| 【発明の名称】 |
ゲートカット用エアニッパー装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】水野 耕治
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| 【要約】 |
【課題】樹脂成形品やエアニッパー自身に対して熱影響をほとんど与えることなく、またカット時間を長くすることなくゲートをカットでき、引きちぎられた痕跡のない綺麗なカット面が得られるゲートカット用エアニッパー装置を提供する。
【解決手段】射出成形機により成形された樹脂成形品のゲート３１をカットする一対の切断刃１２を含む刃部１０と、切断刃１２を駆動するエアシリンダを含む駆動部１とを備えたゲートカット用エアニッパーにおいて、樹脂成形品３０に熱影響を与えないようにゲート３１を直接加熱するゲート加熱装置２０が、刃部１０又は駆動部１に熱影響を与えない状態で取り付けられた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 射出成形機により成形された樹脂成形品のゲートをカットする一対の切断刃を含む刃部と、前記切断刃を駆動するエアシリンダを含む駆動部とを備えたゲートカット用エアニッパーにおいて、前記樹脂成形品に熱影響を与えないように前記ゲートを直接加熱するゲート加熱装置が、前記刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態で取り付けられたことを特徴とするゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項２】 前記エアニッパーが、前記刃部の切断刃の逃げ面側に前記駆動部が結合されたタイプであって、前記ゲート加熱装置は前記刃部のすくい面側に取り付けられた請求項１記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項３】 前記エアニッパーが、前記刃部の切断刃のすくい面側に前記駆動部が結合されたタイプであって、前記ゲート加熱装置は前記駆動部に取り付けられた請求項１記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項４】 前記ゲート加熱装置は、エアを加熱する電気ヒーターと、該加熱されたエアを前記ゲートに吐出するエア吐出手段とを備えたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項５】 前記ゲート加熱装置は、前記ゲートに輻射熱を放射する電気ヒーターを備えたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項６】 前記ゲート加熱装置は、前記電気ヒーターとゲート加熱装置が取り付けられる刃部又は駆動部との間に熱伝導率の低い材料又は空間が介されることにより、前記刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成している請求項４又は５記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項７】 前記ゲート加熱装置は、前記電気ヒーターを収納するケースのうち少なくとも取り付けられる前記刃部又は駆動部に面する部分が熱伝導率の低い材料で形成されることにより、前記刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成している請求項４又は５記載のゲートカット用エアニッパー装置。
【請求項８】 前記ゲート加熱装置は、前記電気ヒーターを収納するケースと、取り付けられる前記刃部又は駆動部との間に空間をおくことにより、前記刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成している請求項４又は５記載のゲートカット用エアニッパー装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機により成形された樹脂成形品のゲートをカットして不要部を切り離すためのゲートカット用エアニッパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のゲートカット用エアニッパーは、図６、図７に示すように、一対の切断刃７２を含む刃部７０と、切断刃７２を駆動するエアシリンダを含む駆動部６１とを備えており、図示例のエアニッパーは、刃部７０の切断刃７２の逃げ面７２ａ側に駆動部６１が結合されたタイプである。刃部７０は、鋏状に回動可能に軸着された一対の金属製の切断刃７２と、切断刃７２のすくい面７２ｂ側を覆う金属製のカバー７１とからなる。駆動部６１は、略直方体状のケース６２と、ケース６２に内蔵されたエアシリンダ（図示略）及び該エアシリンダの運動を切断刃７２の回動に変換する変換器（図示略）とからなり、エアシリンダにはゴム製のパッキン等が使用されている。
【０００３】このエアニッパーによってゲート３１（詳しくは樹脂成形品３０とゲート３１との境界部）をカットするとき、一対の切断刃７２は、当然にそれぞれの逃げ面７２ａを樹脂成形品３０側に向けて互いに閉じるように回動され、まず、刃先が樹脂成形品３０とゲート３１との境界部に当たり、さらに、切断刃７２がゲート３１を切り込んでいく。このとき、切断刃７２の強度を確保するために逃げ面７２ａとすくい面７２ｂとがなす刃先角度が１８〜４０度ほどあり、従ってすくい面７２ｂは刃先から離れるほど樹脂成形品３０から離れる方向に傾斜しているので、ゲート３１の切り込み済み部３２は、このすくい面７２ｂにより樹脂成形品３０から離れる方向に押圧される。
【０００４】そして、切断刃７２によるゲート３１の切り込みが進行して、ゲート３１の切り込み残存部３３が小さくなると、図７（ｂ）に示すように、このゲート３１の切り込み残存部３３がゲート３１の切り込み済み部３２により樹脂成形品３０から離れる方向に引張られることにより、切断刃７２で切り込まれる前に引きちぎられてカットが終了することがある。このようにしてカット面に引きちぎられた痕跡が残ると、見栄えが悪く、また樹脂成形品３０によっては要求性能を満たさないこともある。
【０００５】この問題を緩和するには、前記すくい面７２ｂの傾斜を緩くすればよいが、前記の通り、切断刃７２の強度を確保するために逃げ面７２ａとすくい面７２ｂとがなす刃先角度を小さくすることは困難であり、勿論０度にはできない。
【０００６】そこで、図８に示すように、切断刃７２の刃先角度を小さくするのでなく、切断刃７２に内蔵した電気ヒーター８０により切断刃７２を加熱し、この切断刃７２でゲート３１を加熱して軟化させながらカットするようにしたヒートエアニッパーが開発されている。このヒートエアニッパーによれば、ゲート３１の樹脂材料が軟化して応力が緩和されるため、切り込み残存部３３が切り込み済み部３２により引張られる力を低減させることができ、もって前記引きちぎられる現象を解消することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示すヒートエアニッパーでは、加熱された切断刃７２の刃先がゲート３１に当たるだけでなく該刃先ないし逃げ面７２ａが樹脂成形品３０にも接触するため、樹脂成形品３０の表面に好ましくない加熱影響部３０ａを生じさせるおそれがあった。なお、この種のエアニッパーにおいては、逃げ面７２ａの逃げ角は一般に０〜５度と小さく、また樹脂の変形もあるため、逃げ面７２ａのかなりの面積が樹脂成形品３０に接触することになり、熱影響も大きい。
【０００８】また、切断刃７２を加熱すると、切断刃７２は金属製で熱伝導率が高いため、その熱が切断刃７２に結合された駆動部６１にもよく伝わり、前述したエアシリンダに使用されているゴム製のパッキン等に好ましくない熱影響を与えるおそれもあった。また、切断刃７２自身も熱影響を受けて寿命が短くなることがあった。
【０００９】さらに、切断刃７２がゲート３１に接触してからゲート３１が軟化し始め、軟化とカットとが同時に進行するので、カット速度の制御が難しく（カット速度を早くしすぎると軟化が追いつかない）、また、カット時間が長くかかっていた。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、樹脂成形品やエアニッパー自身に対して熱影響をほとんど与えることなく、またカット時間を長くすることなくカットでき、引きちぎられた痕跡のない綺麗なカット面が得られるゲートカット用エアニッパー装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のゲートカット用エアニッパー装置は、射出成形機により成形された樹脂成形品のゲートをカットする一対の切断刃を含む刃部と、切断刃を駆動するエアシリンダを含む駆動部とを備えたゲートカット用エアニッパーにおいて、樹脂成形品に熱影響を与えないようにゲートを直接加熱するゲート加熱装置が、刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態で取り付けられたことを特徴としている。
【００１２】ゲート加熱装置の取付部位としては、エアニッパーのタイプにより、次の二態様を例示できる。
（１）エアニッパーが、刃部の切断刃の逃げ面側に駆動部が結合されたタイプであるとき、ゲート加熱装置は刃部のすくい面側に取り付けられた態様。
（２）エアニッパーが、刃部の切断刃のすくい面側に駆動部が結合されたタイプであるとき、ゲート加熱装置は駆動部に取り付けられた態様。
【００１３】本明細書において樹脂成形品の「樹脂」には熱可塑性エラストマーも含むものとする。樹脂としては、特に限定されないが、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、非晶質ポリオレフィン等を例示できる。熱可塑性エラストマーとしては特に限定されないが、ポリオレフィン系、スチレン系、塩ビ系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系等の各熱可塑性エラストマーを例示できる。
【００１４】ゲート加熱装置としては、特に限定されないが、次のものを例示できる。
（１）エアを加熱する電気ヒーターと、該加熱されたエアをゲートに吐出するエア吐出手段とを備えたもの。電気ヒーターとしては、特に限定されないが、ニクロム線ヒーター、セラミックヒーター等を例示できる。エア吐出手段としては、特に限定されないが、電気ヒーターとゲートに向かって開口する熱風孔との間に形成された断面リング状のギャップと、該ギャップに送風する送風装置とを備えたものを例示できる。
（２）ゲートに輻射熱を放射する電気ヒーターを備えたもの。電気ヒーターとしては、特に限定されないが、ニクロム線ヒーター、セラミックヒーター、赤外線ランプ等を例示できる。電気ヒーターの正面にレンズを設けたり、背後に凹面鏡を設けたりして、輻射熱をゲートに集めるようすることが好ましい。
【００１５】ゲート加熱装置は、電気ヒーターとゲート加熱装置が取り付けられる刃部又は駆動部との間に熱伝導率の低い材料又は空間が介されることにより、刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成しているものとして次の二態様を例示できる。なお、ここで「熱伝導率の低い材料」は、金属（鉄鋼、アルミニウム等の工具に一般的に使用される金属）よりも熱伝導率が低い材料が好ましく、耐熱性の樹脂、ゴム、セラミック、無機繊維板等を例示できる。
（ａ）電気ヒーターを収納するケースのうち少なくとも取り付けられる刃部又は駆動部に面する部分が熱伝導率の低い材料で形成されることにより、刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成している態様。
（ｂ）電気ヒーターを収納するケースと、取り付けられる刃部又は駆動部との間に空間をおくことにより、刃部又は駆動部に熱影響を与えない状態を形成している態様。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明を実施したゲートカット用エアニッパー装置の第一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１７】本実施形態の装置に用いるゲートカット用エアニッパーは、射出成形機により成形された樹脂成形品３０のゲート３１をカットする一対の切断刃１２を含む刃部１０と、切断刃１２を駆動するエアシリンダを含む駆動部１とを備えており、刃部１０の切断刃１２の逃げ面１２ａ側に駆動部１が結合されたタイプである。このタイプでは、加熱すべきゲート３１は切断刃１２の直ぐ下前方に位置することになるので、本実施形態では、樹脂成形品３０に熱影響を与えないようにゲート３１を直接加熱するゲート加熱装置２０が、刃部１０の下面側に刃部１０に熱影響を与えない状態で取り付けられている。
【００１８】刃部１０は、鋏状に回動可能に軸着された一対の金属製の切断刃１２と、切断刃１２のすくい面１２ｂ側を覆う金属製のカバー１１とからなる。一対の切断刃１２は、各刃先を内側に向け、各逃げ面１２ａを上に向け、各すくい面１２ｂを下に向けている。切断刃１２の強度を確保するために逃げ面１２ａとすくい面１２ｂとがなす刃先角度は１８〜４０度ほどあり、逃げ面１２ａの逃げ角は０〜５度である。カバー１１は上面開口の略Ｕ字形に形成され、下面は切断刃１２の軸着部あたりまで覆っており、切断刃１２の先端部はカバー１１の前縁より前方へ突出している。
【００１９】駆動部１は、前記の通り切断刃１２の逃げ面１２ａ側、すなわち図示例では刃部１０の上側に結合されていている。駆動部１は、金属例えばアルミニウムにより略直方体状に形成されたケース２と、ケース２に内蔵されたエアシリンダ（図示略）及び該エアシリンダの運動を切断刃１２の回動に変換する変換器（図示略）とからなり、エアシリンダにはゴム製のパッキン等が使用されている。なお、３，４はエアシリンダにつながる吸排気用のポートであり、図示しない圧縮エア発生装置にエアチューブを介して接続される。５はエアニッパーを他部材に取り付けるためのブラケットである。
【００２０】ゲート加熱装置２０は、前記の通り刃部１０の下面側、すなわち刃部１０のすくい面１２ｂ側に取り付けられており、ゲート３１のうちでも樹脂成形品３０との境界部に極力近い部位を加熱するために、上下に偏平な形状に形成されている（次に述べる熱風孔２３の開口が該境界部に近くなる）。ゲート加熱装置２０は、熱伝導率の低い材料、例えばガラス繊維入り耐熱性エポキシ樹脂によりカバー１１と略同じ上面寸法の偏平直方体状に形成されたケース２１と、ケース２１に収納されたエアを加熱する略円柱状の電気ヒーター２２と、加熱されたエアをゲート３１に吐出するエア吐出手段としての熱風孔２３等とからなる。ケース２１はカバー１１に略当接して取り付けられているが、刃部１０に面する部分も含めてケース２１全体が熱伝導率の低い材料で形成されていることにより、電気ヒーター２２の熱が刃部１０及び駆動部１に伝わりにくく、従って刃部１０及び駆動部１に熱影響を与えない状態を形成している。
【００２１】ケース２１内には、ゲート３１に向かって延びて開口する前後方向の熱風孔２３と、熱風孔２３の後側に連続するヒーター固定孔２４と、ケース２１の側面から熱風孔２３の途中に向かって延びて開口する送風孔２５とが形成されている。電気ヒーター２２は、基端部がヒーター固定孔２４に嵌着され、先端部ないし中間部が該電気ヒーター２２の外径よりやや大きい内径を持つ熱風孔２３に収まっている。従って、電気ヒーター２２と熱風孔２３との間に断面リング状のギャップが形成されており、これが熱風路となる。送風孔２５にはコネクター２６が取り付けられ、図示しない送風装置（エアポンプ等）にエアチューブを介して接続される。これらの送風装置、送風孔２５及び熱風孔２３（熱風路）がエア吐出手段を構成している。
【００２２】以上のように構成されたゲートカット用エアニッパー装置を使用してゲート３１（詳しくは樹脂成形品３０とゲート３１との境界部）をカットするには、まず図２に示すように、電気ヒーター２２に通電して加熱させ、送風装置からエアを送風孔２５にエアを送る。熱風孔２３（熱風路）内に流入したエアは電気ヒーター２２により加熱され、熱風孔２３の開口からそのすぐ前方に位置するゲート３１に吐出される。こうして加熱されたエアによりゲート３１を直接加熱するため、従来のように切断刃を加熱するタイプと比べて、樹脂成形品３０に熱影響を与えない利点があるとともに、ゲート３１を素早く加熱し軟化させることができる。図３（ａ）でゲート３１にハッチングを付した部分が被加熱部３ａであり、樹脂成形品３０との境界部にまで及んでいるが、樹脂成形品３０には入り込んでいない。また、前記の通り、電気ヒーター２２の熱が刃部１０及び駆動部１に伝わりにくいため、エアシリンダのゴムパッキン等や切断刃１２へ熱影響もほとんどなく、これらの寿命を短くしない。
【００２３】続いて、図３（ａ）に示すように、一対の切断刃１２は、逃げ面１２ａを樹脂成形品３０側に向けて互いに閉じるように回動され、まず、刃先が樹脂成形品３０とゲート３１との境界部に当たり、さらに、切断刃１２がゲート３１を切り込んでいく。このとき、すくい面１２ｂは刃先から離れるほど樹脂成形品３０から離れる方向に傾斜しているので、ゲート３１の切り込み済み部３２は、このすくい面１２ｂにより樹脂成形品３０から離れる方向に押圧される。
【００２４】しかし、前記の通り加熱されたエアによりゲート３１（被加熱部３１ａ）が軟化しており応力が緩和されるため、切り込み残存部３３が切込み済み部３２により引張られる力を低減することができ、従来例のような引きちぎられる現象を解消することができ、引きちぎられた痕跡のない綺麗なカット面が得られる。また、前記の通りゲート３１が素早く軟化され、そのゲート３１をカットするので、従来例のようにカット速度の制御が難しいということはなく、また、カット時間が長くかかるということもない。
【００２５】次に、本発明を実施したゲートカット用エアニッパー装置の第二実施形態について、図４と図５とを参照して説明する。本実施形態は、エアニッパーのタイプと、エアニッパーにおけるゲート加熱装置の取付部位と、ゲート加熱装置の熱風孔の開口位置とにおいてのみ、第一実施形態と相違するものである。
【００２６】すなわち、本実施形態の装置に用いるゲートカット用エアニッパーは、刃部１０の切断刃１２のすくい面１２ｂ側に駆動部１が結合されたタイプである。このタイプでは、加熱すべきゲート３１は駆動部１の直ぐ前方に位置することになるので、ゲート加熱装置２０は駆動部１のケース２の正面に取り付けられている。また、ゲート３１とケース２との間隔はあまりないため、ゲート加熱装置２０は、前後に偏平となる姿勢で、且つ、熱風孔２３が下方向に延びる姿勢で取り付けられている。但し、この姿勢では、熱風孔２３が第一実施形態のままだと下を向いてしまうため、本実施形態では熱風孔２３の先端部をケース２１の正面に向けて曲げ、ゲート３１に向けて開口させてある。ゲート３１のうちでも樹脂成形品３０との境界部に極力近い部位を直接加熱するために、熱風孔２３の開口は該境界部に極力近い方が好ましい。
【００２７】本実施形態ではゲート加熱装置２０が金属製のケース２の正面に直接取り付けられているが、前記の通り、ケース２１が熱伝導率の低い材料で形成されていることにより、電気ヒーター２２の熱が駆動部１に伝わりにくく、従って駆動部１に熱影響を与えない状態を形成している。また、ゲート加熱装置２０は、樹脂成形品３０に熱影響を与えないようにゲート３１を直接加熱する。
【００２８】本実施形態のゲートカット用エアニッパー装置を使用してゲート３１をカットする方法も、基本的には第一実施形態と同様である。そして、本実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００２９】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）電気ヒーター２２の中心部に設けた中心孔を熱風路とすること。
（２）電気ヒーター２２を収納するケース２１と、取り付けられる刃部１０又は駆動部１との間に空間をおくこと。
（３）ゲート加熱装置を、輻射熱を放射する電気ヒーターを用いたものに変更すること。
【００３０】
【発明の効果】本発明のゲートカット用エアニッパー装置によれば、樹脂成形品やエアニッパー自身に対して熱影響をほとんど与えることなく、またカット時間を長くすることなくゲートをカットでき、引きちぎられた痕跡のない綺麗なカット面が得られるという優れた効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３２２３１
【氏名又は名称】株式会社スター精機
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| 【出願日】 |
平成１３年６月６日（２００１．６．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６１１６
【弁理士】
【氏名又は名称】松原 等
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６１６９３（Ｐ２００２−３６１６９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月１８日（２００２．１２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１７１３０８（Ｐ２００１−１７１３０８） |
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