(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、ニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、更に、該第二無電解層の表面よりニッケル合金層からなる第三電着層を電着させたうえ、第一電着層から第三電着層の各層が電着・析出された成形品から該母型電極を離型し、焼き入れした後、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とする電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法。
【請求項２】
電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面形状と同一外形を有する母型電極の表面に、１〜２μｍの膜厚を有するニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より１０〜１００μｍの膜厚を有する無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、更に、該第二無電解層表面より成形品の厚みに対応する所定の厚みを有するニッケル合金層からなる第三電着層を電着させたうえ、第一電着層から第三電着層の各層が電着・析出された成形品から該母型電極を離型し、焼き入れした後、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とする電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法。
【請求項３】
電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、ニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、次いで、第一電着層および第二無電解層が電着・析出された母型電極本体を焼き入れし、焼き入れされた該母型電極本体にニッケル合金層からなる第三電着層を電着させた後、該母型電極から各層を離型し、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とする電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法。
【請求項４】
電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、１〜２μｍの膜厚を有するニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より１０〜１００μｍの膜厚を有する無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、次いで、第一電着層および第二無電解層が電着・析出された母型電極本体を焼き入れし、焼き入れされた該母型電極本体に成形品の厚みに対応する所定の厚みを有するニッケル合金層からなる第三電着層を電着させた後、該母型電極から各層を離型し、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とする電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法に関するものであり、詳細には、耐蝕性、転写精度に優れる電鋳加工を採用し、かつ成形品の内面の硬度を飛躍的に高めることにより耐摩耗性に優れるゲートブッシュが極めて安価に製造可能となるゲートブッシュ製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック成形に使用されるゲートブッシュは、従来より、各種製造方法によって製造されており、例えば、電鋳加工、放電加工などにより製造されたものが知られている。
【０００３】
さて、今日、デジタルカメラなどをはじめとするプラスチック製品は、その製品強度を高めるため、樹脂素材中にガラス繊維などを混入させることが行われている。
【０００４】
そのため、ゲートブッシュを用いて、金型に樹脂素材を押し出す際、ゲートブッシュ内面の樹脂素材通過部がガラス繊維などの混入材により削られてしまい、かかる部分の摩耗が生ずる問題点を招来する結果となった。
【０００５】
殊に、ピンポイントゲートブッシュにおいては、樹脂素材の押し出しを完了した際での、素材の切れを良好にするためには、摩耗が生じた場合には即時にゲートブッシュを交換する必要があるが、関連コストが増大し経済性に著しく劣るものであった。
【０００６】
かかる問題点に対応するべく、ゲートブッシュの硬度を高めるため、合金鋼（例えばＳＫＨ）を用いて放電加工等により製造されるゲートブッシュが広く知られている。
【０００７】
確かに、かかる合金鋼を用いれば、ロックウェル硬度５９〜６１ＨＲＣ程度の硬度が可能となり、前記したガラス繊維などを混入した樹脂素材によっても相当程度は耐摩耗性を維持することができる。
【０００８】
しかしながら、放電加工等による製造方法は、電鋳加工とは異なり、研磨作業が成形品内部に亘るものとなるため、研磨作業の完全性が期し難く、精度の高い鏡面仕上げが極めて困難であると共に、その研磨作業の効率も著しく悪いものであった。
【０００９】
また、合金鋼は、耐蝕性に劣り、保管状態によっては容易に錆が生ずることとなり、メンテナンスが煩雑であり、管理コストが増大することとなった。
【００１０】
さらに、放電加工等は、特殊形状の成形品を製造することが困難であり、ゲートブッシュの各種バリエーションに対応することができない難点もある。
【００１１】
また、超合金鋼などを用いて、ゲートブッシュの硬度を高める方法も提供されているが、素材コストが増大し、製品としての経済性に著しく劣るものであった。
【００１２】
一方、従来におけるニッケル合金による電鋳加工法においては、成形品の硬度に限界があり、通常、ロックウェル硬度５５〜６２ＨＲＣ程度が限界値であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転写精度に優れるため面粗度に優れ、耐蝕性も高い、ニッケル合金による電鋳加工における本来的な特長を生かしつつ、かつ硬度を飛躍的に高め、耐摩耗性にも優れるゲートブッシュを製造する方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、
電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、ニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、更に、該第二無電解ニッケル−リン合金層の表面よりニッケル合金層からなる第三電着層を電着させたうえ、第一電着層から第三電着層の各層が電着・析出された成形品から該母型電極を離型し、焼き入れした後、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１５】
また、電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面形状と同一外形を有する母型電極の表面に、１〜２μｍの膜厚を有するニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、第一電着層表面より１０〜１００μｍの膜厚を有する無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、更に、第二無電解層の表面より成形品の厚みに対応する所定の厚みを有するニッケル合金層からなる第三電着層を電着させたうえ、第一電着層から第三電着層の各層が電着・析出された成形品から該母型電極を離型し、焼き入れした後、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とするものである（請求項２）。
【００１６】
また、電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、ニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、次いで、第一電着層および第二無電解層が電着・析出された母型電極本体を焼き入れし、焼き入れされた母型電極本体にニッケル合金層からなる第三電着層を電着させた後、該母型電極から各層を離型し、所定形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とするものである（請求項３）。
【００１７】
また、電鋳加工によるゲートブッシュ製造方法において、成形品の内面と同一外形を有する母型電極の表面に、１〜２μｍの膜厚を有するニッケル合金層からなる第一電着層を電着させ、次いで、該第一電着層表面より１０〜１００μｍの膜厚を有する無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させ、次いで、第一電着層および第二無電解層が電着・析出された母型電極本体を焼き入れし、焼き入れされた母型電極本体に成形品の厚みに対応する所定の厚みを有するニッケル合金層からなる第三電着層を電着させた後、該母型電極から各層を離型し、所定の形状寸法に加工する工程によりなることを特徴とするものである（請求項４）。
【００１８】
本発明は、上記のように構成されるため、無電解ニッケル−リン合金層により形成される成形品内面が極めて高度に優れるため、ガラス繊維などが混入された強化樹脂素材が通過する場合であっても摩擦することはなく、耐磨耗性に富むゲートブッシュを電鋳加工により製造することが可能となる。
【００１９】
また、電鋳加工を採用するため、転写精度に優れ、耐蝕性にも頗る富むゲートブッシュを製造することが可能となる。
【００２０】
また、請求項３乃至請求項４に記載されるように、焼き入れ工程を、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層を析出させた後、すなわち第三電着層を電着させる前に行うことにより、無電解ニッケル−リン合金層により形成された成形品の内面の硬度を更に高めることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるゲートブッシュ製造方法の実施の形態を説明する。
【００２２】
なお、図１は、本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層が電着された状態を示す図であり、図２は、本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層および第二無電解層が電着・析出された状態を示す図であり、図３は、本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層、第二無電解層、第三電着層が電着・析出された状態を示す図であり、図４は、母型電極から成形品を離型した状態を示す図であり、図５は、成形品を所定形状寸法に加工した状態を示す図である。
【００２３】
また、図６は、本発明における、請求項１および請求項２に記載された製造方法の工程を示すフローチャートであり、図７は、本発明における、請求項３および請求項４に記載された製造方法の工程を示すフローチャートである。
【００２４】
母型電極Ｘは、その表面層に鏡面研磨処理が施されているものである。
【００２５】
当該研磨処理は、放電加工等における成形品内部での作業とは異なり、電極外面に対しなされるため、鏡面仕上げは頗る精度の高いものが可能となる。
【００２６】
なお、本来的に電鋳加工は、放電加工等とは異なり、あらゆる特殊形状にも対応することが可能となり、例えば長尺な棒状からなるゲートブッシュの製造も容易に製造することが可能となる。
【００２７】
そして、該母型電極Ｘを用いて本発明のゲートブッシュ製造方法が、以下のような工程において実施される。
【００２８】
まず、鏡面処理を施し、前処理された該母型電極Ｘを、スルファミン酸ニッケル・コバルト浴槽内に配置し、該母型電極の表面に第一電着層１としてニッケル合金層を電着させる。
【００２９】
なお、本発明における電鋳加工においては、公知である電鋳加工装置を使用するものであり、具体的には、陰極に接続した該母型電極と陽極に接続されたニッケル等の金属を浴槽内に配置し、陰極と陽極との間に直流電流を流すことにより行われる。
【００３０】
かかるニッケル合金層からなる第一電着層１は、成形品から該母型電極Ｘを最終工程において離型させるための薄膜層であり、例えば、請求項２に記載されるように１〜２ミクロン程度の厚みによりその機能を発揮しうるものである。
【００３１】
すなわち、本発明により製造されたゲートブッシュを用い、金型に嵌挿し樹脂素材を押し出した際、第一電着層１が剥離した場合であっても、第一電着層１は上記のように極薄膜により形成されているため、該ゲートブッシュの内面の形状に実質的に変化をもたらすことはない。
【００３２】
次に、該母型電極をスルファミン酸ニッケル−コバルト浴槽内から取り出し、第一電着層１が電着された該母型電極Ｘを、無電解ニッケルリン浴槽内に配置する。
【００３３】
これにより、該第一電着層１表面より、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２が析出される。
【００３４】
なお、ニッケル合金層からなる第一電着層１と無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２は共にニッケル系素材として相性がよいため強固な密着性があり、両層が剥離するなどすることはない。
【００３５】
該第二無電解層２は、例えば請求項２に記載するように１０〜１００ミクロン程度の厚みにより、その機能を発揮しうるものである。
【００３６】
なお、無電解ニッケル−リン合金層を、直接母型電極に電着させる工程を採用すると、無電解ニッケル−リン合金層と母型電極を離型することが出来ないため、本発明においては、各請求項に記載したとおり、離型層として第一電着層１たるニッケル合金層を電着させるものである。
【００３７】
次に、該母型電極Ｘを無電解ニッケル−リン浴槽内から取り出し、第一電着層１の表面から無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２が析出された母型電極Ｘを、再び、スルファミン酸ニッケル−コバルト浴槽内に配置し、ニッケル合金層からなる第三電着層３を電着させる。
【００３８】
ここでの第三電着層３としてのニッケル合金層は、成形品の所定厚みに対応した層が電着されるものである。
【００３９】
以上の工程により、母型電極Ｘには、ニッケル合金層からなる第一電着層１、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２、ニッケル合金層からなる第三電着層３が電着・析出され、その後、成形品から該母型電極を離型し、焼き入れした後、所定形状寸法に加工するものである（請求項１および請求項２）。
【００４０】
また、ニッケル合金層からなる第一電着層１、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２が電着・析出された段階において、かかる母型電極Ｘ本体を焼き入れし、焼き入れされた該母型電極Ｘ本体にニッケル合金層からなる第三電着層３を電着させた後、該母型電極Ｘから各層（１〜３）を離型し、所定形状寸法に加工するものである（請求項３および請求項４）。
【００４１】
焼き入れを施すことにより、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層２が、従来のニッケル合金での電鋳加工によるゲートブッシュに比し、飛躍的に硬度を高めることが可能となる。
【００４２】
なお、ゲートブッシュは、使用時は内面に樹脂素材が通過するものであるから、ゲートブッシュ外側層、すなわち本発明の製造方法における第三電着層３は、従来におけるニッケル合金層で実現されていた硬度であっても、何ら問題は生じないものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明におけるゲードブッシュ製造方法によれば、無電解ニッケル−リン合金層により形成される成形品内面が極めて硬度に優れるため、ガラス繊維などが混入された強化樹脂素材が通過する場合であっても摩耗することはなく、耐摩耗性に富むゲートブッシュを電鋳加工により製造することが可能となる。
【００４４】
ニッケル合金層からなる第一電着層を設けることにより、母型電極と各層を有する成形品との離型が容易に行うことが可能となり、かつ、無電解ニッケル−リン合金層からなる第二無電解層と相互に同一種類の素材よりなるため、強固な密着性を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層が電着された状態を示す図。
【図２】本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層および第二無電解層が電着・析出された状態を示す図。
【図３】本発明における製造方法において、母型電極に第一電着層、第二無電解層、第三電着層が電着・析出された状態を示す図。
【図４】母型電極から成形品を離型した状態を示す図。
【図５】成形品を所定形状寸法に加工した状態を示す図。
【図６】本発明における、請求項１および請求項２に記載された製造方法の工程を示すフローチャート。
【図７】本発明における、請求項３および請求項４に記載された製造方法の工程を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  第一電着層（ニッケル合金層）
２  第二無電解層（無電解ニッケル−リン合金層）
３  第三電着層（ニッケル合金層）
Ｘ  母型電極
【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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【図７】
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