(57)【要約】【課題】軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングおよびシートリングとの接触する部分が損傷することを防止し、低コストでそれを製作することのできる逆流防止装置を提供することを目的とする。【解決手段】スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングのシートリングとの接触面およびシートリングの逆流防止リングとの接触面のうち少なくともいずれか一方に、それぞれの部材を形成する母材よりも硬質な材料を溶接したことを特徴とする。【選択図】      図１
2004181519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングのシートリングとの接触面およびシートリングの逆流防止リングとの接触面のうち少なくともいずれか一方に、それぞれの部材を形成する母材よりも硬質な材料を溶接したことを特徴とする軽合金射出成形機用逆流防止装置。
【請求項２】
スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングのシートリングとの接触面およびシートリングの逆流防止リングとの接触面のうち少なくともいずれか一方に、コバルト基合金を溶接したことを特徴とする軽合金射出成形機用逆流防止装置。
【請求項３】
前記それぞれの接触面に溶接される材料は、６００℃における硬さがＨｖ３５０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の軽合金射出成形機用逆流防止装置。
【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、アルミニウム、亜鉛などの軽合金を射出成形する射出成形機に用いられ、スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する逆流防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウムなどの軽合金を射出成形する射出成形機においては、シリンダ内に粒状の軽合金チップを投入し、シリンダの外周面に配設した加熱ヒータによりシリンダを加熱し、シリンダ内部の軽合金チップを溶融させる。溶融された軽合金は、シリンダ内を前後進するスクリュによってシリンダの前方に押し出され、シリンダの先端に設けたノズル部材のノズル孔を通って金型に射出されて、所定の製品形状に成形される。
【０００３】
従来、この種の射出成形機には溶融材料の逆流を防止するために逆流防止装置が用いられている。
【０００４】
図２は従来の射出成形機の逆流防止装置を示す概略断面図である。図２において、逆流防止装置はシリンダ１内のスクリュ２の先端部に設置され、逆流防止リング３、シートリング４、スクリュヘッド５などで主に構成される。逆流防止リング３はスクリュ２の先端部に外嵌されており軸方向に移動自在である。スクリュ２を回転駆動して材料を溶融して蓄積するときは、逆流防止リング３のシートリング４との接触面７が、シートリング４の逆流防止リング３との接触面９から離間し、溶融材料をスクリュ２の先端部に蓄積する。また、スクリュ２を軸方向に駆動して金型のキャビティに射出し、保圧するときは、逆流防止リング３が後退してシートリング４の接触面９に当接して、溶融材料が逆流防止リング３とスクリュ２との間の隙間６を通ってスクリュ２の方へ逆流することを防止する。
【０００５】
特許文献１には、金属射出成形機の逆流防止装置であって、シート座とシート面は共に相手に対して凸曲面に形成され、それによってシート座とシート面が当接するときにリング状のシール線を形成させることが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、スクリュの先端部に逆流防止リングが設けられ、逆流防止リングのピストンリング溝にピストンリングが装着されている金属射出成形機の逆流防止装置であって、ピストンリング溝に径方向に貫通する複数個の透孔を設けることが記載されている。
【０００７】
特許文献３には、溶融金属材料に比べ溶融温度が格段に低い樹脂成形材料を射出する射出成形機に用いられる逆流防止装置であって、耐摩耗性および摺動性を向上させるように、逆流防止リングの外周全面にダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素膜からなる膜体を形成し、この膜体は膜厚が約５μｍと極めて薄く、マイクロ波プラズマＣＶＤ法などにより反応成膜されることが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、樹脂射出成形機の逆流防止装置であって、スクリュの先端部に分割された前方側逆流防止リングと後方側逆流防止リングとを備え、前方側逆流防止リングの傾斜面および後方側逆流防止リングの傾斜面に、耐摩耗性を増大させるためのＴｉＣ、ＴｉＮなどのセラミックス材料を表面処理することが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１９０３６４号公報
【特許文献２】
特開平７−３１４５１０号公報
【特許文献３】
特開平５−４２５６８号公報
【特許文献４】
特開平８−２４４０７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
マグネシウムなどの軽合金の成形材料は、樹脂成形材料に比べて溶融した状態では粘度が極めて低いため流動性が高い。このため軽合金射出成形の場合、射出時の圧力もしくは保圧時の圧力により、シリンダ内部で一部の溶融金属が逆流する現象が発生しやすい。溶融金属が逆流すると、射出量の計量が不正確となり成形が不可能になる。
【００１１】
そこで、溶融金属の逆流を防止するために、逆流防止リング３とシートリング４の密着を十分に行う必要がある。しかしながら、従来の金属射出成形機の逆流防止装置においては、逆流防止リング３およびシートリング４は鉄基耐熱鋼で形成されていたため、射出を繰返すうちに、逆流防止リングおよびシートリングの当接面に衝突による凹み疵などが発生し、さらに射出成形を続けると、凹み疵が発生した部分が著しく損傷し、逆流防止装置機能が良好に発揮されず、ついには溶融金属が逆流して耐用寿命が短いという問題があった。そのため射出成形機の逆流防止リングもしくはシートリングを頻繁に交換しなければならないという問題があった。
【００１２】
そこで、凹み疵などを低減するために、上記の特許文献３のように、逆流防止リングの全面にダイヤモンド状炭素膜を形成する方法があるが、この炭素膜は薄い被覆層であるため剥れやすく、また時間とコストがかかるため現実に適用するのは困難である。また特許文献４のように、分割された逆流防止リング同士の傾斜面にセラミックスを表面処理して被覆する方法は、同様に被覆層の強度が十分でないとともにコストがかかる。これらは耐摩耗性に優れているが樹脂射出機用の逆流防止リングに被覆を施すものであり、その被覆材はマグネシウムなどの溶融金属に対して優れた耐溶損性を確保するように選定されたものではない。
【００１３】
したがって、本発明は前記の課題に鑑みて、軽合金射出成形において逆流防止リングおよびシートリングとの接触する部分が損傷することを防止し、低コストでそれを製作することのできる逆流防止装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングのシートリングとの接触面およびシートリングの逆流防止リングとの接触面のうち少なくともいずれか一方に、それぞれの部材を形成する母材よりも硬質な材料を溶接したことを特徴とする。
【００１５】
また、スクリュの先端部に外嵌されて軸方向に移動自在な逆流防止リングと、逆流防止リングが後退時に接触するシートリングを有する軽合金射出成形機用逆流防止装置において、逆流防止リングのシートリングとの接触面およびシートリングの逆流防止リングとの接触面のうち少なくともいずれか一方に、コバルト基合金を溶接したことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明において、前記それぞれの接触面に溶接される材料は、６００℃における硬さがＨｖ３５０以上であることを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明における軽合金射出成形機用逆流防止装置は、逆流防止リングがシートリングと接触して逆流を防ぐ逆流防止リングの接触面に、逆流防止リングを形成する母材よりも硬質な材料を溶接する。また同様に、シートリングが逆流防止リングと接触して逆流を防ぐ接触面にシートリングを形成する母材よりも硬質な材料を溶接する。溶接の手段としては公知の溶接法、肉盛り法、ＨＩＰ法などが挙げられるが、コストの面から溶接法、肉盛り法が望ましい。
【００１８】
逆流防止リングまたはシートリングの部材全体を硬質な材料で形成するではなく、部材（母材）を適度な強度と耐溶損性を有する比較的安価な材料で形成し、最も耐摩耗性および耐溶損性が必要な部分のみに、大規模で高価なＣＶＤ装置や表面処理装置などを使わずに硬質な材料を溶接するので低コストで製作できる。
【００１９】
それぞれの接触面に溶接される硬質な材料としては、耐摩耗性および耐溶損性を兼ね備えたコバルト基合金が適している。さらに、逆流防止リングやシートリングの母材を鉄基耐熱鋼で形成し、それらの接触面にコバルト基合金を溶接する形態が低コストで製作しやすいので最適である。
【００２０】
また、それぞれの接触面に溶接される硬質な材料は、約６００℃の溶融金属を射出する条件の中で使用されるため、６００℃における硬さがＨｖ３５０以上の材料で構成することが好ましい。さらに常温における硬さがＨｖ４５０以上であることが望ましい。また、硬質な材料は厚み２ｍｍ以上溶接することが望ましい。
【００２１】
本発明の構成により軽合金射出成形を繰返しても逆流防止リングおよびシートリングの接触面が大きく損傷せず、射出成形を安定して行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する。図１は本発明の軽合金射出成形機の逆流防止装置を示す概略断面図である。図１において、シリンダ１の内部に回転し、軸方向に可動自在のスクリュ２が設けられている。スクリュ２の先端部にはスクリュヘッド５がスクリュ本体に螺合されている。そして、逆流防止装置はシリンダ１内のスクリュ２の先端部に設置され、逆流防止リング３、シートリング４、スクリュヘッド５などで主に構成されている。
【００２３】
逆流防止リング３は中空の円筒形状をしており、スクリュ２の先端部に外嵌されて軸方向に移動自在であり、スクリュヘッド５を螺合すると同時に装着される。逆流防止リング３の内径はスクリュヘッド５の軸部外径より大きく設定されており、射出成形時の溶融金属が、スクリュヘッド５軸部とシートリング４の内径の隙間６を渋滞無く流れ込むことができる。また、逆流防止リング３の外径は、シリンダ１の内周面と逆流防止リング３の外周面が摺動時に干渉しないように、シリンダ１の内径よりもわずかに小さくなっている。
【００２４】
シートリング４は中空リング形状をしており、逆流防止リング３同様、スクリュヘッド５を螺合すると同時に装着される。このシートリング４の外径はシリンダ１の内径より小さくなっている。
【００２５】
このような構成により、スクリュ２を回転駆動してマグネシウムなどの金属材料を溶融して蓄積するときは、逆流防止リング３のシートリング４との接触面７が、シートリング４の逆流防止リング３との接触面９から離間し、溶融金属材料をスクリュ２の先端部に蓄積する。また、スクリュ２を軸方向に駆動して金型のキャビティに射出し、保圧するときは、逆流防止リング３が後退してシートリング４の接触面９に当接して、溶融材料が逆流防止リング３とスクリュ２との間の隙間６を通ってスクリュ２の方へ逆流することを防止する。
【００２６】
本実施例では、逆流防止リング３の母材８を鉄基耐熱鋼で形成した。そして、逆流防止リング３の後端部すなわちシートリング４側に、シートリング４との接触面７に、重量％でＣ：１．４％、Ｍｎ：０．５％、Ｃｒ：２９．０％、Ｗ：８．０％、残部Ｃｏ及び不可避的不純物からなるコバルト基合金１０を厚み３ｍｍで肉盛溶接した。このコバルト基合金１０の常温おける硬さはＨｖ４８０であり、６００℃における硬さはＨｖ３７０である。
【００２７】
また、シートリング４の母材１１を鉄基耐熱鋼で形成した。そして、シートリング４の逆流防止リング３との接触面９に、逆流防止リング３と同様にコバルト基合金１２を厚み３ｍｍで肉盛溶接した。
【００２８】
このように構成した本実施例の逆流防止装置をマグネシウム合金射出成形機に組み込み長期間の射出成形を行ったところ、逆流防止リングおよびシートリングの接触面に凹み疵などの損傷は認められず、安定した射出成形ができた。
【００２９】
また他の本発明の実施形態として、逆流防止リング３の接触面７やシートリング４の接触面９に、コバルト基合金１０もしくは１２をＨＩＰ法により接合しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の軽合金射出成形機用逆流防止装置によれば、射出時に逆流防止リングおよびシートリングとが接触する部分の損傷を長期の使用期間にわたり防止でき、射出成形を安定して行うことができる。また、本発明に係る逆流防止リングおよびシートリングを比較的安いコストで製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軽合金射出成形機の逆流防止装置を示す概略断面図である。
【図２】従来の射出成形機の逆流防止装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダ、２  スクリュ、３  逆流防止リング、４  シートリング、
５  スクリュヘッド、６  逆流防止リングとスクリュの隙間、
７  逆流防止リングの接触面、８  逆流防止リング母材、
９  シートリングの接触面、１０  逆流防止リングのコバルト基合金
１１  シートリング母材、１２シートリングのコバルト基合金
【図１】
2004181519.tif 000003
【図２】
2004181519.tif 000004