JP2001225328A - 溶融材料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融材料を成形用金型に充填するためのシリン
ダを備えた溶融材料供給装置において、シリンダの出口
穴が大径の場合でも溶融材料の漏出を確実に防止できる
ようにする。 【解決手段】 溶融材料を成形用金型に供給するための
溶融材料供給装置１は溶融材料の入口穴７ａ及び出口穴
１２を有する供給シリンダ７と、入口穴７ａから供給さ
れた材料を出口穴１２から金型内に充填するために供給
シリンダ７を往復動可能な供給ピストン１１と、出口穴
１２を開閉するために作動可能なバルブ部材１３とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はダイカスト或いは
射出成形等の成形用金型に溶融材料を供給するための供
給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融材料を金型に供給するための
供給装置としては溶融金属材料の入口穴及び出口穴を有
するシリンダと、入口穴から供給された材料を出口穴か
ら金型内に流入させるためにシリンダ内を往復動可能な
ピストンとを備えたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】しかしながら、このような溶融材料供給装
置においては、ピストンによりシリンダ内に導入された
溶融材料を出口穴から吐出した後もなお出口部に若干の
溶融材料が残留し、この残留溶融材料が出口穴から経時
的に漏出する不具合を生じていた。この現象は出口穴の
径が大きくなるほど当然のことながら著しいものとな
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は特許請求の範囲の請求項１に記載されている。
また、好ましい実施形態は請求項２〜４に記載されてい
る。

【０００６】請求項１の構成によれば、供給シリンダの
出口穴を開閉するためのバルブ部材を備えているので、
溶融材料を金型に充填した後に出口穴をバルブ部材で閉
塞することで残留溶融材料の漏出を未然に防止できる。
従って、材料の無駄がなくなり、製造コストが低減す
る。

【０００７】請求項２の構成によれば、バルブ部材をシ
リンダの動きと独立して成形サイクルに応じて動かすこ
とができるバルブ駆動装置を設けたので、バルブ部材を
成形サイクルに応じて最適かつ確実に開閉させることが
できる。

【０００８】請求項３の構成によればバルブ部材を供給
ピストンの作動の妨げとなることなく供給シリンダ内部
に配置できるので、構造がコンパクトになる。

【０００９】請求項４の構成によれば、加熱手段により
出口穴内部を加熱状態に維持できるので、出口穴内部を
流れる材料の流動性を常に確保でき、成形サイクルが短
縮化される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面を参
照して説明する。図１に全体を斜視図で示した溶融材料
供給装置１はベース２と、該ベース２に対して前後摺動
可能に支持された支持台３と、該支持台３上に前後２箇
所の支持枠４，５を介して取り付けられた装置本体６と
からなっている。

【００１１】装置本体６は前方の支持枠４に対して取り
付けられた供給シリンダ７と、後方の支持枠５に取り付
けられた駆動装置としての油圧シリンダ８と、この油圧
シリンダ８のピストンロッド９に連結装置１０を介して
連結されて、供給シリンダ７内を往復動可能な供給ピス
トン１１（図２参照）と、供給シリンダ７の出口穴１２
を開閉するためのバルブ部材１３及びその駆動装置１４
とを有している。

【００１２】なお、供給シリンダ７の内周面には図示し
ないセラミック層が設けられており、このため供給シリ
ンダ７を鉄で形成し、しかも溶融材料が金属特にアルミ
ニウム合金であった場合に金属間化合物が生成されない
ようになっている。また、供給シリンダ７は先端部に上
記出口穴１２を形成するホットノズル１５を有してい
る。このホットノズル１５の構造は本願と同一出願人に
よる特願平１０−６１５６６号に開示されたものと同様
である。このため、ホットノズル１５の概略構造のみを
図２を参照して説明すると、ホットノズル１５には先端
部１６を残して基部１７から先端部１６にかけて一対の
割溝（図示しない）が設けられており、これらの割溝に
より隔てられた基部１７間に端子１８，１８を介して電
圧を加えることで主として先端部１６が発熱するように
なっている。またホットノズル１５の内周面にもセラミ
ック層（図示しない）が設けられており、その機能は供
給シリンダ７の内周面のセラミック層と同様である。

【００１３】一方、図２に示すように、供給シリンダ７
の後端部は開口状となっており、その外周面には前方の
支持枠４に形成されたネジ穴１９に螺合するネジ部２０
が設けられ、またネジ部２０の前端に近接する部位にお
いて環状のストッパ２１が一体で形成されている。従っ
て、供給シリンダ７のネジ部２０を支持枠４のネジ穴１
９に螺合させてストッパ２１が支持枠４の前面に当接す
るまでネジ込むことで、供給シリンダ７の支持枠４に対
する前後方向の位置決めと固定とをなすことができる。
なお、この場合、ストッパ２１を支持枠４に図示しない
ボルトによって固定することで、固定をさらに確実に行
うことができる。

【００１４】また、供給シリンダ７のホットノズル１５
寄りの部位には溶融金属材料の入口穴７ａが設けられて
おり、この入口穴７ａに供給管路２２が接続されてい
る。この供給管路２２の上流側は図示しない金属材料の
加熱装置に接続されており、この加熱装置により溶融さ
れた金属材料を、供給シリンダ７内に、後述するように
成形サイクルに応じて金型への充填に必要な量だけを定
期的に供給できるようになっている。なおこのような加
熱装置としては本願と同一出願人による特願平１１−０
６１９２４号に開示されたものが好ましいが、これに限
らず、従来から周知の坩堝を利用した加熱装置であって
も良い。

【００１５】さらに、供給管路２２には図示しない真空
ポンプが接続されており、従って供給ピストン１１によ
り限定される供給シリンダ７の内部空間２３も真空状態
に保たれている。

【００１６】さて、供給ピストン１１の前部及び後部の
外周にはシールリング２４〜２４が装着されており、供
給シリンダ７の内部空間２３を気密に保つことができる
ようになっている。ここで、供給ピストン１１の前端外
周面１１ａはホットノズル１５の先端部内周面の形状に
対当した円錐面状をなしている。また供給ピストン１１
の後端には供給シリンダ７の外部に突出する、供給ピス
トン１１よりも小径の延長ロッド２５が一体で設けられ
ており、この延長ロッド２５の後端にはさらに第１の連
結フランジ２６が一体で形成されている。この第１の連
結フランジ２６は上記連結装置１０の一部を構成するも
のであり、次にこの連結装置１０について説明する。

【００１７】連結装置１０は上記第１の連結フランジ２
６と、これと別体の第２の連結フランジ２７と、これら
を所定の間隔を隔てて互いに連結する一対の平行な連結
ロッド２８，２８とから構成されており、第２の連結フ
ランジ２７の後面側には油圧シリンダ８のピストンロッ
ド９の先端部が連結されている。従って、油圧シリンダ
８のピストンロッド９の動きに伴って、供給ピストン１
１が供給シリンダ７に対して前進及び後退するようにな
っている。

【００１８】また、上記前後の支持枠４，５間には上記
連結ロッド２８，２８の外側において一対のガイドロッ
ド２９，２９が連結されており、これらのガイドロッド
２９，２９は第１の連結フランジ２６に設けられた対応
する挿通穴２６ａ，２６ａ及び第２の連結フランジ２７
に設けられた対応する挿通穴２７ａ，２７ａに挿通され
ている。従って、供給ピストン１１は第１及び第２の連
結フランジ２６，２７がガイドロッド２９，２９により
ガイドされることで、軸心を供給シリンダ７の軸心と確
実に一致させた状態で前後移動できるようになってい
る。

【００１９】次に、上記供給シリンダ７の出口穴１２を
開閉するためのバルブ部材１３とその駆動装置１４につ
いて説明する。図２に示すように、バルブ部材１３は供
給ピストン１１及びその延長ロッド２５の中心に長手方
向で貫設された軸穴１１ｂに挿通されて同軸で延びるロ
ッドの形状をなしている。バルブ部材１３の先端部３０
の外周面は出口穴１２の形状に倣った円錐面状に形成さ
れている。一方、バルブ部材１３の後端部には軸方向に
適宜距離を隔てて環状のフランジ３１，３１が径方向に
突出形成されている。なお、供給ピストン１１の上記軸
穴１１ｂの内周面にはバルブ部材１３の外周面とのシー
ルのためのシール部材（図示しない）が設けられてい
る。

【００２０】一方、図４に示すように、駆動装置１４は
油圧式のバルブ駆動シリンダ３２と、このバルブ駆動シ
リンダ３２のピストンロッド３３の先端部に設けられた
連結ブロック３４に下端をピン３５を介して回動可能に
連結されたレバー３６と、下端を支持台３に固定されて
レバー３６の長手方向ほぼ中央部をピン３７を介して枢
支するレバー支持ブラケット３８とからなっている。こ
こでレバー３６の他端には上記バルブ部材１３の後端の
フランジ３１，３１間に係合するピン３９が固定されて
いる。従って、バルブ駆動シリンダ３２が往復動すると
レバー３６がピン３７まわりに回動し、そしてピン３９
とフランジ３１，３１との係合によりバルブ部材１３が
前後に軸方向に動くこととなる。なお、ピン３９はレバ
ー３６の回動により軸方向のみならず上下方向にも若干
変位するが、ピン３９はフランジ３１，３１間の隙間に
係合しているので、この隙間を上下に移動でき、したが
ってピン４４の上下方向の変位が吸収されてバルブ部材
１３には伝わらないようになっている。なお、図４中実
線は図２に実線で示したようにバルブ部材１３が出口穴
１２を閉じた前進位置を、想像線は出口穴１２を開いた
後退位置を表している。

【００２１】次に本実施形態の溶融材料供給装置１の作
用を金型への溶融材料の充填作用に関連して説明する。 （１）まず、支持台３を図１中左方に動かして、装置本
体６を前進させ、図５に示すように供給シリンダ７の先
端部すなわちホットノズル１５の先端部１６を金型Ｍの
ノズル穴Ｈ内に突入させる。ここで金型Ｍはノズル穴Ｈ
を設けた固定型Ｍ１と、この固定型Ｍ１との間にノズル
穴Ｈに連通する空所Ｃを形成する可動型Ｍ２とからなる
一般的な構造のものであり、詳細な構造は図示を省略し
てある。

【００２２】また、図５の状態では、供給ピストン１１
は供給シリンダ７内において溶融金属材料の供給管路２
２の後側に位置しており、またバルブ部材１３は出口穴
１２から後退した開位置に位置している。

【００２３】（２）そして、この状態で図示しない金属
材料の加熱装置から供給管路２２を通じて供給シリンダ
７の内部空間２３に上記金型Ｍの空所Ｃの容積に対応し
た量の溶融金属材料Ｋを導入する。

【００２４】（３）次に油圧シリンダ８を駆動して図６
に示すように供給ピストン１１を連結装置１０を介して
前方に動かす。すると供給ピストン１１は供給管路２２
との連通部を閉鎖し、そして溶融金属材料Ｋを空所Ｃ内
に押し出して充填し、出口穴１２後部側のホットノズル
１５内壁に当接して前進を停止する。

【００２５】（４）次いでバルブ駆動装置１４を駆動
し、図７に示すようにバルブ部材１３を前方に動かすと
バルブ部材１３の先端部３０が出口穴１２の内周面に当
接して前進を停止し、出口穴１２を閉ざす。

【００２６】（５）出口穴１２が閉じたら図８に示すよ
うに供給ピストン１１を元の位置（図５の後退位置）に
戻す。

【００２７】（６）金型Ｍが冷却されたら型開きを行な
って、空所Ｃ内において冷却固化した溶融金属材料Ｋを
製品として取り出し、再び型締めを行う。

【００２８】（７）型締めが行われたらバルブ部材１３
を図５の開位置に戻す。

【００２９】（８）（２）〜（７）の工程を繰り返す。 以上により、金属材料の金型Ｍによる成形を連続的に行
うことができる。

【００３０】なお、以上の成形サイクルを通じてホット
ノズル１５には端子１８，１８を通じて低電圧・高電流
が印加され、先端部１６ひいてはホットノズル１５全体
が加熱状態に維持される。

【００３１】したがって、上記工程（３）において金型
Ｍの空所Ｃに充填される溶融金属材料Ｋの流動性を良好
に保つことができる。

【００３２】また、工程（６）で金型Ｍが冷却されるこ
とからホットノズル１５もその冷却作用を受けるが、ホ
ットノズル１５は上記のようにそれ自身が加熱状態に維
持されるので、その型開きの後の成形サイクルを迅速に
再開でき、このため成形サイクルが短縮化できる。

【００３３】以上のように、本実施形態は供給シリンダ
７の出口穴１２を閉塞するためのバルブ部材１３を備え
ているので、溶融金属材料を金型Ｍに充填した後に出口
穴１２をバルブ部材１３で閉塞することで残留溶融材料
の漏出を確実かつ未然に防止できる。従って、材料の無
駄がなくなり、製造コストが低減する。

【００３４】また、バルブ部材１３を供給ピストン１１
の動きと独立して動かすことができる駆動装置１４を設
けたので、バルブ部材１３を成形サイクルに応じて適正
かつ確実に開閉させることができる。

【００３５】さらに、バルブ部材１３は供給ピストン１
１の内部の軸穴１１ｂに挿通されて軸方向に摺動可能と
なっており、供給ピストン１１の作動の妨げとなること
なく供給シリンダ７の内部に配置できるので、構造がコ
ンパクトになる。

【００３６】加えて、バルブ部材１３の先端部３０の外
周面の形状を出口穴１２の内周面形状に倣った円錐面状
としたので、出口穴１２の内周面に先端部３０が面的に
当接することとなり、出口穴１２を確実に塞ぐことがで
きる。

【００３７】なお、以上の実施形態では、バルブ部材１
３は供給ピストン１１とは完全に独立して前進及び後退
させるものとしたが、例えばバルブ部材１３に供給ピス
トン１１に対して前進時にのみ係合するストッパを設け
て、供給ピストン１１がその後退位置から所定の距離前
方に動いた後にバルブ部材１３が供給ピストン１１とと
もに前進し、供給ピストン１１が前進端に達すると同時
にバルブ部材１３が出口穴１２を塞ぐように構成しても
良い。

【００３８】また、バルブ部材１３は軸方向の開閉式の
バルブ部材としたが、例えば軸方向に直角な方向に動い
て出口穴１２を遮断するゲート式のバルブ部材であって
もよく、また駆動装置１４は駆動源として油圧シリンダ
を利用したが、エアシリンダやモータを駆動源とするも
のであっても良い。

【００３９】さらに、以上の実施形態では供給シリンダ
７の出口穴１２内部の材料を加熱するための加熱手段と
して供給シリンダ７の先端部に装着された自己発熱式の
ホットノズル１５を利用するものとしたが、このような
加熱手段としては自己発熱式のホットノズルに限らず、
外部加熱式或いは内部加熱式のホットノズルさらには、
別体としてホットノズルを設けるのでなく、供給シリン
ダに直接ヒータ等を設けたものであっても良い。

【００４０】加えて、以上の実施形態は金属材料の成形
用金型への充填用の溶融材料供給装置について述べた
が、本発明はプラスチック或いはプラスチックと金属の
混合物の溶融材料を金型に供給する用途においても同様
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の溶融材料供給装置の斜視
図である。

【図２】図１の溶融材料供給装置を一部断面で示した概
略平面図である。

【図３】供給ピストン及びバルブ部材の異なる作動位置
を示す図２と同様な平面図である。

【図４】バルブ部材の駆動装置を示す正面図である。

【図５】溶融材料供給装置の金型への溶融材料の供給作
用を示す説明図である。

【図６】図５の状態から供給ピストンが前進した状態を
示す説明図である。

【図７】図６の状態からバルブ部材がさらに前進した状
態を示す説明図である。

【図８】図７の状態から供給ピストンのみが後退した状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 溶融材料供給装置 ７ 供給シリンダ ７ａ 入口穴 １１ 供給ピストン １２ 出口穴 １３ バルブ部材 １４ 駆動装置 １５ ホットノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融材料を成形用金型に供給するための
   溶融材料供給装置であって、溶融材料の入口穴及び出口
   穴を有する供給シリンダと、前記入口穴から供給された
   材料を前記出口穴から金型内に充填するために該供給シ
   リンダ内を往復動可能な供給ピストンと、前記出口穴を
   開閉するために作動可能なバルブ部材とを備えた溶融材
   料供給装置。
2. 【請求項２】 前記バルブ部材を開閉駆動するための駆
   動装置をさらに有し、該駆動装置は前記バルブ部材を成
   形サイクルに応じて前記供給ピストンの動きと独立して
   動かすことができる請求項１の溶融材料供給装置。
3. 【請求項３】 前記出口穴は前記供給シリンダの先端部
   において開口しており、前記バルブ部材は前記供給ピス
   トンにほぼ同軸で挿通されていて、前記供給ピストンに
   対して軸方向に移動可能である請求項２の溶融材料供給
   装置。
4. 【請求項４】 前記供給シリンダの前記出口穴の部位に
   は該出口穴内部の材料を加熱するための加熱手段が設け
   られている請求項１〜３のいずれかの溶融材料供給装
   置。