JP3565437B2 - 低融点金属材料用の金属射出成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金、アルミニウム合金、ニッケル合金等の低融点金属材料から金属成形品を得る金属射出成形装置に関し、さらに詳しくは固体状の低融点金属材料を溶融する溶融部と、この溶融部で溶融された溶融金属材料を計量する計量部と、この計量部で計量される溶融金属材料を金型のキャビテイに射出する射出部とからなる金属射出成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マグネシウム合金、アルミニウム合金等の低融点合金材料から金属成形品を得る射出成形機は、一般に図５に示されているように構成されている。すなわち、図５は従来の低融点金属材料の金属射出成形機の一部を示す正面断面図であるが、同図に示されているように、金属射出成形機は、加熱筒７０、この加熱筒７０の内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ７２、スクリュ７２の後端部に設けられている駆動装置８０等から構成されている。加熱筒７０の、図５において左方の前方端には、射出ノズル７３が、そして後方部寄りには粒状、破砕片、切削片等の形状をした低融点金属材料の供給用のホッパ７４が設けられている。このような加熱筒７０と射出ノズル７３の外周部には個々に発熱温度が制御される複数個の加熱ヒータ７１、７１、…が設けられている。
【０００３】
駆動装置８０は、回転モータ８１と油圧ピストン・シリンダユニット８２とを備えている。そして、これらの出力軸８３は、図５には正確には示されていないが、従来周知のようにスプライン機構等によりスクリュ軸８４に結合されている。したがって、スクリュ軸８４は、回転方向と軸方向とに駆動可能であり、また、サックバックもできるようになっている。金型は、固定盤９１に取り付けられている固定金型９２と、可動盤に取り付けられている可動金型９３とからなっている。そして、これらの金型９２、９３のパーテイングライン側にキャビテイ９４が形成されている。
【０００４】
したがって、次のようにして金属成形品を得ることができる。回転モータ８１を起動する。そうすると、スプライン結合されているスクリュ軸８４が回転駆動される。ホッパ７４から低融点金属材料を加熱筒７０に供給すると、低融点金属材料はスクリュ７２により前方へ送られるが、このとき加熱ヒータ７１、７１、…から加えられる熱と、スクリュ７２の回転による摩擦作用、剪断作用等により生じる熱とにより溶融され、そして加熱筒７０の前方の計量室に蓄積される。スクリュ７２は、蓄積される溶融金属材料の圧力、あるいは駆動軸８３から引かれるサックバック力により後退する。所定量蓄積したら計量を終わり、油圧ピストン・シリンダユニット８２により、駆動軸８３を軸方向すなわち射出方向に駆動する。そうすると、駆動軸８３の先端部がスクリュ軸８４の後端部を押す。したがって、計量された溶融金属材料がスプル９６およびランナ９５から金型９２、９３のキャビテイ９４に射出充填される。冷却固化を待って可動金型９３を開くと、金属成形品が得られる。
【０００５】
また、固体状の低融点金属材料を溶融する溶解炉、この溶解炉で溶融される溶融金属材料が供給されるチャンバ、チャンバ内の溶融金属材料を金型のキャビテイに射出充填するプランジャ等からなる金属成形品の製造装置も知られている。この製造装置の具体例として特開２００１−１１２２に記載されている金属射出成形装置を挙げることができる。この金属射出成形装置は、図には示されていないが、固体状の金属材料を溶解する溶解炉、この溶解炉で溶解された溶融金属材料を貯留する貯留ホッパ、貯留ホッパ中の溶融金属材料が供給される縦型のチャンバ、このチャンバ内に回転方向に駆動可能に設けられているスクリュ、チャンバの下方に水平方向に配置されている計量シリンダ、この計量シリンダ内に射出方向に駆動可能に設けられている射出プランジャ等から構成されている。したがって、スクリュを回転駆動し、貯留ホッパ中の溶融金属材料をチャンバに供給すると、溶融金属材料は温度が制御されているチャンバ内で樹脂状晶に成長する。樹脂状晶はスクリュの回転による剪断作用により破砕され、そして半凝固状のスラリーとなって計量シリンダに計量される。そこで、射出プランジャを軸方向に駆動すると、計量された半凝固状のスラリーが金型のキャビテイに射出充填される。冷却固化を待って金型を開くと、金属成形品が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のいずれの金属射出成形装置によっても金属成形品を得ることはできるし、色々な利点も有する。しかしながら、欠点あるいは改良すべき問題点もある。例えば、前者の金属射出成形装置によると、固体状の金属材料は、スクリュ７２を回転駆動するときに金属材料同志が接触する摩擦作用、金属材料に作用する剪断作用等により発生する熱によっても溶融されるが、加熱筒７０の外周部に設けられている加熱ヒータ７１、７１、…から加えられる熱が加熱筒７０の内周面に伝わり、この内周面からの伝導熱により、主として溶融される。したがって、加熱筒７０の内周面から離れている例えばスクリュ７２の谷付近の金属材料は溶融し難いという欠点がある。特に、図５にも示されているように、スクリュ７２にはスクリュ径が大きくなっている圧縮部７５があるが、この圧縮部７５において圧縮された固体状のチップを安定的に且つ連続的に溶融することは困難で、溶融が充分でないときはスクリュ７２の回転負荷圧の上昇、スクリュ７２の回転速度の変化等が生じる。そうすると、加熱筒７０の先端部に所定量の溶融金属材料が計量されなくなり、次のショットの射出工程時にショートショットとなる。また、マグネシウム合金のような粘性の小さい金属材料を計量するときは、サックバックして計量されることが多いが、サックバック量に応じて計量されないと空間部が生じ、計量された溶融金属材料中にガスが混入するようになる。そうすると、気泡を含んだ不良成形品となる。また、圧縮部７５において圧縮された固体状のチップを早期に溶融することが難しいので、成形サイクルが長くなるという欠点もある。さらには、従来の加熱筒７０による加熱、溶融は、上記したように一般に困難であるので、一度に多量の金属材料を溶融することはできない。したがって、容量の大きい大型金属成形品は成形できない。また、スクリュ７２を軸方向に駆動して射出するとき、計量された溶融金属の一部が加熱筒７０の方へ逆流する欠点もある。スクリュヘッドに逆流防止リングを設けると、逆流は防止できるが、金属射出成形装置のコストアップになる。
【０００７】
また、後者の特開２００１−１１２２に記載されている金属射出成形装置によると、固体状の金属材料は溶解炉で溶融されるので、チャンバ内における金属材料は、溶融状態であり、前述したような状態変化に伴う問題がない利点は認められる。しかしながら、溶解炉で溶融した高温の溶融金属材料をチャンバに供給しなければならなず、安全上必ずしも好ましくない。また、溶解炉周辺で発生する燃焼ガス、熱風等が作業環境を悪化させるという問題もある。さらには、射出プランジャ内で計量されるようになっているので、射出時に計量された溶融金属材料の一部がチャンバの方へ逆流し、所定重量の金属成形品が得られないこともあり得る。もっとも、この金属射出成形装置の流路には、逆止弁が設けられるので、逆流は阻止できるにしても、その構造は複雑になりコストアップになることが予想される。
【０００８】
本発明は、上記したような従来の金属射出成形装置の欠点あるいは問題点を解消した低融点金属材料用の金属射出成形装置を提供することを目的とし、具体的には大量の低融点金属材料を安全に、しかも短時間に溶融することができると共に、気泡等を含まない高品質の金属成形品を得ることができる低融点金属材料用の金属射出成形装置を提供することを目的としている。また、構造が簡単で安価な金属射出成形装置を提供することも目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の、低融点金属材料を安全に溶融する目的を達成するために、加熱筒が適用される。しかしながら、上記したように、従来の構造の加熱筒では大量の低融点金属材料を短時間に溶融することはできない。そこで、本発明は加熱筒を比較的小径の第１の領域部と、この第１の領域部に連なり、前記第１の領域部よりも大径の第２の領域部とから構成し、前記第１の領域部を固体状の低融点金属材料を加熱する加熱部とし、第２の領域部を溶融金属材料で満たし、加熱された低融点金属材料を満たされている溶融金属材料で溶融するように構成される。また、気泡を含まない溶融金属材料を確実に計量するために、加熱筒と共に計量室も縦型に構成される。さらには、射出用のプランジャ・シリンダは、実質的に水平に配置され、そして計量室と射出室とは独立した別室として構成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上記した目的を達成するために、固体状の低融点金属材料を溶融する溶融部と、この溶融部で溶融された溶融金属材料を計量する計量部と、この計量部で計量される溶融金属材料を金型のキャビテイに射出する射出部とからなる金属射出成形装置であって、前記溶融部は、その外周部に加熱ヒータが取り付けられている縦型の加熱筒と、この加熱筒内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記加熱筒は、小径の第１の領域部と、この第１の領域部の下方に連なって配置され、前記第１の領域部よりも大径の第２の領域部とからなり、前記第２の領域部の下方の、計量部に連なる湯路にはスクリュのヘッドが着座する座が設けられ、前記スクリュは、実質的に前記加熱筒の第１の領域部内に位置する第１の部分と、前記加熱筒の第２の領域部内に位置する第２の部分とからなり、前記第１の部分のスクリュ外経は、前記加熱筒の第１の領域部の内径に略等しく、それによって低融点金属材料は前記加熱筒の第１の領域部内で加熱され、前記スクリュの第２の部分の外周部と前記加熱筒の第２の領域部の内周面部との間には所定の間隔があり、この間隔により溶融金属材料が一時的に貯留される貯留室が構成されていると共に、前記スクリュの先端部には前記加熱筒の第２の領域部の下方に形成されている座に着座するヘッドが設けられ、前記計量部は、その上部が前記加熱筒の第２の領域部の下方の湯路に、そして下部が射出部のプランジャ・シリンダに連なっている縦型の計量室からなり、前記射出部は、その一方が前記計量部の計量室に、そして他方が金型に連なっている横型のプランジャ・シリンダと、このプランジャ・シリンダ内に往復動自在に設けられている射出プランジャとからなり、前記射出プランジャは所定位置では前記計量部の計量室の下端部を閉鎖できる大きさに選定されているように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形装置において、貯留室の容積が、計量室の容積の３〜１０倍であるように、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の射出成形装置において、貯留室には、溶融金属材料の貯湯量を検知するレベルセンサが設けられ、このレベルセンサで検知される信号に基づいて前記貯留室の溶融金属材料が一定レベルに保たれるように、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の射出成形装置において、スクリュの先端部には、計量室内へ臨んで、計量室内の容積を調節する調節部材が取り付けられるように、そして請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の射出成形装置において、加熱筒の第１の領域部には、低融点金属材料の供給孔と関連して不活性ガス供給手段が設けられるように構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係わる金属射出成形装置は、図１に示されているように、固体状の低融点金属材料を溶融する溶融部１と、この溶融部１で溶融された溶融金属材料を計量する計量部３０と、この計量部３０で計量される溶融金属材料を金型のキャビテイに射出する射出部４０とからなっている。
【００１１】
溶融部１は、縦型の加熱筒２を備えている。そして、この加熱筒２の内部に回転方向と軸方向に移動可能にスクリュ１０が設けられている。加熱筒２は、比較的小径の第１の領域部２ａと、この第１の領域部２ａの下方に連なっている第２の領域部２ｂとからなっている。第２の領域部２ｂの径は、第１の領域部２ａの径よりも大きい。これにより、第２の領域部２ｂの内部に、詳しくは後述するように、貯留室３が構成されている。第２の領域部２ｂの下方は、テーパ状に縮経され、その下端部は、後述するスクリュ１０のヘッド１２が着座する座５となっている。座の符号「５」は、図２の（イ）に記入されている。そして、この座５の下方が垂直湯路６となっている。この垂直湯路６は、後述するように計量室３３の一部を構成している。なお、垂直湯路の符号「６」も図２の（イ）に示されている。また、第２の領域部２ｂの上方すなわち貯留室３の上方には、レベルセンサ７が取り付けられ、このレベルセンサ７で検出される溶融金属材料の貯湯量は、信号ラインａにより制御装置ＣＴに入力され、そして、スクリュ１０を駆動する回転モータ２１が制御されるようになっている。このように構成されている加熱筒２の外周部には、個々に発熱温度が制御される複数個の加熱ヒータ８，８，…が設けられている。一方、加熱筒２の第１の領域部２ａの上方部分には、低融点金属材料を供給するための材料供給孔９が開けられ、この材料供給孔９には窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスがガスボンベＧから供給されるようになっている。
【００１２】
スクリュ１０は、軸方向に駆動されるが、この駆動は溶融金属材料を射出するためではないので、そのストロークは短く、実質的に加熱筒２の第１の領域部２ａに位置する第１の部分１０ａと、第２の領域部２ｂに位置する第２の部分１０ｂとからなっている。第１の部分１０ａのスクリュの軸径は小さく、第２の部分１０ｂのスクリュの軸径は大きくなっている。そして、小径の第１の部分１０ａから大径の第２の部分１０ｂに移行するテーパ部が圧縮部１１となっている。この圧縮部１１は、スクリュの軸方向の移動量が小さいので、加熱筒２の第１、２の領域部２ａ、２ｂの境界近辺に位置することになる。このように、スクリュ１０の軸径は異なるが、フライトの外経は軸方向に略等しく、第１の部分１０ａのフライトの外周面は、加熱筒２の第１の領域部２ａの内周面に近接している。これにより、固体状の低融点金属材料は第１の領域部２ａ内で、加熱され、部分的ある程度溶融される。これに対し、第２の部分１０ｂのフライトの外周面あるいはスクリュ軸と、加熱筒２の第２の領域部２ｂの内周面との間には所定の間隔がある。この間隔により、第２の領域部２ｂの内部に、後述する計量室の３〜１０倍の貯留室３が確保される。このように構成されているスクリュ１０の先端部あるいは下端部に、第２の領域部２ｂすなわち貯留室３の座５に着座して、シール作用を奏するヘッド１２が取り付けられている。
【００１３】
加熱筒２の上部にスクリュ駆動装置２０が設けられている。スクリュ駆動装置２０は、回転モータ２１と油圧ピストン・シリンダユニット２２、２２とからなっている。図１には正確に示されていないが、回転モータ２１の出力軸とスクリュ軸２３は機械的に結合され、油圧ピストン・シリンダユニット２２、２２のシリンダは、回転モータ２１の架台２４に、そしてそのピストンロッドは加熱筒２のフランジにそれぞれ取り付けられている。したがって、回転モータ２１が起動すると、スクリュ１０は回転駆動され、油圧ピストン・シリンダユニット２２、２２のシリンダに作動油が給排されると、回転モータ２１の架台２４が加熱筒２に対して上下動し、回転モータ２１の出力軸に結合されているスクリュ１０が上下動あるいは進退することになる。
【００１４】
計量部３０は、加熱筒２の第２の領域部２ｂの下方の垂直湯路６からのみ構成することもできるが、図１に示されている実施の形態では、図２の（イ）に拡大して示されているように垂直湯路６と、この垂直湯路６に液密的に接続されている垂直管３１とからなっている。すなわち、垂直湯路６と垂直管３１とから所定容積の縦型の計量室３３が構成されている。このように計量室３３が縦型になっているので、また加熱筒２も縦方向に配置されているので、貯留室３にガスが侵入していても、あるいは発生していても、ガスは上方に浮き計量室３３に混入するようなことはない。なお、垂直管３１の外周部にも加熱ヒータ３２が設けられている。
【００１５】
射出部４０は、実質的に水平方向に配置されているプランジャ・シリンダ４１と、このプランジャ・シリンダ４１内に往復動自在に設けられている射出プランジャ４２と、この射出プランジャ４２を駆動する油圧ピストン・シリンダユニット４３とからなっている。プランジャ・シリンダ４１の一方の端部には垂直管３１が接続されている。プランジャ・シリンダ４１の射出室４８の先端部は、後述する金型に連通している。油圧ピストン・シリンダユニット４３は、従来周知のように、シリンダ４４と、このシリンダ４４内に往復動自在に設けられているピストン４５とからなり、そのピストンロッド４６がプランジャ・ロッド４７を介して射出プランジャ４２に接続されている。射出プランジャ４２は、軸方向に所定長さに形成され、計量時には垂直管３１をカバーする長さになっている。すなわち、閉鎖できる大きさに選定されている。
【００１６】
金型５０は、従来周知のように、固定盤５１に取り付けられている固定金型５２と、可動盤５３に取り付けられている可動金型５４とからなり、これらの金型５２、５４のパーテイングライン側に金属成形品に形を与えるキャビテイ５５が形成されている。そして、前記したプランジャ・シリンダ４１の射出室５８がランナ５６およびゲート５７を介してキャビテイ５５に連通している。
【００１７】
次に、上記金属射出成形装置を使用した成形例について説明する。本実施の形態に係わる金属射出成形装置も、制御装置ＣＴを備えているので、自動成形もできるが、以下手動運転と、自動運転とが混在したような形で説明する。図１には示されていないが、温度調節装置を駆動して、加熱筒２および垂直管３１内の各所の温度が設定温度になるように加熱ヒータ８，８，３２、…で加熱する。また、油圧ピストン・シリンダユニット４３を駆動して、射出プランジャ４２により垂直管３１の下端部を閉鎖する。さらには、スクリュ１０を上方へ駆動してそのヘッド１２を貯留室３の座５から離間する。離間することにより、スクリュ１０を回転駆動できる状態になる。回転モータ２１によりスクリュ１０を回転駆動する。別途用意した粒状、破砕片、切削片等の形状をした低融点金属材料を材料供給孔９から加熱筒２内に供給する。このとき、低融点金属材料が化学的に活性なときはガスボンベＧから不活性ガスも供給し、酸化を防止する。
【００１８】
供給された低融点金属材料は、加熱筒２の第１の領域部２ａ内で、加熱ヒータ８，８，…から加える熱と、スクリュ１０の回転による摩擦作用、剪断作用等により生じる熱とにより加熱される。そして、スクリュ１０の圧縮部１１において固相線温度以下で圧縮され、貯留室３へ供給される。供給された低融点金属材料は、貯留室３に貯えられている溶融金属材料Ｋにより加熱され、溶融金属材料Ｋとなる。このとき、スクリュ１０の第２の部分１０ｂが貯留室３内で回転しているので溶融金属材料Ｋは攪拌され、均一に溶融される。また、溶融金属材料Ｋ中のガスは分離され上方に浮く。このようにして、貯留室３内の溶融金属材料Ｋにより溶融されるとき、貯留室３の容積は計量室３３の３〜１０倍のように大きいので、貯えられている熱量も多く、供給される低融点金属材料を溶融しても温度低下は大きくはない。レベルセンサ７が所定量の溶湯を検知すると、制御装置ＣＴからの信号によりスクリュ１０は停止し、一旦溶融を終わる。
【００１９】
図２の（イ）は、射出工程が終わり、プランジャ・シリンダ４１の射出室４８内も、計量室３３内にも溶融金属材料がない状態を示している。次の計量工程を実施するために、射出プランジャ４２により垂直管３１の下端部すなわち計量室３３の下端部を閉鎖する。そうして、図２の（ロ）に示されているように、油圧ピストン・シリダユニット２２によりスクリュ１０を上方へ駆動する。そうすると、スクリュ１０のヘッド１２が貯留室３の座５から離間する。貯留室３中の溶融金属材料Ｋが重力により計量室３３に供給される。このとき、溶融金属材料Ｋは、貯留室３の下方部分から供給されるので、計量室３３にガスが混入するようなことはない。油圧ピストン・シリダユニット２２、２２によりスクリュ１０を下方へ駆動し、スクリュ１０のヘッド１２を貯留室３の座５にある程度の力で着座させ、シールする。これにより、溶融金属材料Ｋが計量室３３に計量される。この状態が図２の（ハ）に示されている。
【００２０】
射出プランジャ４２を後退させる。そうすると、図２の（ニ）に示されているように、計量室３３の下端部が開放され、計量室３３中の溶融金属材料Ｋがプランジャ・シリンダ４１の射出室４８内に供給される。供給されたら、油圧ピストン・シリダユニット４３により、図３に示されているように、射出プランジャ４２を高速で射出方向に駆動する。そうすると、射出室４８に供給された溶融金属材料Ｋは、ランナ５６およびゲート５７を介して型締めされているキャビテイ５５に射出充填される。冷却固化を待って、可動金型５４を開くと、従来周知のようにして金属成形品が取り出される。以下同様にして、金属成形品を得る。
【００２１】
上記のようにして、金属成形品を得ていると、貯留室３内の溶融金属材料Ｋの貯湯量が減る。そうすると、レベルセンサ７がこれを検知し、制御装置ＣＴからの信号により回転モータ２１が起動しスクリュ１０が回転駆動する。低融点金属材料も供給され、前述したようにして溶融されて貯留室３内に貯えられる。なお、このときも、図２の（ロ）に示されているように、スクリュ１０のヘッド１２が貯留室３の座５から離間した状態で溶融する。
【００２２】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、図１に示されている実施の形態によると、スクリュ１０の第２の部分１０ｂのスクリュ軸径は、スクリュ１０に圧縮部１１を形成するために大径になっているが、圧縮部１１より先端部を小径にすることもできる。また、スクリュ１０の第２の部分１０ｂのフライトは、単なる攪拌用であるので、図示の形態に限定されないことは明らかである。
【００２３】
さらには、上記実施の形態では、スクリュ１０の先端部にヘッド１２が取り付けられているので、ヘッド１２が貯留室３の座５に着座しているときは、スクリュ１０は回転駆動できないので、あるいは回転駆動することは望ましくないので、スクリュ１０とヘッド１２とを別体に構成することもできる。例えば、スクリュ１０を内部が空洞の筒状体から構成し、この空洞に操作棒を挿入してヘッド１２を外部から操作するように実施することもできる。そうすると、ヘッド１２が貯留室３の座５に着座しているときも溶融することができるようになる。また、スクリュ１０を、定位置で回転駆動するように実施できる利点も得られる。さらには、ヘッド１２を計量室３３内へ進退するピストンから構成すると、ピストンの挿入量を外部から制御して、計量室３３の容積を調節することもできる。
【００２４】
図１に示されている実施の形態では、計量室３３の容積は変えられないが、変えられるようにした実施の形態が図４に示されている。本実施の形態によると、ヘッド１２の先端部に、計量室３３内へ侵入可能なコマ１４が取り付けられるようになっている。したがって、コマ１４を取り付けると、コマ１４の容積分だけ、計量室３３の容積は小さくなる。このようなコマ１４をネジ機構によりスクリュ１０の軸内へ進退可能に設けると、進退させる量により計量室３３の容積を連続的に変更できることは明らかである。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、固体状の低融点金属材料を溶融する溶融部と、この溶融部で溶融された溶融金属材料を計量する計量部と、この計量部で計量される溶融金属材料を金型のキャビテイに射出する射出部とから構成され、前記溶融部は、縦型の加熱筒と、この加熱筒内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記加熱筒は小径の第１の領域部と、この第１の領域部の下方に連なって配置され、前記第１の領域部よりも大径の第２の領域部とからなり、そして前記第１の領域部は加熱部となり、前記第２の領域部は溶融部となっているので、比較的大量の固体状の低融点金属材料を短時間に溶融することができる。したがって、本発明によると、大型の金属成形品を短いサイクルで成形できる、という効果が得られる。また、固体状の低融点金属材料を加熱筒内で溶融されるので安全でもある。さらには、燃焼ガス、熱風等により作業環境を悪化させるようなこともない。また、計量部はその上部が加熱筒の第２の領域部の下方の湯路に、そして下部が射出部のプランジャ・シリンダに連なっている縦型の計量室からなっているので、溶融金属材料は重力により計量室に供給され、ガスは上方へ逃げる。したがって、気泡を含まない溶融金属材料を精度良く計量することができる。また、射出部は、その一方が前記計量部の計量室に、そして他方が金型に連なっている横型のプランジャ・シリンダと、このプランジャ・シリンダ内に往復動自在に設けられている射出プランジャとからなっているので、すなわち計量室と射出プランジャとが別体として構成されているので、金型へ射出するとき、計量された溶融金属材料は、従来のように加熱筒の方へ逆流することなく、全量が射出される。したがって、重量精度の高い金属成形品を得ることができる。また、従来の金属射出成形装置のように逆止リング等を設ける必要がないので、構造が簡単で安価でもある。
請求項２に記載の発明によると、貯留室の容積が計量室の容積の３〜１０倍であるので、貯留室に貯えられている溶湯金属材料の熱容量は充分に大きく、加熱された低融点金属材料が供給されても、溶融に支障をきたすような温度低下を招くことはない、という効果がさらに得られる。請求項３に記載の発明によると、貯留室には、溶融金属材料の貯湯量を検知するレベルセンサが設けられ、このレベルセンサで検知される信号に基づいて前記貯留室の溶融金属材料が一定レベルに保たれるように構成されているので、安定して連続的に計量し、そして金属成形品を得ることができる。請求項４に記載の発明によると、スクリュの先端部には、計量室内へ臨んで、計量室内の容積を調節する調節部材が取り付けられるように構成されているので、重量あるいは容積の異なる金属成形品に対応できる効果がさらに得られる。そして、請求項５に記載の発明によると、加熱筒の第１の領域部には、低融点金属材料の供給孔と関連して不活性ガス供給手段が設けられているので、化学的に活性な低融点金属材料からも安全に、しかも品質を劣化させることなく、高品質の金属成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる金属射出成形装置を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる金属射出成形装置の要部の作動状態を拡大して示す図で、その（イ）は計量前を、その（ロ）は計量中を、その（ハ）は計量終了後を、その（ニ）は射出前をそれぞれ示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる金属射出成形装置の要部の作動状態を拡大して射出中を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係わる金属射出成形装置の要部を、計量終了後の状態で示す断面図である。
【図５】従来の金属射出成形装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 溶融部 ２ 加熱筒
２ａ 第１の領域部 ２ｂ 第２の領域部
３ 貯留室 ５ 座
７ レベルセンサ １０ スクリュ
１０ａ 第１の部分 １０ｂ 第２の部分
３０ 計量部 ３１ 垂直管
３３ 計量室 ４０ 射出部
４１ プランジャ・シリンダ ４２ 射出プランジャ

Claims (5)

1. 固体状の低融点金属材料を溶融する溶融部と、この溶融部で溶融された溶融金属材料を計量する計量部と、この計量部で計量される溶融金属材料を金型のキャビテイに射出する射出部とからなる金属射出成形装置であって、
   前記溶融部は、その外周部に加熱ヒータが取り付けられている縦型の加熱筒と、この加熱筒内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、
   前記加熱筒は、小径の第１の領域部と、この第１の領域部の下方に連なって配置され、前記第１の領域部よりも大径の第２の領域部とからなり、前記第２の領域部の下方の、計量部に連なる湯路にはスクリュのヘッドが着座する座が設けられ、前記スクリュは、実質的に前記加熱筒の第１の領域部内に位置する第１の部分と、前記加熱筒の第２の領域部内に位置する第２の部分とからなり、前記第１の部分のスクリュ外経は、前記加熱筒の第１の領域部の内径に略等しく、それによって低融点金属材料は前記加熱筒の第１の領域部内で加熱され、前記スクリュの第２の部分の外周部と前記加熱筒の第２の領域部の内周面部との間には所定の間隔があり、この間隔により溶融金属材料が一時的に貯留される貯留室が構成されていると共に、前記スクリュの先端部には前記加熱筒の第２の領域部の下方に形成されている座に着座するヘッドが設けられ、
   前記計量部は、その上部が前記加熱筒の第２の領域部の下方の湯路に、そして下部が射出部のプランジャ・シリンダに連なっている縦型の計量室からなり、
   前記射出部は、その一方が前記計量部の計量室に、そして他方が金型に連なっている横型のプランジャ・シリンダと、このプランジャ・シリンダ内に往復動自在に設けられている射出プランジャとからなり、前記射出プランジャは所定位置では前記計量部の計量室の下端部を閉鎖できる大きさに選定されている、ことを特徴とする低融点金属材料用の金属射出成形装置。
2. 請求項１に記載の射出成形装置において、貯留室の容積が、計量室の容積の３〜１０倍である低融点金属材料用の金属射出成形装置。
3. 請求項１または２に記載の射出成形装置において、貯留室には、溶融金属材料の貯湯量を検知するレベルセンサが設けられ、このレベルセンサで検知される信号に基づいて前記貯留室の溶融金属材料が一定レベルに保たれる、低融点金属材料用の金属射出成形装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの項に記載の射出成形装置において、スクリュの先端部には、計量室内へ臨んで、計量室内の容積を調節する調節部材が取り付けられている、低融点金属材料用の金属射出成形装置。
5. 請求項１〜４のいずれかの項に記載の射出成形装置において、加熱筒の第１の領域部には、低融点金属材料の供給孔と関連して不活性ガス供給手段が設けられている、低融点金属材料用の金属射出成形装置。

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