JP2010110990A - 射出成形金型用気体吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形金型における金型内の気体を効果的に吸引すると同時に、外部から取り込んだ気体を金型内のガス抜き溝へ排出し、クリーンなエアを使用して１サイクル毎にクリーニングすることができる。
【解決手段】気体吸引装置が同軸上に配置された内空間と外空間からなるシリンダをシリンダ底１とシリンダ蓋４とによって挟持し、前記シリンダの内空間には可動側ピストン５又は吸引ピストン７が配置され、前記シリンダの外空間には吸引ピストン７又は可動側ピストン５が配置され、前記シリンダ底には気体を吸引排気するための気体流通回路に接続される複数の貫通孔が穿設され、前記シリンダ蓋４には前記可動側ピストン及び吸引ピストンに連接するピストンロッド６の軸受孔が穿設されていることを特徴とする射出成形金型用気体吸引装置２１である。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形金型において金型内の気体を吸引排気する気体吸引装置に関し、特に断熱圧縮等によって発生した気体を吸引排気することよりガス焼け等の成形不良を抑止する気体吸引装置に関する。

従来、射出成形金型における金型内より気体を排出する機構としては、エア、ガス等の気体は通過可能であるが溶融樹脂は通過不能となる小さな穿孔によるガス抜き溝を穿設し、金型内に射出される際の溶融樹脂の成形圧力によって、前記ガス抜き溝より金型内の気体を強制的に排出する方法が一般的である。
しかし、気体の排出が不十分であると、成形品にショートショット、転写不良、ガス、エア等の断熱圧縮により発熱した高温気体によりプラスチック成形品の一部にガス焼け等の成形不良を発生する。

そのため、金型内の気体を排出する他の機構として、ガスベントピースや焼結金属等を用い、射出時の成形圧力を利用して金型内の気体を排出する技術が提案されていた。
しかし、金型内の気体を十分に排出するためには、射出成型機は金型内の気体とプラスチック樹脂とを短時間の間に置換する必要があり、射出成形する上で必要な成形圧力以上の高圧が必要となった。
またガス抜き溝を通過した気体は、樹脂溶融時に発生したガスを含有しており、かかるガスがガス抜き溝に経年堆積することによってガス抜き溝を詰まらせる原因となっていた。

このため金型内の気体の排出能力が劣化し、長期間にわたる成形品の安定した生産が不可能となるため、金型内に穿設されたガス抜き溝やベントピース等において頻繁なメンテナンス作業が要求されていた。
このため、金型内の気体を排出するより積極的な機構も提案されていた。例えば、真空ポンプ等を使用して溶融樹脂の射出時にガスを強制的に吸引する方法（特許文献１参照）や、油圧ポンプを使用する方法（特許文献２）等が挙げられる。
しかし、真空ポンプの取付けなどによって大型の設備が必要となる点や、油圧ポンプによる騒音の問題や、金型と連動して作動する点や、金型に固定設置しなければならないことから故障の際の交換やメンテナンス上の問題点が指摘されていた。

特開平７−２７６４０９号公報 特開２００２−３２１２５８号公報

本発明は、射出成形金型における金型内の気体を効果的に吸引すると同時に、外部から取り込んだ気体を金型内のガス抜き溝へ排出し、クリーンなエアを使用して１サイクル毎にクリーニングすることができる気体吸引装置を提供することを目的とする。
また気体吸引装置を金型に直接固定設置する必要がなく、金型内より排出される気体量、圧力等に対応した吸引を実現する気体吸引装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための以下の構成を採用した。
（１）射出成形金型において金型内の気体を吸引排気する気体吸引装置であって、該気体
吸引装置が同軸上に配置された内空間と外空間からなるシリンダをシリンダ底とシリンダ蓋とによって挟持し、前記シリンダの内空間には可動側ピストン又は吸引ピストンが配置され、前記シリンダの外空間には吸引ピストン又は可動側ピストンが配置され、前記シリンダ底には気体を吸引排気するための気体流通回路に接続される複数の貫通孔が穿設され、前記シリンダ蓋には前記可動側ピストン及び吸引ピストンに連接するピストンロッドの軸受孔が穿設されていることを特徴とする気体吸引装置である。

（２）前記シリンダが円筒形状であり、外筒と内筒によって内空間と外空間とが形成されていることを特徴とする上記（１）記載の気体吸引装置である。
（３）前記シリンダにおいて、外空間に可動側ピストンが配置され、内空間に吸引ピストンが配置されていることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の気体吸引装置である。（４）前記気体吸引装置が、前記シリンダの外空間及び内空間に吸引された気体を電磁弁によって気体流通回路を制御することにより気体吸引装置及び射出成形金型の外部へ排出し得ることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか一に記載された気体吸引装置である。
（５）前記気体吸引装置が、前記電磁弁により気体吸引時に外部より可動側ピストンの内空間に気体を吸引することによって可動側ピストンを駆動し、気体排気時に前記可動側ピストンの内空間に保持された気体を金型内に排気するように制御されていることを特徴とする上記（４）記載の気体吸引装置である。

本発明は、射出成形金型における金型内の気体を効果的に吸引すると同時に、外部から取り込んだ気体を金型内のガス抜き溝へ排出することによって、成形品のガス焼け、ガス抜き溝の詰まり等の不良を軽減することができる気体吸引装置を提供するという効果を奏する。
また気体吸引装置を金型に直接固定設置する必要がなく、金型内より排出される気体量、圧力等に対応した吸引を実現し、金型のみならず気体吸引装置自体のメンテナンスの向上を図るという効果を奏する。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に則して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の例示であって、本発明を限定するものではない。
実施形態１
図１は、本発明に係る気体吸引装置についての実施形態の一例を示す断面図である。
図１に示す気体吸引装置２１は、図示しない射出成形金型における金型内の気体を吸引排気するための装置である。

図１に示す如く、本実施形態の気体吸引装置２１は、同軸上に配置された内筒３による内空間１１と外筒２と内筒３の外面とで形成される外空間１２を有するシリンダをシリンダ底１と、シリンダ蓋４とによって挟持して構成されている。
前記シリンダの内空間１１には円筒状の吸引ピストン７が配置されている。また前記シリンダの外空間１２には円筒状の可動側ピストン５が配置されている。可動側ピストン５と吸引ピストン７とは同軸上に配置されている。また、かかる可動側ピストン５は可動側ピストンロッドに連接している。

また前記シリンダ底１には気体を吸引排気するため複数の貫通孔１５，１５，１５が穿設されている。該貫通孔の先端は図示しない気体流通回路に接続される構造を有する。
さらに前記シリンダ蓋４には、前記可動側ピストン５のピストンロッド６及び吸引ピストン７のピストンロッド９の軸受孔が穿設されている。かかる軸受孔及びピストンロッド６、９の数は任意の数に設計できる。

前記ピストンロッド６、９の先端は固定用プレート８に連接されており、可動側ピストン５と吸引ピストン７とは同軸上で連動して動作する二重シリンダを構成する。
上記構成において、ピストンロッド６及び可動側ピストン５とを動作させることによって、吸引ピストン７を連動させて、図示しない気体流通回路を介して、射出成形金型内の気体を効果的に吸引することができる。

実施形態２
図２は、本発明に係る電磁弁を備えた気体吸引装置についての実施形態の他の一例を示す断面図及び概念図である。実施形態１と同じ部材については同じ符号を用いる。
図２示す気体吸引装置２１は、同軸上に配置された内筒３による内空間１１と外筒２と内筒３の外面とで形成される外空間１２を有するシリンダをシリンダ底１と、シリンダ蓋４とによって挟持して構成されている。

前記シリンダの内空間１１には円筒状の吸引ピストン７が配置されている。また前記シリンダの外空間１２には円筒状の可動側ピストン５が配置されている。かかる可動側ピストン５は可動側ピストンロッド６に連接している。
また前記シリンダ蓋４には、前記可動側ピストン５のピストンロッド６及び吸引ピストン７のピストンロッド９の軸受孔が穿設されている。前記ピストンロッド６，９は固定用プレート８によって連接されている。

さらに前記シリンダ底１には気体を吸引排気するため複数の貫通孔１５が穿設されている。該貫通孔の先端は概念図で示されている気体流通回路１６に接続されている。該気体流通回路１６は、エアブースタ６１、５ポート電磁弁６２及び２ポート電磁弁６３，６４に接続され制御される。

図２に示す如く、射出成形金型の金型閉時３１には、エアブースタ６１のＯＵＴより、５ポート電磁弁６２及び２ポート電磁弁６３を経由して気体流通回路１６によって、可動側ピストン５の吸引側の外空間１２に圧縮エアを充填する。充填された圧縮エアによって可動側ピストン５及び吸引ピストン７が連動して動作する。また、気体流通回路１６は金型３１に設置されたベントピースや開閉するバルブ機構を介して吸引用流路に接続されている。吸引用流路は金型３１の外側まで形成され、気体流通回路１６のホース等に接続されて気体吸引装置２１に接続されている。なお、本実施形態において、金型内のベントピースの構成などは特に限定されるものではなく、金型外に金型内で発生した気体を導出できるものであれば、いずれの構造であっても良い。
射出成形金型３１内の気体は気体流通回路１６によって２ポート電磁弁６４を介して、吸引ピストン７によって内空間１１に吸引される。

図３は、本発明に係る電磁弁を備えた気体吸引装置２１についての実施形態の次工程を示す断面図及び概念図である。
上述の工程を経て、金型内より気体の吸引を完了した後、射出成形金型を金型の型開きをする。次工程は、吸引ピストン７の内空間１１に保持された気体を大気圧に戻し、図３に示す如く射出成形金型の金型開３２の状態で行われる。

次に図４に示す如く、５ポート電磁弁６２を切り替え、圧縮エアを可動流通回路１７により可動側ピストン５のピストンロッド側の空間に充填することによって、可動側ピストン５をシリンダ底側へ動作させ、連動して固定用プレート８がシリンダ底側へ移動する。そして、可動側ピストン５の内空間１１に充填されていた気体は気体流通回路１６により２ポート電磁弁６３を介した後、さらに気体流通回路１８を経由して金型内３２に導入される。この時、金型内に導入される気体は外部から取り込んだものであり、樹脂溶融時に
発生したガス等が含有されていない。このように外部から取り込んだ気体を金型内のガス抜き溝へ導入することによって、成形品のガス焼け、ガス抜き溝等に付着した樹脂やガス等の詰まりの原因物質を排出することができ、金型内を清掃すると共に、連続射出成形における不良を軽減することができる。
一方、吸引ピストン７の内空間１１に保持されていた金型内の気体は、気体流通回路１９を経由して２ポート電磁弁６４を介して外部へ排出される。

図５は、本実施形態に用いられるシリンダ底１の平面図である。図５に示す如く、シリンダ底１には、気体を吸引排気するため気体流通回路に接続される複数の外空間用貫通孔３５，３５・・・が穿設されている。当該貫通孔３５は前記外空間１２に通じている。またシリンダ底１には、気体を吸引排気するため図示しない気体流通回路に接続される複数の内空間用貫通孔３６，３６・・・が穿設されている。当該貫通孔３６は前記内空間１１に通じている。

図６は、本実施形態に用いられるシリンダ蓋４の平面図である。図６に示す如く、シリンダ蓋４には、ピストンロッドの軸受孔が複数設けられている。符号４５は、前記吸引ピストン７のピストンロッド９の軸受孔及び軸受ブッシュを固定する部位を示す。該軸受孔４５の周囲には複数の排気孔４７が穿設されている。また符合４６は前記可動側ピストン５のピストンロッド６の軸受孔及び軸受ブッシュを固定する部位を示す。該軸受孔４６と同芯円上には複数の排気孔４８、４８・・・が穿設されている。かかる排気孔４８は可動側ピストン５の動作における空気抵抗を低減させるものなので、孔の形状等については特に限定はない。

本発明に係る気体吸引装置についての実施形態の一例を示す断面図である。 本発明に係る電磁弁を備えた気体吸引装置についての実施形態の他の一例を示す断面図及び概念図である。 本発明に係る電磁弁を備えた気体吸引装置についての実施形態の次工程を示す断面図及び概念図である。 本発明に係る電磁弁を備えた気体吸引装置についての実施形態の工程を示す断面図及び概念図である。 本実施形態に用いられるシリンダ底の平面図である。 本実施形態に用いられるシリンダ蓋の平面図である。

符号の説明

１ シリンダ底
４ シリンダ蓋
５ 可動側ピストン
６ ピストンロッド
７ 吸引ピストン
８ 固定用プレート
１１ 内空間
１２ 外空間
１６，１７，１８，１９ 気体流通回路
２１ 気体吸引装置
３１，３２ 金型
３５，３６ 貫通孔
６２，６３，６４ 電磁弁

Claims (5)

1. 射出成形金型において金型内の気体を吸引排気する気体吸引装置であって、該気体吸引装置が同軸上に配置された内空間と外空間からなるシリンダをシリンダ底とシリンダ蓋とによって挟持し、前記シリンダの内空間には可動側ピストン又は吸引ピストンが配置され、前記シリンダの外空間には吸引ピストン又は可動側ピストンが配置され、前記シリンダ底には気体を吸引排気するための気体流通回路に接続される複数の貫通孔が穿設され、前記シリンダ蓋には前記可動側ピストン及び吸引ピストンに連接するピストンロッドの軸受孔が穿設されていることを特徴とする射出成形金型用気体吸引装置。
2. 前記シリンダが円筒形状であり、外筒と内筒によって内空間と外空間とが形成されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形金型用気体吸引装置。
3. 前記シリンダにおいて、外空間に可動側ピストンが配置され、内空間に吸引ピストンが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形金型用気体吸引装置。
4. 前記気体吸引装置が、前記シリンダの外空間及び内空間に吸引された気体を電磁弁によって気体流通回路を制御することにより気体吸引装置及び射出成形金型の外部へ排出し得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載された射出成形金型用気体吸引装置。
5. 前記気体吸引装置が、前記電磁弁により気体吸引時に外部より可動側ピストンの内空間に気体を吸引することによって可動側ピストンを駆動し、気体排気時に前記可動側ピストンの内空間に保持された気体を金型内に排気するように制御されていることを特徴とする請求項４記載の射出成形金型用気体吸引装置。