JP2007038233A - 金属成形機の射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給路の開口位置との関連において、射出プランジャの一部にバルブ機能を付与することにより、溶融金属材料が半溶融状態でも供給と停止を確実に行うことができるようにする。
【解決手段】 前後端が開口した射出路の側部に溶融金属材料の供給路を有する射出加熱筒と、該射出加熱筒の後方に間隔を置いて位置させた射出シリンダと、その射出シリンダのピストンロッドに連結して、射出加熱筒の後端から射出路に挿入した射出プランジャとを備える。その射出プランジャの先端部と、最前進位置で供給路の開口に位置する中間軸部とを射出路の内径とほぼ同一に形成する。中間軸部に供給路の開口を開閉するバルブ機能を付与する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、マグネシウム又はその合金等の低融点金属の金属材料を溶融して金型に射出する金属成形機の射出装置に関するものである。

射出加熱筒内に供給された溶融金属材料を射出ロッドや射出プランジャ等で金型に射出する金属成形機では、ロッド先端のプランジャや供給路に逆止弁を設けている。
特開２００２−２６３８１９号公報 特開２００４−３２２２００号公報

プランジャ先端に計量した溶融金属材料が、射出プランジャの前進による射出時に逆流しないように、先端のプランジャ周囲にリングバルブを嵌装した射出装置では、ノズル部材とリングバルブとのクリアランスからの逆流防止手段として、リングバルブの外周囲にクリアランスを遮断するシートリングを設けている。このシートリングによる摺動抵抗は僅かであるが、射出ごとにノズル部材の内面に圧接されることから、長期の使用では摩耗しするので交換が余儀なくされる。また溶融金属材料の流動は狭い間隙を通して行われるので、射出プランジャを射出加熱筒から金型の通路内まで突出して、半溶融状態の溶融金属材料をキャビティに射出する射出装置には採用することができない。

供給路内に逆止弁を設けた射出装置では、逆止弁の周囲を溶融金属材料が流通するので供給時間を要し、またその殆どが溶融金属材料の自重による流動によるものであるから、供給路の設置も垂直又は傾斜に制約を受け、半溶融状態での溶融金属材料の供給では、流動性の悪さから逆止弁が流動障害となるので、その採用は完全溶融状態の溶融金属材料の射出成形に制限されるという課題を有する。

この発明は、上記従来の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、供給路の開口位置との関連において、射出プランジャの一部にバルブ機能を付与することにより、半溶融状態の溶融金属材料の供給と停止を確実に行うことができる金属成形機の射出装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、両端が開口した射出路の側部に溶融金属材料の供給路を有する射出加熱筒と、該射出加熱筒の後方に間隔を置いて位置させた射出シリンダと、その射出シリンダのピストンロッドに連結して、射出加熱筒の後端から射出路に挿入した射出プランジャとを備え、その射出プランジャの先端部と、最前進位置で供給路の開口に位置する中間軸部とを射出路の内径とほぼ同一に形成して、該中間軸部を供給路の開口を開閉するバルブに構成してなる、とうものである。

また上記射出加熱筒は、バックフローした溶融金属材料の排出口を後端に有し、上記供給路から射出路に供給される溶融金属材料は半溶融状態である、というものである。

上記構成では、供給路の開口を開閉するバルブ機能を中間軸部に付与して、射出プランジャの進退移動により供給路を自動的に開閉できるようにしたことから、溶融金属材料の供給を全開状態で行えるので、半溶融状態でも支障なくプランジャ前面の射出路に供給することができる。また最前進位置に到達する間に供給路の閉鎖が生じて供給停止となるので、保圧力による供給路への逆流も完全に防止されるようになる。さらにプランジャ先端部と、その後の小径のプランジャ軸部との段差によって、射出プランジャの後退により小径軸部の周囲の溶融金属材料の掻き出しが行えるので、溶融金属材料による射出プランジャの摺動抵抗も減少するようになる。

図中１は型締装置、２は射出装置、３は材料押出供給装置である。
上記型締装置１は、所要間隔を置いて対設した受圧盤１１と、上記射出装置２の連結盤１２と、両盤間の中央に配置した型置盤１３とを、四隅部に挿通したクランプシャフト１４．１４により連結して備え、その受圧盤１１と型置盤１３との間に、可動盤１５をクランプシャフト１４．１４に挿通支持して進退自在に有する。この可動盤１５の背面には、受圧盤１１の中央部にシリンダ１６ａを一体に設けた型締機構１６のプランジャ１６ｂが連結してあり、そのプランジャ１６ｂの伸縮作動により可動盤１５が進退移動して、該可動盤１５と型置盤１３とに分割して取付けた金型の固定型１７ａと可動型１７ｂの型開閉及び型締とを行う構造からなる。

連結盤１２の外側盤面には、上記射出装置２の射出シリンダ２１が、ピストンロッド２２を連結盤１２に穿設した穴に進退自在に挿通して連結してある。また型置盤１３には、射出加熱筒１８が型取付面側の盤面から先端が若干突出するところまで、盤体に穿設した穴に連結盤側から挿通して、先端周囲に嵌合した割りリング１３ａとボルト１３ｂ（図３参照）により止着してある。先端部のみ型置盤１３に固定して他を自由状態となした射出加熱筒１８では、型置盤１３に拘束されることなく軸方向に熱膨張するようになる。

この射出加熱筒１８は、型置盤１３から長く突出した後側面に、上記材料供給装３の接続ブロック１９を一体に有し、その接続ブロック１９と共に射出加熱筒１８を加熱する手段（図では省略）が設けてある。接続ブロック１９は斜め後方に向け突出しており、その内部中央に射出加熱筒内の射出路１８ａと４５°の角度で交差する供給路１９ａが、ブロック端面から射出路１８ａまで穿設してある。ブロック端面は供給路１９ａに対し直角な垂直面で、そこに材料供給装置３の溶解筒３１が先端面を当接してジョイント３１ａにより連結してある。この溶解筒３１の後部上側には短柱状の金属材料の供給口３１ｂが軸方向に長く開設してあり、その供給口３１ｂを除く筒体周囲にはバンドヒータ３１ｃが取付けてある。

上記射出路１８ａには、先端面が平らな射出プランジャ２０が射出加熱筒１８の後端から挿入してある。射出プランジャ２０の後端は、図５に示すように、上記射出装置２のピストンロッド２２の先端内の凹所２２ａに挿入して連結してある。この連結は、ランジャ後端面と凹所底面との間に挟み設けたスクリュライナ２３と、プランジャ周囲に嵌合した割りリング２４と、プランジャ受筒２５ａの端部周囲にフランジ２５ｂを一体に有し、そのプランジャ受筒２５ａに射出プランジャ２０の後端部を挿通して、フランジ２５ｂをピストンロッド２２の先端面に当接するとともに、受筒内端を割りリング２４に当接してボルトによりピストンロッド２２に止着したプランジャ保持部材２５とをもって行っている。

スクリュライナ２３は、受座２３ａとプランジャ端に嵌合した押し部材２３ｂとの二部材からなり、その両方の当接面を受座側を凹に弯曲した凹凸面に形成して、射出プランジャ２０とピストンロッド２２の軸心を同一線上に位置させてある。これによりプランジャ後端に掛かる射出時の荷重が、スクリュライナ２３に均等に受けられて、連結部に偏荷重による曲げ応力が生じないようにしてある。

上記射出プランジャ２０は、図３及び図４に示すように、プランジャ先端部２０ａの直径を、摺動可能な範囲で射出路１８ａの内径とほぼ同径に形成して、射出時に周囲のクリアランスからバックフローする溶融金属材料を少なくしている。また最前進状態で供給路１９ａの開口に位置する中間部位２０ｂの直径を、プランジャ先端部２０ａよりも若干小径に形成し、さらに他のプランジャ軸部を中間部位２０ｂよりも小径に形成して、そこに生じた段差によりクリアランスからバックフローした小径軸部の周囲の溶融金属材料を、プランジャ後退時に射出加熱筒１８の後端の開口から掻き出して、溶融金属材料による摺動抵抗が減少するようにしてある。因に、その寸法の１例を挙げると、先端部２０ａの直径８０ｍｍ，長さ１２５ｍｍ、中間部位２０ｂの直径７９．５ｍｍ，長さ２００ｍｍ、小径部の直径７．５ｍｍで、中間部位２０ｂの前側小径部との境は緩傾斜面に形成してある。

上記溶融金属材料の排出は、射出加熱筒１８の開放された後端の開口以外にも、図６に示すように、射出加熱筒１８の後端に排出口２７を穿設した部材２６を取付け、その部材内に小径軸部の周囲の溶融金属材料をプランジャ先端部２０ａにより掻き出して、排出口２７から排出することもできる。

上記型締装置１と射出装置２は、互いに連結したそれぞれの機台４，５に設置してある。型締装置１では受圧盤１１と型置盤１３とを機台４に固定し、連結盤１２と可動盤１５を高さ調整が可能な案内部材４１，４２に載せて機台４に設置している。また射出装置２は機台５に設置した高さ調整可能なフレーム５１に油圧駆動部２６を載置固定し、射出シリンダ２１の前部をフレーム上に立設した支持材５２により支持して機台５に設置してある。

上記構成の射出プランジャ２０では、図３に示すように、金型の型締後に供給路１９ａから射出路１８ａに溶融金属材料（完全溶融又は半溶融）が供給されるまで、供給路１９ａの開口より後の最後退位置にプランジャ先端部２０ａが位置する。溶融金属材料の加圧供給が終わると、ピストンロッド２２の伸長作動により、プランジャ先端部２０ａが図４に示す固定型７ｂ内の通路まで射出路１８ａを前進移動して、射出路１８ａの溶融金属材料をキャビティに射出し、その位置を最前進位置としてピストンロッド２２と共に停止する。この最前進位置に達する間に中間部位２０ｂが供給路１９ａの開口を閉鎖する。

射出後の保圧冷却が終了して工程が型開に移行すると、ピストンロッド２２の縮小作動により射出プランジャ２０が後退移動して最後退位置までプランジャ先端部２０ａが戻り、その位置で待機する。また中間部位２０ｂも供給路１９ａの位置から射出加熱筒外に抜け出して、供給路１９ａを再び射出路１８ａに開口する。したがって、中間部位２０ｂは進退移動により供給路１９ａの開閉バルブとして機能する。

上記構成では、供給路１９ａの開口を開閉するバルブ機能を付与された中間軸部２０ｂが、射出プランジャ２０の後退移動により自動的に供給路１９ａを全開するので、溶融金属材料が半溶融状態でも支障なくプランジャ前面の射出路１８ａに供給することができる。また最前進位置に到達する間に供給路１９ａが閉鎖されて供給停止となるので、保圧力による供給路への逆流も完全に防止されるようになり、後退時にはプランジャ先端部２０ａと、その後の小径のプランジャ軸部との段差によって、小径軸部の周囲の溶融金属材料の掻き出しが行われることから、溶融金属材料による射出プランジャ２０の摺動抵抗も減少するようになる。

この発明の射出装置を備えた金属形成機の一部を断面して示す平面図ある。 同上の側面図である。 この発明に係る射出装置の射出プランジャの最後退位置における要部縦断側面図である。 同じく射出プランジャの最前進位置における要部縦断側面図である。 射出プランジャと射出ピストンロッドとの連結部位の断面図である。 射出加熱筒の他の実施形態の平断面図である。

符号の説明

１ 型締装置
２ 射出装置
３ 材料供給装置
１２ 連結盤
１３ 型置盤
１８ 射出加熱筒
１８ａ 射出路
１９ 接続ブロック
１９ａ 供給路
２０ 射出プランジャ
２０ａ プランジャ先端部
２０ｂ 中間部位
２１ 射出シリンダ
２２ 射出ピストンロッド

Claims (3)

1. 両端が開口した射出路の側部に溶融金属材料の供給路を有する射出加熱筒と、該射出加熱筒の後方に間隔を置いて位置させた射出シリンダと、その射出シリンダのピストンロッドに連結して、射出加熱筒の後端から射出路に挿入した射出プランジャとを備え、その射出プランジャの先端部と、最前進位置で供給路の開口に位置する中間軸部とを射出路の内径とほぼ同一に形成して、該中間軸部を供給路の開口を開閉するバルブに構成してなることを特徴とする金属成形機の射出装置。
2. 上記射出加熱筒は、バックフローした溶融金属材料の排出口を後端に有することを特徴とする請求項１記載の金属成形機の射出装置。
3. 上記供給路から射出路に供給される溶融金属材料は半溶融状態であることを特徴とする請求項１記載の金属成形機の射出装置。

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