JPH0453687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、コンパクトデイスク、レーザーデイ
スクなどの光デイスクの成形に好適に用いられる
成形用金型に関するものである。

「従来技術とその問題点」 光デイスクには、微小なピツト（凹部）の有無
によつて信号が記憶されている。この光デイスク
の製造は、ピツトに対応する突起を有する薄い円
板（スタンパ）をスタンパホルダを用いて成形用
金型に取り付け射出成形することにより行なわれ
る。この光デイスクの成形に用いられる成形用金
型は、第３図に示すように、固定側金型１に設け
られたキヤビテイ部材１ｂのなすキヤビテイ面１
ａと、可動側金型２に設けられたコア部材２ｂの
なすキヤビテイ面２ａとで円板状のキヤビテイ３
が形成されたものである。可動側金型２に設けら
れたコア部材２ｂのキヤビテイ面２ａは鏡面に仕
上げられており、このキヤビテイ面２ａには、コ
ア部材２ｂの中央に設けられたホルダ係止用貫通
孔４に装着されたスタンパホルダ４ａによつて、
光デイスクの種類に応じたスタンパ５が着脱可能
に取り付けられている。

従来、スタンパ５が取り付けられるキヤビテイ
面（以下、スタンパ取り付け面と記す）２ａを形
成するコア部材２ｂは、一般にスタバツクス（商
品名 ウツデホルム社製）などの鋼材によつて製
作されていた。

ところが、この成形用金型にあつては、コア部
材２ｂにより形成されたスタンパ取り付け面２ａ
が傷付き易い問題があつた。このスタンパ取り付
け面２ａが傷付くと、その傷のために薄いスタン
パ５に変形が生じ、ついには成形されるデイスク
に転写されて、不良品が大量に生産されてしまう
問題がある。このため従来は、このスタンパ取り
付け面２ａに傷が付くと、その都度スタンパ取り
付け面２ａのメンテナンス（磨き直し）を行わな
ければならず、デイスクの生産効率を向上するう
えで障害となつていた。

このような問題に対処し得る成形用金型とし
て、本発明者らは先に特願昭61−23594号におい
て、スタンパ取り付け面２ａをなすコア部材２ｂ
をセラミツクス焼結体で形成した成形用金型を提
案した。

この成形用金型によれば、金型メンテナンスの
頻度を大幅に減らすことができる利点がある。

しかしながら、係る成形用金型では、生産する
光デイスクの種類を変更するためにスタンパ５を
着脱する際、スタンパホルダ４ａの取り外し・取
り付け作業を安易に行なうと、ホルダ係止用貫通
孔４とスタンパ取り付け面２ａとが交わるセラミ
ツクス製コア部材２ｂのコーナ部にチツピングが
発生し易い。そして、その程度が0.3mm以上にな
ると、スタンパ５を介し、光デイスクに傷が転写
され、成形される光デイスクの商品価値が損なわ
れるという問題が発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
スタンパの交換作業をより安全に行うことができ
る金型を提供することを目的とする。

「問題を解決するための手段」 本発明では、セラミツクス焼結体に形成された
貫通孔にスリーブを嵌挿することにより上記問題
点の解決を図つた。

以下、図面を参照して本発明の成形用金型を詳
しく説明する。なお、前記従来例と同一構成部分
については、同一符号を付して説明を簡略化す
る。

第１図および第２図は、本発明の成形用金型の
一例を示すものである。

この例の成形用金型では、可動側金型２のコア
部材２ｂが、バツクプレート１０とセラミツクス
焼結体９と外固定枠１１と内スリーブ１２とによ
り構成されている。

セラミツクス焼結体９は、略ドーナツ板状のも
ので、スタンパ５が取り付けられるスタンパ取り
付け面２ａを形成している。このセラミツクス焼
結体９の外径は、取り付けられるスタンパ５のピ
ツトが入つてくる部分の外径よりも大きく形成さ
れている。また、このセラミツクス焼結体９の内
径はスタンパ５のピツトが入つている部分の内径
よりも小さく形成されている。

このセラミツクス焼結体９のスタンパ取り付け
面２ａ側の外周縁には、後述する外固定枠１１の
係止フランジ１１ｂが係合する段部９ｂが形成さ
れている。また前記セラミツクス焼結体９のスタ
ンパ取り付け面２ａに対して反対側の内周縁に
は、後述する内スリープ１２の係止フランジ１２
ｂが係合する段部９ｃが形成されている。

セラミツクス焼結体９は、スタンパ取り付け面
２ａの損傷を防止するために、ロツクウエル硬さ
がＡスケールで90以上のものであることが望まし
い。このようなセラミツクス焼結体９を形成する
セラミツクス材料には、炭化珪素、窒化珪素、ア
ルミナ、窒化アルミ、ジルコニア、スピネル、チ
タンカーバイド、ボロンカーバイドなど、種々の
もの利用できる。中でも、炭化珪素は、熱伝導率
が比較的大きいので、成形時の冷却より円滑に行
うことができる長所がある。炭化珪素にはα型、
β型などがあるが、このセラミツクス焼結体９を
なすセラミツクス材料には、いずれをも利用でき
る。

セラミツクス焼結体９の形成するスタンパ取り
付け面２ａの表面粗さは、0.02S〜1.2S程度であ
ることが望ましい。スタンパ取り付け面２ａの表
面粗さが小になると、取り付けられたスタンパ５
の密着力が大となり、スタンパ５とセラミツクス
焼結体９との熱膨張の差によるスタンパ５に微細
なしわが生じ易くなる。表面粗さが1.2Sを越える
と、スタンパ取り付け面２ａの凹凸がスタンパ５
を介して成形されるデイスクに転写される恐れが
増大する。スタンパ取り付け面２ａを上記範囲に
仕上げるために、セラミツクス焼結体９の焼結密
度は、論理密度の85％以上（炭化珪この場合は
2.74／cm³以上ということになる）、特に理論密度
の93％以上（炭化珪素の場合は3.03／cm³）である
ことが望ましい。

また、セラミツクス焼結体９の表面には、必要
に応じて、化学気相成長法や物理的蒸着法などの
乾式コーテイング法によりセラミツクスコーテイ
ングを行ない、ポアを封じて焼結体９表面の平滑
性を高める。

このようなセラミツクス焼結体９の裏面９ａに
は、バツクプレート１０が重ね合わされている。
このバツクプレート１０は鋼材によつて形成され
ている。このバツクプレート１０は薄いドーナツ
板状に形成されており、その前面側内周縁部に
は、後述する内スリーブ１２の係止フランジ１２
ｂが係合する段部１０ａが形成されている。また
このバツクプレート１０の裏面側には温調用溝１
３が設けられている。このバツクプレート１０の
外径はセラミツクス焼結体９よりも大きく形成さ
れており、内径はセラミツクス焼結体９の内径よ
り多少小さ目に設定されている。

前記外固定枠１１はバツクプレート１０とセラ
ミツクス焼結体９を固定して一体化するものであ
る。この外固定枠１１は、リング状の側壁部１１
ａの一端側に内方に延びる係止フランジ部１１ｂ
が設けられ、他端縁側にリングの外方に延びる固
定フランジ部１１ｃが設けられたもので、その断
面形状はほぼクランク状である。この外固定枠１
１は、鋼材によつて形成されている。外固定枠１
１の係止フランジ部１１ｂは、セラミツクス焼結
体９の外周部面側の段部９ｂに係合されている。
この係止フランジ部１１ｂは、その前面がセラミ
ツクス焼結体９のスタンパ取り付け面２ａとほぼ
同一の高さ又は多少低目になるように形成されて
いる。また固定フランジ部１１ｃは、ボルト等に
よりバツクプレート１０に固定されている。

前記内スリーブ１２は、スタンバホルダ４ａの
取り付け・取り外し作業時、セラミツク焼結体９
のコーナ部Ａにチツピングが発生するのを防止す
るものである。

この内スリーブ１２は、リング状の側壁部１２
ａとその一端側に外方に延びるように設けられた
係止フランジ部１２ｂとからなるもので、その断
面形状はほぼＬ字状である。この内スリーブ１２
は、超硬材や鋼材によつて形成されている。ま
た、この超鋼材や鋼材には、セラミツクス焼結体
９の熱膨張張率に近いものを使用した方が有利で
ある。熱膨張の差が大きいと、内スリーブ１２と
セラミツクス焼結体９との間に、大きな間隙を設
ける必要があり、スタンパ５を傷付ける原因にな
る。この内スリーブ１２の側壁部１２ａは、セラ
ミツクス焼結体９の中心に形成された貫通孔９ｄ
に緩みなく購入されている。また、内スリーブ１
２の係止フランジ部１２ｂは、セラミツクス焼結
体９の内周部下側の段部９ｃとバツクプレート１
０の段部１０ａとの間で挟持されている。このス
リーブ１２は、その先端面がセラミツク焼結体９
の前面とほぼ同一の高さ又は多少低目になるよう
に形成されている。

なお、以上の説明では、可動側金型２側にセラ
ミツクス焼結体９を設けた成形用金型を例に示し
たが、本発明の成形用金型はセラミツクス焼結体
９が固定側金型１側に設けられたものであつても
良いことは勿論である。

また、本発明の成形用金型は、セラミツクス焼
結体９が接着剤によつてバツクプレート１０に固
着されてもよく、この場合接着剤による固定は、
セラミツクス焼結体９のバツクプレート１０に接
する裏面９ａ全体で行なわれる。接着剤には、硬
化性接着剤であるエポキシ系のものなどが好適に
用いられる。

「作用」 本発明の成形用金型にあつては、セラミツクス
焼結体９に形成された貫通鋼９ｄに内スリーブ１
２が緩みなく挿入されているので、貫通孔９ｄの
周囲のコーナ部Ａが内スリーブ１２によつて保護
される。このため金型を取り扱う時に、もろいコ
ーナ部Ａに物が衝突する危険を防止できる。特
に、スタンパホルダ４ａの取り外し、取り付け作
業時にスタンパホルダ４ａがセラミツクス焼結体
９のコーナ部Ａに直接衝突することがなく、セラ
ミツクス焼結体９のチツピング等による損傷が防
止される。

「実施例」 第１図および第２図に示した成形用金型を作成
した。

まず、バツクプレート１０、外固定枠１１、内
スリーブ１２を超硬材を用いて製作した。

また、炭化珪素によつて外径130mm、内径40mm、
厚さ12mmのドーナツ板状のセラミツクス焼結体９
を作成した。

ついで、このセラミツクス焼結体９に内スリー
ブ１２を取り付けた後、バツクプレート１０に外
固定枠１１を用いて固定した。外固定枠１１は、
係止フランジ部１ｂの内径が126mmのもので、内
スリーブ１２は側壁部１２ａの外径が39.99mmの
ものであつた。

この後、セラミツクス焼結体９の表面を研削加
工しついでダイヤラツプ加工して、面粗さ
Rmax0.05μｍ、平行度0.002μｍ、平面度0.003μｍ
に仕上げた。

このコア部材２ｂを成形用金型にセツトして本
発明の効果を確認した。

まず、成形用金型を射出成形機に取り付けた
後、厚さ0.3mmのスタンパ５をセツトし、ついで
80℃の温水を温調用溝１３に通し、300℃の溶融
ポリカーボネート樹脂をキヤビテイ３に注入し
て、外径120mm、内径15mm、厚さ1.2mmのレーザー
デイスクを成形した。

次いで、一般作業者によりスタンパ５を取り替
えながら光デイスクの量産を行い、コーナ部Ａに
チツピングが発生してメンテナンスが必要になる
までのスンタパ着脱回数を調べた。その結果、従
来はスタンパ５の着脱を平均15回程行うとチツピ
ングによりメンテナンスが必ず必要となつたが、
この金型では、スタンバ５の着脱を20回以上繰り
返してもチツピングを原因とするメンテナンスの
必要は全く発生しなかつた。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の成形用金型は、
セラミツクス焼結体の貫通孔にスリーブが嵌挿さ
れたものなので、もろいセラミツクス焼結体の貫
通孔周囲のコーナ部がスリーブによつて保護され
る。従つて、本発明の成形用金型は、スタンパ交
換作業時にスタンパホルダがセラミツクス焼結体
に直接衝突する危険を防止でき、傷、チツピング
等の発生を無くすことができるので、スタンパ交
換の作業性を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形用金型の一実施例の要部
を示す断面図、第２図は同実施例のコア部材を示
す断面図、第３図は従来の成形用金型を示す断面
図である。 １……固定側金型、２……可動側金型、２ａ…
…キヤビテイ面、３……キヤビテイ、９……セラ
ミツクス焼結体、９ｄ……貫通孔、１２……内ス
リーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定側金型あるいは可動側金型の少なくとも
   何れか一方に、スタンパが取り付けられるスタン
   パ取り付け面を形成するセラミツクス焼結体が設
   けられた成形用金型において、 前記セラミツクス焼結体に貫通孔が形成され、
   この貫通孔にスリーブが嵌挿されたことを特徴と
   する成形用金型。