JPH10230352A

JPH10230352A - 軽合金用射出成形装置

Info

Publication number: JPH10230352A
Application number: JP4962797A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ueki; 紳一植木
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JP3809973B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダバレルが熱膨張により歪んでも、常
に射出ノズルが金型のスプルーに自動的に芯合わせされ
る、軽合金用射出成形装置を提供する。【解決手段】シリンダバレル（５）の先端部に反射鏡
（３１）を、後端部にレーザー受光器（３２）を取り付
ける。反射鏡（３１）にレーザー光線（ＬＢ）を照射
し、その反射光をレーザー受光器（３２）で受光する。
これによりシリンダバレルの熱による、基準点からの歪
方向と量とを演算し、この演算値により旋回架台２を水
平方向と上下方向に駆動調節して、射出ノズル（６）の
ノズル孔（７）を金型（８）のスプルー（９）に自動芯
合わせする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも、先端
に射出ノズルを有するシリンダバレルと、このシリンダ
バレル内で回転方向と軸方向とに駆動されるようになっ
ているスクリュウとを備え、射出ノズルの水平方向と、
上下方向との位置が駆動手段によって調節されるように
なっている軽合金用射出成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金、マグネシウム合金、
亜鉛合金等の低融点金属製品あるいは軽金属製品の製造
には、周知のように重力鋳造方法、ダイカスト法等と共
に、射出成形方法も適用されている。この射出成形方法
の実施に供される軽合金用射出成形機、例えばインライ
ンスクリュウ式射出成形機は、文献名を挙げるまでもな
く従来周知で、シリンダバレル、このシリンダバレル内
で回転および軸方向に駆動されるようになっているスク
リュウ、スクリュウを回転および軸方向に駆動する駆動
装置等から構成されている。したがって、スクリュウを
駆動装置により回転駆動すると共に、ホッパから軽金属
射出材料をシリンダバレルに供給すると、スクリュウの
回転による摩擦力、剪断力、外部から加える熱等により
混練・溶融されながらシリンダバレルの前方に搬送さ
れ、所定量の溶融射出金属材料が蓄積される。次いで、
蓄積された溶融射出金属材料を、射出ユニットを軸方向
に駆動して、シリンダバレルの先端部に設けられている
射出ノズルを金型にタッチせさ、そしてスクリュウを軸
方向に駆動して型締めされた金型のスプルーからランナ
およびゲートを通してキャビテイに射出し、冷却固化を
待って金型を開くと軽金属成形品を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような射出成形
機によると、射出成形方法の特徴を生かして品質の優れ
た軽金属成形品を樹脂成形品と同様にして得ることがで
きる利点がある。しかしながら、問題点もある。すなわ
ち、シリンダバレルの外周部は、一般にバンドヒータと
呼ばれる加熱器により加熱され、このときの加熱温度は
射出材料が樹脂のときは１５０〜３００°Ｃと比較的低
い温度に加熱されているので問題は少ない。しかしなが
ら、射出材料が軽金属射出材料のときは６００°Ｃ程度
と高いので、シリンダバレルが熱膨張により歪む、ある
いは撓むことがある。特に、ホッパ内に貯蔵されている
軽金属射出材料は、大気温度になっているので、これが
高温に加熱されているシリンダバレルに供給されると、
供給される部分の低温部分と、他の部分の高温部分との
間の大きな温度分布差により歪、撓み等の変形は倍加さ
れる。この変形により、射出ノズルの位置がずれ、射出
ノズルのノズル孔とスプルーとが整合しないようにな
る。このように整合しない状態で射出すると、高温の溶
融軽金属材料が射出ノズルのノズル孔から飛び散り、付
近の機器、電装品等に被害を与え、また人身事故にもつ
ながる。このように飛び散ると、飛び散った溶融軽金属
材料を取り除く作業も必要となり、飛び散る量が多い
と、射出量が不足し、軽金属成形品の品質を落とすこと
にもなる。

【０００４】また、シリンダバレルが歪を起こしている
状態で射出ノズルを金型に無理にタッチさせて成形を続
行すると、シリンダバレルの歪がスクリュウにも影響が
及び、シリンダバレル内で高速で移動するスクリュウの
寿命を著しく短くすることにもなる。本発明は、上記し
たような従来の欠点あるいは問題点を解消した軽合金用
射出成形装置を提供することを目的とし、具体的にはシ
リンダバレル等が熱膨張等により変形あるいは歪んで
も、常に射出ノズルが所定位置すなわち金型のスプルー
に自動的に芯合わせされる、軽合金用射出成形装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、シリンダバレルの歪検出手段が適用され
る。そして、シリンダバレルが歪、撓み等の変形を起こ
すと、この変形量を歪検出手段が検出し、射出ノズルが
金型のスプルーに整合するように、射出ノズルの位置が
自動的に調節される。すなわち、本発明は上記目的を達
成するために、少なくとも、先端に射出ノズルを有する
シリンダバレルと、このシリンダバレル内で回転方向と
軸方向とに駆動されるようになっているスクリュウとを
備え、前記射出ノズルの水平方向と、上下方向との位置
が駆動手段によって調節されるようになっている射出成
形装置であって、前記駆動手段は、レーザー発光器とレ
ーザー受光器とからなるシリンダバレルの歪検出手段に
より検出される信号により、前記射出ノズルの位置が所
定位置になるように制御されるように構成される。請求
項２記載の発明は、請求項１に記載のシリンダバレルの
歪検出手段が、シリンダバレルの先端部あるいは後端部
に取り付けられている反射鏡と、この反射鏡にレーザー
光線を照射するレーザー発光器と、前記反射鏡と対向し
て前記シリンダバレルの後端部あるいは先端部に取り付
けられているレーザー受光器とで構成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図１により本発明の実施の
形態を説明する。図１は本実施の形態に係わる軽合金用
射出成形装置の模式的平面図であるが、同図に示されて
いるように、本実施の形態に係わる軽合金用射出成形装
置は、射出ベッド上に軸方向に移動自在に設けられてい
る移動架台１、この移動架台１に水平方向と垂直あるい
は上下方向とに旋回可能に設けられている旋回架台２、
この旋回架台２に取り付けられている射出ユニット４等
から構成されている。また、軽合金用射出成形装置は、
後述する歪検出装置、制御装置、金型装置等も備えてい
る。

【０００７】移動架台１は、図に示されていない射出ベ
ッドに固定されている油圧ピストン・シリンダユニット
１０により軸方向に駆動されるようになっている。すな
わち、油圧ピストン・シリンダユニット１０のシリンダ
は、射出ベッドに固定され、そしてロッド１１の先端部
は移動架台１に接続されている。また、シリンダにはピ
ストンの位置を検出する位置検出器１２が設けられ、こ
の位置検出器１２により検出されるピストンの位置、し
たがって後述する射出ノズル６の位置は信号ラインａに
より制御装置３０に入力されるようになっている。

【０００８】旋回架台２は、移動架台１に対して水平方
向と上下方向とに旋回あるいは調節されるもので、旋回
架台１の、図１において右方の後端部は旋回ピン３によ
り移動架台１に取り付けられている。したがって、旋回
架台２は、この旋回ピン３を中心として左右方向に旋回
できる。また、旋回ピン３の周りには多少の隙間があ
る。したがって、旋回架台２の図１において左方の前方
端は、上下方向に調節できる。旋回架台２を左右方向に
旋回あるいは調節するために、図示の実施の形態では、
旋回ピン３よりも左方の位置に調整ナット１５が固定さ
れている。そして、この調整ナット１５に調整ボルト１
６が螺合し、調整ボルト１６はユニバーサルジョイント
１７を介して、移動架台１に固定されている第１のモー
タ２１に接続されている。したがって、第１のモータ２
１が左右方向に回転すると、調整ボルト１６も左右方向
に回転し、旋回架台２が旋回ピン３を中心として左右方
向へ旋回する。これにより、射出ノズル６の左右方向の
調節が行われる。なお、第１のモータ２１と制御装置３
０は、信号ラインｂにより接続されている。

【０００９】旋回架台２の、図１において左方の前方端
部には、この旋回架台２の前方端部を上下方向に駆動す
るための第２のモータ２２が取り付けられている。そし
て、この第２のモータ２２の出力軸に水平方向に延びた
１本のウォーム軸２３が接続されている。ウォーム軸２
３には、所定の間隔をおいて２箇所にウォーム２４、２
４が形成され、これらのウォーム２４、２４は、水平面
内で回転するウォームホィール２５、２５と螺合してい
る。ウォームホィール２５、２５には、同心的に昇降ネ
ジ２６、２６が固定されている。これらの昇降ネジ２
６、２６は、旋回架台２に上下方向に貫通して形成され
ている雌ネジと螺合し、その下端部は移動架台１に接し
ている。したがって、これらの昇降ネジ２６、２６を左
右方向に回転駆動すると、旋回架台２の前方端部が上下
方向に駆動調節されることになる。なお、第２のモータ
２２と制御装置３０は、信号ラインｃで接続されてい
る。

【００１０】射出ユニット４は、従来周知のように、シ
リンダバレル５、このシリンダバレル５の前方端に設け
られている射出ノズル６、シリンダバレル５内で回転方
向と軸方向とに駆動されるようになっているスクリュ
ウ、このスクリュウを回転方向と軸方向とに駆動する駆
動装置等から構成されている。そして、射出ノズル６の
前方に図示されない固定盤に取り付けられた金型８が設
けられ、射出ノズル６のノズル孔７は、この金型８のス
プルー９と整合するようになっている。

【００１１】歪検出装置は、シリンダバレル５の前方端
に、その反射面がシリンダバレル５の軸に対して４５°
になるように固定されている反射鏡３１と、シリンダバ
レル５の後端部に固定されて、反射鏡３１からのレーザ
ー光線ＬＢを受光するレーザー受光器３２と、反射鏡３
１にレーザー光線ＬＢを４５°の角度で照射するレーザ
ー発光器３３とから構成されている。レーザー受光器３
２と制御装置３０は信号ラインｄにより接続され、この
信号ラインｄによりレーザー光線ＬＢの位置に関する信
号が制御装置３０に入力されるようになっている。な
お、レーザー発光器３３と制御装置３０は、ラインｅに
より接続され、射出ノズル６が金型８に対して所定位置
に接近すると、制御装置３０からの信号によりレーザー
発光器３３が発光するようになっている。

【００１２】制御装置３０は、射出成形に必要な各種機
器を制御すると共に、演算機能も備え、レーザー受光器
３２で受光されるレーザー光線ＬＢの、基準点からの変
化あるいはズレ量に関する信号から、第１、２のモータ
２１、２２の駆動方向と駆動量とを演算する。そして、
演算した演算値により第１、２のモータ２１、２２を制
御するようになっている。

【００１３】次に、上記実施の形態の作用について説明
する。油圧ピストン・シリンダユニット１０に作動油を
給排して、移動架台１を軸方向に駆動し、射出ノズル６
が金型８にタッチする直前の位置まで近づけ、ノズル孔
７が金型８のスプルー９と整合するように旋回架台１を
手動的に調節する。これがノズル孔７を金型８のスプル
ー９に芯合わせするときの基準点となる。また、射出ノ
ズル６が金型８にタッチする直前の位置を位置検出器１
２により検出し、この位置をレーザー発光器３３が発光
する位置として、制御装置３０に入力し、そして記憶し
ておく。

【００１４】スクリュウを回転駆動して軽金属射出材料
を、従来周知のようにして計量し、そして軸方向に駆動
して金型８へ射出する。冷却固化を待って金型８を開い
て軽金属成形品を得る。上記のようにして射出成形する
とき、射出ノズル６が金型８にタッチする直前の設定位
置に達すると、位置検出器１２がこれを検知して制御装
置３０にその信号が入力される。これによりレーザー発
光器３３が発光する。レーザー光線ＬＢは、反射鏡３１
に照射され、この反射鏡３１で反射されたレーザー光線
ＬＢは、レーザー受光器３２で受光される。そして信号
ラインｄにより制御装置３０に入力される。制御装置３
０において、受光したレーザー光線ＬＢの位置と基準点
とが比較され、これが一致するように、旋回架台２を駆
動する方向と駆動量とが演算される。演算された制御信
号は、信号ラインｃ、ｂにより第１、２のモータ２１、
２２にそれぞれ印加される。この制御信号により第１、
２のモータ２１、２２は、所定方向に所定量だけ駆動さ
れる。これにより旋回架台２、したがってこの旋回架台
２に固定されている射出ユニット４の射出ノズル６は、
左右上下方向に所定量だけ駆動され、シリンダバレル５
が熱膨張等により歪んでも、常にノズル孔６が金型８の
スプルー９に芯合わせされる。

【００１５】以上のように、本実施の形態によると、反
射鏡３１とレーザー受光器３２は、シリンダバレル５の
両端部に設けられているので、シリンダバレル５の小さ
な歪量も検出できる効果が得られる。なお、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、図示の反射鏡３１の位置にレーザー受
光器３２を設け、レーザー受光器３２の位置に反射鏡３
１を設けても同様に実施できる。また、反射鏡３１の位
置に直接レーザー発光器３３を設けても同様に実施でき
ることは明らかである。さらには、上記実施の形態では
反射鏡３１とレーザー受光器３２は、シリンダバレル５
に取り付けられているが、反射鏡３１とレーザー受光器
３２とレーザー発光器３３の少なくとも１個をシリンダ
バレル５の先端部に取り付け、他を他の固定的な部材に
取り付けても実施できることも明らかである。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によると、射出ノズ
ルは水平方向と、上下方向との位置が駆動手段によって
調節されるようになって、その駆動手段はレーザー発光
器とレーザー受光器とからなるシリンダバレルの歪検出
手段により検出される信号により、射出ノズルの位置が
所定位置になるように制御されるので、シリンダバレル
が熱膨張等により変形しても、射出ノズルは常に所定位
置すなわち金型のスプルーに芯合わせされる、という本
発明に特有な効果が得られる。したがって、本発明によ
ると、シリンダバレルが熱膨張等により変形しても、高
温の溶融軽金属材料が射出ノズルのノズル孔から飛び散
ることも、またスクリュウの寿命を短くするようなこと
もない。請求項２に記載の発明によると、シリンダバレ
ルの歪検出手段の反射鏡と、レーザー受光器とがシリン
ダバレルの両端部にそれぞれ取り付けられているので、
シリンダバレルの小さな歪量にも確実に対応できる効果
がさらに得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係わる軽合金用射出成形装置
の模式的平面図である。

【符号の説明】

１移動架台２旋回架台３旋回ピン４射出ユニット５シリンダバレル６射出ノズル２１、２２第１、２のモータ（駆動手段）３０制御装置３１反射鏡３２レーザー受光器３３レーザー発光器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、先端に射出ノズル（６）を
有するシリンダバレル（５）と、このシリンダバレル
（５）内で回転方向と軸方向とに駆動されるようになっ
ているスクリュウとを備え、前記射出ノズル（６）の水
平方向と、上下方向との位置が駆動手段（２１、２２）
によって調節されるようになっている射出成形装置であ
って、前記駆動手段（２１、２２）は、レーザー発光器（３
３）とレーザー受光器（３２）とからなるシリンダバレ
ル（５）の歪検出手段により検出される信号により、前
記射出ノズル（６）の位置が所定位置になるように制御
されることを特徴とする軽合金用射出成形装置。
【請求項２】請求項１に記載のシリンダバレル（５）
の歪検出手段が、シリンダバレル（５）の先端部あるい
は後端部に取り付けられている反射鏡（３１）と、この
反射鏡（３１）にレーザー光線（ＬＢ）を照射するレー
ザー発光器（３３）と、前記反射鏡（３１）と対向して
前記シリンダバレル（５）の後端部あるいは先端部に取
り付けられているレーザー受光器（３２）とからなる、
軽合金用射出成形装置。