JP2002066712A - 金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減方法およびその装置 - Google Patents

金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減方法およびその装置

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JP2002066712A
JP2002066712A JP2000263220A JP2000263220A JP2002066712A JP 2002066712 A JP2002066712 A JP 2002066712A JP 2000263220 A JP2000263220 A JP 2000263220A JP 2000263220 A JP2000263220 A JP 2000263220A JP 2002066712 A JP2002066712 A JP 2002066712A
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毅 山口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動運転が中断または停止するなどして、一
定の成形サイクルにともなう材料供給が行われなくなっ
た時に発生する合金チップのスクリュへの付着を低減す
る。 【解決手段】 供給側から固体輸送部、相変移部、液相
輸送部を有するスクリュ2の後端部から固体輸送部まで
内部に貫通路2aを形成し、成形機の自動運転の中断ま
たは停止時などに、この貫通路2aに冷却媒体を供給し
て固体輸送部を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合金
やマグネシウム合金、アルミニウム合金、亜鉛合金など
の金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減方法およ
びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、インラインスクリュ式金属射出成
形機として、図3に示す構成のものが採用されていた。
同図に示すように、金属射出成形機は、シリンダバレル
1と、シリンダバレル1内で回転および軸方向に駆動さ
れるスクリュ2と、スクリュ2を回転方向および軸方向
に駆動するモータ7およびスクリュ駆動装置8などによ
り構成されている。
【0003】したがって、スクリュ2をモータ7で回転
すると共に、ホッパ11からフィーダー10を通して固
体状の成形材料、たとえば低融点合金材料チップ(以下
合金チップという。)を供給口1aからシリンダバレル
1に供給すると、成形材料は、ヒーター4から加えられ
る熱とスクリュ回転によるせん断力によって、スクリュ
2の固体輸送部から相変移部を経て液相輸送部に到り、
完全溶融状態もしくは半溶融状態にまで混練・溶融され
る。スクリュ2は回転・計量中にスクリュ駆動装置8に
よる力と、蓄積・計量される成形材料の圧力により後退
し、シリンダバレル1の先端に成形材料の貯留室6を形
成し、そこへ所定量の溶湯が計量される。次に、スクリ
ュ2をスクリュ駆動装置8で軸方向に前進駆動すること
により、スクリュ2の先端部に取り付けられている逆流
防止リング5が閉じ、計量された成形材料は、シリンダ
バレル1の先端部に設けられているノズル3から型締さ
れた金型9のランナーおよびゲートを通してキャビティ
に射出され、成形品が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】スクリュは、上述した
ように、成形材料の供給側から、固体輸送部、相変移
部、液相輸送部等に分けることができる。この固体輸送
部であるフィード部は、一定の成形サイクル下において
は、常にホッパから室温程度の成形材料が入ってくるた
め、常にヒーターによって加熱されているシリンダバレ
ルと比べると低い温度になっている。その結果、シリン
ダバレルから熱をもらった成形材料は、シリンダバレル
との接触面で溶解を始めていくが、スクリュ表面では溶
解しないで滑り、その結果としてスクリュの回転効果を
推進力に変えて、シリンダ前方へと成形材料を送ること
ができる。しがながら、金型等のトラブルで自動運転が
中断もしくは停止されると、材料供給もなくなるので成
形材料によるスクリュの奪熱が行われなくなり、スクリ
ュの温度が成形時と比較すると上昇してしまう。その結
果、本来成形材料が溶解せずに固体で送られるフィード
部(固体輸送部)において、スクリュと接触している成
形材料が一部溶解してスクリュ付着してしまい、その後
に成形を開始しても付着した材料は、スクリュの同一個
所に固着してとどまったまま、前方に送られなくなる。
スクリュに成形材料が付着してしまうと、その後にホッ
パから成形材料を供給してもシリンダ前方への材料の送
りが悪化してしまい、場合によっては、貯留室に充分な
溶湯が供給されずにショートショットなどの不良品を成
形する可能性がある。このようにスクリュに成形材料が
付着してしまうと、フィード部のシリンダバレルの温度
を上げて1〜2時間まって付着した材料を溶かして除去
するか、スクリュをシリンダバレルから抜いて除去する
など、多大な時間を必要とし、その間、生産が中断さ
れ、コストが大幅にかかる。
【0005】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであって、自動運転が中断または停
止するなどして、一定の成形サイクルにともなう材料供
給が行われなくなった時に発生する成形材料のスクリュ
への付着を低減することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためにスクリュの固体輸送部を冷却する装置を予
め成形機に設置し、固体輸送部に成形材料が固着する可
能性がある自動運転の中断または停止時などにおいて、
スクリュの固体輸送部を直接または間接的に冷却するよ
うにして、スクリュへの成形材料の固着及びそれに伴う
成形材料の送りの悪化、不良品発生を防ぐようにしたも
のである。スクリュの固体輸送部の冷却は、スクリュの
後端部から固体輸送部の内部にまで貫通路を設け、この
貫通路に冷却媒体を供給したり、スクリユの根元側の材
料送りを行わない部分に不活性ガスを吹き付けて行う。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。
【0008】図1において、符号1で示されるものはシ
リンダバレルであり、その内部にスクリュ2が設けられ
ている。スクリュ2は、シリンダバレル1内で回転して
成形材料を前方に送ると共に、高速前進して前方に形成
された貯留室6に溜められている溶融材料を金型9内に
射出する。
【0009】シリンダバレル1の先端部にはノズル3が
取り付けられ、後端部にはシリンダバレル1に成形材料
を供給するための供給口1aが設けられている。供給部
1aの上部にはフィーダー10を介してホッパ11が取
り付けられている。シリンダバレル1の外周壁にはヒー
ター4が取り付けられている。
【0010】スクリュ2の先端部には、計量時にスクリ
ュ2と貯留室6の間の流路を開き、射出時に流路を閉じ
る逆流防止リング5が設けられている。スクリュ2の後
端部には、スクリュ2を高速前進するためのスクリュ駆
動装置8とモータ7が連結されている。一般的なスクリ
ュ2は、成形材料の供給側から、固体輸送部、相変移
部、液相輸送部等に分けることができる。
【0011】本実施例では、スクリュ2の後端部から固
体輸送部まで内部に貫通路2aが形成され、この貫通路
2aにスクリュ冷却用エア配管12が設けられている。
このエア配管12には成形機と連動して制御されるバル
ブ13を介してエア供給用コンプレッサ14が接続され
ている。
【0012】次に動作について説明する。
【0013】金型9が閉じると、シリンダバレル1内の
貯留室6に計量された溶湯がスクリュ2の高速前進によ
って金型9内に射出される。その後、スクリュ2の固体
輸送部にフィーダー10から成形材料である米粒大の合
金チップが投入され始め、同時にスクリュ2が回転し、
シリンダバレル1内に入れられた合金チップがシリンダ
バレル前方へと送られ、その間にシリンダバレル1から
熱が伝えられ徐々に溶解していく。スクリュ2は、回転
しながら後退して前方に貯留室6を作り、溶融材料をた
める。
【0014】次の射出に必要な溶湯量が貯留室6に蓄え
られたところで、スクリュ回転は停止し、合金チップ
は、それぞれのスクリュ位置で、固体状態、溶融状態そ
れぞれの状態で、次の計量が開始されるまで加熱保持さ
れる。このときのシリンダバレル1の温度は600℃程
度であるが、室温程度の合金チップが投入される固体輸
送部のスクリュ2は、常に成形材料によって奪熱される
状態にあるので、スクリュ近くの合金チップは溶解せ
ず、回転するスクリュ2に対して滑りを生じている。し
かし成形サイクルがトラブルなどの原因で中断され、シ
リンダバレル1内に成形材料がつまったままになってい
ると、徐々にスクリュ温度が上昇してくる。
【0015】そこで、成形機の自動モードすなわち成形
品取り出しロボットなどの周辺機器と連動しながら一定
の成形サイクルを自動的に繰り返すモードや1回の成形
サイクルを行う半自動モードが、作業者の意志もしくは
成形機が持っている異常時自動停止制御などによって解
除された時や、それ以外のモードに切り換えられたとき
に、スクリュ2の後端部から固体輸送部まで内部に形成
されている貫通路12aに、バルブ13が開いてコンプ
レッサ14からの圧縮エアを流すことにより、スクリュ
2の固体輸送部を内部から冷却する。スクリュ2が内部
から冷却される結果、スクリュ近傍の固体状の成形材料
は、溶解することはない。再度自動運転モードになった
時にはバルブ13を閉じてスクリュ2の冷却を中止す
る。もちろんバルブ13は、マニュアル操作によっても
操作可能であり、成形中断およびヒーター4を切った後
に、シリンダバレル1の温度が充分に低下してスクリュ
2の温度が上昇しないような状態になったときに圧縮エ
アの供給を停止することも可能である。
【0016】上記実施例では、スクリュ2の冷却媒体と
して圧縮エアを用いているが、水や油などの流体を用い
ることもできる。
【0017】図2は、他の実施例を示している。
【0018】本実施例では、シリンダバレル1の外部か
らスクリュ2の根元側の材料送りを行わない部分に向け
て、ノズル15が貫通して形成されている。このノズル
15には成形機と連動して制御されるバルブ16を介し
てアルゴンガスなどの不活性ガスのボンベ17が接続さ
れている。なお、不活性ガスのボンベに代えて他の不活
性ガス供給源としてもよい。
【0019】この実施例でも、上述した実施例と同様、
成形機の自動モードすなわち成形品取り出しロボットな
どの周辺機器と連動しながら一定の成形サイクルを自動
的に繰り返すモードが、作業者の意志もしくは成形機が
持っている異常時自動停止制御などによって解除された
時に、シリンダバレル1に貫通して形成されているノズ
ル15にバルブ16を開いてボンベ17からのアルゴン
ガスを流し、供給口1aより根元側のスクリュにアルゴ
ンガスを吹き付ける。
【0020】スクリュ2の固体輸送部は、液相輸送部や
相変位部よりも最も根元側に位置しているので、スクリ
ュ2の根元をアルゴンガスにより外部より冷せば、固体
輸送部の温度上昇を抑えることが可能であり、同じよう
に固体輸送部近傍の成形材料の部分溶解を抑制すること
ができる。この時、アルゴンガスなどの不活性ガスを使
用するのは、例えばマグネシウム合金などの成形材料
は、材料が酸化燃焼したり、合金チップに付着した微粉
末が粉塵爆発したりするのを防止するためである。
【0021】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、連続
運転の中断もしくは停止時などにおいて、スクリュの固
体輸送部を冷却することにより、スクリュの温度上昇に
よる材料の固着を大幅に低減することが可能となる。そ
のため、スクリュを抜くなどの生産の中断を必要とせ
ず、自動スィッチが切れたときに自動的に冷却作用が働
くように制御装置を設定すれば、面倒な操作も必要なく
自動的に対策を行うことができる。本発明は、インライ
ンスクリュ式金属射出成形機に適用できるほか、スクリ
ュ式の材料加熱・溶融部とプランジャ式の射出装置を備
えた金属射出成形機にも同じように適用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスクリュ内部冷却機構
を有した金属射出成形機の断面側面図である。
【図2】本発明の一実施例によるスクリュ外部冷却機構
を有した金属射出成形機の断面側面図である。
【図3】従来の金属射出成形機の断面側面図である。
【符号の説明】
1 シリンダバレル 1a 供給口 2 スクリュ 3 ノズル 4 ヒーター 5 逆流防止リング 6 貯留室 7 モータ 8 スクリュ駆動装置 9 金型 10 フィーダー 11 ホッパ 12 エア配管(配管) 13、16 バルブ 14 コンプレッサ(供給源) 15 ノズル 17 ボンベ(供給源)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給側から固体輸送部、相変移部、液相
    輸送部を有し合金チップを輸送しながら加熱するスクリ
    ュ(2)の固体輸送部を、成形機の自動モードまたは半
    自動モードが解除された時や、他のモードに切り換えら
    れたときに、冷却することを特徴とする金属射出成形機
    のスクリュへの材料付着低減方法。
  2. 【請求項2】 前記スクリュ(2)の後端部から固体輸
    送部の内部に冷却媒体を供給することを特徴とする請求
    項1記載の金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減
    方法。
  3. 【請求項3】 前記スクリュ(2)の根元側の材料送り
    を行わない部分に不活性ガスを吹き付けることを特徴と
    する請求項1記載の金属射出成形機のスクリュへの材料
    付着低減方法。
  4. 【請求項4】 供給側から固体輸送部、相変移部、液相
    輸送部を有し合金チップを輸送しながら加熱するスクリ
    ュ(2)の後端部から固体輸送部まで内部に貫通路(2
    a)が形成され、該貫通路(2a)に配管(12)が挿
    入され、該配管(12)にバルブ(13)を介して冷却
    媒体の供給源(14)が接続されていることを特徴とす
    る金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減装置。
  5. 【請求項5】 供給側から固体輸送部、相変移部、液相
    輸送部を有し合金チップを輸送しながら加熱するスクリ
    ュ(2)の根元側の材料送りを行わない部分に向けて、
    シリンダバレル(1)の外部からノズル(15)が貫通
    して形成され、該ノズル(15)にバルブ(16)を介
    して不活性ガスの供給源(17)が接続されていること
    を特徴とする金属射出成形機のスクリュへの材料付着低
    減装置。
  6. 【請求項6】 前記バルブ(13,16)は、成形機と
    連動して制御されることを特徴とする請求項4または5
    記載の金属射出成形機のスクリュへの材料付着低減装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023120499A1 (de) 2022-08-03 2024-02-08 The Japan Steel Works, Ltd. SPRITZGIEßMASCHINE UND VERFAHREN ZUR STEUERUNG DIESER MASCHINE

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102023120499A1 (de) 2022-08-03 2024-02-08 The Japan Steel Works, Ltd. SPRITZGIEßMASCHINE UND VERFAHREN ZUR STEUERUNG DIESER MASCHINE

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