(57)【要約】【課題】高速射出を必要としない一体成形による製品とその製造方法に関し、成形時に高周波を利用した一体成形による軽量なディスク収納体と、その製造方法を提供する。【解決手段】金型と、可動コアと、固定コアと、ゲートと、からなる成形機を用いた一体成形によるヒンジ部を有する収納体の製造方法であって、可動コアを一旦移動して樹脂流動層を確保する工程と、金型にゲートから樹脂を注入する工程と、樹脂が固化する前に可動コアを接近移動させるとともに金型のヒンジ成形部に高周波振動を与える潰し込み工程と、からなる収納体の製造方法である。【選択図】  図１
2010058435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と、可動コアと、固定コアと、ゲートと、からなる成形機を用いた一体成形によるヒンジ部を有する収納体の製造方法であって、
可動コアを一旦移動して樹脂流動層を確保する工程と、
金型にゲートから樹脂を注入する工程と、
樹脂が固化する前に可動コアを接近移動させるとともに金型のヒンジ成形部に高周波振動を与える潰し込み工程と、
からなることを特徴とする収納体の製造方法。
【請求項２】
前記収納体の製造方法は、更に前記ゲートにステッピングモータ駆動を設けることにより、ゲートのタイミング時間、開閉速度および開閉注入量を調節する工程とすることを特徴とする請求項１記載の収納体の製造方法。
【請求項３】
前記潰し込み工程が左右対称に６個取りの金型を使用した工程であることを特徴とする請求項２記載の収納体の製造方法。
【請求項４】
蓋部と、ヒンジ部と、収容部とからなり、前記蓋部と前記収容部がヒンジ部で連結されることを特徴とする請求項１乃至３記載の製造方法により一体成形された収納体。
【請求項５】
前記収納体は、ディスク収納体であって、重量が５５ｇ以下であることを特徴とする請求項４記載の収納体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体成形品の製造方法と成形された収納体とに関し、特に高周波振動を利用した一体成形によって製造されたディスク収納体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスク収納体、特にＤＶＤ、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＢＤ（Blu-ray Disc）を収納する収納体の多くは、金型と成形機を用いた樹脂素材による一体成形において高速射出成形を行うことにより製品を形成している。一般的なディスク収納体の一体成形の一例では、収納体の収納部と蓋体とのヒンジ部は、樹脂の厚さが０．２〜０．３ｍｍとなるように成形されている。図６に示す従来の成形方法では、コア２０と金型３０との間に形成される樹脂層２８に、薄厚に形成されるヒンジ部の隙間に均一に樹脂を流し込んで一体成形させるため、薄厚になればなる程、狭い間隙に樹脂を通過注入するので樹脂の粘性等の問題から成形機には高い射出能力が必要となり、場合によっては特別な仕様の成形機械を必要としていた。
【０００３】
射出能力が向上し高速射出成形により薄厚の製品を大量に製造することが可能となったが、高速で射出することに伴い金型に注入された樹脂には応力が発生し易くなるという問題が発生し、製品の反りによる不良、変形による不良、および、バリによる不良等による形成不良を招くという不利益があった。さらに、狭い間隙を高速で樹脂が通過することによる高いせん断発熱の発生により、製品の焼け不良を招くという問題もあった。
【０００４】
また、製品だけではなく応力の発生による金型への影響も存在している。高速射出を行うことにより金型クラック、金型歪み等が起こりやすくなり金型寿命の低下に繋がっていた。さらに、成形機自体についても、高速射出を行うことにより各部の消耗も激しくなり、故障が発生しやすいという問題が起こり、これらによる成形機自体の寿命の低下もコストに直結する問題になっている。そのため、製品の品質だけではなく、金型、成形機械の全てにおいてランニングコストが掛かり費用に大幅な影響を与えていた。
【０００５】
また、高速射出により高型締力が必要となり、一型当たりの取り数によっては、型締力のトン数の高い成形機が必要となっていた。そのため、応力による成形不良が少ないだけではなく、金型および成形機への負担を低減できる低い型締力で一体成形することが可能な新たな方法が求められていた。
【０００６】
さらに、需要者側からの要望として製品コストおよび品質の面についても、より薄厚で軽量でありながら、従来の耐久性を維持できるディスク収納体が求められていた。
【特許文献１】特開２００１−２０７７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するために、高速射出を必要としない一体成形による製品とその製造方法に関し、特に成形時に高周波を利用した一体成形による軽量なディスク収納体と、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る収納体の製造方法は、金型と、可動コアと、固定コアと、ゲートと、からなる成形機を用いた一体成形によるヒンジ部を有する収納体の製造方法であって、可動コアを一旦移動して樹脂流動層を確保する工程と、金型にゲートから樹脂を注入する工程と、樹脂が固化する前に可動コアを接近移動させるとともに金型のヒンジ成形部に高周波振動を与える潰し込み工程と、からなる方法である。
【０００９】
また、前記収納体の製造方法は、更に前記ゲートにステッピングモータ駆動を設けることにより、ゲートのタイミング時間、開閉速度および開閉注入量を調節する方法である。さらに、前記潰し込み工程が左右対称に６個取りの金型を使用した方法である。
【００１０】
また、本発明の一体成形による収納体は、蓋部と、ヒンジ部と、収容部とからなり、前記蓋部と前記収容部がヒンジ部で連結される上記製造方法により一体成形された収納体である。
また、前記収納体は、ディスク収納体であって、重量が５５ｇ以下である収納体でもある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る一体成形によるヒンジ部を有する樹脂製品の製造方法およびディスク収納体は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．高周波振動による圧縮により高速射出を必要とせず従来と同様の薄厚の成形を行うことができるため、トン数を上げることなく一般標準機械での成形が可能である。また、成形機械、金型の耐久性を向上することができ、ランニングコストを削減することができる。
２．ステッピングモータにより、開閉速度、開閉注入量およびタイミング量を個別に調整することが可能であり、流動長が異なっていても樹脂に等圧を加えることができる。
３．樹脂の伝達圧力を制御可能とすることで、従来にない一金型について６個取りが可能となるシステムを採用することができる。また、高い型締力を必要としないため、トン数の低い成形機サイズで成形することができる。
【００１２】
４．高速射出による樹脂への応力の発生がないため、ディスク収納体の反り不良、変形不良、バリ不良等の製品の不良を著しく低減できる。また、ディスク収納体がせん断発熱により焼け不良を起こすことを低減する。
５．高周波振動を使用した成形により、ディスク収納体の不良をなくしながら、従来にない薄厚で軽量でありながら耐久性のあるディスク収納体とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る一体成形によるヒンジ部を有する収納体の製造方法およびディスク収納体を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のヒンジ部を有する収納体の製造方法における金型の一部を一旦後退移動させたコアバック状態を示す斜視図であり、図２は本発明のヒンジ部を有する収納体の製造方法におけるコアを前進移動させた状態を示す斜視図である。また、図３は本発明のコアの移動と高周波圧縮を示すコア部の断面図であり、図４は本発明の金型の型取りを示す図である。また、図５は本発明のディスク収納体の斜視図である。
本発明の一体成形によるヒンジ部を有する収納体の製造方法における成形装置１０は、固定コア２２および可動コア２４からなるコア２０と、金型３０と、ゲート４０を備えた構成である。
【００１４】
本実施例では、成形装置１０を用いた一体成形により、樹脂素材で収納体、より詳細にはディスク収納体５０を形成する。ディスク収納体５０は、主にコンパクトディスクやＤＶＤ、ＢＤを収納する収納体であり、特にＤＶＤおよびＢＤにおいて、軽量かつ耐久性のある収納体を提供するのに適している。
【００１５】
コアは、成形品の内面形成用の金型突起部分であり、固定コア２２と、可動コア２４とからなる。
固定コア２２は、図１に示すように、金型３０から一定の距離に固定して設置されたコアであり、ここでは略平板状に形成されている。コアには製造する収納体の形状に合わせた凸凹が内面に形成されている。本実施例では、ゲート４０の対面にある固定コア２２ａの上部が、他の固定コア２２ｂの上面より凹んだ形状に形成されており、断面コの字形の可動コア２４の移動を可能にしているが、この構造に限定されるものではなく、固定コア２２とともにコアを構成する可動コア２４が移動可能な構造であればよい。
【００１６】
可動コア２４は、樹脂成形工程において上下に移動することが可能なコアである。可動コアは下向き開口とした略コの字型の断面を持つように形成されるとともに、コの字の先端２６が楔状に形成されている。図１および図２に示すように、可動コア２４は樹脂層２８へ樹脂を注入する時に流動層を確保するように上方に後退移動し、その後、薄層から成るヒンジ部を形成するように注入された固化する前の樹脂層の中に前進移動する。収納体５０のヒンジ部６０は、可動コア２４の両先端に楔形に形成された凸条により形成される。
【００１７】
図１では可動コアが上方に後退移動した状態の間隙が大きいコアバック状態を示す。可動コア２４は、樹脂の注入時にコアバック状態の間隙の大きな位置にあり、樹脂が比較的圧力のない状態で流動層を確保している。この状態では金型とコアとの間のキャビティ内に形成される樹脂層２８に樹脂が流れやすくなる。
その後、樹脂が固化する前に、図２に示すように可動コア２４は下方に移動する。加圧時および高周波振動時は下方に移動して樹脂層に凹条を形成する。下方に移動した可動コア２４によって樹脂層２８は加圧されて薄くなり溝状のヒンジ部６０が形成される。さらに、この時、加圧とともに高周波振動によってヒンジ部の樹脂が完全に固化しないうちに潰されて極く薄部分が正確に形成される構造である。
本発明では、樹脂注入後、可動コア２４を下方に前進させ（コア前進状態）、樹脂が固化する前に可動コア２４から高周波振動を与え、高周波圧縮により潰し込む構造に特徴がある。
【００１８】
本実施例では、コア前進状態で金型３０のキャビティと可動コア２４の先端２６との間が０．２〜０．３ｍｍとなるように構成されており、２本の凹条に形成されたヒンジ部６０の極く薄の肉厚となる。ヒンジ部の厚さはこの値に限定されるものではなく、より厚みのあるヒンジ部にして収納体の耐久性を向上させることや、より薄厚として軽量化を図ることも可能であり、微調整を正確に行うことが出来る構成である。
【００１９】
金型３０はコアとの間のキャビティに樹脂を流し込む型であり、一部に樹脂注入ゲート４０が設けられている。図４（ａ）（ｂ）では、金型の下方にゲート４０が設けられている。金型３０には複数の収納体用の型３２（キャビティ）を形成することが可能である。
型３２は収納体を一体的に成形する中空の型から成る。ＤＶＤディスクを収容する収納体を成形する場合、１つの型３２は略長方形に形成され、金型３０に対し、型３２の中央付近にヒンジ部が形成されるように可動コア２４が構成される。また、型３２において樹脂が均一に注入される位置にゲート４０（図４（ｂ）参照）が設けられる。
【００２０】
ゲート４０は、成形品を形成するための樹脂を金型３０に注入する注入口部位であり、型３２の中央付近で、２条の凹条ヒンジ部６０の中央付近に設けられる。本実施例では、一つの型３２に対し、２つのゲート４０が設けられているが、ゲートの数はこれに限定されることはない。また、ゲートの位置も図４（ｂ）の位置に特定されないが、樹脂を流し込む速度を適切にするため、および、均一に樹脂を流し込むために２つのヒンジ部６０の中間に設けることが好ましい。本実施例では、１つの型３２に対し、ヒンジ部６０の間に２つのゲート４０を設けている。
【００２１】
ゲート４０は、ステッピングモータ（図示しない）によって制御することが可能である。本発明では、ステッピングモータ駆動によりゲート４０の開閉を行い、開閉速度、開閉による樹脂の注入量、それらのタイミング時間などを個々に調節している。このため、金型へ注入する樹脂の流動長が違っていても、等圧を伝えることが可能となる。従来、ゲートはエアーによる開閉を行っており、開くタイミングを変えることはできても、開き巾である流量を含めた微調節が困難であった。ステッピングモータによる個々の調節が可能となったので型３２の取り数を変更することが可能となった。
【００２２】
１つの型３２は、１つのディスク収納体５０を形成している。図４（ａ）（ｂ）は金型３０に対する型３２の配置を表し、矢印は樹脂の流動方向を示している。型３２は、図４（ａ）に示すように、金型３０に対するキャビティのバランスを考慮して配置される。一体成形の際には、各キャビティに対する樹脂の伝達圧力を統一するためセンター３４から出た樹脂の流動長を均一にするように配置される。
本発明では、高周波振動とゲート４０をステッピングモータによる制御を組合せることで、センター３４からの流動長が異なっても等圧を加えることが可能な構造となっている。そのため、型３２の個数を図４（ａ）に示す従来の２個取り、４個取り、および８個取りの配置に加えて、図４（ｂ）に示す６個取りの金型を用いて製造することが可能である。
【００２３】
本発明の一体成形によるヒンジ部を有する収納体成形方法は、樹脂流動層を確保する工程と、樹脂注入工程と、潰し込み工程とからなり、まず、樹脂流動層を確保する工程では、金型３０の上方に固定コア２２と可動コア２４が設置された構成の成形装置１０において、図１に示すように、金型３０の型（キャビティ）３２との間に樹脂流動層を確保するために、中央の固定コア２２との間に間隙が出来るように可動コア２４を金型３０の上方にバックさせた位置（コアバック状態）に設定する。その後、樹脂注入工程では、確保した樹脂流動層にゲート４０から樹脂を注入して金型３０のキャビティを充填する。ヒンジ部もコアバック状態では、ある程度の巾の流動層が確保されているため樹脂は高圧射出を必要とせずにキャビティ全体に均一に流れる。
【００２４】
ゲート４０には、バルブ方式のステッピングモータを装備することが可能である。ステッピングモータ駆動によりゲート４０の開閉を行う。ステッピングモータによりゲートの開閉速度、開閉量、開閉のタイミング時間がそれぞれ適宜調整され、型３２に注入される樹脂に等圧を伝えることができる。
高速射出によって流動長を均一にする必要がないため、特殊な成形機を使用する必要がなく製造コストを抑えられるとともに、肉厚を均一にして樹脂が型３２に流れやすい方法であるため、従来に匹敵する耐久性を備えた成形品を製造することが可能である。
【００２５】
樹脂が注入された後、潰し込み工程では、樹脂が固化する前に、図２に示すように可動コア２４を下方に前進させて、前進させた状態で可動コア２４に高周波振動を与える。図３（ｂ）に示すように、本実施例では、断面コの字状の可動コア２４の先端２６を同時に高周波により振動させ、樹脂を圧縮させる。可動コア２４による圧縮と高周波振動により、樹脂を潰し込み、ヒンジ部６０を形成するとともに、成形品を周知の適当な手段により冷却、固化して完成させる。
【００２６】
本発明のディスク収納体５０は、上記一体成形による製造方法を使用して樹脂素材により形成さる。ディスク収納体５０は、図５に示すように、蓋部５２と、ヒンジ部６０と、収容部５４とからなる構成である。収容部５４は、保持部７０と収納凹部７２から構成される。
【００２７】
収容部５４はディスクを収納する部位であり、ヒンジ部６０を介して蓋部５２との係合により開閉される。
ヒンジ部６０は、コの字状に突出した可動コア２４の楔状の先端２６によって平行な２つの凹条となるようにディスク収納体５０の中央部に極薄厚に形成される。本実施例ではヒンジ部６０の厚さが０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとなるように形成されている。
【００２８】
保持部７０は、中央に突設された凸部で、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Blu-ray Disc）等のディスクを中央で嵌合保持する部位である。保持部７０はディスク収納体５０の収容部５４に形成された円形で凹状の収納凹部７２の中央に設けられる。保持部７０の形状は特定される必要はなく、収容時にディスクを確実に保持できる構造であれば凸部以外の形状であってもよい。本実施例では保持部７０を含めて収納体を一体成形することにより、軽量化と製造時間の短縮を実現している。
【００２９】
本発明の製造方法を用いることにより形成されたディスク収納体５０は、高速射出工程を含まないことから、樹脂に応力が発生することなく、製造工程で発生していた収納体の不良を大幅に低減することが出来る。また、ディスク収納体５０に従来に匹敵する耐久性を維持させながら軽量化を図ることが可能である。
本発明により従来、同形状で約70ｇが最低重量の限界であったディスク収納体、特にＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）収納体の重量を60g以下に低減させることが実現できた。本発明を利用すれば、さらに、約55gの重量で従来と同等の耐久性を備えたディスク収納体を形成することも実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のヒンジ部を有する収納体の製造方法における金型の一部を一旦後退移動させたコアバック状態を示す斜視図。
【図２】本発明のヒンジ部を有する収納体の製造方法におけるコアを前進移動させた状態を示す斜視図。
【図３】本発明のコアの移動と高周波圧縮を示すコア部の断面図。
【図４】本発明の金型の型取りを示す図。
【図５】本発明のディスク収納体の斜視図。
【図６】従来の製造方法を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
１０    成形装置
２０    コア
２２    固定コア
２４    可動コア
２６    先端
２８    樹脂層
３０    金型
３２    型
３４    センター
４０    ゲート
５０    ディスク収納体
５２    蓋部
５４    収容部
６０    ヒンジ部
７０    保持部
７２    収納凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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