JPH0985411A - ダイカスト用ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填不足及びノズル詰まりをなくしたダイカ
スト用ノズル装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 金型２２に配設されたノズル本体１１
は、その本体部４１にノズルチップ２１が固定され、こ
のときに耐熱ガスケット１４と断熱リング１２が本体部
４１とノズルチップ２１との間で押圧圧縮され、金型２
２とノズル本体１１の間に溶湯が流入することを防止し
ている。ノズル本体１１が機械ノズルにノズルタッチし
ていると、機械ノズルからノズル本体１１に熱が伝わ
り、ノズル本体１１は加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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１４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１４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１
０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９
ａの高さより高い位置に配置されており、溶湯射出部４
ａ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内の
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１５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】上記ダイカスト成形装置におけるスプルー
ブッシュ６は、図１４及び図１６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。一方、機械ノズル４
は、溶湯が機械ノズル４内で凝固しないように外周部が
機械ノズルヒーター５により加熱されていた。また、こ
の機械ノズル４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。

【０００５】

【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となってしま
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。

【０００６】また、上記従来例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
常に接触している機械ノズル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
高く設定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、溶湯のドロスの発生の原因となり、好ましいもので
はなかった。

【０００７】本発明は、上記従来例の課題に鑑みなされ
たもので、その目的は、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なくしたダイカスト用ノズル装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明におけるダイカス
ト用ノズル装置においては、ノズル本体の溶湯射出部の
外周部と金型の間に、断熱リングが設けられている。ま
た、ノズル本体及び断熱リングと金型の嵌合は、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、断
熱リングの破損を防止する構造となっている。更に、ノ
ズル本体と断熱リングの間には、溶湯の通過を防止する
ため、圧縮可能な耐熱ガスケットが設けられている。こ
の耐熱ガスケットは、断熱リングをノズル本体に固定す
る際にそれらの間で圧縮される。また、ノズル本体は、
断熱材料を用いたガイドリングを介して金型に固定され
ている。また、ノズル本体と金型は断熱材料を介して配
設され、直接接触することがないようになっていて、ノ
ズル本体と金型の断熱を確実なものとしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明におけるダイカスト用ノズ
ル装置のノズル本体は、機械ノズルとの接触により機械
ノズルから熱供給され、かつ金型と断熱されている。こ
のため、ノズル本体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。

【００１０】特に、ノズル本体と金型の間に溶湯が流入
すると、溶湯を介して熱がノズル本体から金型に逃げ、
ノズル本体をダイカスト成形に適した温度に保つことが
できなくなるため、このようなノズル本体と金型の間へ
の溶湯の流入を確実に防ぐことが必要である。このた
め、本発明においては、後述するように、断熱リングと
ガイドリング及び、耐熱ガスケットの圧縮により、金型
とノズル本体の間へ溶湯が流入することを防止してお
り、これにより確実に断熱している。

【００１１】即ち、金型とノズル本体の間への溶湯の流
入防止は次のようにして行われる。金型に配設されるノ
ズル本体は、その本体部にノズルチップ又はノズルスペ
ーサ及びノズルベースを固定する構造になっており、こ
れらを固定する際に耐熱ガスケットが断熱リングとノズ
ル本体との間で押圧される。また、ノズル本体に直接断
熱リングを固定した場合には、その間で耐熱ガスケット
を圧縮している。これにより、耐熱ガスケットが圧縮さ
れ、金型とノズル本体の間に溶湯が流入することを防止
している。また、ノズル本体が機械ノズルにノズルタッ
チしていると、機械ノズルからノズル本体に熱が伝わ
り、ノズル本体は加熱される。この結果、ノズル本体の
溶湯射出部分は、機械ノズルとほとんど等しい温度、即
ち、ダイカスト成形に適した温度になる。

【００１２】

【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。

【００１３】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、略円筒形状をなす本体部
４１とその先端４１ａ内に固定されるノズルチップ２１
とから構成されている。このノズルチップ２１は、先端
の外周にフランジ状の係止部２１ａを有し、また他方の
端部外周にはネジ部２１ｂが形成されており、このネジ
部２１ｂを本体部４１の先端４１ａ内周に形成されたネ
ジ部に螺合することにより本体部４１に固定されてい
る。このような本体部４１とノズルチップ２１からなる
ノズル本体１１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０．２５ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・
℃以上のタングステン合金からなる。また、このノズル
本体１１の本体部４１の機械ノズルタッチ部４１ｃ付近
の外周には突出部４１ｄが設けられており、また先端４
１ａ側の端面には後述する耐熱ガスケットに適合する環
状の凹部４１ｅが設けられている。

【００１４】断熱リング１２は、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。この断熱リ
ング１２は、取付穴２２ｄの流出側開口部２２ｃに適合
する外径を有し、その射出側の端面１２ａにはノズルチ
ップ２１の係止部２１ａに適合する環状の凹部１２ｂが
設けられている。この断熱リング１２は、図２に示すよ
うに、この断熱リング１２を貫通するノズルチップ２１
を本体部４１に固定する際に、ノズルチップ２１の係止
部２１ａと本体部４１の端面との間に挟まれて固定され
ている。尚、図３に示すように、ノズルチップ２１の端
面にはスリ割り３２が設けられていて、ドライバー等に
より回転できるようになっている。また、このスリ割り
３２の代わりに、六角棒スパナに適合する六角穴を形成
しても良いもので、これに類する他のものであっても良
い。

【００１５】耐熱ガスケット１４は、ある程度耐熱性の
ある金や銅等の柔らかい材料、ステンレスＯリング等の
金属Ｏリング、ステンレスＣリング等の金属Ｃリング等
からなるものであり、ノズル本体１１の本体部４１の凹
部４１ｅ内に収めることが可能な大きさで、押圧されて
いない状態でわずかに凹部４１ｅから突出する厚みを有
するように形成されている。この耐熱ガスケット１４
は、前述したように、ノズルチップ２１により断熱リン
グ１２が本体部４１に固定されるときに断熱リング１２
と本体部４１との間で圧縮される。

【００１６】ガイドリング２３、２４は耐熱性を有し、
ノズル本体１１の本体部４１にその突出部４１ｄを挟む
ように外嵌され、ガイドリング２３が取付穴２２ｄ内の
段部２２ｅに係止して位置決めされるものであり、その
外周が取付穴２２ｄの内面に当接して本体部４１を支え
て、その機械ノズルタッチ部４１ｃを適正な位置に位置
決めするものである。

【００１７】バックプレート１５は、ノズル本体１１及
びガイドリング２３、２４が取付穴２２ｄから脱落する
ことを防ぐため、固定型２２ａの端面にネジ１６で固定
されているものである。このバックプレート１５には、
ノズル本体１１の本体部４１の機械ノズルタッチ部４１
ｃの外径よりもわずかに大きい穴１５ａが設けられてお
り、この穴１５ａからノズル本体１１の機械ノズルタッ
チ部１１ｃがわずかに突出するように設定されている。

【００１８】このような図１及び図２に示す状態におい
て、ダイカスト成形を開始すると、溶湯がノズル本体１
１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。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５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、ノズル本体１１は機
械ノズルからの熱により加熱されているため、図１５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。

【００１９】上記のように、成形品１０が取り出される
と、ノズル本体１１のノズルチップ２１の温度は本体部
４１の熱により急激に成形可能な適正温度に回復する。
本実施例においては、ノズルチップ２１の断面積が本体
部４１の断面積よりも十分小さくなるように設定してい
るので、ノズルチップ２１と本体部４１の熱容量に差が
生じ、本体部４１の熱容量の方が大きいため、ノズルチ
ップ２１の温度を急激に回復させることができる。尚、
本体部４１及びノズルチップ２１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。

【００２０】上記ダイカスト成形時に、溶湯がノズルチ
ップ２１と断熱リング２１の隙間及びノズルチップ２１
と本体部４１との螺合部分をそれぞれ通って流入してく
るが、耐熱ガスケット１４が断熱リング１２と本体部４
１との間で圧縮されてそれらの隙間をシールしているの
で、溶湯がノズル本体１１と固定型２２ａとの間に流入
することはない。

【００２１】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、断熱リング１２と金型２２と
の隙間１７には溶湯が奥まで流れ込む前に凝固するた
め、この隙間を小さくしておけば、ガスケット等を用い
なくても流れ込むことはない。

【００２２】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
断熱リング１２との摺動により吸収される。

【００２３】図６及び図７は、図２に示す実施例におい
て、ノズル本体１１を加熱するための加熱手段として本
体部４１の外周部にヒーター１８を設けた変更例を示す
要部拡大断面図及び側面図である。このヒーター１８は
内部に温度検出部を備えていて、ノズル本体１１の温度
コントロールを行っている。１８ａはヒーター１８のリ
ード線であり、温度制御装置（図示せず）に接続されて
いるものである。このようにヒーター１８を備えること
により、ノズル本体１１の適正温度までの温度の上昇を
早めることができ、より効率的な成形が容易となる。即
ち、連続して成形する時間を極めて短くすることが可能
になる。また、固定型２２ａを厚くすることが必要で、
ノズル本体１１を長くせざるを得ない場合には、ヒータ
ー等の加熱手段を備えることは特に有効である。更に、
融点の高い金属材料のダイカストほどノズル本体に加熱
手段を設けることは有効である。

【００２４】また、図６に示すノズル装置においては、
その断熱リング１２の端面１２ａ側の外周に環状の段部
１２ｃが形成されており、この段部１２ｃが固定型２２
ａの流出側開口部２２ｃの内側に設けられた段部２２ｆ
に対面するように設定されている。熱膨張率の相違をあ
る程度吸収して断熱リング１２の破損を防ぐため、これ
ら段部１２ｃ、２２ｆの間には僅かに隙間があくように
設定されている。

【００２５】図８及び図９は図６に示す変更例において
ノズル本体１１と金型２２の固定型２２ａの間に保護カ
バー１９を設けた更なる変更例を示す要部拡大断面図及
び側面図である。このように、保護カバー１９を設ける
ことで、ノズル本体１１、断熱リング１２等からなるノ
ズル装置をユニット化しノズルの取り付けと取り外しを
容易としている。尚、この保護カバー１９は止めネジ２
０により固定型２２ａに固定されている。

【００２６】図１０及び図１１は、図２に示す実施例に
おけるノズル本体１１の構造及び断熱リング１２の固定
構造を変更した変更例を示す要部拡大断面図及び側面図
である。このノズル装置におけるノズル本体１１は、ノ
ズルチップ２１を用いることなく単体からなり、その先
端部１１ａ付近の外周に段部１１ｂを有する。一方、断
熱リング１２は、その端面に環状の凹部１２ｄが設けら
れており、この凹部１２ｄ内に耐熱ガスケット１４が収
められている。この断熱リング１２は、ノズル本体１１
の先端部１１ａに外嵌されて、更に止めネジ２８でノズ
ル本体１１にネジ止めされて固定されている。この変更
例においては、ノズルチップ２１を用いていないので、
図２及び図６等に示すノズル装置に比べて、段熱リング
１２とノズル本体１１との間のシールがし易い構造にな
っている。

【００２７】図１２は図１０に示す変更例における断熱
リング１２を更に変更した更なる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ける断熱リング１２
は、その内周面にネジ部１２ｅが設けられており、この
ネジ部１２ｅをノズル本体１１の先端部１１ａ付近の外
周に設けられているネジ部１１ｅに螺合することにより
ノズル本体１１に固定されている。このノズル装置にお
いては、ノズル本体１１の段部１１ｂ上に環状の凹部１
１ｄが設けられており、ここに耐熱ガスケット１４が収
められている。このノズル装置においては、ネジ等を使
用することなく断熱リング１２をノズル本体１１に固定
することができ、部品点数を削減することが可能とな
る。

【００２８】図１３は図２に示す実施例におけるノズル
本体１１の構造及び断熱リング１２の固定構造を変更し
た変更例を示す要部拡大断面図である。このノズル装置
におけるノズル本体１１は、ノズル先端まで形成される
と共にその先端部４１ｆ付近の外周にフランジ状に突出
した係止部４１ｇを有しかつ後端部の外周にネジ部４１
ｈを有する本体部４１と、この本体部４１に外嵌される
円筒形状のノズルスペーサ２５と、本体部４１のネジ部
４１ｈに螺合されるネジ部２６ａが内周部に設けられ更
に外周にフランジ状の突出部２６ｂが形成された略円筒
形状のノズルベース２６と、から構成されている。一
方、断熱リング１２は、本体部４１に図中右方の後端側
から外嵌され、その内部に形成された段部１２ｆが本体
部４１の係止部４１ｇに係止して射出方向に抜け落ちな
いように構成されている。このノズル装置においては、
本体部４１に外嵌した断熱リング１２を、ノズルベース
２６を本体部４１に固定する際にノズルスペーサ２５を
介して押圧しながら固定する構造になっている。このた
め、ノズルスペーサ２５の両端面にそれぞれ環状の凹部
２５ａ、２５ｂが設けられており、その中に溶湯の流入
を防止するための耐熱ガスケット１４、２７を収容して
いる。この耐熱ガスケット２７は、本体部４１とノズル
ベース２６のネジ部４１ｈ、２６ａを通過する溶湯の固
定型２２ａとノズル本体１１との間への流入を防止する
ものである。また、耐熱ガスケット１４は、断熱リング
１２とノズル本体１１との隙間を通過する溶湯の流入を
遮断するものである。更に、ノズルスペーサ２５は本体
部４１と同一材料で形成されており、このノズルスペー
サ２５を本体部４１に外嵌することにより本体部４１の
肉厚が厚くなったのと同じ効果が得られる。

【００２９】

【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、金型から断熱されたホットノ
ズルを用いているので、溶湯の射出がスムーズになり、
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。

【００３０】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、スプルー部がな
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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６】図２に示す実施例において、ノズル本体を加熱
するための加熱手段として本体部の外周部にヒーターを
設けた変更例を示す要部拡大断面図である。

【図７】図６に示すダイカスト用ノズル装置の側面図で
ある。

【図８】図６の変更例においてノズル本体と金型の固定
型の間に保護カバーを設けた変更例を示す要部拡大断面
図である。

【図９】図８に示すダイカスト用ノズル装置の側面図で
ある。

【図１０】図２に示す実施例におけるノズル本体の構造
及び断熱リングの固定構造を変更した変更例を示す要部
拡大断面図である。

【図１１】図１０に示すダイカスト用ノズル装置の側面
図である。

【図１２】図１２は図１０に示す変更例における断熱リ
ングを更に変更した更なる変更例を示す要部拡大断面図
である。

【図１３】図１３は図２に示す実施例におけるノズル本
体の構造及び断熱リングの固定構造を変更した変更例を
示す要部拡大断面図である。

【図１４】従来のダイカスト用ノズル装置を示す断面図
である。

【図１５】図１４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１６】図１４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、２２ 金型 ７ａ、２２ａ 固定型 ７ｂ、２２ｂ 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 先端部 １１ｂ 段部 １１ｄ 凹部 １１ｅ ネジ部 １２ 断熱リング １２ａ 端面 １２ｂ、１２ｄ 凹部 １２ｃ、１２ｆ 段部 １２ｅ ネジ部 １３ ガイドリング １４ 耐熱ガスケット １５ バックプレート １６ 止めネジ １７ 隙間 １８ ヒーター １８ａ リード線 １９ 保護カバー ２０ 止めネジ ３１ 冷却水 ４１ 本体部 ４１ａ 先端 ４１ｃ 機械ノズルタッチ部 ４１ｄ 突出部 ４１ｅ 凹部 ４１ｆ 先端部 ４１ｇ 係止部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体と、 金型と前記ノズル本体との断熱を保ち前記金型と前記ノ
   ズル本体に隙間嵌めで嵌合する断熱リングと、 前記金型と前記ノズル本体の断熱と前記金型内の前記ノ
   ズル本体の位置を保つためのガイドリングと、 前記ノズル本体と前記金型の間に溶融金属が流入するこ
   とを防止するための圧縮性の耐熱ガスケットとを有し、 前記断熱リングを前記耐熱ガスケットを圧縮して、ノズ
   ル本体に固定し、該ノズル本体を前記ガイドリングを介
   して前記金型に固定し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】 前記ノズル本体は、本体部と、該本体部
   の先端に前記断熱リングを前記本体部との間に挟んで固
   定するノズルチップとからなる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】 前記ノズル本体は、先端に前記断熱リン
   グを係止する係止部を有する本体部と、該本体部の後端
   に固定されるノズルベースと、前記本体部に外嵌され且
   つ前記ノズルベースと前記断熱リングとの間に配置され
   たノズルスペーサとからなる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。
4. 【請求項４】 前記ノズル本体に温度制御可能な加熱手
   段を設け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。
5. 【請求項５】 前記ノズル本体に耐熱鋼よりも熱伝導率
   のよい耐熱金属材料を用いたことを特徴とする請求項
   １、２、３又は４記載のダイカスト用ノズル装置。
6. 【請求項６】 前記ノズル本体は、その射出部の断面積
   が中央部の断面積よりも小さくなるように形成されてい
   ることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の
   ダイカスト用ノズル装置。