JP2007268542A

JP2007268542A - Injection molding machine

Info

Publication number: JP2007268542A
Application number: JP2006094642A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tanaka; 達也田中; Kazuo Yamaguchi; 和郎山口
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding machine with which the leakage of light metal and light alloy from a gap between a plunger and a cylinder can be prevented. <P>SOLUTION: Semi-solidified slurry applying the pressure, is injected into a mold by advancedly moving the plunger arranged in the cylinder 31 in the axial direction and further, the gap of a sliding part between a second cylinder 312 and a plunger shaft 321 at the rear end side of a stroke of the plunger shaft 321 is sealed with a sealing member 350. The sealing member 350 is composed of two pieces of members 350K and 350L (350a-350f) and the faced surfaces in mutually adjoined members 350K and 350L, are arranged as one pair of contacting surfaces 373,374,375, and one pair of sliding surfaces 373,374,375, are incliningly arranged to the cylinder axial direction in the gap of the sliding part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、軽金属または軽合金の溶融金属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 for injecting molten metal of light metal or light alloy into a mold.

従来、樹脂等を成形材料とする射出成形装置について種々の開発がなされている。その射出成形装置の一例として、例えばプリプランジャ式射出成形機と呼ばれる装置がある。 Conventionally, various developments have been made on an injection molding apparatus using a resin or the like as a molding material. As an example of the injection molding apparatus, there is an apparatus called a pre-plunger type injection molding machine, for example.

このプリプラ式射出成形機の主な工程は、ホッパーから可塑化室に供給された成形材料が、可塑化スクリュウの回転と可塑化室の加熱とによって混練・溶融される工程（以下可塑化工程という。）と、可塑化工程された樹脂が連通路から射出室に圧送される工程と、圧送に伴い後退するプランジャの後退量が検出されて、樹脂の可塑化量が計量される工程と、プランジャが前進しこの溶融樹脂が金型のキャビティの中に射出される工程とからなる。 The main process of this pre-plastic injection molding machine is a process in which the molding material supplied from the hopper to the plasticizing chamber is kneaded and melted by rotation of the plasticizing screw and heating of the plasticizing chamber (hereinafter referred to as plasticizing process). )), A step in which the plasticized resin is pumped from the communication path to the injection chamber, a step in which the retreating amount of the plunger retreating with the pressure feeding is detected, and a plasticizing amount of the resin is measured, and the plunger And the molten resin is injected into the mold cavity.

このようなプリプラ射出成形機においては、射出シリンダとプランジャとの間に、プランジャの摺動を可能とする隙間が設けられている。この隙間は成形材料の入り込みが困難な最小限の寸法に設計されているが、プランジャの摺動の繰り返しにより成形材料の入り込みが生じてしまう。 In such a pre-plastic injection molding machine, a gap that allows the plunger to slide is provided between the injection cylinder and the plunger. The gap is designed to have a minimum dimension that makes it difficult for the molding material to enter, but the molding material enters due to repeated sliding of the plunger.

特許文献１には、プランジャ軸の周りに付着した排出樹脂を落下させるとともに、プランジャを支承するためのスクレーパリングを備えた射出装置が開示されている。そのスクレーパリングによりプランジャ軸の周りに付着した排出樹脂を排出孔から落下させることによりプランジャ軸周りの樹脂を排出することができる。 Patent Document 1 discloses an injection apparatus that includes a scraper ring for dropping the discharged resin attached around the plunger shaft and supporting the plunger. The resin around the plunger shaft can be discharged by dropping the discharged resin attached around the plunger shaft from the discharge hole by the scraper ring.

また、特許文献２には、漏出樹脂を溶融樹脂の形態で排出するために、樹脂抜き穴を射出シリンダに直接設け、その抜き穴の後方にもヒータを備えた射出シリンダが開示されている。この射出シリンダによれば、漏出樹脂を溶融樹脂で排出することができる。 Patent Document 2 discloses an injection cylinder in which a resin punch hole is directly provided in the injection cylinder and a heater is provided behind the punch hole in order to discharge the leaked resin in the form of a molten resin. According to this injection cylinder, the leaked resin can be discharged with the molten resin.

さらに特許文献３には、掻取用のスリーブを射出シリンダの樹脂抜き穴の直後に設けて、溶融樹脂が掻取用スリーブより後方に洩れないようにした樹脂用の射出成形機が開示されている。この樹脂用の射出成形機によれば、樹脂を掻取用スリーブより後方に漏らさず排出孔から排出可能にすることができる。 Further, Patent Document 3 discloses a resin injection molding machine in which a scraping sleeve is provided immediately after a resin drain hole of an injection cylinder so that molten resin does not leak backward from the scraping sleeve. Yes. According to the injection molding machine for resin, the resin can be discharged from the discharge hole without leaking behind the scraping sleeve.

また、特許文献４には、射出シリンダの後端近傍が温度低下しても、射出シリンダの内径がその後方へ行くほどすぼまることがないようにした射出装置が開示されている。この射出装置によれば、エンジニアリングプラスチック材料、スーパーエンジニアリングプラスチック材料を使用して成形する場合、材料が隙間において固化する可能性があり、その固化物によるプランジャの進退動作の負荷増大を防止することができる。
特開平８−１５６０４９号公報特開平８−２２９９９７号公報特開平９−８５７８７号公報特開平１１−２７７５９３号公報 Further, Patent Document 4 discloses an injection device that prevents the inner diameter of the injection cylinder from becoming narrower toward the rear even if the temperature near the rear end of the injection cylinder drops. According to this injection apparatus, when molding is performed using an engineering plastic material or a super engineering plastic material, there is a possibility that the material may solidify in the gap, and it is possible to prevent an increase in the load of the advancing / retreating operation of the plunger due to the solidified material. it can.
JP-A-8-1556049 JP-A-8-229997 JP-A-9-85787 JP-A-11-277593

しかしながら、上記の特許文献１〜４に開示された射出成形機においては、いずれも成形材料が樹脂の場合を想定している。すなわち、高い粘性を有しかつ溶融温度も２００℃〜３００℃程度の樹脂等の場合には成形材料の漏れが少ないと考えられる。 However, in the injection molding machines disclosed in Patent Documents 1 to 4, all of them assume a case where the molding material is a resin. That is, it is considered that there is little leakage of the molding material in the case of a resin having a high viscosity and a melting temperature of about 200 ° C. to 300 ° C.

一方、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材質となるため、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倍も速い。 On the other hand, when a metal is used as a molding material, it becomes a material having a low viscosity at the time of melting, such as magnesium and aluminum, so that it becomes a liquid that flows easily in a molten state, and the speed of passing through a runner is higher than that of a resin. 3 to 10 times faster.

したがって、軽金属または軽合金を成形材料とした場合、シリンダとプランジャとの隙間から溶融材料が流出しやすく、また溶融材料の温度が６００℃前後と極めて高温であるから、外部へ溶融材料が流出すると、（Ｍｇの場合には、）急激な酸化や燃焼のおそれがある。 Therefore, when a light metal or a light alloy is used as a molding material, the molten material tends to flow out from the gap between the cylinder and the plunger, and the temperature of the molten material is extremely high at around 600 ° C. , (In the case of Mg) there is a risk of rapid oxidation and combustion.

なお、圧力損失も少なく小さな隙間からも洩れやすいため、金属等の成形材料がプランジャ軸とシリンダ内壁とのわずかな隙間に詰まる状態が生じる。そして、射出成形を行なう度に順次漏れ出た軽金属または軽合金が冷え固まり、次第に蓄積されていくことによってプランジャの軸がさらに圧迫され、最終的にプランジャの進退動作に支障をきたすこととなる。 In addition, since there is little pressure loss and it is easy to leak from a small gap, a molding material such as a metal is clogged in a slight gap between the plunger shaft and the cylinder inner wall. The light metal or light alloy that leaks sequentially each time injection molding cools and hardens, and gradually accumulates, thereby further pressing the plunger shaft, which eventually hinders the plunger's advance / retreat operation.

本発明の目的は、プランジャおよびシリンダの隙間から軽金属および軽合金の溶融あるいは判凝固スラリーの漏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。 An object of the present invention is to provide an injection molding apparatus capable of preventing melting of light metal and light alloy or leakage of solidified slurry from a gap between a plunger and a cylinder.

Means and effects for solving the problems

（１）
本発明に係る射出成形装置は、シリンダ内で圧力を加えた溶融金属を金型に対して射出する射出成形装置において、シリンダの軸線方向に進退自在に設けられたプランジャと、シリンダの金型とは反対側においてシリンダとプランジャとで形成される周方向の隙間を封止するシール部材とを備え、シール部材は、プランジャの外周とシリンダの内周との異なる一方に沿ってそれぞれ近接し、且つ軸線方向に互いに隣り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部材の互いに対向する面が一対の接触面として設けられ、かつ接触面が軸線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 for injecting molten metal, which is pressurized in a cylinder, into a mold, a plunger provided to be movable back and forth in the axial direction of the cylinder, a mold for the cylinder, And a seal member for sealing a circumferential gap formed between the cylinder and the plunger on the opposite side, the seal members being close to each other along a different one of the outer periphery of the plunger and the inner periphery of the cylinder, and The first member and the second member are provided so as to be adjacent to each other in the axial direction, the opposing surfaces of the first member and the second member are provided as a pair of contact surfaces, and the contact surfaces are in the axial direction. It is provided with an inclination.

本発明に係る射出成形装置においては、シリンダ内に進退自在に設けられたプランジャが軸線方向に前進動作をすることにより圧力を加えた溶融金属が金型に射出される。また、シリンダの金型とは反対側（シリンダのプランジャのストローク方向における非加圧側）においてシリンダとプランジャとで形成される周方向の隙間が、外部への溶融金属の漏出を防止するべく、シール部材により封止される。シール部材は、第１部材および第２部材からなり、第１部材および第２部材の互いに対向する面が一対の接触面として設けられ、これら接触面がシリンダの軸線方向（プランジャの進退方向であって、周方向隙間における溶融金属の流出しようとする方向）に対して傾斜して設けられる。 In the injection molding apparatus according to the present invention, molten metal to which pressure is applied is injected into a mold by a plunger that is provided so as to be able to advance and retract in the cylinder to advance in the axial direction. In addition, a circumferential clearance formed between the cylinder and the plunger on the side opposite to the cylinder mold (on the non-pressurizing side in the stroke direction of the cylinder plunger) prevents the molten metal from leaking to the outside. Sealed by a member. The seal member includes a first member and a second member, and the surfaces of the first member and the second member facing each other are provided as a pair of contact surfaces, and these contact surfaces are in the axial direction of the cylinder (the forward and backward directions of the plunger). And in a direction inclined to flow out of the molten metal in the circumferential gap).

この場合、仮に周方向の隙間において溶融金属が流出しそうな場合でも、シール部材に溶融金属が当接し、シール部材が第１部材および第２部材の傾斜した一対の接触面において互いに逆方向に押され、第１部材と第２部材が、相対的に拡縮（径方向に変形）することによって隙間を封止する。それにより、シリンダとプランジャとの摺動部の隙間が完全に封止されるので、周方向の隙間から外部への溶融金属の流出を防止することができる。また、流出しようとする材料が周方向の隙間の全体に亘って蓄積することを防ぐことができるので、プランジャの進退動作に支障をきたすことなく長期に亘って安定したプランジャ動作を維持することができる。 In this case, even if the molten metal is likely to flow out in the circumferential gap, the molten metal comes into contact with the seal member, and the seal member is pushed in the opposite direction on the pair of inclined contact surfaces of the first member and the second member. Then, the first member and the second member relatively expand and contract (deform in the radial direction) to seal the gap. As a result, the gap between the sliding portions of the cylinder and the plunger is completely sealed, so that the molten metal can be prevented from flowing out of the gap in the circumferential direction. Further, since it is possible to prevent the material to flow out from accumulating over the entire gap in the circumferential direction, it is possible to maintain a stable plunger operation for a long period without hindering the advance / retreat operation of the plunger. it can.

（２）
シリンダは、シール部材を保持するための凹部を有してもよい。この場合、シリンダに一体として設けられた凹部によりシール部材が保持されるので、新たにシール部材を保持する構造を設けなくてもよい。その結果、構造を容易にして部品のコスト削減を図ることができる。 (2)
The cylinder may have a recess for holding the seal member. In this case, since the seal member is held by the recess provided integrally with the cylinder, it is not necessary to provide a new structure for holding the seal member. As a result, the structure can be simplified and the cost of parts can be reduced.

（３）
シリンダは、周方向の隙間と連通する周方向に形成された凹形状部を有してもよい。この場合、凹形状部により隙間を流れる溶融金属の流れを一時的に停滞させることができる。それにより、周方向の隙間において金型とは反対側へ流出する可能性のある溶融金属の流れを低減し、溶融金属の流出を抑制することができる。 (3)
The cylinder may have a concave portion formed in the circumferential direction communicating with the circumferential gap. In this case, the flow of the molten metal flowing through the gap can be temporarily stagnated by the concave shape portion. Thereby, the flow of the molten metal that may flow out to the opposite side of the mold in the circumferential gap can be reduced, and the outflow of the molten metal can be suppressed.

（４）
第２のシリンダは、溶融金属を貯留する空間を有する第１シリンダ部材および周方向の隙間を形成する第２シリンダ部材からなり、第１シリンダ部材および第２シリンダ部材の間に断熱板および他のシール部材を設けてもよい。 (4)
The second cylinder includes a first cylinder member having a space for storing molten metal and a second cylinder member forming a circumferential clearance, and a heat insulating plate and other cylinders are formed between the first cylinder member and the second cylinder member. A seal member may be provided.

この場合、シリンダが第１部材および第２部材の別部材により構成されるので、射出する溶融金属を貯留するシリンダの温度と、シール部における溶融金属の温度をそれぞれ好ましい温度に別個独立に調整することができる。 In this case, since the cylinder is constituted by separate members of the first member and the second member, the temperature of the cylinder storing the molten metal to be injected and the temperature of the molten metal in the seal portion are separately adjusted to preferable temperatures. be able to.

また、第１部材および第２部材の間においてもシール部材を設けるので、第１部材および第２部材の間からの溶融金属の流出を防止することができる。 Moreover, since the sealing member is provided between the first member and the second member, it is possible to prevent the molten metal from flowing out between the first member and the second member.

（５）
第２シリンダの温度を制御可能な温度制御手段（ヒータおよび／または冷却手段（冷却チャンネル等））をさらに含み、第２シリンダの温度を溶融金属（成形する金属材料）の融点未満で保持させることが好ましい。 (5)
Temperature control means (heater and / or cooling means (cooling channel, etc.)) capable of controlling the temperature of the second cylinder is further included, and the temperature of the second cylinder is maintained below the melting point of the molten metal (metal material to be formed). Is preferred.

この場合、温度制御手段（ヒータおよび／または冷却手段）により第２シリンダの温度が融点未満で保持させることができるので、金属が液体から固体に変遷する状態に制御することができる。その結果、溶融金属の粘性を高めて環状空間におけるシリンダ外部側への溶融金属の流出を防止することができる。なお、融点未満の温度とは、融点に対して−２５０℃以上−２０℃以下の範囲であることが好ましい。 In this case, since the temperature of the second cylinder can be maintained below the melting point by the temperature control means (heater and / or cooling means), it is possible to control the state in which the metal changes from liquid to solid. As a result, it is possible to increase the viscosity of the molten metal and prevent the molten metal from flowing out to the outside of the cylinder in the annular space. In addition, it is preferable that the temperature below melting | fusing point is the range of -250 degreeC or more and -20 degrees C or less with respect to melting | fusing point.

（６）
射出成形装置は、シール部材を保持するための凹部および凹形状部の少なくとも一方が、第２シリンダに設けられていることが好ましい。 (6)
In the injection molding apparatus, it is preferable that at least one of a concave portion and a concave shape portion for holding the seal member is provided in the second cylinder.

この場合、溶融金属の粘性が高くなっているシリンダ部位に、凹部や凹形状部を設けているので、より確実にシリンダ外部への溶融金属の流出を防止することができる。なお、隙間は、プランジャ径に対して０．１／５０以上０．２５／５０以下であることが好ましい。 In this case, since the concave portion or the concave portion is provided in the cylinder portion where the viscosity of the molten metal is high, it is possible to more reliably prevent the molten metal from flowing out of the cylinder. The gap is preferably 0.1 / 50 or more and 0.25 / 50 or less with respect to the plunger diameter.

（７）
第１部材および第２部材は、それぞれ切れ目のない無端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確実に防止することができる。 (7)
Each of the first member and the second member is preferably made of an endless annular member having no break. In this case, since the notch is not provided, it is possible to reliably prevent the molten metal from flowing out.

（８）
第１部材および第２部材は、ＳＵＳ４０３，４１０，４２０Ｊ２等のステンレス合金からなることがこのましい。 (8)
The first member and the second member are preferably made of a stainless alloy such as SUS403, 410, 420J2.

この場合、金属の弾性変形（環状部材の拡縮）により隙間なくシール部材を好適に設けることができる。また、グラファイト等と異なり高温高圧の環境下においても確実に溶融金属のシールを行なうことができる。 In this case, the seal member can be suitably provided without a gap by elastic deformation of the metal (expansion / contraction of the annular member). In addition, unlike graphite or the like, molten metal can be reliably sealed even in a high temperature and high pressure environment.

（９）
シール部材は、シリンダ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、他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。 (9)
A plurality of seal members may be arranged along the axial direction of the cylinder. In this case, even if one sealing member cannot prevent the molten metal from flowing out, the other sealing member can reliably prevent the molten metal from flowing out.

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 injection molding apparatus 100 shown in FIG. 1 mainly includes a molding material charging unit 10, a vertical mold arrangement barrel unit 20, a cylinder unit 30, and a mold clamping unit 40.

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。 The molding material charging unit 10 includes a hopper 12 connected to a melting furnace 11. The vertical arrangement barrel unit 20 includes a barrel 21, a screw 22, a storage unit 23, a cooling means 24 (a plurality of temperature control jackets 24a), a communication channel 25, a drive motor 26, a screw hydraulic cylinder 27, a supply port 28, and a cylinder. A rod 29 is included.

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 cylinder unit 30 includes a cylinder 31, a plunger 32, a plunger injection device 33, a metering unit 34, a nozzle unit 35, a valve device 36, and a plunger hydraulic cylinder 37.

型締め部４０は、基台４１、リンクハウジング４２、タイバー４３、固定盤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 mold clamping unit 40 includes a base 41, a link housing 42, a tie bar 43, a fixed plate 44, a movable plate 45, a mold clamping cylinder 46, a cylinder rod 47, a plurality of links 48, an extrusion cylinder 49a, and an extrusion rod 49b. The mold 60 includes a fixed mold 61 and a moving mold 62.

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が設けられる。 Hereinafter, the injection molding apparatus 100 according to the present embodiment will be described. In the injection molding apparatus 100 according to the present embodiment, a vertically arranged barrel unit 20 is connected to a molding material charging unit 10. A cylinder part 30 is provided below the vertically arranged barrel part 20, and a mold clamping part 40 is provided in the cylinder part 30 so as to communicate therewith. The mold clamping unit 40 is provided with a mold 60.

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、金属溶湯を送るためのポンプ等の装置によりホッパー１２に連通されている。なお、溶解炉１１をホッパー１２よりも高い位置に設置する場合には、ポンプ等を用いることなく、大気圧やガス圧や重力を利用して溶解炉１１に内部の湯面より下方の位置からホッパー１２の上部ないし中部に連通する流路を介して溶湯を送るようにしてもよい。 The melting furnace 11 connected to the molding material input unit 10 of the injection molding apparatus 100 is not particularly limited, and includes a high-frequency induction furnace or an electromagnetic induction heating furnace. The melting furnace 11 is communicated with the hopper 12 by a device such as a pump for feeding the molten metal. In addition, when installing the melting furnace 11 in a position higher than the hopper 12, the atmospheric pressure, the gas pressure, and the gravity are used in the melting furnace 11 from a position below the inner molten metal surface without using a pump or the like. You may make it send a molten metal through the flow path connected to the upper part thru | or the center part of the hopper 12. FIG.

ホッパー１２は、溶解炉１１（図示せず）で溶解された金属を受け入れてこれを溶融状態で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、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内の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の出口側の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 hopper 12 receives the metal melted in the melting furnace 11 (not shown) and stores it in a molten state. The hopper 12 is provided with temperature control means such as a heater. Further, the hopper 12 is filled with an inert gas such as argon, and the molten metal surface is sealed with the inert gas. In addition, you may provide the stirring apparatus which stirs the molten metal in the hopper 12 if necessary, and may provide a stirring action. The opening on the outlet side of the hopper 12 communicates with a supply port 28 of the barrel 21 described later.

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内下部に貯留部２３が形成される。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 supply port 28 through which molten metal is supplied is provided on the upper portion of the barrel 21 of the vertically arranged barrel portion 20 arranged substantially vertically. Inside the barrel 21, there is provided a screw 22 that is rotatable and can be moved back and forth in the axial direction of the barrel 21. As the screw 22 moves backward, a reservoir 23 is formed in the lower portion of the barrel 21. The screw 22 is disposed in a cantilever manner so that the lower end thereof is a free end in the barrel 21.

また、バレル２１の上端にはホローシャフトタイプの駆動モーター２６が固定され、この駆動モーター２６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が固定されている。 A hollow shaft type drive motor 26 is fixed to the upper end of the barrel 21, and a screw hydraulic cylinder 27 having a cylinder rod 29 protruding and retracted in the vertical direction is fixed to the drive motor 26.

スクリュー２２の上端の軸部とスクリュー用油圧シリンダ２７のシリンダロッド２９とは連結されており、この連結された軸が、ホローシャフトタイプの駆動モーター２６の駆動軸の穴を貫通するように設けられている。この連結された軸は、モーター駆動軸に対して回転方向に不動で且つ軸方向に移動自在に係合している。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を外部に押し出すことができるようになっている。 The shaft portion at the upper end of the screw 22 and the cylinder rod 29 of the hydraulic cylinder 27 for the screw are connected, and this connected shaft is provided so as to pass through the hole of the drive shaft of the hollow shaft type drive motor 26. ing. The coupled shafts are engaged with the motor drive shaft so as to be immovable in the rotational direction and movable in the axial direction. For this reason, in the screw extruder of this embodiment, the screw 22 is moved downward in the axial direction via the drive motor 26 by projecting the cylinder rod 29 of the hydraulic cylinder 27 for screw downward. The molding material accumulated in the lower end portion (reservoir 23) can be pushed out to the outside.

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内にバレルに供給される金属溶湯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、金属溶湯がマグネシウムを主体とする場合、温度範囲は５６０℃以上６５０℃以下で、また、溶融金属における固相率が０％以上で５０％以下となる温度範囲であることが好ましく、０％以上３０％以下となる温度範囲であることがより好ましい。 The outer peripheral surface of the barrel 21 is covered with cooling means 24. The cooling means 24 includes a plurality of temperature control jackets 24a separated in the vertical direction. Then, by circulating a heat medium such as oil lower than the temperature of the molten metal supplied to the barrel in the temperature control jacket 24a, the molten metal in the barrel 21 is below the liquid phase temperature and above the solid phase temperature. It can be cooled to be in the temperature range. For example, when the molten metal is mainly composed of magnesium, the temperature range is preferably 560 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, and the solid phase ratio in the molten metal is preferably 0% or higher and 50% or lower. It is more preferable that the temperature range be from% to 30%.

なお、バレル２１内の溶融金属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 order to control the temperature of the molten metal in the barrel 21 with high accuracy, each temperature control jacket 24a of the cooling means 24 also has a heating function.

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 hydraulic cylinder 27 is configured such that when it moves upward in the axial direction, a storage portion 23 having a volume larger than the volume of the molded product can be formed in the lower portion of the barrel 21. Furthermore, it has a sufficient stroke to move from the position where the storage portion 23 is formed to a position where the communication flow path 25 can be closed. The cylinder part 30 is connected via a communication channel 25 provided at the lower end of the barrel 21.

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半凝固スラリーがノズル部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 cylinder portion 30 is provided with a cylinder 31 having a nozzle portion 35 provided with a valve device 36 on the front side (downstream), and a plunger 32 that can move forward and backward along the axis of the cylinder 31 inside the cylinder 31. As the plunger 32 moves backward, a metering portion 34 is formed in front of the cylinder 31, and as the plunger 32 moves forward, semi-solid slurry is injected from the nozzle portion 35. The volume of the measuring unit 34 can be appropriately set according to the retraction amount of the plunger 32 so as to have a capacity necessary for obtaining a molded product.

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 hydraulic cylinder 37 is sufficient to move the communication flow path 25 connected to the vicinity of the tip of the cylinder 31 to a position where the plunger 31 can be closed when the plunger 32 moves forward from the position where the measuring portion 34 is formed. Has a good stroke.

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）が連通される。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。 The plunger 32 is driven by the hydraulic pressure of the plunger hydraulic cylinder 37. The plunger hydraulic cylinder 37 is connected to a hydraulic control device 50 (not shown). Note that the valve device 36 provided in the vicinity of the nozzle portion 35 is in a closed state except during injection.

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盤４４と、この固定盤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 mold clamping unit 40 includes a link housing 42 erected on a base 41, a fixed plate 44 fixed to the link housing 42 via a horizontal tie bar 43, and fixed to the fixed plate 44. A fixed die 61, a movable platen 45 slidably supported with respect to the tie bar 43, and a movable die 62 fixed to the movable platen 45 so as to be openable and closable with respect to the fixed die 61 in the horizontal direction. And are provided.

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 mold clamping cylinder 46 is fixed to the center of the outer surface of the link housing 42, and the tip of the cylinder rod 47 of the mold clamping cylinder 46 is connected to the center of the movable platen 45. The link housing 42 and the movable platen 45 are connected by a plurality of links 48 that are folded when approaching and separated in a horizontal direction when separated.

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 extrusion cylinder 49 a is provided on the side surface of the movable platen 45 on the side of the link housing 42, and an extrusion rod 49 b of the extrusion cylinder 49 a passes through the movable platen 45 and is connected to a product protruding mechanism of the movable mold 62.

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っている。 Therefore, in the mold clamping unit 40, the cylinder rod 47 of the mold clamping cylinder 46 is protruded so that the plurality of links 48 extend in a straight line, and the plurality of links 48 are stretched, thereby moving the mold. 62 can be strongly pressed against the fixed mold 61. Further, the product release is performed by operating the product projecting mechanism by projecting the push rod 49b of the push cylinder 49a.

次いで、この射出成形装置１００の動作と軽合金スラリーの射出成形方法について説明する。 Next, the operation of the injection molding apparatus 100 and the light alloy slurry injection molding method will be described.

まず、溶解炉１１で溶解された軽合金からなる金属（成形材料）の溶湯がホッパー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によって液相温度以下でかつ固相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スラリーに遷移する。 First, a molten metal (molding material) made of a light alloy melted in the melting furnace 11 is sent into the hopper 12. The molten metal in the hopper 12 is kept at a uniform temperature by temperature control means such as a heater provided in the hopper 12. The molten metal is supplied to the supply port 28 of the barrel 21 in a gas-sealed state, and is cooled below the liquid phase temperature and above the solid phase temperature by each temperature control jacket 24a to grow into dendritic crystals. The dendritic crystals are agitated and crushed by the shearing action of the rotating screw 22, and uniform and fine crystal grains are generated and transition to a semi-solid slurry.

この場合、プランジャ射出装置３３のプランジャ３２は、前進限にある。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、半凝固スラリーが、この貯留部２３に貯留される。 In this case, the plunger 32 of the plunger injection device 33 is in the forward limit. It advances to the position where the communication flow path 25 is closed. Then, when the screw 22 of the screw extruder is retracted, a storage part 23 is formed between the screw 22 and the communication channel 25, and the semi-solid slurry is stored in the storage part 23.

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良い。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半凝固スラリー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 screw 22 may be either one that stops rotating and moves backward, or one that moves backward while rotating. At this time, it is preferable to provide a backflow prevention means such as a check ring at the tip of the screw 22, and by providing the backflow prevention means, the volume of the molded product can be reduced while smoothly flowing the semi-solid slurry in the downward direction. The primary weighing is performed in the reservoir 23 having a larger volume.

次いで、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半凝固スラリーＨＳ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 plunger 32 is moved backward while the screw 22 is moved forward. Then, while the plunger 32 moves backward until it reaches a predetermined position set in accordance with the volume of the molded product, the semi-solid slurry HS is applied to the measuring unit 34 formed in front of the cylinder 31 while applying the pressure applied by the screw 22. Secondary weighing is performed by press-fitting while applying positive pressure.

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からの半凝固スラリーの逆流が制限される。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 communication channel 25 is closed by the screw 22, and the backflow of the semi-solid slurry from the metering unit 34 is restricted. During measurement, the nozzle portion 35 at the tip of the cylinder 31 of the plunger injection device 33 is closed by a valve device 36.

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半凝固スラリーを金型６０内（図１参照）に射出し一定形状の成形体の成形が行なわれる。 Thus, after the completion of the secondary metering, the valve device 36 of the nozzle portion 35 is opened and the plunger 32 is advanced to inject a semi-solid slurry, which is a molding material, into the mold 60 (see FIG. 1). The molded body is molded.

次いで、シリンダ部３０の詳細な構造について説明する。図２は図１に示したシリンダ部３０の拡大図である。図１でも説明したように、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。 Next, the detailed structure of the cylinder part 30 will be described. FIG. 2 is an enlarged view of the cylinder portion 30 shown in FIG. As described with reference to FIG. 1, the cylinder portion 30 includes a cylinder 31, a plunger 32, a plunger injection device 33, a metering portion 34, a nozzle portion 35, a valve device 36, and a plunger hydraulic cylinder 37.

また、図２に示すように、シリンダ３１は、第１のシリンダ３１１、第２のシリンダ３１２、断熱板３１３およびシール部材３５０，３５１を含む。また、プランジャ３２は、プランジャヘッド３２０およびプランジャ軸３２１を含む。 As shown in FIG. 2, the cylinder 31 includes a first cylinder 311, a second cylinder 312, a heat insulating plate 313, and seal members 350 and 351. The plunger 32 includes a plunger head 320 and a plunger shaft 321.

第１のシリンダ３１１は、プランジャ３２を収容可能でかつ半凝固スラリーを所定容積だけ貯留可能な空間からなる計量部３４を有する。また、第１のシリンダ３１１の一端には、計量部３４から連通するノズル部３５が形成され、第１のシリンダ３１１の計量部３４の側部には、連通流路２５が連通形成される。第１のシリンダ３１１の他端には、計量部３４の空間に応じた開口部３１１ａが形成される。この開口部３１０ａの直径φｄ１は、例えば２００Ｔ（トン）クラスの装置でφ４０ｍｍ以上φ５０ｍｍ以下であり、プランジャヘッド３２０の直径は、例えば開口部の直径φｄ１よりも１ｍｍ〜２ｍｍ小さいものである。 The first cylinder 311 has a measuring portion 34 that is configured to be a space that can accommodate the plunger 32 and can store a predetermined volume of semi-solid slurry. In addition, a nozzle portion 35 communicating with the measuring portion 34 is formed at one end of the first cylinder 311, and a communication channel 25 is formed communicating with the side portion of the measuring portion 34 of the first cylinder 311. At the other end of the first cylinder 311, an opening 311 a corresponding to the space of the measuring portion 34 is formed. The diameter φd1 of the opening 310a is, for example, from 40 mm to 50 mm in a 200T (ton) class device, and the diameter of the plunger head 320 is, for example, 1 mm to 2 mm smaller than the diameter φd1 of the opening.

また、第２のシリンダ３１２の一端（第１シリンダ側）には、第１のシリンダ３１１のプランジャヘッド３２０の直径とほぼ大きさと等しい開口部３１２ａが設けられ、第２のシリンダ３１２の中央部には、プランジャ軸３２１の直径とほぼ同じ大きさの開口部３１２ｂ（直径φｄ２）が設けられ、第２のシリンダ３１２の他端には、開口部３１２ｃ（直径φｄ３）が設けられる。開口部３１２ｂの直径（φｄ２）は例えば２００Ｔ（トン）クラスの装置の場合、φ３８ｍｍ以上φ４９ｍｍ以下であり、開口部３１２ｃの直径（φｄ３）は例えばφ３８ｍｍ以上φ４９ｍｍ以下である。また、プランジャ軸３２１の直径（φｄ４）は例えば、φｄ２よりも０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ小さいものである。この差によりプランシャ軸と間に僅かな周方向の隙間が形成される。 In addition, an opening 312 a that is substantially the same size as the diameter of the plunger head 320 of the first cylinder 311 is provided at one end (on the first cylinder side) of the second cylinder 312, and at the center of the second cylinder 312. Is provided with an opening 312b (diameter φd2) having a diameter substantially the same as the diameter of the plunger shaft 321 and an opening 312c (diameter φd3) at the other end of the second cylinder 312. For example, in the case of a 200T (ton) class device, the diameter (φd2) of the opening 312b is φ38 mm to φ49 mm, and the diameter (φd3) of the opening 312c is, for example, φ38 mm to φ49 mm. Further, the diameter (φd4) of the plunger shaft 321 is, for example, 0.2 mm to 0.5 mm smaller than φd2. Due to this difference, a slight circumferential clearance is formed between the Prussia shaft.

この開口部３１２ｂは開口部３１２ａよりも小さい。したがって、図２に示すように、第２のシリンダ３１２は、内部に階段形状を有する。以下、第２のシリンダ３１２の開口部３１２ｂから開口部３１２ｃに続く周面を摺動部３１１ｂと呼ぶ。この摺動部３１１ｂの軸方向の長さＬは例えば２００Ｔ（トン）クラスの装置の場合、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。 The opening 312b is smaller than the opening 312a. Therefore, as shown in FIG. 2, the second cylinder 312 has a stepped shape inside. Hereinafter, the circumferential surface that continues from the opening 312b of the second cylinder 312 to the opening 312c is referred to as a sliding portion 311b. The length L in the axial direction of the sliding portion 311b is, for example, 20 mm or more and 50 mm or less in the case of a 200T (ton) class device.

以下、第２シリンダ３１２の開口部３１２ｂの直径φｄ２とプランジャ軸３２１の直径φｄ４との差を隙間ｄとする。この場合、距離Ｌおよび隙間ｄ（Ｌ／ｄ）の比率は１００以上２５０以下が好ましく、２００以上２５０以下がさらに好ましい。すなわち、比率が１００以上２５０以下であれば、隙間ｄ内を流れる溶融金属を距離Ｌにおいて適切に封止することができる。すなわち、隙間ｄ内を流れる溶融金属の流れを抑制することができる結果、溶融金属の流出を防止することができる。 Hereinafter, the difference between the diameter φd2 of the opening 312b of the second cylinder 312 and the diameter φd4 of the plunger shaft 321 will be referred to as a gap d. In this case, the ratio of the distance L and the gap d (L / d) is preferably 100 or more and 250 or less, and more preferably 200 or more and 250 or less. That is, when the ratio is 100 or more and 250 or less, the molten metal flowing in the gap d can be appropriately sealed at the distance L. That is, as a result of suppressing the flow of the molten metal flowing in the gap d, it is possible to prevent the molten metal from flowing out.

また、第２のシリンダ３１２の内部には、ヒータ３８０および冷却チャンネル３９０が設けられている。このヒータ３８０により第１のシリンダ３１１と別個独立に第２のシリンダ３１２の温度を調整することができる。すなわち、第２のシリンダ３１２の温度は、液相温度以下でかつ固相温度以上の温度範囲よりも固相温度に近づけた温度範囲にすることにより半凝固スラリー状の成形材料の流動性をさらに低下することができる。また、プランジャ軸３２１に負荷を与えないよう定期的に温度範囲をあげて流動性を高めてもよい。万一洩れが発生した場合には、冷却することにより外部への漏出を減らし、影響を最小限にすることができる。 A heater 380 and a cooling channel 390 are provided inside the second cylinder 312. The heater 380 can adjust the temperature of the second cylinder 312 separately from the first cylinder 311. That is, the temperature of the second cylinder 312 is set to a temperature range that is lower than the liquid phase temperature and closer to the solid phase temperature than the temperature range equal to or higher than the solid phase temperature, thereby further improving the fluidity of the semi-solid slurry forming material. Can be lowered. Further, the fluidity may be improved by periodically raising the temperature range so as not to apply a load to the plunger shaft 321. In the unlikely event that leakage occurs, cooling can reduce leakage to the outside and minimize the influence.

また、摺動部３１１ｂには、シール部材３５０を収納可能な凹部３１４が設けられる。さらに、摺動部３１１ｂには、半凝固スラリーを貯留可能な凹形状部（溜まり部）３５５が設けられる。 The sliding portion 311b is provided with a recess 314 that can accommodate the seal member 350. Further, the sliding portion 311b is provided with a concave portion (reservoir portion) 355 capable of storing the semi-solid slurry.

この凹形状部（溜まり部）３５５の働きについて簡略に説明する。例えば、プランジャ３２が矢印Ｍの方向に前進動作をする場合、プランジャヘッド３２０に付着した成形材料が高圧下におかれ、第１のシリンダ３１１を介して半凝固スラリーがプランジャ軸３２１に付着する。 The function of the concave portion (reservoir portion) 355 will be briefly described. For example, when the plunger 32 moves forward in the direction of arrow M, the molding material adhering to the plunger head 320 is placed under a high pressure, and the semi-solid slurry adheres to the plunger shaft 321 via the first cylinder 311.

そして、プランジャ３２が矢印Ｍとは逆方向に後退動作をする場合、プランジャ軸３２１に付着した半凝固スラリーが第２シリンダ３１１に設けられた凹形状部３５５に流れ込み、半凝固スラリーのプランジャ３２のストローク後端側（プランジャ後退側）に流れる勢いが抑制される。そして、凹部３５５において勢いが低下されなかった一部の半凝固スラリーの漏出をシール部材３５０により防止することができる。 When the plunger 32 moves backward in the direction opposite to the arrow M, the semi-solid slurry adhering to the plunger shaft 321 flows into the concave portion 355 provided in the second cylinder 311, and the semi-solid slurry plunger 32 Momentum flowing to the rear end side of the stroke (plunger retracting side) is suppressed. Then, leakage of a part of the semi-solid slurry whose momentum has not been reduced in the recess 355 can be prevented by the seal member 350.

図３は図２のシリンダ３１の他の例の拡大図である。図２のシリンダ３１と図３のシリンダ３１とが異なるのは、以下の点である。 FIG. 3 is an enlarged view of another example of the cylinder 31 of FIG. The cylinder 31 of FIG. 2 differs from the cylinder 31 of FIG. 3 in the following points.

図３に示すシリンダ３１は、プランジャ３２の形状が異なる。図３に示すプランジャ３２は、プランジャ軸３２１が先端まで延びておりプランジャヘッドを備えていないものである。 The cylinder 31 shown in FIG. 3 differs in the shape of the plunger 32. The plunger 32 shown in FIG. 3 has a plunger shaft 321 extending to the tip and does not include a plunger head.

図３に示すシリンダ３１は、シール部材３５０によりシリンダ内の圧力を保持することができるのでプランジャヘッドをなくすことができ、その結果、プランジャヘッドの磨耗や焼付きの問題が生じない利点がある。 The cylinder 31 shown in FIG. 3 can maintain the pressure in the cylinder by the seal member 350, so that the plunger head can be eliminated. As a result, there is an advantage that the problem of wear and seizure of the plunger head does not occur.

以下、シール部材３５０の働きについて説明する。図４は、シール部材３５０の外観を示す模式図である。 Hereinafter, the function of the seal member 350 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing the appearance of the seal member 350.

シール部材３５０は、少なくとも２個の部材からなる。図４（ａ）および（ｂ）においては、シール部材３５０の一対の部材３５０Ｋ，３５０Ｌについて図示している。シール部材の一の部材３５０Ｋ及び３５０Ｌは、リング状部材（輪状）からなる。より詳しくは切れ目のない無端環状部材からなる。一の部材３５０Ｋにおいては、外周ほど厚みが増す断面が略直角三角形（角を面取りした直角三角形）からなる。また、一の部材３５０Ｋのリング内径は、プランジャ軸３２１の直径に則した大きさである。また、部材３５０Ｋは、Ｆｅ系，Ｎｉ系またはＣｏ系の耐熱鋼でできており、例えば、ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４２０Ｊ２等のステンレス合金などからなる。他の部材３５０Ｌは外周ほど厚みが減る断面が略直角三角形（角を面取りした直角三角形）である以外は、部材３５０Ｋと同様である。 The seal member 350 is composed of at least two members. 4A and 4B, a pair of members 350K and 350L of the seal member 350 are illustrated. One member 350K and 350L of the seal member is formed of a ring-shaped member (ring shape). In more detail, it consists of an endless annular member without a break. In one member 350K, the cross section whose thickness increases toward the outer periphery is a substantially right triangle (a right triangle with chamfered corners). Further, the inner diameter of the ring of one member 350K is a size according to the diameter of the plunger shaft 321. The member 350K is made of Fe-based, Ni-based, or Co-based heat-resistant steel, and is made of, for example, a stainless alloy such as SUS430, SUS410, or SUS420J2. The other member 350L is the same as the member 350K except that the cross section whose thickness decreases toward the outer periphery is a substantially right triangle (a right triangle with chamfered corners).

次いで、図５は図４において説明したシール部材３５０の働きを示す説明図である。 Next, FIG. 5 is an explanatory view showing the function of the seal member 350 described in FIG.

図５に示すように、凹部３１４には、３個のシール部材３５０が設けられている。以下、説明のためにシール部材３５０の一の部材３５０Ｋごとにそれぞれ部材３５０ｂ，３５０ｄ，３５０ｆと符号を付して説明し、また、他の部材３５０Ｌごとにそれぞれ部材３５０ａ，３５０ｃ，３５０ｅと符号を付して説明する。 As shown in FIG. 5, three seal members 350 are provided in the recess 314. Hereinafter, for the purpose of explanation, the members 350K, 350d, and 350f will be denoted by reference numerals for each member 350K, and the members 350a, 350c, and 350e will be denoted for the other members 350L, respectively. A description will be given.

図５に示すように、射出する際には、プランジャ軸３２１が矢印Ｍの方向（射出する方向）に前進動作を行なう。その場合、半凝固スラリーの一部がプランジャ後側の周方向隙間にも流れ込むが、凹形状部３５５にて貯留されるため、流出方向への勢いが低下される。なお、第２のシリンダ３１２においては、ヒータ３８０の働きにより成形する金属材料の融点未満の温度で保持されているので、半凝固スラリーが液体から固体に変遷する状態で維持されている。その結果、粘性を高めて流動性を低下することができる。例えば、金属材料がマグネシウムを主体とする場合、第２シリンダ３１２の温度範囲は３５０℃以上５９０℃以下で設定される。 As shown in FIG. 5, when injecting, the plunger shaft 321 moves forward in the direction of arrow M (injecting direction). In that case, a part of the semi-solid slurry flows into the circumferential clearance on the rear side of the plunger, but is stored in the concave shape portion 355, so that the momentum in the outflow direction is reduced. In the second cylinder 312, the semi-solid slurry is maintained in a state of transition from a liquid to a solid because the second cylinder 312 is held at a temperature lower than the melting point of the metal material to be formed by the action of the heater 380. As a result, viscosity can be increased and fluidity can be reduced. For example, when the metal material is mainly magnesium, the temperature range of the second cylinder 312 is set to 350 ° C. or more and 590 ° C. or less.

一方、勢いが低下されなかった半凝固スラリーが負荷Ｆ１として部材３５０ａに与えられる。 On the other hand, the semi-solid slurry whose momentum has not been reduced is applied to the member 350a as the load F1.

この場合、部材３５０ａは、負荷Ｆ１方向への移動が制限されると、部材３５０ｂとの接触面３７３において、矢印ｆ１の方向に押され、同時に部材３５０ｂも矢印ｆ２の方向に押される。それにより、部材３５０ａがプランジャ軸３２１によって制限されるまで変形して、プランジャ軸３２１の周面を押圧し、部材３５０ｂが凹部３１４の内周面によって制限されるまで変形して凹部３１４の内周面を押圧する。その結果、プランジャ軸３２１および凹部３１４の隙間が確実に封止される。 In this case, when the movement of the member 350a in the direction of the load F1 is restricted, the member 350b is pushed in the direction of the arrow f1 on the contact surface 373 with the member 350b, and at the same time, the member 350b is pushed in the direction of the arrow f2. As a result, the member 350a is deformed until it is limited by the plunger shaft 321 and presses the peripheral surface of the plunger shaft 321, and the member 350b is deformed until it is limited by the inner peripheral surface of the recess 314, and the inner periphery of the recess 314 Press the surface. As a result, the gap between the plunger shaft 321 and the recess 314 is reliably sealed.

また、仮に半凝固スラリーによりさらに高い負荷Ｆ１が部材３５０ａに与えられた場合、シール部材３５０ｃにも負荷Ｆ１の一部が作用する。 If a higher load F1 is given to the member 350a by the semi-solid slurry, a part of the load F1 also acts on the seal member 350c.

この場合、部材３５０ｃは、部材３５０ｄとの接触面３７４において、矢印ｆ３の方向に押され、同時に部材３５０ｃも矢印ｆ４の方向に押される。それにより、部材３５０ｃがプランジャ軸３２１によって制限されるまで変形してプランジャ軸３２１を押圧し、部材３５０ｄが凹部３１４の内周面によって制限されるまで変形して凹部３１４を押圧する。その結果、プランジャ軸３２１および凹部３１４の隙間が確実に封止される。 In this case, the member 350c is pushed in the direction of the arrow f3 on the contact surface 374 with the member 350d, and at the same time, the member 350c is pushed in the direction of the arrow f4. Thereby, the member 350c is deformed until it is restricted by the plunger shaft 321 and presses the plunger shaft 321, and the member 350d is deformed until it is restricted by the inner peripheral surface of the recess 314 and presses the recess 314. As a result, the gap between the plunger shaft 321 and the recess 314 is reliably sealed.

また、仮に半凝固スラリーによりさらに高い負荷Ｆ１が部材３５０に加わった場合、シール部材３５０ｅにも負荷Ｆ１の一部が作用する。 In addition, if a higher load F1 is applied to the member 350 by the semi-solid slurry, a part of the load F1 also acts on the seal member 350e.

この場合、部材３５０ｅは、部材３５０ｆとの接触面３７５において、矢印ｆ５の方向に押され、同時に部材３５０ｅも矢印ｆ６の方向に押される。それにより、部材３５０ｅがプランジャ軸３２１によって制限されるまで変形してプランジャ軸３２１を押圧し、部材３５０ｆが凹部３１４の内周面によって制限されるまで変形して凹部３１４の内周面を押圧する。その結果、プランジャ軸３２１および凹部３１４の隙間が確実に封止される。 In this case, the member 350e is pushed in the direction of the arrow f5 on the contact surface 375 with the member 350f, and at the same time, the member 350e is pushed in the direction of the arrow f6. Thereby, the member 350e is deformed until it is restricted by the plunger shaft 321 and presses the plunger shaft 321, and the member 350f is deformed until it is restricted by the inner peripheral surface of the recess 314 to press the inner peripheral surface of the recess 314. . As a result, the gap between the plunger shaft 321 and the recess 314 is reliably sealed.

次いで、図６は図５において説明したシール部材３５０の他の例を示す説明図である。図６の説明図においては、シール部材３５０を一個のみ用いた状態を示している。 6 is an explanatory view showing another example of the seal member 350 described in FIG. In the explanatory view of FIG. 6, a state in which only one seal member 350 is used is shown.

図６に示すように、プランジャ軸３２１が矢印Ｍの方向に前進して射出動作を行なう。この場合、流出しようとする半凝固スラリーが負荷Ｆ１として部材３５０ａに与えられ、部材３５０ａは、部材３５０ｂとの接触面３７３において、矢印ｆ１の方向に押され、同時に部材３５０ｂも矢印ｆ２の方向に押される。それにより、部材３５０ａがプランジャ軸３２１によって制限されるまで変形して、プランジャ軸３２１を押圧し、部材３５０ｂが凹部３１４によって制限されるまで変形して凹部３１４の内周面を押圧する。その結果、プランジャ軸３２１および凹部３１４の隙間が１対のシール部材３５０により効率よく封止される。 As shown in FIG. 6, the plunger shaft 321 moves forward in the direction of arrow M to perform the injection operation. In this case, the semi-solid slurry to be discharged is applied to the member 350a as the load F1, and the member 350a is pushed in the direction of the arrow f1 on the contact surface 373 with the member 350b, and at the same time, the member 350b is also moved in the direction of the arrow f2. Pressed. Thereby, the member 350a is deformed until it is restricted by the plunger shaft 321, and the plunger shaft 321 is pressed, and the member 350b is deformed until it is restricted by the recess 314, and the inner peripheral surface of the recess 314 is pressed. As a result, the gap between the plunger shaft 321 and the recess 314 is efficiently sealed by the pair of seal members 350.

図７および図８は、プランジャ軸３２１の付着物を除去するためにシリンダ３１２に環状のスクレーパ３９２を設けた状態を説明するための模式図である。 FIGS. 7 and 8 are schematic views for explaining a state in which an annular scraper 392 is provided on the cylinder 312 in order to remove deposits on the plunger shaft 321.

図７は、図２のシリンダ３１２の後端を示す。図７に示すように、プランジャ軸３２１に異物や材料が付着した場合、摺動に必要な力が増加し、成形に悪影響がでることとなる。そのため、シリンダ３１２にスクレーパ３９２（図８参照）を設ける。 FIG. 7 shows the rear end of the cylinder 312 of FIG. As shown in FIG. 7, when foreign matter or material adheres to the plunger shaft 321, the force required for sliding increases, which adversely affects molding. Therefore, a scraper 392 (see FIG. 8) is provided in the cylinder 312.

スクレーパ３９２によりプランジャの進退動作に伴ってプランジャ軸３２１の表面の異物や材料をかき落とすことができる。例えば、２００Ｔ（トン）クラスの装置の場合、スクレーパ３９２とプランジャ軸３２１との隙間ｄは、プランジャ軸３２１とシリンダ３１２との隙間ｄと同等または隙間ｄ±０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とする。 The scraper 392 can scrape off foreign matter and material on the surface of the plunger shaft 321 as the plunger moves forward and backward. For example, in the case of a 200T (ton) class device, the gap d between the scraper 392 and the plunger shaft 321 is equal to or equal to the gap d between the plunger shaft 321 and the cylinder 312 or a clearance d ± 0.1 mm or more and 0.2 mm or less. .

図７においては一対のスクレーパを対向配置させその間に排出部を設けているが、排出部の片側だけにスクレーパを設けてもよい。また、図８に示すように、スクレーパ３９２は、刃先３９２ａの形状（波形エッジ）にすることで、より効率よくプランジャ軸３２１の付着物を除去することができる。 In FIG. 7, a pair of scrapers are arranged opposite to each other and a discharge portion is provided therebetween, but a scraper may be provided only on one side of the discharge portion. Moreover, as shown in FIG. 8, the scraper 392 can remove the deposits on the plunger shaft 321 more efficiently by making the shape (corrugated edge) of the cutting edge 392a.

以上のことから、本実施の形態に係る射出成形装置１００においては、仮に摺動部３１１ｂの第２のシリンダ３１２およびプランジャ軸３２１の隙間に半凝固スラリーが流入した場合でも、例えば、シール部材３５０の第１部材３５０ａの傾斜面および第２部材３５０ｂの傾斜面からなる一対の接触面３７３においてシール部材３５０が径方向で互いに逆方向に押され、摺動部３１１ｂのシリンダ３１２およびプランジャ軸３２１の間に形成される周方向の隙間を封止する。その結果、半凝固スラリーがプランジャ３２のストロークの後端側から多量に流出することを防止することができる。 From the above, in the injection molding apparatus 100 according to the present embodiment, even when the semi-solid slurry flows into the gap between the second cylinder 312 and the plunger shaft 321 of the sliding portion 311b, for example, the sealing member 350 The seal member 350 is pushed radially opposite to each other on the pair of contact surfaces 373 including the inclined surface of the first member 350a and the inclined surface of the second member 350b, and the cylinder 312 and the plunger shaft 321 of the sliding portion 311b are pressed. The circumferential gap formed therebetween is sealed. As a result, a large amount of semi-solidified slurry can be prevented from flowing out from the rear end side of the stroke of the plunger 32.

なお、本発明のシール部材を適用した射出成形装置においては、溶融金属を固相率が略０として、シリンダ内圧力７０ＭＰａで射出しても、シール部から外部への漏れは見られなかった。 In the injection molding apparatus to which the seal member of the present invention was applied, no leakage from the seal portion to the outside was observed even when the molten metal was injected at a solid phase ratio of approximately 0 and a cylinder internal pressure of 70 MPa.

また、シリンダ３１内の圧力を高く保持することができ、図３に示すように、プランジャ３１２のプランジャヘッド３２０部分を不要とすることもできる。さらにプランジャ軸３２１の進退動作によりプランジャ軸３２１の表面に接している材料がわずかにシール部を通過して後端側に流出することが考えられるが、流出した材料はわずかであるので、従来よりも清掃する手間が減りランニングコストの低下を実現することができる。また、プランジャ軸３２１の表面に付着した異物や材料を欠き落とすスクレーパ３９２をシール部のさらに後端に設けてもよく、プランジャ軸３２１を進退させることで付着した異物や材料がかき落とされるので、清掃の手間をさらに減らすことができる。（図７，８参照） Moreover, the pressure in the cylinder 31 can be kept high, and the plunger head 320 portion of the plunger 312 can be eliminated as shown in FIG. Furthermore, it is conceivable that the material in contact with the surface of the plunger shaft 321 slightly passes through the seal portion and flows out to the rear end side by the forward / backward movement of the plunger shaft 321. In addition, the labor for cleaning is reduced and the running cost can be reduced. In addition, a scraper 392 that removes foreign matter and material attached to the surface of the plunger shaft 321 may be provided at the further rear end of the seal portion, and the attached foreign matter and material are scraped off by moving the plunger shaft 321 forward and backward. The trouble of cleaning can be further reduced. (See Figs. 7 and 8)

なお、本実施の形態において摺動部３１１ｂの開口部３１２ｂから開口部３１２ｃの内径を一定としているが、これに限定されず、開口部３１２ｃに近づくに連れて徐々に内径を大きくする形状であってもよい。 In this embodiment, the inner diameter of the opening 312b from the opening 312b of the sliding portion 311b is constant. However, the present invention is not limited to this, and the inner diameter gradually increases as the opening 312c is approached. May be.

上記一実施の形態においては、金属溶湯、半凝固スラリーが溶融金属に相当し、金型６０が金型に相当し、射出成形装置１００が射出成形装置に相当し、吐出口３５が吐出口に相当し、シリンダ３１がシリンダに相当し、プランジャ３２がプランジャに相当し、シール部材３５０がシール部材に相当し、第１部材および第２部材が部材３５０Ｋ，３５０Ｌに相当し、第１部材が３５０ａ，３５０ｃ，３５０ｅに相当し、第２部材が３５０ｂ，３５０ｄ，３５０ｆに相当し、第１のシリンダ３１１が第１シリンダに相当し、第２のシリンダ３１２が第２シリンダに相当し、接触面３７３，３７４、３７５が一対の接触面に相当し、凹部３１４が凹部に相当し、凹形状部３５５が凹形状部に相当し、ヒータ３８０および冷却チャンネル３９０が温度制御手段に相当し、断熱板３１３が断熱部材に相当し、シール部材３５１がシール部材に相当する。 In the above embodiment, the molten metal and semi-solid slurry correspond to the molten metal, the mold 60 corresponds to the mold, the injection molding device 100 corresponds to the injection molding device, and the discharge port 35 serves as the discharge port. The cylinder 31 corresponds to the cylinder, the plunger 32 corresponds to the plunger, the seal member 350 corresponds to the seal member, the first member and the second member correspond to the members 350K and 350L, and the first member corresponds to 350a. , 350c, 350e, the second member corresponds to 350b, 350d, 350f, the first cylinder 311 corresponds to the first cylinder, the second cylinder 312 corresponds to the second cylinder, and the contact surface 373 , 374 and 375 correspond to a pair of contact surfaces, the recessed portion 314 corresponds to a recessed portion, the recessed portion 355 corresponds to a recessed portion, and the heater 380 and the cooling channel 390 are heated. Corresponds to the control means, the heat insulating plate 313 is equivalent to the heat insulating member, the sealing member 351 and the sealing member.

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、上記実施の形態では、溶融金属として半凝固スラリーを射出する射出成形装置を例示しているが、本発明は溶融金属として金属溶湯を射出する射出成形装置にも適用することができる。この場合、温度調節手段により射出成形装置の各部の温度を溶融金属の液相線温度以上に保持し、溶融金属の固相率が０となるように調節すればよい。この様に、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, in the above embodiment, an injection molding apparatus that injects a semi-solid slurry as a molten metal is exemplified, but the present invention can also be applied to an injection molding apparatus that injects a molten metal as a molten metal. In this case, the temperature of each part of the injection molding apparatus may be maintained at a temperature equal to or higher than the liquidus temperature of the molten metal and adjusted so that the solid phase ratio of the molten metal becomes zero. Thus, it will be understood that various other embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, although the effect | action and effect by the structure of this invention are described, these effect | actions and effects are examples and do not limit this invention.

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The schematic diagram which shows an example of the injection molding apparatus of one Embodiment which concerns on this invention 図１に示したシリンダ部の拡大図Enlarged view of the cylinder shown in FIG. 図２のシリンダ部の他の例の拡大図FIG. 2 is an enlarged view of another example of the cylinder portion of FIG. シール部材の外観を示す模式図Schematic diagram showing the appearance of the seal member 図４において説明したシール部材の働きを示す説明図Explanatory drawing which shows the effect | action of the sealing member demonstrated in FIG. 図４において説明したシール部材の働きを示す説明図Explanatory drawing which shows the effect | action of the sealing member demonstrated in FIG. プランジャ軸の異物や付着物を除去するためにシリンダにスクレーパを設けた状態を説明するための模式図Schematic diagram for explaining a state in which a cylinder is provided with a scraper to remove foreign matter and deposits on the plunger shaft 他のスクレーパの形状を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the shape of other scrapers

Explanation of symbols

３１シリンダ
３２プランジャ
３５吐出口
６０金型
１００射出成形装置
３１１第１のシリンダ
３１２第２のシリンダ
３１３断熱板
３１４，３１５凹部
３５０シール部材
３５１シール部材
３５５凹形状部
３１１ｂ摺動部
３７３，３７４、３７５接触面
３８０ヒータ 31 Cylinder 32 Plunger 35 Discharge Port 60 Mold 100 Injection Molding Device 311 First Cylinder 312 Second Cylinder 313 Heat Insulating Plate 314, 315 Recess 350 Seal Member 351 Seal Member 355 Concave Shape 311b Slide 373, 374, 375 Contact surface 380 Heater

Claims

In an injection molding apparatus for injecting molten metal with pressure in a cylinder into a mold,
A plunger provided to be movable back and forth in the axial direction of the cylinder;
A seal member for sealing a circumferential gap formed between the cylinder and the plunger on the opposite side of the cylinder from the mold;
The sealing member is
The first member and the second member are provided so as to be close to each other along different ones of the outer periphery of the plunger and the inner periphery of the cylinder and adjacent to each other in the axial direction. An injection molding apparatus, wherein surfaces of the second member facing each other are provided as a pair of contact surfaces, and the contact surfaces are inclined with respect to the axial direction.

The cylinder is
The injection molding apparatus according to claim 1, further comprising a recess for holding the seal member.

The cylinder is
The injection molding apparatus according to claim 1, further comprising a concave portion formed in a circumferential direction communicating with the gap in the circumferential direction.

The cylinder is
It consists of the 1st cylinder member which has the space which stores a molten metal, and the 2nd cylinder member which forms the clearance gap of the said circumferential direction, and has a heat insulation member and another sealing member between the said 1st cylinder member and the 2nd cylinder member. The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 3.

Temperature control means capable of controlling the temperature of the second cylinder;
The injection molding apparatus according to claim 4, wherein the temperature of the second cylinder can be adjusted to be lower than the melting point of the molten metal.

6. The injection molding apparatus according to claim 5, wherein at least one of a concave portion for holding the seal member and the concave shape portion is provided in the second cylinder.

The first member and the second member are
The injection molding device according to any one of claims 1 to 6, wherein each of the endless annular members is continuous.

The first member and the second member are
The injection molding apparatus according to claim 7, wherein the injection molding apparatus is made of a stainless alloy.

The sealing member is
The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of parts are arranged along the axial direction.