JP2002018626A - マグネシウム合金の成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】必要十分な肉厚と溶湯路を有する固定金型と可
動金型との間にマグネシウム合金の溶湯を射出して成形
するものにおいて、その成形品を機械加工等によって切
削し、成形肉を除去して薄型化及び軽量化を図る。 【解決手段】マグネシウム合金の射出成形品１を機械加
工等により切削し、成形肉を除去して薄肉化するととも
に、成形品１に機械的強度を保持するために、リブや格
子状の成形肉を残した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノート型パソコンの
外郭構成部品等に用いられるマグネシウム合金の成形品
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノート型パソコン等においては、
図２に示すように、その外郭構成部品１として成形が容
易で安価なプラスチツク成形品が用いられていた。しか
しながら、近年パソコンの小型化や薄型化及び軽量化が
急速に進むにつれてプラスチツク成形品の外郭構成部品
ではこれらの要求を満足することができなくなり、これ
に代わって金属性の外郭構成部品を用いて小型化や薄型
化を図ることが行われるようになってきた。

【０００３】 その中で、マグネシウム合金は豊富に産
出される資源の一つで、実用化されている金属の中でも
最も軽く、その比重は鉄の約４分の１、アルミニウムの
約３分の２で、特に曲げにおける対アルミニウムの比強
度は約１．５倍、比剛性は約２．１と優れており、すで
に自動車やカメラ等の外郭構成部品として用いられ、ノ
ート型パソコンにおいても一部用いられるようになって
きた。

【０００４】 図３は、このノート型パソコンの外郭構
成部品の底板を成形する場合の一例の射出金型断面図を
示しており、底板の表面形状に合致した成形面が形成さ
れた固定金型３と、これに対向して底板の裏面形状に合
致した成形面が形成された可動金型４、両者の間に溶湯
を射出するノズル５、このノズル５と対向する側に設け
た吸引シリンダ６及びオーバーフロー７、湯だまり８等
で構成され固定金型３と可動金型４の間にノズル５から
溶湯を射出し、その溶湯の湯まわりを良くするために吸
引シリンダ６により湯を吸引して底板の成形品１を成形
するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図３に示
すものは、マグネシウム合金の溶湯が固定金型３と可動
金型４との間に高速で射出されるため、その流動は乱
流、渦流などの複雑な挙動を示し、特に湯流れが狭く、
薄くなる部分においては、溶湯が十分に流動しないた
め、湯回り不良、湯じわ、未充填などの不良を発生す
る。このため、不良防止のためにはある一定の肉厚が必
要であり、成形品１の薄肉化には限界があり、軽量化に
も限界があった。

【０００６】 また、周囲温度の変化や固定金型３、可
動金型４の温度の安定等の条件により成形特性が変わる
ので、成形作業者は経験を生かして成形機の動作を微調
整しながら上記不良が発生しないようにしている。しか
し、溶湯を高温、高速で射出成形するため条件の制御は
難しく、現実は高い不良を出しながら良品のみを抽出す
る方法で生産している。

【０００７】 さらに、深い湯じわの不良品はパテ埋め
等により補修するほか、浅い湯じわはペーパーヤスリ等
により消して良品化する対策をとっているが、補修作業
は手間と時間を要し、しかも技術を要するため、コスト
アップの要因となっており、かつ、その作業中に微粉な
どを発生するため、作業環境の整備も必要であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来の
問題を解決するためになされたもので、具体的には必要
十分な肉厚と溶湯路を有する固定金型と可動金型との間
にマグネシウム合金の溶湯を射出して成形したのち、そ
の成形品を機械加工等によって切削し、成形肉を除去し
たものであり、これによって射出後の成形品は不良を発
生しない肉厚品でありながら、切削加工後の完成品は薄
型化及び軽量化が図れるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、成形時の湯まわり不
良、湯じわ等が発生しないように必要十分な肉厚に成形
したマグネシウム合金の射出成形品を機械加工等により
切削し、成形肉を除去して薄肉化するものである。

【００１０】 また、この成形品は、成形肉を除去して
薄肉化した部分の機械的強度を保持するために、リブや
格子状に成形肉を残して強度を保持することが効果的で
ある。また、成形品の射出成形性を高めるために、成形
品に抜き勾配や補強リブを設け、成形後に成形品に残る
抜き勾配や補強リブを切削または切除することが効果的
である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図３において、５はマグネシウム合金の溶
湯を射出するノズルである。射出成形の金型は従来と同
じで、成形品１の表面形状に合致した成形面が形成され
た可動金型４と、この可動金型４と対向して成形品１の
内面形状に合致した成形面が形成された固定金型３とで
構成され、両者の間には溶湯の流れを良くするために十
分な溶湯路断面積が確保されている。

【００１２】前記ノズル５は、固定金型３と可動金型４
との間に溶湯を射出するものである。ノズル５と対向す
る側にはノズル５から高温、高圧で射出した溶湯の湯ま
わりを良くするために吸引シリンダ６が設けられ、この
吸引シリンダ６により溶湯を吸引して成形品１を成形す
るようになっている。

【００１３】図４は図３によって成形された直後の成形
品を示しており、９は成形品１に付属したランナーであ
る。１０はゲートで、ランナー９から固定金型３と可動
金型４との間に溶湯が入る入口部分である。１１は成形
品１の薄肉部分で平面状に成形されており、射出成形時
に壁面の摩擦抵抗が増大する個所である。７はオーバー
フロー、８は湯だまりで、先端部の溶湯の充填を助ける
部分である。

【００１４】図５は図４に示したゲート１０、オーバー
フロー７を除去した成形品で、通常はこの形で除去跡や
鋳バリをヤスリ等で平滑に仕上げて完成品としている。

【００１５】図６は図５の裏面を示し、部品の取付けに
必要なボス１２等が付設されており、必要に応じてネジ
加工等が施されている。

【００１６】図７及び図８は図４の成形品１に薄肉軽量
化のための機械加工を施した状態を示しており、裏面の
平面部１１ｂをエンドミル１３により切削して薄肉加工
を行ない、その周囲に所定の強度を保持するために格子
状に成形肉２を残している。 この場合、所定の強度を
保持するためのリブや格子状の成形肉２は特に形状にこ
だわるものではない。

【００１７】図８において、エンドミル１３による切削
加工は、成形肉を一次で一定量除去した後、さらに二
次、三次と分けて除去することで変形等が防止できる。

【００１８】図９は別例で成形品１の裏面であるが、成
型時に必要な抜き勾配を設けることができないボス１
４、強度的に弱い細いボス１５について成形前は成形性
を重視した形状とし、成形後の切削加工により所期の形
状として完成している。

【００１９】図１０に示すように、成形時に必要な抜き
勾配を有する円錐台のボス１４ａを成形し、同様に成形
時に必要な強度を保持するため、補強リブを有するボス
１５ａを成形する。つづく切削加工において切削刃１６
により切削して垂直ボス１４、細小ボス１５を完成して
いるものである。

【００２０】次に、上述した本発明の作用について、説
明する。金属の射出成形においては、高温、高速で成形
しないと、金属が凝固してしまうため、細部の形状まで
溶湯が充填できなくなったりする。マグネシウム合金等
の厚さと成型時間の関連は一般的に図１１の如く述べら
れている。また、抜き勾配については、図１２の如く述
べられている。

【００２１】図３に示す金型においては、溶湯の流れを
良くするために、十分な溶湯路断面積を確保して固定金
型３と可動金型４を構成する。また、ゲート９の大きさ
と厚さを適切なものとし、オーバーフロー７、湯だまり
８及び吸引シリンダ６を設ける。大きさＡ４版の成形品
Ｃを成形した場合、射出時間０．０２秒で厚さ０．８〜
１．０ｍｍの製品が生産される状況である。

【００２２】図２に示すノート型パソコン等の製品の軽
量化志向においては、単一構成部品の重量をグラム単位
で減量することが必要であり、例えば図６に示す成形品
１においては、平面部１１ａの肉圧を０．７ｍｍ以下ま
で薄くすることが求められる。また、外郭部品としての
強度が必要であるとともに、裏面には他の部品を取り付
ける必要があることから図６に示すごとくボス１２等が
付設されているため、溶湯の流動が複雑となり、成型不
良の要因となりやすく、薄肉化は困難であった。

【００２３】これに対して、本発明においては、図７に
示すごとく、あらかじめ検討の上、必要とする厚肉の成
形肉２を補強リブとして残し、その他の部分をエンドミ
ル１３により平面１１ｂを切削加工し、成形肉を切削除
去し、目標とする強度、軽量化を実現したものである。

【００２４】なお、成形品１が浮いたり振動したりする
ことは、切削加工精度のバラツキが生じやすく、切削す
る刃物の寿命が短くなるなどの不具合を生じ、成形品の
変形を生じる等の不具合が生じやすい。この場合、製品
１の全体面を真空引き等により吸着保持し、浮きや振動
を少なくして加工するのが良いことを確認している。

【００２５】また、本発明では成形品１を薄肉に切削す
る方法として、切削加工前の成形品の肉厚を重量に換算
して測定し、例えば５グラム単位に層別してその重量に
合ったプログラムで切削加工する方法で、効率のよい切
削加工を実現した。切削するエンドミル１３は回転数と
送りスピードを適切に選択し、例えば０．３ｍｍ 深さ
づつ、同一面を一次加工、二次加工、三次加工すること
で限界薄肉の加工が可能となった。

【００２６】 また、成形品１の成形時には十分な抜き
勾配があると成形性が良いことは周知の通りである。成
形品１の完成品として設計上、この勾配が不要な場合に
は、その部分を切削加工することで目的を達成すること
ができる。 また細小ボス等は離型時の変形、とられを
防止するため、あらかじめ補強リブ付のボス１５ａとし
て成形し、成形離型後切削加工してボス１５にできる。

【００２７】以上は成形品１の裏面加工を主体として実
施した例を述べたが、その応用として成形品１の表面に
同様の追加切削加工を施してもよいことはもちろんであ
る。この場合には、ロゴマーク、文字表示等、微細な描
写や表示を鮮やかに行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は成形技術
上課題の多かったマグネシウム合金の射出成形品におい
て、その成形時には必要十分な肉厚と溶湯路断面積を成
形型で確保して成形するので、湯回り不良、湯じわ、未
充填などの不良が少なく、量産性を向上させることがで
きる。

【００２９】また、成形品の成形後に、使用される製品
の求める最終形状に切削加工するため、従来困難であっ
た薄肉の外郭構成部品、垂直ボス、デザイン彫り等々を
容易に実現することができる。

【００３０】また、成形品の切削時に適切な補強リブを
残すことで、極限まで薄肉化しても機械的性質や外観性
を損なうことがない。 さらに、成型品を一次加工後、
同一面を二次、三次加工することで限界までの薄肉加工
が容易で、薄肉化軽量化が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形品の裏面に薄肉加工を施した
状態の斜視図である。

【図２】本発明の射出成形品の完成品が組み込まれたパ
ソコン製品の斜視図である。

【図３】本発明の射出金型を示す縦断面図である。

【図４】本発明の射出成形品の射出成形後の斜視図であ
る。

【図５】本発明の射出成形品の表面側の斜視図である。

【図６】本発明の射出成形品の裏面側の斜視図である

【図７】本発明の射出成形品の裏面側に薄肉加工を施し
た状態の斜視図である。

【図８】本発明の射出成形品の裏面側に薄肉加工を施し
た状態の断面図である。

【図９】本発明の射出成形品に垂直ボス、細小ボスがつ
いた状態の斜視図である。

【図１０】本発明の射出成形品のボスの垂直加工、補強
リブ除去加工の斜視図である。

【図１１】製品肉厚と充填時間の関係を示す図である。

【図１２】射出成形の側壁に必要な抜き勾配を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 成形品 ２ 成形肉 ３ 固定金型 ４ 可動金型 ５ ノズル ７ オーバーフロー ９ ランナー １０ゲート １１薄肉部 １３エンドミル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 31/00 Ｂ２２Ｄ 31/00 Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネシウム合金の成形品を機械加工等に
   より切削し、成形肉を除去して薄肉化、軽量化すること
   を特徴とするマグネシウム合金の成形品。
2. 【請求項２】成形品の成形肉を除去して薄肉化した部分
   の機械的強度を保持するために、リブや格子状に成形肉
   を残してなる請求項１記載のマグネシウム合金の成形
   品。
3. 【請求項３】成形品に抜き勾配や補強リブを設け、成形
   後に成形品に残る抜き勾配や補強リブを切除してなる請
   求項１記載のマグネシウム合金の成形品。
4. 【請求項４】成形品の成形後に、成形肉を一次で一定量
   除去した後、さらに二次、三次と分けて除去してなる請
   求項１記載のマグネシウム合金の成形品。