JP2003127182A - 射出成形用金型の金型構造および射出成形用コアピンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形工程のサイクルタイムを短くすると
ともに射出成型品に「引け」や「ソリ」が発生すること
を防止し、加えて、耐久性に優れた射出成形用金型の金
型構造および射出成形用コアピンの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 射出成形用金型の金型構造12は、射出成
形型のキャビティ空間13を形成するための第１金型14お
よび第２金型25と、前記第１金型14に埋設されたコアピ
ン16と、前記第２金型25に設けられて前記コアピン16を
収容可能な収容孔26とを備え、前記コアピン16が互いに
同軸配置された埋設部17および先端部18を有する。コア
ピン16は、前記埋設部17が銅系合金製であるとともに前
記先端部18が鋼製とされ、かつ、前記埋設部17および前
記先端部18が接合部19でロウ付けにより接合されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形用金型の金
型構造および射出成形用コアピンの製造方法に係り、特
に金型にコアピン（入れ子）を埋設することにより、コ
アピンおよび金型でキャビティ空間を形成する射出成形
用金型の金型構造および射出成形用コアピンの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すようにコネクタ50は端子を嵌
込むために複数の端子孔51が形成されている。このコネ
クタ50を製造するために用いられる射出成形用金型は、
図７に示すようにキャビティ空間55を形成するための第
１金型56および第２金型57と、第１金型56に埋設された
コアピン58と、第２金型57に設けられてコアピン58の先
端58Ｃを収容可能な収容孔57Ａとを備え、コアピン58で
コネクタ50（図６参照）の端子孔51を形成する。

【０００３】コアピン58は比較的小径の突起なので他の
部位と比較して摩耗が大きい。しかし、コアピン58は第
１金型から着脱自在に取り付けられているので、コアピ
ン58が他の部位より早く摩耗した場合には第１金型56か
らコアピン58を外してコアピン58のみを交換できる。こ
のため、射出成型用金型のランニングコストを抑えるこ
とができる。

【０００４】コアピン58は、第１金型56に埋設する埋設
部58Ａと、埋設部58Ａから突出してキャビティ空間55を
形成する先端部58Ｂとを有する。このコアピン58は形状
が小さく、特に先端部58Ｂは細いので、耐摩耗性を考慮
して鋼材で形成する場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼材は
熱伝導性が比較的低いので、射出成形の際にコアピン58
に熱がこもりやすく、コアピン58を所定温度まで下げる
までに時間がかかるので、射出成形のサイクルタイムが
長くなり、そのことが生産性を高める妨げになってい
た。加えて、コアピン58に熱がこもりやすいので、射出
成形したコネクタ50（図６参照）に「引け」や「ソリ」
が生じ易い。

【０００６】射出成型のサイクルタイムを短くする手段
として、コアピン58を銅系合金材で形成する方法が採用
されている。銅系合金材は鋼材と比較して熱伝導性が高
いので、射出成形の際にコアピン58を良好に冷却でき
る。よって、射出成形のサイクルタイムが短くなり、生
産性を高めることができる。

【０００７】加えて、コアピン58を良好に冷却できるの
で、射出成形したコネクタ50（図６参照）に「引け」や
「ソリ」が生じ難い。しかし、銅系合金材は耐摩耗性が
低いので、所定太さより細いコアピンに適用すると耐久
性に問題がある。

【０００８】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、射出成形工程のサイクルタ
イムを短くするとともに射出成型品に「引け」や「ソ
リ」が発生することを防止し、加えて、耐久性に優れた
射出成形用金型の金型構造および射出成形用コアピンの
製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、請求項１に記載したように、射出成
形型のキャビティ空間を形成するための第１金型および
第２金型と、前記第１金型に埋設されたコアピンと、前
記第２金型に設けられて前記コアピンを収容可能な収容
孔とを備え、前記コアピンが、互いに同軸配置された埋
設部および先端部を有する射出成形用金型の金型構造で
あって、前記埋設部が銅系合金製であるとともに前記先
端部が鋼製とされ、かつ、前記埋設部および前記先端部
がロウ付けにより接合されていることを特徴としてい
る。

【００１０】このように構成された射出成形用金型の金
型構造においては、コアピンの埋設部を銅系合金製で形
成することでコアピンの熱伝導性を高めることができ
る。このため、コアピンから熱を良好に逃がすことがで
きるので射出成形工程のサイクルタイムを短くするとと
もに射出成型品に「引け」や「ソリ」が発生することを
防止できる。加えて、コアピンの先端部を鋼製で形成す
ることでコアピンの耐摩耗性を高めて耐久性に優れたも
のにすることができる。

【００１１】また、本発明においては、請求項２に記載
したように、射出成形型のキャビティ空間を形成するた
めの第１金型から第２金型に向かうように前記第１金型
に埋設され、銅系合金製の埋設部および鋼製の先端部が
互いに同軸配置された射出成形用コアピンの製造方法で
あって、前記埋設部および前記先端部をロウ付けにより
接合することを特徴としている。

【００１２】このように構成された射出成形用コアピン
の製造方法においては、埋設部および前記先端部をロウ
付けにより接合することで、先端部が摩耗した場合にコ
アピン全体を交換しないで、摩耗した先端部のみをロウ
付け部から外して容易に交換できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を図
面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各
実施形態において、図１において説明した部材等につい
ては、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことによ
り説明を簡略化あるいは省略する。

【００１４】図１に示すように、本発明に係る射出成形
用金型10は、金型構造12の第１金型（可動型板）14の背
面に可動背板20、前押出し板21や後ろ押出し板22を備
え、金型構造の第２金型（固定型板）25の背面に固定背
板27を備え、図示しない駆動手段を作動することで第１
金型14、可動背板20、前押出し板21および後ろ押出し板
22を上下方向に移動することで型開き状態と型締め状態
との間を移動する。

【００１５】型締め状態において第１金型14と第２金型
25とを閉じることでキャビティ空間13を形成し、このキ
ャビティ空間13に溶融状態の樹脂を射出することで、コ
ネクタ等の射出成型品を成形する。次に、型開き状態に
おいて第１金型14と第２金型25とをＰＬ（パーティング
ライン）から開き、射出成型品を取出す。

【００１６】以下、図２および図３に基づいて本発明に
係る射出成形用金型の金型構造12について細説する。な
お、図２および図３においては、本発明の構成の理解を
容易にするために射出成形用金型の金型構造12を簡略し
て説明する。

【００１７】図２に示すように、本発明に係る射出成形
用金型の金型構造12は、射出成形用金型（射出成形型）
10のキャビティ空間13を形成するための第１金型14およ
び第２金型25と、第１金型14に埋設されたコアピン16
と、第２金型25に設けられてコアピン16の先端18Ａを収
容可能な収容孔26とを備え、コアピン16が互いに同軸配
置された埋設部17および先端部18（先端18Ａを含む）を
有する。

【００１８】コアピン16は、第１金型14の背面14Ａ側か
ら着脱自在に取り付けられている。このため、コアピン
16が他の部位より早く摩耗した場合には第１金型14から
コアピン16を外してコアピン16のみを交換できる。この
ため、射出成型用金型10のランニングコストを抑えるこ
とができる。

【００１９】図３に示すようにコアピン16は、埋設部17
が銅系合金製であるとともに先端部18が鋼製とされ、か
つ、埋設部17および先端部18が接合部19でロウ付けによ
り接合されている。

【００２０】射出成形用金型の金型構造12によれば、コ
アピン16の埋設部17を銅系合金製で形成することでコア
ピン16の熱伝導性を高めることができる。このため、コ
アピン16から熱を良好に逃がすことができるので射出成
形工程のサイクルタイムを短くするとともに射出成型品
に「引け」や「ソリ」が発生することを防止できる。加
えて、コアピン16の先端部18を鋼製で形成することでコ
アピン16の耐摩耗性を高めて耐久性に優れたものにする
ことができる。

【００２１】ここで、埋設部（銅系合金）17と先端部
（鋼）18とをロウ付けした際の強度について細説する。
Fe-Ni-Ｃu接合体、すなわちFe（鉄）とＣu（銅）とをNi
（ニッケル）ロウ付けした場合、界面に５〜150μｍの
ボイドが発生することが判明した。このため、埋設部
（銅系合金）17と先端部（鋼）18とを単にニッケルロウ
付けしただけでは、十分な強度を得ることは難しい。な
お、界面にボイドが発生する理由としては、溶融金属中
の浮遊酸化物の侵入、前処理の不十分、フラックスの不
適切、母材、ロウ材からのガス発生、ロウ材の過熱が考
えられる。

【００２２】そこで、埋設部（銅系合金）17と先端部
（鋼）18とをロウ付けしたコアピン16の強度を高めるた
めに、ロウ付けの後焼入れし、焼入れ後に焼戻しするこ
とにした。具体的には、鋼材としてPD555（大同特殊鋼
製 SUS420J2相当）を使用し、銅合金としてHR750（神
戸製鋼製）を使用し、ロウ材としてニッケルロウ（Ｂni
-2）を使用して、PD555とHR750とを真空炉内においてニ
ッケルロウでロウ付けすることにより接合部19で接合す
る。 なお、PD555は、寸法：25×100×100、調質材：焼入れ
温度1020℃、焼戻し温度530℃、硬度：ＨRＣ51.5の材質
である。 HR750は、寸法：25×100×100、液相線：1080℃、時効
材：固溶化温度1000℃以上、時効温度570℃、硬度：Hs3
4の材質である。

【００２３】PD555とHR750とをニッケルロウでロウ付け
した後、図４に示すように焼入れ温度950℃で90分間、
焼入れ温度1030℃で30分間、焼入れ温度1020℃で30分間
焼入れをおこない、その後Ｎ₂ガスで冷却する。焼入れ
後に、焼戻し温度450℃で20分間、焼戻し温度500℃で15
0分間一次焼戻しをおこない、その後Ｎ₂ガスで冷却す
る。一次焼戻し後、焼戻し温度450℃で30分間、焼戻し
温度500℃で150分間二次焼戻しをおこない、その後Ｎ₂
ガスで冷却する。

【００２４】

【表１】

【００２５】この結果は、表１に示すように、PD555は
ロウ付け後の硬度がＨRＣ48.0となり、ロウ付け前の硬
度ＨRＣ51.5と比較して低下するが、上記熱処理をおこ
なうことにより硬度をＨRＣ55.6とロウ付け前の硬度ＨR
Ｃ51.5と略同一にできることが判った。また、HR750は
ロウ付け後の硬度がHs26となり、ロウ付け前の硬度Hs34
と比較して低下するが、上記熱処理をおこなうことによ
り硬度をHs34とロウ付け前の硬度と同一にできることが
判った。一方、ロウ付けの状態を見ると、界面のボイド
が消失してロウまわりを好適にできることが判った。

【００２６】次に、図５に基づいて熱処理後の引張り強
度について説明する。ここで、タイプＡはロウ材として
ニッケル薄38ミクロンを３枚使用したもので、タイプＢ
はロウ材としてニッケル薄38ミクロンを４枚使用したも
のである。タイプＡの場合には、口1.5mmにおいて引張
り強度が107.65Kg/mm²、口2mmにおいて引張り強度が18
9.5Kg/mm²、口3mmにおいて引張り強度が439.55Kg/mm²、
口4mmにおいて引張り強度が865.4Kg/mm²、口5mmにおい
て引張り強度が921.5Kg/mm²であった。

【００２７】タイプＢの場合には、口1.5mmにおいて引
張り強度が42.1Kg/mm²、口2mmにおいて引張り強度が84.
05Kg/mm²、口3mmにおいて引張り強度が147.7Kg/mm²、口
4mmにおいて引張り強度が268.2Kg/mm²、口5mmにおいて
引張り強度が475.4Kg/mm²であった。

【００２８】なお、PD555のロウ付け前の引張り強度は2
00Kg/mm²、HR750のロウ付け前の引張り強度は75Kg/mm²
であり、図５から口2mm以上であれば、HR750のロウ付け
前の引張り強度75Kg/mm²以上を確保できるので十分な引
張り強度を得ることができることが判る。以上の結果か
ら、埋設部（銅系合金）17と先端部（鋼）18とをロウ付
けしたコアピン16を、図４に示す熱処理をおこなうこと
により、コアピン16の強度を十分に確保できることが判
る。

【００２９】このように、埋設部17および先端部18をロ
ウ付けにより接合することで、先端部18が摩耗した場合
にコアピン16全体を交換しないで、摩耗した先端部18の
みを接合部（ロウ付け部）19から外して容易に交換でき
る。このため、設備を抑えて射出成型品のコスト低減を
図ることができる。

【００３０】なお、実施形態では、埋設部17および先端
部18をロウ付けにより接合した例について説明したが、
これに限らないで、埋設部17および先端部18を摩擦する
ことにより発生する熱で溶接する摩擦溶接による接合も
可能である。

【００３１】また、実施形態では、第１金型14にコアピ
ン16を埋設させた例について説明したが、これに限らな
いで、第２金型25にコアピン16を埋設させることも可能
であり、さらに、第１金型14および第２金型25の両方の
金型にコアピン16を埋設させることも可能である。

【００３２】さらに、実施形態では、本発明をコネクタ
を射出成型するための金型に適用した例について説明し
たが、これに限らないで、その他の金型に適用すること
も可能である。また、実施形態では、ロウ材として、ニ
ッケルロウ材を使用した例について説明したが、これに
限らないで、金ロウ材等のその他のロウ材の適用が可能
である。但し、金ロウと比較してニッケルロウはコスト
が安価なのでより好ましい。

【００３３】加えて、本発明は、前述した各実施形態に
限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であ
り、前述した実施形態において例示した第１金型，第２
金型，コアピン，埋設部，先端部等の材質，形状，寸
法，形態，数，配置個所，厚さ寸法等は本発明を達成で
きるものであれば任意であり、限定されない。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の射出成
形用金型の金型構造によれば、請求項１に記載したよう
に、コアピンの埋設部を銅系合金製で形成することでコ
アピンの熱伝導性を高めることができる。このため、コ
アピンから熱を良好に逃がすことができるので射出成形
工程のサイクルタイムを短くでき、生産性を高めること
ができる。

【００３５】さらに、コアピンから熱を良好に逃がすこ
とができるので射出成型品に「引け」や「ソリ」が発生
することを防止でき、品質の向上を図ることができる。
加えて、コアピンの先端部を鋼製で形成することでコア
ピンの耐摩耗性を高めて耐久性に優れたものにすること
ができる。

【００３６】また、本発明の射出成形用コアピンの製造
方法によれば、請求項２に記載したように、埋設部およ
び先端部をロウ付けにより接合することで、先端部が摩
耗した場合にコアピン全体を交換しないで、摩耗した先
端部のみをロウ付け部から外して容易に交換できる。こ
のため、設備を抑えて射出成型品のコスト低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形用金型を示す断面図であ
る。

【図２】本発明に係る射出成形用金型の金型構造を示す
断面図である。

【図３】本発明に係る射出成形用金型の金型構造を構成
するコアピンを示す側面図である。

【図４】本発明に係る射出成形用コアピンの製造方法に
おける熱処理工程の説明図である。

【図５】本発明に係る射出成形用コアピンの製造方法で
製造したコアピンの引張り強度を示すグラフである。

【図６】従来の射出成形用金型の金型構造で成型したコ
ネクタを示す斜視図である。

【図７】従来の射出成形用金型の金型構造を示す斜視図
である。

【符号の説明】

10 射出成形用金型（射出成形型） 12 射出成形用金型の金型構造 13 キャビティ空間 14 第１金型 16 コアピン 17 埋設部 18 先端部 25 第２金型 26 収容孔

フロントページの続き (72)発明者 牧野 幸弘 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 (72)発明者 濱本 順一 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AH34 AJ02 AJ12 AJ14 AM34 AM35 CA11 CD21 CK42

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形型のキャビティ空間を形成する
   ための第１金型および第２金型と、前記第１金型に埋設
   されたコアピンと、前記第２金型に設けられて前記コア
   ピンを収容可能な収容孔とを備え、 前記コアピンが、互いに同軸配置された埋設部および先
   端部を有する射出成形用金型の金型構造であって、 前記埋設部が銅系合金製であるとともに前記先端部が鋼
   製とされ、かつ、前記埋設部および前記先端部がロウ付
   けにより接合されていることを特徴とする射出成形用金
   型の金型構造。
2. 【請求項２】 射出成形型のキャビティ空間を形成する
   ための第１金型から第２金型に向かうように前記第１金
   型に埋設され、銅系合金製の埋設部および鋼製の先端部
   が互いに同軸配置された射出成形用コアピンの製造方法
   であって、 前記埋設部および前記先端部をロウ付けにより接合する
   ことを特徴とする射出成形用コアピンの製造方法。