(57)【要約】【課題】スプルーを有する成形用金型装置において、不良品の発生と品質のばらつきを防止する。【解決手段】互いに接近離隔される１対の金型１０，１２の間にキャビティ１３を形成し、一方の金型１０の外面に形成した座面１０ａに一端が開口され他端がキャビティに連通されるスプルー１５を形成し、座面に当接した射出装置２０のノズル２２の先端から射出される溶湯Ｍをスプルーを介してキャビティ１３内に充填する。冷却媒体制御装置３０は、温度センサ３１により検出されるスプルー一端の座面付近の温度が、ほゞ一定の所定温度となるように、座面付近に形成した冷却媒体孔１６に供給する冷却媒体の流量を制御する。スプルーは一方の金型内に固着される別体のスプルーブッシュ１１の内面により形成するのがよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接近離隔される１対の金型と、接近されて接合された前記両金型の間に形成されるキャビティと、何れか一方の前記金型に形成されて一端が同金型の外面に形成した座面に開口され他端が前記キャビティに連通されたスプルーを備え、前記座面に当接された射出装置のノズルの先端から射出される溶湯を前記スプルーを介して前記キャビティ内に充填するようにしてなる成形用金型装置において、
前記金型の前記座面付近となる内部に形成した冷却媒体孔と、
前記金型の前記座面付近の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される前記座面付近の温度がほゞ一定の所定温度となるように前記冷却媒体孔に供給する冷却媒体の流量を制御する冷却媒体制御装置を
備えたことを特徴とする成形用金型装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成形用金型装置において、
前記スプルーは前記金型内に固着された別体のスプルーブッシュの内面により形成し、
前記座面は前記スプルーブッシュの一端に形成し、
前記冷却媒体孔は前記スプルーブッシュの前記座面付近の内部に形成し、
前記温度センサは前記スプルーブッシュの前記座面付近の温度を検出する
ことを特徴とする成形用金型装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の成形用金型装置において、
前記冷却媒体は空気としたことを特徴とする成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプルーを有する成形用金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スプルーを有する成形用金型装置としては、例えば図２に示すように、互いに離隔可能に当接されてその間にキャビティ３とランナ４とこの両者を連結するゲート４ａが形成された１対の金型１，２を備え、射出機のノズル８から射出された溶湯Ｍを、固定型１に形成されたスプルー５からランナ４およびゲート４ａを介してキャビティ３内に充填するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、溶湯Ｍは半溶融状態のマグネシウム合金であり、スプルー５内の溶湯Ｍの固化の遅れにより成形サイクルが長くなるのを防ぐために、スプルー５の回りとなる固定型１内に設けた冷却孔６に冷却媒体を通して溶湯Ｍの固化を速めている。またこの従来技術ではスプルー５は固定型１に直接形成しているが、固定型１に嵌合固着したスプルーブッシュ７の内面によりスプルー５を形成するするようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０３２４公報（段落〔０００２〕、図７）
【０００４】
【特許文献２】
特開平１０−２０２３５０公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の成形用金型装置では、スプルー５の一端の周囲となる金型１の一部に形成した座面１ａに、射出装置のノズル８の先端を当接して、溶湯Ｍをスプルー５を介してキャビティ３内に充填しており、ノズル８の先端は、少なくとも金型１，２内に充填された溶湯Ｍが固化し、また次の成形サイクルで射出する溶湯Ｍの計量が完了するまで金型１の座面１ａと当接している。金型１の温度はノズル８の温度よりも低いので、この当接によりノズル８は温度が低下し、ノズル８の先端部内の溶湯Ｍも温度が低下し固化してプラグＰが形成される。
【０００６】
金型１の温度は成形開始後の時間経過につれて次第に上昇するなどにより相当大きく変化するので、これと当接するノズル８の先端部の温度も大きくばらつく。この温度が低いと形成されるプラグＰはノズル８の先端部内に強く固着されたものとなり、溶湯Ｍの射出開始の際にプラグＰを押し出す圧力が増大するので、溶湯Ｍの一部は射出スクリュの間から後ろに漏れ、溶湯Ｍの射出量が不足して不良品を生じることがある。また形状的に不良品が生じない場合でも、射出開始の際の圧力がばらつくと溶湯Ｍの流動状態もばらつくので、鋳造品の品質にばらつきを生じる。これと逆にノズル８の先端部の温度が上昇してある限度を超えると完全なプラグＰが形成されなくなり、ノズル８の先端を金型１から離脱した際に、ノズル８内の溶湯Ｍが洩れるという問題を生じる。
【０００７】
本発明は、ノズルの先端が当接するスプルーの一端部の座面付近となる金型内の温度が所定温度となるよう制御するすることにより、このような各問題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による成形用金型装置は、互いに接近離隔される１対の金型と、接近されて接合された両金型の間に形成されるキャビティと、何れか一方の金型に形成されて一端が同金型の外面に形成した座面に開口され他端がキャビティに連通されたスプルーを備え、座面に当接された射出装置のノズルの先端から射出される溶湯をスプルーを介してキャビティ内に充填するようにしてなる成形用金型装置において、金型の座面付近となる内部に形成した冷却媒体孔と、金型の座面付近の温度を検出する温度センサと、この温度センサにより検出される座面付近の温度がほゞ一定の所定温度となるように冷却媒体孔に供給する冷却媒体の流量を制御する冷却媒体制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
前項に記載の成形用金型装置において、スプルーは金型内に固着された別体のスプルーブッシュの内面により形成し、座面はスプルーブッシュの一端に形成し、冷却媒体孔はスプルーブッシュの座面付近の内部に形成し、温度センサはスプルーブッシュの座面付近の温度を検出することが好ましい。
【００１０】
前２項に記載の成形用金型装置において、冷却媒体は空気とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、金型の座面付近となる内部に形成した冷却媒体孔と、金型の座面付近の温度を検出する温度センサと、この温度センサにより検出される座面付近の温度がほゞ一定の所定温度となるように冷却媒体孔に供給する冷却媒体の流量を制御する冷却媒体制御装置を備えたので、温度センサに検出される金型の座面付近の温度は前述した所定温度となり、ノズルの先端部内にはこの所定温度よりやや低いほゞ一定温度のプラグが安定して形成される。従って、溶湯の射出開始の際の圧力はほゞ一定になり、溶湯の射出量が不足したり、溶湯の流動状態がばらついたりすることはなくなるので、歩留まりよく一定の安定した品質の鋳造品が得られ、またノズルの先端を金型から離脱した際に、ノズル内の溶湯が洩れるようなこともなくなる。
【００１２】
スプルーは金型内に固着された別体のスプルーブッシュの内面により形成し、座面はスプルーブッシュの一端に形成し、冷却媒体孔はスプルーブッシュの座面付近の内部に形成し、温度センサはスプルーブッシュの座面付近の温度を検出した成形用金型装置によれば、スプルーブッシュは金型に比して熱容量が小さく、またスプルーブッシュは金型に固着されているとはいえその接合部には相当な伝熱抵抗を伴うので、スプルーブッシュの座面付近の温度は、スプルーブッシュの座面付近の内部に形成した冷却媒体孔に供給する冷却媒体の流量を冷却媒体制御装置により制御することにより、少ない制御遅れで前述した所定温度に保たれる。これによりノズルの先端部内に形成されるプラグは一層安定したものになるので、鋳造品の歩留まりおよび品質は一層向上し、ノズル内の溶湯が洩れるおそれも一層低下する。
【００１３】
冷却媒体を空気とした成形用金型装置によれば、空気は熱容量が小さく従って冷却媒体孔付近に生じる熱応力が減少するので、冷却媒体孔付近に熱応力によるクラックが生じるなどのトラブルを減少させることができ、また実施もきわめて容易である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図１に示す実施の形態により、本発明による成形用金型装置の説明をする。この実施の形態による成形用金型装置は、固定型１０と可動型１２よりなる１対の金型を有しており、固定型１０は取付盤１７を介して型締め装置（図示省略）の固定ダイプレートに取り付けられ、可動型１２は取付盤１８を介して型締め装置の可動ダイプレートに取り付けられて矢印Ａに示すように固定型１０に対し接近離隔可能である。
【００１５】
図１に示すように固定型１０と可動型１２が互いに接合された状態では、金型１０，１２の間には、製品を成形するキャビティ１３と、ゲート１４ａを介してこのキャビティ１３に連通されるランナ１４が形成されている。また固定型１０には可動型１２の移動方向Ａと平行に貫通するテーパ孔状のスプルー１５が形成され、その小径側となる一端は固定型１０の外面に形成した凹球面状の座面１０ａの中央に開口され、大径側となる他端はランナ１４に開口されている。取付盤１７にはスプルー１５と同軸的に、座面１０ａよりも大径の開口１７ａが形成されている。
【００１６】
固定型１０には、略円筒状で固定型１０の一部を形成するスプルーブッシュ１１が嵌合固着され、このスプルーブッシュ１１の内面により固定型１０のスプルー１５は形成され、また座面１０ａはスプルーブッシュ１１の一端に形成されている。座面１０ａの付近となるスプルーブッシュ１１の内部には、スプルー１５の一端部を囲むようにエアー冷却孔（冷却媒体孔）１６が形成されている。
【００１７】
射出装置２０は、それぞれヒータ２３ａ，２３ｂにより加熱されたバレル２１およびその先端に設けられたノズル２２よりなり、バレル２１内には溶湯Ｍを射出する射出スクリュ（図示省略）が、内孔２１ａの内面と摺動可能に設けられている。ノズル２２の先端部は、スプルーブッシュ１１の座面１０ａと当接可能な球面状である。射出装置２０は、射出スクリュが回転すると同時に後退して半溶融状態のマグネシウム合金よりなる溶湯Ｍを内孔２１ａ内の先端部に送り、所定のタイミングで射出スクリュを急激に前進させることにより溶湯Ｍをノズル２２の吐出孔２２ａの先端からスプルー１５内に射出し、ランナ１４およびゲート１４ａを介してキャビティ１３内に充填するものである。
【００１８】
固定型１０およびスプルーブッシュ１１内には、先端部が座面１０ａ付近に位置してその部分の温度を検出する熱電対（温度センサ）３１が設けられ、その検出結果はエアー流量制御装置（冷却媒体制御装置）３０に入力される。このエアー流量制御装置３０は、熱電対３１により検出される温度が所定温度（後述）となるように、エアー供給通路（冷却媒体供給通路）３２を介して、スプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近に設けたエアー冷却孔１６に供給する冷却空気の量を制御するものである。なおこの実施の形態では、エアー冷却孔１６を通ることによりスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近を冷却して暖まった冷却空気は、大気中に排出するようにしている。
【００１９】
次に上述した実施の形態の作動の説明をする。可動型１２が固定型１０に当接されて型締めされ、両金型１０，１２の間にキャビティ１３およびランナ１４が形成された状態において、射出装置２０は前進してノズル２２の先端部を固定型１０のスプルーブッシュ１１の座面１０ａに当接する。そして射出装置２０のバレル２１内の射出スクリュが急激に前進して、内孔２１ａ内の前端部に計量されて溜められていた溶湯Ｍをノズル２２の吐出孔２２ａの先端からスプルー１５内に射出し、ランナ１４およびゲート１４ａを介してキャビティ１３内に充填する。次いで射出装置２０は射出スクリュが回転すると同時に後退して次に射出する溶湯Ｍを計量して内孔２１ａ内の先端部に送り、この計量が完了すれば射出スクリュの作動を停止する。これと平行してキャビティ１３、ランナ１４およびスプルー１５内に充填された溶湯Ｍが固化したところで型締め装置により可動型１２を後退させて金型１０，１２を開き、キャビティ１３内に固化された鋳造品を、ランナ１４およびスプルー１５内の固化された溶湯とともに取り出す。以上により成形工程の１サイクルが終了し、これを繰り返すことにより鋳造品は生産される。なお射出装置２０は、充填された溶湯Ｍの固化が完了しまた次に射出する溶湯Ｍの計量が完了したところで後退させてノズル２２の先端をスプルーブッシュ１１の座面１０ａから離脱させるようにしてもよいし、１ロットの生産の間、常にノズル２２の先端をスプルーブッシュ１１の座面１０ａに当接したままとしてもよい。
【００２０】
以上の鋳造品の生産の間に、エアー冷却孔１６にはエアー流量制御装置３０からの冷却空気が供給されてスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近を冷却し、エアー流量制御装置３０は、熱電対３１により検出される座面１０ａ付近の温度が所定温度となるように、エアー冷却孔１６に供給する冷却空気の量を制御する。バレル２１およびノズル２２はヒータ２３ａ，２３ｂにより加熱されてその内部のマグネシウム合金を半溶融状態の溶湯Ｍに保っているのに対し、スプルーブッシュ１１を含む固定型１０および可動型１２は外気により冷却されて充填された溶湯Ｍを固化させるので、スプルーブッシュ１１の温度はノズル２２の温度より低い。これによりノズル２２の先端部は、座面１０ａに当接されている状態ではスプルーブッシュ１１により冷却され、従ってノズル２２の吐出孔２２ａの先端部内では溶湯Ｍは温度が低下し固化してプラグＰが形成される。このノズル２２の先端部の温度はスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の温度の影響を受け、座面１０ａ付近の温度が高ければノズル２２の先端部の温度も高くなって実質的にプラグＰが形成されなくなり、座面１０ａ付近の温度が低ければノズル２２の先端部の温度も低くなって形成されるプラグＰは長さが長くなってノズル２２の先端部内に強く固着されたものとなる。
【００２１】
射出装置２０から射出される溶湯ＭはこのプラグＰを押し出して射出されるので、プラグＰがノズル２２の先端部内に強く固着されていると、溶湯Ｍの射出開始の際の圧力が増大するので、溶湯Ｍの一部は射出スクリューと内孔２１ａの間から後ろに漏れ、溶湯Ｍの射出量が不足して不良品を生じることがある。また形状的に不良品が生じない場合でも、プラグＰを押し出す圧力がばらつくと溶湯Ｍの流動状態もばらつくので、鋳造品の品質にばらつきを生じる。このような問題を防止するために、この実施の形態では、ノズル２２の先端部内に形成されるプラグＰが、ノズル２２からスプルー１５内に射出される溶湯Ｍの射出量に実質的に影響を与えない程度のものとなるように、熱電対３１により検出されるスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の温度を制御している。すなわち、エアー流量制御装置３０は、温度センサ３１により検出される座面１０ａ付近の温度が、ノズル２２から射出される溶湯Ｍの射出量に実質的に影響を与えない程度のプラグＰを座面１０ａに当接されるノズル２２の吐出孔２２ａの先端部の内部に形成するような一定の所定温度となるように、冷却媒体孔１６に供給する冷却媒体の流量を制御するものである。
【００２２】
このように、上述した実施の形態では、ノズル２２の吐出孔２２ａの先端部内には、次に射出される溶湯Ｍの射出量に実質的に影響を与えない程度の温度のプラグＰが安定して形成される。従って、ノズル２２の先端からスプルー１５内に溶湯Ｍの射出が開始される際の圧力ほゞ一定になるので、溶湯Ｍの射出量が不足したり、溶湯Ｍの流動状態がばらついたりすることはなくなり、歩留まりよく一定の安定した品質の鋳造品が得られる。またノズル２２の先端をスプルーブッシュ１１の座面１０ａから離脱した際に、ノズル２２内の溶湯Ｍが洩れるようなこともなくなる。
【００２３】
上述した実施の形態では、ノズル２２の先端部内に形成されるプラグＰが、ノズル２２からスプルー１５内に射出される溶湯Ｍの射出量に実質的に影響を与えない程度のものとなるようにしており、このようにすれば射出装置から射出される溶湯の射出量の精度が向上するので、得られる鋳造品の品質は一層向上する。しかし本発明はこれに限られるものではなく、ノズル２２の先端部内に形成されるプラグＰが多少強く固着され、溶湯Ｍの射出量に多少減少するようにして実施することも可能である。この場合でも一定の所定温度となっている座面１０ａに当接されるノズル２２の先端部の温度は一定となり、従って射出開始時の溶湯Ｍの圧力およびスプルー１５内への射出量は一定となるので、溶湯Ｍの射出量が不足したり、溶湯Ｍの流動状態がばらついたりすることはなく、歩留まりよく一定の安定した品質の鋳造品が得られる。
【００２４】
また上述した実施の形態では、スプルー１５は固定型１０内に固着された別体のスプルーブッシュ１１の内面により形成し、座面１０ａはスプルーブッシュ１１の一端に形成し、エアー冷却孔１６はスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の内部に形成し、熱電対３１はスプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の温度を検出するようにしている。このようにすればスプルーブッシュ１１は固定型１０全体に比して熱容量が小さくなり、またスプルーブッシュ１１は固定型１０に固着されているとはいえその接合部には相当な伝熱抵抗を伴うので、スプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の温度は、スプルーブッシュ１１の座面１０ａ付近の内部に形成したエアー冷却孔１６に供給する冷却空気の流量をエアー流量制御装置３０により制御することにより、少ない制御遅れで前述した所定温度に保たれる。これによりノズル２２の先端部の温度は安定し、吐出孔２２ａ内の先端部に形成されるプラグＰは一層安定したものになるので、鋳造品の歩留まりおよび品質は一層向上し、ノズル２２内の溶湯Ｍが洩れるおそれも一層低下する。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、スプルー１５を固定型１０に直接形成し、エアー冷却孔１６は座面１０ａ付近となる固定型１０の内部に形成し、熱電対３１は座面１０ａ付近の金型１０の温度を検出するようにして実施してもよく、これによっても従来に比してノズル２２の吐出孔２２ａ内の先端部に形成されるプラグＰは安定したものになるので、鋳造品の歩留まりおよび品質を向上させ、ノズル２２内の溶湯Ｍが洩れるおそれも低下させることができる。
【００２５】
また上述した実施の形態では、ノズル２２の先端が当接される座面１０ａ付近を冷却する冷却媒体を空気としており、このようにすれば空気は熱容量が小さく従ってエアー冷却孔１６付近に生じる熱応力が減少するので、その付近に熱応力によるクラックが生じるというトラブルを減少させることができ、また実施もきわめて容易である。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、冷却媒体孔１６に通す冷却媒体として空気以外の気体や水または油のような液体を使用して実施することも可能である。
【００２６】
なお、固定型１０の座面１０ａ付近の温度の検出は、熱電対に限らずサーミスタその他の温度センサ３１を使用して行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による成形用金型装置の一実施形態の全体構造を示す断面図である。
【図２】従来技術による成形用金型装置の一例の全体構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１２…金型（固定型、可動型）、１０ａ…座面、１１…スプルーブッシュ、１３…キャビティ、１５…スプルー、１６…冷却媒体孔（エアー冷却孔）、２０…射出装置、２２…ノズル、３０…冷却媒体制御装置（エアー流量制御装置）、３１…温度センサ（熱電対）、Ｍ…溶湯、Ｐ…プラグ。
【図１】
2004154954.tif 000003
【図２】
2004154954.tif 000004