JP2005280002A - 金型装置、成形品、その成形方法及び成形機 - Google Patents
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Abstract
【課題】スプルーブッシュを十分に冷却することができ、成形品の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】第1の型ユニットと、第2の型ユニットと、第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、前端の近傍に環状の流路27が形成されたスプルーブッシュ24と、スプルーブッシュ24を包囲して配設されたインナスタンパホルダと、第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に流路55が形成されたブシュ47とを有する。この場合、スプルーブッシュ24の外径を大きくすることができ、流路27の径方向寸法を大きくすることができるので、流路27に十分な量の温調用の媒体を流すことができ、流路27における媒体の熱容量を大きくすることができる。
【選択図】図1
【解決手段】第1の型ユニットと、第2の型ユニットと、第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、前端の近傍に環状の流路27が形成されたスプルーブッシュ24と、スプルーブッシュ24を包囲して配設されたインナスタンパホルダと、第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に流路55が形成されたブシュ47とを有する。この場合、スプルーブッシュ24の外径を大きくすることができ、流路27の径方向寸法を大きくすることができるので、流路27に十分な量の温調用の媒体を流すことができ、流路27における媒体の熱容量を大きくすることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、金型装置、成形品、その成形方法及び成形機に関するものである。
従来、成形品としてのディスク基板を成形するための成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において溶融させられた樹脂を、金型装置内のキャビティ空間に充填(てん)し、該キャビティ空間内において冷却し、固化させることによってディスク基板を得るようにしている。
そのために、前記射出成形機は、固定側の金型組立体及び可動側の金型組立体から成る前記金型装置、前記樹脂をキャビティ空間に充填するための射出装置、並びに前記可動側の金型組立体を固定側の金型組立体に対して接離させるための型締装置を備える。そして、該型締装置によって前記可動側の金型組立体を進退させ、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行い、型閉じが終了されるのに伴って、固定側の金型組立体の鏡面盤と可動側の金型組立体の鏡面盤との間にキャビティ空間が形成される。
また、前記射出装置は、加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューを備える。
そして、計量工程において、前記スクリューが回転させられ、樹脂が溶融させられてスクリューの前方に蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられ、この間に、金型装置の型閉じ及び型締めが行われる。続いて、射出工程において、前記スクリューが前進させられ、前記スクリューの前方に蓄えられた樹脂が射出ノズルから射出され、キャビティ空間に充填される。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂が冷却され、穴開加工が行われ、ディスク基板が成形される。続いて、型開きが行われ、前記ディスク基板が取り出される。
ところで、固定側の金型組立体のスプルーブッシュにスプルーが形成され、該スプルーの前端は、キャビティ空間に充填される樹脂の入口となるゲートを構成する。この場合、前記樹脂は、前記スプルーを通り、ゲートを通ってキャビティ空間内に進入し、キャビティ空間内を径方向外方に向けて流れるようになっている。そして、樹脂によってスプルーブッシュの温度が過剰に高くならないように、スプルーブッシュの前端の近傍に温調用の媒体を流すための流路が形成され、該流路を流れる媒体によってスプルーブッシュが冷却され、更に、該スプルーブッシュより径方向外方に配設された環状のブシュ及びインナスタンパホルダが冷却される。
また、前記スプルーブッシュの前端に、前記ブシュの前端より所定の量だけ後退させて凹部を形成し、該凹部内に前記可動側の金型組立体のカットパンチを進入させることによって、穴開加工が行われる。
そして、前記固定側の鏡面盤にスタンパが取り付けられ、前記キャビティ空間への樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、ディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。そのために、前記ブシュより径方向外方に環状の前記インナスタンパホルダが配設され、該インナスタンパホルダによって前記スタンパの内周縁が前記固定側の鏡面盤に押し付けられる(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−235742号公報
しかしながら、前記従来の金型装置においては、スタンパの寸法がディスク基板の規格によって規制され、スタンパの内径を十分に大きくすることができない。したがって、前記スプルーブッシュの外径がその分小さくなり、スプルーブッシュ内に温調用の媒体を流すための流路の径方向寸法が小さくなってしまうので、スプルーブッシュを十分に冷却することができない。その結果、冷却時にスプルー内の樹脂を十分に固化させることができないので、型開き時にスプルー内で固化した樹脂、すなわち、スプルー部を取り出せなくなり、スプルー固定残りが発生したり、糸引きが発生したりしてしまう。
また、スプルーブッシュとインナスタンパホルダとの間にブシュが配設されるので、インナスタンパホルダを十分に冷却することができない。その場合、インナスタンパホルダに形成され、スタンパを係止するための爪とスタンパとの間のクリアランス、すなわち、爪下クリアランスにばらつきが生じ、ディスク基板の品質が低下してしまう。
本発明は、前記従来の金型装置の問題点を解決して、スプルーブッシュを十分に冷却することができ、成形品の品質を向上させることができる金型装置、成形品、その成形方法及び成形機を提供することを目的とする。
そのために、本発明の金型装置においては、第1の型ユニットと、第2の型ユニットと、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュと、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダと、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有する。
本発明の他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュは、鏡面性の高いステンレス材料によって形成され、全体を熱処理して耐銹(しゅう)性及び硬度が高くされる。
本発明の成形品においては、第1の型ユニット、第2の型ユニット、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュ、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダ、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形される。
そして、前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形される。
本発明の成形品の成形方法においては、第1の型ユニット、第2の型ユニット、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュ、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダ、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形される成形品に適用される。
そして、前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形品を成形する。
本発明の成形機においては、請求項1〜3のいずれか1項に記載の金型装置を備える。
本発明によれば、金型装置においては、第1の型ユニットと、第2の型ユニットと、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュと、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダと、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有する。
この場合、スプルーブッシュの外径を大きくすることができ、流路の径方向寸法を大きくすることができるので、流路に十分な量の媒体を流すことができ、流路における媒体の熱容量を大きくすることができる。したがって、流路によるスプルーブッシュの冷却能力を大きくし、スプルーブッシュを十分に冷却することができる。
その結果、ハイサイクル時においても、冷却時にスプルー内の成形材料を十分に固化させることができるので、型開き時にスプルー内のスプルー部を確実に取り出せ、スプルー固定残りが発生したり、糸引きが発生したりするのを防止することができる。
また、スプルーブッシュとインナスタンパホルダとの間にブシュが配設されないので、インナスタンパホルダを十分に冷却することができる。したがって、爪下クリアランスにばらつきが生じることがなくなり、成形品の品質を向上させることができる。
さらに、前記スプルーブッシュを十分に冷却することができるので、加工部材が前進させられたときに、加工部材の前端を十分に冷却することができる。
本発明の他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる。
この場合、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法が供給路の内径より大きくされるので、スプルーブッシュ内の流路に一層十分な量の温調用の媒体を流すことができ、前記流路における媒体の熱容量を一層大きくすることができるので、媒体によるスプルーブッシュの冷却能力を大きくすることができ、加工部材が前進させられたときに、加工部材の前端を一層十分に冷却することができる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュは、鏡面性の高いステンレス材料によって形成され、全体を熱処理して耐銹性及び硬度が高くされる。
この場合、スプルーブッシュは、鏡面性の高いステンレス材料によって形成され、全体を熱処理して耐銹性及び硬度が高くされるので、スプルーの内周面における離型性を高くすることができる。したがって、型開き時に、スプルー内に形成されたスプルー部を容易に離型させることができる。また、スプルーブッシュの硬度が高くなるので、穴開加工におけるカット性を高くすることができ、成形品の品質を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態における金型装置の要部を示す拡大図、図2は本発明の実施の形態における金型装置の要部を示す断面図、図3は本発明の実施の形態における可動側の金型組立体の要部を示す正面図である。
図において、12は図示されない固定プラテンに、図示されないボルトによって、図示されない取付板を介して取り付けられた固定側の金型組立体であり、該金型組立体12は、第1の支持部材としてのベースプレート15、該ベースプレート15にボルトb1によって取り付けられた第1の盤状部材としての鏡面盤16、前記ベースプレート15内において、ベースプレート15に対して位置決めされ、ボルトb2によって取り付けられたスプルーブッシュ24を備える。前記ベースプレート15及び鏡面盤16によって第1の型ユニットが構成される。
前記スプルーブッシュ24の前端(図2において下端)に、キャビティ空間Cに臨ませて凹部から成るダイ28が、スプルーブッシュ24の後端(図2において上端)に、図示されない射出装置の射出ノズルを当接させるための凹部から成るノズルタッチ部29が形成される。そして、前記スプルーブッシュ24の前端から後端にかけて、かつ、前記ダイ28及びノズルタッチ部29と連通させて、前記射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂を通すためのスプルー26が形成される。該スプルー26の前端は、キャビティ空間Cに充填される樹脂の入口となるゲートを構成する。
また、前記スプルーブッシュ24の前端の近傍に、水、油、空気、ガス等を第1の温調用の媒体として流すための環状の流路27が形成され、該流路27に、図示されない媒体供給源から第1の温調用の媒体、本実施の形態においては、水が供給路30を介して供給されることによって、スプルーブッシュ24の特に前端部(図2において下端部)が所定の温度に冷却されるとともに、前記スプルーブッシュ24の前半部(図3において下半部)の径方向外方に配設され、図示されないスタンパの内周縁を押さえて保持するためのインナスタンパホルダ14が冷却される。該インナスタンパホルダ14は、後端に臨ませて回転自在に配設されたロッド25を回転させることによって、ベースプレート15に対して係脱させられ、外周縁にスタンパの内周縁を押さえるための爪が形成される。
前記スプルーブッシュ24の材料としては、鏡面仕上げをしやすく、鏡面性の高いステンレス材料であるHPM38が使用され、全体を熱処理して耐銹性及び硬度を高くしている。スプルーブッシュ24の鏡面性が高くなるので、スプルー26の内周面における離型性を高くすることができる。したがって、型開き時に、スプルー26内に形成されたスプルー部を容易に離型させることができる。また、スプルーブッシュ24の硬度が高くなるので、穴開加工におけるカット性を高くすることができ、成形品としてのディスク基板の品質を向上させることができる。
なお、前記射出装置は、加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた前記射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューを備える。
そして、前記鏡面盤16には、前記スタンパが着脱自在に取り付けられ、前記キャビティ空間Cへの樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、ディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。なお、前記鏡面盤16の表面は、鏡面盤16とスタンパとの熱膨張率の差によって常に擦(こす)れる。そこで、前記鏡面盤16の材料は、HPM38より硬度の高い材料が使用される。
また、前記鏡面盤16の外周縁に環状の突当リング18がボルトb3によってベースプレート15に取り付けられ、前記鏡面盤16及び突当リング18より径方向外方に環状の第1の外周リング19がボルトb4によってベースプレート15に取り付けられる。
一方、32は図示されない可動プラテンに図示されないボルトによって取り付けられた可動側の金型組立体であり、該金型組立体32は、前記可動プラテンが進退するのに伴って進退(図2において上下方向に移動)させられ、金型組立体12と接離させられる。
前記金型組立体32は、ベースプレート35、該ベースプレート35にボルトb5によって取り付けられた中間プレート40、該中間プレート40にボルトb6によって取り付けられた第2の盤状部材としての鏡面盤36、前記中間プレート40内に配設され、中間プレート40にボルトb7によって取り付けられた筒状のブシュ47、該ブシュ47内に環状の支持部材及びリニア軸受部としてのベアリング49によって進退自在に配設された筒状の加工部材としてのカットパンチ48、該カットパンチ48内に進退自在に配設されたロッド状の突出しピン50、前記ベースプレート35内に配設されたカットパンチブロック52、前記ベースプレート35内に配設され、前記カットパンチブロック52を貫通し、かつ、カットパンチブロック52に対して摺(しゅう)動自在に配設された突出し用ロッド53等を備える。なお、前記ベースプレート35及び中間プレート40によって第2の支持部材が、前記ベースプレート35、中間プレート40及び鏡面盤36によって第2の型ユニットが構成される。
また、本実施の形態においては、鏡面盤16にスタンパが取り付けられるようになっているが、鏡面盤36にスタンパを取り付けることもできる。さらに、本実施の形態においては、金型組立体12にインナスタンパホルダ14、鏡面盤16、スプルーブッシュ24等を配設し、金型組立体32にベースプレート35、鏡面盤36、中間プレート40、ブシュ47、カットパンチ48等を配設するようになっているが、金型組立体12にベースプレート35、鏡面盤36、中間プレート40、ブシュ47、カットパンチ48等を配設し、金型組立体32にインナスタンパホルダ14、鏡面盤16、スプルーブッシュ24等を配設することもできる。
前記ブシュ47は、カットパンチ48を包囲して、かつ、前端(図2において上端)をキャビティ空間Cに臨ませて配設され、鏡面盤36を貫通して後方(図2において下方)に延び、後端(図2において下端)のフランジ部f1において、中間プレート40に前記ボルトb7によって取り付けられる。前記ブシュ47の外周面と鏡面盤36及び中間プレート40の内周面との間にわずかなクリアランスCLが形成され、該クリアランスCLに圧縮された空気が供給され、該空気は、金型組立体12の前端面(図2において上端面)におけるブシュ47の内周面と鏡面盤36の外周面との間のエアブロー用のスリットSLからキャビティ空間C内に噴射される。
また、前記カットパンチ48は、前端をキャビティ空間Cに臨ませて配設され、鏡面盤36及び中間プレート40を貫通して後方に延び、後端のフランジ部f2において前記カットパンチブロック52と当接させられる。したがって、図示されないカットパンチ用の駆動部としてのカットパンチ用シリンダを駆動することによって、カットパンチブロック52を進退させ、カットパンチ48を進退させることができる。なお、該カットパンチ48の前端は、前記ダイ28の形状に対応する形状を有し、前記カットパンチ48を前進(図2において上方向に移動)させることによって、前端をダイ28内に進入させることができる。
また、前記ブシュ47の前端の近傍に、空気、ガス等を第2の温調用の媒体として流すための環状の流路55がカットパンチ48を包囲して形成され、該流路55に、図示されない媒体供給源から第2の温調用の媒体、本実施の形態においては、空気が供給されることによって、カットパンチ48の特に前端部(図2において上端部)が所定の温度に冷却されるとともに、ブシュ47が冷却される。なお、第2の温調用の媒体として水、油等を使用することもできる。
そして、前記突出しピン50は、前端をキャビティ空間Cに臨ませて配設され、鏡面盤36及び中間プレート40を貫通して後方に延び、後端において前記突出し用ロッド53と当接させられる。したがって、図示されない突出し用の駆動部としての突出し用シリンダを駆動することによって、突出し用ロッド53を進退させ、突出しピン50を進退させることができる。なお、前記カットパンチ48と突出しピン50との間には、付勢部材としてのスプリング54が軸方向に延在させて配設され、所定の付勢力で突出しピン50を後方に向けて付勢する。
また、前記鏡面盤36の外周縁部において、鏡面盤36に対して移動自在に、かつ、突当リング18と対向させて環状のキャビリング37が配設され、前記鏡面盤36及びキャビリング37より径方向外方において前記第1の外周リング19と対向させて環状の第2の外周リング38がボルトb9によって中間プレート40に取り付けられる。前記第2の外周リング38は、キャビリング押えとしても機能し、前記キャビリング37の外周縁に係止させられる。
前記キャビリング37には後方に向けて案内ロッド41が取り付けられ、該案内ロッド41を前記中間プレート40に形成された案内穴に沿って進退させることにより、キャビリング37を進退させることができる。そして、キャビリング37は、鏡面盤36の前端面より突出させられ、キャビリング37の内周面によって、ディスク基板の外周縁が形成される。
前記キャビリング37における前端面の近傍に、複数のガス抜き用の細孔64が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で形成される。また、前記第1の外周リング19における前端面(図3においては便宜上、第2の外周リング38における前端面に示される。)に、複数のガス抜き用の溝65が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で、前記各細孔64と連通させて形成される。なお、該細孔64によって第1のガス流路が、溝65によって第2のガス流路が構成される。
ところで、前記金型組立体12、32によってディスク成形用金型である金型装置が構成され、金型組立体32を金型組立体12に対して接離させるために図示されない型締装置が配設される。該型締装置の型締め用の駆動部としての型締シリンダを駆動し、前記金型組立体32を進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができ、型締め時に、鏡面盤16、36間に前記キャビティ空間Cが形成される。この場合、型閉じ及び型開きを円滑に行うことができるように、ベースプレート15の所定の箇所に図示されないガイドロッドが金型組立体32に向けて突出させて取り付けられ、中間プレート40及びベースプレート35における前記ガイドロッドと対応する箇所にガイドブッシュ81が配設され、金型組立体32の進退に伴って、ガイドロッドがガイドブッシュ81に対して挿脱される。なお、図3において、82はガイドブッシュ81を取り付けるためのガイドブッシュ穴である。
また、冷却工程において、カットパンチ用シリンダを駆動することによってカットパンチ48を前進させると、カットパンチ48の前端がダイ28内に進入し、前記キャビティ空間C内の樹脂に加工、本実施の形態においては、穴開加工を行うことができる。なお、前記キャビティ空間C内の樹脂によってディスク基板の原型、すなわち、基板原型が構成される。
前記鏡面盤16、36とベースプレート15及び中間プレート40とによって、水、油、空気、ガス等を第3の温調用の媒体として流すための第1、第2の流路61、62が形成され、該第1、第2の流路61、62に前記媒体供給源から第3の温調用の媒体、本実施の形態においては、水が供給され、鏡面盤16、36が所定の温度に冷却される。
前記第1の流路61は、ベースプレート15の所定の箇所、例えば、金型装置を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面S1に開口させられた図示されない媒体入口、前記側面S1に、前記媒体入口に隣接させて開口させられた図示されない媒体出口、主としてベースプレート15を冷却するためにベースプレート15内に形成され、前記媒体入口及び媒体出口に接続された図示されない入口側及び出口側の補助冷却部、主として鏡面盤16を冷却するために鏡面盤16とベースプレート15との間に所定のパターンで形成された主冷却部67、並びに前記各補助冷却部と主冷却部67とを接続する入口側及び出口側の接続部を備える。前記主冷却部67は、鏡面盤16におけるベースプレート15と当接する側の面において開口する溝をベースプレート15によって覆うことにより形成され、連続する1本の閉鎖された流路を構成する。
同様に、前記第2の流路62は、中間プレート40の所定の箇所、例えば、金型装置を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面S11に開口させられた媒体入口72、前記側面S11に、前記媒体入口72に隣接させて開口させられた媒体出口73、主として中間プレート40を冷却するために中間プレート40内に形成され、前記媒体入口72及び媒体出口73に接続された入口側及び出口側の補助冷却部74、75、主として鏡面盤36を冷却するために鏡面盤36と中間プレート40との間に所定のパターンで形成された主冷却部77、並びに前記各補助冷却部74、75と主冷却部77とを接続する入口側及び出口側の接続部78、79を備える。前記主冷却部77は、鏡面盤36における中間プレート40と当接する側の面において開口する溝を中間プレート40によって覆うことにより形成され、連続する1本の閉鎖された流路を構成する。
前記補助冷却部74、75は、主冷却部77の径方向外方において主冷却部77を包囲するように形成され、媒体入口72及び媒体出口73から中間プレート40の内方に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部h1、h2、該流路部h1、h2の先端から直角に、背面側(非操作側)の側面S12及び前面側(操作側)の側面S13に向けて直線状に延びる流路部h3、h4、該流路部h3、h4の先端から直角に、中間プレート40の側縁に沿って、上側の側面S14に向けて互いに平行に直線状に延びる流路部h5、h6、該流路部h5、h6の先端から直角に、互いに近づく方向に直線状に延びる流路部h7、h8、並びに該流路部h7、h8の先端から直角に、接続部78、79に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部h9、h10を備える。なお、ベースプレート15内に形成された補助冷却部も、補助冷却部74、75と同様な構造を有する。
また、前記主冷却部77は、鏡面盤36の中心から径方向外方にかけて、所定の角度θにわたり、同心的に形成された複数の部分、すなわち、円弧部k1〜k4、円弧部k1、k2間を結ぶ直線部k5、円弧部k2、k3間を結ぶ直線部k6、及び円弧部k3、k4間を結ぶ直線部k7を備え、前記円弧部k1に接続部78が、円弧部k4に接続部79が接続される。なお、鏡面盤16内に形成された主冷却部67も、主冷却部77と同様の部分、すなわち、図示されない円弧部及び図示されない直線部から成るが、円弧部の数は3個であり、直線部の数は2個である。
したがって、媒体入口72を介して中間プレート40内に供給された水は、補助冷却部74を流れた後、鏡面盤36内に移動して第2の流路62を流れ、続いて、再び中間プレート40内に移動して補助冷却部75を流れ、媒体出口73から排出される。
そして、計量工程で前記射出装置において、スクリューが回転させられ、樹脂が溶融させられてスクリューの前方に蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられ、この間に、金型装置の型閉じ及び型締めが行われる。続いて、射出工程において、前記スクリューが前進させられ、前記スクリューの前方に蓄えられた樹脂が射出ノズルから射出され、キャビティ空間Cに充填される。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間C内の樹脂が冷却され、穴開加工が行われ、ディスク基板が成形される。続いて、型開きが行われ、前記ディスク基板が取り出される。
ところで、射出工程で、樹脂は、前記スプルー26を通り、ゲートを通ってキャビティ空間C内に進入し、キャビティ空間C内を径方向外方に向けて流れるようになっているので、キャビティ空間C内において温度勾(こう)配が形成され、樹脂の温度が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなると、スタンパのパターンの転写性が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなってしまう。
そこで、前記スタンパ側の鏡面盤16において、外周縁の近傍において樹脂が冷えすぎないように、前記第1の流路61より径方向外方の所定の箇所に、本実施の形態においては、スタンパの外周縁の線上に所定の形状の、本実施の形態においては、環状の断熱部としての閉鎖室63が形成され、該閉鎖室63に空気が満たされる。前記閉鎖室63は、主冷却部67と同様に、鏡面盤16におけるベースプレート15と当接する側の面において開口する溝をベースプレート15によって覆うことにより形成される。
また、前記閉鎖室63は、空気が満たされることによって断熱性を有することになるので、閉鎖室63より径方向内方の熱が径方向外方に向けて伝達されるのが阻止される。したがって、鏡面盤16の第1の流路61による冷却能が、鏡面盤36の第2の流路62による冷却能より低くされるので、スタンパ側において、鏡面盤16の外周縁から金型装置外に放射される熱量を少なくし、鏡面盤16が冷えすぎるのを防止することができる。その結果、キャビティ空間Cの外周縁の近傍において転写性が局部的に低くなるのを防止することができ、キャビティ空間Cの全体にわたって微細なパターンの転写性を向上させることができる。そして、ディスク基板の品質を向上させることができる。
また、閉鎖室63が主冷却部67より深くされるので、鏡面盤16の外周縁から金型装置外に放射される熱量を一層少なくし、鏡面盤16が冷えすぎるのを確実に防止することができる。
ところで、前記カットパンチ48の前端は、ゲートを通ってキャビティ空間C内に進入した樹脂が最初に接触するので、加熱されて温度が高くなりやすい。そして、カットパンチ48の温度が変化するのに伴って、寸法が変化すると、ディスク基板の原型に対する穴開加工が不安定になり、ディスク基板の品質が低下してしまう。
そこで、前述されたように、前記ブシュ47の前端の近傍に、温調用の流路55が形成され、該流路55に空気が供給されることによって、カットパンチ48の特に前端部が所定の温度に冷却されるとともに、ブシュ47が冷却されるようになっている。
そのために、前記中間プレート40に第1の供給路101が、カットパンチ48に第2の供給路102が形成され、空気は、まず、第1の供給路101を流れた後、カットパンチ48のフランジf1において第2の供給路102に進入し、カットパンチ48の筒状部s1に沿って第2の供給路102を流れ、前記流路55に供給される。該流路55に供給された空気は、流路55を流れた後、円周方向における所定の箇所から図示されない排出路に送られ、該排出路を介して排出される。なお、該排出路はフランジ部f1及び筒状部s1に形成される。
このように、前記カットパンチ48の前端の近傍が、流路55を流れる空気によってブシュ47を介して冷却されるとともに、カットパンチ48がダイ28内に進入したときに、スプルーブッシュ24を介して流路27によって十分に冷却されるので、カットパンチ48の温度を安定させることができ、ディスク基板の品質を向上させることができる。
そして、前記カットパンチ48の前端の近傍に温調用の流路を形成する必要がなくなるので、カットパンチ48の前端の近傍の径を大きくする必要がなくなり、カットパンチ48の加工を簡素化することができる。したがって、金型装置のコストを低くすることができる。
ところで、スタンパの寸法がディスク基板の規格によって規制され、スタンパの内径を十分に大きくすることができないので、前記スプルーブッシュ24の外径がその分小さくなり、流路27の径方向寸法(流路27の外周縁と内周縁との間の距離)が小さくなると、スプルーブッシュ24を十分に冷却することができなくなってしまう。
また、前記カットパンチ48の前端の近傍に温調用の流路が形成されないので、穴開加工を行うために、カットパンチ48が前進させられると、カットパンチ48の前端の近傍がブシュ47より前方に位置することになり、流路55による冷却が行われない。
そこで、本実施の形態においては、スプルーブッシュ24より径方向外方にブシュを配設せず、インナスタンパホルダ14をスプルーブッシュ24に隣接させて配設し、スプルーブッシュ24の外径を大きくするようにしている。また、流路27の径方向寸法を、スプルーブッシュ24内において供給路30から流路27まで媒体を供給する供給路105の内径より大きくするようにしている。
したがって、流路27に十分な量の媒体を流すことができ、流路27における媒体の熱容量を大きくすることができるので、流路27によるスプルーブッシュ24の冷却能力を大きくし、スプルーブッシュ24を十分に冷却することができる。
その結果、3.0秒以下の成形サイクルで成形を行うとき、すなわち、ハイサイクル時においても、冷却時にスプルー26内の樹脂を十分に固化させることができるので、型開き時にスプルー26内のスプルー部を確実に取り出せ、スプルー固定残りが発生したり、糸引きが発生したりするのを防止することができる。
また、スプルーブッシュ24とインナスタンパホルダ14との間にブシュが配設されないので、インナスタンパホルダ14を十分に冷却することができる。したがって、爪下クリアランスにばらつきが生じることがなくなり、ディスク基板の品質を向上させることができる。
さらに、前記スプルーブッシュ24を十分に冷却することができるので、カットパンチ48が前進させられたときに、カットパンチ48の前端を十分に冷却することができる。
ところで、前述されたように、カットパンチ48より径方向外方にはブシュ47が配設されていて、前記カットパンチ48は、ベアリング49によってブシュ47に対して進退自在に支持されるようになっているが、カットパンチ48の前端の近傍の径を小さくすることができるので、カットパンチ48の前端の近傍にベアリング49を配設し、カットパンチ48の前端とベアリング49の前端との距離を短くすることができる。本実施の形態において、ベアリング49は、前記ブシュ47に形成された流路55に隣接する位置(流路55の位置よりわずかに後方)に、前端が置かれ、後方に向けて延在させられ、ブシュ47におけるフランジ部f1の前端の位置よりわずかに前方に、後端が置かれる。
したがって、ブシュ47におけるほぼ全域にわたって、ブシュ47とカットパンチ48との間の嵌(かん)合をきつくすることができるので、カットパンチ48の倒れが発生するのを防止することができ、ディスク基板に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、ディスク基板の品質を向上させることができる。
また、前記ベアリング49が第2の供給路102及び排出路と平行に、かつ、第2の供給路102及び排出路に沿って配設されることになるので、ベアリング49を空気によって十分に冷却することができる。したがって、前記ベアリング49のボール107等の各要素の寸法が変化するのを防止することができ、ベアリング49の動作を安定させることができる。
なお、前記ベアリング49がブシュ47及びカットパンチ48の各前端の近傍に配設されるので、ベアリング49を潤滑するための潤滑剤としての図示されないグリースがブシュ47とカットパンチ48との隙(すき)間からキャビティ空間C内に進入しやすくなってしまう。そこで、前記カットパンチ48の後端にグリースの図示されない排出路が形成され、該排出路によって、グリースがブシュ47とカットパンチ48との隙間からキャビティ空間C内に進入するのを防止するようにしている。したがって、ディスク基板にグリースが付着することがなくなるので、ディスク基板の品質を向上させることができる。
ところで、本実施の形態においては、カットパンチ48はベアリング49によってブシュ47に対して直接支持され、カットパンチ48とブシュ47との間にフローティングパンチが配設されない。そこで、前記クリアランスCLが形成され、該クリアランスCLに圧縮された空気が供給路109を介して供給され、該空気は前記スリットSLからキャビティ空間C内に噴射される。
この場合、前記ブシュ47は、前端を鏡面盤36の前端面より前方に前進させる必要がない。したがって、ブシュ47の前端部の外径を本体部より小さくし、カットパンチ48の前端の外周縁に近接させてスリットSLを形成することができるので、噴射された空気によってディスク基板を円滑に突き出すことができる。
また、ブシュ47の前端の近傍の外径が小さくなる分だけ、ブシュ47の前端の近傍の熱容量を小さくすることができるので、流路55を流れる空気によってブシュ47を確実に冷却することができる。したがって、流路55によるカットパンチ48の冷却能力を向上させることができる。
さらに、カットパンチ48の外周面には、ベアリング49の後端を当接させるために段部113が形成され、該段部113より前方の外径が小さく、段部113より後方の外径が大きくされるのに対して、カットパンチ48の内周面には、スプリング54の前端を当接させるために段部114が形成され、該段部114より前方の内径が小さく、段部114より後方の内径が大きくされる。本実施の形態においては、前記ベアリング49をカットパンチ48の前端側に寄せて配設することができ、ベアリング49とスプリング54とが軸方向において重なるのを防止することができる。したがって、カットパンチ48の強度を大きくすることができるので、カットパンチ48の寸法をその分小さくすることができる。
なお、本実施の形態においては、穴開加工が行われるのに伴ってカットパンチ48が前進させられると、カットパンチ48の前端の近傍がブシュ47より前方に位置することになり、流路55による冷却が行われなくなるが、そのままの状態で突出しピン50が前進させられると、スプルー26内に残留し、固化したスプルー部を円滑に突き出すことができなくなることが考えられる。ところが、本実施の形態においては、スプルーブッシュ24の冷却能力が高くされ、しかも、突出しピン50の前端に球状の突起111が形成されるので、前記スプルー部を円滑に突き出すことができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
12、32 金型組立体
14 インナスタンパホルダ
15 ベースプレート
16、36 鏡面盤
24 スプルーブッシュ
26 スプルー
27、55 流路
35 ベースプレート
40 中間プレート
47 ブシュ
48 カットパンチ
105 供給路
C キャビティ空間
14 インナスタンパホルダ
15 ベースプレート
16、36 鏡面盤
24 スプルーブッシュ
26 スプルー
27、55 流路
35 ベースプレート
40 中間プレート
47 ブシュ
48 カットパンチ
105 供給路
C キャビティ空間
Claims (6)
- (a)第1の型ユニットと、
(b)第2の型ユニットと、
(c)前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュと、
(d)該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダと、
(e)前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、
(f)該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有することを特徴とする金型装置。 - 前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる請求項1に記載の金型装置。
- 前記スプルーブッシュは、鏡面性の高いステンレス材料によって形成され、全体を熱処理して耐銹性及び硬度が高くされる請求項1に記載の金型装置。
- 第1の型ユニット、第2の型ユニット、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュ、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダ、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形される成形品において、
(a)前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、
(b)該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、
(c)前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形されることを特徴とする成形品。 - 第1の型ユニット、第2の型ユニット、前記第1、第2の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えるとともに、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成されたスプルーブッシュ、該スプルーブッシュより径方向外方に、スプルーブッシュを包囲して配設されたインナスタンパホルダ、前記第1、第2の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形される成形品の成形方法において、
(a)前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、
(b)該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、
(c)前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形品を成形することを特徴とする成形品の成形方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の金型装置を備えた成形機。
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-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004094711A patent/JP2005280002A/ja active Pending
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