JP5006808B2 - 射出成形用金型装置 - Google Patents

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この発明は、射出成形用金型装置に関するものである。
自動車などの車両には、各部に様々な樹脂成形品が用いられている。このような樹脂成形品は、射出成形装置によって成形されている。
そして、射出成形の技術においては、「薄肉成形」や「高転写」などを実現するため、高速射出成形の技術研究が進められている。
このような高速射出成形を行う場合、金型のキャビティ部内の空気によるいわゆるエア巻込みや、溶融樹脂から発生したガスによるヤケが一番の課題となる。
そこで、真空吸引装置を用いて、金型の微小な隙間やガスベントなどから金型内に存在する空気やガスを金型外へ排除するようにした射出成形用金型装置が用いられている(例えば、特許文献1〜4など参照)。
このような射出成形用金型装置は、例えば、合せ面にキャビティ部を有する固定側型板と可動側型板とが、互いに近接離反動可能に対向配置された固定側取付板と可動側取付板とにそれぞれ取付けられ、少なくとも可動側型板が、スペーサブロックを介して、可動側取付板に間接的に取付けられ、更に、キャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部が設けられたものである。
このように、射出成形用金型装置を用いることにより、金型内の空気やガスによって発生する樹脂ヤケやショートショット、ウェルドラインなどの成形不良を有効に防止することが可能となっている。
特開平04−129716号公報 実公昭59−38252号公報 特開平10−86192号公報 特開平11−70545号公報
しかしながら、上記特許文献1のものには、例えば、スペーサブロック自体の内部をくり抜いて真空タンクを構成し、スペーサブロックの内側の押動空間(いわゆるエジェクタスペース)と、可動側型板の内部に形成された排気路を介してキャビティ部内を真空吸引するようにしていたので、真空タンクの容量をキャビティ部に対して十分に大きなものとすることが困難であると共に、真空タンクよりも容量の大きい押動空間を含めてキャビティ部を真空吸引しなければならないので、真空タンクによる吸引効率が低く、キャビティ部内を真空吸引して高真空状態とするのに、時間が掛ってしまうという問題があった。
また、上記特許文献2および特許文献3のものでは、固定側型板と可動側型板との合せ面に真空チャンバを設けていたことから、真空チャンバの容量がキャビティ部とほぼ同程度の小さなものとなってしまうので、真空チャンバによる吸引効率が低く、キャビティ部内を真空吸引して高真空状態とするのに、時間が掛ってしまうという問題があった。
そして、上記特許文献4のものでは、真空タンクや真空チャンバなどを備えておらず、しかも、スペーサブロックの内側の空隙部(いわゆるエジェクタスペース)を介して真空吸引装置が接続されているので、容量の大きい空隙部を含めてキャビティ部内を真空吸引しなければならず、キャビティ部内を高真空状態とするのに、最も時間が掛ってしまうという問題があった。
また、上記特許文献などの中には、キャビティ部内の空気やガスを真空吸引するために、型締めを一時停止したり、型締め後に僅かに型締力を解除したりするようにしたものが存在するが、このようにした場合、成形サイクルが長くなるなどの問題があった。また、型締動作が一般的な仕様と異なってしまうため、設備の改造を伴うという問題があった。
なお、上記した以外にも、本発明に至る過程で新たな問題やその他の問題などが生じることが考えられるが、そのようなものについては、本発明の中で説明することによって、この欄での記載に代えることができるものとする。但し、必要な場合には、この欄に流用することができる。
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明は、合せ面にキャビティ部を有する固定側型板と可動側型板とが設けられると共に、互いに近接離反動可能に対向配置された固定側取付板と可動側取付板とが設けられ、前記固定側型板と可動側型板とが、固定側取付板と可動側取付板との間に配設された状態で、固定側取付板と可動側取付板とにそれぞれ取付けられ、少なくとも可動側型板が、スペーサブロックを介して、可動側取付板に間接的に取付けられ、更に、前記キャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部が設けられた射出成形用金型装置において、前記真空吸引機構部が、スペーサブロックを周壁状に構成することによって、周壁の内側全体に形成された、キャビティ部よりも容量の大きい真空チャンバと、該真空チャンバに接続されて、真空チャンバ内を常時真空吸引可能な真空吸引装置と、前記可動側型板の内部に設けられて、キャビティ部と可動側型板の側面との間を連通する真空孔と、前記スペーサブロックと可動側型板との側面間の外部に設けられて、前記真空チャンバと真空孔とを接続可能な短い接続用真空短管路と、該短い接続用真空短管路の途中に設けられた真空電磁弁と、を有することを特徴としている。
請求項2に記載された発明は、上記において、可動側型板の内部に、キャビティ部に形成された樹脂成形品を突出可能なエジェクタピンを挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部が設けられ、該エジェクタピン挿通孔部が、前記キャビティ部と真空チャンバとの間を連通してキャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔とされたことを特徴としている。
請求項3に記載された発明は、上記において、前記キャビティ部の内部に、前記固定側型板と可動側型板とが当接可能な製品開口部形成用突出部分が設けられ、該製品開口部形成用突出部分の内側の位置に、前記真空孔の吸引口が開口形成され、前記製品開口部形成用突出部分の内側の位置で、且つ、前記真空孔の吸引口の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部が設けられたことを特徴としている。
請求項4に記載された発明は、上記において、固定側型板と可動側型板との合せ面の少なくとも一方に、キャビティ部を取囲む真空シール部が、合せ面よりも若干突出した状態で設置され、固定側取付板と可動側取付板との間に、真空シール部の固定側型板または可動側型板との接触を検知して、接続用真空短管路の途中に設けられた前記真空電磁弁を作動させるための作動信号を出力可能な近接スイッチを設けたことを特徴としている。
なお、上記は、それぞれ、所要の作用効果を発揮するための必要最小限の構成であり、上記されていない構成については、自由度を有している。
請求項1の発明によれば、合せ面にキャビティ部を有する固定側型板と可動側型板とが設けられると共に、互いに近接離反動可能に対向配置された固定側取付板と可動側取付板とが設けられ、前記固定側型板と可動側型板とが、固定側取付板と可動側取付板との間に配設された状態で、固定側取付板と可動側取付板とにそれぞれ取付けられ、少なくとも可動側型板が、スペーサブロックを介して、可動側取付板に間接的に取付けられ、更に、前記キャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部が設けられた射出成形用金型装置において、前記真空吸引機構部が、スペーサブロックを周壁状に構成することによって、周壁の内側全体に形成された、キャビティ部よりも容量の大きい真空チャンバと、該真空チャンバに接続されて、真空チャンバ内を常時真空吸引可能な真空吸引装置と、前記可動側型板の内部に設けられて、キャビティ部と可動側型板の側面との間を連通する真空孔と、前記スペーサブロックと可動側型板との側面間の外部に設けられて、前記真空チャンバと真空孔とを接続可能な短い接続用真空短管路と、該短い接続用真空短管路の途中に設けられた真空電磁弁と、を有することにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、周壁状に構成されたスペーサブロックの内側全体を、キャビティ部よりも容量の大きい真空チャンバとして、真空吸引装置により、真空チャンバ内を常時真空吸引させておくことにより、キャビティ部を効率良く瞬時に真空吸引することができる。また、スペーサブロックと可動側型板との側面間の外部に、真空チャンバと真空孔とを接続可能な短い接続用真空短管路を設けたことにより、接続用真空短管路の圧力損失などによるロスを最小限に抑えることができると共に、固定側取付板と可動側取付板とに対して、固定側型板と可動側型板とを付け替えるような場合に容易に対応することができ、且つ、既存の設備に対しても適用させることができる。更に、短い接続用真空短管路の途中に真空電磁弁を設けることにより、キャビティ部からの吸引を遮断することができるので、型開中などであっても、真空チャンバを常時真空吸引して高真空状態に保つことができる。以て、短時間でキャビティ部を高真空状態とすることにより、成形サイクルを長くすることなく、金型内の空気やガスによって発生する樹脂ヤケやショートショット、ウェルドラインなどの成形不良を有効に防止することが可能となる。
請求項2の発明によれば、上記において、可動側型板の内部に、キャビティ部に形成された樹脂成形品を突出可能なエジェクタピンを挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部が設けられ、該エジェクタピン挿通孔部が、前記キャビティ部と真空チャンバとの間を連通してキャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔とされたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、エジェクタピンを挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部を、キャビティ部と真空チャンバとの間を連通してキャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔として利用することにより、補助真空孔を介して、成形中(例えば、型締め完了手前後から充填完了まで)であっても、エジェクタピンとの隙間から真空吸引を行わせることが可能となる。これにより、キャビティ部内に残留された空気や、溶融樹脂から発生されたガスをも除去して、より一層、成形不良をなくすのに有利な構成とすることができる。
請求項3の発明によれば、上記において、前記キャビティ部の内部に、前記固定側型板と可動側型板とが当接可能な製品開口部形成用突出部分が設けられ、該製品開口部形成用突出部分の内側の位置に、前記真空孔の吸引口が開口形成され、前記製品開口部形成用突出部分の内側の位置で、且つ、前記真空孔の吸引口の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部が設けられたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、製品開口部形成用突出部分の内側の位置に、真空孔の吸引口を開口形成することにより、樹脂成形品に影響を与えない位置に真空孔の吸引口を設けることができる。また、製品開口部形成用突出部分の内側の位置で、且つ、真空孔の吸引口の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部を設けることにより、座繰部を介して、成形中(例えば、型締め完了手前後から充填完了まで)であって真空吸引を行わせることができる。これにより、キャビティ部内に残留された空気や、溶融樹脂から発生されたガスをも除去して、より一層、成形不良をなくすのに有利な構成とすることができる。
請求項4の発明によれば、上記において、固定側型板と可動側型板との合せ面の少なくとも一方に、キャビティ部を取囲む真空シール部が、合せ面よりも若干突出した状態で設置され、固定側取付板と可動側取付板との間に、真空シール部の固定側型板または可動側型板との接触を検知して、接続用真空短管路の途中に設けられた前記真空電磁弁を作動させるための作動信号を出力可能な近接スイッチを設けたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、型締時に、近接スイッチが、合せ面よりも若干突出した真空シール部の固定側型板または可動側型板との接触を検知すると、接続用真空短管路の途中に設けられた真空電磁弁に作動信号を出力して、真空電磁弁を(開)作動させる。これにより、真空シール部の接触を検知した時点からキャビティ部に対する真空吸引を開始することができるので、型締めを一時停止したり、型締め後に僅かに型締力を解除したりすることなく、通常に型締動作を行いつつ、早いタイミングで真空吸引を行って、キャビティ部を高真空状態にすることができ、以て、成形サイクルを短くすることが可能となる。また、型締動作が一般的な仕様で良いため、設備の改造の必要をなくすことができる。反対に、近接スイッチが、真空シール部の固定側型板または可動側型板からの離反を検知すると、接続用真空短管路の途中に設けられた真空電磁弁に作動停止信号を出力して、真空電磁弁を(閉)作動させる。これにより、キャビティ部と真空チャンバとが遮断され、真空チャンバのみを真空吸引する状態に戻される。
本発明は、主に、短時間でキャビティ部を高真空状態とすることにより、成形サイクルを長くすることなく、成形不良を有効に防止し得るようにすることを目的としている。
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
なお、以下の実施例は、上記した背景技術や発明が解決しようとする課題などと密接な関係があるので、必要が生じた場合には、互いに、記載を流用したり、必要な修正を伴って流用したりすることができるものとする。
図1〜図15は、この発明の実施例およびその変形例を示すものである。
まず、構成について説明する。
自動車などの車両には、各部に様々な樹脂成形品が用いられている。このような樹脂成形品は、射出成形装置によって成形されている。
そして、射出成形の技術においては、「薄肉成形」や「高転写」などを実現するため、高速射出成形の技術研究が進められている。
このような高速射出成形を行う場合、金型のキャビティ部内の空気によるいわゆるエア巻込みや、溶融樹脂から発生したガスによるヤケが一番の課題となる。
そこで、真空吸引装置を用いて、金型の微小な隙間やガスベントなどから金型内に存在するガスを金型外へ排除するようにした射出成形用金型装置が用いられている。
主に図1に示すように、このような射出成形用金型装置1では、合せ面2,3(パーティションライン)にキャビティ部4(成形空間、型空間)を有する、一対の固定側型板5(固定(金)型)と可動側型板6(可動(金)型)とが設けられる。
この場合、固定側型板5と可動側型板6とは、それぞれ、所要の厚みを有する矩形の板状体(ブロック状体)で構成されている。キャビティ部4は、成形しようとする樹脂成形品の形状に合わせて形成されるものであり、固定側型板5に凹設形成された成形用凹部8と、この成形用凹部8に対応させて可動側型板6に突出形成された成形用凸部9とによって構成されている。固定側型板5の内部には、溶融樹脂11を注入するための樹脂通路12と、冷媒または熱媒を通してキャビティ部4を冷却または加熱するための媒体流路13とが適宜形成されている。
また、互いに近接離反動可能に対向配置された、一対の固定側取付板14と可動側取付板15とが設けられる。
この場合、固定側取付板14と可動側取付板15とは、上記した固定側型板5と可動側型板6よりも一回りまたはそれ以上に大きい矩形の板状体で構成されている。固定側取付板14および可動側取付板15は、固定側型板5および可動側型板6と比べて相対的に薄肉のものとされている。但し、固定側取付板14と可動側取付板15とは、所要の剛性を確保し得る程度の肉厚は有している。固定側取付板14と可動側取付板15とは、互いに平行に配設され、その面直方向へ近接離反動され得るようになっている。この固定側取付板14と可動側取付板15との近接離反動の方向が、型開閉方向16となる。型開閉方向16には、通常、上下方向と水平方向とが存在するがこの場合には、水平方向とされている。
そして、固定側型板5と可動側型板6とが、固定側取付板14と可動側取付板15との間に配設された状態で、固定側取付板14と可動側取付板15とにそれぞれ取付けられる。これにより、固定側型板5と可動側型板6とは、いわゆる水平型とされるが、型開閉方向16を上下方向にすれば、上下型となることは勿論である。
この場合、固定側型板5と可動側型板6との、合せ面2,3とは反対側の面17,18が、固定側取付板14と可動側取付板15との内面21,22に対する取付面(以下、取付面17,18という)となる。固定側型板5と可動側型板6とは、各々、辺の向きを上下左右に揃えた状態で、固定側取付板14と可動側取付板15とに対し、それぞれ取付けられる。固定側取付板14には、溶融樹脂11を注入するための樹脂注入口23が設けられている。この樹脂注入口23は、上記した樹脂通路12と連通されるものである。
更に、少なくとも可動側型板6が、スペーサブロック24を介して、可動側取付板15に間接的に取付けられる。
この場合、スペーサブロック24は、可動側型板6の取付面18と可動側取付板15の内面22との間に介在される。スペーサブロック24は、通常の構造の場合には、図2に示すように、可動側型板6の対向する2つの側面(2面)に沿って、可動側型板6の外側面とほぼ面一状態に設置される2面スペーサブロックなどとされる。
そして、スペーサブロック24の内側は、通常は、図1に示すように、エジェクタロッド25、エジェクタプレート26、エジェクタピン27、リターンピン28などを設置するためのエジェクタスペース29などとして使用される。エジェクタピン27は、キャビティ部4に形成された樹脂成形品を突出(型抜)可能なものである。また、リターンピン28は、型開のために使用されるものである。エジェクタピン27とリターンピン28とは、エジェクタプレート26に取付けられた状態で、エジェクタロッド25によって操作される。なお、エジェクタロッド25、エジェクタピン27、リターンピン28は、それぞれ、上記した型開閉方向16へ向けて延設される。また、エジェクタプレート26は、型開閉方向16へ移動可能となるようにエジェクタスペース29内に設置される。エジェクタプレート26は、可動側取付板15とほぼ平行で、エジェクタスペース29よりも小さな板状体を呈している。エジェクタスペース29には、必要に応じて、エジェクタプレート26を型開閉方向16へ案内可能なガイド部材31などが設けられる。そして、エジェクタロッド25は、可動側取付板15に設けられた貫通孔部32に貫通配置される。また、エジェクタピン27は、可動側型板6の内部に設けられたエジェクタピン挿通孔部33に挿通配置される。エジェクタピン挿通孔部33は、キャビティ部4の内側の位置に設けられる。リターンピン28は、可動側型板6の内部に設けられたリターンピン挿通孔部34に挿通配置される。リターンピン挿通孔部34は、キャビティ部4の外側の位置に設けられる。
なお、固定側型板5は、固定側取付板14に対し、直接、または、ホットランナーマニホールド35などを介して間接的に取付けられる。この場合、ホットランナーマニホールド35の内部には、上記した樹脂注入口23と樹脂通路12との間を接続する樹脂通路36が設けられる。スペーサブロック24およびホットランナーマニホールド35は、固定側取付板14と可動側取付板15との開閉ストロークと、固定側型板5および可動側型板6の肉厚との関係を調整するために用いられる。
加えて、キャビティ部4内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部37が設けられる。この場合、キャビティ部4内のガスとは、キャビティ部4内の溶融樹脂11から発生するガスなどをいう。真空吸引機構部37については、後述する。
そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、真空吸引機構部37が、図3に示すように、スペーサブロック24を周壁状に構成することによって、周壁の内側全体に形成された、キャビティ部4よりも容量の大きい真空チャンバ41を備えている。
この場合、スペーサブロック24は、可動側型板6の4つの側面(4面)に沿って周回するように、可動側型板6の外側面(外周面)とほぼ面一状態に設置される4面スペーサブロック42などとされる。更に、この4面スペーサブロック42によって囲まれた(閉)空間(エジェクタスペース29)の内側を真空チャンバ41とするために、必要な各部をシールする。図1に示すように、先ず、可動側型板6の取付面18と、4面スペーサブロック42の対応する当接面43との間にシール部44を設ける。また、可動側取付板15の内面22と、4面スペーサブロック42の対応する当接面45との間にシール部46を設ける。更に、可動側取付板15に設けた貫通孔部32とエジェクタロッド25との間にシール部47を設ける。貫通孔部32には、エジェクタロッド25をガイドする筒状ガイドが取付けられている。そして、可動側型板6のリターンピン28とリターンピン挿通孔部34との間にシール部48を設ける。シール部には、例えば、Oリングが用いられる。必要な場合には、特に図示していない場合であっても、Oリングを収容可能なシール溝などを設けることができる。真空チャンバ41は、少なくともキャビティ部4の10倍程度以上の容積とするのが、高速に真空吸引するためには好ましい。エジェクタスペース29全体を真空チャンバ41とすることにより、キャビティ部4の10倍程度以上もの容積を容易に確保することが可能となる。この場合には、真空チャンバ41は、この実施例のケースでは、少なくともキャビティ部4の約26倍程度の容積とすることを想定している。
また、真空吸引機構部37は、真空チャンバ41に接続されて、真空チャンバ41内を常時真空吸引可能な真空吸引装置51(真空ポンプなど)を備えている。
この場合、真空吸引装置51は、スペーサブロック24の側面に形成された装置接続用貫通孔部52に、真空ホース53を介して着脱可能に接続される。装置接続用貫通孔部52と真空ホース53との間には、ワンタッチジョイントが設けられる。
更に、真空吸引機構部37は、可動側型板6の内部に設けられて、キャビティ部4と、可動側型板6の側面との間を連通する真空孔55を備えている。
この場合、真空孔55は、可動側型板6に形成された、面方向の孔部56、および、面直方向の孔部57を有している。面方向の孔部56は、可動側型板6の側面間を貫通する貫通孔とされている。面直方向の孔部57は、キャビティ部4と面方向の孔部56とを連通する非貫通孔とされている。
そして、真空吸引機構部37は、スペーサブロック24(4面スペーサブロック42)と可動側型板6との側面間の外部に設けられて、真空チャンバ41と真空孔55とを接続可能な短い接続用真空短管路58と、短い接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59とを備えている。
この場合、接続用真空短管路58は、可能な限り短かくなるようにするのが好ましい。そのために、スペーサブロック24の側面における、上記した面方向の孔部56の一方の開口部61と近接する位置に、管路接続用貫通孔62を形成し、開口部61と管路接続用貫通孔62との間に、接続用真空短管路58の両端部を着脱可能に接続する。開口部61および管路接続用貫通孔62と接続用真空短管路58の両端部との間には、ワンタッチジョイントが設けられる。なお、上記した面方向の孔部56の他方の開口部63には、必要に応じてモニター用の真空計64を取付けるようにする。同様に、必要に応じてスペーサブロック24の側面に対し、真空計取付用貫通孔65を形成し、この真空計取付用貫通孔65に、別のモニター用の真空計66を取付けるなどする。
次に、上記において、エジェクタピン挿通孔部33が、キャビティ部4と真空チャンバ41との間を連通してキャビティ部4内のガスを(真空チャンバ41などへ向けて)真空吸引可能な補助真空孔71とされるようにする。
そのために、エジェクタピン27とエジェクタピン挿通孔部33との間を、シール部が設けられない、シール非設置部などとしておくようにする。なお、エジェクタピン27とエジェクタピン挿通孔部33とのクリアランスは、通常は、0.03mm程度などの極く狭いものとされている。
次に、上記において、必要な場合に、キャビティ部4の内部に、固定側型板5と可動側型板6とが当接可能な製品開口部形成用突出部分73が設けられる。そして、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置(当接面)に、真空孔55の吸引口74が開口形成される。
この場合、図1、図4に示すように、製品開口部形成用突出部分73は、可動側型板6の側に設けられる。吸引口74は、面直方向の孔部57の開口端とされる。
そして、図5に示すように、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置に対して直接、吸引口74を開口形成するだけとしても良いが、より好ましくは、図6、図7に示すように、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置で、且つ、真空孔55の吸引口74の周囲の部分に、ガス逃スペースとなる座繰部76を設けるようにする。或いは、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置にガス逃スペースとなる座繰部76を設け、座繰部76の位置に吸引口74を開口形成するように構成する。
この場合、座繰部76は、型締め後における真空孔55の吸引口74からの真空吸引の抵抗を極力小さくして速やかに高真空状態とするための補助形状である。座繰部76は、当接面からの深さ77が約2mm、製品開口部形成用突出部分73の周縁部からの残縁幅78が0.5mm〜1.0mmとなるようにするのが好ましい。ここで、深さ77を約2mmとしたのは、それよりも大きくなると、座繰部76内の体積が増えて真空吸引に時間がかかってしまうことになり、深さ77が約2mmよりも小さくなると、真空吸引の抵抗が改善されないことによる。また、残縁幅78を0.5mm〜1.0mmとしたのは、真空吸引の抵抗が小さく、しかも、樹脂成形品(特に、製品開口部など)の外観品質に影響を与えないという要求を共に満たすことができることによる。残縁幅78を上記範囲外とすると、バランスが崩れて真空吸引の抵抗が大きくなったり、樹脂成形品の外観品質に悪影響を与えることになる。これらの数値(または数値範囲)は、各種の実験を繰返したり、シミュレーションを駆使したりした結果として、得られた実用的範囲であり、真空吸引装置51の性能などの条件が若干異なったとしても、そのまま適用可能なものである。
更に、上記において、図1、図8に示すように、固定側型板5と可動側型板6との合せ面2,3の少なくとも一方に、キャビティ部4を取囲む真空シール部81が、合せ面2,3よりも若干突出した状態で設置される。
この場合には、真空シール部81は、固定側型板5に設けられている。真空シール部81は、主にOリングによって構成される。固定側型板5には、このOリングを収容するためのシール溝が設けられている。Oリングは、均一断面で閉ループ状のものを使用する。これに合わせて、シール溝も、均一断面で閉ループ状のものとする。若干突出とは、ほぼmm単位レベルの突出量を目安とするものである。この数値(または数値範囲)は、Oリングのシール性能や物性、射出成形用金型装置1の型締動作の速度や、真空吸引能力などを総合的に考慮して決定する。この場合、真空シール部81の突出量は、合せ面3に対してOリングが約2mm〜3mm程度突出する設定とされている。
なお、可動側型板6にスライドコア82が存在する場合には、必要に応じて、真空シール部81によるシール性を確保するためのシール確保手段83を設けるようにする。例えば、図4、図9の場合には、可動側型板6に対して、スライドコア82が、真空シール部81のOリングが当接する部分(シール当接予定部。図4の鎖線参照。なお、鎖線には、真空シール部81の符号を付している。)の内外間に跨がるように設けられているので、スライドコア82の周囲(特に、スライド部分など)に対して、図示のような補助シール部84を設けるようにする。または、図10、図11ように、可動側型板6の外側に、スライドコア82のスライド範囲よりも外側の部分を囲むようにシール用外枠部85を設けて、このシール用外枠部85に対して、真空シール部81のOリングが当接されるようにする。
そして、図1に示すように、固定側取付板14と可動側取付板15との間に、(若干突出されている)真空シール部81の、固定側型板5または可動側型板6との接触を検知して、接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59を作動させるための作動信号88を出力可能な近接スイッチ89を設ける。
この場合、近接スイッチ89は、可動側型板6の合せ面3近傍の側面に取付けられている。また、固定側型板5の合せ面3近傍の側面における近接スイッチ89と対応する部分には、近接スイッチ89の相手方となる検知板90が取付けられている。そして、真空シール部81が可動側型板6に接触されると、近接スイッチ89からの作動信号88により、真空電磁弁59は開作動され、離反(非接触)状態になると、真空電磁弁59は閉作動されるように設定されている。
次に、この実施例の作用について説明する。
先ず、図12に示すように、型開時には、固定側型板5と可動側型板6とが型開閉方向16に離れているので、近接スイッチ89から真空電磁弁59へと送られる作動信号88(または、作動信号88が送られないこと)により、真空電磁弁59は、閉作動(閉止、OFF状態)されている。この状態で、真空吸引装置51を駆動することにより、真空ホース53を介し、真空チャンバ41を真空吸引させて、真空チャンバ41内を高真空状態にしておく。なお、真空吸引装置51は、射出成形用金型装置1の可動中は、常時駆動され続けることとなる。そして、真空電磁弁59が閉作動されているので、真空孔55からは空気の入り込みが生じることはない。但し、エジェクタピン27とエジェクタピン挿通孔部33との間のクリアランスから、若干の空気の入り込みは避けられないが、上記クリアランスは、0.03mm程度と極く僅少なので、実質上、このクリアランスからの空気の入り込みは無視することができる。
次に、図13に示すように、型締のために、固定側型板5に対して可動側型板6を型開閉方向16に近接させると、若干突出された状態の真空シール部81が可動側型板6に接触された時に、真空チャンバ41がシールされ、同時に、近接スイッチ89がシールされたことを検知して、近接スイッチ89から真空電磁弁59へと作動信号88が送られ、真空電磁弁59が、開作動(開放、ON状態)される。すると、接続用真空短管路58、真空孔55を介してキャビティ部4内の空気が真空チャンバ41へと真空吸引され、更に、真空チャンバ41から真空ホース53を介して真空吸引装置51により真空吸引される。
この際、例えば、図15に示すように、キャビティ部4の容積を1Lとし、真空チャンバ41の容積をその26倍の26Lとして、大気圧(1気圧)のキャビティ部4に対し、真空チャンバ41内を予め0.0001気圧にまで減圧しておいたとすると、真空電磁弁59の開作動とほぼ同時に、キャビティ部4と真空チャンバ41とが瞬間的に0.04気圧となる(0.04気圧=(0.0001気圧+1気圧)/(26L+1L))。これは、大気圧の1/25となるため、250gの製品を成形する場合には、大気圧で10gの製品を成形するのとほぼ同等の効果が得られることになる。
但し、真空吸引装置51の能力により、キャビティ部4内には、絶対真空にはできないため、キャビティ部4内に若干の空気が残ってしまう。
そこで、補助真空孔71にしたエジェクタピン挿通孔部33を介して、キャビティ部4内に若干残った空気や、この後、キャビティ部4内に射出、注入される溶融樹脂から発生されるガスなどを真空チャンバ41へと真空吸引させるようにする。
同様に、製品開口部形成用突出部分73に設けられた座繰部76をガス逃スペースとして、このガス逃スペースへ逃げ込んだ上記空気やガスなどを、真空孔55、接続用真空短管路58を介して真空チャンバ41へと真空吸引させるようにする。
これら、補助真空孔71(エジェクタピン挿通孔部33)や座繰部76(ガス逃スペース)からの真空吸引は、成形完了(型開)までの間、継続して行われることになる。なお、真空チャンバ41は、真空吸引装置51による真空吸引によって、その後速やかに0.0001気圧にまで減圧されることになる。
なお、上記した型締は、定速で行わせても良いが、若干突出された状態の真空シール部81が可動側型板6に接触された時に、若干減速させて低速にすると、一層効果的にキャビティ部4内を真空吸引することができる。この低速制御は、一般的な仕様の型締動作の範囲内で行うことが可能であると共に、成形サイクルが長くなることもない。
そして、図14に示すように、減圧されたキャビティ部4内に射出注入装置91から溶融樹脂を射出、注入する。射出、注入時には、真空電磁弁59は、開作動されており、上記したように、補助真空孔71(エジェクタピン挿通孔部33)や座繰部76(ガス逃スペース)からの真空吸引が行われている。
以降は、図15に示すように、保圧、冷却を経た後、型開と製品突出しとが行われることになる。この作動は、通常通りに行われる。
このように、この実施例によれば、合せ面2,3にキャビティ部4を有する固定側型板5と可動側型板6とが設けられると共に、互いに近接離反動可能に対向配置された固定側取付板14と可動側取付板15とが設けられ、固定側型板5と可動側型板6とが、固定側取付板14と可動側取付板15との間に配設された状態で、固定側取付板と可動側取付板とにそれぞれ取付けられ、少なくとも可動側型板6が、スペーサブロック24を介して、可動側取付板15に間接的に取付けられ、更に、キャビティ部4内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部37が設けられた射出成形用金型装置において、真空吸引機構部37が、スペーサブロック24を周壁状に構成することによって、周壁の内側全体に形成された、キャビティ部4よりも容量の大きい真空チャンバ41と、真空チャンバ41に接続されて、真空チャンバ41内を常時真空吸引可能な真空吸引装置51と、可動側型板6の内部に設けられて、キャビティ部4と可動側型板6の側面との間を連通する真空孔55と、スペーサブロック24と可動側型板6との側面間の外部に設けられて、真空チャンバ41と真空孔55とを接続可能な短い接続用真空短管路58と、短い接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59と、を有することにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、周壁状に構成されたスペーサブロック24の内側全体を、キャビティ部4よりも容量の大きい真空チャンバ41として、真空吸引装置51により、真空チャンバ41内を常時真空吸引させておくことにより、キャビティ部4を効率良く瞬時に真空吸引することができる。また、スペーサブロック24と可動側型板6との側面間の外部に、真空チャンバ41と真空孔55とを接続可能な短い接続用真空短管路58を設けたことにより、接続用真空短管路58の圧力損失などによるロスを最小限に抑えることができると共に、固定側取付板14と可動側取付板15とに対して、固定側型板5と可動側型板6とを付け替えるような場合に容易に対応することができ、且つ、既存の設備に対しても適用させることができる。更に、短い接続用真空短管路58の途中に真空電磁弁59を設けることにより、キャビティ部4からの吸引を遮断することができるので、型開中などであっても、真空チャンバ41を常時真空吸引して高真空状態に保つことができる。以て、短時間でキャビティ部4を高真空状態とすることにより、成形サイクルを長くすることなく、金型内の空気やガスによって発生する樹脂ヤケやショートショット、ウェルドラインなどの成形不良を有効に防止することが可能となる。
また、上記において、可動側型板6の内部に、キャビティ部4に形成された樹脂成形品を突出可能なエジェクタピン27を挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部33が設けられ、エジェクタピン挿通孔部33が、キャビティ部4と真空チャンバ41との間を連通してキャビティ部4内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔71とされたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、エジェクタピン27を挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部33を、キャビティ部4と真空チャンバ41との間を連通してキャビティ部4内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔71として利用することにより、補助真空孔71を介して、成形中(例えば、型締め完了手前後から充填完了まで)であっても、エジェクタピン27との隙間から真空吸引を行わせることが可能となる。これにより、キャビティ部4内に残留された空気や、溶融樹脂11から発生されたガスをも除去して、より一層、成形不良をなくすのに有利な構成とすることができる。
そして、、上記において、キャビティ部4の内部に、固定側型板5と可動側型板6とが当接可能な製品開口部形成用突出部分73が設けられ、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置に、真空孔55の吸引口74が開口形成され、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置で、且つ、真空孔55の吸引口74の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部76が設けられたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置に、真空孔55の吸引口74を開口形成することにより、樹脂成形品に影響を与えない位置に真空孔55の吸引口74を設けることができる。また、製品開口部形成用突出部分73の内側の位置で、且つ、真空孔55の吸引口74の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部76を設けることにより、座繰部76を介して、成形中(例えば、型締め完了手前後から充填完了まで)であって真空吸引を行わせることができる。これにより、キャビティ部4内に残留された空気や、溶融樹脂11から発生されたガスをも除去して、より一層、成形不良をなくすのに有利な構成とすることができる。
更に、上記において、固定側型板5と可動側型板6との合せ面2,3の少なくとも一方に、キャビティ部4を取囲む真空シール部81が、合せ面2,3よりも若干突出した状態で設置され、固定側取付板14と可動側取付板15との間に、真空シール部81の固定側型板5または可動側型板6との接触を検知して、接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59を作動させるための作動信号88を出力可能な近接スイッチ89を設けたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、型締時に、近接スイッチ89が、合せ面2,3よりも若干突出した真空シール部81の固定側型板5または可動側型板6との接触を検知すると、接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59に作動信号88を出力して、真空電磁弁59を(開)作動させる。これにより、真空シール部81の接触を検知した時点からキャビティ部4に対する真空吸引を開始することができるので、型締めを一時停止したり、型締め後に僅かに型締力を解除したりすることなく、通常に型締動作を行いつつ、早いタイミングで真空吸引を行って、キャビティ部4を高真空状態にすることができ、以て、成形サイクルを短くすることが可能となる。また、型締動作が一般的な仕様で良いため、設備の改造の必要をなくすことができる。反対に、近接スイッチ89が、真空シール部81の固定側型板5または可動側型板6からの離反を検知すると、接続用真空短管路58の途中に設けられた真空電磁弁59に作動停止信号を出力して、真空電磁弁59を(閉)作動させる。これにより、キャビティ部4と真空チャンバ41とが遮断され、真空チャンバ41のみを真空吸引する状態に戻される。
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲までを含むという意味で用いられている。
本発明の実施例にかかる射出成形用金型装置の側方断面図である。 一般的なスペーサブロックの斜視図である。 図1のスペーサブロックの斜視図である。 図1の可動側型板を合せ面側から見た図である。 製品開口部形成用突出部分の部分拡大側面図である。 座繰部を設けた製品開口部形成用突出部分の部分拡大側面図である。 座繰部の説明図である。 図1の固定側型板を合せ面側から見た図である。 可動側型板のスライドコア部分のシール構造を示す断面図である。 可動側型板のスライドコア部分の別のシール構造を示す斜視図である。 図11の正面図である。 図1の作動図である。 図12に続く作動図である。 図13に続く作動図である。 図1の射出成形用金型装置の作業工程である。
符号の説明
2 合せ面
3 合せ面
4 キャビティ部
5 固定側型板
6 可動側型板
14 固定側取付板
15 可動側取付板
24 スペーサブロック
27 エジェクタピン
33 エジェクタピン挿通孔部
37 真空吸引機構部
41 真空チャンバ
51 真空吸引装置
55 真空孔
58 接続用真空短管路
59 真空電磁弁
71 補助真空孔
73 製品開口部形成用突出部分
74 吸引口
76 座繰部
81 真空シール部81
88 作動信号
89 近接スイッチ

Claims (4)

  1. 合せ面にキャビティ部を有する固定側型板と可動側型板とが設けられると共に、
    互いに近接離反動可能に対向配置された固定側取付板と可動側取付板とが設けられ、
    前記固定側型板と可動側型板とが、固定側取付板と可動側取付板との間に配設された状態で、固定側取付板と可動側取付板とにそれぞれ取付けられ、
    少なくとも可動側型板が、スペーサブロックを介して、可動側取付板に間接的に取付けられ、
    更に、前記キャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な真空吸引機構部が設けられた射出成形用金型装置において、
    前記真空吸引機構部が、
    スペーサブロックを周壁状に構成することによって、周壁の内側全体に形成された、キャビティ部よりも容量の大きい真空チャンバと、
    該真空チャンバに接続されて、真空チャンバ内を常時真空吸引可能な真空吸引装置と、
    前記可動側型板の内部に設けられて、キャビティ部と可動側型板の側面との間を連通する真空孔と、
    前記スペーサブロックと可動側型板との側面間の外部に設けられて、前記真空チャンバと真空孔とを接続可能な短い接続用真空短管路と、
    該短い接続用真空短管路の途中に設けられた真空電磁弁と、を有することを特徴とする射出成形用金型装置。
  2. 可動側型板の内部に、キャビティ部に形成された樹脂成形品を突出可能なエジェクタピンを挿入配置可能なエジェクタピン挿通孔部が設けられ、
    該エジェクタピン挿通孔部が、前記キャビティ部と真空チャンバとの間を連通してキャビティ部内の空気やガスを真空吸引可能な補助真空孔とされたことを特徴とする請求項1記載の射出成形用金型装置。
  3. 前記キャビティ部の内部に、前記固定側型板と可動側型板とが当接可能な製品開口部形成用突出部分が設けられ、
    該製品開口部形成用突出部分の内側の位置に、前記真空孔の吸引口が開口形成され、
    前記製品開口部形成用突出部分の内側の位置で、且つ、前記真空孔の吸引口の周囲の部分にガス逃スペースとなる座繰部が設けられたことを特徴とする請求項1または2記載の射出成形用金型装置。
  4. 固定側型板と可動側型板との合せ面の少なくとも一方に、キャビティ部を取囲む真空シール部が、合せ面よりも若干突出した状態で設置され、
    固定側取付板と可動側取付板との間に、真空シール部の固定側型板または可動側型板との接触を検知して、接続用真空短管路の途中に設けられた前記真空電磁弁を作動させるための作動信号を出力可能な近接スイッチを設けたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の射出成形用金型装置。
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