(57)【要約】【課題】製造工程を複雑にすることなく、金属材料選択の自由度が高く、且つ金属同士の焼き付きを考慮する必要がなく、金属成型体に雌ねじ部を安定して形成する事が可能な金型成型方法を提供する。【解決手段】先端側にタップ部３ａを備えた円柱状体３をあらかじめキャビティ５内に貫通させ、キャビティ５に充填した溶融金属６が固化した後にシャッター壁４を開き、円柱状体３と共にタップ部３ａを回転スラスト移動させて金属成型体６に雌ねじ部６ａを形成することで、金属成型体６と円柱状体３との間に焼き付きに起因して表面荒れが生じても、後のタップ部３ａによるタッピングにて削り取って焼き付きの影響を雌ねじ部６ａに与えない。【選択図】図１
2007289981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いて金属成型体を成型する金型成型方法であって、固定金型と可動金型とを型締めしてキャビティを形成し、前記可動金型と前記固定金型とを貫通して前記キャビティに円柱状体を挿入し、前記円柱状体の先端側に同軸心状に形成したタップ部を前記固定金型のタップ通過孔を挿通して前記固定金型の外側に配置し、前記タップ通過孔をシャッター壁で閉塞し、前記キャビティ内に溶融金属を充填し、前記溶融金属が固化して金属成型体を形成した後に、前記シャッター壁を開いて前記タップ通過孔を開放し、前記円柱状体とともに前記タップ部を軸心廻りに回転させつつ、前記タップ部を軸心方向で前記可動金型の側へ移動させて前記タップ部で前記金属成型体をタッピングし、前記金属成型体から前記可動金型を離型しつつ、前記金属成型体から前記タップ部を回転退避させて前記金属成型体に雌ねじ部を形成することを特徴とする金型成型方法。
【請求項２】
キャビティを形成する凹部を有する可動金型と、型締めにより前記可動金型の前記凹部の開口を閉塞する固定金型と、前記可動金型と前記キャビティと前記固定金型を貫通して配置する円柱状体と、前記円柱状体の先端側に同軸心状に形成したタップ部とを備え、前記可動金型は前記円柱状体を軸心廻りに回転自在に、かつ軸心方向へ移動自在に保持するとともに、前記円柱状体の軸心方向に沿う方向に移動して前記固定金型に当接・離間し、前記固定金型は前記円柱状体および前記タップ部を挿通するためのタップ通過孔を有し、前記固定金型の前記キャビティに臨む内面に前記タップ通過孔を開閉する一対のシャッター壁を配置し、両シャッター壁は前記固定金型の内面に沿う方向に移動して相互に当接・離間し、離間位置で前記タップ通過孔を開放し、当接位置で前記タップ通過孔を閉塞するとともに、双方の当接面間に前記円柱状体を挿通するための貫通孔を形成することを特徴とする成型用金型。
【請求項３】
前記キャビティに臨む前記シャッター壁の内面および前記固定金型の内面が同一平面上に位置することを特徴とする請求項２に記載の成型用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金型成型方法および成型用金型に関し、金型を用いて金属部品を成型する際に、成型工程の段階で金属部品に雌ねじ部を形成する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品は過酷な環境下で使用される需要が増大しており、その耐久性の向上が求められている。このため、これまで電子部品に多く使われていた樹脂製の射出成型部品に代わって金属部品が市場に参入してきており、この金属部品の形状においても様々な形態が求められてきている。
【０００３】
従来の金属部品の金型成型方法としては、成型金型のキャビティ内にあらかじめ中子をなす雄ねじ部を挿入し、成型用素材のマグネシウムをキャビティ内に充填して金属成型体を成型し、金型成型終了時に成型金型から金属成型体を離型させる際に、金属成型体から雄ねじ部を回転退避させることで金属成型体に空洞の雌ねじ部を形成するものがあった。
【０００４】
この従来の技術としては、例えば特許文献１に記載するものがある。図４は、特許文献１に記載された従来の金型成型方法を示すものである。図４において、１０１は固定金型、１０２は可動金型、１０３は円柱状体、１０３ａは雄ねじ部（中子）、１０５はキャビティ、１０６は成型用素材のマグネシウム（固化後は金属成型体）、１０６ａは雌ねじ部（空洞）をそれぞれ示している。
【０００５】
図４（ａ）に示すように、成型金型は固定金型１０１と可動金型１０２とを型締めしてキャビティ１０５を形成する。可動金型１０２は円柱状体１０３を回転自在に保持しており、円柱状体１０３の先端に設けた雄ねじ部１０３ａをキャビティ１０５内に収めている。
【０００６】
図４（ｂ）に示すように、可動金型１０２のキャビティ１０５内に加熱溶融したマグネシウム（固化後は金属成型体）１０６を注入口（図示せず）より注入充填する。
図４（ｃ）に示すように、キャビティ１０５内に充填されたマグネシウム１０６が所定の温度まで冷却されて固化した後に、マグネシウムの金属成型体１０６を離型させる。このとき、可動金型１０２を固定金型１０１から離間動作させて成型金型を開放し、金属成型体１０６を可動金型１０２から離型させると共に、円柱状体１０３および雄ねじ部１０３ａを回転させることで、金属成型体１０６から雄ねじ部１０３ａを回転退避させて金属成型体１０６に雌ねじ部１０６ａを形成する。
【０００７】
この方法はマグネシウムが金属同士の焼き付きを起こし難いものであることを利用しており、マグネシウムの金属成型体１０６から雄ねじ部１０６ａを容易に回転退避できるので、金型成型の工程が複雑になることはなく、金属成型体を金型成型する工程と雌ねじ部を形成する工程とを同時的に兼ねたものである。
【特許文献１】特開２００４−２１６３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成では金属成型体の成型用素材に用いることができる金属材料がマグネシウムに限られるので、用途に合わせて最適な材料を選択することが出来ないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するものであり、成型用素材の材料選択の自由度が高く、且つ金属同士の焼き付きを考慮する必要が無く、金属成型体に雌ねじ部を安定して形成することが可能な金型成型方法および成型用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の金型成型方法は、金型を用いて金属成型体を成型する金型成型方法であって、固定金型と可動金型とを型締めしてキャビティを形成し、前記可動金型と前記固定金型とを貫通して前記キャビティに円柱状体を挿入し、前記円柱状体の先端側に同軸心状に形成したタップ部を前記固定金型のタップ通過孔を挿通して前記固定金型の外側に配置し、前記タップ通過孔をシャッター壁で閉塞し、前記キャビティ内に溶融金属を充填し、前記溶融金属が固化して金属成型体を形成した後に、前記シャッター壁を開いて前記タップ通過孔を開放し、前記円柱状体とともに前記タップ部を軸心廻りに回転させつつ、前記タップ部を軸心方向で前記可動金型の側へ移動させて前記タップ部で前記金属成型体をタッピングし、前記金属成型体から前記可動金型を離型しつつ、前記金属成型体から前記タップ部を回転退避させて前記金属成型体に雌ねじ部を形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明の成型用金型は、キャビティを形成する凹部を有する可動金型と、型締めにより前記可動金型の前記凹部の開口を閉塞する固定金型と、前記可動金型と前記キャビティと前記固定金型を貫通して配置する円柱状体と、前記円柱状体の先端側に同軸心状に形成したタップ部とを備え、前記可動金型は前記円柱状体を軸心廻りに回転自在に、かつ軸心方向へ移動自在に保持するとともに、前記円柱状体の軸心方向に沿う方向に移動して前記固定金型に当接・離間し、前記固定金型は前記円柱状体および前記タップ部を挿通するためのタップ通過孔を有し、前記固定金型の前記キャビティに臨む内面に前記タップ通過孔を開閉する一対のシャッター壁を配置し、両シャッター壁は前記固定金型の内面に沿う方向に移動して相互に当接・離間し、離間位置で前記タップ通過孔を開放し、当接位置で前記タップ通過孔を閉塞するとともに、双方の当接面間に前記円柱状体を挿通するための貫通孔を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、前記キャビティに臨む前記シャッター壁の内面および前記固定金型の内面が同一平面上に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、キャビティに充填した溶融金属が固化して金属成型体を形成する状態において、金属成型体には円柱状体のみが含まれている。金属成型体と円柱状体との界面は円柱状体の軸心方向において真直な形状をなすので、円柱状体は金属同士の焼き付きに影響を受けることなく軸心方向へ移動させ、かつ軸心廻りに回転させることが容易に行える。
【００１４】
このため、金属成型体を成型した後に、円柱状体とともにタップ部を軸心廻りに回転させつつタップ部を軸心方向へ移動させることでタップ部により金属成型体をタッピングし、可動金型を離型しつつ金属成型体からタップ部を回転退避させることで金属成型体に雌ねじ部を形成できる。よって、成型用素材として多様な金属材料を採用することができ、成型用素材の材料選択の自由度が高くなり、且つ金属同士の焼き付きを考慮する必要が無く、金属成型体に雌ねじ部を安定して形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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。図１〜図３は、本発明の実施の形態における金型成型過程の主な段階を説明するための断面図である。
図１〜図３において、１は固定金型、１ａはタップ通過孔、１ｂはスライド溝、２は可動金型、２ａは貫通孔、３は円柱状体、３ａはタップ部、４はシャッター壁、４ａは円柱貫通孔、４ｂは当接面、４ｃは溝部、５はキャビティ、５ａは凹部、６は成型用素材を加熱溶融した金属（固化後は金属成型体）、６ａは雌ねじ部を各々示している。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、成型用金型は固定金型１と可動金型２とを備えており、可動金型２はキャビティ５を形成する凹部５ａを有し、固定金型１は型締めにより可動金型２の凹部５ａの開口を閉塞する。
【００１７】
円柱状体３は固定金型１と可動金型２とキャビティ５を貫通して配置しており、円柱状体３の先端側に円柱状体３の外径よりも大きな外径を有するタップ部３ａを同軸心状に形成している。可動金型２は貫通孔２ａにおいて円柱状体３を軸心廻りに回転自在に、かつ軸心方向に移動自在に保持するとともに、円柱状体３の軸心方向に沿う方向に移動可能に設けており、固定金型１に当接して型締めを行い、固定金型１から離間して離型を行う。
【００１８】
固定金型１は円柱状体３およびタップ部３ａを挿通するためのタップ通過孔１ａを有している。固定金型１はキャビティ５に臨む内面にタップ通過孔１ａを開閉する一対のシャッター壁４を配置している。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、シャッター壁４は固定金型１の内面に形成したスライド溝１ｂに配置しており、キャビティ５に臨むシャッター壁４の内面および固定金型１の内面が同一平面上に位置している。
【００２０】
両シャッター壁４はスライド溝１ｂにおいて摺動し、固定金型１の内面に沿う方向に移動して相互に当接・離間する。図３（ｄ）に示すように、両シャッター壁４は相互に所定距離隔てた離間位置でタップ通過孔１ａを開放し、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、両シャッター壁４は摺動方向で相互に対向する当接面４ｂが当接し合う当接位置でタップ通過孔１ａを閉塞する。また、当接位置において双方の当接面４ｂに形成した断面半円形状の溝部４ｃを合わせて当接面間に円柱状体３を挿通するための円柱貫通孔４ａを形成する。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、固定金型１と可動金型２とを型締めしてキャビティ５を形成し、タップ通過孔１ａを挿通してタップ部３ａを固定金型１の外側に配置する。シャッター壁４は当接面４ｂが当接し合う当接位置に閉動してタップ通過孔１ａを閉塞し、円柱状体３を円柱貫通孔４ａに挿通してキャビティ５を密封状態とする。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、加熱機構（図示省略）にて加熱溶融された金属（固化後に金属成型体）６を注入口（図示省略）よりキャビティ５内へ充填する。
図２（ｂ）に示すように、キャビティ５内へ充填した金属６が所定の温度まで降下して固化することで金属成型体６となった後に、シャッター壁４を駆動機構（図示省略）にて相互に所定距離隔てた離間位置まで移動させてタップ通過孔１ａを開放し、タップ通過孔１ａの内部全面に金属成型体６を露出させる。円柱状体３を回転スラスト移動機構（図示せず）にて回転駆動するとともに、軸心方向へ移動させてタップ部３ａにて金属成型体６にタッピングを施す。
【００２３】
図２（ｃ）に示すように、タッピングが終了した後に、金型駆動機構（図示省略）にて可動金型２を固定金型１から離間させて型開きして金属成型体６を離型しつつ、金属成型体６からタップ部３ａを回転退避させて金属成型体６に雌ねじ部６ａを形成する。この際に、金属成型体６はタップ部３ａを回転退避させる反作用として固定金型１の側へ押し出されて離型が促進される。
【００２４】
上述した金型成型過程において、キャビティ５に充填した溶融金属が固化して金属成型体６を形成する状態において、金属成型体６には円柱状体３のみが含まれている。円柱状体３と金属成型体６との界面は、ねじの様な凹凸では無く、円柱状体の軸心方向において滑らかな真直な形状の面であるので、金属成型体６と円柱状体３との間において金属同士の焼き付きが生じても円柱状体３を回転駆動および軸心方向へ移動させる際に容易に焼き付きが解消される。
【００２５】
そして、円柱状体３が抜け出ることで金属成型体６に形成された孔の内面が荒れていても、その後にタップ部３ａで改めてタッピングを施すので、タッピングで形成された雌ねじ部６ａには焼き付きの影響が及ばず、金属成型体６に雌ねじ部６ａを安定して形成することができる。
【００２６】
よって、成型用素材として多様な金属材料を採用することができ、金属成型体６の素材としてＳＵＳやコバールなどの鉄系合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金、Ｔｉ合金、Ｗ合金等が使用可能であり、成型用素材の材料選択の自由度が高くなる。
【００２７】
また、上述した実施の形態では溶融金属を用いる構成としたが、上述した各種の金属の粉体、あるいはそれらの金属とバインダーを含む粉状（いわゆるＭＩＭ）をキャビティ５へ閉じ込めた後に、加熱手段で加熱溶融状態にさせてから冷却固化して成型し、その後にタッピングを施しても良い。
【００２８】
さらに、上述した実施の形態では、金属成型体を成型する説明としたが、樹脂や、樹脂とセラミックス又は金属粉末の混合物（混練物）等を成型する事を制限するものではなく、成型後に前記混合物から樹脂を昇華（脱脂）させ、さらに焼結することにより雌ねじ部を有する成型品を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上述したように、本発明は雌ねじ部を有する成型体を金型成型するのに有用であり、特に金属の金型成型に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における金型成型過程の各段階を示し、（ａ）は型開き状態図、（ｂ）は型締め状態図
【図２】本発明の実施の形態における金型成型過程の各段階を示し、（ａ）は充填状態図、（ｂ）はタッピング状態図、（ｃ）は離型状態図
【図３】本発明の実施の形態における固定金型を示し、（ａ）はシャッター壁を閉じた平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はシャッター壁を開いた平面図
【図４】従来の金型成型方法を示し、（ａ）は型締め状態図、（ｂ）は充填状態図、（ｃ）は離型状態図
【符号の説明】
【００３１】
１、１０１  固定金型
１ａ  タップ通過孔
１ｂ  スライド溝
２、１０２  可動金型
３、１０３  円柱
３ａ  タップ部
４  シャッター壁
４ａ  円柱貫通孔
４ｂ  当接面
４ｃ  溝部
５、１０５  キャビティ
５ａ  凹部
６  金属（金属成型体）
６ａ、１０６ａ  雌ねじ部
１０３ａ  雄ねじ部
１０６  マグネシウム（金属成型体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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