JPH0815651B2

JPH0815651B2 - 金型用ガス抜き装置

Info

Publication number: JPH0815651B2
Application number: JP62288515A
Authority: JP
Inventors: 稔栗山
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH01130862A

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け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等の部材と、この
弁を閉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
の閉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はなかった。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磨耗し、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。また逆にボールの接触
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止力が上
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
の側室であるロッド側室とピストンのロッド側端面部と
の間をピストン下端外周部で開閉し得るように構成する
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。

しかし、これだけでは、万一、不具合が生じ、ピスト
ンのロッド側端面部に通じている切替弁から圧縮空気等
の作動流体が洩れた場合は、その洩れた作動流体の作動
により、ピストンロッドの側端面部に圧力が加わり、そ
の圧力が大きくなった場合は、ピストンが持上げられて
弁体が閉じてはいけないときに閉じる恐れがある。

したがって、本発明では、確実性と安全性確保のため
に、弁体の開閉により、ピストンロッド側端面部と前記
スプール内に設けた外部の外気部へ通じる洩れた作動流
体排出用の孔との間を開閉する孔ないしは溝をピストン
ないしは弁棒に設けた。

［作用］キャビデ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弁底部に衝突するか、
ないしは、ピストンのロッド側端面部に流体圧が作用し
てピストンが上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。

そして、弁体が開いている場合に、万一、不具合が生
じ、ピストンのロッド側端面部に通じている切替弁から
圧縮空気等の作動流体が洩れた場合は、その洩れた作動
流体がピストンのロッド側端面部に流れて来るが、弁体
が開いている時には、ピストンないしは弁棒に設けられ
ていてピストンのロッド側端面部とスプール内に設けた
外部へ通じる孔との間を開閉する孔や溝が外気部に通じ
ているので、ピストンのロッド側端面部には圧力は立た
ず、弁体が不用意にに閉じることはない。

なお、射出動作時に、弁体に溶融物が作用して弁体が
閉じ始めてピストンが持上がり始めた時には、ピストン
のロッド側室の作動流体がピストンロッド側端面部に流
れ込んで作用するが、その時には、ピストンロッド側端
面部と前記スプール内に設けた外部の外気部へ通じる洩
れた作動流体排出用の孔との間は、ピストンないしは弁
棒に設けた孔や溝も持上げられることによって、閉じら
れ、作動流体が外部に流出することはない。

［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。
ただし、第１図、第２図、第４図においては、ピストン
部に、後で説明する第11図、第12図に示すような孔80と
溝81が設けられているが、その図示は省略した。後で説
明する第５図〜第10図、第15図においても同様である。
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１の上面に固定されたブラケット13上には、
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とボルト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と係合したりスプール孔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
置して部材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21
a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、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てこれを閉塞してい
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SOL−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、Ｏ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
れており脱け出ることはない。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SOL−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Ｏ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SOL
−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SOL−Ａに通電し、ソレノイドSOL−Ｂおよ
びSOL−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。

ii）弁の開保持弁の開動作後、まずソレノイドSOL−Ｂに通電し、次
いでソレノイドSOL−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、弁の閉動作前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、あ
るいは、後で第11図等によって説明する孔80や溝81等を
通して外部に排出されるため、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P_R、S₁を第５図に示す
面積とすると、P_R・S₁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。

iii）弁の閉動作ソレノイドSOL−ＢおよびSOL−Ｃに通電し、ソレノイ
ドSOL−Ａを非通電状態にすると、ピストン22の下面に
空気圧P_R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P_R・S₂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22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、P_R・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17
e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１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。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10を経て弁体24の下端に当り、バイパス12,弁体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P_R・S₁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内を上昇しガスと
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は上方へ跳ね上げられ
る。このように弁体24が僅かに上方へ移動してピストン
22の下面がＯリング33から離れると、ロッド側室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Ｏリ
ング33の内部に入り、前述したP_R・S₂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全体を上昇させると、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SOL−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。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Ｏリング4
3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、Ｏ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Ｏリング33の代りに板状のゴムパッキン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
金属パッキンでもよい。また第９図に示すものは、Ｏ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、Ｏリングやパッキン
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、本発明の主要部の１実施例を示すもので、
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内にピストン22のロッド側端面部から軸線方向に
向けて設けた有底の孔80とこれに連通するピストン22の
外周に設けた溝81およびスプール17の部材17bのピスト
ン22の外周面が摺動自在に勘合している内孔面部の一部
に設けた溝82とこれに連通していて外部に通じている孔
83を通して外部に排出するようにしたものである。すな
わち、第11図に示すものにおいては、ピストンのロッド
側端面部と前記スプール17内に設けた外部へ通じる溝8
2、孔83との間を開閉する孔80、溝81をピストン22に設
けており、ピストン22が上昇し弁が閉じた後は、第12図
に示すように溝81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、本発明の主要部の他の実施例を示すもので、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、圧縮空気をスプール17の一部を構成
している弁ガイド21と部材17cに設けた孔84および弁棒2
3に設けた溝85を通して排出するようにしたものであ
る。すなわち、第13図に示すものにおいては、ピストン
のロッド側端面部に通じていて前記スプール17内に設け
た外部へ通じる孔84の途中の一部を開閉する溝85を弁棒
23に設けており、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、ロッド
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、弁を閉じようとする力より小さ
くなければならない。

すなわち、弁開保持時（弁が開いた状態の時）、弁閉
動作時（弁が開状態から閉状態に移行する時）、弁閉保
持時（弁が閉じた状態の時）に、ヘッド側室25の圧力
は、ロッド側室31の圧力より小さくしておき、弁閉動作
時にロッド側室31の圧力がピストン33の下面に作用する
ことにより、弁に弁閉方向の加速度が加わるようにして
おく。

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を大気開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、
弁棒の動によりこのピストンの側室であるロッド側室と
ピストンのロッド側端面部との間をピストン下端外周部
で開閉し得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、開閉両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。

また、本発明においては、弁体の開閉により、ピスト
ンのロッド側端面部と前記スプール内に設けた外部へ通
じる孔との間を開閉する孔ないしは溝をピストンないし
は弁棒に設けたので、弁体が開いているときに、万一、
不具合が生じ、ピストンのロッド側端面部に通じている
切替弁から圧縮空気等の作動流体が洩れ、その洩れた作
動流体がピストンのロッド側端面部に流れて来た場合で
も、弁体が開いている時には、ピストンないしは弁棒に
設けられていてピストンのロッド側端面部とスプール内
に設けた外部へ通じる孔との間を開閉する孔や溝が外気
部に通じているので、ピストンのロッド側端面部には圧
力は立たず、弁体が不用意に閉じることはない。

なお、射出動作時に、弁体に溶融物が作用して弁体が
閉じ始めてピストンが持上がり始めた時には、ピストン
のロッド側室の作動流体がピストンのロッド側端面部に
流れ込んで作用するが、その時には、ピストンのロッド
側端面部と前記スプール内に設けた外部の外気部へ通じ
る洩れた作動流体排出用の孔との間は、ピストンないし
は弁棒に設けた孔や溝も持上げられることによって、閉
じられるので、作動流体が外部に流出することはない。

【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。特に、第11図〜第14図は本発明の主要部の実施例を示す
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。80、83、84……孔、81、82、85……
溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有底円筒状に形成されて壁面にガスの排出
口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勘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側室であるロ
ッド側室とピストンのロッド側端面部との間をピストン
下端外周部で開閉し得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、かつ、弁体の開
閉により、ピストンのロッド側端面部と、ピストンの外
周面が摺動自在に勘合しているスプールの内孔面側部の
一部に設けかつ外周側が孔（83）を介して外部に通じて
いる溝（82）との間を開閉する、ピストンのロッド側端
部から軸線方向に向けて設けた孔（80）とこの孔（80）
の上端部でピストンの外周面部に設けた溝（81）をピス
トン内に設けるか、または、ピストンのロッド側端面部
に通じていて前記スプール内に設けた外部へ通じる孔
（84）の途中の一部を開閉する溝（85）を弁棒に設けた
ことを特徴とする金型用ガス抜き装置。