JPWO2006126435A1 - ディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク成形用金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

金型の耐久性を向上させることができ、金型のコストを低くすることができるようにする。第１の金型と、第１の金型と対向させて進退自在に配設された第２の金型とを有する。第１、第２の金型のうちの一方の金型は、表面に粗面化処理が施された母材、及び母材の表面にコーティング処理を施すことによって被覆されたコーティング層を備える。コーティング層の表面にスタンパ取付面が形成される。粗面化処理が施された母材の表面にコーティング処理を施すことによってコーティング層が被覆されるので、母材とコーティング層との接触面積を大きくすることができる。母材とコーティング層との間の密着力を大きくすることができるので、コーティング層が剥がれにくくなり、金型の耐久性を向上させることができ、金型のコストを低くすることができる。

Description

本発明は、ディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク成形用金型の製造方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、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し、該キャビティ空間内において冷却し、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、第１の金型としての固定側の金型組立体、及び第２の金型としての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、穴開け加工が施され、ディスク基板が成形される。続いて、型開きが３行われ、前記ディスク基板が取り出される。

なお、固定側及び可動側の各鏡面盤のうちの一方の鏡面盤に、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、他方の鏡面盤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。

ところで、スタンパが取り付けられる鏡面盤のスタンパ取付面の平面度が低くなると、ディスク基板の精度が低くなってしまう。そこで、鏡面盤の表面に薄膜から成るコーティング層を被覆するようになっている。

しかしながら、前記従来の射出成形機においては、コーティング層の耐久性が鏡面盤の耐久性になるので、鏡面盤が劣化した場合、鏡面盤を修復するために、コーティング層を剥がした後、鏡面盤の表面にラッピング処理を施し、その後、再びコーティング層を被覆する必要が生じる。したがって、鏡面盤を修復するのに必要な時間が長くなり、作業が煩わしく、鏡面盤のコストが高くなってしまう。

本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、金型の耐久性を向上させることができ、金型のコストを低くすることができるディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク成形用金型の製造方法を提供することを目的とする。

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の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設された第２の金型とを有する。

そして、前記第１、第２の金型のうちの一方の金型は、表面に粗面化処理が施された母材、及び該母材の表面にコーティング処理を施すことによって被覆されたコーティング層を備える。また、該コーティング層の表面にスタンパ取付面が形成される。

本発明によれば、ディスク成形用金型においては、第１の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設された第２の金型とを有する。

そして、前記第１、第２の金型のうちの一方の金型は、表面に粗面化処理が施された母材、及び該母材の表面にコーティング処理を施すことによって被覆されたコーティング層を備える。また、該コーティング層の表面にスタンパ取付面が形成される。

この場合、粗面化処理が施された母材の表面にコーティング処理を施すことによってコーティング層が被覆されるので、母材とコーティング層との接触面積を大きくすることができる。したがって、母材とコーティング層との間の密着力を大きくすることができるので、コーティング層が剥がれにくくなり、金型の耐久性を向上させることができ、金型のコストを低くすることができる。

また、スタンパ取付面に多数の微細な凹凸が形成されるので、金型とスタンパとの接触面積が小さくされ、摩擦係数が小さくなるので、スタンパが摩耗するのを防止することができる。その結果、スタンパの耐久性を向上させることができる。

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。 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断面図である。

符号の説明

１２、３２ 金型組立体
３６ 第２の鏡面盤
６２ 母材
６３ コーティング層
ｓ スタンパ取付面

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。この場合、成形機としての射出成形機に配設される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断面図である。

図において、１２は図示されない固定プラテンに、図示されない取付板を介して取り付
けられた第１の金型としての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に取り付けられた第１の鏡面盤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。

また、前記第１の鏡面盤１６の外周縁に環状の図示されない第１のガイドリングがベースプレート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、図示されない取付板を介して取り付けられた第２の金型としての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に取り付けられた第２の鏡面盤３６、前記ベースプレート３５及び第２の鏡面盤３６内において、後端を可動プラテンに、前端を金型組立体１２と対向させて配設されたシリンダ４４、及び該シリンダ４４に沿って進退させられ、前端が前記ダイ２８に対応する形状を有するカットパンチ４８を備える。なお、前記ベースプレート３５と第２の鏡面盤３６との間に、第２の支持プレートとしての中間プレートを配設することができる。

そして、前記第２の鏡面盤３６には、成形品としての図示されない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、前記シリンダ４４の前端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３８が配設される。本実施の形態においては、スタンパ６１が第２の鏡面盤３６に取り付けられるようになっているが、第１の鏡面盤１６にスタンパ６１を取り付けることができる。その場合、スプルーブッシュ２４の前端部の径方向外方にインナスタンパホルダが配設される。

また、前記第２の鏡面盤３６の外周縁部において、第２の鏡面盤３６に対して所定の距離だけ移動自在に、かつ、第１の鏡面盤１６と対向させて環状のキャビティリング３７が配設され、前記第２の鏡面盤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のガイドリングと対向させて環状の図示されない第２のガイドリングがベースプレート３５に取り付けられる。そして、前記キャビティリング３７は第２の鏡面盤３６の前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。

前記シリンダ４４の後端部内には、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る。また、フランジ５１の前方に図示されないカットパンチ戻し用ばねが配設され、該カットパンチ戻し用ばねによって前記フランジ５１が後方に付勢される。

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、第１、第２の鏡面盤１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。

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を前進させると、前記カットパンチ４８が前進させられ、前端がダイ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施すことができる。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。

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、カットパンチ４８が前進させられて、穴開け加工が施され、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、スタンパ６１が取り付けられる第２の鏡面盤３６のスタンパ取付面の平面度が低くなると、ディスク基板の精度が低くなってしまう。そこで、第２の鏡面盤３６の表面に薄膜から成るコーティング層を被覆するようになっている。

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断面図である。

図において、３５はベースプレート、３６は第２の鏡面盤、６１はスタンパ、６２は母材、６３は該母材６２上に形成された薄膜から成るコーティング層である。

前記母材６２上にコーティング層６３を形成するに当たり、前加工として、前記母材６２の表面にショットピーニング加工が施され、その結果、母材６２の表面に硬化処理及び粗面化処理が施されて、表面の硬度が高くされるとともに、母材６２の表面に多数の微細な凹凸が形成される。

そのために、前記母材６２は、鋼、ステンレス、特殊鋼等の材料から成り、鋳造、鍛造等によって形成される。また、ショットピーニング加工は、粒径が２０〔μｍ〕以上、かつ、２００〔μｍ〕以下の範囲のカーボランダム、ガラスビーズ、セラミックス、鋼球等の微細粒子をショット材として使用し、高速で、本実施の形態においては、５０〔ｍ／ｓ〕以上の噴射速度で母材６２の表面に吹き付け、微細粒子の衝突によって母材６２の表面に圧縮応力を加えることにより行われる。

続いて、本加工として、母材６２の表面にコーティング処理が施され、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の硬度の高い材料から成るコーティング層６３が形成され、該コーティング層６３の表面にスタンパ６１のスタンパ取付面ｓが形成される。この場合、コーティング層６３の厚さは、十分に薄く、０．５〔μｍ〕以上、かつ、３〔μｍ〕以下の範囲にされる。したがって、スタンパ取付面ｓには、母材６２の凹凸がほぼ投影されて形成され、スタンパ取付面ｓの表面粗さＲａは、算術平均粗さで０．０２〔μｍ〕以上、かつ、０．３０〔μｍ〕以下の範囲内にされる。この場合、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される中心線平均粗さの測定方法に従って測定した。

なお、前記コーティング層６３をＤＬＣに代えて、窒化チタン（ＴｉＮ）によって形成することができる。

この場合、前加工において母材６２の表面に多数の微細な凹凸が形成されるので、母材６２とコーティング層６３との接触面積を大きくすることができる。しかも、前述されたように、母材６２の表面は、硬度が高くされ、容易に変形しないので、母材６２とコーティング層６３との接触面を安定させることができる。したがって、母材６２とコーティン
グ層６３との間の密着力を大きくすることができるので、コーティング層６３が剥がれにくくなり、第２の鏡面盤３６の耐久性を向上させることができる、その結果、金型組立体３２の耐久性を向上させることができ、金型組立体３２のコストを低くすることができる。

しかも、母材６２にショットピーニング加工が施されることによって、母材６２の表面が活性化されるので、その後のコーティング処理において、母材６２とコーティング層６３との密着性を向上させることができる。

ところで、前記スタンパ取付面ｓに多数の微細な凹凸が形成されるので、コーティング層６３とスタンパ６１との接触面積が小さくされる。また、スタンパ取付面ｓの硬度が高く、コーティング層６３とスタンパ６１との硬度差が大きくなるので、摩擦係数を小さくすることができる。したがって、キャビティ空間Ｃに樹脂が充填されたり、キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却されたりするのに伴って、スタンパ６１の温度が変動すると、スタンパ６１が膨張及び収縮するが、コーティング層６３とスタンパ６１との間の摩擦係数が小さいので、スタンパ６１が摩耗するのを防止することができる。その結果、スタンパ６１の耐久性を向上させることができる。

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。

本発明をディスク基板を成形するためのディスク成形用金型に適用することができる。

Claims (6)

1. （ａ）第１の金型と、
   （ｂ）該第１の金型と対向させて進退自在に配設された第２の金型とを有するとともに、（ｃ）前記第１、第２の金型のうちの一方の金型は、表面に粗面化処理が施された母材、及び該母材の表面にコーティング処理を施すことによって被覆されたコーティング層を備え、
   （ｄ）該コーティング層の表面にスタンパ取付面が形成されることを特徴とするディスク成形用金型。
2. 前記スタンパ取付面の表面粗さＲａが０．０２〔μｍ〕以上、かつ、０．３０〔μｍ〕以下の範囲内にされる請求項１に記載のディスク成形用金型。
3. 前記粗面化処理はショットピーニング加工によって施される請求項１に記載のディスク成形用金型。
4. 前記コーティング層はＤＬＣを被覆することによって形成される請求項１に記載のディスク成形用金型。
5. （ａ）表面に粗面化処理が施された母材と、
   （ｂ）粗面化処理が施された母材の表面にコーティング処理を施すことによって被覆されたコーティング層とを有するとともに、
   （ｃ）該コーティング層の表面にスタンパ取付面が形成されることを特徴とする鏡面盤。
6. （ａ）金型の母材の表面に粗面化処理を施し、
   （ｂ）粗面化処理が施された母材の表面にコーティング処理を施すことによってコーティング層を被覆し、スタンパ取付面を形成することを特徴とするディスク成形用金型の製造方法。
   

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