JPH09277266A - プラスチック成形金型用ピンポイントゲートブッシュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック成形金型用ピンポイントゲート
ブッシュの耐久性を向上させる。 【解決手段】 ブッシュを加工の容易なブッシュ本体１
と耐磨耗性の高硬度チップ２とで構成し、高硬度チップ
２にゲート孔２１を形成して、ブッシュ本体１のスプル
ー孔１０と接続し、両孔を一緒に仕上げ加工した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック成形
金型に関し、特に金型に嵌挿させるピンポイントゲート
ブッシュに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形に用いられるピンポイ
ントゲートブッシュは、プラスチック成形金型に欠かせ
ない標準金型部品である。ピンポイントゲートブッシュ
は、従来、合金鋼（ＳＫＨ、ＳＫＤ）を素材とし、それ
を切削、熱処理、研削、放電加工、磨き作業の各工程を
施して製造される。こうした材料の焼入れ、焼もどし後
の硬さは、最高でもロックウェルＣ硬度で６４〜７０Ｈ
ＲＣ程度である。

【０００３】ところで、近時、プラスチック製品の強度
を増すため、素材樹脂中にガラス粉や金属粉を混入させ
ることが行われる。こうした樹脂素材の成形に、上記の
ような硬度の材料からなるピンポイントゲートブッシュ
を用いると、樹脂素材の押し出し時に、上記ガラス粉や
金属粉によりゲートが削られるため、ゲート部分の磨耗
が著しく、所定の開口径、特に素材の押し出し時の切れ
を良好に保つうえで重要な口部エッジのシャープさを維
持するのに頻繁なゲートブッシュの交換を余儀なくされ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした問題を改善す
るには、ピンポイントゲートブッシュの素材に、より硬
度の高い超硬合金（ロックウェルＡ硬度で８８〜９２Ｈ
ＲＡ程度）、セラミックス等の高硬度材を用いて、ゲー
トの磨耗を防ぐようにすればよいと考えられるが、超硬
合金やセラミックス等の高硬度材は加工性が悪く、例え
ば、超硬合金を素材としてピンポイントゲートブッシュ
を製造するには、焼結、ダイヤモンド砥石を用いた研
削、高価な銅タングステン、銀タングステン電極を用い
た長時間の放電加工、ダイヤモンドラップ材による長時
間の磨き作業などが必要となり、コスト面からみて商品
化は困難である。

【０００５】そこで、本発明は、ゲート部のみを耐磨耗
性の優れた高硬度材チップで構成することで、加工の困
難な部位を極力少なくし、ブッシュ全体の加工を容易に
して、十分な耐久性を発揮させることが可能なプラスチ
ック成形金型用ピンポイントゲートブッシュを提供する
ことを第１の目的とする。

【０００６】次に、本発明は、別体とした高硬度チップ
を加工の障害とならないように、ブッシュ本体へ簡単に
位置決め固定することを第２の目的とする。

【０００７】更に、本発明は、上記の簡単な位置決めに
よっても、使用時にずれや外れを生じさせない高硬度チ
ップの固定を可能とすることを第３の目的とする。

【０００８】次に、本発明は、比較的加工の容易なブッ
シュ本体と高硬度チップの組合せを得ることを第４の目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、プラスチック成形金型用ピンポイン
トゲートブッシュにおいて、前記ブッシュを合金鋼、ニ
ッケル電鋳材等の加工の容易な素材からなるブッシュ本
体と、該ブッシュ本体に取り付けた超硬合金、セラミッ
クス等の難加工性素材からなる高硬度チップとで構成
し、前記ブッシュ本体を軸方向に貫通させて形成したス
プルー孔と、該スプルー孔と整列させて前記高硬度チッ
プに形成したゲート孔とを一緒に仕上げ加工したことを
特徴とする。

【００１０】また、上記第２の目的を達成するため、前
記ブッシュ本体は、その先端部に、前記スプルー孔と交
差し、前記ブッシュ本体の径方向両端に達する抜け止め
溝を有し、前記高硬度チップは、前記ブッシュ本体の抜
け止め溝に嵌合されるくさび部を備え、該くさび部は、
適宜のしめしろによるしまりばめで前記ブッシュ本体の
抜け止め溝に嵌合された構成が採られる。

【００１１】また、上記第３の目的を達成するため、前
記高硬度チップのくさび部の両端は、前記ブッシュ本体
の周面と連続する周面とされた構成が採られる。

【００１２】更に、上記第４の目的を達成するため、前
記ブッシュ本体は、合金鋼製とされ、前記高硬度チップ
は、超硬合金製とされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るピ
ンポイントゲートブッシュの軸方向断面、図２は該ブッ
シュの上面を示す。このブッシュは、合金鋼、ニッケル
電鋳材等の加工の容易な素材からなるブッシュ本体１
と、ブッシュ本体１に取り付けた超硬合金からなる高硬
度チップ２とで構成される。ブッシュ本体１は、それを
軸方向に貫通させて形成したスプルー孔１０と、そのス
プルー孔１０に連通してブッシュ本体１の先端部を軸横
断方向に全通する抜け止め溝１１を有する。一方、高硬
度チップ２は、スプルー孔１０に連通するゲート孔２１
を有する截頭円錐突起状のゲート部２０と、抜け止め溝
１１に嵌合するくさび部２２とを有する。

【００１４】詳しくは、ブッシュ本体１は、小径のネッ
ク部１２を備える段付の円筒形とされ、その内部を軸方
向に延び、頂部を半球形凹面とされた円錐形のスプルー
孔１０が形成されている。ブッシュ本体１の先端部をス
プルー孔１０の半球形凹面の頂部と交差して延びる抜け
止め溝１１は、奥側が幅広のダブテイル（蟻継ぎ）状、
すなわち断面台形の溝とされている。

【００１５】高硬度チップ２は、くさび部２２の上面中
央に截頭円錐形のゲート部２０が突設されたものとさ
れ、ゲート部２０には、その軸方向に延びるゲート孔２
１が形成されている。このゲート孔２１は、スプルー孔
１０につながる側が大径で、反対側が小径のテーパ孔と
され、軸心を整列させた注入孔を構成する。

【００１６】こうしたブッシュは、例えば図３に示す加
工手順で製造される。先ず、図の（Ａ）に示す工程で、
外形と内形（スプルー孔１０）を鍛造、鋳造又は切削で
成形してブッシュ本体１を得る。次に、工程（Ｂ）によ
り、ブッシュ本体１の先端に、ワイヤ放電加工により抜
け止め溝１１を形成する。次に、こうして形成された抜
け止め溝１１に、工程（Ｃ）で、高硬度チップ２を溝１
１の一端側から圧入し、溝１１の両端に突き出た若干の
加工代が残されるように位置決め固定する。上記圧入
は、０．００５ｍｍ程度のしめしろによるしまりばめと
される。以上の工程でブッシュ本体１と高硬度チップ２
を組み合わせたブッシュ素材が得られる。

【００１７】次に、工程（Ｄ）及び工程（Ｅ）でネック
部１２の外径切削、ゲート部２０の突起の切出しを含む
端面切削及びゲート孔２１のスプルー孔１０側からの放
電加工を行う。これら各工程の手順の前後は問わない。
こうしてブッシュの切削成形を行った後、最後に、ネッ
ク部１２の精密な外周研磨と、スプルー孔１０及びゲー
ト孔２１の孔壁面の更に精密なラップ加工による仕上げ
の研磨を行って、ゲートブッシュの製造を完了する。

【００１８】上記外周研磨の際に、ブッシュ本体１のネ
ック部１２と、高硬度チップ２のくさび部２２の両端周
面は、連続研磨され、それらの面位置が一致した周面に
仕上げられる。一方、スプルー孔１０とゲート孔２１と
は、図１の断面を参照してわかるように、孔内周壁面に
段差を生じない形態で連通する。すなわち、スプルー孔
１０の円錐内周面とゲート孔２１の円錐内周面とは、凹
球面でつながる。

【００１９】上記構成よりなるブッシュでは、図１に示
すように、金型への取付けに際して、ブッシュのネック
部１２がその外周面をホルダプレート３の孔３０内に緊
密に嵌合した状態に置かれるので、ブッシュ本体１と高
硬度チップ２との抜け止め溝１１とくさび部２２の嵌合
が適宜のしめしろによる簡単なしまりばめであっても、
くさび部２２の両端周面が孔３０の内周面に当接支持さ
れるため、高硬度チップ２がブッシュ本体１に対して径
方向にずれるおそれはない。しかも抜け止め溝１１は、
奥側が幅広のダブテイル（蟻継ぎ）状の溝とされ、ネッ
ク部１２全周が金型の孔３０の内周面で支持され、径方
向外方への膨張が阻止されるため、樹脂材料の押し出し
に伴う圧力が高硬度チップ２の背面に作用し、抜け止め
溝１１の上縁間の幅を広げる力が作用しても、該が広が
ることはなく、高硬度チップ２が軸方向に外れる恐れは
ない。

【００２０】以上詳述したように、上記実施形態では、
ブッシュ本体１と高硬度チップ２との結合は、銀ろう等
を用いたろう付けや摩擦圧接のような強固な接合ではな
いが、ブッシュが一旦金型に組み込まれると、外周から
補強され、その抜け止め構造により軸方向に抜け止めさ
れ、十分な結合強度が得られる。また、スプルー孔１０
とゲート孔２１の軸ずれも防がれる。

【００２１】次に、図４は本発明の第２実施形態を示
す。この形態は、上記第１実施形態のものが、ゲート部
２０に突起を設けて、樹脂注入の際に、製品に残る切れ
残り突起が、製品の外面を越えて突出しないようにして
いるのと異なり、ゲート部２０に突起がない形状とされ
ている。こうした形態は、突起の切出しが不要となるた
め、高硬度チップ２の材質がセラミックスのような極め
て加工性の悪いものの場合に適している。その余の点に
ついては、上記第１実施形態と同様なので、対応部位に
同様の符号を付して構成の説明に代える。こうしたゲー
ト形状のブッシュは、製品の注入部に残る切れ残りが製
品の外面から突出してもよい場合に使用可能である。

【００２２】以上、本発明の各特徴点を、想定し得る好
適な形態の組み合わせで具体化した実施形態に基づいて
説明したが、本発明は、例示の具体的構成に限定される
ものではなく、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の
事項の範囲内で、種々の具体的構成を採ることができる
ものである。例えば、高硬度チップのブッシュ本体への
取付けは、材料の組合せに応じて、ロー付け、圧入、焼
嵌め、接着等の他の方法によることもできる。

【００２３】

【発明の効果】このような構成を採った本発明では、仕
上げ加工を施すことが困難な部位をブッシュ全体に対し
て高硬度チップ部に局限することがでるので、ブッシュ
全体を高硬度材とした場合に比して、仕上げ加工が格段
に容易となる。また、最も使用時に磨耗の激しいゲート
部に高硬度チップが用いられているので、ブッシュの磨
耗をあたかも全体に高硬度材料を用いたものと同等に小
さくすることができる。

【００２４】また、請求項２に記載の構成によれば、高
硬度チップをブッシュ本体に位置決めするのに、格別の
付加的な固定手段が不要となり、それにより仕上げ加工
を妨げる付加的要素がないので、ゲートブッシュの仕上
げ加工が更に容易となる。

【００２５】また、請求項３に記載の構成によれば、使
用時に別体の高硬度チップにかかる圧力による該チップ
の軸方向への抜け出し及び軸ずれは、抜け止め溝へのく
さび部の嵌合により阻止され、高硬度チップの周面の金
型への当接により阻止される。

【００２６】更に、請求項４に記載の構成によれば、比
較的加工の容易な素材により耐磨耗性に優れた長寿命の
ブッシュを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るプラスチック成形
金型用ピンポイントゲートブッシュの軸方向断面図であ
る。

【図２】上記のゲートブッシュの上面図である。

【図３】上記のゲートブッシュ各部の加工手順を示す説
明図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係るプラスチック成形
金型用ピンポイントゲートブッシュの軸方向断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ブッシュ本体 ２ 高硬度チップ １０ スプルー孔 １１ 抜け止め溝 ２０ ゲート部 ２１ ゲート孔 ２２ くさび部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック成形金型用ピンポイントゲ
   ートブッシュにおいて、 前記ブッシュを合金鋼、ニッケル電鋳材等の加工の容易
   な素材からなるブッシュ本体と、該ブッシュ本体に取り
   付けた超硬合金、セラミックス等の難加工性素材からな
   る高硬度チップとで構成し、前記ブッシュ本体を軸方向
   に貫通させて形成したスプルー孔と、該スプルー孔と整
   列させて前記高硬度チップに形成したゲート孔とを一緒
   に仕上げ加工したことを特徴とするプラスチック成形金
   型用ピンポイントゲートブッシュ。
2. 【請求項２】 前記ブッシュ本体は、その先端部に、前
   記スプルー孔と交差し、前記ブッシュ本体の径方向両端
   に達する抜け止め溝を有し、 前記高硬度チップは、前記ブッシュ本体の抜け止め溝に
   嵌合されるくさび部を備え、該くさび部は、適宜のしめ
   しろによるしまりばめで前記ブッシュ本体の抜け止め溝
   に嵌合された請求項１記載のプラスチック成形金型用ピ
   ンポイントゲートブッシュ。
3. 【請求項３】 前記高硬度チップのくさび部の両端は、
   前記ブッシュ本体の周面と連続する周面とされた、請求
   項１又は２記載のプラスチック成形金型用ピンポイント
   ゲートブッシュ。
4. 【請求項４】 前記ブッシュ本体は、合金鋼製とされ、
   前記高硬度チップは、超硬合金製とされた、請求項１〜
   ３のいずれか１項記載のプラスチック成形金型用ピンポ
   イントゲートブッシュ。