(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル先端（４）と対向し直接溶湯が当る位置に、耐熱性が高くノズル内径（ｄ）よりも大きい径を有する固定式ピン（５）を設け、前記ノズル先端（４）より射出される溶湯が直接当らない位置にエジェクターピン（６）を設け、前記固定式ピン（５）の直接溶湯が当る位置に、前記ノズル内径（ｄ）より大きい直径（Ｄ）であり、前記ノズル先端（４）を成形品から引き離す際の引張応力をσ、成形品キャビティ（３）内で形成される肉厚（δ）の成形品に掛かるせん断応力をτとし、τ＝０．７σのとき、深さ（ｈ）が
ｈ＞ｄ／２．８−δ
の関係を満たす凹部（８）を設けていることを特徴とする軽合金射出成形用ホットランナ金型。
【請求項２】
前記固定式ピン（５）が、Ｃｏ基耐熱合金またはセラミック材であることを特徴とする請求項１記載の軽合金射出成形用ホットランナ金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽合金を射出するための射出成形用ホットランナ金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軽合金射出成形用ホットランナ金型について、図３を参照して説明する。同図に示すように、射出成形用ホットランナ金型は、固定側金型１と可動側金型２とからなり、両金型１，２間には成形品キャビティ３が形成されている。固定側金型１には、ホットランナ用ノズルのノズル先端４が挿入され、可動側金型２には、前記ノズル先端４と対向した位置に、エジェクターピン６ａが挿入されるエジェクターピン穴７ａが形成されている。なお、エジェクターピン６ａはエジェクターピン穴７ａに摺動可能なクリアランスを有する寸法で製作されている。
【０００３】
次に、上記ホットランナ金型の動作について説明する。
【０００４】
金型を閉じた後、成形品キャビティ３内にノズル先端４より高温の溶融または半溶融軽合金（以下、溶湯という。）を射出し、成形品が冷却凝固した後、金型を開き、エジェクターピン６ａの押し出しにより成形品を突き出す。
【０００５】
軽合金射出成形用ホットランナ金型では、前記ノズル先端４とエジェクターピン６ａとの距離がコールドランナ金型よりも短い。また、エジェクターピン６ａは、金型と同じ材質とされている。
【０００６】
なお、ホットランナ金型には、ノズル先端４から直接、成形品キャビティ３内に溶湯を射出するダイレクトゲート式と、ランナに溶湯を射出するサブランナ式の２つのタイプがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の射出成形用ホットランナ金型は、以上のように構成されているので、ノズルから射出される溶湯が直接エジェクターピンに接触する。そのため、エジェクターピンが溶損したり、溶湯がエジェクターピン穴に浸入してエジェクターピンの作動不良を生じ、成形が困難となり、さらに金型寿命の低下を招くという問題があった。また、特にダイレクトゲート式の金型の場合、型開きの際、ホットランナ内の凝固層と冷却凝固された成形品をノズル先端のＡの位置（図３参照）において引張破断させる必要がある。しかし、成形品が薄肉の場合には、型開きの際の引張応力により成形品が変形する場合があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、金型の成形性と寿命を向上すると共に、型開きの際の成形品の変形を防止することができる軽合金射出成形用ホットランナ金型を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を次のようにして解決した。すなわち、本発明による軽合金射出成形用ホットランナ金型は、ノズル先端と対向し直接溶湯が当る位置に、耐熱性が高くノズル内径ｄよりも大きい径を有する固定式ピンを設け、ノズル先端より射出される溶湯が直接当らない位置にエジェクターピンを設け、固定式ピンの直接溶湯が当る位置に、ノズル内径ｄより大きい直径Ｄであり、ノズル先端を成形品から引き離す際の引張応力をσ、成形品キャビティ内で形成される肉厚δの成形品に掛かるせん断応力をτとし、τ＝０．７σのとき、深さｈが
ｈ＞ｄ／２．８−δ
の関係を満たす凹部を設けている。これによりエジェクターピンの溶損および溶湯のエジェクターピン穴への浸入を防ぐことができ、さらに、型開きの際に成形品の変形が起こらず、生産性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明による軽合金射出成形用ホットランナ金型の断面図である。
同図に示すように、射出成形用ホットランナ金型は、固定側金型１と可動側金型２とからなり、両金型１，２の間には成形品キャビティ３が形成されている。固定側金型１には、ホットランナ用ノズルのノズル先端４が挿入され、可動側金型２には、前記ノズル先端と対向した位置に耐熱性の高い材料、例えば、Ｃｏ基耐熱合金またはセラミック材である固定式で交換可能な固定式ピン５を設ける。
【００１３】
図１および図２に示すように、固定式ピン５の外径は、ノズル内径ｄよりも２〜２０ｍｍ大きくする。また、固定式ピン５から５〜５０ｍｍ離れた位置、すなわち、ノズル先端４より射出される溶湯が直接当らない位置に、エジェクターピン６が挿入されるエジェクターピン穴７が形成されている。なお、エジェクターピン６はエジェクターピン穴７に摺動可能なクリアランスを有する寸法で製作されている。
【００１４】
さらに、ノズル先端４を成形品から引き離す際の引張応力が成形品に掛かるせん断応力よりも大きい時、前記固定式ピン５のノズル先端４より直接溶湯が当るところに凹部８を設ける。
【００１５】
この凹部８の大きさは及び深さは、次のようにして決める。
【００１６】
図２に示すように、型開きの際に、ノズル先端４を成形品から引き離す際の引張応力が成形品キャビティ３内の成形品に掛かるせん断応力よりも小さければよいので、次の数式１が成り立つ。
【００１７】
【数１】
πｄ２σｄ／４＜πｄ（ｈ＋δ）τ
ここで、ｄは、ホットランナ用ノズルの内径、σは、ノズル先端を成形品から引き離す際の引張応力、ｈは、凹部の深さ、δは、成形品の肉厚、τは、キャビティ内の成形品に掛かるせん断応力である。
【００１８】
また、τ＝０．７σとすると、数式１は数式２となる。
【００１９】
【数２】
ｈ＞ｄ／２．８−δ
この数式２から凹部８の深さｈが求まる。なお、凹部８の内径Ｄは、ホットランナ用ノズルの内径ｄ以上の大きさが必要であり、かつホットランナ用ノズル内の未溶融材料を捕獲するためには、Ｄ≧ｄ＋１ｍｍの大きさを必要とする。
次に、上記ホットランナ金型の動作について説明する。
【００２０】
金型を閉じた後、成形品キャビティ３内にノズル先端４より溶湯を射出する。ノズル先端４より射出された溶湯は、直接、耐熱性の高い固定式ピン５に接触し、エジェクターピン６に接触することはない。これによりエジェクターピンの溶損および溶湯のエジェクターピン穴への浸入を防ぐことができる。
【００２１】
成形品が冷却凝固した後、金型を開き、エジェクターピン６の押し出しにより成形品を突き出す。ノズル先端４を成形品から引き離す際、ノズル先端４と対向し、直接溶湯が当るところに凹部８が設けてあるので、成形品キャビティ３に掛かるせん断応力の方が大きくなり、成形品が変形しない。
【００２２】
【実施例】
本発明の一実施例について説明する。
【００２３】
軽合金射出成形用ホットランナ金型（ダイレクトゲート式）を用いて、Ａ５サイズのパソコンケースを成形した。
【００２４】
図３に示す従来の金型では、約３，０００ショット時に、エジェクターピン６ａの損傷などが原因で、エジェクターピン６ａが摺動不能となり成形できなくなった。
【００２５】
これに対して、図１に示す本発明による金型では、ノズル先端４と対向し、直接溶湯が当る位置に、Ｃｏ基耐熱合金で製作した固定式ピン５を設置し、エジェクターピン６をノズル先端４より射出される溶湯が直接当らない位置に設けた結果、エジェクターピン６の溶損などが減少し、２００，０００ショットを超えても成形できた。
【００２６】
また、箱型（２００×１５０×１０ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ）をノズルの内径ｄ＝４ｍｍで成形した場合、成形品の肉厚のままの０．８ｍｍで凹部８を設けないで成形すると、型開きの際に変形が生じた。そこで、ノズル先端４と対向するところに凹部８を設け、この深さを０．３、０．５、０．７ｍｍと変更させると、０．５ｍｍまでは変形したが、０．７ｍｍでは、数式２の結果通り、変形しなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、エジェクターピンの溶損および溶湯のエジェクターピン穴への浸入を防ぐことができるので、成形性および金型の寿命が向上する。また、型開きの際に成形品の変形が起こらず、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による軽合金射出成形用ホットランナ金型の断面図である。
【図２】固定式ピンの凹部の寸法の説明図である。
【図３】従来の軽合金射出成形用ホットランナ金型の断面図である。
【符号の説明】
１  固定側金型
２  可動側金型
３  成形品キャビティ
４  ノズル先端
５  固定式ピン
６、６ａ  エジェクターピン
７、７ａ  エジェクターピン穴
８  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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