(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、該スタンパの外周部を前記第１鏡面盤の鏡面外周部に保持させる外周保持リングと、該外周保持リングの内周面が前記スタンパの表面を底面として形成する凹部へ嵌入してキャビティを形成する凸部を有する第２鏡面盤とを備えたディスク基板成形金型装置において、
前記外周保持リングの前記凹部と嵌合する前記第２鏡面盤の前記凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したことを特徴とするディスク基板成形金型装置。
【請求項２】
第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、前記第１鏡面盤と対向する第２鏡面盤の鏡面外周部で中心軸方向に移動し前記スタンパの外周部を保持してキャビティの端面を形成する外周保持リングとを備えたディスク基板成形金型装置において、
前記外周保持リングと嵌合する前記第２鏡面盤の凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したことを特徴とするディスク基板成形金型装置。
【請求項３】
前記収容溝は、環状であって、前記球体列の一側又は両側に前記球体の直径より大きい着脱自在の区画部材を備えた請求項１又は２に記載のディスク基板成形金型装置。
【請求項４】
前記球体は、前記外周保持リングの硬度より低い硬度を有する請求項１又は２に記載のディスク基板成形金型装置。
【請求項５】
前記収容溝の前記球体列の両側近傍に、ガス抜き溝を設けた請求項１又は２に記載のディスク基板成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク基板の外周端に発生するバリを最少にするとともに嵌合部の損傷を防止するディスク基板成形金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク基板成形用金型装置は、キャビティを形成する固定金型，可動金型と、可動金型に配置されるスタンパと、スタンパが配置された可動金型の対向面に取付けられる外周押えリングとを備え、型閉するときに外周押えリングの内周と固定金型の対向面に形成された鏡面の外周とが互いに入り込んで対向する嵌合面を有しており、両嵌合面の間にキャビティの内と外とを連通する間隙が形成され、両嵌合面の、キャビティ側の部分が中心軸線とほぼ平行に形成され、反キャビティ側の部分が中心軸線に対して所定の角度で傾斜するように形成されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、両嵌合面の反キャビティ側の部分の間隙を、キャビティ側の部分の間隙よりも狭い間隔で形成したことにより、外周押えリングと両型との同軸度がずれている場合であっても、型閉するときに、嵌合面の反キャビティ側の部分が、キャビティ側の部分よりも先に接触するため、中心軸線とほぼ平行に形成された嵌合面のキャビティ側の部分が互いに接触することなく、その間隙を維持することができる。そのため、キャビティ内に射出充填された樹脂材料が間隙から漏出してバリが発生したディスク基板の成形を阻止することができる。しかしながら、両嵌合面の反キャビティ側の部分の間隙は、キャビティ側の部分の間隙よりも狭い間隔で形成されており、その部分は成形時頻繁に接触するため、齧り等で損傷することがあった。
【０００３】
また、他のディスク基板成形用金型装置は、固定側型盤と、該固定側型盤の鏡面に配置したスタンパと、前記固定側型盤と対向する可動鏡面盤の鏡面外周部で中心軸方向に移動し前記スタンパの外周部を保持してキャビティの端面を形成するキャビティリングとを備えたディスク基板成形金型装置であって、嵌合する前記キャビティリングと前記可動鏡面盤の側面との間にボールリテーナを設けて、両者間のクリアランスを一定に保ち、両者間の摺動動作を滑らかに行わせる（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、前記ボールリテーナは、ボール自体とボールを保持する部材が一体で構成されたものであり、一部のボールのみが破損した場合であってもボールリテーナ全体を交換しなければならない。また、ボールリテーナ自体の交換も容易ではない。
【特許文献１】特開２００１−１３８３３６号公報
【特許文献２】特開２００４−７４７２７号公報（段落００２０、図２及び図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で効果的に係合部の保芯ができ良質なディスク基板が成形できるとともに容易に保守点検ができるディスク基板成形用金型装置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】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、該スタンパの外周部を前記第１鏡面盤の鏡面外周部に保持させる外周保持リングと、該外周保持リングの内周面が前記スタンパの表面を底面として形成する凹部へ嵌入してキャビティを形成する凸部を有する第２鏡面盤とを備えたディスク基板成形金型装置において、前記外周保持リングの前記凹部と嵌合する前記第２鏡面盤の前記凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したことを特徴とするディスク基板成形金型装置に係る。
【０００６】
請求項２の発明は、第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、前記第１鏡面盤と対向する第２鏡面盤の鏡面外周部で中心軸方向に移動し前記スタンパの外周部を保持してキャビティの端面を形成する外周保持リングとを備えたディスク基板成形金型装置において、前記外周保持リングと嵌合する前記第２鏡面盤の凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したディスク基板成形金型装置に係る。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記収容溝は、環状であって、前記球体列の一側又は両側に前記球体の直径より大きい着脱自在の区画部材を備えたディスク基板成形金型装置に係る。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記球体は、前記外周保持リングの硬度より低い硬度を有するディスク基板成形金型装置に係る。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１又は２において、前記収容溝の前記球体列の両側近傍に、ガス抜き溝を設けたディスク基板成形金型装置に係る。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明は、第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、該スタンパの外周部を前記第１鏡面盤の鏡面外周部に保持させる外周保持リングと、該外周保持リングの内周面が前記スタンパの表面を底面として形成する凹部へ嵌入してキャビティを形成する凸部を有する第２鏡面盤とを備えたディスク基板成形金型装置において、前記外周保持リングの前記凹部と嵌合する前記第２鏡面盤の前記凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したものである。そのため、玉軸受を簡易かつ容易に構成できて保守管理が容易となるとともに、効果的に係合部の保芯ができ良質なディスク基板が成形できる。
【００１１】
請求項２の発明は、第１鏡面盤と、該第１鏡面盤の鏡面に配置したスタンパと、前記第１鏡面盤と対向する第２鏡面盤の鏡面外周部で中心軸方向に移動し前記スタンパの外周部を保持してキャビティの端面を形成する外周保持リングとを備えたディスク基板成形金型装置において、前記外周保持リングと嵌合する前記第２鏡面盤の凸部側面の円周を等分した位置に設けた収容溝に、中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であって一部が突出するように球体を収容して玉軸受を構成したものである。そのため、効果的に係合部の保芯ができ良質なディスク基板が成形できる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記収容溝は、環状であって、前記球体列の一側又は両側に前記球体の直径より大きい着脱自在の区画部材を備えたので、玉軸受を簡易かつ容易に構成できるとともに、保守管理が容易となる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記球体は、前記外周保持リングの硬度より低い硬度を有するので、ディスク基板成形金型装置の保守管理が容易となる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１又は２において、前記収容溝の前記球体列の両側近傍に、ガス抜き溝を設けたので、ガス等に起因する成形不良が抑止され、良質なディスク基板が成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はディスク基板成形金型装置の要部を示す縦断面図であり、図２は図１における固定型と可動型の係合部を示す拡大断面図であり、図３は他のディスク基板成形金型装置の係合部を示す拡大断面図であり、図４は本発明の玉軸受を示す図２におけるＡ−Ａ矢視図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１６】
図１に示すディスク基板成形金型装置１０は、固定型２０と可動型３５とからなる。固定型２０は、図示しない射出成形機の固定盤に断熱板１２を介しロケートリング１１で位置決めされて取付けられる型板１４と、型板１４に裏板１５を介して固着され外周部から突出する凸部４４を有する鏡面盤（第２鏡面盤）１６と、鏡面盤１６及び裏板１５の中心軸穴に内挿されるゲートインサート１７と、ゲートインサート１７及び型板１４の中心軸穴に内挿されるスプルブッシュ１３と、型板１４に立設され型合わせ時に可動型３５の型板２５に当接する複数の衝止ブロック１９と、型板１４に立設され可動型３５の型板２５に嵌入して型合わせを案内する複数のガイドロッド１８とからなる。
【００１７】
可動型３５は、図示しない射出成形機の可動盤に取付けられる裏板２４と、型板２５に裏板２４を介して固着される鏡面盤２３と、鏡面盤２３の表面の鏡面に配置されるスタンパ２２と、鏡面盤２３の外周部に設けられスタンパ２２外周部を鏡面盤２３の鏡面外周部へ保持する外周保持リング３１と、外周保持リング３１の外周面に係合して外周保持リング３１と一体となる押えリング３２と、押えリング３２に着脱自在に遊着・係合され型板２５から牽引される保持ピン３３とを備え、さらに、鏡面盤２３及び裏板２４の中心軸穴の中心軸には突出ピン２６を有し、突出ピン２６から順次、オスカッタ２７、突出スリーブ２８、固定スリーブ２９及び内周スタンパホルダ３０が外挿されている。
【００１８】
可動型３５が固定型２０へ中心軸方向に接近移動して型合わせされると、図２に示すように、スタンパ２２の表面を底部とし外周保持リング３１の内周面４３，４７を壁面とする凹部へ鏡面盤１６の凸部４４が嵌入して、鏡面盤１６の鏡面、スタンパ２２の表面、外周保持リング３１の内周面４７等によりキャビティ２１が形成される。なお、上記例示においては、スタンパ２２を、第１鏡面盤としての可動型側の鏡面盤２３の鏡面に配置したが、固定型側の鏡面盤の鏡面に配置するようにディスク基板成形金型装置を構成することも可能である。その場合には、当然ながら、内周スタンパホルダ３０、外周保持リング３１等は固定型に設けられ、鏡面盤の外周形状は鏡面盤１６と鏡面盤２３が入替ったようなものとなる。
【００１９】
図２に示すように、キャビティ２１を形成するため凹部に嵌入する鏡面盤１６の凸部４４の凸部側面４２には、環状の収容溝４０が刻設されている。収容溝４０近傍の凸部側面４２は、中心軸に平行な面となっている。球体４１を収容する収容溝４０の断面形状は、図５にも示すように、開口部の幅が球体４１の直径よりも小さく底面の幅が球体４１の直径よりも大きい台形である。したがって、球体４１は収容溝４０から、中心軸に垂直方向に脱出しない。収容溝４０の円周を等分割（実施例では６等分）した位置には複数（実施例では１０個）の球体４１が列をなして収容される。球体４１が収容溝４０に収容されたとき、球体４１の一部は凸部側面からＧ１（実施例では０．１ｍｍ）だけ突出する。また、球体４１は収容溝４０の内部両側面との間に間隙が生ずるように収容されているので、球体４１は中心軸方向に僅か転動しつつ容易に回動可能である。なお、収容溝４０は環状のもので例示したが、鏡面盤１６の凸部４４の凸部側面４２円周を等分割した位置に、円周方向に長い独立した長溝としてもよい。さらに、収容溝４０の断面形状は、台形のもので例示したが、球体４１が中心軸の垂直方向に脱出不能かつ回動自在であれば、矩形であって開口縁に鍔を設けたもの等であってもよい。
【００２０】
収容溝４０内における球体４１列の一側又は両側には、図４に示すように、区画部材としてのセットスクリュ４９が、凸部側面４２に垂直かつ凸部側面４２から埋没するように螺着されている。セットスクリュ４９の直径は球体４１の直径よりも大きいので、セットスクリュ４９を抜き取ったとき、その穴を介して収容溝４０の球体４１を収容・摘出することができる。区画部材を球体４１列の一側のみに設ける場合は、球体４１列の他側には固定の凸部を設けて球体４１の移動を阻止するように構成する。このように、区画部材は、着脱容易かつ安価な点でセットスクリュであることが好ましいが、弾性部材等他の着脱・固定手段を備えたブロック状のものであってもよい。
【００２１】
球体４１は、実施例によれば、直径２ｍｍの金属球である。球体４１の材質は、ステンレス鋼又は軸受鋼等が用いられる。球体４１の硬度は球体４１と係合する外周保持リング３１の硬度より低くしないと、高価な外周保持リング３１が球体４１との係合により損傷をうける。そのため、球体４１の材質は、硬度ＨＲｃ５７〜５８と軸受鋼より低い硬度のステンレス鋼が好適に用いられる。以上述べたように、収容溝４０、球体４１及びセットスクリュ４９により玉軸受３６が構成されるが、玉軸受３６は、この構成に限定されず市販のボールリテーナ等が採用可能であることは言うまでもない。
【００２２】
球体４１列の両側近傍には、図２及び図４に示すように、ガス抜き溝４５，４５が設けられる。ガス抜き溝４５は、凸部側面４６と外周保持リング３１の内周面４７との間隙Ｇ２から、鏡面盤１６の凸部４４立上り部の空間へ連通するように凸部側面４２に円弧状に削成されたものである。ガス抜き溝４５を設けないときのガス抜き通路断面積は、凸部側面４２と外周保持リング３１の内周面４３との間隙Ｇ１に複数の球体４１を設けたことと間隙Ｇ２を従来より小さくしたことにより減少し、キャビティ２１から発生する溶融樹脂のガス等の放出量が制限される。そのため、ガス抜き溝４５を設けてガス抜き通路断面積を拡大したのである。実施例によれば、ガス抜き溝４５の最大深さは０．８ｍｍであり、幅は６ｍｍである。なお、ガス抜き溝４５は、上記のように断面円弧状ではなく、断面矩形等他の形状であってもよい。
【００２３】
続いて、図１及び図２に基づいて、ディスク基板成形金型装置１０の成形時における作動を説明する。射出成形機の可動盤を固定盤に接近移動させて、可動型３５を固定型２０に型合わせさせる。固定型２０の凸部４４が可動型３５の凹部へ嵌入してキャビティ２１が形成される。このとき、凸部４４の凸部側面４２は、複数の球体４１を介して外周保持リング３１の内周面４３に案内される。外周保持リング３１は、保持ピン３３によって鏡面盤２３に押圧されており、中心軸の垂直方向に僅か移動可能に係合されている。かかる構成により、凸部側面４２と内周面４３との間隙Ｇ１は、球体４１の凸部側面４２からの突出量Ｇ１に規定されて、全周において均一にＧ１となる。なお、凸部側面４２と内周面４３との間隙Ｇ１からキャビティ２１側に設けられ規定のキャビティ２１厚さとなるときの凸部側面４６と内周面４７との間隙Ｇ２は、間隙Ｇ１よりも小さく設定されている（実施例では５μｍ）。また、間隙Ｇ１が中心軸に平行に設けられているのに対し、間隙Ｇ２は中心軸から僅か内側に傾いて窄まるように設けられている。そのため、間隙Ｇ２は、圧縮成形が進行するに従って間隙Ｇ１と比較してより小さくなるにも拘わらず、部分的にも接触することなく、良好に間隙を保つことができる。
【００２４】
衝止ブロック１９が型板２５に当接する僅か手前位置において、スプルブッシュ１３に当接し押圧する図示しない射出装置から、予め可塑化し射出装置の前部に貯留しておいた溶融樹脂をキャビティ２１へ射出する。その後、適宜な時点で可動型２５を固定型２０へさらに移動させ、キャビティ２１内の溶融樹脂を展延・流動させて圧縮成形が行われる。この圧縮成形により、溶融樹脂はキャビティ２１内に充填され外周保持リング３１の押え部４８における内周面４７に到達する。このとき、間隙Ｇ２は十分に狭く均一に形成されているので、間隙Ｇ２に溶融樹脂が浸入することはなく、ディスク基板の外周端にバリを生じさせない。また、たとえ間隙Ｇ２に溶融樹脂が僅かに浸入してバリとなっても、それは均一なものであって、ディスク基板の重量分布に変化を来たさないので、ディスクの高速回転時に偏芯が問題となることはない。
【００２５】
圧縮成形時の凹部と凸部４４との嵌合は、中心軸方向に数百ミクロン程度の範囲で移動して行われるが、球体４１と収容溝４０の内部両側面との間には間隙を設けてあるので、球体４１は、圧縮成形中においては極めて容易に滑らかに回動可能であり、圧縮成形を効果的に実行させることができる。
【００２６】
キャビティ２１に充填された溶融樹脂は、即座に冷却されはじめる。その過程の適宜な時点で、オスカッタ２７が前進し、ゲートインサート１７の中心穴にスプルブッシュ１３の端面で形成された凹部へオスカッタ２７が嵌入することにより、キャビティ２１内のディスク基板の中心開口が穿孔される。その後、可動型３５が固定型２０から離隔し、ディスク基板は鏡面盤１６から離型しスタンパ２２に保持されて型開きする。また、ゲートカットされたスプルは、突出ピン２６の先端に保持されて型開きする。型開き後、先ず突出ピン２６が前進してスプルが突出され、暫時遅れて突出スリーブ２８が前進して中心開口が穿孔されたディスク基板が突出されて取り出される。
【００２７】
次に、他のディスク基板成形金型装置５０について、図３に基づいて説明する。他のディスク基板成形金型装置５０は、ディスク基板成形金型装置１０の鏡面盤１６、鏡面盤２３及び外周保持リング３１に対応するものとして、鏡面盤５１、鏡面盤５６及び外周保持リング５５をそれぞれ有し、その他の部材はディスク基板成形金型装置１０と同様のもので構成される。したがって、他のディスク基板成形金型装置５０は、スタンパ２２が固定型側の鏡面盤５１に配置されたものとして例示するが、ディスク基板成形金型装置１０の場合と同様に、スタンパ２２を可動型側に配置する構成とすることもできる。
【００２８】
可動型側の鏡面盤５６は、外周に大きい段部を有し、該段部の内側は固定型側鏡面盤５１の方へ突出した凸部６２を有している。凸部６２には小さい段部がさらに設けられ、凸部６２の側面は、大きい段部と小さい段部の間に位置する凸部側面５８と、凸部６２の端面である鏡面に隣接した凸部側面６０とに区画されている。凸部側面５８には、玉軸受３６が設けられている。
【００２９】
凸部６２の外周には、凸部側面５８，６０と対向する内周面５９，６１を有する外周保持リング５５が中心軸方向に移動自在に嵌合している。そして、凸部側面５８と内周面５９との間隙は、玉軸受３６により間隙Ｇ１に維持されている。また、凸部側面６０と内周面６１との間隙は、間隙Ｇ１より小さい間隙Ｇ２に維持されている。外周保持リング５５は、鏡面盤５６の大きい段部の表面から、弾発部材等の突出し機構５７により、常に中心軸方向へ付勢されている。外周保持リング５５の突出し機構５７で付勢される面の反対面は、二重の環状凸部を備えている。外側の環状凸部は、突当てリング５２を介して鏡面盤５１を押圧し、外側の環状凸部より低い内側の環状凸部は押え部５３として、僅かな間隙をもってスタンパ２２を鏡面盤５１の鏡面へ保持させる。
【００３０】
他のディスク基板成形金型装置５０の作動は、外周保持リング５５がディスク基板成形金型装置１０の外周保持リング３１とは異なることから、ディスク基板成形金型装置１０の作動とは相違する。すなわち、外周保持リング５５の外側の環状凸部は、型合わせの初期の段階で溶融樹脂が射出される前に、鏡面盤５１と当接してキャビティ５４を形成する。そして、鏡面盤５６の凸部６２は、外周保持リング５５の内周面５９，６１と玉軸受３６を介して係合しつつ可動型はさらに固定型に接近移動する。キャビティ５４が所定の容積となったとき、溶融樹脂が射出され、可動型はまたさらに固定型に接近移動して圧縮成形が行われる。このとき、間隙Ｇ２は玉軸受３６により十分に狭く均一に形成されているので、間隙Ｇ２に溶融樹脂が浸入することはなく、ディスク基板の外周端にバリを生じさせない。また、たとえ間隙Ｇ２に溶融樹脂が僅かに浸入してバリとなっても、それは均一なものであって、ディスク基板の重量分布に変化を来たさないので、ディスクの高速回転時に偏芯が問題となることはない。また、圧縮成形時の外周保持リング５５と凸部６２との嵌合は、中心軸方向に数百ミクロン程度の範囲で移動して行われるが、球体４１と収容溝４０の内部両側面との間には間隙を設けてあるので、球体４１は、圧縮成形中においては極めて容易に滑らかに回動可能であり、圧縮成形を効果的に実行させることができる。なお、圧縮成形以降の工程は、ディスク基板成形金型装置１０の場合と同様であるから、説明を省略する。
【００３１】
本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ディスク基板成形金型装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】図１における固定型と可動型の係合部を示す拡大断面図である。
【図３】他のディスク基板成形金型装置の係合部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の玉軸受を示す図２におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，５０  ディスク基板成形金型装置
１６，２３，５１，５６  鏡面盤
２１  キャビティ（凹部）
２２  スタンパ
３１，５５  外周保持リング
３６  玉軸受
４０  収容溝
４１  球体
４２，４６，５８，６０  凸部側面
４３，４７，５９，６１  内周面
４４，６２  凸部
４５  ガス抜き溝
４９  セットスクリュ
５４  キャビティ
Ｇ１，Ｇ２  間隙
【図１】
0004468285.tif 000002
【図２】
0004468285.tif 000003
【図３】
0004468285.tif 000004
【図４】
0004468285.tif 000005
【図５】
0004468285.tif 000006