(57)【要約】【課題】簡易な構成により品質の優れた成形品を成形することのできる金属材料の射出装置を提供することを目的とする。【解決手段】金属材料Ｓ１を溶融して溶融材料Ｍにする加熱筒１０と、該加熱筒１０の先端に取付けられ金型３０に接続されるノズル２０と、前記溶融材料Ｍを押圧して前記ノズル２０を介して金型３０へ射出するプランジャＰとを有する金属材料の射出装置において、前記加熱筒１０へ成形品に応じた長さの金属材料Ｓ１を成形サイクル毎に供給する材料供給筒４０と、前記加熱筒１０と前記材料供給筒４０との間に設けられ、金属材料Ｓ１の外周を切削するダイス１５と、前記加熱筒１０の後部における前記ダイス１５近傍に設けられ、加熱筒１０の内部を脱気する吸引装置５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料を溶融して溶融材料にする加熱筒と、該加熱筒の先端に取付けられ金型に接続されるノズルと、前記溶融材料を押圧して前記ノズルを介して金型へ射出するプランジャとを有する金属材料の射出装置において、
前記加熱筒へ成形品に応じた長さの金属材料を成形サイクル毎に供給する材料供給筒と、
前記加熱筒と前記材料供給筒との間に設けられ、金属材料の外周を切削するダイスと、
前記加熱筒の後部における前記ダイス近傍に設けられ、加熱筒の内部を脱気する吸引装置
とを備えることを特徴とする金属材料の射出装置。
【請求項２】
前記ダイスと前記材料供給筒との間に設けられ、前記ダイスの端面に密着して前記加熱筒内部を密閉する前進位置と、前記金属材料の通過を可能にする後退位置との間を往復移動する遮断部材を備えた請求項１に記載の金属材料の射出装置。
【請求項３】
前記遮断部材は、その後退位置から前進位置に移動するときダイスが切削した金属材料の切削屑を掻き落とすように構成された請求項２に記載の金属材料の射出装置。
【請求項４】
請求項２に記載の射出装置によって成形品を成形するに際し、金属材料を前記材料供給筒から前記ダイスを介して加熱筒に供給するとき、及び、射出が終了し前記プランジャが後退した後、前記遮断部材が加熱筒内を閉鎖したときに、前記吸引装置を作動させて加熱筒内を脱気することを特徴とする金属材料の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムやアルミニウム等の金属材料を射出成形する射出装置とそれによる射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネシウムやアルミニウム等の金属材料の成形方法としては、溶融金属を加圧下で金型内に射出充填して成形品を得るダイカスト法や、ペレット状の金属材料を射出スクリュによって融解して金型に充填するチクソモールド法が知られている。しかしながら、ダイカスト法では金属材料を予め溶解するための溶解炉が必要であるので、コストが高くなったり溶解炉中に酸化物が堆積する等の問題がある。一方、チクソモールド法では、ペレット状の金属材料の取り扱いが煩雑であったり、射出スクリュを使用するため金属材料の安定した溶解が困難であるという問題がある。
【０００３】
そこで、溶融すべき材料を受け入れる入口と溶融材料の出口とを有する加熱筒と前記加熱筒に接続された減圧手段とを有する溶融金属材料供給装置と、該溶融金属材料供給装置から供給された溶融金属材料を金型に充填するための加圧充填装置とを有する射出装置が考案された（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この射出装置では、前記加圧充填装置のピストンが前進位置の際に溶融金属材料供給装置の出口が塞がれ、前記ピストンが後退位置の場合には出口がシリンダ内の材料充填室内に連通するように構成されているので、前記シリンダに接続されたホットノズルを通じた金型キャビティとの連通を阻止した状態で前記ピストンが前進位置から後退位置に動くことによって材料充填室が負圧となり、前記減圧手段で溶融材料に与えられる負圧と前記材料充填室の負圧とのバランスを調整することで溶融材料の前記材料充填室への流入を阻止し、前記ピストンが所定位置まで後退した後、前記溶融金属材料供給装置から材料を所定量だけ供給して材料充填室に充填し、前記ピストンを前進させて金型のキャビティ内に溶融材料を充填して成型が行われる。
【０００５】
前記特許文献１に記載の射出装置では、材料供給装置から定期的にシリンダ内に溶融材料を供給できるので溶解炉が不要となって成形作業が円滑かつ確実に行うことができ、また、加熱筒内やシリンダ内（材料充填室内）を真空状態に保った状態で成型を行うことができるので、成形品の品質及び歩留まりを向上させることが可能となる。しかしながら、近年では、装置の構成をより簡易なものとするとともに優れた品質の成形品を得ることができる射出装置が望まれている。
【０００６】
また、前記特許文献１に記載の射出装置の他に、軽金属材料を短棒材料として１個ずつ射出シリンダに補給する材料供給装置と、先に補給した短棒材料から順に融解する射出シリンダ及びその加熱装置と、未溶融の短棒材料を累進的に前進させることによって融解した短棒材料を射出する押し込み棒部材、または射出油圧ピストンロッドとを備える軽金属射出成形機の射出装置がある（例えば、特許文献２参照。）。この射出装置において、押し込み棒部材は、油圧駆動装置である第１の駆動装置と、電動駆動装置である第２の駆動装置とによって駆動され、また、射出油圧ピストンロッドは、１個の射出油圧シリンダによって駆動される。
【０００７】
前記特許文献２に記載の射出装置にあっては、軽金属材料は数ショット分以上に相当する容積すなわち長さを有するので、１ショット射出する毎に消費して短縮された軽金属材料の押し込み量を一定にするため、押し込み棒部材の突出し量を第２の駆動装置によってショット毎に累進的に調整しなければならない。
【０００８】
そのため、前記特許文献２で提案された射出装置は、第２の駆動装置が必要になるとともに、その制御装置をも備えねばならず、射出装置のコストが高くなるのみならず、第２の駆動装置を作動させる時間が成形サイクル時間を遅延させる要因となる。また、軽金属材料の供給が数ショット毎に行われるので、ショット毎の成形サイクル時間が不均等になるとともに、射出シリンダに供給されて貯留する軽金属材料の量がショット毎に変化する結果、成形品の品質がばらつくこととなる。
【０００９】
さらに、前記特許文献２で提案された射出装置は、不活性ガスで射出シリンダと短棒材料の隙間の空気をパージする機能を有するが、これは閉鎖された空間の空気をパージするものではなく、しかも射出シリンダ内を脱気する機能を有しないので、射出シリンダに貯留した金属溶湯が酸化されることにより、成形品の表面を汚損させたり、成形品の強度不足を招いたりする。
【特許文献１】特開２０００−２５４７６４号公報
【特許文献２】特開２００３−２１１２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記の状況を鑑みてなされたものであり、簡易な構成により品質の優れた成形品を成形することのできる金属材料の射出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、請求項１の発明は、金属材料を溶融して溶融材料にする加熱筒と、該加熱筒の先端に取付けられ金型に接続されるノズルと、前記溶融材料を押圧して前記ノズルを介して金型へ射出するプランジャとを有する金属材料の射出装置において、前記加熱筒へ成形品に応じた長さの金属材料を成形サイクル毎に供給する材料供給筒と、前記加熱筒と前記材料供給筒との間に設けられ、金属材料の外周を切削するダイスと、前記加熱筒の後部における前記ダイス近傍に設けられ、加熱筒の内部を脱気する吸引装置とを備えることを特徴とする金属材料の射出装置に係る。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ダイスと前記材料供給筒との間に設けられ、前記ダイスの端面に密着して前記加熱筒内部を密閉する前進位置と、前記金属材料の通過を可能にする後退位置との間を往復移動する遮断部材を備えた金属材料の射出装置に係る。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２において、前記遮断部材は、その後退位置から前進位置に移動するときダイスが切削した金属材料の切削屑を掻き落とすように構成された金属材料の射出装置に係る。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２に記載の射出装置によって成形品を成形するに際し、金属材料を前記材料供給筒から前記ダイスを介して加熱筒に供給するとき、及び、射出が終了し前記プランジャが後退した後、前記遮断部材が加熱筒内を閉鎖したときに、前記吸引装置を作動させて加熱筒内を脱気することを特徴とする金属材料の射出成形方法に係る。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明は、金属材料を溶融して溶融材料にする加熱筒と、該加熱筒の先端に取付けられ金型に接続されるノズルと、前記溶融材料を押圧して前記ノズルを介して金型へ射出するプランジャとを有する金属材料の射出装置において、前記加熱筒へ成形品に応じた長さの金属材料を成形サイクル毎に供給する材料供給筒と、前記加熱筒と前記材料供給筒との間に設けられ、金属材料の外周を切削するダイスと、前記加熱筒の後部における前記ダイス近傍に設けられ、加熱筒の内部を脱気する吸引装置とを備えるので、簡易に射出装置を構成できるとともに、金属材料の加熱筒への供給を脱気雰囲気下で行うことができ、優れた品質の成形品が得られる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１における射出装置にさらに、前記ダイスと前記材料供給筒との間に設けられ、前記ダイスの端面に密着して前記加熱筒内部を密閉する前進位置と、前記金属材料の通過を可能にする後退位置との間を往復移動する遮断部材を備えるので、射出を終了後加熱筒に金属材料を供給開始するまでの間も加熱筒内を脱気することができ、より優れた品質の成形品が得られる。
【００１７】
請求項３の発明は、前記遮断部材は、その後退位置から前進位置に移動するときダイスが切削した金属材料の切削屑を掻き落とすように構成されたので、ダイスによる金属材料の切削に悪影響を与えず、作業環境も良好に保てる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項２に記載の射出装置によって成形品を成形するに際し、金属材料を前記材料供給筒から前記ダイスを介して加熱筒に供給するとき、及び、射出が終了し前記プランジャが後退した後、前記遮断部材が加熱筒内を閉鎖したときに、前記吸引装置を作動させて加熱筒内を脱気するので、加熱筒へ金属材料を供給するときと、射出を終了後加熱筒に金属材料を供給開始するまでの間においても加熱筒内を脱気することができ、より優れた品質の成形品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は金属材料を加熱筒へ供給する前に加熱筒内を脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図であり、図２は金属材料を加熱筒へ供給中に加熱筒内を脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図であり、図３はプランジャを前進させて溶融材料を金型へ射出する直前の射出装置の状況を示す縦断面図であり、図４はプランジャを前進させて溶融材料を金型へ射出するときの射出装置の状況を示す縦断面図であり、図５は溶融材料を金型へ射出し終わったときの射出装置の状況を示す縦断面図であり、図６はプランジャを後退させ遮断装置を前進させて加熱筒内を再び脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図であり、図７は吸引装置の脱気状態を示す拡大断面図である。
【００２０】
図１ないし図６に示す射出装置は、金属材料Ｓ１を溶融して溶融材料Ｍにする加熱筒１０と、該加熱筒１０の先端に取付けられ金型３０に接続されるノズル２０と、前記溶融材料Ｍを押圧して前記ノズル２０を介して金型３０へ射出するプランジャＰとを有し、前記加熱筒１０へ成形品に応じた長さの金属材料Ｓ１を成形サイクル毎に供給する材料供給筒４０と、前記加熱筒１０と前記材料供給筒４０との間に設けられ、金属材料Ｓ１の外周を切削するダイス１５と、前記加熱筒１０の後部における前記ダイス１５近傍に設けられ、加熱筒１０の内部を脱気する吸引装置５０とを備える。
【００２１】
この射出装置において、前記ダイス１５は加熱筒１０の反ノズル２０側端面には固着され、前記材料供給筒４０は前記ダイス１５から所定距離を隔てて加熱筒１０及びダイス１５と同軸に配設される。また、前記吸引装置５０は、前記加熱筒１０のダイス１５寄りの後部位置に設けられている。以下、本発明に係る射出装置の要部について説明する。
【００２２】
加熱筒１０は、耐圧性、耐熱性及び耐摩耗性の十分な金属製厚肉円筒で構成されている。前記加熱筒１０では、その内孔１１において、前記ノズル２０が取り付けられた先端側の上面以外でテーパ面１２が形成され、前記ダイス１５が固着された後部側の内径より先端部の内径が小さくなっている。前記内孔１１の後部側上面のダイス１５近傍には、後述する吸引装置５０のための開口穴１３が設けられている。また、前記加熱筒１０の外周には、複数（この実施例では４つ）のヒータ１６が捲着され、金属材料Ｓ１が供給される後部からノズル２０の取付けられた先端部にかけて次第に高い温度となるように温度制御されている。そして、前記加熱筒１０の先端部から当該加熱筒１０の全長に対して三分の一程度の区間は金属材料Ｓ１が溶融して溶融材料Ｍとなる温度に設定される。例えば、金属材料Ｓ１がマグネシウム合金の場合では、加熱筒１０の前記区間の温度は６２０℃に設定される。なお、図において符号Ｓ２は前の成形サイクルで供給された半溶融状態の金属材料、Ｓ３は前記金属材料Ｓ２から溶融状態が進行した金属材料、Ｓ４は前記金属材料Ｓ３からさらに溶融状態が進行した金属材料である。
【００２３】
前記ダイス１５は、前記加熱筒１０の反ノズル２０側端面に材料供給筒４０の端面と対向するよう固着され、前記材料供給筒４０側の端部には切削部１５ａが形成されている。前記ダイス１５の内径は、当該ダイス１５と前記加熱筒１０との取付け面側では加熱筒１０の内孔１１の内径と同一径であり、前記切削部１５ａ側ではダイス１５と金属材料Ｓ１の成形時の温度において前記金属材料Ｓ１の直径より約０．２ｍｍ小さく形成されている。したがって、図２に示すように、金属材料Ｓ１はプランジャＰにより前記加熱筒１０の内孔１１へ押し込まれるときに、その外周が均等に切削され、前記金属材料Ｓ１の外周の酸化膜を除去することができる。そのとき、ダイス１５の切削部１５ａで生じた切削屑Ｓｗは、ダイス１５の下方に設けた回収箱６４の中に落下する。
【００２４】
ノズル２０は、前記加熱筒１０の先端面に固着され、前記加熱筒１０の内孔１１から滑らかに連通する内孔２１を有する。前記内孔２１は、加熱筒１０の内孔１１の後部側の内径より小径であり、軸心が前記加熱筒１０の内孔１１の軸心よりも上方に偏心され、当該内孔２１の上面と前記加熱筒１０の内孔１１の上面とが直線状に連通するとともに他の部分はテーパ状に滑らかに連通するように形成される。また、ノズル２０は、発熱量の比較的大きいヒータ（図示せず）を有し、そのヒータはノズル２０を数秒で金属材料Ｓ１が溶融する温度まで昇温させることが可能となっている。そして、溶融材料Ｍを金型３０へ射出するとき（図３、図４及び図５に示す）以外は、溶融材料Ｍの流動を阻止するとともに加熱筒１０内を密閉状態で保持するため、ノズル２０のヒータには通電しないように制御される。
【００２５】
また、前記ノズル２０の先端部であるノズル先端部２２は円筒形であり、前記内孔２１からテーパ状に縮径されてノズル先端部２２の端面に開口している。ノズル先端部２２は、固定金型３１と可動金型３２とからなる金型３０のうち固定金型３１に設けた挿入口３３に向かって移動し嵌挿して接続される。ノズル先端部２２の移動は、射出装置の下方に設けられた図示しない駆動装置によって、ノズル２０の軸心方向に往復して行われる。ノズル先端部２２の前進が停止する位置は、ノズル先端部２２の端面が固定金型３１内でキャビティＣの表面を形成する位置であり、射出装置が位置調整可能な停止部材に当接して求められる。また、ノズル先端部２２の後進が停止する位置は、成形品Ｍ３からノズル先端部２２を離隔させて、前記成形品Ｍ３の湯口３４を切断するに十分な数ｍｍの距離である。ただし、前記ノズル先端部２２や湯口３４周辺の掃除等のために、ノズル先端部２２と固定金型３１との間に作業空間を設ける必要から、射出装置は十分な後進ストロークを有している。なお、前記金型３０は図示しない型締装置に取付けられ、可動金型３２は固定金型３１に対し接近かつ離隔する。そして、可動金型３２は固定金型３１に接近し型合わせされてキャビティＣが形成され、さらに圧締される。
【００２６】
材料供給筒４０は、プランジャＰを遊貫する内孔４１を有する円筒状のものであり、その上部には金属材料Ｓ１が容易に落下して通過可能な投入口４２が設けられている。前記材料供給筒４０に投入される金属材料Ｓ１は、別途用意された加熱装置（図示せず）により予め加熱されている。この予熱温度は、例えば金属材料Ｓ１がマグネシウムの場合は３００℃である。そして、その金属材料Ｓ１の搬送と搬入手段は、例えば特許文献２の図３に示された材料供給装置のような公知の手段が採用できる。
【００２７】
前記プランジャＰは、図示しない駆動手段により高圧力かつ高速で前進して金属材料Ｓ１を押圧して加熱筒１０内に押し込む。この駆動手段としては、アキュムレータを用いることで高圧力、高速の要求を容易に実現できる油圧シリンダ等の公知の機器が好適であるが、サーボモータ等を用いてもよい。前記プランジャＰは、当該プランジャＰが後退して材料供給筒４０の投入口４２が全開する位置から、前進してその射出装置で溶融できる最大の溶融材料を射出する最大ストローク位置まで移動可能である。そして、前記プランジャＰは、最大ストロークの範囲内で任意のストローク間を位置決め移動可能になっている。また、前記プランジャＰの直径は、前記ダイス１５の内径である切削部１５ａより僅かに小さい値となっている。
【００２８】
吸引装置５０は、図７に示すように、エアシリンダ等からなる第１開閉手段５１、ピン５２及び、案内筒５５より構成される。前記ピン５２は第１開閉手段５１から突出して延長される棒状のものであり、先端に小径部５３を有する。この小径部５３は、前記加熱筒１０の後部におけるダイス１５近傍に設けた開口穴１３に、前記第１開閉手段５１の作動により挿脱される。案内筒５５は、前記加熱筒１０の開口穴１３周囲の加熱筒１０外周面に固着され、前記ピン５２を案内するとともに前記第１開閉手段５１を保持する。前記案内筒５５には、放熱のためのフィン５６と、加熱筒１０内の脱気を行う真空ポンプ（図示せず）が接続された吸引口５７が設けられている。
【００２９】
前記吸引装置５０において、前記第１開閉手段５１が前記ピン５２を前進作動させると、前記ピン５２の小径部５３は前記加熱筒１０の開口穴１３に嵌挿されるとともに、前記開口穴１３から外方へ拡径したテーパ面１４に前記ピン５２の小径部５３から拡径したテーパ面５４が当接して前記加熱筒１０内を密閉する。前記第１開閉手段５１が前記ピン５２を後退作動させると、前記ピン５２の小径部５３は前記加熱筒の開口穴１３から抜脱されるとともに、前記開口穴１３のテーパ面１４と前記小径部５３のテーパ面５４が離隔する。それにより、前記加熱筒１０内と前記吸引口５７とは、前記ピン５２と案内筒５５との間の間隙または溝を介して連通する。前記吸引口５７には真空ポンプが接続されているので、加熱筒１０内の空気や金属材料Ｓ１の溶融時に発生したガス等を吸引して脱気することができる。
【００３０】
また、本発明の射出装置では、請求項２の発明に規定するように遮断部材６０を設けることが好ましい。前記遮断部材６０は、前記ダイス１５と前記材料供給筒４０との間に設けられ、エアシリンダ等からなる第２開閉手段６１、前記第２開閉手段６１から突出して延長される棒状のロッド６２及び、前記ロッド６２の先端に固着されるシャッタ６３により構成される。前記シャッタ６３は、数ｍｍの厚さの円盤状部材であり、前記ダイス１５の端面に密着して前記加熱筒１０内部を密閉する前進位置と、前記金属材料Ｓ１の通過を可能にする後退位置との間で、前記ダイス１５の端面に摺動し材料供給筒４０の端面には摺動しないように往復移動可能に設けられている。前記シャッタ６３のダイス１５との摺動面は、前記ダイス１５に密着して前記加熱筒１０内を密閉状態にするため、平滑に加工されている。また、図１に示すように、前記シャッタ６３が前記ダイス１５の端面を全閉する前進位置において前記シャッタ６３とダイス１５が当接するいずれかの面に、必要に応じて、パッキングを設けるようにしてもよい。
【００３１】
前記遮断部材６０は、請求項３の発明に規定するように、その後退位置から前進位置に移動するときダイス１５が切削した金属材料Ｓ１の切削屑Ｓｗを掻き落とすように構成される。すなわち、前記金属材料Ｓ１の外周を切削した際に切削屑Ｓｗの一部は、前記ダイス１５の端面に付着して残留するので、図６に示すように、前記遮断装置６０のシャッタ６３がそれを掻き落とすのである。そのため、切削屑Ｓｗが金属材料Ｓ１に捲き込まれて切削疵が発生したり、切削屑Ｓｗが周囲に散乱して作業環境を悪化させることが未然に防止できる。また、前記シャッタ６３のダイス１５側の下側端面は、前記ダイス１５による金属材料Ｓ１の切削屑Ｓｗを効果的に掻き落とすため、９０度より小さくした刃状に形成されることが好ましい。
【００３２】
前記遮断部材６０の第２開閉手段６１は、図１に示すように、ロッド６２とシャッタ６３に直線的かつ同軸に設け上下に駆動するが、前記第２開閉手段６１を前記シャッタ６３の側方に設けて斜め方向または横方向に駆動してもよい。また、前記第２開閉手段６１を前記ロッド６２と前記シャッタ６３に直線的かつ同軸に設けず、前記第２開閉手段６１と前記シャッタ６３の駆動軸が平行または円弧となるように設けてもよい。
【００３３】
次に、図１ないし図６に基づいて、本発明の射出装置の作動を成形サイクルに従って順次詳細に説明する。まず、金属材料Ｓ１は、マグネシウムやアルミニウム等の軽金属材料が好適に用いられる。前記金属材料Ｓ１は、成形する成形品Ｍ３の容積より僅かに大きい容積となるように、丸棒を所定の長さに切断したものである。
【００３４】
図１において、予熱された金属材料Ｓ１は材料供給筒４０の所定の位置に供給されている。遮断装置６０はそのシャッタ６３をダイス１５の端面に密着させて加熱筒１０内を密閉している。吸引装置５０は開口穴１３を開放して脱気している。前記加熱筒１０内には、その前部に溶融材料Ｍが貯留され、その後方には前の成形サイクルで供給された前の金属材料Ｓ２が半溶融の状態で残っている。ノズル２０は、そのヒータへ通電されていないので、ノズル先端部２２の溶融材料Ｍは固化して前記加熱筒１０内を密閉状態にしている。このような状況では、前記加熱筒１０内の溶融材料Ｍと前の金属材料Ｓ２は、前記加熱筒１０の前部側に漸次高くなるよう設定された複数のヒータ１６の加熱量に応じて、前記加熱筒１０の後部側から徐々に溶融状態が進行していく。すなわち、金属材料Ｓ２付近では半溶融状態であり、金属材料Ｓ３付近では前記金属材料Ｓ２より溶融が進行した状態、金属材料Ｓ４付近では前記金属材料Ｓ３より溶融が進行した状態となっており、さらに溶融が進行して加熱筒１０の先端部付近で溶融材料Ｍとなる。そして、溶融材料Ｍと前記金属材料Ｓ２ないしＳ４は、それらの一部でも十分溶融されたときには、その粘性が極めて低いので、前記加熱筒１０内の下方に流れその上方には空間が生ずる。その空間を通じて、前記吸引装置５０は極めて効果的に脱気を行うのである。そのため、前記吸引装置５０は前記加熱筒１０の上面に設けることが好ましい。このようにして、前記加熱筒１０内が脱気されるので、前記溶融材料Ｍの表面が酸化されてスラグ化し成形品の表面を汚損させたり、成形品の強度を低下させることを防止する。
【００３５】
図２において、遮断装置６０のシャッタ６３をダイス１５の端面から退避させた後、プランジャＰを前進させ前記ダイス１５を介して金属材料Ｓ１を加熱筒１０内へ押圧して押し込める。このとき、前記金属材料Ｓ１の外周は前記ダイス１５により所定量切削され、切削屑Ｓｗが回収箱６４に落下する。前記金属材料Ｓ１が前記ダイス１５を通過する間、前記加熱筒１０内は密閉されるので、前記吸引装置５０は脱気を継続して実行できる。なお、前記金属材料Ｓ１の外周を切削した際には、切削屑Ｓｗの一部がダイス１５の切削部１５ａの外周に付着する。
【００３６】
図３において、前記吸引装置５０の脱気作動を停止させるとともに、前記プランジャＰをさらに前進させて前記金属材料Ｓ１を全て前記加熱筒１０の内部へ挿入する。このときまでに、可動金型３２を固定金型３１に接近させ、さらに型合わせ圧締してキャビティＣを形成させる。また、その直前から直後にかけて、ノズル２０のヒータへの通電を開始して前記ノズル２０を昇温させる。
【００３７】
図４において、前記プランジャＰを高速で前進させ、溶融材料Ｍ１をキャビティＣへ射出して充填させる。このとき、前記加熱筒１０の内孔１１面における溶融材料Ｍの逆流は、主に前の金属材料Ｓ２により防止される。すなわち、ダイス１５の切削部１５ａで切削された前の金属材料Ｓ２の直径は、前記加熱筒１０の内孔１１直径より０．２ｍｍ程度小さくなるように、前記ダイス１５の切削部１５ａで正確に規定されている。そして、前記加熱筒１０内へ挿入された前の金属材料Ｓ２は前方へ移動するほど高温に加熱されるので、その直径は前記ダイス１５と加熱筒１０との温度差に応じて熱膨張して所定量増加する。図３及び図４における時点では、前の金属材料Ｓ２の熱膨張率が前記加熱筒１０の熱膨張率より大きいために、前記加熱筒１０の内孔１１の直径と前の金属材料Ｓ２の直径との差は極めて小さくなる。そのため、射出の圧力によって前の金属材料Ｓ２が押し潰されることにもよって、溶融材料Ｍの逆流は十分防止されるのである。
【００３８】
図５において、図４から継続した射出工程は、前記プランジャＰの前進距離に基づいて成形品の容積に応じて規定された量の溶融材料Ｍ２が射出充填されて実行される。この射出工程中には、前の金属材料Ｓ２は略溶融して金属材料Ｓ３となり、金属材料Ｓ１も一部が溶融され始める。
【００３９】
図６において、前記プランジャＰは材料供給筒４０の投入口４２が開放される位置まで後退する。その後、遮断装置６０を作動させてシャッタ６３をその後退位置から前進位置へ下降させる。このとき、ダイス１５の切削部１５ａ周辺に付着していた切削屑Ｓｗは、前記シャッタ６３により掻き落とされて回収箱６４内へ落下する。そして、前記シャッタ６３は前記ダイス１５の端面に密着して加熱筒１０内を密閉した後、吸引装置５０を開放して前記加熱筒１０内を脱気する。なお、図５において前記加熱筒１０内に残留した金属材料Ｓ１は、次の成形サイクルに備えて符号を変えて前の金属材料Ｓ２とする。また、図５においてキャビティＣに充填された溶融材料Ｍ２は金型３０で冷却されて成形品Ｍ３となる。前記成形品Ｍ３は、可動金型３２とともに固定金型３１から離隔して開放された前記金型３０から取出される。
【００４０】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】金属材料を加熱筒へ供給する前に加熱筒内を脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図２】は金属材料を加熱筒へ供給中に加熱筒内を脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図３】プランジャを前進させて溶融材料を金型へ射出する直前の射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図４】プランジャを前進させて溶融材料を金型へ射出するときの射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図５】溶融材料を金型へ射出し終わったときの射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図６】プランジャを後退させ遮断装置を前進させて加熱筒内を再び脱気するときの射出装置の状況を示す縦断面図である。
【図７】吸引装置の脱気状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  加熱筒
１５  ダイス
２０  ノズル
３０  金型
４０  材料供給筒
５０  吸引装置
６０  遮断装置
Ｍ  溶融材料
Ｍ３  成形品
Ｐ  プランジャ
Ｓ１  金属材料
Ｓ２  前の金属材料
Ｓｗ  切削屑
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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