JPWO2005099993A1 - 金型装置、成形品、その成形方法、成形機及びブシュ - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の型ユニットと、第２の型ユニットと、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間（Ｃ）に充填するためのスプルー（２６）を備えたスプルーブッシュ（２４）と、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路（５５）が形成されたブシュ（４７）とを有する。ブシュ（４７）の前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路（５５）が形成されるので、前記加工部材の前端の近傍に温調用の流路を形成する必要がなくなる。したがって、支持部材を、ブシュ（４７）の前端の近傍に寄せて配設することができるので、加工部材の倒れが発生するのを防止することができる。

Description

本発明は、金型装置、成形品、その成形方法及び成形機に関するものである。

従来、成形品としてのディスク基板を成形するための成形機、例えば、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。
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金型装置としての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鏡面盤と可動側の金型組立体の鏡面盤との間にキャビティ空間が形成される。
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。
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。
なお、前記固定側の鏡面盤にスタンパが取り付けられ、前記キャビティ空間への樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、ディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。
前記固定側の金型組立体において、スプルーブッシュにスプルーが形成され、該スプルーの前端は、キャビティ空間に充填される樹脂の入口となるゲートを構成し、樹脂は、前記スプルーを通り、ゲートを通ってキャビティ空間内に進入し、キャビティ空間内を径方向外方に向けて流れるようになっている。また、前記スプルーブッシュの前端に凹部から成るダイが形成される。
一方、可動側の金型組立体において、加工部材としてのカットパンチが進退自在に配設され、カットパンチを前進させ、前端を前記ダイ内に進入させることによって、前記穴開加工を行うことができる。
ところで、前記カットパンチの前端は、ゲートを通ってキャビティ空間内に進入した樹脂が最初に接触するので、加熱されて温度が高くなりやすい。そして、カットパンチの温度が変化するのに伴って、寸法が変化すると、ディスク基板の穴開加工が不安定になり、ディスク基板の品質が低下してしまう。
そこで、カットパンチの前端の近傍に温調用の流路を形成し、該流路に温調用の媒体を流し、カットパンチを冷却するようにしている。ところが、前記流路を形成する場合、カットパンチの前端の近傍の径を大きくする必要が生じるので、カットパンチの加工がその分複雑になってしまう。
また、カットパンチより径方向外方にはディスク基板を取り出すためのフローティングパンチが配設され、前記カットパンチは、ベアリングによってフローティングパンチに対して進退自在に支持されるようになっている。そして、前述されたように、前記流路を形成する場合、カットパンチの前端の近傍の径が大きくなるので、カットパンチの前端の近傍にベアリングを配設することができず、カットパンチの根元の近傍又は中間部にベアリングを配設することになってしまう。
ところで、ベアリングは、複数のボールを備え、各ボールによって前記カットパンチを支持するので、ベアリングが配設される部分において、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌（かん）合をきつくしても、カットパンチを容易に進退させることができるのに対して、ベアリングが配設されないカットパンチの前端の近傍においては、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌合をきつくすると、カットパンチを容易に進退させることができない。したがって、カットパンチの前端の近傍においては、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌合がゆるくされるので、カットパンチの倒れが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまう。
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、加工部材の倒れが発生するのを防止し、成形品の品質を向上させることができる金型装置、成形品、その成形方法及び成形機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の金型装置においては、第１の型ユニットと、第２の型ユニットと、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えたスプルーブッシュと、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有する。
この場合、加工部材より径方向外方にブシュが配設され、該ブシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されるので、前記加工部材の前端の近傍に温調用の媒体を流すための流路を形成する必要がなくなる。したがって、加工部材の前端の近傍の径を大きくする必要がなくなり、加工部材の加工を簡素化することができる。その結果、金型装置のコストを低くすることができる。
また、支持部材をブシュの前端の近傍に寄せて配設することができるので、ブシュと加工部材との間の嵌合をきつくすることができる。したがって、加工部材の倒れが発生するのを防止することができ、成形品に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
本発明の他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成される。
この場合、スプルーブッシュの前端の近傍に、環状の流路が形成されるので、加工部材を前進させたときに、加工部材の前端を冷却することができる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる。
この場合、スプルーブッシュ内の流路に十分な量の温調用の媒体を流すことができ、前記流路における媒体の熱容量を大きくすることができるので、媒体によるスプルーブッシュの冷却能力を大きくすることができ、加工部材が前進させられたときに、加工部材の前端を十分に冷却することができる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記ブシュの前端の近傍に形成された流路は環状の流路である。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材とブシュとの間に支持部材が配設される。そして、該支持部材は、前記ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設される。
この場合、支持部材が、ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設されるので、ブシュにおけるほぼ全域にわたって、ブシュと加工部材との間の嵌合をきつくすることができる。したがって、加工部材の倒れが発生するのを防止することができ、成形品に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路は、前記支持部材に沿って形成される。
この場合、ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路が支持部材に沿って形成されるので、支持部材を媒体によって十分に冷却することができる。したがって、支持部材の動作を安定させることができる。
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成される。
この場合、前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成されるので、成形品に潤滑剤が付着することがなくなる。
本発明の成形品においては、第１の型ユニット、第２の型ユニット、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えたスプルーブッシュ、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形されるようになっている。
そして、前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形される。
本発明の成形品の成形方法においては、第１の型ユニット、第２の型ユニット、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えたスプルーブッシュ、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置に適用されるようになっている。
そして、前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形品を成形する。
本発明の成形機においては、請求項１〜７のいずれか１項に記載された金型装置を備える。

第１図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、第２図は本発明の実施の形態における可動側の金型組立体の要部を示す正面図、第３図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拡大図である。

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。なお、この場合、金型装置としてのディスク成形用金型について説明する。
第１図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、第２図は本発明の実施の形態における可動側の金型組立体の要部を示す正面図、第３図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拡大図である。
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、図示されない取付板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の支持部材としてのベースプレート１５、該ベースプレート１５にボルトｂ１によって取り付けられた第１の盤状部材としての鏡面盤１６、前記ベースプレート１５内において、ベースプレート１５に対して位置決めされ、ボルトｂ２によって取り付けられたスプルーブッシュ２４を備える。前記ベースプレート１５及び鏡面盤１６によって第１の型ユニットが構成される。
前記スプルーブッシュ２４の前端（第１図において下端）に、キャビティ空間Ｃに臨ませて凹部から成るダイ２８が、スプルーブッシュ２４の後端（第１図において上端）に、図示されない射出装置の射出ノズルを当接させるための凹部から成るノズルタッチ部２９が形成される。そして、前記スプルーブッシュ２４の前端から後端にかけて、かつ、前記ダイ２８及びノズルタッチ部２９と連通させて、前記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。該スプルー２６の前端は、キャビティ空間Ｃに充填される樹脂の入口となるゲートを構成する。
また、前記スプルーブッシュ２４の前端の近傍に、水、油、空気、ガス等の第１の温調用の媒体、本実施の形態においては、水を流すための環状の流路２７が形成され、該流路２７に、図示されない媒体供給源から水が供給路３０を介して供給されることによって、スプルーブッシュ２４の特に前端部（第１図において下端部）が所定の温度に冷却されるとともに、前記スプルーブッシュ２４の前半部（第２図において下半部）の径方向外方に配設され、図示されないスタンパの内周縁を押さえて保持するためのインナスタンパホルダ１４が冷却される。該インナスタンパホルダ１４は、後端に臨ませて回転自在に配設されたロッド２５を回転させることによって、ベースプレート１５に対して係脱させられる。
なお、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、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等を備える。
そして、前記鏡面盤１６には、前記スタンパが着脱自在に取り付けられ、前記キャビティ空間Ｃへの樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、成形品としてのディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。
また、前記鏡面盤１６の外周縁に環状の突当リング１８がボルトｂ３によってベースプレート１５に取り付けられ、前記鏡面盤１６及び突当リング１８より径方向外方に環状の第１の外周リング１９がボルトｂ４によってベースプレート１５に取り付けられる。
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、前記可動プラテンが進退するのに伴って進退（第１図において上下方向に移動）させられ、金型組立体１２と接離させられる。
前記金型組立体３２は、ベースプレート３５、該ベースプレート３５にボルトｂ５によって取り付けられた中間プレート４０、該中間プレート４０にボルトｂ６によって取り付けられた第２の盤状部材としての鏡面盤３６、前記中間プレート４０内に配設され、中間プレート４０にボルトｂ７によって取り付けられた筒状のブシュ４７、該ブシュ４７内に環状の支持部材及びリニア軸受部としてのベアリング４９によって進退自在に配設された筒状の加工部材としてのカットパンチ４８、該カットパンチ４８内に進退自在に配設されたロッド状の突出しピン５０、前記ベースプレート３５内に配設されたカットパンチブロック５２、前記ベースプレート３５内に配設され、前記カットパンチブロック５２を貫通し、かつ、カットパンチブロック５２に対して摺（しゅう）動自在に配設された突出し用ロッド５３等を備える。なお、前記ベースプレート３５及び中間プレート４０によって第２の支持部材が、前記ベースプレート３５、中間プレート４０及び鏡面盤３６によって第２の型ユニットが構成される。
また、本実施の形態においては、鏡面盤１６にスタンパが取り付けられるようになっているが、鏡面盤３６にスタンパを取り付けることもできる。さらに、本実施の形態においては、金型組立体１２にインナスタンパホルダ１４、鏡面盤１６、スプルーブッシュ２４等を配設し、金型組立体３２にベースプレート３５、鏡面盤３６、中間プレート４０、ブシュ４７、カットパンチ４８等を配設するようになっているが、金型組立体１２にベースプレート３５、鏡面盤３６、中間プレート４０、ブシュ４７、カットパンチ４８等を配設し、金型組立体３２にインナスタンパホルダ１４、鏡面盤１６、スプルーブッシュ２４等を配設することもできる。
前記ブシュ４７は、カットパンチ４８を包囲して、かつ、前端（第１図において上端）をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６を貫通して後方（第１図において下方）に延び、後端（第１図において下端）のフランジ部ｆ１において、中間プレート４０に前記ボルトｂ７によって取り付けられる。前記ブシュ４７の外周面と鏡面盤３６及び中間プレート４０の内周面との間にわずかなクリアランスＣＬが形成され、該クリアランスＣＬに圧縮された空気が供給され、該空気は、金型組立体３２の前端においてブシュ４７の外周面と鏡面盤３６の内周面との間に形成されたエアブロー用のスリットＳＬからキャビティ空間Ｃ内に噴射される。
また、前記カットパンチ４８は、前端をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６及び中間プレート４０を貫通して後方に延び、後端のフランジ部ｆ２において前記カットパンチブロック５２と当接させられる。したがって、図示されないカットパンチ用の駆動部としてのカットパンチ用シリンダを駆動することによって、カットパンチブロック５２を進退させ、カットパンチ４８を進退させることができる。なお、該カットパンチ４８の前端は、前記ダイ２８の形状に対応する形状を有し、前記カットパンチ４８を前進（第１図において上方向に移動）させることによって、前端をダイ２８内に進入させることができる。
また、前記ブシュ４７の前端の近傍に、空気、ガス等の第２の温調用の媒体、本実施の形態においては、空気を流すための環状の流路５５がカットパンチ４８を包囲して形成され、該流路５５に、図示されない媒体供給源から空気が供給されることによって、ブシュ４７が冷却されるとともに、カットパンチ４８の特に前端部（第１図において上端部）が所定の温度に冷却される。なお、第２の温調用の媒体として水、油等を使用することもできる。
そして、前記突出しピン５０は、前端をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６及び中間プレート４０を貫通して後方に延び、後端において前記突出し用ロッド５３と当接させられる。したがって、図示されない突出し用の駆動部としての突出し用シリンダを駆動することによって、突出し用ロッド５３を進退させ、突出しピン５０を進退させることができる。なお、前記カットパンチ４８と突出しピン５０との間には、付勢部材としてのスプリング５４が軸方向に延在させて配設され、所定の付勢力で突出しピン５０を後方に向けて付勢する。
また、前記鏡面盤３６の外周縁部において、鏡面盤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リング３７が配設され、前記鏡面盤３６及びキャビリング３７より径方向外方において前記第１の外周リング１９と対向させて環状の第２の外周リング３８がボルトｂ９によって中間プレート４０に取り付けられる。前記第２の外周リング３８は、前記キャビリング押えとしても機能し、前記キャビリング３７の外周縁に係止させられる。
また、前記キャビリング３７には後方に向けて案内ロッド４１が取り付けられ、該案内ロッド４１を前記中間プレート４０に形成された案内穴に沿って進退させることにより、キャビリング３７を進退させることができる。そして、キャビリング３７は、鏡面盤３６の前端面（第１図において上端面）より突出させられ、キャビリング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。
前記キャビリング３７における前端面の近傍に、複数のガス抜き用の細孔６４が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で形成される。また、前記第１の外周リング１９における前端面（第１図において下端面）（第２図においては便宜上、第２の外周リング３８における前端面に示される。）に、複数のガス抜き用の溝６５が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で、前記各細孔６４と連通させて形成される。なお、該細孔６４によって第１のガス流路が、溝６５によって第２のガス流路が構成される。
ところで、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。該型締装置の型締め用の駆動部として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、鏡面盤１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。この場合、型閉じ及び型開きを円滑に行うことができるように、ベースプレート１５の所定の箇所に図示されないガイドロッドが金型組立体３２に向けて突出させて取り付けられ、中間プレート４０及びベースプレート３５における前記ガイドロッドと対応する箇所にガイドブッシュ８１が配設され、金型組立体３２の進退に伴って、ガイドロッドがガイドブッシュ８１に対して挿脱される。なお、第２図において、８２はガイドブッシュ８１を取り付けるためのガイドブッシュ穴である。
また、冷却工程において、カットパンチ用シリンダを駆動することによってカットパンチ４８を前進させると、カットパンチ４８の前端がダイ２８内に進入し、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂に加工、本実施の形態においては、穴開加工を行うことができる。なお、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂によってディスク基板の原型、すなわち、基板原型が構成される。
前記鏡面盤１６、３６とベースプレート１５及び中間プレート４０とによって、水、油、空気、ガス等の第３の温調用の媒体、本実施の形態においては、水を流すための第１、第２の流路６１、６２が形成され、該第１、第２の流路６１、６２に前記媒体供給源から水が供給され、鏡面盤１６、３６が所定の温度に冷却される。
前記第１の流路６１は、ベースプレート１５の所定の箇所、例えば、金型装置を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面Ｓ１に開口させられた図示されない媒体入口、前記側面Ｓ１に、前記媒体入口に隣接させて開口させられた図示されない媒体出口、主としてベースプレート１５を冷却するためにベースプレート１５内に形成され、前記媒体入口及び媒体出口に接続された図示されない入口側及び出口側の補助冷却部、主として鏡面盤１６を冷却するために鏡面盤１６とベースプレート１５との間に所定のパターンで形成された主冷却部６７、並びに前記各補助冷却部と主冷却部６７とを接続する入口側及び出口側の接続部を備える。前記主冷却部６７は、鏡面盤１６におけるベースプレート１５と当接する側の面において開口する溝をベースプレート１５によって覆うことにより形成され、連続する１本の閉鎖された流路を構成する。
同様に、前記第２の流路６２は、中間プレート４０の所定の箇所、例えば、ディスク成形用金型を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面Ｓ１１に開口させられた媒体入口７２、前記側面Ｓ１１に、前記媒体入口７２に隣接させて開口させられた媒体出口７３、主として中間プレート４０を冷却するために中間プレート４０内に形成され、前記媒体入口７２及び媒体出口７３に接続された入口側及び出口側の補助冷却部７４、７５、主として鏡面盤３６を冷却するために鏡面盤３６と中間プレート４０との間に所定のパターンで形成された主冷却部７７、並びに前記各補助冷却部７４、７５と主冷却部７７とを接続する入口側及び出口側の接続部７８、７９を備える。前記主冷却部７７は、鏡面盤３６における中間プレート４０と当接する側の面において開口する溝を中間プレート４０によって覆うことにより形成され、連続する１本の閉鎖された流路を構成する。
前記補助冷却部７４、７５は、主冷却部７７の径方向外方において主冷却部７７を包囲するように形成され、媒体入口７２及び媒体出口７３から中間プレート４０の内方に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ１、ｈ２、該流路部ｈ１、ｈ２の先端から直角に、背面側（非操作側）の側面Ｓ１２及び前面側（操作側）の側面Ｓ１３に向けて直線状に延びる流路部ｈ３、ｈ４、該流路部ｈ３、ｈ４の先端から直角に、中間プレート４０の側縁に沿って、上側の側面Ｓ１４に向けて互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ５、ｈ６、該流路部ｈ５、ｈ６の先端から直角に、互いに近づく方向に直線状に延びる流路部ｈ７、ｈ８、並びに該流路部ｈ７、ｈ８の先端から直角に、接続部７８、７９に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ９、ｈ１０を備える。なお、ベースプレート１５内に形成された各補助冷却部も、補助冷却部７４、７５と同様な構造を有する。
また、前記主冷却部７７は、中間プレート４０の中心から径方向外方にかけて、所定の角度θにわたり、同心的に形成された複数の部分、すなわち、円弧部ｋ１〜ｋ４、円弧部ｋ１、ｋ２間を結ぶ直線部ｋ５、円弧部ｋ２、ｋ３間を結ぶ直線部ｋ６、及び円弧部ｋ３、ｋ４間を結ぶ直線部ｋ７を備え、前記円弧部ｋ１に接続部７８が、円弧部ｋ４に接続部７９が接続される。なお、鏡面盤１６内に形成された主冷却部６７も、主冷却部７７と同様の部分、すなわち、図示されない円弧部及び図示されない直線部から成るが、円弧部の数は３個であり、直線部の数は２個である。
したがって、媒体入口７２を介して中間プレート４０内に供給された水は、補助冷却部７４を流れた後、鏡面盤３６内に移動して第２の流路６２を流れ、続いて、再び中間プレート４０内に移動して補助冷却部７５を流れ、媒体出口７３から排出される。
そして、計量工程で前記射出装置において、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。
ところで、射出工程で、樹脂は、前記スプルー２６を通り、ゲートを通ってキャビティ空間Ｃ内に進入し、キャビティ空間Ｃ内を径方向外方に向けて流れるようになっているので、キャビティ空間Ｃ内において温度勾（こう）配が形成され、樹脂の温度が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなると、スタンパのパターンの転写性が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなってしまう。
そこで、前記スタンパ側の鏡面盤１６において、外周縁の近傍において樹脂が冷えすぎないように、前記第１の流路６１より径方向外方の所定の箇所に、本実施の形態においては、スタンパの外周縁の線上に所定の形状の、本実施の形態においては、環状の断熱部としての閉鎖室６３が形成され、該閉鎖室６３に空気が満たされる。前記閉鎖室６３は、主冷却部６７と同様に、鏡面盤１６におけるベースプレート１５と当接する側の面において開口する溝をベースプレート１５によって覆うことにより形成される。
また、前記閉鎖室６３は、空気が満たされることによって断熱性を有することになるので、閉鎖室６３より径方向内方の熱が径方向外方に向けて伝達されるのが阻止される。したがって、鏡面盤１６の第１の流路６１による冷却能が、鏡面盤３６の第２の流路６２による冷却能より低くされるので、スタンパ側において、鏡面盤１６の外周縁からディスク成形用金型外に放射される熱量を少なくし、鏡面盤１６が冷えすぎるのを防止することができる。その結果、キャビティ空間Ｃの外周縁の近傍において転写性が局部的に低くなるのを防止することができ、キャビティ空間Ｃの全体にわたって微細なパターンの転写性を向上させることができる。そして、ディスク基板の品質を向上させることができる。
また、閉鎖室６３が主冷却部６７より深くされるので、鏡面盤１６の外周縁からディスク成形用金型外に放射される熱量を一層少なくし、鏡面盤１６が冷えすぎるのを確実に防止することができる。
ところで、前記カットパンチ４８の前端は、ゲートを通ってキャビティ空間Ｃ内に進入した樹脂が最初に接触するので、加熱されて温度が高くなりやすい。そして、カットパンチ４８の温度が変化するのに伴って、寸法が変化すると、ディスク基板の原型に対する穴開加工が不安定になり、ディスク基板の品質が低下してしまう。
そこで、前述されたように、前記ブシュ４７の前端の近傍に、温調用の流路５５が形成され、該流路５５に空気が供給されることによって、ブシュ４７が冷却されるとともに、カットパンチ４８の特に前端部が所定の温度に冷却されるようになっている。
そのために、前記中間プレート４０に第１の供給路１０１が、カットパンチ４８に第２の供給路１０２が形成され、空気は、まず、第１の供給路１０１を流れた後、カットパンチ４８のフランジｆ１において第２の供給路１０２に進入し、カットパンチ４８の筒状部ｓ１に沿って第２の供給路１０２を流れ、前記流路５５に供給される。該流路５５に供給された空気は、流路５５を流れた後、円周方向における所定の箇所から図示されない排出路に送られ、該排出路を介して排出される。なお、該排出路はフランジ部ｆ１及び筒状部ｓ１に形成される。
このように、前記カットパンチ４８の前端の近傍が、流路５５内を流れる空気によってブシュ４７を介して冷却されるとともに、カットパンチ４８がダイ２８内に進入したときに、スプルーブッシュ２４を介して流路２７によって十分に冷却されるので、カットパンチ４８の温度を安定させることができ、成形品の品質を向上させることができる。
そして、前記カットパンチ４８の前端の近傍に温調用の流路を形成する必要がなくなるので、カットパンチ４８の前端の近傍の径を大きくする必要がなくなり、カットパンチ４８の加工を簡素化することができる。したがって、金型装置のコストを低くすることができる。
なお、前記カットパンチ４８の前端の近傍に温調用の流路が形成されないので、穴開加工を行うために、カットパンチ４８が前進させられると、カットパンチ４８の前端の近傍がブシュ４７より前方に位置することになり、流路５５による冷却が行われない。
そこで、前記スプルーブッシュ２４における流路２７の径方向の寸法が、スプルーブッシュ２４内において供給路３０から流路２７まで媒体を供給する供給路１０５の内径より大きくされる。したがって、流路２７に十分な量の媒体を流すことができ、流路２７における媒体の熱容量を大きくすることができるので、流路２７によるスプルーブッシュ２４の冷却能力を大きくすることができる。その結果、カットパンチ４８が前進させられたときに、カットパンチ４８の前端を十分に冷却することができる。
ところで、前述されたように、カットパンチ４８より径方向外方にはブシュ４７が配設されていて、前記カットパンチ４８は、ベアリング４９によってブシュ４７に対して進退自在に支持されるようになっているが、カットパンチ４８の前端の近傍の径を小さくすることができるので、カットパンチ４８の前端の近傍にベアリング４９を配設し、カットパンチ４８の前端とベアリング４９の前端との距離を短くすることができる。本実施の形態において、ベアリング４９は、前記ブシュ４７に形成された流路５５に隣接する位置（流路５５の位置よりわずかに後方）に、前端が置かれ、後方に向けて延在させられ、ブシュ４７におけるフランジ部ｆ１の前端の位置よりわずかに前方に、後端が置かれる。
したがって、ブシュ４７におけるほぼ全域にわたって、ブシュ４７とカットパンチ４８との間の嵌合をきつくすることができるので、カットパンチ４８の倒れが発生するのを防止することができ、ディスク基板に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、ディスク基板の品質を向上させることができる。
また、前記第２の供給路１０２及び排出路はベアリング４９と平行に、かつ、ベアリング４９に沿って形成されることになるので、ベアリング４９を空気によって十分に冷却することができる。したがって、前記ベアリング４９のボール１０７等の各要素の寸法が変化するのを防止することができ、ベアリング４９の動作を安定させることができる。
なお、前記ベアリング４９がブシュ４７及びカットパンチ４８の各前端の近傍まで配設されるので、ベアリング４９を潤滑するための潤滑剤としての図示されないグリースがブシュ４７とカットパンチ４８との隙（すき）間からキャビティ空間Ｃ内に進入しやすくなってしまう。そこで、前記カットパンチ４８の後端にグリースの排出路が形成され、該排出路によって、グリースがブシュ４７とカットパンチ４８との隙間からキャビティ空間Ｃ内に進入するのを防止するようにしている。したがって、ディスク基板にグリースが付着することがなくなるので、ディスク基板の品質を向上させることができる。
ところで、本実施の形態においては、カットパンチ４８はベアリング４９によってブシュ４７に対して直接支持され、カットパンチ４８とブシュ４７との間にフローティングパンチが配設されない。そこで、前記クリアランスＣＬが形成され、該クリアランスＣＬに圧縮された空気が供給路１０９を介して供給され、該空気は、前記スリットＳＬからキャビティ空間Ｃ内に噴射される。
この場合、前記ブシュ４７は、フローティングパンチのように、前端を鏡面盤３６の前端面より前方に前進させる必要がない。したがって、ブシュ４７の前端部の外径を本体部より小さくし、カットパンチ４８の前端の外周縁との間に前記スリットＳＬを形成することができるので、噴射された空気によってディスク基板を円滑に突き出すことができる。
また、ブシュ４７の前端の近傍の外径が小さくなる分だけ、ブシュ４７の前端の近傍の熱容量を小さくすることができるので、流路５５を流れる空気によってブシュ４７を確実に冷却することができる。したがって、流路５５によるカットパンチ４８の冷却能力を向上させることができる。
さらに、カットパンチ４８の外周面には、ベアリング４９の後端を当接させるために段部１１３が形成され、該段部１１３より前方の外径が小さく、段部１１３より後方の外径が大きくされるのに対して、カットパンチ４８の内周面には、スプリング５４の前端を当接させるために段部１１４が形成され、該段部１１４より前方の内径が小さく、段部１１４より後方の内径が大きくされる。本実施の形態においては、前記ベアリング４９をカットパンチ４８の前端側に寄せて配設することができ、ベアリング４９とスプリング５４とが軸方向において重なるのを防止することができる。したがって、カットパンチ４８の強度を大きくすることができるので、カットパンチ４８の寸法をその分小さくすることができる。
なお、本実施の形態においては、穴開加工が行われるのに伴ってカットパンチ４８が前進させられると、カットパンチ４８の前端の近傍がブシュ４７より前方に位置することになり、流路５５による冷却が行われなくなるが、そのままの状態で突出しピン５０が前進させられると、スプルー２６内に残留し、固化したスプルー部を円滑に突き出すことができなくなることが考えられる。そこで、突出しピン５０の前端に球状の突起１１１が形成され、該突起１１１によって前記スプルー部を円滑に突き出すことができる。
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。

この発明は、ディスク基板を製造するためのディスク基板製造装置に利用することができる。

本発明は、金型装置、成形品、その成形方法、成形機及びブシュに関するものである。

従来、成形品としてのディスク基板を成形するための成形機、例えば、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。

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金型装置としての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鏡面盤と可動側の金型組立体の鏡面盤との間にキャビティ空間が形成される。

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。

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。

なお、前記固定側の鏡面盤にスタンパが取り付けられ、前記キャビティ空間への樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、ディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。

前記固定側の金型組立体において、スプルーブッシュにスプルーが形成され、該スプルーの前端は、キャビティ空間に充填される樹脂の入口となるゲートを構成し、樹脂は、前記スプルーを通り、ゲートを通ってキャビティ空間内に進入し、キャビティ空間内を径方向外方に向けて流れるようになっている。また、前記スプルーブッシュの前端に凹部から成るダイが形成される。

一方、可動側の金型組立体において、加工部材としてのカットパンチが進退自在に配設され、カットパンチを前進させ、前端を前記ダイ内に進入させることによって、前記穴開加工を行うことができる。

ところで、前記カットパンチの前端は、ゲートを通ってキャビティ空間内に進入した樹脂が最初に接触するので、加熱されて温度が高くなりやすい。そして、カットパンチの温度が変化するのに伴って、寸法が変化すると、ディスク基板の穴開加工が不安定になり、ディスク基板の品質が低下してしまう。

そこで、カットパンチの前端の近傍に温調用の流路を形成し、該流路に温調用の媒体を流し、カットパンチを冷却するようにしている。ところが、前記流路を形成する場合、カットパンチの前端の近傍の径を大きくする必要が生じるので、カットパンチの加工がその分複雑になってしまう。

また、カットパンチより径方向外方にはディスク基板を取り出すためのフローティングパンチが配設され、前記カットパンチは、ベアリングによってフローティングパンチに対して進退自在に支持されるようになっている。そして、前述されたように、前記流路を形成する場合、カットパンチの前端の近傍の径が大きくなるので、カットパンチの前端の近傍にベアリングを配設することができず、カットパンチの根元の近傍又は中間部にベアリングを配設することになってしまう。

ところで、ベアリングは、複数のボールを備え、各ボールによって前記カットパンチを支持するので、ベアリングが配設される部分において、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌合をきつくしても、カットパンチを容易に進退させることができるのに対して、ベアリングが配設されないカットパンチの前端の近傍においては、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌合をきつくすると、カットパンチを容易に進退させることができない。したがって、カットパンチの前端の近傍においては、フローティングパンチとカットパンチとの間の嵌合がゆるくされるので、カットパンチの倒れが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまう。

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、加工部材の倒れが発生するのを防止し、成形品の品質を向上させることができる金型装置、成形品、その成形方法及び成形機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の金型装置においては、第１の型ユニットと、第２の型ユニットと、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えたスプルーブッシュと、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有する。

本発明の他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成される。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材とブシュとの間に支持部材が配設される。そして、該支持部材は、前記ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設される。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路は、前記支持部材に沿って形成される。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成される。

本発明によれば、金型装置においては、第１の型ユニットと、第２の型ユニットと、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えたスプルーブッシュと、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有する。

この場合、加工部材より径方向外方にブシュが配設され、該ブシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されるので、前記加工部材の前端の近傍に温調用の媒体を流すための流路を形成する必要がなくなる。したがって、加工部材の前端の近傍の径を大きくする必要がなくなり、加工部材の加工を簡素化することができる。その結果、金型装置のコストを低くすることができる。

また、支持部材をブシュの前端の近傍に寄せて配設することができるので、ブシュと加工部材との間の嵌合をきつくすることができる。したがって、加工部材の倒れが発生するのを防止することができ、成形品に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。

本発明の他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成される。

この場合、スプルーブッシュの前端の近傍に、環状の流路が形成されるので、加工部材を前進させたときに、加工部材の前端を冷却することができる。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる。

この場合、スプルーブッシュ内の流路に十分な量の温調用の媒体を流すことができ、前記流路における媒体の熱容量を大きくすることができるので、媒体によるスプルーブッシュの冷却能力を大きくすることができ、加工部材が前進させられたときに、加工部材の前端を十分に冷却することができる。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材とブシュとの間に支持部材が配設される。そして、該支持部材は、前記ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設される。

この場合、支持部材が、ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設されるので、ブシュにおけるほぼ全域にわたって、ブシュと加工部材との間の嵌合をきつくすることができる。したがって、加工部材の倒れが発生するのを防止することができ、成形品に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路は、前記支持部材に沿って形成される。

この場合、ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路が支持部材に沿って形成されるので、支持部材を媒体によって十分に冷却することができる。したがって、支持部材の動作を安定させることができる。

本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成される。

この場合、前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成されるので、成形品に潤滑剤が付着することがなくなる。

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。なお、この場合、金型装置としてのディスク成形用金型について説明する。

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可動側の金型組立体の要部を示す正面図、図３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拡大図である。

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、図示されない取付板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の支持部材としてのベースプレート１５、該ベースプレート１５にボルトｂ１によって取り付けられた第１の盤状部材としての鏡面盤１６、前記ベースプレート１５内において、ベースプレート１５に対して位置決めされ、ボルトｂ２によって取り付けられたスプルーブッシュ２４を備える。前記ベースプレート１５及び鏡面盤１６によって第１の型ユニットが構成される。

前記スプルーブッシュ２４の前端（図１において下端）に、キャビティ空間Ｃに臨ませて凹部から成るダイ２８が、スプルーブッシュ２４の後端（図１において上端）に、図示されない射出装置の射出ノズルを当接させるための凹部から成るノズルタッチ部２９が形成される。そして、前記スプルーブッシュ２４の前端から後端にかけて、かつ、前記ダイ２８及びノズルタッチ部２９と連通させて、前記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。該スプルー２６の前端は、キャビティ空間Ｃに充填される樹脂の入口となるゲートを構成する。

また、前記スプルーブッシュ２４の前端の近傍に、水、油、空気、ガス等の第１の温調用の媒体、本実施の形態においては、水を流すための環状の流路２７が形成され、該流路２７に、図示されない媒体供給源から水が供給路３０を介して供給されることによって、スプルーブッシュ２４の特に前端部（図１において下端部）が所定の温度に冷却されるとともに、前記スプルーブッシュ２４の前半部（図２において下半部）の径方向外方に配設され、図示されないスタンパの内周縁を押さえて保持するためのインナスタンパホルダ１４が冷却される。該インナスタンパホルダ１４は、後端に臨ませて回転自在に配設されたロッド２５を回転させることによって、ベースプレート１５に対して係脱させられる。

なお、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、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等を備える。

そして、前記鏡面盤１６には、前記スタンパが着脱自在に取り付けられ、前記キャビティ空間Ｃへの樹脂の充填に伴って、スタンパに形成されたピットの微細なパターンが樹脂に転写され、成形品としてのディスク基板の情報面を構成する凹凸を形成する。

また、前記鏡面盤１６の外周縁に環状の突当リング１８がボルトｂ３によってベースプレート１５に取り付けられ、前記鏡面盤１６及び突当リング１８より径方向外方に環状の第１の外周リング１９がボルトｂ４によってベースプレート１５に取り付けられる。

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、前記可動プラテンが進退するのに伴って進退（図１において上下方向に移動）させられ、金型組立体１２と接離させられる。

前記金型組立体３２は、ベースプレート３５、該ベースプレート３５にボルトｂ５によって取り付けられた中間プレート４０、該中間プレート４０にボルトｂ６によって取り付けられた第２の盤状部材としての鏡面盤３６、前記中間プレート４０内に配設され、中間プレート４０にボルトｂ７によって取り付けられた筒状のブシュ４７、該ブシュ４７内に環状の支持部材及びリニア軸受部としてのベアリング４９によって進退自在に配設された筒状の加工部材としてのカットパンチ４８、該カットパンチ４８内に進退自在に配設されたロッド状の突出しピン５０、前記ベースプレート３５内に配設されたカットパンチブロック５２、前記ベースプレート３５内に配設され、前記カットパンチブロック５２を貫通し、かつ、カットパンチブロック５２に対して摺動自在に配設された突出し用ロッド５３等を備える。なお、前記ベースプレート３５及び中間プレート４０によって第２の支持部材が、前記ベースプレート３５、中間プレート４０及び鏡面盤３６によって第２の型ユニットが構成される。

また、本実施の形態においては、鏡面盤１６にスタンパが取り付けられるようになっているが、鏡面盤３６にスタンパを取り付けることもできる。さらに、本実施の形態においては、金型組立体１２にインナスタンパホルダ１４、鏡面盤１６、スプルーブッシュ２４等を配設し、金型組立体３２にベースプレート３５、鏡面盤３６、中間プレート４０、ブシュ４７、カットパンチ４８等を配設するようになっているが、金型組立体１２にベースプレート３５、鏡面盤３６、中間プレート４０、ブシュ４７、カットパンチ４８等を配設し、金型組立体３２にインナスタンパホルダ１４、鏡面盤１６、スプルーブッシュ２４等を配設することもできる。

前記ブシュ４７は、カットパンチ４８を包囲して、かつ、前端（図１において上端）をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６を貫通して後方（図１において下方）に延び、後端（図１において下端）のフランジ部ｆ１において、中間プレート４０に前記ボルトｂ７によって取り付けられる。前記ブシュ４７の外周面と鏡面盤３６及び中間プレート４０の内周面との間にわずかなクリアランスＣＬが形成され、該クリアランスＣＬに圧縮された空気が供給され、該空気は、金型組立体３２の前端においてブシュ４７の外周面と鏡面盤３６の内周面との間に形成されたエアブロー用のスリットＳＬからキャビティ空間Ｃ内に噴射される。

また、前記カットパンチ４８は、前端をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６及び中間プレート４０を貫通して後方に延び、後端のフランジ部ｆ２において前記カットパンチブロック５２と当接させられる。したがって、図示されないカットパンチ用の駆動部としてのカットパンチ用シリンダを駆動することによって、カットパンチブロック５２を進退させ、カットパンチ４８を進退させることができる。なお、該カットパンチ４８の前端は、前記ダイ２８の形状に対応する形状を有し、前記カットパンチ４８を前進（図１において上方向に移動）させることによって、前端をダイ２８内に進入させることができる。

また、前記ブシュ４７の前端の近傍に、空気、ガス等の第２の温調用の媒体、本実施の形態においては、空気を流すための環状の流路５５がカットパンチ４８を包囲して形成され、該流路５５に、図示されない媒体供給源から空気が供給されることによって、ブシュ４７が冷却されるとともに、カットパンチ４８の特に前端部（図１において上端部）が所定の温度に冷却される。なお、第２の温調用の媒体として水、油等を使用することもできる。

そして、前記突出しピン５０は、前端をキャビティ空間Ｃに臨ませて配設され、鏡面盤３６及び中間プレート４０を貫通して後方に延び、後端において前記突出し用ロッド５３と当接させられる。したがって、図示されない突出し用の駆動部としての突出し用シリンダを駆動することによって、突出し用ロッド５３を進退させ、突出しピン５０を進退させることができる。なお、前記カットパンチ４８と突出しピン５０との間には、付勢部材としてのスプリング５４が軸方向に延在させて配設され、所定の付勢力で突出しピン５０を後方に向けて付勢する。

また、前記鏡面盤３６の外周縁部において、鏡面盤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リング３７が配設され、前記鏡面盤３６及びキャビリング３７より径方向外方において前記第１の外周リング１９と対向させて環状の第２の外周リング３８がボルトｂ９によって中間プレート４０に取り付けられる。前記第２の外周リング３８は、前記キャビリング押えとしても機能し、前記キャビリング３７の外周縁に係止させられる。

また、前記キャビリング３７には後方に向けて案内ロッド４１が取り付けられ、該案内ロッド４１を前記中間プレート４０に形成された案内穴に沿って進退させることにより、キャビリング３７を進退させることができる。そして、キャビリング３７は、鏡面盤３６の前端面（図１において上端面）より突出させられ、キャビリング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。

前記キャビリング３７における前端面の近傍に、複数のガス抜き用の細孔６４が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で形成される。また、前記第１の外周リング１９における前端面（図１において下端面）（図２においては便宜上、第２の外周リング３８における前端面に示される。）に、複数のガス抜き用の溝６５が、放射状に、かつ、等ピッチ角度で、前記各細孔６４と連通させて形成される。なお、該細孔６４によって第１のガス流路が、溝６５によって第２のガス流路が構成される。

ところで、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。該型締装置の型締め用の駆動部として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、鏡面盤１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。この場合、型閉じ及び型開きを円滑に行うことができるように、ベースプレート１５の所定の箇所に図示されないガイドロッドが金型組立体３２に向けて突出させて取り付けられ、中間プレート４０及びベースプレート３５における前記ガイドロッドと対応する箇所にガイドブッシュ８１が配設され、金型組立体３２の進退に伴って、ガイドロッドがガイドブッシュ８１に対して挿脱される。なお、図２において、８２はガイドブッシュ８１を取り付けるためのガイドブッシュ穴である。

また、冷却工程において、カットパンチ用シリンダを駆動することによってカットパンチ４８を前進させると、カットパンチ４８の前端がダイ２８内に進入し、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂に加工、本実施の形態においては、穴開加工を行うことができる。なお、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂によってディスク基板の原型、すなわち、基板原型が構成される。

前記鏡面盤１６、３６とベースプレート１５及び中間プレート４０とによって、水、油、空気、ガス等の第３の温調用の媒体、本実施の形態においては、水を流すための第１、第２の流路６１、６２が形成され、該第１、第２の流路６１、６２に前記媒体供給源から水が供給され、鏡面盤１６、３６が所定の温度に冷却される。

前記第１の流路６１は、ベースプレート１５の所定の箇所、例えば、金型装置を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面Ｓ１に開口させられた図示されない媒体入口、前記側面Ｓ１に、前記媒体入口に隣接させて開口させられた図示されない媒体出口、主としてベースプレート１５を冷却するためにベースプレート１５内に形成され、前記媒体入口及び媒体出口に接続された図示されない入口側及び出口側の補助冷却部、主として鏡面盤１６を冷却するために鏡面盤１６とベースプレート１５との間に所定のパターンで形成された主冷却部６７、並びに前記各補助冷却部と主冷却部６７とを接続する入口側及び出口側の接続部を備える。前記主冷却部６７は、鏡面盤１６におけるベースプレート１５と当接する側の面において開口する溝をベースプレート１５によって覆うことにより形成され、連続する１本の閉鎖された流路を構成する。

同様に、前記第２の流路６２は、中間プレート４０の所定の箇所、例えば、ディスク成形用金型を射出成形機に取り付けたときに下方に位置する側面Ｓ１１に開口させられた媒体入口７２、前記側面Ｓ１１に、前記媒体入口７２に隣接させて開口させられた媒体出口７３、主として中間プレート４０を冷却するために中間プレート４０内に形成され、前記媒体入口７２及び媒体出口７３に接続された入口側及び出口側の補助冷却部７４、７５、主として鏡面盤３６を冷却するために鏡面盤３６と中間プレート４０との間に所定のパターンで形成された主冷却部７７、並びに前記各補助冷却部７４、７５と主冷却部７７とを接続する入口側及び出口側の接続部７８、７９を備える。前記主冷却部７７は、鏡面盤３６における中間プレート４０と当接する側の面において開口する溝を中間プレート４０によって覆うことにより形成され、連続する１本の閉鎖された流路を構成する。

前記補助冷却部７４、７５は、主冷却部７７の径方向外方において主冷却部７７を包囲するように形成され、媒体入口７２及び媒体出口７３から中間プレート４０の内方に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ１、ｈ２、該流路部ｈ１、ｈ２の先端から直角に、背面側（非操作側）の側面Ｓ１２及び前面側（操作側）の側面Ｓ１３に向けて直線状に延びる流路部ｈ３、ｈ４、該流路部ｈ３、ｈ４の先端から直角に、中間プレート４０の側縁に沿って、上側の側面Ｓ１４に向けて互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ５、ｈ６、該流路部ｈ５、ｈ６の先端から直角に、互いに近づく方向に直線状に延びる流路部ｈ７、ｈ８、並びに該流路部ｈ７、ｈ８の先端から直角に、接続部７８、７９に向けて、互いに平行に直線状に延びる流路部ｈ９、ｈ１０を備える。なお、ベースプレート１５内に形成された各補助冷却部も、補助冷却部７４、７５と同様な構造を有する。

また、前記主冷却部７７は、中間プレート４０の中心から径方向外方にかけて、所定の角度θにわたり、同心的に形成された複数の部分、すなわち、円弧部ｋ１〜ｋ４、円弧部ｋ１、ｋ２間を結ぶ直線部ｋ５、円弧部ｋ２、ｋ３間を結ぶ直線部ｋ６、及び円弧部ｋ３、ｋ４間を結ぶ直線部ｋ７を備え、前記円弧部ｋ１に接続部７８が、円弧部ｋ４に接続部７９が接続される。なお、鏡面盤１６内に形成された主冷却部６７も、主冷却部７７と同様の部分、すなわち、図示されない円弧部及び図示されない直線部から成るが、円弧部の数は３個であり、直線部の数は２個である。

したがって、媒体入口７２を介して中間プレート４０内に供給された水は、補助冷却部７４を流れた後、鏡面盤３６内に移動して第２の流路６２を流れ、続いて、再び中間プレート４０内に移動して補助冷却部７５を流れ、媒体出口７３から排出される。

そして、計量工程で前記射出装置において、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。

ところで、射出工程で、樹脂は、前記スプルー２６を通り、ゲートを通ってキャビティ空間Ｃ内に進入し、キャビティ空間Ｃ内を径方向外方に向けて流れるようになっているので、キャビティ空間Ｃ内において温度勾配が形成され、樹脂の温度が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなると、スタンパのパターンの転写性が、ゲートに近いほど高く、外周縁に近いほど低くなってしまう。

そこで、前記スタンパ側の鏡面盤１６において、外周縁の近傍において樹脂が冷えすぎないように、前記第１の流路６１より径方向外方の所定の箇所に、本実施の形態においては、スタンパの外周縁の線上に所定の形状の、本実施の形態においては、環状の断熱部としての閉鎖室６３が形成され、該閉鎖室６３に空気が満たされる。前記閉鎖室６３は、主冷却部６７と同様に、鏡面盤１６におけるベースプレート１５と当接する側の面において開口する溝をベースプレート１５によって覆うことにより形成される。

また、前記閉鎖室６３は、空気が満たされることによって断熱性を有することになるので、閉鎖室６３より径方向内方の熱が径方向外方に向けて伝達されるのが阻止される。したがって、鏡面盤１６の第１の流路６１による冷却能が、鏡面盤３６の第２の流路６２による冷却能より低くされるので、スタンパ側において、鏡面盤１６の外周縁からディスク成形用金型外に放射される熱量を少なくし、鏡面盤１６が冷えすぎるのを防止することができる。その結果、キャビティ空間Ｃの外周縁の近傍において転写性が局部的に低くなるのを防止することができ、キャビティ空間Ｃの全体にわたって微細なパターンの転写性を向上させることができる。そして、ディスク基板の品質を向上させることができる。

また、閉鎖室６３が主冷却部６７より深くされるので、鏡面盤１６の外周縁からディスク成形用金型外に放射される熱量を一層少なくし、鏡面盤１６が冷えすぎるのを確実に防止することができる。

ところで、前記カットパンチ４８の前端は、ゲートを通ってキャビティ空間Ｃ内に進入した樹脂が最初に接触するので、加熱されて温度が高くなりやすい。そして、カットパンチ４８の温度が変化するのに伴って、寸法が変化すると、ディスク基板の原型に対する穴開加工が不安定になり、ディスク基板の品質が低下してしまう。

そこで、前述されたように、前記ブシュ４７の前端の近傍に、温調用の流路５５が形成され、該流路５５に空気が供給されることによって、ブシュ４７が冷却されるとともに、カットパンチ４８の特に前端部が所定の温度に冷却されるようになっている。

そのために、前記中間プレート４０に第１の供給路１０１が、カットパンチ４８に第２の供給路１０２が形成され、空気は、まず、第１の供給路１０１を流れた後、カットパンチ４８のフランジｆ１において第２の供給路１０２に進入し、カットパンチ４８の筒状部ｓ１に沿って第２の供給路１０２を流れ、前記流路５５に供給される。該流路５５に供給された空気は、流路５５を流れた後、円周方向における所定の箇所から図示されない排出路に送られ、該排出路を介して排出される。なお、該排出路はフランジ部ｆ１及び筒状部ｓ１に形成される。

このように、前記カットパンチ４８の前端の近傍が、流路５５内を流れる空気によってブシュ４７を介して冷却されるとともに、カットパンチ４８がダイ２８内に進入したときに、スプルーブッシュ２４を介して流路２７によって十分に冷却されるので、カットパンチ４８の温度を安定させることができ、成形品の品質を向上させることができる。

そして、前記カットパンチ４８の前端の近傍に温調用の流路を形成する必要がなくなるので、カットパンチ４８の前端の近傍の径を大きくする必要がなくなり、カットパンチ４８の加工を簡素化することができる。したがって、金型装置のコストを低くすることができる。

なお、前記カットパンチ４８の前端の近傍に温調用の流路が形成されないので、穴開加工を行うために、カットパンチ４８が前進させられると、カットパンチ４８の前端の近傍がブシュ４７より前方に位置することになり、流路５５による冷却が行われない。

そこで、前記スプルーブッシュ２４における流路２７の径方向の寸法が、スプルーブッシュ２４内において供給路３０から流路２７まで媒体を供給する供給路１０５の内径より大きくされる。したがって、流路２７に十分な量の媒体を流すことができ、流路２７における媒体の熱容量を大きくすることができるので、流路２７によるスプルーブッシュ２４の冷却能力を大きくすることができる。その結果、カットパンチ４８が前進させられたときに、カットパンチ４８の前端を十分に冷却することができる。

ところで、前述されたように、カットパンチ４８より径方向外方にはブシュ４７が配設されていて、前記カットパンチ４８は、ベアリング４９によってブシュ４７に対して進退自在に支持されるようになっているが、カットパンチ４８の前端の近傍の径を小さくすることができるので、カットパンチ４８の前端の近傍にベアリング４９を配設し、カットパンチ４８の前端とベアリング４９の前端との距離を短くすることができる。本実施の形態において、ベアリング４９は、前記ブシュ４７に形成された流路５５に隣接する位置（流路５５の位置よりわずかに後方）に、前端が置かれ、後方に向けて延在させられ、ブシュ４７におけるフランジ部ｆ１の前端の位置よりわずかに前方に、後端が置かれる。

したがって、ブシュ４７におけるほぼ全域にわたって、ブシュ４７とカットパンチ４８との間の嵌合をきつくすることができるので、カットパンチ４８の倒れが発生するのを防止することができ、ディスク基板に偏心が発生するのを防止することができる。その結果、ディスク基板の品質を向上させることができる。

また、前記第２の供給路１０２及び排出路はベアリング４９と平行に、かつ、ベアリング４９に沿って形成されることになるので、ベアリング４９を空気によって十分に冷却することができる。したがって、前記ベアリング４９のボール１０７等の各要素の寸法が変化するのを防止することができ、ベアリング４９の動作を安定させることができる。

なお、前記ベアリング４９がブシュ４７及びカットパンチ４８の各前端の近傍まで配設されるので、ベアリング４９を潤滑するための潤滑剤としての図示されないグリースがブシュ４７とカットパンチ４８との隙間からキャビティ空間Ｃ内に進入しやすくなってしまう。そこで、前記カットパンチ４８の後端にグリースの排出路が形成され、該排出路によって、グリースがブシュ４７とカットパンチ４８との隙間からキャビティ空間Ｃ内に進入するのを防止するようにしている。したがって、ディスク基板にグリースが付着することがなくなるので、ディスク基板の品質を向上させることができる。

ところで、本実施の形態においては、カットパンチ４８はベアリング４９によってブシュ４７に対して直接支持され、カットパンチ４８とブシュ４７との間にフローティングパンチが配設されない。そこで、前記クリアランスＣＬが形成され、該クリアランスＣＬに圧縮された空気が供給路１０９を介して供給され、該空気は、前記スリットＳＬからキャビティ空間Ｃ内に噴射される。

この場合、前記ブシュ４７は、フローティングパンチのように、前端を鏡面盤３６の前端面より前方に前進させる必要がない。したがって、ブシュ４７の前端部の外径を本体部より小さくし、カットパンチ４８の前端の外周縁との間に前記スリットＳＬを形成することができるので、噴射された空気によってディスク基板を円滑に突き出すことができる。

また、ブシュ４７の前端の近傍の外径が小さくなる分だけ、ブシュ４７の前端の近傍の熱容量を小さくすることができるので、流路５５を流れる空気によってブシュ４７を確実に冷却することができる。したがって、流路５５によるカットパンチ４８の冷却能力を向上させることができる。

さらに、カットパンチ４８の外周面には、ベアリング４９の後端を当接させるために段部１１３が形成され、該段部１１３より前方の外径が小さく、段部１１３より後方の外径が大きくされるのに対して、カットパンチ４８の内周面には、スプリング５４の前端を当接させるために段部１１４が形成され、該段部１１４より前方の内径が小さく、段部１１４より後方の内径が大きくされる。本実施の形態においては、前記ベアリング４９をカットパンチ４８の前端側に寄せて配設することができ、ベアリング４９とスプリング５４とが軸方向において重なるのを防止することができる。したがって、カットパンチ４８の強度を大きくすることができるので、カットパンチ４８の寸法をその分小さくすることができる。

なお、本実施の形態においては、穴開加工が行われるのに伴ってカットパンチ４８が前進させられると、カットパンチ４８の前端の近傍がブシュ４７より前方に位置することになり、流路５５による冷却が行われなくなるが、そのままの状態で突出しピン５０が前進させられると、スプルー２６内に残留し、固化したスプルー部を円滑に突き出すことができなくなることが考えられる。そこで、突出しピン５０の前端に球状の突起１１１が形成され、該突起１１１によって前記スプルー部を円滑に突き出すことができる。

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。

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。 本発明の実施の形態における可動側の金型組立体の要部を示す正面図である。 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拡大図である。

符号の説明

１２、３２ 金型組立体
１５、３５ ベースプレート
１６、３６ 鏡面盤
２４ スプルーブッシュ
２６ スプルー
２７ 流路
３０ 供給路
４０ 中間プレート
４７ ブシュ
４８ カットパンチ
４９ ベアリング
Ｃ キャビティ空間

Claims (10)

1. （ａ）第１の型ユニットと、
   （ｂ）第２の型ユニットと、
   （ｃ）前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、成形材料をキャビティ空間に充填するためのスプルーを備えたスプルーブッシュと、
   （ｄ）前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形品の原型に対して所定の加工を行う加工部材と、
   （ｅ）該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュとを有することを特徴とする金型装置。
2. 前記スプルーブッシュの前端の近傍に、温調用の媒体を流すための環状の流路が形成される請求項１に記載の金型装置。
3. 前記スプルーブッシュ内の流路の径方向寸法は、スプルーブッシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路の内径より大きくされる請求項２に記載の金型装置。
4. 前記ブシュの前端の近傍に形成された流路は環状の流路である請求項１に記載の金型装置。
5. （ａ）前記加工部材とブシュとの間に支持部材が配設され、
   （ｂ）該支持部材は、前記ブシュの前端の近傍に形成された流路に近接する位置から後方に向けて延在させて配設される請求項１に記載の金型装置。
6. 前記ブシュ内の流路に温調用の媒体を供給するための供給路は、前記支持部材に沿って形成される請求項５に記載の金型装置。
7. 前記加工部材に、支持部材を潤滑するための潤滑剤を排出する排出路が形成される請求項５に記載の金型装置。
8. 第１の型ユニット、第２の型ユニット、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えたスプルーブッシュ、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置によって成形される成形品において、
   （ａ）前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、
   （ｂ）該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、
   （ｃ）前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形されることを特徴とする成形品。
9. 第１の型ユニット、第２の型ユニット、前記第１、第２の型ユニットのうちの一方に配設され、スプルーを備えたスプルーブッシュ、前記第１、第２の型ユニットのうちの他方に進退自在に配設された加工部材、及び該加工部材より径方向外方に、加工部材を包囲して配設され、前端の近傍に、温調用の媒体を流すための流路が形成されたブシュを有する金型装置における成形品の成形方法において、
   （ａ）前記スプルーを介してキャビティ空間に成形材料を充填し、
   （ｂ）該成形材料を冷却して成形品の原型を形成し、
   （ｃ）前記加工部材を前進させ、前記成形品の原型に対して所定の加工を行うことによって成形品を成形することを特徴とする成形品の成形方法。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の金型装置を備えた成形機。

Images