JP2007061880A - Injection molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軽金属または軽合金の溶湯を金型に射出する射出成形装置に関する。 The present invention relates to an injection molding apparatus that injects a molten metal of light metal or light alloy into a mold.
従来、樹脂を成形材料とする射出成形装置においては、射出ノズルと加熱シリンダとの間にロータリーバルブを配設し、射出工程の終了時等においてロータリーバルブを回転させることで湯道を遮断し、溶融材料の型への供給を停止させる技術が知られている。 Conventionally, in an injection molding apparatus using resin as a molding material, a rotary valve is disposed between an injection nozzle and a heating cylinder, and the runner is shut off by rotating the rotary valve at the end of the injection process. Techniques for stopping the supply of molten material to the mold are known.
この上記技術を軽金属または軽合金(以下単に金属と呼ぶ。)を成形材料とする射出成形装置に適用する試みが行われている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1にも記載されているように、上記技術を金属を成形材料とする射出成形装置に適用した場合、射出成形装置から成形材料が流出するという問題が生じる。
Attempts have been made to apply this technique to an injection molding apparatus using light metal or light alloy (hereinafter simply referred to as metal) as a molding material (see Patent Document 1). However, as described in
例えば、溶融時に高い粘性を有しかつ溶融温度も200℃〜300℃程度の樹脂等のような成形材料の場合には、ロータリーバルブの周囲に溶融材料が流出しない。しかし、金属を成形材料とした場合には、マグネシウム、アルミニウム等のように溶融時に低い粘性からなる原料を用いるため、溶融状態で流動しやすい液体となり、湯道を通過する速度が樹脂に比べてその3〜10倍も速く、しかも圧力損失が小さく小さな隙間からも漏れやすくなる。そのため、射出成形装置から溶融材料の流出が生じ、ロータリーバルブの動作不良等のトラブルが生じる。 For example, in the case of a molding material such as a resin having a high viscosity at the time of melting and a melting temperature of about 200 ° C. to 300 ° C., the molten material does not flow around the rotary valve. However, when a metal is used as a molding material, since a raw material having a low viscosity at the time of melting is used, such as magnesium and aluminum, it becomes a liquid that easily flows in a molten state, and the speed of passing through a runner is higher than that of a resin. It is 3 to 10 times faster than that, and the pressure loss is small, and it is easy to leak from a small gap. Therefore, the molten material flows out from the injection molding apparatus, and troubles such as malfunction of the rotary valve occur.
この問題に対して、特許文献1には、溶融材料が流出しないように一般の従来からあるシールリング等を設けても、シリンダから高速、高圧で供給される液状の溶融金属がロータリーバルブの周囲へ漏出するのを確実に阻止することが難しいとされている(特許文献1参照)。
With respect to this problem,
また、溶融材料の温度が600℃前後と極めて高温であるから、バルブブロックの外へ溶融材料が流出すると、急激な酸化や燃焼のおそれがあり、作業上好ましくない。 In addition, since the temperature of the molten material is as high as about 600 ° C., if the molten material flows out of the valve block, there is a risk of rapid oxidation or combustion, which is not preferable in terms of work.
そこで、特許文献1においては、ロータリーバルブの周囲へ流出する溶融材料を効率的に回収してこれによるトラブルを防ぐことのできる高性能で安全性の高い金属射出成形機のロータリーバルブ(ロータリーシャットオフノズル)について開示されている。
しかしながら、特許文献1記載のロータリーバルブでは、根本的に流出を防止するのではなく、流出した分を還流させる方式を採用している。したがって、流出そのものを停止させるわけではないため、例えば、溶融材料回収用湯道のつまり等他要因による問題が生じやすい。
However, the rotary valve described in
本発明の目的は、ロータリー式ノズルから周囲への溶融材料の流出を防止することができる射出成形装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the injection molding apparatus which can prevent the outflow of the molten material to the circumference | surroundings from a rotary nozzle.
(1)
本発明に係る射出成形装置は、金型内に所定の圧力で溶融金属を射出する射出成形装置であって、溶融金属を金型まで流通させる流通経路と、流通経路に介挿され、かつロータリー式で流通経路の連通および遮蔽を行なうロータリー式バルブと、ロータリー式バルブの摺動部からロータリー式バルブ外部への溶融金属の漏出を防止するシール部材とを含み、シール部材は、ロータリー式バルブの回動する軸部の周囲および該軸部が挿入される穴の周面に近接し、且つ隣合うように設けられた第1部材および第2部材からなり、第1部材および第2部材の対向面が互いに傾斜する一対の接触面として設けられ、且つ隙間における前記溶融金属の流出方向に対して傾斜して設けられたものである。
(1)
An injection molding apparatus according to the present invention is an injection molding apparatus that injects molten metal into a mold at a predetermined pressure, a distribution path that distributes the molten metal to the mold, and a rotary path that is interposed in the distribution path. A rotary valve that communicates and shields the flow path in a type, and a seal member that prevents leakage of molten metal from the sliding portion of the rotary valve to the outside of the rotary valve. It consists of a first member and a second member provided so as to be adjacent to and adjacent to the periphery of the rotating shaft portion and the peripheral surface of the hole into which the shaft portion is inserted, and the first member and the second member are opposed to each other The surfaces are provided as a pair of contact surfaces that are inclined with respect to each other, and are inclined with respect to the outflow direction of the molten metal in the gap.
本発明に係る射出成形装置においては、溶融金属が流通経路およびロータリー式バルブ内を介して金型まで流通される。その流通経路にロータリー式バルブが介挿されており、ロータリー式バルブが回転することにより流通経路を連通および遮蔽させて、溶融金属の流れが制御される。また、第1部材および第2部材からなるシール部材によりロータリー式バルブおよび流通経路の隙間が封止される。また、シール部材は、隙間から溶融金属の流出方向に対して一対の接触面が傾斜するように設けられている。 In the injection molding apparatus according to the present invention, the molten metal is circulated to the mold through the flow path and the rotary valve. A rotary valve is inserted in the flow path, and the flow of the molten metal is controlled by rotating and rotating the rotary valve to connect and shield the flow path. Further, the clearance between the rotary valve and the flow path is sealed by the sealing member made up of the first member and the second member. The seal member is provided such that the pair of contact surfaces are inclined with respect to the flowing direction of the molten metal from the gap.
この場合、隙間から溶融金属が漏出する際にシール部材の第1部材に押圧力が加わり、第2部材との一対の接触面によって第1部材と第2部材とが互いに逆方向に移動し、隙間をより確実に封止することができる。すなわち、第1部材が第2の傾斜面に沿って隙間を形成する一方の壁に押圧され、第2部材が第1の傾斜面に押されて隙間を形成する他方の壁に押圧される。その結果、溶融金属を成形材料とする射出成形装置であっても溶融金属の流出を確実に防止することができる。 In this case, when the molten metal leaks from the gap, a pressing force is applied to the first member of the seal member, and the first member and the second member move in opposite directions by the pair of contact surfaces with the second member, The gap can be more reliably sealed. That is, the first member is pressed by one wall forming a gap along the second inclined surface, and the second member is pressed by the first inclined surface and pressed by the other wall forming the gap. As a result, the molten metal can be reliably prevented from flowing out even in an injection molding apparatus using the molten metal as a molding material.
(2)
第1部材および第2部材は、断面が直角三角形状を有し、互いに斜辺を対向させるように設けることが好ましい。
(2)
It is preferable that the first member and the second member have a right triangle shape in cross section and are provided so that the hypotenuses face each other.
この場合、直角三角形状の第1部材および第2部材の斜辺を対向させた略矩形状のシール部材により隙間の封止をおこなうことができる。すなわち、第1部材により溶融金属の流出方向に垂直な面を形成することができるので、溶融金属の押圧力を確実に受け止めることができる。 In this case, the gap can be sealed by the substantially rectangular sealing member in which the oblique sides of the first member and the second member having a right triangle shape are opposed to each other. That is, since the first member can form a surface perpendicular to the flowing direction of the molten metal, the pressing force of the molten metal can be reliably received.
(3)
第1部材および第2部材は、それぞれ環状部材からなることが好ましい。この場合、切欠きを設けないので溶融金属の流出をより確実に防止することができる。
(3)
Each of the first member and the second member is preferably made of an annular member. In this case, since notches are not provided, it is possible to more reliably prevent the molten metal from flowing out.
(4)
第1部材および第2部材は、それぞれFe系(例えばSUS)、Ni系またはCo系の耐熱鋼(耐熱合金)からなることがこのましい。
(4)
The first member and the second member are preferably made of Fe-based (for example, SUS), Ni-based, or Co-based heat resistant steel (heat resistant alloy).
この場合、金属溶融から受ける押圧力で、金属からなるシール部材の変形(リングの収縮又は拡張)が生じることにより隙間なくシール部材を設けることができる。 In this case, the seal member can be provided without a gap by the deformation (ring contraction or expansion of the ring) of the metal seal member caused by the pressing force received from the metal melting.
(5)
シール部材は、軸部の軸線方向に沿って複数配置されてもよい。この場合、仮に1個のシール部材で溶融金属の流出を防止できない場合でも、次のシール部材で確実に溶融金属の流出を防止することができる。
(5)
A plurality of seal members may be arranged along the axial direction of the shaft portion. In this case, even if it is not possible to prevent the molten metal from flowing out with one sealing member, the subsequent sealing member can reliably prevent the molten metal from flowing out.
(6)
シール部材近傍の温度を制御可能なヒータをさらに含み、シール部材近傍の温度が射出成形材料となる金属の液相線近傍で保持されるようにヒータを制御する制御装置を備えてもよい。
(6)
A heater that can control the temperature in the vicinity of the seal member may be further included, and a controller that controls the heater so that the temperature in the vicinity of the seal member is maintained in the vicinity of the liquidus of the metal that is the injection molding material may be provided.
この場合、シール部材近傍の温度が液相線近傍で保持されるので、溶融金属を固体から液体に変遷する状態に保持することができ、溶融金属の粘性を高めて隙間からの流出をより確実に防止することができる。なお、ここでの液相線近傍とは、液相線に対して+10℃〜−50℃の範囲であることが好ましい。 In this case, since the temperature in the vicinity of the seal member is maintained in the vicinity of the liquidus, the molten metal can be maintained in a state of transition from a solid to a liquid, and the viscosity of the molten metal is increased and the outflow from the gap is more reliably performed. Can be prevented. In addition, it is preferable that the vicinity of a liquidus line here is the range of +10 degreeC--50 degreeC with respect to a liquidus line.
(7)
制御装置は、シール部材よりも軸線方向外側の軸部の周辺温度を制御可能なヒータをさらに含み、このヒータをさらに制御することによりシール部材よりも軸線方向外側に位置する軸部の周辺温度を射出成形材料となる金属の固相線温度以上液相線温度以下の温度範囲に保持することができるものである。
(7)
The control device further includes a heater capable of controlling the ambient temperature of the shaft portion outside in the axial direction from the seal member, and further controlling the heater to reduce the ambient temperature of the shaft portion positioned outside in the axial direction from the seal member. It can be maintained in a temperature range between the solidus temperature and the liquidus temperature of the metal used as the injection molding material.
この場合、シール部材の磨耗や損傷により溶融状態の成形材料がシール部を通過してしまったとしても、それが、冷却固化されて軸部周囲に固着することがなく、ロータリーバルブの作動を維持することができる。また、金属の溶融を射出成形する場合、シール部材の磨耗や損傷により液相状態の成形材料がシール部を通過してしまったとしても、それが外部に噴出することを防止できる。 In this case, even if the molten molding material passes through the seal part due to wear or damage of the seal member, it is cooled and solidified and does not stick around the shaft part, and the operation of the rotary valve is maintained. can do. Further, when injection molding is performed for melting metal, even if the molding material in the liquid phase passes through the seal portion due to wear or damage of the seal member, it can be prevented from being ejected to the outside.
以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
(一実施の形態)
図1は、本発明に係る一実施の形態の射出成形装置の一例を示す模式図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(One embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示す射出成形装置100は、主に成形材料投入部10、垂直型配置バレル部20、シリンダ部30および型締め部40を含む。
An
成形材料投入部10は、溶解炉11に接続されるホッパー12を含む。垂直型配置バレル部20は、バレル21、スクリュー22、貯留部23、冷却手段24(複数の温度制御ジャケット24a)、連通流路25、駆動モーター26、スクリュー用油圧シリンダ27、供給口28、シリンダロッド29を含む。シリンダ部30は、シリンダ31、プランジャ32、プランジャ射出装置33、計量部34、ノズル部35、バルブ装置36およびプランジャ用油圧シリンダ37を含む。
The molding
型締め部40は、基台41、リンクハウジング42、タイバー43、固定板44、可動盤45、型締めシリンダ46、シリンダロッド47、複数のリンク48、押出しシリンダ49aおよび押出しロッド49bを含む。金型60は、固定金型61および移動金型62からなる。
The
以下、本実施の形態にかかる射出成形装置100について説明する。本実施の形態に係る射出成形装置100は、成形材料投入部10に垂直配置バレル部20が接続されている。垂直配置バレル部20の下方にシリンダ部30が設けられ、シリンダ部30に型締め部40が連通可能に設けられている。また、型締め部40には、金型60が設けられている。
Hereinafter, the
射出成形装置100の成形材料投入部10に接続される溶解炉11は、特に種類は問わず、高周波誘導炉あるいは電磁誘導加熱炉等からなる。溶解炉11は、好ましくは大気圧又は重力を利用してホッパーに金属溶湯を送るものであり、その内部の湯面より下方で、ホッパー12の上部ないし中部に連通されている。なお、溶解炉11をホッパー12よりも下方に設置する場合には、ポンプ等を利用して溶解炉11からホッパー12へ金属溶湯を送るようにしてもよい。ホッパー12は、溶解炉11で溶解された溶融金属を受け入れてこれを貯溜するものである。また、ホッパー12には、加熱ヒータ等の温度制御手段が設けられている。さらにホッパー12内には、アルゴン等の不活性ガスが充満されており、貯留されている溶融金属の湯面を不活性ガスでシールするようにしている。なお、必要によりホッパー12内に貯留されている溶融金属を攪拌する攪拌装置を設けて、攪拌作用を付与してもよい。このホッパー12の下端開口部は後述するバレル21の供給口28に連通されている。
The melting
実質的に縦向きに配置された垂直配置バレル部20のバレル21の上部には、溶融金属が供給される供給口28が設けられる。バレル21の内部には、回転自在で、かつバレル21軸方向に進退自在のスクリュー22が設けられる。このスクリュー22が後退することによってバレル21内下部に成形材料を貯留する貯留部23が形成される。
A
また、バレル21の上端には駆動モーター26が直結され、この駆動モーター26の駆動軸には、バレル21の内部に回転自在に挿通されたスクリュー22の上端が連結されていて、このスクリュー22は、その下端がバレル21内で自由端となるように片持ち状に配置されている。
A
駆動モーター26の上部には上下方向に出退するシリンダロッド29を有するスクリュー用油圧シリンダ27が接続され、このスクリュー用油圧シリンダ27のシリンダロッド29に駆動モーター26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し機では、スクリュー用油圧シリンダ27のシリンダロッド29を下方に突出することにより駆動モーター26を介してスクリュー22を軸方向下方に移動させ、これにより、バレル21内の下端部(貯留部23)に溜まっている成形材料(スラリーHS)を外部に押し出すことができるようになっている。
A screw
本実施の形態においては、バレル21の外周面は冷却手段24で覆われている。この冷却手段24は、上下方向に分離された複数の温度制御ジャケット24aよりなる。そして、この温度制御ジャケット24a内に成形材料(溶融金属MF、スラリーHS)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、バレル21内の成形材料(溶融金属)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。例えば、固相率が0%以上〜50%以下の温度範囲であることが好ましく、0%以上〜30%以下の温度範囲であることがより好ましい。なお、バレル21内の成形材料を高精度に温度制御するために、冷却手段24の各温度制御ジャケット24aは加熱機能も兼ね備えている。
In the present embodiment, the outer peripheral surface of the
また、スクリュー用油圧シリンダ27は、軸方向上方に移動した際に、バレル21内下部に少なくも成形品体積よりも大きな容積の貯留部23が形成できるように構成されている。さらに、この貯留部23を形成する位置から連通流路25を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有している。バレル21の下端に設けられた連通流路25を介してシリンダ部30が接続される。
Further, the screw
シリンダ部30には、前方(下流)にバルブ装置36を備えたノズル部35を有するシリンダ31と、シリンダ31内部でシリンダ31の軸に沿って進退移動自在なプランジャ32とが設けられる。このプランジャ32が後退することによってシリンダ31内部前方にスラリー状の成形材料を計量する計量部34が形成され、プランジャ32が前進することによって成形材料がノズル部35から射出される。この計量部34の容積は、成形品を得るのに必要な容量となるようプランジャ32の後退量により適宜設定することができる。
The
また、このプランジャ用油圧シリンダ37は、計量部34を形成する位置からプランジャ32が前進することによりシリンダ31の先端部近傍に接続された連通流路25を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有している。
The plunger
プランジャ32は、プランジャ用油圧シリンダ37の油圧力で駆動する。なお、プランジャ用油圧シリンダ37には、油圧制御装置50(図示せず)が接続される。
The
なお、ノズル部35近傍に設けられたバルブ装置36は、射出時以外では閉じた状態となっている。このバルブ装置36の詳細については後述する。
Note that the
型締め部40には、基台41上に立設されたリンクハウジング42と、このリンクハウジング42に水平方向のタイバー43を介して固定された固定板44と、この固定板44に固定された固定金型61と、タイバー43に対して摺動自在に貫通支持された可動盤45と、固定金型61に対して水平方向に開閉自在となるよう可動盤45に固定された移動金型62とが設けられている。
The
リンクハウジング42の外面中央部には型締めシリンダ46が固定され、この型締めシリンダ46のシリンダロッド47の先端は可動盤45の中央部に連結されている。このリンクハウジング42と可動盤45とは、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48で連結されている。
A
可動盤45のリンクハウジング42側の側面には押出しシリンダ49aが設けられ、この押出しシリンダ49aの押出しロッド49bは可動盤45を貫通して移動金型62の製品突出し機構に連結されている。
An
したがって、この型締め部40では、型締めシリンダ46のシリンダロッド47を突出させて複数のリンク48を一直線上に伸びた状態にし、この複数のリンク48の突っ張り状態とすることにより、移動金型62を固定金型61に対して強力に押圧できるようになっている。また、製品の離型は、押出しシリンダ49aの押出しロッド49bを突出させて製品突出し機構を作動させることにより行なう。
Therefore, in the
次いで、この射出成形装置100の動作および軽合金の射出成形方法について説明する。
Next, the operation of the
まず、溶解炉11で溶解された軽合金(成形材料)の溶湯MFがホッパー12内に送られる。ホッパー12内の溶湯は、ホッパー12に設けられた加熱ヒータ等の温度制御手段によって、均一の温度に保たれている。溶湯MFは、ガスシールされた状態でバレル21の供給口28に供給され、各温度制御ジャケット24aによって液相線温度以下でかつ固相線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スクリュー22の剪断作用によって攪拌破砕し、均一で、微細な結晶粒が生成されて半凝固状態のスラリーHSに遷移する。
First, a melt MF of a light alloy (molding material) melted in the
この場合、プランジャ射出装置33のプランジャ32は、連通流路25を閉止する位置まで前進している。そして、スクリュー押出し機のスクリュー22が後退することによって、スクリュー22と連通流路25との間に貯留部23が形成され、スラリーHS(成形材料)が、この貯留部23に貯留される。
In this case, the
スクリュー22は、回転を止めて後退するものであっても、回転しながら後退するもののいずれであってもよい。なお、このとき、スクリュー22の先端部にはチェックリング等の逆流防止手段を設けることが好ましく、逆流防止手段を設けることによって、後退時はスムーズにスラリーHS(成形材料)を下方に流動させながら成形品体積よりも大きな容積の貯留部23において1次計量が行われる。
The
次いで、連通流路25を開放させてプランジャ32を後退させると同時に、スクリュー22を前進させる。そして、プランジャ32が成形品体積に応じて設定された所定の位置になるまで後退する間、スクリュー22による加圧力を作用させながらスラリーHS(成形材料)をシリンダ31の前方に形成される計量部34に正圧をかけながら圧入することによって2次計量される。
Next, the
圧入による計量が完了すると、スクリュー22により連通流路25が閉止され、計量部34からのスラリーHS(成形材料)の逆流が防止される。なお、計量の際、プランジャ射出装置33のシリンダ31の先端のノズル部35は、バルブ装置36によって閉止されている。
When the metering by press-fitting is completed, the
こうして、2次計量が完了した後、ノズル部35のバルブ装置36を開放するとともにプランジャ32を前進させることにより成形材料であるスラリーHSを金型60内に射出し一定形状の成形体の成形が行なわれる。
Thus, after the secondary metering is completed, the
次に、バルブ装置36における詳細について図面を用いて説明する。図2は図1におけるバルブ装置36の拡大図であり、図3および図4はバルブ装置36を説明するための模式図である。
Next, details of the
まず、図2に示すように、バルブ装置36は、プランジャ射出装置33のシリンダ31からノズル部35までの流通経路366に介挿される。
First, as shown in FIG. 2, the
図2〜図4に示すように、バルブ装置36は、回転部材360と保持部材361とからなる軸部、バルブ体362a、および固定部材365からなるロータリー式バルブと、シール部材363、ヒータ364、温度センサ368とを含む。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
図3および図4(a)に示すように、固定部材365内に流通経路366が形成されている。また、ヒータ364は、固定部材365に対して加熱可能に設けられている。ここで、ヒータ364は、制御装置により固定部材365がシール部材近傍において成形材料の液相線近傍の温度となるようにその温度が設定される。また、別のヒータ364は、制御装置により固定部材365がシール部材よりも軸方向外側に位置する軸部の周辺において成形材料の固相線温度以上、液相線温度以下となるようにその温度が設定される。例えば、成形材料がマグネシウム合金(AZ91D)の場合、前者の設定温度は、マグネシウムの液相線温度(595℃)に対して−50℃以上+5℃以下の温度範囲内になるように設定される。また後者の設定温度は、固相線温度(428℃)以上、液相線温度(595℃)以下となるように設定される。
As shown in FIGS. 3 and 4A, a
成形材料を射出する場合には、図3および図4(a)に示すように、流通経路366が、バルブ体362aの流通経路362と連通する状態で設けられる。それにより、成形材料が流通経路366から流通経路362を介してノズル部35に供給される。
In the case of injecting the molding material, as shown in FIGS. 3 and 4A, the
一方、成形材料を射出しない場合、図4(b)に示すように、軸部360が、例えば矢印Rの方向に回転される。それにより、流通経路366と流通経路362とが連通しない状態となる。したがって、成形材料がバルブ体362aの流通経路362内に流れ込まない。
On the other hand, when the molding material is not injected, the
このように、固定部材365に対してバルブ体362aが回転可能に設けられているため、その部材間の摺動部に形成される微小な隙間から成形材料の流出が生じる。本発明においては、その流出によるバルブ装置36の故障およびバルブ外部にまで流出して作業者の安全性を脅かすことのないようシール部材363を設けている。
Thus, since the
以下、シール部材363の働きについて説明する。図5は、シール部材363の外観を示す模式図である。
Hereinafter, the function of the
シール部材363は、少なくとも一対の部材からなる。図5(a)および(b)においては、一対のシール部材363の一の態様363Kおよび363Lについて図示している。シール部材363Kおよび363Lは、切欠きのないリング状部材(輪状)からなる。部材363Kにおいては、外周側ほど厚みが増す断面が直角二等辺三角形からなる。また、部材363Kのリング内径は、軸部360の外径に則した形状である。また、部材363Kは、Fe系、Ni系又はCo系の耐熱鋼で出来ており例えば、SUS430などからなる。部材363Lは外周側ほど厚みが減る断面が二等辺三角形からなる点以外は、部材363Kと同様である。
The
図6は図3から図5において説明したシール部材363の働きを示す説明図である。図6に示すように、保持部材361および固定部材365の隙間には、バルブ体362a側から順にスペーサ367、3対のシール部材363およびストッパ366aが設けられている。
FIG. 6 is an explanatory view showing the function of the
以下、説明のためにシール部材363をそれぞれ部材363a〜363fとして説明する。部材363a〜363fの斜辺363ca〜363cfがそれぞれ対向することにより一対の接触面373,374,375を形成する。
Hereinafter, for the sake of explanation, the
図6に示すように、成形材料の流出方向(矢印FF)によりスペーサ367に押圧力F1が加わる。その押圧力F1は、シール部材363の部材363aに対する押圧力F2として与えられる。
As shown in FIG. 6, a pressing force F <b> 1 is applied to the
部材363aは、部材363bとの接触面373において、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると、流路部材により制限されるまで矢印f2の方向に変形し、同時に部材363bも保持部材361により制限されるまで矢印f3の方向に変形する。それにより、部材363aが固定部材365に押圧され、部材363bが保持部材361に押圧される。したがって、部材363a,363bがそれぞれ隙間を確実に封止するように作用する。
When the clearance between the
また、仮に成形材料にさらに高圧が作用するような場合、押圧力F1も大きくなることから、シール部材363cにより大きな押圧力F3が作用する。
Further, if a higher pressure is applied to the molding material, the pressing force F1 also increases, so that a large pressing force F3 is applied by the
部材363cは、部材363dとの接触面374において、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると固定部材365により制限されるまで矢印f4の方向に変形し、同時に部材363dも保持部材361により制限されるまで矢印f5の方向に変形する。それにより、部材363cが固定部材365に押圧され、部材363dが保持部材361に押圧される。したがって、部材363c,363dがそれぞれ隙間を確実に封止するよう作用する。
The
また、仮に成形材料にさらに高圧が作用するような押圧力F1もさらに大きくなることから部材363aにより押圧力F4より大きな押圧力が作用する。
Further, since the pressing force F1 at which a higher pressure acts on the molding material is further increased, a pressing force larger than the pressing force F4 is applied by the
部材363eは、部材363fとの接触面375において、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると固定部材365により制限されるまで矢印f6の方向に変形し、同時に部材363fも保持部材361により制限されるまで矢印f7の方向に変形する。それにより、部材363eが固定部材365に押圧され、部材363fが保持部材361に押圧される。したがって、部材363e,363fがそれぞれ隙間を確実に封止するよう作用する。
When the clearance between the
また、シール部材363の外側には、ストッパ366aが設けられており、シール部材363に押圧力が加わって保持部材361からシール部材363が抜出しないように保持される。なお、本実施の形態においては、シール部材363を3対設けることとしたが、これに限定されず、他の任意数のシール部材を設けてもよい。また、ストッパを固定部材365と一体に設けることとしてもよい。
In addition, a
以上のことから、射出成形装置100においては、バルブ装置36が設けられているので、流通経路362と流通経路366との連通および遮蔽を容易に行なうことができる。また、バルブ装置36の固定部材365と保持部材361との隙間には成形材料が流出することを防止する少なくとも一対のシール部材363K、363Lからなるシール部材363が設けられているので、一方の部材363a,363c,363eに押圧力が加わり他方の部材363b,363d,363fとの接触面373,374,375によって両方の部材が互いに逆方向に向けて変形し、隙間をより確実に封止するよう作用する。その結果、金属からなる成形材料を用いた射出成形装置100において溶融状態にある成形材料の流出を確実に防止することができる。
From the above, since the
また、シール部材363は、複数配置することにより、成形材料により高圧が作用する場合でも、確実に成形材料の流出を防止することができる。
Further, by disposing a plurality of
また、シール部材363近傍の温度が原料の液相線近傍で保持されるので、液体から固体に変遷するスラリーHSになるため、バルブ装置の流通経路362を通過する成形材料の溶融状態が半凝固状態の場合だけでなく、溶湯状態の場合でもシール部材近傍の成形材料の粘性を高めて流出をより確実に防止することができる。
(他の例)
Further, since the temperature in the vicinity of the
(Other examples)
図7は図6に示したシール部材363の他の断面形状を有するシール部材369を設けた場合の説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram in the case where a seal member 369 having another cross-sectional shape shown in FIG. 6 is provided.
図7に示すシール部材369は、断面が、5角形からなる環状(リング形状)からなる。図7に示すように、溶融金属(成形材料)の流出方向によりスペーサ367に押圧力F1が加わる。その押圧力F1は、そのまま、シール部材369の部材369aに押圧力F2として与えられる。
The seal member 369 shown in FIG. 7 has an annular shape (ring shape) having a pentagonal cross section. As shown in FIG. 7, a pressing force F <b> 1 is applied to the
部材369aは、部材369bとの接触面373aにおいて、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると、固定部材365により制限されるまで矢印f2の方向に変形し、同時に部材369bも保持部材361により制限されるまで矢印f3の方向に移動する。それにより、隙間を確実に封止するように作用する。
The
また、仮に成形材料にさらに高圧が作用するような場合、押圧力F1も大きくなることから、シール部材369cにより大きな押圧力F3が作用する。
Further, if a higher pressure is applied to the molding material, the pressing force F1 is also increased, so that a large pressing force F3 is applied by the
部材369cは、部材369dとの接触面374aにおいて、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると固定部材365により制限されるまで矢印f4の方向に変形し、同時に部材369dも保持部材361に制限されるまで矢印f5の方向に変形する。それにより、隙間を確実に封止するよう作用する。
The
さらに、仮に成形材料にさらに高圧が作用するような押圧力F1もさらに大きくなることから部材369aにより押圧力F4より大きな押圧力が作用する。
Furthermore, since the pressing force F1 at which a higher pressure acts on the molding material is further increased, a pressing force larger than the pressing force F4 is applied by the
部材369eは、部材369fとの接触面375aにおいて、隙間が0になり且つ流出方向FFへの移動が制限されると固定部材365により制限されるまで矢印f6の方向に変形し、同時に部材369fも保持部材361により制限されるまで矢印f7の方向に変形する。それにより隙間を確実に封止する方向に移動する。
When the clearance between the
また、シール部材369の外側には、ストッパ366aが設けられており、シール部材369に押圧力が加わって保持部材361からシール部材369が抜出しないように保持される。
Further, a
以上のように、本実施の形態に係る射出成形装置100においては、固定部材365とバルブ体との摺動部における隙間から成形材料が漏出する際にスペーサ367を介してシール部材363,369の第1部材363a,369aに押圧力が加わり、第2部材363b,369bとの一対の接触面373,373aによって第1部材363a,369aと第2部材363b,369bとが互いに逆方向に移動し、隙間をより確実に封止することができる。すなわち、第1部材363aが第2の傾斜面363cbに沿って隙間を形成する一方の壁(固定部材365の内周面)に押圧され、第2部材363bが第1の傾斜面363caに押されて隙間を形成する他方の壁(保持部材361の外周面)に押圧される。その結果、スラリーHSあるいは溶融MFを成形材料とする射出成形装置100であってその流出を確実に防止することができる。
As described above, in the
さらに、部材363K,363Lに切欠きを設けないので成形材料(溶融金属)の流出をより確実に防止することができる。成形材料から受ける押圧力で金属の変形(リングの収縮又は拡張)が生じることにより固定部材365と保持部材361(軸部)との間隙に隙間なくシール部材363,369を設けることができる。
Furthermore, since the
また、シール部材363,369が複数配置されることにより成形材料により高圧が作用する場合でも、成形材料の流出を防止することができる。
Moreover, even when a high pressure acts on the molding material by arranging a plurality of
また、シール部材363近傍の温度が原料の液相線近傍で保持されるので、液体から固体にスラリーHSが変遷する状態になるため、バルブ装置の流通経路を通過する成形材料の溶融状態が半凝固状態の場合だけでなく、溶湯状態の場合でも、シール部材近傍の成形材料の粘性を高めて隙間からの流出をより確実に防止することができる。
In addition, since the temperature in the vicinity of the
さらに、バレル21に溶湯MFの状態の成形材料(金属)を供給しているので、バレル21内へのガスの混入が少ない。また、供給された溶湯MFをバレル21内部で攪拌しながら冷却して半凝固状態のスラリーHSを生成するものであるため、チクソモールド法のようなせん断履歴等の熱履歴のバラツキがなく、溶融状態(半凝固スラリーの状態)が安定する。また、実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機の下部に貯留部23を形成し、そこへ成形材料(スラリーHS)を供給口28からのヘッド圧と自重とを利用して移動させるものであるため、ガスを巻き込むことなく一旦スラリーHSを貯留することができる。そして、貯留しているスラリーHSに加圧力を作用させながら貯留部23から所定の容積の計量部34に圧入することにより計量を行なうものであるため、スラリーHSにヘッド圧と自重による圧力以上の圧力が生じて、供給口28側のヘッド圧の変動が計量に影響しないばかりか残存ガスを低圧の供給口28側に抜くことができ、安定かつ高精度の計量を行なうことができる。また、出発原料が溶湯MFの状態の金属であり、これを冷却しながら下方に搬送しているので、スクリュー22の上流部の磨損や折損を低減できるとともに、スクリュー押出し機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、装置の小型化が可能になる。
Furthermore, since the molding material (metal) in the state of the molten metal MF is supplied to the
本実施の形態においては、金型60が金型に相当し、液相線温度以下で固相線温度以上に冷却された成形材料(スラリーHS)が溶融金属に相当し、射出成形装置100が射出成形装置に相当し、流通経路362、366が流通経路に相当し、バルブ装置36がロータリー式バルブに相当し、回転部材360および保持部材361が軸部に相当し、シール部材363がシール部材に相当し、部材363a〜363f,369a〜369fが第1部材および第2部材に相当し、斜辺363ca〜363cf,369ca〜369cfが第1部材の傾斜面および第2部材の傾斜面に相当し、一対の接触面373(363ca、363cb)、374(363cc、363cd)375(363ce、363cf)、373a(369ca、369cd)373b(369cc、369cd)373c(369ce、369cf)が一対の接触面に相当し、矢印FFの方向が溶融金属(スラリーHS)の流出方向に相当し、部材363K、363Lが環状部材に相当し、ヒータ364がヒータに相当する。
In the present embodiment, the
本発明は、上記の好ましい一実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。例えば、溶融金属として射出される成形材料の溶融状態が、半凝固状態にあるスラリーを例示したが、全部が液相状態にある金属溶湯であってもよい。その場合、射出装置100のバレル部20に少なくとも成形材料を液相状態にするためのヒータを設けたり、又はバレル部20自体を無くすようにしてもよい。また、バルブ装置をノズル部近傍に設けた射出成形装置を例示したが、バルブ装置の設置位置は、これに限らず、流通経路の連通と遮蔽を要する所望の位置に設けることができる。このように、本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
Although the present invention has been described in the above-described preferred embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, although the slurry in which the molding material injected as the molten metal is in a semi-solid state is exemplified, the molten metal may be in a liquid phase. In that case, the
36 バルブ装置
60 金型
100 射出成形装置
366 流通経路
363 シール部材
363K 部材
364 ヒータ
363a〜363f,369a〜369f 部材
363ca〜363cf,369ca〜369cf 斜辺
373,374,375,373a,374b,375c 一対の接触面
MF 溶湯
HS スラリー
36
Claims (7)
前記溶融金属を前記金型まで流通させる流通経路と、
前記流通経路に介挿され、かつロータリー式で前記流通経路の連通および遮蔽を行なうロータリー式バルブと、
前記ロータリー式バルブの摺動部からロータリー式バルブ外部への前記溶融金属の漏出を防止するシール部材とを含み、
前記シール部材は、
ロータリー式バルブの回動する軸部の周囲および該軸部が挿入される穴の周面に近接し、且つ隣合うように設けられた第1部材および第2部材からなり、前記第1部材および前記第2部材の対向面が互いに傾斜する一対の接触面として設けられ、且つ前記隙間における前記溶融金属の流出方向に対して傾斜して設けられたことを特徴とする射出成形装置。 An injection molding device for injecting molten metal into a mold at a predetermined pressure,
A distribution channel for distributing the molten metal to the mold;
A rotary valve that is inserted in the distribution path and that communicates and shields the distribution path in a rotary manner;
A seal member for preventing leakage of the molten metal from the sliding portion of the rotary valve to the outside of the rotary valve,
The sealing member is
The first member and the second member are provided so as to be adjacent to and adjacent to the periphery of the rotating shaft portion of the rotary valve and the peripheral surface of the hole into which the shaft portion is inserted. An injection molding apparatus, wherein the opposing surfaces of the second member are provided as a pair of contact surfaces that are inclined with respect to each other, and are inclined with respect to the flowing direction of the molten metal in the gap.
前記軸部の軸線方向に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形装置。 The sealing member is
The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of parts are arranged along an axial direction of the shaft portion.
前記シール部材近傍の温度が射出成形材料となる金属の液相線近傍で保持されるよう前記ヒータを制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の射出成形装置。 A heater capable of controlling the temperature in the vicinity of the seal member;
The injection molding according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control device that controls the heater so that a temperature in the vicinity of the seal member is maintained in the vicinity of a liquidus line of a metal serving as an injection molding material. apparatus.
前記シール部材よりも軸線方向外側の前記軸部の周辺温度を制御可能なヒータをさらに含み、
このヒータをさらに制御することにより前記シール部材よりも軸線方向外側に位置する前記軸部の周辺温度を射出成形材料となる金属の固相線温度以上液相線温度以下の温度範囲に保持することができることを特徴とする請求項6記載の射出成形装置。 The controller is
A heater capable of controlling the ambient temperature of the shaft portion on the axially outer side than the seal member;
By further controlling the heater, the ambient temperature of the shaft portion located on the outer side in the axial direction than the seal member is maintained within a temperature range between the solidus temperature of the metal used as the injection molding material and the liquidus temperature. The injection molding apparatus according to claim 6, wherein
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