专利名称：用于一气体辅助射出成型设备的气体注入模具装置及其气体注入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体注入模具装置及用于该模具装置的气体注入装置，特别是涉及一种用于一气体辅助射出成型技术的气体注入模具装置及气体注入装置，其大幅降低所需耗费的材料及产制成本，并同时提高装配及维修的方便性。
现今所常见的射出成型产品，特别是大型且较富外型输廓变化的产品(例如萤幕前壳，鞋楦头，脚踏车曲柄件等等)的制造，若欲兼顾高结构强度、重量轻及美观(不凹陷翘曲)的外形，以目前射出成型的技术而言，必需受限于后加工时间的增加，并投注极高的制造成本，方有可能达到所需的成品条件。但是在现今人力缺乏及成本意识高涨的台湾，甚而至于品质及成本均竞争激烈的国际环境中，设计模具气道并配合先进的气体辅助射出成型技术，以建构出成本低廉，强度优异且外观优美的射出成型产品，已渐渐取代传统塑料射出成型技术中诸多难以克服的技术瑕疵。因此，模具气道的设计，便成为气体辅助射出成型技术的要角，而供气体注入模穴的机构便成为控制气道路径成败与否的关键，故设于模具中的气体注入装置的设计，往往构造极为复杂且精密，此即为目前采用的气体注入装置其产制及拆装成本迟迟无法下降以符合市场需求的原因所在。
兹就上述的说明将现有气体注入装置结合模具的构造作一简单介绍参阅
图1，传统的气体注入模具装置1是将一气体注入装置2装设于一公模3中，气体注入装置2包含一螺合于公模3中的上嵌块4，及一固定于上嵌块4下方的下嵌块5，上嵌块4及下嵌块5中穿设有一气体注入通道6，通道6内设一滑杆7，当融熔塑料自竖浇道及浇道注入模穴之后或几乎同时，气体(一般为氮气)则自通道6注入，将滑杆7推向上而开启滑杆7与下嵌块5的推拔闭合面，使气体经由滑杆7与上嵌块4间的空隙通过而注入模穴8中，待气体释放后，滑杆7即经由其外设弹簧9的回复力而使其上端及下端的推拔面分别抵住上嵌块4及下嵌块5的顶点以封锁通道6。
由图1的结构可知传统的气体注入装置2零组件甚多，且结构颇为复杂，其中上下嵌块4,5由下而上组装进入公模3的过程，即不难理解在当气体注入装置2产生任何故障需维修或更换时(例如环设于上嵌块4周边以防止气漏的O型环10因长期承受高压，将导致属消耗材的O型环极易毁损而需换新)，需先将公模3下方所层层组接的层板、顶块、顶板、顶针及支撑块(图未示出)先行拆解下来，方有换装该气体注入装置2的组件的可能，可说耗事费时，形成气体辅助射出成型设备的一大技术瑕疵。
不仅如此，经由此一传统的气体注入装置2通道6而注入的高压气体，由于其气体为纵向集中射出，故往往直冲模壁11而将塑料成品吹穿，导致气体泄漏而形成不良的瑕疵品。再者，经由通道6的气体会沿着所设计的气道推动融熔塑料流向较低压及粘度较低处，并经特定时间的保压过程，使模穴8内的塑料成品不会因冷却而产生表面收缩凹陷，且大型成品不会产生翘曲、变形及短射等现象。但是在射出塑料的冷却过程中，所产生的些微程度的收缩，会使滑杆7顶部尖端与塑料接触面产生间隙，进而使注入的气体在保压阶段时从该收缩间隙处倒泄回来，或在与滑杆7接触的塑料表面会产生微裂，一样导致高压气体的泄漏。更甚者，通道6至模穴8的出口处，会被塑料所堵塞，造成气体注入模穴8的效果大打折扣，况且此种传统的气体注入设计，由于滑杆7经由气压的反覆运动冲撞模穴8内的塑料成品，将会导致高压气体泄漏及回流的严重后果。
有签于此，提供一种或数种解决上述限制条件并同时达到低制造及组装成本且维修简易的气体注入装置及与其配合的气体注入模具装置，便成为此一国内外高科技业界所急待解决的课题。因此，本发明提供了包括下文详细说明中所述的具创新性的用于气体辅助射出成型技术的气体注入模具及气体注入装置。
本发明的主要目的，在于提供一种用于气体辅助射出成型技术的气体注入模具装置，经由其特殊的气体注入装置螺接于一公模中，使得高压气体得以均匀地导向模穴二侧而推动塑料作顺向流动，故气体注入过程中塑料成品不会产生吹穿及表面凹陷等不良现象，且由于气体注入装置的特殊设计，塑料不会阻塞气体通道，以达到完美的保压过程；在保压冷却阶段亦无气体回泄的情形，气体气密性极佳且因气体注入装置与模穴无相对运动所发生的冲撞，故塑料成品外观极为优异。
本发明的次要目的，在于提供一种用于气体辅助射出成型技术的气体注入模具，其中的气体注入装置采用单纯的单件式设计，并自模具的上方直接螺合进入模具中而固定，并可选择性地装设于具有凸柱设计成品(例如萤幕外壳)中的凸柱元件内进行气体注入程序，使气体注入装置及模具的产制成本大幅降低，并进而提高气体注入装置的用途，以及更换及维修的方便性。
本发明的又一目的，在于提供一种用于气体辅助射出成型技术的气体注入装置，藉由其单件可替换的绝佳设计，使其得以依需要换装于多组气体辅助射出成型设备中，大量降低气体注入装置的采购成本，明显提高产品在市场上的竞争力。
熟悉本领域技术的人士自下文参照附图对实施例的说明，将更能了解本发明的构造及特色。
图1是传统气体注入模具装置的剖面示意图；图2是本发明的气体注入模具装置中气体注入装置、公、母模及模穴的相对位置关系的剖面示意图；图3是图2的局部放大剖面示意图；图4是如图3的另一实施例的剖面示意图；及图5是本发明的气体注入装置的立体示意图。
图2是本发明实施例中，气体注入模具装置20以及与其相配合的模具(通常为母模30)、模穴40、竖浇道50，塑料自竖浇道50注入模穴40以及气体(一般为氮气)随后自模具装置40注入模穴40以沿预先设计的气道推动融熔塑料的剖面示意图。
气体注入模具装置20，包含一模具(通常为公模21)及一气体注入装置22。公模21具有一上表面211，而气体注入装置22具有一头部221及一柱形本体222。配合参阅图3可获得较为清楚的细部组合关系图。头部221包含一上表面223，一下表面224及一周缘225，柱形本体222系自下表面224向下延伸。自公模21的上表面211，纵向穿设一柱形容室212，用以容纳该柱形本体222。沿该柱形本体222的外周缘及柱形容室212的内壁的纵向区域，全部或部分设有相互配合的外螺纹及内螺纹，以使得该柱形本体222可拆卸式地螺接固定于该柱形容室212内至该头部221的下表面224抵靠于该公模21的上表面211为止。配合参阅图5，本发明的公模21与气体注入装置22的最佳配合方式为将柱形本体222的外周缘全长连续设置外螺纹226，而将柱形本体212的内壁周缘全长亦连续设置与该外螺纹226相配合的内螺纹213，使柱形本体222得自公模21上表面旋转螺接至柱形容室212中而固定。
本发明的主要特征为该气体注入模具装置20另包含多个纵向槽道及相应的横向槽道。各该纵向槽道界定于柱形本体222与公模21内壁间，而横向槽道则界定于头部221下表面224与公模21上表面211间，使得当气体注入装置22的柱形本体222螺合于公模21的柱形容室212内后，各纵向槽道与其相对应的横向槽道恰形成自柱形容室212底部至头部221周缘225的一连续通道，供所注入的高压气体通过而进入模穴40中。根据图3及5所示，本发明实施例的纵向槽道227系自柱形本体22的底部至顶部分别开设于柱形本体22的二相对侧面，且其深度(即自外螺纹226径向向内的深度)设定为当柱形本体22螺接于柱形容室212时，纵向槽道227的底面228与柱形容室212内壁的内螺纹213的牙顶229的间距依需要达到例如0.1～.2厘米的距离。另外该横向槽道230系自纵向槽道227的顶部至头部221的周缘225开设于头部221的下表面224，使得当气体注入装置22螺合于公模21而使头部221抵靠于公模21上表面211时，横向槽道230的底面231与公模21的上表面间达到与纵向槽道227底面228至内螺纹213牙顶229间相近的距离，使得自柱形容室212底部注入的气体得以自纵向容室227经横向容室230而顺利且均匀地横向导向模穴40中，依预先设计的气道达到推动融熔塑料的效果。而为使自横向槽道230射出的气体进入模穴40的气流更为均匀且无阻碍漏损，公模21上表面211最好是设计成一凹设的直立颈部232(如图3)或一凸设的直立颈部233(如图4)，使柱形本体222螺接于柱形容室212后，头部221周缘225恰与颈部232(或颈部233)的边壁234(或边壁235)齐平。
由于融熔塑料不会因重力作用阻塞由纵向槽道227及横向槽道230所界定的气体注入通道，且气体在无其他管道可供泄漏的情况下，根据本发明所进行的气体辅助射出加工程序必能达到极佳的保压效果(即保压期间不会产生压力降，导致气道瑕疵)及成品内气道的高气密性，因此，更能进一步避免大型肉厚件的表面凹陷及大型肉薄件的短射(short shot)、凹陷及吹穿成品等情形，以确切降低不良气体射出成品的机率，且亦大幅减少整个气体辅助射出过程的不确定变数。
前文系针对本发明的较佳实施例作叙述，对熟悉此项技术者而言，当可在不脱离本发明的技术原理的情况下做各种变化与修饰，例如在气体注入装置22头部221的上表面223中央区域加设一扳手插孔60，供扳手插入而方便将气体注入装置22螺合或退出公模21的柱形容室212，或改变头部221的周缘225形状，便利套筒扳手套入操作，甚或至于改变柱形本体及柱形容室的接固定方式以达到等同或类似的效果。但是这些变化与修改都应包含在本申请权利要求所界定的范畴中。
权利要求
1.一种用于一气体辅助射出成型技术的气体注入模具装置，包含一模具，其包含一模具上表面；一气体注入装置，其包含一头部，其包含一上表面、一下表面及一周缘；还包含一柱形本体，自该头部的下表面向下延伸，沿该本体周围至少一纵向区域，设有外螺纹；其特征在于自该模具上表面，纵向穿设一柱形容室，用以容纳该柱形本体，该柱形容室内壁至少一纵向区域，设有与该外螺纹相互配合的内螺纹，用以可活动地螺合该柱形本体；该气体注入模具装置另包含多个纵向槽道及相应的横向槽道，各该纵向槽道界定于该柱形本体与该模具内壁间，各该横向槽道界定于该头部下表面与该模具上表面间，使得当该气体注入装置的柱形本体螺合于该模具的柱形容室内后，各该纵向槽道与其相应的横向槽道恰形成自该柱形容室底部至该头部周缘的一连续通道。
2.根据权利要求1所述的气体注入模具装置，其特征在于，该外螺纹是自该柱形本体的外周缘沿该柱形本体的全长连续设置而成的。
3.根据权利要求2所述的气体注入模具装置，其特征在于，各该纵向槽道是自该柱形本体的底部至顶部开设于该柱形本体的侧面的。
4.根据权利要求3所述的气体注入模具装置，其特征在于，各该横向槽道是自该纵向槽道的顶部至该头部的周缘开设于该头部的下表面的。
5.根据权利要求4所述的气体注入模具装置，其特征在于，该柱形本体的侧面，开设二相对的纵向槽道，而该头部的下表面，则对应地开设二相对的横向槽道。
6.根据权利要求1,2,3,4或5所述的气体注入模具装置，其特征在于，该头部包含一扳手插孔，设于该头部上表面的中央区域。
7.根据权利要求1,2,3,4或5所述的气体注入模具装置，其特征在于，该模具为—公模。
8.根据权利要求4或5所述的气体注入模具装置，其特征在于，该公模另包含一直立颈部，设于该公模外表面上，当该柱形本体螺接于该柱形容室内后，该头部周缘与该颈部的边壁齐平。
9.一种气体注入装置，系用于权利要求1所述的气体辅助射出成型的气体注入模具装置中。
10.根据权利要求9所述的气体注入装置，其特征在于，该外螺纹是自该柱形本体的外周缘沿该柱形本体的全长连续设置而成的。
11.根据权利要求10所述的气体注入模具装置，其特征在于，各该纵向槽道是自该柱形本体的底部至顶部开设于该柱形本体的侧面的。
12.根据权利要求11所述的气体注入模具装置，其特征在于，各该横向槽道是自该纵向槽道的顶部至该头部的周缘开设于该头部的下表面的。
13.根据权利要求12所述的气体注入模具装置，其特征在于，该柱形本体的侧面，开设二相对的纵向槽道，而该头部的下表面，则对应地开设二相对的横向槽道。
14.根据权利要求9,10,11,12或13所述的气体注入模具装置，其特征在于，该头部包含一扳手插孔，设于该头部上表面的中央区域。
全文摘要
用于气体辅助射出成型的气体注入模具装置,包含公模及气体注入装置。气体注入装置包含头部及自头部延伸的柱形本体。公模包含二柱形容室,柱形本体外周缘及柱形容室内壁车设有外螺纹及内螺纹,使气体注入装置可活动地螺接于公模的柱形容室内。柱形本体侧面开设有多个纵向槽道,而头部的下表面开设有横向模道,当气体注入装置螺合于公模后,各纵向槽道与其相应的横向槽道形成自柱形容室底部至头部周缘的一供气体注入模穴的连续通道。
文档编号B29C45/57GK1234327SQ9810175
公开日1999年11月10日 申请日期1998年5月4日 优先权日1998年5月4日
发明者陈永志, 吴锦镛, 刘文亮, 王先毅, 郑龙正 申请人:财团法人工业技术研究院