JPS63115663A - 金型用ガス抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイカストマシンや射出成形機等の射出成形装
置による射出成形時に１金型のキャビテ、イからガスを
抜き取る金型用ガス抜き装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ダイカストマシン等の射出成形装置において、溶
融物を高速、高圧でキャビティ内へ射出、充填すると、
キャビティ内のガスが抜は切らずに製品中に巣が発生す
ることがある。

そこで、本出願人は多量のガスを短時間に抜くことので
きる金型用ガス抜き装置を開発した。このガス抜き装置
は、キャビティと連通ずるガス抜き溝と、その端部で軸
線方向に摺動する弁、およびガス抜き溝の途中から弁部
の側方に迂回・するガス排出用通路としてのバイパスを
、金型の分離面部に備えており、射出成形時にキャビテ
ィ内のガスを、バイパスと弁体開口部とを介して金型外
へ抜き、射出溶融物がキャビティ内に充満してガス抜き
溝の端部に達したときに、この質量の大きい溶融物の作
用で弁体を押し上げてこの弁体でバイパスの端部を塞ぐ
ようにしたものである。

しかしながら、このガス抜き装置においては、弁体の動
作が必ずしも満足すべきものではなく、特に溶融物がそ
の流れの先端部で不連続となって弁体に達した場合には
、弁体が充分に作動しない場合があった。すなわち、溶
融物の作動で弁がいつたん閉じても、次にガスが来たと
きに弁の後端部に設けた圧縮ばねの作用で開き、次にま
た溶融物が来て弁を閉じようとすると、先に来ている弁
位置の前の溶融物が固まりかけているので、後から来た
溶融物の力が弁に直接作用せず、先の溶融物に作用する
。このとき、先に固まりかけていた溶融物とその回りの
金型面との間に摩擦抵抗があるので、後から来た溶融物
による弁への作用力が弱くなって弁が充分に閉じないこ
とがあり、バイパスから入って来た溶融物が弁開口部を
通って弁室内へ侵入する虞があった。

そこで本出願人はさらに特公昭５９−３１０号公報に示
されているガス抜き装置を提案した。このガス抜き装置
は、弁を閉方向に付勢する引張りばね等の部材と、この
弁を開位置で係止する圧縮ばねとボール等の部材とを設
け、溶融物が来たときには、ボール等の部材による係止
力に抗して弁を閉じさせるようにしたものであって、最
初の溶融物が弁体に達したときに素早く確実に弁体を閉
じさせることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の金型用ガス抜き装置に
おいてもなお、金型の形状や射出条件が最適でない場合
や射出プランジャチップとスリーブ内周面とのかじシな
どによシ所定速度の高速射出ができなかった場合には、
弁体に達した溶湯が飛沫状になったり速度が不足したり
してこのために弁体の開位置での係止力に抗して弁体を
閉じることができず、バイパスに入ってきた溶湯が弁開
口部を通って弁室内に侵入することがあった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明においては、
全量キャビティと弁との間の溶湯通路内に配置されて溶
湯の通過を検出する検出手段と、この検出手段に接続さ
れてその溶湯検出信号によシガス抜き用の弁を閉じさせ
る流体圧装置とを、溶湯の慣性力で閉じるガス抜き用の
弁に併設した。

〔作用〕

金型キャビティに充填された溶湯が、ガス抜き弁方向へ
向って溶湯通路を通過すると、検出手段がこの溶湯を検
出して信号を発し、流体圧装置を介しガス抜き弁を閉じ
させて弁室内への溶湯の侵入を遮断する。万一、検出手
段が電気配線の断線などで検出ミスが発生し信号が発せ
られるにもかかわらずガス抜き弁が閉じられないことが
あっても、溶湯の慣性力によってガス抜き弁が閉じ、溶
湯が弁室内に侵入しない。

〔実施例〕

第４図ないし第４図は本発明に係る金型用ガス抜き装置
をダイカストマシンに実施した例を示し、第１図はガス
抜き装置とこれを実施した金型との一部破断正面図、第
２図はガス抜き装置の縦断面図、第３図は同じく要部の
縦断面図と空気回路図、第４図はガス抜き装置を金型か
ら離間させたところを第１図に対応して示す縦断面図で
ある。図において、型締状態で示す固定金型１と可動金
型２との接合面である分割面３には、キャビティ４が形
成されており、このキャビティ４内へは、図示しない射
出スリーブから固定スリーブ部５とゲート６とを経て溶
湯７が射出、充填される。８は溶湯７の固化による製品
を、型開後、可動金型２のキャビティ４から押出す製品
押出装置である。金型１，２の分割面３上端部には、キ
ャビティ４との間をガス抜き道９とガス抜き溝１０とで
連通されたスプール孔１１が外部へ開口されており、ガ
ス抜き溝１０の途中から分岐されて迂回するバイパス１
２はガス抜き溝１０のスプール孔１１への開口部に連通
されている。

固定金型１の上面に固定されたブラケット１３上には一
体圧シリンダ１４がガス抜き溝１０と同芯状に固定され
ていて、その流体圧で進退するピストンコンド１５０作
用端である７ランジ１５＆には、全体を符号１６で示す
ガス抜き装置のスプール１Ｔの上端部を挾持するホルダ
１８が固定されており、スプール１Ｔは押え金１９とボ
ルト２０とでホルダ１Ｂに固定されている。スプール１
７は有底円筒状に形成されていてその下端には段部１７
ａが設けられており、ピストンロッド１５の進退動によ
りガス抜き装置１６全体が昇降して段部１７ａがスプー
ル孔１１と係合したシスプール孔１１から離間したりす
るように構成されている。

第５図はガス抜き装置要部の断面図であって、以下第１
図ないし第５図に基づいてガス抜き装置１６を説明する
。スプール１Ｔは部材１７ｂと部材１７ｅとに分割され
ていて、その間には内孔ｊ７ｄに嵌合された弁ガイド２
１のフランジが挾持されており、この状態で部材１７ｂ
、１７ｅと弁ガイド２１とが一体化されている。２２は
弁ガイド２１の上方に位置して部材１７ｂの内孔１７ｄ
に摺動自在に嵌合され九ピストンであって、その中心ね
じ孔には、弁ガイド２１の内孔２１＆に進退自在に嵌合
された弁棒２３のねじ部が螺入されて一体化されており
、との弁棒２３の下端には、弁体２４が一体形成されて
いる。一方、スプール１Ｔの下部開口端には弁座１７・
が形成されておシ、弁体２４と弁座１７・とは、第１図
に示す開状態からガス抜き溝１０を上昇する溶湯７が弁
体２４を押すことにより上昇して閉状態となるように構
成されている。なお、図示の弁開状態において、弁体２
４はガス抜き溝１０の開口段部と係合しこれを閉塞して
いる。第２図に符号１７ｆで示すものは、弁開状態でバ
イパス１２を通ってスプール１７の弁室１７ｇへ導かれ
るガスを外部へ排出する排出孔である。

ピストン２２の反弁体側室、すなわちピストン２２とと
もにシリンダを形成するスプール１Ｔの部材１７ｂに対
するヘッド側室２５には、ポート２６ｍ、２６ｂが開口
されておシ、ボート２６ｂは、ソレノイド５ＱＬ−Ａを
有する切替弁２７と減圧弁２８とを備えた配管２９を介
してエア源３０に接続されている。一方、ピストン２２
の弁体側段部には７ランジ２２１が形成されていて、こ
の７ランジ２２ｍの反弁体側と弁体側とには、ロンド側
主室３１とロッド側副室３２とがそれぞれ形成されてお
シ、ロッド側副室３２にはＯリング３２が嵌装されてい
る。そして、ロンド側主室３１に設けたボート３４は、
ソレノイドＳ　Ｑ　Ｌ−Ｂを有する切替弁３５と減圧弁
３６とを備えた配管３Ｔを介してエア源３０に接続され
ており、またロッド側副室３２に設けたポート３８は、
ソレノイド５ＱＬ−Ｃを有する切替弁３９と前記減圧弁
３６を備えた配管４０を介してエア源に接続されている
。

このように構成されていることにより、ソレノイド５Ｑ
Ｌ−Ａが励磁でソレノイド５ＱＬ−Ｂ　および５ＱＬ−
Ｃが消磁のとき、流体がポー）２６ｂ、２６ｅからヘッ
ド側室２５に流入してピストン２２を押下げると弁座１
７・が開くので、この状態でソレノイ）’５ＱＬ−Ｂを
励磁し続いてソレノイドＳＱＬ、−Ａを消磁すると、ピ
ストン２２は第２図、第５図に示すようにその下面が０
リング３３に押付けられる。このときヘッド側室２５は
大気圧であシ、ロッド側副室３２内の流体は、弁ｌｌＩ
２３と弁ガイド２１の内孔２１＆とのすき間を通って洩
れるためはソ大気圧である。

そして本装置においては、第５図に示すように、フラン
ジ２２ｍの上側受圧半径ｓ１よりも下側受圧半径Ｓ２の
方が太きく形成されており、この結果次のように動作す
る。すなわち、上記弁開状態では、ピストン２２はπＳ
ｘ×流体圧で表される力で０リング３３に押付けられて
いるが、この状態のときに外力により弁体２４が閉方向
へわずかに押上げられてＯリング３３から離れると、こ
のすき間からロッド側副室３２にも流体が入り、πＳ鵞
×流体圧の力がピストン２２の下側に作用するので、Ｓ
、　＞Ｓ、であることによりピストン２２が急速に上昇
する。したがって弁座１７ａが素早く閉じ弁閉状態が保
持される。

このような金型用ガス抜き装置においては、前記固定金
型１のガス抜き道９に続くガス抜き溝１０、の入口に臨
む一対の電極４１Ａ、４１Ｂが互いにわずかな間隔をお
き、例えばセラミックなどの耐熱性絶縁材４２で被覆さ
れて配設されている。そして電極４１Ａ、４１Ｂは前記
ソレノイド５ＱＬ−Ｃと電気接続されており、溶湯７が
キャビティ４に充填後ガス抜き１１１０を通過すると、
電極４１Ａ、４１Ｂがこれを検出してソレノイド５ＱＬ
−Ｃを励磁させ、弁体２４を閉じさせるように構成され
ている。なお前記各ソレノイド５ＱＬ−Ａ、５ＱＬ−Ｂ
、５ＱＬ−Ｃの励磁、非励磁は、電極４１Ａ、４１Ｂに
よるソレノイド５ＱＬ−Ｃの消磁の他は、一般に射出シ
リンダノヒストンロンドのストローク中に設ケタリミン
トスインチや磁気スケールなどによるストローク検出に
よって行われる。

以上のように構成された金型用ガス抜き装置の動作を説
明する。金型１，２を型締したのち、第４図に示す状態
から流体圧シリンダ１４が作動してガス抜き装置１６全
体が下降し、第１図に示すようにスプール１Ｔの段部１
７＆がスプール孔１１に嵌合する。そして、前述したよ
うにソレノイド５ＱＬ−Ａが励磁され、ソレノイド５Ｑ
Ｌ−Ｂ、５ＱＬ−Ｃが消磁されてピストン２２が下降し
たのち、さらにソレノイドＳＯＩ、−Ｂが励磁されソレ
ノイド５ＱＬ−Ａが消磁されてピストン２２の下面がＯ
リング３３に押付けられる。この結果、弁体２４と弁座
１７ｅとは、第１図、第２図に示すような開状態を保持
する。このとき弁体２４の下面がガス抜き溝１０の上端
開口を閉じており、ガス抜き溝１０とスプール弁室１７
ｇとはバイパス１２と弁開部とで連通されている。この
状態で射出スリーブの注入口へ溶融物を注入し、射出シ
リンダのプランジャを前進させると、溶湯７は固定スリ
ーブ部５とゲート６とを経てキャビティ４内に射出充填
される。これに伴い、キャビティ４内のガスは、ガス抜
き道９、ガス抜き溝１０を経て弁体２４の下端に当り、
バイパス１２、弁室１７ｇとを経て排出孔１７ｆから排
出される。このときガスによって弁体２４が閉じないよ
うにピストン２２のフランジ２２＆の大きさや、減圧弁
３６の設定圧が決められている。そして、溶湯７がキャ
ビティ４をはソ充填しおわったのちはガス抜き溝１０内
を上昇するが、このとき電極４１Ａ、４１Ｂが溶湯Ｔに
よって短絡されてこれと電気接続されたソレノイド５Ｑ
Ｌ−Ｃが励磁され、ロンド側主室３１内のエアが７ラン
ジ２２ａとＯリング３３とのすき間からロンド側副室３
２内に入り、前述したフランジ２２＆の上下両面間の受
圧面積差（πＳ−πＳ）Ｘ流体圧で表される力がフラン
ジ２２ｍの下面に作用し、ピストン２２が急速に上昇す
る。この結果、弁座１Ｔｅが弁体２４によって閉じられ
、この弁閉状態を保持するので、溶湯７は弁体２４の位
置で移動を遮断される。

このようにして弁体２２がガス抜き溝１ｏとバイパス１
２とを閉鎖した状態で溶湯γが所定時間加圧、冷却され
たのち、第４図に示すように流体圧シリンダ１４によっ
てガス抜き装置１６全体を上昇させると、キャピテイ４
、ガス抜き溝１０゜およびバイパス１２内で凝固した凝
固物γＡから弁体２４が離れるが、このとき弁体２４と
凝固物７Ａとの分離抵抗によって弁体２４の上方への移
動が妨けられ、スプール１７の上昇よりも遅れることに
なって弁体２４が開き、前記エア圧の作用により弁開状
態を保持する。キャビティ４内の製品は、冷却後型開し
て製品押出装［８によって押出される。第４図はこのあ
とソレノイド５ＱＬ−Ａを消磁しソレノイド５ＱＬ−Ｂ
、５ＱＬ−Ｃを励磁して弁体２４が閉じたところを示し
ている。

コノヨうなガス抜き動作において、万一、電極４ＬＡ、
４１Ｂによる溶湯Ｔの検出ミスや電気配線の断線等が発
生して信号により弁体２４が閉じられない場合でも溶湯
７の慣性力によって弁体２４が閉じるので支障がない。

すなわち、ガス抜き溝１゜を上昇して弁体２４の下面に
当った溶湯７は、その質量がガスの質量よりもはるかに
大きく、大きな慣性力が弁体２４の下面に作用するので
、弁体２４をわずかに上方へ跳ね上げる。このように弁
体２４がわずかに上方へ移動してピストン２２の７ラン
ジ２２ａ下面がＯリング３３から離れると、ロンド側主
室３１内のエアがフランジ２２＆とＯリング３３とのす
き間からロンド側副室３２内に入り、前述したフランジ
２２の上下両面間の受圧面積差（πＳ２−πＳり×流体
圧で表される力がフランジ２２ｍの下面に作用し、ピス
トン２２が急速に上昇する。この結果弁座１７ｓが弁体
２４によって閉じられ、この弁閉状態を保持するので、
溶湯Ｔは弁体２４の位置で移動を遮断される。

第６図ないし第８図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す溶湯検出装置を設けたガス抜き溝近傍の断面図である
。まず第６図に示すものにおいては、ガス抜き道９に続
くガス抜き６１００入口を挾んでその両側に、空間４３
と空間４４とが固定金型１と可動金型２とにそれぞれ対
向して設けられており、空間４３．４４には、超音波送
波器４５と超音波受波器４６とがそれぞれ設けられてい
る。

こうすることにより、溶湯７がガス抜き溝１０に進入し
てぐると、超音波送波器４５から発振される超音波が減
衰し、これを超音波受波器４６が受波することによシ溶
湯が検出されて弁体２４が閉じる。

次に第７図に示すものにおいては、ガス抜き溝１０の入
口を挾んでその両側に一部コイル４７と二次コイル４８
とが固定金型１と可動金型２とにそれぞれ設けられてい
る。さらに、各コイル４７゜４８のガス抜き溝１０側側
面には例えばセラミックなどの非磁性材からなる耐熱材
４９．５０がそれぞれ配置されていて、磁束が金型１，
２側へ導かれないように考慮されている。こうすること
によりガス抜き溝１０へ溶湯７が進入してくると、溶湯
７が磁束を遮って二次コイル４８に誘起される電圧が変
化し、溶湯７の通過を検出して弁体２４を閉じさせる。

さらに、第８図に示すものにおいてはガス抜き溝１０の
入口に面する固定金型１側にセンサコイル５１が、ガス
抜き溝１０側を非磁性材からなる耐熱材５２で保護され
て配置されているとともに、センサコイル５１には高周
波電流が供給されている。こうすることによシ、溶湯７
がガス抜き溝１０に進入して磁束が鎖交すると、溶湯表
面に磁束を打消すような渦電流が発生し、センサコイル
のインピーダンスが変化して溶湯７の通過を検出するこ
とによシ、弁体２４を閉じさせる。

なお、前記各実施例においては、スプール１７に設けた
ガスの排出孔１７ｆを大気解放している状態のものを図
示して説明したが、これは、排出孔１７ｆｌＣ真空吸引
装置を連結してキャビティ４内を真空状態にしておき、
弁体２４を閉じるようにすることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明によυ明らかなように、本発明によれば金型
用ガス抜き装置において、金型キャビティと弁との間の
溶湯通路内に配置されて溶湯の通過を検出する検出手段
と、この検出手段に接続されてその溶湯検出信号により
ガス抜き用の弁を閉じさせる流体圧装置とを、溶湯の慣
性力で閉じるガス抜き用の弁に併設したことにより、金
型キャビティに充填抜弁開方向へ向う溶湯が溶湯通路を
通過すると、これを検出手段が検出して信号を発し流体
圧装置を介して弁体を閉じさせるので、弁室内への溶湯
の侵入が阻止され、溶湯が金型外へ噴出したり、真空装
置を設けたものにおいて真空装置を損傷させたりするこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明に係る金型用ガス抜き装置
の実施例を示し、第１図はガス抜き装置とこれを実施し
た金型との一部破断正面図、第２図は金型用ガス抜き装
置の縦断面図、第３図は同じく要部の縦断面図と空気圧
回路図、第４図は金型用ガス抜き装置を金型から離間さ
せたところを第２図に対応して示す縦断面図、第５図は
金型用ガス抜き装置要部の縦断面図、第６図ないし第８
図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す溶湯検出装置を
設けたガス抜き溝近傍の断面図である。 １・・・・固定金型、２・・・・可動金型、３・・・・
分割面、４・Φ・・キャビティ、７・・・・溶湯、９・
・・拳ガス抜き道、１０・ｅ・・ガス抜き溝、１６・―
・・ガス抜き装置、１７＠・・・・弁座、２４・・・・
弁体、２５ａ、２６ｂ＋３’＋３８１１　会　・　・ボ
ー）、　２７，３５，３９　　・　・　・　φ切替弁、
２９，３７．４０・・・・配管、３０・−９嗜エア源、
４１Ａ、４１Ｂ拳・・−電極、４５・・・・超音波送波
器、４６・・・・超音波受波器、４７・・・・−次コイ
ル、４８・・・・二次コイル、５１・・−・センサコイ
ル、ＳＯ［、−Ａ、５ＱＬ−Ｂ、５ＱＬ−Ｃ・・・・ソ
レノイド。 特許出願人　　宇部興産株式会社 代　理　人　　山川政樹（ほか２名） 第１図 第２０ 第４図 第５図 す 第７図　　　　　　　　第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金型キャビティからのガス抜き用通路内に溶湯の慣性力
   で閉じるガス抜き用の弁を備えた金型用ガス抜き装置に
   おいて、前記金型キャビティと弁との間の溶湯通路内に
   配置されて溶湯の通過を検出する検出手段と、この検出
   手段に接続されてその溶湯検出信号により前記弁を閉じ
   させる流体圧装置とを前記ガス抜き用の弁に併設したこ
   とを特徴とする金型用ガス抜き装置。