JP2000202615A - 金属射出成形方法および金属射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】射出動作の開始時の成形圧力のばらつきを可及
的に抑制して成形品の品質向上を図ることのできる金属
射出成形方法および装置を提供する。 【解決手段】金属材料７を射出機１の内部で流動可能な
状態とし、射出機１のノズル１２の冷却により内部に発
生した固化金属１４でノズル１２の出口を流動金属１３
が流れ出ないように塞ぐ。成形金型２の型閉じが終了し
て射出機１内部の流動金属１３を成形金型２に向け射出
するタイミングでノズル１２を加熱して内部の固化金属
１４を溶融する。成形金型２のキャビティ２１への流動
金属１３の充填が終了したタイミングでノズル１２の加
熱を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱して流動可能
な状態とした金属材料を成形金型に射出して成形する金
属射出成形方法および金属射出成形装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】マグネシウム合金またはアルミニウム合
金などの金属材料を用いて成形品を製造する金属射出成
形装置の一例を、図５に示す。この金属射出成形装置は
射出機１と成形金型２とを備えた構成になっており、成
形金型２は固定側成形型３と可動側成形型４とを有して
いる。射出機１は、比較的小さな粒径とされた成形材料
の金属チップ７がホッパー８から成形機本体をなすシリ
ンダ９の内部に供給され、この金属チップ７が駆動原
（例えばモータ）１０により回転されるスクリュー１１
のスクリュー溝に沿ってシリンダ９の先端出口のノズル
１２に向けて搬送される。また、シリンダ９の外部に
は、図示しないヒータが巻かれており、ホッパー８から
シリンダ９内に導入された金属チップ７は、スクリュー
１１のスクリュー溝に沿って搬送されながらヒータによ
り加熱されて流動可能な金属（以下、流動金属と称す
る）１３となる。ノズル１２は常に金属の溶融温度以下
の低温に維持されており、成形金型２の型開きから型閉
じまでの非射出成形時には、ノズル１２内部の流動金属
１３が冷却されて固化金属１４となる。この固化金属１
４は、非射出成形時にシリンダ９内の流動金属１３がノ
ズル１２から流れ出ないようにノズル１２の出口を塞い
でおり、射出成形時に射出圧力により成形金型２内へ射
出されるようになっている。

【０００３】一方、成形金型２の固定側成形型３はノズ
ル１２に連通するスプール流路１７を有しており、型閉
じされた両成形型３，４の間には、溜まり部１８、ラン
ナ流路１９、ゲート部２０およびキャビティ２１が流路
の上流側から順次形成されている。可動側成形型４に
は、キャビティ２１内部で冷却して固化した成形品Ｓ
と、ゲート部２０内およびランナ流路１９内の各固化金
属とを両成形型３，４の型開き時に可動側成形型４から
離型させるための複数本の突き出しピン２２が設けられ
ている。

【０００４】この金属射出成形装置では、以下のように
して成形品を射出成形する。すなわち、射出成形の開始
に際して、図４（ａ）に示すノズル１２内部の固化金属
１４は、射出圧力によりノズル１２から固定側成形型３
のスプール流路１７内に射出されたのち、流動金属１３
に押されながら流動して、同図（ｂ）に示すように、溜
まり部１８に止まる。流動金属１３は、スプール流路１
７、ランナ流路１９およびゲート部２０を通って、製品
の形状に対応して製作されたキャビティ２１内に流入す
る。このキャビティ２１内に充填した流動金属１３が冷
却して成形品Ｓの成形が完了すると、可動側成形型４を
図５の右方へ移動させて型開きを行う。

【０００５】そののち、突き出しピン２２の直進移動に
より、成形品Ｓと、ゲート部２０内、ランナ流路１９内
および溜まり部１８内でそれぞれ冷却固化された金属と
を可動側成形型４から離型させて取り出す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記金
属射出成形装置では、図３に２点鎖線で示すように、ス
クリュー１１がノズル１２側に向け直進移動する射出動
作の開始時に、ノズル１２内部の固化金属１４を成形金
型２内に射出させるために、大きな射出圧力が加わり、
この固化金属１４がノズル１２内部から射出された瞬間
に射出圧力が大きく低下したのち、その射出圧力がサー
ジ状に変動する。しかも、この射出圧力の変動は、固化
金属１４の固化状態や射出機１の射出圧力の相違に応じ
て異なる。

【０００７】そのため、キャビィ２１内の流動金属１３
に加わる成形圧力にばらつきが生じ、この成形圧力のば
らつきに起因して成形品の品質にもばらつきが生じる。
また、溜まり部１８内の固化金属１４は、固化状態のま
まキャビティ２１内に流れ込むことがあり、その場合に
は、成形品Ｓの品質のばらつきがさらに大きくなり、と
きには不良品発生の原因となる。

【０００８】そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みて
なされたもので、射出動作の開始時の成形圧力のばらつ
きを可及的に抑制して成形品の品質向上を図ることので
きる金属射出成形方法および金属射出成形装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の金属射出成形方法は、金属材料を射出機の
内部で加熱して流動可能な状態にするとともに、前記射
出機のノズルが冷却することにより内部に発生した固化
金属で前記ノズルの出口から前記金属材料が流れ出ない
ように塞ぎ、成形金型の型閉じが終了して前記射出機内
部の流動可能な金属を前記成形金型に向け射出するタイ
ミングで前記ノズルを加熱して内部の固化金属を流動可
能状態とし、前記成形金型のキャビティへの流動金属の
充填が終了したタイミングで前記ノズルの加熱を停止す
るようにした。

【００１０】この金属射出成形方法では、型開きから型
閉じを行うまでの非射出成形時にノズルを塞いでいる固
化金属を加熱して溶融させながら射出圧力が加わるよう
にしているので、従来のように射出動作の開始時に固化
金属を射出させるために加わる大きな射出圧力が発生し
ない。そのため、射出圧力は、ばらつきなく極めてスム
ーズに上昇していくので、射出成形時のキャビティへの
成形圧力はばらつきなく確実に所定値に維持することが
できる。また、固化金属は、ノズル内でほぼ完全に溶融
されてから成形金型に向け射出されるので、従来のよう
に固化状態の金属がキャビティ内に流れ込むといったこ
とが生じない。これにより、得られる成形品には、品質
にばらつきがなく、不良品も殆ど発生しない。

【００１１】また、本発明の金属射出成形装置は、金属
材料を加熱して流動可能な状態にしながら搬送してノズ
ルから射出する射出機と、前記ノズルに連通する流路と
成形品の形状に対応するキャビティとが連通して形成さ
れる成形金型と、通常時に冷却している前記ノズルを流
動金属を射出するタイミングで加熱するとともに、前記
キャビティへの流動金属の充填が終了したタイミングで
前記加熱を停止するよう作動する加熱装置とを備えて構
成されている。

【００１２】この金属射出成形装置は、ノズルを加熱す
るための加熱装置を備えているので、成形金型の型閉じ
が終了して射出機内部の流動金属を成形金型に向け射出
するタイミングでノズルを加熱装置で加熱して内部の固
化金属を溶融でき、成形金型のキャビティへの流動金属
の充填が終了したタイミングで加熱装置の作動を停止し
て、ノズルの冷却により内部に固化金属を発生させるこ
とができる。したがって、本発明の金属射出成形方法を
忠実に具現化して同様の効果を得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は
本発明の一実施の形態に係る金属射出成形方法を具現化
した金属射出成形装置を示す縦断面図であり、同図にお
いて、図５と同一若しくは同等のものには同一の符号を
付してその説明を省略する。この金属射出成形装置が図
５のものと相違する点は、構成上においてノズル１２の
周囲に高周波加熱装置２３を設けた構成のみである。し
たがって、成形品を射出成形する作用は前述と同様であ
るので、その説明を省略し、異なる作用および図５に対
する補足説明を図２を参照しながら説明する。

【００１４】射出成形の開始に際し、型開きによって図
１の図示位置よりも右方に位置している可動側成形型４
は左方に移動して固定側成形型３に重ね合わされ、両成
形型３，４の型閉じが行われる。このとき、図２（ａ）
に示すように、ノズル１２内部には固化金属１４が存在
している。シリンダ９内の流動金属１３の射出動作の開
始に先立って、上記型閉じが完了したタイミングで高周
波加熱装置２３が作動されることにより、図２（ｂ）に
示すように、ノズル１２内の固化金属１４は加熱されて
溶融する。高周波加熱装置２３の駆動開始時から固化金
属１４が溶融するのに要する所定時間が経過したとき
に、スクリュー１１がノズル１２側へ直進移動する射出
動作によって発生する射出圧力により、固化金属１４が
溶融した流動金属１３ａおよびシリンダ９内の流動金属
１３が、図２（ｃ）に示すように、ノズル１２から固定
側成形型３のスプール流路１７内に射出されたのち、ラ
ンナ流路１９およびゲート部２０を通って、製品の形状
に対応して製作されたキャビティ２１内に流入する。

【００１５】このキャビティ２１内へ流動金属１３が充
填され終わると、射出工程が完了し、この射出工程の完
了と同時に高周波加熱装置２３の作動が停止され、ノズ
ル１２が冷却する。これにより、ノズル１２内部の流動
金属１３が冷却されて固化し、この固化金属１４がノズ
ル１２の出口を塞いで流動金属１３が流れ出るのを阻止
する。キャビティ２１内の流動金属１３が冷却して成形
品の成形が完了すると、可動側成形型４を図１の右方へ
移動させて型開きを行う。そののち、突き出しピン２２
が作動することにより、成形品Ｓと、ゲート部２０内、
ランナ流路１９内および溜まり部１８内でそれぞれ冷却
固化された金属とを離型させて取り出して、成形品Ｓを
得る。

【００１６】この金属射出成形装置では、ノズル１２を
塞いでいる固化金属１４を加熱して溶融させながら射出
圧力が加わるようにしているので、従来のように固化金
属１４を射出させるために大きな射出圧力が加わるとい
ったことがなくなる。そのため、射出圧力は、図３に実
線で示す特性曲線のように、ばらつきなく極めてスムー
ズに上昇していくので、射出動作時のキャビティ２１へ
の成形圧力はばらつきなく確実に所定値に維持すること
ができる。また、固化金属１４は、ノズル１２内で完全
に溶融されてから成形金型２に向け射出されるので、従
来のように固化状態の金属がキャビティ２１内に流れ込
むといったことが生じない。そのため、得られる成形品
には、品質にばらつきがなく、不良品も殆ど発生しな
い。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の金属射出成形方法
によれば、非射出成形時にノズルを塞いでいる固化金属
を加熱して溶融させながら射出圧力が加わるようにした
ので、従来における射出動作の開始時に固化金属を射出
させるために発生する大きな射出圧力がからないので、
射出圧力をばらつきなく極めてスムーズに上昇させるこ
とができるから、射出成形時のキャビティへの成形圧力
はばらつきなく確実に所定値に維持することができる。
また、固化金属は、ノズル内でほぼ完全に溶融されてか
ら成形金型に向け射出されるので、従来のように固化状
態の金属がキャビティ内に流れ込むといったことが生じ
ない。その結果、得られる成形品には、品質にばらつき
がなく、不良品も殆ど発生しない。

【００１８】また、本発明の金属射出成形装置によれ
ば、ノズルを加熱するための加熱装置を備えた構成とし
たので、射出機内部の流動金属を成形金型に向け射出す
るタイミングでノズルを加熱装置で加熱して内部の固化
金属を溶融でき、成形金型のキャビティへの流動金属の
充填が終了したタイミングで加熱装置の作動を停止し
て、ノズルの冷却により内部に固化金属を発生させるこ
とができる。したがって、本発明の金属射出成形方法を
忠実に具現化して同様の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る金属射出成形方法
を具現化した金属射出成形装置を示す縦断面図。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は同上金属射出成形装置の射出
工程を工程順に示した作用説明図。

【図３】同上金属射出成形装置の射出圧力を示す特性
図。

【図４】従来の金属射出成形装置の射出工程を工程順に
示した作用説明図。

【図５】従来の金属射出成形装置を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 射出機 ２ 成形金型 ７ 金属チップ １２ ノズル １３ 流動金属 １４ 固化金属 １７ スプール流路（流路） １９ ランナ流路（流路） ２１ キャビティ ２３ 高周波加熱装置（加熱装置） Ｓ 成型品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料を射出機の内部で加熱して流動
   可能な状態にするとともに、前記射出機のノズルが冷却
   することにより内部に発生した固化金属で前記ノズルの
   出口から前記金属材料が流れ出ないように塞ぎ、 成形金型の型閉じが終了して前記射出機内部の流動可能
   な金属を前記成形金型に向け射出するタイミングで前記
   ノズルを加熱して内部の固化金属を流動可能状態とし、 前記成形金型のキャビティへの流動金属の充填が終了し
   たタイミングで前記ノズルの加熱を停止するようにした
   ことを特徴とする金属射出成形方法。
2. 【請求項２】 金属材料を加熱して流動可能な状態にし
   ながら搬送してノズルから射出する射出機と、 前記ノズルに連通する流路と成形品の形状に対応するキ
   ャビティとが連通して形成される成形金型と、 通常時に冷却している前記ノズルを流動金属を射出する
   タイミングで加熱するとともに、前記キャビティへの流
   動金属の充填が終了したタイミングで前記加熱を停止す
   るよう作動する加熱装置とを備えてなることを特徴とす
   る金属射出成形装置。