JP2000317599A

JP2000317599A - 軽合金の射出成形装置とこれに用いる押出スクリュー

Info

Publication number: JP2000317599A
Application number: JP11127448A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tanaka; 達也田中; Munenori Soejima; 宗矩副島
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】押出スクリューにおける摩損又は溶損の発生
した部分だけを簡単に交換できるようにして、軽合金の
射出成形に際する材料コスト及びメンテナンスコストを
低減する。【解決手段】チャンバー２の内部に押出スクリュー３
を回転自在に有するスクリュー押出機４と、チャンバー
２内に供給された軽合金材料５を半凝固スラリー７とな
るように加熱又は冷却する温度制御手段８と、チャンバ
ー２の排出口から排出された半凝固スラリー７を射出成
形するための型締め装置９と、を備えている軽合金の射
出成形装置において、押出スクリュー３を、チャンバー
２内に回転自在に挿通される中心軸部４１と、この中心
軸部４１の外周部に外嵌された軸方向に並ぶ複数のスク
リューセグメント４２とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマグネシウ
ムやアルミニウム等の軽合金を鋳造するための射出成形
方装置とこれに用いる押出スクリューに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂の射出成形に近い形式で
軽合金材料を成形する方法として、軽合金材料を半凝固
スラリーにして成形金型内に射出する方法がある。この
種の軽合金の射出成形方法では、一般に、ペレット状の
原料をスクリュー押出機の内部で加熱したり（特表平３
─５０４８３０号公報参照）、あるいは、半溶融状態に
加熱されたインゴット原料を粉砕機で粒状にしたものを
スクリュー押出機の内部で加熱することにより（特許第
２８３２６２５号公報、特開平９─１０８８０５号公報
参照）、軽合金材料を半凝固状態にしている。

【０００３】しかるに、上記の方法では、いずれも出発
原料が固体金属であるため、押出スクリューの上流部の
摩耗や溶損が激しいという欠点がある。そこで、固体原
料を加熱して半凝固スラリーにすることに伴う上記不都
合を解消すべく、実質的に縦向きのチャンバー内におい
て金属溶湯を押出スクリューで剪断しながら冷却して半
凝固スラリーに遷移させたあと、チャンバーの下端排出
口から排出されてきた半凝固スラリーを成形金型に射出
する方法も提案されている（レオモールディング法：特
表平９─５０８８５９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
スクリューフライトが軸方向全域において連続的に断面
形状が変化する一体型の押出スクリューを使用している
ため、材料コスト及びメンテナンスコストの両面で簡単
に押出スクリューを交換できない。このため、押出スク
リューの外表面が摩耗や溶損してチャンバー内面に対す
るクリアランスが広がり、計量の不安定化が増大したり
気泡の巻き込みが多くなるという欠点がある。

【０００５】特に、出発原料が固体金属である場合の射
出成形装置では、大きな剪断力を必要とするために、先
端部の方が空間容積が小さくなるような圧縮比の大きい
軸方向に断面形状の変化する一体型の押出スクリューを
使用しているが、比較的空間容積の大きいホッパー下部
においても固体金属との接触のため、上記の欠点が著し
い。また、Ａｌ合金の射出成形の場合には、鉄系スクリ
ューを使用すると溶湯又は半凝固スラリーによる溶損は
避けられず、その場合スクリュー全体を交換する必要が
あり、保守維持費も非常に高価になる。

【０００６】一方、軽合金に対する押出スクリューの溶
損を防ぐには、押出スクリューの材質をＡｌあるいはＭ
ｇなどに対して溶損性の低いセラミック系材料に切り替
えることが考えられるが、これでは押出スクリューの材
料コストが非常に高価になるとともに、押出スクリュー
を軸方向に移動させて射出するタイプのスクリュー押出
機の場合には、射出時の衝撃に耐えうるセラミック系材
料の選定及び加工が困難である。更に、押出スクリュー
の摩耗や溶損を防止する方法として、メッキ、ＣＶＤ、
ＰＶＣやライニング等によるスクリュー表面の改質技術
があるが、特に、固体金属から出発して半凝固状態を作
り出す方法の場合には、高分子樹脂の可塑化の場合と同
様にある程度のＬ／Ｄ（スクリュー径に対するスクリュ
ー長さ）が必要になるため、一体型の押出スクリューで
はそのような表面改質をする装置も大きな装置が必要に
なり、実機レベルではその長大さゆえに押出スクリュー
の表面改質加工は事実上不可能である。

【０００７】本発明は、このような実状に鑑み、押出ス
クリューにおける摩損又は溶損の発生した部分だけを簡
単に交換できるようにして、軽合金の射出成形に際する
材料コスト及びメンテナンスコストを低減することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明
は、チャンバーの内部に押出スクリューを回転自在に有
するスクリュー押出機と、前記チャンバー内に供給され
た軽合金材料を溶湯又は半凝固スラリーとなるように加
熱又は冷却する温度制御手段と、前記チャンバーの排出
口から排出された前記溶湯又は半凝固スラリーを射出成
形するための型締め装置と、を備えている軽合金の射出
成形装置において、前記押出スクリューは、前記チャン
バー内に回転自在に挿通される中心軸部と、この中心軸
部の外周部に外嵌された軸方向に並ぶ複数のスクリュー
セグメントと、を備えているものである。

【０００９】この場合、押出スクリューがその中心軸部
の外周部に外嵌された軸方向に並ぶ複数のスクリューセ
グメントを備えているので、いずれかのスクリューセグ
メントが溶湯又は半凝固スラリーによって摩耗ないし溶
損しても、これを新しいスクリューセグメント又は既に
装着されている他の位置の同形状のスクリューセグメン
トと取り換えることにより、押出スクリューにおける摩
耗又は溶損の発生した部分だけを簡単に交換することが
でき、押出スクリューの全体を交換する必要がなくな
る。

【００１０】また、押出スクリューが複数のスクリュー
セグメントにより分割構成されているため、当該セグメ
ントを安価に表面改質することができ、射出成形すべき
軽合金の材質に応じた適切な材質に押出スクリューを改
質することができる。一方、本発明は、すべて圧縮比が
１．０でかつ同じ軸方向長さに形成された複数のスクリ
ューセグメントを使用することを推奨する。この場合、
一本の押出スクリューの軸方向で並設されている複数の
スクリューセグメントを任意に入れ換えられるので、軽
合金の射出成形に使用するスクリュー押出機のような押
出スクリューの摩耗や溶損ないし折損箇所がほぼ決まっ
ている装置の場合には、押出スクリューの寿命を低コス
トで大幅に増大することができる。

【００１１】例えば、前記したように、固体原料を加熱
して溶湯又は半凝固スラリーにするスクリュー押出機の
場合には、固体原料に曝される押出スクリューの上流部
の方が下流部に比べて摩耗等が激しいので、一定以上の
摩耗等が発生した上流部のスクリューセグメントを摩耗
等の少ない下流部のスクリューセグメントと入れ換えて
使用することにより、押出スクリューの寿命を増大する
ことができる。他方、金属溶湯を冷却して半凝固スラリ
ーにするスクリュー押出機の場合には、押出スクリュー
における樹脂状晶が成長し始める部分が最も摩耗等が激
しいので、一定以上の摩耗等が発生したその部分に対応
するスクリューセグメントを摩耗や溶損の少ない他の部
分のスクリューセグメントと入れ換えて使用することに
より、押出スクリューの寿命を増大することができる。

【００１２】また、本発明では、中心軸部とこの外周部
に外嵌された軸方向に並ぶ複数のスクリューセグメント
とから押出スクリューを構成したので、種々の押出条件
に対応した高性能な押出スクリューの設計が可能とな
る。例えば、中心軸部として高温クリープ強度の高い金
属材料を採用し、かつ、複数のスクリューセグメントを
溶湯又は半凝固スラリーに対して耐溶損性に優れた材料
を採用するようにすれば、それらの両性能に優れた押出
スクリューを得ることができる。

【００１３】すなわち、Ｆｅ系のステンレス鋼（Ｃｒ１
２％等）やインコロイ８００（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系）等
は、６００°Ｃ前後の高温下では、工具鋼よりも高温ク
リープ特性が優れているので、中心軸部としてはこれら
の材料を使用することが好ましい。一方、Ａｌ合金の溶
湯又は半凝固スラリーは上記のような鉄系材料をかなり
激しく溶損させる性質があり、スクリューセグメントに
ついてもそのような鉄系材料をそのまま採用すると一週
間程度で同セグメントを交換する必要が生じる。

【００１４】そこで、中心軸部を外嵌する複数のスクリ
ューセグメントについては、それ自体が耐溶損性のはる
材料や、その表面部分をセラミックコーティング等して
なる耐溶損性に優れた材料を使用することにより、その
交換頻度を低減させることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は、本発明の第一の実
施形態を示している。この実施形態に係る軽合金の射出
成形装置１は、チャンバー２の内部に押出スクリュー３
を回転自在に有する垂直に配置されたスクリュー押出機
４と、チャンバー２の上端部に接続された金属溶湯５を
貯溜するための貯溜ホッパー６と、を備えている。

【００１６】また、この射出成形装置１は、貯溜ホッパ
ー６からチャンバー２内に供給された金属溶湯５が半凝
固スラリー７となるように冷却する冷却手段（温度制御
手段）８と、チャンバー２の下端排出口から排出された
半凝固スラリー７が射出される型締め装置９と、を備え
ている。この射出成形装置１の構成部材のうち、貯溜ホ
ッパー６は、溶解炉１０で溶解された軽合金材料よりな
る金属溶湯５を受け入れてこれを溶融状態で貯溜するも
のであり、このホッパー６の下端開口部はチャンバー２
の上端部に接続されている。

【００１７】また、貯溜ホッパー６の下部には、アルゴ
ン等の不活性ガスを当該ホッパー６の下部から吹き込む
シール手段（図示せず）が接続されており、このシール
手段からの不活性ガスにより貯溜ホッパー６内の金属溶
湯５をバブリングして不純物を除去するとともに、金属
溶湯５の湯面を不活性ガスでシールするようにしてい
る。チャンバー２の上端には駆動モーター１１が直結さ
れ、この駆動モーター１１の駆動軸には、チャンバー２
の内部に回転自在に挿通された押出スクリュー３の上端
が連結されていて、この押出スクリュー３は、その下端
がチャンバー２内で自由端となるように片持ち状に配置
されている。

【００１８】駆動モーター１１の上部には上下方向に出
退するシリンダロッドを有する射出シリンダ１２が接続
され、この射出シリンダ１２のシリンダロッドに前記駆
動モーター１１が直結されている。このため、本実施形
態のスクリュー押出機４では、射出シリンダ１２のシリ
ンダロッドを下方に突出することにより駆動モーター１
１を介して押出スクリュー３を軸方向下方に移動させ、
これにより、チャンバー２内の下端部に溜まっている半
凝固スラリー７を外部に射出できるようになっている。

【００１９】チャンバー２の外周面は前記冷却手段８で
覆われており、この冷却手段８は、上下方向に分離され
た複数の温度制御ジャケット１３よりなる。そして、こ
のジャケット１３内に金属溶湯５の温度よりも低い油等
の熱媒体を流通させることにより、チャンバー２内の金
属溶湯５が液相温度以下でかつ固相温度以上の温度範囲
になるように冷却できるようになっている。なお、チャ
ンバー２内の金属溶湯５を高精度に温度制御するため
に、各温度制御ジャケット１３は加熱機能も兼ね備えて
いる。

【００２０】チャンバー２の下端排出口には、ほぼＬ字
形に形成された接続管路（接続部材）１４が接続され、
この接続管路１４は、垂直方向の第一流路１５とこの流
路１５の下端から水平方向に延びる第二流路１６とから
なる射出流路１７を内部に備えている。このうち、第一
流路１５の上端はチャンバー２の下端排出口に接続さ
れ、第二流路１６の出口は、後述する型締め装置９の固
定盤２３に固定された固定金型２４に接続されている。
本実施形態では、上記第一流路１５と第二流路１６の交
差部分に半凝固スラリー７を滑らかに方向転換させるた
めのアール部１７Ｒが形成されており、これにより、押
出スクリュー３の下方移動により半凝固スラリー７をス
ムーズに水平方向に射出できるようにしている。

【００２１】なお、接続管路１４の外周面にも、その内
部の半凝固スラリー７を一定温度に保つための温度制御
ジャケット１３が設けられている。第二流路１６の出口
内には、射出するとき以外は閉じた状態になっているノ
ズル１８が設けられている。このノズル１８は、その外
周部に設けた温度制御ジャケット１３等よりなる温度制
御手段によりノズル先端に金属固体栓を形成してノズル
封鎖するものや、ノズル先端に設けた機械式又はばね式
のシャットオフバルブによりノズル封鎖するものを使用
できるもっとも、金属固体栓を形成する際にノズル先端
付近に固相率の高い部分が生じない点、及び、固体栓が
製品に混入する可能性がない点で、シャットオフバルブ
を用いる後者タイプのノズルの方が好ましい。

【００２２】図２及び図３に示すように、本実施形態の
押出スクリュー３は、前記チャンバー２内に回転自在に
挿通される中心軸部４１と、この中心軸部４１の外周部
に外嵌された軸方向に並ぶ複数のスクリューセグメント
４２と、を備えている。このうち、中心軸部４１は、イ
ンボリュートスプライン４３が外周面に形成された円筒
状の軸部材よりなる。この中心軸部４１は、例えば、Ｆ
ｅ系のステンレス鋼（Ｃｒ１２％等）やインコロイ８０
０（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系）等よりなる、工具鋼よりも高
温クリープ特性が優れた金属材料より構成されている。

【００２３】当該中心軸部４１の先端面には同軸部４１
よりも大径でかつ円錐状の先端セグメント４４が螺合さ
れ、同軸部４１の基端面には駆動モーター１１の駆動軸
に同軸心状に連結される大径の基端セグメント４５が螺
合されていて、これらの各セグメント４４，４５により
軸方向に並ぶ複数のスクリューセグメント４２を互いに
密着するように軸方向に締め付けることにより、各スク
リューセグメント４２が中心軸部４１に対して相対移動
しないように固定されるようになっている。図２に示す
ように、各スクリューセグメント４２は、外周面にスク
リュー翼４６を有しかつ中心軸部４１のインボリュート
スプライン４３に嵌合する内周面を有する軸方向両端が
開放された短筒状に形成されており、これらの各スクリ
ューセグメント４２は隣接するセグメント４２同士のス
クリュー翼４６が互いに連続するように軸方向に並設さ
れている。

【００２４】また、この各スクリューセグメント４２
は、すべて圧縮比が１．０で軸方向の任意の位置での断
面形状が同じになっていて、しかも、軸方向長さも同じ
寸法に形成されており、このため、一本の押出スクリュ
ー３の軸方向で並設されている複数のスクリューセグメ
ント４２を相互に入れ換えられるようになっている。な
お、この各スクリューセグメント４２には、その表面部
分をセラミックコーティング等してなる耐溶損性に優れ
た材料が使用されており、これによってその交換頻度を
低減させるようにしている。

【００２５】また、各スクリューセグメント４２の軸方
向端面には、隣りのスクリューセグメント４２の凹イン
ロー部４８に対して挿入される凸インロー部４７が形成
されていて、このインロー部４７，４８同士の嵌め合い
により、各セグメント４２間から軽合金が中心軸部４１
へ漏れるのを防止している。なお、各スクリューセグメ
ント４２の中心軸部４１に対する回り止めは、キー及び
キー溝で行うこともできる。前記型締め装置９は、基台
２０上に立設されたリンクハウジング２１と、このハウ
ジング２１に水平方向のタイバー２２を介して固定され
た固定盤２３と、この固定盤２３に固定された固定金型
２４と、タイバー２２に対して摺動自在に貫通支持され
た可動盤２５と、固定金型２４に対して水平方向に開閉
自在となるよう可動盤２５に固定された移動金型２６
と、を備えている。

【００２６】リンクハウジング２１の外面中央部には型
締めシリンダ２７が固定され、この型締めシリンダ２８
のシリンダロッド２８の先端は可動盤２５の中央部に連
結されている。このリンクハウジング２１と可動盤２５
同士は、これらが接近したときに折り畳まれかつ離反し
たときに水平方向にほぼ一直線に並ぶ複数のリンク２９
で連結されている。可動盤２５のリンクハウジング２１
側の側面には押出シリンダ３０が設けられ、この押出シ
リンダ３０の押出ロッド３１は可動盤２５を貫通して移
動金型２６に連結されている。

【００２７】従って、この型締め装置９では、型締めシ
リンダ２７のシリンダロッド２８を突出させてリンク２
９を一直線上に伸びた状態にし、このリンク２９の突っ
張り状態において押出シリンダ３０の押出ロッド３１を
突出させることにより、移動金型２６を可動金型２４に
対して強力に押圧できるようになっている。次に、上記
射出成形装置１の作用とそれによる軽合金の射出成形方
法について説明する。まず、溶解炉１０から機械式ある
いは電磁ポンプ等の手段で貯溜ホッパー６内に投入され
た金属溶湯５は、ガスシールされた状態でスクリュー押
出機４のチャンバー２の上部に供給され、各温度制御ジ
ャケット１３によって液相温度以下でかつ固相温度以上
に冷却されて樹枝状晶に成長する。この樹枝状晶は回転
する押出スクリュー３の剪断作用によって破砕し、微細
な結晶粒が生成されて半凝固スラリー７に遷移する。

【００２８】その後、この半凝固スラリー７は、押出ス
クリュー３によってスラリーポンプと同じように温度制
御されながら下方へ押し出される。この際、接続管路１
４のノズル１８は閉鎖されているので、押出スクリュー
３には自らの回転に伴う押出力によって軸方向上方に負
荷がかかる。一方、スクリュー押出機４の射出シリンダ
１２には一定の背圧が設定されており、この背圧に打ち
勝つ内圧がチャンバー２内に発生すると、押出スクリュ
ー３が軸方向上方に移動し、チャンバー２の下端部に半
凝固スラリー７が溜まり、所定量に計量される。

【００２９】なお、このとき、半凝固スラリー７と言え
ども合成樹脂等に比べると非常に低粘度であるため、そ
のスラリー７の粘度によっては、射出シリンダ１２への
逆背圧によって押出スクリュー３を強制的に上方へ移動
させて所定量の計量を行わねばならないこともある。こ
のようにして、半凝固スラリー７の計量が行われると、
押出スクリュー３の上方移動と回転が停止し、射出シリ
ンダ１２が押出スクリュー３を下方に一気に移動させ
る。この押出スクリュー３の下方移動により、チャンバ
ー２の下端部に溜まっていた計量済みの半凝固スラリー
７が接続管路１４の射出流路１７を介して成形金型（固
定金型２４及び移動金型２６）のキャビティ内に射出さ
れ、一定形状に成形される。

【００３０】上記した本実施形態の射出成形方法によれ
ば、金属溶湯５から出発して半凝固スラリー７を生成し
ているので、微細な結晶粒が均一に分散された組織にな
り、機械的特性に優れかつバリの少ない高品質な成形品
を得ることができる。すなわち、本実施形態の射出成形
方法では、垂直なチャンバー２内において金属溶湯５を
半凝固スラリー７に遷移させているので、金属溶湯５に
含まれている不活性ガスを浮力によって抜き出してか
ら、同溶湯５が半凝固スラリー７に遷移することにな
る。このため、射出時の計量を正確に行えるとともに、
不活性ガスの巻き込みによって成形品に気泡が混じるの
も防止でき、不良品の発生が極力防止されることにな
る。

【００３１】また、出発原料が金属溶湯５でありこれを
半凝固スラリー７に冷却しながら下方に搬送しているの
で、押出スクリュー３の上流部の磨損や折損を低減でき
るとともに、スクリュー押出機３の負荷トルクや攪拌経
路をそれほど大きく取る必要がなくなり、装置のコンパ
クト化が可能になる。更に、チャンバー２の下端排出口
から射出される半凝固スラリー７をいったん水平方向に
向きを変えたあと水平方向に型開閉する成形金型２４，
２６に射出しているので、成形金型２４，２６やそのス
トローク量の大きさとは関係なく、スクリュー押出機４
を必要以上に高く配置する必要がなくなる。このため、
装置全体の高さ寸法を過大に設定しなくても、気泡や引
けの少ない高品質な軽金属成形品を射出成形することが
できる。

【００３２】ところで、本実施形態では金属溶湯５を冷
却して半凝固スラリー７にするスクリュー押出機４を使
用した場合、押出スクリュー３における樹脂状晶が成長
し始める部分が最も磨損や溶損が発生しやすいと考えら
れる。そこで、その部分に対応するスクリューセグメン
ト４２に一定以上の摩耗等が発生した場合には、摩耗等
の少ない他の部分のスクリューセグメント４２と交換す
ることにより、押出スクリュー３の寿命を大幅に増大す
ることができる。もっとも、損傷したスクリューセグメ
ント４２だけを全く新しいセグメントと交換することに
してもよい。

【００３３】図４は、本発明の第二の実施形態を示して
いる。この実施形態の射出成形装置１では、スクリュー
押出機４のチャンバー２が型締め装置９の反対側にやや
倒れた状態に傾斜して設けられており、これにより、第
一実施形態の場合に比べて、装置全体の高さをより低く
抑えるようにしている。なお、このスクリュー押出機４
の傾斜度合いは、押出スクリュー３のヘリカル角とほぼ
同程度になるように設定されており、この程度の傾斜度
合いであれば、チャンバー２の内部での気泡の除去や半
凝固スラリー７の軸上部への付着が発生することがな
く、良好な安定運転が行える。

【００３４】しかして、本発明は、チャンバー２が垂直
に立設されている場合だけでなく、チャンバー２の内部
での気泡の除去や半凝固スラリー７の軸上部への付着が
発生しない程度に傾いた状態のものであってもよい。な
お、押出スクリュー３が複数のスクリューセグメント４
２で分割構成されている点等、その他の構成及び作用は
第一実施形態の場合と同様であるので、図面に同一符号
を付して詳細説明を省略する。図５は、本発明の第三の
実施形態を示している。

【００３５】この実施形態の射出成形装置１では、押出
スクリュー３は軸方向に移動しないようにチャンバー２
内に挿通され、このため、駆動モーター１１の上端には
前記射出シリンダ１２は設けられていない。その代わり
に、チャンバー２の下端排出口は、水平方向に出退する
射出プランジャ３３が内部に挿通された計量シリンダ
（接続部材）３４の前端上部に接続されている。この計
量シリンダ３４の前端部には、垂直方向の第一流路１５
と水平方向の第二流路１６よりなる射出流路１７が構成
されていて、第二流路１６内の半凝固スラリー７がチャ
ンバー２側に逆流するのを防止する逆止弁（図示せず）
が第一流路１５に設けられている。

【００３６】また、計量シリンダ３４の後端には、射出
プランジャ３３を固定金型２４側へ突出させるための射
出シリンダ３６が設けられている。このため、この射出
成形装置１では、計量シリンダ３４の第二流路１６内に
一定量の半凝固スラリー７を溜めたあと、射出プランジ
ャ３３を一気に突出させることにより、その半凝固スラ
リー７を成形金型２４，２６内に射出することができ
る。このように、本実施形態によれば、水平方向に射出
する射出プランジャ３３で第二通路１６内の半凝固スラ
リー３３を水平方向に射出するようにしているので、ス
クリュー押出機４の上部に射出シリンダ１２を設ける必
要がなくなり、第一実施形態の場合に比べて装置全体の
高さをより低く抑えることができる。

【００３７】また、図３に示すように、本実施形態で
は、型締め装置９の固定盤２３の中央部を切り欠いて形
成した内空部３５にスクリュー押出機４のチャンバー２
が埋め込まれており、これにより、水平方向の射出プラ
ンジャ３３を採用したことに伴う装置長さの増大を極力
防止するようにしている。更に、本実施形態の射出成形
装置１によれば、第一及び第二実施形態の場合では得ら
れない次の作用効果を奏することができる。すなわち、
本実施形態では、押出スクリュー３とは別の射出プラン
ジャ３３で半凝固スラリー３３を射出しているので、第
一及び第二実施形態の場合のように半凝固スラリー３３
を射出するために押出スクリュー３を高速移動させる必
要がない。このため、押出スクリュー３を高速移動する
ことに伴う同スクリュー３の先端部の摩耗を防止できる
し、仮に射出プランジャ３３が摩耗しても安価な当該プ
ランジャ３３のみを交換するだけで済む。

【００３８】また、インライン方式の場合、例えチャン
バー２を縦型に配置しても、押出スクリュー３の軸方向
移動によって多少は軸シール部へのスラリーの侵入は避
けられない。この点、本実施形態では、押出スクリュー
３を軸方向移動させる必要がないので、金属溶湯５の湯
面高さよりそれほど高くない位置に軸シール部を配置す
ることができる。このため、本実施形態では、駆動モー
ター１１の設置高さそのものを低く設定することがで
き、併せてその上に射出シリンダ１２を配置する必要が
ないので、装置全体の高さをより低く抑えることができ
る。従って、第一及び第二実施形態の場合に比べて、設
備の安全性を向上できかつメンテナンスの容易化を図る
ことができる。

【００３９】なお、本発明の各実施の形態を説明した
が、これらの実施の形態は例示的なものであって限定的
なものではない。本発明の技術的範囲は冒頭の特許請求
の範囲により決定され、その意味に入るすべての態様は
本発明の範囲に含まれる。例えば、前記各実施形態で
は、金属溶湯５を冷却して半凝固スラリーにする実質的
に縦向きのスクリュー押出機４を有する射出成形装置１
に本発明を適用した場合を示したが、本発明は、固体原
料を加熱して溶湯又は半凝固スラリーにするスクリュー
押出機を有する射出成形装置にも採用することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
押出スクリューにおける摩耗又は溶損の発生した部分だ
けを簡単に交換できるので、軽合金の射出成形に際する
材料コスト及びメンテナンスコストを低減することでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る軽合金の射出成形装置の全
体側面図である。

【図２】（ａ）は押出スクリューの軸方向中途部を拡大
した側面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図３】（ａ）は押出スクリューの中心軸部の側面図で
あり、（ｂ）はその横断面図である。

【図４】第二実施形態に係る軽合金の射出成形装置の全
体側面図である。

【図５】第三実施形態に係る軽合金の射出成形装置の全
体側面図である。

【符号の説明】

１射出成形装置２チャンバー３押出スクリュー４スクリュー押出機５軽合金材料（金属溶湯）７半凝固スラリー８温度制御手段（冷却手段）９型締め装置４１中心軸部４２スクリューセグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｃ 45/60 Ｂ２９Ｃ 45/60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンバー（２）の内部に押出スクリュ
ー（３）を回転自在に有するスクリュー押出機（４）
と、前記チャンバー（２）内に供給された軽合金材料
（５）を溶湯又は半凝固スラリー（７）となるように加
熱又は冷却する温度制御手段（８）と、前記チャンバー
（２）の排出口から排出された前記溶湯又は半凝固スラ
リー（７）を射出成形するための型締め装置（９）と、
を備えている軽合金の射出成形装置において、前記押出スクリュー（３）は、前記チャンバー（２）内
に回転自在に挿通される中心軸部（４１）と、この中心
軸部（４１）の外周部に外嵌された軸方向に並ぶ複数の
スクリューセグメント（４２）と、を備えていることを
特徴とする軽合金の射出成形装置。
【請求項２】複数のスクリューセグメント（４２）
は、すべて圧縮比が１．０でかつ同じ軸方向長さに形成
されている請求項１に記載の軽合金の射出成形装置。
【請求項３】中心軸部（４１）は高温クリープ強度の
高い金属材料よりなり、複数のスクリューセグメント
（４２）は溶湯又は半凝固スラリー（７）に対する耐溶
損性に優れた材料よりなる請求項１又は２に記載の軽合
金の射出成形装置。
【請求項４】軽合金材料（５）が溶湯又は半凝固スラ
リー（７）となるように加熱又は冷却する温度制御手段
（８）を有するチャンバー（２）の内部に回転自在に挿
通される軽合金の押出に使用する押出スクリューにおい
て、前記チャンバー（２）内に回転自在に挿通される中心軸
部（４１）と、この中心軸部（４１）の外周部に外嵌さ
れた複数のスクリューセグメント（４２）と、を備えて
いることを特徴とする押出スクリュー。
【請求項５】複数のスクリューセグメント（４２）
は、すべて圧縮比が１．０でかつ同じ軸方向長さに形成
されている請求項４に記載の押出スクリュー。
【請求項６】中心軸部（４１）は高温クリープ強度の
高い金属材料よりなり、複数のスクリューセグメント
（４２）は溶湯又は半凝固スラリー（７）に対して溶損
性の低い金属材料よりなる請求項４又は５に記載の押出
スクリュー。