(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に連続するプラグ室に挿入した断面円形或いは多角形のプラグの外周面に、該プラグの軸線に沿って切り欠き部、プラグ室の断面積に対するプラグ以外の断面積が狭くなった狭隘部及びガス抜き溝を連続的に穿設し、該プラグ室を射出成形用の型のランナーに一個以上設置してなる、射出成形におけるガス抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、溶融した原材料を型に充填して各種製品を製造する射出成形におけるガス抜き装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加熱溶融した材料を型に充填して製品を得る射出成形作業においては、充填された材料が型の内部空間全体に迅速確実かつ均質に行き渡る必要があり、それらの点に関して型の設計及び機械の改良が繰り返されている。そのような基本的問題に関しては、本件出願人の出願にかかわる特願２０００−１８２１０５に詳述されているので、従来の一般的射出成形の手法については、本件出願で重ねて詳述することを避けるが、射出成形において材料充填に際して発生するガスを迅速に型の外部へ排出することが、射出成形においてもっとも重要な問題であることだけはここに繰り返し述べておく。
【０００３】
前述の特願２０００−１８２１０５においては、成形品を取り出すための突き出しピンに改良を加えて、ガス抜きを迅速確実に行うことができる突き出しピンを開示したが、そこに開示された発想に従って、射出成形型の他の部分からも更に成形品の品質を向上させることができる新規のガス抜き装置を導き出すことに成功した本件発明者は、ここに新たな特許出願をなすに至った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記発明における発想は、突き出しピンの外周部に排気用の切り欠き部とガス抜き溝を穿設し、両者の間に設けた両者よりも気体通路の断面積が狭くなった部分すなわち狭隘部を利用して、材料充填によって発生するガスを切り欠き部からガス抜き溝へ迅速に排出するとともに、断面積が狭くなった部分が切り欠き部内のガス圧力を高め同時にガス抜き溝に向かって減圧効果を発揮することを利用して、充填された材料が切り欠き部に進入して製品にバリや突起を発生させることを防止し、迅速なガス抜きによってガス抜き孔を中心とする銀線模様の発生や表面の荒れをほぼ確実に除去するというものであった。
【０００５】
このような突き出しピンを使用することによって、十分満足のできる効果が得られたが、更に前記の発明を追及すると、充填された材料が発生するガスを突き出しピンに到達する前の各部分から抜き取っておけば、更に製品に現れる種々の問題を除去できることを発見した発明者は、成形機械のノズルから型に充填された材料が最終的にゲートを通って雌型（コア）部分に到達する前にガス抜きを行うことに想到した。
【０００６】
しかしながら従来の成形機械においては、ゲートに至る前の部分でのガス抜きは材料充填のための圧力を減衰させ圧損を発生させるという固定観念から、そのような設計が行われたことは無かった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来、ゲート以前の部分でガス抜きを行うという発想が生まれなかった理由は、ガス抜きのための構造部分に充填材料が入り込み大量のバリを発生させるため、作業性を低下させしかも充填圧力の減衰を来たすという考え方のためであったが、本件発明者が提案した前述の特願２０００−１８２１０５によって、バリの発生が最小限度に抑制でき、しかもガス抜きは瞬間的かつ迅速に行われる条件が整ったので、これを適用することによって任意の位置からガス抜きを行うことが可能になった。更に、特に合成樹脂を材料とする射出成形においては、製品部分以外の材料走路（ランナー）部分に最小限度の量の材料を留置するのが望ましいが、現況では充填に必要とされる圧力はそこで発生するガスによってはなはだしく増加せしめられており、ピンゲートに至る前の部分で迅速かつ確実なガス抜きが行えれば、ガス圧の抵抗を減衰させた分だけ走路の断面積を縮小して、材料費及び型の製作費を低減させることができる。
【０００８】
また、ガス抜き装置を設置する位置は、型の内部に設置された充填材料の走路に連続する個所ならいかなる部分でも任意であるが、抜去したガスの機械外部への排出を考慮するなら、図１５に示す材料の走行に関する全体的な概念図中の、ランナーＲの端部ＡとスプルＳの端部Ｃが理想的といえる。図中、ランナーＲの端部Ａは曲折してそれぞれピンゲートＰに到達し、製品Ｍの部分に充填され、製品Ｍ部分のガスは突き出しピンＤによって抜去される。また、必要に応じて、スプルＳとランナーＲの端部Ａとの間のランナーＲ上に適宜ガス抜きを設置しても良い。
【０００９】
ランナーＲの端部ＡとスプルＳの端部Ｃを始めとするガス抜き装置のためのプラグは設計上の必要性からそれぞれ異なった外形を取らざるを得ないが、断面円形、正方形或いは多角形のガス抜きのための部品の外周面に、切り欠き部、切り欠き部よりも気体の通過する通路の断面積が狭くなった狭隘部及びガス抜き部を有する点は、特願２０００−１８２１０５と全く同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面に従って本発明の実施の形態を説明すると、図１及び図２は射出成形機における固定型Ｇとキャビティー可動型Ｆ及びそれによって形成されるランナーＲとコアＫの概念を示した断面図であり、図中右方のＮは成形機のノズルを示している。また、成形機の固定側の固定型Ｇ、キャビティー可動型Ｆそしてコア可動型Ｅによって、充填材料の充填流路と成形すべき物体のための空洞が図１の如く形成され、ノズルＮから材料が充填されると、材料はランナーＲを走ってピンゲートＰに到達し、そこからコアＫに流入して、充填が完了する。
【００１１】
充填完了後、コア可動型Ｅ及びキャビティー可動型Ｆを固定型Ｇから図２の如く開離させ、コア可動型Ｅに載置されている製造品Ｍは突き出しピンによって矢印Ｔの如く、また、ランナーロックピンＲＬによりランナープレートＲＰ上に維持されているランナーＲ部分は、ランナープレートＲＰが固定型Ｇから開離して図２の位置に至り、更にランナープレートＲＰが図中左方へ移動することによって、ランナーロックピンＲＬとの係合が解かれて、外部へ取り出すことができる状態に移行する。
【００１２】
各型内に充填された材料が固化して形成される部分は、コア可動型Ｅとキャビティー可動型Ｆによって形成されるコアＫ内部に製品Ｍと、コア可動型Ｆと固定型Ｇの間に形成されるランナーＲ内部の端材Ｊであるが、端材Ｊは再使用可能である場合以外は廃棄処分にせざるを得ず、廃棄処分にする場合にはこの端材Ｊの体積が小さければ小さいほど製造コストに好ましい影響を与えることになる。製品Ｍと端材Ｊの部分は図１５に概念的斜面図として示されているが、実際の射出成形においてはこの端材Ｊが占める部分の体積はこの概念図の場合よりもはるかに大きなものとるのが普通で、製品の種類によっては実際の製品Ｍよりも端材Ｊの占める材料の分量が多い場合も稀ではない。
【００１３】
ここにおいて、製品Ｍを成形するコアＫ内の発生ガスを排出することと共に、ランナーＲ内で発生するガスを迅速に排出することの重要性が浮上してくる。ランナーＲ内で発生するガスを迅速に排出できれば、ノズルＮから充填される際の溶融材料の充填圧力を低減させることができ、またガス圧による充填に対する抵抗が減衰されれば、ランナーＲの内容積を縮小できるので、それだけ端材Ｊの体積を減少させて材料使用量を節約でき、それによって製造コストを低減させることができる。
【００１４】
図１５において、ランナーＲの端部Ａ、スプルＳの端部Ｃ、ランナーＲの端部ＡとスプルＳの間のランナーＲの適宜個所に、それぞれガス抜き装置を設置するのが望ましいことは前述したが、それらの装置に関する具体的な説明を施すと、ランナーＲの端部Ａにガス抜き装置を施す場合には、図３に示すごとくランナーＲの充填材料が走行する流路の端部Ａに連続してランナーＲを外部へ開放するプラグ室Ｖを設置し、プラグ室Ｖに本発明によるガス抜き装置であるプラグ１を埋設することによって、ランナーＲ内で発生したガスを、図４に示すプラグ１の切り欠き部２から狭隘部３を経てガス抜き溝４へ導き、ガス抜き溝４から固定型Ｇの外部大気中へ排出することができる。
【００１５】
図３及び図４に示す符号５で示される部分は、プラグ１の外周面に設置されたローレット加工部で、この実施例構造の場合には、プラグ室Ｖが直接に外部大気中に開放されているので、プラグ１の外径をプラグ室Ｖの内径に適合させて製造しておき、プラグ１の外周面にローレット加工部５を設けることにより、プラグ１をプラグ室Ｖに打ち込んで固定する形式を採用できる。図５は図３の一部を横断面で示したプラグ１部分の拡大断面図である。図１３及び図１４に示すものは、図４に示すプラグ１の変形で、これらの例においては円筒形のプラグ１に二組の切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４が互いに１８０度の間隔を置いて穿設されている。
【００１６】
図６に、前述したスプルＳの端部Ｃからガス抜きを行う場合のプラグ１ａを示す。この場合は、ランナーＲ端部のガス抜きと多少構造的な相違があるため、プラグ１ａの構造にもわずかな変更を加えるのが望ましい。両者の相違点は、スプルＳ部分の端部を外部の大気中に直接開放することが型の構造上おおむね困難な場合が多いので、スプルＳに連続するプラグ室Ｖａを排気通路Ｖｂに開口させ、その開口部からプラグ１ａをスプルＳ部分に向けてプラグ室Ｖａに挿入する。この場合は排気通路Ｖｂの壁面Ｗがプラグ室Ｖａの開口に対面しているので、その壁面Ｗを利用してプラグ１ａをプラグ室Ｖａ内に固定することができる。また、挿入されるプラグ１ａは、図６に示すように切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４をそれぞれ二個ずつ備えている。
【００１７】
このプラグ１ａの構造は、断面円形のプラグ１ａの端部には突杆６が設置され、プラグ１ａの外周面に切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４が穿設されている点は前述の実施例の場合と同様である。ただしこの実施例においては、プラグ１ａがプラグ室Ｖａ内で摺動する必要があるため、外周面にローレット加工は施されていない。
【００１８】
プラグ１或いはプラグ１ａの形状は、図示した二つの例に限定されるものではなく、図１３及び図１４に示すように、プラグ１の外周面に複数組の切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４を穿設設置しても良いし、或いはプラグ１ａの複数組の切り欠き部２などを一組だけにしても良い。
【００１９】
図７から図１２にかけて、前述した二つの実施例の概念を更に洗練した形式にまとめ上げた実施例を説明する。前記二つの実施例では成形用の型に穿設したプラグ室Ｖ或いはプラグ室Ｖａにプラグ１或いはプラグ１ａを挿入して、プラグ室の内壁とプラグの外周面の間に切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４を成立させたが、このような方式では、ガス抜き装置を設置する型の場所ごとに微妙に設計を変更して、例えばプラグ１に突杆６を付帯させてプラグ１ａを形成したように、無用の手数と煩雑な部品点数を要求されることになる。
【００２０】
プラグを規格化して、どのような場所に設置する場合にも同一の部品を設置することができるようにすれば、このような手数を省くことが可能であり、そのような発想に従ってこの実施例が案出された。図７以下に示す実施例においては、プラグを外筒７とコマ８により構成する。外筒７には円錐台形の内腔９を穿設し、内腔９に挿入されるコマ８は円錐台形もしくは円錐形を採用する。コマ８の円錐台形などの底面８ａにあたる部分にこれまでの実施例と同様の切り欠き２を穿設し、そこから円錐形の頂点方向に向かって狭隘部３及びガス抜き溝４を設置する。このようにしたコマ８を外筒７の内腔９に挿入すれば、コマ８が外筒７に収まった位置でコマ８の先端が内腔９の端部の開口から突出し、コマ８と外筒７の間には図８のごとき関係が得られることになる。
【００２１】
図９は図８のものの斜面図であり、外筒７の内腔９が示す円錐台形とコマ８の円錐台形は相似形を呈しており、コマ８の底面の直径は内腔９の底面の直径よりも小さく設定されており、内腔９内にコマ８を挿入すると、図８及び図９に示すように内腔９の底面近くに空隙１０が形成される。コマ８の形状は図１０型図１１に示す通りであり、底面８ａに切り欠き部２が設置され，それに続いて狭隘部３及びガス抜き溝４が穿設されている。なお、このコマ８の外周面には９０度間隔で四組の切り欠き部２、狭隘部３及びガス抜き溝４が設置されている。
【００２２】
このように形成したプラグを例えばスプルＳ部分の端部に設置した例は図７に示す通りであり、外筒７の内腔９の底面の開口がスプルＳ部に連続するようにキャビティー可動型Ｆに外筒７を埋設し、その内腔９にコマ８を挿入する。外筒７の内腔９が呈する円錐台形の頂点部分は底面より面積の狭い開口として排気通路Ｖｂに開口しており、内腔９に挿入されているコマ８の端部はわずかに排気通路Ｖｂに突出している。図７の状態でノズルＮから材料が充填されると、発生したガスは外筒７の内腔９の壁面とコマ８の間に形成されている切り欠き部２へ流入し、狭隘部３によって減圧されながらガス抜き溝４へ迅速に排出され、更に排気流路Ｖｂへ流出する際にも減圧されて殆ど瞬時に排気流路Ｖｂから型の外部へ排出される。
【００２３】
この実施例の利点は、充填のショット回数が増えて切り欠き部２などの磨耗や損傷が発生した場合に、コマ８を交換するだけで全てを更新できる点にあり、また、外筒７内腔９が呈する円錐台形とコマ８が呈する円錐台形が相似形であれば、コマ８の高さは自由に選択できるので、必要なスプルＳの長さに併せて自由に設計ができる点も特筆すべきである。また、この実施例においては円錐台形を呈するコマ８や外筒７の内腔９が説明されているが、これらは円錐台形に限定されることなく、任意の多角錐台形が利用できることは論を待たない。
【００２４】
図１６から図１９にかけて示された概念図は、これまでに説明したランナーＲの端部ＡとスプルＳの端部Ｃ以外にもガス抜き装置を設置した例で、図示の場合、スプルＳからランナーＲの端部Ａまでの間のランナーＲに更に二つのプラグ１を増設した例が示されている。図１６は材料の充填開始の状態、図１７はノズルＮからランナーＲの入り口まで材料が充填された状態、図１８は充填された材料がランナーＲの端部Ａに進行していく状態、図１９は充填された材料がピンゲートＰに到達し、コアＫに充填されている状態を示すものであり、このいずれの時点でもいずれかのガス抜き装置が作用して、発生ガスをランナーＲから排出する。このプラグ１に代えて、実施例で説明した外筒７及びコマ８によって構成されるプラグを使用することも任意である。
【００２５】
従来は、充填が開始されると発生ガスはランナーＲからピンゲートＰに至り、コアＫに流入してそこで初めて排出されていたため、ランナーＲ内部の発生ガスを瞬間的に排出することができず、ランナーＲ内には低からざるガス圧力が常駐することになり、充填材料の圧力に押されて発生ガスがコアＫから排出されることになっていたが、本発明によるとコアＫ内の発生ガスは充填材料の進行に先立って迅速且つ確実に外部へ排出されるので、ランナーＲに充填された充填材料はガス圧の抵抗を受けることなく滑らかにランナーＲ内を走行し、そのままピンゲートＰからコアＫ内へ送給される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によると、コアＫに到達する以前の段階でガス抜きが行われるため、まずランナーＲ内での充填材料が充填圧力を失うことなく進行することができるため、ランナーＲの断面積を大幅に縮小した型を使用することができ、端材Ｊの発生による材料の不経済を完全に除去することができると共に、コアＫにおいてガス抜きすべきガスの量を大きく低減させることができ、そのためにコアＫで成形される完成品に対するガスの影響を殆ど確実に除去することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  射出成形機の材料充填前の状態を示す概念的断面図である。
【図２】  図１の材料充填後の型の分離状態を示す概念的断面図である。
【図３】  本発明によるガス抜き装置をランナー端部に設置した型の断面図である。
【図４】  本発明に使用する第一の例のピンの斜面図である。
【図５】  図３に示す装置の部分的拡大断面図である。
【図６】  本発明によるガス抜き装置を第二の例のピンの使用によってスプル端部に設置した型の断面図である。
【図７】  本発明によるガス抜き装置を第三の例のピンの使用によってスプル端部に設置した型の断面図である。
【図８】  第三の例のピンの断面図である。
【図９】  第三の例のピンの斜面図である。
【図１０】  第三の例のピンのコマの底面図である。
【図１１】  第三の例のピンのコマの平面図である。
【図１２】  第三の例のピンのコマの側面図である。
【図１３】  第一の例のピンの変形を示す斜面図である。
【図１４】  図１３に示すピンの平面図である。
【図１５】  射出成形におけるランナーと製品の関係を示す概念的斜面図である。
【図１６】  ランナーとガス抜き装置の関係を示す概念図で、材料充填前の段階を示す断面図である。
【図１７】  ランナーとガス抜き装置の関係を示す概念図で、材料充填初期の段階を示す断面図である。
【図１８】  ランナーとガス抜き装置の関係を示す概念図で、材料充填中期の段階を示す断面図である。
【図１９】  ランナーとガス抜き装置の関係を示す概念図で、材料充填完了の段階を示す断面図である。
【符号の説明】
１    ピン
２    切り欠き部
３    狭隘部
４    ガス抜き溝
５    ローレット加工部
６    突杆
７    外筒
８    コマ
９    外筒の内腔
１０  空隙
Ｒ    ランナー
Ｓ    スプル
Ｊ    端材
Ｎ    ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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