JP6957287B2 - 真空射出成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、真空排気装置により真空状態にされたキャビティに溶融樹脂を射出して成形品を成形する真空射出成形金型に関するものである。

上記した真空射出成形金型は、真空排気装置によりキャビティ内を真空にすることで、キャビティを形成する型の成形面に対する成形品の密着性を高めることで、当該成形面に対する成形品の転写精度を高めて、高品質の成形品を得るのに使用され、種々の構造のものがあるが、最も一般的な金型として、特許文献１に開示のものがあり、図６を参照して、当該金型の基本構造について説明する。

従来の真空射出成形金型Ｍ’は、固定型Ａと可動型Ｂ’とから成る。固定型Ａを構成する型ブロック１には、当該固定型Ａと可動型Ｂ’の本体型ブロック１１’とで形成されるキャビティＣに溶融樹脂を射出状態で供給するためのスプルーブッシュ２が埋め込まれ、当該固定型Ａの型ブロック１には、当該固定型Ａを型取付け体４１に取付けるための固定型取付け板３が一体に設けられている。なお、図６において、４２は、固定型Ａの型ブロック１に押圧されて、キャビティＣ内に溶融樹脂を射出する成形機のノズルを示す。

一方、可動型Ｂ’は、本体型ブロック１１’と、気密シール材配置ブロック１２と、一対のスペーサブロック１３と、可動型取付け板１４とが、一体化された構成である。一対のスペーサブロック１３の間に形成されたプレート移動空間１５に、エジェクタプレート１６が配置され、当該エジェクタプレート１６には、本体型ブロック１１’の型合せ面１１'aに対して垂直に移動する１又は複数本（実施例では２本）の直動エジェクタロッド１７の基端部が一体に取付けられていると共に、当該型合せ面１１'aに対して傾斜して移動する１又は複数本（実施例では２本）の傾動エジェクタロッド１８の基端部が矢印Ｑの方向に移動可能に取付けられている。直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８は、前記気密シール材配置ブロック１２及び本体型ブロック１１’を貫通して、先端部が前記キャビティＣに臨んで配置されている。傾動エジェクタロッド１８の先端部には、成形品Ｋのアンダーカット部に挿入されるアンダーカット形成部１８ａが鋭角状となって形成されている。

前記エジェクタプレート１６は、可動型取付け板１４に挿入された突出しロッド１９により、前記プレート移動空間１５内において押し出されることで、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８が、気密シール材配置ブロック１２及び本体型ブロック１１’に形成されたロッド貫通配置孔２７，２８を摺動することで、可動型Ｂ’のキャビティＣ内から成形品を押し出す作用を果す。傾動エジェクタロッド１８は、前進により、先端部のアンダーカット形成部１８ａが成形品Ｋのアンダーカット部から抜け出ることで、可動型Ｂ’のキャビティＣ内からの成形品Ｋの取出しが可能となる。

固定型Ａの型ブロック１と可動型Ｂ’の本体型ブロック１１’とが形成されるキャビティＣを真空排気させるための真空排気装置は、可動型Ｂ’の本体型ブロック１１’のキャビティＣに臨んで配置されて、空気のみを吸引して、設定サイズを超える粒体等の吸引を阻止する吸引ユニット２１と、型外に固定配置された真空ポンプＰと、前記吸引ユニット２１と当該真空ポンプＰとを連結する吸引管２２と、当該吸引管２２における型外の部分に組み込まれたバルブ２３とで構成されている。なお、本体型ブロック１１’の内部には、吸引ユニット２１と接続される吸引孔２４が穿孔され、当該吸引孔２４は、前記吸引管２２に連結されている。型締め時において、真空ポンプＰとバルブ２３とを作動させて、キャビティＣ内の空気を吸引排気させ、この状態で、成形機のノズル４２からキャビティＣ内に溶融樹脂を射出して、真空射出成形を行う。なお、真空ポンプＰにより発生した吸引気流により、キャビティＣ内の空気は吸引されて、バルブ２３に接続された排気管２５から外部に排気される。

そして、従来の真空射出成形金型Ｍ’では、キャビティＣを真空排気する際に、当該キャビティＣ内に空気が吸引されるのを防止するために、各型ブロック類の合せ面は気密シール材でシールされている。具体的には、固定型Ａの型ブロック１の型合せ面１ａと、可動型Ｂ’の本体型ブロック１１’の型合せ面１１'aは、気密シール材Ｓ₁ でシールされ、スプルーブッシュ２と型ブロック１との各合せ面は、気密シール材Ｓ₂ でシールされている。

また、可動型Ｂ’においては、本体型ブロック１１’と気密シール材配置ブロック１２との各合せ面、気密シール材配置ブロック１２と各スペーサブロック１３との各合せ面、及び各スペーサブロック１３と可動型取付け板１４との合せ面は、それぞれ各気密シール材Ｓ₃ 〜Ｓ₅ でシールされている。突出しロッド１９と可動型取付け板１４との摺動面は、気密シール材Ｓ₆ でシールされている。

また、従来の真空射出成形金型Ｍ’では、気密シール材配置ブロック１２と可動型取付け板１４との間に、一対のスペーサブロック１３を対向配置させてプレート移動空間１５を形成しているために、対向配置された各スペーサブロック１３の両側には、それぞれ各ブロック開口２０（図３参照）が形成されて、当該ブロック開口２０を通してプレート移動空間１５に空気が入り込んでいる。このため、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８と、気密シール材配置ブロック１２との摺動面は、それぞれ気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ でシールされている。なお、上記した各シール材Ｓ₁ 〜Ｓ₈ は、いずれも方形枠状又は円環状をなしている。

従来の真空射出成形金型Ｍ’では、対向配置された各スペーサブロック１３の両側には、それぞれ各ブロック開口２０が形成されているために、本体型ブロック１１’とは別に、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８の摺動面の気密を図るための専用の気密シール材配置ブロック１２を設け、当該気密シール材配置ブロック１２に、それぞれ各気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ を配置していた。よって、型ブロックと気密シール材の総数が増加して、型構造が複雑となる問題があった。

このように、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８の摺動面の気密を図るために、気密シール材配置ブロック１２に各気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ を設ける構造であると、各エジェクタロッド１７，１８は、成形のために、無数回の摺動を行うため、各気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ が損傷して、空気漏れの原因となって、キャビティＣ内の真空度が低下してしまう。この結果、キャビティＣを形成する型の成形面に対する成形品の転写精度が低下して、成形品の表面品質の低下を招く。

特に、近時では、射出成形品に表面に「ピアノブラック」と称される高い成形精度が求められ、別工程で表面塗装を行うことなく、射出成形のみで、高い転写精度の表面（外面）を有する成形品を成形可能な金型が求められている。

特開平６−８５０号公報

本発明は、簡単な手段により真空射出成形金型の気密性を高めて、高い転写精度の表面（外面）を有する成形品の成形を可能にすることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、固定型と可動型との型合せ面にキャビティが形成され、当該可動型には、エジェクタプレート及び当該エジェクタプレートに一体に取付けられた１又は複数本のエジェクタロッドのプレート移動空間を形成するための一対のスペーサブロックが、型ブロックと可動型取付け板との間に対向配置して一体に取付けられることで、両側面に開口したブロック開口が形成され、
真空排気装置により真空状態にされた前記キャビティに溶融樹脂を射出して成形品を成形し、前記キャビティで成形された成形品を前記エジェクタロッドで押し出して前記キャビティから取り出す構成の真空射出成形金型であって、
前記一対のスペーサブロックと前記型ブロック及び前記可動型取付け板との各密着面は、気密シール材でそれぞれシールされ、
前記一対のスペーサブロックの前記ブロック開口側の各端面、前記型ブロックの前記ブロック開口側の側面、及び前記可動型取付け板の前記ブロック開口側の側端面は、同一平面上に配置されていて、
前記各ブロック開口は、前記同一平面において前記可動型取付け板、前記スペーサブロック及び前記型ブロックを跨いで配置された方形枠状の気密シール材を介して開口閉塞板により気密状態で閉塞されていることを特徴としている。

真空射出成形金型では、前記一対のスペーサブロックの前記ブロック開口側の各端面、前記型ブロックの前記ブロック開口側の側面、及び前記可動型取付け板の前記ブロック開口側の側端面は、同一平面上に配置されていて、請求項１の発明は、真空射出成形金型において必ず成形される当該同一平面を利用して、前記各ブロック開口は、前記同一平面において前記可動型取付け板、前記スペーサブロック及び前記型ブロックを跨いで配置された方形枠状の気密シール材を介して気密状態で閉塞されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記一対のスペーサブロックと前記型ブロック及び前記可動型取付け板との各密着面は、気密シール材でそれぞれシールされているのに加えて、一対のスペーサブロックを対向配置することで形成された各ブロック開口は、開口閉塞板により気密状態で閉塞されているため、一対のスペーサブロックで形成されたプレート移動空間には、空気が流入しない構造となる。このため、可動型のキャビティ内から成形品を押し出すための１ないし複数本のエジェクタロッドと気密型ブロックの摺動面との気密を保持させる気密シール材が全て不用になり、その結果として、型合せ面にキャビティが形成された本体型ブロックとは別体であって、前記エジェクタロッドと、その摺動面との気密を保持する気密シール材を配置するためのみに設けられる気密型ブロックが不用となる。気密型ブロックが不用になることで、可動型の構造が簡単となって、当該可動型の剛性を確保し易くなる。

なお、成形前においてプレート移動空間に存在していた空気は、エジェクタロッドと、当該エジェクタロッドが挿通されているロッド貫通配置孔との間の隙間を通して、真空排気装置によりキャビティに作用する吸引気流により、吸引されて真空排気されることで、当該プレート移動空間も真空状態となる。

このように、請求項１の発明によれば、キャビティ内の真空度が高められた状態で成形品を成形できるので、固定型及び可動型の各型ブロックに形成されたキャビティ内面に対する成形品の転写精度が高められて、型成形のみにより、「ピアノブラック」と称される高い成形精度の表面（外面）を有する成形品の成形が可能となる。

本発明は、真空射出成形金型では、一対のスペーサブロックのブロック開口側の各端面、型ブロックの当該ブロック開口側の側面、及び可動型取付け板の当該ブロック開口側の側端面は、同一平面上に配置されている構造を利用して、前記各ブロック開口は、前記同一平面において前記可動型取付け板、前記スペーサブロック及び前記型ブロックを跨いで配置された方形枠状の気密シール材を介して気密状態で閉塞するという簡単な閉塞構造により、可動型のキャビティ内から成形品を押し出すための１ないし複数本のエジェクタロッドと気密型ブロックの摺動面との気密を保持させる全ての気密シール材、及び当該気密型ブロックが不用となり、可動型の構造が簡単となって、当該可動型の剛性を確保し易くなる。

また、本発明によれば、キャビティ内の真空度が高められた状態で成形品を成形できるので、固定型及び可動型の各型ブロックに形成されたキャビティ内面に対する成形品の転写精度が高められて、型成形のみにより、「ピアノブラック」と称される高い成形精度の表面（外面）を有する成形品の成形が可能となる。

本発明に係る真空射出成形金型Ｍの「型閉状態」の断面図である。 同じく「型開状態」の断面図である。 本発明に係る真空射出成形金型Ｍのブロック開口２０が開口閉塞板３１により閉塞される状態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明に係る真空射出成形金型Ｍの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明に係る真空射出成形金型Ｍによる成形工程図である。 従来の真空射出成形金型Ｍ’の「型閉状態」の断面図である。

以下、図１〜図５に示される実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。本発明に係る真空射出成形金型Ｍは、上記した従来の金型Ｍ’に対して、一対のスペーサブロック１３の両側に形成された各ブロック開口２０を開口閉塞板３１で閉塞して、プレート移動空間１５を外部に対して密閉した構造にすることで、従来の金型Ｍ’の本体型ブロック１１’と気密シール材配置ブロック１２とを一体化させて、可動型Ｂの型ブロック１１にして、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８と、当該各エジェクタロッド１７，１８のロッド貫通配置孔２７，２８の内周面とをシールする各気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ 及び気密シール材配置ブロック１２に設けられていた気密シール材Ｓ₃ を不用にした点に特徴がある。よって、本発明に係る上記した改良構造を除く部分は、従来の金型Ｍ’と同一であるので、重複説明を避けるため、同一符号を付して、図示のみ行う。

即ち、図１〜図４、特に図３及び図４に示されるように、対向配置された一対のスペーサブロック１３と型ブロック１１と可動型取付け板１４とにより、当該一対のスペーサブロック１３の両端部に形成された方形状の各ブロック開口２０は、同じく方形状をした金属製の開口閉塞板３１により気密を保持して閉塞されている。即ち、方形状の開口閉塞板３１の裏面の周縁部に形成された方形状のリング溝に、方形状の気密シール材Ｓ₁₁が挿入されて、当該開口閉塞板３１を複数本の固定ボルト３２を介して型ブロック１１及び可動型取付け板１４に固定することで、前記気密シール材Ｓ₁₁が圧縮変形されて、各スペーサブロック１３の端面、型ブロック１１及び可動型取付け板１４の各外面に密着されることで、各ブロック開口２０は、気密を保持して閉塞される。このため、プレート移動空間１５は、外部に対して密閉状態で遮断され、キャビティＣに真空ポンプＰの排気吸引力が及ぶと、当該排気吸引力は、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８のロッド貫通配置孔２７，２８の内周面と、各エジェクタロッド１７，１８の外周面との間の隙間を通って、プレート移動空間１５に及んで、当該プレート移動空間１５は、真空状態となる。

このように、開口閉塞板３１の面積は大きく、しかも成形品Ｋの射出成形時には、プレート移動空間１５は、真空状態となるため、大気圧との圧力差により、開口閉塞板３１には、大きな曲げ力が作用するために、当該曲げ力に対応した板厚が必要となる。

よって、図１に示されるように、固定型Ａの型ブロック１と可動型Ｂの型ブロック１１の各型合せ面１ａ，１１ａを密着させて、固定型Ａの型ブロック１に対して可動型Ｂの型ブロック１１を所定圧で押し付けると、「型閉完了」となる。なお、この状態では、エジェクタプレート１６は、プレート移動空間１５において後退端に達していて、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８の先端面は、キャビティＣに臨んで配置されている。この状態で、真空ポンプＰを作動させると、吸引ユニット２１を通してキャビティＣ内の空気が吸引排気されることで、真空状態になると共に、上述したように、プレート移動空間１５も真空状態となり、キャビティＣ内の真空度が設定値に達すると、溶融樹脂の射出が可能な「射出スタート」の状態となって、成形機のノズル４２から溶融樹脂がキャビティＣ内に射出されて、充填が完了すると「射出完了」となる。その後に、真空ポンプＰを停止させて、「真空開放」の状態にする。

キャビティＣ内に射出充填された溶融樹脂の温度が低下することで、当該溶融樹脂が硬化すると、「型開スタート」の状態となって、図２に示されるように，固定型Ａに対して可動型Ｂが離間移動すると共に、突出しロッド１９により、直動及び傾動の各エジェクタロッド１７，１８の先端部がキャビティの成形面から突出して、可動型Ｂの型ブロック１１のキャビティＣ内から成形品Ｋが突き出されて、下方（図２の図面の記載面に対して垂直な方向）に落下されることで、成形品Ｋが取り出される。

上記により、成形の一工程が終了し、以後、同様の工程を繰り返して、成形品Ｋを連続して成形する。

このように、可動型ＢのキャビティＣ内から成形品Ｋを押し出すための１ないし複数本のエジェクタロッド１７，１８の外周面と、当該各エジェクタロッド１７，１８が貫通配置されている各ロッド貫通配置孔２７，２８の内周面とを気密シールする気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ 及び気密シール材配置ブロック１２が不用となる。即に、気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ は、各エジェクタロッド１７，１８の無数回の摺動により損耗し易く、損耗により空気漏れが生ずるので、当該各気密シール材Ｓ₇ ，Ｓ₈ を不用にできる効果は大きい。また、気密シール材配置ブロック１２を独立して設ける必要がなくなることで、可動型Ｂの型ブロック１１は、従来の金型Ｍ’の本体型ブロック１１’と気密シール材配置ブロック１２とを一体化させた構造にでき、可動型Ｂの構造が簡単となって、その剛性を高めることができる。

また、キャビティＣ内の真空度を高く保持できるため、キャビティＣの内面に対する成形品Ｋの転写精度が高められて、型成形のみにより、「ピアノブラック」と称される高い成形精度の表面（外面）を有する成形品Ｋの成形が可能となる。

Ａ：固定型
Ｂ：可動型
Ｃ：キャビティ
Ｋ：成形品
Ｍ：真空射出成形金型
Ｐ：真空ポンプ（真空排気装置）
Ｓ₁₁：気密シール材
１３：スペーサブロック
１５：プレート移動空間
１６：エジェクタプレート
１７：直動エジェクタロッド
１８：傾動エジェクタロッド
２０：ブロック開口
２１：吸引ユニット（真空排気装置）
３１：開口閉塞板

Claims (1)

1. 固定型と可動型との型合せ面にキャビティが形成され、当該可動型には、エジェクタプレート及び当該エジェクタプレートに一体に取付けられた１又は複数本のエジェクタロッドのプレート移動空間を形成するための一対のスペーサブロックが、型ブロックと可動型取付け板との間に対向配置して一体に取付けられることで、両側面に開口したブロック開口が形成され、
   真空排気装置により真空状態にされた前記キャビティに溶融樹脂を射出して成形品を成形し、前記キャビティで成形された成形品を前記エジェクタロッドで押し出して前記キャビティから取り出す構成の真空射出成形金型であって、
   前記一対のスペーサブロックと前記型ブロック及び前記可動型取付け板との各密着面は、気密シール材でそれぞれシールされ、
   前記一対のスペーサブロックの前記ブロック開口側の各端面、前記型ブロックの前記ブロック開口側の側面、及び前記可動型取付け板の前記ブロック開口側の側端面は、同一平面上に配置されていて、
   前記各ブロック開口は、前記同一平面において前記可動型取付け板、前記スペーサブロック及び前記型ブロックを跨いで配置された方形枠状の気密シール材を介して開口閉塞板により気密状態で閉塞されていることを特徴とする真空射出成形金型。

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