JPH0722814B2 - 射出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金型のキャビティ内へ溶融金属を射出する射出
装置に関するものである。

［従来の技術］ 射出成形装置、例えば、ダイカストマシンにおいて、金
型のキャビティへ溶湯を下方から射出する竪鋳込型の射
出装置は、従来、特公昭57−21414号、特公昭57−20061
号および特公昭58−55859号公報のものが知られてい
る。

すなわち、金型の下方に設けられた床下のピット内に
は、マシンベース等に支持された射出フレームが垂下さ
れており、この射出フレームには、射出装置全体が直
立，傾動自在に支持されている、この射出装置は、油圧
装置に接続された射出シリンダと、この射出シリンダ側
の昇降自在なスリーブフレームに射出シリンダと同芯状
に支持された射出スリーブと、射出シリンダのピストン
ロッドにカップリングを介し連結されて先端のプランジ
ャチップを射出スリーブの内孔に進退自在に挿入された
プランジャとを備えている。そして傾転シリンダで傾動
した状態で溶湯が注入された射出装置の射出スリーブ
は、傾転シリンダで起立したのち、昇降シリンダにより
スリーブフレームとともに上昇して金型側の固定スリー
ブに接合される。接合後、射出シリンダへ送油すると、
ピストンロッドとともにプランジャが上昇してプランジ
ャチップで押された射出スリーブ内の溶湯が固定スリー
ブを経て金型キャビティ内へ射出され、この溶湯が固化
することにより鋳造製品が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の射出装置においては、
射出シリンダが油圧式であるために、装置全体が大形で
あり、配管を含めて大きな設置スペースを必要とするば
かりでなく、制御性が悪いという問題があった。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために本発明では、モータと
支持フレームとの間に介装されて回転運動を直線運動に
変えて伝達するねじ軸を有する回転−直線伝達機構と、
回転−直線伝達機構のねじ軸の後方位置にあってねじ軸
の軸線方向に移動可能に設けた中間押出し部と、支持フ
レームが射出位置にあるときの中間押出し部の後方位置
に配設した押圧手段と、支持フレームの中心部に支持さ
れたプランジャと、支持フレームに対して昇降自在に取
付けられていてプランジャ先端のプランジャチップを内
孔に進退自在に嵌合させた射出スリーブとを設けた構成
にした。

［作用］ 射出スリーブ内へ注湯後、射出スリーブをプランジャチ
ップとともに前進させて金型側の固定スリーブに接合し
たのち、モータにより回転−直線運動伝達機構を介して
支持フレームを前進させると、支持フレームに支持され
たプランジャが前進し、射出スリーブ内の溶湯がプラン
ジャチップで押されて金型のキャビティ内へ射出され
る。

そして、金型のキャビティ内に溶湯が充填されたら、直
ちに押圧手段を作用させ、中間押出し部を介して回転−
直線伝達機構のねじ軸を押す。その結果、支持フレーム
を介してプランジャチップには更に前進する力が作用
し、キャビティ内の溶湯に対して押湯作用が行われる。
その結果、緻密で高強度の良品質の射出製品が得られ
る。

［実施例］ 第１図および第２図は本発明に係る射出装置を竪鋳込型
のダイカストマシンに実施した例を示し、第１図は第２
図のＩ−Ｉ線位置で破断して示す射出装置の縦断面図、
第２図は同じく平面図である。図示しない金型の下方に
位置するフレーム１には、一対のリニヤガイド２（１個
のみ図示）が固定されており、全体を符号３で示す射出
装置は、このリニヤガイド２に案内されて図に示す金型
下方の射出位置と、図の紙背方向である注湯位置との間
で水平方向に移動するように構成されている。すなわ
ち、リニヤガイド２は、フレーム１側の支持板４に支持
された断面ほゞ正方形長尺のレール５を備えており、こ
のレール５の両側面に形成されたボール溝には、複数個
のボール６が転動自在に保持されている。射出装置３の
筒体７には、断面逆Ｕ字状に形成されて側面を図示しな
いカバーで覆われた複数個のボールホルダ９が、補強部
材を介し固定されており、このボールホルダ９の内面に
は、ボール６を保持するボール溝が形成されている。こ
のように構成されていることにより、駆動装置で駆動す
ると、射出装置３がボール６をボール溝内で転動させな
がら円滑に移動する。

このようにして支持された射出装置３は、筒体７の上端
に固着された環状の上部フレーム10と下端に固定された
円板状の下部フレーム11とを備えており、下部フレーム
11の外周部を円周方向へ２等分する箇所に設けられた昇
降シリンダ12のラム孔12aには、上方へ延びる昇降軸13
のラム部13aが昇降自在に嵌合されている。昇降軸13は
上部フレーム10にリニヤボールベアリング14を介して昇
降自在に軸支されていて、この昇降軸13の上端部には、
ほゞ菱形状に形成されたスリーブフレーム15が複数個の
ボルト16で固定されており、このスリーブフレーム15の
中心部には、円筒状に形成された射出スリーブ17がその
上方に設けられた金型の固定スリーブ（図示せず）と同
芯状に固定されている。そして、昇降シリンダ12のラム
孔12aへ下方から送油することにより、昇降軸13ととも
に射出スリーブ17が上昇して固定スリーブに接合される
ように構成されている。

18は、外周部を円周方向へ２等分する位置に形成された
ボス部18aをリニヤボールベアリング19を介して昇降軸1
3に昇降自在に支持された支持フレームであって、昇降
軸13のねじ部に螺合されたナット20によって下降限を規
制されており、この支持フレーム18は、昇降軸13と円周
方向へほゞ60゜位相を違えて互いに平行する一対のねじ
軸21により昇降自在に支持されている。すなわち、支持
フレーム18と下部フレーム11との間の空間部に配設され
た下方へ開口する皿状の中間フレーム22には、ねじ軸21
に対応する位置に一対の軸受孔が穿設されており、この
軸受孔には、ねじ軸21の小径部が軸受23とスラスト軸受
24とを介して軸支されている。そしてねじ軸21は、その
段部と、小径部にキー止めされたスプロケット25および
ねじ部に螺合されたナット26とにより、中間フレーム22
に対して軸方向への移動を規制されている。中間フレー
ム22には、ブレーキ付のモータ27と、一対のアイドラ2
8,29とが装着されていて、モータ27のスプロケット30
と、アイドラ28,29およびねじ軸21上のスプロケット25
との間には、チェーン31が張架されており、ねじ軸21が
モータ27によりチェーン31を介して回転駆動されるよう
に構成されている。ねじ軸21のらせん状ねじ溝には、複
数個のボール32が並列して保持されており、また、支持
フレーム18のホルダ孔8bに嵌着されてボルト止めされた
ボールホルダ33は、ねじ軸21に嵌装されてその内孔に形
成されたらせん状のボール溝にはボール32が保持されて
いる。こうすることにより、ねじ軸21が回転すると、ボ
ール32をボール溝内で転動させながら支持フレーム18が
昇降するように構成されている。なお、ねじ軸21、ボー
ル32、ボールホルダ33によって、回転運動を直線運動に
変えて伝達する回転−直線伝達機能の１実施例であるボ
ールねじ装置が構成されている。そして、支持フレーム
18の中心部には、プランジャ34がカップリング35で連結
されて立設されており、その頭部であるプランジャチッ
プ34aは、射出スリーブ17の内孔に進退自在に嵌入され
ている。こうすることにより射出スリーブ17の内孔て注
入された溶湯は、プランジャ34の上昇によりプランジャ
チップ34aに押された固定スリーブを介し金型のキャビ
ティ内へ射出されるように構成されている。36、37は互
いにスライドしながら共同してねじ軸21を覆う断面半円
形状のカバーであり、カバー36はスリーブフレーム15の
下面に取付けられ、カバー37は支持フレーム18の上面に
取付けられている。また、プランジャ34の中心部には、
支持フレーム18の外周部へ開口する水冷管38が貫通して
設けられており、開口部に装着されたホースは、冷却ポ
ンプに接続されている。さらに、中間フレーム22の下部
開口端は油受け板39で閉塞されており、その内面には、
皿状の油溜め40がねじ軸21の周囲に形成されている。

符号48は中間押出し部であって、各ねじ軸21の下方に配
設され、蓋体45で閉塞されて下部フレーム11に設けられ
た孔部47と、下部の凸部をこの孔部47に進退自在に嵌合
され、かつ、上部を下部フレーム11を刻説されて上下進
退自在に嵌合されているスプライン軸46から構成されて
いる。

全体を符号41で示すものは中間押出し部48のスプライン
軸46を上下進退自在に移動させる駆動源としての押圧手
段である。本実施例においては押圧手段として例えば押
湯シリンダ41を用い、射出装置３が射出位置にきた場合
に作動開始するようにベース49上に載置されている。シ
リンダ50の上下はそれぞれ蓋体42,43で上下を閉塞され
て形成されたシリンダ孔50aとこのシリンダ孔50aに進退
自在に嵌合されたピストン44とで形成されており、ピス
トン44下方のシリンダ下室は蓋体43に設けた油道51と配
管とを介して油圧装置に接続されている。そして、ねじ
軸21の下端下降限とスプライン軸46の上端下降限との間
には、第１図に符号t₁で示す1mm程度のすき間が形成さ
れ、さらに、スプライン軸46の下端下降限とピストン44
の上端下降限との間には、第１図に符号t₂で示す3mm程
度のすき間が形成されている。こうすることにより、プ
ランジャチップ34aが上昇して溶湯がキャビティに充填
されたのち、ピストン44の下方へ送油してピストン44を
上昇させると、スプライン軸に接触してから、例えば5m
m程度上昇し、さらに、ねじ軸21も同様にスプライン軸4
6がねじ軸21に接触してから例えば5mm程度上昇し、支持
フレーム18を介してプランジャ34が上昇して押湯作用が
なされるように構成されている。

以上のように構成された射出装置の動作を説明する。駆
動装置で射出装置３全体を図の紙背方向に押すと、射出
装置３は、リニヤガイド２のボール６をボール溝内で転
動させながら注湯位置へ移動するので、射出スリーブ17
内へ溶湯を注入する。注湯後、射出装置３を射出位置の
下方位置へ復帰するように移動させる。

つぎに、昇降シリンダ12のラム孔12aへ送油すると、昇
降軸13はリニヤボールベアリング14,19のボールを転動
させながら上昇してこれと一体の射出スリーブ17が上昇
し、金型の固定スリーブに接合される。このとき、支持
フレーム18はナット20で押されるとともに、ねじ軸21,
ボール32,ボールホルダ33からなるボールねじ装置の作
用で上昇し、プランジャチップ34aが射出スリーブ17と
同じ位置関係を保った状態で上昇する。したがって、射
出スリーブ17内の溶湯がこぼれることがない。

そこで、モータ27を始動してチェーン31を介し両方のね
じ軸21を同期して回転させると、ねじ軸21の作用により
支持フレーム18がボール32をねじ溝内で転動させかつリ
ニヤボールベアリング19を昇降軸13に沿って移動させな
がら上昇し、これと一体のプランジャ34とプランジャチ
ップ34aも上昇するので、射出スリーブ17内の溶湯は、
固定スリーブを経て金型のキャビティ内へ射出される。

なお、図示しない金型のキャビティ内に溶湯が充満され
たらモータ27を停止させる。射出中、中間フレーム22は
上昇せずに停止している。溶湯がキャビティ内へ充填し
終ると、押湯シリンダ41のピストン44下方へ送油されて
ピストン44が上昇し、スプライン軸46に接触したのち、
さらに、スプライン軸46はねじ軸21に接触し、これを中
間フレーム22とともにそれぞれ例えば5mm程度上昇させ
るので、支持フレーム18もプランジャチップ34aを伴っ
て上昇し、キャビティ内の溶湯が圧縮されて押湯が行な
われる。このような射出動作中、水冷管38に冷水が供給
されて循環するので、プランジャチップ34aが冷却され
る。

射出動作が終れば、射出製品の冷却固化後、型開きし、
押湯シリンダ41のピストン44を後退させ、ブレーキを解
除したモータ27を駆動して、ボールねじ装置を介し支持
フレーム18を後退させ、プランジャチップ34aを後退さ
せる。プランジャチップ34aや支持フレーム18が所定の
位置まで後退したら、支持フレーム18がナット20を押
し、そのあとは、昇降軸13および射出スリーブ17も同時
に後退する。このあと、射出装置３を注湯位置まで移動
させ、１サイクルが終了する。

なお、射出装置３の注湯位置への移動は、従来のように
傾転によって行ってもよいが、本装置の場合、従来の油
圧式射出シリンダを設けたものよりも装置全体の高さが
かなり低くなり、傾動角度が大きくなって注湯量が減る
ので、実施例のように水平移動式にすることが好まし
い。

なお、本実施例ではモータの運動を支持フレームに伝達
する回転−直線運動伝達機構としてボールねじ装置を例
示したが、ねじ軸とこれと噛合うナットとからなる通常
のねじ装置や、ラックとピニオンとからなる伝達機構で
もよい。さらに、上記ボールねじ装置や通常のねじ装置
の場合、回転駆動する側は、ねじ軸側にしてもよいし、
ボールホルダやナット側にしてもよい。

また、本実施例は本発明を竪鋳込型のダイカストマシン
に実施した例を示したが、これは、横鋳込型のダイカス
トマシンに実施することができ、さらに、プラスチック
用の射出成形機にも同様に実施することができて同様の
作用効果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、射出
装置において、モータと支持フレームとの間に介装され
て回転運動を直線運動に変えて伝達するねじ軸を有する
回転−直線伝達機構と、支持フレームの中心部に支持さ
れたプランジャと、支持フレームに対して昇降自在に取
付けられていてプランジャ先端のプランジャチップを内
孔に進退自在に嵌合させた射出スリーブとを設けたの
で、従来油圧式であった装置が電動式になり制御性が向
上するとともに、装置全体を小形でコンパクトに構成す
ることができ、特に、長手方向の長さを短くすることが
でき、設置スペースを縮小することができる。例えば、
従来は竪型の場合、射出装置を設置するために、深いピ
ットを掘る必要があったものが、本発明によれば、ピッ
トを掘る必要がないか、あるいは、ピットを掘る必要が
あっても、比較的に浅いものですむようになる。

また、プランジャが回転−直線伝達機構のねじ軸の回転
によって支持フレームと共に前進するので、移動が円滑
に行われて、射出機能が向上するとともに、支持フレー
ムに対して射出スリーブが前進するので、射出スリーブ
の結合から射出へと引続き円滑に動作させることがで
き、射出サイクルを短縮させることもできる。

なお、回転−直線伝達機構として、１実施例として示し
たように、ねじ軸、ボール、ボールホルダからなるボー
ルねじ装置を用いれば、装置が非常にコンパクトにな
り、特に、長手方向の長さを著しく短くすることができ
る。さらに、ボールの作用により、比較的に小さい動力
で一連の作動を非常にスムーズに行うことができる。

また、本発明においては、回転−直線伝達機構のねじ軸
の後方位置にあってねじ軸の軸線方向に移動可能に設け
た中間押出し部と、さらに、支持フレームが射出位置に
あるときの中間押出し部の後方位置に配設した押圧手段
を設けたので、金型のキャビティ内に溶湯が充填された
ら、直ちに押圧手段を作用させることによって、中間押
出し部を介して回転−直線伝達機構のねじ軸をタイミン
グ良く押すことができる。その結果、支持フレームを介
してプランジャチップの更に前進する力を作用させ、キ
ャビティ内の溶湯に対して押湯作用を行われせることが
できるので、緻密で高強度の良品質の射出製品を確実容
易に得ることができる。

また、押圧手段を射出装置本体より離して別置し、射出
装置が射出位置に来たときに押圧手段を作動させ、中間
押出し部を介してねじ軸を前進させ、支持フレームを介
してプランジャを前進させて押湯作用を行わせるように
しているため、射出装置を支持しかつ横移動を行う支持
部材に作用する押湯時の反力が小さくなり、支持部材の
肉厚を薄くでき、装置の軽量化を図ることができる。勿
論、押圧手段は射出装置とは別体にして固定されている
ので、射出装置を横移動させる時に押圧手段は射出装置
と一体にして横移動させる必要もなく、その分、射出装
置を軽く横移動させることができる。

また、押圧手段として、押湯シリンダを用いた場合で
も、押湯シリンダは固定されているので、押湯シリンダ
への油圧配管としてフレキシブル配管を用いる必要もな
く、安全性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る射出装置の実施例を
示し、第１図は第２図のＩ−Ｉ線位置で破断して示す射
出装置の縦断面図、第２図は同じく平面図である。 １……フレーム、３……射出装置、 10……上部フレーム、 11……下部フレーム、 12……昇降シリンダ、13……昇降軸、 15……スリーブフレーム、 17……射出スリーブ、 18……支持フレーム、21……ねじ軸、 22……中間フレーム、23……軸受、 25……スプロケット、27……モータ、 30……スプロケット、31……チェーン、 32……ボール、 33……ボールホルダ、34……プランジャ、 34a……プランジャチップ、 41……押湯シリンダ（押圧手段） 46……スプライン軸、 48……中間押出し部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータと支持フレームとの間に介装されて
   回転運動を直線運動に変えて伝達するねじ軸を有する回
   転−直線伝達機構と、回転−直線伝達機構のねじ軸の後
   方位置にあってねじ軸の軸線方向に移動可能に設けた中
   間押出し部と、支持フレームが射出位置にあるときの中
   間押出し部の後方位置に配設した押圧手段と、支持フレ
   ームの中心部に支持されたプランジャと、支持フレーム
   に対して昇降自在に取付けられていてプランジャ先端の
   プランジャチップを内孔に進退自在に嵌合させた射出ス
   リーブとを設けたことを特徴とする射出装置。