JP2003211260A

JP2003211260A - 軽金属材料の射出方法および軽金属射出成形機の射出装置

Info

Publication number: JP2003211260A
Application number: JP2002047162A
Authority: JP
Inventors: Misao Fujikawa; 操藤川; Nariyuki Fujiwara; 成幸藤原
Original assignee: KATAYAMA SEIKO KK; Sodick Plustech Co Ltd
Current assignee: KATAYAMA SEIKO KK; Sodick Plustech Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】軽金属材料の融解、射出が効率的に行われる射
出装置が望まれる。特に、マグネシウム合金の成形にお
いて、その酸化が著しく抑えられる射出装置が望まれ
る。【解決手段】軽金属射出成形機の射出装置１００におい
て、軽金属材料は、短棒材料１０１として射出シリンダ
１１に供給される。射出装置１００は、短棒材料１０１
を１個ずつ射出シリンダ１１に補給する材料供給装置２
０と、先に補給した短棒材料１０１から順に融解する射
出シリンダ１１およびその加熱装置１４、１５、１６
と、未溶融の短棒材料１０１を累進的に前進させること
によって融解した短棒材料１０１を射出する押し込み棒
部材４１、または射出油圧ピストンロッド１１３とを備
える。押し込み棒部材４１は、油圧駆動装置である第１
の駆動装置５０と、電動駆動装置である第２の駆動装置
７０とによって駆動され、また、射出油圧ピストンロッ
ド１１３は、１個の射出射出油圧シリンダ１１１によっ
て駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出シリンダ中の
マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等の軽金属合金溶湯
を型締装置に取り付けられた金型中に射出して成形する
軽金属射出成形機の射出装置に関し、特に、熱伝導率が
大きく、融解熱（潜熱）が小さい軽金属合金材料の供
給、融解、および射出に関する方式において特徴のある
射出装置に関する。また、本発明は、マグネシウム合金
の成形に好適な射出装置に関し、マグネシウムの酸化が
著しく少なくその取り扱いが容易な射出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、射出シリンダ中の軽金属溶湯を金
型に射出成形する軽金属射出成形機が注目を浴びてい
る。特に家電分野で、たとえば、携帯電話やノートパソ
コン等のケースにマグネシウム合金の成形品が多用され
るようになってきているからである。また、微細精密機
能部品に軽金属成形品を採用する動きも高まりつつあっ
て、軽金属射出成形機の需要のますますの増加が見込ま
れる。

【０００３】特に、マグネシウム合金は、アルミニュー
ムより比重が軽く、その強度、電磁シールド性、放熱
性、リサイクル性などに優れた効果を発揮する。しかし
ながら、マグネシウムは非常に酸化されやすく、特に溶
融状態にあるときに非常に発火しやすい。それで、マグ
ネシウムの射出成形機においては、その発火防止対策は
当然のこととして、酸化防止対策が重要な課題の一つで
あった。また、マグネシウムは、特に、融解熱（潜熱）
が小さいので、金型や射出装置の温度管理、あるいは充
填速度の調整等に難しさがあった。

【０００４】軽金属合金の成形法には、従来、ダイカス
ト法があり、ダイカスト法にはホットチャンバ方式と、
コールドチャンバ方式とがある。特にマグネシウム合金
の成形品を成形するマグネシウム成形法には、ダイカス
ト法に加えて、チクソモールド法もある。

【０００５】チクソモールド法は、小粒のペレット形状
のマグネシウム材料を射出装置の射出シリンダ中に供給
し、射出スクリュウの回転による材料の剪断熱と加熱装
置による加熱とによって材料を融解して、溶湯を射出ス
クリュウによって金型に充填する成形方法である。この
成形機には、従来公知のインラインスクリュウ成形機が
使用される。この成形方法では、ダイカスト法に必要な
融解炉を備えないので過大なエネルギー（ランニングコ
スト）を消費せず、また、若干低めの温度で成形できる
という利点がある。

【０００６】一方、ダイカスト法は、融解炉中の溶融状
態にある材料を射出装置に送ってプランジャによって金
型に注入する成形方法である。この方式では、高温の溶
湯が射出装置に安定して供給される。そして、製品にな
らないスプールや成形不良品を融解炉に戻して成形材料
として再利用できる便利な点もある。特に、ホットチャ
ンバ方式では、射出装置が金属溶湯の貯留された融解炉
中に配置され、高温の溶湯が安定して金型に供給され
る。また、コールドチャンバ方式では、射出装置が融解
炉とは個別に配置されて、射出装置の保守点検が容易に
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記成
形法には、以下のような解決すべき課題があった。チク
ソモールド法では、小粒のペレット形状の材料を使用す
るので、材料が割高である。加えて、材料の表面積が大
きいので、材料の酸化防止対策がとりわけ重要であっ
た。それで、材料の取り扱いに留意する必要があること
はもちろん、材料を供給するホッパの根元箇所でアルゴ
ンガス等の不活性ガスを噴出させる材料の酸化防止が欠
かせなかった。また、材料がペレット状であることに加
えて、材料の融解がスクリュウを回転しながら後退させ
ることによって行われるので、材料を安定して融解させ
ることが必ずしも容易ではなかった。加えて、インライ
ンスクリュウ射出装置特有の問題、例えば、スクリュウ
の回転や前後動によるスクリュウ、射出シリンダの摩耗
の発生や、チェックリングの漏れ発生等の問題も含んで
いた。

【０００８】一方、ダイカスト法では、大きい融解炉が
使用される。このため、成形品の射出容量の大小に拘わ
らず大きい融解炉を所定の加熱状態に維持する必要があ
り、成形運転中のランニングコストが大きくならざるを
得なかった。また、融解炉中の材料が空気に触れないよ
うに、防燃フラックスや不活性ガスの注入、充填を欠か
すことができなかった。そして、このような対策を採っ
てもマグネシウム合金の酸化物を主とするスラッジがな
お融解炉中に堆積し、時折これらを除去する保守作業が
欠かせなかった。この保守作業は、融解炉が大きいため
に温度昇降の待ち時間を含めて１日がかりの作業とな
り、成形作業を中断することを困難にしていた。また、
射出装置のプランジャが射出の度に射出シリンダ中で前
進後退を繰り返すので、射出シリンダやプランジャの摩
耗が著しく、これらの定期的な交換が避けられなかっ
た。

【０００９】そこで、本発明は、新しい軽金属材料の供
給方式・装置と、新しい材料の融解装置、および新しい
射出方式・装置を提案することによって、軽金属材料の
取り扱いを簡便にするとともにその材料の射出装置での
融解と射出を効率的に安定的に可能にするようにして、
成形作業性のみならずその保守作業も大幅に改善する射
出装置と方法を提唱することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の軽金属材料の射出方法は、軽金属材
料を射出シリンダの内径よりわずかに小さい外径の円柱
棒体に予め形成し、前記円柱棒体を前記射出シリンダの
基端側から挿入し、前記円柱棒材を前記射出シリンダ中
で温度勾配を付けて加熱して、射出容量と射出サイクル
に見合った溶湯を確保した溶融部と、軟化部と、剛体部
とを前記射出シリンダの前方側から基端側にかけて生成
して、剛体部の前記円柱棒体を前記射出容量に相当する
ストロークだけ累進的に高速前進させることによって剛
体部の前記円柱棒体と溶融部の前記軽金属材料との境界
の軟化部の前記円柱棒体の先端を拡径させて前記射出シ
リンダ孔に密着させながら、前記溶湯を射出させること
を特徴とする。

【００１１】また、請求項２記載の軽金属材料の射出方
法は、請求項１記載の軽金属射出成形機の射出方法であ
って、前記円柱棒体を短棒材料として前記射出シリンダ
に複数個順次挿入し、前記短棒材料を押し込み棒部材を
介して射出容量に応じたストロークだけ累進的に前進さ
せることによって前記射出動作を行い、先に挿入した１
個分の前記短棒材料を射出させて前記押し込み棒部材が
前記短棒材料の全長を超える距離を前進したときに、前
記押し込み棒部材を前記短棒材料の全長を超える距離だ
け後退させて前記短棒材料の補給動作を行うことを特徴
とする。

【００１２】また、請求項３記載の軽金属射出成形機の
射出装置は、軽金属材料からなるとともに射出シリンダ
の内径よりわずかに小さい外径の短棒材料と、前記短棒
材料を前記射出シリンダの基端側に１個ずつ順次供給す
る材料供給装置と、供給された前記短棒材料を前記射出
シリンダ後端直近位置で受け取って前記射出シリンダの
中心と同心に保持する保持装置と、前記保持装置中の前
記短棒材料を前記射出シリンダの基端側から押し込む押
し込み棒部材と、前記短棒材料を前記射出シリンダ中で
温度勾配を付けて加熱して、前記射出シリンダの前方側
から基端側にかけて射出容量と射出サイクルに見合った
溶湯を確保した溶融部と軟化部と剛体部とを生成する加
熱装置と、前記押し込み棒部材を高速前進させて前記剛
体部の短棒材料を前記射出容量に相当するストロークだ
け累進的に高速前進させることによって、剛体部の前記
短棒材料と溶融部の前記軽金属材料との境界の軟化部の
前記短棒材料の先端を拡径させて前記射出シリンダ孔に
密着させながら、前記溶湯を射出させ、前記押し込み棒
部材が前記短棒材料の全長を超える距離を前進したとき
に、前記押し込み棒部材を前記短棒材料の全長を超える
距離だけ後退させることによって前記短棒材料の補給を
行う射出駆動装置と、を含むことを特徴とする。

【００１３】また、請求項４記載の軽金属射出成形機の
射出装置は、請求項３記載の軽金属射出成形機の射出装
置であって、前記押し込み棒部材が、ねじ軸部とスプラ
イン軸部とを有し、前記押し込み棒部材の射出駆動装置
が、第１の駆動装置と第２の駆動装置とを備え、前記第
１の駆動装置が、油圧シリンダと、該油圧シリンダ中で
軸方向にのみ駆動される中空の油圧ピストンと、前記油
圧ピストンの中空部に固定されるとともに前記押し込み
棒部材のねじ軸に螺合するナットとからなり、前記第２
の駆動装置が、モータと、該モータに駆動される回転伝
達部材と、該回転伝達部材によって回転されるとともに
前記押し込み棒部材の前記スプライン軸部に歯合するス
プラインナットと、前記押し込み棒部材のねじ部に螺合
する前記ナットとからなり、前記第１の駆動装置が前記
押し込み棒部材を射出容量に相当するストローク移動す
るとともに、前記第２の駆動装置が前記押し込み棒部材
を前記短棒材料の全長を超えるストローク移動すること
を特徴とする。

【００１４】また、請求項５記載の軽金属射出成形機の
射出装置は、請求項３記載の軽金属射出成形機の射出装
置であって、前記射出駆動装置が射出油圧シリンダと射
出油圧ピストンと射出油圧ピストンロッドとからなる１
個の油圧駆動装置であり、押し込み棒部材が前記射出駆
動装置の射出油圧ピストンロッドで構成され、前記油圧
駆動装置の前記押し込み棒部材を駆動するストローク
が、累進的に継続される射出容量に相当するストローク
に制御されるとともに、前記短棒材料の全長を超えるス
トロークに制御されることを特徴とする。

【００１５】また、請求項６記載の軽金属射出成形機の
射出装置は、請求項３記載の軽金属射出成形機の射出装
置であって、前記射出シリンダの前記材料供給装置近傍
に冷却装置を備えることを特徴とする。

【００１６】また、請求項７記載の軽金属射出成形機の
射出装置は、請求項３記載の軽金属射出成形機の射出装
置であって、前記射出シリンダの前記材料供給装置近傍
に不活性ガスを噴出するエアパージ装置を備えることを
特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る軽金属射出成
形機の射出装置が、図示実施形態を参照して説明され
る。図１は全体構成の概略を示す側面図、図２は射出シ
リンダ部の断面図、図３は材料供給部の構成を示す図１
のＸ−Ｘ矢視断面図、図４は射出駆動部の断面図であ
る。また、図５は本発明に係る射出駆動部の別の実施形
態を示す断面図である。

【００１８】軽金属射出成形機の射出装置の説明に先立
って、射出装置に供給される軽金属材料の説明がなされ
る。たとえば、マグネシウム合金材料等の軽金属材料
は、予め円柱の棒材に成形された短棒材料１０１として
供給される。その外径は、後に説明する射出シリンダ１
１のシリンダ孔１１ａの呼び径より若干小さく形成さ
れ、（射出シリンダとマグネシウムの熱膨張係数の差）
と（加熱温度）と（棒材直径）との積に（隙間余裕）
０．２ｍｍ程度を加算した寸法だけ小さく形成される。
たとえば、短棒材料１０１の外径が４０ｍｍである場合
には、直径で０．４ｍｍ程度小さく形成される。また、
その長さは、３００ｍｍ程度に形成される。このような
短棒材料１０１は、一定直径に押出成形された棒材を所
定寸法に切断して製造される。軽金属材料をこのような
短棒材料１０１に形成することによって、たとえば、マ
グネシウム材料にあっては、その材料がチクソモールド
法でのペレット化された材料より酸化しにくくなり、そ
の保管、運搬、そして融解のいかなる段階でもその取り
扱いが容易である。また、短棒材料１０１の外径寸法が
上記のように小さめに製作されるので、短棒材料１０１
が射出シリンダ１１中で加熱されたとき、短棒材料１０
１と射出シリンダ１１との間の隙間がわずかに残る。こ
のため、後に説明されるように、短棒材料１０１自体が
プランジャとして溶湯を射出するときに、短棒材料１０
１が射出シリンダ１１中でなめらかに相対移動する。も
ちろん、アルミニュームや亜鉛合金材料においても、同
様な技術思想で短棒材料１０１が製作される。

【００１９】つぎに、軽金属射出成形機の射出装置の概
要が説明される。射出装置１００は、図１に示すよう
に、大きくは、射出シリンダ部１０、材料供給部２０、
射出駆動部４０によって構成される。そして、これらの
各部分が固定枠９０に固定される。固定枠９０は、機台
９１上に移動可能に載置されたスライドベース９２上に
固定される。それで、射出装置１００は、型締装置の固
定プラテン９３に対して接近、離隔するように移動す
る。このように構成することによって、射出シリンダ部
１０の取り外しが容易でその保守作業が楽になる。

【００２０】射出シリンダ部１０は、図２に示すよう
に、固定枠９０に基端側（図中右端）で固定される中空
筒状の射出シリンダ１１と、図示省略した金型に対して
離接する公知の射出ノズル１２と、これらを接続する接
続部材１３（以下ノズルアダプタと称される）と、から
なる。これらは、図示省略されたボルトにて強固に接続
固定される。

【００２１】射出ノズル１２にはノズル孔１２ａが、ノ
ズルアダプタ１３にはノズル孔１２ａより大径に拡大し
たノズルアダプタ孔１３ａが、そして、ノズルアダプタ
１３と射出シリンダ１１にはさらに大径のシリンダ孔１
１ａが形成される。また、シリンダ孔１１ａよりわずか
に大きい透孔９０ａが同心に固定枠９０に形成される。
透孔９０ａとシリンダ孔１１ａとは、テーパ孔によって
滑らかに連なる。同様に、シリンダ孔１１ａとノズルア
ダプタ孔１３ａ、およびノズルアダプタ孔１３ａとノズ
ル孔１２ａが、テーパ孔によって滑らかに連なる。特
に、シリンダ孔１１ａの内径は、射出能力の１つの指標
である、所謂成形機のシリンダ呼び径となる。このよう
な構成において、短棒材料１０１が後述するように射出
シリンダ１１の基端側からシリンダ孔１１ａに挿入され
る。

【００２２】射出シリンダ１１、ノズルアダプタ１３、
および射出ノズル１２は、以下のように長尺に形成され
る。すなわち、シリンダ孔１１ａ、ノズルアダプタ孔１
３ａ、およびノズル孔１２ａの前方側に挿入された短棒
材料１０１が、後に詳述される、射出容量と射出サイク
ルとに見合った溶融部を生成し、射出シリンダ１２の中
程から射出シリンダ１２の基端側にかけての短棒材料１
０１が、剛体部を生成するように、射出シリンダ１１、
ノズルアダプタ１３、および射出ノズル１２が長尺に形
成される。そして、短棒材料１０１の溶融部と剛体部と
の間には、軟化部が生成される。

【００２３】一方、バンドヒータ等の公知の加熱装置１
４、１５、１６が、射出ノズル１２、ノズルアダプタ１
３、そして射出シリンダ１１の外周に沿って図２で示さ
れるように複数個巻回される。そして、加熱装置内側と
射出シリンダとの間に公知の熱電対からなる温度センサ
１７が装着され、各温度センサ１７が各検出温度をこれ
ら加熱装置の温度制御装置（図示省略）にフィードバッ
クして、加熱装置１４、１５、１６がその内側の部分を
設定した所定の温度に加熱制御する。

【００２４】より具体的には、加熱装置１４，１５、１
６は、図２で示されるように、たとえば射出ノズル１２
に１箇所、長尺のノズルアダプタ１３に２箇所、長尺の
射出シリンダ１１に４箇所取り付けられ、射出シリンダ
１１の基端側で省かれる。射出シリンダ１１等が長い場
合には、それに応じて加熱装置が増設される。そして、
これらの加熱装置の設定温度は、従来の設定温度と異な
る、全体にかなりの温度勾配を有する状態に設定され
る。たとえば、マグネシウム合金を成形する場合に、本
図の加熱装置では、先端側から順にそれぞれ、６５０
℃、６５０℃、６５０℃、６５０℃、６５０℃、６００
℃、５００℃、４００℃程度に設定される。ここで、６
５０℃は、マグネシウム合金が完全に融解する温度であ
る。一般的にこのように温度設定されるが、溶湯が射出
できる範囲で高め、あるいは低めの温度に設定される場
合もあるので、これに応じて加熱温度が調整される場合
もある。

【００２５】このような温度設定によって、加熱装置１
４、１５、１６は射出ノズル１２、ノズルアダプタ１
３、および射出シリンダ１２中の短棒材料１０１をつぎ
のように加熱する。すなわち、加熱装置は、射出シリン
ダ１２の基端側で短棒材料１０１が充分に剛体状態にあ
るように加熱を抑える一方、その基端側から中間部にか
けての射出シリンダ１２をより高温に温度勾配を付けて
加熱して、短棒材料１０１が中間部に行くにしたがって
融解温度より近くになるようにする。それで、その基端
側から中間部にかけての部分の短棒材料１０１は、温度
勾配を持った剛体部として生成される。当然、射出シリ
ンダ１２の基端から挿入された直後の短棒材料１０１
は、ほとんど加熱されていない剛体部として生成され
る。また、加熱装置は、ノズル孔１２ａ、ノズルアダプ
タ孔１３ａ、およびノズルアダプタ１３側のシリンダ孔
１１ａ中の軽金属材料を略融解温度で充分加熱して、短
棒材料１０１を溶融状態にする。それで、この部分の溶
湯は、成形に適した流動性を持つ溶湯を含む溶融部とし
て生成される。また、剛体部と溶融部の境界にある短棒
材料１０１は、軟化した軟化部として生成される。軟化
部は、高い射出圧力によって変形する状態になる。上記
溶融部は、より具体的には、図２（ｂ）および（ｃ）に
おいて、編み目にハッチングされた箇所で示される。

【００２６】特に溶融部は、射出容量と射出サイクルに
見合った溶湯を確保するように生成される。すなわち、
射出容量が大きく射出サイクルが短い場合に溶融部がよ
り長く生成され、射出容量が小さく射出サイクルが長い
場合に溶融部がより短く生成される。そして、短棒材料
１０１が累進的に前進するときにあっても溶融部が充分
に安定して確保されるように、少なくとも１ショット以
上数ショット分、好ましくは１０ショット分の射出容量
に相当する溶融部が生成される。この溶融部に確保され
るショット数は、加熱装置１４、１５、１６の温度勾配
の設定を変えることによって容易に調整される。また、
射出シリンダ１１の長さを適宜選択することによっても
対応することができる。また、ノズルアダプタ１３を長
くすることによって、より多くのショット数の射出容量
を含む溶湯が確保される。この場合、ノズルアダプタ孔
１３ａがシリンダ孔１１ａより細いので、材料がより安
定した溶融状態に維持される。

【００２７】剛体状態にある短棒材料１０１の先端は、
軟化部を形成するほどに充分に高温に加熱されている。
加えて、軽金属合金である短棒材料１０１は、熱伝導率
が大きく、かつ融解熱が小さい。それで、射出シリンダ
１１中の短棒材料１０１が、後述するように所定の成形
サイクル時間ごとに射出容量に相当する所定ストローク
だけ逐次前進、すなわち累進しても、少なくとも１ショ
ット分の射出容量に相当する、射出に適した温度の溶湯
が速やかに生成されるように調整することができる。特
に、短棒材料１０１がマグネシウム合金である場合にそ
の融解熱の低さによって調整が速くできる。こうして、
後続する射出工程の開始直前には、所望のショット数の
射出容量に相当する溶湯が確保される。

【００２８】必要に応じて、射出シリンダ１１の基端側
に冷却装置が設けられてもよい。たとえば、固定枠９０
の射出シリンダ１１に当接する枠部分に、冷却液が循環
する冷却管路９０ｂが形成される。このような冷却管路
９０ｂは、透孔９０ａを略一周するように配される。ま
た、射出シリンダ１１基端側に中空ブッシュ１１ｂある
いは短管が別途挿入され、この中空ブッシュあるいは短
管に冷却管が配されても良い。あるいは射出シリンダ１
１基端側外周に冷却管を巻回しても良い。これらによっ
て、射出シリンダ１１の基端側がより積極的に冷却され
て温度勾配が大きくなるので、射出シリンダ１１の基端
側の長さを短縮することができる。

【００２９】また、好ましくは、射出シリンダ１１基端
または固定枠９０の透孔９０ａあるいは両者の間にガス
噴出口９０ｃを複数個開口させ、該噴出口から不活性ガ
スを噴出させても良い。この場合、不活性ガスは、射出
シリンダ１１の基端側を冷却するとともにこの近傍の射
出シリンダ１１と短棒材料１０１の隙間の空気をパージ
する。これによって、特にマグネシウム成形に適した、
酸化防止のための優れた融解環境が作り出される。

【００３０】材料供給部２０は、図３に示すように、短
棒材料１０１が整列状態で多数装填されるホッパ部２１
と、短棒材料１０１を整列状態で順次落下させるシュー
ト部２２と、短棒材料１０１を一旦受け止めるシャッタ
装置２３と、短棒材料１０１を射出シリンダ部１０と射
出駆動部４０の間にて射出シリンダ１１の軸中心に同心
に保持する保持装置２４と、からなる。これらは、上記
固定枠９０上に載置される。

【００３１】保持装置２４は、短棒材料１０１を左右か
らわずかな隙間を余して挟むように保持する１組の保持
部材２５、２６と、片側の保持部材２６を開閉するエア
シリンダ等の流体シリンダ２７と、シュート部２２の下
方にて短棒材料１０１をその案内曲面にて受け止めて保
持部材２５側に案内するガイド部材２８とを含む。保持
部材２６は、ベースプレート２９上でスライドする。ガ
イド部材２８は、図２（ａ）のように、この保持部材２
５、２６の前後（図３において保持部材の手前側および
背後側）に配置される。保持部材２５、２６のお互いに
対向する内側側面には、短棒材料１０１の外径よりわず
かに大きい径の略半円円弧状の凹部２５ａ，２６ａが形
成される。そして、凹部２５ａ，２６ａの中心は、保持
部材２６が閉じたときに短棒材料１０１の中心をシリン
ダ孔１１ａの中心に略一致させるように形成される。こ
うして、保持装置２４は、短棒材料１０１をシリンダ孔
１１ａの中心に一致する位置に保持する。

【００３２】上記保持装置２４は、供給された短棒材料
１０１をシリンダ孔１１ａの中心に略一致するように保
持することができるものであれば種々の実施態様に構成
することができる。たとえば、保持部材２５を射出シリ
ンダ１１と一体の部材として、もう一方の保持部材２６
を射出シリンダ１１の一部を半割りにした部材として形
成することもできる。また、さらに簡易な構成として、
保持部材２５、２６を射出シリンダ１１と一体の部材と
して、射出シリンダ１１の上方に開口する穴から短棒材
料を落下させて投入する構成であっても良い。この場
合、つぎに説明するシャッタ装置が２重のシャッタを有
する装置に構成される。このことは、つぎに説明され
る。

【００３３】シャッタ装置２３は、図３において、シュ
ート部２２に進入可能に配置されたシャッタプレート３
０と、これを進退させるエアシリンダ等の流体シリンダ
からなるアクチュエータ３１とを含む。そして、シャッ
タ装置２３は、これだけでは２重シャッタの体をなして
はいないが、開閉する片側の保持部材２６をもう一つの
シャッタとして、シャッタプレート３０と保持部材２６
とで上下２段のシャッタ装置を構成する。シャッタプレ
ート３０と保持部材２６の上面との間隔は、概ね短棒材
料１０１の直径に等しく構成される。３２はシャッタプ
レート３０の回転防止のガイド棒である。シュート部２
２には、当然、シャッタプレート３０が出没する開口２
２ａが、図１のように形成される。

【００３４】このようなシャッタ構成は、２重ダンパと
して公知の定量供給フィーダに採用される構成に似てい
る。上下に配置されたシャッタの両方が閉じたときに短
棒材料が１個ずつ各シャッタ上に受け止められ、下側シ
ャッタが開いたときに下側の短棒材料１０１が下方に落
下する。そして、下側シャッタが閉じて上側シャッタが
開いたときに、下側シャッタ上に１個の短棒材料１０１
が供給される。このようにして、シャッタ装置２３と片
側の保持部材２６は、ホッパ部２１の短棒材料１０１を
１個ずつ下方に供給する。もちろん、シャッタ装置２３
は、保持装置２４の構成に合わせてその実施形態が変化
するが、短棒材料１０１を１個ずつ保持装置２４に供給
する装置である限りいかなる形態であってもよい。

【００３５】本発明の射出装置１００では、射出シリン
ダ１１中で移動して内部の溶融材料を射出する従来公知
のプランジャが使用されない。その代わりに、図４に示
すような押し込み棒部材４１が使用される。この押し込
み棒部材４１は、その先端側の略半分（図中左側半分）
がねじ軸部４１ａに、かつその基端側半分（図中右側半
分）がスプライン軸部４１ｂに形成される。ねじ軸部４
１ａは、好ましくは台形ねじに形成され、その外径が短
棒材料１０１よりわずかに小径に形成される。ねじ軸部
４１ａが、閉じた保持部材２５、２６の中に挿入される
際に、保持部材２５、２６に干渉しないようにするため
である。台形ねじについては、後に説明される。また、
スプライン軸部４１ｂの外径は、ねじ軸部４１ａに略等
しく形成される。なお、図示省略されるが、ねじ軸部４
１ａの先端に、凸球面を有する短柱を取り付けておくと
なお良い。押し込み棒部材４１の先端が短棒材料１０１
を射出シリンダ１１中に押し込むときに、この凸球面が
短棒材料１０１の中心を確実に押すからである。もちろ
んこの短柱の外径は、ねじ軸部４１ａの外径に略等しく
形成される。

【００３６】このような押し込み棒部材４１は、つぎの
ような第１の駆動装置５０と第２の駆動装置７０とを含
む射出駆動部４０によって前後に駆動される。

【００３７】第１の駆動装置５０は、上記固定枠９０に
固定された油圧シリンダ５１と、油圧シリンダ５１中で
軸方向にのみ駆動される油圧ピストン５２とからなる。
そして、油圧ピストン５２の先端側（図中左側）および
後端側（図中右側）にピストンロッド部５２ａと５２ｂ
とが一体に形成され、先端側のピストンロッド部５２ａ
の中空部にナット５３が固定される。ナット５３は、押
し込み棒部材４１のねじ軸部４１ａに螺合する、台形ね
じのナットである。油圧シリンダ５１の中には、油圧ピ
ストン５２の前後に油圧作動油の油室が形成され、これ
らの油室に連通するポート５１ａ、５１ｂがそれぞれ形
成される。それで、図示省略した油圧装置から油圧作動
油がポート５１ａ、５１ｂに交互に供給されて、油圧ピ
ストン５２が前後に移動する。この駆動装置５０は、油
圧シリンダによって高速大推力で制御できるから、後に
説明されるように射出のために動作する。それで、油圧
ピストン５２の移動可能な最大ストロークは、射出装置
１００の最大射出容量に合わされる。固定枠９０には、
油圧ピストンロッド部５２ａが出入り可能な透孔９０ｄ
が形成される。

【００３８】油圧シリンダ５１は、射出駆動部４０の前
側ハウジングとして固定枠９０に固定される。そして、
この油圧シリンダ５１の後端（図中右端）に中空の後側
ハウジング５４が連結される。

【００３９】ピストンロッド部５２ｂ後端側には、油圧
ピストン５２の回り止め装置６０が設けられる。この回
り止め装置６０は、たとえば、ピストンロッド部５２ｂ
に固定されたブラケット６１と、このブラケット６１上
に固定された、たとえばカムフォロア等のローラ６２と
からなる。一方、後側ハウジング５４には、押し込み棒
部材４１の軸方向に平行に、かつ、上記ローラ６２の幅
に等しい案内溝５４ａが形成される。そして、ローラ６
２が案内溝５４ａに沿って移動可能に配置される。こう
して、油圧ピストン５２は射出駆動部４０のハウジング
に対して回転阻止された状態で移動する。

【００４０】ブラケット６１の先端には、油圧ピストン
５２の後側ハウジング５４に対する移動位置を検出する
位置検出装置が取り付けられる。この検出装置は、従来
公知の位置検出装置であるから図示省略しているが、た
とえば、後側ハウジング５４側に取り付けられた、リニ
アスケールもしくはマグネスケール（磁気スケール）
と、ブラケット６１先端側に取り付けられたスケールの
検出ヘッドとから構成される。

【００４１】油圧ピストン５２は、射出時に、高推力で
前進して高い射出圧力を発生することができる。このと
き、油圧ピストン５２はナット５３とねじ軸部４１ａと
の間に高負荷をかける。しかし、ナット５３とねじ軸部
４１ａとが台形ねじで螺合しているので、ねじ部が損傷
することはない。加えて、上記高推力がねじ部に負荷さ
れてもねじ部の面摩擦抵抗によって押し込み棒部材４１
に大きな回転力が発生せず、つぎに説明されるモータ７
２はスプラインナット７７の回転をわずかなトルクで回
転阻止することができる。

【００４２】第２の駆動装置７０は、後側ハウジング５
４の後端にブラケット７１を介して固定されたモータ７
２と、つぎのような回転伝達部材７６と、回転部材７６
中の第２のプーリ７４内に固定されるとともに前記押し
込み棒部材４１のスプライン軸部４１ｂに歯合するスプ
ラインナット７７とからなる。特に、回転伝達部材７６
は、モータ７２の出力軸に固定された第１のプーリ７３
と、後側ハウジング５４の後端に回転自在に支承された
中空軸部材７９に固定された第２のプーリ７４、および
これらプーリ７３、７４間に張り渡されたタイミングベ
ルト７５からなる。モータ７２は、油圧モータ、または
サーボモータが使用される。スプラインナット７７に
は、公知のボールスプラインナットが採用される。７８
は第２のプーリ７４を後側ハウジング５４に取り付ける
ベアリングである。中空軸部材７９は、ベアリング７８
によって支持される。

【００４３】後側ハウジング５４から後方に張り出すよ
うに、ブラケット８０が取り付けられる。そして、その
Ｌ字形先端部が押し込み棒部材４１の抜け止め部材とし
てその中心軸上に位置するように配置される。ブラケッ
ト８０には、押し込み棒部材４１の後端位置の通過を検
出する検出器８１、８２が設けられる。これらの検出器
は、たとえば近接スイッチからなる。検出器８１は、短
棒材料１０１が材料供給部２０に補給される際に押し込
み棒部材４１が後退する限度位置を検出する。図２、図
４の（ａ）に図示された状態である。このとき、油圧ピ
ストン５２は、射出直後の状態のまま前進限位置に位置
している。一方、検出器８２は、押し込み棒部材４１の
前進位置から短棒材料１０１の補給時期を検出する。補
給時期に達したときの押し込み棒部材４１の位置は、図
２、図４の（ｃ）に図示される。このときも、油圧ピス
トン５２は、射出直後の前進限位置に位置している。

【００４４】以上のような構成によって、第２の駆動装
置７０は、モータ７２を回転制御することによって第２
のプーリ７４を回転制御し、これと一体のスプラインナ
ット７７を介して押し込み棒部材４１を回転制御する。
すると、押し込み棒部材４１のねじ軸部４１ａが回転阻
止された油圧ピストン５２のナット５３に対して前後に
移動して、結局、押し込み棒部材４１が油圧ピストン５
２に対して前後いずれかに移動制御される。この押し込
み棒部材４１の移動が射出時の移動ではないので、ねじ
軸部４１ａの回転はそれほど高速でなくとも良い。それ
で、ねじ軸部４１ａとナット５３とが台形ねじを介して
螺合していても何ら支障がない。第２の駆動装置７０に
よる押し込み棒部材４１の移動ストロークは、短棒材料
１０１の補給ができるように、短棒材料１０１の全長を
超える距離に設計される。

【００４５】本発明の射出装置１００において、以下の
ように短棒材料１０１が供給され、射出制御が行われ
る。このとき、上記第１の駆動装置５０と第２の駆動装
置７０とは、共働して押し込み棒部材４１を駆動制御す
る。

【００４６】最初に短棒材料１０１が射出装置１００に
供給される。この材料供給は、つぎのようなときに行わ
れる。それは、最初に空の射出シリンダ１１に短棒材料
１０１を供給するとき、あるいは、成形運転中に使用さ
れた材料を補充するために短棒材料１０１を補給すると
きである。

【００４７】空の射出シリンダ１１に材料を供給すると
きには、押し込み棒部材４１が第２の駆動装置７０によ
って後退制御されて、図４（ａ）のように、その後端が
近接スイッチ８１を通過した位置で停止する。すると、
図２（ａ）のように、保持装置２４中に短棒材料１０１
が収容されるための空所ができる。このとき、図４
（ａ）のように、第１の駆動装置４０は油圧ピストン５
２をあらかじめその前進限位置に前進させている。油圧
ピストン５２の位置は、上記説明したブラケット６１先
端の位置検出装置によって検出される。つぎに、図３の
ように、片側の保持部材２６が開いて１個の短棒材料１
０１が保持装置２４内に供給される。そして、材料供給
部２０は、つぎの短棒材料１０１を片側の保持部材２６
の上に供給する。つぎに、第２の駆動装置７０が押し込
み棒部材４１を前進して、短棒材料１０１を射出シリン
ダ１１の中に送り込む。このとき、押し込み棒部材４１
の前進推力が一定に制御される。モータ７２が油圧モー
タである場合に作動油の油圧を所定圧力に設定すること
によって、また、モータ７２がサーボモータである場合
に出力トルクを所定トルクに制限することによって一定
推力が実現される。短棒材料１０１の挿入時のトラブル
防止のためである。

【００４８】短棒材料１０１が挿入され、やがて図４
（ｃ）に示すように押し込み棒部材４１の後端が検出器
８２に検出されると、図４（ａ）のように、押し込み棒
部材４１が再び後退する。そして、上記動作が再度繰り
返されて２本目の短棒が射出シリンダ１１内に挿入さ
れ、図２（ａ）の状態に至る。射出装置１００のシリン
ダ孔１１ａの長さが短棒材料１０１の略２本分を超える
程度に形成される場合には、この後、２本目の短棒材料
１０１も射出シリンダ１１の中に完全に挿入される。つ
ぎに、押し込み棒部材４１が３度目の後退を行い、材料
供給部２０が３本目の短棒材料１０１の供給を行った
後、押し込み棒部材４１がその先端を射出シリンダ１１
内に挿入する。この後、短棒材料１０１は、射出シリン
ダ１１中で充分押圧された状態で加熱される。

【００４９】短棒材料１０１が射出シリンダ１１中に充
填された状態で時間が経過するに連れ、射出ノズル１２
側（先端側）から先に短棒材料１０１が融解し始める。
融解した材料は、後方からの圧力によって前方に移動し
て、やがて射出ノズル１２孔にまで到達する。このと
き、溶湯は短棒材料１０１と射出シリンダ１１との隙間
から後方に漏れない。この隙間がわずかである上に剛体
部と溶融部との境界で剛体部側に漏れようとする溶湯が
基端側でより低温に設定される温度勾配によってすぐに
固化して、この隙間をシールしてしまうからである。成
形材量が熱伝導率の大きい、かつ融解熱が小さい軽金属
材料であるからである。特に、このシール部は、軟化状
態にある。それで、つぎに説明する射出工程において剛
体状態の短棒材料１０１が前進するときに、このシール
部が摩擦抵抗を小さくするという優れた作用効果を奏す
る。また、特に、射出シリンダ１１の基端側に冷却装置
が備えられている場合には、温度勾配がより確実に制御
される。こうして融解が進行し、図２（ｂ）で説明され
たように、編み目にハッチングされている箇所まで溶湯
が充満して所望の溶融部が生成される。このとき、射出
ノズル１２先端がたとえば金型等に当接されるとノズル
先端温度が低下して、金属溶湯がここで固化する。これ
によって溶湯のドルーリングが防止される。

【００５０】この状態に達したときには、１本目の短棒
材料１０１が全て融解し、２本目の短棒材料１０１が半
分程度融解し、３本目の短棒材料１０１が射出シリンダ
１１中にほとんど没する。それで、つぎの短棒材料１０
１の補充が可能となり、４本目の短棒材料１０１が保持
装置２４に上記したように補給される。特に、上記のよ
うに最初に所望の溶融部を生成する際には、押し込み棒
部材４１によって短棒材料１０１を間欠的により強く押
圧するとよい。これによって溶湯が前方により速く押し
出されて、押し込み棒部材４１がより速く前進して融解
がより速く進行するからである。

【００５１】射出動作が４本目の短棒材料１０１の補充
後に行われる。それで、４本目の補充の際に油圧ピスト
ン５２が第１の駆動装置５０によってあらかじめ射出ス
トロークに相当する距離だけ後退する。そして、その後
に押し込み棒部材４１が短棒材料１０１に当接するまで
前進する。このとき、前進の推力が予め設定された所定
推力に制御される。それで、押し込み棒部材４１は、短
棒材料１０１を所定推力で押圧した状態で停止する。こ
の状態は、図２（ｂ）の中心軸線より上側の状態であ
る。射出駆動部４０は、図４（ｂ）の中心軸線より上側
の状態になっている。

【００５２】一方、成形運転中の材料補給はつぎのよう
に行われる。まず、材料補給の時期は、１本分の短棒材
料１０１の溶湯が射出工程で使用（自己消費）されたタ
イミングに合わされる。そのタイミングは、図４（ｃ）
のように、射出中に近接スイッチ８１が検出した、押し
込み棒部材４１後端の通過検出信号によって判断され
る。このとき、図２（ｃ）に示されるように、最後に供
給された短棒材料１０１の後端が射出シリンダ１１の中
に若干没入した状態、すなわち、押し込み棒部材４１の
先端が射出シリンダ１１中に挿入され始めた位置にある
と好ましい。新しく供給される短棒材料１０１の先端が
確実に射出シリンダ１１内に挿入された状態からつぎの
射出が開始される方が好ましいからである。射出開始時
に短棒材料１０１が透孔９０ａに干渉して射出が中断す
ることがないようにするためである。

【００５３】上記のようにして材料補給のタイミングに
至ったことが検出されると、材料補給がつぎのように開
始される。油圧ピストン５２を射出完了後の前進位置に
置いたまま、まず、押し込み棒部材４１が後退して、図
４（ａ）のように、その後端が近接スイッチ８１を通過
する位置で停止する。すると、図２（ａ）のように、保
持装置２４中に１個の短棒材料１０１が収容される空所
ができるので、図３のように、１個の短棒材料１０１が
保持装置２４内に供給される。つぎに、油圧ピストン５
２が射出ストローク分後退した位置に正確に位置調整さ
れるとともに押し込み棒部材４１が一定推力で前進させ
られて、その先端が短棒材料１０１の後端に密着させら
れる。この状態は、図２（ｂ）および図４（ｂ）の中心
軸線より上側の状態である。こうして、短棒材料１０１
が新たに射出シリンダ１１中に補充され、かつ押し込み
棒部材４１によって所定圧力に押圧された状態になる。
このとき、先に投入されている短棒材料１０１は、上記
したように、軽金属射出シリンダ１１中で充分に融解し
て溶融部を生成している。また、射出シリンダ１１基端
側の材料は固化状態にある。また、金属材料の溶融部と
固化部との境目の漏れようとした材料が半溶融状態でが
自己シールして溶湯の後方への漏れ出しを防止してい
る。

【００５４】上記の状態から射出制御がつぎのように開
始される。まず、溶湯の高速充填制御が行われる。この
制御は、第１の駆動装置５０の油圧ピストン５２が押し
込み棒部材４１を射出容量に相当するストロークだけ高
速前進させることによって行われる。このとき、剛体部
と溶解部の境界の軟化部の短棒材料１０１が射出圧力に
よって拡径、すなわち外径が広がって、射出シリンダ１
１内径と全く同一径で隙間がない状態になる。しかも、
この拡径の割合は、射出圧力の増大に応じて大きくなる
ので、軟化部が射出シリンダ１１により密着してシール
効果を増す。加えて、このシール部が軟化状態であるか
らこの部分での摩擦抵抗も小さい。こうして、射出圧力
が大きくなっても溶湯が全く漏れず、かつ射出推力が摩
擦抵抗によってほとんど減少しない。このとき、油圧ピ
ストン５２の位置は、ブラケット６１の上記位置検出器
によってフィードバックされる。また、押し込み棒部材
４１の回転が第２の駆動装置７０によって防止されるの
で、押し込み棒部材４１の油圧ピストン５２に対する相
対位置が狂うことはない。それで、押し込み棒部材４１
の射出動作は油圧ピストン５２の移動動作によって正確
に制御される。このような射出が完了した状態は、図２
（ｂ）および図４（ｂ）の中心軸線より下側の図の状態
になる。

【００５５】射出後成形品の冷却が進むと、つぎの射出
動作を再開するための準備動作（復帰動作）が行われ
る。まず、第１の駆動装置５０の油圧ピストン５２が射
出容量に相当するストロークだけ後退して、つぎの射出
動作における射出容量に相当する移動ストロークを確保
する。このとき、ほぼ同時にあるいはその後すぐに、押
し込み棒部材４１が射出容量に相当するストロークだけ
所定推力で前進して短棒材料１０１の後端に密着する。
特に、油圧ピストン５２と押し込み棒部材４１の移動動
作がほぼ同時である場合には、押し込み棒部材４１がこ
の準備動作を開始した位置を超えて前進することがない
ように、押し込み棒部材４１が油圧ピストン５２の後退
速度より遅い速度で前進制御される。このときの前進推
力は、小さめの一定推力に設定される。こうして、第１
の駆動装置５０が油圧ピストン５２を射出容量に相当す
るストロークだけ後退させてつぎの射出容量に相当する
ストロークを確保するとともに、第２の駆動装置７０が
押し込み棒部材４１を所定の推力で短棒材料１０１の後
端に密着させる。こうして、押し込み棒部材４１が、図
２（ｂ）および図４（ｂ）の中心軸線より下側の状態の
位置に位置したままで、油圧ピストン５２が、図２
（ｂ）および図４（ｂ）の中心軸線より上側の状態の位
置に後退した状態になる。このとき、押し込み棒部材４
１が所定の推力で短棒材料１０１の後端に密着している
ので、つぎの射出動作の開始が迅速にかつ正確に制御さ
れる。

【００５６】以上のようにして、射出動作とその後の射
出のための準備動作とが繰り返し行われて押し込み棒部
材４１が累進的に前進する。そして、１本分の短棒材料
１０１が自己消費されて押し込み棒部材４１が短棒材料
１０１の全長を超える長さ前進したときに再びつぎの短
棒材料１０１が補給されて、射出が同様に続行される。

【００５７】本発明の射出駆動部４０は、以下のような
別の実施形態の射出駆動部１１０によっても実現でき
る。この射出駆動部１１０は、図５に示すように、前記
射出駆動部４０の代わりに固定枠９０に取り付けられ、
１本の射出油圧シリンダ１１１と、射出油圧ピストン１
１２と、これと一体の射出油圧ピストンロッド１１３と
からなる。射出油圧ピストンロッド１１３は、前記押し
込み棒部材４１に代わる部材で、その外形が前記押し込
み棒部材４１同様に形成される。また、射出油圧ピスト
ンロッド１１３の移動可能なストロークは、少なくとも
短棒材料１０１より長く製作される。射出油圧ピストン
ロッド１１３の先端位置は、射出油圧ピストンロッド１
１３に一体に取り付けた検出棒の位置を検出することに
よって容易に実現できる。たとえば、検出棒は、図示省
略しているが、射出油圧ピストンロッド１１３の後端側
（図中右端）に伸び出す棒として構成することができ
る。そして、この検出棒を射出油圧シリンダ１１１後端
側に貫通するように設けるとともにこの検出棒の後端に
位置検出装置を取り付けることによって位置検出装置を
実現できる。検出装置は、上記したリニアスケールを含
む公知の装置で良い。

【００５８】このような射出駆動部１１０によって、上
記押し込み棒部材４１の移動動作が射出油圧ピストンロ
ッド１１３の移動操作として１つの射出駆動部１１０に
よって制御できる。すなわち、材料補充時には射出油圧
ピストンロッド１１３が後退限まで後退し、射出時には
射出油圧ピストンロッド１１３が射出容量に相当する所
定距離だけ逐次累進的に前進する。精度があまり要求さ
れない成形品、あるいは、薄肉、微細、複雑形状でない
成形品の成形には、このような射出駆動装置で充分であ
る。

【００５９】本発明の射出駆動部４０は、さらに別の実
施形態の駆動装置によっても実現できる。この駆動装置
は、電動駆動装置であっても良く、より簡単には、前記
射出駆動部４０における第１の駆動装置５０が省略され
た構成であっても良い。この場合、モータ７２にはサー
ボモータが採用される。上記押し込み棒部材４１の移動
動作は、１個のサーボモータによって上記同様に制御さ
れる。この種の電動射出装置は、短棒材料１０１を上記
のように移動させて押し込むことができれば、押し込み
棒部材４１に相当する軸部材の駆動方式によっていろい
ろな実施形態が実現できる。

【００６０】最後に、本発明における射出方式の特徴が
より詳細に説明される。従来、プランジャによって射出
シリンダ中の金属溶湯を射出する場合、プランジャ外周
とシリンダ孔の隙間から溶湯の漏れが発生して、漏れた
材料がプランジャの基端側（後端側）に移動する。この
現象は、高硬度のプランジャとシリンダ孔との間の隙間
を完全になくすことができないので、全く抑えることが
困難な現象であった。これに対して、本発明において
は、未溶融の材料自体が溶湯を射出する。このとき、短
棒材料１０１の軟化部の中央に大きな射出圧力が負荷さ
れ、これによって軟化部の先端がつぶれてその外周がわ
ずかではあるが拡大する。その結果、その先端外周がシ
リンダ孔１１ａに密着して両者の隙間を完全に塞いで、
射出時の溶湯の後方への漏れ出しを防止する。しかも、
その先端外周の拡大方向の押圧力は射出圧力に比例して
大きくなる。

【００６１】プランジャ射出による上記溶湯の漏れ現象
は、プランジャが射出時に前進するする際に多く発生し
た。硬質のプランジャとシリンダ孔とが高速高圧で接触
して磨耗するからである。そして、これがさらなる漏れ
を発生するという悪循環に陥った。ところが、本発明で
は、上記説明で既に明らかなように射出中にプランジャ
を使用しないので、硬質材料同士の接触がない。それ
で、射出シリンダの摩耗が抑えられてその交換周期が伸
びると言う優れた作用効果を奏することができる。

【００６２】しかも、本発明では、融解時に上記シール
部が溶湯の漏れを完全に防止するとともに射出時に軟化
部の拡径密着作用によって溶湯の漏れを防止する。加え
て、この軟化部が軟質であるから、短棒材料１０１を押
し込む押し込み棒部材４１の摩擦抵抗を減少させるのに
多いに寄与する。これは、射出時の一方的な前進運動に
よってより確実となる。

【００６３】また、本発明では、軽金属材料を短棒とし
て供給して射出シリンダ１１中で融解させ、剛体状態の
金属材料自体で溶湯を射出するという自己消費自己射出
形の射出形態を採用するので、軽金属材料が融解する高
温に達したときにはその部位の空気が完全にパージされ
ているという作用効果をも得ることができる。最初に融
解した溶湯がシリンダ孔内に充満して最初のエアパージ
をするので、その後に融解する材料が空気に接触する虞
が全くなくなるからである。この現象は、金属材料を前
進させるだけの射出制御によってより完全に保証され
る。したがって、軽金属材料を短棒として射出シリンダ
１１の後端から供給する装置であっても、上記した不活
性のガスの封入が実際にはほとんど必要ない。

【００６４】以上の他に、本発明では、融解炉のような
過大な装置がなくても、溶融金属を射出ノズル１２、ノ
ズルアダプタ１３、および射出シリンダ１１の先端部分
に小容量確保するだけで射出成形を継続することができ
る。それで、材料を融解し保温する電力が射出シリンダ
部１０の加熱装置のみに応じた少量の電力で済み、成形
運転時のランニングコストが大幅に減少する。加えて、
溶湯量が少ないことが、成形機の立ち上げ、中断等、停
止等の作業に多大な時間的ロスを生じさせない。もちろ
ん、溶解炉がないので、メンテナンスに多大な時間を費
やす必要もない。

【００６５】さらに本発明の射出装置では、射出シリン
ダ中にのみ溶融金属を所定量確保できればよいので、い
ろいろな射出能力の射出装置を品揃えすることが容易に
可能となり、射出容量の大容量のものから小容量のもの
まで幅広く対応することができる。しかも、この場合
に、いかなる射出能力の射出装置においてもその能力に
応じた小さなランニングコストの射出装置を品揃えでき
る。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した請求項１に記載した発明に
よれば、射出方法が、熱伝導率が大きく融解熱が小さい
軽金属成形材料を円柱棒体材料として供給して、その円
柱棒体材料を射出シリンダ内で順次融解して、その溶湯
を円柱棒体材料で累進的に押し込んで射出することによ
って行われるので、材料の融解量が最小限で済み、溶湯
が空気と触れあわず、射出時の溶湯漏れが発生せず、か
つ射出シリンダの摩耗も抑えられる。こうして、軽金属
材料の融解と射出を効率的に安定して行うことができ、
その保守作業も容易にする。

【００６７】また、本発明の請求項２に記載した発明に
よれば、上記射出方法において、軽金属成形材量が短棒
材料として射出シリンダに順次供給され、押し込み部材
が、供給された短棒を射出シリンダに挿入して前記短棒
材料を介して射出制御するので、上記射出を連続的に自
動的に行うことができる。

【００６８】また、本発明の請求項３に記載した発明に
よれば、射出装置は、軽金属材料を短棒材料として射出
シリンダ中に順次供給し、先に供給された短棒材料を先
に射出シリンダ中で融解して、その溶湯を短棒材料の前
進動作のみによって射出する。そして、押し込み棒部材
が、供給された短棒材料を射出シリンダに挿入し、この
短棒材料を介して射出制御するので、上記した射出を連
続的に自動的に行うことができる。それで、本発明の射
出装置は、最小限の軽金属材料を少ないランニングコス
トで融解することができ、かつ、軟化部の材料自体でシ
ールしながら射出するので、融解された溶湯を後方に漏
らすことなく、射出シリンダをあまり消耗させることな
く射出することができる。その結果、保守作業が少なく
て済むことはもちろん、射出作業の中断等も最小限のロ
ス時間にて済ますことができる。特に、マグネシウム合
金材料を使用して成形する場合には、材料自体で自己シ
ールする効果がより顕著であるから、その酸化と射出時
の漏れを著しく抑えることができてその成形が安定する
ことはもちろん、材料の取り扱いも簡便になる。

【００６９】また、本発明の請求項４に記載した発明に
よれば、短棒材料を押し込んで射出する押し込み棒部材
が、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の駆動装置によって駆動制御されるので、
射出装置は、射出の際に押し込み棒部材を高速高推力で
移動させて溶湯を射出するとともに押し込み棒部材を逐
次累進的に前進させることができ、かつ、材料の補充の
際に押し込み棒部材を短棒材料の長さを超える距離に移
動して短棒材料の間欠的な補充を容易にする。

【００７０】また、本発明の請求項５に記載した発明に
よれば、押し込み棒部材が１個の射出駆動装置によって
累進的に駆動されるので、射出装置の構成と制御が簡単
になる。

【００７１】また、本発明の請求項６に記載した発明に
よれば、射出シリンダの材料供給装置近傍に冷却装置が
備えられるので、特にマグネシウム合金材料を成形する
場合に射出シリンダの勾配ある温度設定をより確実にし
て、溶湯漏れを確実に防止することができる。

【００７２】また、本発明の請求項７に記載した発明に
よれば、射出シリンダの材料供給装置近傍にエアパージ
装置が備えられるので、特にマグネシウム合金材料を成
形する場合に射出シリンダ基部のエアパージをより確実
にして、その酸化を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出装置の全体構成を一部断面で示す
側面図である。

【図２】本発明の射出装置の射出シリンダ部の側面断面
図で、図（ａ）は、運転開始時に材料を補給する状態を
示す図である。また、図（ｂ）の中心軸線から上側の断
面図は、短棒材料が補給された直後の、最初に射出を開
始する直前の状態を示す図、図（ｂ）の中心軸線から下
側の断面図は、短棒材料が補給された後の、最初に射出
を行った直後の状態を示す図、また、図（ｃ）は、材料
補給が必要と判断されるときの状態を示す図である。

【図３】本発明の射出装置の材料供給部の断面を示す、
図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。

【図４】本発明の射出駆動部の側面断面図で、図（ａ）
は、運転開始時に材料を補給する状態を示す図である。
また、図（ｂ）の中心軸線から上側の断面図は、短棒材
料が補給された直後の、最初に射出を開始する直前の状
態を示す図、図（ｂ）の中心軸線から下側の断面図は、
短棒材料が補給された後の、最初に射出を行った直後の
状態を示す図、また、図（ｃ）は、材料補給が必要と判
断されるときの状態を示す図である。

【図５】本発明の別の実施形態にかかる射出駆動部の側
面断面図で、図（ａ）ないし図（ｃ）は、それぞれ図４
の図（ａ）ないし図（ｃ）に対応する図である。

【符号の説明】

１１射出シリンダ１２射出ノズル１４、１５、１６加熱装置２０材料供給装置２４保持装置４１押し込み棒部材４１ａねじ軸部４１ｂスプライン軸部５０第１の駆動装置５１油圧シリンダ５２油圧ピストン５３ナット７０第２の駆動装置７２モータ７６回転伝達部材７７スプラインナット１１ｂ、９０ｂ冷却装置９０ｃエアパージ装置１００射出装置１０１短棒材料１１１射出油圧シリンダ１１３射出油圧ピストンロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２２Ｄ 17/00 Ｂ２２Ｄ 17/00 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軽金属材料を射出シリンダの内径よりわ
ずかに小さい外径の円柱棒体に予め形成し、前記円柱棒
体を前記射出シリンダの基端側から挿入し、前記円柱棒
材を前記射出シリンダ中で温度勾配を付けて加熱して、
射出容量と射出サイクルに見合った溶湯を確保した溶融
部と、軟化部と、剛体部とを前記射出シリンダの前方側
から基端側にかけて生成して、剛体部の前記円柱棒体を
前記射出容量に相当するストロークだけ累進的に高速前
進させることによって剛体部の前記円柱棒体と溶融部の
前記軽金属材料との境界の軟化部の前記円柱棒体の先端
を拡径させて前記射出シリンダ孔に密着させながら、前
記溶湯を射出させることを特徴とする軽金属材料の射出
方法。
【請求項２】前記円柱棒体を短棒材料として前記射出
シリンダに複数個順次挿入し、前記短棒材料を押し込み
棒部材を介して射出容量に応じたストロークだけ累進的
に前進させることによって前記射出動作を行い、先に挿
入した１個分の前記短棒材料を射出させて前記押し込み
棒部材が前記短棒材料の全長を超える距離を前進したと
きに、前記押し込み棒部材を前記短棒材料の全長を超え
る距離だけ後退させて前記短棒材料の補給動作を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の軽金属材料の射出方法。
【請求項３】軽金属材料からなるとともに射出シリン
ダの内径よりわずかに小さい外径の短棒材料と、前記短
棒材料を前記射出シリンダの基端側に１個ずつ順次供給
する材料供給装置と、供給された前記短棒材料を前記射
出シリンダ後端直近位置で受け取って前記射出シリンダ
の中心と同心に保持する保持装置と、前記保持装置中の
前記短棒材料を前記射出シリンダの基端側から押し込む
押し込み棒部材と、前記短棒材料を前記射出シリンダ中
で温度勾配を付けて加熱して、前記射出シリンダの前方
側から基端側にかけて射出容量と射出サイクルに見合っ
た溶湯を確保した溶融部と軟化部と剛体部とを生成する
加熱装置と、前記押し込み棒部材を高速前進させて前記
剛体部の短棒材料を前記射出容量に相当するストローク
だけ累進的に高速前進させることによって、剛体部の前
記短棒材料と溶融部の前記軽金属材料との境界の軟化部
の前記短棒材料の先端を拡径させて前記射出シリンダ孔
に密着させながら前記溶湯を射出させ、前記押し込み棒
部材が前記短棒材料の全長を超える距離を前進したとき
に、前記押し込み棒部材を前記短棒材料の全長を超える
距離だけ後退させることによって前記短棒材料の補給を
行う射出駆動装置と、を含むことを特徴とする軽金属射
出成形機の射出装置。
【請求項４】前記押し込み棒部材が、ねじ軸部とスプ
ライン軸部とを有し、前記押し込み棒部材の射出駆動装
置が、第１の駆動装置と第２の駆動装置とを備え、前記
第１の駆動装置が、油圧シリンダと、該油圧シリンダ中
で軸方向にのみ駆動される中空の油圧ピストンと、前記
油圧ピストンの中空部に固定されるとともに前記押し込
み棒部材のねじ軸に螺合するナットとからなり、前記第
２の駆動装置が、モータと、該モータに駆動される回転
伝達部材と、該回転伝達部材によって回転されるととも
に前記押し込み棒部材の前記スプライン軸部に歯合する
スプラインナットと、前記押し込み棒部材のねじ部に螺
合する前記ナットとからなり、前記第１の駆動装置が前
記押し込み棒部材を射出容量に相当するストローク移動
するとともに、前記第２の駆動装置が前記押し込み棒部
材を前記短棒材料の全長を超えるストローク移動するこ
とを特徴とする請求項３記載の軽金属射出成形機の射出
装置。
【請求項５】前記射出駆動装置が射出油圧シリンダと
射出油圧ピストンと射出油圧ピストンロッドとからなる
１個の油圧駆動装置であり、押し込み棒部材が前記射出
駆動装置の射出油圧ピストンロッドで構成され、前記油
圧駆動装置の前記押し込み棒部材を駆動するストローク
が、累進的に継続される射出容量に相当するストローク
に制御されるとともに、前記短棒材料の全長を超えるス
トロークに制御されることを特徴とする請求項３記載の
軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項６】前記射出シリンダの前記材料供給装置近
傍に冷却装置を備えることを特徴とする請求項３記載の
軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項７】前記射出シリンダの前記材料供給装置近
傍に不活性ガスを噴出するエアパージ装置を備えること
を特徴とする請求項３記載の軽金属射出成形機の射出装
置。