JP6882253B2 - 射出成形機用排気ユニット - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機用排気ユニットに関する。

従来、射出成形機には、シリンダ、ノズル等を覆う様々なカバーが設けられている。このうち、ノズルの周りには、パージ作業の際に成形材料の飛散を抑制するパージカバーが設けられている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１３−２２６８１６号公報 特開２００２−３０１５５７号公報

射出成形機において、シリンダ、ノズル等が高温になると、暖められた空気がパージカバーの内部に籠るため、パージカバーの表面の温度が高くなる。そのため、射出成形機用パージカバーにおいては、成形材料の飛散を抑制しつつ、表面の温度をより低くすることが求められている。

本発明は、成形材料の飛散を抑制しつつ、表面の温度をより低くできる射出成形機用排気ユニットを提供することを目的とする。

（１）本発明は、射出成形機のシリンダのノズルが貫通するノズル貫通口（例えば、後述するノズル貫通口２１５）、前記シリンダよりも上方向に延出される排気流路（例えば、後述する第２カバー２２）及び前記排気流路と連通する排気口（例えば、後述する排気口２３４）を有するパージカバー（例えば、後述するパージカバー２０）と、前記パージカバーの前記排気口と連結される固定プラテン（例えば、後述する固定プラテン２）と、を備える射出成形機用排気ユニット（例えば、後述する射出成形機用排気ユニット５）に関する。

（２） （１）に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、前記パージカバーの前記排気流路は、前記シリンダの側から排気される空気を前記固定プラテンの側に誘導する屋根部（例えば、後述する第２カバー２２）を備えてもよい。

（３） （２）に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、前記屋根部は、前記シリンダの側から前記固定プラテンの側に向けて上方に傾斜する傾斜面（例えば、後述する傾斜板２２１）を有してもよい。

（４） （２）又は（３）に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、前記屋根部は、放熱構造を有する外カバー（例えば、後述する外カバー２２０）と、放熱構造を有しない内カバー（例えば、後述する内カバー２３０）とを重ね合わせた二重構造でもよい。

（５） （１）から（４）までのいずれかに記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、前記固定プラテンは、連結される前記パージカバーの前記排気口から排気される空気を、前記固定プラテンの内部を経由して外部に排出する排出穴（例えば、後述する排出穴２ｂ）を有してもよい。

本発明に係る射出成形機用排気ユニットによれば、成形材料の飛散を抑制しつつ、表面の温度をより低くできる。

シリンダカバー１０及び本実施形態の射出成形機用排気ユニット５を設けた射出成形機１の部分斜視図である。 固定プラテン２をＸ２側から見たときの斜視図である。 射出成形機用排気ユニット５の断面図である。 シリンダカバー１０の第１の構成を示す断面図である。 シリンダカバー１０の第２の構成を示す断面図である。 パージカバー２０の分解斜視図である。 パージカバー２０の分解断面図であり、外カバー２２０と内カバー２３０との連結構造を示している。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。また、図面においては、部材の断面を示すハッチングを適宜に省略する。
本明細書等において、形状、幾何学的条件、これらの程度を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「方向」等の用語については、その用語の厳密な意味に加えて、ほぼ平行、ほぼ直交等とみなせる程度の範囲、概ねその方向とみなせる範囲を含む。

また、本明細書等では、射出成形機１のシリンダ３の長手方向と平行な方向であって、シリンダ３の進退方向となる前後方向をＸ方向とし、Ｘ方向と平面視において直交する左右方向をＹ方向とし、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向であって、上下方向（鉛直方向）をＺ方向とする。前後方向（Ｘ方向）においては、シリンダ３が固定プラテン２に接近する前方向をＸ１方向、シリンダ３が固定プラテン２から離れる後方向をＸ２方向とする。左右方向（Ｙ方向）においては、図中の右方向をＹ１方向、左方向をＹ２方向とする。上下方向（Ｚ方向）においては、図中の上方向をＺ１方向、下方向をＺ２方向とする。なお、本明細書においては、「〜方向」を適宜に「〜側」ともいう。

図１は、シリンダカバー１０及び本実施形態の射出成形機用排気ユニット５を設けた射出成形機１の部分斜視図である。
図２は、固定プラテン２をＸ２側から見たときの斜視図である。
図３は、射出成形機用排気ユニット５の断面図である。
図４Ａは、シリンダカバー１０の第１の構成を示す断面図である。図４Ｂは、シリンダカバー１０の第２の構成を示す断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、固定プラテン２側からシリンダカバー１０を見たときの、Ｙ−Ｚ面に平行な断面を示している。
図５は、パージカバー２０の分解斜視図である。
図６は、パージカバー２０の分解断面図であり、外カバー２２０と内カバー２３０との連結構造を示している。

図１に示すように、射出成形機１には、シリンダカバー１０と、パージカバー２０とが設けられている。
図１においては、射出成形機１を構成する各部のうち、実施形態の説明に必要な部分として、固定プラテン２、シリンダ３、水冷ジャケット４を図示している。
図１に示す固定プラテン２とパージカバー２０は、本実施形態の射出成形機用排気ユニット５を構成する。すなわち、固定プラテン２は、固定金型（後述）を支持する構造体であると共に、射出成形機用排気ユニット５の一部を構成する。

固定プラテン２は、固定金型（不図示）を支持する構造体である。固定プラテン２は、図２及び図３に示すように、シリンダ３のノズル３ａ（後述）が挿入される挿入口２ａを備える。また、固定プラテン２は、図２に示すように、後側（Ｘ２側）の２箇所に排出穴２ｂを備える。排出穴２ｂは、図３に示すように、固定プラテン２の後側（Ｘ２側）から上側（Ｚ１側）に連通する穴である。図３に示すように、パージカバー２０の排気口２３４（後述）から排気される空気の一部（図中、符号Ａで示す矢印）は、排出穴２ｂから固定プラテン２の内部を経由して上側（Ｚ１側）に排出される。なお、固定プラテン２に排出穴２ｂを設けることにより、空気の一部を排出できると共に、固定プラテン２をより軽量化できる。

固定プラテン２のＸ１側には、可動プラテン（不図示）が設けられている。可動プラテンは、可動金型（不図示）を支持する構造体である。金型は、固定プラテン２に支持された固定金型と、可動プラテンに支持された可動金型とから構成される。可動プラテンは、型駆動装置（不図示）により、Ｘ（Ｘ１−Ｘ２）方向に移動可能に支持されている。可動プラテンをＸ２方向に移動させて、固定プラテン２と密着させた後、機械的に型閉じすることにより、金型の内部にキャビティ（空洞）が形成される。このキャビティ内にシリンダ３から成形材料を充填することにより、成形品を成形できる。

シリンダ３は、溶かした成形材料（樹脂）を金型に送り込む装置である。シリンダ３は、射出装置（不図示）により駆動され、Ｘ方向に沿って進退する。図１において、シリンダ３を固定プラテン２の方向に前進させ、ノズル３ａ（後述）を固定プラテン２の挿入口２ａ（図３参照）に侵入させた状態で、シリンダ３の内部に設けられたスクリュー（不図示）を回転させることにより、所定量の成形材料を金型の内部に充填できる。シリンダ３のＸ１側の先端には、図３に示すように、溶けた成形材料を金型の中に送り込むノズル３ａが設けられている。また、シリンダ３の外周側には、シリンダ３の内部に充填された成形材料を溶融するためのヒータ（不図示）が設けられている。

水冷ジャケット４は、シリンダ３の根元側（Ｘ２側）の部分を冷却する装置である。水冷ジャケット４には、シリンダ３を冷却するための水が循環している。水冷ジャケット４のＸ２側には、射出装置（不図示）が設けられている。
なお、上述した射出成形機１及び後述するシリンダカバー１０及びパージカバー２０は、基台（不図示）の上に設置されている。

シリンダカバー１０は、シリンダ３の周囲を覆う保護部材である。シリンダ３の周囲にシリンダカバー１０を設けることにより、ヒータの加熱により高温となったシリンダ３への接触を抑制できる。シリンダカバー１０のＸ１側の端部は、パージカバー２０のノズル貫通口２１５（後述）に挿入されている。シリンダカバー１０のＸ２側の端部は、水冷ジャケット４に接続されている。なお、シリンダカバー１０のＸ２側の端部は、水冷ジャケット４に接続される構成に限らず、例えば、シリンダ３に接続されていてもよい。

第１の構成のシリンダカバー１０は、図４Ａに示すように、上板１１、右側板１２及び左側板１３により構成されている。第１の構成のシリンダカバー１０は、下側（Ｚ２側）の面が開放されており、断面形状が逆凹形となる。また、第２の構成のシリンダカバー１０は、図４Ｂに示すように、上板１１、右側板１２、左側板１３及び底板１４により、略筒状に構成されている。
シリンダカバー１０の構成は、上記第１及び第２の構成のいずれであってもよい。なお、シリンダカバー１０は、上記第１及び第２の構成と同等の機能を有していれば、どのような構成を採用してもよい。

パージカバー２０は、シリンダカバー１０のＸ１側においてノズル３ａ（シリンダ３）の周囲を覆う保護部材である。ノズル３ａの周囲にパージカバー２０を設けることにより、パージ作業の際に成形材料の飛散を抑制できる。また、本実施形態のパージカバー２０によれば、後述するように、シリンダ３の周辺で暖められた空気が固定プラテン２の側に誘導されるため、パージカバー２０の内部に籠りにくくなる。

パージカバー２０は、図５に示すように、第１カバー２１及び第２カバー２２を備える。
第１カバー２１は、パージカバー２０において、下側（Ｚ２側）に配置される部材である。第１カバー２１は、図５に示すように、右側板２１１、左側板２１２、連結板２１３及び窓付き扉２１４を備える。右側板２１１は、第１カバー２１において右側（Ｙ１側）に配置される板状の部材である。左側板２１２は、第１カバー２１において左側（Ｙ２側）に配置される板状の部材である。右側板２１１と左側板２１２は、後側（Ｘ２側）の上部において、連結板２１３により連結されている。

第１カバー２１は、後側（Ｘ２側）にノズル貫通口２１５を備える。ノズル貫通口２１５は、シリンダ３のノズル３ａ（図３参照）が挿入される開口である。
第１カバー２１は、前側（Ｘ１側）に連結枠２１６を備える。連結枠２１６は、第１カバー２１において、固定プラテン２（図３参照）と連結される部分である。
第１カバー２１は、上側（Ｚ１側）に連通口２１７を備える。連通口２１７は、第２カバー２２の連通口２３５（後述）と連通する開口である。

窓付き扉２１４は、左側板２１２に設けられた扉であり、ヒンジ部２１４ｂにより、矢印方向に開閉自在に構成されている。窓付き扉２１４には、透明な窓２１４ａが設けられている。作業者は、窓付き扉２１４を閉じた状態で、窓２１４ａからノズル３ａ（図３参照）の周辺を視認できる。なお、窓付き扉２１４は、右側板２１１に設けてもよいし、右側板２１１及び左側板２１２の両方に設けてもよい。

第１カバー２１は、図３に示すように、Ｘ１側の連結枠２１６において、固定プラテン２のＸ２側の面に取り付けられている。第１カバー２１のＸ１側には、連結枠２１６が開口しているため、第１カバー２１を固定プラテン２に取り付けた状態で、シリンダ３をＸ方向に沿って進退させることにより、ノズル３ａを固定プラテン２の挿入口２ａに侵入させたり、退出させたりできる。

第２カバー２２は、第１カバー２１において、シリンダ３よりも上方向（Ｚ１方向）に延出される排気流路である。また、第２カバー２２は、シリンダ３の側から排気される暖められた空気を固定プラテン２の側に誘導する屋根部として機能する。
第２カバー２２は、図５に示すように、外カバー２２０及び内カバー２３０を備える。本実施形態の第２カバー２２は、外カバー２２０と内カバー２３０とを重ね合わせた二重構造のカバーとして構成されている。

外カバー２２０は、第２カバー２２において、上側（Ｚ１側）に配置される部材である。外カバー２２０は、図５に示すように、傾斜板２２１、右側板２２２、左側板２２３及び後板２２４を備える。
傾斜板２２１は、外カバー２２０において、上側（Ｚ１側）に配置される板状の部材である。傾斜板２２１は、外カバー２２０において、シリンダ３の側から固定プラテン２の側に向けて上方（Ｚ１方向）に傾斜する傾斜面となる。このように、屋根部としての第２カバー２２は、シリンダ３の側から固定プラテン２の側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有する。

右側板２２２は、外カバー２２０において、右側（Ｙ１側）に配置される板状の部材である。左側板２２３は、外カバー２２０において、左側（Ｙ２側）に配置される板状の部材である。後板２２４は、外カバー２２０において、後側（Ｘ２側）に配置される板状の部材である。外カバー２２０は、左右方向（Ｙ方向）からの側面視において、傾斜面となる傾斜板２２１が、後側（Ｘ２側）から前側（Ｘ１側）へ向けて上方（Ｚ１方向）に傾斜した略直角三角形となるように構成されている。

図５に示すように、外カバー２２０の傾斜板２２１、右側板２２２及び左側板２２３には、円形の通気穴２２５が複数設けられている。通気穴２２５は、内カバー２３０（後述）の表面で暖められた空気を外部に放出する開口である。すなわち、外カバー２２０は、放熱構造として、複数の通気穴２２５を有している。また、外カバー２２０は、外カバー２２０に比べて表面の温度が高くなる内カバー２３０（後述）への接触を抑制する機能を有する。

外カバー２２０の右側板２２２及び左側板２２３には、第１連結穴２２６がそれぞれ４箇所に設けられている（図５では、左側板２２３の第１連結穴２２６のみを示す）。第１連結穴２２６は、ボルト２４１（後述）が挿入される開口である。

内カバー２３０は、第２カバー２２において、外カバー２２０の内側に配置される部材である。内カバー２３０は、傾斜板２３１、右側板２３２及び左側板２３３を備える。
傾斜板２３１は、内カバー２３０において、上側（Ｚ１側）に配置される板状の部材である。傾斜板２３１は、内カバー２３０において、シリンダ３の側から固定プラテン２の側に向けて上方（Ｚ１方向）に傾斜する傾斜面となる。右側板２３２は、内カバー２３０において、右側（Ｙ１側）に配置される板状の部材である。左側板２３３は、内カバー２３０において、左側（Ｙ２側）に配置される板状の部材である。

内カバー２３０は、左右方向（Ｙ方向）からの側面視において、傾斜面となる傾斜板２３１が、後側（Ｘ２側）から前側（Ｘ１側）へ向けて上方（Ｚ１方向）に傾斜した略直角三角形となるように構成されている。
図５に示すように、内カバー２３０の傾斜板２３１、右側板２３２及び左側板２３３は、通気穴等の放熱構造を備えていない。内カバー２３０において、シリンダ３の周辺で暖められた空気を固定プラテン２の側へ誘導するためである。

内カバー２３０は、前側（Ｘ１側）に排気口２３４を備える。排気口２３４は、シリンダ３の周辺で暖められた空気を、固定プラテン２の排出穴２ｂ（図３参照）に導く開口である。図３に示すように、パージカバー２０を固定プラテン２に連結すると、排気口２３４は、固定プラテン２の排出穴２ｂと前後方向（Ｘ方向）において対向する。
また、内カバー２３０は、下側（Ｚ２側）に連通口２３５を備える。連通口２３５は、第１カバー２１の連通口２１７と連通する開口である。

内カバー２３０の右側板２３２及び左側板２３３には、第２連結穴２３６がそれぞれ４箇所に設けられている（図５では、左側板２３３の第２連結穴２３６のみを示す）。第２連結穴２３６は、ボルト２４１（後述）が突出する開口である。第２連結穴２３６は、内カバー２３０の外側に外カバー２２０を重ね合わせた際に、外カバー２２０の第１連結穴２２６と係合する位置に設けられている。

外カバー２２０と内カバー２３０とを重ね合わせ、図６に示すように、外カバー２２０と内カバー２３０との間にスペーサー２４４を挟み込み、ワッシャ２４２を通したボルト２４１を、連結穴２２６及び２３６に挿入してナット２４３で締結することにより、外カバー２２０と内カバー２３０とを連結できる。また、スペーサー２４４の代わりに、長ナット（不図示）を用いてもよい。その場合、外カバー２２０の側及び内カバー２３０の側から、それぞれの連結穴２２６、２３６に短いボルト（一方は逆ネジ）を挿入し、カバー間に挟み込んだ長ナットと締結すればよい。

外カバー２２０と内カバー２３０とを連結させると、外カバー２２０と内カバー２３０との間には、図６に示すように、所定の隙間ｔが形成される。内カバー２３０の表面で暖められた空気は、両カバー間に形成された隙間ｔから外カバー２２０の通気穴２２５を通過することにより、外部に排出される。
第２カバー２２は、外カバー２２０と内カバー２３０とを重ね合わせた状態で、第１カバー２１の連通口２１７に設置される。第２カバー２２は、連通口２１７の外周部分に、例えば、ネジ等により接合される。

上記のように構成された本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、シリンダ３の周囲で暖められた空気は、シリンダカバー１０からパージカバー２０に導入され、パージカバー２０の第１カバー２１を通過して、第２カバー２２へ誘導される。この空気の一部は、第２カバー２２から固定プラテン２の側に誘導され、固定プラテン２の排出穴２ｂに導かれる。固定プラテン２の排出穴２ｂに導かれた空気は、図３に示すように、固定プラテン２の内部を経由して上側（Ｚ１側）に排出される。

上述した本実施形態の射出成形機用排気ユニット５によれば、例えば、以下のような効果を奏する。
本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、パージカバー２０の上側（Ｚ１側）、右側（Ｙ１側）及び左側（Ｙ２側）は、第１カバー２１及び第２カバー２２により覆われるため、パージ作業の際に漏れ出した成形材料が外部に飛散することを効果的に抑制できる。また、シリンダ３の周囲で暖められた空気は、第２カバー２２から固定プラテン２の側に誘導されるため、パージカバー２０の内部に籠りにくくなる。これにより、暖められた空気の多くは、熱容量の大きな固定プラテン２に吸収されるため、パージカバー２０の表面の温度を低く保つことができる。
したがって、本実施形態の射出成形機用排気ユニット５によれば、成形材料の飛散を抑制しつつ、パージカバー２０の表面の温度をより低くできる。

本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、固定プラテン２は、後側（Ｘ２側）から外側（Ｚ１側）に連通する排出穴２ｂを備える。これによれば、パージカバー２０の第２カバー２２から固定プラテン２に誘導された暖められた空気の一部を、排出穴２ｂから外部に排出できるため、排出穴２ｂを備えていない場合に比べて、パージカバー２０の表面の温度をより低く保つことができる。

本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、パージカバー２０の排気流路となる第２カバー２２は、シリンダ３の側から排出される暖められた空気を、固定プラテン２の側に誘導する屋根部として機能する。そのため、シリンダ３の側から排出される暖められた空気を、パージカバー２０の表面に排出することなく、固定プラテン２の側に効率良く導くことができる。

本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、パージカバー２０の排気流路となる第２カバー２２は、シリンダ３の側から固定プラテン２の側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有する。そのため、シリンダ３の側から排出される暖められた空気を、固定プラテン２の側により効率良く導くことができる。
本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、第２カバー２２（パージカバー２０）は、外カバー２２０と内カバー２３０とを重ね合わせた二重構造のため、パージ作業の際に漏れ出した成形材料が外部に飛散することをより効果的に抑制できる。

本実施形態の射出成形機用排気ユニット５において、第２カバー２２の外カバー２２０は、放熱構造として複数の通気穴２２５を備えている。そのため、外カバー２２０において、内カバー２３０の表面で暖められた空気を通気穴２２５から外部に放出できる。また、内カバー２３０は、通気穴等の放熱構造を備えていない。そのため、内カバー２３０において、シリンダ３の周辺で暖められた空気のほとんどを固定プラテン２の側へ効率良く誘導できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
実施形態において、固定プラテン２に設けられる排出穴２ｂは、２つに限らず、例えば、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、固定プラテン２に排出穴２ｂを設けない構成としてもよく、その場合においても、パージカバー２０の表面の温度を低く保つことができる。
実施形態において、屋根部としての第２カバー２２は、直線形状の傾斜面に限らず、例えば、円形の一部を備えた形状でもよいし、四角形状等でもよい。すなわち、第２カバー２２は、シリンダ３の側から排気される空気を固定プラテン２の側に誘導できれば、どのような形状であってもよい。

実施形態において、外カバー２２０の通気穴２２５は、円形に限らず、例えば、楕円形、四角形、三角形、台形等でもよいし、多角形でもよい。また、通気穴２２５は、穴形状に限らず、スリット形状であってもよい。通気穴２２５は、図５に示すように、規則的に配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。更に、外カバー２２０の傾斜板２２１、右側板２２２及び左側板２２３において、通気穴２２５の形状、大きさ、数等は、同一でもよいし、異なっていてもよい。
なお、放熱構造は、複数の通気穴２２５を設ける構造に制限されず、例えば、部分的に厚さが薄い凹みを設ける構造等であってもよい。

１：射出成形機、２：固定プラテン、２ｂ：排出穴、３：シリンダ、３ａ：ノズル、４：水冷ジャケット、５：射出成形機用排気ユニット、１０：シリンダカバー、２０：パージカバー、２１：第１カバー、２２：第２カバー、２１５：ノズル貫通口、２２０：外カバー、２２１：傾斜板、２２５：通気穴、２３０：内カバー、２３４：排気口

Claims (5)

1. 射出成形機のシリンダのノズルが貫通するノズル貫通口、前記シリンダよりも上方向に延出される排気流路及び前記排気流路と連通する排気口を有するパージカバーと、
   前記パージカバーの前記排気口と連結される固定プラテンと、
   を備える射出成形機用排気ユニット。
2. 請求項１に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、
   前記パージカバーの前記排気流路は、前記シリンダの側から排気される空気を前記固定プラテンの側に誘導する屋根部を備える射出成形機用排気ユニット。
3. 請求項２に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、
   前記屋根部は、前記シリンダの側から前記固定プラテンの側に向けて上方に傾斜する傾斜面を有する射出成形機用排気ユニット。
4. 請求項２又は請求項３に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、
   前記屋根部は、放熱構造を有する外カバーと、放熱構造を有しない内カバーとを重ね合わせた二重構造である射出成形機用排気ユニット。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の射出成形機用排気ユニットにおいて、
   前記固定プラテンは、連結される前記パージカバーの前記排気口から排気される空気を、前記固定プラテンの内部を経由して外部に排出する排出穴を有する射出成形機用排気ユニット。

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