JP2000317606A - 軽合金の射出成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な液相分を残存させずにノズルの開閉バ
ルブを確実に閉鎖できるようにして、成形品の品質を低
下させることなく安定した射出成形を行えるようにす
る。 【解決手段】 計量シリンダ１３内で計量された軽合金
の半凝固スラリー７を射出プランジャ１３によって開閉
バルブ３２を内部に有するノズル３３を介して成形金型
２４，２６に射出するようにした軽合金の射出成形方法
において、半凝固スラリー７の射出後において開閉バル
ブ３２が開状態にある時間帯だけノズル３３内の軽合金
をいったん液相温度以上に加熱し、その他の時間帯は同
ノズル３３内の軽合金を半凝固温度に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマグネシウ
ムやアルミニウム等の軽合金を鋳造するための射出成形
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂の射出成形に近い形式で
軽合金材料を成形する方法として、軽合金材料を半凝固
スラリーにして成形金型内に射出する方法がある。この
種の軽合金の射出成形方法のうち、いわゆるチクソモー
ルディング法では、ペレット状の原料をスクリュー押出
機の内部で加熱したり（特表平３─５０４８３０号公報
参照）、あるいは、半溶融状態に加熱されたインゴット
原料を粉砕機で粒状にしたものをスクリュー押出機の内
部で加熱することにより（特許第２８３２６２５号公
報、特開平９─１０８８０５号公報参照）、軽合金材料
を半凝固状態にしている。

【０００３】一方、上記のチクソモールディング法で
は、出発原料が固体金属であることから押出スクリュー
の上流部の磨損や溶損が激しくなるので、かかる不都合
を解消すべく、実質的に縦向きのチャンバー内において
金属溶湯を押出スクリューで剪断しながら冷却して半凝
固スラリーに遷移させたあと、チャンバーの下端排出口
から排出されてきた半凝固スラリーを成形金型に射出す
る方法も提案されている（レオモールディング法：特表
平９─５０８８５９号公報参照）。軽合金材料を半凝固
スラリーにして射出するこれらの射出成形方法では、半
凝固スラリーの計量の際にノズルを閉鎖する必要がある
ため、その計量の際にノズルを冷却して軽合金自体を固
化してなる固体栓をノズル内に生成させる固体栓ノズル
が使用されている（特開平９─１５５５２０号公報参
照）。

【０００４】しかるに、かかる固体栓ノズルでは、軽合
金材料よりなる固体栓の生成分だけ歩留りが低下すると
ともに、固体栓の大きさにばらつきが多いため射出圧力
が変動しやすく、成形品の不良品が発生しやすい等の欠
点がある。そこで、開閉バルブを内部に有する自己閉鎖
型ノズルを用いることにより固体栓を生成させずに軽合
金の半凝固スラリーを成形金型に射出する射出成形方法
があり、この場合、射出時にいったん開放された開閉バ
ルブは半凝固スラリーの計量の際に逐次閉鎖されること
になる（例えば、前記特表平９─５０８８５９号公報、
特開平９─２３９５１２号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、自己閉
鎖型ノズルを用いて軽合金の半凝固スラリーを射出成形
する場合においては、開閉バルブの開閉動作をスムーズ
に行うべく、通常、ノズル内の軽合金が常に液相状態と
なるように同ノズルが加熱されている。しかるに、ノズ
ル内の軽合金が常に液相状態に維持されたままである
と、射出プランジャによる射出の際にノズル内の液相分
が計量シリンダ内の半凝固スラリーに先行して成形金型
に供給されることになるので、成形品の固相率が低下し
てその品質が悪くなるという欠点がある。

【０００６】特に、ノズルの設定温度が高い場合や次の
射出ショットまでの計量時間が長い場合には、ノズルに
対する加熱によりノズル内だけでなく計量シリンダ内の
半凝固スラリーの液相分も増加してしまい、同シリンダ
内の半凝固スラリーの固相率が低下して成形品の品質が
よりいっそう悪化することになる。一方、このような不
都合を解消するには、ノズル内の軽合金を常に半凝固温
度又は固相線温度以下に設定すればよいが、これでは軽
合金の固相成分がノズル内に堆積しやすくなるため、開
閉バルブが完全に閉鎖していない状態で計量を開始する
ことにより軽合金材料がノズルから噴出したり、軽合金
材料の通過抵抗が増大してショートショットが発生した
りして、安定した射出成形が行えないことがある。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑み、自己閉
鎖型ノズルを用いた軽合金の射出成形方法において、不
要な液相分を残存させずにノズルの開閉バルブを確実に
閉鎖できるようにして、成形品の品質を低下させること
なく安定した射出成形を行えるようにすることを第一の
目的とする。また、本発明は、自己閉鎖型ノズルを用い
た軽合金の射出成形方法において、開閉バルブが完全に
閉鎖していない状態で計量を開始することに伴う軽合金
材料の噴出を防止することにより、安定した成形運転を
行えるようにすることを第二の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明
は、軸方向に移動する射出プランジャを内部に有する計
量シリンダと、同シリンダの排出口に接続されかつ開閉
バルブを内部に有するノズルと、このノズルの吐出口に
接続された型開閉自在な成形金型と、前記ノズル内の軽
合金を固相線温度以上に温度設定できる温度設定手段
と、を備えている軽合金の射出成形装置において、前記
射出プランジャの射出完了信号又は前記開閉バルブの閉
鎖開始信号に基づいて前記温度設定手段による軽合金の
温度設定を液相線温度以上にし、同開閉バルブの閉鎖完
了信号に基づいて当該温度設定手段による軽合金の温度
設定を半凝固温度にする制御装置を備えているものであ
る。

【０００９】この場合、上記制御装置により、半凝固ス
ラリーの射出後において開閉バルブが開状態にある時間
帯だけノズル内の軽合金がいったん液相線温度以上に加
熱されるので、ノズル内の軽合金の固相分により開閉バ
ルブの閉鎖が阻害されたり材料の通過抵抗が増大するの
が未然に防止される。また、同制御装置により、上記し
た時間帯以外はノズル内の軽合金が半凝固温度に設定さ
れるので、射出プランジャによる射出の際にはノズル内
に不必要な液相分が残存することはない。このため、計
量シリンダ内の半凝固スラリーを所定の固相率のまま成
形金型へ射出することができ、成形品の固相率の低下に
伴う品質の悪化が未然に防止されることになる。

【００１０】上記の本発明において、温度設定手段は、
ノズルを軽合金の液相線温度以上に加熱する加熱手段だ
けから構成することもできるが、その液相線温度以上に
加熱されたノズルを半凝固温度まで冷却する冷却手段を
も備えたものを採用することが好ましい。その理由は、
加熱手段でノズルをいったん加熱した後に冷却手段でノ
ズルを冷却した方が、ノズル内の軽合金をできるだけ早
く半凝固温度に戻すことができ、射出成形のサイクルタ
イムを短縮できるからである。

【００１１】もっとも、１ショットの計量にかかる時間
が十分に長く、計量シリンダ等への熱伝動によりノズル
を半凝固温度に自然に戻せる場合には、冷却手段そのも
のを省略したり、冷却手段による冷却を行わずに加熱手
段による加熱を停止させるだけにしてもよい。また、本
発明において、ノズルの加熱手段は誘導加熱装置やバン
ドヒータ等の電気的な加熱手段を採用することが好まし
く、特に、誘導加熱装置はノズル内の軽合金を瞬時に液
相状態にできる点で好ましい。すなわち、加熱手段は、
ノズルの外周に設けられた誘導加熱部材と、強磁性材料
で構成された当該ノズル又は開閉バルブ若しくはこれら
の双方より構成することが好ましい。

【００１２】更に、本発明の射出成形装置は、上記制御
装置が、開閉バルブの閉鎖完了信号に基づいて射出プラ
ンジャに次の射出ショットの計量を開始させる機能を有
することを特徴とする。この場合、開閉バルブの閉鎖を
確認してから次の射出ショットの計量が開始されるの
で、開閉バルブが完全に閉鎖していない状態で計量を開
始することに伴う軽合金材料の噴出を未然に防止するこ
とができる。また、上記制御装置として、開閉バルブの
開放完了信号に基づいて射出プランジャによる射出を開
始させる機能を有するものを採用ことができ、この場合
には、開閉バルブが完全に開放していない状態で射出を
開始することに伴う射出プランジャ等への過負荷を未然
に防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は、本発明の第一の実
施形態を示している。図３に示すように、本実施形態に
係る軽合金の射出成形装置１は、チャンバー２の内部に
押出スクリュー３を回転自在に有する垂直に配置された
スクリュー押出機４と、チャンバー２の上端部に接続さ
れた金属溶湯５を貯溜するための貯溜ホッパー６と、を
備えている。

【００１４】また、この射出成形装置１は、貯溜ホッパ
ー６からチャンバー２内に供給された金属溶湯５が半凝
固スラリー７となるように同チャンバー２を温度調節す
る温度制御手段８と、チャンバー２の下端排出口から排
出された半凝固スラリー７が射出される型締め装置９
と、を備えている。この射出成形装置１の構成部材のう
ち、貯溜ホッパー６は、溶解炉１０で溶解された軽合金
材料よりなる金属溶湯５を受け入れてこれを溶融状態で
貯溜するものであり、このホッパー６の下端開口部はチ
ャンバー２の上端部に接続されている。

【００１５】また、貯溜ホッパー６の下部には、アルゴ
ン等の不活性ガスを当該ホッパー６の下部から吹き込む
シール手段（図示せず）が接続されており、このシール
手段からの不活性ガスにより貯溜ホッパー６内の金属溶
湯５をバブリングして不純物を除去するとともに、金属
溶湯５の湯面を不活性ガスでシールするようにしてい
る。チャンバー２の上端には駆動モーター１１が直結さ
れ、この駆動モーター１１の駆動軸には、チャンバー２
の内部に回転自在に挿通された押出スクリュー３の上端
が連結されていて、この押出スクリュー３は、その下端
がチャンバー２内で自由端となるように片持ち状に配置
されている。

【００１６】本実施形態の射出成形装置１では、押出ス
クリュー３は軸方向（上下方向）に移動しないようにチ
ャンバー２内に挿通され、同チャンバー２の下端排出口
は、水平方向に出退する射出プランジャ１２が内部に挿
通された計量シリンダ１３の前端上部に接続されてい
る。この計量シリンダ１３の前端部には、垂直方向の第
一流路１４と水平方向の第二流路１５よりなる射出流路
１６が構成されていて、第二流路１５内の半凝固スラリ
ー７がチャンバー２側に逆流するのを防止する逆止弁
（図示せず）が第一流路１４に設けられている。

【００１７】また、計量シリンダ３４の後端には、射出
プランジャ１２を固定金型２４側へ突出させるための射
出シリンダ１７が設けられている。このため、この射出
成形装置１では、計量シリンダ１３の第二流路１５内に
一定量の半凝固スラリー７を溜めたあと、射出プランジ
ャ１２を一気に突出させることにより、その半凝固スラ
リー７を成形金型２４，２６内に射出することができ
る。このように、本実施形態によれば、水平方向に射出
する射出プランジャ１２で第二通路１５内の半凝固スラ
リー７を水平方向に射出するようにしているので、スク
リュー押出機４の上部に射出シリンダを設ける必要がな
くなり、後述する図４及び図５の射出成形装置１の場合
に比べて装置全体の高さをより低く抑えることができ
る。

【００１８】また、図３に示すように、本実施形態で
は、型締め装置９の固定盤２３の中央部を切り欠いて形
成した内空部１８にスクリュー押出機４のチャンバー２
が埋め込まれており、これにより、水平方向の射出プラ
ンジャ１２を採用したことに伴う装置長さの増大を極力
防止するようにしている。チャンバー２の外周面は前記
温度調節手段８で覆われており、この調節手段８は、上
下方向に分離された複数の温度制御ジャケット１９より
なる。そして、このジャケット１９内に金属溶湯５の温
度よりも低い油等の熱媒体を流通させることにより、チ
ャンバー２内の金属溶湯５が液相線温度以下でかつ固相
線温度以上の温度範囲になるように冷却できるようにな
っている。

【００１９】なお、チャンバー２内の金属溶湯５を高精
度に温度制御するために、各温度制御ジャケット１９は
加熱機能も兼ね備えている。また、計量シリンダ１３の
外周面にも、その内部の半凝固スラリー７を一定温度に
保つための温度制御ジャケット１９が設けられている。
前記型締め装置９は、基台２０上に立設されたリンクハ
ウジング２１と、このハウジング２１に水平方向のタイ
バー２２を介して固定された固定盤２３と、この固定盤
２３に固定された固定金型２４と、タイバー２２に対し
て摺動自在に貫通支持された可動盤２５と、固定金型２
４に対して水平方向に開閉自在となるよう可動盤２５に
固定された移動金型２６と、を備えている。

【００２０】リンクハウジング２１の外面中央部には型
締めシリンダ２７が固定され、この型締めシリンダ２８
のシリンダロッド２８の先端は可動盤２５の中央部に連
結されている。このリンクハウジング２１と可動盤２５
同士は、これらが接近したときに折り畳まれかつ離反し
たときに水平方向にほぼ一直線に並ぶ複数のリンク２９
で連結されている。可動盤２５のリンクハウジング２１
側の側面には押出シリンダ３０が設けられ、この押出シ
リンダ３０の押出ロッド３１は可動盤２５を貫通して移
動金型２６に連結されている。

【００２１】従って、この型締め装置９では、型締めシ
リンダ２７のシリンダロッド２８を突出させてリンク２
９を一直線上に伸びた状態にし、このリンク２９の突っ
張り状態において押出シリンダ３０の押出ロッド３１を
突出させることにより、移動金型２６を可動金型２４に
対して強力に押圧できるようになっている。図１及び図
３に示すように、計量シリンダ１３の第二流路１５の排
出口には、射出するとき以外は閉じた状態になっている
開閉バルブ３２を内部に有する自己閉鎖型のノズル３３
が設けられている。このノズル３３の基端部は計量シリ
ンダ１３の排出口に螺合され、その先端側の吐出口３４
は固定金型２４に埋設されたスプールブッシュ３５の凹
部に嵌合された状態で接続されている。

【００２２】ノズル３３の中心部には、ニードル弁より
なる前記開閉バルブ３２が軸方向に移動自在に挿通され
ており、この開閉バルブ３２の軸方向移動により前記吐
出口３４を開閉できるようになっている。ノズル３３の
後端部には開閉バルブ３２を突出状態に押し込むための
操作アーム３６が揺動自在に枢着され、この操作アーム
３６の外端部には油圧シリンダ等よりなるバルブアクチ
ュエータ３７が連結されている。また、ノズル３３内に
おける開閉バルブ３２の周囲の部分には軽合金材料の射
出通路３８が形成され、この射出通路３８は開閉バルブ
３２の前端部で拡幅されて吐出口３４に通じている。

【００２３】図１に示すように、ノズル３３の外周部に
は、同ノズル３３内の軽合金を固相線温度以上に温度設
定できる温度設定手段３９が設けられている。本実施形
態の温度設定手段３９は、ノズル３３を軽合金の液相線
温度以上に加熱する加熱手段４０と、その液相線温度以
上に加熱されたノズル４０を半凝固温度まで冷却する冷
却手段４１とから構成されている。このうち、加熱手段
４０は、ノズル３３の外周に巻き付けられた誘導加熱部
材４２と、ニッケル、クロム、鉄等を含有する強磁性材
料で構成された当該ノズル３３の本体部分とからなる。
また、冷却手段４１は、内部に油等の熱媒体を流通させ
ることによりノズルを半凝固温度に設定できる熱媒ジャ
ケットよりなり、この熱媒ジャケットは誘導加熱部材４
２の外周に巻き付けられている。

【００２４】なお、開閉バルブ３２を強磁性材料で構成
することにより、ノズル３３内の軽合金を誘導加熱する
こともできる。図１に示すように、本実施形態の射出成
形装置１はパソコン又はプロコン等よりなる制御装置４
３を備えており、この制御装置４３には、制御対象とし
て、前記した押出スクリュー３の駆動モータ１１、射出
シリンダ１７、誘導加熱部材４２、熱媒ジャケット４１
及びバルブアクチュエータ３７がそれぞれ接続されてい
る。

【００２５】また、この制御装置４３には、各制御対象
の検出センサーとして、ノズル３３内の温度を計測する
熱電対等よりなる温度センサー４４と、バルブの開閉状
態を検出するためのリミットスイッチ等よりなる開閉セ
ンサー４５と、射出プランジャ１２の軸方向位置を検出
するためのエンコーダ等よりなる位置センサー４６がそ
れぞれ接続されている。次に、上記射出成形装置１によ
る軽合金の射出成形方法を、図２に示す制御装置４３の
タイムチャートに基づいて説明する。

【００２６】まず、溶解炉１０から機械式あるいは電磁
ポンプ等の手段で貯溜ホッパー６内に投入された金属溶
湯５は、ガスシールされた状態でスクリュー押出機４の
チャンバー２の上部に供給され、各温度制御ジャケット
１９によって液相線温度以下でかつ固相線温度以上に冷
却されて樹枝状晶に成長する。この樹枝状晶は回転する
押出スクリュー３の剪断作用によって破砕し、微細な結
晶粒が生成されて半凝固スラリー７に遷移する。その
後、この半凝固スラリー７は、押出スクリュー３によっ
てスラリーポンプと同じように温度制御されながら下方
へ押し出される。この際、ノズル３３の開閉バルブ３２
が閉鎖されているので、射出プランジャ１２は押出スク
リュー２の回転に伴う押出力によって軸方向後方（図３
の右側）に負荷がかかる。

【００２７】一方、射出シリンダ１７には一定の背圧が
設定されており、この背圧に打ち勝つ内圧が計量シリン
ダ１３内に発生すると、射出シリンダ１７が軸方向後方
に移動し、計量シリンダ１３の前端部に半凝固スラリー
７が溜まる。そして、図２に示すように、位置センサー
４６により射出プランジャ１２が所定の計量位置になっ
たことが検出されると、その計量完了信号ａ基づいて押
出スクリュー３の駆動モータ１１の回転が停止するとと
もに、バルブアクチュエータ３７が開閉バルブ３２を開
放する方向に操作アーム３６を揺動させる。

【００２８】その後、開閉センサー４５による開閉バル
ブ３２の開放完了信号ｂに基づいて射出シリンダ１７が
作動し、射出プランジャ１２を前方へ一気に移動させ
る。この射出プランジャ１２の前方移動により、計量シ
リンダ１３の前端部に溜まっていた計量済みの半凝固ス
ラリー７がノズル３３を通って成形金型（固定金型２４
及び移動金型２６）のキャビティ内に射出される。一
方、この計量から射出完了までの間は誘導加熱部材４２
によるノズル３３の加熱は行われず、温度センサー４４
からの検出値が所定の半凝固温度となるように熱媒ジャ
ケット４１の熱媒温度及び流量を調節するフィードバッ
ク制御が行われている。

【００２９】このため、上記射出プランジャ１２による
射出の際にノズル３３内に不必要な液相分が発生するこ
とはなく、計量シリンダ１３内の半凝固スラリー７は所
定の固相率のまま成形金型２４，２６へ射出される。次
に、上記のようにして半凝固スラリー７の射出が終わる
と、位置センサー４６による射出プランジャ１２の射出
完了信号ｃに基づいて開閉バルブ３２が閉鎖し始め、同
バルブ３２の閉鎖開始信号ｄに基づいて誘導加熱部材４
２が作動し、ノズル３３内を軽合金の液相線温度以上に
瞬時に加熱する。

【００３０】なお、射出プランジャ１２の射出完了信号
ｃによって直接的に誘導加熱部材４２を作動させること
もできる。その後、開閉センサー４５による開閉バルブ
３２の閉鎖完了信号ｅに基づいて誘導加熱部材４２によ
る加熱が停止され、前記した熱媒ジャケット４１のフィ
ードバック制御によりノズル３３内が半凝固温度に戻さ
れるとともに、同閉鎖完了信号ｅに基づいて駆動モータ
１１が作動し、射出プランジャ１２による次の射出ショ
ットの計量が開始される。

【００３１】なお、誘導加熱部材４２の加熱停止と同時
に熱媒ジャケット４１によってノズル３３を一定時間冷
却するようにすれば、ノズル３３内の軽合金をできるだ
け早く半凝固温度に戻すことができ、射出成形のサイク
ルタイムを短縮できる。このように、本実施形態では、
半凝固スラリー７の射出後でかつ開閉バルブ３２が開状
態にある時間帯だけノズル３３内の軽合金がいったん液
相線温度以上に加熱されるので、ノズル３３内に軽合金
の固相分が残って開閉バルブ３２の閉鎖が阻害されたり
材料の通過抵抗が増大するのが未然に防止される。

【００３２】また、本実施形態では、開閉センサー４５
により開閉バルブ３２の閉鎖を確認してから次の射出シ
ョットの計量を開始するようにしているので、開閉バル
ブ３２が完全に閉鎖していない状態で計量を開始するこ
とに伴う軽合金材料の噴出を未然に防止することができ
る。なお、本実施形態では、熱媒ジャケット４１により
ノズル３３を積極的に半凝固温度に設定しているが、１
ショットの計量にかかる時間が十分に長く、計量シリン
ダ１３への熱伝動によりノズル３３を半凝固温度に自然
に戻せる場合には、熱媒ジャケット４１そのものを省略
したり、熱媒ジャケット４１によるフィードバック制御
を行わずに誘導加熱部材４２による加熱を停止させるだ
けにすることもできる。

【００３３】更に、本実施形態の射出成形方法によれ
ば、金属溶湯５から出発して半凝固スラリー７を生成し
ているので、微細な結晶粒が均一に分散された組織にな
り、機械的特性に優れかつバリの少ない高品質な成形品
を得ることができる。すなわち、本実施形態では、垂直
なチャンバー２内において金属溶湯５を半凝固スラリー
７に遷移させているので、金属溶湯５に含まれている不
活性ガスを浮力によって抜き出してから、同溶湯５が半
凝固スラリー７に遷移することになる。このため、射出
時の計量を正確に行えるとともに、不活性ガスの巻き込
みによって成形品に気泡が混じるのも防止でき、不良品
の発生が極力防止されることになる。

【００３４】また、出発原料が金属溶湯５でありこれを
半凝固スラリー７に冷却しながら下方に搬送しているの
で、押出スクリュー３の上流部の摩耗や折損を低減でき
るとともに、スクリュー押出機３の負荷トルクや攪拌経
路をそれほど大きく取る必要がなくなり、装置のコンパ
クト化が可能になる。更に、チャンバー２の下端排出口
から射出される半凝固スラリー７をいったん水平方向に
向きを変えたあと水平方向に型開閉する成形金型２４，
２６に射出しているので、成形金型２４，２６やそのス
トローク量の大きさとは関係なく、スクリュー押出機４
を必要以上に高く配置する必要がなくなる。このため、
装置全体の高さ寸法を過大に設定しなくても、気泡や引
けの少ない高品質な軽金属成形品を射出成形することが
できる。

【００３５】図４〜図６は、本発明を採用できる射出成
形装置の変形例を示している。このうち、図４に示す射
出成形装置１では、駆動モーター１１の上部に上下方向
に出退するシリンダロッドを有する射出シリンダ１７が
接続され、この射出シリンダ１７のシリンダロッドに駆
動モーター１１が直結されている。このため、この場合
のスクリュー押出機４では、射出シリンダ１７のシリン
ダロッドを下方に突出することにより駆動モーター１１
を介して押出スクリュー３を軸方向下方に移動させ、こ
れにより、チャンバー２内の下端部に溜まっている半凝
固スラリー７を外部に射出するようにしている。

【００３６】従って、この場合の射出成形装置１では、
押出スクリュー３が前記射出プランジャ１２の機能を兼
ね備え、スクリュー押出機４のチャンバー２が前記計量
シリンダ１３の機能を兼ね備えていることになる。チャ
ンバー２の下端排出口には、ほぼＬ字形に形成された接
続管路４８が接続され、この接続管路４８は、垂直方向
の第一流路１４とこの流路１４の下端から水平方向に延
びる第二流路１５とからなる射出流路１６を内部に備え
ている。このうち、第一流路１４の上端はチャンバー２
の下端排出口に接続され、第二流路１６の出口には、図
１に示す自己閉鎖型のノズル３３が接続されている。

【００３７】なお、自己閉鎖型のノズル３３の構成と制
御方法は図１〜図３の場合と同様であるため、図面に同
一符号を付して詳細説明を省略する。一方、図５に示す
射出成形装置１では、スクリュー押出機４のチャンバー
２が型締め装置９の反対側にやや倒れた状態に傾斜して
設けられており、これにより、図４に示す射出成形装置
１に比べて、装置全体の高さをより低く抑えるようにし
ている。このスクリュー押出機４の傾斜度合いは、押出
スクリュー３のヘリカル角とほぼ同程度になるように設
定されており、この程度の傾斜度合いであれば、チャン
バー２の内部での気泡の除去や半凝固スラリー７の軸上
部への付着が発生することがなく、良好な安定運転が行
える。

【００３８】なお、その他の構成及び制御方法は図４の
場合と同様であるため、図面に同一符号を付して詳細説
明を省略する。図６に示す射出成形装置１は、いわゆる
チクソモールディング法による射出成形装置であり、ペ
レットないしチップ状の固体原料４９をスクリュー押出
機４の内部で加熱することにより同原料４９を半凝固状
態にする点で、出発原料が金属溶湯５である図３の場合
と異なる。すなわち、チャンバー２の後端部に接続され
た原料ホッパー５０には、固体原料４９が固体のまま投
入され、チャンバー２の外周に設けた温度制御ジャケッ
ト１９で加熱することによりその原料４９を半凝固スラ
リーにし、射出シリンダ１７で前方に移動する押出スク
リュー３でその半凝固スラリーを成形金型２４，２６に
射出するようにしている。

【００３９】なお、自己閉鎖型のノズル３３の構成とそ
の制御方法は図１〜図３の場合と同様であるため、図面
に同一符号を付して詳細説明を省略する。以上本発明の
各実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は例示
的なものであって限定的なものではない。本発明の技術
的範囲は冒頭の特許請求の範囲により決定され、その意
味に入るすべての態様は本発明の範囲に含まれる。例え
ば、自己閉鎖型のノズル３３は、ニードル弁で開閉操作
するもの以外に、ロータリー型の弁で開閉操作するもの
を使用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不要な液相分を残存させずにノズルの開閉バルブを確実
に閉鎖できるので、成形品の品質を低下させることなく
安定した射出成形を行うことができる。また、本発明に
よれば、開閉バルブが完全に閉鎖していない状態で計量
を開始することに伴う軽合金材料の噴出を防止できるの
で、安定した成形運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形装置のノズル部分を拡大した
制御ブロック図である。

【図２】本発明による制御方法を示すタイムチャートで
ある。

【図３】本発明の射出成形装置の全体側面図である。

【図４】軽合金の射出成形装置の変形例を示す全体側面
図である。

【図５】同変形例を示す全体側面図である。

【図６】同変形例を示す全体側面図である。

【符号の説明】

１ 射出成形装置 ２ チャンバー（計量シリンダ） ３ 押出スクリュー（射出プランジャ） １２ 射出プランジャ １３ 計量シリンダ ３２ 開閉バルブ ３３ ノズル ３９ 温度設定手段 ４０ 加熱手段 ４１ 冷却手段（熱媒ジャケット） ４２ 誘導加熱部材 ４３ 制御装置 ｂ 開放完了信号 ｃ 射出完了信号 ｄ 閉鎖開始信号 ｅ 閉鎖完了信号

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に移動する射出プランジャ（３，
   １２）を内部に有する計量シリンダ（２，１３）と、同
   シリンダ（２，１３）の排出口に接続されかつ開閉バル
   ブ（３２）を内部に有するノズル（３３）と、このノズ
   ル（３３）の吐出口（３４）に接続された型開閉自在な
   成形金型（２４，２６）と、前記ノズル（３３）内の軽
   合金を固相線温度以上に温度設定できる温度設定手段
   （３９）と、を備えている軽合金の射出成形装置におい
   て、 前記射出プランジャ（３，１２）の射出完了信号（ｃ）
   又は前記開閉バルブ（３２）の閉鎖開始信号（ｄ）に基
   づいて前記温度設定手段（３９）による軽合金の温度設
   定を液相線温度以上にし、同開閉バルブ（３２）の閉鎖
   完了信号（ｅ）に基づいて当該温度設定手段（３９）に
   よる軽合金の温度設定を半凝固温度にする制御装置（４
   ３）を備えていることを特徴とする軽合金の射出成形装
   置。
2. 【請求項２】 温度設定手段（３９）は、ノズル（３
   ３）を軽合金の液相線温度以上に加熱する加熱手段（４
   ０）と、その液相線温度以上に加熱されたノズル（３
   ３）を半凝固温度まで冷却する冷却手段（４１）と、を
   備えている請求項１に記載の軽合金の射出成形装置。
3. 【請求項３】 加熱手段（４１）は、ノズル（３３）の
   外周に設けられた誘導加熱部材（４２）と、強磁性材料
   で構成された当該ノズル（３３）又は開閉バルブ（３
   ２）若しくはこれらの双方よりなる請求項２に記載の軽
   合金の射出成形装置。
4. 【請求項４】 軸方向に移動する射出プランジャ（３，
   １２）を内部に有する計量シリンダ（２，１３）と、同
   シリンダ（２，１３）の排出口に接続されかつ開閉バル
   ブ（３２）を内部に有するノズル（３３）と、このノズ
   ル（３３）の吐出口（３４）に接続された型開閉自在な
   成形金型（２４，２６）と、前記ノズル（３３）内の軽
   合金を液相線温度以上に加熱する加熱手段（４１）と、
   を備えている軽合金の射出成形装置において、 前記射出プランジャ（３，１２）の射出完了信号（ｃ）
   又は前記開閉バルブ（３２）の閉鎖開始信号（ｄ）に基
   づいて前記加熱手段（４１）による加熱を開始させ、同
   開閉バルブ（３２）の閉鎖完了信号（ｅ）に基づいて当
   該加熱手段（４１）による加熱を終了させる制御装置
   （４３）を備えていることを特徴とする軽合金の射出成
   形装置。
5. 【請求項５】 制御装置（４３）は、開閉バルブ（３
   ２）の閉鎖完了信号（ｅ）に基づいて射出プランジャ
   （３，１２）に次の射出ショットの計量を開始させる機
   能を有する請求項１〜４のいずれかに記載の軽合金の射
   出成形装置。
6. 【請求項６】 制御装置（４３）は、開閉バルブ（３
   ２）の開放完了信号（ｂ）に基づいて射出プランジャ
   （３，１２）による射出を開始させる機能を有する請求
   項１〜５のいずれかに記載の軽合金の射出成形装置。
7. 【請求項７】 軸方向に移動する射出プランジャ（３，
   １２）を内部に有する計量シリンダ（２，１３）と、同
   シリンダ（２，１３）の排出口に接続されかつ開閉バル
   ブ（３２）を内部に有するノズル（３３）と、このノズ
   ル（３３）の吐出口（３４）に接続された型開閉自在な
   成形金型（２４，２６）と、前記ノズル（３３）内の軽
   合金を固相線温度以上に温度設定できる温度設定手段
   （３９）と、を備えている軽合金の射出成形装置におい
   て、 前記開閉バルブ（３２）の閉鎖完了信号（ｅ）に基づい
   て前記射出プランジャ３，１２）に次の射出ショットの
   計量を開始させる制御装置（４３）を備えていることを
   特徴とする軽合金の射出成形装置。
8. 【請求項８】 計量シリンダ（２，１３）内で計量され
   た軽合金の半凝固スラリー（７）を射出プランジャ
   （３，１３）によって開閉バルブ（３２）を内部に有す
   るノズル（３３）を介して成形金型（２４，２６）に射
   出するようにした軽合金の射出成形方法において、 前記半凝固スラリー（７）の射出後において前記開閉バ
   ルブ（３２）が開状態にある時間帯だけ前記ノズル（３
   ３）内の軽合金をいったん液相線温度以上に加熱するこ
   とを特徴とする軽合金の射出成形方法。
9. 【請求項９】 開閉バルブ（３２）が開状態にある時間
   帯以外は開閉ノズル（３３）内の軽合金を半凝固温度に
   設定しておく請求項８に記載の軽合金の射出成形方法。
10. 【請求項１０】 計量シリンダ（２，１３）内で計量さ
    れた軽合金の半凝固スラリー（７）を射出プランジャ
    （３，１３）によって開閉バルブ（３２）を内部に有す
    るノズル（３３）を介して成形金型（２４，２６）に射
    出するようにした軽合金の射出成形方法において、 前記開閉バルブ（３２）の閉鎖を確認してから次の射出
    ショットの計量を開始することを特徴とする軽合金の射
    出成形方法。
11. 【請求項１１】 計量シリンダ（２，１３）内で計量さ
    れた軽合金の半凝固スラリー（７）を射出プランジャ
    （３，１３）によって開閉バルブ（３２）を内部に有す
    るノズル（３３）を介して成形金型（２４−２６）に射
    出するようにした軽合金の射出成形方法において、 前記半凝固スラリー（７）の射出後において前記ノズル
    （３３）内の軽合金をいったん液相線温度以上に加熱し
    つつ前記開閉バルブ（３２）を閉じ、その後、前記ノズ
    ル（３３）内の軽合金を半凝固温度に戻しつつ次の射出
    ショットの計量を開始することを特徴とする軽合金の射
    出成形方法。