JPH11156519A - 金属材料の射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属材料を安定的に混練溶融することができ
ると共に、溶融金属材料の漏出がなく、且つ充分な逆流
防止機能と強度とを有する金属材料の射出装置を提供す
る。 【解決手段】 金属材料（Ｋ）を溶融する押出シリンダ
装置（Ａ）と、押出シリンダ装置（Ａ）で溶融された溶
融金属材料を金型に注入する注湯シリンダ装置（Ｂ）と
から構成する。押出シリンダ装置（Ａ）は、押出シリン
ダ（１）とスクリュ（８）とから構成し、スクリュ
（８）の先端部には閉鎖体（２０）を取り付ける。スク
リュ（８）が第１位置をると、この閉鎖体（２０）が押
出シリンダ（１）の閉鎖環（４０）に当接して溶融金属
材料の逆流を防止し、スクリュ（８）が第２位置をとる
と、閉鎖環（４０）から離間して溶融金属材料の流れを
許容するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料を溶融す
る押出シリンダ装置と、この押出シリンダ装置で溶融さ
れた溶融金属材料を金型に注入する注湯シリンダ装置と
からなる、金属材料の射出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インラインスクリュ式射出成形機の射出
装置は、文献名を挙げるまでもなく従来周知で、シリン
ダ、このシリンダ内で回転および軸方向に駆動されるス
クリュ、スクリュ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、スクリュを駆動
装置により回転駆動すると共に、ホッパから例えばアル
ミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス等の
低融点金属材料の粒、薄片ないし破砕小片をシリンダに
供給すると、スクリュの回転による摩擦力、剪断力、外
部から加える熱等により半溶融状態に溶融される。この
とき、スクリュは後退し、溶融された金属材料はシリン
ダの前方に圧送され所定量が蓄積される。蓄積された溶
融金属材料は、スクリュを軸方向に駆動することによ
り、シリンダの先端部に設けられているノズルから、型
締めされた金型のキャビテイに射出して金属成形品を得
ることができる。

【０００３】このような射出装置によると、金属材料は
スクリュで攪拌されながら溶融されるので、デンドライ
ドの形成が抑制され、破壊された退化樹脂状晶の微細な
粒状の個体と液体とが共存した状態であるシキソ状物質
が得られる利点もあり、実用に供されている。ところ
で、上記のように従来の射出装置は、金属材料を溶融す
るときは、スクリュは回転しながら後退し、射出時には
前進するので、金属材料を安定的に溶融することが困難
で、成形運転が安定しないという欠点がある。そこで、
図５に示されているような、プリプラ方式の射出装置す
なわち金属材料を溶融する押出シリンダ装置１００と、
この押出シリンダ装置１００で溶融された溶融金属材料
を金型に注入する注湯シリンダ装置１１０とからなる射
出装置が提案されている。

【０００４】押出シリンダ装置１００は、概略的には押
出シリンダ１０１、この押出シリンダ１０１内に回転駆
動されるように設けられているスクリュ１０２、このス
クリュ１０２を回転駆動するモータ１０３、金属材料が
貯えられているホッパ１０４等から構成されている。ま
た、注湯シリンダ装置１１０は、注湯シリンダ１１１、
この注湯シリンダ１１１内に軸方向に駆動されるように
設けられている注入ピストン１１２、この注入ピストン
１１２を駆動するピストンシリンダユニット１１５等か
ら構成されている。そして、押出シリンダ装置１００の
押出シリンダ１０１の先端は、湯路１０５により注湯シ
リンダ１１１のピストンヘッド室１１３に連通してい
る。また、湯路１０５には外部から操作される開閉弁１
０６が設けられている。

【０００５】したがって、開閉弁１０６を開いて、モー
タ１０３によりスクリュ１０２を回転駆動すると共に、
ホッパ１０４から押出シリンダ１０１に金属材料を供給
すると、スクリュ１０２の回転による摩擦力、剪断力、
外部から加える熱等により半溶融状態に溶融される。溶
融された金属材料は、スクリュ１０２の搬送力により湯
路１０５から注湯シリンダ１１１のピストンヘッド室１
１３へピストンシリンダユニット１１５を後退させなが
ら送り込まれる。所定量蓄積されたら、開閉弁１０６を
閉じて、注湯シリンダ装置１１０のピストンシリンダユ
ニット１１５により注入ピストン１１２を射出方向に駆
動する。そうすると、溶融金属材料は、注湯シリンダ１
１１の先端部に設けられている射出ノズル１１４から、
型締めされた金型１２０のキャビテイに射出される。

【０００６】上記のような、金属材料成形用のプリプラ
方式の射出装置に対して、成形材料が樹脂であるプリプ
ラ方式の逆流防止手段を備えた射出装置も、例えば実公
昭５９ー５５５６号、特開平８ー１０３９２３号、特開
平８ー１８３０７８号等により提案されている。樹脂材
料成形用のプリプラ方式の射出装置自体は、従来周知で
あるので、詳しい説明はしないが、実公昭５９ー５５５
６号および特開平８ー１０３９２３号に示されている射
出装置は、図６、図７に示されているように、可塑化シ
リンダ装置２００と、この可塑化シリンダ装置２００で
混練溶融された溶融樹脂材料を金型２５０に充填する射
出シリンダ装置２３０とから構成されている。

【０００７】可塑化シリンダ装置２００は、概略的に可
塑化シリンダ２０１と、この可塑化シリンダ２０１内で
回転駆動されると共に、軸方向に所定量だけ移動可能な
スクリュ２０２とから構成されている。スクリュ２０２
の先端部は、後部のフライト部からテーパ部２０３を有
するようにテーパ状あるいは円錐状に拡大され、拡大部
２０４となっている。そして、この拡大部２０４に対応
して、可塑化シリンダ２０１の先端部もテーパ部を有す
るように拡径された拡大室となっている。スクリュ２０
２のテーパ部２０３と、可塑化シリンダ２０１のテーパ
部は、射出時に互いに当接するシール面となっている。
なお、図６、図７において、参照数字２０５はスクリュ
２０２を回転駆動するモータを、２０６は樹脂材料ホッ
パを、２３１は射出シリンダを、２３２は射出スクリュ
を、２３３は油圧シリンダを、ｈはヒータを、そして２
５０は金型をそれぞれ示している。

【０００８】したがって、上記のプリプラ方式の射出装
置も、従来周知のようにして、可塑化シリンダ装置２０
０により樹脂材料を可塑化し、そして可塑化された溶融
樹脂材料は樹脂路３０７により射出シリンダ装置２３０
に搬送され、射出スクリュ２３２を軸方向に駆動するこ
とにより金型２５０に射出することができるが、射出す
るときは、可塑化シリンダ装置２００のスクリュ２０２
が後退してそのテーパ部２０３が可塑化シリンダ２０１
のテーパ部に当接する。これにより溶融樹脂材料の逆流
が防止される。

【０００９】一方、特開平８ー１８３０７８号に示され
ている樹脂材料成形用のプリプラ方式の射出装置も、図
８に示されているように、可塑化シリンダ装置３００
と、この可塑化シリンダ装置３００で混練溶融された溶
融樹脂材料を金型に充填する射出シリンダ装置３３０と
から構成されている。可塑化シリンダ装置３００は、概
略的に可塑化シリンダ３０１と、この可塑化シリンダ３
０１内で回転駆動されると共に、軸方向に所定量だけ移
動可能なスクリュ３０２とから構成されている。スクリ
ュ３０２の先端部には、図８の（ロ）に拡大して示され
ているように、後方のフライト部の径よりも大径の紡錘
形の逆止弁３０３が取り付けられている。この逆止弁３
０３は、後端面にテーパ部を有する。そして、この逆止
弁３０３に対応して可塑化シリンダ３０１の先端部に設
けられている環状の弁座３０４にもテーパ部が形成され
ている。これらのテーパ部は、射出時に互いに当接する
シール面となっている。なお、図８中の他の参照数字３
０５は、可塑化用のモータを、３０６は樹脂路を、３３
１は射出シリンダを、そして３３２はプランジャをそれ
ぞれ示している。

【００１０】上記プリプラ方式の射出装置も、前述した
ようにして、可塑化シリンダ装置３００により樹脂材料
を可塑化し、そして可塑化された溶融樹脂材料を射出シ
リンダ装置３３０により金型に射出することができる。
射出するときは、可塑化シリンダ装置３００のスクリュ
３０２が後退して逆止弁３０３のテーパ部が環状の弁座
３０４のテーパ部に当接する。これにより溶融樹脂材料
の逆流が防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、プリプ
ラ方式の射出装置は、押出シリンダ装置の他に注湯シリ
ンダ装置を備えているので、インラインスクリュ式の欠
点は、ある程度解消されている。しかしながら、問題点
もある。すなわち、溶融金属材料は、溶融樹脂材料に比
較して粘度がきわめて低いので、僅かな隙間にも容易に
侵入し外部へ漏出する性質があるが、従来の開閉弁は外
部から開閉操作されるようになっているので、この開閉
弁の操作機構等から外部へ漏出することがある。漏出し
て固化すると、開閉弁の操作が阻害されるし、また溶融
状態のマグネシウムのように空気と接触して過激な燃焼
をする金属材料は、漏出すると危険で成形できないとい
う問題もある。さらには、注湯シリンダ装置から溶融金
属材料を金型へ注入するときは、押出シリンダ装置の開
閉弁を閉鎖して逆流を防止しているが、注入するときの
高い圧力が開閉弁に作用するので、開閉弁には充分な強
度が要求される。しかしながら、従来の開閉弁は構造上
強度をもたせることが困難でもある。

【００１２】また、前述した樹脂材料成形用のプリプラ
方式の射出装置は、逆流防止手段を備えているので、溶
融粘度の高い樹脂材料の逆流は防止され、樹脂材料に対
してはそれなりの効果は認められる。しかしながら、樹
脂材料に比較して粘度の低い溶融金属材料の逆流防止用
には採用できない。以下その理由を説明する。例えば、
実公昭５９ー５５５６号および特開平８ー１０３９２３
号のものも共にスクリュ２０２の先端部の直径は後部フ
ライトの径よりも大きくなり、また特開平８ー１８３０
７８号のスクリュ３０２の先端部の逆止弁３０３の径
も、後部フライトの径よりも大きくなっているので、射
出時には大きな反力を受けることになる。すなわち、ス
クリュ２０２、３０２が射出される樹脂等の圧力により
受ける反力は、スクリュ２０２、３０２の先端部の断面
積に樹脂等の圧力を乗じた値であるが、断面積が大きい
ので大きな反力となる。その結果、可塑化シリンダ２０
１、３０１の座面あるいはシール面に大きな負担がかか
ることになる。また、逆流防止用のシール部の直径が大
きいので、シール部が長くなり、シールが不完全になり
易く、粘度の低い溶融金属材料は逆流する恐れがある。
さらには、上記樹脂材料用の逆流防止手段のシール面
は、テーパあるいは円錐状になっているので、可塑化シ
リンダ２０１のテーパ部とスクリュ２０２のテーパ部２
０３、あるいは逆止弁３０３のテーパ部と環状の弁座３
０４のテーパ部の円錐の角度を一致させることが、加工
的にも困難で、当接が線接触となり、シール面が損傷し
やすく、早期に逆流が起こることが予想される。また、
スクリュ２０２、３０２の軸心、スクリュ２０２のテー
パ部２０３あるいは逆止弁３０３のテーパ部の軸心、可
塑化シリンダ２０１のテーパ部あるいは弁座３０４のテ
ーパ部の軸心等のズレによりシール面の当接が偏ると、
シール面が変形するが、偏りにより変形は促進され、こ
の変形により逆流が起こることも予想される。さらに
は、可塑化シリンダ２０１、３０１の先端部の内径が大
きいので、内部に作用する樹脂等の圧力に耐えるため
に、可塑化シリンダ２０１、３０１の先端部を厚肉にし
なければ、充分な強度が得られないとう欠点もある。こ
のような理由により、従来の樹脂材料成形用のプリプラ
方式の射出装置は、金属材料の射出装置には採用できな
い。

【００１３】本発明は、上記したような従来の問題点を
解決した金属材料の射出装置を提供することを目的と
し、具体的には金属材料を安定的に溶融することができ
ると共に、溶融金属材料の漏出がなく、且つ充分な逆止
機能と強度とを有する金属材料の射出装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属材料を安
定的に溶融するために、押出シリンダ装置と注湯シリン
ダ装置とから構成されている。そして、溶融金属材料の
漏出がなく、且つ充分な逆止機能と強度とをもたせるた
めに、開閉弁を構成している閉鎖体は、シリンダ前室内
に設けられ、この閉鎖体はシリンダ前室内で軸方向に移
動し、溶融金属材料の逆流を防止し、また許容するよう
に構成される。すなわち、本発明は上記目的を達成する
ために、金属材料を溶融する押出シリンダ装置と、前記
押出シリンダ装置で溶融された溶融金属材料を金型に注
入する注湯シリンダ装置とからなり、前記押出シリンダ
装置は、少なくとも押出シリンダと、該押出シリンダ内
で回転駆動されると共に軸方向に後退した第１位置と所
定量だけ前進した第２位置とをとるように設けられてい
るスクリュとを備え、前記注湯シリンダ装置は、注湯シ
リンダと、該注湯シリンダ内に軸方向に駆動可能に設け
られている注湯ピストンとを備え、前記押出シリンダの
先端部のシリンダキャップ内に設けられ、前記押出シリ
ンダの内径より内径が小さいシリンダ前室が、前記注湯
シリンダ装置の注湯ピストンヘッド室に湯路を介して連
通している金属材料の射出装置であって、前記押出シリ
ンダ装置の前記押出シリンダとシリンダキャップとの間
に、前記シリンダ前室の内径より内径が小さい閉鎖環が
挟設され、前記スクリュの先端部には、前記シリンダ前
室内に位置する閉鎖体が設けられ、該閉鎖体のスクリュ
側に位置する閉鎖面は、前記スクリュが第１位置をとる
と、前記閉鎖環の閉鎖面に当接して溶融金属材料の逆流
を防止し、前記スクリュが第２位置をとると、前記閉鎖
環の閉鎖面から離間して溶融金属材料の流れを許容する
ように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の閉鎖体の閉鎖面および閉鎖環の閉鎖面が、押出
シリンダの軸心に対して直角な平面であるように構成さ
れ、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載
の閉鎖体が、２以上の部材の組み合わせからなり、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
載の閉鎖環が、２以上に分割された部材の組み合わせか
らなり、そして請求項５に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の閉鎖体が、スクリュと一体に形成され、閉
鎖環が２以上に分割された部材の組み合わせから構成さ
れている。

【００１５】

【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の（イ）に示されているように、
本実施の形態に係わる金属材料の射出装置は、金属材料
を溶融する押出シリンダ装置Ａと、この押出シリンダ装
置Ａで溶融された溶融金属材料を金型に注入する注湯シ
リンダ装置Ｂとから構成されている。

【００１６】押出シリンダ装置Ａは、周知のように押出
シリンダ１を備えている。そして、この押出シリンダ１
内に、スクリュ８が回転駆動されると共に軸方向に所定
量だけ移動可能に設けられている。押出シリンダ１は、
所定の長さを有し、その先端部には閉鎖環４０およびシ
リンダキャップ２が、後方寄りに金属材料ホッパ３が、
そして後方端にスクリュ駆動装置１０が設けられてい
る。シリンダキャップ２の内径は、図１の（ロ）、
（ハ）に拡大して示されているように、押出シリンダ１
の内径よりも小さく、また閉鎖環４０の内径は、シリン
ダキャップ２の内径よりも所定量だけ小径になってい
る。したがって、シリンダキャップ２および閉鎖環４０
を押出シリンダ１の先端部に液密的に取り付けると、閉
鎖環４０とシリンダキャップ２との間にシリンダ前室４
が形成される。また、閉鎖環４０によりシリンダキャッ
プ２の後端部にはリング状の段差が生じる。この段差が
閉鎖面５となっている。シリンダキャップ２内のシリン
ダ前室４は、湯路６に連なり、そしてこの湯路６が後述
する注湯シリンダ装置Ｂの注湯ピストンヘッド室３４に
連なっている。なお、押出シリンダ１およびシリンダキ
ャップ２の外周部には、周知のようにヒータＨ、Ｈ、…
が設けられている。

【００１７】押出シリンダ１の後方寄りに金属材料の供
給口が明けられ、この供給口に前述した金属材料ホッパ
３が取り付けられている。この金属材料ホッパ３の外周
面にも金属材料Ｋを予熱するためのヒータＨが設けられ
ている。

【００１８】スクリュ駆動装置１０は、押出シリンダ１
の後端面に取り付けられている油圧シリンダ１１を備え
ている。油圧シリンダ１１の内周面には、所定の間隔を
おいて半径内方へ所定量だけ突き出た一対の隔壁部材が
設けられている。そして、この隔壁部材の間に開閉ピス
トン１２が位置している。開閉ピストン１２の軸方向の
長さは、隔壁部材の間隔よりも所定量だけ短い。したが
って、開閉ピストン１２の端面と隔壁部材との間には、
第１、２の油室１３、１４が形成され、第１の油室１３
に作動油を供給すると、開閉ピストン１２は、図１にお
いて左方の前方へ移動し、第２の油室１４に供給する
と、右方の後端の方へ移動する。

【００１９】開閉ピストン１２の中心部には回転軸受が
設けられている。そして、この回転軸受にスラスト方向
の移動が規制された状態で駆動軸１５が回転自在に軸受
けされている。駆動軸１５の先方端は、機械的にスクリ
ュ８の後端部に、そして後方端は油圧モータ１６の出力
軸にそれぞれ接続されている。したがって、駆動軸１５
が油圧モータ１６で回転駆動されると、スクリュ８も回
転駆動され、開閉ピストン１２が軸方向に駆動される
と、スクリュ８も軸方向に駆動されることになる。

【００２０】スクリュ８の先端部には、閉鎖体２０がネ
ジ等の手段により取り付けられている。この閉鎖体２０
は、円板部２１とこの円板部２１をスクリュ８に取り付
ける軸部２３とからなり、円板部２１がシリンダ前室４
内に納まり、軸方向には所定量だけ移動できるようにな
っている。閉鎖体２０の円板部２１の直径は、シリンダ
前室４の内径よりも小さい。したがって、円板部２１の
外周面とシリンダ前室４の内周面との間には湯路が確保
されている。また、円板部２１の直径は、閉鎖環４０の
内径よりも大きい。したがって、閉鎖体２０が後方へ駆
動されると、円板部２１の後端面すなわち閉鎖面２２が
閉鎖環４０の端面すなわち閉鎖面５に当接する。これに
より、注入時に溶融金属材料の逆流が防止されることに
なる。

【００２１】注湯シリンダ装置Ｂは、注湯シリンダ３０
を備えている。そして、この注湯シリンダ３０の先端に
は、従来周知の射出ノズル３１が設けられ、後方端には
射出シリンダ３５が取り付けられている。注湯シリンダ
３０内には、その外周部にシールリング３２を備えた注
湯ピストン３３が軸方向に駆動自在に設けられている。
注湯ピストン３３の前方は、注湯ピストンヘッド室３４
になり、この室３４の前方寄りに前述したシリンダキャ
ップ２の湯路６が開口している。注湯ピストン３３のピ
ストンロッド３６は、射出シリンダ３５内に設けられて
いる射出ピストン３８に接続されている。射出ピストン
３８の両端部には、射出シリンダ３５と共働してピスト
ンロッド室３７とピストンヘッド室３９とが形成されて
いる。なお、注湯シリンダ３０の外周部にも、射出ノズ
ル３１にもヒータＨ、Ｈ、…が設けられている。

【００２２】次に、上記金属材料の射出装置を使用した
成形例を説明する。金属材料ホッパ３に粒状、薄片ない
し破砕小片等のマグネシウム、アルミニウム、亜鉛、錫
等の純金属あるいはこれらの合金からなる金属材料Ｋを
入れる。また、ヒータＨ、Ｈ、…により金属材料ホッパ
３、押出シリンダ１、注湯シリンダ３０等を加熱する。
スクリュ駆動装置１０の第１の油室１３に作動油を供給
する。そうすると、開閉ピストン１２が前方へ所定量だ
け駆動され、スクリュ８の先端部に取り付けられている
閉鎖体２０も前方へ駆動される。閉鎖体２０が前方へ駆
動されると、図１の（ロ）に示されているように、閉鎖
体２０の閉鎖面２２が、閉鎖環４０の閉鎖面５から離間
する。なお、このとき、閉鎖体２０の先端部とシリンダ
前室４との間には湯路は確保されている。この離間した
状態を、第１の油室１３に作動油を供給する管路を閉鎖
するか、あるいは作動油の供給を続行するか等の適当な
手段により保持する。

【００２３】油圧モータ１６によりスクリュ８を回転駆
動する。そうすると、金属材料ホッパ３から供給される
金属材料Ｋは、スクリュ８により攪拌されながらシリン
ダ前室４へ送られる過程でヒータＨ、Ｈ、…により加熱
される熱と、スクリュ８の回転駆動による摩擦力、剪断
力等により生じる熱とにより溶融される。そして、シリ
ンダキャップ２の湯路６から注湯シリンダ装置Ｂの注湯
ピストンヘッド室３４へ搬送される。このとき、注湯ピ
ストン３３は、注湯ピストンヘッド室３４へ搬送される
溶融金属材料により後退する。あるいは射出シリンダ３
５のピストンロッド室３７に低圧の作動油を供給して後
退する力を補助する。図１には示されていないが、例え
ば射出シリンダ３５に設けられている位置のセンサが、
射出ピストン３８が所定量後退したことを検知すると、
油圧モータ１６を停止して計量を終わる。

【００２４】スクリュ駆動装置１０の第２の油室１４に
作動油を供給する。そうすると、開閉ピストン１２が後
方へ駆動され、スクリュ８の先端部に取り付けられてい
る閉鎖体２０も後方へ駆動される。そうして、閉鎖体２
０の閉鎖面２２が、閉鎖環４０の閉鎖面５に当接する。
当接した状態は、図１の（ハ）に示されている。射出シ
リンダ３５のピストンヘッド室３９に作動油を供給す
る。そうすると、射出ピストン３８により注湯ピストン
３３が前方へ駆動され、注湯ピストンヘッド室３４に蓄
積されている溶融金属材料が、型締めされている従来周
知の金型装置Ｃのキャビテイに注入される。これによ
り、金属成形品を得ることができる。

【００２５】本実施の形態によると、色々な効果が得ら
れる。例えば、注湯ピストンヘッド室３４から金型装置
Ｃのキャビテイに注入するとき、溶融金属材料の高い圧
力が湯路６からシリンダ前室４に作用するが、閉鎖体２
０の閉鎖面２２は閉鎖環４０の閉鎖面５に当接している
ので、溶融金属材料がスクリュ８の方へ逆流するような
ことはない。また、開閉弁機構をなす閉鎖体２０が、シ
リンダ前室４内に設けられているので、すなわち開閉弁
の操作機構が外部へ出ていないので、注入時に溶融金属
材料が従来のように開閉弁近傍から漏出することもな
い。したがって、安全でもあり、また計量された溶融金
属材料の全量が注入されることになり、重量精度の高い
金属成形品を得ることができる。さらには、閉鎖体２０
が閉鎖環４０の閉鎖面５に当接する構造になっているの
で、高い圧力に耐えることもできる。また、スクリュ８
に高い反力が作用しない利点もある。さらには、閉鎖面
５、２２は、軸心に対して直角な平面になっているの
で、前述した従来の円錐面に比較して、加工が容易であ
ると共に、シールは確実かつ耐久性も向上する。

【００２６】次に、本発明の他の実施の形態を図２〜４
により説明する。なお、図２〜４において、前述した図
１に示されている部材と同じような部材には同じ参照数
字を付けて重複説明はしない。図２は、要部のみを拡大
して示す断面図であるが、図２に示されている実施の形
態によると、閉鎖体２０’は、３個の部材すなわち円盤
状の閉鎖板２１’と、この閉鎖板２１’をスクリュ８の
前端部に固定する固定軸２３’と、この固定軸２３’に
閉鎖板２１’を取り付ける取付ボルト２４とから構成さ
れている。本実施の形態によると、閉鎖体２０’が３個
の部材から構成されているので、各部材に適した材料を
選択することができ、閉鎖板２１’等が損傷したときに
は、損傷した部材のみを交換できる利点が得られる。

【００２７】図３には、閉鎖環の他の実施の形態が示さ
れている。本実施の形態による閉鎖環４０ａは、図１、
２に示されている閉鎖環４０を、中心部で２分割した形
状になっている。すなわち、第１半円弧部４０’と、第
２半円弧部４０”とから構成され、そして重ね合わされ
る直径部分には段差４０ｂが形成されている。したがっ
て、段差４０ｂを合わせてスクリュ８の先端部に取り付
け、そしてシリンダキャップ２で固定すると、第１半円
弧部４０’と第２半円弧部４０”は一体化され、前述し
た閉鎖環４０と同様に作用する。図１、２に示されてい
る閉鎖環４０は、一体構造になっているので、閉鎖環４
０を取り付けるときも、また取り外すときも共に、閉鎖
体２０をスクリュ８から取り外す必要があるが、本実施
の形態によると、２分割構造になっているので、閉鎖体
２０、２０’を外すことなく、取り付け、取り外しがで
きる利点が得られる。

【００２８】上記のように、閉鎖環４０ａが分割構造に
なっていると、閉鎖体２０、２０’を外すことなく、取
り付け、取り外しができるので、閉鎖体２０”をスクリ
ュ８と一体構造にすることができる。その実施の形態が
図４に示されている。本実施の形態は、スクリュ８と閉
鎖体２０”を別部材から製作することが困難な小径の押
出シリンダ１に適用できる利点がある。また、閉鎖体２
０”がスクリュ８と一体構造になっているので、組立時
に精度が落ちるようなこともない。

【００２９】なお、図１〜４に示されている実施の形態
では、押出シリンダ１から閉鎖環４０、４０ａおよびシ
リンダ前室４を経て湯路６に到る溶融金属材料の流路
が、図６〜８に示されている樹脂材料成形用のプリプラ
方式の射出装置の樹脂流路に比較して、屈曲、淀み等が
多くなっている。これは、溶融金属材料は流動性がよ
く、加熱による変質も少ない特性を活かして、逆流防止
機能や製造上の容易さを重視した結果である。したがっ
て、溶融状態での滞留により、樹脂焼け、成形品の汚損
等が生じる樹脂材料の射出装置には、本実施の形態に係
わる射出装置は採用できないものである。すなわち、本
実施の形態に係わる射出装置は、金属材料の射出装置に
特有のものであるといえる。

【００３０】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、閉鎖環４０、
４０ａの閉鎖面５と、閉鎖体２０の閉鎖面２２の両方、
またはいずれか一方にライニング材を取り付けることに
より耐久性およびシール性を向上させることができる。
また、図１に示されている実施の形態では、閉鎖体２０
の前部に六角形の突起が設けられているので、この突起
にスパナ等の工具を差し込み、閉鎖体２０をスクリュ８
の先端部に取り付けることができるが、この六角形の突
起に代えて、六角形等の多角形の凹部でも実施できるこ
とは明らかである。さらには、図２に示されている実施
の形態では、閉鎖体２０’は、円盤状の閉鎖板２１’
と、固定軸２３’と、取付ボルト２４の３個の部材から
構成されているが、これらの３個の部材のいずれかの２
個の部材を一体的に製造することができることも明らか
である。なお、電動回転モータ等の電気的な駆動手段に
よりスクリュ８あるいは注湯ピストン３３を駆動するよ
うに実施できることは明らかである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、金属材
料の射出装置は金属材料を溶融する押出シリンダ装置
と、この押出シリンダ装置で溶融された溶融金属材料を
金型に注入する注湯シリンダ装置とから構成されている
ので、金属材料を安定的に溶融することができる。そし
て、本発明によると、押出シリンダ装置のスクリュの先
端部には、シリンダ前室内に位置する閉鎖体が設けら
れ、該閉鎖体のスクリュ側に位置する閉鎖面は、スクリ
ュが第１位置をとると、押出シリンダの先端部の閉鎖環
に当接して溶融金属材料の逆流を防止し、スクリュが第
２位置をとると、押出シリンダの先端部の閉鎖環から離
間して溶融金属材料の流れを許容するように構成されて
いるので、溶融金属材料がスクリュの方へ逆流するよう
なことはない。また、閉鎖体が、シリンダ前室内に設け
られているので、注入時に溶融金属材料が従来のように
開閉弁近傍から漏出することもない。したがって、安全
でもあり、また計量された溶融金属材料の全量が注入さ
れることになり、重量精度の高い金属成形品を得ること
ができる。さらには、閉鎖体が押出シリンダの先端部の
閉鎖環に当接する構造になっているので、注入時の高い
圧力に耐えることもできる。また、スクリュに高い圧力
が作用しない、等の本発明特有の数々の効果が得られ
る。また、閉鎖体の閉鎖面および閉鎖環の閉鎖面が、押
出シリンダの軸心に対して直角な平面である、他の発明
によると、加工が容易であると共に、シールは確実で、
かつ耐久性も向上する効果が付加され、閉鎖体が２以上
の部材の組み合わせからなる、さらに他の発明による
と、各部材に適した材料を選択することができ、損傷部
材のみを交換できる効果が得られる。また、閉鎖環が２
以上に分割された部材の組み合わせからなる、さらに他
の発明によると、閉鎖体をスクリュから取り外すことな
く、閉鎖環を取り付け、取り外すことができる効果が得
られ、そして閉鎖体がスクリュと一体に形成され、閉鎖
環が２以上に分割された部材の組み合わせからなる、さ
らに他の発明によると、小径の押出シリンダに適用でき
る利点が付加され、また閉鎖環の取り付け、取り外しが
容易になる効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図で、その
（イ）は全体の断面図、その（ロ）は計量時の閉鎖機構
部分の拡大断面図、その（ハ）は注入時の閉鎖機構部分
の拡大断面図、その（ニ）は（ハ）においてローロでみ
た断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態の要部を示す拡大断面
図である。

【図３】本発明のさらに他の実施の形態の要部を示す拡
大図で、その（イ）は閉鎖環の断面図、その（ロ）は
（イ）において矢視ロ方向にみた側面図である。。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態の要部を示す拡
大断面図である。

【図５】従来の金属射出装置の断面図である。

【図６】従来の樹脂材料成形用のプリプラ式射出装置の
断面図である。

【図７】従来の他の樹脂材料成形用のプリプラ式射出装
置の断面図である。

【図８】従来のさらに他の樹脂材料成形用のプリプラ式
射出装置の断面図で、その（イ）は全体の断面図、そし
てその（ロ）は閉鎖機構部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

Ａ 押出シリンダ装置 Ｂ 注湯シリンダ装置 １ 押出シリンダ ４ シリンダ前室 ５ 閉鎖面 ８ スクリュ ２０、２０’、２０” 閉鎖体 ２１、２１’ 閉鎖板 ２２ 閉鎖面 ３０ 注湯シリンダ ３３ 注湯ピストン ４０、４０ａ 閉鎖環

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料（Ｋ）を溶融する押出シリンダ
   装置（Ａ）と、前記押出シリンダ装置（Ａ）で溶融され
   た溶融金属材料を金型に注入する注湯シリンダ装置
   （Ｂ）とからなり、 前記押出シリンダ装置（Ａ）は、少なくとも押出シリン
   ダ（１）と、該押出シリンダ（１）内で回転駆動される
   と共に軸方向に後退した第１位置と所定量だけ前進した
   第２位置とをとるように設けられているスクリュ（８）
   とを備え、前記注湯シリンダ装置（Ｂ）は、注湯シリン
   ダ（３０）と、該注湯シリンダ（３０）内に軸方向に駆
   動可能に設けられている注湯ピストン（３３）とを備
   え、前記押出シリンダ（１）の先端部のシリンダキャッ
   プ（２）内に設けられ、前記押出シリンダ（１）の内径
   より内径が小さいシリンダ前室（４）が、前記注湯シリ
   ンダ装置（Ｂ）の注湯ピストンヘッド室（３４）に湯路
   （６）を介して連通している金属材料の射出装置であっ
   て、 前記押出シリンダ装置（Ａ）の前記押出シリンダ（１）
   とシリンダキャップ（２）との間に、前記シリンダ前室
   （４）の内径より内径が小さい閉鎖環（４０、４０ａ）
   が挟設され、前記スクリュ（８）の先端部には、前記シ
   リンダ前室（４）内に位置する閉鎖体（２０、２０’、
   ２０”）が設けられ、該閉鎖体（２０、２０’、２
   ０”）のスクリュ側に位置する閉鎖面（２２）は、前記
   スクリュ（８）が第１位置をとると、前記閉鎖環（４
   ０、４０ａ）の閉鎖面（５）に当接して溶融金属材料の
   逆流を防止し、前記スクリュ（８）が第２位置をとる
   と、前記閉鎖環（４０、４０ａ）の閉鎖面（５）から離
   間して溶融金属材料の流れを許容することを特徴とする
   金属材料の射出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の閉鎖体（２０、２
   ０’、２０”）の閉鎖面（２２）および閉鎖環（４０、
   ４０ａ）の閉鎖面（５）が、押出シリンダ（１）の軸心
   に対して直角な平面である金属材料の射出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の閉鎖体（２
   ０’）が、２以上の部材（２１’、２３’、２４）の組
   み合わせからなる金属材料の射出装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの項に記載の閉
   鎖環（４０ａ）が、２以上に分割された部材（４０’、
   ４０”）の組み合わせからなる金属材料の射出装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の閉鎖体（２
   ０”）が、スクリュ（８）と一体に形成され、閉鎖環
   （４０ａ）が２以上に分割された部材（４０’、４
   ０”）の組み合わせからなる金属材料の射出装置。