(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エジェクタピン孔にエジェクタピンを摺動させて成形品を突き出すアルミニウム合金製射出成形用金型において、
前記エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設し、前記耐摩耗性部材の外周部の成形面である上面から下面方向に段差または切欠きを設け、該段差または切欠きを覆うように硬質アルマイト被膜を施したことを特徴とするアルミニウム合金製射出成形用金型。
【請求項２】
エジェクタピン孔にエジェクタピンを摺動させて成形品を突き出すアルミニウム合金製射出成形用金型において、
前記エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設し、前記耐摩耗性部材の外周部側面を成形面である上面から下面方向に広がるテ−パ形状とし、該側面を覆うように硬質アルマイト被膜を施したことを特徴とするアルミニウム合金製射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金製の射出成形用金型に係り、詳しくは、エジェクタピンの摺動による摩耗に対する耐久性を向上させたアルミニウム合金製の射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金型の低コスト化や金型の製作期間の短縮の要求に応えるために、プラスチック成形用にアルミニウム合金を用いた射出成形用金型が実用化されつつある。しかしながら、アルミニウム合金材は、最も強度の強いＪＩＳ−Ａ７０７５であっても、通常射出成形用金型に用いられる鋼材と比較すると強度が弱く、耐久性に乏しく、したがって、金型の寿命が短いという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば特公昭５９−３５７７０号公報や特開昭６３−２６４３１９号公報に記載されたもののように、金型の一部の表面に硬質アルマイト被膜を施したものが報告されている。
特公昭５９−３５７７０号公報に記載された金型は、固定部２の流れ口11、通孔12、湯溜り13の上半部13´およびキャビティ19、20の上面部17´、18´、19´、20´、並びに、可動部３の湯溜り13の下半部13″、ゲ−ト17、18およびキャビティ19、20の内面にそれぞれ約２００μｍ厚の硬質アルマイトを施すことで、耐摩耗性を向上させて相当数のショット数に耐えうるようにしたものである。
【０００４】
また、特開昭６３−２６４３１９号公報に記載された金型は、ガイドピン孔９′、セットピン孔１１′、リタンピン孔１２′および押し出しピン孔１３′、１４′、１５′のそれぞれの内面にアルマイト加工を施すことで、インジェクション金型１を開閉するとき、各ピンがそれぞれのピン孔に繰り返し出入摺動しても各ピン孔の摩滅を最小減に留め、金型の寿命を延ばしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアルミニウム合金製の射出成形用金型にあっては、一般的に硬質アルマイト被膜は面状に広がったところでは優れた耐摩耗性を発揮するが、エッジ部では被膜処理により溶解し脆くなってしまうため、エッジ部における耐摩耗性を確保するのが困難であり、特にエジェクタピン孔の突き出し側出口部のエッジはエジェクタピンの摺動により摩耗が激しくなる、あるいは破損してしまうといった問題を残していた。
【０００６】
そこで、本発明は、エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設することにより、エジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の激しい摩耗および破損を防止して耐久性を向上させた寿命の長いアルミニウム合金製成形用金型を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エジェクタピン孔にエジェクタピンを摺動させて成形品を突き出すアルミニウム合金製射出成形用金型において、前記エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設し、前記耐摩耗性部材の外周部の成形面である上面から下面方向に段差または切欠きを設け、該段差または切欠きを覆うように硬質アルマイト被膜を施したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明では、エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設するので、エジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の激しい摩耗および破損を防止することができる。したがって、金型の耐久性を向上させ、寿命の長い射出成形用金型を提供することができる。
さらに、段差または切欠き部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材を強固に固定することができる。
請求項２記載の発明は、エジェクタピン孔にエジェクタピンを摺動させて成形品を突き出すアルミニウム合金製射出成形用金型において、前記エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設し、前記耐摩耗性部材の外周部側面を成形面である上面から下面方向に広がるテ−パ形状とし、該側面を覆うように硬質アルマイト被膜を施したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設するので、エジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の激しい摩耗および破損を防止することができる。したがって、金型の耐久性を向上させ、寿命の長い射出成形用金型を提供することができる。
さらに、テ−パ形状部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材を強固に固定することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図１２は本発明に係るアルミニウム合金製の射出成形用金型の好ましい実施の形態を示す図である。
図１は本発明に係る射出成形金型の一例を示す要部断面図である。図１において、１はアルミニウム合金製の金型本体、２は円柱状のエジェクタピン、３は金型本体１のエジェクタピン孔であり、エジェクタピン孔３の出口部には円筒状の耐摩耗性部材５が挿設されている。
【００２３】
金型本体１の上面１ａ、耐摩耗性部材５の上面５ａおよびエジェクタピンの先端２ａは成形面を形成しており、エジェクタピン２を耐摩耗性部材５に摺動させて図中上方向に成形品を突き出すようになっている。
耐摩耗性部材５とエジェクタピン２との間のクリアランスは２０μｍ以下であればよい。射出成形時に耐摩耗性部材５とエジェクタピン２とのすきまから樹脂が漏れるのを防止するためである。エジェクタピン孔３の孔径は耐摩耗性部材５の孔径よりも大きく、エジェクタピン２とは非接触となっている。
【００２４】
また、耐摩耗性部材５としては、例えば高マンガン鋼、ハードフィールド鋼、ダイス鋼等の耐摩耗性合金、タングステンカーバイド、アルミニウムナイトライド、アルミナ、ジルコニア等のセラミック、タングステンカーバイド−コバルト合金、タンタルカーバイド−コバルト合金、チタンカーバイド−コバルト合金、サーメット等の金属−セラミック合金が好適である。ただし、これらに限るものではない。
【００２５】
また、耐摩耗性部材５は冷やしばめによって金型本体１に挿入されているが、耐摩耗性部材５の挿設方法はこれに限るものではなく、例えばボルト締めにより固定してもよい。
このように、エジェクタピン孔３の突き出し側出口部に耐摩耗性部材５を挿設するので、エジェクタピン孔３の突き出し側出口部のエジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の摩耗および破損を防止することができる。したがって、金型の耐久性を向上させ、寿命の長い成形用金型を提供することができる。また、エジェクタピン孔３の孔径を耐摩耗性部材５の孔径より大きくし、前記耐摩耗性部材をエジェクタピンに摺動させるので、金型本体のエジェクタピン孔とエジェクタピンとを非接触とすることができ、エジェクタピン孔の摩耗を防止することができる。
【００２６】
なお、図１ではエジェクタピン２は円柱状のものとし、これに合わせ耐摩耗性部材５の形状を円筒状にしたが、これらの形状はこれに限るものではなく、エジェクタピン２と耐摩耗性部材とのクリアランスが２０μｍ以下に保たれ、互いに良好な摺動が得られるものであればよいことはいうまでもない。
図２は本発明に係る射出成形金型の他の例を示す要部断面図である。図２に示すように、アルミニウム合金製の金型本体１１は、その表面に硬質アルマイト被膜１４が施されており、エジェクタピン孔１３の出口部には硬質アルマイト膜１４を介して円筒状の耐摩耗性部材１５が挿設されている。
【００２７】
金型本体１１の上面１１ａ、耐摩耗性部材１５の上面１５ａおよびエジェクタピン１２の先端１２ａは成形面を形成しており、円柱状のエジェクタピン１２を耐摩耗性部材１５に摺動して図中上方向に成形品を突き出すようになっている。
耐摩耗性部材１５とエジェクタピン１２との間のクリアランスは２０μｍ以下であり、エジェクタピン孔１３の孔径は耐摩耗性部材１５の孔径よりも大きく、エジェクタピン１２とは非接触となっている。
【００２８】
図３も本発明に係る射出成形金型の他の例を示す要部断面図である。図３に示すように、エジェクタピン孔２３の出口部に円筒状の耐摩耗性部材２５を挿設し、耐摩耗性部材２５の上面および孔面にマスキングをしてアルミニウム合金製の金型本体２１の表面に硬質アルマイト被膜２４を施したものである。
金型本体２１の上面２１ａ、耐摩耗性部材２５の上面２５ａおよびエジェクタピン２２の先端２２ａは成形面を形成しており、円柱状のエジェクタピン２２を耐摩耗性部材２５に摺動して図中上方向に成形品を突き出すようになっている。
【００２９】
耐摩耗性部材２５とエジェクタピン２２との間のクリアランスは２０μｍ以下であり、エジェクタピン孔２３の孔径は耐摩耗性部材２５の孔径よりも大きく、エジェクタピン２２とは非接触となっている。
図４は図３に示された金型２１の硬質アルマイト被膜２４形成前の状態を示す図であり、図４（ａ）はその要部断面図であり、図４（ｂ）はそのＡ部拡大断面図である。耐摩耗性部材５を金型２１に挿設後に硬質アルマイト被膜２４を施す場合には、被膜処理による膜厚の寸法変化を考慮に入れておく必要がある。一般に膜厚の寸法変化は被処理材によって決まっており、膜厚寸法の１／３〜１／２であることが知られている。例えば７０７５材の場合には膜厚変化は１／２である。
【００３０】
このため、予めこの膜厚変化を考慮して図４（ｂ）中に示される耐摩耗性部材２５の上面（成形面）２５ａと金型２１の上面２１ａとのギャップＬ１を設計しておけば、容易に耐摩耗性部材２５の上面２５ａおよびエジェクタピン２２の先端２２ａと同一レベルの硬質アルマイト被膜２４の上面２４ａ（成形面）が得られ、被膜処理後に機械加工等の追加工を行うことなく平面出しを行うことができる。例えば、被処理材が７０７５材の場合には、図中Ｌ１の２倍の膜厚を考慮して被膜処理を行うことで良好な成形面を得ることができる。なお、機械加工等により硬質アルマイト被膜２４の成形面を得たとしても金型の耐久性に何等影響を与えるものではないことはいうまでもない。
【００３１】
図５に示された従来の金型は、エジェクタピン孔３３を含む金型本体３１の表面を硬質アルマイト被膜３４より覆い、金型の耐久性を向上させたものであるが、それでも特にエジェクタピン孔の出口部のエッジが破損されてしまっていた。これに対し、図２および図３に示された金型は、特に摩耗が激しく破損しやすいエジェクタピン孔１３、２３の出口部に耐摩耗性部材１５、２５を挿設したので、図１に示された金型と同じ効果が得られ、一層金型の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
図６は図３に示された金型の変形例を示す図であり、図６（ａ）はその要部断面図であり、図６（ｂ）はそのＣ部拡大断面図である。図６に示すように、耐摩耗性部材４５の外周部には成形面である上面から下面方向に段差が設けられており、この段差を覆うように硬質アルマイト被膜４４が施されている。また、図７は硬質アルマイト被膜４４形成前の状態を示す図であり、皮膜処理時の膜厚変化を考慮して耐摩耗性部材４５の上面（成形面）４５ａと金型２１の上面２１ａとのギャップＬ２が設計されている。このため、例えば耐摩耗性部材４５をボルト締めで固定したり、冷やしばめで固定したりする必要がなく、手間をかけず容易に耐摩耗性部材４５を固定することができる。また段差部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材４５を強固に固定することができる。
【００３３】
図８も図３に示された金型の変形例を示す図であり、図８（ａ）はその要部断面図であり、図６（ｂ）はそのＤ部拡大断面図である。図８に示すように、耐摩耗性部材５５の外周側面を成形面である上面から下面方向に広げたテ−パ形状としたものであり、このテ−パ部分を覆うように硬質アルマイト被膜５４が施されている。また、図９は硬質アルマイト被膜５４形成前の状態を示す図であり、皮膜処理時の膜厚変化を考慮して耐摩耗性部材５５の上面（成形面）４５ａと金型２１の上面２１ａとのギャップＬ３が設計されている。このため、例えば耐摩耗性部材５５をボルト締めで固定したり、冷やしばめで固定したりする必要がなく、手間をかけず容易に耐摩耗性部材５５を固定することができる。また、テ−パ形状部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材を強固に固定することができる。
【００３４】
図１０は図１に示された金型の変形例を示す図であり、図１０（ａ）はその要部断面図であり、図１０（ｂ）はエジェクタピン６２の構成を示す図である。図１０（ａ）に示すように、耐摩耗性部材６５の内孔を突き出し方向に広がるテーパ形状とするとともに、エジェクタピン６２の先端部を突き出し方向に広がるテーパ形状としたものである。また、射出成形時に耐摩耗性部材６５とエジェクタピン６２とのすきまから樹脂が漏れないよう、耐摩耗性部材６５の内孔とエジェクタピン６２の突き出し側先端部の外周との間のクリアランスは成形面において２０μｍ以下となっている。
【００３５】
このため、成形品の突き出し時に耐摩耗性部材６５にエジェクタピン６２が摺動せずに、あるいは摺動面を極力少なくして成形品を突き出すことができる。したがって、金型の耐久性を一層向上させることができる。また、成形時にエジェクタピン孔とエジェクタピンとの間から樹脂が漏れるのを防止することができるとともに、互いのテーパ形状が案内となりエジェクタピン６５を正確に位置決めすることができる。
【００３６】
また、図１０（ｂ）に示すように、エジェクタピン６２を先端部６２ａと長尺部６２ｂとから構成し、ねじ締結等により結合するとよい。この場合、高精度な先端部６２ａを容易に得ることができる。また、長尺部６２ｂはそれほど精度を必要としないので、低コスト化を図ることができる。
図１１も図１に示された金型の変形例を示す要部断面図である。図１１に示すように、耐摩耗性部材７５の内孔を突き出し方向に広がるＲ形状とするとともに、エジェクタピン７２の先端部を突き出し方向に広がるＲ形状としたものである。また、射出成形時に耐摩耗性部材７５とエジェクタピン７２とのすきまから樹脂が漏れないよう、耐摩耗性部材７５の内孔とエジェクタピン７２の突き出し側先端部の外周との間のクリアランスは成形面において２０μｍ以下となっている。
【００３７】
このため、成形品の突き出し時に耐摩耗性部材７５にエジェクタピン７２が摺動せずに、あるいは極力摺動面を少なくして成形品を突き出すことができる。したがって、金型の耐久性を一層向上させることができる。また、成形時にエジェクタピン孔とエジェクタピンとの間から樹脂が漏れるのを防止することができるとともに、互いのＲ形状が案内となりエジェクタピン７５を正確に位置決めすることができる。また、図１０（ｂ）に示されたエジェクタピン６２と同様に、エジェクタピン７２の先端部を分離して加工することもできる。
【００３８】
図１２は図１に示された金型１の変形例を示す要部断面図である。図１２に示すように、エジェクタピン８２はフランジ状の先端部を有し、その外周面を円筒状の耐摩耗性部材５の内孔に摺動させて成形品を突き出すようになっている。また、射出成形時に耐摩耗性部材５とエジェクタピン８２とのすきまから樹脂が漏れないよう、耐摩耗性部材５の内孔とエジェクタピン７２の突き出し側先端部の外周との間のクリアランスは成形面において２０μｍ以下となっている。
【００３９】
このため、成形品の突き出し時に耐摩耗性部材とエジェクタピンとの摺動面を極力少なくして成形品を突き出すことができる。したがって、金型の耐久性を一層向上させることができる。
なお、先端部の形状はフランジ状に限るものではなく、例えば、先端（成形面）から図中下方向にしだいに径が細くなるように構成してもよい。また、先端部以外のエジェクタピンの外径は先端部の外径よりも１００μｍ以上小さければ、十分に金型１と非接触が保たれる。
【００４０】
このように、本発明の実施の形態では、エジェクタピン孔の出口部に耐摩耗性部材を設け、この耐摩耗性部材にエジェクタピンを摺動させて成形品を突き出すので、エジェクタピン孔出口部の耐摩耗性を飛躍的に向上させることができ、耐久性に優れた寿命の長いアルミニウム合金製の射出成形用金型を提供することができる。これにより、低コスト化および金型製造期間短縮化等のアルミニウム合金製の金型のメリットを十分に引き出すことができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設するので、エジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の摩耗および破損を防止することができる。したがって、金型の耐久性を向上させた寿命の長い成形用金型を提供することができる。
さらに、段差または切欠き部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材を強固に固定することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、エジェクタピン孔の突き出し側出口部に耐摩耗性部材を挿設するので、エジェクタピンの摺動によるエジェクタピン孔の突き出し側出口部の摩耗および破損を防止することができる。したがって、金型の耐久性を向上させた寿命の長い成形用金型を提供することができる。
さらに、テ−パ形状部分に厚い被膜層を形成することができるので、耐摩耗性部材を強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る射出成形金型の一例を示す要部断面図である。
【図２】  本発明に係る射出成形金型の他の例を示す要部断面図である。
【図３】  本発明に係る射出成形金型の他の例を示す要部断面図である。
【図４】  図３に示された金型の硬質アルマイト被膜２４形成前の状態を示す図であり、図４（ａ）はその要部断面図であり、図４（ｂ）はそのＡ部拡大断面図である。
【図５】  従来の射出成形用金型の一例を示す図であり、図５（ａ）はその要部断面図であり、図４（ｂ）はそのＢ部拡大断面図である。
【図６】  図３に示された金型の変形例を示す図であり、図６（ａ）はその要部断面図であり、図６（ｂ）はそのＣ部拡大断面図である。
【図７】  図６に示された金型の硬質アルマイト被膜４４形成前の状態を示す図であり、図４（ａ）はその要部断面図であり、図４（ｂ）はそのＣ部拡大断面図である。
【図８】  図３に示された金型の変形例を示す図であり、図８（ａ）はその要部断面図であり、図８（ｂ）はそのＤ部拡大断面図である。
【図９】  図８に示された金型の硬質アルマイト被膜５４形成前の状態を示す図であり、図９（ａ）はその要部断面図であり、図９（ｂ）はそのＤ部拡大断面図である。
【図１０】  図１に示された金型の変形例を示す図であり、図１０（ａ）はその要部断面図であり、図１０（ｂ）はエジェクタピン６２の構成を示す図である。
【図１１】  図１に示された金型の変形例を示す要部断面図である。
【図１２】  図１に示された金型の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１  アルミ合金製金型本体
１ａ、２ａ、５ａ、１２ａ、１４ａ、１５ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、３２ａ、３４ａ  成形面
２、１２、２２、３２、６２、７２  エジェクタピン
３、１３、２３  エジェクタピン孔
５、１５、２５、４５、５５、６５、７５  耐摩耗性部材
１４、２４、３４、４４、５４  硬質アルマイト被膜
【図１】
0003640731.tif 000002
【図２】
0003640731.tif 000003
【図３】
0003640731.tif 000004
【図４】
0003640731.tif 000005
【図５】
0003640731.tif 000006
【図６】
0003640731.tif 000007
【図７】
0003640731.tif 000008
【図８】
0003640731.tif 000009
【図９】
0003640731.tif 000010
【図１０】
0003640731.tif 000011
【図１１】
0003640731.tif 000012
【図１２】
0003640731.tif 000013