JPH1190609A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の寸法を有する微小溝を金型に装着され
る入れ子のパ−ティング面（表面）に形成することによ
り、キャビティ内のガスを、真空ポンプ等の手段を用い
ることなく、外部に排出することができ、しかも微小溝
の目づまり、摩耗等が生じた場合であっても、金型全体
を交換する必要のない射出成形装置を提供する。 【解決手段】 可動金型１及び固定金型２に装着される
入れ子１ａ、２ａのいずれか一方の入れ子のパ−ティン
グ面（表面）、または可動金型１及び固定金型２に装着
される入れ子１ａ、２ａの両方の入れ子のパ−ティング
面（表面）に複数の微小溝８を形成すると共に、前記微
小溝８が形成された入れ子が装着される金型に、前記入
れ子を包囲するようにガス排出溝７が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカストマシン
や射出成形機等において用いられる射出成形装置に関
し、詳しくは、射出成形の際キャビティ内のガスを排出
することができる射出成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ダイカストは精密な製品を多
量に製造する成形法として、広く一般に普及している。
しかし、成形された製品にいわゆる充填不足や巣が発生
する場合があり、良好な製品を得ることができない場合
があった。特に、製品の形状が複雑である場合、また製
品（型）に微細微小な部分が形成されている場合、ある
いは製品（型）の部所において肉厚が異なる場合は、前
記充填不足や巣が発生しやすく、歩留が著しく低下し、
あまり好ましいものではなかった。このように、いわゆ
る充填不足や巣が発生する理由としては、溶融金属等の
成形材料をキャビティ内に射出した際、キャビティ内の
ガスは圧縮され、高圧となる。そのため前記成形材料が
キャビティ内に行き渡らず、いわゆる充填不足や巣が発
生すると考えられている。また、キャビティ内のガスに
対抗して溶融金属等を射出する必要から、成形材料を高
速かつ高圧でキャビティ内に充填しなければならず、キ
ャビティ内のガスが抜けきらずに、成形材料と混合して
製品中に残存するためと考えられている。

【０００３】このような欠点を解決するために、従来よ
り前記充填不足や巣の発生が想定される入れ子製品部の
各所にオーバーフロウ部（湯留り部）を形成することが
行われている。入れ子製品部の各所に設けられたオーバ
ーフロウ部（湯留り部）は、溶融金属等の成形材料をキ
ャビティ内に射出した際、キャビティ内のガス及び溶融
金属等を取込むことによって、充填不足や巣の発生を防
止するものである。しかし、入れ子製品部の各所にオー
バーフロウ部（湯留り部）を設けた場合、成形品からオ
ーバーフロウ部（湯留り部）で固化した溶融金属等の成
形材料を取り除かなければならず、後加工が必要となる
という技術的課題があった。特に、オーバーフロウ部
（湯留り部）で固化した溶融金属等の成形材料を取り除
いた後がいわゆるバリとなり、そのバリを除去するため
の作業が必要になるという技術的課題があった。

【０００４】また、一方において、従来より、キャビテ
ィ内を活性ガスで置換して、成形材料である溶融金属と
化合させ、固定化する無孔性ダイカスト法や、減圧する
ことによりキャビティ内のキャビティ内のガスを急速に
排出する方法等が提案されている。しかし、これら方法
を採用した場合、金型や射出成形装置が複雑、かつ高価
なものとなり、好ましいものではなかった。

【０００５】また、特公昭５９−２３６９８号公報に示
されるように、金型にガス抜き溝を形成したものが提案
されている。すなわち、金型のキャビティから導かれた
ガス抜き溝に弁を設け、キャビティから進んできた質量
の小さなガスが弁の端面に作用しているときは、前記通
路と弁部を通してガスを排出し、ガスがほぼ排出が終わ
り、続いてキャビティから進んできた質量の大きな溶融
物が弁の端面に作用したとき、弁が移動し、ガス排出路
を遮断し、溶融物が外部に排出されないように構成し、
射出時に金型内のガス抜きを確実容易に行いうるように
したものが提案されている。この装置による場合、キャ
ビティ内からガスを排出することができ、しかも溶融物
の外部への排出を防止できる点において優れているが、
弁を設ける必要から、前記した場合と同様、金型や成形
装置が複雑、高価となり、好ましいものではなかった。

【０００６】更に、熱可塑性材料を成形する射出成形金
型にあっては、特開６２−５１４１５号公報に示される
金型の表面に微小溝を形成し、この微小溝を介して、ガ
スを排出することが提案されている。この提案について
図８乃至図１０に基づいて、詳細に説明する。図８は射
出成形機の全体側面図、図９は図８のＡ−Ａ断面図、図
１０は金型の部分断面図である。図において、射出ユニ
ットＢは、原料投入用ホッパ−２０と、その先端部に配
設されたバレル２１と、その後部に配設された油圧モ−
タ２４及び射出用シリンダ−２４ａによって構成されて
いる。また前記バレル２１の外周にはバンドヒ−タ２２
が形成されると共に、その内側にはスクリュ−２３が内
蔵されており、前記油圧モ−タ２４、射出用シリンダ−
２４ａによって、回転力が付与されるように構成されて
いる。また、型締プレスユニットＣは、油圧シリンダ２
５とこれに嵌入されて型締力と開閉ストロ−クを発生す
るラム２６と、可動盤２９を移動可能に支持するタイパ
−２７とから構成されている。そしてまた、前記可動盤
２９に相対峙して固定盤２８が設けられ、前記固定盤２
８及び可動盤２９に雄金型３０、雌金型３１が取り付け
られている。この金型雄３０、雌３１が一組となり開閉
されるキャビティ３２が形成される。

【０００７】前記金型のパ−ティング面３３には０．１
ｍｍ〜０．２ｍｍ位の微小溝３４が穿設され、その周囲
には微小溝３４と連通した凹溝３５が形成され、この凹
溝３５は真空ポンプ（図示せず）を接続された排気管３
６に連通して形成されている。この従来の射出成形装置
は、排気管３６を介して微小溝３４に真空圧を与えるこ
とにより、キャビティ３２内のガスを外部に排出するも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した特
開６２−５１４１５号公報に示された射出成形装置にお
いても、真空ポンプを用いてキャビティ内のガスを吸引
するように構成しているため、前述の従来例と同様、射
出成形装置が複雑、高価になるという技術的課題があっ
た。また、前記微小溝は金型のパ−ティング面（表面）
に穿設されているため、微小溝の目づまりが生じた場
合、金型自体を交換しなければならず、製造コストが嵩
むという技術的課題があった。特に、射出成形の材料が
溶融金属である場合には目づまりが生ずる可能性が高
く、金型交換に伴う製造コストが増大するという技術的
課題があった。更に、前記微小溝は金型のパ−ティング
面（表面）に穿設されているため、成形回数が増すと摩
耗するため、目づまりの場合と同様、金型自体を交換し
なければならなかった。

【０００９】本発明は、上記技術的課題を解決するため
になされたものであって、所定の寸法を有する微小溝を
金型に装着される入れ子のパ−ティング面（表面）に形
成することにより、キャビティ内のガスを、真空ポンプ
等の手段を用いることなく、外部に排出することがで
き、しかも微小溝の目づまり、摩耗等が生じた場合であ
っても、金型全体を交換する必要のない射出成形装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、射出成形装置において、可
動金型及び固定金型に装着される入れ子のいずれか一方
の入れ子のパ−ティング面（表面）、または可動金型及
び固定金型に装着される入れ子の両方の入れ子のパ−テ
ィング面（表面）に微小溝を形成すると共に、前記微小
溝が形成された入れ子が装着される金型に、前記入れ子
を包囲するようにガス排出溝が形成されていることを基
本的構成としている。ここで、前記微小溝の深さは３μ
ｍ以上８５μｍ以下であって、かつ幅は、１０μｍ以上
８００μｍ以下であることが望ましく、また、微小溝の
深さと幅によって規定される断面積の総和が、入れ子に
形成されたゲ−ト部の断面積以上の面積を有しているこ
とが望ましい。また、金型に装着される入れ子のパ−テ
ィング面（表面）に第１の微小溝を形成すると共に、ゲ
−ト部が形成された側と対向する側に、前記第１の微小
溝より断面積の大きい第２の微小溝を形成することが望
ましく、また前記微小溝は、放射状または格子状のいず
れかによって形成されていることが望ましい。更に、前
記微小溝は、パ−ティング面（表面）に形成された凹凸
部によって形成されることが望ましい。

【００１１】本発明は以上のように構成されているた
め、微小溝を介してキャビティ内のガスは外部に排出さ
れ、その一方において溶融金属等の成形材料が微小溝か
ら流出することはない。その結果、キャビティ内のガス
を良好に排出することができるため、いわゆる充填不足
や巣のない良好な射出製品を製造することができる。ま
た微小溝の目づまりが生じた場合であっても、入れ子の
パ−ティング面（表面）に微小溝が形成されているた
め、容易に清掃することができる。更に、微小溝の目づ
まりあるいは摩耗によって、使用できない状態になった
（交換が必要となった）場合には、入れ子のみを交換す
ればよく、従来のように金型全体を交換する必要がない
ため、製造コストを安価にすることができる。また、キ
ャビティ内のガスを真空ポンプ等の手段を用いることな
く、排出することができるため、装置を安価に製造する
ことができると共に、装置の複雑化を回避することがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明にかかる射出成形装置の実
施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は、射
出成形装置の要部概略側面図であり、図２は図１に示し
た可動金型を示し、（ａ）は可動金型を図１に示すＡ−
Ａ方向からみた正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図
である。また図３（ａ）は、図１、図２に示される金型
に装着される入れ子の概略斜視図であり、（ｂ）は
（ａ）の矢印Ｂ方向からみた正面の一部を示す図であ
る。

【００１３】図において、符号１は可動金型であって、
図示しないが従来と同様な手段、例えば油圧シリンダ等
によって、固定金型２に対して、移動可能に構成されて
いる。前記金型１、２には入れ子１ａ、２ａが装着され
る凹部が形成され、前記凹部に入れ子１ａ、２ａを嵌入
することによって、前記入れ子１ａ、２ａは金型１、２
に装着されるように構成されている。そして前記入れ子
１ａ、２ａが一組となり開閉されるキャビティ６が形成
される。また符号３は溶融金属を射出するノズル３であ
り、前記固定金型２には、前記ノズル３からの溶融金属
を金型内に導入するため導入路であるスプ−ル部４、ラ
ンナ−部５が形成されている。したがって、前記ノズル
３からの射出された溶融金属はスプ−ル部４、ランナ−
部５を経て、入れ子１ａ、２ａによって形成されるキャ
ビティ６に導入され、製品の射出成形がなされる。

【００１４】本発明にかかる射出成形装置において、特
徴的な構成は図２（ａ）に示すように、入れ子１ａのパ
−ティング面（表面）に微小溝８が形成されると共に、
可動金型１の前記入れ子１ａを包囲するようにガス排出
溝７が形成されている点にある。前記微小溝８は入れ子
１ａのパ−ティング面（表面）において、放射状に形成
され、前記入れ子１ａの三方を包囲するように形成され
た可動金型１のパ−ティング面（表面）のガス排出溝７
と連通するように構成されている点に特徴を有してい
る。すなわち、図３に基づいて詳細に述べると、図３
（ａ）の矢印方向に入れ子１ａが移動し、入れ子１ａ、
２が組合わせられ（型締めされ）、所定のキャビティ６
が形成される状態にあっては、前記入れ子１ａ、２ａの
パ−ティング面（表面）は密着した状態になされるが、
入れ子１ａのパ−ティング面（表面）の微小溝８によっ
て、ガス排出溝７とキャビティ６とは連通した状態にな
される。したがって、キャビティ６内のガスは、溶融金
属がノズル３からキャビティ６内に射出されると、その
圧力によって前記微小溝８、ガス排出溝７を介して外部
に排出される。その結果、キャビティ６内にガスが残存
しないため、いわゆる巣が発生することもなく、良好な
射出成形を行うことができる。

【００１５】このように、入れ子１ａのパ−ティング面
（表面）に微小溝８が形成されているため、微小溝８が
射出された金属によって目づまりを起こした場合には、
その表面をブラシで容易に清掃することができる。ま
た、微小溝８が射出された金属によって目づまりを起こ
し除去できない場合、あるいはまた微小溝８が摩耗によ
って、消耗した場合にも、入れ子１ａのみを交換するこ
とによって、微小溝８を復活させることができ、従来の
場合のように金型全体を交換する場合に比べて、製造コ
ストが嵩むのを防止することができる。

【００１６】なお、ガス排出溝７は前記したように微小
溝８からのガスを集合して金型外部に排出できれば良
く、形状寸法等は、特に限定されるものではない。ま
た、ガス排出溝７は図２に示すように、入れ子の三方を
包囲するように形成することはなく、少なくとも、入れ
子のゲ−ト部５ａの形成された側部に対向する一側部側
に形成されていれば良い。キャビティ６内に流入する溶
融金属によって、ゲ−ト部５ａと反対側（対向側）の微
小溝８から最もガスが排出されるためである。好ましく
は、少なくとも図２に示すように、入れ子の三方を包囲
するように形成するのが良い。また、ガス排出溝７が形
成されていない位置に配置された微小溝８は、ガスを排
出することができないため、有効に機能しない。したが
って、以下に説明する微小溝８の深さ、幅等の寸法は、
ガス排出溝７の形成を考慮し、ガスを有効に排出できる
微小溝において設定される必要がある。

【００１７】本発明にかかる射出成形装置において、特
徴的な構成は前記微小溝８の深さを３μｍ〜８５μｍと
し、幅を１０μｍ〜８００μｍ以下としたた点にある。
前記微小溝８の深さが８５μｍ、幅が８００μｍを越え
ると、射出された溶融金属が前記微小溝８内に流出し、
成形製品にいわゆるバリが発生するため好ましくなく、
また溶融金属が前記微小溝８内に流出することによる微
小溝８の目づまりが発生するためである。また一方、微
小溝８の深さが３μｍ、幅が１０μｍ未満である場合に
は、ガスの自然排出、すなわち真空ポンプ等の手段によ
り強制的にガスを排出しないと、キャビティ６内からガ
スを排出できないためである。したがって、前記したよ
うに微小溝８の深さを３μｍ以上８５μｍ以下とし、幅
を１０μｍ以上８００μｍ以下とするのが好ましく、こ
の範囲において、キャビティの容量（製品体積）、ゲー
トの断面積、溶融金属の種類等を考慮して、適宜選定す
ることができる。

【００１８】また、入れ子１ａに形成されたゲ−ト部５
ａ断面積、すなわち図３（ｂ）に示すゲート部５ａの断
面積Ｓ（深さｄ×幅ｗ）と比べて、微小溝８の断面積
（深さＤ×幅Ｗ）の総和（すべて微小溝の断面積の和）
が前記断面積Ｓと等しく、あるいは前記断面積Ｓより大
きくなるように、微小溝８の断面積（深さＤ×幅Ｗ）が
選定されるのが望ましい。このように、微小溝８の断面
積の総和が、ランナ−部５の最小断面であるゲ−ト部５
ａの断面積Ｓより、等しくあるいは大きい場合には、キ
ャビティ６内に流入する溶融金属の体積に略等しい体積
のガスを排出することができ、射出圧を必要以上に上げ
ることなく射出を行うことができるため、良好な射出製
品を得ることができる。なお、前記微小溝８は従来の加
工方法、例えば、ホトエッチング、転造、放電加工、ホ
トリソ、レ−ザ加工、成型研磨等の手段を用いることに
より、形成することができる。

【００１９】次に、図４乃至図７に基づいて本発明にか
かる他の実施形態について説明する。図４（ａ）は微小
溝８を入れ子１ａのパ−ティング面（表面）に凹凸を形
成することによって形成しものであり、微小溝８は凹部
によって構成されるため、屈曲した溝として形成され
る。そのため、金型内部のガスを排出する通路面積が大
きくなり、排出されるガスの通過抵抗（面接触抵抗）が
少なく、容易にガスが排出されるという効果を奏する。

【００２０】また、図４（ｂ）は、微小溝８をいわゆる
格子状に配したものであり、微小溝８から排出されるガ
スの排出圧を略同一とすることができる。この場合、図
６に示すように、微小溝８の幅ｗを１０μｍ〜８００μ
ｍとし、深さｄを３μｍ〜８５μｍとし、溝の間隔ｌを
３０μｍ〜１５００μｍとするのが好ましい。微小溝８
の幅ｗ及び深さｄが、それぞれ１０μｍ〜８００μｍ、
３μｍ〜８５μｍとされるのは、前記説明した理由に基
づくものである。また溝の間隔ｌは、ガスを排出する微
小溝８の本数、及び入れ子の微小溝８を形成する面積に
よって決定され、通常は、３０μｍ〜１５００μｍとさ
れる。

【００２１】また、前記実施形態では可動金型１側に装
着される入れ子に微小溝８を形成する場合について説明
したが、図５に示すように固定金型１側に装着される入
れ子２ａに微小溝８を形成してもよい。更に、図７に示
すようにゲ−ト部５ａと対向する側に、第１微小溝より
幅の大きい（断面積の大きい）溝８ａを形成するのが好
ましい。ゲ−ト部５ａから流入する溶融金属によって、
容易にガスが押し出されるためである。ただし、この微
小溝８ａから溶融金属が流出しないためには、深さを３
μｍ〜８５μｍとし、幅を３０μｍ〜８００μｍの範囲
で設定する必要がある。なお、図中、微小溝８ａは実際
より拡大して図示されている。

【００２２】なお、上記実施形態にあっては、可動型、
固定型に装着された入れ子のいずれか一方の入れ子に微
小溝を形成した場合について説明したが、特にこの場合
に限定されるものではなく、可動型、固定型に装着され
る両方の入れ子に微小溝を形成しても良い。また、上記
実施形態にあっては、溶融金属を成形材料として射出す
る場合について説明したが、本発明にかかる、可動金型
及び固定金型に装着される入れ子のいずれか一方の入れ
子のパ−ティング面（表面）、または可動金型及び固定
金型に装着される入れ子の両方の入れ子のパ−ティング
面（表面）に微小溝を形成すると共に、前記微小溝が形
成された入れ子が装着される金型に、前記入れ子を包囲
するようにガス排出溝が形成された射出成形装置は、熱
可塑性材料を成形する射出成形装置にも当然に適用する
ことができるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、所定の
寸法を有する微小溝をパ−ティング面（表面）に形成す
るこにより、キャビティ内のガスを、真空ポンプ等の手
段を用いることなく、外部に排出することができ、しか
も微小溝の目づまり、摩耗が生じた場合であっても、金
型全体を交換する必要がなく、入れ子のみを交換すれば
よく、製造コストを安価にすることができるという効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態を示す射出成形装置
の概略側面図である。

【図２】図２は、図１に示された可動金型を示し、
（ａ）は可動金型を図１に示すＡ−Ａ方向からみた図で
あり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。

【図３】図３は、図１、図２に示される金型に装着され
る入れ子の概略斜視図である。

【図４】図４は、本発明の他の実施形態を示す可動金型
の正面図である。

【図５】図４は、本発明の他の実施形態を示す入れ子の
斜視図である。

【図６】図５は、本発明の他の実施形態を示す微小溝が
格子状に形成された場合を示す平面図である。

【図７】図５は、本発明の他の実施形態を示す入れ子を
示す正面図である。

【図８】図８は、射出成形機の全体側面図である。

【図９】図９は、図８のＡ−Ａ断面図である。

【図１０】図１０は、金型の部分断面図である。

【符号の説明】

１ 可動金型 １ａ 入れ子 ２ 固定金型 ２ａ 入れ子 ３ ノズル ４ スプ−ル部 ５ ランナ−部 ５ａ ゲ−ト部 ６ キャビティ ７ ガス排出溝 ８ 微小溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形装置において、可動金型及び固
   定金型に装着される入れ子のいずれか一方の入れ子のパ
   −ティング面（表面）、または可動金型及び固定金型に
   装着される入れ子の両方の入れ子のパ−ティング面（表
   面）に複数の微小溝を形成すると共に、前記微小溝が形
   成された入れ子が装着される金型に、前記入れ子を包囲
   するようにガス排出溝が形成されていることを特徴とす
   る射出成形装置。
2. 【請求項２】 前記微小溝の深さは３μｍ以上８５μｍ
   以下であって、かつ幅は、１０μｍ以上８００μｍ以下
   であることを特徴とする請求項１に記載された射出成形
   装置。
3. 【請求項３】 前記微小溝の深さと幅によって規定され
   る断面積の総和が、入れ子に形成されたゲ−ト部の断面
   積以上の面積を有していることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載された射出成形装置。
4. 【請求項４】 金型に装着される入れ子のパ−ティング
   面（表面）に第１の微小溝を形成すると共に、ゲ−ト部
   が形成された側と対向する側に、前記第１の微小溝より
   断面積の大きい第２の微小溝を形成することを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された射出成
   形装置。
5. 【請求項５】 前記微小溝は、放射状または格子状のい
   ずれかによって形成されていることを特徴とする請求項
   １乃至請求項４のいずれかに記載された射出成形装置。
6. 【請求項６】 前記微小溝は、パ−ティング面（表面）
   に形成された凹凸部によって形成されることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された射出成
   形装置。