JP4111306B2 - ディスク成形用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスク基板を成形するための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ディスク成形用金型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樹脂を冷却し、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。
【０００３】
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ディスク成形用金型、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、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きを行い、型締め時に、固定側の金型組立体の円盤プレートと可動側の金型組立体の円盤プレートとの間にキャビティ空間が形成される。
【０００４】
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。
【０００５】
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、ディスク成形用金型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、穴開け加工が行われ、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。
【０００６】
なお、固定側の円盤プレートに、ディスク基板の情報面に凹凸を形成するためのスタンパが取り付けられるとともに、可動側の円盤プレートにキャビティリングが取り付けられ、該キャビティリングによってキャビティ空間の外周縁が形成される。そして、型締め状態において、前記キャビティリングとスタンパとの間には、キャビティ空間への樹脂の充填に伴ってキャビティ空間内の空気を逃がすことができるように、軸方向においてわずかな第１のクリアランスが形成される。
【０００７】
ところで、前記射出工程において、樹脂がキャビティ空間に充填されるのに伴って、キャビティ空間内の樹脂の圧力、すなわち、型内圧が高くなると、前記固定側の円盤プレートと可動側の円盤プレートとの間のパーティング面において、各円盤プレート間が１００〜３００〔μｍ〕程度開き、続いて、冷却工程において、キャビティ空間内の樹脂が冷却されて収縮するのに伴って、型内圧が低くなると、各円盤プレート間が徐々に閉じる。
【０００８】
そして、前記各円盤プレート間が開くのに伴って、キャビティ空間内の樹脂が外周縁から流れ出すのを防止し、横バリが発生するのを防止するために、前記キャビティリングを、軸方向において可動側の円盤プレートに対して移動自在に配設し、かつ、固定側の円盤プレートに向けて付勢するようにしている。したがって、前記各円盤プレート間が開くのに伴って、前記キャビティリングが固定側の円盤プレート側に移動し、前記第１のクリアランスが一定に維持される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のディスク成形用金型においては、前記キャビティリングが可動側の円盤プレートに対して移動する際に、キャビティリングが、必ずしも円盤プレートの軸方向に対して平行に移動するとは限らず、例えば、円盤プレートに当たると、かじりが発生してしまう。
【００１０】
そこで、前記キャビティリングと円盤プレートとの間に、径方向において所定の第２のクリアランスを形成し、キャビティリングの移動に伴って、キャビティリングが円盤プレートに当たるのを防止するようにしている。
【００１１】
ところが、キャビティリングと円盤プレートとの間に第２のクリアランスが形成されると、樹脂の充填に伴って、樹脂が前記第２のクリアランスを介して軸方向に流れ出し、その結果、ディスク基板の外周縁に縦バリが発生してしまう。
【００１２】
本発明は、前記従来のディスク成形用金型の問題点を解決して、キャビティリングと円盤プレートとの間でかじりが発生するのを抑制し、ディスク基板の外周縁に縦バリが発生するのを抑制することができるディスク成形用金型を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のディスク成形用金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられた第２の鏡面盤と、該第２の鏡面盤の外周縁部において、第２の鏡面盤に対して移動自在に配設されたキャビティリングと、該キャビティリングを前記第１の鏡面盤に向けて付勢する付勢手段とを有する。
【００１４】
そして、前記キャビティリングが第２の鏡面盤に当たったときに、硬度の差により滑りが生じるように、前記第２の鏡面盤におけるキャビティリングと対向する外周面の硬度が、前記キャビティリングにおける第２の鏡面盤と対向する内周面の硬度より高くされる。
【００１５】
本発明の他のディスク成形用金型においては、さらに、前記第２の鏡面盤の外周面に窒化チタン又はＤＬＣから成るコーティング層が被覆される。
【００１８】
本発明の更に他のディスク成形用金型においては、さらに、前記キャビティリングの内周面に錫又は鉛から成るコーティング層が被覆される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図、図２は本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の断面図である。
【００２１】
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取付板１３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の支持プレートとしてのベースプレート１５、該ベースプレート１５に図示されないボルトによって取り付けられた第１の鏡面盤としての円盤プレート１６、前記ベースプレート１５内において固定プラテン側に臨ませて配設され、ベースプレート１５を固定プラテンに対して位置決めするロケートリング２３、及び該ロケートリング２３に隣接させて配設されたスプルーブッシュ２４を備える。該スプルーブッシュ２４の前端（図２における左端）に、キャビティ空間Ｃに臨ませてダイ２８が形成され、該ダイ２８と連通させて、図示されない射出装置の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。なお、前記射出装置は、図示されない加熱シリンダ、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。
【００２２】
そして、前記円盤プレート１６には、ディスク基板の情報面に凹凸を形成するためのスタンパ６１が取り付けられ、前記スプルーブッシュ２４の前半部（図２における左半部）の径方向外方には、前記スタンパ６１の内周縁を押さえるためのスタンパ押えブシュ１４が配設される。なお、前記金型組立体１２には図示されないエアブローブシュ等も配設される。
【００２３】
また、前記円盤プレート１６の外周縁に環状の突当リング１８がボルトｂ１によって取り付けられ、前記円盤プレート１６及び突当リング１８より径方向外方に環状の第１のガイドリング１９がベースプレート１５に取り付けられる。
【００２４】
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、ベースプレート３５、該ベースプレート３５にボルトｂ２によって取り付けられた第２の支持プレートとしての中間プレート４０、該中間プレート４０にボルトｂ３によって取り付けられた第２の鏡面盤としての円盤プレート３６、前記ベースプレート３５内において可動プラテンに臨ませて配設され、中間プレート４０にボルトｂ４によって取り付けられたシリンダ４４、及び該シリンダ４４に沿って進退（図２における左右方向に移動）させられ、前端（図２における右端）が前記ダイ２８に対応する形状を有するカットパンチ４８を備える。
【００２５】
また、前記円盤プレート３６の外周縁部において、円盤プレート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ティリング３７が配設され、前記円盤プレート３６及びキャビティリング３７より径方向外方において前記第１のガイドリング１９と対向させて環状の第２のガイドリング３８が中間プレート４０に取り付けられる。前記キャビティリング３７は、ボルトｂ５によってロッド４１に取り付けられ、該ロッド４１を介して中間プレート４０に対して移動自在に配設される。そして、３９は図示されないボルトによって第２のガイドリング３８に取り付けられたキャビティリング押えであり、該キャビティリング押え３９は前記キャビティリング３７の外周縁に係止させられる。また、前記キャビティリング３７は円盤プレート３６の前端面（図２における右端面）より突出させられ、キャビティリング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。
【００２６】
前記シリンダ４４内には、前記カットパンチ４８と一体に形成されたフランジ５１が進退自在に配設され、該フランジ５１の後端（図２における左端）５１ａが前記シリンダ４４によって受けられる。また、フランジ５１の前方（図２における右方）にカットパンチ戻し用ばね５２が配設され、該カットパンチ戻し用ばね５２によって前記フランジ５１が後方に付勢される。
【００２７】
なお、前記金型組立体１２、３２によってディスク成形用金型が構成され、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、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができ、型締め時に、円盤プレート１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。
【００２８】
また、型締め時に、図示されない駆動シリンダを駆動することによってフランジ５１を前進（図２における右方に移動）させると、前記カットパンチ４８が前進させられ、ダイ２８内に進入する。その結果、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂に穴開け加工を行うことができる。なお、前記カットパンチ４８の前半部（図２における右半部）における径方向外方には、ディスク基板を突き出すためのエジェクタブシュ６２が配設され、該エジェクタブシュ６２より径方向外方には、ディスク基板に圧縮空気を吹き付けてディスク基板を円盤プレート３６から離型させるためのエアブローブシュ４７が配設される。また、前記金型組立体３２には図示されないエジェクタピン等も配設される。
【００２９】
前記円盤プレート１６、３６にそれぞれ第１、第２の温調用流路９３、９４が形成され、該第１、第２の温調用流路９３、９４に水、油、空気等の温調用の媒体が供給されることによって、円盤プレート１６、３６が冷却される。
【００３０】
また、前記キャビティリング３７とスタンパ６１との間には、キャビティ空間Ｃへの樹脂の充填に伴って、キャビティ空間Ｃ内の空気を逃がすことができるように、軸方向においてわずかな第１のクリアランスδ１が形成される。
【００３１】
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、ディスク成形用金型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、穴開け加工が行われ、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。
【００３２】
次に、前記構成のディスク成形用金型の動作について説明する。
【００３３】
射出工程において、樹脂がキャビティ空間Ｃに充填されるのに伴って、キャビティ空間Ｃの型内圧が高くなると、前記円盤プレート１６、３６間のパーティング面において、各円盤プレート１６、３６間が１００〜３００〔μｍ〕程度開き、続いて、冷却工程において、キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却されて収縮するのに伴って、型内圧が低くなると、各円盤プレート１６、３６間が徐々に閉じる。
【００３４】
そして、前記各円盤プレート１６、３６間が開くのに伴って、キャビティ空間Ｃ内の樹脂が外周縁から流れ出すのを防止し、横バリが発生するのを防止するために、前記キャビティリング３７が、軸方向において円盤プレート３６に対して移動自在に配設されるとともに、円盤プレート１６に向けて付勢される。また、前記キャビティリング３７にロッド４１が取り付けられ、該ロッド４１に付勢手段としてのスプリング６３が当接させられる。したがって、前記各円盤プレート１６、３６間が開くのに伴って、前記キャビティリング３７が前記スプリング６３の付勢力によって円盤プレート１６側に移動し、キャビティリング３７と突当リング１８とが当接させられ、前記第１のクリアランスδ１が一定に維持される。
【００３５】
ところで、前記キャビティリング３７が円盤プレート３６に対して移動する際に、キャビティリング３７が、必ずしも円盤プレート３６の軸方向に対して平行に移動するとは限らず、例えば、円盤プレート３６に当たると、かじりが発生してしまう。その結果、キャビティリング３７が円盤プレート３６に当たってかじりが発生すると、キャビティリング３７を円滑に移動させることができなくなってしまう。
【００３６】
そこで、前記円盤プレート３６におけるキャビティリング３７と対向する外周面（以下「円盤プレート外周面」という。）に窒化チタン（ＴｉＮ）、ＤＬＣ等の硬度の高い材料から成るコーティング層６６が被覆され、前記円盤プレート外周面の硬度が、前記キャビティリング３７における円盤プレート３６と対向する内周面（以下「キャビティリング内周面」という。）の硬度より高くされる。
【００３７】
このように、前記円盤プレート外周面の硬度とキャビティリング内周面の硬度とが異ならせられるので、キャビティリング３７が円盤プレート３６に当たっても、滑りが生じ、かじりが発生するのを抑制することができる。したがって、キャビティリング３７を円滑に移動させることができる。
【００３８】
しかも、キャビティリング３７が円盤プレート３６に当たってもかじりが発生するのが抑制されるので、キャビティリング３７と円盤プレート３６との間に、径方向において形成される第２のクリアランスδ２を小さくすることができる。したがって、樹脂の充填に伴って、樹脂が前記第２のクリアランスδ２を介して軸方向に流れ出す量を少なくすることができるので、ディスク基板の外周縁に縦バリが発生するのを抑制することができる。
【００３９】
また、キャビティリング３７にかじりが頻繁に発生した場合は、キャビティリング３７を容易に交換することができ、円盤プレート３６にかじりが頻繁に発生した場合は、コーティング層６６を容易に再び被覆することができるので、修復が極めて簡単である。
【００４０】
特に、ＤＶＤ−Ｒ等のような高密度のディスク基板を成形する場合、成形時におけるディスク成形金型の温度、及び樹脂の温度が高く、型締装置によって発生させられる型締力が高い場合等においても、縦バリが発生するのを抑制することができる。
【００４１】
本実施の形態においては、円盤プレート外周面に硬度の高い材料から成るコーティング層６６が被覆され、前記円盤プレート外周面の硬度とキャビティリング内周面の硬度とが異ならせられるようになっているが、キャビティリング内周面に硬度の高い材料から成るコーティング層を被覆することによって、前記円盤プレート外周面の硬度とキャビティリング内周面の硬度とを異ならせることもできる。また、円盤プレート外周面に、例えば、錫（すず）、鉛等の硬度の低い材料から成るコーティング層を被覆したり、キャビティリング内周面に硬度の低い材料から成るコーティング層を被覆したりすることによって、前記円盤プレート外周面の硬度とキャビティリング内周面の硬度とを異ならせることもできる。
【００４２】
さらに、円盤プレート外周面及びキャビティリング内周面に互いに異なる硬度の材料から成るコーティング層を被覆することによって、前記円盤プレート外周面の硬度とキャビティリング内周面の硬度とを異ならせることもできる。
【００４３】
また、前記実施の形態においては、円盤プレート１６にスタンパ６１が、円盤プレート３６にキャビティリング３７が配設されるようになっているが、円盤プレート１６にキャビティリングを、円盤プレート３６にスタンパを配設することもできる。
【００４４】
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。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ディスク成形用金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられた第２の鏡面盤と、該第２の鏡面盤の外周縁部において、第２の鏡面盤に対して移動自在に配設されたキャビティリングと、該キャビティリングを前記第１の鏡面盤に向けて付勢する付勢手段とを有する。
【００４６】
そして、前記キャビティリングが第２の鏡面盤に当たったときに、硬度の差により滑りが生じるように、前記第２の鏡面盤におけるキャビティリングと対向する外周面の硬度が、前記キャビティリングにおける第２の鏡面盤と対向する内周面の硬度より高くされる。
【００４７】
この場合、前記第２の鏡面盤の外周面の硬度と、前記キャビティリングの内周面の硬度とが異ならせられるので、キャビティリングが第２の鏡面盤に当たっても、滑りが生じ、かじりが発生するのを抑制することができる。したがって、キャビティリングを円滑に移動させることができる。
【００４８】
そして、キャビティリングと第２の鏡面盤との間に、径方向において形成されるクリアランスを小さくすることができるので、成形材料の充填に伴って、成形材料がクリアランスを介して軸方向に流れ出す量を少なくすることができる。したがって、ディスク基板の外周縁に縦バリが発生するのを抑制することができる。
【００５０】
また、キャビティリングにかじりが頻繁に発生した場合は、キャビティリングを容易に交換することができ、第２の鏡面盤にかじりが頻繁に発生した場合は、コーティング層を容易に再び被覆することができるので、ディスク成形用金型の修復が極めて簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の断面図である。
【符号の説明】
１２、３２ 金型組立体
１５ ベースプレート
１６、３６ 円盤プレート
３７ キャビティリング
４０ 中間プレート
６３ スプリング
６６ コーティング層

Claims (3)

1. （ａ）第１の支持プレートと、
   （ｂ）該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、
   （ｃ）第２の支持プレートと、
   （ｄ）該第２の支持プレートに取り付けられた第２の鏡面盤と、
   （ｅ）該第２の鏡面盤の外周縁部において、第２の鏡面盤に対して移動自在に配設されたキャビティリングと、
   （ｆ）該キャビティリングを前記第１の鏡面盤に向けて付勢する付勢手段とを有するとともに、
   （ｇ）前記キャビティリングが第２の鏡面盤に当たったときに、硬度の差により滑りが生じるように、前記第２の鏡面盤におけるキャビティリングと対向する外周面の硬度が、前記キャビティリングにおける第２の鏡面盤と対向する内周面の硬度より高くされることを特徴とするディスク成形用金型。
2. 前記第２の鏡面盤の外周面に窒化チタン又はＤＬＣから成るコーティング層が被覆される請求項１に記載のディスク成形用金型。
3. 前記キャビティリングの内周面に錫又は鉛から成るコーティング層が被覆される請求項１に記載のディスク成形用金型。

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