JP3420047B2 - ダイカスト用ノズル装置 - 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、亜鉛合金、マグネ
シウム合金等の溶融金属のスプルーレス射出成形のため
のダイカスト用ノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９はダイカスト成形装置の一般的な
構造を示す断面図である。図１９において、ダイカスト
機械の機械ノズル４及び金型７は、水平に対して約１０
度の傾きを持っており、更に、機械ノズル４の溶湯射出
部４ａが溶解炉１内の溶融金属（溶湯９）の溶湯面９ａ
の高さより高い位置に配置されており、溶湯射出部４ａ
からの湯だれを防止する構造になっている。

【０００３】このダイカスト成形装置により製品を成形
する場合には、はじめに、溶解炉１内で溶かされた溶湯
９を、スリーブ２の中で往復運動するプランジャー３で
送り出し、機械ノズル４内を通過させて金型７内に射出
する。この金型７は固定型７ａと可動型７ｂとからな
り、機械ノズル４から射出された溶湯は固定型７ａのス
プルーブッシュ６を通過し、固定型７ａと可動型７ｂで
形成された製品成形部８’に供給される。この製品成形
部８’に供給された溶湯は金型７により冷却され凝固す
る。その後、可動型７ｂを矢印Ａの方向に動かして金型
７を開き、図２０に示すような製品部８ａ、ランナー部
８ｂ、スプルー部８ｃとが一体となった成形品８を取り
出す。

【０００４】上記ダイカスト装置におけるスプルーブッ
シュ６は、図１９及び図２１に示すように、外周部を循
環する冷却水３１により冷却されていて、金型７が開い
たときの冷却不足によるスプルー部８ｃの中途切断を防
止するように構成されていた。

【０００５】一方、機械ノズル４は、溶湯が機械ノズル
内で凝固しないように外周部が機械ノズルヒータ５によ
り加熱されていた。また、この機械ノズルの射出部４ａ
は、溶湯が漏れないようにスプルーブッシュ６の機械ノ
ズルタッチ部６ａに押し当てられた状態にセットされて
いるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
機械ノズル４から射出される溶湯は冷却されたスプルー
ブッシュ６を通過する際に熱を奪われ、金型７の製品成
形部８’に到達するまでにかなり低い温度になってしま
う。このため、製品成形部８’の微細な部分、極薄部分
には非常に充填しにくくなり、充填不足が発生すること
が多いという課題があった。

【０００７】また、上記従来技術におけるスプルーブッ
シュ６は常に冷却されているため、スプルーブッシュ６
と接触する機械ノズル４の溶湯射出部４ａの温度が低下
し、溶湯が凝固し易くなり、ノズル詰まりの原因となる
という課題もあった。尚、このノズル詰まりを防止する
ため、機械ノズル４から射出される溶湯の温度を高くす
ることも考えられるが、溶湯の温度をあまり高く保つ
と、ノズルの溶損、金型の溶湯充填部の肌荒れ、溶湯の
ドロス発生の原因となり、好ましいものではなかった。

【０００８】更に、従来、スプルー部を再度溶解して使
用することもあったが、不純物の混入を防止するためリ
ターン材を使用することが好ましくない場合もあり、そ
の場合には、スプルー部をそのまま再溶解して使用する
ことができず、材料費の低減が難しいという課題もあっ
た。

【０００９】本発明は、上記従来例の課題に鑑みなされ
たもので、射出された溶湯の温度を下げることなく金型
の製品成形部に供給することにより、充填不足及びノズ
ル詰まりを無くし、更に材料の無駄もなくしたダイカス
ト用ノズル装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係るダイカスト用ノズル装置においては、耐熱性のあ
る断熱材料でできたノズル本体内に熱伝導性のよい材料
でできたノズルブッシュを内装し、溶湯の流路を形成し
ている。また、ノズル本体は金型に取り付けられてお
り、このノズル本体と金型の嵌合は、室温時も成形時の
温度上昇時も常に隙間嵌めとなっていて、ノズル本体の
破損を防止する構造となっている。

【００１１】また、本発明における請求項２に係るダイ
カスト用ノズル装置においては、ノズル本体内部に、ノ
ズルブッシュを機械ノズルに常に接触しておくための手
段を設けている。即ち、ノズルブッシュを機械ノズルに
常時接触させるため、ノズル本体とノズルブッシュの間
にバネ性のある部材を配設したり、ノズル本体とノズル
ブッシュを螺合している。

【００１２】更に、本発明における請求項３に係るダイ
カスト用ノズル装置においては、ノズルブッシュの溶湯
流出側の端面をノズル本体の溶湯流出側の端面より引っ
込めて位置付けることにより、ノズル本体にも溶湯の流
路を形成している。

【００１３】更にまた、本発明における請求項４に係る
ダイカスト用ノズル装置においては、ノズルブッシュに
耐熱鋼よりも熱伝導率の高い金属材料を用いている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明におけるダイカスト用ノズ
ル装置のノズルブッシュは、機械ノズルとの接触により
機械ノズルから熱供給されている。このため、流路を形
成するノズルブッシュはホットノズルとなり、従来例の
ようなスプルーブッシュによる溶湯の温度低下がなくな
り、金型の製品成形部の微細な形状部及び極薄部への溶
湯の充填が容易になり、充填不足がなくなる。

【００１５】また、ノズル本体を断熱性の良い熱伝導率
の小さい材料で形成しているので、機械ノズルと金型の
断熱が確実となり、機械ノズルの溶湯射出部の温度低下
が殆どなくなり、ノズル詰まりをなくすことができる。

【００１６】更に、ノズルブッシュに熱伝導率の良い材
料を用いると、ノズルブッシュ先端部への熱伝達が短時
間で行われ、この場合にも金型取付後の成形開始時間を
短縮することができると共に、成形サイクルの短縮も容
易となる。

【００１７】更にまた、ノズルブッシュの溶湯流出口側
を適度に短くすることにより、ノズルブッシュから成形
品への熱伝達を少なくすることができ、溶湯充填後製品
取り出しまでの間に生じるノズルブッシュの温度の低下
を小さくすることができ、成形サイクルの短縮が容易と
なる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るダイカスト用
ノズル装置を金型２２に組み込み、ダイカスト機械に取
り付けた状態を示す断面図であり、図２は図１に示すダ
イカスト用ノズル装置の詳細な構成を示す要部拡大断面
図、図３は図２に示すダイカスト用ノズル装置の射出方
向から見た側面図、図４は図２に示すダイカスト用ノズ
ル装置のノズルタッチ方向から見た側面図である。

【００１９】図１及び図２に示すように、金型２２の固
定型２２ａには略円筒形の取付穴２２ｄが設けられてお
り、この取付穴２２ｄ内にノズル本体１１が収容されて
いる。このノズル本体１１は、略円筒形状をなし、セラ
ミックなどの耐熱性の良い熱伝導率の低い材料で、しか
も螺合や押圧に耐え得る機械的強度を持った材料で形成
されている。また、このノズル本体１１は、その射出方
向の端部１１ｂが取付穴２２ｄの流出側開口部２２ｃに
適合する外径を有し、ノズルタッチ方向の端面に機械ノ
ズルタッチ部１１ａを有し、更に略中央の外周には径方
向に突出した位置決め固定用の突出部１１ｄが設けられ
ている。この突出部１１ｄは、リング状の止めネジ１３
が取付穴２２ｄの内周に形成されたネジ部に螺合される
ことにより、この止めネジ１３によって取付穴２２ｄ内
の段部２２ｅに押し付けられて固定されている。この止
めネジ１３は、図５にも示すように、その外周にネジ部
１３ｂが形成されており、端面に設けられたスリ割部１
３ａに工具を差し込んで回転させることにより取付穴２
２ｄ内に螺合されている。

【００２０】ノズルブッシュ１２は、耐熱鋼又は耐熱鋼
よりも熱伝導率の高い、例えば熱伝導率０．３ｃａｌ／
ｓｅｃ・ｃｍ・℃以上のタングステン合金からなる。ま
た、このノズルブッシュ１２は、ノズル本体１１の中心
に設けられたノズルブッシュ嵌合穴１１ｅに適合する外
径を有し、外周の段部１２ｆがノズルブッシュ嵌合穴１
１ｅ内の段部１１ｆに当接することにより位置決めされ
ている。更に、このノズルブッシュ１２は、ノズルブッ
シュ嵌合穴１１ｅと同じ長さに設定されており、溶湯の
流路を形成している。

【００２１】このような図１乃至図４に示す構造からな
るダイカスト用ノズル装置において、ダイカスト成形を
開始すると、溶湯がノズル本体１１内のノズルブッシュ
１２内を通過し、金型２２の製品成形部１０’に充填さ
れる。このように金型２２内に充填された溶湯は、冷却
されて凝固する。このときに、ノズルブッシュ１２の先
端部１２ｂにある溶湯も冷却されて凝固する。その後、
可動型２２ｂが矢印Ａの方向に動いて金型２２が開くこ
とにより、図６に示すような製品部１０ａとランナー部
１０ｂとが一体となった成形品１０が取り出される。こ
のときに、ノズルブッシュ１２は機械ノズルからの熱に
より加熱されているため、図２０に示す従来の成形品８
のようにスプルー部８ｃは形成されない。

【００２２】上記のように、成形品１０が取り出される
と、ノズルブッシュ１２の先端部１２ｂの温度は機械ノ
ズルからのノズルタッチ部１２ａを通じた熱供給により
急激に成形可能な適正温度に回復する。尚、ノズルブッ
シュ１２に熱伝導率の良い材料を用いると、更に急激な
温度の回復が可能となる。

【００２３】上記ダイカスト成形においては、機械ノズ
ルタッチ部１１ａと機械ノズルの射出部４ａとの適切な
接触により、溶湯射出時の外方への溶湯の流出が防止さ
れている。

【００２４】尚、金型２２の温度は、溶湯の温度よりも
はるかに低い温度のため、ノズル本体１１と金型２２と
の隙間１７は、溶湯が奥まで流れ込む前に凝固するの
で、この隙間を小さくしておけば、溶湯が流れ込むこと
はない。

【００２５】また、固定型２２ａとノズル本体１１の熱
膨張率の相違は、固定型２２ａの流出側開口部２２ｃと
ノズル本体１１とが隙間嵌めであるため摺動することに
より吸収される。

【００２６】図７は、図２に示す実施例において、ノズ
ル本体１１を取付穴２２ｄ内に固定する構造を変更した
一部変更例を示す要部拡大断面図である。図７に示す構
造においては、止めネジ１３の代わりに、半径方向に変
形可能な弾力性のある止め輪１４を用いてノズル本体１
１を固定している。この止め輪１４は、図８に示すよう
に、スリ割１４ｃを有するもので、半径方向に縮めて取
付穴２２ｄ内に押し込み、取付穴２２ｄ内に設けられた
環状溝２２ｆに嵌め込むことにより環状溝２２ｆ内で広
がってノズル本体１１を固定する。

【００２７】図９及び図１０は、図２に示す実施例にお
けるノズルブッシュ１２とノズル本体１１との間にＣリ
ング等のリング１５を配設して、ノズルブッシュ１２を
ノズルタッチ方向へ付勢するようにした変更例を示す要
部拡大断面図である。このリング１５は、図１１及び図
１２に示すように、その断面の形状がＣ状をなすもの
で、軸方向に弾力性を有している。このリング１５は、
ノズル本体１１のノズルブッシュ嵌合穴１１ｅ内の段部
１１ｆとノズルブッシュ１２の外周にある段部１２ｆと
の間に配設されている。また、図１０に示すように、ノ
ズルブッシュ１２は、リング１５の厚みの分だけノズル
ブッシュ嵌合穴１１ｅからノズルタッチ方向へ飛び出す
ように設定されている。このため、図９に示すように、
機械ノズル４でノズルブッシュ１２を押し込みながらノ
ズルタッチ状態にセットすることにより、リング１５が
段部１１ｆ、１２ｆ間で圧縮され、その圧縮反力により
ノズルブッシュ１２が機械ノズル４に圧接され、常に接
触状態を良好に保って、機械ノズル４からノズルブッシ
ュ１２への熱伝達を確実なものにしている。

【００２８】図１３及び図１４は、図２に示す実施例に
おけるノズルブッシュ１２とノズル本体１１とを螺合
し、ノズルブッシュ１２の位置を調整可能にした変更例
を示す要部拡大断面図である。このノズル装置において
は、ノズル本体１１のノズルブッシュ嵌合穴１１ｅの内
周に雌ネジ部１１ｇを形成すると共に、ノズルブッシュ
１２の外周に雄ネジ部１２ｇを形成している。また、こ
のノズル装置において、ノズルブッシュ１２外周の段部
１２ｆとノズル本体１１内の段部１１ｆは、ノズルブッ
シュ１２が適正位置付近にあるときに当接することがな
く、ノズルブッシュ１２を回転させることにより軸方向
に位置の調整が可能になるように構成している。このノ
ズルブッシュ１２は、はじめに図１４に示すように、ノ
ズル本体１１の機械ノズルタッチ部１１ａよりも奥まっ
た所にそのノズルタッチ部１２ａが位置するように、ノ
ズルブッシュ嵌合穴１１ｅ内に螺合される。このように
図１４に示す状態にあるときに機械ノズル４をノズル本
体１１に接触させ、ノズルブッシュ１２を図１４及び図
１５に示すスリ割１２ｃにドライバー等を用いて回転さ
せることにより軸方向へ移動させ、図１３に示すよう
に、機械ノズル４に適正に接触させる。この結果、機械
ノズル４からノズルブッシュ１２への熱伝達はより確実
なものになる。

【００２９】図１６及び図１７は、図２に示す実施例に
おけるノズルブッシュ１２に機械ノズル４の溶湯射出部
４ａに嵌合する突出部１２ｄを設け、機械ノズル４とノ
ズルブッシュ１２との接触面積を大きくした変更例を示
す要部拡大断面図及びノズルタッチ方向から見た側面図
である。このように、機械ノズル４とノズルブッシュ１
２との接触面積を大きくすることにより、機械ノズル４
からノズルブッシュ１２への大きな熱伝達が可能とな
り、ノズルブッシュ１２の先端部１２ｂの温度を、成形
品取り出し後、急激に回復させることができ、成形サイ
クルを短縮することができる。

【００３０】図１８は、図２に示す実施例におけるノズ
ルブッシュ１２の溶湯射出側の先端部１２ｂを短くし、
ノズル本体１１の溶湯射出側の端部１１ｂにも溶湯の流
路を形成すると共に、耐熱ガスケット１６を介してノズ
ル本体１１を固定型２２ａに固定した変更例を示す要部
拡大断面図である。図１８に示すように、ノズルブッシ
ュ１２溶湯射出側を適度に短くすることにより、ノズル
ブッシュ１２から成形品への熱伝達を少なくすることが
でき、ノズルブッシュ１２の温度の低下を抑えることが
できるため、成形サイクルの短縮が望める。又、取付穴
２２ｄ内の段部２２ｅに形成した環状の凹部２２ｇ内に
耐熱ガスケット１６を配置し、これをノズル本体１１の
外周及び突出部１１ｄと凹部２２ｇの内面との間で圧縮
する。これにより、ノズル本体１１と固定型２２ａとの
隙間１７が摩耗などによって大きくなっても、この隙間
１７から流入した溶湯が固定型２２ａとノズル本体１１
との間に流れ込むことを確実に防ぐことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、従来使用されていたス
プルーブッシュを廃止し、断熱材からなるノズル本体
と、このノズル本体内に設けられた熱伝導性の良い材料
からなるノズルブッシュとを用いているので、流路の温
度を高く保つことができ、溶湯の流動性の低下が起きに
くくなり、微細製品の成形を容易にすることができる。
特に、従来の装置では成形が困難であった極薄製品の成
形も容易に行うことができる。

【００３２】また、従来の装置による小物部品の成形に
おいては、成形品のスプルー部が占める割合が多く、製
品部が占める割合が少なくなり、製品部の品質が不安定
となりがちであるが、本発明によれば、スプルー部が無
くなるため、非常に安定した成形が可能となる。更に、
リターン材もスプルー部の分だけ少なくなり、再溶解の
コストも削減することができる。また、不純物混入防止
のためリターン材の使用が好ましくない場合であって
も、スプルー分の材料費の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るダイカスト用ノズル装
置を金型に組み込み、ダイカスト機械に取り付けた状態
を示す断面図である。

【図２】図１に示すダイカスト用ノズル装置の詳細な構
成を示す要部拡大断面図である。

【図３】図２に示すダイカスト用ノズル装置の射出方向
の側面図である。

【図４】図２に示すダイカスト用ノズル装置のノズルタ
ッチ方向の側面図である。

【図５】図２に示す止めネジの側面図である。

【図６】図１等に示すダイカスト用ノズル装置にて成形
した成形品を示す側面図である。

【図７】図２に示す実施例において、ノズル本体を取付
穴内に固定する構造を変更した一部変更例を示す要部拡
大断面図である。

【図８】図７に示す止め輪の正面図である。

【図９】図２に示す実施例におけるノズルブッシュとノ
ズル本体との間にリングを配設して、ノズルブッシュを
ノズルタッチ方向へ付勢するようにした変更例を示す要
部拡大断面図である。

【図１０】図９に示すノズルブッシュに機械ノズルを接
触させる前の状態を示す要部拡大断面図である。

【図１１】図９及び図１０に示すリングの断面図であ
る。

【図１２】図１１に示すリングの正面図である。

【図１３】図２に示す実施例におけるノズルブッシュと
ノズル本体とを螺合し、ノズルブッシュの位置を調整可
能にした変更例を示す要部拡大断面図である。

【図１４】図１３に示すノズルブッシュと機械ノズルと
を接触させる前の状態を示す要部拡大断面図である。

【図１５】図１３及び図１４に示すダイカスト用ノズル
装置の射出方向の側面図である。

【図１６】図２に示す実施例におけるノズルブッシュに
突出部を設け、機械ノズルとノズルブッシュとの接触面
積を大きくした変更例を示す要部拡大断面図である。

【図１７】図１６に示すダイカスト用ノズル装置のノズ
ルタッチ方向の側面図である。

【図１８】図２に示す実施例におけるノズルブッシュの
溶湯射出側の先端部を短くすると共に、耐熱ガスケット
を介してノズル本体を固定型に固定した変更例を示す要
部拡大断面図である。

【図１９】従来のダイカスト用ノズル装置を示す断面図
である。

【図２０】図１９に示すダイカスト用ノズル装置にて成
形した成形品を示す側面図である。

【図２１】図１９に示すダイカスト用ノズル装置に使用
されているスプルーブッシュを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 溶解炉 ２ スリーブ ３ プランジャー ４ 機械ノズル ４ａ 溶湯射出部 ５ 機械ノズルヒーター ６ スプルーブッシュ ６ａ 機械ノズルタッチ部 ７ 金型 ７ａ 固定型 ７ｂ 可動型 ８、１０ 成形品 ８ａ、１０ａ 製品部 ８ｂ、１０ｂ ランナー部 ８ｃ スプルー部 ８’、１０’ 製品成形部 ９ 溶湯 ９ａ 湯面 １１ ノズル本体 １１ａ 機械ノズルタッチ部 １１ｄ 突出部 １１ｅ ノズルブッシュ嵌合穴 １１ｆ 段部 １１ｇ 雌ネジ部 １２ ノズルブッシュ １２ａ ノズルタッチ部 １２ｂ 先端部 １２ｃ スリ割 １２ｄ 突出部 １２ｆ 段部 １２ｇ 雄ネジ部 １３ 止めネジ １３ａ スリ割 １４ 止め輪 １５ リング １６ 耐熱ガスケット １７ 隙間 ２２ 金型 ２２ａ 固定型 ２２ｂ 可動型 ２２ｃ 流出側開口部 ２２ｄ 取付穴 ２２ｅ 段部 ２２ｆ 環状溝 ２２ｇ 凹部 ３１ 冷却水

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 17/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱性の材料でできたノズル本体と、 該ノズル本体内に内装され、溶湯の流路を形成する熱伝
   導性のよい材料でできたノズルブッシュと、を有し、 前記ノズル本体を金型に隙間嵌めで嵌合させて取り付け
   たことを特徴とするダイカスト用ノズル装置。
2. 【請求項２】 前記ノズル本体内部に、前記ノズルブッ
   シュを機械ノズルに常に接触させるための手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のダイカスト用ノズル装
   置。
3. 【請求項３】 前記ノズルブッシュの溶湯流出側の端面
   を前記ノズル本体の溶湯流出側の端面より引っ込めて位
   置付けることにより、前記ノズル本体にも溶湯の流路を
   形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のダイカ
   スト用ノズル装置。
4. 【請求項４】 前記ノズルブッシュに耐熱鋼よりも熱伝
   導率の高い金属材料を用いたことを特徴とする請求項
   １、２又は３記載のダイカスト用ノズル装置。