JP2019166692A - 真空引き用金型および成形機 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質の成形品を生産可能な真空引き用金型および成形機を、より低コストで提供する。【解決手段】真空引き用金型を構成する一対の型のうちの少なくとも一方の型に設けられた傾斜ピン穴352には、Oリング装着用溝3533が内周面3531に形成された傾斜ピンガイドブッシュ353がはめ込まれている。傾斜ピンガイドブッシュ353のOリング装着用溝3533にはOリング3536が装着されており、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531と、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531により摺動可能に支持された傾斜ピン351の外周面3510との間に設定されたクリアランスTはこのOリング3536によりシールされている。【選択図】図3
Description
本発明は、真空引きによりキャビティ部がガス抜きされる真空引き用金型に係り、特に、摺動面にシール部材が装着されたピンガイドブッシュを有する真空引き用金型および成形機に関する。
ショートショット等の成形不良の発生を防止するため、従来の射出成形用金型には、キャビティ部の残留ガス等を外部に排出するためのベントが設けられている。
例えば、特許文献1記載の真空引き用金型(図2)の可動側のパーティング面には、キャビティ部につながるベントが形成されており、成形材料の射出直前等に、このベントを介してキャビティ部が真空装置により真空引きされるようになっている。この真空引き用金型においては、ピン挿入穴の開口端部の内周面に環状のOリング溝が形成され、このOリング溝の内部にOリングがはめ込まれている。ピン挿入穴の内周面とこのピン挿入穴内に配置されるピンの外周面との間に適度なクリアランスが設定されていても、Oリングによって、このクリアランスを介するキャビティ部への外部気体の流入が遮断される。
このため、より確実にキャビティ部を減圧することができるため、キャビティ部の残留ガスに起因する成形不良の発生が防止され、より高品質の射出成形品を製造することができる。
ところが、上記真空引き用金型の構造を採用する場合、Oリングをはめ込むためのOリング溝を可動側に加工する必要がある。このため、金型コストが増大する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高品質の成形品を生産可能な真空引き用金型および成形機を、より低コストで提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明においては、一方の型に設けられたピン穴にはめ込むためのピンガイドブッシュの内周面(摺動面)に溝を形成し、この溝にシール部材を装着する。これにより、ピンガイドブッシュとこのピンガイドブッシュの内部に配置されるピン部材との間にシール部材が介在するため、ピンガイドブッシュの内周面とこの内周面により案内されるピン部材の外周面との間に設定されたクリアランスを介して外部気体がキャビティ部に流入することが防止される。
例えば、本発明は、
成形品を成形するためのキャビティ部が真空引きされる真空引き用金型であって、
第一の型板と、
前記第一の型板に対向配置されており、型締めにより前記第一の型板との間に形成される前記キャビティ部と前記キャビティ部の外部とにつながるピン穴が形成された第二の型板と、
前記ピン穴の内部に配置されたピン部品と、
前記ピン穴から前記ピン部品の一端部が前記第一の型板側に突き出すように、前記ピン穴に沿った方向に前記ピン部品を往復移動させるエジェクタプレートと、
前記ピン穴の内周と前記ピン部品の外周との間に介在し、前記ピン部品を摺動可能に支持するピンガイドブッシュと、を備え、
前記ピンガイドブッシュの内周には、前記ピン部材の外周を囲む溝が形成され、
前記ピンガイドブッシュは、当該溝にはめ込まれ、前記ピン部材の外周に接触するシール部材を有する。
成形品を成形するためのキャビティ部が真空引きされる真空引き用金型であって、
第一の型板と、
前記第一の型板に対向配置されており、型締めにより前記第一の型板との間に形成される前記キャビティ部と前記キャビティ部の外部とにつながるピン穴が形成された第二の型板と、
前記ピン穴の内部に配置されたピン部品と、
前記ピン穴から前記ピン部品の一端部が前記第一の型板側に突き出すように、前記ピン穴に沿った方向に前記ピン部品を往復移動させるエジェクタプレートと、
前記ピン穴の内周と前記ピン部品の外周との間に介在し、前記ピン部品を摺動可能に支持するピンガイドブッシュと、を備え、
前記ピンガイドブッシュの内周には、前記ピン部材の外周を囲む溝が形成され、
前記ピンガイドブッシュは、当該溝にはめ込まれ、前記ピン部材の外周に接触するシール部材を有する。
本発明によれば、ピン穴にはめ込められるピンガイドブッシュの内周に形成された溝に、キャビティ部を密閉するためのシール部材が装着されるため、そのようなシール部材をはめ込むための溝をピン穴の内周に加工する必要がない。このため、成形不良のない高品質な成形品を生産可能な真空引き用金型および成形機をより低コストで提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、射出成形機を一例に挙げて、本実施の形態に係る真空引き用金型が組み込まれた成形機の概略構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係る射出成形機9の金型部分の概略断面図である。
図示するように、本実施の形態に係る射出成形機9は、真空引き用金型1と、真空引き用金型1を開閉する型開閉機構7と、型締めにより真空引き用金型1内に形成された空間(キャビティ部)Cを真空引きする真空装置(不図示)と、真空引きにより減圧されたキャビティ部Cに射出ノズル80から溶融樹脂を射出する射出装置8と、を有しており、所定のサイクルで真空引き用金型1内のキャビティ部Cの反転形状を有する樹脂成形品を成形する。
ここで、真空引き用金型1は、パーティングラインPで分割された固定側2および可動側3を有している。固定側2は、射出装置8の射出ノズル80側に位置するように型開閉機構7の固定ダイプレート70に固定されており、可動側3は、型開閉機構7の可動ダイプレート71に固定され、固定側2に対して開閉するように、可動ダイプレート71とともにタイバー方向(型開閉方向)Z1に所定のストロークで往復移動する。
固定側2は、固定ダイプレート70に取り付けられる固定側取付け板20と、可動側3に対向するように固定側取付け板20に固定された固定側型板21と、を有している。
固定側型板21は、例えば、入れ子構造を有しており、後述の可動側型板31の成形品反転形状面(凸部)とともにキャビティ部Cを形成する成形品反転形状面(凹部)が掘り込まれた入れ子22が母型26にはめ込まれることにより構成されている。固定側型板21のパーティング面には、成形品反転形状面(凹部)につながるベント24が形成されており、固定側型板21の内部には、このベント24と外部の真空装置(不図示)とをつなぐガス抜き路25が形成されているため、適宜のタイミング(溶融樹脂の射出直前、溶融樹脂の射出中等)において、真空装置によって、ベント24およびガス抜き路25を介してキャビティ部Cから強制排気できるようになっている。
なお、固定側型板21のパーティング面に、成形品反転形状面(凹部)を囲む溝27が形成され、この溝27の内部に、型締め時に後述の可動側型板31のパーティング面に密着するOリング28が装着される等、真空引き用金型1における接合面には、キャビティ部Cの気密性を保持するためのシール部材が介在している。
また、固定側型板21には、射出装置8の射出ノズル80からの溶融樹脂をキャビティ部Cに誘導するためのスプルブッシュ23と、後述の可動側型板31に植え込まれたガイドピンが挿入される不図示のガイドブッシュと、がはめ込まれている。なお、スプルブッシュ23のノズルタッチ部230に射出装置8の射出ノズル80の先端がタッチできるように、固定側取付け板20および固定ダイプレート70には、スプルブッシュ23のノズルタッチ部230を射出装置8側に露出させる連通穴72が設けられている。
一方、可動側3は、可動ダイプレート71に取り付けられる可動側取付け板30と、固定側型板21に対向する位置に配置された可動側型板31と、可動側型板31の裏面(可動側取付け板30側に向けられた面)310に取り付けられた受け板32と、受け板32の裏面(可動側取付け板30側に向けられた面)320と可動側取付け板30との間に所定のスペースSを確保する一対のスペーサブロック33と、を有している。
可動側型板31は、固定側型板21と同様、入れ子構造を有しており、固定側型板21の入れ子22の成形品反転形状面(凹部)に対向する成形品反転形状面(凸部)が掘り込まれた入れ子311が母型312にはめ込まれることにより構成されている。また、可動側型板31の所定の位置(例えば4箇所の各コーナ部)には、固定側2のガイドブッシュ内に挿入される不図示のガイドピンが裏面310側から植え込まれて受け板32で固定されており、可動ダイプレート71の作動により可動側型板31と固定側型板21とが型閉じされる際、固定側2のガイドブッシュ内周面内の摺動領域によりガイドピンが案内されて、固定側型板21に対して可動側型板31が位置合わせされるようになっている。これにより、型締めによって可動側型板31のパーティング面が固定側型板21のパーティング面に位置合わせされて密着すると、固定側型板21の入れ子22の成形品反転形状面(凹部)と、可動側型板31の入れ子311成形品反転形状面(凸部)とに囲まれたキャビティ部Cが形成される。
ここで、樹脂成形品を突き出す際にアンダーカットを開放するため、入れ子311は、ボルト等で可動側型板31に固定されたメインコア3111と、樹脂成形品の内側に向かうアンダーカット形状が掘り込まれた傾斜コア3112と、に分割されており、傾斜コア3112が、型開閉方向Z1に対して所定角度傾斜した方向(以下、傾斜コア移動方向Z2)にメインコア3111から押し上げ可能となっている。
可動側型板31および受け板32には、受け板32の裏面320からメインコア3111の成形品反転形状面まで型開閉方向Z1に貫通する連通穴がエジェクタピン穴342として形成されている。このエジェクタピン穴342の内部には円筒状のエジェクタピンガイドブッシュ3421がはめ込まれており、後述のエジェクタピン341の一端部は、このエジェクタピンガイドブッシュ3421の内周面内の摺動領域で摺動可能に支持され、型開閉方向Z1に案内される。なお、エジェクタピンガイドブッシュ3421の内周面とエジェクタピン341の外周面との間に設けられたクリアランスはOリング3422によりシールされているが、その構造については後述する。
さらに、可動側型板31および受け板32には、受け板32の裏面320から傾斜コア移動方向Z2に傾斜コア3112の底面31121まで到達する連通穴が傾斜ピン穴352として形成されている。この傾斜ピン穴352の内部には、例えば傾斜ピン穴352の両端部の位置にそれぞれ円筒状の傾斜ピンガイドブッシュ353がはめ込まれており、後述の傾斜ピン351の一端部は、これらの傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531内の摺動領域で摺動可能に支持され、傾斜コア移動方向Z2に案内される。傾斜ピン穴352の両端部に配置された傾斜ピンガイドブッシュ353のうち、少なくとも一方の傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531と傾斜ピン351の外周面3510との間に設けられたクリアランスはOリング3536によりシールされているが、その構造については後述する。
なお、傾斜ピン穴352のキャビティ部C側端部に設けられた傾斜ピンガイドブッシュ353の端面3534、3535のうち、傾斜コア3112の底面31121に対向する端面3534は、傾斜コア3112の底面31121に沿うように傾斜ピンガイドブッシュ353の軸心Oに対して傾斜していてもよい。
さらに、可動側3には、スペーサブロック33により受け板32と可動側取付け板30との間に確保されたスペースSに、可動側型板31に抱き付いた樹脂成形品を突き出すためのエジェクタ機構34と、エジェクタ機構34による樹脂成形品の突き出しの際にアンダーカット部を処理するアンダーカット処理部35と、が設けられている。
エジェクタ機構34は、型開閉機構7から前進してくる不図示のエジェクタロッドによって受け板32に向かって押し出されるエジェクタプレート340と、エジェクタロッドにより押し出されるエジェクタプレート340を型開閉方向Z1に案内する不図示のエジェクタガイドピンと、一方の端部がエジェクタプレート340から可動側型板31に向かって突き出すように他方の端部がエジェクタプレート340に植え込まれたエジェクタピン341と、を有している。
エジェクタピン341の一方の端部は、可動側型板31および受け板32に設けられたエジェクタピン穴342内に配置され、このエジェクタピン穴342の内部にはめ込まれたエジェクタピンガイドブッシュ内周面内の摺動領域で摺動可能に支持されている。可動ダイプレート71の作動により可動側型板31と固定側型板21とが型開きされた後、エジェクタロッドの作動によりエジェクタプレート340が受け板32に向かって押し出されると、エジェクタプレート340に連動して、エジェクタピン341の一方の端部がエジェクタピン穴342内のエジェクタピンガイドブッシュ内周の摺動領域によって案内されてメインコア3111の成形品反転形状面から突き出す。これにより、メインコア3111から樹脂成形品が引き離される。
アンダーカット処理部35は、エジェクタプレート340に固定されたスライドユニット350と、傾斜コア移動方向Z2に沿った姿勢でスライドユニット350のピンホルダに一方の端部が固定された傾斜ピン351と、を備えている。傾斜ピン351の他方の端部は、可動側型板31および受け板32に設けられた傾斜ピン穴352内に配置され、前述したように、傾斜ピン穴352内部にはめ込まれた傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531の摺動領域で摺動可能に支持されている。エジェクタロッドの作動によりエジェクタプレート340が受け板32に向かって押し出されると、エジェクタプレート340に連動して、傾斜ピン351を保持したピンホルダが、傾斜コア3112を樹脂成形品の内側に向かわせる方向(樹脂成形品のアンダーカット部から引き離れる方向)Xにスライドするとともに、傾斜ピン351が、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531内の摺動領域により傾斜コア移動方向Z2に案内され、メインコア3111から傾斜コア3112を押し上げる。これにより、エジェクタピン341により樹脂成形品が押し上げられる過程において、樹脂成形品のアンダーカット部から傾斜コア3112が外される。
つぎに、本実施の形態に係るピンガイドブッシュ(傾斜ピンガイドブッシュ353、エジェクタピンガイドブッシュ3421)の構造およびこのピンガイドブッシュ(傾斜ピンガイドブッシュ353、エジェクタピンガイドブッシュ3421)の内周面とそれにより案内されるピン部材(傾斜ピン351、エジェクタピン341)の外周面との間のシール構造について説明する。なお、いずれのピンガイドブッシュ353、3421の内周面とそれにより案内されるピン部材351、341の外周面との間のシール構造も同様に実現されるため、以下においては、傾斜ピンガイドブッシュ353を例に挙げて説明する。
図2(A)は、Oリング装着用溝3533を内周面3531に有する傾斜ピンガイドブッシュ353の外観図であり、図2(B)、図2(C)および図2(D)は、図2(A)の傾斜ピンガイドブッシュ353の平面図、正面図および底面図であり、図2(E)は、図2(B)のA−A断面図であり、図2(F)は、図2(C)のB−B断面図である。また、図3(A)は、傾斜ピンガイドブッシュ353内周のOリング装着用溝3533にはめ込まれたOリング3536により、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531と傾斜ピン351の外周面3510との間に設定されたクリアランスTがふさがれている状態を説明するためのピン穴部分の拡大断面図であり、図3(B)は、図3(A)のD部拡大図である。
図示するように、傾斜ピンガイドブッシュ353は、例えば銅合金、焼結合金、裏金上に摺動層を有する複層材料等の摺動材で形成された円筒状の摺動部材であり、その内周面3531には、傾斜ピン351の外周面3510を摺動可能に支持する摺動領域が形成されている。
また、この傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531には、軸心Oを囲む環状のOリング装着用溝3533が形成されている。このOリング装着用溝3533にはOリング3536が装着される。Oリング3536は、Oリング装着用溝3533の溝深さdよりも所定のつぶし代分だけ大きい線径を有している。
このため、可動側型板31および受け板32に設けられた傾斜ピン穴352に傾斜ピンガイドブッシュ353がはめ込まれ、この傾斜ピンガイドブッシュ353の内部に傾斜ピン351が挿入された場合、Oリング3536が、傾斜ピン351の外周面3510とOリング装着用溝3533の溝底35331との間でつぶし代の分だけ圧縮される。これにより、Oリング3536は、その全周において、傾斜ピン351の外周面3510とOリング装着用溝3533の溝底35331とに密着する。
このため、この傾斜ピンガイドブッシュ353を組み込んだ真空引き用金型1を射出成形機9に用いることにより、傾斜ピン351の外周面3510と傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531との間に適度なクリアランスTが設定されていても、このクリアランスTを介するキャビティ部Cへの外部気体の流入はOリング3536によって遮断される。これによりキャビティ部Cの気密性が向上するため、真空装置の真空引きによってキャビティ部Cをより確実に減圧することができ、キャビティ部C内のガスに起因する成形不良の発生をより確実に防止することができる。
また、可動側型板31および受け板32に設けられた傾斜ピン穴352の内壁3520にはOリング装着用溝を加工する必要がなくなるとともに、傾斜ピン穴352に傾斜ピンガイドブッシュ353をはめ込むことによってOリング3536も傾斜ピン穴352内に配置することができるため、真空引き用金型1の組み立て作業を効率化することができる。このため、真空引き用金型1および射出成形機9の製造コストを抑制することができる。
さらに、傾斜ピンガイドブッシュ353の交換によりOリング3536も交換することができるため、真空引き用金型1のメンテナンス作業の効率化によりメンテナンスコストの削減を図ることができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形は可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531に1本のOリング装着用溝3533が形成された場合を例示したが、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531に複数本のOリング装着用溝3533を形成し、それぞれのOリング装着用溝3533にOリング3536を装着してもよい。エジェクタピンガイドブッシュ3421についても同様である。
また、上記の実施の形態においては、傾斜ピン351を案内する傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面、および、エジェクタピン341を案内するエジェクタピンガイドブッシュ3421の内周面にそれぞれOリング装着用溝3533、3423を形成し、これらのOリング装着用溝3533、3423にOリング3536、3422を装着しているが、キャビティ部Cにつながるピン穴にはめ込まれ、このピン穴内に配置された他のピン部品を案内するピンガイドブッシュの内周面にOリング装着用溝を設け、このOリング装着用溝にOリングを装着してもよい。
また、Oリング3536の代わりに、断面がO形状以外のシール部材を、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531に形成された環状溝に装着してもよい。例えば、角リングを用いてもよいし、リップパッキン(Xリング、Uパッキン、Yパッキン等)を用いてもよい。
例えば、方向性を有するリップパッキンを用いる場合には、キャビティ部Cの真空吸引中には、傾斜ピン351の外周面3510と傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531との間のクリアランスTをふさぎ(キャビティ部Cと外部との圧力差により、リップ部が、傾斜ピン351の外周面3510等に押し当てられるように弾性変形)、溶融樹脂の射出時には、傾斜ピン351の外周面3510と傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531との間のクリアランスTを開放(キャビティ部Cと外部との圧力差により、リップ部が、傾斜ピン351の外周面3510から離れるように弾性変形)する向きに、リップパッキンを、傾斜ピンガイドブッシュ353の内周面3531に形成された環状溝に装着してもよい。これにより、キャビティ部Cをより確実に減圧することができるとともに、溶融樹脂の射出時には、溶融樹脂から発生したガスを排出させることができる。エジェクタピンガイドブッシュ3421についても同様である。
また、上記の実施の形態においては、射出成形用の2プレート金型を例に挙げたが、本発明は、キャビティ部につながるピン穴内に配置されたピン部品を有する金型であれば、金型のタイプおよび金型の用途によらず適用可能である。例えば、3プレート金型にも適用可能であるし、受け板を備えない金型、可動側型板および固定側型板が入れ子構造を有さない金型等にも適用可能である。また、金属粉末射出成形用、ダイカスト用等の真空引き金型にも広く適用可能である。
1:真空引き用金型、 2:固定側、 3:可動側、 7:型開閉機構、 8:射出装置、 9:射出成形機、 20:固定側取付け板、 21:固定側型板、 22:入れ子、 23:スプルブッシュ、 24:ベント、 25:ガス抜き路、 26:母型、 27:溝、 28:Oリング、 30:可動側取付け板、 31:可動側型板、 32:受け板、 33:スペーサブロック、 34:エジェクタ機構、 35:アンダーカット処理部、 70:固定ダイプレート、 71:可動ダイプレート、 72:連通穴、 80:射出ノズル、 230:スプルブッシュのノズルタッチ部、 310:可動側型板の裏面、 311:入れ子、 312:母型、 320:受け板の裏面、 340:エジェクタプレート、 341:エジェクタピン、 342:エジェクタピン穴、 350:スライドユニット、 351:傾斜ピン、 352:傾斜ピン穴、 353:傾斜ピンガイドブッシュ、 3111:メインコア、 3112:傾斜コア、 3421:エジェクタピンガイドブッシュ、 3422:Oリング、 3423:Oリング装着用溝、 3510:傾斜ピンの外周面、 3520:傾斜ピン穴の内壁、 3531:傾斜ピンガイドブッシュの内周面、 3533:Oリング装着用溝、 3534、3535:傾斜ピンガイドブッシュの端面、 3536:Oリング、 35331:Oリング装着用溝の溝底
Claims (4)
- 成形品を成形するためのキャビティ部が真空引きされる真空引き用金型であって、
第一の型板と、
前記第一の型板に対向配置されており、型締めにより前記第一の型板との間に形成される前記キャビティ部と前記キャビティ部の外部とにつながるピン穴が形成された第二の型板と、
前記ピン穴の内部に配置されたピン部品と、
前記ピン穴から前記ピン部品の一端部が前記第一の型板側に突き出すように、前記ピン穴に沿った方向に前記ピン部品を往復移動させるエジェクタプレートと、
前記ピン穴の内周と前記ピン部品の外周との間に介在し、前記ピン部品を摺動可能に支持するピンガイドブッシュと、
を備え、
前記ピンガイドブッシュの内周には、前記ピン部材の外周を囲む溝が形成され、
前記ピンガイドブッシュは、当該溝にはめ込まれ、前記ピン部材の外周に接触するシール部材を有する
ことを特徴とする真空引き用金型。 - 請求項1に記載の真空引き用金型であって、
前記シール部材はOリングである
ことを特徴とする真空引き用金型。 - 請求項1または2に記載の真空引き用金型であって、
前記ピン穴は、前記エジェクタプレートの移動方向に対して傾斜した方向に形成され、当該ピン穴の内部には、前記ピン部品として、前記ピン穴に沿って移動する傾斜ピンが配置され、
前記金型は、
前記傾斜ピンの一端部に設けられ、当該傾斜ピンとともに当該傾斜ピンの移動方向に移動してアンダーカット部を処理する傾斜コアと、
前記傾斜ピンの他端部を保持し、前記エジェクタプレートとともに移動しながら、前記ピン穴に沿って前記傾斜ピンを移動させるスライドユニットと、をさらに備える
ことを特徴とする真空引き用金型。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の真空引き用金型と、
前記キャビティ部を真空引きする真空装置と、
前記キャビティ部に成形材料を射出する射出装置と、
前記第一および第二の型板を開閉するとともに、前記第一および第二の型板に対して前記エジェクタプレートを移動させる型開閉機構と、を備える
ことを特徴とする成形機。
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