JP2005161375A

JP2005161375A - Molten metal supplying apparatus for metal injection-molding machine

Info

Publication number: JP2005161375A
Application number: JP2003405361A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Madarame; 広和斑目; Takeshi Yamaguchi; 毅山口; Ryuichi Sakamoto; 隆一坂本; Yoshito Nomoto; 誉人野本
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molten metal supplying apparatus for a metal injection-molding machine with which such trouble as leakage of molten metal is little and the safe formation can be obtained and this structure is simple at a low cost and the maintenance and the check are easily performed. <P>SOLUTION: A melting furnace (3) and an injection cylinder (51) are connected with flowing passages (15, 16) having a curving flow part changing the flowing direction at almost right angles. Then, a sleeve (20) for controlling the temperature corresponding to the curving flow part is fitted and a shut-off pin (30) is slidably arranged in this sleeve (20). The shut-off pin (30) is driven with an outer driving device (41) so that a valve part (34) is seated or separated to a valve seat (17) of the curving flow part. Further, grooves (37) formed on the surface of a sliding part (32) corresponding to the sleeve (20) for shut-off pin (30). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、低融点金属材料を溶解する溶解部と、溶湯を金型に向けて射出するための射出部とを備え、前記溶解部と射出部とが略直角に流れ方向が変化している曲流部を有する流路で接続されている金属溶湯供給装置の金属溶湯供給装置に関し、特に限定するものではないが、溶解部から射出部へ溶湯を移送する湯路の構造に関するものである。 The present invention includes a melting portion for melting a low melting point metal material and an injection portion for injecting the molten metal toward a mold, and the flow direction of the melting portion and the injection portion is changed at a substantially right angle. Although it does not specifically limit regarding the molten metal supply apparatus of the molten metal supply apparatus connected by the flow path which has a curved flow part, It is related with the structure of the hot water path which transfers a molten metal from a melting part to an injection part.

溶融炉と、この溶融炉で溶解された溶湯を溶湯管で射出スリーブに導き、そして前記射出スリー部から金型へ射出して金属成形品を得る金属射出成形機は、特許文献１〜５等により、インラインスクリュ式の金属射出成形機と同様に、従来周知である。このような従来周知の金属射出成形機における溶湯の金属材料移送装置の、本願発明の先行技術文献として特許文献１を挙げることができる。 A metal injection molding machine that obtains a metal molded product by introducing a melting furnace and a molten metal melted in the melting furnace into an injection sleeve by a molten metal pipe and injecting the molten metal from the injection three portion into a mold is disclosed in Patent Documents 1 to 5, etc. As in the inline screw type metal injection molding machine, it is conventionally known. Patent Document 1 can be cited as a prior art document of the present invention of such a metal injection device for molten metal in a conventionally known metal injection molding machine.

特開２００１−１８０５２JP 2001-18052 A 特開２００２−３０１５６４JP 2002-301564 A 特開２００２−３６１３９０JP 2002-361390 A 特開平７−１００６１５号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100615 特開平８−１９８４９号公報JP-A-8-19849

特許文献１には、図４に示されているような金属射出成形機が示されている。すなわち、溶融炉６０、射出スリーブ６７、計量シリンダ６４、給湯管６３、切換弁７０等から金属射出成形機が示されている。計量シリンダ６４には計量ピストン６５が設けられ、この計量ピストン６５の上方部が計量室６６となっている。そして、計量室６６の上方部には切替弁７０が設けられ、図４に示されている状態では、給湯管６３は計量室６６と連通し、紙面に垂直方向に移動させると、計量室６６と射出スリーブ６７とが連通するようになっている。 Patent Document 1 discloses a metal injection molding machine as shown in FIG. That is, the metal injection molding machine is shown from the melting furnace 60, the injection sleeve 67, the measuring cylinder 64, the hot water supply pipe 63, the switching valve 70 and the like. The measuring cylinder 64 is provided with a measuring piston 65, and an upper portion of the measuring piston 65 is a measuring chamber 66. A switching valve 70 is provided above the measuring chamber 66. In the state shown in FIG. 4, when the hot water supply pipe 63 communicates with the measuring chamber 66 and is moved in the direction perpendicular to the paper surface, the measuring chamber 66 is provided. And the injection sleeve 67 communicate with each other.

したがって、切替弁７０を、図４に示されている状態に切り替え、そしてモータ６１によりポンプ６２を駆動すると、溶融炉６０中の溶湯が計量室６６に供給される。供給されるに従い計量ピストン６５は下降し、所定量下降して計量を終わる。切替弁７０を紙面に垂直方向に駆動して、計量室６６と射出スリーブ６７とを連通させ、そして計量ピストン６５を上方へ駆動すると、計量室６６の溶湯が射出スリーブ６７に供給される。次いで、射出スリーブ６７の射出ピストン６８を軸方向に駆動する。そうすると、射出スリーブ６７中の溶湯は、図示されない金型へ射出される。これにより所定形状の金属成形品を得ることができる。 Therefore, when the switching valve 70 is switched to the state shown in FIG. 4 and the pump 62 is driven by the motor 61, the molten metal in the melting furnace 60 is supplied to the measuring chamber 66. As the meter is supplied, the metering piston 65 descends and descends a predetermined amount to finish metering. When the switching valve 70 is driven in a direction perpendicular to the paper surface to connect the measuring chamber 66 and the injection sleeve 67 and the measuring piston 65 is driven upward, the molten metal in the measuring chamber 66 is supplied to the injection sleeve 67. Next, the injection piston 68 of the injection sleeve 67 is driven in the axial direction. Then, the molten metal in the injection sleeve 67 is injected into a mold (not shown). Thereby, a metal molded product having a predetermined shape can be obtained.

特許文献１に記載されている発明によると、計量シリンダ６４を備え、その計量ピストン６５の下降量を適宜設定することにより、射出スリーブ６７への供給量を制御するができ、溶解炉６０に保持されている溶湯の液面に影響されることなく、溶湯の供給量を高精度に制御できるという特徴が認められ、溶湯の供給量の制御という点から見ると、一応発明の目的は達成されているといえる。しかしながら、切替弁７０あるいは切替弁７０の近傍の構造に改良の余地が認められる。すなわち、切替弁７０は、図４には正確には示されていないが、弁箱内に収納され、そして、電磁コイルにより駆動されるようになっている。したがって、図面上は密閉構造になっている。しかし、弁箱内に複雑な形状の切替弁７０を収納しなければならないので、弁箱は複数個の部材から組み立て接合されていると考えられ、その接合部から、例えば粘度の低いマグネシウム合金のような溶湯は外部へ漏れる危険がある。もっとも、溶湯の温度を下げて粘度を上げる、あるいは融点以下に下げると、漏洩の問題は解決されるが、溶湯の固化の問題、固化による切替弁７０の不作動の問題等が新たに生じる恐れがある。特許文献１に記載の発明では、上記のような溶湯の漏洩、固化等の問題に対する対策は格別に採られていない。また、採られるような構造にもなっていない。 According to the invention described in Patent Document 1, it is possible to control the supply amount to the injection sleeve 67 by providing the measuring cylinder 64 and appropriately setting the descending amount of the measuring piston 65 and hold it in the melting furnace 60. From the point of view of controlling the amount of molten metal supplied, the object of the invention has been achieved. It can be said that. However, there is room for improvement in the switching valve 70 or the structure in the vicinity of the switching valve 70. That is, although not shown correctly in FIG. 4, the switching valve 70 is housed in a valve box and is driven by an electromagnetic coil. Therefore, it has a sealed structure in the drawing. However, since the switching valve 70 having a complicated shape must be accommodated in the valve box, it is considered that the valve box is assembled and joined from a plurality of members. There is a risk that such molten metal will leak outside. However, if the temperature of the molten metal is lowered to increase the viscosity, or lower than the melting point, the problem of leakage is solved, but there is a possibility that a problem of solidification of the molten metal, a problem of malfunction of the switching valve 70 due to solidification, and the like may newly occur. There is. In the invention described in Patent Document 1, no special measures are taken against the problems such as the leakage and solidification of the molten metal as described above. Moreover, it is not the structure which is taken.

また、特許文献１に記載の切替弁７０および弁箱の構造は複雑になっていて、製作コストが高くなることが予想される。さらには、比較的高温で作動する切替弁７０は摩耗するが、摩耗に対する対策すなわち切替弁７０の交換あるいは保守点検に対する対策も格別に採られていない。
本発明は、上記のような従来の問題点を解決した金属射出成形機の金属溶湯供給装置を提供することを目的とし、具体的には溶湯の漏洩の問題が少なく安全成形ができ、構造は単純で安価であり、そして保守点検も容易な金属射出成形機の金属溶湯供給装置を提供することを目的としている。 Further, the structure of the switching valve 70 and the valve box described in Patent Document 1 is complicated, and it is expected that the manufacturing cost will increase. Furthermore, although the switching valve 70 that operates at a relatively high temperature is worn, no countermeasures against wear, that is, countermeasures for replacement or maintenance inspection of the switching valve 70 are taken.
The object of the present invention is to provide a molten metal supply device for a metal injection molding machine that solves the conventional problems as described above. Specifically, there is little problem of molten metal leakage, and safe molding is possible. An object of the present invention is to provide a molten metal supply device for a metal injection molding machine that is simple, inexpensive, and easy to maintain and inspect.

本発明は、上記目的を達成するために、マグネシウム合金、アルミニウム合金、亜鉛合金等の低融点金属材料を溶解する溶解部と、溶湯を金型に向けて射出するための射出部は、略直角に流れ方向が変化している曲流部を有する流路で接続される。そして、曲流部に外部から操作されるシャットオフピンが設けられる。このように、シャットオフピンが曲流部に設けられるので、その弁部が曲流部の弁座に着座し、また離間するように外部から容易に操作できる。さらには、シャットオフピンは、その軸部がスリーブ内に摺動自在に設けられ、そのスリーブの温度が制御されるように構成される。これにより、流路からシャットオフピンの外周部を通って漏出しようとする溶湯は、凝固もしくは半凝固状態に制御され、漏洩が防止される。また、温度を制御することにより、シャットオフピンの摺動抵抗も調節できる。さらには、本発明は上記目的を達成するために、シャットオフピンの外周部には溝、望ましくは軸方向に複数個の溝が形成される。この溝により、漏洩しようとする溶湯は凝固もしくは半凝固状態で溝により捕捉され、外部へ漏洩することが防止される。 In the present invention, in order to achieve the above object, a melting part for melting a low melting point metal material such as a magnesium alloy, an aluminum alloy, a zinc alloy, and an injection part for injecting a molten metal toward a mold are substantially perpendicular to each other. Are connected by a flow path having a curved flow part whose flow direction is changed. And the shut-off pin operated from the outside is provided in a curved part. Thus, since the shut-off pin is provided in the curved flow portion, the valve portion can be easily operated from the outside so as to be seated on and separated from the valve seat of the curved flow portion. Further, the shut-off pin is configured such that its shaft portion is slidably provided in the sleeve, and the temperature of the sleeve is controlled. Thereby, the molten metal which is about to leak from the flow path through the outer periphery of the shut-off pin is controlled to a solidified or semi-solidified state, and leakage is prevented. Also, the sliding resistance of the shut-off pin can be adjusted by controlling the temperature. Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention has a groove, preferably a plurality of grooves formed in the axial direction, on the outer periphery of the shut-off pin. By this groove, the molten metal to be leaked is captured by the groove in a solidified or semi-solid state and is prevented from leaking outside.

かくして、請求項１に記載の発明は、上記発明の目的を達成するために、低融点金属材料を溶解する溶解部と、溶湯を金型に向けて射出するための射出部とを備え、これらが略直角に流れ方向が変化している曲流部を有する流路で接続されている金属溶湯供給装置であって、前記曲流部には、温度が制御されるスリーブに摺動自在に保持されているシャットオフピンが設けられ、該シャットオフピンは、前記曲流部の弁座に弁部が着座あるいは離間するように外部駆動手段により駆動されるように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属溶湯供給装置において、シャットオフピンの、スリーブに対応した摺動部の表面には溝が形成され、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の金属溶湯供給装置において、シャットオフピンの軸の当接端部と、外部駆動手段の駆動軸の当接端部は、少なくとも一方の当接端部は外方へ凸の球面状になってカップリングにより接合され、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の金属溶湯供給装置において、シャットオフピンの、スリーブに接する摺動部は、軸部に対して交換可能に、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の金属溶湯供給装置において、シャットオフピンの弁部が曲流部の弁座に着座したことを、シャットオフピンの軸の位置を計測する位置のセンサまたは外部駆動手段の作動油の圧力値で検知するように、そして請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の金属溶湯供給装置において、溶解部は溶解炉からなり、その低融点金属材料の供給孔は縮径部を有し、低融点金属材料には前記供給孔の縮径部よりも大径部を有する低融点金属ビレットが適用されるように構成される。 Thus, in order to achieve the object of the present invention, the invention described in claim 1 includes a melting part for melting the low melting point metal material and an injection part for injecting the molten metal toward the mold. Is a molten metal supply device connected by a flow path having a curved flow portion whose flow direction is changed at a substantially right angle, wherein the curved flow portion is slidably held by a sleeve whose temperature is controlled. The shut-off pin is configured to be driven by an external driving means so that the valve portion is seated on or separated from the valve seat of the curved flow portion.
According to a second aspect of the present invention, in the molten metal supply apparatus according to the first aspect, a groove is formed on the surface of the sliding portion of the shut-off pin corresponding to the sleeve. 3. The molten metal supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least one of the contact end of the shaft of the shut-off pin and the contact end of the drive shaft of the external drive means is outward. In the metal melt supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, the invention according to claim 4 is in contact with the sleeve of the shut-off pin. The sliding portion is replaceable with respect to the shaft portion, and the invention according to claim 5 is the molten metal supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve portion of the shut-off pin is bent. The seat of the shut-off pin The invention according to claim 6 detects the position of the position by measuring the position sensor or the pressure value of the hydraulic oil of the external drive means, and the molten metal supply apparatus according to any one of claims 1 to 5 The melting point is a melting furnace, the low melting point metal material supply hole has a reduced diameter part, and the low melting point metal material has a lower diameter metal billet having a larger diameter part than the reduced diameter part of the supply hole. Is configured to apply.

以上のように、本発明によると、低融点金属材料を溶解する溶解部と、溶湯を金型に向けて射出するための射出部とは、略直角に流れ方向が変化している曲流部を有する流路で接続され、そして前記曲流部には、温度が制御されるスリーブに摺動自在に保持されているシャットオフピンが設けられ、該シャットオフピンは、前記曲流部の弁座に弁部が着座あるいは離間するように外部駆動手段により駆動されるように構成されているので、スリーブの温度したがってシャットオフピンの温度を制御することにより、例えば温度を下げて溶湯を凝固あるいは半凝固状態としてシャットオフピンの外周部からの漏洩を防止し、温度を上げて粘性を下げシャットオフピンの摺動抵抗を小さくできる。したがって、本発明によると、シャットオフピンは外部駆動手段により駆動されるようになっているが、溶湯の漏出の問題も摺動抵抗の問題もなく、低融点金属材料から安全に金属成形品を得ることができるという本発明に特有の効果が得られる。また、シャットオフピンは、構造自体が単純であるが、特に本発明によると曲流部に設けられているので、弁座の構造が簡単になり、外部からも油圧ピストンシリンダユニット等の駆動装置により駆動できるようになる。したがって、本発明によると、金属溶湯供給装置を安価に提供できる。さらには、シャットオフピンは外部から駆動されるようになっていると共に、スリーブに摺動自在に保持されているので、シャットオフピンをスリーブから、すなわち本体から容易に取り出し、保守点検もできる。 As described above, according to the present invention, the melting portion that melts the low-melting-point metal material and the injection portion for injecting the molten metal toward the mold are curved portions whose flow directions are changed substantially at right angles. The curved flow part is provided with a shut-off pin slidably held in a sleeve whose temperature is controlled, and the shut-off pin is a valve of the curved flow part. Since the valve portion is driven by an external driving means so that the valve portion is seated on or separated from the seat, the temperature of the sleeve and thus the temperature of the shut-off pin is controlled, for example, the temperature is lowered to solidify the molten metal or As a semi-solid state, leakage from the outer periphery of the shut-off pin can be prevented, the temperature can be raised to lower the viscosity, and the sliding resistance of the shut-off pin can be reduced. Therefore, according to the present invention, the shut-off pin is driven by an external driving means, but there is no problem of molten metal leakage and no problem of sliding resistance. The effect peculiar to this invention that it can obtain is acquired. The shut-off pin has a simple structure, but according to the present invention, it is provided at the curved flow portion, so that the structure of the valve seat is simplified, and a drive device such as a hydraulic piston cylinder unit is also provided from the outside. Can be driven by. Therefore, according to the present invention, the molten metal supply device can be provided at low cost. Furthermore, since the shut-off pin is driven from the outside and is slidably held by the sleeve, the shut-off pin can be easily taken out from the sleeve, that is, from the main body, and maintenance inspection can be performed.

請求項２に記載の発明によると、シャットオフピンの、スリーブに対応した摺動部の表面には溝が形成されているので、漏洩しようとする溶湯をこの溝で捕捉できる効果がさらに得られる。請求項３に記載の発明によると、シャットオフピンの軸の当接端部と、外部駆動手段の駆動軸の当接端部は、少なくとも一方の当接端部は外方へ凸の球面状になってカップリングにより接合されているので、外部駆動手段の駆動軸とシャットオフピンの軸との軸心が多少偏心していても、シャットオフピンにカジリ等の問題を起こさせるようなことはない。請求項４に記載の発明は、シャットオフピンの、スリーブに接する摺動部は、軸部に対して交換可能になっているので、摩耗する部分のみを交換できる。請求項５に記載の発明によると、シャットオフピンの弁部が曲流部の弁座に着座したことを、シャットオフピンの軸の位置を計測する位置のセンサまたは外部駆動手段の作動油の圧力値で検知するようになっているので、シャットオフピンの位置の制御が容易になる。そして、請求項６に記載の発明によると、溶解部は溶解炉からなり、その低融点金属材料の供給孔は縮径部を有し、低融点金属材料には前記供給孔の縮径部よりも大径部を有する低融点金属ビレットが適用されるようになっているので、溶解炉には低融点金属材料の供給孔が開けられているが、密閉状態で外気に触れることなく安全に溶解することができる効果が付加される。 According to the second aspect of the present invention, since the groove is formed on the surface of the sliding portion of the shut-off pin corresponding to the sleeve, the effect that the molten metal to be leaked can be captured by this groove is further obtained. . According to the invention described in claim 3, at least one of the contact end portions of the shaft of the shut-off pin and the contact end portion of the drive shaft of the external drive means is a convex spherical surface. Therefore, even if the axis of the drive shaft of the external drive means and the shaft of the shut-off pin are slightly decentered, it may cause problems such as galling in the shut-off pin. Absent. In the invention according to claim 4, since the sliding portion of the shut-off pin that contacts the sleeve is replaceable with respect to the shaft portion, only the worn portion can be replaced. According to the fifth aspect of the present invention, the fact that the valve portion of the shut-off pin is seated on the valve seat of the curved flow portion indicates that the position sensor for measuring the position of the shaft of the shut-off pin or the operating oil of the external drive means Since the pressure value is detected, the position of the shut-off pin can be easily controlled. According to the invention of claim 6, the melting part is composed of a melting furnace, the low melting point metal material supply hole has a reduced diameter part, and the low melting point metal material has a reduced diameter part from the reduced diameter part of the supply hole. In addition, low melting point metal billets with large diameter parts are applied, so the melting furnace has holes for supplying low melting point metal materials, but it can be dissolved safely without touching the outside air in a sealed state. The effect that can be done is added.

以下、図１〜３により本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係わる金属射出成形機の金属溶湯供給装置は、概略的には、例えばＳＫＤ６１のように比較的硬度の高い金属材料から構成された溶解部１と射出部５０とからなっている。射出部５０は、溶解部１の溶解ブック２に、図３に示されているように、略直角になるように一体的に取り付けられている。そして、溶解部１の溶解炉３と射出部５０の射出シリンダ５１は、詳しくは後述するように曲流部を有する流路を介して接続され、シャットオフピンは前記流路の曲流部に設けられている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The molten metal supply apparatus of the metal injection molding machine according to the present embodiment is roughly composed of a melting part 1 and an injection part 50 made of a metal material having a relatively high hardness such as SKD61. . The injection part 50 is integrally attached to the melting book 2 of the melting part 1 so as to be substantially perpendicular as shown in FIG. The melting furnace 3 of the melting unit 1 and the injection cylinder 51 of the injection unit 50 are connected via a flow path having a curved flow part as will be described in detail later, and the shut-off pin is connected to the curved flow part of the flow path. Is provided.

溶解ブロック２の側部には、図１に示されているように溶解炉３が位置している。溶解炉３の下方の開口部は、底板４で封鎖されている。一方、上方の開口部は蓋体５で封鎖されている。このような溶解炉３の外周部には、図１には示されていないが、外部加熱ヒータが設けられている。また、本実施の形態によると、連続的に射出金属成形品を得るために、溶解炉３の容積は比較的大きい。したがって、必要に応じて取付け板６により複数本の内部ヒータ７、７、…が溶解炉３内に上方へ立ち上がるようにして設けられている。蓋体５の略中心部には透孔状の金属材料供給孔１０が開けられている。この金属材料供給孔１０は、上方部分の大径部１１と、下方部分でテーパ状に絞られた小径部１２とからなっている。そして、金属材料供給孔１０に対応して、その上方に押込みプランジャ１３が設けられている。このように構成されている溶解炉３では、マグネシウム合金、アルミニウム合金、亜鉛合金等の低融点金属材料が溶解され、そして保持されるが、本実施の形態では金属材料供給孔１０の大径部１１よりも小さく、小径部１２よりも大きい大径部Ｄを有する円柱ビレットＫが適用されるようになっている。蓋体５の側部には、アルゴンガスなどの不活性ガスを溶湯の上面に供給するためのガス供給孔１４が開けられている。ガス供給孔１４から供給される不活性ガスにより溶湯の酸化が防止され、その圧力により溶湯が射出部５０へと送り出される。 A melting furnace 3 is located on the side of the melting block 2 as shown in FIG. The opening below the melting furnace 3 is sealed with a bottom plate 4. On the other hand, the upper opening is sealed with a lid 5. Although not shown in FIG. 1, an external heater is provided on the outer periphery of the melting furnace 3. Moreover, according to this Embodiment, in order to obtain an injection metal molded product continuously, the volume of the melting furnace 3 is comparatively large. Therefore, a plurality of internal heaters 7, 7,... Are provided by the mounting plate 6 so as to rise upward in the melting furnace 3 as necessary. A through-hole-shaped metal material supply hole 10 is formed in a substantially central portion of the lid 5. The metal material supply hole 10 is composed of a large-diameter portion 11 in the upper portion and a small-diameter portion 12 that is tapered in the lower portion. A push plunger 13 is provided above the metal material supply hole 10. In the melting furnace 3 configured as described above, a low melting point metal material such as a magnesium alloy, an aluminum alloy, or a zinc alloy is melted and held. In this embodiment, the large diameter portion of the metal material supply hole 10 is used. A cylindrical billet K having a large diameter portion D smaller than 11 and larger than the small diameter portion 12 is applied. A gas supply hole 14 for supplying an inert gas such as argon gas to the upper surface of the molten metal is formed in the side portion of the lid 5. Oxidation of the molten metal is prevented by the inert gas supplied from the gas supply hole 14, and the molten metal is sent out to the injection unit 50 by the pressure.

溶解ブロック２には、図１に、詳しくは図２に示されているように、溶解炉３の下部に一方が開口した第１の流路１５と、射出部５０の射出シリンダ５１に一方が開口した第２の流路１６とが形成されている。これらの第１，２の流路１５、１６は、本実施の形態では実質的に直角に交わっている。この直角に交わった箇所が曲流部となり、この曲流部を有する流路１５、１６により溶解炉３と射出シリンダ５１は接続されている。本実施の形態によると、第１，２の流路１５、１６が直角に交わっているので、あるいは曲流部を有するので、シャットオフピン３０の弁部が着座する弁座は、第２の流路１６側に設けることもできるが、図１、２に示されている実施の形態では、曲流部において第１の流路１５の方にテーパ状の弁座１７が設けられている。 As shown in FIG. 1 and in detail in FIG. 2, the melting block 2 has a first flow path 15 that is open at the bottom of the melting furnace 3, and one at the injection cylinder 51 of the injection unit 50. An open second channel 16 is formed. In the present embodiment, these first and second flow paths 15 and 16 intersect at a substantially right angle. A portion intersecting at a right angle becomes a curved portion, and the melting furnace 3 and the injection cylinder 51 are connected by flow paths 15 and 16 having the curved portion. According to the present embodiment, since the first and second flow paths 15 and 16 intersect at right angles or have a curved flow portion, the valve seat on which the valve portion of the shut-off pin 30 is seated is the second Although it can be provided on the flow path 16 side, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a tapered valve seat 17 is provided toward the first flow path 15 in the curved portion.

溶解ブロック２には、さらに第１の流路１５に対向した位置に外側面から所定深さの、比較的大径の取付け穴１８が開けられている。そして、この取付け穴１８に、例えばＳＫＤ６１からなるスリーブ２０が装着されている。スリーブ２０は、取付け穴１８に嵌る大きさの大径部２２と、大径部２２の端部に形成されている取り付け用のフランジ２３と、フランジ２３から図２において左方の外方へ突き出た小径部２４とからなっている。そして、その中心部にシャットオフピン３０が摺動状態で挿入される大きさの孔２５が開けられている。また、大径部２２にはカートリッジヒータ２６が埋め込まれ、そして小径部２４の外周部にはバンドヒータ２７が取り付けられている。さらには、大径部２２には、図１、２には示されていないが、冷却手段としての例えば強制的に空気が流れる冷却孔が設けられている。このように、スリーブ２０には温度制御手段が設けられているので、シャットオフピン３０も間接的に温度が制御されることになる。上記のように構成されているスリーブ２０は、そのフランジ２３を利用してボルト２８、２８、…により溶解ブロック２の側部に取り付けられている。 The melting block 2 is further provided with a relatively large mounting hole 18 having a predetermined depth from the outer surface at a position facing the first flow path 15. Then, a sleeve 20 made of, for example, SKD 61 is mounted in the mounting hole 18. The sleeve 20 has a large-diameter portion 22 large enough to fit in the mounting hole 18, a mounting flange 23 formed at the end of the large-diameter portion 22, and protrudes outwardly to the left in FIG. 2 from the flange 23. And a small-diameter portion 24. And the hole 25 of the magnitude | size in which the shut-off pin 30 is inserted in the sliding state in the center part is opened. A cartridge heater 26 is embedded in the large diameter portion 22, and a band heater 27 is attached to the outer peripheral portion of the small diameter portion 24. Furthermore, although not shown in FIGS. 1 and 2, the large-diameter portion 22 is provided with a cooling hole as a cooling means, for example, through which air flows forcibly. Thus, since the sleeve 20 is provided with the temperature control means, the temperature of the shutoff pin 30 is also indirectly controlled. The sleeve 20 configured as described above is attached to the side of the melting block 2 by bolts 28, 28,.

シャットオフピン３０の詳細が図２に示されている。シャットオフピン３０は、例えばＳＣＭ４４０、ＳＵＳ４３０等の金属材料から軸方向に所定長さに形成され、図２において左方から頭部３１、摺動部３２、軸部３３となっている。頭部３１の先端部は、テーパ状に縮径された弁部３４となっている。この弁部３４が第１の流路１５の弁座１７に着座すると、第１、２の流路１５、１６が閉鎖される。摺動部３２は、図１、２に示されている実施の形態では、所定間隔をおいた第１、２の２個の摺動面３５、３６からなり、これらの摺動面３５、３６がスリーブ２０の孔２５に密に接して軸方向に駆動される。第１、２の摺動面３５、３６の間の外周面には、複数本の比較的小さな溝３７、３７、…が、図に示されている実施の形態では軸方向に形成されている。これらの溝３７、３７、…により漏出しようとする溶湯が捕捉されることになる。 Details of the shut-off pin 30 are shown in FIG. The shut-off pin 30 is formed in a predetermined length in the axial direction from a metal material such as SCM440, SUS430 or the like, and is a head portion 31, a sliding portion 32, and a shaft portion 33 from the left in FIG. The distal end portion of the head portion 31 is a valve portion 34 having a diameter reduced in a tapered shape. When the valve portion 34 is seated on the valve seat 17 of the first flow path 15, the first and second flow paths 15 and 16 are closed. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the sliding portion 32 includes first and second two sliding surfaces 35 and 36 that are spaced apart from each other. Is in close contact with the hole 25 of the sleeve 20 and driven in the axial direction. In the outer peripheral surface between the first and second sliding surfaces 35, 36, a plurality of relatively small grooves 37, 37,... Are formed in the axial direction in the embodiment shown in the drawing. . The molten metal to be leaked is captured by these grooves 37, 37,.

上記のように構成されているシャットオフピン３０の摺動部３２の後端部には雄ネジ３８が形成され、この雄ネジ３８を軸部３３の雌ネジに螺合することにより、軸部３３に一体的に取り付けられている。したがって、シャットオフピン３０の摺動部３２は、頭部３１と共に軸部３３に対して交換可能である。軸部３３は右方へ延び、その端部の当接部４０は、外側に凸の半球面状に形成されている。一方、油圧ピストンシリンダユニット等からなる外部駆動装置４１の駆動軸４２の当接部４３も外側に凸の半球面状に形成されている。そして、これらの当接部４０、４３が互いに突き合わされてカップリング４４により接合されている。当接部４０、４３が、半球面状に形成されているので、外部駆動装置４１の駆動軸４２の軸心がシャットオフピン３０の軸心から多少ずれていても、シャットオフピン３０はカジルことなく軸方向に駆動される。外部駆動装置４１の駆動軸４２の近傍の適所に、近接リミッタースイッチ、接触式エンコーダースイッチ等からなる位置のセンサ４５が設けられている。この位置のセンサ４５により、シャットオフピン３０の弁部３４が弁座１７に着座したこと、および離間したことが検知される。なお、油圧ピストンシリンダユニットにより、シャットオフピン３０を駆動するように実施すると、シャットオフピン３０の弁部３４が弁座１７に着座すると、作動油の圧力が上昇するので、この作動油の圧力値によっても着座状態を知ることもできる。 A male screw 38 is formed at the rear end portion of the sliding portion 32 of the shut-off pin 30 configured as described above. By screwing the male screw 38 into the female screw of the shaft portion 33, the shaft portion 33 is integrally attached. Therefore, the sliding portion 32 of the shut-off pin 30 can be replaced with the shaft portion 33 together with the head portion 31. The shaft portion 33 extends to the right, and the contact portion 40 at the end thereof is formed in a hemispherical shape that protrudes outward. On the other hand, the contact portion 43 of the drive shaft 42 of the external drive device 41 composed of a hydraulic piston cylinder unit or the like is also formed in a hemispherical shape convex outward. These contact portions 40 and 43 are abutted with each other and joined by a coupling 44. Since the contact portions 40 and 43 are formed in a hemispherical shape, even if the axis of the drive shaft 42 of the external drive device 41 is slightly deviated from the axis of the shut-off pin 30, the shut-off pin 30 is It is driven in the axial direction without. A sensor 45 at a position including a proximity limiter switch, a contact encoder switch, and the like is provided at an appropriate position near the drive shaft 42 of the external drive device 41. It is detected by the sensor 45 at this position that the valve portion 34 of the shut-off pin 30 is seated on the valve seat 17 and separated. When the hydraulic piston / cylinder unit is driven to drive the shut-off pin 30, the hydraulic oil pressure increases when the valve portion 34 of the shut-off pin 30 is seated on the valve seat 17. You can also know the seating status by the value.

射出部５０の射出シリンダ５１は、図３に示されているように、溶解ブロック２に略直角に取り付けられ、そしてその先端部には、シャットオフピン等を備えた従来周知の形態をした射出ノズル５２が設けられている。射出シリンダ５１には、射出プランジャ５３が軸方向に駆動自在に設けられ、その前方が計量室５４となっている。なお、図３において他の符号５５は、金属成形品の形を与える金型を示しているが、射出プランジャ５３を駆動する駆動装置、射出シリンダ５１の外周部に設けられているヒータ等は図には示されていない。 As shown in FIG. 3, the injection cylinder 51 of the injection unit 50 is attached to the melting block 2 at a substantially right angle, and has a well-known injection type having a shut-off pin or the like at its tip. A nozzle 52 is provided. An injection plunger 53 is provided in the injection cylinder 51 so as to be driven in the axial direction, and a measuring chamber 54 is provided in front of the injection plunger 53. In FIG. 3, another reference numeral 55 indicates a mold for giving a shape of a metal molded product. However, a drive device for driving the injection plunger 53, a heater provided on the outer peripheral portion of the injection cylinder 51, etc. Is not shown.

次に、上記実施の形態の作用について、低融点金属材料に主としてマグネシウム合金を適用した例について説明する。外部駆動装置４１によりシャットオフピン３０を前進方向に駆動し、その弁部３４を第１の流路１５の弁座１７に着座させる。着座したことは位置のセンサ４５で検知する。溶解炉３を所定温度に加熱し、ガス供給孔１４からアルゴンガスのような不活性ガスを供給しておく。そして、４００〜５００℃に予熱した円柱ビレットＫを金属材料供給孔１０に挿入し、押込みプランジャ１３により溶解炉３の炉心に向けて強制的に押し込む。円柱ビレットＫは、金属材料供給孔１０の小径部１２で塑性変形を受け、その外周面が小径部１２の内周面に密着する。これにより、溶解炉３は密閉され、低融点金属材料は密閉状態で安全に溶解される。 Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to an example in which a magnesium alloy is mainly applied to the low melting point metal material. The shutoff pin 30 is driven in the forward direction by the external driving device 41, and the valve portion 34 is seated on the valve seat 17 of the first flow path 15. The seating is detected by the position sensor 45. The melting furnace 3 is heated to a predetermined temperature, and an inert gas such as argon gas is supplied from the gas supply hole 14. Then, the cylindrical billet K preheated to 400 to 500 ° C. is inserted into the metal material supply hole 10, and is forcedly pushed toward the core of the melting furnace 3 by the pushing plunger 13. The cylindrical billet K undergoes plastic deformation at the small diameter portion 12 of the metal material supply hole 10, and the outer peripheral surface thereof is in close contact with the inner peripheral surface of the small diameter portion 12. Thereby, the melting furnace 3 is sealed, and the low melting point metal material is safely melted in a sealed state.

射出部５０の射出プランジャ５３を後退させ、溶解炉３と計量室５４を連通させる。また、外部駆動装置４１によりシャットオフピン３０を後退方向に駆動し、その弁部３４を第１の流路１５の弁座１７から離間させる。そうして、所定圧力の不活性ガスをガス供給孔１４から溶解炉３の溶湯の上面に加える。そうすると、溶解炉３中の溶湯は、第１、２の流路すなわち流路を通って計量室５４に供給される。このとき、必要に応じて所定速度で射出プランジャ５３を強制的に後退させる。射出プランジャ５３が所定位置まで後退して計量を終わる。シャットオフピン３０の弁部３４を第１の流路１５の弁座１７に着座させる。そうして、射出プランジャ５３を射出方向に駆動する。計量室５４に蓄積されている所定量の溶湯が金型５５のキャビテイに射出充填される。冷却固化を待って金型５５を開いて金属成形品を取り出す。溶解炉３には大量の溶湯が準備されているので、上記のようにして連続的に金属成形品を得る。 The injection plunger 53 of the injection unit 50 is retracted, and the melting furnace 3 and the measurement chamber 54 are communicated. Further, the shutoff pin 30 is driven in the backward direction by the external driving device 41, and the valve portion 34 is separated from the valve seat 17 of the first flow path 15. Then, an inert gas having a predetermined pressure is added from the gas supply hole 14 to the upper surface of the molten metal of the melting furnace 3. Then, the molten metal in the melting furnace 3 is supplied to the measurement chamber 54 through the first and second flow paths, that is, the flow paths. At this time, the injection plunger 53 is forcibly retracted at a predetermined speed as necessary. The injection plunger 53 is retracted to a predetermined position and the measurement is finished. The valve portion 34 of the shut-off pin 30 is seated on the valve seat 17 of the first flow path 15. Then, the injection plunger 53 is driven in the injection direction. A predetermined amount of molten metal accumulated in the measuring chamber 54 is injected and filled into the cavity of the mold 55. After waiting for cooling and solidification, the metal mold 55 is opened and the metal molded product is taken out. Since a large amount of molten metal is prepared in the melting furnace 3, a metal molded product is obtained continuously as described above.

上記のようにして、金属成形品を得るとき、スリーブ２０の温度が適温に制御される。例えば、低融点金属材料がマグネシウム合金の場合、カートリッジヒータ２６、バンドヒータ２７、冷却手段等により、６００℃以上になるように制御すると、シャットオフピン３０の外周部から溶湯が漏出する危険があり、漏出を回避するために低い温度に制御すると、シャットオフピン３０の駆動抵抗が増すので、４５０〜５００℃で使用する。このような温度で成形しているとき、シャットオフピン３０の第１の摺動面３５を越えて漏出する溶湯は、溝３７、３７、…で捕捉される。シャットオフピン３０の外周面は、スリーブ２０の温度４５０〜５００℃よりも多少低いので、捕捉された溶湯は凝固あるいは半凝固状態となり、第２の摺動面３６を越えて漏出することが防止される。凝固あるいは半凝固状態で捕捉されても、溝３７、３７、…は、シャットオフピン３０の外周面に部分的に形成されているので、シャットオフピン３０の駆動抵抗が極端に増大し、駆動に支障を来すようなことはない。 As described above, when the metal molded product is obtained, the temperature of the sleeve 20 is controlled to an appropriate temperature. For example, when the low melting point metal material is a magnesium alloy, there is a risk that the molten metal may leak from the outer peripheral portion of the shut-off pin 30 if it is controlled to 600 ° C. or higher by the cartridge heater 26, the band heater 27, the cooling means, or the like. If the temperature is controlled to be low to avoid leakage, the driving resistance of the shut-off pin 30 is increased. When molding at such a temperature, the molten metal leaking beyond the first sliding surface 35 of the shut-off pin 30 is captured by the grooves 37, 37,. Since the outer peripheral surface of the shut-off pin 30 is somewhat lower than the temperature of the sleeve 20, which is 450 to 500 ° C., the trapped molten metal is solidified or semi-solidified and is prevented from leaking beyond the second sliding surface 36. Is done. Even when trapped in a solidified or semi-solidified state, the grooves 37, 37,... Are partially formed on the outer peripheral surface of the shutoff pin 30, so that the drive resistance of the shutoff pin 30 is extremely increased and the drive is performed. There will be no trouble.

本発明の実施の形態に係わる金属射出成形機の金属溶湯供給装置の溶解部を断面にして示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which makes the melting | dissolving part of the molten metal supply apparatus of the metal injection molding machine concerning embodiment of this invention a cross section. 図１に示されているシャットオフピン部分を拡大して示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which expands and shows the shut-off pin part shown by FIG. 図１において、矢視イ−イ方向に見た模式的断面図である。In FIG. 1, it is typical sectional drawing seen in the arrow II direction. 従来の鍛造機（金属射出成形機）の金属材料移送装置の断面図である。It is sectional drawing of the metal material transfer apparatus of the conventional forging machine (metal injection molding machine).

Explanation of symbols

１溶解部２溶解ブロック
３溶解炉７内部ヒータ
１０金属材料供給部１２小径部
１４ガス供給孔１５第１の流路
１６第２の流路１７弁座
２０スリーブ２６カートリッジヒータ
２７バンドヒータ３０シャットオフピン
３２摺動部３３軸部
３５第１の摺動面３６第２の摺動面
３７溝４０当接部
４１外部駆動装置４３当接部
４４カップリング４５位置のセンサ
５０射出部５１射出シリンダ
５３射出プランジャ５４計量室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting | dissolving part 2 Melting block 3 Melting furnace 7 Internal heater 10 Metal material supply part 12 Small diameter part 14 Gas supply hole 15 1st flow path 16 2nd flow path 17 Valve seat 20 Sleeve 26 Cartridge heater 27 Band heater 30 Shut off Pin 32 Slide portion 33 Shaft portion 35 First slide surface 36 Second slide surface 37 Groove 40 Contact portion 41 External drive device 43 Contact portion 44 Coupling 45 Position sensor 50 Injection portion 51 Injection cylinder 53 Injection plunger 54 Weighing chamber

Claims

It has a melting part that melts the low melting point metal material and an injection part for injecting the molten metal toward the mold, and these are connected by a flow path having a curved flow part whose flow direction is changed substantially at a right angle. A molten metal supply device,
The curved flow part is provided with a shut-off pin that is slidably held by a sleeve whose temperature is controlled, and the valve part is seated on or separated from the valve seat of the curved flow part. In this way, the molten metal supply device of the metal injection molding machine is driven by an external drive means.

The molten metal supply apparatus according to claim 1, wherein a groove is formed on the surface of the sliding portion of the shut-off pin corresponding to the sleeve.

3. The molten metal supply apparatus according to claim 1, wherein at least one of the contact end portion of the shaft of the shut-off pin and the contact end portion of the drive shaft of the external drive means is outward. A molten metal supply device for a metal injection molding machine, which has a convex spherical shape and is joined by a coupling.

The molten metal supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a portion of the shut-off pin in contact with the sleeve is replaceable with respect to the shaft portion. .

The molten metal supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve portion of the shut-off pin is seated on the valve seat of the curved flow portion, and the position of the shaft position of the shut-off pin is measured. A molten metal supply apparatus for a metal injection molding machine that detects the pressure value of hydraulic oil of a sensor or external drive means.

The molten metal supply apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the melting portion is a melting furnace, the supply hole for the low melting point metal material has a reduced diameter portion, The molten metal supply apparatus of the metal injection molding machine to which the low melting-point metal billet which has a larger diameter part than the reduced diameter part of a supply hole is applied.