JP4088635B2 - Molten metal material injection equipment - Google Patents

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Description

本発明は、溶融金属を加圧下で金型内に射出充填する溶融金属材料の射出装置に関する。   The present invention relates to a molten metal material injection apparatus for injecting and filling molten metal into a mold under pressure.

この種の溶融金属材料の射出装置として、例えば特許文献１に記す技術が既に知られている。この特許文献１に開示された技術では、図９に示すように、水平状に設置した材料ホルダ７の上方に予備加熱装置２を設け、その予備加熱装置２によって予備加熱された材料Ｒを落下によって材料ホルダ７へ供給している。そして、材料ホルダ７に供給された材料Ｒは、ピストン６ｂによって加熱筒１１の入口側端部に設けられたリング１４を通過させて加熱筒１１内へと水平に送り込まれている。このリング１４について詳述すると、リング１４の内径は、材料Ｒの外径より僅かに小さくなるように設定されている。そのため、このリング１４の内部に材料Ｒを通過させることによって、材料Ｒの外皮が周縁状に削りとられ、外皮に付着している酸化皮膜を除去できる。その際、リング１４の内周と材料Ｒの外周との間でシール性を有することになり、加熱筒１１の内部を真空若しくはほぼ真空状態となるようにしておけば、次々とリング１４に材料Ｒを送り込むことで、加熱筒１１の内部を真空もしくはほぼ真空状態に保つことができる。そのため、真空状態で材料Ｒを溶解させることができる。なお、この外皮の削りカスを除去するために、材料ホルダ７とリング１４とは接続されることなく別体で設置されている。
特開２００４−１４８３９１号公報 As this type of molten metal material injection device, for example, a technique described in Patent Document 1 is already known. In the technique disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, a preheating device 2 is provided above a horizontally installed material holder 7, and the material R preheated by the preheating device 2 is dropped. To the material holder 7. Then, the material R supplied to the material holder 7 is horizontally fed into the heating cylinder 11 through the ring 14 provided at the inlet side end of the heating cylinder 11 by the piston 6b. The ring 14 will be described in detail. The inner diameter of the ring 14 is set to be slightly smaller than the outer diameter of the material R. Therefore, by allowing the material R to pass through the ring 14, the outer skin of the material R is cut into a peripheral shape, and the oxide film adhering to the outer skin can be removed. At that time, a sealing property is provided between the inner periphery of the ring 14 and the outer periphery of the material R, and if the inside of the heating cylinder 11 is in a vacuum or almost a vacuum state, the material is successively applied to the ring 14. By feeding R, the inside of the heating cylinder 11 can be kept in a vacuum or almost a vacuum state. Therefore, the material R can be dissolved in a vacuum state. The material holder 7 and the ring 14 are installed separately from each other in order to remove the shavings from the outer skin.
JP 2004-148391 A

上述した溶融金属材料の射出装置では、材料ホルダ７に供給された材料Ｒは、ピストン６ｂによって加熱筒１１へと水平に送り込まれるため、材料Ｒは材料ホルダ７内部を円滑に移動できなければならない。そのため、材料ホルダ７の内径は、材料Ｒの外径より若干大きくなるように設定されている。例えば、材料Ｒがマグネシウム合金であり、予備加熱装置２に投入される前の大きさが常温で「φ６０ｍｍ」である場合、予備加熱装置２によって３００℃まで加熱されると、その大きさが「φ６０．４６ｍｍ」へと膨張する。そのため、材料ホルダ７の内径を「φ６１ｍｍ」に設定しておく必要がある。   In the molten metal material injection device described above, the material R supplied to the material holder 7 is horizontally fed into the heating cylinder 11 by the piston 6b, so that the material R must be able to move smoothly inside the material holder 7. . Therefore, the inner diameter of the material holder 7 is set to be slightly larger than the outer diameter of the material R. For example, when the material R is a magnesium alloy and the size before being charged into the preheating device 2 is “φ60 mm” at room temperature, when the preheating device 2 is heated to 300 ° C., the size is “ It expands to “φ60.46 mm”. Therefore, it is necessary to set the inner diameter of the material holder 7 to “φ61 mm”.

材料Ｒは、予備加熱装置２から材料ホルダ７へ落下によって供給されるため、図１０に示すように、材料Ｒは自重によって、その下端部は材料ホルダ７内部の下面と接することになる。一方、材料Ｒの上端部は、材料ホルダ７内部の上面と接することなく、材料ホルダ７の内径「φ６１ｍｍ」と膨張後の材料Ｒの外径「φ６０．４６ｍｍ」との差分に相当するスキ「０．５４ｍｍ」が生じることになる。このスキによって、材料Ｒの軸心Ｓ１と材料ホルダ７の軸心Ｓ２とは不一致となる。   Since the material R is supplied from the preheating device 2 to the material holder 7 by dropping, the material R is brought into contact with the lower surface inside the material holder 7 by its own weight as shown in FIG. On the other hand, the upper end portion of the material R is not in contact with the upper surface inside the material holder 7, and the gap corresponding to the difference between the inner diameter “φ61 mm” of the material holder 7 and the outer diameter “φ60.46 mm” of the expanded material R “ 0.54 mm "will be generated. Due to this gap, the axis S1 of the material R and the axis S2 of the material holder 7 do not coincide with each other.

このように、材料Ｒの軸心Ｓ１と材料ホルダ７の軸心Ｓ２とが不一致であれば、材料ホルダ７の軸心Ｓ２とリング１４の軸心Ｓ３とが一致するように設定していても、必然的に材料Ｒの軸心Ｓ１とリング１４の軸心Ｓ３とは不一致となる。そのため、この不一致状態で材料Ｒをリング１４へ送り込むと、材料Ｒの外周面がリング１４の内周面によって不均一な状態で削り取られ、これにより、材料Ｒの外皮に付着している酸化皮膜を除去できないことがあった。さらに、この不一致状態の程度が大きくなると、材料Ｒがリング１４のフランジ面に引っ掛る状態が発生し、これにより、材料ホルダ７の内部に材料Ｒが詰まることになり、製品の生産を一時停止しなければならなかった。   As described above, if the axis S1 of the material R and the axis S2 of the material holder 7 do not match, the axis S2 of the material holder 7 and the axis S3 of the ring 14 are set to match. Naturally, the axis S1 of the material R and the axis S3 of the ring 14 do not coincide. Therefore, when the material R is fed into the ring 14 in the inconsistent state, the outer peripheral surface of the material R is scraped off in an uneven state by the inner peripheral surface of the ring 14, and thereby the oxide film adhering to the outer skin of the material R Could not be removed. Further, when the degree of the mismatch state increases, a state in which the material R is caught on the flange surface of the ring 14 is generated, whereby the material R is clogged inside the material holder 7 and the production of the product is temporarily stopped. Had to do.

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、加熱筒の入口側の軸心と、該加熱筒に押し込む材料の軸心とを一致させた状態で、材料を加熱筒の内部へ送り込み可能な溶融金属材料の射出装置を提供することを課題とする。   The present invention is intended to solve such a problem, and its purpose is to heat the material in a state where the axis on the inlet side of the heating cylinder and the axis of the material to be pushed into the heating cylinder are aligned. It is an object of the present invention to provide an injection device for molten metal material that can be fed into a cylinder.

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、溶融すべき短棒形状の材料の外径より小さな内径を有し前記材料を通過させることにより材料の外側表皮を削り取るリング手段と、リング手段を通過した材料を受け入れて溶融状態若しくは半溶融状態に加熱する加熱筒と、材料が供給される筒内部が材料の移動が可能なように材料の外径より大きい内径に設定されている材料供給筒と、材料供給筒の内部を往復動するピストンを有しピストンの前進により材料供給筒内の材料をリング手段を介して加熱筒内へ押し込むとともに、加熱筒内の溶融状態若しくは半溶融状態の材料を射出する押圧手段とを備えている。前記加熱筒の入口側端部に前記リング手段が設けられるとともに、加熱筒、材料供給筒、および押圧手段を直線状に位置させている。前記材料供給筒は、リング手段に対して前進および後退することが可能なリング状のヘッド部材を有し、ヘッド部材の先端の外周面には、軸心方向に先細りとなっているテーパ挿入部が形成されるとともに、リング手段には、テーパ挿入部が嵌挿または離脱可能でありかつ嵌挿によってヘッド部材の軸心とリング手段の軸心とが一致するテーパ受容部が形成されている。前記ヘッド部材の先端の内周面の等角度位置には、軸心に向けて突出する少なくとも３個の突部が、ヘッド部材の先端に向けてヘッド部材の内径が狭くなりかつヘッド部材を通過する材料の軸心とヘッド部材の軸心とが一致するように、形成されている。
このように構成することで、材料供給筒に供給された材料は、該材料供給筒のヘッド部材において、このヘッド部材の軸心と軸心が一致し、また、このヘッド部材の軸心とリング手段の軸心とが一致するので、材料の軸心とリング手段の軸心とを一致させることができる。
そのため、材料をリング手段へ均一に押し込むことができる。したがって、材料の外周面がリングの内周面によって均一な状態で削り取られ、材料Ｒの外皮に付着している酸化皮膜を均一に除去できる。さらに、材料がリング手段のフランジ面に引っ掛ることもない。
また、前記ヘッド部材は、先端に向けて内径を狭くするために、先端の内周面の等角度位置に、軸心に向けて突出する少なくとも３個の突部が形成されているので、ヘッド部材の内周面と材料との間に生ずる摩擦力を減少させることができ、そのため、材料を円滑に送り込むことができる。 The present invention is for achieving the above object, and is configured as follows.
The invention described in claim 1 includes a ring means having an inner diameter smaller than an outer diameter of a short rod-shaped material to be melted, and scraping off an outer skin of the material by passing the material, and a material passed through the ring means. A heating cylinder that receives and heats it in a molten or semi-molten state, a material supply cylinder that has an inner diameter larger than the outer diameter of the material so that the inside of the cylinder to which the material is supplied can move, and a material supply A press that has a piston that reciprocates inside the cylinder and pushes the material in the material supply cylinder into the heating cylinder through the ring means by the advance of the piston and injects the molten or semi-molten material in the heating cylinder Means. The ring means is provided at the inlet side end of the heating cylinder, and the heating cylinder, the material supply cylinder, and the pressing means are linearly positioned. The material supply cylinder has a ring-shaped head member that can be moved forward and backward with respect to the ring means, and a tapered insertion portion that is tapered in the axial direction on the outer peripheral surface of the tip of the head member And a taper receiving portion in which the taper insertion portion can be inserted or removed and the axis of the head member and the axis of the ring means coincide with each other by insertion. At an equiangular position on the inner peripheral surface of the tip of the head member, at least three projections projecting toward the axial center are narrowed toward the tip of the head member and pass through the head member. It is formed so that the axis of the material to be aligned and the axis of the head member coincide.
With this configuration, it was supplied to the material supply cylinder material, in the head member of the material supply cylinder, the axis and the axis of the head member coincides, also the axis and the ring of the head member Since the axis of the means coincides, the axis of the material can coincide with the axis of the ring means .
Therefore, the material can be uniformly pushed into the ring means. Therefore, the outer peripheral surface of the material is scraped off in a uniform state by the inner peripheral surface of the ring, and the oxide film adhering to the outer skin of the material R can be removed uniformly. Furthermore, no material is caught on the flange surface of the ring means .
The head member has at least three protrusions protruding toward the axial center at equal angular positions on the inner peripheral surface of the tip in order to narrow the inner diameter toward the tip. The frictional force generated between the inner peripheral surface of the member and the material can be reduced, so that the material can be fed smoothly.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜８を用いて説明する。なお、この実施例を説明するにあたって、従来技術と同一な部材には同一符号を付すこととする。
図１は、本発明の一実施の形態の溶融金属材料の射出装置１の縦断面図である。図２は、図１における主要部拡大図である。図３は、ヘッド部材７Ｄの右側面図（リング１４側から見た図）である。図４〜図８は、ピストン６ｂによって材料Ｒを加熱筒１１へ押し込む過程を順に示す説明図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS. In the description of this embodiment, the same members as those in the prior art are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a molten metal material injection device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG. FIG. 3 is a right side view of the head member 7D (viewed from the ring 14 side). 4-8 is explanatory drawing which shows in order the process which pushes the material R into the heating cylinder 11 with piston 6b.

図１に示すように、溶融金属材料の射出装置１は、油圧シリンダ装置６と、筒形状の材料ホルダ７と、加熱筒１１とによって大別され構成されている。これら油圧シリンダ装置６と、材料ホルダ７と、加熱筒１１は、図１からも明らかなように水平状に同心となる直線状に図示しないベース上に固定されている。   As shown in FIG. 1, the molten metal material injection device 1 is roughly divided into a hydraulic cylinder device 6, a cylindrical material holder 7, and a heating cylinder 11. The hydraulic cylinder device 6, the material holder 7, and the heating cylinder 11 are fixed on a base (not shown) in a straight line that is concentric in a horizontal manner as is apparent from FIG.

次に、油圧シリンダ装置６と、材料ホルダ７と、加熱筒１１を個別に説明する。
油圧シリンダ装置６は、油圧シリンダ６ａ及び直線往復動作するピストン６ｂからなっている。そして、この油圧シリンダ装置６は、後述する射出用のホットノズル１９の出口路２０から溶融金属をダイカスト装置の金型側に射出するための加圧充填装置３の構成を兼ねており、特許請求の範囲に記載の「押圧手段」に相当する。 Next, the hydraulic cylinder device 6, the material holder 7, and the heating cylinder 11 will be described individually.
The hydraulic cylinder device 6 includes a hydraulic cylinder 6a and a piston 6b that linearly reciprocates. The hydraulic cylinder device 6 also serves as a configuration of the pressure filling device 3 for injecting molten metal from the outlet path 20 of the hot nozzle 19 for injection, which will be described later, to the die side of the die casting device. It corresponds to the “pressing means” described in the range.

材料ホルダ７は、加熱筒１１の入口側（図１において、右側）に加熱筒１１の内部へ押し込むための材料Ｒを予め供給しておくものであり、特許請求の範囲に記載の「材料供給筒」に相当する。この材料Ｒは、短棒形状となっており、材料Ｒの外径は、材料ホルダ７の内径より若干小さくなるように設定されている。そして、この材料ホルダ７の内部に供給されている材料Ｒが、油圧シリンダ装置６のピストン６ｂによって加熱筒１１の内部へと押し込まれると、材料ホルダ７は、エアシリンダ（図示しない）によって上方へ持ち上げられ、材料供給手段（図示しない）によって新たな材料Ｒを内部へ供給されて（受け入れられて）、下方へ戻される。このことを繰り返して、常に、材料ホルダ７は、加熱筒１１の入口側に加熱筒１１の内部へ押し込むための材料Ｒを供給している。   The material holder 7 supplies in advance a material R to be pushed into the inside of the heating cylinder 11 on the inlet side (right side in FIG. 1) of the heating cylinder 11. Corresponds to "tube". The material R has a short bar shape, and the outer diameter of the material R is set to be slightly smaller than the inner diameter of the material holder 7. When the material R supplied to the inside of the material holder 7 is pushed into the heating cylinder 11 by the piston 6b of the hydraulic cylinder device 6, the material holder 7 is moved upward by an air cylinder (not shown). It is lifted, and a new material R is supplied (received) inside by a material supply means (not shown) and returned downward. By repeating this, the material holder 7 always supplies the material R for pushing into the inside of the heating cylinder 11 to the inlet side of the heating cylinder 11.

この材料ホルダ７について詳述すると、材料ホルダ７は、図２に示すように、外筒７Ａと、内筒７Ｂとからなっており、内筒７Ｂの外周面は外筒７Ａの内周面を摺動可能に係合されている。また、これら外筒７Ａと内筒７Ｂとの間には、バネ７Ｃが組み込まれている。そして、内筒７Ｂが外筒７Ａに対して飛び出す方向（図２において、右方向）へ付勢されると、バネ７Ｃは弾性力に抗して縮んでいき、その付勢を解除すると、バネ７Ｃの弾性力によって、内筒７Ｂは付勢される前の位置へと戻される。   The material holder 7 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the material holder 7 includes an outer cylinder 7A and an inner cylinder 7B. The outer peripheral surface of the inner cylinder 7B is the inner peripheral surface of the outer cylinder 7A. It is slidably engaged. A spring 7C is incorporated between the outer cylinder 7A and the inner cylinder 7B. When the inner cylinder 7B is urged in the direction of jumping out from the outer cylinder 7A (rightward in FIG. 2), the spring 7C contracts against the elastic force, and when the urging is released, the spring 7C The inner cylinder 7B is returned to the position before being urged by the elastic force of 7C.

また、内筒７Ｂの先端（図２において、右端）に、略リング状のヘッド部材７Ｄを備えており、この図２からも明らかなように、内筒７Ｂの先端の外周がヘッド部材７Ｄの内周に嵌め込まれる格好となっている。そして、ヘッド部材７Ｄの内筒７Ｂ挿入側内周面に、内筒７Ｂの先端を挿入可能に切欠部を形成しておき、この切欠部に内筒７Ｂの先端を嵌め込むことで、ヘッド部材７Ｄの内周面および軸心は、内筒７Ｂの内周面および軸心と互いに一致するように設定されている。なお、これら内筒７Ｂの軸心とヘッド部材７Ｄの軸心とは一致して、材料ホルダ７の軸心Ｓ２を構成するため、以下、それぞれＳ２と付す。 Further, a substantially ring-shaped head member 7D is provided at the front end (right end in FIG. 2) of the inner cylinder 7B. As is apparent from FIG. 2, the outer periphery of the front end of the inner cylinder 7B is the head member 7D. It is dressed in the inner circumference . Then , a notch is formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder 7B insertion side of the head member 7D so that the tip of the inner cylinder 7B can be inserted, and the tip of the inner cylinder 7B is fitted into the notch, whereby the head member The inner peripheral surface and the axial center of 7D are set so as to coincide with the inner peripheral surface and the axial center of the inner cylinder 7B. In addition, in order that the axial center of these inner cylinders 7B and the axial center of the head member 7D may correspond, and comprise the axial center S2 of the material holder 7, it hereafter attaches with S2.

また、ヘッド部材７Ｄの内筒７Ｂの挿入側内周面と内筒７Ｂの挿入側外周面には、互いに対応するようにネジ山およびネジ溝が形成され脱着可能となっている。また、ヘッド部材７Ｄの外径は、内筒７Ｂの外径より大きく設定されている。これにより、材料Ｒがリング１４内部へ完全に押し込まれた後、ヘッド部材７Ｄと内筒７Ｂはリング１４に押し込まれる前の位置に戻ることになるが、その際、外筒７Ａと干渉可能となり戻り過ぎないようにするためのストッパ作用を有することになる。   Further, on the insertion side inner peripheral surface of the inner cylinder 7B of the head member 7D and the insertion side outer peripheral surface of the inner cylinder 7B, threads and screw grooves are formed so as to correspond to each other and can be attached and detached. Further, the outer diameter of the head member 7D is set larger than the outer diameter of the inner cylinder 7B. Thereby, after the material R is completely pushed into the ring 14, the head member 7D and the inner cylinder 7B return to the positions before being pushed into the ring 14, but at this time, they can interfere with the outer cylinder 7A. It will have a stopper action to prevent it from returning too much.

また、ヘッド部材７Ｄの先端（図２において、右端）の外周面は、軸心方向に先細りとなるようにテーパ挿入部７Ｄ１が周縁一様に形成されている。このテーパ挿入部７Ｄ１は、後述するリング１４のテーパ受容部１４Ａと嵌合可能となっている。また、ヘッド部材７Ｄの先端の内周面には、図３に示すように、３つの突部７Ｄ２が均等（図３において、軸心を中心とする１２０度ごと）に形成されている。これら突部７Ｄ２は、図３からも明らかなように、軸心Ｓ２に向けて突起するように形成されている。さらに、これら各突部７Ｄ２は、図２に示すように、ヘッド部材７Ｄの先端に向けて内径が狭くなるように形成されている。 Further, the outer peripheral surface of the tip of the head member 7D (the right end in FIG. 2) has a taper insertion portion 7D1 formed uniformly around the periphery so as to be tapered in the axial direction. The taper insertion portion 7D1 can be fitted to a taper receiving portion 14A of the ring 14 described later. Further, as shown in FIG. 3, three protrusions 7D2 are formed equally (every 120 degrees with the axis centered in FIG. 3) on the inner peripheral surface of the tip of the head member 7D. These projections 7D2 are formed so as to project toward the axis S2, as is apparent from FIG. Further, as shown in FIG. 2, each of the protrusions 7D2 is formed so that the inner diameter becomes narrower toward the tip of the head member 7D .

加熱筒１１は、材料ホルダ７に供給された材料Ｒを受け入れて完全に溶融した状態若しくは半溶融状態（金型による成形に適した温度）になるまで加熱するものであり、この加熱筒１１の外周にはヒータ１２が取り付けられている。加熱筒１１の内周には内部を溶融路１１Ａとなしたセラミック層１３が設けられて溶融材料が加熱筒１１と直接接触しないようになっている。また、加熱筒１１のリング１４側は、接続口１６を介して真空ポンプ１７と接続されている。これによって、後述するように加熱筒１１の内部を真空若しくはほぼ真空状態とすることができる。なお、リング１４は本発明にいうリング手段の一例である。なお、ヒータ１２は図示した外部加熱式のもののみならず、加熱筒１１内に埋め込まれたもの等、いかなる形式のものであっても良く、また加熱筒１１はヒータ１２の能力、要求される材料加熱温度に応じて適宜長さに設計される。   The heating cylinder 11 receives the material R supplied to the material holder 7 and heats it until it is completely melted or semi-molten (temperature suitable for molding by a mold). A heater 12 is attached to the outer periphery. A ceramic layer 13 having a melting path 11 </ b> A inside is provided on the inner periphery of the heating cylinder 11 so that the molten material does not come into direct contact with the heating cylinder 11. Further, the ring 14 side of the heating cylinder 11 is connected to a vacuum pump 17 via a connection port 16. As a result, the inside of the heating cylinder 11 can be evacuated or substantially evacuated as will be described later. The ring 14 is an example of the ring means referred to in the present invention. The heater 12 is not limited to the external heating type shown in the figure, but may be of any type such as one embedded in the heating cylinder 11, and the heating cylinder 11 is required for the capacity of the heater 12. The length is appropriately designed according to the material heating temperature.

また加熱筒１１は、図２に示すように、材料ホルダ７のヘッド部材７Ｄと僅かな所定の間隔を対向する先端部に超硬合金により形成された絞り部としてのリング１４を備えており、このリング１４の内径は材料Ｒの外径よりも僅かに小さく設定されている。また、このリング１４の材料ホルダ７側の内周縁は鋭角状に形成されており、リング１４内部を通過する材料Ｒの外側表皮を削り取るように構成されている。これにより、材料Ｒの外皮に付着している酸化皮膜を除去できる。また、リング１４のヘッド部材７Ｄ側の面には、既に説明したテーパ受容部１４Ａが形成され、ヘッド部材７Ｄのテーパ挿入部７Ｄ１を嵌挿可能となっている。そして、このように嵌挿させると、ヘッド部材７Ｄの軸心Ｓ２とリング１４の軸心Ｓ３を一致させることができる。 Further, as shown in FIG. 2, the heating cylinder 11 includes a ring 14 as a constricted portion formed of cemented carbide at a tip portion facing the head member 7D of the material holder 7 with a slight predetermined interval. The inner diameter of the ring 14 is set slightly smaller than the outer diameter of the material R. Further, the inner peripheral edge of the ring 14 on the material holder 7 side is formed in an acute angle shape, and is configured to scrape the outer skin of the material R passing through the inside of the ring 14. Thereby, the oxide film adhering to the outer skin of the material R can be removed. Further, the already described taper receiving portion 14A is formed on the surface of the ring 14 on the head member 7D side, and the taper insertion portion 7D1 of the head member 7D can be fitted. And if it is made to insert in this way, the axial center S2 of the head member 7D and the axial center S3 of the ring 14 can be made to correspond .

また、図１に示すように、前記加熱筒１１の先端部には射出用のホットノズル１９が取り付けられ、このホットノズル１９には加熱筒１１における溶融路１１Ａと連通されて溶融材料の通路を形成する小径の出口路２０が形成されている。そして、ホットノズル１９は、先端部を金型のキャビティーに対応するよう対向されているとともに、例えば、電圧を加えることにより主として先端部が発熱するように構成されていて、成形サイクルに応じて先端部を最適な温度に迅速に制御できる、すなわち、暖めない低温度の状態では溶融金属をある程度固めてその出口路２０を該溶融金属により閉し、この閉状態より高い温度の暖め状態では溶融金属を射出する（開状態とする）ように制御するものである。   Further, as shown in FIG. 1, an injection hot nozzle 19 is attached to the tip of the heating cylinder 11, and the hot nozzle 19 communicates with a melting path 11A in the heating cylinder 11 to provide a passage for the molten material. A small-diameter outlet passage 20 is formed. The hot nozzle 19 is opposed so that the tip corresponds to the cavity of the mold, and for example, the tip is heated mainly by applying a voltage, depending on the molding cycle. The tip can be quickly controlled to an optimum temperature, that is, in a low temperature state where the tip is not warmed, the molten metal is hardened to some extent and the outlet channel 20 is closed by the molten metal, and in a warm state where the temperature is higher than this closed state, the molten metal is melted. It controls to inject metal (to make it open).

続いて、上記したように構成された溶融金属材料の射出装置１の作用について説明する。まず、既に説明したエアシリンダによって材料ホルダ７を上方へ持ち上げ、材料供給手段によって材料ホルダ７の内部へ材料Ｒを供給する。次に、ピストン６ｂを前方に駆動して、まず、最初の材料Ｒをリング１４内に向けて押し込む。すると、図４に示すように、押し込まれた材料Ｒの先端は、ヘッド部材７Ｄに形成の突部７Ｄ２に引っ掛かった状態となる。そして、この引っ掛かった状態で、さらに材料Ｒを押し込むと、内筒７Ｂとヘッド部材７Ｄが外筒７Ａに対して前進し、図５に示すように、ヘッド部材７Ｄのテーパ挿入部７Ｄ１がリング１４のテーパ受容部１４Ａへ嵌挿される。この嵌挿状態になると、既に説明したように、ヘッド部材７Ｄの軸心Ｓ２とリング１４の軸心Ｓ３は一致する。   Next, the operation of the molten metal material injection device 1 configured as described above will be described. First, the material holder 7 is lifted upward by the air cylinder already described, and the material R is supplied into the material holder 7 by the material supply means. Next, the piston 6 b is driven forward, and first the first material R is pushed into the ring 14. Then, as shown in FIG. 4, the tip of the pushed-in material R is in a state of being caught by the protrusion 7D2 formed on the head member 7D. When the material R is further pushed in this hooked state, the inner cylinder 7B and the head member 7D advance with respect to the outer cylinder 7A, and the taper insertion portion 7D1 of the head member 7D is connected to the ring 14 as shown in FIG. Is inserted into the taper receiving portion 14A. In this inserted state, as already described, the axis S2 of the head member 7D and the axis S3 of the ring 14 coincide.

そして、さらに材料Ｒを押し込むと、図６に示すように、突部７Ｄ２によってヘッド部材７Ｄの先端に向けて内径が狭くなるため、材料Ｒがヘッド部材７Ｄの内部を通過するときに、これら突部７Ｄ２と材料Ｒの外周面が干渉しはじめる。これによって、材料Ｒの軸心Ｓ１とヘッド部材７Ｄの軸心Ｓ２は一致する。なお、この突部７Ｄ２は、既に説明したようにヘッド部材７Ｄの内周面のうち３個所のみ形成されている。そのため、突部７Ｄ２が、この内周面一様に形成されている場合と比較すると、材料Ｒはヘッド部材７Ｄの内部を円滑に移動可能となる。   When the material R is further pushed in, as shown in FIG. 6, the protrusion 7D2 narrows the inner diameter toward the tip of the head member 7D. Therefore, when the material R passes through the inside of the head member 7D, these protrusions The part 7D2 and the outer peripheral surface of the material R begin to interfere with each other. Thereby, the axis S1 of the material R and the axis S2 of the head member 7D coincide. Note that the protrusion 7D2 is formed at only three locations on the inner peripheral surface of the head member 7D as described above. Therefore, the material R can move smoothly in the head member 7D as compared with the case where the protrusions 7D2 are formed uniformly on the inner peripheral surface.

また、さらに材料Ｒを押し込むと、図７に示すように、リング１４の内径は材料Ｒの外径よりも僅かに小さいため、材料Ｒはその外周部分がリング１４の内周縁により若干削られた状態または圧縮変形された状態でリング１４内に入り込んでいく。つまり、リング１４は材料Ｒを絞る絞り部として機能する。なお、この図７の状態では、図５で既に述べたように、ヘッド部材７Ｄの軸心Ｓ２とリング１４の軸心Ｓ３は一致している。また、図６で既に述べたように、材料Ｒの軸心Ｓ１とヘッド部材７Ｄの軸心Ｓ２は一致している。これらによって、材料Ｒの軸心Ｓ１とリングの軸心Ｓ３が一致していることになるため、材料Ｒの外周はリング１４の内周に対して均等に押し込まれ、材料Ｒの外皮に付着した酸化皮膜が除去されていく。また、材料Ｒがリング１４に押し込まれる際に、引っ掛かりなど生じることがない。   When the material R is further pushed in, the inner diameter of the ring 14 is slightly smaller than the outer diameter of the material R as shown in FIG. It enters the ring 14 in a state where it is compressed or deformed. That is, the ring 14 functions as a constricting portion that constricts the material R. In the state of FIG. 7, as already described in FIG. 5, the axis S2 of the head member 7D and the axis S3 of the ring 14 are coincident. Further, as already described in FIG. 6, the axis S1 of the material R and the axis S2 of the head member 7D coincide. As a result, the axis S1 of the material R and the axis S3 of the ring coincide with each other, so that the outer periphery of the material R is evenly pushed into the inner periphery of the ring 14 and adheres to the outer skin of the material R. The oxide film is removed. Further, when the material R is pushed into the ring 14, it does not get caught.

さらに、この図７に示す状態では、リング１４と材料Ｒとの間に隙間がなくなり、リング１４の内部さらには加熱筒１１の内部は、それら外部からシールされた状態となる。このように、材料Ｒの先端のみをリング１４へ押し込んだ状態（図７に示す状態）で、一旦、ピストン６ｂの押し込みを停止させ、真空ポンプ１７を駆動させる。これによって加熱筒１１の内部は真空状態となる。   Further, in the state shown in FIG. 7, there is no gap between the ring 14 and the material R, and the inside of the ring 14 and the inside of the heating cylinder 11 are sealed from the outside. Thus, in a state where only the tip of the material R is pushed into the ring 14 (as shown in FIG. 7), the pushing of the piston 6b is once stopped and the vacuum pump 17 is driven. As a result, the inside of the heating cylinder 11 is in a vacuum state.

その後、所定時間経過すると、図８に示すように、再度、ピストン６ｂによって材料Ｒの押し込みを開始して、材料Ｒの後端が加熱筒１１内部の接続口１６を越える位置まで押し込んでいく。この押し込みの際、まず材料Ｒはリング１４の内部に完全に押し込まれることになり、これによって、ヘッド部材７Ｄの突部７Ｄ２に材料Ｒの引っ掛かりが無くなるため、内筒７Ｂとヘッド部材７Ｄは、バネ７Ｃの復元力によって、押し込まれる前の位置（図２に示す位置）へと戻されることになる（図８において、リング１４によって削り取られた「削りカス」を実線で示している）。その後、ピストン６ｂを元の位置まで後退させる。なお、真空ポンプ１７の駆動は射出作業（材料の溶解を含む）中は継続される。   Thereafter, when a predetermined time elapses, as shown in FIG. 8, the pushing of the material R is started again by the piston 6 b, and the rear end of the material R is pushed to a position beyond the connection port 16 inside the heating cylinder 11. At the time of this pushing, first, the material R is completely pushed into the inside of the ring 14, whereby the projection 7D2 of the head member 7D is not caught by the material R, so that the inner cylinder 7B and the head member 7D are By the restoring force of the spring 7C, it is returned to the position before being pushed in (the position shown in FIG. 2) (in FIG. 8, the “shaving residue” scraped by the ring 14 is indicated by a solid line). Thereafter, the piston 6b is retracted to the original position. The driving of the vacuum pump 17 is continued during the injection operation (including melting of the material).

ついで、次の材料Ｒを上記と同様にしてリング１４内に押し込み、先ほどと同様に、一旦、ピストン６ｂを、図７に示す位置で停止させる。すると、加熱筒１１の内部は、再度、真空となるため、既に加熱筒１１の内部へ押し込まれている最初の材料Ｒは、真空状態で溶融されることになる。その後、所要時間経過すると、先ほどと同様に、ピストン６ｂによって材料Ｒの押し込みを開始して、材料Ｒの後端が加熱筒１１内部の接続口１６を越える位置（図８に示す位置）まで押し込んでいく。   Next, the next material R is pushed into the ring 14 in the same manner as described above, and the piston 6b is once stopped at the position shown in FIG. Then, since the inside of the heating cylinder 11 is evacuated again, the first material R that has already been pushed into the heating cylinder 11 is melted in a vacuum state. Thereafter, when the required time elapses, the piston 6b starts to push the material R and pushes the material R to the position where the rear end of the material R exceeds the connection port 16 inside the heating cylinder 11 (position shown in FIG. 8). Go.

以上のようにして材料Ｒを順次加熱筒１１内に送り込んでいくと、前方のものからヒータ１２の加熱作用により半溶融状態から完全に溶融した状態に移行し、加熱筒１１の溶融路１１Ａ内及びホットノズル１９の出口路２０内に溶融材料が充満した状態となる。   When the material R is sequentially fed into the heating cylinder 11 as described above, the material from the front changes from the semi-molten state to the completely melted state by the heating action of the heater 12, and the inside of the melting path 11 </ b> A of the heating cylinder 11. Then, the outlet channel 20 of the hot nozzle 19 is filled with the molten material.

なお、加熱筒１１におけるヒータ１２の加熱温度を溶融すべき材料が液相状態となる温度より低くかつ固相状態となる温度より高い範囲内に設定することにより、溶融すべき材料を半溶融状態のまま加熱筒１１の溶融路１１Ａ内及びホットノズル１９の出口路２０内に充満させて後述の射出に対応することができる。   In addition, by setting the heating temperature of the heater 12 in the heating cylinder 11 within a range that is lower than the temperature at which the material to be melted is in a liquid phase and higher than the temperature at which it is in a solid phase, the material to be melted is in a semi-molten state. The inside of the melting path 11A of the heating cylinder 11 and the outlet path 20 of the hot nozzle 19 can be filled as they are to cope with the later-described injection.

この状態において、前記ピストン６ｂを上記と同様に材料の押し込む動作を行なうとともに、加熱筒１１の溶融路１１Ａ内の溶融材料をそのままホットノズル１９の出口路２０から金型側に射出（充填）するものである。   In this state, the piston 6b is pushed into the material in the same manner as described above, and the molten material in the melting path 11A of the heating cylinder 11 is directly injected (filled) from the outlet path 20 of the hot nozzle 19 to the mold side. Is.

なお、上記溶融材料の射出に際して、ホットノズル１９は、その先端部を電気的加熱手段により暖め状態の温度が制御されている、すなわち、暖めない低温度の状態では溶融金属をある程度固めてその出口路２０を該溶融金属により閉し、この閉状態より高い温度の暖め状態では溶融金属を射出する（開状態とる）ように制御するものであり、上記射出時における出口路２０の開状態又は非射出時における加熱筒１１の溶融路１１Ａ内の真空状態の維持を良好になすものである。 When the molten material is injected, the temperature of the hot nozzle 19 is controlled at its tip by an electric heating means, that is, the molten metal is solidified to some extent in a low temperature state where the hot nozzle 19 is not heated. The passage 20 is closed by the molten metal, and control is performed so that the molten metal is injected (taken into an open state) in a warmed state higher than this closed state. The vacuum state in the melting path 11A of the heating cylinder 11 at the time of injection is satisfactorily maintained.

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、内筒７Ｂとヘッド部材７Ｄとは別体である例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、内筒７Ｂとヘッド部材７Ｄとは一体であっても構わない。 The contents described above are only related to one embodiment of the present invention, and do not mean that the present invention is limited to the above contents.
In the embodiment, an example in which the inner cylinder 7B and the head member 7D are separate bodies has been described. However, the present invention is not limited to this, and the inner cylinder 7B and the head member 7D may be integrated.

図１は、本発明の一実施の形態の溶融金属材料の射出装置１の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a molten metal material injection device 1 according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１における主要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG. 図３は、ヘッド部材７Ｄの右側面図（リング１４側から見た図）である。FIG. 3 is a right side view of the head member 7D (viewed from the ring 14 side). 図４は、ピストン６ｂによって材料Ｒを押し込む過程を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a process of pushing the material R by the piston 6b. 図５は、図４に対して、さらに材料Ｒを押し込んだ状態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which the material R is further pushed into FIG. 図６は、図５に対して、さらに材料Ｒを押し込んだ状態を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a state in which the material R is further pushed into FIG. 図７は、図６に対して、さらに材料Ｒを押し込んだ状態を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a state in which the material R is further pushed into FIG. 図８は、図９に対して、さらに材料Ｒを押し込んだ状態を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a state in which the material R is further pushed into FIG. 図９は、従来の溶融金属材料の射出装置１の縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional molten metal material injection device 1. 図１０は、図９における主要部拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the main part in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

６ 油圧シリンダ装置（押圧手段）
６ａ 油圧シリンダ
６ｂ ピストン
７ 材料供給筒
７Ｄ ヘッド部材
７Ｄ２ 突部
１１ 加熱筒
１４ リング（リング手段）
Ｒ 材料 6 Hydraulic cylinder device (pressing means)
6a Hydraulic cylinder 6b Piston 7 Material supply cylinder 7D Head member 7D2 Protrusion 11 Heating cylinder 14 Ring (ring means)
R material

Claims (1)

溶融すべき短棒形状の材料の外径より小さな内径を有し前記材料を通過させることにより材料の外側表皮を削り取るリング手段と、リング手段を通過した材料を受け入れて溶融状態若しくは半溶融状態に加熱する加熱筒と、材料が供給される筒内部が材料の移動が可能なように材料の外径より大きい内径に設定されている材料供給筒と、材料供給筒の内部を往復動するピストンを有しピストンの前進により材料供給筒内の材料をリング手段を介して加熱筒内へ押し込むとともに、加熱筒内の溶融状態若しくは半溶融状態の材料を射出する押圧手段とを備え、前記加熱筒の入口側端部に前記リング手段が設けられるとともに、加熱筒、材料供給筒、および押圧手段を直線状に位置させて成る溶融金属材料の射出装置において、
前記材料供給筒は、リング手段に対して前進および後退することが可能なリング状のヘッド部材を有し、ヘッド部材の先端の外周面には、軸心方向に先細りとなっているテーパ挿入部が形成されるとともに、リング手段には、テーパ挿入部が嵌挿または離脱可能でありかつ嵌挿によってヘッド部材の軸心とリング手段の軸心とが一致するテーパ受容部が形成されており、前記ヘッド部材の先端の内周面の等角度位置には、軸心に向けて突出する少なくとも３個の突部が、ヘッド部材の先端に向けてヘッド部材の内径が狭くなりかつヘッド部材を通過する材料の軸心とヘッド部材の軸心とが一致するように、形成されて成る溶融金属材料の射出装置。 Ring means that has an inner diameter smaller than the outer diameter of the short rod-shaped material to be melted and scrapes the outer skin of the material by allowing the material to pass through, and accepts the material that has passed through the ring means to enter a molten or semi-molten state A heating cylinder for heating, a material supply cylinder set to an inner diameter larger than the outer diameter of the material so that the inside of the cylinder to which the material is supplied can move, and a piston that reciprocates inside the material supply cylinder And a pressing means for injecting the material in the material supply cylinder into the heating cylinder through the ring means by the advance of the piston and injecting the molten or semi-molten material in the heating cylinder, In the injection device for molten metal material in which the ring means is provided at the inlet side end portion, and the heating cylinder, the material supply cylinder, and the pressing means are positioned linearly,
The material supply cylinder has a ring-shaped head member that can be moved forward and backward with respect to the ring means, and a tapered insertion portion that is tapered in the axial direction on the outer peripheral surface of the tip of the head member And the taper receiving part in which the taper insertion part can be inserted or removed and the axis of the head member and the axis of the ring means coincide with each other is formed in the ring means , At an equiangular position on the inner peripheral surface of the tip of the head member, at least three projections projecting toward the axial center are narrowed toward the tip of the head member and pass through the head member. An apparatus for injecting molten metal material formed so that the axis of the material to be aligned and the axis of the head member coincide .
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