JP3409533B2 - ディスクの射出成形金型 - Google Patents

ディスクの射出成形金型

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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • B29C45/7312Construction of heating or cooling fluid flow channels
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    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/263Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク(CD)あるいはミニディスク(MD)等のディスク
を射出成形するための金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、CDあるいはMD等の光学式記録
ディスク(光ディスク)は、成形金型内に樹脂を射出成
形することによって製造される。この射出成形の際に金
型を冷却する技術に関しては、特公昭64−1290号
公報において紹介されている。
【0003】図6は、上記公報記載の図であり、成形金
型1の底面には、複数の冷却用溝2が渦巻き状に形成さ
れている。これら冷却用溝2には、それぞれ冷却水流入
部3および冷却水流出部4が設けられている。この構成
のもとに、冷却水流入部3から冷却用溝2内に流入する
冷却水は、冷却用溝2内を渦巻き状に数周流通し、成形
金型1の冷却に供された後に、冷却水流出部4から流出
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記冷
却用溝2を利用した冷却方式においては、成形金型1の
径方向内側の方が冷却されるべき体積が小さいにもかか
わらず、径方向内側と外側とが同じ冷却能力でもって冷
却が行われているために、径方向内側の方が外側に比べ
て強く冷却されることになる。すなわち、径方向におけ
る冷却能力が不均一となるという問題があった。径方向
の冷却能力が不均一であると、成形されるディスクの受
ける温度履歴が径方向で不均一となり、ディスクの厚さ
が不均一となる、あるいはディスクの物理的性質が不均
一となる等の不都合を生じていた。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、特に径方向での冷却能力を均一化することに
より、径方向の品質の均一化されたディスクを得ること
ができるディスクの射出成形金型を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のディスク
の射出成形金型においては、ディスクを射出成形するた
めの金型であって、固定金型と、該固定金型に向けて押
圧可能とされた可動金型と、前記固定金型の前記可動金
型を向く側に取り付けられた第1金型と、前記可動金型
の前記固定金型を向く側に取り付けられるとともに前記
可動金型が前記固定金型に向けて押圧された型締時に前
記第1金型との間にディスク状のキャビティを形成する
第2金型と、これら第1金型および第2金型を冷却する
ための冷却機構とを具備してなり、前記冷却機構は、冷
却媒体の流通手段と、前記第1金型および第2金型のそ
れぞれ前記固定金型および可動金型に対する取付面に形
成されるとともに前記流通手段に接続された冷却用溝と
を備え、前記冷却用溝は、前記ディスク状のキャビティ
の周方向に複数形成されるとともに、径方向内側と径方
向外側との間にわたって位置し、かつその径方向の断面
積が径方向内側から径方向外側に向かうにつれて次第に
増加することを特徴としている。請求項2記載のディス
クの射出成形金型においては、請求項1記載のディスク
の射出成形金型において、前記冷却用溝を流通する前記
冷却媒体の一部を流通させるために、前記冷却用溝と位
置を合わせて前記固定金型および前記可動金型のそれぞ
れには、逃げ溝が形成されていることを特徴としてい
る。請求項3記載のディスクの射出成形金型において
は、請求項1または2記載のディスクの射出成形金型に
おいて、前記冷却用溝は、径方向内側から径方向外側に
向かうにつれて、前記キャビティに接近するよう次第に
深く形成されていることを特徴としている。
【0007】請求項1記載の構成によると、冷却用溝の
径方向の断面積が、径方向内側から径方向外側に向かう
につれて次第に増加しているので、冷却されるべき体積
の大きい径方向外側ほど冷却面積が増加することにな
り、径方向での冷却能力の均一化が図られる。請求項2
記載の構成によると、固定金型および可動金型のそれぞ
れには、逃げ溝が形成されているので、冷却されるべき
体積の小さい径方向内側においては冷却用溝を流通する
冷却媒体の一部が逃げ溝を流通するため、径方向内側の
断面積を小さくしても流速の増加を招くことがなく、径
方向での冷却能力の均一化が図られる。請求項3記載の
構成によると、冷却用溝は、径方向内側から径方向外側
に向かうにつれて次第に深く形成されているので、冷却
されるべき体積の大きい径方向外側ほどキャビティを形
成する金型表面に接近するため、この金型表面に対する
冷却能力が高められ、径方向での冷却能力の均一化が図
られる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明のディスクの射出成
形金型の実施形態について、図1ないし図5を参照して
説明する。
【0009】〔第1実施形態〕図1および図2は、本発
明のディスクの射出成形金型の第1実施形態を示すもの
である。図において、射出成形金型10は、光ディスク
用の射出成形金型であって、図2に示すように、射出成
形機(図示せず)に取り付けられて、この射出成形機の
作動により相互に接離させられる固定金型11と可動金
型20とを具備している。
【0010】固定金型11は、射出成形機の固定側取付
板(図示せず)に固定される金型であって、可動金型2
0を向く下面に鏡面板12(第1金型)が固定されてい
るとともに、溶融樹脂を射出するためのノズル13が設
けられている。鏡面板12の下面には、表面に情報を記
録した原版としてのスタンパ14が、情報を記録した面
を後述のキャビティ24に向けて固定されている。スタ
ンパ14の固定は、その外周縁がリング状のスタンパ押
さえ15により固定されることにより、またその内周縁
が取付スリーブ16により固定されることによりなされ
ている。
【0011】可動金型20は、射出成形機の可動側取付
板(図示せず)に固定される金型であって、固定金型1
1に向けて押圧可能とされているとともに、枠体21と
コア金型22とから構成されている。コア金型22の固
定金型11を向く上面には、鏡面板23(第2金型)が
固定されている。鏡面板23は、可動金型20が固定金
型11に向けて押圧された型締時に鏡面板12との間に
(厳密にはスタンパ14との間に)、ディスク状のキャ
ビティ24を形成するものである。
【0012】さらに、射出成形金型10は、鏡面板1
2、23を冷却するための冷却機構を備えている。この
冷却機構は、冷却水(冷却媒体)を流入および流出させ
るための冷却水流通手段30(冷却媒体の流通手段)
と、鏡面板12、23のそれぞれ固定金型11および可
動金型20に対する取付面12a、23aに形成される
とともに冷却水流通手段30に接続された冷却用溝31
(図1に図示)とを備えて構成されている。冷却水流通
手段30から冷却用溝31への冷却水の流れ込みは、流
入口32a、流通管33a、流入部34aを介してなさ
れており、同様に冷却用溝31から冷却水流通手段30
への冷却水の戻りは、流出口32b、流通管33b、流
出部34bを介してなされている。
【0013】この場合、冷却用溝31は、図1に示すよ
うに、周方向に複数(図示例においては8個)形成され
るとともに、径方向内側と径方向外側との間にわたって
湾曲状態で形成され、かつその径方向の断面積が径方向
内側から径方向外側に向かうにつれて次第に増加するよ
うに形成されている。例えば、図1において径方向内側
の位置xにおける冷却用溝31の断面積S1 よりも径方
向外側の位置yにおける冷却用溝31の断面積S2 の方
が大きい。また、冷却用溝31は、径方向内側から径方
向外側に向かうにつれて、鏡面板12、23の表面12
b、23bに接近するよう、すなわちキャビティ24に
接近するよう次第に深く形成されている。
【0014】一方、固定金型11およびコア金型22の
それぞれには、冷却用溝31と位置を合わせて、その径
方向の断面積が径方向外側から径方向内側に向かうにつ
れて次第に増加する逃げ溝35が形成されている。例え
ば、図1において径方向外側の位置yにおける逃げ溝3
5の断面積S4 よりも径方向外側の位置xにおける逃げ
溝35の断面積S3 の方が大きい。また、逃げ溝35の
断面積は、径方向に関して、冷却用溝31の断面積と逃
げ溝35の断面積との和が常に一定となるように形成さ
れている。例えば、図1において、径方向内側の位置x
における冷却用溝31と逃げ溝35との断面積の和S1
+S3と、位置yにおける冷却用溝31と逃げ溝35と
の断面積の和S2+S4とは、等しい。
【0015】上記のように構成された射出成形用金型1
0においては、固定金型11に向けて可動金型20を押
圧し、すなわち型締を行い、ノズル13からキャビティ
24中に溶融樹脂を射出することにより、光ディスクの
射出成形を行うことができる。このとき、スタンパ14
の情報が光ディスクの上面に記録される。
【0016】この射出成形は、冷却機構により鏡面板1
2、23の冷却が達成された状態でなされる。この場合
の冷却機構による鏡面板12、23に対する冷却能力
は、冷却面積、冷却水の流量、冷却対象面までの距離等
の要因により決定される。
【0017】本実施形態においては、冷却用溝31の径
方向の断面積が、径方向内側から径方向外側に向かうに
つれて次第に増加しているので、冷却されるべき体積の
大きい径方向外側ほど冷却面積が増加することになり、
径方向外側に向かうにつれて冷却能力を高めることがで
き、径方向での冷却能力の均一化が達成され、径方向に
ついて品質の均一化された光ディスクを得ることができ
る。
【0018】また、固定金型11およびコア金型20の
それぞれには、逃げ溝35が形成されているので、冷却
されるべき体積の小さい径方向内側においては冷却用溝
31を流通する冷却水の一部が逃げ溝35を流通する。
この場合、逃げ溝35の断面積は、径方向に関して、冷
却用溝31の断面積と逃げ溝35の断面積との和が常に
一定となるように形成されているため、径方向に関して
冷却水の流速は一定となる。よって、径方向内側の断面
積を小さくしても流速の増加を招くことがなく、径方向
での冷却能力の均一化を図ることができる。
【0019】さらに、冷却用溝31は、径方向内側から
径方向外側に向かうにつれて次第に深く形成されている
ので、冷却されるべき体積の大きい径方向外側ほどキャ
ビティを形成する鏡面板12、23の表面12b、23
b(冷却対象面)に接近するため、この表面12b、2
3bに対する冷却能力が高められ、径方向での冷却能力
の均一化を図ることができる。
【0020】また、冷却用溝31が、湾曲して形成され
ているので、例えば直線的に形成されている場合と比較
して、より少ない数で鏡面板12、23の面に対する被
覆率を高めることができる。
【0021】〔第2実施形態〕本実施形態においては、
上記第1実施形態に対して、冷却用溝31、流入部34
a、流出部34bが相違するのみであり、他は同一構成
である。
【0022】本実施形態における冷却用溝31は、図3
に示すように、第1実施形態における冷却用溝の2つず
つが中央付近において接続された構成とされている。こ
れに伴って、流入部34a、流出部34bは、径方向外
側において交互に設けられている。
【0023】本実施形態においては、上記第1実施形態
と全く同様の作用効果を奏することができる。
【0024】〔第3実施形態〕本実施形態においては、
上記第1実施形態に対して、逃げ溝35が設けられてい
ない点が相違するのみであり、他は同一構成である。
【0025】本実施形態においては、図4に示すよう
に、逃げ溝35が設けられておらず、冷却用溝31の深
さが図1よりも若干深くされている。すなわち、逃げ溝
35がないことによる径方向内側での流速増加による影
響(内側ほど冷却能力が高められること)を、冷却用溝
31を冷却対象表面である表面12b、23bに接近さ
せることによるプラス効果(外側ほど冷却能力が高めら
れること)で相殺しようとするものである。本実施形態
においては、逃げ溝を設けない分、構造を単純化するこ
とができる。したがって、流速増加による影響が実質的
に小さい場合に好適に適用することができ、コスト低減
を図ることができる。
【0026】上記の相違点以外については、本実施形態
は、上記第1実施形態と全く同様の作用効果を奏するこ
とができる。
【0027】〔第4実施形態〕本実施形態においては、
上記第1実施形態に対して、逃げ溝35が設けられてい
ない点、および冷却用溝31の形状が相違するのみであ
り、他は同一構成である。
【0028】逃げ溝35が設けられていない点について
は、上記第3実施形態と同様であるので、その説明を省
略する。本実施形態における冷却用溝31は、図5に示
すように、径方向外側ほど平面視において幅広とされ、
流出部34bは中央部分において共通とされている。
【0029】本実施形態においては、上記第1実施形態
と全く同様の作用効果を奏することができる。
【0030】なお、本発明のディスクの射出成形金型
は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、以下
のような変形を行っても、もちろん本発明の主旨を逸脱
することはない。 a)光ディスク以外のディスクの射出成形に対して適用
すること。 b)周方向に複数の冷却用溝31を形成することに代え
て、全周にわたる凹所を形成すること。もちろん、この
凹所は、径方向外側ほど深く形成される。 c)冷却用溝31の断面積と逃げ溝35の断面積との和
が常に一定となるような断面を有する逃げ溝35に代え
て、径方向内側ほど流速を遅くするように、径方向内側
ほど前記和が大きくなるような断面を有する逃げ溝を形
成すること。あるいは、径方向内側において、局部的に
深さ一定の逃げ溝を形成すること、この場合においても
径方向内側における流速増加の抑制を達成することがで
きる。 d)冷却用溝31の湾曲の程度を図示例の程度とするこ
とに代えて、湾曲の程度を大きくするあるいは小さくす
る、あるいは湾曲させずに直線状とすること。 e)冷却用溝31の湾曲を図示例の形状とすることに代
えて、任意の形状とすること。 f)第1、第3、第4実施形態において、径方向外側か
ら内側に向けて冷却水を流通させることに代えて、逆向
き、すなわち径方向内側から外側に向けて流通させるこ
と。 g)冷却水以外の冷却媒体、例えば空気、不活性ガス、
フロン等の任意の気体または液体を使用すること。
【0031】
【発明の効果】本発明のディスクの射出成形金型によれ
ば、以下の効果を奏する。請求項1記載のディスクの射
出成形金型によれば、冷却用溝の径方向の断面積が、径
方向内側から径方向外側に向かうにつれて次第に増加し
ているので、冷却されるべき体積の大きい径方向外側ほ
ど冷却面積が増加することになり、径方向での冷却能力
の均一化を図ることができ、径方向の品質の均一化され
たディスクを得ることができる。請求項2記載のディス
クの射出成形金型によれば、固定金型および可動金型の
それぞれには、逃げ溝が形成されているので、冷却され
るべき体積の小さい径方向内側においては冷却用溝を流
通する冷却媒体の一部が逃げ溝を流通するため、径方向
内側の断面積を小さくしても流速の増加を招くことがな
く、径方向での冷却能力の均一化を図ることができる。
請求項3記載のディスクの射出成形金型によれば、冷却
用溝は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて次
第に深く形成されているので、冷却されるべき体積の大
きい径方向外側ほどキャビティを形成する金型表面に接
近するため、この金型表面に対する冷却能力が高めら
れ、径方向での冷却能力の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディスクの射出成形金型の第1実施形
態における鏡面板を示すもので、(a)は平面図、
(b)はA−A線における断面図である。
【図2】本発明のディスクの射出成形金型の第1実施形
態を示す断面図である。
【図3】本発明のディスクの射出成形金型の第2実施形
態における鏡面板を示すもので、(a)は平面図、
(b)はB−B線における断面図である。
【図4】本発明のディスクの射出成形金型の第3実施形
態における鏡面板を示すもので、(a)は平面図、
(b)はC−C線における断面図である。
【図5】本発明のディスクの射出成形金型の第4実施形
態における鏡面板を示すもので、(a)は平面図、
(b)はD−D線における断面図である。
【図6】従来の射出成形金型の例を示す平面図である。
【符号の説明】
10 射出成形金型 11 固定金型 12 鏡面板(第1金型) 12a 取付面 20 可動金型 23 鏡面板(第2金型) 23a 取付面 24 キャビティ 30 冷却水流通手段(冷却媒体の流通手段) 31 冷却用溝 35 逃げ溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/26 - 45/37 B29C 45/73 B29C 33/00 - 33/76

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスクを射出成形するための金型であ
    って、 固定金型と、該固定金型に向けて押圧可能とされた可動
    金型と、前記固定金型の前記可動金型を向く側に取り付
    けられた第1金型と、前記可動金型の前記固定金型を向
    く側に取り付けられるとともに前記可動金型が前記固定
    金型に向けて押圧された型締時に前記第1金型との間に
    ディスク状のキャビティを形成する第2金型と、これら
    第1金型および第2金型を冷却するための冷却機構とを
    具備してなり、 前記冷却機構は、冷却媒体の流通手段と、前記第1金型
    および第2金型のそれぞれ前記固定金型および可動金型
    に対する取付面に形成されるとともに前記流通手段に接
    続された冷却用溝とを備え、 前記冷却用溝は、前記ディスク状のキャビティの周方向
    に複数形成されるとともに、径方向内側と径方向外側と
    の間にわたって位置し、かつその径方向の断面積が径方
    向内側から径方向外側に向かうにつれて次第に増加する
    ことを特徴とするディスクの射出成形金型。
  2. 【請求項2】 前記冷却用溝を流通する前記冷却媒体の
    一部を流通させるために、前記冷却用溝と位置を合わせ
    て前記固定金型および前記可動金型のそれぞれには、逃
    げ溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    ディスクの射出成形金型。
  3. 【請求項3】 前記冷却用溝は、径方向内側から径方向
    外側に向かうにつれて、前記キャビティに接近するよう
    次第に深く形成されていることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載のディスクの射出成形金型。
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