JP6135661B2

JP6135661B2 - 金型ホルダ及び該金型ホルダの補修方法

Info

Publication number: JP6135661B2
Application number: JP2014262601A
Authority: JP
Inventors: 宏和大石; 俊太郎野村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP2016120680A

Description

本発明は、射出成形装置のキャビティを形成する金型を保持する金型ホルダ（主型）及びその補修方法に関するものである。

従来より、樹脂成形用金型、プレス金型、ダイカスト用金型等の金型構造は、金型とその金型ホルダとの当接面等に次第にクラックや摩耗が生じるため、補修が実施されている。

その補修方法としては、金型部品を取り外す、又は、取り外すことなくクラックや摩耗部に対して簡単な機械加工を施して凹部を形成し、この凹部にアーク溶接やレーザ溶接、又は溶射による肉盛りを行い、その後に正規の寸法になるように機械加工する工程が採られている。また、これらとは別の方法として、特許文献１に記載されているような、金型構造の補修すべき部分に鉄基合金粉末を被覆し、加熱処理する方法も知られている。

特開２００７−９３２３号公報

しかしながら、上記の方法では、いずれもクラックが生じた面や摩耗した面を機械加工する必要があること、肉盛り溶接する必要があること、肉盛り部を機械加工して所定の面形状にする必要があること等、補修の工程に多くの装置が必要であり、また多大な労力を要すという問題がある。そして、このような補修方法を採用すると、成形装置を少なくとも数日間は停止させておくこととなり、生産性が低下するという問題もある。

そこで本発明では、金型構造における金型ホルダ（主型）の金型との当接面を補修する場合に、当接面への直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で補修が可能な金型ホルダ、及びその補修方法を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明では、金型を収容、保持する金型ホルダにおける金型裏面との当接面に複数の凹部を設けるとともに、その凹部に補修交換用のプレート部材を収容するようにした。

すなわち、ここに開示する金型ホルダは、射出成形装置のキャビティを形成する金型を保持するものであって、前記金型と当接する当接面部に複数の凹部が設けられた金型ホルダ本体と、前記複数の凹部のそれぞれに、表面が前記金型側に位置するようにセットされたプレート部材とを備え、前記複数の凹部は、前記当接面部に対し垂直な方向の中心を有する円形凹部であり、前記プレート部材は、前記円形凹部に嵌合されるように形成された円板であり、前記金型ホルダ本体は鋳鉄よりなり、前記プレート部材はＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなり、前記金型ホルダ本体の当接面部と前記プレート部材の表面とが、略面一とされていることを特徴とする。

本発明によれば、前記プレート部材の表面が金型の裏面に当接するため、熱応力等によりプレート部材にクラックや摩耗が生じた場合であっても、プレート部材を新しいものに交換する、又はプレート部材を取り外してクラック若しくは摩耗面を補修し再度凹部にセットすることにより、金型ホルダへの直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で補修が可能な金型ホルダをもたらすことができる。また、プレート部材として一般の丸棒鋼材を利用することができるとともに、その高さ調整等の加工を現場の旋盤を用いて精度よく行うことができ、より短時間かつ低コストでプレート部材の補修を行うことができる。また、前記金型ホルダ本体は鋳鉄よりなり、前記プレート部材は、Ｃｒ−Ｍｏ系鋼材よりなることにより、プレート部材は金型ホルダ本体と同程度の強度を有しつつ、補修時には精度よく加工することが可能となる。

また、金型ホルダ本体及びプレート部材にそれぞれ鋳鉄及びＣｒ−Ｍｏ系鋼材を使用した場合には、これらの線熱膨張率はそれぞれ１０．５及び１１．２であるため、プレート部材が凹部の側面に対して応力を付与することとなる。従って、プレート部材を円板とすることにより、応力が凹部の側面全体に均一に分布するため、変形や割れ等の発生を抑えることができる。

好ましい態様では、複数の前記プレート部材に、該プレート部材の外周部の少なくとも一部が切り欠かれた切欠部か、又は、貫通孔の少なくとも一方が設けられている。

これにより、エジェクタピンや冷却管等の機能部材は、上記切欠部又は貫通孔を通じて、金型構造内に挿通させることができる。

なお、上記切欠部又は貫通孔は上記機能部材の形状にあわせた形状とすることができる。具体的には例えば、機能部材の軸方向に垂直な断面が円形である場合には、切欠部は略円弧状、貫通孔は円形状に形成することが好ましい。この略円弧状の切欠部は、フライス加工やボール盤によるドリル加工で加工可能であり、貫通孔もドリル加工で加工可能である。

また、ここに開示する金型ホルダの補修方法は、射出成形装置のキャビティを形成する金型を保持する金型ホルダを補修するのに適した方法であって、前記金型ホルダは、前記金型と当接する当接面部に複数の凹部が設けられた金型ホルダ本体と、表面が前記金型側に位置するようにセットされたプレート部材とを備え、前記複数の凹部は、前記当接面部に対し垂直な方向の中心を有する円形凹部であり、前記プレート部材は、前記円形凹部に嵌合されるように形成された円板であり、前記金型ホルダ本体は鋳鉄よりなり、前記プレート部材はＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなり、前記金型ホルダ本体の当接面部と前記プレート部材の表面とが、略面一とされており、前記プレート部材が摩耗を生じたときに、前記凹部の深さと略同一の高さのプレート部材と入れ替えるか、又は当該摩耗したプレート部材に肉盛り溶接するとともに前記凹部の深さと略同一の高さとなるよう機械加工を施し、前記凹部にセットすることを特徴とする。

本発明によれば、金型ホルダへの直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で金型ホルダの補修を行うことができる。

なお、本発明に係る金型ホルダ及びその補修方法は、可動金型ホルダ及び固定金型ホルダのいずれにも好ましく適用することができ、特に好ましくは固定金型ホルダに適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、金型構造における金型ホルダの金型との当接面を補修する場合に、当接面への直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で補修が可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る固定金型ホルダを備えた固定金型構造の縦断面図である。図２は、本実施形態に係る固定金型ホルダの固定金型との当接面部周辺の平面図である。図３は、円板プレート部材の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。図４は、切欠部及び貫通孔を備えた円板プレート部材の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。図５は、従来の射出成形装置を概略的に示す図である。

まず、図５に示した従来の射出成形装置の構造を参照しつつ、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。

なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

図５に示すように、従来の射出成形装置（ダイカストマシン）１００は、固定金型構造と可動金型構造とを備える。固定金型構造は、射出成形装置（ダイカストマシン）１００の固定盤１０１に設置された固定金型ホルダ１０２と、該固定金型ホルダ１０２に保持された固定金型１０３とを備える。可動金型構造は、射出成形装置（ダイカストマシン）１００の可動盤１０４にダイベース１０５を介して設置された可動金型ホルダ１０６と、該可動金型ホルダ１０６に保持された可動金型１０７と、前記可動金型ホルダ１０６に設けられたアンダーカット部を形成するためのスライドコア１０９とを備える。成形体が成形されるキャビティ１１７は、前記固定金型１０３と、可動金型１０７と、スライドコア１０９とにより形成されている。そして、形成されたキャビティ１１７内にプランジャスリーブ１１５内の溶湯１１８が注入され、成形が行われる。可動盤１０４には押出し板１０８を介して成形後の成形体を押し出すためのエジェクタピン１１６が取り付けられており、このエジェクタピン１１６のキャビティ１１７側の先端部は、可動金型ホルダ１０６及び可動金型１０７に設けられた貫通孔を通じてキャビティ１１７まで到達している。

そして、上述のごとく、金型１０３，１０７の裏面と当接する金型ホルダ１０２，１０６の当接面１２１，１２２等に、成形時に発生する応力により座屈や摩耗、クラックが生じ、補修の必要性が生じる。

＜固定金型ホルダ＞
図１は、本実施形態に係る金型ホルダを備えた固定金型構造を示している。本実施形態において、本発明に係る金型ホルダは固定金型ホルダに適用されている。

図１に示すように、固定金型構造１は、キャビティ２を形成する固定金型３（金型）と、この固定金型３を保持する固定金型ホルダ４（金型ホルダ）とを備えている。

本実施形態に係る固定金型ホルダ４は、固定金型３と当接する当接面部５２に複数の円形凹部５３（複数の凹部）が設けられた固定金型ホルダ本体５（金型ホルダ本体）と、これら円形凹部５３のそれぞれにセットされた円板プレート部材６（プレート部材）を備えている。

図２に示すように、円形凹部５３は、当接面部５２に対し垂直な方向の中心を有しており、円板プレート部材６は、円形凹部５３のそれぞれに嵌合されるように円板状に形成されている。なお、円形凹部５３の形状は、円形状以外に、楕円形状、四角形状、多角形状等を採用することができる。また、円板プレート部材６の形状は、円形凹部５３と同様に円形状以外に、楕円形状、四角形状、多角形状等を採用することができるが、円形凹部５３に嵌合されるように円形凹部５３と同形状に形成されていることが好ましい。

円板プレート部材６Ａは、図３に示すように、表面６１と、裏面６２と、側面６３（外周部）とを備える。そして、円板プレート部材６Ａの中央には、当該円板プレート部材６Ａを固定金型ホルダ本体５にネジ固定するためのネジ穴６４が形成されている。そして、円板プレート部材６Ａは、その表面６１が固定金型３側に位置するように円形凹部５３にセットされ、ネジ固定される。

そして、図１に示すように、固定金型ホルダ本体５の当接面部５２と円板プレート部材６の表面６１とが、略面一とされている。

また、図４に示す円板プレート部材６Ｂには、その側面６３の一部が略円弧状に切り欠かれた切欠部６５と、貫通孔６６とが冷却管等を挿通させるために設けられている。このような切欠部６５や貫通孔６６は、これらを通じて冷却管やエジェクタピン等の機能部材を金型構造内に挿通させるために、複数の円板プレート部材６の所定位置に形成されている。

なお、固定金型３及び固定金型ホルダ本体５は鋳鉄製であり、円板プレート部材６はＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなる。これにより、円板プレート部材６は固定金型ホルダ本体５と同程度の強度を有しつつ、補修時には精度よく加工することが可能となる。なお、固定金型ホルダ本体５は炭素鋼等よりなる構成としてもよいが、特に鋳鉄よりなることが好ましい。また、円板プレート部材６はＳＫＤ７やＳＫＤ６１等の熱間工具鋼等よりなる構成としてもよいが、特にＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなることが好ましい。

＜固定金型ホルダの補修方法＞
本実施形態に係る固定金型ホルダは、円板プレート部材６に摩耗が生じたときに、円形凹部５３の深さと略同一の高さの円板プレート部材６と入れ替えることにより、補修を行うことができる。

また、当該摩耗した円板プレート部材６に肉盛り溶接するとともに円形凹部５３の深さと略同一の高さとなるよう機械加工を施し、円形凹部５３にセットすることにより、補修を行うこともできる。

従って、例えば円板プレート部材６に摩耗が生じたときに、円形凹部５３の深さと略同一の高さの円板プレート部材６と入れ替えるとともに、取り出した使用済みの円板プレート部材６について、上述のごとく肉盛り溶接するとともに円形凹部５３の深さと略同一の高さとなるよう機械加工を施しておけば、交換用の円板プレート部材６として再使用することができる。これにより、生産性を低下させることなく簡便かつ低コストで固定金型ホルダ４を補修することができる。

以上述べたように、本発明によれば、熱応力等により円板プレート部材６にクラックや摩耗が生じた場合であっても、固定金型ホルダ本体５への直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で補修することが可能となる。

また、上述のごとく、円形凹部５３及び円板プレート部材６を採用することにより、一般の丸棒鋼材を利用することができるとともに、その高さ調整等の加工を現場の旋盤を用いて精度よく行うことができる。また、円板プレート部材６から円形凹部５３の側面に付与される応力は円形凹部５３の側面全体に均一に分布するため、変形や割れ等の発生を抑えることができる。

なお、本実施形態における円形凹部５３及び円板プレート部材は円形状であったが、楕円形状や四角形状、多角形状等のいかなる形状も採用することができる。

また、本発明に係る金型ホルダは、固定金型ホルダのみならず可動金型ホルダに対しても適用することができる。

本発明は、金型構造における金型ホルダの金型との当接面を補修する場合に、当接面への直接の肉盛り溶接等の工程を含まず、簡便な方法で補修が可能となるので、極めて有用である。

１固定金型構造
２キャビティ
３固定金型（金型）
４固定金型ホルダ（金型ホルダ）
５固定金型ホルダ本体（金型ホルダ本体）
６，６Ａ，６Ｂ円板プレート部材（プレート部材）
５２当接面部
５３円形凹部（複数の凹部）
６１表面
６３側面（外周部）
６５切欠部
６６貫通孔

Claims

射出成形装置のキャビティを形成する金型を保持する金型ホルダであって、
前記金型と当接する当接面部に複数の凹部が設けられた金型ホルダ本体と、
前記複数の凹部のそれぞれに、表面が前記金型側に位置するようにセットされたプレート部材と
を備え、
前記複数の凹部は、前記当接面部に対し垂直な方向の中心を有する円形凹部であり、
前記プレート部材は、前記円形凹部に嵌合されるように形成された円板であり、
前記金型ホルダ本体は鋳鉄よりなり、前記プレート部材はＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなり、
前記金型ホルダ本体の当接面部と前記プレート部材の表面とが、略面一とされている
ことを特徴とする金型ホルダ。
請求項１において、
複数の前記プレート部材に、該プレート部材の外周部の少なくとも一部が切り欠かれた切欠部か、又は、貫通孔の少なくとも一方が設けられている
ことを特徴とする金型ホルダ。
射出成形装置のキャビティを形成する金型を保持する金型ホルダの補修方法において、
前記金型ホルダは、前記金型と当接する当接面部に複数の凹部が設けられた金型ホルダ本体と、表面が前記金型側に位置するようにセットされたプレート部材とを備え、
前記複数の凹部は、前記当接面部に対し垂直な方向の中心を有する円形凹部であり、
前記プレート部材は、前記円形凹部に嵌合されるように形成された円板であり、
前記金型ホルダ本体は鋳鉄よりなり、前記プレート部材はＣｒ−Ｍｏ系鋼材よりなり、
前記金型ホルダ本体の当接面部と前記プレート部材の表面とが、略面一とされており、
前記プレート部材が摩耗を生じたときに、前記凹部の深さと略同一の高さのプレート部材と入れ替えるか、又は当該摩耗したプレート部材に肉盛り溶接するとともに前記凹部の深さと略同一の高さとなるよう機械加工を施し、前記凹部にセットする
ことを特徴とする、金型ホルダの補修方法。