JP3449544B2 - 金属材料の射出成形用スクリュ - Google Patents
金属材料の射出成形用スクリュInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛、マグネシ
ウム又はそれら合金等の低融点の非鉄金属を、溶融して
射出成形する場合に用いられる金属材料の射出用スクリ
ュに関するものである。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】鉛、亜鉛、マグネシウ
ム、錫などの低融点の非鉄金属又はそれらの合金の成形
は、ダイカストにより行っていたが、それをプラスチッ
ク材料と同様な射出成形手段を採用して、成形工程の簡
素化と成形精度の向上を図ることが行われつつある。し
かしプラスチック材料と金属材料の溶融過程が異なるこ
とから不都合が生じ易い。 【０００３】図３及び図４は、その射出成形に用いられ
る装置を示すもので、先端にノズル２を備え、後部上に
供給口３が設けられた加熱筒１の内部に、先端部４が円
錐形で軸部５の外周囲にスクリュフライト６を形成した
射出用のスクリュ７を、回転かつ進退自在に設けた構造
からなる。 【０００４】プラスチック材料の射出成形では、スクリ
ュ回転によるプラスチック材料のせん断発熱により溶融
（可塑化）を行うことから、加熱筒の先端内に計量した
溶融プラスチック材料をスクリュ前進によりノズルから
射出したのち、直ちにスクリュ回転を行って可塑化を行
うと共に、蓄積されるプラスチック材料圧力によりスク
リュを後退移動して計量を行うようにしている。したが
って、プラスチック材料の射出用スクリュでは、スクリ
ュフライト６を終端６ａがスクリュ前進限において、図
３に示すように、供給口３の後縁３ａの下に位置して、
スクリュ溝６ｂが常に供給口３に臨むところまで形成す
ることを必要とする。 【０００５】一方、金属材料の溶融は外部からの加熱に
より行っており、また液相状態の溶融金属はプラスチッ
ク材料と異なって低粘度であり、スクリュ回転により加
熱筒先端へ移送されることはあっても、スクリュを後退
移動する程の圧力は生じないので、計量はスクリュを機
械的に強制後退して行っている。このためスクリュ回転
による加熱筒先方への材料移送は、スクリュ後退限にて
行われることになる。 【０００６】このような金属材料の射出成形において、
プラスチック材料の成形に用いられているスクリュを採
用すると、図４に示すように、スクリュ後退限におい
て、スクリュフライト６の終端６ａが供給口３よりも後
方に位置し、スクリュ溝６ｂの端部がその中の金属材料
と共に供給口３よりも後方に移動して滞在するようにな
る。 【０００７】この滞在材料はスクリュ回転により先方へ
移送されることになるが、スクリュ後退限では滞在材料
の前に供給口３があり、その供給口３の下のスクリュ溝
内に金属材料が新たに供給されるので、端部のスクリュ
溝内の金属材料は、そのまま残存し易くなり、これがス
クリュの回転又は摺動抵抗の一因となっている。 【０００８】また常にスクリュ溝６ｂが供給口３に臨む
スクリュでは、スクリュ位置に関係なく回転により材料
を加熱筒内に移送し得る状態にある。したがって、可塑
化以外の理由によりスクリュ回転を行うと、そこに供給
口３からの金属材料の移送が行われて過密状態となるこ
とがある。こを防止するためには供給口３への材料供給
を一時的に停止しなければならないという不便さもあっ
た。 【０００９】この発明は上記課題を解決するために考え
られたものであって、その目的は、スクリュフライトの
終端位置を、加熱筒における供給口の位置との関連にお
いて一定位置に制限するだけで、滞留材料の発生防止と
スクリュに対する回転及び摺動抵抗の低減を図ることが
できる金属材料の射出用スクリュを提供することにあ
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、先端にノズルを備えた加熱筒内に回転かつ進退自在
に設けられ、加熱筒後部の供給口から内部に供給された
粒状の金属材料を、回転により先方に移送しつつ溶融す
るとともに、加熱筒の先端部内に計量された溶融金属を
前進によりノズルから射出するスクリュであって、その
スクリュの軸部外周囲に形成されるスクリュフライト
を、その終端が加熱筒内におけるスクリュ後退限におい
て上記供給口の後縁下に位置し、スクリュ前進限では供
給口よりも前方に位置して軸部の後部により供給口が閉
鎖されるところまで制限して設けてなる、というもので
ある。 【００１１】かかる構成によるスクリュでは、スクリュ
前進にともない供給口が軸部により閉鎖されてゆくの
で、射出が開始しされると材料供給が自動的に制限され
て、スクリュ後部におけるスクリュ溝内の金属材料の過
密度が防止されるようになる。このためスクリュに対す
る回転及び摺動抵抗が低減して、金属材料の溶融及び射
出が安定化し、成形品の品質も向上するようになる。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１及び図２は、この発明の射出
用スクリュを採用した金属材料の射出装置の１実施形態
を示すものである。図中１０は加熱筒で、ノズル部材１
１を先端面にねじ着した先端部材１２を備え、後部に粒
状の金属材料の供給口１３を有する。またノズル部材１
１及び先端部材１２から供給口１３にわたる外周囲に
は、バンドヒータ１４が一定間隔ごとに取付けてある。 【００１３】上記先端部材１２の上記ノズル部材１１と
連通する内部は、加熱筒１０の内径よりも８〜１５％ほ
ど小径に縮径されて、加熱筒１０の先端部内の所要長さ
の計量室１５となっている。 【００１４】加熱筒１１の内部には、射出用のスクリュ
１６が回転かつ進退自在に設けてある。この射出スクリ
ュ１６の先端部は、プランジャ１７に形成されている。
このプランジャ１７は摺動用のクリアランスを確保し
て、計量室１５に進退自在に挿入可能な外径からなり、
先端面は計量室１５の漏斗状の先端面と適合する円錐面
に形成されている。また外周囲には射出時に摺動クリア
ランスからの逆流を防止するシールリング１７ａが施し
てある。このシールリング１７ａは特殊鋼などによる耐
熱性のピストンリングをそのまま採用したものからな
る。 【００１５】上記スクリュ１６の軸部１８の周囲には、
スクリュフライト１９が形成してある。このスクリュフ
ライト１９の外径は加熱筒１０の内径と略等しく、同一
径の軸部に同一ピッチで形成されている。またスクリュ
フライト１９の終端１９ａは、図１に示すように、加熱
筒１０内におけるスクリュ後退限において、上記供給口
１３の後縁１３ａ下に位置し、また図２に示すように、
スクリュ前進限では供給口１３よりも前方に位置して軸
部１８の後部１８ａにより供給口１３が閉鎖されるとこ
ろまで制限して設けられている。またプランジャ１７に
近接した部位は所要長さだけスクリュレスとして溶融金
属の蓄積部２０に形成してある。 【００１６】このような構成の射出装置は、上記供給口
１３を上側にして、加熱筒１０の内部の溶融金属が、自
重により流下して加熱筒１０の先端部内にに蓄積される
ように、ノズル側を下向きにして機台上に３〜１０度ほ
どの角度により傾斜設置して使用される。また金属材料
の溶融は加熱筒１０の外周囲のバンドヒータ１４からの
外部加熱（例えばマグネシウムの場合は６１０℃以上）
による。 【００１７】またこの射出装置では、スクリュフライト
１９の終端１９ａが供給口１３の後縁１３ａの下にあつ
て、スクリュ溝１９ｂが供給口１３に臨むスクリュ後退
限したときに制限され、スクリュ１６が前進を開始した
後は新たな金属材料の供給は行われれない。スクリュ回
転で移送される程度で、外部加熱により溶融させる。溶
融分は自重で加熱筒１０の先端部に溜る。 【００１８】このため金属材料が粒状でスクリュ溝１９
ｂに留まる時間が短く、材料の過密化による回転抵抗や
摺動抵抗が低減されるようになり、スクリュ１６の始動
がスムーズとなる。また回転抵抗の低減からスクリュ１
６の回転トルクも小さくなり、そこに採用される動力の
小型化も可能となる。 【００１９】図２に示す前進限まで移動して、計量室１
５の溶融金属を射出完了したのちのスクリュ１６は、図
１に示す後退限まて移動する。このスクリュ１６の前後
進は回転せずに行われ、後退限の近傍までスクリュ１６
が引き戻されたときに始めて回転して材料供給となる。
このスクリュ回転は後退限にスクリュ１６を止めて行
い、スクリュ回転数をもって材料供給量も定まる。 【００２０】また何らかの理由により、前進限又は後退
限に達する間に回転を行う必要が生じても、そのスクリ
ュ回転により材料供給が行われることはないので、それ
により過剰供給となることもなく、特にスクリュ後部に
おけるスクリュ溝内の材料過密が防止されるので、スク
リュ全体における回転及び摺動抵抗が低減され、これに
より金属材料の溶融及び射出が安定化して、成形品の品
質も向上するようになる。
ウム又はそれら合金等の低融点の非鉄金属を、溶融して
射出成形する場合に用いられる金属材料の射出用スクリ
ュに関するものである。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】鉛、亜鉛、マグネシウ
ム、錫などの低融点の非鉄金属又はそれらの合金の成形
は、ダイカストにより行っていたが、それをプラスチッ
ク材料と同様な射出成形手段を採用して、成形工程の簡
素化と成形精度の向上を図ることが行われつつある。し
かしプラスチック材料と金属材料の溶融過程が異なるこ
とから不都合が生じ易い。 【０００３】図３及び図４は、その射出成形に用いられ
る装置を示すもので、先端にノズル２を備え、後部上に
供給口３が設けられた加熱筒１の内部に、先端部４が円
錐形で軸部５の外周囲にスクリュフライト６を形成した
射出用のスクリュ７を、回転かつ進退自在に設けた構造
からなる。 【０００４】プラスチック材料の射出成形では、スクリ
ュ回転によるプラスチック材料のせん断発熱により溶融
（可塑化）を行うことから、加熱筒の先端内に計量した
溶融プラスチック材料をスクリュ前進によりノズルから
射出したのち、直ちにスクリュ回転を行って可塑化を行
うと共に、蓄積されるプラスチック材料圧力によりスク
リュを後退移動して計量を行うようにしている。したが
って、プラスチック材料の射出用スクリュでは、スクリ
ュフライト６を終端６ａがスクリュ前進限において、図
３に示すように、供給口３の後縁３ａの下に位置して、
スクリュ溝６ｂが常に供給口３に臨むところまで形成す
ることを必要とする。 【０００５】一方、金属材料の溶融は外部からの加熱に
より行っており、また液相状態の溶融金属はプラスチッ
ク材料と異なって低粘度であり、スクリュ回転により加
熱筒先端へ移送されることはあっても、スクリュを後退
移動する程の圧力は生じないので、計量はスクリュを機
械的に強制後退して行っている。このためスクリュ回転
による加熱筒先方への材料移送は、スクリュ後退限にて
行われることになる。 【０００６】このような金属材料の射出成形において、
プラスチック材料の成形に用いられているスクリュを採
用すると、図４に示すように、スクリュ後退限におい
て、スクリュフライト６の終端６ａが供給口３よりも後
方に位置し、スクリュ溝６ｂの端部がその中の金属材料
と共に供給口３よりも後方に移動して滞在するようにな
る。 【０００７】この滞在材料はスクリュ回転により先方へ
移送されることになるが、スクリュ後退限では滞在材料
の前に供給口３があり、その供給口３の下のスクリュ溝
内に金属材料が新たに供給されるので、端部のスクリュ
溝内の金属材料は、そのまま残存し易くなり、これがス
クリュの回転又は摺動抵抗の一因となっている。 【０００８】また常にスクリュ溝６ｂが供給口３に臨む
スクリュでは、スクリュ位置に関係なく回転により材料
を加熱筒内に移送し得る状態にある。したがって、可塑
化以外の理由によりスクリュ回転を行うと、そこに供給
口３からの金属材料の移送が行われて過密状態となるこ
とがある。こを防止するためには供給口３への材料供給
を一時的に停止しなければならないという不便さもあっ
た。 【０００９】この発明は上記課題を解決するために考え
られたものであって、その目的は、スクリュフライトの
終端位置を、加熱筒における供給口の位置との関連にお
いて一定位置に制限するだけで、滞留材料の発生防止と
スクリュに対する回転及び摺動抵抗の低減を図ることが
できる金属材料の射出用スクリュを提供することにあ
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、先端にノズルを備えた加熱筒内に回転かつ進退自在
に設けられ、加熱筒後部の供給口から内部に供給された
粒状の金属材料を、回転により先方に移送しつつ溶融す
るとともに、加熱筒の先端部内に計量された溶融金属を
前進によりノズルから射出するスクリュであって、その
スクリュの軸部外周囲に形成されるスクリュフライト
を、その終端が加熱筒内におけるスクリュ後退限におい
て上記供給口の後縁下に位置し、スクリュ前進限では供
給口よりも前方に位置して軸部の後部により供給口が閉
鎖されるところまで制限して設けてなる、というもので
ある。 【００１１】かかる構成によるスクリュでは、スクリュ
前進にともない供給口が軸部により閉鎖されてゆくの
で、射出が開始しされると材料供給が自動的に制限され
て、スクリュ後部におけるスクリュ溝内の金属材料の過
密度が防止されるようになる。このためスクリュに対す
る回転及び摺動抵抗が低減して、金属材料の溶融及び射
出が安定化し、成形品の品質も向上するようになる。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１及び図２は、この発明の射出
用スクリュを採用した金属材料の射出装置の１実施形態
を示すものである。図中１０は加熱筒で、ノズル部材１
１を先端面にねじ着した先端部材１２を備え、後部に粒
状の金属材料の供給口１３を有する。またノズル部材１
１及び先端部材１２から供給口１３にわたる外周囲に
は、バンドヒータ１４が一定間隔ごとに取付けてある。 【００１３】上記先端部材１２の上記ノズル部材１１と
連通する内部は、加熱筒１０の内径よりも８〜１５％ほ
ど小径に縮径されて、加熱筒１０の先端部内の所要長さ
の計量室１５となっている。 【００１４】加熱筒１１の内部には、射出用のスクリュ
１６が回転かつ進退自在に設けてある。この射出スクリ
ュ１６の先端部は、プランジャ１７に形成されている。
このプランジャ１７は摺動用のクリアランスを確保し
て、計量室１５に進退自在に挿入可能な外径からなり、
先端面は計量室１５の漏斗状の先端面と適合する円錐面
に形成されている。また外周囲には射出時に摺動クリア
ランスからの逆流を防止するシールリング１７ａが施し
てある。このシールリング１７ａは特殊鋼などによる耐
熱性のピストンリングをそのまま採用したものからな
る。 【００１５】上記スクリュ１６の軸部１８の周囲には、
スクリュフライト１９が形成してある。このスクリュフ
ライト１９の外径は加熱筒１０の内径と略等しく、同一
径の軸部に同一ピッチで形成されている。またスクリュ
フライト１９の終端１９ａは、図１に示すように、加熱
筒１０内におけるスクリュ後退限において、上記供給口
１３の後縁１３ａ下に位置し、また図２に示すように、
スクリュ前進限では供給口１３よりも前方に位置して軸
部１８の後部１８ａにより供給口１３が閉鎖されるとこ
ろまで制限して設けられている。またプランジャ１７に
近接した部位は所要長さだけスクリュレスとして溶融金
属の蓄積部２０に形成してある。 【００１６】このような構成の射出装置は、上記供給口
１３を上側にして、加熱筒１０の内部の溶融金属が、自
重により流下して加熱筒１０の先端部内にに蓄積される
ように、ノズル側を下向きにして機台上に３〜１０度ほ
どの角度により傾斜設置して使用される。また金属材料
の溶融は加熱筒１０の外周囲のバンドヒータ１４からの
外部加熱（例えばマグネシウムの場合は６１０℃以上）
による。 【００１７】またこの射出装置では、スクリュフライト
１９の終端１９ａが供給口１３の後縁１３ａの下にあつ
て、スクリュ溝１９ｂが供給口１３に臨むスクリュ後退
限したときに制限され、スクリュ１６が前進を開始した
後は新たな金属材料の供給は行われれない。スクリュ回
転で移送される程度で、外部加熱により溶融させる。溶
融分は自重で加熱筒１０の先端部に溜る。 【００１８】このため金属材料が粒状でスクリュ溝１９
ｂに留まる時間が短く、材料の過密化による回転抵抗や
摺動抵抗が低減されるようになり、スクリュ１６の始動
がスムーズとなる。また回転抵抗の低減からスクリュ１
６の回転トルクも小さくなり、そこに採用される動力の
小型化も可能となる。 【００１９】図２に示す前進限まで移動して、計量室１
５の溶融金属を射出完了したのちのスクリュ１６は、図
１に示す後退限まて移動する。このスクリュ１６の前後
進は回転せずに行われ、後退限の近傍までスクリュ１６
が引き戻されたときに始めて回転して材料供給となる。
このスクリュ回転は後退限にスクリュ１６を止めて行
い、スクリュ回転数をもって材料供給量も定まる。 【００２０】また何らかの理由により、前進限又は後退
限に達する間に回転を行う必要が生じても、そのスクリ
ュ回転により材料供給が行われることはないので、それ
により過剰供給となることもなく、特にスクリュ後部に
おけるスクリュ溝内の材料過密が防止されるので、スク
リュ全体における回転及び摺動抵抗が低減され、これに
より金属材料の溶融及び射出が安定化して、成形品の品
質も向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る金属材料の射出成形用スクリ
ュを備えた射出装置のスクリュ後退限における縦断側面
図である。 【図２】 同じくスクリュ前進限における縦断側面図で
ある。 【図３】 従来の射出成形用スクリュを備えた射出装置
のスクリュ前進限における縦断側面図である。 【図４】 同じくスクリュ後退限における縦断側面図で
ある。 【符号の説明】 １０ 加熱筒 １１ ノズル部材 １３ 供給口 １４ バンドヒータ １５ 計量室 １６ 射出用のスクリュ １７ プランジャ １８ スクリュの軸部 １８ａ 軸部の後部 １９ スクリュフライト １９ａ スクリュフライトの終端 １９ｂ スクリュ溝
ュを備えた射出装置のスクリュ後退限における縦断側面
図である。 【図２】 同じくスクリュ前進限における縦断側面図で
ある。 【図３】 従来の射出成形用スクリュを備えた射出装置
のスクリュ前進限における縦断側面図である。 【図４】 同じくスクリュ後退限における縦断側面図で
ある。 【符号の説明】 １０ 加熱筒 １１ ノズル部材 １３ 供給口 １４ バンドヒータ １５ 計量室 １６ 射出用のスクリュ １７ プランジャ １８ スクリュの軸部 １８ａ 軸部の後部 １９ スクリュフライト １９ａ スクリュフライトの終端 １９ｂ スクリュ溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 17/20
B22D 17/30
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 先端にノズルを備えた加熱筒内に回転か
つ進退自在に設けられ、加熱筒後部の供給口から内部に
供給された粒状の金属材料を、回転により先方に移送し
つつ溶融するとともに、加熱筒の先端部内に計量された
溶融金属を前進によりノズルから射出するスクリュであ
って、 そのスクリュの軸部周囲に形成されるスクリュフライト
を、その終端が加熱筒内におけるスクリュ後退限におい
て上記供給口の後縁下に位置し、スクリュ前進限では供
給口よりも前方に位置して軸部の後部により供給口が閉
鎖されるところまで制限して設けてなることを特徴とす
る金属材料の射出成形用スクリュ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37538399A JP3449544B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 金属材料の射出成形用スクリュ |
| US09/740,629 US6679312B2 (en) | 1999-12-28 | 2000-12-19 | Injection molding screw for metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37538399A JP3449544B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 金属材料の射出成形用スクリュ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001191169A JP2001191169A (ja) | 2001-07-17 |
| JP3449544B2 true JP3449544B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=18505434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37538399A Expired - Fee Related JP3449544B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 金属材料の射出成形用スクリュ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6679312B2 (ja) |
| JP (1) | JP3449544B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2008226534B2 (en) * | 2007-03-10 | 2011-04-28 | Cool Options, Inc. | Screw design and method for metal injection molding |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5040589A (en) * | 1989-02-10 | 1991-08-20 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for the injection molding of metal alloys |
| US5143736A (en) * | 1989-06-02 | 1992-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Nozzle touch device in an injection molding apparatus |
| WO1997021509A1 (en) * | 1995-12-12 | 1997-06-19 | Thixomat, Inc. | Apparatus for processing semisolid thixotropic metallic slurries |
| US5680894A (en) * | 1996-10-23 | 1997-10-28 | Lindberg Corporation | Apparatus for the injection molding of a metal alloy: sub-ring concept |
| US5983978A (en) * | 1997-09-30 | 1999-11-16 | Thixomat, Inc. | Thermal shock resistant apparatus for molding thixotropic materials |
| JP3337136B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2002-10-21 | 日精樹脂工業株式会社 | 金属材料の射出成形における計量方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37538399A patent/JP3449544B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-12-19 US US09/740,629 patent/US6679312B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010006099A1 (en) | 2001-07-05 |
| JP2001191169A (ja) | 2001-07-17 |
| US6679312B2 (en) | 2004-01-20 |
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Legal Events
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