金属射出成形用離型剤の塗布方法および装置

【課題】一般的な金属射出成形機を用いて成形を行う離型剤を塗布する場合、金型に配置された噴霧ノズルが引き起こしていた操作性、保全性、製作性、機能性などの悪化を解決し、難しい知識や経験等を必要とせずコスト上昇を最小限に抑制し、これまでの凡用タイプの金型をそのまま流用することが可能な構造とした離型剤を塗布する方法及び装置を提供する。
【解決手段】射出成形機の固定盤に設けられたスペーサープレート内に、離型剤を塗布するために、外部からの駆動機構により動作する離型剤噴出ノズルを備え、金型の溶湯の注入口から離型剤を塗布する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機より射出されるアルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等の低融点の金属射出成形において、離型剤を金型キャビティ内に導入してキャビティに付着させる際の金型への離型剤の塗布方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は従来の技術として、金属射出成形機を用いて成形を行う金型に、離型剤を塗布する場合における全体構造を概略的に示す概略構成図、図１０は、図９の金型部分をより詳細に示す図であり、離型剤が金型内を通過しキャビティに付着するようにした金型構造を示す断面側面図である。図１１は金型の他の例を示す断面側面図である。
【０００３】
図９において、１はシリンダであり、図示していない原料チップが投入され、スクリュにより前方に搬送する過程で外部に装着された加熱源により加熱し、溶融状態となった原料を保持すると共に高速で射出する。
【０００４】
４は金型であり、固定盤２と可動盤３とにより成形機に対して固定される。５は金型４内に製品の形状を形成すると共に、溶湯を製品部まで導くための空間であり、７は図示していない離型剤を主に圧縮空気等により搬送する離型剤吐出装置である。
【０００５】
１０は油圧等で駆動するシリンダ装置であり、１１はこのシリンダ装置１０に連結されたスライドプレートである。１２は離型剤噴霧ノズルであり、スライドプレート１１内に設けられ、スライドプレート１１が所定の位置まで移動することにより、離型剤吐出装置７から搬出される離型剤をキャビティ内に噴霧する。以上の構成において、金型のキャビティ内には、シリンダ１からの溶湯と離型剤がスライドプレートの移動により、切り替えて導入される。
【０００６】
図９をより詳細に示す図１０において、２０は成形品を得るための金型の固定側金型で、シリンダ装置１０により動作するスライドプレート１１が組み込まれている。離型剤はスライドプレート１１内に配置されている離型剤噴霧ノズル１２からスプルー２５を解してキャビティ２６に噴霧される。２１は成形品を得るための可動側金型で、射出終了後得られた製品を取り出すためのエジェクタピン２３、エジェクタピン２３がまとめて固定されているエジェクタプレート２２、成形機からエジェクタプレートを動かすための突き出しロッド２４を備えて構成されている。
【０００７】
また、図１１においても同一対象に同一符号を付している。図１１においては、エジェクタプレート２２にシリンダ装置１０が設置されている。スプルー２５に配置されているエジェクタピン２３ａはシリンダ装置１０に連結され、このピン２３ａを単独で後退させることにより、スプルー２５、キャビティ２６に離型剤が噴霧される。
【０００８】
次に一般的な金属射出成形機を用いて成形を行う金型に、離型剤を塗布する場合の動作について図１２、図１３を参照しつつ説明する。
図１０に示した離型剤塗布方法では、図１２（ａ）より、製品の取出しが終了し、固定型２０と可動型２１が閉じると、図示されていない型閉じ信号を感知し、シリンダ装置１０が動作することにより、シリンダ装置１０に連結されているスライドプレート１１が移動する。スライドプレート１１内には溶湯が通ると湯道と離型剤噴霧ノズル１２が配置されており、離型剤の噴霧が可能な状態となる。
【０００９】
図１２（ｂ）よりスライドプレート１１が所定量移動し、図示されていない移動完了信号を感知すると、離型剤吐出装置７から主に圧縮空気などを用いてタイマーより所定量の離型剤を噴出し、溶湯が通過する金型内の空間に塗布する。
【００１０】
図１２（ｃ）より、離型剤吐出装置７のタイマー動作が完了すると離型剤の噴出は終了し、シリンダ装置１０が動作する。これに連動しスライドプレート１１が移動し溶湯が通る湯道の状態に復帰する。
【００１１】
図１２（ｄ）より、スライドプレート１１の移動が完了し、図示されていない原点復帰信号を感知すると、シリンダ１が前進し、射出成形が可能な状態となる。射出成形後、金型が開き製品を取り出すと一工程が終了する。
【００１２】
また、図１１に示した離型剤塗布方法では、図１３（ａ）より、製品の取出しが終了し固定型２０と可動型２１が閉じ、ノズル１が金型にタッチすると、図示されていない型閉じ信号を感知し、シリンダ装置１０が動作することにより、シリンダ装置１０に連結されているエジェクタピン２３ａが移動する。
【００１３】
エジェクタピン２３ａが移動すると離型剤噴霧ノズル１２とキャビティ２６やスプルー２５などの空間がつながり、噴霧が可能な状態となる。
【００１４】
図１３（ｂ）よりエジェクタピンが所定量移動し図示されていない移動完了信号を感知すると、離型剤吐出装置７から主に圧縮空気などを用いて、図示されていないタイマーより所定量の離型剤を噴出し、溶湯が通過する金型内の空間に塗布する。
【００１５】
図１３（ｃ）より、離型剤吐出装置７のタイマー動作が完了すると離型剤の噴出は終了し、シリンダ装置１０が動作する。これに連動しエジェクタピン２３ａが移動し、離型剤噴霧ノズル口を遮断する。
【００１６】
図１３（ｄ）よりエジェクタピン移動が完了し図示されていない原点復帰信号を感知すると、射出成形が可能な状態となる。射出成形後、金型が開き製品を取り出すと一工程が終了する。
【００１７】
なお、本発明の関連する従来技術として下記特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−０６２５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来の一般的な金属射出成形機を用いて成形を行う金型に離型剤を塗布する場合は以上のように構成されているので、スライドプレートを用いる場合も、エジェクタピン２３ａを後退させる場合にも、金型自体に離型剤塗布のための導入口が配置されている。従って、製品が変わる毎にそれぞれの金型にノズル等の導入口や油圧シリンダ等の可動装置を設置する必要がある。
【００１９】
また、金型の限られたスペースに、これらの設備を配置しなければならないため、金型設計が非常に困難となり、金型作製の納期の長期化やコストＵＰ、金型の大型化に繋がる結果となっている。
【００２０】
さらに、金型の大型化は、保管場所のスペースの大型化を招き、またそれに伴って、取り扱いも容易でなくなる。
【００２１】
また、金属射出成形で成形を行う場合、金型は２００℃程度に加熱されているのが通常であり、金型内に組み込まれた噴霧ノズルの動作不良が起こることがあった。そのためメンテナンスの頻度が高くなる傾向となり、金型の分解・組立の作業性は複雑な構造上、長期間必要となる。
【００２２】
水溶性離型剤の場合は、水のようなものを吹き付けるので金型表面は冷却されていた。その他の離型剤を塗布する場合は、水などを使用しないため金型表面は冷却される要因がなくなり、保温性が高くなるため、湯流れが向上する等の効果がある反面、金型の特にスプルーなどの大量の溶湯が蓄積される部位は温度が高くなり、金型と溶湯の接触が酸化し焼き付きなどの不具合が発生することがあるが、局部的に別途冷却を施し閥熱する必要があった。しかし金型内に冷却部を配置するスペースを設けることが困難な状況であった。
【００２３】
スライドプレートを用いた噴霧ノズルの場合は、離型剤が塗布されない部分が発生し焼き付きの要因となることがあった。またエジェクタピンを後退し離型剤を導入するタイプは、本来溶湯が流入されない部分にも関わらず、エジェクタピン可動部に離型剤が堆積し、それにより溶湯が進入し、動作不良を引き起こすことがあった。離型剤噴出方向も、５００℃以上に加熱された射出成形機のノズルに当たりそれからキャビティに向け方向が変わるため、離型剤の流れが複雑になりキャビティの末端まで離型剤が届かないことがあった。
【００２４】
本発明は上記のような従来のものの課題を解決するためになされたもので、一般的な金属射出成形機を用いて成形を行う離型剤を塗布する場合、金型に配置された噴霧ノズルが引き起こしていた操作性、保全性、製作性、機能性などの悪化を解決し、難しい知識や経験等を必要とせずコスト上昇を最小限に抑制し、これまでの凡用タイプの金型をそのまま流用することが可能な構造とした離型剤を塗布する方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上述した課題を解決するため、本発明は、金型内に離型剤を塗布する離型剤塗布装置であって、射出成形機の固定盤に設けられたスペーサープレート内に、離型剤を塗布するために、外部からの駆動機構により動作する離型剤噴出ノズルを備え、金型の溶湯の注入口から離型剤を塗布することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明において、前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対して、前進後退の直線運動をすることを特徴とする。
【００２７】
さらに、本発明において、前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対し、円周方向の円弧運動をすることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明において、前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対し、平行な回転運動をすることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、金型内に離型剤を塗布する離型剤塗布方法であって、射出成形機の固定盤に設けられたスペーサープレート内に、離型剤を塗布するために、外部からの駆動機構により動作する離型剤噴出ノズルを備え、金型の溶湯の注入口から離型剤を塗布することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明を用いれば離型剤を塗布する上において、これまでの一つずつの金型に対して限られたスペースしかない金型内に離型剤導入口を増設する必要がないため、金型構造を熟知した特別な知識を必要とせず、それまで使用していた金型をそのまま流用することが可能となり、コストアップを抑制して手軽に離型剤を用いることが可能となった。また高温に加熱された金型内に可動する離型剤導入口がなくなった分、動作不良によるチョコ停や金型を分解清掃等しなければならないダウンタイムが無くなり生産性の向上に繋がった。さらに離型剤を塗布する方向が溶湯の流れ始める方向と完全に一致しているため、従来法と比較して離型剤が万遍なく均一に塗布されることにより、品質が向上し安定した成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態の全体構成を示す断面側面図、図２は金型部の詳細を示す断面側面図である。
【００３２】
図１において、本実施の形態の構成は、成形品を得るための金型および原料であるＭｇ合金を溶解し、高速で溶湯を射出できる射出成形機（シリンダ１）と、金型４と射出成形機の固定盤２の間に離型剤を噴出するための離型剤噴霧ノズル１６が配置されたスペーサープレート１５、離型剤を塗布する離型剤吐出装置７を備えている。なお、図１において、図９〜図１３と同一符号がこれらに示したものと同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
【００３３】
図２に示すように、製品の取出しが終了し、固定型２０と可動型２１が閉じると、図示されていない型閉じ信号を感知し、シリンダ装置１０が動作することにより、スペーサープレート１５内に配置されシリンダ装置１０に連結されている離型剤噴霧ノズル１６がスプルー２５の口まで移動する。なお、これらの図において３０は注湯口を示している。
【００３４】
離型剤噴霧ノズル１６が所定量移動し、図示されていない移動完了信号を感知すると、離型剤吐出装置７から主に圧縮空気等を用いて、図示されていないタイマー動作により所定量の離型剤を噴出する。この離型剤は溶湯が通過する金型内の空間に塗布され、金型末端に配置された排気口４０より排気される。離型剤吐出装置７のタイマー動作が完了すると、離型剤の噴出は終了し、離型剤噴霧ノズル１６が連結されているシリンダ装１０置が動作する。
【００３５】
離型剤噴霧ノズル１６の移動が完了し、図示されていない原点復帰信号を感知すると、射出装置（シリンダ１）が前進し、射出成形が可能な状態となる。
【００３６】
この離型剤を噴霧する工程で、製品形状によっては金型の末端に配置されている排気口に真空ポンプ等の排気装置を設置し、排気効率を向上させることもできる。射出成形後、金型が開きエジェクターロッド２４が動作することにより、エジェクタープレート２２に連結されているエジェクターピン２３で製品を押し出すことで取り出すと一工程が終了する。
【００３７】
スペーサープレート１５に配置された離型剤噴霧ノズル１６の動作方向としては、以下に説明するような構成を採用することができる。
【００３８】
まず、図３、図４に示すように、離型剤噴霧ノズル１６は、金型の溶湯の注入口までの移動方法として、取り付け位置の上下左右を問わず、前進後退の直線運動をするようにすることができる。
ここで、図３は待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。また、図４は、噴霧状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【００３９】
次に、図５、図６に示すように、離型剤噴霧ノズル１６は、金型の溶湯の注入口までの移動方法として、取り付け位置の上下左右を問わず、円周方向の円弧運動（支点Ｂに対して揺動）をするようにすることができる。
ここで、図５は待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。また、図６は、噴霧状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【００４０】
さらに、図７、図８に示すように、離型剤噴霧ノズル１６は、金型の溶湯の注入口までの移動方法として、取り付け位置の上下左右を問わず、金型の注入口に対し平行な回転運動をするようにすることができる。
ここで、図７は待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。また、図８は、噴霧状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態においては、一般的な金属射出成形機の金型を取り付ける固定盤にスペーサープレートを装着して、このスペーサープレートにこれまでと同様に従来から使用してきた凡用タイプの金型を取り付ける。またこのスペーサープレートには油圧等により駆動するシリンダ装置を設け、そのシリンダ装置の先端には可動できる離型剤を塗布する噴霧ノズルを設置し、従来と同様な方法で溶湯が通過する金型内の空間に離型剤を塗布することが可能とするようにしている。
【００４２】
そして、その動作として、金属射出成形機を用いて成形を行う金型に、離型剤を塗布する場合、金属射出成形機の金型を取り付ける固定盤と、従来から使用して来た凡用タイプの金型の間にスペーサープレートを装着する。先ずこのスペーサープレートを金属射出成形機の固定盤に金型と同様にロケートリングで位置決めを行いクランプ等により固定する。金型はこのスペーサープレートに従来と同様な方法で取り付け固定する。金型を所定の温度までに加熱し成形準備が整ったら、固定型と可動型を合わせて閉じロックする金型閉じ信号を感知すると、スペーサープレートに格納された離型剤噴霧ノズルは油圧等により駆動するシリンダ装置で前方に送り出される。離型剤噴霧ノズルが所定の位置まで前進し前進完了信号を感知すると、離型剤吐出装置からキャリアとして用いられる主に圧縮空気の圧送時間で必要量を制御された離型剤は電磁弁が作動することで溶湯の導入口であるスプルーに接続された離型剤噴霧ノズルからキャビティ内に噴霧され、金型の末端に配置されている排気口より排気される。噴霧時間が満了し離型剤吐出装置の電磁弁が閉じると、離型剤噴霧ノズルは油圧などにより駆動するシリンダ装置で後方に引き戻される。離型剤噴霧ノズルが所定の位置まで後退し後退完了信号を感知すると、金属射出成形機の溶湯を保持しているシリンダの先端に取り付けられているノズルが金型の導入口に接続され、高速でスクリュが前進することにより溶湯が金型内に射出し冷却後、金型が開き製品が取り出され１サイクルが終了する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す断面側面図である。
【図２】金型部の詳細を示す断面側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図４】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の噴霧状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図６】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図７】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図８】本発明の実施の形態の動作として、離型剤噴霧の待機状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図９】従来の技術として、金属射出成形機を用いて成形を行う金型に、離型剤を塗布する場合における全体構造を概略的に示す概略構成図である。
【図１０】図９の金型部分をより詳細に示す図であり、離型剤が金型内を通過しキャビティに付着するようにした金型構造を示す断面側面図である。
【図１１】図１０の金型の他の金型構造の例を示す断面側面図である。
【図１２】図１０に示した金型による離型剤塗布動作を示す図である。
【図１３】図１１に示した金型による離型剤塗布動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１シリンダ、２固定盤、３可動盤、４金型、５空間、７離型剤吐出装置、１０シリンダ装置、１１スライドプレート、１２離型剤噴霧ノズル、２０固定側金型、２２エジェクタプレート、２３エジェクタピン、２４突き出しロッド、２５スプルー、２６キャビティ、３０注湯口。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に離型剤を塗布する離型剤塗布装置であって、
射出成形機の固定盤に設けられたスペーサープレート内に、離型剤を塗布するために、外部からの駆動機構により動作する離型剤噴出ノズルを備え、金型の溶湯の注入口から離型剤を塗布することを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の離型剤塗布装置において、
前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対して、前進後退の直線運動をすることを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項３】
請求項１に記載の離型剤塗布装置において、
前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対し、円周方向の円弧運動をすることを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項４】
請求項１に記載の離型剤塗布装置において、
前記離型剤噴出ノズルは、金型の溶湯の注入口に対し、平行な回転運動をすることを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項５】
金型内に離型剤を塗布する離型剤塗布方法であって、
射出成形機の固定盤に設けられたスペーサープレート内に、離型剤を塗布するために、外部からの駆動機構により動作する離型剤噴出ノズルを備え、金型の溶湯の注入口から離型剤を塗布することを特徴とする離型剤塗布方法。

【図１】