JP2001038459A - 鋳造機の金属材料移送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業環境を改善して溶解・保持エネルギを削
減させ、装置全体の小型化を達成し、設備費やランニン
グコストを低下させることができるとともに、金属材料
の酸化抑制を容易にして高品質な鋳造品が得られ、かつ
高速射出にも適応可能で信頼性向上を達成する。 【解決手段】 ホッパ１に収容されたチップ状の金属材
料３は、スクリュ９の回転により前方のミニ溶解・保持
炉１７に送られ、ここで溶解・保持される。ミニ溶解・
保持炉１７内の金属材料１５は、メカニカルポンプ２３
により材料移送管３１から切換弁３７の連通路３７ａを
経て材料収容室４７に送られる。切換弁３７が材料収容
室４７と横射出スリーブ４１とを連通する状態に切り換
わった状態で、ピストン４５が前進し規定量の金属材料
を横射出スリーブ４１に供給する。このとき圧力容器６
５の不活性ガスが切換弁３７内に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属材料を溶融
または半溶融状態にして金型キャビティに連通する射出
スリーブに移送する鋳造機の金属材料移送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の鋳造機、例えばダイカストマシン
において、金属材料を溶解後、この溶解した金属溶湯
を、金型キャビティに連通する射出スリーブに移送する
作業は、大型の溶解炉や保持炉に収容されている金属溶
湯を、ピストン式ポンプや電磁ポンプ、あるいは加圧式
ポンプなどを用いたり、あるいはラドルを使用した自動
給湯装置で行うなどしている（例えば、電磁ポンプを使
用した例として特開平１０−１４６６６７号公報があ
る）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、金属溶湯を大型の溶解炉や保持炉に収容する方法で
は、次のような問題がある。

【０００４】（１）発生する高熱と粉塵などにより作業
環境が著しく悪化する。 （２）金属材料を溶解させる溶解エネルギおよび、溶解
後の溶湯状態を保持する保持エネルギが多大となる。 （３）溶解炉および保持炉の設置スペースが大きい。 （４）金属溶湯が酸化しやすい。特に金属材料がマグネ
シウム合金の場合には、より酸化しやすいので、溶解炉
や保持炉の場合には多量のシールドガスが必要になるな
どコストアップを招く。 （６）溶解炉や保持炉の設備費およびランニングコスト
が大きく、保守にも手間がかかる。

【０００５】これに対し、溶解炉や保持炉を使用せず、
シリンダバレル内に収容したスクリュの回転により、固
体状の金属材料が加熱を受けつつ混練されて溶融状態と
なり、シリンダバレルの先端に接続される金型キャビテ
ィに供給される、いわゆるインラインスクリュ式の射出
成形機がある。

【０００６】しかしながら、この場合は、固体状の金属
材料を溶融状態とするスクリュによって金型キャビティ
に材料を射出する構成であるため、マグネシウム合金な
どを材料とする高速射出には不向きである上、スクリュ
部で材料供給、混練、加熱を行っているため、スクリュ
の寿命が短く、信頼性の低下を招いている。

【０００７】そこで、この発明は、作業環境を改善して
溶解・保持エネルギを削減させ、装置全体の小型化を達
成し、設備費やランニングコストを低下させることがで
きるとともに、金属材料の酸化抑制を容易にして高品質
な鋳造品が得られ、かつ高速射出にも適応可能で信頼性
向上を達成することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、チップ状の金属材料を、スクリ
ュの回転により前方へ送り込むフィーダと、このフィー
ダによって送り込まれた前記金属材料を加熱し溶融／半
溶融状態に溶解・保持する材料溶解・保持室と、この材
料溶解・保持室内の金属材料を、金型キャビティに連通
する横射出スリーブの上部に設けた材料供給口から供給
する材料供給手段とを有する構成としてある。

【０００９】このような構成の鋳造機の金属材料移送装
置によれば、チップ状の金属材料がスクリュの回転によ
り前方へ送られ、この送られた金属材料は材料溶解・保
持室内で加熱されて溶解した状態で一旦収容され、この
材料溶解・保持室内の金属材料は、材料供給手段により
材料供給口から下方に向けて横射出スリーブへ供給され
る。

【００１０】請求項２の発明は、チップ状の金属材料
を、スクリュの回転により溶融／半溶融状態にして前方
へ送り込むフィーダと、このフィーダによって送り込ま
れた前記溶融／半溶融状態の金属材料を保持する材料保
持室と、この材料保持室内の金属材料を、金型キャビテ
ィに連通する横射出スリーブの上部に設けた材料供給口
から供給する材料供給手段とを有する構成としてある。

【００１１】上記構成によれば、チップ状の金属材料が
スクリュの回転により溶融／半溶融状態となって前方へ
送られ、この送られた金属材料は材料保持室に一旦収容
され、材料保持室内の金属材料は、材料供給手段により
材料供給口から下方に向けて横射出スリーブへ供給され
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の構成において、材料供給手段は、材料溶解・保持室
（材料保持室）内の金属材料を外部に移送するポンプ
と、このポンプに一端を接続されて他端が材料供給口付
近に接続される材料移送管と、この材料移送管を介して
１回の鋳造に必要な規定量の金属材料を収容し、かつ収
容した規定量の金属材料を横射出スリーブへ供給する定
量供給手段と、この定量供給手段と前記材料移送管との
間に設けられ、材料移送管と定量供給手段とを連通する
状態と、定量供給手段と横射出スリーブ内とを連通する
状態とに切り換え可能な切換弁とから構成されている。

【００１３】上記構成によれば、ポンプの駆動により材
料溶解・保持室（材料保持室）内の金属材料が材料移送
管から、切換弁を経て定量供給手段に流入する。このと
き切換弁は、材料移送管と定量供給手段とを連通してい
る。定量供給手段に規定量の金属材料が収容されたら、
切換弁を、定量供給手段と横射出スリーブの材料供給口
とを連通した状態に切り換え、この状態で、定量供給手
段は、収容している規定量の金属材料を切換弁を経て横
射出スリーブへ供給する。

【００１４】請求項４の発明は、請求項３の発明の構成
において、定量供給手段は、規定量の金属材料を収容す
る材料収容室を備えたシリンダと、このシリンダ内に移
動可能に設けられ、前記材料収容室内の金属材料を横射
出スリーブに供給するピストンとを備えている。

【００１５】上記構成によれば、シリンダの材料収容室
に収容された規定量の金属材料は、ピストンの前進移動
により切換弁を経て横射出スリーブへ供給される。

【００１６】請求項５の発明は、請求項３または４の発
明の構成において、フィーダにはチップ状の金属材料を
収容するホッパが接続され、このホッパ内、前記フィー
ダ内、材料溶解・保持室（材料保持室）内および、横射
出スリーブの材料供給口と定量供給手段と材料移送管と
の接続部内にそれぞれ不活性ガスを供給する不活性ガス
供給手段を備えている。

【００１７】上記構成によれば、ホッパ内、フィーダ
内、材料溶解・保持室（材料保持室）内および、材料供
給口と定量供給手段と材料移送管との接続部内が不活性
ガス雰囲気となる。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１または２の発
明の構成において、材料供給手段は、材料溶解・保持室
（材料保持室）内に浸漬され、ピストンの規定ストロー
クの移動によって１回の鋳造に必要な規定量の金属材料
を横射出スリーブへ移送し定量供給手段として機能する
ピストンポンプと、このピストンポンプに一端が接続さ
れ、他端が材料供給口に接続される材料移送管とを備え
ている。

【００１９】上記構成によれば、材料溶解・保持室（材
料保持室）内の金属材料は、ピストンポンプの作動によ
り材料移送管から材料供給口を経て下方の横射出スリー
ブへ規定量供給される。

【００２０】請求項７の発明は、請求項６の発明の構成
において、材料移送管は、他端が材料溶解・保持室（材
料保持室）内の金属材料の湯面より上方となるよう傾斜
して配置され、ピストンポンプは、前記材料移送管の他
端付近まで金属材料をほぼ充満させる予備ストロークを
備えるとともに、この予備ストロークにより前記材料移
送管にほぼ充満した金属材料の温度が、前記材料溶解・
保持室（材料保持室）内の金属材料の温度とほぼ同等と
なるよう加熱する加熱手段を前記材料移送管に設けた構
成としてある。

【００２１】上記構成によれば、ピストンが予備ストロ
ーク分移動すると、材料移送管にはその他端付近まで金
属材料が充満し、この充満した金属材料は、加熱手段に
より材料溶解・保持室（材料保持室）内の金属材料とほ
ぼ同程度にまで加熱される。その後ピストンが規定スト
ローク移動すると、規定量の金属材料が横射出スリーブ
へ供給される。

【００２２】請求項８の発明は、請求項６または７の発
明の構成において、フィーダにはチップ状の金属材料を
収容するホッパが接続され、このホッパ内、前記フィー
ダ内、材料溶解・保持室（材料保持室）内、材料移送管
内および、横射出スリーブの材料供給口と材料移送管と
の間の容積部内にそれぞれ不活性ガスを供給する不活性
ガス供給手段を備えている。

【００２３】上記構成によれば、ホッパ内、フィーダ
内、材料溶解・保持室（材料保持室）内、材料移送管内
および、材料供給口と材料移送管との間の容積部内が不
活性ガス雰囲気となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００２５】図１は、この発明の第１の実施の形態を示
す鋳造機の金属材料移送装置の全体構成図で、鋳造機と
してダイカストマシンに適用した例を示している。ホッ
パ１には、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金
からなるチップ状の金属材料３が収容され、ホッパ１の
下部には、金属材料３を予熱して前方へ送り込むフィー
ダ４の後端上部が連通接続している。

【００２６】フィーダ４におけるケース５の周囲には予
熱用ヒータ７が設けられるとともに、ケース５内には、
金属材料３を予熱用ヒータ７により加熱しつつ前方へ送
り出すスクリュ９が、回転可能に収容されている。スク
リュ９の回転は、ケース５の後端に装着されたロータリ
アクチュエータ１１によってなされ、ロータリアクチュ
エータ１１は制御回路１３によって駆動制御される。

【００２７】ケース５の先端下方には、金属材料３を加
熱して溶融／半溶融状態に溶解・保持する材料溶解・保
持室としてのミニ溶解・保持炉１７が設置されている。
ミニ溶解・保持炉１７は、金属材料投入時の温度低下が
許容限度内に留まる程度の小容積のミニタイプで、底部
および周囲には金属材料３を溶解・保持する加熱部１９
を有し、上部開口には蓋２１が装着されている。この蓋
２１に形成した材料投入孔２１ａに、ケース５の先端の
下方に向けて屈曲した端部が連通接続している。

【００２８】ミニ溶解・保持炉１７内の金属材料１５中
には、メカニカルポンプ２３が浸漬して配置されてい
る。一方蓋２１上には、制御回路１３によって駆動制御
されるポンプ駆動部２５が設置され、ポンプ駆動部２５
は、蓋２１に形成した貫通孔２１ｂに挿入されたロッド
２７によってメカニカルポンプ２３に連動連結されてい
る。

【００２９】ポンプ駆動部２５の図中で左側方の蓋２１
には、ミニ溶解・保持炉１７内の金属材料１５の湯面レ
ベルを検出する湯面レベルセンサ２９が設けられてい
る。湯面レベルセンサ２９の検出信号は、前記した制御
回路１３に入力され、制御回路１３は、図１に示す湯面
レベルＬとなるように、ロータリアクチュエータ１１を
駆動制御する。

【００３０】メカニカルポンプ２３には、材料移送管３
１の一端が接続されている。材料移送管３１は、メカニ
カルポンプ２３に下端が接続され、蓋２１に形成した貫
通孔２１ｃに挿入される縦管部分３１ａと、縦管部分３
１ａの上端に一端が連通して他端が図中で左方向に延長
される横管部分３１ｂとで構成されている。

【００３１】横管部分３１ｂの図中で左側の先端には、
図中で紙面に直交する方向に延長される円筒形状の弁収
容部３５が形成され、弁収容部３５には切換弁３７が収
容されている。弁収容部３５の下部にはノズル部３９が
形成され、ノズル部３９は、紙面に直交する横方向に延
長配置した横射出スリーブ４１の上部に形成した材料供
給口４１ａに連通接続している。横射出スリーブ４１
は、ダイカストマシンにおける図示しない金型に装着さ
れており、内部に収容される図示しないプランジャチッ
プが移動することで、横射出スリーブ４１内の溶融／半
溶融状態の金属材料１５が金型キャビティに充填され
る。

【００３２】弁収容部３５の材料移送管３１と反対側に
は、シリンダ４３が設けられ、シリンダ４３内には、ピ
ストン４５が収容されている。ピストン４５の前方のシ
リンダ４３内が金属材料１５を規定量収容する材料収容
室４７を構成している。上記シリンダ４３およびピスト
ン４５により定量供給手段を構成している。

【００３３】ピストン４５は、シリンダ４３の端部に装
着したピストン駆動用リニアアクチュエータ４９によ
り、ロッド５１を介して移動する。ピストン駆動用リニ
アアクチュエータ４９は、制御回路１３により駆動制御
され、その後端には、ロッド５１に連結してロッド５１
とともに一体移動する磁気スケール５３が突出して設け
られている。

【００３４】磁気スケール５３下部側の近接した位置に
は、磁気スケール５３の左右方向位置を検出するストロ
ークセンサ５５が設けられている。ストロークセンサ５
５が磁気スケール５３を検出することで、ピストン４５
の左右方向位置が確認され、前記検出信号は制御回路１
３に入力される。

【００３５】また、シリンダ４３の周囲および、材料移
送管３１のミニ溶解・保持炉１７の外部に位置する周囲
には、ヒータ５７および５９がそれぞれ設けられてい
る。

【００３６】図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、前記
した切換弁３７は、図１中で紙面に直交する方向に延長
される円柱形状を呈し、円筒形の弁収容部３５内を図２
中で左右方向に移動可能である。この移動は、図示して
いないが電磁コイルによってなされるものとし、電磁コ
イルは制御回路１３によって通電制御される。

【００３７】切換弁３７の図２中で右側には、材料移送
管３１内と材料収容室４７内とを連通可能な連通路３７
ａが形成されている。図１および図２に示す切換弁３７
は、連通路３７ａにより材料移送管３１と材料収容室４
７とを連通しており、この状態を連通位置とする。ま
た、切換弁３７の図２中で左側には、切換弁３７が図２
の状態から右方向に移動して切り換わった状態である図
３に示すように、材料収容室４７と射出スリーブ４１内
とを連通可能な切欠溝３７ｂが形成されている。切換弁
３７の図３の状態を材料供給位置とする。

【００３８】また、切換弁３７には、上記切欠溝３７ｂ
に一端（下端）が連通し、他端（上端）が上部に開口す
る不活性ガス導入路３７ｃが形成されている。一方、弁
収容部３５の横射出スリーブ４１に対応する上部には、
不活性ガス導入管６１が設けられ、この不活性ガス導入
管６１は、切換弁３７が上記図３の材料供給位置にある
ときに、弁収容部３５の貫通孔３５ａを介して不活性ガ
ス導入路３７ｃに連通する。

【００３９】上記不活性ガス導入管６１には、配管６３
を介して、アルゴンガスや窒素ガスなどからなる不活性
ガスが収容されている圧力容器６５が接続され、配管６
３には、第１のシャットオフバルブ６７が設けられてい
る。第１のシャットオフバルブ６７は、前記制御回路１
３によって開閉制御される。

【００４０】圧力容器６５には、別の配管６９，７１お
よび７３がそれぞれ接続され、この各配管６９，７１お
よび７３は、ホッパ１，ミニ溶解・保持炉１７およびケ
ース５にそれぞれ接続されている。また各配管６９，７
１および７３には、第２，第３および第４のシャットオ
フバルブ７５，７７および７９がそれぞれ設けられてい
る。これら各シャットオフバルブ７５，７７および７９
は、前記制御回路１３によって開閉制御される。

【００４１】上記圧力容器６５および配管６３などによ
り不活性ガス供給手段を構成している。また、メカニカ
ルポンプ２３，材料移送管３１，シリンダ４３およびピ
ストン４５，切換弁３７により材料供給手段を構成して
いる。

【００４２】なお、ミニ溶解・保持炉１７内および材料
収容室４７内のそれぞれの金属材料の温度を検出するた
めに、図示しない温度センサがそれぞれ設けられてお
り、制御回路１３は、それぞれの金属材料が所定の温度
となるように、予熱用ヒータ７およびヒータ５７，５９
を制御する。

【００４３】次に、上記した構成の鋳造機の金属材料移
送装置の動作を、図４に示すフローチャートに基づき説
明する。まず、ケース５内の温度を所定に保持するため
の予熱用ヒータ７による予熱温度、ミニ溶解・保持炉１
７における金属材料１５の所定の溶解・保持温度およ
び、材料収容室４７に収容される金属材料の温度ならび
に横射出スリーブ４１に供給する１回の鋳造に必要な規
定量の金属材料の量（供給量）を、図示しない入力部か
ら制御回路１３にそれぞれ入力し（ステップ４０１）、
上記供給量の入力に基づきピストン４５の前進限位置Ｆ
から後退限位置Ｒまでの計量ストロークＳが演算される
（ステップ４０３）。

【００４４】ピストン４５のＦ位置からＲ位置までの計
量ストロークＳに相当する材料収容室４７内の金属材料
の量が、１回の鋳造に必要な量の金属材料１５に相当す
る。そして、上記入力した予熱温度が所定値に達したら
（ステップ４０５）、ロータリアクチュエータ１１が運
転してスクリュ９が回転する（ステップ４０７）。

【００４５】スクリュ９の回転により、ホッパ１内のチ
ップ状の金属材料３が、順次ケース５内に取り込まれ、
予熱用ヒータ７の熱を受けつつ前方へ送られ、ミニ溶解
・保持炉１７内で溶解・保持される。ミニ溶解・保持炉
１７内の金属材料１５が、湯面レベルセンサ２９により
湯面が検出されて図１に示す所定の湯面レベルＬとなっ
たら（ステップ４０９）、ロータリアクチュエータ１１
が停止する（ステップ４１１）。

【００４６】ここで、ミニ溶解・保持炉１７内の金属材
料１５の温度が所定温度であれば（ステップ４１３）、
切換弁３７を、材料移送管３１と材料収容室４７とが連
通路３７ａを介して連通する連通位置とし（ステップ４
１５）、さらにピストン４５が切換弁３７近傍の前進限
位置Ｆであることを確認する（ステップ４１７）。これ
により、材料収容室４７への材料供給準備が完了する。
このとき鋳造機や周辺装置の運転準備も完了しているも
のとする。

【００４７】次に、ポンプ駆動部２５の駆動によりメカ
ニカルポンプ２３が運転されるが（ステップ４１９）、
これと並行して前記ステップ４０５に戻って材料供給準
備サイクルが繰り返される。メカニカルポンプ２３の運
転後は、ミニ溶解・保持炉１７内の金属材料１５が材料
移送管３１から切換弁３７の連通路３７ａを経て材料収
容室４７に流入する。このときＦ位置にあるピストン４
５は、内圧により後退し、後退限位置Ｒとなったことを
ストロークセンサ５５が検出すると（ステップ４２
１）、メカニカルポンプ２３の運転が停止する（ステッ
プ４２３）。

【００４８】ここで、材料収容室４７内の金属材料１５
の温度が所定値であれば（ステップ４２５）、切換弁３
７を、材料収容室４７と射出スリーブ４１とが切欠溝３
７ｂを介して連通する材料供給位置とし（ステップ４２
７）、さらに第１のシャットオフバルブ６７を開き（ス
テップ４２９）、不活性ガスを切換弁３７の不活性ガス
導入路３７ｃから切欠溝３７ｂに供給する。

【００４９】この状態で、ピストン駆動用リニアアクチ
ュエータ４９を運転してピストン４５を前進させ（ステ
ップ４３１）、材料収容室４７内の金属材料を切換弁３
７を経て横射出スリーブ４１に供給する。ここでピスト
ン４５がＦ位置となったことをストロークセンサ５５が
検出すると（ステップ４３３）、ピストン駆動用リニア
アクチュエータ４９が停止する（ステップ４３５）。こ
れにより横射出スリーブ４１への金属材料の規定量の供
給が終了する。

【００５０】すると、切換弁３７が材料移送管３１と材
料収容室４７とが連通する連通位置に切り換わり（ステ
ップ４３７）、第１のシャットオフバルブ６７も閉じる
（ステップ４３９）。

【００５１】ここで、射出サイクルに移行し、プランジ
ャチップが前進して横射出スリーブ４１内の金属材料１
５を金型キャビティへ充填し（ステップ４４１）、保圧
を行った後（ステップ４４３）、プランジャチップを後
退させて（ステップ４４５）鋳造作業が終了する。

【００５２】上記射出サイクルと並行して、前記ステッ
プ４３９の後は前記ステップ４１９に戻って材料計量移
送サイクルが繰り返される。

【００５３】なお、第２，第３，第４の各シャットオフ
バルブ７５，７７，７９については、特に開放時期を特
定していないが、本移送装置の稼働中に常時開放するな
どでよい。

【００５４】上記した鋳造機の金属材料移送装置によれ
ば、溶解炉や保持炉を使用せず、スクリュ９によりチッ
プ状の金属材料３をミニ溶解・保持炉１７内に投下し、
ミニ溶解・保持炉１７で溶解・保持するので、作業環境
が改善されるとともに、金属材料を溶解させるための溶
解エネルギおよび、溶解後の溶融／半溶融状態を保持す
る保持エネルギが少なくて済み、不活性ガスの注入によ
って金属材料の酸化も確実に抑制されて、金属材料とし
てマグネシウム合金を使用した場合であっても、低コス
トで高品質な鋳造品が得られる。

【００５５】また、ミニ溶解・保持炉１７は、フィーダ
１４により加熱されたチップ状の金属材料３を逐次投下
するので、金属材料３投入時の温度低下を許容限度内に
留める程度の小容積で済み、大型の溶解炉および保持炉
を使用する場合に比べ、装置全体の設置スペースが小さ
くて済み、設備費およびランニングコストも少なくて済
み、保守も容易なものとなる。

【００５６】さらに、フィーダ４は、チップ状の金属材
料３を予熱してミニ溶解・保持炉１７に送り込むだけで
あり、金型キャビティへの射出供給は行っておらず、移
送装置と射出装置の構成が分離され独立しており、移送
装置側が射出装置側に影響を及ぼさないので、マグネシ
ウム合金などを金属材料とした場合に必要なダイカスト
マシンの特長である高速射出が可能であり、スクリュ９
の高寿命化も達成されて信頼性も向上する。

【００５７】なお、上記図１に示した実施の形態におい
ては、シリンダ４３と材料移送管３１の横管部分３１ａ
とが同軸上、すなわちシリンダ４３と横管部分３１ａと
が相互に１８０度をなす角度で配置してあるが、配置ス
ペース上無理がなく、かつ切換弁３７内の通路（連通路
３７ａ，切欠溝３７ｂおよび不活性ガス導入路３７ｃに
相当する通路）を形成可能な範囲あれば、両者相互のな
す角度が１８０未満となるように配置してもよい。もち
ろん、この両者のなす角度は、図１の紙面と平行な面内
でのものだけでなく、例えば、図１の状態からシリンダ
４３を紙面と直交（直交でなくてもよい）する方向へ移
動させた位置でも構わない。

【００５８】また、メカニカルポンプ２３はミニ溶解・
保持炉１７の外部に配置する構成でもよい。ただし、こ
の場合には、外部に配置したメカニカルポンプまで金属
材料１５を汲み上げるための例えば真空ポンプなどを設
けて、いわゆる呼び水を行う必要がある。

【００５９】図５は、この発明の第２の実施の形態を示
す鋳造機の金属材料移送装置の全体構成図である。この
実施の形態は、横射出スリーブ４１に規定量の金属材料
１５を供給するための材料供給手段として、ピストンポ
ンプ８１と、材料移送管８３と、容積部となる材料供給
用ホッパ８５とを使用している。

【００６０】ピストンポンプ８１は、蓋２１に上部が固
定支持されたハウジング８７が金属材料１５中に浸漬さ
れており、ハウジング８７には、金属材料１５中の上部
に貫通孔８７ａが形成されるとともに、ピストン８９が
上下方向に移動可能に収容されるシリンダ部９１が形成
されている。ピストン８９は、上部にロッド９３を介し
て連結されたアクチュエータ９５によって上下動し、ア
クチュエータ９５は、ハウジング８７の上端に固定され
ている。

【００６１】アクチュエータ９５は、制御回路１３によ
って駆動制御される。アクチュエータ９５の後部には、
ロッド９３と一体となって上下方向に移動する磁気スケ
ール９７が後方（上方）に向けて突出して設けられてい
る。磁気スケール９７の左側の近接した位置には、磁気
スケール９７の上下方向位置を検出するストロークセン
サ９９が設けられている。ストロークセンサ９９が磁気
スケール９７を検出することで、ピストン８９の上下方
向位置が確認され、前記検出信号は制御回路１３に入力
される。

【００６２】ハウジング８７は、シリンダ部９１に対し
て図中で左側に材料吐出通路１０１が形成されている。
材料吐出通路１０１は、下端が連絡路１０３を介してシ
リンダ部９１に連通し、上端の吐出口１０１ａがミニ溶
解・保持炉１７の外部まで延長されている。上記吐出口
１０１ａに材料移送管８３の一端が接続され、材料移送
管８３の他端は、前記吐出口１０１ａより若干上方に位
置して材料供給用ホッパ８５に接続されている。材料移
送管８３の周囲には、制御回路１３によって温度制御さ
れるヒータ１０５が設けられている。

【００６３】材料供給用ホッパ８５は、下部に形成した
ノズル部８５ａが横射出スリーブ４１の材料供給口４１
ａに連通接続し、上部開口はキャップ１０７により閉塞
されている。そして、第１のシャットオフバルブ６７が
設けられている配管６３が材料供給用ホッパ８５内に連
通している。また、第４のシャットオフバルブ１０９を
備えた配管１１１は、材料移送管８３に連通接続されて
いる。

【００６４】その他の構成は、前記図１のものと同様で
あり、図１と同様な構成に相当する部位には、図１のも
のと同じ符号を付してある。

【００６５】次に、上記した構成の鋳造機の金属材料移
送装置の動作を、図６に示すフローチャートに基づき説
明する。まず、ケース５内の温度を所定に保持するため
の予熱用ヒータ７による予熱温度、ミニ溶解・保持炉１
７における金属材料１５の所定の保持温度および、横射
出スリーブ４１に供給する１回の鋳造に必要な規定量の
金属材料の量（供給量）を、図示しない入力部から制御
回路１３にそれぞれ入力し（ステップ６０１）、上記供
給量の入力に基づきピストン８９の後退限位置Ｒから前
進限位置Ｆまでの計量ストロークＳが演算される（ステ
ップ６０３）。

【００６６】この場合、計量ストロークＳは材料供給量
に材料移送管８３の空間部容積を加えた分に対して演算
される。

【００６７】このピストン８９のＲ位置からＦ位置まで
の計量ストロークＳの移動に基づいて、吐出通路１０１
側に吐出される金属材料によって横射出スリーブ４１に
供給される金属材料の量が、１回の鋳造に必要な量の金
属材料１５に相当する。そして、上記入力した予熱温度
が所定値に達したら（ステップ６０５）、ロータリアク
チュエータ１１が運転してスクリュ９が回転する（ステ
ップ６０７）。

【００６８】スクリュ９の回転により、ホッパ１内のチ
ップ状の金属材料３が、順次ケース５内に取り込まれ、
予熱用ヒータ７の熱を受けつつミニ溶解・保持炉１７に
供給される。ミニ溶解・保持炉１７内の金属材料１５
が、湯面レベルセンサ２９により湯面が検出されて図１
に示す所定の湯面レベルＬとなったら（ステップ６０
９）、ロータリアクチュエータ１１が停止する（ステッ
プ６１１）。

【００６９】ここで、ミニ溶解・保持炉１７内の金属材
料１５の温度が所定温度であれば（ステップ６１３）、
材料供給準備が完了する。このとき鋳造機や周辺装置の
運転準備も完了しているものとする。この状態で、アク
チュエータ９５を運転するが（ステップ６１５）、これ
と並行して前記ステップ６０５に戻って材料供給準備サ
イクルが繰り返される。

【００７０】アクチュエータ９５が運転し、ピストン８
９が図５に示すＲ位置から下降すると、シリンダ部９１
内の金属材料が吐出通路１０１、材料移送管８３および
材料供給用ホッパ８５を介して横射出スリーブ４１へ供
給される。続いて、第１のシャットオフバルブ６７が開
放して（ステップ６１７）不活性ガスが材料供給用ホッ
パ８５内に供給される。

【００７１】ピストン８９が下降してＦ位置となったこ
とをストロークセンサ９９が検出すると（ステップ６１
９）、アクチュエータ９５の運転が停止する（ステップ
６２１）。これにより、横射出スリーブ４１への規定量
の金属材料の供給が完了する。その後、ピストン８９
は、図５に示す後退限位置Ｒに復帰し（ステップ６２
３）、次の材料移送動作に備える。

【００７２】ここで、射出サイクルに移行し、プランジ
ャチップが前進して横射出スリーブ４１内の金属材料１
５を金型キャビティへ充填し（ステップ６２５）、保圧
を行った後（ステップ６２９）、プランジャチップを後
退させて（ステップ６３１）鋳造作業が終了する。

【００７３】上記射出サイクルと並行して、前記ステッ
プ６２３の後は、第１のシャットオフバルブ６７を閉じ
た後（ステップ６２７）、前記ステップ６１５に戻って
材料計量移送サイクルが繰り返される。

【００７４】なお、上記第２の実施の形態においても、
第２，第３，第４および第５の各シャットオフバルブ７
５，７７，７９および１０９については、特に開放時期
を特定していないが、本移送装置の稼働中に常時開放す
るなどでよい。

【００７５】上記した鋳造機の金属材料移送装置におい
ても、前記図１に示したものと同様な効果を奏する。

【００７６】図７は、前記図５に示した第２の実施の形
態の変形例で、ピストンポンプ８１におけるピストン８
９が、後退限位置Ｒより少しだけ前進（下降）した待機
位置Ｐまでの予備ストロークＳ₁を備えている。ピスト
ン８９が、上記予備ストロークＳ₁を移動することで、
シリンダ部９１内の金属材料が材料移送管８３の他端側
である材料供給用ホッパ８５側までほぼ充満する。この
場合、計量ストロークＳは材料供給量だけの正味に対し
て演算される。

【００７７】材料移送管８３に充満した金属材料の湯面
Ｌ₁は、材料移送管８３に取り付けられた移送管用湯面
レベルセンサ１１３が検出し、この検出信号は制御回路
１３に入力される。また、材料移送管８３の周囲に設け
たヒータ１０５は、材料移送管８３内に充満した金属材
料の温度が、ミニ溶解・保持炉１７内の金属材料の温度
とほぼ同等となるように、制御回路１３により、温度制
御される。

【００７８】上記図７の例においては、前記図６のフロ
ーチャートによる動作に対し、ピストン８９の待機位置
Ｐから計量ストロークＳの移動（ステップ６１５に相
当）に先だって、後退限位置Ｒから予備ストロークＳ₁
だけ下降することで、シリンダ部９１内の金属材料が、
材料移送管８３内にほぼ充満し、その湯面レベルがＬ₁
となると、移送管用湯面レベルセンサ１１３がそれを検
出し、この検出信号を受けた制御回路１３がピストン８
９の下降動作を停止させる。

【００７９】このとき、ヒータ１０５により、材料移送
管８３内の金属材料が、ミニ溶解・保持炉１７内の金属
材料とほぼ同等な温度となるように、制御回路１３が温
度制御する。その後は、図６のステップ６１５以降の動
作（ピストン８９の計量ストロークＳ分の下降動作）を
行う。ただし、ステップ６２３に相当する動作では、ピ
ストン８９の後退位置は、待機位置Ｐである。

【００８０】上記図７に示した例においては、ピストン
８９の予備ストロークＳ₁により材料移送管８３にほぼ
充満させた金属材料を、ヒータ１０５によりミニ溶解・
保持炉１７内の金属材料と同程度の最適な温度に加熱制
御しているので、横射出スリーブ４１には適温の金属材
料が供給され、より高品質な鋳造品が得られる。

【００８１】図８は、前記図１、図５および図７におけ
るフィーダ４の長さを長くし、ホッパ１から供給される
チップ状の金属材料３を、スクリュ９の回転により溶融
／半溶融状態として、ミニ溶解・保持炉１７に相当する
材料保持室としてのミニ保持炉に供給するものである。
その他の構成は、図１、図５および図７のものが適用さ
れる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、チップ状の金属材料を、スクリュの回転に
より前方へ順次送り、この送られた金属材料を材料溶解
・保持室にて溶解・保持した後、材料供給手段により材
料供給口から下方に向けて横射出スリーブへ供給するよ
う構成したので、大型の溶解炉や保持炉が不要であり、
このため、作業環境が改善できるとともに、金属材料を
溶解させるために溶解エネルギーおよび、溶解後の溶融
／半溶融状態を保持する保持エネルギーが少なくて済
み、金属材料の酸化も抑制されて低コストで高品質な鋳
造品を得ることができる。

【００８３】また、材料溶解・保持室は、フィーダによ
り加熱されたチップ状の金属材料を逐次投下するので、
金属材料投入時の温度低下を許容限度内に留める程度の
小容積で済み、大型の溶解炉および保持炉を使用する場
合に比べ、装置全体の設置スペースが小さくて済み、設
備費およびランニングコストも少なくて済み、保守も容
易なものとなる。

【００８４】また、スクリュは、チップ状の金属材料を
材料溶解・保持室に送り込むだけであり、金型キャビテ
ィへの射出供給は行っておらず、移送装置と射出装置の
構成が分離され独立しており、移送装置側が射出装置側
に影響を及ぼさないので、マグネシウム合金などを金属
材料とした場合に必要なダイカストマシンの特長である
高速射出が可能であり、スクリュの高寿命化も達成され
る。

【００８５】さらに、材料供給口が横射出スリーブの上
部に設けてあることから、湯切れがよく、材料供給口に
金属材料の凝固片が残存・付着が回避されるので、材料
供給精度が向上し信頼性も向上する。

【００８６】請求項２の発明によれば、チップ状の金属
材料を、スクリュの回転により溶融／半溶融状態として
前方へ順次送り、この送られた金属材料を材料保持室に
一旦収容保持した後、材料供給手段により材料供給口か
ら下方に向けて横射出スリーブへ供給するよう構成した
ので、前記請求項１と同様の効果が得られる。

【００８７】請求項３の発明によれば、材料溶解・保持
室（材料保持室）から定量供給手段に送られる１回の鋳
造に必要な規定量の金属材料が、定量供給手段から横射
出スリーブに供給されるので、材料供給精度が向上す
る。

【００８８】請求項４の発明によれば、シリンダの材料
収容室に収容された１回の鋳造に必要な規定量の金属材
料は、ピストンの前進移動により切換弁を経て横射出ス
リーブへ確実に供給することができる。

【００８９】請求項５の発明によれば、ホッパ内、フィ
ーダ内、材料溶解・保持室（材料保持室）内および、材
料供給口と定量供給手段と材料移送管との接続部内に、
それぞれ不活性ガスを供給するようにしたので、前記供
給部位が不活性ガス雰囲気となって金属材料の酸化を防
止することができる。

【００９０】請求項６の発明によれば、材料溶解・保持
室（材料保持室）内の金属材料は、ピストンポンプの作
動により材料移送管から材料供給口を経て下方の横射出
スリーブへ、１回の鋳造に必要な規定量供給することが
できる。

【００９１】請求項７の発明によれば、ピストンの予備
ストロークにより材料移送管にほぼ充満させた金属材料
を、加熱手段により材料溶解・保持室（材料保持室）内
の金属材料と同程度の温度となるようにしているので、
横射出スリーブには最適な温度の金属材料が供給され、
より高品質な鋳造品を得ることができる。

【００９２】請求項８の発明によれば、ホッパ内、フィ
ーダ内、材料溶解・保持室（材料保持室）内および、材
料供給口と材料移送管との間の容積部内に、それぞれ不
活性ガスを供給するようにしたので、前記供給部位が不
活性ガス雰囲気となって金属材料の酸化を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示す鋳造機の金
属材料移送装置の全体構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の切換弁が、材料収容室と横射出スリーブ
とを連通した状態を示す断面図である。

【図４】図１の金属材料移送装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【図５】この発明の第２の実施の形態を示す鋳造機の金
属材料移送装置の全体構成図である。

【図６】図５の金属材料移送装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】図５の金属材料移送装置の変形例を示す全体構
成図である。

【図８】図１、図５および図７におけるフィーダの長さ
を長くした場合のフィーダ部の構成図である。

【符号の説明】 ３ チップ状の金属材料 ４ フィーダ ９ スクリュ １７ ミニ溶解・保持炉（材料溶解・保持室） ２３ メカニカルポンプ（材料供給手段） ３１ 材料移送管（材料供給手段） ３７ 切換弁（材料供給手段） ４１ 横射出スリーブ ４１ａ 材料供給口 ４３ シリンダ（材料供給手段、定量供給手段） ４５ ピストン（材料供給手段、定量供給手段） ６３ 配管（不活性ガス供給手段） ６５ 圧力容器（不活性ガス供給手段） ８１ ピストンポンプ（材料供給手段、定量供給手段） ８３ 材料移送管（材料供給手段） ８５ 材料供給用ホッパ（容積部） １０５ ヒータ（加熱手段） Ｓ 規定ストローク Ｓ₁ 予備ストローク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ状の金属材料を、スクリュの回転
   により前方へ送り込むフィーダと、このフィーダによっ
   て送り込まれた前記金属材料を加熱し溶融／半溶融状態
   に溶解・保持する材料溶解・保持室と、この材料溶解・
   保持室内の金属材料を、金型キャビティに連通する横射
   出スリーブの上部に設けた材料供給口から供給する材料
   供給手段とを有することを特徴とする鋳造機の金属材料
   移送装置。
2. 【請求項２】 チップ状の金属材料を、スクリュの回転
   により溶融／半溶融状態にして前方へ送り込むフィーダ
   と、このフィーダによって送り込まれた前記溶融／半溶
   融状態の金属材料を保持する材料保持室と、この材料保
   持室内の金属材料を、金型キャビティに連通する横射出
   スリーブの上部に設けた材料供給口から供給する材料供
   給手段とを有することを特徴とする鋳造機の金属材料移
   送装置。
3. 【請求項３】 材料供給手段は、材料溶解・保持室（材
   料保持室）内の金属材料を外部に移送するポンプと、こ
   のポンプに一端を接続されて他端が材料供給口付近に接
   続される材料移送管と、この材料移送管を介して１回の
   鋳造に必要な規定量の金属材料を収容し、かつ収容した
   規定量の金属材料を横射出スリーブへ供給する定量供給
   手段と、この定量供給手段と前記材料移送管との間に設
   けられ、材料移送管と定量供給手段とを連通する状態
   と、定量供給手段と横射出スリーブ内とを連通する状態
   とに切り換え可能な切換弁とから構成されていることを
   特徴とする請求項１または２記載の鋳造機の金属材料移
   送装置。
4. 【請求項４】 定量供給手段は、規定量の金属材料を収
   容する材料収容室を備えたシリンダと、このシリンダ内
   に移動可能に設けられ、前記材料収容室内の金属材料を
   横射出スリーブに供給するピストンとを備えていること
   を特徴とする請求項３記載の鋳造機の金属材料移送装
   置。
5. 【請求項５】 フィーダにはチップ状の金属材料を収容
   するホッパが接続され、このホッパ内、前記フィーダ
   内、材料溶解・保持室（材料保持室）内および、横射出
   スリーブの材料供給口と定量供給手段と材料移送管との
   接続部内にそれぞれ不活性ガスを供給する不活性ガス供
   給手段を備えていることを特徴とする請求項３または４
   記載の鋳造機の金属材料移送装置。
6. 【請求項６】 材料供給手段は、材料溶解・保持室（材
   料保持室）内に浸漬され、ピストンの規定ストロークの
   移動によって１回の鋳造に必要な規定量の金属材料を横
   射出スリーブへ移送し定量供給手段として機能するピス
   トンポンプと、このピストンポンプに一端が接続され、
   他端が材料供給口に接続される材料移送管とを備えてい
   ることを特徴とする請求項１または２記載の鋳造機の金
   属材料移送装置。
7. 【請求項７】 材料移送管は、他端が材料溶解・保持室
   （材料保持室）内の金属材料の湯面より上方となるよう
   傾斜して配置され、ピストンポンプは、前記材料移送管
   の他端付近まで金属材料をほぼ充満させる予備ストロー
   クを備えるとともに、この予備ストロークにより前記材
   料移送管にほぼ充満した金属材料の温度が、前記材料溶
   解・保持室（材料保持室）内の金属材料の温度とほぼ同
   等となるよう加熱する加熱手段を前記材料移送管に設け
   たことを特徴とする請求項６記載の鋳造機の金属材料移
   送装置。
8. 【請求項８】 フィーダにはチップ状の金属材料を収容
   するホッパが接続され、このホッパ内、前記フィーダ
   内、材料溶解・保持室（材料保持室）内、材料移送管内
   および、横射出スリーブの材料供給口と材料移送管との
   間に設けた容積部内にそれぞれ不活性ガスを供給する不
   活性ガス供給手段を備えていることを特徴とする請求項
   ６または７記載の鋳造機の金属材料移送装置。