(57)【要約】【課題】プラスチックボンド磁石材料のように磨耗促進性の高い材料を用いる射出成形においても、量産性を高めることができるようにする。【解決手段】キャビティ内にホットランナーのバルブゲートを介してプラスチックボンド磁石の成形材料を供給することによりプラスチックボンド磁石成形品を成形する射出成形用金型であって、バルブゲートを構成するバルブピン１とバルブキャップ駒２の嵌合隙間間隔Ｌを、成形材料中の磁性粉の粒径よりも小さくした。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ内にホットランナーのバルブゲートを介してプラスチックボンド磁石の成形材料を供給することによりプラスチックボンド磁石成形品を成形する射出成形用金型であって、
前記バルブゲートを構成するバルブピンとバルブキャップ駒の嵌合隙間間隔を、前記成形材料中の磁性粉の粒径よりも小さくしたことを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記バルブピンと前記バルブキャップ駒の表面に、表面処理前後での寸法変化がない浸透性の表面処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記バルブピンと前記バルブキャップ駒の表面に、表面処理前後での寸法差のある表面コートタイプの表面処理を施し、前記バルブピンと前記バルブキャップ駒は、その径寸法が、前記表面処理の膜厚分だけ差し引いた寸法にあらかじめ加工されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プラスチックボンド磁石材料或いは繊維添加物を含有した合成樹脂材料を射出成形により成形する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックボンド磁石を射出成形するのに用いられる成形材料は、一般の合成樹脂と比較して硬度の高い磁性体粉末を含有している。更に、ホットランナーバルブゲート機構では、ゲート口近傍等のように樹脂流動断面が狭い箇所があるため、流動性が悪いプラスチックボンド磁石材料では、充填ピーク圧が増加する。上記の理由により、プラスチックボンド磁石を射出成形により製造する場合、射出成形用金型及びホットランナーゲート口近傍であるバルブピン及びバルブキャップ駒が磨耗しやすい。
【０００３】
このように、プラスチックボンド磁石材料を用いて、ホットランナーバルブゲート方式による射出成形を行う場合には、ゲート口近傍部位にあるバルブピン、バルブキャップ駒、及びキャビティのパーティングライン部の磨耗が激しく、バリ等の外観不良が発生しやすいため、量産性が乏しいとされてきた。
【０００４】
一方、合成樹脂材料のホットランナーバルブゲート方式による従来の射出成形用金型においては、特公平５−３３８８７号公報、特公平７−６７７１５号公報、特公平７−１０５４８号公報に開示されているように、ノズルのゲート口部に、ホットランナーバルブゲート本体に付属した形で、交換可能な弁座駒を有する構造をとっており、ノズルゲート口が損傷した場合に交換が可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示されているような射出成形用金型の場合、弁座駒を交換しようとすると、射出成形機から一旦射出成形用金型を降ろして分解し、ホットランナーバルブゲート一式を取り出し、ノズルゲート口部の弁座駒を交換するという作業が必要となる。通常の合成樹脂材料を使用する場合では、プラスチックボンド磁石材料を使用する場合と比較して磨耗が小さいため、ノズルゲート口部損傷による交換頻度は少ない。
【０００６】
これに対し、プラスチックボンド磁石材料の場合、磨耗が激しいため、頻繁にバルブピンやバルブキャップ駒の交換が必要となり、ライン稼働率の低下を招くとともに、バルブピン及びバルブキャップ駒のスペア費用がかさみ、プラスチックボンド磁石材料におけるホットランナーバルブゲート成形方式は、量産性に乏しい。
【０００７】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラスチックボンド磁石材料のように磨耗促進性の高い材料を用いる射出成形においても、量産性を高めることができるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形用金型は、キャビティ内にホットランナーのバルブゲートを介してプラスチックボンド磁石の成形材料を供給することによりプラスチックボンド磁石成形品を成形する射出成形用金型であって、前記バルブゲートを構成するバルブピンとバルブキャップ駒の嵌合隙間間隔を、前記成形材料中の磁性粉の粒径よりも小さくしたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明に係わる射出成形用金型において、前記バルブピンと前記バルブキャップ駒の表面に、表面処理前後での寸法変化がない浸透性の表面処理を施したことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係わる射出成形用金型において、前記バルブピンと前記バルブキャップ駒の表面に、表面処理前後での寸法差のある表面コートタイプの表面処理を施し、前記バルブピンと前記バルブキャップ駒は、その径寸法が、前記表面処理の膜厚分だけ差し引いた寸法にあらかじめ加工されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
まず、本実施形態で用いられる成形材料について説明する。
【００１３】
本実施形態で用いられるプラスチックボンド磁石材料としては、磁性体粉末として、Ｂａ系、Ｓｒ系のフェライト磁性体、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ系等の希土類磁性体、カーボニル鉄粉、その他の金属または合金粉末、軟磁性フェライトなど任意の磁性材料を１種、或は２種以上組み合わせて用い、これをバインダー材であるナイロンと混合・混錬する工程を経て、ペレット状の射出成形ボンド磁石コンパウンドとしたものが挙げられる。
【００１４】
さらに、次のようなものも挙げられる。機械的強化プラスチックス材料としては、高密度ポリエチレンにガラス繊維、グラファイト繊維、サファイヤ・ウイスカーなどの耐熱性のある材料を混ぜたものが挙げられる。また、熱硬化性樹脂では、有機繊維、木繊、アスベストなど多くの種類の材料が充填されているものがある。また、導電特性を有するプラスチックス材料ではベースレジンＰＯＭ・ＰＰＳに炭素（カーボン）繊維が充填されているものなどがある。
【００１５】
次に、本実施形態の金型の概略構成について説明する。
【００１６】
本実施形態の金型の基本的な全体構成は、すでに挙げた特公平５−３３８８７号公報、特公平７−６７７１５号公報、特公平７−１０５４８号公報に開示されているものと同様であるので、ここでは、本実施形態の特徴的な部分であるホットランナーのバルブゲート付近の構造についてのみ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係わる金型におけるホットランナーのバルブゲート付近の構造を示す側断面図である。また、図２は、図１のＡ部拡大図である。
【００１８】
図１及び図２において、固定型板４と可動型板５との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーのバルブゲート本体３を介して樹脂を供給することにより、プラスチックボンド磁石成形品を成形する。図１に示す射出成形金型において、ホットランナーのバルブゲート本体３を構成するバルブピン１とバルブキャップ駒２との嵌合部隙間をＬ、プラスチックボンド磁石の磁性粉の粒径（約１０〜２００μｍの歪形状）をＲとした場合、Ｌ　／Ｒ＜１に抑えることにより、プラスチックボンド磁石中の磁性粉が、バルブピン１とバルブキャップ駒２との嵌合部の隙間に入り込まなくなる。これによりバルブピン１とバルブキャップ駒２の耐久性が向上する。
【００１９】
また、金型の寿命を向上させる方法として、金型表面への硬化処理等が考えられるが、本実施形態では、表面処理前後での寸法変化が無い浸透タイプの表面処理を施すことにより、寸法精度出しを金型加工段階で保証し、また工程の迅速化を図る。
【００２０】
なお、表面コートタイプであれば、バルブピン１及びバルブキャップ駒２の径を、予め膜厚分差し引いた寸法に加工しておき、表面コートタイプの表面処理を施すことで同様の結果が得られるが、高い表面コート精度が要求される。
【００２１】
前述した浸透タイプの表面処理の場合、バルブピン１とバルブキャップ駒２に対して、厚さ方向の浸透深さが深いほど耐磨耗性で有利となる。
【００２２】
表面処理の深さは、求める耐久性、使用する磁性粉の硬度、形状等によって決まるものであるが、少なくとも０．１ｍｍ以上の深度に浸透しておけば初期の目的が達成されることもある。尚、浸透タイプの表面処理の例として、例えば、Ｉ．ＮＩＸ処理（日研工業株式会社）や窒化処理等が挙げられる。
【００２３】
この様にして、摺動性がよく、靭性が高く、表面硬度が高い等の特徴を有するプラスチックボンド磁石成形品の射出成形金型が得られる。
【００２４】
バルブピン１とバルブキャップ駒２の材質には、敢えて硬度差（バルブピン硬度＜バルブキャップ駒硬度）を設けている。部品コストが安くスペアとの交換も容易であるバルブピン側に比較的柔らかい材質を使用し、バルブキャップ駒側は長期間使用できうる材質を使用している。バルブゲート本体３のゲート口磨耗により成形品にバリが発生した場合、できる限りバルブピン１側を新品に交換することで、対応できる様にするためである。
【００２５】
仮に、バルブピン１がバルブキャップ駒２の穴径からずれて干渉する場合でも、バルブキャップ駒２側の破損を防ぐ役割も有する。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、バルブピン１及びバルブキャップ駒２の嵌合隙間の管理、及び表面処理仕様について、新規な工夫を施している。
【００２７】
次に、本実施形態の金型の具体的な実施例について説明する。
【００２８】
まず、プラスチックボンド磁石材料として、ＮｄＦｅＢ−ナイロン１２（磁性粉：約１０〜２００μｍの歪形状）を使用し、多数個取りホットランナーバルブゲート成形方式である射出成形用金型のゲート口部位を構成するバルブピン１とバルブキャップ駒２に硬度差を設けた。具体的には、バルブピン１には、ＳＫＨ５１：ＨＲＣ５８〜６１、バルブキャップ駒２には、ＨＡＰ５０：ＨＲＣ６６〜６８を採用した。
【００２９】
バルブピン１とバルブキャップ駒２へ、深さ０．３ｍｍ以上の浸透性タイプで寸法変化の無いＩ．ＮＩＸ表面処理を施し、バルブピン１とバルブキャップ駒２間の隙間寸法を１０μｍ以下にし、数μｍ以下の精度で管理した。
【００３０】
このような仕様の射出成形金型を用いてプラスチックボンド磁石成形品を成形し、ショット数に対する成形品ゲート口のバリ成長過程の計測を実施した。
【００３１】
その結果、多数個取りホットランナーバルブゲート方式の射出成形金型において、ゲート口磨耗により０．１ｍｍ高さ以上のバリが発生したキャビティーの耐久ショット数は、最低で約９万ショット、平均で約１３万ショット、最大で２０万ショットであった。
【００３２】
また、ある耐久ショット時点において、バルブゲート本体中のバルブピン１とバルブキャップ駒２間の隙間とゲート口バリ高さとの相関を調査したところ、約２０μｍ以上の隙間がある場合、１０００ｓｈｏｔ未満でゲート口磨耗による０．１ｍｍ高さ以上のバリが発生した。
【００３３】
以上のように、プラスチックボンド磁石材料の様に、射出口やゲートカット近傍にあるバルブピン１やバルブキャップ駒２の磨耗を促進しやすい材料を使用する場合、バルブピン１とバルブキャップ駒２の嵌合部隙間が約２０μｍでの耐久ショット数は、１，０００ショット未満であったのに対し、約１０μｍ以下での耐久ショット数は、１００，０００ショット以上と大幅に耐久ショット数が向上した。
【００３４】
その結果、定期的な金型ＰＭ点検期間（月単位：１０万ショット以上）での交換頻度で対応できうるようになり、長耐久による量産化が可能となった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プラスチックボンド磁石材料のように磨耗促進性の高い材料を用いる射出成形においても、量産性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる金型におけるホットランナーのバルブゲート付近の構造を示す側断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１　バルブピン
２　バルブキャップ駒
３　バルブゲート本体
４　固定型板
５　可動型板
【図１】
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【図２】
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