド22の重量の影響で、可動側レンズ入子17の心ずれが生じやすい。
ここで、突出しロッド22をエジェクタガイド等で支持しても、可動側レンズ入子17の心とエジェクタガイドの心とのずれにより、可動側レンズ入子17の心ずれが生じることもある。
また、図6に示す射出成形金型では、可動側レンズゴマ62及びボールリテーナ68が挿入される可動側外ゴマ61の貫通穴の径と、固定側レンズゴマ64及びボールリテーナ68が挿入される固定側外ゴマ63の貫通穴の径とが、いずれも可動側外ゴマ61と固定側外ゴマ63との接合面へ向かう方向へ階段状に狭まっているため、可動側外ゴマ61と固定側外ゴマ63とを製造する場合に、勘合凹部65と勘合凸部66とで勘合させた状態で一方の面のみから刃物を当てることでこのように穴径の変化する貫通穴を一遍に形成することは困難である。従って、可動側外ゴマ61と固定側外ゴマ63とで別々に貫通穴を形成せざるを得ないのであるが、このようにして貫通穴を形成した場合には、可動側レンズコマ62と固定側レンズコマ64との間で心ずれが生じやすい。
以上のようないずれの場合においても、心ずれが発生すれば製造されるレンズの偏心を引き起こすこととなる。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、射出成形により製造されるレンズの偏心を低減させることである。
上述した課題を解決するため、請求項1に係る射出成形金型の製造方法は、嵌合させることによって位置決めがなされる凸部材及び凹部材のうちの一方が備えられている固定側型板とその他方が備えられている可動側型板とを密着させて当該凸部材と当該凹部材とを勘合させた状態で、当該固定側型板及び当該可動側型板を直に貫く貫通穴を一方向から形成し、成形面を有する固定側成形入子を前記固定側型板における前記貫通穴へ挿入し、成形面を有する可動側成形入子を前記可動側型板における前記貫通穴へ、複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されてなるボールリテーナを介挿させて挿入することを特徴とするものである。
また、請求項2に係る射出成形金型の製造方法は、前記固定側成形入子の前記固定側型板における前記貫通穴への挿入においては、当該固定側成形入子と当該貫通穴との間にもボールリテーナを介挿させて挿入し、前記固定側成形入子における成形面の近傍部分の外径は、前記ボールリテーナが接触する当該固定側成形入子の側面部分の外径よりも大きく形成されており且つ前記固定側型板における前記貫通穴の穴径よりも小さく形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項3に係る射出成形金型の製造方法は、前記固定側型板における前記貫通穴へ挿入された前記固定側成形入子における成形面の前記近傍部分と当該貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅が0.03mm以下であることを特徴とするものである。
また、請求項4に係る射出成形金型の製造方法は、前記固定側成形入子の前記固定側型板における前記貫通穴への挿入において、成形面の近傍部分の外径が当該貫通穴の穴径よりも小さく形成されており且つ当該近傍部分以外の部分が当該貫通穴の穴径よりも大きく形成されている固定側成形入子を当該記貫通穴へ圧入することを特徴とするものである。
また、請求項5に係る射出成形金型の製造方法は、前記固定側型板における前記貫通穴へ圧入された前記固定側成形入子における成形面の前記近傍部分と当該貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅が0.03mm以下であることを特徴とするものである。
また、請求項6に係るプラスチック光学レンズの製造方法は、請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の製造方法を使用して製造された射出成形金型を使用して行う透明樹脂の射出成形によって製造することを特徴とするものである。
また、請求項7に係る発明は、固定側型板と可動側型板とを備える射出成形金型であって、成形面を有し、可動側型板に設けられている貫通穴に挿入されている可動側成形入子と、複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されて成り、前記貫通穴の壁面と前記可動側成形入子との間に介挿されているボールリテーナと、前記可動側成形入子における前記成形面の方向とは反対の方向の力を当該可動側成形入子に生じさせる弾性部材と、
前記可動側成形入子に固着され、前記弾性部材によって生じさせた力による当該可動側成形入子の前記貫通穴からの抜出を阻止する阻止部材とを備え、前記可動側成形入子は、成形品を可動側型板から突き出すための突出機構とは固着せず、当該突出機構が当該可動側成形入子を前記成形面の方向へ突くことによって当該成形品が突き出されることを特徴とするものである。
また、請求項8に係る射出成形金型は、前記阻止部材は前記可動側型板の取り付けられる可動側受板と当該可動側型板との間に設けられる室内に配置される鍔状部材であり、前記弾性部材によって生じさせた力で当該鍔状部材が当該可動側受板へ押止されることによって当該可動側成形入子の抜出が阻止されることを特徴とするものである。
また、請求項9に係る射出成形金型は、前記弾性部材は、前記鍔状部材と前記可動側型板との間に挟入されていることを特徴とするものである。
また、請求項10に係る射出成形金型は、成形品の形成時には、前記阻止部材の固着されている前記可動側成形入子と前記突出機構との間に空隙が存在することを特徴とするものである。
また、請求項11に係る射出成形金型は、前記空隙の幅は0.03mm以下であることを特徴とするものである。
また、請求項12に係るプラスチック光学レンズの製造方法は、請求項7から11のうちのいずれか一項に記載の射出成形金型を使用して行う透明樹脂の射出成形によって製造することを特徴とするものである。
上述した本発明によれば、製造されるプラスチック光学レンズの偏心が低減するという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を実施する射出成形金型の構造を示す断面図である。
同図に示す射出成形金型は、固定側金型30と可動側金型40とからなる。
固定側金型30は、その中央にスプル37が設けられている固定側型板32と、これが取り付けられる固定側取付板31とからなる。
固定側型板32には穴径が均一の貫通穴が設けられており、この貫通穴にボールリテーナ35を介挿させて固定側成形入子となる固定側鏡面入子33を挿入している。ボールリテーナ35は複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されてなるものである。固定側鏡面入子33を固定側型板32の貫通穴へ挿入するときには、固定側鏡面入子33の後部33aにボールリテーナ35を被せた状態で圧入する。なお、固定側鏡面入子33はボルト34で固定側取付板31に固定されている。
可動側金型40は、可動側型板43と、これが取り付けられる可動側取付板41とからなる。可動側型板43の受板44と可動側取付板41との間にはスペーサブロック42が挟入されている。
可動側型板43にも穴径が均一の貫通穴が設けられており、この貫通穴にボールリテーナ35と同様のボールリテーナ46を介挿させて可動側成形入子となる可動側鏡面入子45が挿入されている。可動側鏡面入子45を可動側型板43の貫通穴へ挿入するときも、可動側鏡面入子45の後部45aにボールリテーナ46を被せた状態で圧入する。
固定側型板32と可動側型板43との接合面には、一方が凸部材で他方が凹部材である一対の位置決め部材36が各々埋め込まれている。位置決め部材36を勘合させて固定側型板32と可動側型板43とを密着させることにより、両者が位置決めされる。
固定側型板32における固定側鏡面入子33を挿入する貫通穴、及び可動側型板43における可動側鏡面入子45を挿入する貫通穴は、固定側型板32と可動側型板43とを位置決めした状態、すなわち、位置決め部材36を勘合させて固定側型板32と可動側型板43とを密着させた状態で、固定側型板32と可動側型板43とを一方向から直に貫いて形成する。このようにすることにより、鏡面入子を挿入する挿入穴(貫通穴)の心を容易に一致させることができるので、固定側鏡面入子33の有する成形面33bと、可動側鏡面入子45の有する成形面45bとの位置関係が適切なものとなり、この射出成形金型を用いて製造するレンズの偏心が低減する。
なお、図1においては固定側型板32に凸部材が位置決め部材36として備えられており、可動側型板43には凹部材が位置決め部材36として備えられているが、固定側型板32及び可動側型板43と、位置決め部材36の凹凸との関係は任意でよい。
可動側鏡面入子45の後部45aは、可動側型板43と受板44との間に設けられている室内へ突き出している。この後部45aの端面には入子鍔(ツバ)部材47がボルト48で固定されている。可動側型板43の受板44側の面と入子鍔部材47の鍔状部分との間には弾性部材49(例えばコイルばね)が挟入されており、弾性部材49の弾性力が成形面45bの方向とは反対の方向の力を可動側鏡面入子45に生じさせている。この力は可動側鏡面入子45を可動型型板43の貫通穴から抜出させる方向に働いているが、可動側鏡面入子45に固着されている入子鍔部材47の鍔状の部分が可動側受板44に押止されるので、可動側鏡面入子45の抜出が阻止される。
スペーサブロック42の内側の、可動側取付板41と可動側受板44との間の空間には、この射出成形金型による成形品を可動側型板43から突き出すための突出機構が配置されている。突出機構は、エジェクタプレート上50、突き出しロッド51、エジェクタプレート下52、エジェクタピン53、及びエジェクタガイドブッシュ54を有している。
エジェクタプレート上50、エジェクタプレート下52、及びエジェクタガイドブッシュ54が一体でエジェクタガイド55に沿って図1における右方向へ移動すると、突き出しロッド51が入子鍔部材47を介して可動側鏡面入子45を成形面45bの方向へ突く。この結果、成形品が可動側型板43から突き出される。なお、このとき、ランナ38付近まで延びているエジェクタピン53がランナ38で固化している樹脂を併せて突き出す。
図1において符号Aを付した部分の拡大断面図を図2に示す。同図を参照すると分かるように、突出機構の一部である突き出しロッド51は入子鍔部材47にも、可動側鏡面入子45にも固着していない。このようにすることにより、可動側鏡面入子45が突き出しロッド51の自重によって貫通穴(挿入穴)内で偏心することがない。更に、突出しロッド51と可動側型板43における可動側鏡面入子45の挿入穴との傾きのズレに起因する可動側鏡面入子45の偏心も防止される。
なお、図2は、突出機構が突き出し動作を行っていない成形品の形成時の様子を示している。このときは、入子鍔部材47が固着されている可動側鏡面入子45と突き出しロッド51との間は接触させずに空隙を存在させている。この方が、突き出しロッド51の自重の可動側鏡面入子45への影響を完全に排除できるので好ましい。
なお、その一方で、突き出し時における突き出しのタイミングのずれが大きくなると成形品における成形面45bで形成される鏡面部の面精度の劣化が生じるため、このタイミングのずれを極力少なくするという観点からは、この空隙αをなるべく狭くしておいた方が好ましい。なお、実験によれば、この空隙αを0.03mm以下とした場合には著しい欠陥が成形品に生じることはなかった。
次に図3について説明する。同図は図1において符号Bを付した部分の拡大断面図である。
図3に明瞭に示されているように、固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33cの外径は、固定側型板32における貫通穴(固定側鏡面入子33の挿入穴)の穴径よりも小さく形成している。これは、固定側鏡面入子33をこの貫通穴に圧入する際の締め付け力により、成形面33bが変形してしまうことを防止するためのものである。なお、前述したように、固定側鏡面入子33は、その後部33aにボールリテーナ35を被せた状態で固定側型板32に圧入されるので、このように成形面33bの側面部分33cを形成しても固定側鏡面入子33の成形面33bの位置は適正に保持される。また、固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33cの外径は、ボールリテーナ35が接触する固定側鏡面入子33の後部33aの部分の外径よりも大きく形成されているので、近傍部分33cにボールリテーナ35が被さることはなく、従ってボールリテーナ35からの力が成形面33bを変形させることはない。
なお、図1に示す実施形態において、固定側型板32の貫通穴にボールリテーナ35を介挿させて固定側鏡面入子33を挿入しているのは、固定側鏡面入子33の固定側型板32からの挿抜を容易にするためであるが、ここで、図1において符号Bを付した部分について、図4に示すように、固定側型板32の貫通穴にボールリテーナ35を介挿させずに固定側鏡面入子33を挿入するようにしてもよい。
図4において、固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33dの外径は、固定側型板32における貫通穴(固定側鏡面入子33の挿入穴)の穴径よりも小さく形成している。こうすることにより、固定側鏡面入子33を固定側型板32の貫通穴に圧入する際の締め付け力により、成形面33bが変形してしまうことが防止される。
その一方、固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33d以外の部分の外径は、固定側型板32における貫通穴(固定側鏡面入子33の挿入穴)の穴径よりも大きく形成しておく。このように形成した固定側鏡面入子33を熱かしめ等による圧入により固定側型板32に組み付けることで、可動側鏡面入子45との偏心を抑えることができる。
なお、図3における固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33cと固定側型板32の貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅β、及び、図4における固定側鏡面入子33の側面における成形面33bの近傍部分33dと固定側型板32の貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅βは、いずれもなるべく狭くすることが好ましく、余りに広くしてしまうとバリが生じてしまう。非晶質ポリオレフィン樹脂を用いて行った実験によれば、この幅βを0.03mm以下とした場合には目立ったバリの発生は確認されなかった。
以上までに説明した射出成形金型を用いてプラスチック光学レンズを製造するには、透明樹脂を用いてごく普通の射出成形を行えばよい。すなわち、位置決め部材36を勘合させて固定側型板32と可動側型板43とを接合させると両者間に形成される成形室内へ、溶融状態の透明樹脂をスプルブッシュ37aからスプル37及びランナ38を経て注入して充填し、その後充填した透明樹脂を固化させることにより、プラスチック光学レンズが形成される。
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
本発明の一実施の形態に係る射出成形金型の断面図である。 図1のA部拡大断面図である。 図1のB部拡大断面図である。 図1のB部の別の実施例の断面図である。 従来の射出成形金型の第一の例の断面図である。 従来の射出成形金型の第二の例の断面図である。
符号の説明
1 固定側金型
2 可動側金型
3 接合面
4 固定側プレート
5 固定側プレート取付板
6 固定側スリープ
7 固定側レンズ入子
8 ボルト
9 テーパーブッシュ
10 スプル
11 ランナ
12 キャビティ
13 ゲート
14 可動側プレート
15 可動側プレート取付板
16 可動側スリープ
17 可動側レンズ入子
18 受け板
19 スペーサブロック
20、21 突き出し板
22 突き出しロッド
22a 突き出しロッド後端
22b 突き出しロッド先端
23 エジェクタピン
23a エジェクタピン後端
23b エジェクタピン先端
30 固定側金型
31 固定側取付板
32 固定側型板
33 固定側鏡面入子
33a 入子後部
33b 成形面
33c 成形面近傍部分
33d 成形面近傍部分
34 ボルト
35 ボールリテーナ
36 位置決め部材
37 スプル
37a スプルブッシュ
38 ランナ
40 可動側金型
41 可動側取付板
42 スペーサブロック
43 可動側型板
44 可動側受板
45 可動側鏡面入子
45a 入子後部
45b 成形面
46 ボールリテーナ
47 入子鍔部材
48 ボルト
49 弾性部材
50 エジェクタプレート上
51 突出しロッド
52 エジェクタプレート下
53 エジェクタピン
54 エジェクタガイドブッシュ
55 エジェクタガイド
61 可動側外ゴマ
62 固定側外ゴマ
62a、64a レンズ成形面
63 固定側外ゴマ
64 固定側レンズゴマ
65 勘合凹部
66 勘合凸部
67 リテーナ収容部
68 ボールリテーナ

Claims (12)

  1. 嵌合させることによって位置決めがなされる凸部材及び凹部材のうちの一方が備えられている固定側型板とその他方が備えられている可動側型板とを密着させて当該凸部材と当該凹部材とを勘合させた状態で、当該固定側型板及び当該可動側型板を直に貫く貫通穴を一方向から形成し、
    成形面を有する固定側成形入子を前記固定側型板における前記貫通穴へ挿入し、
    成形面を有する可動側成形入子を前記可動側型板における前記貫通穴へ、複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されてなるボールリテーナを介挿させて挿入する、
    ことを特徴とする射出成形金型の製造方法。
  2. 前記固定側成形入子の前記固定側型板における前記貫通穴への挿入においては、当該固定側成形入子と当該貫通穴との間にもボールリテーナを介挿させて挿入し、
    前記固定側成形入子における成形面の近傍部分の外径は、前記ボールリテーナが接触する当該固定側成形入子の側面部分の外径よりも大きく形成されており且つ前記固定側型板における前記貫通穴の穴径よりも小さく形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の射出成形金型の製造方法。
  3. 前記固定側型板における前記貫通穴へ挿入された前記固定側成形入子における成形面の前記近傍部分と当該貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅が0.03mm以下であることを特徴とする請求項2に記載の射出成形金型の製造方法。
  4. 前記固定側成形入子の前記固定側型板における前記貫通穴への挿入において、成形面の近傍部分の外径が当該貫通穴の穴径よりも小さく形成されており且つ当該近傍部分以外の部分が当該貫通穴の穴径よりも大きく形成されている固定側成形入子を当該記貫通穴へ圧入することを特徴とする請求項1に記載の射出成形金型の製造方法。
  5. 前記固定側型板における前記貫通穴へ圧入された前記固定側成形入子における成形面の前記近傍部分と当該貫通穴の壁面との間に形成される空隙の幅が0.03mm以下であることを特徴とする請求項4に記載の射出成形金型の製造方法。
  6. 請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の製造方法を使用して製造された射出成形金型を使用して行う透明樹脂の射出成形によって製造することを特徴とするプラスチック光学レンズの製造方法。
  7. 固定側型板と可動側型板とを備える射出成形金型であって、
    成形面を有し、可動側型板に設けられている貫通穴に挿入されている可動側成形入子と、
    複数の球が保持筒の周壁で回転可能に保持されて成り、前記貫通穴の壁面と前記可動側成形入子との間に介挿されているボールリテーナと、
    前記可動側成形入子における前記成形面の方向とは反対の方向の力を当該可動側成形入子に生じさせる弾性部材と、
    前記可動側成形入子に固着され、前記弾性部材によって生じさせた力による当該可動側成形入子の前記貫通穴からの抜出を阻止する阻止部材と、
    を備え、
    前記可動側成形入子は、成形品を可動側型板から突き出すための突出機構とは固着せず、当該突出機構が当該可動側成形入子を前記成形面の方向へ突くことによって当該成形品が突き出される、
    ことを特徴とする射出成形金型。
  8. 前記阻止部材は前記可動側型板の取り付けられる可動側受板と当該可動側型板との間に設けられる室内に配置される鍔状部材であり、前記弾性部材によって生じさせた力で当該鍔状部材が当該可動側受板へ押止されることによって当該可動側成形入子の抜出が阻止される、
    ことを特徴とする請求項7に記載の射出成形金型。
  9. 前記弾性部材は、前記鍔状部材と前記可動側型板との間に挟入されていることを特徴とする請求項8に記載の射出成形金型。
  10. 成形品の形成時には、前記阻止部材の固着されている前記可動側成形入子と前記突出機構との間に空隙が存在することを特徴とする請求項7に記載の射出成形金型。
  11. 前記空隙の幅は0.03mm以下であることを特徴とする請求項10に記載の射出成形金型。
  12. 請求項7から11のうちのいずれか一項に記載の射出成形金型を使用して行う透明樹脂の射出成形によって製造することを特徴とするプラスチック光学レンズの製造方法。

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