(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ（１７）が取り付けられたシリンダ（１１）の中に配置されたスクリュ（１５）を回転してホッパ（１２）に収納された軽合金チップ（１３）をシリンダ先端部のノズル（１６）の方向に一定量送り込む計量動作の後に、加圧された油圧作動油をピストン室（１８ａ）に送り込み、前記ピストン室（１８ａ）に配置され前記スクリュ（１５）に連結された射出ピストン（１８）を駆動して射出動作を行わせることにより、前記軽合金チップ（１３）がヒータ（１７）により溶融された溶融軽合金を前記ノズル（１６）から射出させることができる軽金属用射出成形機において、
油圧作動油を貯留するための第１，第２のアキュムレータ（２１，３１）と、
油圧作動油を第１の圧力（Ａ）に加圧して第１のアキュムレータ（２１）に導く第１の加圧手段（２２，２３）と、
油圧作動油を第１の圧力（Ａ）よりも高い第２の圧力（Ｂ）に加圧して第２のアキュムレータ（３１）に導く第２の加圧手段（３２，３３）と、
前記射出動作の開始時には、第２のアキュムレータ（３１）の圧油のみを前記ピストン室（１８ａ）に送り込み、第２のアキュムレータ（３１）の圧油の圧力が低下し、第１のアキュムレータ（２１）の圧油の圧力とほぼ等しくなったとき、第１、第２のアキュムレータ（２１，３１）の油圧作動油を並行して前記ピストン室（１８ａ）に送りこむ油圧回路（３０，２５，２６，２４，２７）とを有することを特徴とする軽金属用射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軽合金チップを溶融して射出する軽金属用射出成形機に関し、特に、ヒータが取り付けられたシリンダの中に配置されたスクリュを回転してホッパに収納された軽合金チップをシリンダ先端部のノズルの方向に一定量送り込む計量動作の後に、加圧された油圧作動油をピストン室に送り込み、前記ピストン室に配置され前記スクリュに連結された射出ピストンを駆動して射出動作を行わせることにより、前記軽合金チップがヒータにより溶融された溶融軽合金を前記ノズルから射出させることができる軽金属用射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２の軽金属用射出成形機１０１において、シリンダ１１にはホッパ１２が取り付けられ、ホッパ１２には軽合金チップ１３が収納されている。計量モータ１４が回転するとシリンダ１１の中に配置されたスクリュ１５が回転し、ホッパ１２から供給される軽合金チップ１３をシリンダ１１の先端のノズル１６に向けて送り出す。スクリュ１５の回転数に対応して計量され（計量動作）、ノズル１６に向けて送り出される軽合金チップ１３は、シリンダ１１の中を移動する際に、シリンダ１１の外壁に設けられたヒータ１７によって加熱され溶融軽合金になる。他方、アキュムレータ２１には、油圧源２２によって加圧され逆止弁２３を介して送り込まれた圧油（加圧された油圧作動油）が貯留されている。方向切換流量調整弁２４で通過する油の流量が調整され、配管２７，２８に対する流れ方向が方向切換流量調整弁２４の左側部の矢印のように設定され、ＡＣＣ切換弁２５がＡＣＣ切換弁２５の左側部の矢印のように設定されて開かれると、アキュムレータ２１に貯留されていた油が配管２６，２７を経てピストン室１８ａに送り込まれる。
【０００３】
圧油がピストン室１８ａに送り込まれると、射出ピストン１８は、ノズル１６の方向に押圧され、ピストン室１８ｂに入っていた油は、配管２８を経由して油受容器２４ａに排出され、使った分の油を補うために油圧源２２によって再びアキュムレータ２１に貯留される。射出ピストン１８がピストン室１８ａに入る圧油によって押圧されることにより、シリンダ１１の先端部分にある溶融軽合金がノズル１６から金型（不図示）の中に射出される（射出動作）。次に、計量モータ１４が回転し、スクリュ１５を回転させて軽合金チップ１３を計量する。この時、方向切換流量調整弁２４の流れ方向が方向切換流量調整弁２４の右側部の矢印のように設定され、ＡＣＣ切換弁２５がＡＣＣ切換弁２５の右側部のように設定されて閉じられ、油圧源切換弁２９が下側部の矢印のように設定されて開かれると、油圧源２２からの圧油が配管３４，２８を経てピストン室１８ｂに送り込まれ、射出ピストン１８を計量モータ１４の方向に後退させる。ピストン室１８ａに入っていた油は、配管２７を経由して油受容器２４ａに排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の軽金属用射出成形機は、溶融軽合金をノズル１６から金型の中に射出するが、この場合に、ノズル１６の先端部分には、コールドプラグ１９が発生するので、これを射抜かなければ溶融軽合金の金型内への射出ができない。しかし、このコールドプラグ１９を射抜く射出動作の初期には高い圧力が必要となる。射出動作におけるスクリュ１５の速度は、ピストン室１８ａに充分な流量と圧力をもった圧油が供給されて初めて、適切なものとなるのであるが、射出動作の初期においては、ピストン室１８ａに圧油が送り込まれても、ピストン室１８ａの圧力が所定以上に上昇するまで、コールドプラグ１９が射抜かれず、射出速度が所望の速度に到達するのに時間がかかることとなる。射出動作の初期の射出速度の立ち上がり性能は、成形に対して非常に重要である。なぜならば、金型に充填された溶融軽合金は、即座に凝固を始めるからである。
【０００５】
そこで、可能な限り速い速度で射出動作を実行するのが望ましい。通常、軽合金射出成形の場合、射出時間は０．１秒内外であり、この時間のうち、例えば、コールドプラグ１９を打ち抜くことにより影響を受けて、射出速度が最高速度に到達するのに０．０５秒要した場合と、０．０１秒要した場合とでは、溶融軽合金の充填量の比率は１：５となり、両者は外観の異なった成型品となってしまう。そこで、これを解決するのには、射出動作の初期における射出速度の立ち上り応答性向上のためにコールドプラグ１９を射抜く力、すなわち、アキュムレータ２１からピストン室１８ａに送り込まれる圧油の圧力を上昇させればよいのではないかと考えられる。なるほど、アキュムレータ２１の圧油の圧力を上昇させれば、射出動作の初期における射出速度の立ち上り応答性は向上する。しかし、金型の中への溶融軽合金の充填の場合、溶融軽合金が金型の中で満杯になる瞬間には、極力圧力を下げた状態で満杯にさせる必要がある。そうでないと、成型品に余計な圧縮残留応力を生じさせたり、“ばり”等の成形不良を発生させることとなる。したがって、アキュムレータ２１の圧力をむやみに上昇させることはできない。
【０００６】
この発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、射出動作開始時のある一定の間のみの高圧でコールドプラグを素早く打ち抜くことができ、その後の成形は通常の圧力で処理できる軽金属用射出成形機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、この発明は、ヒータ（１７）が取り付けられたシリンダ（１１）の中に配置されたスクリュ（１５）を回転してホッパ（１２）に収納された軽合金チップ（１３）をシリンダ先端部のノズル（１６）の方向に一定量送り込む計量動作の後に、加圧された油圧作動油をピストン室（１８ａ）に送り込み、前記ピストン室（１８ａ）に配置され前記スクリュ（１５）に連結された射出ピストン（１８）を駆動して射出動作を行わせることにより、前記軽合金チップ（１３）がヒータ（１７）により溶融された溶融軽合金を前記ノズル（１６）から射出させることができる軽金属用射出成形機において、油圧作動油を貯留するための第１，第２のアキュムレータ（２１，３１）と、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）に加圧して第１のアキュムレータ（２１）に導く第１の加圧手段（２２，２３）と、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）よりも高い第２の圧力（Ｂ）に加圧して第２のアキュムレータ（３１）に導く第２の加圧手段（３２，３３）と、前記射出動作の開始時には、第２のアキュムレータ（３１）の圧油のみを前記ピストン室（１８ａ）に送り込み、第２のアキュムレータ（３１）の圧油の圧力が低下し、第１のアキュムレータ（２１）の圧油の圧力とほぼ等しくなったとき、第１、第２のアキュムレータ（２１，３１）の油圧作動油を並行して前記ピストン室（１８ａ）に送りこむ油圧回路（３０，２５，２６，２４，２７）とを有する。
【０００８】
このような構成によれば、射出動作の開始時には、ＡＣＣ切換弁（２５）を左側の矢印のように設定されると、第２のアキュムレータ（３１）から圧油がＡＣＣ切換弁（２５）を通ってピストン室（１８ａ）に送り込まれ、高い圧力の油圧作動油で射出ピストンを駆動することにより、ノズルに発生するコールドプラグを短時間で射抜くことができ、コールドプラグを射抜くことが遅れて従来のように溶融軽合金の射出速度の立ち上り応答性が低下するということがない。また、前記油圧回路は、第１のアキュムレータの圧力よりも第２のアキュムレータの圧力が高い間は逆止弁３０が開かないので第１のアキュムレータの圧油は流れないが、前記射出動作の開始の後に、第２のアキュムレータの圧油の圧力が低下し、第１のアキュムレータの圧油の圧力とほぼ等しくなったとき、逆止弁３０は開いて第１，第２のアキュムレータの油圧作動油を並行して前記ピストン室に安定的に送り込むことができる。即ち、射出開始にプラグを射抜く時だけ高い圧力で射出させ、プラグを射抜いた後は低い圧力で射出動作を進行させることができる。
【０００９】
なお、この発明の実施の形態では、ヒータ（１７）が取り付けられたシリンダ（１１）の中に配置されたスクリュ（１５）を回転してホッパ（１２）に収納された軽合金チップ（１３）をシリンダ先端部のノズル（１６）の方向に一定量送り込む計量動作の後に、加圧された油圧作動油をピストン室（１８ａ）に送り込み、前記ピストン室（１８ａ）に配置され前記スクリュ（１５）に連結された射出ピストン（１８）を駆動して射出動作を行わせることにより、前記軽合金チップ（１３）がヒータ（１７）により溶融された溶融軽合金を前記ノズル（１６）から射出させることができる軽金属用射出成形機において、油圧作動油を貯留するための第１，第２のアキュムレータ（２１，３１）と、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）に加圧して第１のアキュムレータ（２１）に貯留する油圧源（２２）および逆止弁（２３）と、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）よりも高い第２の圧力（Ｂ）に加圧して第２のアキュムレータ（３１）に貯留する油圧源（３２）および逆止弁（３３）と、前記射出動作の開始時には、第２のアキュムレータ（３１）の圧油のみを前記ピストン室（１８ａ）に送り込み、第２のアキュムレータ（３１）の圧油の圧力が低下し、第１のアキュムレータ（２１）の圧油の圧力とほぼ等しくなったとき、第１，第２のアキュムレータ（２１，３１）の油圧作動油を並行して前記ピストン室（１８ａ）に送りこむ逆止弁（３０）およびその他の油圧回路（２５，２６，２４，２７）とを有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の軽金属用射出成形機の実施の形態を示す図である。図１の軽金属用射出成形機は、実質的には、図２の軽金属用射出成形機にアキュムレータ３１と、逆止弁３０，３３と、油圧源３２とを付加したものである。図１の軽金属用射出成形機１において、シリンダ１１にはホッパ１２が取り付けられ、ホッパ１２には軽合金チップ１３が収納されている。計量モータ１４が回転するとシリンダ１１の中に配置されたスクリュ１５が回転し、ホッパ１２から供給される軽合金チップ１３をシリンダ１１の先端のノズル１６に向けて送り出す。このように、軽合金チップ１３は、ホッパ１２から送り出されてシリンダ１１の中をノズル１６に向けて移動する際にスクリュ１５の回転数（あるいは回転角度）に対応して計量され（計量動作）、さらに、シリンダ１１の中を移動する際に、シリンダ１１の外壁に設けられたヒータ１７によって加熱され溶融軽合金になる。
【００１１】
他方、アキュムレータ２１には、油圧源２２によって図２で示された従来例におけると同様な圧力に加圧され、逆止弁２３を介して送り込まれた圧油（加圧された油圧作動油）が貯留されている。アキュムレータ３１には、油圧源３２によってアキュムレータ２１に対するよりは高い圧力に加圧され、逆止弁３３を介して送り込まれた圧油が貯留されている。また、アキュムレータ２１，３１は、逆止弁３０を介して接続されており、アキュムレータ３１の圧油は、アキュムレータ２１の方には常に流れ込まず、アキュムレータ３１の圧油の圧力がアキュムレータ２１の圧油の圧力よりも高い場合には、アキュムレータ２１の圧油は、アキュムレータ３１の側には流れ込まない。したがって、方向切換流量調整弁２４の流量が調整され、配管２７，２８に対する流れ方向が方向切換流量調整弁２４の左側部の矢印のように設定され、ＡＣＣ切換弁２５がＡＣＣ切換弁２５の左側部の矢印のように設定されて開放されると、アキュムレータ３１に貯留されていた高圧の圧油が配管２６，２７を経てピストン室１８ａに送り込まれる。
【００１２】
高圧の圧油がピストン室１８ａに送り込まれると、射出ピストン１８は、ノズル１６の方向に高速に押圧される。ピストン室１８ｂに入っていた油は、配管２８を経由して油受容器２４ａに排出され、油圧源２２，３２によって再度アキュムレータ２１，３１に貯留される。射出ピストン１８がピストン室１８ａに入るアキュムレータ３１からの高圧の圧油によって押圧されることにより、シリンダ１１の先端部分にあるコールドプラグ１９は高速に射抜かれ、続いて、溶融軽合金がノズル１６から金型（不図示）の中に射出される（射出動作）。射出が始まると、アキュムレータ３１の圧油量が低減し、その圧力が次第に低下し、アキュムレータ２１の中の圧油の圧力とほぼ同等になる。すると、アキュムレータ２１の圧油も逆止弁３０を通過し、アキュムレータ３１の圧油とともにＡＣＣ切換弁２５、配管２６、方向切換流量調整弁２４、配管２７を通過してピストン室１８ａに送り込まれ、従来と同様な通常の圧力で射出ピストン１８を安定的に押圧することとなる。そして、溶融軽合金が金型のキャビティに充填完了される時点では、充分に圧力は低下され、“ばり”等を発生させないようになっている。
【００１３】
上述のように、コールドプラグ１９は高圧の圧油によって高速に射抜かれるので、射出速度が最高速度に到達するのは極めて速く、コールドプラグ１９が射抜かれた後は、射出ピストン１８は、アキュムレータ２１，３１から並行に供給される通常の圧力の圧油によって押圧されるので安定に射出動作を継続することができ、溶融軽合金の充填完了時点では、充分に圧力は低下される。次に、溶融軽合金の充填が完了すると計量動作に移行する。方向切換流量調整弁２４の流れ方向が方向切換流量調整弁２４の右側部の矢印のように設定され、ＡＣＣ切換弁２５がＡＣＣ切換弁２５の右側のように設定されて閉じられ、油圧源切換弁２９が油圧源切換弁２９の下側部の矢印のように設定されて開放されると、油圧源３２からの圧油が配管２８を経てピストン室１８ｂに送り込まれ、射出ピストン１８を計量モータ１４の方向に後退させる。ピストン室１８ａに入っていた油は、配管２７を経由して油受容器２４ａに排出される。
【００１４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、この発明の軽金属用射出成形機は、スクリュを回転してホッパから軽合金チップをノズルの方向に一定量送り込む計量動作の後に、加圧された圧油を射出ピストンの後方のピストン室に送り込み、射出ピストンを駆動して、軽合金チップがヒータ１７により溶融された溶融軽合金をノズルから金型の中に射出させるために、油圧作動油を貯留するための第１，第２のアキュムレータと、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）に加圧して第１のアキュムレータに貯留する第１の圧油貯留手段と、油圧作動油を第１の圧力（Ａ）よりも高い第２の圧力（Ｂ）に加圧して第２のアキュムレータに貯留する第２の圧油貯留手段と、前記射出動作の開始時には、第２のアキュムレータの圧油のみを前記ピストン室に送り込み、第２のアキュムレータの圧油の圧力が低下し、第１のアキュムレータの圧油の圧力とほぼ等しくなったとき、第１，第２のアキュムレータの油圧作動油を並行して前記ピストン室に送りこむ油圧回路とを有することにより、射出動作の開始時に、油圧回路が高い圧力に設定した油圧作動油を第２のアキュムレータからピストン室に送り込み、高い圧力の油圧作動油で射出ピストンを駆動することにより、ノズルに発生するコールドプラグを短時間で射抜くことができ、コールドプラグを射抜くのが遅れて従来のように溶融軽合金の射出速度の立ち上り応答性が低下されるということがない。また、その後、第１，第２のアキュムレータから並行に油圧作動油がピストン室に送り込まれるので、安定に溶融軽合金の射出を行うことができ、成形形状を安定させることができる。また、金型のキャビティへの溶融軽合金の充填完了時には充分に射出圧力を低下させることができるので、“ばり”等を発生させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の軽金属用射出成形機の実施の形態を示す図である。
【図２】軽金属用射出成形機の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１    軽金属用射出成形機
１１    シリンダ
１２    ホッパ
１３    軽合金チップ
１４    計量モータ
１５    スクリュ
１６    ノズル
１７    ヒータ
１８    射出ピストン
１８ａ，１８ｂ    ピストン室
１９    コールドプラグ
２１，３１    アキュムレータ
２２，３２    油圧源
２３，３０，３３    逆止弁
２４    方向切換流量調整弁
２４ａ  油受容器
２５    ＡＣＣ切換弁
２６，２７，２８，３４    配管
２９    油圧源切換弁
Ａ      第１の圧力
Ｂ      第２の圧力
【図１】
0003589399.tif 000002
【図２】
0003589399.tif 000003