JP2008018535A - ディスク用射出成形機の冷却機構 - Google Patents

Abstract

【課題】固定盤や可動盤等の成形時の温度上昇に伴う成形精度の低下を抑制するとともに、簡易な構成でかつ強度面にも優れたディスク用射出成形機の冷却機構を提供する。
【解決手段】縦方向に立設され、略中央部分に射出装置１１が嵌挿可能な開口部２１を有するとともに複数のタイバー２２が上下に水平に配置された固定盤２０と、固定盤２０に対向配置され、複数のタイバー２２に沿って固定盤２０に対して進退する可動盤３０と、固定盤２０に配設された固定金型４１及び可動盤３０に配設された可動金型４６とからなる金型部４０と、金型部４０と固定盤２０及び可動盤３０との間に配置され、金型部４０より大きい平面部５１を有する冷却プレート５０とを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、横方向から射出装置によって溶融樹脂材料を射出して成形するディスク用射出成形機の冷却機構に関する。

ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク成形品の成形にあっては、溶融樹脂材料を射出装置から射出して金型部において型締圧力を加えて成形するディスク用射出成形機が用いられる。このようなディスク用射出成形機では、ディスク成形時に射出装置から高温（約３００℃〜４００℃）の合成樹脂材料が射出されて金型部内に流入されるため、前記金型部が熱膨張して成形精度が低下して、同一条件で成形される成形品に品質のばらつきが生じるおそれがある。

そこで、従来のディスク用射出成形機では、金型部と該金型部が配置される固定盤及び可動盤との間にそれぞれ断熱板を配置したり、前記金型部の要部に冷却媒体が流通可能な流路を形成して温度制御する温調手段を配設する等の手法により、金型部の温度上昇を抑制する冷却機構が設けられる（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、上記のような従来のディスク用射出成形機の冷却機構では、断熱板や温調手段によって金型部の温度上昇を抑制した場合であっても、前記金型部から外部に放出される熱や、周辺機器等からの発熱等が固定盤や可動盤、複数配置されたタイバー等に伝わって、固定盤や可動盤、各タイバー等の温度が上昇して熱膨張するため、当該成形機の状態が変化して結果的に成形精度の低下に影響を及ぼすことがある。特に、固定盤と可動盤の熱膨張の方向が異なる（固定盤が上方向に熱膨張するのに対して、可動盤は上下方向に熱膨張する）ことにより金型間の位置ずれが発生したり、各タイバーの温度上昇による熱膨張が種々の外的要因のために全て均一となるとは限らないことから、成形されるディスクの中心孔に対する転写の偏心位置（ＥＣＣ）のずれが大きくなるという問題があった。

これに対し、可動盤や固定盤、タイバー等に冷却媒体が流通可能な冷却流路を形成して温度制御する温調手段を配設することによって前記可動盤等の温度上昇を抑制することも可能であるが、このように構成する場合は、当該射出成形機全体に冷却通路を形成しなければならず、極めて煩雑な構成となる。また、固定盤には、射出装置が嵌挿可能な開口部が形成されているため、強度面でも問題があった。
特開２００３−３１１７９８号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、固定盤や可動盤等の成形時の温度上昇に伴う成形精度の低下を抑制するとともに、簡易な構成でかつ強度面にも優れたディスク用射出成形機の冷却機構を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、横方向から射出装置によって溶融樹脂材料を射出して成形するディスク用射出成形機の冷却機構であって、縦方向に立設され、略中央部分に前記射出装置が嵌挿可能な開口部を有するとともに複数のタイバーが上下に水平に配置された固定盤と、前記固定盤に対向配置され、前記複数のタイバーに沿って前記固定盤に対して進退する可動盤と、前記固定盤に配設された固定金型及び前記可動盤に配設された可動金型とからなる金型部と、前記金型部と前記固定盤及び可動盤との間に配置され、前記金型部より大きい平面部を有する冷却プレートとを有することを特徴とするディスク用射出成形機の冷却機構に係る。

請求項２の発明は、前記金型部と前記冷却プレートとの間あるいは前記冷却プレートと前記固定盤及び前記可動盤との間に断熱板が配置される請求項１に記載のディスク用射出成形機の冷却機構に係る。

請求項３の発明は、前記冷却プレートには、冷却液が流通する冷却通路が形成されている請求項１又は２に記載のディスク用射出成形機の冷却機構に係る。

請求項４の発明は、前記冷却プレートの下部に前記固定金型または前記可動金型を支持する受け部が形成された請求項１ないし３のいずれか１項に記載のディスク用射出成形機の冷却機構に係る。

請求項１の発明は、横方向から射出装置によって溶融樹脂材料を射出して成形するディスク用射出成形機の冷却機構であって、縦方向に立設され、略中央部分に前記射出装置が嵌挿可能な開口部を有するとともに複数のタイバーが上下に水平に配置された固定盤と、前記固定盤に対向配置され、前記複数のタイバーに沿って前記固定盤に対して進退する可動盤と、前記固定盤に配設された固定金型及び前記可動盤に配設された可動金型とからなる金型部と、前記金型部と前記固定盤及び可動盤との間に配置され、前記金型部より大きい平面部を有する冷却プレートとを有するため、極めて簡易な構成で固定盤や可動盤等の成形時の温度上昇に伴う成形精度の低下を抑制することができるとともに、前記固定盤及び可動盤の強度を向上させることができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記金型部と前記冷却プレートとの間あるいは前記冷却プレートと前記固定盤及び前記可動盤との間に断熱板が配置されるため、より冷却効果を向上させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記冷却プレートには、冷却液が流通する冷却通路が形成されているため、該冷却プレートによる冷却効果を向上させることができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし３において、前記冷却プレートの下部に前記固定金型または前記可動金型を支持する受け部が形成されたため、金型部を固定盤及び可動盤に配設する際の位置決めが容易となる。

以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るディスク用射出成形機の冷却機構の斜視図、図２は図１のディスク用射出成形機の冷却機構の要部断面図、図３は冷却プレートの正面図、図４は本発明と従来技術との固定盤，可動盤，タイバーの温度変化を比較したプロット図、図５は本発明と従来技術とのＥＣＣを比較したプロット図である。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施例に係るディスク用射出成形機の冷却機構１０は、横方向から射出装置１１によって溶融樹脂材料を射出して成形するものであって、固定盤２０と、可動盤３０と、金型部４０と、冷却プレート５０とを有する。図において、符号１２は射出装置１１の加熱筒、１３は射出装置１１のノズル、１５はディスク成形時に型締め圧力を加えるための公知のシリンダ装置からなる型締機構である。なお、前記型締機構１５はトグル機構を用いたものであってもよい。

固定盤２０は、縦方向に立設され、射出装置１１側の略中央部分に射出装置１１が嵌挿可能な開口部２１を有するとともに複数（この例では４本）のタイバー２２（上側タイバー２２Ａ，２２Ｂ、下側タイバー２２Ｃ，２２Ｄ）が上下に水平に配置される。

可動盤３０は、固定盤２０に対向配置され、複数のタイバー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄに沿って前記固定盤２０に対して進退する。実施例の可動盤３０は、型締機構１５によって作動される。

金型部４０は、固定盤２０に配設された固定金型４１及び可動盤３０に配設された可動金型４６とからなる。実施例の金型部４０は公知のディスク成形用金型であって、マルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４２０Ｊ２）等からなり、固定金型４１の固定盤２０側に、ディスク成形時に射出装置１１のノズル１３が挿入されるロケートリング４２が突設されている。また、この金型部４０は、固定盤２０及び可動盤３０に対して着脱自在に構成されており、前記ロケートリング４２が固定盤２０の開口部２１の孔部２１ａと係合することによって位置決めされる。

冷却プレート５０は、金型部４０と固定盤２０及び可動盤３０との間に配置され、前記金型部４０より大きい平面部５１を有するものである。この平面部５１を有する冷却プレート５０が固定盤２０と可動盤３０の双方にそれぞれ配置されることにより、前記固定盤２０及び可動盤３０が熱膨張した際に生じるよる金型間の位置ずれを減少させるとともに、前記固定盤２０及び可動盤３０の強度を補強することができる。特には、固定盤２０の開口部２１によって形成される薄肉部２１ｂ部分の強度を補強することができる。実施例の冷却プレート５０は、前記金型部と同様のマルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４２０Ｊ２）等によって構成される。また、図３に示すように、冷却プレート５０の平面部５１の略中央には適宜の大きさの貫通孔５２が形成されており、固定盤２０側に配置される場合はロケートリング４２が挿通可能とされ、可動盤３０側に配置される場合は図示しないエジェクタやパンチ等の駆動機構が挿通可能とされる。この冷却プレート５０において、平面部５１の厚さは、射出装置１１のノズル１３の前進可能位置によって適宜設定されるものであり、この例では１２ｍｍ〜２０ｍｍに構成される。

さらに、この冷却プレート５０には、図２及び図３に図示しかつ請求項３の発明として規定したように、冷却液が流通する冷却通路５５を形成することが好ましく勧められる。そして、図示しない公知のチラー（冷却水循環装置）を用いて冷却プレート５０内に冷却液を流通させることにより、該冷却プレート５０による冷却効果を向上させることができる。なお、冷却液としてはチラーにより約１５℃〜２０℃に冷却された水が使用されるが、公知の温調装置による約２０℃〜３５℃の温調水を使用してもよい。この図において、符号５６は冷却通路５５の流入路、５７は冷却通路５５の流出路を表す。

加えて、この冷却プレート５０には、図示しかつ請求項４の発明として規定したように、下部に固定金型４１または可動金型４６を支持する受け部５８を形成することが好ましい。実施例の冷却プレート５０では、側面視略Ｌ字型となるように前記受け部５８が平面部５１の下部に突出して形成されている。前述の如く平面部５１が薄く構成されるため、受け部５８が平面部５１の下部に突出することで、温調装置と冷却通路５５の流入路５６及び流出路５７との接続の際に作業がしやすくなる。また、この冷却プレート５０は、可動盤２０と固定盤３０にそれぞれ配置する際に、各受け部５８，５８が対向配置され、該受け部５８，５８に金型部４０が載置される。

ここで、ディスク用射出成形機の冷却機構１０の金型部４０の取り付けについて説明すると、まず、固定盤２０と可動盤３０との間隔が金型部４０の厚さより十分に広くなるように前記可動盤３０を後退させる。続いて、板状部材Ｐを冷却プレート５０の受け部５８，５８と同一平面となるように前記各受け部５８，５８間のタイバー２２Ｃ，２２Ｄ上に渡し、金型部４０を前記板状部材Ｐ及び受け部５８，５８上に載置して、当該冷却機構１０の側方から取り付け位置までスライドさせる。そして、金型部４０の固定金型４１に形成されたロケートリング４２を固定盤２０の開口部２１の孔部２１ａに係合させ、前記可動盤３０を前進させた後、適宜金型部４０が固定される。このように、冷却プレート５０に受け部５８を形成することにより、金型部４０を固定盤２０及び可動盤３０に配設する際の位置決めが容易となる。

また、本発明のディスク用射出成形機の冷却機構１０では、請求項２の発明として規定したように、金型部４０と冷却プレート５０との間あるいは冷却プレート５０と固定盤２０及び可動盤３０との間に断熱板６０を配置することが好ましく勧められる。図１及び図２に示す実施例では、固定金型４１の冷却プレート５０に当接する側と可動金型４６の冷却プレート５０に当接する側にそれぞれ断熱板６０が貼り付けられている。また、この断熱板５０は公知の部材よりなり、金型部４０の型当接面と略等しい大きさの板状部材によって構成される。このように断熱板６０を配置することにより、金型部４０から外部に放出される熱を抑制することができ、冷却効果を向上させることができる。なお、図示しないが、冷却プレート５０と固定盤２０及び可動盤３０との間に断熱板６０を配置する際には、前記断熱板６０を冷却プレート５０の平面部５１と略等しい大きさに構成して配置することが好ましく、このように配置した場合であっても、金型部４０と冷却プレート５０との間に配置した場合と同様に冷却効果を向上させることができる。

次に、当該ディスク用射出成形機の冷却機構１０による冷却効果について、図４及び図５を用いて説明する。図４に示すプロット図は、本発明の冷却機構１０における固定盤２０，可動盤３０，タイバー２２と従来の冷却機構における固定盤，可動盤，タイバーとの経過時間（ｈ）ごとの温度変化（℃）を表したものである。また、図５に示すプロット図は、本発明の冷却機構１０と従来の冷却機構との時間（ｈ）ごとのディスクの中心孔に対する転写の偏心位置（ＥＣＣ）のずれ（μｍ）の変化を表したものである。

図４に示すように、従来の冷却機構では、固定盤，可動盤，タイバーの各温度が時間の経過に伴って上昇（図示の例では、開始時に２５℃前後だったものが、約３時間後には約４５〜５０℃まで上昇）している。これに対し、本発明の冷却機構１０では、図３に示すように、固定盤２０及び可動盤３０が冷却プレート５０，５０によって冷却されることにより、固定盤２０及び可動盤３０の温度上昇を抑制するとともに、時間経過に関係なくほぼ一定の温度に制御することができる。また、固定盤２０及び可動盤３０の温度がタイバー２２の温度以下で制御されるため、前記タイバー２２に別途冷却部材等を設けなくとも該タイバー２２の温度上昇及び熱膨張を抑制することができる。

このように、固定盤２０，可動盤３０，タイバー２２の経過時間ごとの各温度を一定に制御し、前述したように冷却プレート５０を固定盤２０及び可動盤３０に配置して前記固定盤２０及び可動盤３０の熱膨張方向の差による位置ずれやタイバー２２の熱膨張を減少させることにより、図５に示すように、従来の冷却機構が固定盤，可動盤，タイバーの温度上昇に伴ってＥＣＣの値が大きくなる傾向であるのに対して、本発明の冷却機構１０では、ＥＣＣが低い値でほぼ一定に制御される。

以上説明したように、当該ディスク用射出成形機の冷却機構１０にあっては、金型部４０と固定盤２０及び可動盤３０との間に前記金型部４９より大きい平面部５１を有する冷却プレート５０，５０を配置することにより、当該射出成形機全体に冷却通路を形成することなく、前記固定盤２０や可動盤３０，タイバー２２の成形時の温度上昇を抑制することができ、さらに、前記固定盤及２０び可動盤３０の強度も補強することができ、型締時及び射出時の固定盤２０及び可動盤３０のたわみを減少させることができる。したがって、極めて簡易な構成で固定盤２０や可動盤３０，タイバー２２の成形時の温度上昇に伴う成形精度の低下を抑制することができるとともに、前記固定盤２０及び可動盤３０の強度を向上させることができる。

なお、本発明のディスク用射出成形機の冷却機構は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、冷却プレートの受け部の一側の端部にストッパを設けて、金型部を位置決めする際に横方向の規制を可能とするように構成してもよい。

また、金型部の取付をより効率よく行うために、金型部の下面または冷却プレートの受け部の少なくとも一方に摩擦係数が低い樹脂板等を取り付けてもよい。

さらに、前述の実施例では、金型部と冷却プレートとを個別に形成して配置するように構成していたが、前記金型部と冷却プレートとを一体に形成してもよい。また、金型部と冷却プレートを一体形成する場合においても、金型部と冷却プレートの間あるいは冷却プレートと固定盤及び可動盤の間に断熱板を配置しても構わない。

本発明の一実施例に係るディスク用射出成形機の冷却機構の斜視図である。 図１のディスク用射出成形機の冷却機構の側面図である。 冷却プレートの正面図である。 本発明と従来技術との固定盤，可動盤，タイバーの温度変化を比較したプロット図である。 本発明と従来技術とのＥＣＣを比較したプロット図である。

符号の説明

１０ ディスク用射出成形機の冷却機構
１１ 射出装置
１２ 加熱筒
１３ ノズル
１５ 型締機構
２０ 固定盤
２１ 開口部
２２ タイバー
３０ 可動盤
４０ 金型部
４１ 固定金型
４２ ロケートリング
４６ 可動金型
５０ 冷却プレート
５１ 平面部
５５ 冷却通路
５８ 受け部
６０ 断熱板

Claims (4)

1. 横方向から射出装置によって溶融樹脂材料を射出して成形するディスク用射出成形機の冷却機構であって、
   縦方向に立設され、略中央部分に前記射出装置が嵌挿可能な開口部を有するとともに複数のタイバーが上下に水平に配置された固定盤と、
   前記固定盤に対向配置され、前記複数のタイバーに沿って前記固定盤に対して進退する可動盤と、
   前記固定盤に配設された固定金型及び前記可動盤に配設された可動金型とからなる金型部と、
   前記金型部と前記固定盤及び可動盤との間に配置され、前記金型部より大きい平面部を有する冷却プレート
   とを有することを特徴とするディスク用射出成形機の冷却機構。
2. 前記金型部と前記冷却プレートとの間あるいは前記冷却プレートと前記固定盤及び前記可動盤との間に断熱板が配置される請求項１に記載のディスク用射出成形機の冷却機構。
3. 前記冷却プレートには、冷却液が流通する冷却通路が形成されている請求項１又は２に記載のディスク用射出成形機の冷却機構。
4. 前記冷却プレートの下部に前記固定金型または前記可動金型を支持する受け部が形成された請求項１ないし３のいずれか１項に記載のディスク用射出成形機の冷却機構。
   

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