(57)【要約】射出成形装置は、２室と融液フィーダーを有する。融液フィーダーは装置のベースに取り付けられている。融液フィーダー中の溶融金属は、２室の上部に設けられた駆動機構の開口のレベル以下に保たれる。
2005523821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の平面内に位置し、かつ装置のベースの上方に取り付けられた射出室と；
少なくとも部分的に第一の平面の上方に位置し、かつ射出室と流体流通関係にある計量室と；
計量室内に位置する計量要素と；
計量要素を動かすための、計量室に接続された第一の駆動機構と；
計量室と流体流通関係にある溶融物フィーダーと；
を有してなる射出成型装置において、
（ａ）溶融物フィーダーの充填線が計量室と第一の駆動機構との間の第一の開口部の下方に位置し；または
（ｂ）溶融物フィーダーが装置のベースに取り付けられている、
ことを特徴とする射出成型装置。
【請求項２】
溶融物フィーダーの充填線が第一の開口部の下方に位置することを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
溶融物フィーダーの頂部が第一の開口部の下方に位置することを特徴とする請求項２の装置。
【請求項４】
溶融物フィーダーの幅が溶融物フィーダーの高さよりも大であることを特徴とする請求項２の装置。
【請求項５】
溶融物フィーダーが装置のベースに取り付けられることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項６】
溶融物フィーダーが少なくともひとつの支持ビームを用いて装置のベースに取り付けられることを特徴とする請求項５の装置。
【請求項７】
少なくともひとつの支持ビームが：
溶融物フィーダーから計量室および射出室の第一の側に隣接してベースに伸びる第一の重量担持用支持ビームと；
溶融物フィーダーから計量室および射出室の第二の側に隣接してベースに伸びる第二の重量担持用支持ビームとからなり、計量室および射出室が第一の支持ビームと第二の支持ビームの間に位置することを特徴とする請求項６の装置。
【請求項８】
溶融物フィーダーの充填線が第一の開口部の下方に位置し、かつ溶融物フィーダーが装置のベースに取り付けられていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項９】
溶融物フィーダーの頂部が第一の開口部の下方に位置することを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１０】
溶融物フィーダーの幅が溶融物フィーダーの高さよりも大であることを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１１】
溶融物フィーダーが少なくともひとつの支持ビームを用いて装置のベースに取り付けられることを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１２】
少なくともひとつの支持ビームが：
溶融物フィーダーから計量室および射出室の第一の側に隣接してベースに伸びる第一の重量担持用支持ビームと；
溶融物フィーダーから計量室および射出室の第二の側に隣接してベースに伸びる第二の重量担持用支持ビームとからなり、計量室および射出室が第一の支持ビームと第二の支持ビームの間に位置することを特徴とする請求項１１の装置。
【請求項１３】
計量室を射出室に接続する第一の導管と；
溶融物フィーダーを計量室に接続する第二の導管と、
をさらに有することを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１４】
溶融物フィーダーが計量室の前部または下部部分の上方に取り付けられており；
第二の導管が溶融物フィーダーの側壁から計量室の後部または上部部分に伸びており；
射出室がベースに対して水平に取り付けられており；
計量室が射出室の上方に位置し、かつ水平方向に対して５ないし６０度傾けられており、
計量室の前部または下部部分が射出室に取り付けられており；かつ、
第一の駆動機構が計量室の上端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１３の装置。
【請求項１５】
ベースは、装置の電子部品と、該装置を金型に対して前進および後退させる要素とを有し；
射出室が第一の円筒形のバレルを有し；
計量室が第二の円筒形のバレルを有し；
計量要素は、計量室内で回転し、かつ計量室内で軸方向に移動して第一の導管を塞ぐように構成された計量ロッドを有し；かつ、
第一の駆動機構が油圧装置またはモーターのうち少なくともひとつを有することを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１６】
射出室に取り付けられた射出ノズルと；
ノズルを通して金属を射出するように構成された、射出室内に位置するプランジャーと；
プランジャーを射出室内で前進させてノズルを通して金属を射出するように構成された第二の駆動機構と；
溶融物フィーダー、計量室、射出室、およびノズルに隣接して位置する加熱要素と、
をさらに有することを特徴とする請求項１５の装置。
【請求項１７】
金型中に射出される金属を収容するための、第一の平面内に位置し、かつ装置のベースの上方に取り付けられた第一の手段と；
計量される金属を収容するための、少なくとも部分的に第一の平面の上方に位置する第二の手段と；
金属を計量して第一の手段に入れるための第三の手段と；
第三の手段を動かすための第四の手段と；
第二の手段に供給された金属を溶融するための第五の手段とを有し、（ａ）第五の手段内の溶融金属が第二の手段と第四の手段との間の第一の開口部の下方に位置するか、または（ｂ）第五の手段が装置のベースに取り付けられていることを特徴とする金属射出成型装置。
【請求項１８】
第五の手段内の溶融金属が第一の開口部の下方に位置することを特徴とする請求項１７の装置。
【請求項１９】
第五の手段をベースに取り付けるための第六の手段を有することを特徴とする請求項１７の装置。
【請求項２０】
第五の手段内の溶融金属が第一の開口部の下方に位置することを特徴とする請求項１９の装置。
【請求項２１】
第一の手段に取り付けられた射出ノズルと；
第一の手段内に位置する金属をノズルを通して金型中に射出するための第七の手段と；
第七の手段を第一の手段内で前進させてノズルを通して金属を射出するための第八の手段と；
第一の手段、第二の手段、第五の手段、およびノズル内の金属を加熱するための第九の手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項２０の装置。
【請求項２２】
第九の手段が第一の手段、第二の手段、および第五の手段内の金属を加熱して液体状態にすることを特徴とする請求項２１の装置。
【請求項２３】
第三の手段が第二の手段内で回転して液体金属を撹拌し、かつ第二の手段内で軸方向に移動して、第七の手段が金属を第一の手段から金型中に射出する間に液体金属が第二の手段から第一の手段に入るのを防止することを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２４】
第七の手段が第一の手段内に吸引力を生じさせ、金属を第二の手段から第一の手段に吸引するのを助けることを特徴とする請求項２１の装置。
【請求項２５】
金属射出成型方法であり、
固体金属を溶融物フィーダーに供給すること；
固体金属を溶融して液体状態とし、その際液体金属の充填線が、傾斜した計量室と第一の駆動機構の間の第一の開口部の下方にあるようにすること；
上部部分に駆動機構が取り付けられた、傾斜した計量室に、液体金属を供給すること；
金属を計量して、計量室から該計量室の下部部分の下方に位置する射出室に入れること；及び
金属を射出室から金型中に射出すること、
からなることを特徴とする金属射出成型方法。
【請求項２６】
溶融物フィーダーが、射出室を支持している装置のベースに取り付けられている請求項２５の方法。
【請求項２７】
計量室内において計量ロッドを第一の駆動機構によって回転させて計量室内の液体金属の温度を均一化することをさらに含むことを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２８】
金属を計量することが、計量室内の計量ロッドを移動させて金属が射出段階中に計量室から射出室に入らないようにすることからなることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２９】
射出室内でプランジャーを後退させて該射出室内に吸引力を生じさせることにより、金属を計量室から射出室中に吸引することを助けること；及び
プランジャーを前進させて金属を金型中に射出すること、
をさらに含むことを特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】
金属はアルミニウムまたはマグネシウム合金であることを特徴とする請求項２５の方法。
【請求項３１】
請求項２５の方法によって製造された射出成型された金属製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は一般に金属部品を製造するための方法および装置に関し、より具体的には溶融金属を金型中に射出することを含む工程によって金属部品を製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
溶融金属から成型された金属部品を作るためのひとつの方法はダイキャスト法である。ダイキャスト法のシステムおよび方法の一例は米国特許第５，９８３，９７６号に記載されており、これは参照としてここに援用される。ダイキャスト法は液体金属を金型中に射出する。
【０００３】
成型された金属部品を製造するための半固体法は、液体状態ではなく半固体状態の金属を射出成型することにおいて、ダイキャスト法とは異なる。半固体射出成型法のシステムおよび方法は米国特許第５，８３６，３７２号および同第６，１３５，１９６号に記載されており、これらはいずれも参照としてここに援用される。
【０００４】
米国特許第５，９８３，９７６号に記載されるダイキャスト法のシステムが図１に図示されている。システム１０は射出成型装置１０および金型１４を含む。装置１０は好ましくは車輪および／またはレール（図示せず）上に取り付けられており、これにより、装置はモーターまたは油圧装置（図示せず）によって各射出段階の後に金型１４から後退し、各射出段階の前に金型１４に向かって前進することができる。
【０００５】
装置１０は溶融物フィーダー２３を含み、該フィーダーはその外周を取り巻いて設けられた少なくともひとつの加熱要素２５を有する。フィーダー２３は傾斜した温度調節付き計量バレル３０の上に取り付けられており、したがって液体金属は重力によってフィーダー２３からバレル３０に、フィーダーの導管またはポート２７を通って流入する。ラムまたは計量ロッド３２がバレル３０と同軸に配置されており、バレル３０の中心軸に沿って伸びている。ラム３２はモーター３３によって制御されて、バレル３０に沿って後退および前進双方向の軸方向移動を行い、かくしてバレル３０を出る金属の量を計量するとともに、バレル３０の内部で溶融金属の撹拌が必要な場合は、それ自身の軸の周りに回転する。モーター３３はバレル３０の上端部に取り付けられている。
【０００６】
計量バレル３０は射出または蓄圧バレル５０の上に取り付けられている。計量バレル３０は射出バレル５０の上方に、水平方向に対して傾斜するように取り付けられている。入り口ポートまたは導管３７が両バレルの間に位置しており、これを通って金属が計量バレル３０と射出バレル５０の間で流動する。
【０００７】
射出バレル５０はプランジャーまたはピストン４５と射出ノズル５７とを有する。プランジャー４５は射出室５０の内面とともに気密シールを形成するための、Ｏリング（単数または複数）などのシール４１を有する。プランジャー４５はモーターまたは油圧装置（図示せず）によって射出室５０の内部で前進して、液体または半固体金属を射出室５０からノズル５７を通して金型１４の金型空洞部１３中に射出する。装置１０は高品質の射出成型部品を低コストで製造する。図１に示されるこれ以外の要素は米国特許第５，９８３，９７６号に記載されている。
【０００８】
しかしながら、本発明者は装置１０に関して、装置の保守コストおよび動作不能時間を増加させる、いくつかの問題点に気がついた。第一に計量バレル３０内の液体金属がモーター３３中に漏れることによってモーターの保守作業が増加する。第二に、バレル３０をバレル５０に接続するボルトが、計量バレルの重量によってボルトにかかる応力のために、頻繁な交換を要する。
【発明の開示】
【０００９】
発明の概要
本発明のひとつの好ましい態様によれば、第一の平面内に位置し、かつ装置のベースの上方に取り付けられた射出室と、少なくとも部分的に第一の平面の上方に位置し、かつ射出室と流体流通関係にある計量室と、計量室内に位置する計量要素と、計量要素を動かすための、計量室と接続された第一の駆動機構と、計量室と流体流通関係にある溶融物フィーダーとを有してなる射出成型装置が提供される。溶融物フィーダーの充填線が計量室と第一の駆動機構の間の第一の開口部の下方に位置し、および／または溶融物フィーダーが装置のベースに取り付けられる。
【００１０】
本発明の他の好ましい態様によれば、金型中に射出される金属を収容するための、第一の平面内に位置し、かつ装置のベースの上方に取り付けられた第一の手段と、計量される金属を収容するための、少なくとも部分的に第一の平面の上方に位置する第二の手段と、第一の手段に金属を計量して入れるための第三の手段と、第三の手段を動かすための第四の手段と、第二の手段に供給された金属を溶融するための第五の手段と、を有してなる金属射出成型装置であって、第五の手段内の溶融金属が第二の手段と第四の手段の間の第一の開口部の下方に位置し、および／または第五の手段が装置のベースに取り付けられる、金属射出成型装置が提供される。
【００１１】
本発明のさらに他の好ましい態様によれば、固体金属を溶融物フィーダーに供給することと、固体金属を溶融して液体状態にすることであり、この際液体金属の充填線が、傾斜した計量室と第一の駆動機構との間の第一の開口部の下方にあるようにすることと、上部部分に第一の駆動機構が取り付けられた、傾斜した計量室中に、液体金属を供給することと、金属を計量して計量室から計量室の下部部分の下方に位置する射出室に入れることと、金属を射出室から金型中に射出することからなる金属射出成型方法が提供される。
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
本発明者は、計量バレルの駆動機構（すなわちモーターおよび／または油圧装置）中への液体金属の漏れが、溶融物フィーダー内の液体金属の充填線または液面を、駆動機構に通じる開口部の下方に保つことによって低減または防止されることを発見した。液体金属が駆動機構に通じる開口部のレベルの下方に保たれるので、液体金属の駆動機構中への漏れは重力によって防止される。
【００１３】
さらに本発明者は、計量室を射出室に支持する接続部品にかかる応力が、溶融物フィーダーを計量室にではなく、直接に機械ベースに取り付けることによって低減または除去されることに気付いた。したがって、機械ベースが溶融物フィーダーの重量を支持する。計量室ではなく機械ベースが溶融物フィーダーの重量を受けるので、計量室にかかる応力が低減される。
【００１４】
図２は本発明の好ましい実施例による射出成型システム１０を側方から見た概念図である。なお、本発明は図２に示されるシステム１０に限定さるものではない。液状供給材料が、駆動機構に通じる開口部より下に保たれ、および／または溶融物フィーダーが機械ベースに支持されるものであれば、他の様々な形状の室が用いられてもよく、多くの異なる材料（すなわち金属、複合材料、プラスチック）が射出成型されてもよい。システム１０は射出成型装置１２と金型１３を含む。装置１２はベース１４を有する。好ましくはベース１４は装置１２の電子部品を含む。ベース１４は好ましくは車輪および／またはレール１５上に取り付けられ、これにより、ベースはモーターまたは油圧装置（図示せず）によって各射出段階の後に金型１３から後退し、各射出段階の前に金型１３に向かって前進することができる。しかしながら必要に応じてベース１４は成型工程を通じて固定されたままでもよい（すなわち射出成型工程はスプルーを切ることなく進行する）。金型１３は金型空洞部１６およびスプルー１７を有する。
【００１５】
射出成型装置１２はまた計量室３０と射出室５０を有する。好ましくは各々の室３０、５０は図３に示されるように個別の円筒形のバレルである。しかしながら必要に応じて他の形状の室が用いられてもよい。
【００１６】
射出室５０は第一の平面内に位置し、かつ装置１２のベース１４の上方に取り付けられている。好ましくは射出室５０は水平平面内にあって、ベース１４上に直接取り付けられている。しかしながら射出室５０は水平平面以外の平面内に取り付けられてもよい。
【００１７】
計量室３０は少なくとも部分的に第一の平面の上方に（すなわち射出室５０の上方に）位置する。好ましくは計量室３０は図２に示されるように全体的に射出室５０の上方に位置し、かつ水平方向に対して５ないし６０度、例えば２０ないし４５度傾いている。しかしながら計量室３０は、米国特許第５，８３６，３７２号に示されるように、水平方向に対して傾いており、かつその下部部分３１が射出室５０の側部の近傍に位置してもよい。
【００１８】
計量室３０の下端部３１は射出室５０に取り付けられる。例えば図２に示されるように、室３０の下端部３１は射出室５０の頂部に取り付けられてもよい。あるいは、米国特許第５，８３６，３７２号に示されるように、室３０の下端部３１は射出室５０の側部に取り付けられてもよい。好ましくは、室３０を室５０に接続するために接続部品３６が用いられる。最も好ましくは、接続部品３６が室３０および５０を、ナットとボルト、溶接、クランプ、および／またはその他の接続要素３８によって接続する。接続部品３６に位置する第一の導管またはポート３７が計量室３０の内部を射出室５０の内部と接続しており、これにより、計量室３０は射出室５０と流体流通関係にある（すなわち溶融金属が室３０から室５０に通過可能である）。あるいは、接続部品３６が省略されて室３０および５０が直接互いに接続されてもよい。
【００１９】
計量要素３２は計量室３０内に位置する。好ましくは、計量要素３２は計量室３０の内部に同軸に配置されて、室３０の中心軸に沿って伸びる計量ロッドまたはストッパーロッドからなる。このロッドは計量室３０から射出室５０に供給される溶融金属の量を計量するのに用いられる。ロッド３２の外径は室３０の内径より小さく、したがって溶融金属はロッド３２と室３０の間の空間を流れる。ロッド３２は駆動機構３３によって制御される。好ましくは駆動機構３３はモーターであるが、油圧装置からなってもよい。駆動機構は、ロッド３２に、室３０に沿う後退及び前進両方向への軸方向の動きを与え、また必要に応じて、室３０内の溶融金属の撹拌が望まれるならば、駆動機構はロッド３２にそれ自身の軸の周りの回転を与える。本発明の別の態様において、計量要素３２は、米国特許第５，８３６，３７２号に開示されるように、計量ロッドではなくスクリューからなってもよい。
【００２０】
本発明の他の好ましい態様によれば、計量ロッド３２は図２および図３に示されるように、必要に応じて支持リブまたはフィン３４を含む。好ましくはフィン３４はロッド３２に取り付けられる。好ましくは、フィン３４と計量室３０の内壁との間には小さな隙間がある。あるいは、フィン３４は、室３０の長手方向と同軸に、および／または室３０の軸の周りに回転運動をしつつ、バレル３０の内周面に沿って褶動可能である。あるいは、フィン３４がバレル３０の内周に取り付けられていて、その上を裸のロッド３２が褶動してもよい。フィン３４はロッド３２と同じ材料で作られてもよく、また必要な工程温度に耐えるものであれば異なる材料で作られてもよい。フィンは、ロッド３２の前進および後退運動に際して、ロッド３２が傾いて計量室３０の軸からずれるのを防ぐ。またロッドがその軸の周りに回転する場合は、フィンは第二に溶融金属の均一な温度分布を促進する。
【００２１】
図２に示されるロッド３２は尖った先端部を有するが、平たい端部、丸められた端部を含む任意の形状が用いられてもよい。好ましくは、ロッド３２の先端部の形状は、ロッド３２が室３０の内部で完全に前進したときに、第一の導管３７を塞いで計量室３０と射出室５０の間の溶融金属の流れを止めることができるような形状である。このように周期的に導管３７を塞ぐことにより、計量ロッドまたはストッパーロッド３２は射出室に供給される金属の量を計量する。
【００２２】
射出室５０はプランジャーまたはピストン４５および射出ノズル５７を有する。プランジャー４５はＯリング（単数または複数）などのシールを有し、射出室５０の内面とともに気密シールを形成する。これにより、プランジャー４５が後退したときにプランジャー４５が射出室５０内に負圧を生じさせる。プランジャー４５はモーターまたは油圧装置などの第二の駆動機構４７によって射出室５０内で前進し、溶融金属を射出室５０からノズル５７を通して金型１３の金型空洞部１６中に射出する。複数の抵抗バンドまたはカートリッジヒーター７０が室３０と５０およびノズル５７の近傍に配置されており、これらの室の内部を所望の温度にする。あるいは、ヒーター７０のうちひとつまたはそれ以上がＲＦヒーターまたはその他の種類のヒーターであってもよい。
【００２３】
溶融物フィーダー１２５が、傾斜した計量室３０の一部分の上方に設けられている。その外周部を取り巻いて少なくともひとつの加熱要素７０が配置されている。加熱要素７０はフィーダー１２５を十分高い温度に保つように作動し、かくしてフィーダー１２５の隅々まで供給された金属１２６を液体状態に保つ。導管またはポート１２７が溶融物フィーダー１２５を計量室３０の内部と接続している。液体金属は導管１２７を通ってフィーダー１２５から計量室３０に入る。フィーダー１２５は任意の形状であってよく、また必要に応じ、金属１２６を酸化から保護するために、カバーと、ＡｒまたはＳＦ６などの不活性ガスの入り口を有してもよい。
【００２４】
本発明の第一の好ましい実施例において、図２に示されるように、溶融物フィーダー１２５の充填線１２８は駆動機構３３と計量室３０の間の開口部１２９の下方に位置する。充填線１２８はフィーダー１２５内の液体金属１２６のレベルの許容上限を示す想像上の線である。したがって、フィーダー内の液体金属１２６のレベルは常に、モーターなどの駆動機構３３に通じる開口部１２９の下方に保たれる。開口部１２９は駆動機構３３を計量要素３２に接続させるためのものである。
【００２５】
フィーダー１２５内の（したがって計量室３０内の）液体金属１２６のレベルが駆動機構３３に通じる開口部１２９の下方に保たれるので、液体金属が駆動機構３３中へ漏れることはない。液体金属１２６は、それがフィーダー１２５内にあるときに装置１２内における最高点にあるから、通常は装置１２のいかなる部分においても充填線１２８を越えて流れることはない。なぜならば金属が充填線１２８を越えるためには重力に逆らって流れなければならないからである。
【００２６】
液体金属１２６のレベルをフィーダー１２５および計量室３０内において開口部１２９の下方に保つために、フィーダー１２５の位置および／または寸法は図１に示される先行技術のフィーダー２３とは異なってもよい。例えば、図１に示される先行技術においてはフィーダー２３は計量バレルの後部または上部部分の上方に取り付けられる。しかしながら本発明の第一の好ましい実施例のフィーダー１２５は、好ましくは、計量室３０の前部または下部部分３１の上方に位置する。したがって、フィーダー１２５と計量室３０の間の第二の導管１２７は、フィーダー１２５の側壁から計量室３０の後部または上部部分に伸びる。
【００２７】
第一の実施例の他の好ましい態様において、図２および図３に示されるように、溶融物フィーダー１２５の幅は溶融物フィーダーの高さよりも大きい。これによってより多くの金属１２６をフィーダー１２５内の充填線１２８の下方に貯蔵することができる。
【００２８】
第一の好ましい実施例の別の態様において、溶融物フィーダー１２５の頂部は駆動機構３３に通じる開口部１２９の下方に位置する。この構成は、液体金属１２６が駆動機構３３中に漏れる可能性をさらに低減するので有利である。例えば大型の供給金属のインゴットがフィーダー１２５に供給されて、その中で液体状態に溶融されてもよい。大型の金属インゴットがフィーダー１２５中で液体金属１２６をはね上げても、これによって計量室３０内の液体金属が開口部１２９から駆動機構に入り込むことはない。なぜならばフィーダー１２５全体が開口部１２９の下方に位置しているからである。
【００２９】
本発明の第二の好ましい態様において、溶融物フィーダー１２５は装置１２のベース１４に取り付けられる。溶融物フィーダーは少なくともひとつの支持ビーム１３０Ａ、１３０Ｂを用いて装置１２のベース１４に取り付けられる。好ましくはひとつ以上、例えば２つないし４つの支持ビームが用いられる。ビームはフィーダー１２５の重量の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも９０％を負担する任意の重量担持部材であってよい。ビームの形状は任意である。例えばビームは円形または多角形の断面を有するロッドであってもよく、またビームはフィーダーの長手方向に伸びるプレートであってもよい。
【００３０】
ビーム１３０Ａ、１３０Ｂのひとつの構成が図３に示されている。第一の重量担持用支持ビーム１３０Ａが溶融物フィーダー１２５から計量室３０および射出室５０の第一の側に隣接してベース１４に伸びている。第二の重量担持用支持ビーム１３０Ｂが溶融物フィーダー１２５から計量室３０および射出室５０の第二の側に隣接してベース１４に伸びている。計量室３０および射出室５０は第一の支持ビーム１３０Ａと第二の支持ビーム１３０Ｂの間に位置する。
【００３１】
第二の好ましい実施例の構成は、ベース１４がフィーダー１２５およびフィーダー内に位置する液体金属１２６の重量の大部分または全てを負担するので有利である。このように、フィーダー１２５の重量の大部分または全てが計量室３０から除去されるので、計量室３０を射出室５０の上方に支持している接続部品３６および接続要素３８の寿命が伸びる。このことがシステムの停止時間および修理費用を低減する。
【００３２】
第二の好ましい実施例の装置は第一の好ましい実施例の溶融物フィーダーと別個に用いられてもよく、併せて用いられてもよい。すなわち、ビーム１３０Ａ、１３０Ｂによりベース１４に接続された溶融物フィーダー１２５が、駆動機構３３に通じる開口部１２９の上方に位置する充填ライン１２８を有してもよい。あるいは、開口部１２９の下方に位置する充填線１２８を有する溶融物フィーダー１２５が、ベース１４ではなく計量室３０で支持されてもよい。しかしながら本発明の第三の好ましい実施例においては、第一および第二の実施例の溶融物フィーダーが組み合わせて用いられる。すなわち、溶融物フィーダー１２５の充填ライン１２８が駆動機構３３に通じる開口部１２９の下方に位置し、かつ溶融物フィーダー１２５が支持ビーム１３０Ａ、１３０Ｂによってベース１４に取り付けられる。
【００３３】
次にシステム１０を用いる射出成型方法について説明する。射出の後（すなわち一回の射出動作の後）、ノズル５７は金型１３から切り離される。これは好ましくは射出成型装置１２を固定式の金型１３のダイから離れるように移動させることによって行われる。固体金属のインゴットまたはペレットなどの金属供給物が溶融物フィーダー１２５に供給される。金属供給物は溶融されて液体状態となる。液体金属１２６の充填ライン１２８は、傾斜した計量室３０と、計量室３０の上部部分に取り付けられた第一の駆動機構３３との間にある第一の開口部１２９の下方にある。金属が計量されてフィーダー１２５から上部導管１２７を通って計量室３０に入る。
【００３４】
計量ロッド３２が計量室３０内で後退して、液体金属を室３０から下部導管３７を通って射出室５０に、重力によって流入させる。計量室３０内の金属の温度を均一にするために、ロッド３２はその軸を中心に回転されてもよい。
【００３５】
射出室５０に納まっているプランジャー４５が後退する。好ましくは、プランジャー４５は、後退に際して、液体容器から液体を吸い込む医療用注射器と同様に作用する。具体的には、プランジャー４５が後退すると吸引力が生じ、これによって溶融金属が計量室３０から下部導管３７を通って射出室５０に吸引される。
【００３６】
プランジャー４５の後退が止まった後、ロッド３２が下方に前進する。その結果、計量室３０の下部部分に集められた金属が残らず導管３７を通って射出室５０内に押し込まれる。ロッド３２は、好ましくは、バレル３０を通り抜けて端部が導管３７の入り口を閉め切るまで前進する。ロッド３２は、好ましくは、射出が完了して次の成型サイクルが開始されるまで、この位置に留まって導管３７を閉じたままにする。前進したロッド３２は金属およびガスが計量室３０と射出室５０の間で流れるのを防止する。次いでプランジャー４５が射出室内で前進して金属を金型１６中に射出する。ノズル５７の先端は、射出サイクルの合間には、シャッターによって、ノズル先端部における半固体残留物の形成によって、あるいは上を向いた、または上方に傾いた先端部を有するノズルの使用によって、封止されてもよい。
【００３７】
好ましくは、溶融金属がフィーダー１２５を出て計量室３０に入るときから、溶融金属が射出室５０から金型１３中に射出されるときまで、完全に液体状態に保たれるように、室３０および５０とノズル５７における温度は十分に高く設定される。温度は成型される金属部品の種類によって変更されてもよい。しかしながら、米国特許第５，８３６，３７２号または同第６，１３５，１９６号に記載される方法を実施しようとする場合は、金属は室３０および／または５０内で半固体状態に保たれてもよい。ここに用いられる「溶融金属」および「溶融材料」という用語は、射出成型システムにおいて加工可能の液体または半固体状態の金属、金属合金、プラスチックおよびその他の材料を包含する。なお、本発明は図２および図３に示される具体的な室配置に限定されるものではない。液体供給材料が駆動機構に通じる開口部の下方に保たれ、および／または溶融物フィーダーが機械ベースに支持されるならば、様々な他の射出成型システムの室構成が用いられてよい。
【００３８】
好ましくは金属部品は液体状態のマグネシウム（Ｍｇ）合金を射出成型することによって製造される。本発明はＭｇの加工に限定されず、プラスチック、純金属および金属合金などの他の種類の材料にも同様に適用可能である。広い範囲の純金属および金属合金が本発明において有用である可能性があり、そのなかにはマグネシウム（Ｍｇ）、Ｍｇ合金、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、亜鉛（Ｚｎ）、Ｚｎ合金、複合材料（例えば金属セラミック複合物）などが含まれる。
【００３９】
本発明の以上の説明は図解および説明の目的で提示されたものである。説明は全てにわたるものではなく、また本発明を開示された明確な形態に限定するためのものでもない。改良および変更が上述の教示に照らして可能であり、または本発明の実施過程で得られるであろう。図面と説明は本発明の原理およびその実地における応用を説明するために選択されたものである。本発明の範囲は添付の請求範囲およびその均等物によって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は第一の先行技術装置の側方から見た断面図である。
【図２】図２は本発明の好ましい実施例による射出成型システムを側方から見た概念的な断面図である。
【図３】図３は本発明の好ましい実施例による射出成型システムを図２の線Ａ−Ａで切って前方から見た概念的な断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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