JPH01130862A - 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、金型のキャビティからガスを抜
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。

特公昭５９−３１０号公報に開示されているガス抜き装
置は、弁を閉方向に付勢する引張りばね笠の部材と、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、このような従来のガス抜き装置は、弁の
開位置での係止力を長期間持続させる点において必ずし
も満足すべきものでなかった。すなわち、射出サイクル
のたびに弁の開閉が繰り返されると、ボールや板ばねお
よびこれらとの接触部が摩耗し、係止力の低下により溶
融物が来る前に弁が閉じてしまうようになり、ガス抜き
が不能になる虞れがあった。また逆にポールの接触面が
荒れたり変形したりすると、弁開位置での係止力が強く
なり、溶融物が来てもその衝突力よりも係ＩＩ：力が上
回って弁が閉まらなくなることにより弁室内へ溶融物が
侵入してしまうとか、あるいは弁に作用する溶融物の衝
突力が小さいために係止が解除されても弁が閉じるまで
に時間が掛かってその間に溶融物が侵入してしまうとい
う問題があった。

［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では。

弁体の反弁体側端部に、スプールの内孔と摺動自在に嵌
合するピストンを固定し、弁棒の進退動によりこのピス
トンのロッド側端面に流体圧が作用したりしなかったり
するように構成するとともに、ピストンのヘッド側室、
ロッド側室、およびピストンのロッド側端面部それぞれ
に連通ずる各ポートと圧力流体源とを、切替弁を有する
配管で接続した。

［作用］ キャビティ内に射出された溶融物がガス抜き孔に達する
までは、少なくともピストンのロッド側室が加圧され弁
が開きピストンのロッド側端面には流体圧が作用しない
状態で保持されているので、キャビティ内のガスは、弁
開部とスプール内孔とを経て排出孔から排出される。射
出中に溶融物が弁開部に達して有底部に衝突するか、な
いしは、ピストンのロッド側端面部に流体圧が作用して
ピストンがＬ昇すると弁が閉方向に移動するが、弁が僅
か移動すると、ピストンのロッド側端面に流体圧が作用
し弁閉方向の大きな力が発生し、急速に弁が閉じて弁閉
状態を保持する。

［実施例］ 第１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図はその
縦断面図、第２図は同じく要部の縦断面図と空気圧回路
図、第３図はガス抜き装置とこれを実施した金型との一
部破断側面図、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０図
において、型締状態で示す固定金型ｌ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１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ｌ。

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ＩＯの途中から分
岐されて迂回するバイパス１２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ｌの上面に固定されたブラケット１３Ｆ−には
、流体圧シリンダ１４がスプール孔１１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ロッド１５
の作用端であるフランジ１５ａには、全体を符号１６で
示すガス抜き装置のスプール１７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１７は押え金１９
とポル）２０とでホルダ１８に固定されている。スプー
ル１７は有底円筒状に形成されていてその下端には段部
１７ａ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と係合したリスブール孔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１７は部材１７ｂと部材１７ｃとに分割され
ていて、その間に内孔１７ｄに嵌合された弁ガイド２１
のフランジが挾持されており、この状態で部材１７ｂ、
１７ｃと弁ガイド２１とが一体化されている。２２は弁
ガイド２１の上方に位首して部材１７ｂの内孔１７ｈに
摺動自在に嵌合されたピストンであって、その中心ねじ
孔には、弁ガイド２１の内孔２１ａ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、
この弁棒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１７の下部開口端には弁座１７ｅが
形成されており、弁体２４と弁座１７ｅ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１図示の弁開状態において、弁体２４
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。

スプール１７の部材１７ｂの上部中央に設けられたピス
トン２２のヘッド側室２５には、ポート２６ａ、２６ｂ
が開口されており、ポート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２
９を介して圧縮空気源３０に接続されている。一方、ピ
ストン２２のロッド側にはフランジ２２ａが形成されて
いて。

弁が開いている状態においてこのフランジ２２ａの下面
は弁ガイド２１の上部に嵌装されたＯリング３３に押付
けられると、０リング３３の内外の圧縮空気の流れを遮
断できる。Ｏリング３３は弁ガイド２１の上部の半あり
溝部と部材１７ｂの内周面とにより固定されており脱は
出ることはない。

そして、ピストンの側面外周部下方に設けられたロッド
側室３１に設けたポート３４は、ソレノイド５ＱＬ−Ｂ
を有する切替弁３５と減圧弁３６とを備えた配管３７を
介して圧縮空気源３０に接続されており、また０リング
３３の内側においてロッド側室３１に連通しうるロッド
側端面部へのポート３８は、ソレノイド５ＱＬ−Ｃを有
する切替弁３９を備えた配管４０と前記減圧弁３６を介
して圧縮空気源３０に接続されている。

このような構成により、以下に示す制御ができる。

Ｉ）弁の開動作 ソレノイド５ＱＬ−Ａに通電し、ソレノイド５ＱＬ−Ｂ
および５ＱＬ−Ｃを非通電状態にすると、圧縮空気がポ
ート２６ｂおよび２６ａからヘッド側室２５に流入して
ピストン２２を押下げ、ピストン２２の下面はＯリング
３３に押付けられ、弁座１７ｅが開かれる。

１１）弁の開保持 弁の開動作後、まずソレノイド５ＱＬ−Ｂに通電し、次
いでソレノイド５ＱＬ−Ａを非通電状態にする。この状
態においては、圧縮空気はロッド側室３１に流入し、ピ
ストン２２と部材１７ｂの内孔１７ｈとの隙間を通って
ヘッド側室２５に洩れるがほとんど配管抵抗なしに切替
弁２７を通して排出されるため、ヘッド側室２５には背
圧はほとんど発生しない。この時、ピストン２２の下面
と接触しているＯリング３３の内部にはロッド側室３１
から圧縮空気が流入することはなく、弁の閉動作１１１
１にあった圧縮空気は、弁棒２３と弁ガイド２１の内孔
２１ａとの隙間を通って洩れるため、圧力は発生してい
ない、この時のロッド側室３１の空気圧をＰＲ，Ｓ、を
第５図に示す面積とすると、ｐＲ＠ｓｌで表わされる弁
開保持力が弁に作用しており、弁の開状態を保持してい
る。

ｉｉ＋　）弁の閉動作 ソレノイド５ＱＬ−Ｂおよび５ＱＬ−Ｃに通電し、ソレ
ノイド５ＱＬ−Ａを非通電状態にすると、ピストン２２
の下面に空気圧ＰＲが作用し、ピストン２２は上方に押
上げられ弁は閉じる。Ｓ２を第５図に示す面積とすると
、弁はＰＲ１ＩＳ２で与えられる力で弁の閉状態を保持
する。また、開保持状態において、開保持力以上の力が
弁の閉方向に作用し弁が僅かに移動すると、ピストン２
２の下面がＯリング３３から離れ、空気圧がピストン下
面全面に作用し、ＰＲ・Ｓ２で与えられる力によりピス
トン２２は急速に上昇し、弁座１７ｅは素早く閉じ弁閉
状態が保持される。

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ｌおよび２を型締した後、流体圧シリンダ
１４が作動してガス抜き装置全体が下降し、第１図に示
すようにスプール１７の段部１７ａがスプール孔１１に
嵌合する０次に前述の弁開動作の後、弁の開保持状態に
移行する。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
１７ｇ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ｌＯ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ＰＲ・Ｓｌで表わされる弁開保持力が決められ
ている。そして、溶湯７は、キャビティ４にほぼ充填さ
れたのちガス抜き溝１０内を」−昇しガスとともに弁体
２４の下面に当る。このとき溶湯７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は」三方へ跳ねとげられる。

このように弁体２４が僅かに上方へ移動してピストン２
２の下面が０リング３３から離れると、ロンド側室３１
内の圧縮空気がピストン下面とＯリング３３との隙間か
ら０リング３３の内部に入り、前述したＰＲ１１５２で
表わされる力がピストン２２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１７ｅ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２４がガス抜き溝１０とバイパス
１２とを閉鎖した状態で溶湯７が所定時間加圧、冷却さ
れた後、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全体を卜昇させると、キャビティ４
．ガス抜き溝１０、およびバイパス１２内で凝固した凝
固物４１から弁体２４が離れるが、このとき弁体２４と
凝固物４１との分離抵抗によって弁体２４の上方への移
動が妨げられ、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、前記空気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
て製品押出装置８によって押出される。第４図はこのあ
とソレノイド５ＱＬ−Ｃに通電して弁体２４を閉じたと
ころを示している。

第６図ないし第１５図はそれぞれ本発明の他の実施例を
第５図に対応して示すガス抜き装置要部の断面図である
。先ず第６図に示すものにおいては、ピストン２４が摺
動するスプール１７の内孔１７ｈの内周面にラビリンス
溝４２を設けたものであって、こうすることにより圧縮
空気の洩れを減らすことができる０次に第７図に示すも
のは、スプール１７の内孔１７ｈの内周面に設けた溝内
に０リング４３を介装したものであって、こうすること
により圧縮空気の洩れをさらに減らすことができる。な
お、０リング３３を設けたものにおいては、これをピス
トン２２の下面側に固定してもよい。さらに第８図に示
すものは、シール部材として０リング３３の代りに板状
のゴムパツキン４４を介装したものであって、これはゴ
ムの代りに銅や鉛等の金属パツキンでもよい。また第９
図に示すものは、０リング３３を設けず、弁ガイド２１
に段部２１ｂを設けてこの段部２１ｂにフランジ２２ａ
の外周面を嵌合させたものであって、こうすることによ
っても同様の機能を得ることができる。さらに第１０図
に示すものは、０リングやパツキンを用いず、フランジ
１７ｈと弁ガイド２１の上部の内周面とにテーパ加工を
施して嵌合させたものである。第１１図に示すものは、
第９図に示すものと同様に弁ガイド２１に段部２１ｂを
設けて、この段部２１ｂにフランジ２２ａの外周面を嵌
合させるものであるが、弁の開保持時に嵌合部から僅か
洩れた圧縮空気がピストン２２を押し上げないよう、圧
縮空気をピストン２２に設けた孔８０とこれに連通ずる
ピストン２２の外周に設けた溝８１および部材１７ｂの
内周に設けた溝８２とこれに連通ずる孔８３を通して排
出するようにしたものである。ピストン２２が上昇し弁
が閉じた後は、第１２図に示すようにｙＩ８１と溝８２
の連通が断たれ、ロッド側室３１内の流体は外部に排出
されない。また第１３図に示すものは、弁の開保持時に
嵌合部から僅か洩れた圧縮空気がピストン２２を押し上
げないよう、圧縮空気を弁ガイド２１と部材１７ｃに設
けた孔８４および弁棒２３に設けた溝８５を通して排出
するようにしたものである。ピストン２２が上昇し弁が
閉じた後は、第１４図に示すように孔８４と溝８５の連
通が断たれ、ロー２ド側室３１内の圧縮空気は外部に排
出されない。

前記実施例においては、ピストン２２にフランジ２２ａ
を設けたものを示したが、第１５図に示すようにフラン
ジ無しのピストンのものでもよい。

この場合には、弁の開保持時にはヘッド側室２５に圧縮
空気を流し弁の開保持力を与える。ただしこの時の弁の
開保持力は弁が閉じる時にピストン下面に作用し、ブ１
′を閉じようとする力より小さくなければならない。

なお、前記実施例は弁体２４を溶湯の慣性力のみによっ
て閉じるものを示したが、これは場合によっては、射出
中に電気的な指令等によって前記弁の閉動作を行ない弁
体２４を閉じるようにすることもできる。

以上実施例においては、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１７ｆに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いて溶湯を射出す
ることもできる。

［発明の効果］ 以上の説明により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、弁棒の反弁体側端部に、スプ
ールの内孔と摺動自在に嵌合するピストンを固定し、弁
棒の進退動によりこのピストンのロッド側端面に流体圧
が作用したりしなかったりするように構成するとともに
、ピストンのヘッド側室、ロッド側室、およびピストン
のロッド側端面部それぞれに連通ずる各ポートと圧力流
体源とを、切替弁を有する配管で接続したことにより、
ガス抜き中は流体圧により弁開状態を保持するとともに
、溶湯が弁体に衝突して弁体が僅か閉方向に移動すると
、ピストンのロッド側端面に流体圧が作用し弁体を閉じ
る方向に大きな力が発生し、急速かつ確実に弁体を閉じ
させることができるので、従来のボール等による係止装
置のように係止部が摩耗する虞れがなく、開閉周位置−
での保持力を確実に長期間維持することができ。

耐久性と信頼性とが大幅に向上する。また、弁が常に確
実に作動し、射出時におけるガスの排出が確実に行なわ
れるので、常に巣のない良質、高強度の射出製品が確実
かつ容易に得られる。さらに、弁の開き位置での保持を
機械的に行なう場合と比較して部品点数が減少し、保守
が容易になるとともに、弁の開き位置での保持力の調整
が流体圧の調整のみで行なえ、調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第１５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図はその縦断面図、第２図は同
じく要部の縦断面図と空気圧回路図、第３図は金型用ガ
ス抜き装置とこれを実施した金型との一部破断側面図、
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、第５図は金型用ガス抜き
装置の要部の縦断面図、第６図ないし第１５図はそれぞ
れ本発明の他の実施例を示す金型用ガス抜き装置要部の
縦断面図である。 １・・・固定金型、　　　　　　　２・・・可動金型、
４・・・キャビティ、　　　　　１１・・・スプール孔
、１６・・・金型用ガス抜き装置、１７・・・スプール
、１７ｄ・・・内孔、　　　　　　１７ｅ・・・弁座、
１７ｆ・・・排出孔、　　　　　　２２・・・ピストン
、２２ａ・・・フランジ、　　　　　２３・・・弁棒、
２４・・・弁体、　　　　　　　　２５・・・ヘッド側
室、２６ａ、２６ｂ、３４．３８・−・ポート、−２７
，３５，３９・・・切替弁、 ２９．３７．４０・・・配管、３０・・・圧縮空気源、
３１・・・ロッド側室。 第１図 第２図 第４図 第１５　　図 −「−糸ゾ己　ネ山　二１Ｅ　１！３　（自発）昭和６
３年２り／ユ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有底円筒状に形成されて壁面にガスの排出孔を有し開口
   端を金型のスプール孔部に取付けられるスプールと、こ
   のスプールの内部に進退自在に設けられた弁棒と、この
   弁棒の先端部に設けられて弁棒の進退動により前記スプ
   ールの開口端を開閉する弁体とを備え、前記開いたスプ
   ール開口端とスプール内孔とを経て前記排出孔から金型
   キャビティ内のガスを排出するようにした金型用ガス抜
   き装置において、前記弁棒の反弁体側端部に、スプール
   の内孔と摺動自在に嵌合するピストンを固定し、弁棒の
   進退動によりこのピストンの弁体側端面に流体圧が作用
   したりしなかったりするように構成するとともに、前記
   ピストンのヘッド側室、ロッド側室、およびピストンの
   ロッド側端面部それぞれに連通する各ポートと圧力流体
   源とを、切替弁を有する配管で接続したことを特徴とす
   る金型用ガス抜き装置。