JPH1158114A - センタードリル及びこれを用いるピンポイントゲートの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 容易にかつ精度良くゲート部を形成すること
ができるセンタードリル１及びこれを用いるピンポイン
トゲートの加工方法を得ること。 【解決手段】 まず、ランナー部に相当する下穴を穿設
する。次に、その直径が略不変とされるストレート部
７、このストレート部７に連続しており、ストレート部
７から遠ざかるに従ってその直径が増加するテーパー部
１０及びこのテーパー部１０に連続する長軸部１３を備
えたセンタードリル１をこの下穴に挿入し、このセンタ
ードリル１にて下穴とキャビティ部との間を切削して貫
通孔を貫設し、ゲートストレート部及びゲートテーパー
部からなるゲート部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センタードリル及
びこれを用いるピンポイントゲートの加工方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製品やゴム製品を射出成形
する際に、いわゆるピンポイントゲートを備えた金型が
用いられることがある。図２（ａ）には、一般的な形状
のピンポイントゲートを備えた金型の部分断面図が示さ
れており、図２（ｂ）にはそのピンポイントゲート近傍
の拡大図が示されている。このような金型では、型板３
４、３５、コア型３７等で成形品の形状に対応した空隙
が設けられており、この空隙がキャビティ部２２とされ
る。型板３４には二次スプールとも呼ばれるランナー末
端部３１及びゲート部Ｇが設けられている。ゲート部Ｇ
は、キャビティ部２２に開口するゲートストレート部２
５及びこのゲートストレート部２５に連続するゲートテ
ーパー部２８からなる。ランナー末端部３１及びゲート
部Ｇの断面形状は一般的には略円状である。また、一般
に小型金型においては、ランナー末端部３１の内径は３
ｍｍから６ｍｍ程度とされており、ゲートストレート部
２５の内径は０．５ｍｍから１．２ｍｍ程度とされてい
る。ゲートテーパー部２８の内径は、ゲートストレート
部２５側からランナー末端部３１側に向かって拡がるよ
うに設定されている。

【０００３】型締め後、インジェクションマシーン（図
示されず）から射出された溶融樹脂等はスプール部（図
示されず）からランナー本体部３６を通り、ランナー末
端部３１及びゲート部Ｇを通過してキャビティ部２２に
注入・充填され、充填後に冷却されて成形品となる。こ
の際、スプール部、ランナー本体部３６、ランナー末端
部３１及びゲート部Ｇに存在する溶融樹脂も冷却する。
冷却後、型開き工程においてゲートストレート部２５の
成形品との境界近傍に相当する部分が引きちぎられ、こ
れにより成形品とランナー（硬化樹脂のうちランナー本
体部３６及びランナー末端部３１に存在するもの）とが
分離される。大型の成形品の場合には、金型内に複数個
のゲート部Ｇが設けられる。また、小型の成形品の場合
でも、いわゆる多数個取の金型の場合には、ランナーよ
り分流されて複数個のゲート部Ｇが設けられる。

【０００４】このゲート部Ｇに対する要求特性として
は、溶融樹脂等を円滑にキャビティ部２２内に流入させ
得る形状であること、型開き初期における型開き力によ
りゲート部Ｇが引きちぎれ成形品とランナーとの分離が
容易にできるような形状であること、ランナーやゲート
部Ｇの硬化樹脂が金型から離れやすいこと等が挙げられ
る。さらに、金型内に複数個のゲート部Ｇが設けられる
場合は、成形品の品質を均一とするため、各ゲート部Ｇ
の寸法が同一であることも必要である。

【０００５】従来、この種のゲート部Ｇを形成するため
のゲート加工は、図３に示されるような３段階の穴加工
を経て形成されている。この方法では、まず第１段階と
して、図３（ａ）に示されるように最終的にランナー末
端部３１となる下穴１９が、例えばテーパボールエンド
ミルによって、型板３４の板面に直角な深穴として穿設
される。次に第２段階として、図３（ｂ）に示されるよ
うに下穴１９の奥端からキャビティ部２２に連通する貫
通孔４０が、例えばストレートドリルによってあけられ
る。この貫通孔４０の内径は、最終的に得られるゲート
ストレート部２５の内径と一致している。そして第３段
階として、貫通孔４０の内径よりも大径であって先端が
所定角度のテーパー状に加工されたストレートドリルを
用い、下穴１９奥端の曲面からキャビティ部２２に向か
って、手作業で徐々に切削加工していき、貫通孔４０が
拡径され、ゲートテーパー部２８が形成される。この
際、キャビティ部２２にストレートドリルが到達する直
前で切削を停止し、図３（ｃ）に示されるように貫通孔
４０の下端をある程度の長さ（例えば０．１ｍｍ）だけ
拡径せずに残すことにより、この部分がゲートストレー
ト部２５とされる。なお、第３段階では、ストレートド
リルによる切削加工に代えて、先端がテーパー状とされ
た電極を用いる放電加工が施されることもある。

【０００６】この従来の方法では、３種類の切削工具を
用い、３段階の切削工程を経てゲート加工がなされる。
特に第３段階の加工は手作業であるため、ゲート加工に
長時間を要する。特に、多点ピンポイントや多数個取り
ピンポイントゲートの場合金型作製の工数が多大で金型
作製に時間がかかり、金型作製費用の増大を招いてしま
うという問題があった。

【０００７】また、第３段階の加工は手作業であるた
め、出来上がったゲート部Ｇの寸法が設計値とずれた
り、多点ピンポイントや多数個取りピンポイントゲート
の場合にゲート寸法にばらつきが生じたり、加工面に段
差が生じたりして、溶融樹脂等が円滑にキャビティ部２
２内に流入しなかったり、ゲート切れが悪くて成形品に
ゲートが突起として残ったり（ゲート高）して成形品の
品質がばらつくよいう問題があった。また、ランナー本
体部３６やランナー末端部３１の離型性が悪く、ランナ
ーが金型内に残ってしまうという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
に鑑みてなされたものであり、容易にかつ精度良く、ピ
ンポイントゲートの加工ができるセンタードリル及びこ
れを用いるピンポイントゲートの加工方法を提供するこ
とをその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した問題を解決する
ためになされた発明は、先端のストレート部、そのスト
レート部より大径の長軸部及びストレート部と長軸部と
を連結するテーパー部を備えており、ストレート部とテ
ーパー部とにドリル刃が形成されている、成形金型のピ
ンポイントゲート加工用のセンタードリルであって、軸
方向に対するテーパー部の角度が１０度以上３０度以下
であり、長軸部の外径が１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であ
ることを特徴とするセンタードリル、である（請求項
１）。

【００１０】また、上記した問題を解決するためになさ
れた他の発明は、型板の板面に直角にランナー末端部を
形成する深穴をゲート部厚さを残して穿設し、この深穴
の奥底に、前記ランナー末端部と成形キャビティ部とを
連通する工程を含む、成形金型のピンポイントゲートの
加工方法であって、前記深穴の奥底に上記のセンタード
リルを挿入して所定量切り込ませることによりランナー
末端部と成形キャビティ部とを連通することを特徴とす
るピンポイントゲートの加工方法、である（請求項
４）。

【００１１】これらの発明においては、ストレート部、
このストレート部に連続するテーパー部及びこのテーパ
ー部に連続する長軸部を備えたセンタードリルにてゲー
ト部を切削するため、ゲートストレート部とゲートテー
パー部とを、機械加工で同時に形成することができる。
従って、出来上がったゲート部の各寸法が設計値とずれ
たり、ゲート部間の寸法にばらつきが生じたり、加工面
が非平滑となったりしてしまうことが抑えられる。ま
た、ゲート加工全体としてみれば、２種類の工具で２段
階の工程にて加工が終了することとなり、金型作成の工
数と時間とが低減され、金型作成費用を抑えることがで
きる。

【００１２】本発明において、先端からストレート部と
テーパー部との境界面までの距離が０．５ｍｍ以上１．
５ｍｍ以下の範囲内の特定値に規定されているセンター
ドリルを用いれば、センタードリルの切り込み深さが一
定となるように制御することにより、所定の長さのゲー
トストレート部を形成することができる（請求項２）。

【００１３】本発明において、長軸部の外径（Ｄ）とス
トレート部の外径（ｄ）との比である（Ｄ／ｄ）が３以
下であるセンタードリルをもちいれば（請求項３）、セ
ンタードリル回転時のテーパー部の部位による周速の差
を抑えることができ、ゲート部の壁面の仕上がり状態を
良好とすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、適時図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。

【００１５】図１（ａ）には本発明の一実施形態にかか
るセンタードリル１の正面図が示されており、図１
（ｂ）にはその先端Ｓ近傍の部分拡大図が示されてい
る。また、図２（ａ）には、図１に示されたセンタード
リル１を用いて加工された金型のゲート部Ｇ近傍の断面
図が示されており、図２（ｂ）にはその部分拡大図が示
されている。

【００１６】このセンタードリル１は、図１（ａ）にお
ける左側から順に、先端部４、ストレート部７、テーパ
ー部１０、長軸部１３及びチャック部１６を備えてい
る。ストレート部７とテーパー部１０とには、ドリル刃
（図示されず）が形成されている。先端部４は切削時に
被切削物と最初に接触する部分であり、切削加工を容易
とするためその形状は略円錐状とされている。ストレー
ト部７はドリル刃を除けばその形状が略円柱状である。
テーパー部１０はストレート部７に連続して設けられて
おり、その直径はストレート部７から遠ざかるに従って
増加する。従って、テーパー部１０はドリル刃を除けば
その形状が略円錐台状である。長軸部１３はテーパー部
１０に連続して設けられており、その形状は略円柱状で
ある。チャック部１６は、フライス盤等の切削機器に固
定される部分であり、長軸部１３よりも若干大径とされ
る。このセンタードリル１は、深穴の奥底に先端部４が
到達するように、長軸部１３の軸方向長さが３０ｍｍか
ら５０ｍｍ程度、チャック部１６の軸方向長さが２５ｍ
ｍから３５ｍｍ程度とされる。

【００１７】このセンタードリル１をもちいてピンポイ
ントゲートを加工するには、まず従来同様テーパーボー
ルエンドミル等によって下穴１９を型面に直角な深穴と
して穿設しておき、この下穴１９にセンタードリル１を
入れ、奥底に先端部４を当てて加工基準位置を決め、セ
ンタードリル１を回転させて所定量切り込めばよい。こ
の際、ストレート部７で切削された部分はゲートストレ
ート部２５となり、テーパー部１０で切削された部分は
ゲートテーパー部２８となる。従って、ゲートストレー
ト部２５とゲートテーパー部２８とを機械加工で同時に
形成することができ、出来上がったゲート部Ｇの各寸法
が設計値とずれたり、ゲート部Ｇ間の寸法にばらつきが
生じたり、加工面が非平滑となったりしてしまうことが
抑えられる。また、ゲート加工全体としてみれば、テー
パボールエンドミルとセンタードリル１との２種類の工
具で２段階の工程のみにて加工が終了することとなり、
金型作製の工数と時間が低減され、金型作製費用を抑え
ることができる。

【００１８】ゲートストレート部２５を形成するには、
ストレート部７とテーパー部１０との境界面（以下「テ
ーパー開始面」ともいう）がキャビティ部２２に到達す
る前に、切削を終了すればよい。このためには、センタ
ードリル１の先端Ｓからテーパー開始面までの距離が規
定されているセンタードリル１を用い、センタードリル
１の切り込み深さを制御しつつゲート部Ｇの加工を行え
ばよい。例えば、先端Ｓからテーパー開始面までの距離
Ｌｃが１ｍｍに規定されたセンタードリル１を用い、ゲ
ートストレート部２５の長さＬｇが０．１ｍｍのゲート
部Ｇを形成するには、下穴加工時に奥底部の型板の厚さ
が１ｍｍになるように下穴を穿設し、センタードリル１
の先端Ｓが下穴の奥底に接触した点より０．９ｍｍ切り
込むようにセンタードリル１の切り込み深さを制御すれ
ばよい。こうすれば、ゲートストレート部２５の長さＬ
ｇを所望の値にすることができ、いわゆるゲート高やゲ
ートチップの発生を防ぐことができる。通常のピンポイ
ントゲートを加工するには、センタードリル１の先端か
らストレート部とテーパー部との境界面までの距離を、
０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内の特定値に規定
しておけばよい。

【００１９】このセンタードリル１の長軸部１３の直
径、すなわちテーパー部１０と長軸部１３との境界面
（以下「テーパー終了面」ともいう）の直径Ｄは、１．
５ｍｍ以上３ｍｍ以下とされている。直径Ｄが１．５ｍ
ｍ未満であると、センタードリル１の剛性が低下して、
切削時にいわゆる芯ぶれが発生してしまう。逆に直径Ｄ
が３ｍｍを越えると、切削の際、一般的に内径が４ｍｍ
から６ｍｍ程度で、深さが２０ｍｍから５０ｍｍ程度と
される下穴１９の壁面と長軸部１３とが干渉を起こして
しまうおそれがある。

【００２０】このセンタードリル１のテーパー部１０の
軸方向に対する傾斜角度θｃは、１０゜以上３０゜以下
とされている。従って、このセンタードリル１を用いて
切削されたゲートテーパー部２８の傾斜角度θｇも、ほ
ぼ１０゜以上３０゜以下となる。傾斜角度θｃが１０゜
未満であると、ランナー末端部３１とゲートテーパー部
２８との境界部分が滑らかでなくなり、溶融樹脂等の流
れが不良となってしまうことがある。また、型開きで成
形品とランナーとが分離される際にランナー寄りの部分
で引きちぎられ、ゲート高となってしまうことがある。
傾斜角度θｃが３０゜を越えると、射出成形時の溶融樹
脂等の通路が急激に狭められることとなり、溶融樹脂等
が流れ難くなって充填不良となってしまうことがある。
これらの観点より、傾斜角度θｃは２０゜以上３０゜以
下が特に好ましい。

【００２１】このセンタードリル１のテーパー終了面の
直径Ｄとストレート部７の直径ｄ（このｄはテーパー開
始面の直径でもある）との比であるＤ／ｄは、１．５以
上３以下とされている。Ｄ／ｄが１．５未満であると、
テーパー部１０の傾斜角度が１０゜未満の場合と同様、
ランナー末端部３１とゲートテーパー部２８との境界部
分が滑らかでなくなり、溶融樹脂等の流れが不良となっ
てしまうことがある。また、型開きで成形品とランナー
とが分離される際にランナー寄りの部分で引きちぎら
れ、ゲート高となってしまうことがある。逆にＤ／ｄが
上記範囲を超えると、テーパー終了面近傍とストレート
部７（又はテーパー開始面）近傍との回転・切削時の周
速の差が大きくなりすぎ、仕上がり面の出来が悪くな
り、硬化樹脂の離型不良を起こしてしまうことがある。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一工程
でしかも精度良くゲート部の加工ができる金型のゲート
加工方法及びこれに用いるセンタードリルを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態にかかるセン
タードリルが示された正面図であり、図１（ｂ）はその
先端近傍の部分拡大図である。

【図２】図２（ａ）は本発明の一実施形態にかかる加工
方法により形成された金型のゲート部近傍が示された断
面図であり、図２（ｂ）はそのゲート部の拡大図であ
る。

【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）はいず
れも、従来のゲート加工方法の各段階を説明する断面図
である。

【符号の説明】

１・・・センタードリル ４・・・先端部 ７・・・ストレート部 １０・・・テーパー部 １３・・・長軸部 １９・・・下穴 ２２・・・キャビティ部 ２５・・・ゲートストレート部 ２８・・・ゲートテーパー部 ３１・・・ランナー末端部 Ｓ・・・先端 Ｇ・・・ゲート部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端のストレート部、そのストレート部
   より大径の長軸部及びストレート部と長軸部とを連結す
   るテーパー部を備えており、ストレート部とテーパー部
   とにドリル刃が形成されている、成形金型のピンポイン
   トゲート加工用のセンタードリルであって、 軸方向に対するテーパー部の角度が１０度以上３０度以
   下であり、 長軸部の外径が１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを
   特徴とするセンタードリル。
2. 【請求項２】 先端からストレート部とテーパー部との
   境界面までの距離が、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の
   範囲内の特定値に規定されている請求項１に記載のセン
   タードリル。
3. 【請求項３】 上記長軸部の外径（Ｄ）とストレート部
   の外径（ｄ）との比である（Ｄ／ｄ）が３以下である請
   求項１に記載のセンタードリル。
4. 【請求項４】 型板の板面に直角にランナー末端部を形
   成する深穴をゲート部厚さを残して穿設し、この深穴の
   奥底に前記ランナー末端部と成形キャビティ部とを連通
   するゲート部を形成する、成形金型のピンポイントゲー
   トの加工方法であって、 前記深穴の奥底に請求項１から３のいずれかに記載のセ
   ンタードリルを挿入して所定量切り込ませることにより
   ゲート部を形成することを特徴とするピンポイントゲー
   トの加工方法。