JP2002018564A - インジェクタおよび射出方法 - Google Patents

インジェクタおよび射出方法

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JP2002018564A
JP2002018564A JP2001166815A JP2001166815A JP2002018564A JP 2002018564 A JP2002018564 A JP 2002018564A JP 2001166815 A JP2001166815 A JP 2001166815A JP 2001166815 A JP2001166815 A JP 2001166815A JP 2002018564 A JP2002018564 A JP 2002018564A
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injector
piston
opening
injector body
protective gas
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Graziano Mortari
モルタリ グラツィアーノ
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
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    • B22D17/20—Accessories: Details
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイカスト鋳物での酸化物やガス含有物の形
成を解消または低減可能とする、特に真空ダイカスト装
置用のインジェクタを提供する。 【解決手段】 インジェクタ（１０）は、保護ガスを注
入およびまたは吸引するための少なくとも一つの第１開
口（１３）と溶融材料を充填するための第２開口（１
５）とが設けられたインジェクタ本体（１２）を備え、
両開口は動作順に配される。インジェクタ本体には、材
料を収容すると共に前記材料を金型内へ押圧するピスト
ン（１９）の滑動のためのチャンバ（１７）が設けら
れ、インジェクタは、インジェクタ本体から離れた支持
要素（２１）の対応するものに動作順に配され且つピス
トンの外面を清掃および潤滑するための要素（２２、２
３）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に真空ダイカス
ト装置用のインジェクタに関する。
【０００２】
【関連する背景技術】近年、自動車組立ラインのシャー
シや車体部品などの構造部品およびまたは構造要素の製
造に軽合金を使用することが多い。ダイカストプロセス
は、保持炉内で材料を溶融状態に維持する工程と、金型
への射出のために所定量の溶融材料をインジェクタに移
送する次工程と、製造した鋳物を冷却する最終工程とを
備える。
【０００３】真空ダイカストでは金型内へ溶融材料を導
入する前に真空が形成される。大量生産ラインの大規模
なバッチ生産に適用される場合、ダイカストプロセスは
プラントの保守および償却費用の観点から極めて有用で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
フレームや車体部品の脆性破壊性やその鋳物の空隙率に
起因して、標準的なダイカスト装置は、自動車フレーム
や車体部品の生産に適していない。Ａｌ−Ｍｇ合金の鋳
物は空隙率が高く、また多数のガス含有物を含むので、
現在のところ、Ａｌ−Ｍｇ合金の鋳物を製造することは
不可能である。
【０００５】溶接対象となる鋳物や高い塑性変形特性が
種々の形で要求される鋳物にあっては、脆性破壊性、空
隙率および含有物は許容されない。現在使用に供されて
いるダイカストプラントでは、使用されるインジェクタ
の構造および射出技術が主たる制約になっている。現在
使用されているインジェクタはインジェクタ本体により
構成され、インジェクタ本体には、液状材料を充填する
ための開口と、材料を収容し、また、金型への材料の射
出に用いられるピストンを滑動させるためのチャンバと
が設けられている。
【０００６】通常、収容チャンバには潤滑油が導入され
る。しかしながら、チャンバの潤滑は制御不能であり、
従って、プロセスの観点からみて信頼性に乏しい。潤滑
材が残留すると、空隙およびまたは酸化物が形成され、
鋳物の品質を補償できなくなる。
【０００７】更に、インジェクタ本体のチャンバへの溶
融材料の充填中、溶融材料は汚染雰囲気と常に接触して
いる。汚染雰囲気は、酸化物の生成要因になり、鋳物の
内部でのガス含有物の形成要因になる。空隙や含有物の
別の発生原因には、液状材料がインジェクタ本体内に注
入される際に生じる液状材料の乱流がある。
【０００８】本発明の主たる目的は、従来のインジェク
タの問題点を解消または低減することにある。上記の主
たる目的の範囲内において、本発明の目的は、収容チャ
ンバにおいてインジェクタ本体内に潤滑材を導入するこ
とを不要とするインジェクタを提供することにある。
【０００９】本発明の別の目的は、保護ガス雰囲気中で
の作業を可能とするインジェクタを提供することにあ
る。本発明の別の目的は、薄肉または厚肉のダイカスト
鋳物を等しく製造可能とするインジェクタを提供するこ
とにある。本発明の別の目的は、従来の装置では使用不
能であった革新的な合金の使用を可能とするインジェク
タを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的および下記か
ら明らかとなるその他の目的は、特に真空ダイカスト装
置用のインジェクタにより達成される。このインジェク
タは、保護ガスを注入およびまたは吸引するための少な
くとも一つの第１開口と溶融材料を充填するための第２
開口とが設けられたインジェクタ本体を備え、第１およ
び第２開口は動作順に配され、前記インジェクタ本体に
は、材料を収容すると共に前記材料を金型内へ押圧する
ピストンの滑動のためのチャンバが設けられ、また、前
記インジェクタは、前記インジェクタ本体と別個の支持
要素の対応するものに動作順に配され且つピストンの外
面を清掃および潤滑するための手段を備えている。
【００１１】本発明の更なる特徴および利点は、非限定
例として添付図面に図示した非限定的な好適実施形態に
ついての下記の詳細な説明から明らかになろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】添付図面を参照すると、本発明の
インジェクタは参照符号１０により一般的に示されてい
る。図１に示すように、インジェクタ１０は、参照符号
１１で一般的に示した真空ダイカスト装置内に挿入され
る。
【００１３】インジェクタ１０はインジェクタ本体１２
から構成され、インジェクタ本体１２は、参照符号１８
により一般的に示した溶融金属材料をラドル１４により
充填するための少なくとも一つの第１開口１３と、保護
ガス２８を導入およびまたは吸引すると共に真空を発生
させるための少なくとも一つの第２開口１５とを上方領
域に有している。第２開口は、参照符号１６で一般的に
示したダクトに接続され、これらのダクトは加圧回路の
一部をなしている。
【００１４】更に、インジェクタ本体１２には、溶融材
料１８を収容するチャンバ１７が設けられ、このチャン
バは、金型２０内へ材料１８を射出するピストン１９を
滑動させるためのものでもある。インジェクタ１０は、
ピストン１９の外面２５を清掃および潤滑するための手
段を備えている。
【００１５】その様な手段は板状の支持要素２１に関連
づけられており、この支持要素は、ピストン１９用のガ
イドおよび支持体として作用する。支持要素は、チャン
バ１７と同軸状に配され、また、インジェクタ本体１２
に対向し且つ離隔している。清掃手段はスクレーパリン
グ２２から構成され、一方、潤滑手段は、ピストン１９
に関して半径方向に周溝２４に配され且つ潤滑材を噴射
するノズル２３により構成されている。
【００１６】清掃手段及び潤滑手段は、動作順に配され
ている。すなわち、スクレーパリング２２は、ピストン
１９の前進方向に関して周溝２４の後に配置されてい
る。射出プロセスの動作ステップは、図２ないし図６に
効果的に図示されている。ピストン１９が完全に後退し
ていると、ピストンのヘッド端２６は支持要素２１のと
ころに配される。
【００１７】ピストン１９が前進すると、ノズル２３が
外面２５を潤滑し、チャンバ１７内でピストンを滑動可
能とする。充填用の開口１３の基部でピストン１９の運
動が停止する。この点において、ラドル１４により、溶
融材料１８が収容チャンバ１７内に注入され、保護ガス
２８好ましくは窒素の雰囲気内に常に入ったままにな
る。
【００１８】なお、ダクト１６を介して開口１５からチ
ャンバ１７内へ更なる保護ガスが導入される。ピストン
１９は、所定時間にわたって、すなわちチャンバ１７内
への所定量の材料１８の導入が完了するまで、この射出
ロック位置に留まることができる。そして、ピストン１
９は前進しつづけ、射出を継続する。
【００１９】充填率を制御しないと、充填溶融材料１８
が材料内で乱流ひいては含有物を発生することがあるの
で、ラドル１４には、チッピング率すなわちチャンバ１
７の充填率を乱流を回避するように制御するシステムが
設けられている。前進中にピストン１９が開口１３を完
全に閉じると、チャンバ１７内に真空が発生するまで保
護ガスが開口１５から吸引される。
【００２０】また、ピストン１９が開口１５を閉じる
と、金型２０内へ材料１８の全てを射出することにより
射出を完了可能である。保持期間の後、ピストン１９は
調整可能な速度で前進可能であり、薄肉ダイカスト鋳物
の場合には高い金型充填速度で射出を実施する一方、厚
肉ダイカスト鋳物の場合には低い金型充填速度で射出を
実施する。
【００２１】射出の終りにおいて、ピストン１９が後退
しスクレーパリング２２が外面２５を清掃して、鋳物を
汚染することのある材料の残留物を除去する。ピストン
１９の運動方向にみてスクレーパリング２２の後にはノ
ズル２３が配され、このノズルは清掃面２５を潤滑して
ピストン１９の新たな射出工程に備える。
【００２２】最後に、注目すべきは、スクレーパリング
２２の環状リップ２７は特定の形状たとえば鋸歯の平面
形状を有するもので良いが、この特定形状により、ピス
トン後退時にピストンを有効に清掃可能とすると共にピ
ストン前進時に潤滑膜を残し得るようにしている。実用
上、本発明により、企図する目的が達成されることが確
認された。
【００２３】インジェクタ１０は、実際、剥離剤および
または潤滑材をインジェクタ本体に導入することなしに
ピストンを潤滑可能とする。残留した潤滑材は鋳物の品
質を補償不能とするような空隙およびまたは酸化物の形
成の要因となるが、上記構成により、ガス含有物のない
ダイカスト鋳物を得ることが可能となり、およびまたは
伸びに関して最適化が可能となる。
【００２４】また、ピストン速度の有効的な制御によ
り、薄肉ダイカスト鋳物および厚肉ダイカスト鋳物の双
方を得ることができる。重要事項として着目すべきは、
溶融材料が保護ガス好ましくは窒素の雰囲気内に常にあ
ることで、この保護ガスの雰囲気により溶融材料を酸化
物および含有物の生成から保護する。
【００２５】最後に、重要な帰結として、Ａｌ−Ｍｇ合
金などの革新的な合金の使用の可能性が生じる。本発明
は種々の変形が可能であり、その様な変形は全て発明概
念の範囲に入る。技術的な細部は、その他の技術的に等
価な要素で置換可能である。使用に適したものであれ
ば、材料および寸法は要件に応じたもので良い。
【００２６】
【発明の効果】本発明の、特に真空ダイカスト装置用の
インジェクタは、保護ガスを注入およびまたは吸引する
ための少なくとも一つの第１開口と溶融材料を充填する
ための第２開口とが設けられたインジェクタ本体を備
え、第１および第２開口は動作順に配され、前記インジ
ェクタ本体には、材料を収容すると共に前記材料を金型
内へ押圧するピストンの滑動のためのチャンバが設けら
れ、また、前記インジェクタは、前記インジェクタ本体
と別個の支持要素の対応するものに動作順に配され且つ
ピストンの外面を清掃および潤滑するための手段を備え
るので、従来のインジェクタの問題点を解消または低減
することができる。すなわち、本発明によれば、ダイカ
スト鋳物における酸化物やガス含有物の形成を解消また
は低減できる。また、本発明のインジェクタによれば、
収容チャンバにおいてインジェクタ本体内に潤滑材を導
入することが不要になり、保護ガス雰囲気中での作業が
可能であり、薄肉または厚肉のダイカスト鋳物を等しく
製造でき、更には、従来の装置では使用不能であった革
新的な合金の使用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインジェクタを用いた圧力ダイカスト
プラントの側面図である。
【図２】本発明に係るインジェクタの動作シーケンスに
おいてピストンが完全に後退した状態を示す図である。
【図３】インジェクタが充填用の開口の基部で停止した
状態を示す図である。
【図４】チャンバ内に溶融材料および保護ガスが注入さ
れた状態を示す図である。
【図５】ピストンが充填用の開口を完全に閉じた状態を
示す図である。
【図６】ピストンがガス注入用の開口を閉じた状態を示
す図である。
【図７】図１ないし図６に示したインジェクタの細部を
示す図である。
【符号の説明】
１０ インジェクタ １１ 真空ダイカスト装置 １２ インジェクタ本体 １３ 第１開口 １４ ラドル １５ 第２開口 １６ ダクト １７ チャンバ １８ 溶融材料 １９ ピストン ２０ 金型 ２１ 支持要素 ２２ スクレーパリング ２３ ノズル ２４ 周溝 ２５ ノズル外面 ２６ ヘッド端 ２７ 環状リップ ２８ 保護ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501220592 Ｖｉａ Ｔｒｉｕｍｐｌｉｎａ， 41−43 25123 ＢＲＥＳＣＩＡ ＩＴＡＬＹ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に真空ダイカスト装置用のインジェク
    タにおいて、 保護ガスを注入およびまたは吸引するための少なくとも
    一つの第１開口と溶融材料を充填するための第２開口と
    が設けられたインジェクタ本体を備え、 前記第１および第２開口は動作順に配され、 前記インジェクタ本体には、前記溶融材料を収容し、ま
    た前記溶融材料を金型内へ押圧するピストンの滑動のた
    めのチャンバが設けられ、 前記インジェクタ本体と別個の支持要素の対応するもの
    に動作順に配され且つ前記ピストンの外面を清掃および
    潤滑するための手段を備えることを特徴とするインジェ
    クタ。
  2. 【請求項２】 前記清掃するための手段をスクレーパリ
    ングにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の
    インジェクタ。
  3. 【請求項３】 前記潤滑のための手段を少なくとも一つ
    の潤滑材噴射ノズルにより構成し、前記潤滑材噴射ノズ
    ルは、前記ピストンに関して半径方向に且つ少なくとも
    一つの周溝に配されることを特徴とする請求項２に記載
    のインジェクタ。
  4. 【請求項４】 前記スクレーパリングを、前記ピストン
    の前進方向にみて前記周溝の後に配置したことを特徴と
    する請求項３に記載のインジェクタ。
  5. 【請求項５】 前記第１開口を、前記ピストンの前進方
    向にみて前記第２開口の後に配置したことを特徴とする
    請求項１に記載のインジェクタ。
  6. 【請求項６】 前記支持要素を、前記ピストンをガイド
    しかつ支持する板状要素により構成したことを特徴とす
    る請求項１に記載のインジェクタ。
  7. 【請求項７】 前記第１開口が保護ガス加圧回路に接続
    されていることを特徴とする請求項１に記載のインジェ
    クタ。
  8. 【請求項８】 特に真空ダイカスト装置用の金型での射
    出方法において、 インジェクタ本体のピストンの外面を清掃および潤滑す
    る工程と、 制御された時間にわたって前記ピストンを静止させつ
    つ、前記インジェクタ本体の収容チャンバに溶融状態の
    材料を保護ガス雰囲気中で導入する工程と、 前記金型内および前記インジェクタ本体内に真空が発生
    するまで前記保護ガスを吸引する工程と、 前記溶融状態の材料を前記金型内へ射出する工程と、 ダイカスト鋳物を冷却可能とする工程とを備えることを
    特徴とする射出方法。
  9. 【請求項９】 前記時間を時間指示器により制御するこ
    とを特徴とする請求項８に記載の射出方法。
  10. 【請求項１０】 前記時間を、前記インジェクタ本体に
    導入された材料の量を計測する信号により制御すること
    を特徴とする請求項８に記載の射出方法。
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