(57)【要約】【課題】簡単な構成でキャビティ内のガス抜きを行う。【解決手段】接離可能に対向対置されて溶融樹脂が射出充填されるキャビティ１３を区画する固定金型１１と可動金型１２と、可動金型１２に、キャビティ１３に連通して設けられるガスベント３１と、ガスベント３１に連通し、高圧エアが供給される排気溝３８，３９とを備え、ガスベント３１は、排気溝３８，３９より狭く形成され、排気溝３８，３９に高圧エアを流すことで負圧が発生され、キャビティ１３内のガス抜きを行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離可能に対向対置されて溶融樹脂が射出充填されるキャビティを区画する固定金型と可動金型と、
上記固定金型と上記可動金型の何れか一方の金型に、上記キャビティに連通して設けられるガスベントと、
上記ガスベントに連通し、高圧エアが供給される排気溝とを備え、
上記ガスベントは、上記排気溝より狭く形成され、上記排気溝に高圧エアを流すことで負圧が発生され、上記キャビティ内のガス抜きを行う射出成形装置。
【請求項２】
上記ガスベントは、上記キャビティ内のゲートから射出充填された溶融樹脂の最終充填部に設けられる請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
上記排気溝と連続したエア排出口には、油分蓄積缶を設け、この油分蓄積缶には、上記エア排出口から排出されたエアを更に排気するエア排気口が設けられている請求項１記載の射出成形装置。
【請求項４】
上記排気溝は、上記ガスベントと連通する領域が、この領域の上流側及び下流側の領域より狭く設けられている請求項１記載の射出成形装置。
【請求項５】
上記ガスベントは、上記キャビティに露出する所定幅のベントと、このベントと上記排気溝との間に設けられ上記ベントより幅広のエアグルーブとからなる請求項１記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャビティ内に発生するガスを排気しながら射出成形を行う射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形装置は、成型品の一方の側を成形する固定金型と、この固定金型に対して近接離間し、成型品の他方の側を成形する可動金型とを備え、固定金型及び可動金型により、成型品の外径形状に対応した形状のキャビティが構成される。このキャビティには、固定金型と可動金型とが型締めされた状態で、溶融された樹脂材料が射出充填される。そして、樹脂が冷却固化された後、可動金型が固定金型より離間し型開きされて、成型品が取り出される。
【０００３】
ここで、キャビティ内に射出充填される溶融樹脂は、離型剤、酸化防止剤、未反応モノマなどの低分子量成分を含んでおり、成形機の加熱筒内で高温で溶融されるが、高圧に保持されているので、低分子量成分は樹脂内に閉じ込められている。図１０に示すように、加熱溶融されている溶融樹脂１００は、スプル１０１を通りゲート１０２からキャビティ１０３内に射出されると急激に低圧状態となり、内部に閉じ込められていた低分子量成分は気化しガス１０４になり、このガス１０４は、キャビティ１０３内に溶融樹脂１００と共に充満する。そして、溶融樹脂１００のキャビティ１０３内への充填が進むに従って、キャビティ１０３内の空気は圧縮され、この過程で溶融樹脂１００より発生したガス１０４は、高温となり樹脂の「焼け」につながる。また、ガスの逃げ道が無くなると「ショートモールド」の状態、すなわちガスがたまった部分に欠肉部が発生してしまう。そこで、このような問題点を解決する技術として、特許文献１〜３がある。
【０００４】
特許文献１には、キャビティの外にガスが逃げられるようにガスベントを設け、ガスベント端部に金型の外に通じる溝によりガスを自然排気すること及び金型のキャビティ内を真空吸引することによって樹脂から発生するガスを効率よく排気することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、金型の外にあるコンプレッサから圧縮空気をキャビティ内に流し込み、この圧縮空気を金型のキャビティへのランナに設けたベント溝及びベント管から溶融樹脂から発生したガスとともに排気すること、更に圧縮空気を吸引ポンプにより強制的に吸引することが記載されている。
【０００６】
更に、特許文献３には、真空発生機構を金型内に設けてキャビティ内の空気やガスを吸引することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５９−７５０２０号公報
【特許文献２】
特開平６−１５５５２９号公報
【特許文献３】
特開平８−２３８６５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１，３は、キャビティを真空に吸引するに時間がかかり、また、充分に真空にしないとガスが滞留してしまう。また、特許文献２は、上述のキャビティ内を真空にする場合と比ベて効率的ではあるが、ランナに設けたベント溝にガスが滞留してしまう点では変わらない。また、吸引の場合は、吸引のための設備、具体的には吸引ポンプが必要となり、設備が大がかりなものになってしまう。また、発生するガスは、油分等を含むために吸引ポンプの手前にフィルタを設ける必要があり、このフィルタが目詰まりを起こしたときには、フィルタを交換する必要が生じ、非効率である。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成でキャビティ内のガス抜きを行うことができる射出成形装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る射出成形装置は、上述した課題を解決すべく、接離可能に対向対置されて溶融樹脂が射出充填されるキャビティを区画する固定金型と可動金型と、固定金型と可動金型の何れか一方の金型に、キャビティに連通して設けられるガスベントと、ガスベントに連通し、高圧エアが供給される排気溝とを備える。そして、ガスベントは、排気溝より狭く形成され、排気溝に高圧エアを流すことで負圧が発生され、キャビティ内のガス抜きを行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した射出成形装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
この射出成形装置は、コンピュータの外部記憶装置等として用いられるディスクカートリッジの内部にディスクを収納するカートリッジ本体を構成する上下ハーフの何れか又は両方を射出成形する装置である。このハーフは、記録媒体となるディスクが内接する程度の大きさを有し略矩形状をなす。上下ハーフは、周囲に周壁が立設されると共に、収納するディスクの一部を径方向に亘って外部に臨ませるための略矩形の記録再生用の開口部が設けられている。また、下ハーフは、更に略中央部にディスク中央に取り付けられているクランピングプレートを外部に臨ませるための円形のディスク駆動用の開口部が設けられている。
【００１３】
以上のようなハーフを成形する本発明を適用した射出成形装置１０は、図１に示すように、固定金型１１と可動金型１２とを備え、固定金型１１及び可動金型１２は、型締め状態において成形されるディスクカートリッジを構成するハーフに対応した形状のキャビティ１３を構成する。
【００１４】
固定金型１１は、固定側取付板１４に固定側型板１５が取り付けられてなる。固定側型板１５は、ハーフの外面側を成形する。固定金型１１には、キャビティ１３に溶融樹脂内にＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等の溶融樹脂を供給するためのスプルーブッシュ１６が設けられ、スプルーブッシュ１６の先端には、キャビティ１３に臨んでゲート１７が設けられている。
【００１５】
以上のような固定金型１１に対して近接離間する可動金型１２は、図１に示すように、可動側取付板１８に取り付けられたスペーサブロック１９を介して受け板２０が取り付けられ、この受け板２０に、可動側型板２１とコア２２とが設けられてなる。可動側型板２１とコア２２とは、ディスクカートリッジを構成するハーフの内面を成形する。具体的に、図２に示すように、可動側型板２１は、ディスクカートリッジを構成するハーフの周壁の端面を成型し、コア２２は、ハーフの内面を成型すると共に、記録再生用の開口部を突出部２３で成型する。
【００１６】
更に、可動金型１２には、受け板２０の下側に、エジェクトプレータ２４が設けられている。エジェクタプレート２４は、可動金型１２が固定金型１１より離型したとき、成型されたディスクカートリッジのハーフをエジェクトする。
【００１７】
以上のような可動金型１２は、図示しないガイド機構や駆動機構によって固定金型１１に対して近接離間する方向に移動する。すなわち、可動金型１２は、固定金型１１に対して近接する方向に移動し、キャビティ１３を構成する。そして、キャビティ１３内に溶融樹脂が充填され冷却固化されると、可動金型１２は、固定金型１１に対して離間する方向に移動し、成型品であるハーフはエジェクタプレート２４によってエジェクトされる。
【００１８】
ところで、この可動金型１２には、図１及び図２に示すようにキャビティ１３のゲート１７から離れたコーナ近傍にガスベント３１が設けられている。このガスベント３１は、キャビティ１３内に充填された溶融樹脂より発生したガスを排出するためのものであり、発生したガスを最も効率的にキャビティ１３外に排出するために、ゲート１７から最も離れた位置、すなわち最終充填部に設けられている。
【００１９】
このガスベント３１について図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して説明する。このガスベント３１は、可動側型板２１に設けられた有底の開口部３２に入れ子３３を取り付けて構成される。入れ子３３は、開口部３２より僅かに小さく形成され、開口部３２の側壁との間にキャビティ１３に臨むベント３４を形成する。このベント３４のキャビティ１３の露出面側の幅Ｗ１は、キャビティ１３に射出充填される溶融樹脂が入り込まない寸法にする必要があり、例えば０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍとなすように形成される。また、入れ子３３は、キャビティ１３の露出面側と反対側を幅狭に形成し切欠部を設け、この切欠部と開口部３２の側壁との間に、ベント３４と連続したエアグルーブ３５を形成する。エアグルーブ３５の幅Ｗ２は、ガス逃げの向上を図るためベント３４より幅広に、例えばφ１ｍｍに形成される。
【００２０】
開口部３２には、入れ子３３が底面との間にキャビティ１３内のガスを外部に逃すための間隙３６が設けられるように取り付けられる。開口部３２の底面には、複数の連結孔３７が設けられている。複数の連結孔３７は、高圧エアが流れる第１の排気溝に連結するための孔であり、エアグルーブ３５と対応する位置、すなわち開口部３２の底面の両側に４つ設けられると共に、これらの間に、２つ設けられている。なお、これら連結孔３７は、エアグルーブ３５と同じ幅で設けられ、幅Ｗ３が例えばφ１ｍｍとなるように形成される。
【００２１】
また、可動側受け板２０には、高圧エアＦを流す第１の排気溝３８と第２の排気溝３９とが設けられている。第１の排気溝３８は、開口部３２が設けられた領域に対応して設けられ、連結孔３７に接続される。第２の排気溝３９は、第１の排気溝３８の両側に連続して設けられ、高圧エアの発生源に接続される。第１の排気溝３８は、連結孔３７に負圧を発生させるために、第２の排気溝３９より狭く形成され、例えば第２の排気溝３９がφ６ｍｍであるとき、第１の排気溝３８はφ４ｍｍに形成される。
【００２２】
第２の排気溝３９は、工場エア配管に接続され、工場エア配管より４ｋｇ／ｃｍ２以上の高圧エアＦが供給される。圧力を４ｋｇ／ｃｍ２より低くしたときには、連結孔３７で所望の負圧を発生することができなくなり、キャビティ１３内に発生したガスを確実に排気することができなくなるからである。この圧力は、高いほど好ましいが、ここでは、工場エア配管と接続するため、６ｋｇ／ｃｍ２より低く設定される。６ｋｇ／ｃｍ２の大きくしたときには、工場内のエア供給に不具合が発生するためである。なお、高圧エアの供給源は、工場配管に限定されるものではない。
【００２３】
第２の排気溝３９は、図４に示すように、射出成形機１０外にまで延出しており、一端に設けられた高圧エアＦの排出口４０には、油分蓄積缶４１が設けられている。キャビティ１３内に発生し排気する発生するガスは、油分等を含むものであり、油分蓄積缶４１は、排気ガスＦに含まれる油分Ｏを蓄積すると共に、排気ガスＦを外部に排出する。このため、油分蓄積缶４１には、上側にガス排出口４２が設けられると共に、底面に油分排出口４３が設けられている。排気ガスＦに含まれる油分Ｏは、油分蓄積缶４１の底面に蓄積され、随時油分排出口４３より排出される。勿論、油分排出口４３は、栓をしておき、所定間隔で蓄積された油分Ｏを排出するようにしてもよい。また、ガス排出口４２からは、随時ガスＦが排出される。
【００２４】
次に、以上のように構成された射出成形装置１の動作について説明する。先ず、射出成形装置１の一部を構成する射出装置は、使用する溶融樹脂の温度を所定温度に加熱し、更に、固定金型１１や可動金型１２に内蔵された温度調整機構を用いて、固定金型１１と可動金型１２を所定温度に加温する。また、上流側の第２の排気溝３９からは、工場エア配管からは高圧エアＦが供給され、供給された高圧エアＦは、第１の排気溝３８を介して下流側の第２の排気溝３９から排気されている。
【００２５】
次いで、可動金型１２は、固定金型１１に対して近接する方向に移動しキャビティ１３を構成する。射出装置は、溶融樹脂９をスプルーブッシュ１６を通してゲート１７からキャビティ４内に溶融樹脂を射出充填する。すると、図５に示すように、ゲート１７よりキャビティ１３内に充填された溶融樹脂５０は、ゲート１７からキャビティ１３の周囲に向かって広がり、溶融樹脂５０より発生したガス５０は、キャビティ１３内のエアと共にキャビティ１３の周囲に押し出される。
【００２６】
ここで、第１の排気溝３８には、随時高圧エアＦが流されており、第１の排気溝３８に連結されている連結孔３７、エアグルーブ３５、ベント３４には、負圧が発生している。したがって、キャビティ１３内に充填される溶融樹脂５０に押しやられるキャビティ１３内のエアは、随時、ベント３４から吸引されエアグルーブ３５と連結孔３７を介して第１の排気溝３８に排気される。
【００２７】
図６及び図７に示すように、更に、キャビティ１３内に溶融樹脂５０が充填されると、溶融樹脂５０により押しやられたキャビティ１３内のエアや溶融樹脂５０より発生したガス５１は、ベント３４により吸引され、吸引されたエアやガス５１は、エアグルーブ３５と連結孔３７を介して第１の排気溝３８に排気される。
【００２８】
図８に示すように、キャビティ１３内に溶融樹脂５０が完全に充填されたとき、キャビティ１３内に存在していたエアや溶融樹脂５０より発生したガス５１は、ベント３４により完全に吸引され、ハーフに欠肉部が発生することを防止することができる。また、このとき、キャビティ１３に露出したベント３４は、上述のように、溶融樹脂が入り込まない寸法に形成されていることから、成型品であるハーフのベント３４に対応した位置にもバリ等が発生することを防止することができる。
【００２９】
キャビティ１３内に溶融樹脂５０が完全に充填されると、射出成形装置１は、可動金型１２の型締め力を所定時間保圧し、キャビティ１３内に充填された溶融樹脂５０を冷却する。キャビティ１３内の溶融樹脂５０が固化すると、可動金型１２は、固定金型１１から離間する方向に移動し、型開きした後、エジェクタプレート２４は、成型されたディスクカートリッジのハーフをエジェクトする。
【００３０】
以上のように可動金型１２が固定金型１１に対して近接離間することによって、ディスクカートリッジのハーフを連続的に成形する間、第１の排気溝３８と第２の排気溝３９には、常に高圧エアが供給され、下流側の排気口４０からは、溶融樹脂５０より発生したガス５１を含む高圧エアＦが油分蓄積缶４１に排気される。このガスは、上述のように油分Ｏを含むものであり、この油分Ｏは、油分蓄積缶４１の底部に蓄積される。これと共に、油分蓄積缶４１に排出されたエアは、油分Ｏが除去された排気ガスは、ガス排出口４２より排出される。
【００３１】
以上のような射出成形装置１は、可動側型板２１のキャビティ１３に臨む最終充填部にガスベント３１を設けたことにより、キャビティ１３内にゲート１７より充填された溶融樹脂５０から発生したガス５１を確実に外部に排出することができる。したがって、成型品に焼けが発生したり欠肉部が発生することを防止することができる。また、ガスベント３１を構成し、キャビティ１３に臨むベント３４は、溶融樹脂５０が流れ込まない程度の幅に形成されていることから、成型品にバリ等が発生することを防止することができる。また、エアグルーブ３５を設けることで、キャビティ１３内のガス抜きを効率良く行うことができる。
【００３２】
更に、ガスベント３１に負圧を発生するにあたっては、第２の排気溝３９に高圧エアを供給するようにし、この高圧エアによってガスベント３１に負圧を発生させ、溶融樹脂５０より発生したガス５１を含む高圧エアＦを排気口４０より排出するようにしたことで、金型内に油分が蓄積することを防止することができ、金型清掃等の回数を減らし生産効率の向上を図ることができる。また、従来のように油分を除去するためのフィルタを設ける必要が無くなり、フィルタ交換の作業を無くすこともできることから、更なる生産効率の向上を図ることができる。
【００３３】
なお、以上の例は、成型品を一つずつ成型する場合を説明したが、本発明は、ハーフの製造効率を図るため、複数個の成型品を一度に成型できる射出成形装置１に適用することもできる。例えば、図９は、４個取りの射出成形装置を構成する可動金型６１の可動側型板６２の平面図である。可動側型板６２には、ディスクカートリッジのハーフを４つ設けるように、ハーフ成形部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが設けられ、更に、各ハーフ成形部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄには、コア６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが設けられている。更に、ハーフ成形部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの何れか一のコーナ部には、ガスベント３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを構成する入れ子３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが取り付けられている。
【００３４】
この可動金型６１には、高圧エアを流すための排出溝が２経路設けられている。具体的に、第１の経路６５は、ハーフ成形部６３ａ，６３ｂを通り、第２の経路６６は、ハーフ成形部６３ｃ，６３ｄを通るように設けられ、各経路６５，６６には、入れ子３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対応してガスベント３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに接続される第１の排気溝６７が設けられると共に第１の排気溝６７の上流側と下流側に連続して第２の排気溝６８が設けられている。そして、各経路６５，６６の終端を構成する第２の排気溝６８には、油分蓄積缶６９が設けられている。
【００３５】
上述のように、高圧エアは、ガスベント３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに負圧を発生させるためのものであり、常に新規な高圧エアを使用する必要がないことから、ここでは、各経路６５，６６に２つのガスベント３１ａ，３１ｂ又は３１ｃ，３１ｄを接続するようにして、高圧エアの使用効率の向上を図っている。
【００３６】
なお、本発明において、ガスベント３１を設ける位置は、キャビティ１３内の溶融樹脂の最終充填部であれば図面に示した位置に限定されるものではない。また、ガスベント３１のガス吸引経路となるベント３４、エアグルーブ３５、連結孔３７の数や大きさ、更に、第１の排気溝の大きさ、高圧エアの圧力は、負圧を発生させることができる条件であれば特に限定されるものではない。また、ガスベント３１は、固定金型１１側に設けるようにしてもよい。更に、工場配管等の発生源から供給される高圧エアは、常時第２の排気溝から供給する他、高圧エアの有効利用のため、型締め時に限って第２の排気溝に供給するようにしてもよい。更に、以上の例では、成型品としてディスクカートリッジのハーフを例に取り説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、記録媒体を構成するディスク基板等に適用することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、排気溝に高圧エアを供給するようにして、ガスベントに負圧を発生させ、キャビティ内に充填された溶融樹脂より発生したガス等をガスベントより吸引し、排気溝に流れる高圧エアと共に排出するようにしたので、溶融樹脂より発生したガスに含まれる油分等を除去するための清掃の回数を減らすことができ、また、従来のように吸引によりキャビティ内の溶融樹脂より発生したガスを排気する場合に用いるフィルタを設ける必要がなく、装置の簡素化を図ることができると共に、フィルタ交換作業が無くなることで、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した射出成形装置の断面図である。
【図２】図１の射出成形装置を構成する可動金型の平面図である。
【図３】（Ａ）はガスベント周辺の可動金型の要部平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】油分蓄積缶の構成を説明する図である。
【図５】キャビティ内に溶融樹脂が充填され始めた状態を示す断面図である。
【図６】図５より更にキャビティ内に溶融樹脂が充填された状態を示す断面図である。
【図７】図６より更にキャビティ内に溶融樹脂が充填された状態を示す断面図である。
【図８】キャビティ内に溶融樹脂が完全に充填された状態を示す断面図である。
【図９】４個取りの可動側型板の平面図である。
【図１０】キャビティ内に溶融樹脂が充填される状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  射出成形装置、１１  固定金型、１２  可動金型、１３  キャビティ、１４  固定側取付板、１５  固定側型板、１６  スプルーブッシュ、１７  ゲート、１８  可動側取付板、１９  スペーサブロック、２０  受け板、２１  可動側型板、２２  コア、２３  突出部、２４  エジェクトプレータ、３１  ガスベント、３２  開口部、３３  入れ子、３４  ベント、３５  エアグルーブ、３６間隙、３７  連結孔、３８  第１の排気溝、３９  第２の排気溝、４０  排出口、４１  油分蓄積缶、４２  ガス排出口、４３  油分排出口、
【図１】
2004209814.tif 000003
【図２】
2004209814.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004209814.tif 000007
【図６】
2004209814.tif 000008
【図７】
2004209814.tif 000009
【図８】
2004209814.tif 000010
【図９】
2004209814.tif 000011
【図１０】
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