(57)【要約】【課題】一部の金型の構造を改変するだけの簡単な構成によってキャビティ内に存在するガスを短時間で外部に放出できるようにした射出成形装置を提供すること。【解決手段】本発明の射出成形装置１は、可動型３と固定型４のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成され、圧縮流体Ｅが流れる圧縮流体流路６と、前記圧縮流体流路の一部の口径を縮径することによって形成されている吸引力発生部８と、一端が前記吸引力発生部に接続され、他端が金型のキャビティ１９，２０の周縁に形成されているガス抜き用口部９に接続されている連絡流路１０とを備えている【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型と固定型のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成され、圧縮流体が流れる圧縮流体流路と、
前記圧縮流体流路の一部の口径を縮径することによって形成されている吸引力発生部と、
一端が前記吸引力発生部に接続され、他端が金型のキャビティの周縁に形成されているガス抜き用口部に接続されている連絡流路と、を備えていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形装置において、
前記圧縮流体流路は、前記キャビティの周辺近傍に設けられ、且つ冷却用冷媒が流れていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の射出成形装置において、
前記吸引力発生部と連絡流路は、射出成形品の薄肉部に対応した個所に設けられていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記吸引力発生部の口径は、前記圧縮流体流路の口径の１／２〜１／３の範囲に設定されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項５】
可動型と固定型のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成され、縮径部を有する圧縮流体流路に圧縮流体を流し、前記縮径部で発生する吸引力を連絡流路を介してキャビティ内に作用させ、前記キャビティ内のガスを吸引して外部に排出することを特徴とする射出成形装置におけるガス抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ内のガスを積極的に外部に排出する構造を備えた射出成形装置及び該射出成形装置におけるガス抜き方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形時にキャビティ内の空気や溶融ガス等のガスをキャビティ外に排出するガス抜き構造は、射出成形機の射出圧を利用するものであった。即ち、金型のキャビティの周縁には金型の分割面より僅かに凹んだガス抜き用口部が形成されており、該ガス抜き用口部と対向する分割面との間に形成される僅かな隙間からキャビティ外にガスを排出していた。ガス抜き用口部は溶融状態の射出成形原料は流出できないガスは流出できる程度に細い隙間の口部である。
【０００３】
しかし、前記射出圧による方法では、射出成形品の薄肉部分など原料となる樹脂が短時間で固化してしまう個所においては、ガスを排出する前に固化が終了してしまって、十分なガス抜きの効果が得られない場合がある。また、射出成形機の射出圧のみでは上述した狭い隙間から十分に排気する為には高い加工精度を要求され、上記隙間が大きくなる方向にばらつくと溶融樹脂がキャビティ外へ流出する問題が生じる。
【０００４】
また、下記の特許文献１、２に示すように、専用のガス抜き装置を別途備えることによってキャビティ内のガスに対するガス抜きを積極的に行うようにする技術が提供されている。
【特許文献１】特開２００４−１０７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２に示すガス抜き装置は部品点数が多く、構造が複雑であり、ガス抜き以外の機能、例えば射出成形品の冷却機能等を備えていないため、設備コスト、設置スペース及び機能性の点で多くの問題を抱えている。
【０００６】
本発明の目的は、一部の金型の構造を改変するだけの簡単な構成によってキャビティ内に存在するガスを短時間で外部に放出できるようにした射出成形装置及び該射出成形装置におけるガス抜き方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る射出成形装置は、可動型と固定型のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成され、圧縮流体が流れる圧縮流体流路と、前記圧縮流体流路の一部の口径を縮径することによって形成されている吸引力発生部と、一端が前記吸引力発生部に接続され、他端が金型のキャビティの周縁に形成されているガス抜き用口部に接続されている連絡流路とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本態様によれば、圧縮流体流路を可動型と固定型のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成しているから、複雑な形状であってもキャビティの形状に沿うようにキャビティの近傍位置に圧縮流体流路を容易に形成することが可能になる。また、これに対応して吸引力発生部や連絡流路を短くすることが可能になるから、キャビティ内のガスのガス抜きの際の圧力損失を小さく抑えることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る射出成形装置において、前記圧縮流体流路は、前記キャビティの周辺近傍に設けられ、且つ冷却用冷媒が流れていることを特徴とするものである。
【００１０】
本態様によれば、圧縮流体流路をキャビティ内の射出成形品を冷却する冷却流路としても機能させることができるから、射出成形品の冷却効率を向上でき、以て射出成形品の成形品質を向上させることが可能になる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前記第１の態様または第２の態様に係る射出成形装置において、前記吸引力発生部と連絡流路は、射出成形品の薄肉部に対応した個所に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本態様によれば、樹脂原料が短時間で固化してガスが残留しやすい傾向がある射出成形品の薄肉部において効果的且つ迅速な残留ガスのガス抜きが実行されるようになる。従って、射出成形品の全体を通じて効率的で十分なガス抜きが実行され、ショート、ヒケ等の成形不良が減少し、射出成形品の成形品質が向上するようになる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、前記第１の態様から第３の態様のいずれか一つに係る射出成形装置において、前記吸引力発生部の口径は前記圧縮流体流路の口径の１／２〜１／３の範囲に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本態様によれば、圧縮流体流路を流れる圧縮空気の円滑な流れを滞らせることなく、当該円滑な流れを維持した状態で圧縮空気の流速を効果的に速めることが可能になる。そして、上記圧縮空気の流速が速くなることによってガス抜きに必要な十分な吸引力が連絡流路内に伝わり、キャビティ内のガスが金型外部に速やかに排出されるようになる。
【００１５】
本発明の第５の態様に係る射出成形装置におけるガス抜き方法は、可動型と固定型のいずれか一方、または双方の分割面に対して形成され、縮径部を有する圧縮流体流路に圧縮流体を流し、前記縮径部で発生する吸引力を連絡流路を介してキャビティ内に作用させ、前記キャビティ内のガスを吸引して外部に排出することを特徴とするものである。
【００１６】
本態様によれば、第１の態様と同様に、キャビティ内に存在するガスを短時間で外部に放出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本願発明に係る射出成形装置及び当該射出成形装置を使用することによって実行されるガス抜き方法を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では射出成形によって成形されるプラスチック成形品Ａを例に採り、可動型３と固定型４のみによって構成される単純な構造の金型２を使用してプラスチック成形品Ａの成形を行う場合について説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る実施の形態の射出成形装置の金型と成形品を示す分解斜視図、図２は同射出成形装置の可動型を示す平面図である。図３は同射出成形装置の図２中のＡ部の拡大平面図、図４は同射出成形装置の型閉じ状態の金型を示す縦断面図である。また、図５は同射出成形装置の図４中のＢ部の拡大縦断面図である。
【００１９】
図示の実施の形態に係る射出成形装置１は、上方に固定型４、下方に可動型３を配した金型２を適用対象としており、上記固定型４と可動型３の構成を一部改変することによって構成されている。
【００２０】
具体的には、射出成形装置１は、下方の可動型３の分割面となる上面５に対して形成されている圧縮流体流路６と、該圧縮流体流路６の一部の口径を縮径することによって形成されている吸引力発生部８と、一端が上記吸引力発生部８に接続され、他端が可動型３のキャビティ１９の周縁に形成されているガス抜き用口部９に接続されている連絡流路１０と、上記圧縮流体流路６に圧縮空気Ｅを供給する圧縮空気供給装置１１とを備えることによって基本的に構成されている。また、図示の実施の形態にあっては、固定型４と可動型３のそれぞれに冷媒Ｂが流れる冷却管路１２が一例として２本ずつ、計４本設けられている。
【００２１】
可動型３は、金属製で、図示のような矩形ブロック状の部材で、可動型３の分割面となる上面５には、プラスチック成形品Ａの裏面側を形作るためのコア（雄型）１４が一例として設けられている。また、上記コア（雄型）１４の周囲には、後述する固定型４の分割面となる下面７側に形成されているキャビティ（雌型）２０と一体になってプラスチック成形品Ａの成形空間を形成するキャビティ（雌型）１９が形成されている。そして、上記キャビティ１９の手前側の周縁に上述したガス抜き用口部９が形成されている。
【００２２】
尚、ガス抜き用口部９と後述する固定型４の下面７との間には、隙間Ｓが形成されており、該隙間Ｓは一例として０．００５〜０．０１ｍｍに設定されている。因みに隙間Ｓをこのような大きさに設定することによってキャビティ１９、２０内の溶融状態の樹脂原料Ｃは上記隙間Ｓを通過することができず、キャビティ１９、２０外への樹脂原料Ｃの流出は生じない。一方、キャビティ１９、２０内で発生あるいは混入したガスＧは、上記隙間Ｓを通ってキャビティ１９、２０外に排出されるようになっている。
【００２３】
また、可動型３の上面５には、上記ガス抜き用口部９の手前側に可動型３の左側面１５から右側面１６にかけて圧縮流体流路６が水平に延びるように形成されている。圧縮流体流路６は、一例として角溝状の溝によって形成されており、一例として可動型３の左側面１５側から圧縮空気Ｅが導入されて、可動型３の右側面１６側に排出されるようになっている。また図２中、仮想線で示すように上記圧縮流体流路６には金型２及びキャビティ１９、２０内のプラスチック成形品Ａを冷却するための冷媒Ｂを流すようにすることも可能である。
【００２４】
この場合には、図示のように上記圧縮流体流路６に冷媒Ｂを供給する冷媒供給装置２１と、上記圧縮流体流路６と冷媒供給装置２１をつなぐ接続流路２２と、該接続流路２２の途中において冷媒Ｂの温度を設定する冷却温度設定装置２３とを配設するように構成される。また、上記圧縮流体流路６の途中に上述した吸引力発生部８が設けられている。
【００２５】
尚、上記吸引力発生部８の口径ｄは、圧縮流体流路６の他の部位の口径Ｄの１／２〜１／３の範囲に設定されている。因みに、吸引力発生部８の口径ｄをこのような大きさに設定した場合には、圧縮流体流路６を流れる圧縮空気Ｅの円滑な流れを滞らせることなく、当該円滑な流れを維持した状態で圧縮空気Ｅの流速を効果的に速めることが可能になる。そして、上記圧縮空気Ｅの流速が速くなることによってガスＧのガス抜きに必要な十分な吸引力（負圧）が連絡流路１０内において発生し、キャビティ１９、２０内のガスＧが金型２外部に速やかに排出されるようになる。
【００２６】
そして、上述したように上記ガス抜き用口部９と吸引力発生部８との間に連絡流路１０が設けられている。連絡流路１０の深さＨは、一例として０．２ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されており、上述したガス抜き用口部９と固定型４の下面７との間の隙間Ｓが一例として０．００５ｍｍ〜０．０１ｍｍであるのに比べて格段に大きくなっている。
【００２７】
また、図２と図４に示すように、上記吸引力発生部８と連絡流路１０は、プラスチック成形品Ａの薄肉部２６に対応した個所に設けられている。そして、プラスチック成形品Ａの厚肉部２７には、ガス抜き用口部９に対して直接、排気流路２８が接続されるようになっている。
【００２８】
因みに、このような吸引力発生部８、連絡流路１０及び排気流路２８の配設態様を採用することによって、樹脂原料Ｃが短時間で固化してしまうプラスチック成形品Ａの薄肉部２６において効果的且つ迅速なガスＧのガス抜きが実行されるようになる。また、プラスチック成形品Ａの厚肉部２７を含めたプラスチック成形品Ａ全体を通じて効率的で十分なガス抜きが実行され、ショート、ヒケ等の成形不良が減少し、プラスチック成形品Ａの成形品質が向上するようになる。
【００２９】
また、可動型３のコア１４とキャビティ１９との下方には前面から後面にかけて貫通する上述した２本の冷却管路１２、１２が設けられている。
【００３０】
固定型４は、上記可動型３と同様、金属製で、図示のような矩形ブロック状の部材で、固定型４の分割面となる下面７側には、プラスチック成形品Ａの表面側を形作るためのキャビティ（雌型）２０が刻設されている。また、固定型４には、上記キャビティ２０内に樹脂原料Ｃを導くためのスプルー２５と、固定型４を冷却するために固定型４の前面から後面にかけて貫通する上述した２本の冷却管路１２、１２とが設けられている。そして、上記可動型３と固定型４に対して設けられている４本の冷却管路１２にも上述した接続流路２２が接続されており、冷媒供給装置２１によって接続流路２２に供給された冷媒Ｂは冷却温度設定装置２３によって所定の温度に冷却されて、その一部が上記冷却管路１２に導入されるようになっている。
【００３１】
圧縮空気供給装置１１としては、工場内に備えられている既存のエアコンプレッサ等の圧縮空気設備が使用でき、接続流路３２によって上述した圧縮流体流路６の流入端３３に接続され、圧縮空気供給装置１１によって生起された圧縮空気Ｅは、上記接続流路３２を通って上記圧縮流体流路６中へ導入されるようになっている。尚、冷媒Ｂとして圧縮空気Ｅを使用することも可能であり、その場合には冷媒供給装置２１を省略して圧縮空気供給装置１１によって兼用させることが可能である。
【００３２】
次に、このようにして構成される本実施例の射出成形装置１を使用することによって実行される本発明のガス抜き方法を説明する。本発明のガス抜き方法は、プラスチック成形品Ａの薄肉部２６に対して主に適用される（１）負圧発生工程と、（２）吸引力増大工程とを備えることによって基本的に構成されており、更に本実施の形態ではプラスチック成形品Ａの厚肉部２７に対して主に適用される（３）射圧利用工程とを備えることによって構成されている。
【００３３】
（１）負圧発生工程（図１〜図５参照）
負圧発生工程は、圧縮流体流路６に圧縮空気Ｅを流すことによって、キャビティ１９、２０と上記圧縮流体流路６との間に形成されているガス抜き用口部９と連絡流路１０内に負圧を発生させる工程である。
【００３４】
即ち、可動型３が上方に移動して上方の固定型４に密着する型閉じ状態にする。また、金型２のキャビティ１９、２０内に図示しない射出成形機から射出された所定量の樹脂原料Ｃがスプルー２５を介して注入される。そして、上記型閉じ状態が形成された後、あるいは樹脂原料Ｃの注入後に直ちに圧縮空気供給装置１１を駆動して接続流路３２を介して圧縮流体流路６の流入端３３に圧縮空気Ｅを供給する。
【００３５】
圧縮流体流路６の流入端３３に供給された圧縮空気Ｅは、圧縮流体流路６の排出端３４に向かって流れ、途中、吸引力発生部８を通過することによってガス抜き用口部９と連絡流路１０に吸引力（負圧）を発生させる。そして、キャビティ１９、２０内のガスＧをガス抜き用口部９から連絡流路１０へと導き、圧縮流体流路６中を流れる圧縮空気Ｅと共に圧縮流体流路６の排出端３４から金型２外へ排出させる。
【００３６】
（２）吸引力増大工程（図１〜図５参照）
吸引力増大工程は、圧縮流体流路６の一部の口径をＤからｄに縮径させることによって形成される吸引力発生部８に圧縮空気Ｅを流すことによって圧縮空気Ｅの流速を速くしてキャビティ１９、２０内の残留ガスＧに対する吸引力を増大させる工程である。
【００３７】
即ち、圧縮空気Ｅが圧縮流体流路６の口径が大きな部分（口径Ｄ）から口径が小さな吸引力発生部８（口径ｄ）に至ると、その口径の縮小率に対応してベンチュリ効果による吸引力（負圧）が増大する。そして大きな吸引力でキャビティ１９、２０内のガスＧを速やかに吸引力発生部８で吸引して外部に排出するようになる。
【００３８】
（３）射出圧利用工程（図１〜図５参照）
射出圧利用工程は、射出成形機からキャビティ１９、２０内に射出される樹脂原料Ｃの射出圧を利用してキャビティ１９、２０内のガスＧを金型２外に排出する工程である。
【００３９】
即ち、プラスチック成形品Ａの厚肉部２７では、上記樹脂原料Ｃの射出圧によってキャビティ１９、２０内のガスＧは、ガス抜き用口部９を通って排気流路２８に至り、そのまま金型２外に排出される。また、プラスチック成形品Ａの薄肉部２６でも上記樹脂原料Ｃの射出圧が作用するから、上記（１）負圧発生工程と（２）吸引力増大工程とによって増大された吸引力と相俟って、当該薄肉部２６の存するキャビティ１９、２０内のガスＧは極めて短時間に金型２外に排出されるようになる。
【００４０】
本願発明に係る射出成形装置１及びガス抜き方法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
【００４１】
例えば、本発明の適用対象となる金型２は、可動型３及び固定型４の他に入れ子等を備える複雑な構造の金型２であってもよいし、圧縮流体流路６、吸引力発生部８、ガス抜き用口部９及び連絡流路１０を上方の固定型４側に設ける構成であってもよいし、可動型３と固定型４の双方に設ける構成であってもよい。
【００４２】
また、図６に示すように、上記圧縮流体流路６、吸引力発生部８及び連絡流路１０は、前述した実施の形態のように１本ずつ設ける他、薄肉部２６の数に応じて２本ずつ設けてもよい。
【００４３】
また、図７に示すように、上記圧縮流体流路６、吸引力発生部８及び連絡流路１０は、４本ずつ設ける等、複数本設けることが可能である。
【００４４】
また、１本の圧縮流体流路６に対して複数本の吸引力発生部８や連絡流路１０を枝分かれさせるようにすることも可能である。また、圧縮流体流路６に冷媒Ｂを流すことによって十分な金型２の冷却効果が得られる場合には冷却管路１２の一部または全部を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る実施の形態の射出成形装置の金型と成形品を示す分解斜視図。
【図２】同射出成形装置の可動型を示す平面図。
【図３】同射出成形装置の図２中のＡ部の拡大平面図。
【図４】同射出成形装置の型閉じ状態の金型を示す縦断面図。
【図５】同射出成形装置の図４中のＢ部の拡大縦断面図。
【図６】本発明の他の実施形態の射出成形装置の可動型を示す平面図。
【図７】本発明の更に他の実施形態の射出成形装置を適用した可動型を示す平面図。
【符号の説明】
【００４６】
１  射出成形装置、２  金型、３  可動型、４  固定型、５  上面（分割面）、６  圧縮流体流路、７  下面（分割面）、８  吸引力発生部、９  ガス抜き用口部、１０  連絡流路、１１  圧縮空気供給装置、１２  冷却管路、１４  コア（雄型）、１５  左側面、１６  右側面、１９  キャビティ（雌型）、２０  キャビティ（雌型）、２１  冷媒供給装置、２２  接続流路、２３  冷却温度設定装置、２５  スプルー、２６  薄肉部、２７  厚肉部、２８  排気流路、３２  接続流路、３３  流入端、３４  排出端、Ａ  プラスチック成形品、Ｂ  冷媒、Ｃ  樹脂原料、Ｅ  圧縮空気、Ｓ  隙間、Ｇ  ガス、ｄ  口径、Ｄ  口径、Ｈ  深さ
【図１】
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【図２】
2009196093.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009196093.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009196093.tif 000008
【図７】
2009196093.tif 000009