(57)【要約】【課題】ホットチップの後端入口がホットチップの軸線方向に垂直な面で、マニホールドの出口に接続し、マニホールドの入口が成形機ノズルに接続したホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置において、マニホールドとホットチップの熱膨張の問題をなくし、かつ、マニホールドとホットチップの隙間から溶融金属が漏れない金属成形金型装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】ブリッジ状の固定用ブロック２０の両脚部分１８を固定側型板３に固定し、梁部分１９でマニホールド１２の出口１３をホットチップ６の後端入口８に押し付ける。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側型板を貫通するホットチップの先端出口が金型の形成するキャビティに接続し、ホットチップの後端入口がホットチップの軸線方向に垂直な面で、固定側型板と金型取付板の間に作られた空間を走行するマニホールドの出口に接続し、マニホールドの入口が成形機ノズルに接続したホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置において、ブリッジ状の固定用ブロックの両脚部分を固定側型板に固定し、梁部分でマニホールドの出口をホットチップの後端入口に押し付ける金属成形金型装置。
【請求項２】
ブリッジ状の固定用ブロックの梁部分に対向する金型取付板に固定用ブロック規制面を設け、金属成形金型の昇温前の常温時において、固定用ブロックの梁部分と固定用ブロック規制面との間にクリアランスを設けた請求項１に記載の金属成形金型装置。
【請求項３】
ブリッジ状の固定用ブロックの梁部分が最大にたわんだ時に発生する梁部分の最大せん断応力が、固定用ブロックを構成する硬鋼の一般的許容せん断応力［９．６〜１４．４ｋｇ／ｍｍ２］以下になるように梁部分の長さおよび梁部分の断面における高さを選んだ請求項１に記載の金属成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属をホットランナーと呼ばれる鋳造方法により成形する金属成形金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的なホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置は、図３のパーティング面を閉じた状態における一部側断面図に示すように、可動側型板１に組み込まれた入子２と固定側型板３に組み込まれた入子４との間に形成されたキャビティ５に、固定側型板３、入子４を貫通するホットチップ６の先端出口７が接続し、ホットチップ６の後端入口８はホットチップ６の軸線方向に垂直な面で、固定側型板３と金型取付板９の間に介在するマニホールドプレート１０によって作られた空間１１を走行するマニホールド１２の出口１３に金属パッキング等を介して接続し、マニホールド１２の入口１４は成形機ノズル１５に接続している。
【０００３】
また、固定側型板３と金型取付板９との間に作られた空間１１にマニホールド１２を断熱的に支持するために、マニホールド１２と金型取付板９との間に断熱パッドとしての働きをするマニホールドリング１６が挟まれ、マニホールド１２およびホットチップ６にはそこを通る溶融金属の溶融状態を維持するために内部ヒーターが埋め込まれている。
【０００４】
なお、上記の入子２と入子４との間に形成されたキャビティ５と同様なキャビティが必要に応じた個数、固定側型板３と可動側型板１の間に形成されている。
【０００５】
上記構成の金属成形金型装置により、ホットランナー鋳造方法で金属成形する場合、マニホールド１２およびホットチップ６は内部を通過する溶融金属が固化しないように、内部ヒーターにより高温に保たれているため、その周りの金型取付板９、固定側型板３、可動側型板１等、溶融金属を固化させる金型との間に大きな温度差が生じ、この温度差により、マニホールド１２およびホットチップ６は金型取付板９、固定側型板３、可動側型板１等の溶融金属を固化させる金型よりも大きく熱膨張する。
【０００６】
一方、従来の金属成形金型装置は、マニホールド１２およびホットチップ６の熱膨張を考慮して、金属成形金型の昇温前の常温時においては、前記図３に示す一般的な金属成形金型装置の一部詳細側断面図を示す図４の（ａ）のように、マニホールド１２とホットチップ６との間にはクリアランスｄを、マニホールド１２とマニホールドリング１６との間にはクリアランスｅをそれぞれ設け、金属成形金型の昇温後の高温時においては、同じく前記図３の金属成形金型装置の一部側断面図の一部詳細側断面図である図４の（ｂ）に示すように、マニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄおよびマニホールド１２とマニホールドリング１６との間のクリアランスｅが熱膨張によってゼロになるように設定している。
【０００７】
しかしながら、金属成形金型の昇温後の高温時においては、マニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄはゼロになっても、金属成形金型の昇温工程の途中においては、まだ、完全に、マニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄがゼロにはならない時間があるため、マニホールド１２およびホットチップ６を流れる溶融金属がマニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄから漏れるという問題があった。
【０００８】
上記問題を解決するために、金属成形金型の昇温前の常温時から、マニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄをなくして、溶融金属がマニホールド１２とホットチップ６との間のクリアランスｄから漏れることを防止することも考えられるが、マニホールド１２とホットチップ６が熱膨張を繰り返す内に、ホットチップ６、マニホールド１２、マニホールドリング１６と伝わった熱膨張力がマニホールドリング１６に当接した金型取付板９の当接面に座グリが生じることになり、その座グリにより、クリアランスｄがゼロである筈のホットチップ６とマニホールド１２の間に隙間が生じることになり、やはり、マニホールド１２およびホットチップ６を流れる溶融金属がマニホールド１２とホットチップ６の隙間から漏れるという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、上記従来の金属成形金型装置においては、マニホールドおよびホットチップの熱膨張による破損等の問題をなくするため、金属成形金型の昇温前の常温時において、マニホールドとホットチップとの間にクリアランスｄを設け、金属成形金型の昇温後の高温時において、マニホールドとホットチップとの間のクリアランスｄをゼロにする方法が考えられるが、金属成形金型の昇温工程の途中においては、まだ、完全に、マニホールドとホットチップとの間のクリアランスｄがゼロにはならないため、マニホールドおよびホットチップを流れる溶融金属がマニホールドとホットチップとの間のクリアランスｄから漏れるという問題があり、また、金属成形金型の昇温前の常温時からマニホールドとホットチップとの間のクリアランスｄをゼロにする方法は、マニホールドとホットチップの熱膨張を繰り返す内に、ホットチップ、マニホールド、マニホールドリングと伝わった熱膨張力により金型取付板に座グリが生じることになり、その座グリによりホットチップとマニホールドの間に隙間が生じることになり、やはり、マニホールドおよびホットチップを流れる溶融金属がマニホールドとホットチップの隙間から漏れるという問題があった。
【００１０】
本発明はマニホールドとホットチップの熱膨張の問題をなくし、かつ、マニホールドとホットチップの隙間から溶融金属が漏れない金属成形金型装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、固定側型板を貫通するホットチップの先端出口が金型の形成するキャビティに接続し、ホットチップの後端入口がホットチップの軸線方向に垂直な面で、固定側型板と金型取付板の間に作られた空間を走行するマニホールドの出口に接続し、マニホールドの入口が成形機ノズルに接続したホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置において、ブリッジ状の固定用ブロックの両脚部分を固定側型板に固定し、梁部分でマニホールドの出口をホットチップの後端入口に押し付ける金属成形金型装置であり、マニホールドとホットチップの熱膨張の問題がなくなり、かつ、マニホールドとホットチップの隙間から溶融金属が漏れることもなくなるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、固定側型板を貫通するホットチップの先端出口が金型の形成するキャビティに接続し、ホットチップの後端入口がホットチップの軸線方向に垂直な面で、固定側型板と金型取付板の間に作られた空間を走行するマニホールドの出口に接続し、マニホールドの入口が成形機ノズルに接続したホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置において、ブリッジ状の固定用ブロックの両脚部分を固定側型板に固定し、梁部分でマニホールドの出口をホットチップの後端入口に押し付ける金属成形金型装置であり、ブリッジ状の固定用ブロックの梁部分でマニホールドの出口をホットチップの後端入口に押し付けることにより、マニホールドの出口とホットチップの後端入口は常時接触状態に保持され、マニホールドとホットチップの熱膨張をブリッジ状の固定用ブロックの梁部分のたわみで吸収するという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、ブリッジ状の固定用ブロックの梁部分に対向する金型取付板に固定用ブロック規制面を設け、金属成形金型の昇温前の常温時において、固定用ブロックの梁部分と固定用ブロック規制面との間にクリアランスを設けた請求項１に記載の金属成形金型装置であり、金属成形金型の昇温前の常温時において、固定用ブロックの梁部分と固定用ブロック規制面との間にクリアランスを設けたことにより、そのクリアランスが金属成形金型の昇温途中および金属成形金型の昇温後における梁部分のたわみを吸収するという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、ブリッジ状の固定用ブロックの梁部分が最大にたわんだ時に発生する梁部分の最大せん断応力が、固定用ブロックを構成する硬鋼の一般的許容せん断応力［９．６〜１４．４ｋｇ／ｍｍ２］以下になるように梁部分の長さおよび梁部分の断面における高さを選んだ請求項１に記載の金属成形金型装置であり、梁部分の最大せん断応力が、固定用ブロックを構成する硬鋼の一般的許容せん断応力［９．６〜１４．４ｋｇ／ｍｍ２］以下になるように梁部分の長さおよび梁部分の断面における高さを選ぶことにより、梁部分が破損することがなくなるという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１の（ａ）は前記図３に示す従来の一般的な金属成形金型装置を改良した部分の本発明の実施の形態における一部詳細側断面図、図１の（ｂ）は図１の（ａ）の一部斜視図であり、固定側型板３を貫通するホットチップ６の先端出口７が金型の形成するキャビティに接続し、ホットチップ６の後端入口８がホットチップ６の軸線方向に垂直な面で、固定側型板３と金型取付板９の間に介在するマニホールドプレート１０によって作られた空間１１を走行するマニホールド１２の出口１３に金属パッキング等を介して接続し、マニホールド１２の入口が成形機ノズルに接続しており、マニホールド１２とホットチップ６との間は、ビス１７によって両脚部分１８が固定側型板３に固定され、梁部分１９がマニホールド１２の出口１３をホットチップ６の後端入口８に押し付ける硬鋼で構成されたブリッジ状の固定用ブロック２０によって常時接触状態に保持されている。
【００１７】
上記構成の金属成形金型装置によってホットランナー鋳造方法で金属成形する場合、まず、金属成形金型の昇温前の常温時において、図２の（ａ）の金型昇温前固定用ブロック状態図に示すように、ブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９によってマニホールド１２の出口１３がホットチップ６の後端入口８に押し付けられ両者は常時接触状態に保持されているため、マニホールド１２とホットチップ６との隙間から溶融金属が漏れるということはなくなる。また、この場合、固定用ブロック２０が設けられている空間１１の上面である金型取付板９の固定用ブロック規制面２１と固定用ブロック２０の梁部分１９の上面との間にはクリアランスｊが設けられている。
【００１８】
次に、金属成形金型の昇温途中においては、図２の（ｂ）の金型昇温途中固定用ブロック状態図に示すように、マニホールド１２およびホットチップ６と固定用ブロック２０との熱膨張差により大きく膨張したマニホールド１２およびホットチップ６が固定用ブロック２０の梁部分１９を強く押圧し、梁部分１９にたわみｋが発生して、固定用ブロック２０の梁部分１９の中央部分が金型取付板９の固定用ブロック規制面２１と接触する。そして、その時、マニホールド１２およびホットチップ６の熱膨張は梁部分１９のたわみｋにより逃がされることになる。この場合もブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９によってマニホールド１２の出口１３がホットチップ６の後端入口８に押し付けられている状態は変らないので、両者は常時接触状態に保持され、マニホールド１２とホットチップ６との隙間から溶融金属が漏れるということはない。
【００１９】
次に、金属成形金型の昇温後においては、図２の（ｃ）の金型昇温後固定用ブロック状態図に示すように、マニホールド１２およびホットチップ６の熱膨張による、固定用ブロック２０の梁部分１９に発生するたわみｋの全てが、金型取付板９の固定用ブロック規制面２１と固定用ブロック２０の梁部分１９の上面との間のクリアランスｊによって吸収され、固定用ブロック２０の梁部分１９の全体が金型取付板９の固定用ブロック規制面２１と接触し、クリアランスｊがなくなる。なお、固定用ブロック２０の梁部分１９のたわみ状態はホットチップ６からの溶融金属の射出時に発生する成形力Ｉによって保持される。この場合もブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９によってマニホールド１２の出口１３がホットチップ６の後端入口８に押し付けられている状態は変らないので、両者は常時接触状態に保持され、マニホールド１２とホットチップ６との隙間から溶融金属が漏れるということはない。
【００２０】
なお、上記の場合、ブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９のたわみｋによる破損を防止するための梁部分１９の長さＯおよび梁部分１９の断面における高さｎ等の設計は、以下の、一般的に知られる両端固定ばりのたわみ計算式で算出したブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９の中心に発生するせん断力の値から可能である。
【００２１】
2004050199.tif 000003
ただし、ｋ＝最大たわみ量、Ｅ＝ヤング率、Ｉ＝二次断面モーメント＝ｍ×ｎ３／１２、Ｏ＝梁部分１９の長さ、ｍ＝梁部分１９の断面における幅、ｎ＝梁部分１９の断面における高さである。
【００２２】
上記の式によって算出された最大せん断応力が、ブリッジ状の固定用ブロック２０を構成する硬鋼の一般的許容せん断応力［９．６〜１４．４ｋｇ／ｍｍ２］以下になるように梁部分１９の長さＯおよび梁部分１９の断面における高さｎを選ぶことにより、硬鋼で構成された固定用ブロック２０の設計が可能となる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態における金属成形金型によれば、ブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９によりマニホールド１２の出口１３がホットチップ６の後端入口８に押し付けられ、両者は常時接触状態に保持されているため、マニホールド１２およびホットチップ６を流れる溶融金属がマニホールド１２とホットチップ６との接続箇所から漏れるということがなく、また、金属成形金型の昇温時に、マニホールド１２およびホットチップ６と固定用ブロック２０との間の温度差に基づく、マニホールド１２およびホットチップ６の熱膨張を、ブリッジ状の固定用ブロック２０の梁部分１９のたわみｋにより吸収し、さらに、その梁部分１９のたわみｋを金型取付板９の固定用ブロック規制面２１と固定用ブロック２０の梁部分１９の上面との間に設けたクリアランスｊにより吸収してマニホールド１２およびホットチップ６の熱膨張の影響をなくし、また、ブリッジ状の固定用ブロック２０を硬鋼で構成した場合、梁部分１９のたわみｋが最大になった時の梁部分１９の最大せん断応力が硬鋼の一般的許容せん断応力［９．６〜１４．４ｋｇ／ｍｍ２］以下になるように梁部分１９の長さＯおよび梁部分１９の断面における高さｎを選ぶことにより、固定用ブロック２０の破損を防止することができるものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の金属成形金型装置によれば、金属成形金型の昇温時において、内部を通過する溶融金属がマニホールドおよびホットチップの接続箇所から漏れるということがなく、また、固定用ブロックとマニホールドおよびホットチップの間の温度差によるマニホールドおよびホットチップの熱膨張の影響をなくするという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態における金属成形金型装置の一部詳細側断面図
（ｂ）図１の（ａ）の一部斜視図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態における金属成形金型装置の金型昇温前固定用ブロック状態図
（ｂ）本発明の実施の形態における金属成形金型装置の金型昇温途中固定用ブロック状態図
（ｃ）本発明の実施の形態における金属成形金型装置の金型昇温後固定用ブロック状態図
【図３】従来の一般的なホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置の一部側断面図
【図４】（ａ）従来の一般的なホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置の昇温前の常温時における一部詳細側断面図
（ｂ）従来の一般的なホットランナー鋳造方法の金属成形金型装置の昇温後の高温時における一部詳細側断面図
【符号の説明】
１　可動側型板
２，４　入子
３　固定側型板
５　キャビティ
６　ホットチップ
７　先端出口
８　後端入口
９　金型取付板
１０　マニホールドプレート
１１　空間
１２　マニホールド
１３　出口
１４　入口
１５　成形機ノズル
１６　マニホールドリング
１７　ビス
１８　両脚部分
１９　梁部分
２０　固定用ブロック
２１　固定用ブロック規制面
【図１】
2004050199.tif 000004
【図２】
2004050199.tif 000005
【図３】
2004050199.tif 000006
【図４】
2004050199.tif 000007