JP3403351B2 - 金属射出成形機のノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形機の
射出シリンダに取り付けられるノズルに関するもので、
特に、成形用金型として軽合金射出成形機用金型及びダ
イカスト成形機用金型の両方が用いられる金属射出成形
機に適した射出ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軽合金の成形には、軽合金射出成形機が
用いられることも多くなってきている。軽合金射出成形
機は樹脂射出成形機の構造を応用したもので、可動盤及
び固定盤にそれぞれ可動金型及び固定金型を取り付け
て、可動盤を上下のタイバーに沿って移動させることに
より可動金型と固定金型とを締め付け、その金型のキャ
ビティ内に固定盤側から射出シリンダにより溶融軽合金
を射出充填するというものである。その場合に用いられ
る軽合金射出成形機用金型の溶融金属注入口、すなわち
スプルーブッシュは、樹脂射出成形機用金型と同様に、
固定金型の背面の中心、すなわち上下タイバー間の中央
位置に配置されている。

【０００３】ところで、溶融金属の成形は、現在のとこ
ろ、ダイカスト成形によって行われることの方が多い。
したがって、金属成形用の金型には、軽合金射出成形機
用金型よりもダイカスト成形機用のものの方が多い。そ
して、ダイカスト成形にも可動金型と固定金型とが用い
られる。そこで、軽合金射出成形機にも、ダイカスト成
形機用の金型を用いることができるようにすることが望
まれている。しかしながら、ダイカスト成形機用金型の
溶融金属注入口は、金型キャビティ内に下方から溶湯が
注入されるようにするために、固定金型の背面の中心よ
りも下方位置に設けられている。そのために、通常の軽
合金射出成形機では、固定盤にダイカスト成形機用金型
の固定金型を取り付けた場合、射出シリンダのノズルを
金型の溶融金属注入口に突き合わせることができない。

【０００４】そこで、軽合金射出成形機用金型とダイカ
スト成形機用金型とのいずれをも使用することができる
ようにした金属射出成形機が開発されている。従来の金
属射出成形機においては、射出シリンダを含む射出装置
全体を水平状態のまま昇降させる昇降装置を設けて、軽
合金射出成形機用金型を用いる場合とダイカスト成形機
用金型を用いる場合とで射出シリンダの高さを変えるよ
うにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うに射出装置を昇降させるものでは、金属射出成形機が
大型になれば射出装置自体も大型化し、その重量が著し
く増大するので、射出装置の昇降装置も必然的に大型と
なる。そして、がたつき等によるノズルの芯合わせ作業
をできるだけ少なくしようとすると、その昇降装置の構
造も複雑なものとなってしまう。さらに、その昇降装置
を支持するベッドの剛性を高めることも必要となる。そ
のために、金属射出成形機を大型化しようとすると、必
要以上に全体が大型化、複雑化するという問題がある。
また、金属射出成形機の場合には、固定盤に射出装置移
動用シリンダを連結しておいて、射出の都度、そのシリ
ンダにより射出装置を固定盤に対して移動させるが、射
出装置の高さを変えるためには、その射出装置移動用シ
リンダの固定盤への連結位置も変えることが必要とな
る。そのために、射出装置の高さを変える作業は極めて
煩雑なものとなっている。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、金属射出成形機におい
て、その射出装置を昇降させることなく、軽合金射出成
形機用金型及びダイカスト成形機用金型のいずれをも用
いることができるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、金属射出成形機のノズルを、その基端
部と先端部とが異なる軸線上に配置されているものとす
るようにしている。そのノズルは基端から先端まで連続
する湯道を有しており、その基端部を金属射出成形機の
射出シリンダの中心軸線上に配置したとき、先端部がダ
イカスト成形機用金型の溶融金属注入口の中心軸線上に
位置するようにされている。その場合、ノズルの基端部
の軸線と先端部の軸線との間の距離は、軽合金射出成形
機用金型のスプルーブッシュの中心軸線とダイカスト成
形機用金型の溶融金属注入口の中心軸線との間の距離の
１／２とすることが望ましい。また、そのノズルには、
基端部の軸線に関して先端部と対称の位置に、その先端
部と同形状の突起を設けることが望ましい。

【０００８】上述のように基端部と先端部とが異なる軸
線上に配置されているノズルを用いると、射出シリンダ
の中心軸線と金型の溶融金属注入口の中心軸線とがずれ
ている場合にも、その間をノズルによって連通させるこ
とができる。したがって、射出装置を昇降させる必要が
なくなる。特に、基端部の軸線と先端部の軸線との間の
距離が軽合金射出成形機用金型のスプルーブッシュの中
心軸線とダイカスト成形機用金型の溶融金属注入口の中
心軸線との間の距離の１／２とされているノズルを用い
ると、軽合金射出成形機用金型による成形時とダイカス
ト成形機用金型による成形時とでは、ノズルを上下１８
０°反転させるのみでよくなるので、単一のノズルによ
って両方に対応させることが可能となる。また、そのノ
ズルの基端部の軸線に関して先端部と対称の位置に、そ
の先端部と同形状の突起を設けるようにすれば、射出装
置移動用シリンダによりノズルを金型に突き当てたとき
のノズルの撓みを防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図は本発明によるノズルを用いた金
属射出成形機の一例を示すもので、図１はその要部の側
面図であり、図２はその平面図である。また、図３は、
そのノズル部分を拡大して示す切り欠き側面図である。

【００１０】図１及び２から明らかなように、金属射出
成形機のベッド１上には固定盤２が固定立設されてい
る。その固定盤２の四隅には、可動盤３をガイドする上
部左右のタイバー４，４と下部左右のタイバー５，５と
が連結されている。可動盤３は、その下面に取り付けら
れているローラ６によってベッド１上を移動可能とされ
ており、図示されていない型締機構によりタイバー４，
４及び５，５に沿って図で左右方向に移動されるように
なっている。

【００１１】固定盤２には固定金型７が、その中心線が
上下タイバー４，５間の中心線Ｃ−Ｃ上に位置するよう
にして取り付けられている。また、可動盤３には可動金
型８が同様にして取り付けられている。これら固定金型
７及び可動金型８はダイカスト成形機用の金型であっ
て、図３に示されているように、その固定金型７の背面
には、中心より下方の位置、すなわち上下タイバー４，
５間の中心線Ｃ−Ｃより下方の位置に、溶融金属注入口
９が設けられている。その溶融金属注入口９の中心軸線
Ｘ−Ｘは、金型７，８の中心線Ｃ−Ｃより距離Ｌだけ下
方に位置するものとされている。固定金型７の背面の、
溶融金属注入口９の外周部にはロケートリング１０が取
り付けられており、そのロケートリング１０から溶融金
属注入口９内にスプルーブッシュ１１が装着されてい
る。そのスプルーブッシュ１１は、金型７，８のキャビ
ティ１２内に開口するようにされている。

【００１２】また、ベッド１上には、固定盤２の背面側
に、射出装置１３が設けられている。射出装置１３は、
スクリュ（図示せず）を内蔵した射出シリンダ１４と、
そのスクリュを回転及び軸方向移動させる駆動部１５と
からなるもので、ベッド１の上面に沿って前後方向（図
１で左右方向）に移動可能とされている。そして、図２
から明らかなように、射出装置１２は射出装置移動用シ
リンダ１６，１６介して固定盤２に連結されており、そ
の射出装置移動用シリンダ１６，１６を伸縮させること
により射出装置１３が固定盤２に対して前後方向に移動
されるようになっている。この射出装置１３の射出シリ
ンダ１４は、その中心軸線Ｙ−Ｙが金型７，８の中心線
Ｃ−Ｃと溶融金属注入口９の中心軸線Ｘ−Ｘとのちょう
ど中央に位置するように設置されている。すなわち、金
型７，８の中心線Ｃ−Ｃと射出シリンダ１４の中心軸線
Ｙ−Ｙとの間の距離がＬ／２となるようにされている。
なお、射出シリンダ１４には、通常の樹脂射出成形機と
同様に、内部に材料を投入するためのホッパ１７と、内
部の材料を加熱するためのヒータ１８（図３参照）とが
設けられている。

【００１３】射出シリンダ１４の先端にはノズル１９が
取り付けられている。図３から明らかなように、そのノ
ズル１９は、基端部２０と先端部２１とを異なる軸線上
に配置した屈折形状のもので、その中心部には基端から
先端まで連続する湯道２２が形成されている。そのノズ
ル１９の基端部２０の軸線と先端部２１の軸線との間の
距離はＬ／２とされている。ノズル１９の基端にはフラ
ンジ２３が設けられており、そのフランジ２３を保持す
る押さえ金２４をボルト２５により射出シリンダ１４の
先端部に締め付けることによって、ノズル１９が射出シ
リンダ１４に対して着脱可能に取り付けられるようにな
っている。そして、そのようにしてノズル１９を射出シ
リンダ１４の先端に取り付けたときには、そのノズル１
９の基端部２０の軸線が射出シリンダ１４の中心軸線Ｙ
−Ｙ上に位置するようにされている。したがって、その
ときには、ノズル１９の先端部２１の軸線は固定金型７
に設けられている溶融金属注入口９の中心軸線Ｘ−Ｘと
一致することになる。

【００１４】また、ノズル１９には、その基端部２０の
軸線に関して先端部２１と対称の位置に、先端部２１と
同形状の突起２６が一体に設けられている。その突起２
６は、ノズル１９の先端部２１を固定金型７背面のロケ
ートリング１０に突き当てたとき、そのロケートリング
１０に隣接して設けられているダミーロケートリング２
７に突き当てられるようになっている。ノズル１９に
は、湯道２２が設けられている基端部２０及び先端部２
１の外周のほか、湯道２２のない突起２６の外周にもヒ
ータ２８が取り付けられている。

【００１５】次に、このように構成された金属射出成形
機により、ダイカスト成形機用金型及び軽合金射出成形
機用金型を用いて軽合金製品を成形するときの手順につ
いて説明する。ダイカスト成形機用金型を用いるときに
は、上述のように固定盤２及び可動盤３にそれぞれダイ
カスト成形機用の固定金型７及び可動金型８を取り付け
て、可動盤２を可動盤３側へと移動させ、型閉じ・型締
めをする。一方、射出シリンダ１４にはホッパ１７から
マグネシウムチップなどの軽合金材料を投入し、内蔵さ
れているスクリュの回転による摩擦・剪断とヒータ１８
による加熱とによってその材料を溶融混練させる。そし
て、射出装置移動用シリンダ１６により射出装置１３全
体を前進させ、射出シリンダ１４の先端に取り付けられ
ているノズル１９の先端部２１及び突起２６の先端をロ
ケートリング１０及びダミーロケートリング２７に突き
当てる。このとき、射出装置移動用シリンダ１６が射出
シリンダ１４の中心軸線Ｙ−Ｙを含む水平面内に配置さ
れていて、ノズル１９の先端部２１がその中心軸線Ｙ−
Ｙから下方にずれているために、突起２６がなければノ
ズル１９に偏荷重がかかり、ノズル１９が撓むおそれが
あるが、このノズル１９の場合には、射出シリンダ１４
の中心軸線Ｙ−Ｙに関して先端部２１と対称の位置に突
起２６が設けられているので、そのようなノズル１９の
撓みは確実に抑えられる。

【００１６】このようにしてノズル１９の先端を固定金
型７の背面に突き当てると、前述したような射出シリン
ダ１４、ノズル１９、及び金型７，８の配置により、ノ
ズル１９の先端部２１の湯道２２と金型７のスプルーブ
ッシュ１１とがつながることになる。そこで、射出シリ
ンダ１４内のスクリュを前進させ、溶融した材料を射出
する。すると、その溶融材料は、ノズル１９内の湯道２
２を通してスプルーブッシュ１１から金型７，８のキャ
ビティ１２内に充填される。このとき、ノズル１９は６
００℃近くまで加熱されるが、湯道２２のない突起２６
部分もヒータ２８により加熱されるようになっているの
で、極端な熱膨張差による変形等も抑えられる。

【００１７】金型キャビティ１２内の材料が冷却固化す
れば、金型７，８を開き、内部の成形品を取り出す。ま
た、射出装置移動用シリンダ１６により射出装置１３を
後退させる。こうして、ダイカスト成形機用金型による
軽合金材料射出成形工程の１サイクルが完了する。

【００１８】また、軽合金射出成形機用金型を用いると
きには、固定盤２及び可動盤３にそれぞれ軽合金射出成
形機用の固定金型及び可動金型を取り付ける。その場
合、前述したダイカスト成形機用金型７，８を用いると
きと同様に、それらの金型の中心線が上下タイバー４，
５（図１，２参照）間の中心線Ｃ−Ｃ上に位置するよう
にする。軽合金射出成形機用金型は樹脂射出成形機用金
型と同様の構造を有するもので、図４に示されているよ
うに、その固定金型２９には、背面の中心部、すなわち
上下タイバー４，５間の中心線Ｃ−Ｃ上に、スプルーブ
ッシュ３０が設けられている。そこで、射出シリンダ１
４の先端にノズル１９を固定保持するために押さえ金２
４を締め付けているボルト２５を緩め、ノズル１９を上
下１８０°反転させた後、再びボルト２５を締め付け
る。前述したように、上下タイバー４，５間の中心線Ｃ
−Ｃと射出シリンダ１４の中心軸線Ｙ−Ｙとの間の距離
がＬ／２で、ノズル１９の基端部２０の軸線と先端部２
１の軸線との間の距離もＬ／２とされているので、その
ようにすると、湯道２２が設けられているノズル１９の
先端部２１の軸線が、金型２９の中心軸線Ｃ−Ｃ、すな
わちスプルーブッシュ３０の中心軸線上に位置すること
になる。したがって、ダイカスト成形機用金型７，８を
用いる場合と同様に、射出装置移動用シリンダ１６によ
り射出シリンダ１４を前進させ、ノズル１９の先端を金
型２９の背面に設けられているロケートリング３１に突
き当てれば、ノズル１９の湯道２２と金型２９のスプル
ーブッシュ３０とがつながり、射出シリンダ１４から射
出された溶融材料が金型キャビティ３２内に充填され
る。このようにして、軽合金射出成形機用金型を用いた
場合にも、射出装置１３を昇降させることなく、同じ金
属射出成形機により軽合金材料を射出成形することが可
能となる。なお、この軽合金射出成形機用の固定金型２
９にも、その背面には、ノズル１９の突起２６が突き当
たる位置に、ダミーロケートリング３３が取り付けられ
る。

【００１９】以上、本発明の実施形態の一例について説
明したが、本発明はこれに限らず、その要旨の範囲内で
種々の変更が可能である。例えば、上述のような双頭ノ
ズル１９を適宜の保持装置により固定盤２に上下反転可
能に保持させるとともに、射出シリンダ１４には通常の
直線状ノズルを取り付けておいて、射出成形時、その射
出シリンダ１４のノズルを双頭ノズル１９の基端に突き
当てるようにすることもできる。その場合には、双頭ノ
ズル１９の上下反転をアクチュエータ等により行わせる
ようにすることも可能である。また、ノズル１９の強度
を十分に確保することができさえすれば、上述のような
突起２６は省くこともできる。その場合、ダイカスト成
形機用金型を用いるときと軽合金射出成形機用金型を用
いるときとでノズルを交換するようにすれば、射出シリ
ンダ１４は通常の樹脂射出成形機と同様に上下タイバー
４，５間の中心線Ｃ−Ｃ上に配置することも可能であ
る。さらに、上述のような双頭ノズル１９の突起２６に
も湯道２２を設け、その突起２６からも溶融材料を射出
させるようにすることも可能である。その場合には、ス
プルーブッシュが２か所に設けられている特殊な金型を
用いる。そのようにすれば、金型キャビティ内への材料
充填時間を半減させることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属射出成形機のノズルを、基端部と先端部
とが異なる軸線上に配置された屈折形状のものとしてい
るので、射出シリンダの中心軸線と金型のスプルーブッ
シュの中心軸線とがずれている場合にも、射出シリンダ
から射出される材料をスプルーブッシュから金型のキャ
ビティ内に導くことができる。したがって、軽合金射出
成形機用金型及びダイカスト成形機用金型のいずれを用
いる場合にも射出装置を昇降させる必要がなくなり、射
出装置の昇降装置やガイド部材等、射出装置を昇降させ
るための特別な構造が不要となるばかりでなく、射出装
置の昇降作業等も不要となる。その結果、金属射出成形
機の大型化、軽量化を図るとともに、軽金属成形品の生
産性を向上させることができる。また、そのノズルの基
端部の軸線と先端部の軸線との間の距離を、軽合金射出
成形機用金型のスプルーブッシュの中心軸線とダイカス
ト成形機用金型の溶融金属注入口の中心軸線との間の距
離の１／２とすることにより、単一のノズルによって軽
合金射出成形機用金型及びダイカスト成形機用金型のい
ずれを用いる場合にも対応させることが可能となる。さ
らに、そのノズルの基端部の軸線に関して先端部と対称
の位置に先端部と同形状の突起を設けることにより、ノ
ズルに偏荷重が加わることによるノズルの変形を抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるノズルを用いた金属射出成形機の
一例を示す要部の側面図である。

【図２】図１の金属射出成形機の平面図である。

【図３】そのノズルによりダイカスト成形機用金型を用
いて射出成形するときの状態を示すノズル部分の拡大切
り欠き側面図である。

【図４】そのノズルにより軽合金射出成形機用金型を用
いて射出成形するときの状態を示す図３と同様の拡大切
り欠き側面図である。

【符号の説明】

２ 固定盤 ３ 可動盤 ４，５ タイバー ７ ダイカスト成形機用固定金型 ８ ダイカスト成形機用可動金型 ９ 溶融金属注入口 １３ 射出装置 １４ 射出シリンダ １６ 射出装置移動用シリンダ １９ ノズル ２０ ノズルの基端部 ２１ ノズルの先端部 ２２ 湯道 ２６ 突起 ２９ 軽合金射出成形機用固定金型 ３０ スプルーブッシュ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイカスト成形機用金型と、樹脂射出成
   形機の構造を応用した軽合金射出成形機に用いられる軽
   合金射出成形機用金型との両方を使用する金属射出成形
   機のノズルであって； 基端から先端まで連続する湯道を有し、その基端部と先
   端部とが異なる軸線上に配置されていて、前記基端部を
   前記金属射出成形機の射出シリンダの中心軸線上に配置
   したとき、前記先端部が前記ダイカスト成形機用金型の
   溶融金属注入口の中心軸線上に位置するようにされてい
   ることを特徴とする、 金属射出成形機のノズル。
2. 【請求項２】 前記基端部の軸線と前記先端部の軸線と
   の間の距離が、樹脂射出成形機の構造を応用した軽合金
   射出成形機に用いられる軽合金射出成形機用金型のスプ
   ルーブッシュの中心軸線とダイカスト成形機用金型の溶
   融金属注入口の中心軸線との間の距離の１／２とされて
   いることを特徴とする、 請求項１記載の金属射出成形機のノズル。
3. 【請求項３】 前記基端部の軸線に関して前記先端部と
   対称の位置に、その先端部と同形状の突起が設けられて
   いることを特徴とする、 請求項１又は２記載の金属射出成形機のノズル。