JP4286804B2 - ディスク基板成形金型及びディスク基板成形金型の鏡面板 - Google Patents

Description

本発明は、情報記録用のディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形金型及びその鏡面板に関する。

ディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形金型は、固定金型及び可動金型の対向面にそれぞれ、直接またはスタンパを介してキャビティ形成面が形成された鏡面板が設けられている。そして前記鏡面板には、キャビティ内に射出充填された溶融樹脂を冷却するための冷却媒体流路が形成されている。

ディスク基板の成形金型の鏡面板に設けられる冷却媒体流路に関するものとしては、特許文献１に記載されたものが公知である。特許文献１に記載されたディスク基板の成形金型の鏡面板は、同じ方向に冷却媒体が流される隣接する複数の冷却媒体流路からなる渦巻状の冷却媒体流路の組が設けられている。そして鏡面板の冷却媒体流路に対して冷却媒体を供給及び排出するバックプレートの導入孔及び排出孔は、２本の冷却媒体流路に対応して一個の比較的径が大きい導入孔と排出孔が設けられており、前記冷却媒体流路の間に形成される壁部の背面にバックプレートがない部分があった。

特開２００４−１５５０７０号公報（請求項１、図１、図２）

しかし前記特許文献１における前記バックプレートの導入孔及び排出孔は、スタンパの信号面に対向する部分に設けられているので、次のような問題があった。すなわち溶融樹脂をキャビティ内に射出充填する際に、前記導入孔及び排出孔が設けられている部分の前面の鏡面板は、樹脂圧力により僅かに凹状にへこみ、その結果その部分のディスク基板の信号面に良好な転写成形ができないという問題があった。そこで本発明は成形品の冷却速度を低下させることなく、良好な転写成形を行うことができるディスク基板成形金型及びディスク基板成形金型の鏡面板を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載のディスク基板成形金型は、型合せされた際に協働してキャビティを形成する固定金型及び可動金型の対向面に、鏡面板が取付けられたディスク基板成形金型において、少なくとも一方の鏡面板に設けられる冷却媒体流路は、複数系統からなり放射方向に対して合せて６本ないし１０本となるよう鏡面板のキャビティ形成面の裏面に設けられたキャビティ側冷却媒体流路と、キャビティ側冷却媒体流路と接続され、放射方向に対して合せて１本ないし２本となるよう鏡面板のキャビティ形成面の外側部分における裏面に設けられた外周側冷却媒体流路とからなり、キャビティ側冷却媒体流路は、キャビティ側冷却媒体流路の幅と一致する通孔または鏡面板の中心開口の内周面に形成された端部に接続される通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ａに接続されるとともに、外周側冷却媒体流路は、信号面と対向する部分より外側において通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ｂに接続されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のディスク基板成形金型は、請求項１において、キャビティ側冷却媒体流路は、同じ円周方向に冷却媒体が流される２本の冷却媒体流路から過半の部分が構成されることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のディスク基板成形金型は、キャビティ側冷却媒体流路の放射方向における幅は、２．５ミリないし４．５ミリであり、キャビティ側冷却媒体流路の底部とキャビティ形成面の間の鏡面板板厚は、３．５ミリないし６．０ミリであることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載のディスク基板成形金型の鏡面板は、型合せされた際に協働してキャビティを形成する固定金型及び可動金型の少なくとも一方の対向面に取付けられ、冷却媒体流路が設けられたディスク基板成形金型の鏡面板において、複数系統からなり放射方向に対して合せて６本ないし１０本となるよう鏡面板のキャビティ形成面の裏面に設けられキャビティ側冷却媒体流路の幅と一致する通孔または鏡面板の中心開口の内周面に形成された端部に接続される通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ａに接続されるキャビティ側冷却媒体流路と、キャビティ側冷却媒体流路と接続され、放射方向に対して合せて１本ないし２本となるよう鏡面板のキャビティ形成面の外側部分における裏面に設けられ信号面と対向する部分より外側において通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ｂに接続される外周側冷却媒体流路と、からなる冷却媒体流路が設けられたことを特徴とする。

本発明のディスク基板成形金型及びその鏡面板は、固定金型及び可動金型の少なくとも一方の鏡面板に設けられる冷却媒体流路が、複数系統からなり放射方向に対して合せて６本ないし１０本となるよう鏡面板のキャビティ形成面の裏面に設けられたキャビティ側冷却媒体流路と、キャビティ側冷却媒体流路と接続され放射方向に対して合せて１本ないし２本となるよう鏡面板のキャビティ形成面から外側部分における裏面に設けられた外周側冷却媒体流路とからなっており、径の大きい冷却媒体の導入孔または排出孔が鏡面板のキャビティ形成面の裏面側に設けられていないので、ディスク基板に良好な転写を行うことができる。またキャビティ側冷却媒体流路は複数系統からなるので、冷却効率を上げることができる。

本発明の実施の形態について図１、図２を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク基板成形金型の断面図である。図２は、本実施形態のディスク基板成形金型の可動金型における鏡面板を取付面側から見た平面図である。

図１において可動金型１１は左側に位置し、図示しない射出成形機の可動盤に取付けられ、固定金型２１は右側に位置し、図示しない固定盤に取付けられる。そして可動金型１１と固定金型２１は、型合せされた際に協働してキャビティＣが形成されるようになっている。そして前記キャビティＣには、図示しない射出装置から溶融樹脂を射出充填することにより、ディスク基板が得られる。

図１により、可動金型１１について説明すると、可動金型１１は、可動盤に取付板を介して取付けられる金型本体部１２と、金型本体部１２に取付けられるバックプレート１３を備えている。そして固定金型２１の対向面であって前記バックプレート１３の前面には鏡面板１４がボルトにより取付けられている。バックプレート１３及び鏡面板１４はそれぞれ、中心開口を有する所定板厚の円盤形状の部材である。そして鏡面板１４のキャビティ形成面１４ａ（表面）には、成形されるディスク基板に転写を行うスタンパ１５が取付けられている。そして前記したバックプレート１３と鏡面板１４の中心開口には、前記スタンパ１５の内周側を保持する内周スタンパホルダ１６やエジェクタスリーブ１７等が配設されている。更に鏡面板１４の外周部には、前記スタンパ１５の外周側を保持する外周スタンパホルダ１８が配設されている。

図２は鏡面板１４の裏面（取付面）１４ｂを示している。バックプレート１３と当接される鏡面板１４の裏面１４ｂには、成形されるディスク基板の冷却固化を促進させ、サイクル短縮を図ることを目的として、複数系統の螺旋状の溝からなる冷却媒体流路１９が設けられている。そして前記冷却媒体流路１９は、鏡面板１４がバックプレート１３に固着されることによって管状に形成される。冷却媒体流路１９は、鏡面板１４のキャビティ形成面１４ａの裏面１４ｂに設けられたキャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂと、鏡面板１４のキャビティ形成面１４ａから外側部分１４ｃにおける裏面１４ｂに設けられた外周側冷却媒体流路１９ｅとからなっている。

キャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂへの冷却媒体の供給は、金型外部の図示しない冷却媒体供給装置から鏡面板外部の冷却媒体流路を構成する金型本体部１２の冷却媒体流路１２ａ及びバックプレート１３に貫設された複数の通孔（導入孔）１３ａ，１３ｂを介して行われるようになっている。なおバックプレート１３の通孔１３ａ，１３ｂは、鏡面板１４のキャビティ形成面１４ａに対向する位置に設けられている。よって鏡面板１４の冷却媒体流路１９ａ，１９ｂ間に形成される壁部１４ｄに対向するバックプレート１３には通孔が形成されておらず、面同士が当接することになる。

一方鏡面板１４の裏面１４ｂには、バックプレート１３に鏡面板１４を取付けた際に、前記通孔１３ａ，１３ｂと対向するように、冷却媒体流路１９ａ，１９ｂの始端部１９ｃ，１９ｄが設けられている。本実施形態ではバックプレート１３の通孔１３ａ，１３ｂの径とキャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂの幅は一致しており、一の通孔が一の流路に対応して接続されている。通孔１３ａを介して接続される冷却媒体流路１９ａは、スタンパ１５の転写面に対向する部分よりも内周側（図２における一点鎖線Ａより内側）に対向する部分を内周側から数えて１番目の内周側流路として約１周弱し、その後方向を１８０°変えて外側に屈曲し、内周側から数えて２番目、４番目、６番目の流路として、外側に屈曲しつつ螺旋状に周回形成される。

また通孔１３ｂを介して接続される冷却媒体流路１９ｂは、冷却媒体流路１９ａと過半の部分で並行して形成され、内周側から数えて３番目、５番目、７番目の流路として、一部において外側に屈曲しつつ螺旋状に周回形成される。よって冷却媒体流路１９ａ，１９ｂは、同じ円周方向に冷却媒体が流される別系統の２本の冷却媒体流路として形成される。なお前記キャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂのうち、内周側から数えて２番目ないし７番目までの流路は、図２においては一点鎖線Ａと一点鎖線Ｂとの間として表されるスタンパ１５の信号面と対向する部分に形成されている。そして内周側から数えて６番目と７番目のキャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂは、更に外側に向けて屈曲し、キャビティ形成面１４ａから外側部分１４ｃの裏面１４ｂに形成される外周側冷却媒体流路１９ｅ（内周側から数えて８番目の流路）に接続される。

なお本実施形態では鏡面板１４は、キャビティ形成面１４ａから裏面１４ｂまでの板厚が２０ｍｍとなっている。また鏡面板１４に形成されるキャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂの幅は、それぞれ３．５ｍｍ、冷却媒体流路１９ａ，１９ｂの底部からキャビティ形成面１４ａまでの距離（板厚）は、それぞれ５ｍｍとなっている。なお前記キャビティ側冷却媒体流路の幅は、２．５ｍｍないし４．５ｍｍ、キャビティ側冷却媒体流路の底部からキャビティ形成面までの距離（板厚）は３．５ｍｍないし６ｍｍが望ましい。ただし一部に例外的な部分があってもよい。よってスタンパの信号面に対向するバックプレートに冷却媒体の通孔を形成する場合に前記通孔の径は、前記キャビティ側冷却媒体流路の幅に合せて２．５ｍｍないし４．５ｍｍが望ましいことになる。

そしてキャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂは、複数系統からなり、冷却媒体流路の長さが一定距離以下となっているので、一度に大量の冷却媒体を流して冷却効率を上げるとともに、冷却媒体流路の長さを一定距離以下として、始端側と終端側の冷却媒体の温度差を減少させることが可能である。なおキャビティ側冷却媒体流路の系統は２系統ないし４系統が望ましく、それら冷却媒体流路は、鏡面板の放射方向に対して合せて６本ないし１０本のものが望ましい。更には合せて７本ないし８本のものがより望ましい。またキャビティ側冷却媒体流路は螺旋状に形成されるが、一部において１８０°屈曲したり、途中で合流または分流するものであってもよい。そして始端部は、内周側流路に形成され、対向するバックプレートに通孔が貫設されたものでもよい。更に始端部は、鏡面板の中心開口の内周面に形成されたものでもよく、その場合、通孔はバックプレートに貫設されていないものとなる。

外周側冷却媒体流路１９ｅについては、前記内周側から数えて７番目のキャビティ側冷却媒体流路１９ｂの外側に並行して１周弱設けられ、終端部１９ｆで終了する。そして鏡面板１４をバックプレート１３に取付けた際に、前記終端部１９ｆと対向するバックプレート１３には、冷却媒体の通孔（排出孔）１３ｃが貫設されている。本実施形態ではバックプレート１３の通孔１３ｃの径と外周側冷却媒体流路１９ｅの幅は一致しており、一の流路に一の通孔が接続されている。本実施形態では外周側冷却媒体流路１９ｅは、キャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂよりも幅が広く、５ｍｍとなっている。そして外周側冷却媒体流路１９ｅの底部と鏡面板１４の外側部分１４ｃの表面との間の距離（板厚）は、５ｍｍとなっている。よって外周側冷却媒体流路１９ｅは、キャビティ側冷却媒体流路１９ａ，１９ｂよりも幅が広く、深さが浅くなっている。そして前記バックプレート１３の通孔１３ｃは、金型本体部１２に形成された冷却媒体流路１２ｂに接続され、これら通孔１３ｃと冷却媒体流路１２ｂから鏡面板外部の冷却媒体流路が形成されている。よって鏡面板１４の冷却媒体流路１９を通過した冷却媒体は、前記鏡面板外部の冷却媒体流路を介して前記冷却媒体供給装置に戻されるようになっている。

なお本実施形態では２本のキャビティ側冷却媒体流路が１本の外周側冷却媒体流路に合流されているが、外周側冷却媒体流路の本数を２本として、各キャビティ側冷却媒体流路がそれぞれ外周側冷却媒体流路に接続されるようにしてもよい。また終端部は鏡面板の外周側面に形成されたものでもよい。また冷却媒体流路の流れる方向は、外周側冷却媒体流路からキャビティ側冷却媒体流路に向けて冷却媒体が流されるものでもよく、その場合はバックプレートの排出孔と導入孔は前記実施形態と反対になる。

次に図１により固定金型２１について説明すると、固定金型２１は、固定盤に取付けられる金型本体部２２と、金型本体部２２に取付けられるバックプレート２３を備えている。そして可動金型１１の対向面であって前記バックプレート２３の前面には鏡面板２４がボルトにより、取付けられている。バックプレート２３及び鏡面板２４はそれぞれ、中心開口を有する所定板厚の円盤形状の部材である。そして前記したバックプレート２３と鏡面板２４の中心開口には、センタブッシュ２５やスプルブッシュ２６等が配設されている。また鏡面板２４の表面２４ａ（可動金型対向面）は、スタンパが配設されておらず、キャビティの一部を構成するキャビティ面が形成されている。更に鏡面板２４の外周部には、型閉時に可動金型１１の外周スタンパホルダ１８との間で溶融樹脂を封止する嵌合面が形成されている。

そして前記鏡面板２４の裏面（取付面）２４ｂには、螺旋状の溝からなる冷却媒体流路２７が形成されている。そして前記冷却媒体流路２７は、鏡面板２４がバックプレート２３に固着されることによって管状に形成される。固定金型２１の鏡面板２４の冷却媒体流路２７は、鏡面板２４のキャビティ形成面の裏面２４ｂに設けられた２本の冷却媒体流路２７ａ，２７ｂからなる。そして固定金型２１外部の図示しない冷却媒体供給装置から金型本体部２２の冷却媒体流路２２ａ及びバックプレート２３に貫設された通孔（導入孔）２３ａを介して冷却媒体流路２７ａ，２７ｂに冷却媒体が供給されるようになっている。そして固定金型２１の冷却媒体流路２７ａ，２７ｂは、鏡面板２４の放射方向に対して合せて６本が設けられている。そして冷却媒体流路２７ａ，２７ｂについては、螺旋状に鏡面板２４を約３周するようになっている。また冷却媒体流路２７ａ，２７ｂは、キャビティ形成面に対向する位置のバックプレート２３に形成された通孔（排出孔）２３ｂ及び金型本体部に形成された冷却媒体流路２２ｂを介して前記冷却媒体供給装置に冷却媒体が排出されるようになっている。なお固定金型２１については、ディスク基板の信号転写面を形成する側ではないので、バックプレート２３の通孔２３ａと通孔２３ｂの大きさは問題にならないが、導入孔及び排出孔の大きさを流路の幅に対応するものとし、それぞれ複数設けてもよい。

なお固定金型の鏡面板に形成される冷却媒体流路についても、可動金型の鏡面板と同様に上記のものに限定されない。例えば放射方向に対して設けられる冷却媒体流路の本数、流路の幅及び流路底部とキャビティ形成面の間の鏡面板板厚、冷却媒体が流される方向等について種々のものが想定される。

なお本実施形態では可動金型の鏡面板にスタンパが配設された例について説明したが、固定金型の鏡面板にスタンパが配設される場合であってもよい。そしてその場合は、固定金型に上記したようなキャビティ側冷却媒体流路と外周側冷却媒体流路が設けられた鏡面板が取付けられる。更には固定金型と可動金型の両方に、上記したようなキャビティ側冷却媒体流路と外周側冷却媒体流路が設けられた鏡面板を取付けてもよい。

また本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。

本実施形態のディスク基板成形金型の断面図である。 本実施形態のディスク基板成形金型の可動金型における鏡面板を取付面側から見た平面図である。

符号の説明

１１ 可動金型
１２，２２ 金型本体部
１３，２３ バックプレート
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ａ，２３ｂ 通孔
１４，２４ 鏡面板
１４ａ 表面（キャビティ形成面）
１４ｂ 裏面（取付面）
１４ｃ 外側部分
１４ｄ 壁部
１５ スタンパ
１２ａ，１２ｂ，１９，２２ａ，２２ｂ，２７，２７ａ，２７ｂ 冷却媒体流路
１９ａ，１９ｂ キャビティ側冷却媒体流路
１９ｃ，１９ｄ 始端部
１９ｅ 外周側冷却媒体流路
１９ｆ 終端部
２１ 固定金型

Claims (4)

1. 型合せされた際に協働してキャビティを形成する固定金型及び可動金型の対向面に、鏡面板が取付けられたディスク基板成形金型において、
   少なくとも一方の鏡面板に設けられる冷却媒体流路は、複数系統からなり放射方向に対して合せて６本ないし１０本となるよう前記鏡面板のキャビティ形成面の裏面に設けられたキャビティ側冷却媒体流路と、
   前記キャビティ側冷却媒体流路と接続され、放射方向に対して合せて１本ないし２本となるよう前記鏡面板のキャビティ形成面の外側部分における裏面に設けられた外周側冷却媒体流路とからなり、
   キャビティ側冷却媒体流路は、該キャビティ側冷却媒体流路の幅と一致する通孔または鏡面板の中心開口の内周面に形成された端部に接続される通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ａに接続されるとともに、
   前記外周側冷却媒体流路は、信号面と対向する部分より外側において通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ｂに接続されていることを特徴とするディスク基板成形金型。
2. 前記キャビティ側冷却媒体流路は、同じ円周方向に冷却媒体が流される２本の冷却媒体流路から過半の部分が構成される請求項１に記載のディスク基板成形金型。
3. 前記キャビティ側冷却媒体流路の放射方向における幅は、２．５ミリないし４．５ミリであり、
   前記キャビティ側冷却媒体流路の底部と前記キャビティ形成面の間の距離は、３．５ミリないし６．０ミリである請求項１に記載のディスク基板成形金型。
4. 型合せされた際に協働してキャビティを形成する固定金型及び可動金型の少なくとも一方の対向面に取付けられ、冷却媒体流路が設けられたディスク基板成形金型の鏡面板において、
   複数系統からなり放射方向に対して合せて６本ないし１０本となるよう前記鏡面板のキャビティ形成面の裏面に設けられキャビティ側冷却媒体流路の幅と一致する通孔または鏡面板の中心開口の内周面に形成された端部に接続される通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ａに接続されるキャビティ側冷却媒体流路と、
   前記キャビティ側冷却媒体流路と接続され、放射方向に対して合せて１本ないし２本となるよう前記鏡面板のキャビティ形成面の外側部分における裏面に設けられ信号面と対向する部分より外側において通孔を介して鏡面板外部の冷却媒体流路１２ｂに接続される外周側冷却媒体流路と、からなる冷却媒体流路が設けられたことを特徴とするディスク基板成形金型の鏡面板。

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