JPH07148805A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出成形した成形物の厚さを一定にし、成形
物に対する他の特性マージンを拡げることのできる射出
成形機の提供を目的とする。 【構成】 固定プラテン１１と可動プラテン１２とを支
持し可動プラテン１２を固定プラテン１１対して接離す
る方向にガイドするタイバ２０ａ〜２０ｄにかかる応力
を型締め力調整機構２１を用いて個々のタイバで独立に
例えば油圧制御する。型締め力調整機構２１は、タイバ
張力調整部２１Ａ〜２１Ｄと、タイバ張力制御部２０８
Ａ〜２０８Ｄとで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型のキャビティ内に
射出された熱可塑性材料に型締め力を作用させて成形す
る射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるコンパクトディスクのような光
ディスクの製造は、先ず、原盤製造工程で作られた原盤
を金型として例えば射出成形機の２枚で構成する金型の
可動側にセットし、この金型間に材料である樹脂を射出
注入して成形することが行われる。この成形によって上
記光ディスク基板が作られる。この光ディスク基板の材
料には、熱可塑性材料の一つであるポリカーボネートが
使用されている。

【０００３】光ディスク基板を射出成形する射出成形機
には、例えば図５の模式的なブロックが示すように、金
型取付可動盤である可動プラテン１２にガイド軸として
４本のタイバ２０ａ〜２０ｄが挿通されている。光ディ
スク基板の樹脂材料としてのポリカーボネートＰＣが注
入される側では各タイバ２０ａ〜２０ｄの一端側をそれ
ぞれ金型取付固定盤である固定プラテン１１で固定して
いる。また、４本のタイバの他端側は、それぞれ油圧駆
動機構２４を収納する筺体１４にネジ止めされている。

【０００４】上記固定プラテン１１は、中央部１１Ｃに
貫通口１１ａが形成されている。この貫通口１１ａを介
してポリカーボネートＰＣを注入する注入部２５の先端
が光ディスク基板の平らな鏡面を成形する金型２６に接
続している。この金型２６には、中心部にポリカーボネ
ートを注入し射出する注入口２６ａがある。また、可動
プラテン１２の金型２７には原盤であるスタンパが配さ
れている。このスタンパの中心にはネジの切られた棒２
７ａが立設させている。上記注入口２６ａにこの棒２７
ａを挿入して位置決めを行いながら、ポリカーボネート
ＰＣが金型のキャビティ内に射出される。

【０００５】この樹脂の射出は、油圧式の射出シリンダ
の中心部にスクリュー２８が設けられ、このスクリュー
２８に対して貯蔵タンク２９からポリカーボネートＰＣ
が供給される。射出シリンダ３０は、モータ３１１、ポ
ンプ３１２、圧力計３１３及びサーボ弁３１４で構成さ
れる油圧調整機構３１によって射出圧を調整している。

【０００６】また、タイバ２０ａ〜２０ｄに沿って可動
する可動プラテン１２の背面１２Ｂ側には、この可動プ
ラテン１２をタイバに沿って摺動させるピストン１８が
筺体１４の中央領域に配設される。筺体１４の内壁１３
ａとこのピストン１８で形成される空間、すなわちシリ
ンダ１３には、外部の油圧調整機構に接続して筺体１４
の側方に設けた油注入口１３ｂを介して油が注入され
る。この筺体１４には、ピストン１８の摺動及び係止可
能なように例えばリング状のピストン係止リング１４Ａ
が上記開口部に覆っている。油注入口１３ｂを介してシ
リンダ１３内に油が注入されると、ピストン係止リング
１４Ａとピストン１８の当接端１８Ａが当接するまで可
動プラテン１２が固定プラテン１１に向かって移動す
る。

【０００７】また、ピストン１８には、中央部に孔１８
ａが穿設されている。この孔１８ａには、外部の微調整
用の油圧調整機構１５により筺体１４を介して油を供給
するピストン圧微調管１７が挿入されている。挿入され
たピストン圧微調管１７は筺体１４に固定し油が漏れな
いように封止している。このピストン圧微調管１７を介
して供給される油量に応じてピストン１８に加わる型締
め力が微調整される。微調整用の油圧調整機構１５は、
上述した油圧調整機構３１と全く同じ構成からなる。こ
のような構成を用いることにより、光ディスク基板の射
出成形が行われている。

【０００８】この光ディスク基板の成形において、光デ
ィスクの複屈折特性を確保するため、射出成形方法で
は、型締め力あるいは金型に対する型締め力に相当する
力が固定プラテン１１側からの射出圧力より少し小さい
圧力で供給する方法を採用している。このため、金型２
６、２７同士は、完全に閉じる成形ではなく、金型２
６、２７が少し開くことになる。この金型の開き具合い
は、射出成形機が有する４本のタイバにかかる張力で決
定される。このような射出成形方法では、金型が射出成
形機の中心部に配設されているので、たとえ、各タイバ
にかかる張力に差が生じることによって光ディスク基板
に現れる同一半径内の周上の厚さにムラができても、厚
さのムラは小さく許容範囲内に収められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、光デ
ィスクの大きさがいわゆる映音信号を再生する例えば30
cmの径のような光ディスクの他に、例えば 3.5インチサ
イズより小さなサイズの光ディスクが製造されるように
なってきている。例えば30cmの光ディスクを製造する射
出成形機で上述したような小さなサイズの光ディスクの
製造は、射出成形の操作１回で光ディスク基板を１枚ず
つ製造することになる。

【００１０】しかしながら、小さなサイズの光ディスク
の製造に用いられる射出成形機の使用領域の割合が少な
くなることから、この射出成形機で使用される領域の効
率で考えると、領域効率の低下により、生産性が低下し
ていることになる。

【００１１】この光ディスクの生産性を向上させるため
に１回の射出成形操作で複数の光ディスク基板を生産す
るようにスタンパを射出成形機の使用領域内に複数配し
て製造を行うと、前述した射出成形方法による金型２
６、２７との少し開くムラを含んだ間隔が、各基板その
ものの厚さとなる。このため、射出成形の条件によって
１回の射出成形で厚さの厚い光ディスク基板と厚さの薄
い光ディスクとが製造されることになる。しかしなが
ら、従来の例えば30cmのような大きなサイズの光ディス
ク基板を製造する際に基板の厚さのムラを許容範囲内に
収めることに関しては問題にならなかった。

【００１２】ところが、複数の基板を一回の射出成形で
製造する際、前述した方法を用いると、上述したように
ムラを含んだ間隔が各基板そのものの厚さとなるため、
厚さの厚い光ディスク基板と厚さの薄い光ディスクのば
らつきをなくすためには、すべての金型のキャビティに
対して厚さを公差内に入るよう管理することが必要にな
る。このような厚さの管理を行うと、他の光ディスク基
板の特性を確保するための許容制御量、すなわちコント
ロールマージンがなくなってしまう。

【００１３】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、射出成形した成形物の厚さ
を一定にし、成形物に対する他の特性マージンを拡げる
ことのできる射出成形機の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
は、上述した課題を解決するため、金型取付固定盤とこ
の金型取付固定盤に対して接離する方向にガイドするガ
イド軸に沿って移動する金型取付可動盤とを有し、上記
金型取付固定盤に対して上記金型取付可動盤を当接し、
型締め力を加えながら金型のキャビティ内に熱可塑性材
料を射出する射出成形機において、各ガイド軸方向に供
給される型締め力を均一にする型締め力調整機構が設け
られていることを特徴としている。

【００１５】ここで、上記金型は、複数のキャビティが
配設されている。また、型締め力調整機構としては、自
動的にタイバで型締め力を検出して調整する方法やタイ
バの長さを調節するナット機構を持たせて個々のタイバ
にかかる応力を制御する手動的な方法等がある。

【００１６】

【作用】本発明に係る射出成形機では、金型取付固定盤
と金型取付可動盤とを支持し上記金型取付可動盤を上記
金型取付固定盤に対して接離する方向にガイドするガイ
ド軸にかかる応力を型締め力調整機構を用いて個々のガ
イド軸で独立に例えば油圧制御することにより、微妙に
上記ガイド軸にかかる張力が調整され複数のキャビティ
が設けられた金型の型開き量を一定にして公差範囲内に
調整される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る射出成形機の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１８】ここで、射出成形機は、光ディスク基板を
製造する射出成形機に適用した例に基づいて説明する。

【００１９】射出成形機は、例えば図１に示すように、
金型のキャビティ内に射出された例えばポリカーボネー
トの可塑性材料１０を金型の形状に成形するため、金型
取付固定盤である固定プラテン１１に向かって金型取付
可動盤である可動プラテン１２を移動させ、これら両者
を嵌合時に金型のキャビティ内に可塑性材料１０を射出
して所定の金型形状にした成形物を製造する機器であ
る。可動プラテン１２の移動には、図１のシリンダ１３
内に外部に設けている油圧調整機構（図示せず）から供
給される油量に応じてピストンを粗動させ、さらにシリ
ンダ内の油圧を増加させて型締めを行う。

【００２０】ここで、射出成形方法は、この型締めを行
う際に型締めの圧力とこの型締めの圧力の方向に対して
対向する方向から射出される樹脂の射出圧を同時に印加
し、この両者の印加する圧力差によって、例えば金型を
少し開けて射出成形物の厚さを調整する射出成形方法を
採用している。このように印加する圧力差の微妙な調整
が要求される方法のため、例えば上記型開き量を一定す
るように微調整用として筺体１４の外部に設けた油圧調
整機構１５を設けている。

【００２１】この油圧調整機構１５は、油供給管１６を
筺体１４に穿設形成された孔に設けたピストン圧微調管
１７と接続する。ピストン１８の中心部１８Ｃには、上
記ピストン圧微調管１７に沿って自在摺動させるための
凹部１８ａが形成されている。油圧調整機構１５は、ピ
ストン圧微調管１７を介して油を注入し凹部１８ａ内に
発生する油圧を調整することができる。凹部１８ａをピ
ストン１８の中心部１８Ｃに設けているため、金型１の
型締め力は、タイバ２０ａ〜２０ｄの配置方向に金型全
体に均一にかかるようになる。

【００２２】ところで、最近の小径、例えば３．５イン
チ等の光ディスクが普及しはじめている。このような径
の光ディスクを大きな金型の配設可能な射出成形機で製
造することは、射出成形機の金型配設可能領域を有効に
利用しているとは言えない。金型配設可能領域の有効な
金型配設を行い一度の射出成形操作で複数個の光ディス
ク基板を製造するには、金型に複数のスタンパを配設す
ればよいことは容易に考えられる。

【００２３】ところが、複数個のキャビティを金型に設
けて、光ディスク基板を一回の射出成形操作によって複
数の光ディスク基板を製造する際に、前述したようにな
射出成形方法を採用しているため微調整用の油圧調整機
構１５で油圧調整しても、金型の型開き量のムラによっ
て生じるばらつきがそのまま射出成形された光ディスク
基板の個々の厚さに反映されてしまう。このような基板
の厚さの差は、従来の１枚の光ディスク基板を射出成形
する場合では問題にならなかった。

【００２４】本発明に係る射出成形機の型締め機構２１
では、例えば、図１に示すように、各タイバ２０ａ〜２
０ｄの方向に供給される型締め力を均一にする型締め力
調整機構２１を設けて、微妙にタイバ２０ａ〜２０ｄに
かかる張力を調整している。この調整によって複数のキ
ャビティに作用するが設けられた金型に作用する型締め
力が均一になり、金型の型開き量を一定にして公差範囲
内になるようにしている。

【００２５】次に、この型締め力調整機構２１の具体的
な実施例について図１を参照しながら説明する。型締め
力調整機構２１において、固定プラテン１１、可動プラ
テン１２及び可動プラテン１２を移動させる可動プラテ
ン駆動部１９とを支持するタイバ２０ａ〜２０ｄが設け
られている。タイバ２０ａ〜２０ｄは、固定プラテン１
１、可動プラテン１２及び可動プラテン駆動部１９を支
持するため、４本で支えている（内２本は図示せず）。

【００２６】可動プラテン駆動部１９は、図１のタイバ
２０ａ、２０ｂの一端２０１ａ、２０１ｂ側で支持する
ため、可動プラテン駆動部１９の筺体１４に鍔領域を設
けている。この鍔領域では、各タイバ２０ａ〜２０ｄを
それぞれ貫通されると共に、固定プラテン１１と可動プ
ラテン１２で型締めを行った際の型締め力に応じて発生
するタイバにかかる張力（以下、タイバ張力という）を
調整するタイバ張力調整部２１Ａ〜２１Ｄが設けられて
いる（内２つは図示せず）。

【００２７】タイバ張力調整部２１Ａ〜２１Ｄには、筺
体１４の鍔領域においてタイバ２０ａ〜２０ｄを貫通さ
せている領域を穿設して凹部２０２が形成されている。
この凹部２０２は、シールリング２０３が巻回された境
界壁２０４によって２つの油圧シリンダ２０５、２０６
に分かれている。油圧シリンダ２０５、２０６には、そ
れぞれ側壁に油供給口２０５ａ、２０６ａが形成されて
いる。油圧を印加調整するため、これらの油供給口２０
５ａ、２０６ａを介して油圧シリンダ２０５、２０６内
に油が供給される。この油が各タイバ２０ａ〜２０ｄと
の隙間から漏れないようにするため、凹部の底側のシー
ルリング２０３と凹部２０２の開口部を封止する封止部
材２０７のタイバ位置側にシールリング２０３をそれぞ
れ配設している。

【００２８】各油圧シリンダ２０５、２０６の油供給口
２０５ａ、２０６ａは、タイバ張力制御部２０８Ａを構
成する電磁式切換弁２０９と油供給する配管２１ａを介
して接続している。タイバ張力制御部２０８Ａは、この
電磁式切換弁２０９、ドレイン２１０、圧力計２１１、
減圧弁２１２及びポンプ２１３で構成される。図１から
明かなようにタイバ張力制御部２０８Ａ〜２０８Ｄが、
各タイバ張力を独立に調整するため、タイバ張力調整部
２１Ａ〜２１Ｄ毎にそれぞれ設けられている（内２つは
図示せず）。ここで、共通する構成に対して同じ参照番
号を付す。電磁式切換弁２０９は、圧力計２１１、減圧
弁２１２及びドレイン２１０と接続している。減圧弁２
１２は、ポンプ２１３と接続している。ここで、ポンプ
２１３は、単に油を供給するだけの機能を持たせるもの
として共通化して使用する。

【００２９】タイバ張力制御部２０８Ａは、通常の金型
開閉動作時には油圧シリンダ２０５、２０６内の油をす
べてドレイン２１０に落とす。また、タイバ張力調節を
行う手順で、型締めを終了し、供給した油で油圧を昇圧
する際に、電磁式切換弁２０９により油圧シリンダ２０
５に圧力を印加する。油圧シリンダ２０５に印加される
圧力は、電磁式切換弁２０９と減圧弁２１２の間に並列
的に配設されている圧力計２１１で検出する。タイバ張
力制御部２０８Ａは、この検出した圧力に応じて減圧弁
２１２を制御している。この油圧制御によって油圧シリ
ンダ２０５の油圧が調整される。調整された油圧シリン
ダ２０５の油圧によってタイバ張力が変化する。このよ
うにタイバ張力制御部２０８Ａの制御によってタイバ張
力調整部２１Ａに印加される油圧が調整される。同様
に、各タイバ毎に設けられているタイバ張力制御部２０
８Ｂ〜２０８Ｄの制御でタイバ張力調整部２１Ｂ〜２１
Ｄに印加する油圧により、独立に固定プラテン１１と可
動プラテン１２のタイバ張力を制御することができる。

【００３０】このようにして各タイバにかかるタイバ張
力を制御調整することにより、型締め力が金型の各キャ
ビティに均一にかけることが可能になる。

【００３１】次に、射出成形機における可動プラテン１
２に配設形成されたスタンパのキャビティ位置を図２に
示す。この射出成形機は、４本のタイバ２０ａ〜２０ｄ
で支持されている。また、４つのキャビティＣ１〜Ｃ４
が、タイバの対角線上に例えばキャビティＣ１とＣ３、
キャビティＣ２とＣ４とそれぞれ対向位置に配し略々正
方形状に配置されている。このようにキャビティを配置
することにより、１回の射出成形操作によって４個の光
ディスク基板を製造することになる。

【００３２】このタイバ張力調節を行う前（×）とタイ
バ張力調節を行った後（○）での各光ディスク基板の厚
さを比較すると、図３に示すグラフが得られる。この図
３のグラフが示すように、初期調節だけによるタイバ張
力調節を行う前の光ディスク基板の厚さ（×）は、キャ
ビティＣ１とＣ２の厚さの差が 0.1ｍｍ以上になってい
る。このような光ディスク基板の厚さの不揃いをなくす
ため、タイバ調節を独立に行う。

【００３３】タイバ２０ａに対するタイバ張力調節部２
１Ａは、初期調節に対してタイバ張力をゆるめる方向に
調整する。タイバ２０ｂに対するタイバ張力調節部２１
Ｂは、初期調節に対してタイバ張力を強める方向に調整
する。また、タイバ２０ｃに対するタイバ張力調節部２
１Ｃは、初期調節に対してタイバ張力を少し強める方向
に調整し、タイバ２０ｄに対するタイバ張力調整部２１
Ｄは初期調節のままに設定している。このようにタイバ
張力調整を行うことによって、タイバ張力調整後の光デ
ィスク基板の厚さ（○）は、略々0.05ｍｍ以内に収める
ことができた。

【００３４】このようにタイバ張力を調節することによ
り、金型の加工誤差、射出成形機の金型取付盤の平行度
誤差や金型の温度調節によるタイバの温度差で発生する
タイバの張力差等を成形時に吸収し、各キャビティで作
られる光ディスク基板の厚さの差をなくして均一な厚さ
の光ディスク基板を製造することができ、生産性を向上
させることができる。また、これによって、光ディスク
基板の他の特性を出すための成形マージンを拡大するこ
ともできる。

【００３５】つぎに、本発明の射出成形機の型締め機構
の他の実施例について図４を参照しながら説明する。共
通する部分に同じ参照番号を付し、図面を簡略化するた
めタイバ２０ｃ、２０ｄを省略する。この実施例では、
各タイバにタイバの長さを調整する長さ調整機構２２が
設けられている。この実施例では、例えば固定プラテン
１１側のタイバ２０ａ、２０ｂの他端２０１ｃ、２０１
ｄ側に螺旋状にネジを切ってタイバスクリュー２２０
ａ、２２０ｂを形成する。各タイバスクリュー２２０
ａ、２２０ｂにはそれぞれスラスト軸受けとしてのスラ
ストベアリング２２１ａ、２２１ｂを挿入した後に、各
タイバスクリュー２２０ａ、２２０ｂとタイバ張力調整
用ナット２２２ａ、２２２ｂとを螺合させている。タイ
バ張力調整用ナット２２２ａ、２２２ｂは、螺合してタ
イバ張力調整用ナット２２２ａ、２２２ｂの締め具合い
を容易に行うためにタイバ張力調整用ナット２２２ａ、
２２２ｂの側壁からレバー２２３、２２３を出してい
る。

【００３６】このようにして手動によって各タイバ張力
調整用ナット２２２ａ、２２２ｂを独立して個々に締め
たり緩めたりすることによって、初期調整に対する各タ
イバ張力を調整して光ディスク基板の厚さを均一化させ
ることができる。

【００３７】以上のように構成することにより、初期調
整に対する各タイバ張力を調整して成形時に各種の誤差
を吸収し、各キャビティで作られる光ディスク基板の厚
さの差をなくして均一な厚さの光ディスク基板を製造す
ることができると共に、他の光ディスク基板の特性を出
すための成形マージンを拡大することができる。

【００３８】さらに、経験値を基に各タイバにかかるタ
イバ張力を油圧サーボ制御で行うこともできる。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る射出成形機では、金型取付
固定盤と金型取付可動盤とを支持し上記金型取付可動盤
を上記金型取付固定盤に対して接離する方向にガイドす
るガイド軸にかかる応力を型締め調整機構を用いて個々
のガイド軸で独立に例えば油圧制御することにより、キ
ャビティの加工誤差といった各種の誤差を吸収して微妙
に上記ガイド軸にかかる張力が調整され複数のキャビテ
ィが設けられた金型の型開き量を一定にして公差範囲内
に調整されるので、各キャビティで作られる例えば光デ
ィスク基板の厚さを均一な厚さに製造でき生産性を向上
させることができる。

【００４０】また、これによって、光ディスク基板の他
の特性を出すための成形マージンを拡大することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形機の全体の構成を模式的
に示す構成図である。

【図２】上記射出成形機における可動プラテンのキャビ
ティの配置を示す模式図である。

【図３】上記射出成形機のタイバ張力調整の前後で製造
された光ディスク基板のキャビティ毎の厚さの一例を示
すグラフである。

【図４】上記射出成形機における他の実施例を概略的に
示す模式図である。

【図５】従来の射出成形機の全体の構成を模式的に示す
構成図である。

【符号の説明】

１、２６、２７・・・・金型 １０・・・・・・・・・可塑材料 １１・・・・・・・・・固定プラテン １２・・・・・・・・・可動プラテン １３・・・・・・・・・シリンダ １４・・・・・・・・・筺体 １５・・・・・・・・・油圧調整機構 １６・・・・・・・・・油供給管 １７・・・・・・・・・ピストン圧微調管 １８・・・・・・・・・ピストン １９・・・・・・・・・可動プラテン駆動部 ２０ａ〜２０ｄ・・・・タイバ ２１・・・・・・・・・型締め力調整機構 ２１Ａ〜２１Ｄ・・・・タイバ張力調整部 ２０２・・・・・・・・凹部 ２０３・・・・・・・・シールリング ２０４・・・・・・・・境界壁 ２０５、２０６・・・・油圧シリンダ ２０５ａ、２０６ａ・・・油供給口 ２０８Ａ〜２０８Ｄ・・・タイバ張力制御部 ２０９・・・・・・・・・電磁式切換弁 ２１０・・・・・・・・・ドレイン ２１１・・・・・・・・・圧力計 ２１２・・・・・・・・・減圧弁 ２１３・・・・・・・・・ポンプ ２２０ａ、２２０ｂ・・・タイバスクリュー ２２１ａ、２２１ｂ・・・スラストベアリング ２２２ａ、２２２ｂ・・・タイバ張力調整用ナット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型取付固定盤とこの金型取付固定盤に
   対して接離する方向にガイドするガイド軸に沿って移動
   する金型取付可動盤とを有し、上記金型取付固定盤に対
   して上記金型取付可動盤を当接し、型締め力を加えなが
   ら金型のキャビティ内に熱可塑性材料を射出する射出成
   形機において、 各ガイド軸方向に供給される型締め力を均一にする型締
   め力調整機構が設けられていることを特徴とする射出成
   形機。
2. 【請求項２】 金型は、複数のキャビティを有すること
   を特徴とする請求項１記載の射出成形機。