(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機のシリンダ（２）の先端に取り付けられ金型内部まで挿入可能な延長ノズル（４）と、固定型（２４）の可動型側に延長ノズル（４）と同心に挿入された位置決めプレート（１８）とを有し、延長ノズル（４）の先端部（２７）を位置決めプレート（１８）に形成した孔に挿入し、位置決めプレート（１８）との熱膨張差によって延長ノズル（４）の先端部（２７）の外周隙間をシールして溶融金属の侵入を防止し、延長ノズル（４）の中間部の外周に設けたテーパ部を、金型（５）に設けたテーパ部に嵌合して成形機のタッチ力を受け止めることを特徴とする金属射出成形機用ノズル装置。
【請求項２】
前記延長ノズル（４）の先端側を、外部加熱装置（１６）により射出待機温度と射出開始温度に制御することを特徴とする請求項１記載の金属射出成形機用ノズル装置。
【請求項３】
前記位置決めプレート（１８）は、脱着かつ位置調整可能とされていることを特徴とする請求項１または２記載の金属射出成形機用ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金や亜鉛合金などをシリンダ内で加熱し、溶融または半溶融状態とされた原料を射出する金属射出成形機において、シリンダ前方に設けられたノズルと金型の連結を行うノズル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な金型のノズル装置としては、例えば、図３に示す構造を有するものが採用されている。
【０００３】
図３に示すように、原料を溶融（または半溶融）および貯留するシリンダ２内には、原料を搬送および射出するスクリュ３が内蔵されている。シリンダ２の外部にはヒータ１が配置され、シリンダ２の先方にはノズル４ａが取り付けられている。
【０００４】
金型５は、固定型２４と可動型２５とからなり、いずれも母型８内に入れ子９が組み込まれている構造とされ、両入れ子９を組み合わせることによりキャビティ１４が形成される。
【０００５】
固定型２４には、溶融金属の投入口であるスプルー１２を形成するスプルーブッシュ６ａが組み込まれ、スプルー１２とキャビティ１４間にはランナ１３が形成されている。可動型２５には、プラグキャッチャブッシュ７ａが組み込まれ、その先端には、ノズル４ａの先端に形成されるプラグと呼ばれる凝固した金属を受け止める凹部２０ａが形成されている。また、可動型２５には、エジェクタプレート１０が設けられ、このエジェクタプレート１０にエジェクタピン１１が連結されている。
【０００６】
固定型２４と可動型２５の母型８の外側には、表面に断熱板２３を有する支持板２２が取り付けられ、固定型２４の支持板２２の反母型側には、ノズル４ａと同心にロケートリング２６が取り付けられている。
【０００７】
ホットランナを用いたノズル装置としては、通常、図４に示す構造を有するものが採用されている。
【０００８】
図４に示すように、原料を溶融（または半溶融）および貯留するシリンダ２内には、原料を搬送および射出するスクリュ３が内蔵されている。シリンダ２の外部にはヒータ１が配置され、シリンダ２の先方にはノズル４ａが取り付けられている。
【０００９】
金型５は、固定型２４と可動型２５とからなり、いずれも母型８内に入れ子９が組み込まれている構造とされ、両入れ子９を組み合わせることによりキャビティ１４が形成される。
【００１０】
固定型２４には、ホットノズル１５が挿入され、ホットノズル１５の外周には、外部加熱装置としての誘導コイル１６が取り付けられている。ホットノズル１５とキャビティ１４間にはランナ１３が形成されている。可動型２５の母型８には、ホットノズル１５の先端に形成されるプラグと呼ばれる凝固した金属を受け止める凹部２０ｂが設置されている。また、可動型２５には、エジェクタプレート１０が設けら、このエジェクタプレート１０にエジェクタピン１１が連結されている。
【００１１】
固定型２４と可動型２５の母型８の外側には、表面に断熱板２３を有する支持板２２が取り付けられ、固定型２４の支持板２２の反母型側には、ロケートリング２６が取り付けられている。支持板２２にはホットノズル１５の熱を固定型２４に逃がさないための断熱リング１７ａが設けられている。
【００１２】
次に、一般的な金型のノズル装置の動作について説明する。
【００１３】
図３に示すように、ヒータ１によりシリンダ２およびノズル４ａを加熱しておき、図中右方から原料をシリンダ２内に投入する。スクリュ３が回転しながら後退することにより投入した原料は、シリンダ２前方に搬送され、その際、シリンダ２から熱を受け溶融状態となってスクリュ３前方に貯留される。他方、固定型２４と可動型２５から構成される金型５は、図示しない熱媒体により加熱されている。
【００１４】
可動型２５を前進させ、固定型２４と合わせて金型５を閉じた状態でシリンダ２を前進し、ノズル４ａを金型５に接触させ、この接触部から溶融した原料が洩れないよう高圧で押し付ける。次にスクリュ３を高速で前進させて、溶融状態となった原料を、ノズル４ａを介して湯口であるスプルー１２からランナ１３を通過しキャビティ１４内に充填する。
【００１５】
キャビティ１４内に充填された溶融状態の原料が、金型５内で冷却、凝固された後、可動型２５を移動して金型５を開く。その後、エジェクタプレート１０を押すことにより、エジェクタプレート１０に連結されているエジェクタピン１１がスプルー１２やランナ１３および製品を突き出すことにより離型が行われる。
【００１６】
次に、ホットランナを用いたノズル装置の動作について説明する。なお、説明を省略している動作については、上記、一般的な金型のノズル装置の動作を援用する。
【００１７】
図４に示すように、ノズル４ａを、シリンダ２と同温度に加熱し、予めホットノズル１５に接触させ、この接触部から溶融した原料が洩れないように高圧で押し付けた状態で待機する。
【００１８】
可動型２５を固定型２４側に移動させ始めることにより、成形機から図示しないホットランナの制御装置に電気信号が送信されホットノズル１５の加熱を開始する。金型５が閉じた状態で、ホットノズル１５が設定された所定の温度に達した場合、ホットランナの制御装置より成形機に電気信号が送信され、その信号を受けた成形機はスクリュ３を高速で前進させて射出を行うことにより、溶融状態となった原料は、ホットノズル１５からランナ１３を通過しキャビティ１４内に充填される。充填完了後および成形機からホットランナの制御装置に電気信号が送信されてホットノズル１５の加熱は停止される。
【００１９】
キャビティ１４内に充填された溶融状態の原料が、金型５内で冷却され凝固した後、可動型２５を移動して金型５を開く。その際、エジェクタープレート１０を押すことにより、エジェクタープレート１０に連結されているエジェクタピン１１がランナ１３および製品を突き出すことにより離型が行われる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な金型のノズル装置は、以上のように構成されているので、本来ならば製品とは関係のないスプルーなど体積の大きな不要部分が毎ショット発生するため、材料歩留まりが悪く生産コストを上昇させる要因の一つとなっていた。また、材料歩留まりを向上させることを目的としたホットランナを用いたノズル装置も、金型毎に高価なホットノズルおよび誘導コイルを準備する必要があり、初期投資を回収するためには生産数の多い製品などに限定されていた。
【００２１】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、成形品以外の不要な部分を極力低減させると共に、金型作製コストが高価にならないように従来の一般的な金型のノズル装置に、ホットランナを用いたノズル装置の利点を併せ持たせることにより成形される全ての製品に対応できる金属射出成形機用ノズル装置を提供することを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を次のようにして解決した。すなわち、成形機のシリンダの先端に金型内部まで挿入可能な延長ノズルを取り付け、このノズルを、例えば誘導加熱などの外部加熱装置を用いて温度制御する。
【００２３】
固定型の可動型側に、位置調整可能な位置決めプレートを挿入し、この位置決めプレートの中央部に形成された孔に延長ノズルの先端部を挿入する。
【００２４】
延長ノズルの先端部と位置決めプレートとの熱膨張差で、その間の隙間をシールし、溶融金属の漏れを防止する。
【００２５】
延長ノズルの中間部の外周にテーパ形状を設け、これを金型側に設けたテーパ形状と嵌合してテーパ接触部を形成し、これにより成形機のタッチ力を受け止めるようにする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による延長ノズルを用いたノズル装置を示す構成図である。
【００２８】
同図に示すように、原料を溶融（または半溶融）および貯留するシリンダ２内には、原料を搬送および射出するスクリュ３が内蔵されている。シリンダ２の外部にはヒータ１が配置され、シリンダ２の先方には延長ノズル４が取り付けられている。
【００２９】
金型５は、固定型２４と可動型２５とからなり、いずれも母型８内に入れ子９が組み込まれている構造とされ、両入れ子９を組み合わせることによりキャビティ１４が形成される。固定型２４側の母型８には、前記延長ノズル４の先端側が挿入されるブッシュ６が設けられている。延長ノズル４の先端側の外周には、誘導コイル１６などの外部加熱装置が設けられている。
【００３０】
可動型２５には、延長ノズル４の先端に形成される小さなプラグと呼ばれる凝固した金属を受け止める凹部２０を有するプラグキャッチャブッシュ７が設けられている。前記凹部２０とキャビティ１４間にはランナ１３が形成されている。また、可動型２５には、エジェクタプレート１０が設けられ、このエジェクタプレート１０にエジェクタピン１１が連結されている。
【００３１】
固定型２４と可動型２５の母型８の外側には、表面に断熱板２３を有する支持板２２が取り付けられ、固定型２４の支持板２２の反母型側にはロケートリング２６が取り付けられ、支持板２２の母型側には延長ノズル４の熱を固定型２４に逃がさないための断熱リング１７が取り付けられている。
【００３２】
図２は、図１のノズル装置の拡大図である。
【００３３】
同図に示すように、ブッシュ６の可動型側には、位置決めプレート１８が挿入され、その外部はネジなどで固定されている。この位置決めプレート１８の中央部には、延長ノズル４の先端部２７が挿入される孔が形成されている。位置決めプレート１８は、延長ノズル４を金型内に挿入する際には外しておき、延長ノズル４を挿入した後に装着する。これは、延長ノズル４の先端部２７を保護するためである。
【００３４】
延長ノズル４の中間部には、成形機のタッチ力を受け止めるためにテーパ形状が設けられ、また、断熱リング１７にも同様なテーパ形状が設けられ、各々が嵌合してテーパ接触部１９を形成する。このテーパ接触部１９は、位置決めプレート１８を容易に装着するための延長ノズル４のガイドの役割も担っている。
【００３５】
次に、本発明による延長ノズルを用いたノズル装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、固定型２４に配置してある位置決めプレート１８を予め外しておき、シリンダ２を前進させて延長ノズル４を金型内に挿入する。その際、シリンダ２に設置されている図示しない位置調整機能により延長ノズル４の先端部が固定型２４の挿入口中心に位置するよう調整を行う。次に位置決めプレート１８をブッシュ６に取り付け、金型５の昇温を開始する。その間にシリンダ２の外部に配置したヒータ１によりシリンダ１を加熱しておき、図中右方から原料をシリンダ２内に投入する。スクリュ３が回転しながら後退することにより投入した原料は、シリンダ１前方に搬送され、その時、シリンダ２から熱を受け溶融状態となってスクリュ３前方に貯留される。
【００３７】
延長ノズル４は、断熱リング１７との間でタッチ力を発生させた状態で待機しておく。また、延長ノズル４の先端側が射出待機温度であるベース温度まで昇温すると、位置決めプレート１８との熱膨張差により延長ノズル４の先端部２７の外周隙間がシールされ、延長ノズル４の先端から洩れ出る溶融した原料のブッシュ６内への侵入を防止する。
【００３８】
金型５が開いた状態から成形を開始すると、成形サイクルスタート信号が成形機より延長ノズル４の先端側の温度コントローラに送信され、延長ノズル４の先端側の温度は射出待機温度であるベース温度から射出開始温度であるピーク温度まで昇温される。金型５が閉じられ、延長ノズル４の先端側がピーク温度に達したことを確認すると、延長ノズル４の先端側の温度コントローラから射出開始信号が送信され成形機は射出を開始する。射出が完了すると、例えば射出保圧時間が満了した時点で再び成形機から延長ノズル４の先端側の温度コントローラへ信号が送信されるか、延長ノズル４の先端側の温度コントローラに内蔵されているタイマーが満了することにより、延長ノズル４の先端側の温度はピーク温度からベース温度へと移行する。キャビティ１４内に充填された溶融状態の原料が、金型内で冷却、凝固された後、可動型２５を移動して金型５を開く。その後、エジェクタープレート１０を押すことにより、エジェクタプレート１０に連結されているエジェクタピン１１がランナ１３および製品を突き出すことにより離型され成形の１サイクルが終了する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、金属用射出成形機のノズルを延長したことにより、金型内部までノズルを挿入することが可能となり、これまで廃棄されていたスプルー部を排出することがなくなり、原料を大幅に削減することができコストダウンが可能となる。
【００４０】
また、従来、一般的な金型のノズル装置を、スプルーおよびプラグキャッチャーの各ブッシュを改良することで、簡単に本発明によるノズル装置とすることができるので、成形する全ての製品に対応することができる。
【００４１】
また、従来のホットランナを用いたノズル装置では、射出成形機のノズルとホットノズルとの接続部が存在するが、本発明の延長ノズルは、一体式のため溶融金属の洩れなどもなく安全性も大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による延長ノズルを用いたノズル装置を示す構成図である。
【図２】図１のノズル装置の拡大図である。
【図３】従来の一般的な金型のノズル装置を示す構成図である。
【図４】従来のホットランナを用いたノズル装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  ヒータ
２  シリンダ
３  スクリュ
４  延長ノズル
４ａ  ノズル
５  金型
６  ブッシュ
６ａ  スプルーブッシュ
７、７ａ  プラグキャッチャーブッシュ
８  母型
９  入れ子
１０  エジェクタプレート
１１  エジェクタピン
１２  スプルー
１３  ランナ
１４  キャビティ
１５  ホットノズル
１６  誘導コイル（外部加熱装置）
１７、１７ａ  断熱リング
１８  位置決めプレート
１９  テーパ接触部
２０、２０ａ、２０ｂ  凹部
２２  支持板
２３  断熱板
２４  固定型
２５  可動型
２６  ロケートリング
２７  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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