JPH09193205A - 硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製射出成形用金型 - Google Patents

硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製射出成形用金型

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JPH09193205A
JPH09193205A JP968896A JP968896A JPH09193205A JP H09193205 A JPH09193205 A JP H09193205A JP 968896 A JP968896 A JP 968896A JP 968896 A JP968896 A JP 968896A JP H09193205 A JPH09193205 A JP H09193205A
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pin hole
aluminum alloy
mold
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Yasutomo Aman
康知 阿萬
Kiyoto Shibata
清人 柴田
Masaharu Tanaka
正治 田中
Ryuichi Furukawa
龍一 古川
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質アルマイト被膜を形成したアルミ金型の
エジェクタ部の耐久性を向上させる。 【解決手段】 アルミニウム合金のアルミ金型母材1と
該アルミ金型母材1を貫通するエジェクターピン孔出口
部4aを成形品押し出し方向に拡がるテーパー形状とし
て外側面に硬質アルマイト成膜3を形成する。一方、エ
ジェクターピン端部2aの形状も成形品押し出し方向に
拡がるテーパ形状として成形中は図1(A)のように2
0μm以下のクリアランスを保って樹脂の流出を防ぎ、
離型完了時には図1(B)のようにエジェクターピン2
がエジェクターピン孔4から離間し、各々が摺動しない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質アルマイト被
膜アルミニウム合金製射出成形用金型に関し、より詳細
には、成形完了した成形品を押し出すエジェクターピ
ン、および、外面に硬質アルマイト被膜を施したエジェ
クターピン孔の形状に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラスチックの射出成形金型に、
金型のコストを低減し納期を短縮する目的から軽量で取
り扱い易く、加工性及び熱伝導率の良いアルミニウムを
用いた金型、いわゆるアルミ金型が実用化されつつあ
る。アルミニウム合金は、純度の高いアルミニウムは耐
食性には優れているが、構造用材料としての機械的性質
が不足しているため、銅,亜鉛,ニッケル,マグネシウ
ム,クロム等の金属を含む合金とし、機械的強度又は耐
食性を増した軽合金であるが、最も機械的強度の大きい
JIS−A7075材でも、通常、射出成形用金型に用
いられている鋼材と比較すると強度が劣り、耐久性に問
題がある。このことは、金型使用時にスライドコアやエ
ジェクターピンと摺動する金型の摺動面において、特
に、問題となる。上記課題を解決するため、例えば、特
公昭59−35770号公報や特公昭63−26431
9号公報に示されるように、アルミニウム合金材料を用
いた金型に硬質アルマイト被膜を施す方法が考えられて
いる。
【0003】特公昭59−35770号公報は、75
S,17S又は61S等のアルミニウム合金板の複数枚
をボルト締めで組み立て、この内部にキャビティーを削
設し、上面に流れ口を形成し、この流れ口と前記キャビ
ティーとを通孔で連結し、通孔とキャビティーの連結部
分に湯溜まりを介してゲートを形成し、かつ、前記流れ
口,通孔,湯溜まり,ゲート及びキャビティーの内面に
約200ミクロン厚の硬質アルマイト加工を施したアル
ミニウム合金製合成樹脂用インジェクション金型であ
る。
【0004】特公昭63−264319号公報は、アル
ミニウム合金製合成樹脂用インジェクション金型のガイ
ドピン孔,セットピン孔,リタンピン孔及び押出ピン孔
などの孔内をピンが摺動する孔の内面に硬質アルマイト
を施したアルミニウム合金製合成樹脂用インジェクショ
ン金型である。
【0005】このように、硬質アルマイト被膜を形成し
たアルミニウム合金製金型においても、下記図4に示す
ように、可動型キャビティー内で固定型との間に成形さ
れた成形品は、可動型と固定型とが離間後、エジェクタ
ーピンで押し出され離型される。
【0006】図4は、従来の硬質アルマイト被膜を形成
したアルミニウム製射出成形用金型の射出成形中のエジ
ェクターピン部の構造を示す図で、図4(A)は、射出
成形中、図4(B)は、成形品離型完了時、図4(C)
は、エッジ破損状況を示す図であり、図中、1はアルミ
金型母材、2はエジェクターピン、3は硬質アルマイト
被膜、4はエジェクターピン孔、5は摺動面である。
【0007】図4(A)において、アルミ金型母材1
は、アルミニウム合金製で、エジェクターピン孔4が開
口し、エジェクターピン孔4,アルミ金型母材1の表面
には硬質アルマイト処理が施され、硬質アルマイト被膜
3を形成している。射出成形中のエジェクターピン2
は、端面が硬質アルマイト被膜3の表面と等しい面を保
ち、摺動面5とは所定の間隔をもって固定されている。
【0008】図4(B)は、図4(A)に示した状態で
射出成形が完了した成形品を取り出しする状態を示す図
で、成形完了した成形品は、エジェクターピン2で押し
出される。成形品離型完了時には、エジェクターピン2
の先端は、図示のように、金型の硬質アルマイト被膜3
の面から突き出している。エジェクターピン2は、図4
(A)に示した成形中から図4(B)に示した成形品離
型完了の位置までエジェクターピン孔出口部4aのエッ
ジ部分でスライドする。すなわち、この成形品離型の過
程で、エジェクターピン孔出口部4aのエッジ部分は、
常にエジェクターピン2と接して摺動することとなる。
【0009】図4(C)において、射出成形毎にエジェ
クターピン2と摺動するエジェクターピン孔出口部4a
のエッジ部分は、特に、硬質アルマイト被膜3が脆弱な
部分であり、繰り返し成形における上記摺動の繰返しに
より、摩耗、あるいは、機械的な破壊が生じ、図4
(C)に示すような該エッジ部の破損が生じて、破損部
6に示す破損状態となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】硬質アルマイト被膜3
は、平面上の面においては、優れた耐摩耗性を有するた
め、上記した摺動面等においては、飛躍的な耐久性の向
上を図ることができる。しかし、硬質アルマイト被膜3
は、上記メリットを有する反面、一般的にエッジ部が被
膜処理により溶解し脆くなってしまうため、図4(C)
に示すように、該エッジ部における耐久性を十分に確保
することが非常に困難である。特に、エジェクターピン
孔4においては、上記した現象は非常に大きな問題とな
り、エッジ部の破損は、成形品におけるバリ等の製品不
良を引き起こす結果となる。また、金型の耐久性を著し
く劣化させる原因となってしまう。
【0011】本発明は、硬質アルマイト被膜3を形成し
たアルミニウム合金金型において、エジェクターピン孔
出口部4aのエジェクターピン2との摺動を回避し、該
アルミ金型の耐久性を向上させることを目的とするもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、硬質
アルマイト成膜を形成したアルミニウム合金製射出成形
用金型において、エジェクターピンの形状と、該エジェ
クターピンの移動を案内するエジェクターピン孔の形状
を、該エジェクターピン孔の出口部と前記エジェクター
ピンとが摺動しないか、あるいは、少なくとも成形品押
し出しの初期時のみ摺動するようにしたものである。
【0013】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記エジェクターピン孔の出口部を、成形品押し出
し方向に対して広がるテーパー形状とし、かつ、前記ジ
ェクターピンを少なくとも該エジェクターピン孔の出口
部と該エジェクターピン先端のクリアランスが20μm
以下となるように構成したものである。
【0014】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記エジェクターピンを、前記エジェクターピン孔
に沿ったテーパー形状としたものである。
【0015】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、前記エジェクターピン孔の出口部を、成形品押し出
し方向に対して広がるR形状とし、かつ、前記エジェク
ターピンを、少なくとも該エジェクターピン孔の出口部
と該エジェクターピン先端のクリアランスが20μm以
下となるように構成したものである。
【0016】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、前記エジェクターピンを、前記エジェクターピン孔
に沿ったR形状としたものである。
【0017】請求項6の発明は、請求項1の発明におい
て、前記エジェクターピンを、該エジェクターピン先端
径のみを前記エジェクターピン孔の出口部とのクリアラ
ンスが20μm以下になるような構成とし、該エジェク
ターピンの先端以外の部分の径を、該エジェクターピン
先端径より小さい形状としたものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1は、本発明による硬質アルマ
イト被膜アルミニウム合金製射出成形用金型の第1の実
施の形態を説明するための図で、図1(A)は、射出成
形中、図1(B)は成形品離型完了時を示す図であり、
図中、1はアルミ金型母材、2はエジェクターピン、3
は硬質アルマイト被膜、4はエジェクターピン孔、S部
は摺動面である。なお、図1以下の図面において、図1
と同様の作用をする部分には図1の場合と同様の参照番
号を付してある。
【0019】図1において、アルミ金型母材1は、アル
ミニウム合金製で、該アルミ金型母材1を貫通してエジ
ェクターピン孔4が貫通している。エジェクターピン孔
出口部4a面は、成形品押し出し方向に向けて拡がるテ
ーパー形状としており、該アルミ金型母材1とエジェク
ターピン孔4の面には、硬質アルマイト処理が施され、
硬質アルマイト被膜3を成形している。エジェクターピ
ン2の端部は、成形品押し出し側に向け拡がるテーパー
面2aを形成しており、テーパー面2aと開口部4aの
面は、微小の間隙をもって離間しており、又アルミ金型
母材1上面の硬質アルマイト被膜3面とエジェクターピ
ン2の端面とは同一面となっている。
【0020】図1に示す構成において、エジェクターピ
ン2とエジェクターピン孔4の実摺動面はS部のみにな
っており、成形品取り出し時の該エジェクターピン2の
動作に対して、該エジェクターピン孔出口部4aがエジ
ェクターピン2からの摺動を受けない構造が実現でき
る。すなわち、成形品取り出し時においては、エジェク
ターピン2とエジェクターピン孔4は図1(B)に示す
ような状態にあり、該エジェクターピン孔出口部4aに
対する該エジェクターピンからの実効的な摺動を避ける
ことができる。
【0021】該エジェクターピン2のテーパー面2aの
形状は、図1(A)に示すような互いに相補関係にあ
り、該エジェクターピン孔出口部4aのテーパー形状に
沿った構成が望ましく、射出形成時にエジェクターピン
2位置を正確にホールドすることができるが、これに限
るものではなく、該エジェクターピン2先端部と該エジ
ェクターピン孔出口部4aのクリアランスが20μm以
下に構成されていれば何ら問題はない。なお、ここで記
述した20μm以下としたクリアランスは、射出成形に
おいて樹脂の流れ込みを防せぐための値である。また、
図1(A)におけるS部の摺動面は、エジェクターピン
2とエジェクターピン孔4のクリアランスを操作するこ
とより、摺動状態を緩和できることは言うまでもない。
【0022】(第2の実施の形態)図2は、本発明によ
る硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製射出成形用金
型の第2の実施の形態を説明するための図で、図2
(A)は、射出成形中、図2(B)は、成形品離型完了
時を示す図であり、図中、Q部は摺動面である。
【0023】図2に示す射出成形用金型のアルミ金型母
材1の材質及び硬質アルマイト被膜3は、図1の場合と
同様であるから説明を省き、相異点のみを説明する。図
2に示す構成においては、エジェクターピン孔出口部4
bの形状が成形品押し出し方向に対して広がるR形状と
なっている。これと対応するエジェクターピンの端部2
bの形状も成形品押し出し方向に対して広がるR形状と
なっている。
【0024】この構成において、エジェクターピン2と
エジェクターピン孔4の実摺動面は、Q部のみになって
おり、成形品取り出し時の該エジェクターピン2の動作
に対して、該エジェクターピン孔出口部4bがエジェク
ターピン2からの摺動を受けない構造が実現できる。す
なわち、成形品取り出し時においては、エジェクターピ
ン2とエジェクターピン孔4は、図2(B)に示すよう
な状態にあり、該エジェクターピン孔出口部4bに対す
る該エジェクターピン2からの実効的な摺動を避けるこ
とができる。
【0025】該エジェクターピン2の先端部2bの形状
は、図2(A)に示すような該エジェクターピン孔出口
部4bのR形状に沿った構成が望ましく、射出形成時に
エジェクターピン2の位置を正確にホールドすることが
できるが、これに限るものではなく、該エジェクターピ
ン端部2bと該エジェクターピン孔出口部4bのクリア
ランスが20μm以下に構成されていれば何ら問題はな
い。なお、ここで記述した20μm以下のクリアランス
は、射出成形において樹脂の流れ込みを防ぐためのもの
である。また、R形状寸法は半径Rが1〜2mmが妥当
であるが、これに限るものではない。
【0026】また、図2(A)におけるQ部の摺動面
は、エジェクターピン2とエジェクターピン孔4のクリ
アランスを操作することより、摺動状態を緩和できるこ
とは言うまでもない。また、エジェクターピン孔出口部
4bをR形状とすることにより、硬質アルマイト被膜の
被膜性についても、エッジ部で見られるような溶解の問
題がなくなり、平面に形成された硬質アルマイト被膜に
近い状態の耐摩耗性の強固な被膜とすることができる。
【0027】(第3の実施の形態)図3は、本発明によ
る硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製射出成形用金
型の第3の実施の形態を説明するための図であり、図3
(A)は、射出成形中、図3(B)は、成形品離型完了
時を示す図である。
【0028】前記第1,第2の実施の形態においては、
エジェクターピン孔出口部4a,4bとエジェクターピ
ン端部2a,2bからなる構成に関する提案であった
が、第3の実施の形態においては、エジェクターピン2
形状を、図2(A),(B)に示すように、該エジェク
ターピン先端2cを軸方向に短かい円板状とし、該先端
2cの径に対して、該エジェクターピン先端2c以外の
部分の径を小さくすることにより、該エジェクターピン
孔出口部4cがエジェクターピンからの摺動を受ける摺
動の低減を図るものである。この際、エジェクターピン
先端2cの径をエジェクターピン孔出口部4cとのクリ
アランスが20μm以下になるようにしておけばよい。
また、エジェクターピン先端2cの長さは、軸方向の長
さは1〜2mmが妥当であるが、これに限るものではな
い。
【0029】本発明によれば、上記したような実施の形
態例により、エジェクターピン2とエジェクターピン孔
出口部が摺動しないか、あるいは、少なくとも成形品押
し出し時初期にしか摺動しないような構成を実現するこ
とができ、耐久性に優れたアルトマイト被膜アルミニウ
ム合金製射出成形用金型を提供することができる。これ
により、アルミニウム合金製射出成形用金型におけるコ
ストメリット及び納期短縮の効果を十分に引き出すこと
が可能となる。
【0030】
【発明の効果】請求項1に対応する効果:硬質アルマイ
ト成膜を形成したアルミニウム合金製射出成形用金型に
おいて、エジェクターピンの形状と、該エジェクターピ
ンの移動を案内するエジェクターピン孔の形状を、該エ
ジェクターピン孔の出口部と前記エジェクターピンとが
摺動しないか、あるいは、少なくとも成形品押し出しの
初期時のみ摺動するようにしたので、硬質アルマイト被
膜の脆弱なエジェクターピン孔出口部のエッジ部のエジ
ェクターピンとの摺動による摩耗、あるいは、破損を回
避することができ、アルミニウム合金製射出成形用金型
の耐久性を向上させることができる。これにより、アル
ミニウム合金製射出成形用金型におけるコストメリット
及び納期短縮の効果を十分に引き出すことが可能とな
る。
【0031】請求項2に対応する効果:請求項1におい
て、前記エジェクターピン孔の出口部を、成形品押し出
し方向に対して広がるテーパー形状とし、かつ、前記ジ
ェクターピンを少なくとも該エジェクターピン孔の出口
部と該エジェクターピン先端のクリアランスが20μm
以下となるように構成したので、エジェクターピン孔出
口部とエジェクターピンとが摺動しないようにすること
ができる。
【0032】請求項3に対応する効果:請求項2におい
て、前記エジェクターピンを、前記エジェクターピン孔
に沿ったテーパー形状としたので、射出形成時のエジェ
クターピン位置のホールドを正確に行うことができる。
【0033】請求項4に対応する効果:請求項1におい
て、前記エジェクターピン孔の出口部を、成形品押し出
し方向に対して広がるR形状とし、かつ、前記エジェク
ターピンを、少なくとも該エジェクターピン孔の出口部
と該エジェクターピン先端のクリアランスが20μm以
下となるように構成したので、エジェクターピン孔出口
部をR形状とすることにより、硬質アルマイト被膜の被
膜性についても、エッジ部で見られるような溶解の問題
がなくなり、平面に形成されたアルマイト被膜に近い状
態の耐摩耗性の強固な被膜とすることができ、飛躍的な
耐久性の向上を図ることが可能となる。
【0034】請求項5に対応する効果:請求項4におい
て、前記エジェクターピンを、前記エジェクターピン孔
に沿ったR形状としたので、射出形成時のエジェクター
ピン位置のホールドを正確に行うことができる。
【0035】請求項6に対応する効果:請求項1におい
て、前記エジェクターピンを、該エジェクターピン先端
径のみを前記エジェクターピン孔の出口部とのクリアラ
ンスが20μm以下になるようにして長さを短かくし、
該エジェクターピンの先端以外の部分の径を、該エジェ
クターピン先端径より小さい形状としたので、エジェク
ターピン孔出口部とエッジェクターピンとの摺動を低減
することができ、請求項1の発明を実現することが可能
となり、かつ、エジェクターピン孔出口部以外の部分に
おいても、該エジェクターピンとの摺動を低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による硬質アルマイト被膜アルミニウ
ム合金製射出成形用金型の第1の実施の形態を説明する
ための図である。
【図2】 本発明による硬質アルマイト被膜アルミニウ
ム合金製射出成形用金型の第2の実施の形態を説明する
ための図である。
【図3】 本発明による硬質アルマイト被膜アルミニウ
ム合金製射出成形用金型の第3の実施の形態を説明する
ための図である。
【図4】 従来の硬質アルマイト被膜を形成したアルミ
ニウム製射出成形用金型の射出成形中のエジェクターピ
ン部の構造を示す図である。
【符号の説明】
1…アルミ金型母材、2…エジェクターピン、3…硬質
アルマイト被膜、4…エジェクターピン孔、S,Q…摺
動面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 龍一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬質アルマイト成膜を形成したアルミニ
    ウム合金製射出成形用金型において、エジェクターピン
    の形状と、該エジェクターピンの移動を案内するエジェ
    クターピン孔の形状を、該エジェクターピン孔の出口部
    と前記エジェクターピンとが摺動しないか、あるいは、
    少なくとも成形品押し出しの初期時のみ摺動するように
    したことを特徴とする硬質アルマイト被膜アルミニウム
    合金製射出成形用金型。
  2. 【請求項2】 前記エジェクターピン孔の出口部を、成
    形品押し出し方向に対して広がるテーパー形状とし、か
    つ、前記ジェクターピンを少なくとも該エジェクターピ
    ン孔の出口部と該エジェクターピン先端のクリアランス
    が20μm以下となるように構成したことを特徴とする
    請求項1に記載の硬質アルマイト被膜アルミニウム合金
    製射出成形用金型。
  3. 【請求項3】 前記エジェクターピンを、前記エジェク
    ターピン孔に沿ったテーパー形状としたことを特徴とす
    る請求項2に記載の硬質アルマイト被膜アルミニウム合
    金製射出成形用金型。
  4. 【請求項4】 前記エジェクターピン孔の出口部を、成
    形品押し出し方向に対して広がるR形状とし、かつ、前
    記エジェクターピンを、少なくとも該エジェクターピン
    孔の出口部と該エジェクターピン先端のクリアランスが
    20μm以下となるように構成したことを特徴とする請
    求項1に記載の硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製
    射出成形用金型。
  5. 【請求項5】 前記エジェクターピンを、前記エジェク
    ターピン孔に沿ったR形状としたことを特徴とする請求
    項4に記載の硬質アルマイト被膜アルミニウム合金製射
    出成形用金型。
  6. 【請求項6】 前記エジェクターピンを、該エジェクタ
    ーピン先端径のみを前記エジェクターピン孔の出口部と
    のクリアランスが20μm以下になるような構成とし、
    該エジェクターピンの先端以外の部分の径を、該エジェ
    クターピン先端径より小さい形状としたことを特徴とす
    る請求項1に記載の硬質アルマイト被膜アルミニウム合
    金製射出成形用金型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1092521A1 (de) * 1999-08-20 2001-04-18 Erwin Wimmer Formwerkzeurg für Spritz- oder Druckgussmaschinen
WO2017184335A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-26 Sabic Global Technologies B.V. Self-sealing ejector pin for composite consolidation molding and process of using a self-sealing ejector pin for composite consolidation molding

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EP1092521A1 (de) * 1999-08-20 2001-04-18 Erwin Wimmer Formwerkzeurg für Spritz- oder Druckgussmaschinen
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