JP2003001397A - 溶解金属供給装置、溶解金属供給方法およびダイカストマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続的に鋳造を行う鋳造装置において、鋳造毎
に必要量の金属材料を溶解して供給できる溶解金属供給
装置を備えたダイカストマシンを提供する。 【解決手段】一対の金型１０１，１０２を保持し、金型
１０１，１０２の開閉および型締を行う型締装置１００
と、型締された金型１０１，１０２に形成されたキャビ
ティＣに溶解した金属材料を射出、充填する射出装置２
００と、射出装置２００のスリーブ２０６の給湯口に溶
解した金属を注入する溶解金属供給装置２とを有するダ
イカストマシンであって、溶解金属供給装置２は、鋳造
毎に必要量の金属材料を供給する材料供給機構部５１
と、スリーブ２０６の直上に配置され、材料供給機構部
５１から鋳造毎に供給される金属材料を高温雰囲気下お
よび不活性ガス雰囲気下において誘導加熱により溶解
し、溶解された金属材料を射出装置のスリーブの給湯口
に注入する溶解機構部１１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、ダイカ
ストマシン等の鋳造装置に適用される溶解金属供給装置
およびその方法、ならびに、この溶解金属供給装置を備
えるダイカストマシンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストマシンは、たとえば、一対の
固定金型と移動金型、これら固定金型および移動金型を
それぞれ保持する固定ダイプレートおよび移動ダイプレ
ート、タイバーを伸長させて固定金型と移動金型とを型
締する型締装置、固定金型と移動金型との間に形成され
るキャビティに金属溶湯を射出する射出装置、溶解金属
を射出装置に供給する給湯装置等を備えている。このよ
うなダイカストマシンでは、固定金型と移動金型とを型
締装置によって型締した状態で、給湯装置によって溶解
金属を射出装置のスリーブに供給し、スリーブに嵌合す
るプランジャを駆動することにより、金型キャビティ内
に溶解金属を射出、充填することによってダイカスト製
品を鋳造する。射出装置のスリーブへの溶解金属の供給
は、たとえば、溶解炉において予め溶解された十分量の
金属材料をラドルを用いて鋳造に必要な量を汲み上げ、
これを上記のスリーブの給湯口まで搬送することにより
行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な方法で溶解金属の供給を行うと、溶解炉は大量の金属
を溶解するため表面積が広いため、大気への熱の放出に
よる熱効率の低下等の理由により、金属材料を溶解する
のに必要なコストが嵩むという不利益が存在した。ま
た、ラドルによる溶解金属の搬送中に溶解金属が飛散す
る可能性があり、ダイカスト製品を製造する現場の環境
が低下しやすいという不利益も存在する。さらに、溶解
炉で溶解した金属を鋳造にすべて使用しない場合には、
溶解に要する電力コスト等が無駄になるという不利益も
存在する。さらに、大気中において金属材料を溶解し、
搬送すると、熱の放散により凝固しやすく、また、酸化
しやすいため、ダイカスト製品に品質が低下しやすいと
いう不利益も存在する。

【０００４】一方、上記のような溶解炉において十分量
の金属材料を溶解するのではなく、一回の鋳造に必要な
量の金属材料を溶解してスリーブに供給する技術が特公
昭５９−３８８６７号公報に開示されている。この特公
昭５９−３８８６７号公報に開示された技術は、複数の
るつぼ内に粉末あるい粒状の金属材料を供給し、これを
誘導加熱により溶解し、ダイカストマシンの給湯口まで
搬送して注入するものである。しかしながら、上記の技
術では、金属材料の溶解および搬送を大気中で行うた
め、大気に触れる時間が長く、溶解金属が凝固しやす
く、酸化しやすい。このため、溶解金属の表面に膜が形
成され、この膜がるつぼに残留し、ダイカストマシンへ
の溶解金属の供給量にばらつきが発生しやすい。

【０００５】本発明は、上述の問題に鑑みて成されたも
のであって、その目的は、連続的に鋳造を行う鋳造装置
において、鋳造毎に必要量の金属材料を溶解して供給で
きる溶解金属供給装置およびその方法を提供することに
ある。本発明の他の目的は、金属材料の溶解時間を短縮
でき、一定サイクルの連続的な鋳造に対応することが可
能な溶解金属供給装置およびその方法を提供することに
ある。本発明のさらに他の目的は、溶解された金属材料
の鋳造装置への供給前の凝固、酸化に起因した鋳造品の
品質低下を抑制可能な溶解金属供給装置およびその方法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、上
記の溶解金属供給装置が適用されたダイカストマシンを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る溶解金属供給装置は、鋳造装置に金属材料を鋳造毎に
溶解して供給する溶解金属供給装置であって、前記鋳造
装置に対して所定の位置に配置された容器と、前記容器
に鋳造毎に金属材料を供給する材料供給手段と、前記容
器内に収容された金属材料を誘導加熱により溶解する誘
導加熱手段と、前記容器の姿勢を傾斜させて当該容器の
開口から溶解された金属材料を前記鋳造装置に注入する
注入手段とを有する。

【０００７】本発明の第２の観点に係る溶解金属供給装
置は、鋳造装置に鋳造毎に金属材料を溶解して供給する
溶解金属供給装置であって、前記鋳造装置に対して所定
の位置に配置され、金属材料を収容可能な容器と、前記
容器に鋳造毎に必要量の金属材料を計量して供給する計
量供給手段と、前記容器内に収容された金属材料を誘導
加熱により溶解する誘導加熱手段と、前記容器の姿勢を
傾斜させて当該容器の開口から溶解された金属材料を前
記鋳造装置に注入する注入手段とを有する。

【０００８】本発明の第３の観点に係る溶解金属供給方
法は、鋳造装置に金属材料を鋳造毎に溶解して供給する
溶解金属供給方法であって、不活性ガス雰囲気下におい
て、鋳造毎に必要量の金属材料を計量し、前記鋳造装置
に対して所定の位置に配置された容器を高温雰囲気下お
よび不活性ガス雰囲気下におき、計量した前記金属材料
を前記容器に供給し、前記容器内の金属材料を誘導加熱
により溶解し、前記容器を傾斜させて溶解された金属材
料を前記鋳造装置に注入する。

【０００９】本発明の第４の観点に係る溶解金属供給方
法は、鋳造装置に金属材料を鋳造毎に溶解して供給する
溶解金属供給方法であって、不活性ガス雰囲気下におい
て、鋳造毎に必要量の金属材料を計量し、前記鋳造装置
に対して所定の位置に配置された容器を高温雰囲気下お
よび不活性ガス雰囲気下におき、計量した前記金属材料
を前記容器に供給し、前記容器内の金属材料を誘導加熱
により溶解し、前記容器を傾斜させて溶解された金属材
料を前記鋳造装置に注入する。

【００１０】本発明の第５の観点に係る溶解金属供給装
置は、ダイカストマシンのスリーブ内に溶解した金属材
料を供給する溶解金属供給装置であって、鋳造毎に必要
量の金属材料を供給する材料供給機構部と、前記材料供
給機構部から鋳造毎に供給される金属材料を高温雰囲気
下および不活性ガス雰囲気下において誘導加熱により溶
解し、溶解された金属材料を前記スリーブの給湯口に注
入する溶解機構部と、を有し、前記溶解機構部は、前記
のスリーブ給湯口の直上に配置されている。

【００１１】本発明の第６の観点に係るダイカストマシ
ンは、一対の金型を保持し、当該金型の開閉および型締
を行う型締装置と、型締された前記金型に形成されたキ
ャビティに溶解した金属材料を射出、充填する射出装置
と、前記射出装置のスリーブの給湯口に溶解した金属を
注入する溶解金属供給装置とを有するダイカストマシン
であって、前記溶解金属供給装置は、鋳造毎に必要量の
金属材料を供給する材料供給機構部と、前記スリーブの
給湯口の直上に配置され、前記材料供給機構部から鋳造
毎に供給される金属材料を高温雰囲気下および不活性ガ
ス雰囲気下において誘導加熱により溶解し、溶解された
金属材料を射出装置のスリーブの給湯口に注入する溶解
機構部とを有する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第１実施形態 図１は、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの
構成を示す上面図である。図１において、ダイカストマ
シン１は、型締装置１００と、射出装置２００と、溶解
金属供給装置２とを備えている。型締装置１００は、ベ
ースフレームＢＦ上にそれぞれ設置された、固定ダイプ
レート１１０、移動ダイプレート１２０およびリンクハ
ウジング１３０を備えている。固定ダイプレート１１０
は、ベースフレームＢＦ上に固定されており、この固定
ダイプレート１１０には固定金型１０１が取り付けられ
ている。この固定ダイプレート１１０の背面側には、後
述する当接プレート１１１，１１２および１１３が設け
られている。

【００１３】移動ダイプレート１２０は、ベースフレー
ムＢＦ上に固定ダイプレート１１０に対向して設けられ
ており、矢印Ａ１およびＡ２で示す型開閉方向に移動可
能となっている。この移動ダイプレート１２０には、固
定金型１０１との間でキャビティＣを形成する移動金型
１０２が取り付けられている。

【００１４】リンクハウジング１３０は、ベースフレー
ムＢＦ上に設置されており、このリンクハウジング１３
０は４本のタイバー１５０によって固定ダイプレート１
１０と連結されている。タイバー１５０は、固定ダイプ
レート１１０側の端部が固定ダイプレート１１０に固定
され、移動ダイプレート１２０を貫通している。また、
タイバー１５０のリンクハウジング１３０側の端部に
は、図示しないネジ部が形成され、このネジ部にリンク
ハウジング１３０に回転自在に保持された図示しないナ
ット部材が螺合している。４つのナット部材を同期して
回転させることにより、リンクハウジング１３０はタイ
バー１５０に沿って移動可能となっている。リンクハウ
ジング１３０の背面側には、上記の４つのナット部材を
同期して回転させることにより、リンクハウジング１３
０の位置調整を行う駆動機構１３１が設けられている。
この駆動機構１３１は、リンクハウジング１３０の位置
調整の他に、後述するトグル機構１４０を駆動する。

【００１５】リンクハウジング１３０には、第１リンク
１４１および第２リンク１４２を備えたトグル機構１４
０が設けられている。第１リンク１４１および第２リン
ク１４２は、図示しないが、上下に２組設けられている
とともに、第１リンク１４１は直線状のリンクからな
り、第２リンク１４２はアングル状のリンクからなる。
第１リンク１４１は、一端部が移動ダイプレート１２０
に回転可能に連結され、他端部が第２リンク１４２に回
転可能に連結されている。第２リンク１４２は、第１リ
ンク１４１に回転可能に連結されているとともに、リン
クハウジング１３０および型開閉方向Ａ１およびＡ２に
移動可能に設けられた図示しない移動部材に回転可能に
連結されている。この図示しない移動部材には、上記し
た駆動機構１３１の具備するサーボモータによって回転
される図示しないネジ軸がねじ込まれている。このトグ
ル機構１４０は、駆動機構１３１によって図示しない移
動部材を直動させることにより作動し、移動ダイプレー
ト１２０を型開閉方向Ａ１またはＡ２に移動させる。ま
た、第１リンク１４１と第２リンク１４２とが直線状に
伸びきって自己ロックされた状態で、固定金型１０１と
移動金型１０２との型締を行う。

【００１６】射出装置２００は、型締された固定金型１
０１および移動金型１０２の間に形成されるキャビティ
Ｃに溶融金属を射出、充填する。キャビティＣに射出、
充填された溶解金属が凝固することにより、ダイカスト
製品が得られる。この射出装置２００は、固定ダイプレ
ート１１０の背面側に設けられた円筒状のスリーブ２０
６と、このスリーブ２０６の内周に嵌合するプランジャ
チップ２０５と、プランジャチップ２０５と一端が連結
されたプランジャロッド２０４と、プランジャロッド２
０４の他端部と連結されたピストンロッド２０２を伸縮
させるシリンダ装置２０１とを備えている。

【００１７】スリーブ２０６は、上記のキャビティＣに
連通している。このスリーブ２０６は給湯口２０６ａを
備えており、この給湯口２０６ａを通じて後述する溶解
金属供給装置２から溶解金属が供給される。シリンダ装
置２０１は、ピストンを内蔵しており、このピストンに
連結されたピストンロッド２０２とプランジャロッド２
０４とがカップリング２０３によって連結されている。
このシリンダ装置２０１は、油圧によって駆動される。

【００１８】プランジャチップ２０５は、プランジャロ
ッド２０４に連結されており、シリンダ装置２０１の駆
動により、スリーブ２０６内を移動する。溶解金属が供
給されたスリーブ２０６内をプランジャチップ２０５が
固定金型１０１側に向けて移動することによりキャビテ
ィＣに溶解金属が射出、充填される。

【００１９】溶解金属供給装置２は、鋳造毎に必要量の
金属材料を供給する材料供給機構部５１と、材料供給機
構部５１から鋳造毎に供給される金属材料を溶解し、溶
解された金属材料をスリーブ２０６の給湯口２０６ａに
注入する溶解機構部１１とを備えている。溶解機構部１
１と材料供給機構部５１とは連結されており、これらは
可動プレート５上に設けられている。この可動プレート
５の上面には、２条の案内レール６が設置されている。
案内レール６は、上記したスリーブ２０６の管軸に沿っ
た向きに配置されている。溶解金属供給装置２は、この
案内レール６に沿って矢印Ｃ１およびＣ２の向きに移動
可能となっている。

【００２０】可動プレート５は、支持台３上に設置され
ている。支持台３のフレーム上には、上記したスリーブ
２０６の管軸に直交する向きに沿って２条の案内レール
４が設置されている。可動プレート５は、この案内レー
ル４に沿って支持台３上を矢印Ｂ１およびＢ２に向きに
移動可能となっている。したがって、溶解金属供給装置
２は、矢印Ｃ１およびＣ２の向きおよび矢印Ｂ１および
Ｂ２の向きに移動可能となっている。

【００２１】図２は、図１に示した溶解金属供給装置２
を固定ダイプレート１００の背面側に移動させた状態を
示す図である。ダイカストマシン１において鋳造を行う
場合には、図１に示した溶解金属供給装置２の溶解機構
部１１が固定ダイプレート１００から離隔した状態か
ら、溶解金属供給装置２を固定ダイプレート１００に対
して所定の位置に固定する。具体的には、溶解金属供給
装置２を矢印Ｂ１の向きに移動させ、溶解機構部１１が
固定ダイプレート１００の背面に設けられた当接プレー
ト１１１，１１２、１１３に対向する位置に達したの
ち、溶解金属供給装置２を矢印Ｃ２の向きに移動させて
当接プレート１１１，１１２、１１３に溶解機構部１１
の各側面を押し当てる。当接プレート１１２は、スリー
ブ２０６の管軸に対して直交する向きに配置されてお
り、この当接プレート１１２に隣接する当接プレート１
１１および１１３は、それぞれ当接プレート１１２に対
して所定の角度で傾斜している。当接プレート１１１，
１１２、１１３に溶解機構部１１が押し付けされること
により、溶解金属供給装置２の固定ダイプレート１１０
に対する位置決めが行われる。

【００２２】溶解金属供給装置２の固定ダイプレート１
１０への固定は、図２に示す押当棒３０によって行われ
る。押当棒３０は、長さの調整が可能となっており、一
端が溶解金属供給装置２のフレームに旋回可能に連結さ
れている。この押当棒３０をスリーブ２０６の管軸方向
に沿った向きにし、押当棒３０の他端を射出装置２００
側のフレームＦＬに対向させ、長さの調整を行って押当
棒３０の他端部をフレームＦＬに押し当てる。これによ
り、溶解金属供給装置２の移動が規制され、溶解金属供
給装置２は固定ダイプレート１１０の背面に固定され
る。

【００２３】図３は、上記の溶解金属供給装置２の具体
的な構成を示す図であって、固定ダイプレート１１０の
背面側から溶解金属供給装置２を見た一部に断面図を含
む図である。図３に示すように、型締装置１００のベー
スフレームＢＦは、ベースＢＳに設置された支持台５０
０上に設置されており、固定台プレート１１０はベース
ＢＳから所定の高さに配置されている。一方、溶解金属
供給装置２が設置された支持台３の上面は、支持台５０
０の上面よりも高い位置にあり、上記したように、この
支持台３に案内レール４が設置されている。支持台３に
は、支持台３の上で溶解金属供給装置２に関する各種の
作業を行うために、支持台３を昇り降りするための階段
６００が設置されている。この階段６００には手摺り６
０１が設けられている。

【００２４】図３において、溶解金属供給装置２は、固
定ダイプレート１１０の背面側であってスリーブ２０６
の直上に配置された上記の溶解機構部１１と、この溶解
機構部１１と連結された材料供給機構部５１に加えて、
材料供給機構部５１の下方に設置されたコンデンサ収容
部３００と、支持台３の下方に設置され溶解金属供給装
置２の各種制御を行う制御装置４００とを有している。

【００２５】材料供給機構部 図４は、材料供給機構部５１の具体的構成を示す断面図
である。材料供給機構部５１は、蓄積部６０と、計量部
７０と、バッファ部８０と、導入部９０とを有する。な
お、材料供給機構部５１は本発明の計量供給手段および
材料供給手段の一実施態様である。

【００２６】蓄積部６０は、スリーブ２０６に溶解して
供給する前の金属材料を蓄積する。この蓄積部６０は、
ホッパ６１と、蓋６２とを備えている。ホッパ６１は、
円錐状の外形を有し、内部に金属材料Ｍを収容する空間
を有している。このホッパ６１の上端側は円形の開口を
もち、下端部に金属材料Ｍを送り出す供給口６１ａを有
する。また、ホッパ６１は、コンデンサ収容部３０のケ
ース３０ｃの上面に固定された支持部材６９ｃに、ホッ
パ６１の下端部外周を固定する固定部材６９ａ，６９ｃ
によって固定されている。

【００２７】ホッパ６１に蓄積される金属材料Ｍは、例
えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の鋳造に
用いる金属を粒状としたものである。粒径は、たとえ
ば、１〜１０ｍｍ程度とするのが好ましい。粒状の金属
材料Ｍを用いることにより、たとえば、インゴット状の
金属材料を切断する場合等と比べて、比較的少量の金属
材料を正確に計量することが容易となる。また、鋳造に
用いる金属材料が粒状である場合には、材料の表面は必
ず酸化しており、たとえば、インゴットを用いる場合に
比べて溶解したときの品質が劣る。このため、粒状の金
属材料を用いる場合であっても、粒径を小さくしすぎる
と溶解時の品質が低下し、粒径を大きくしすぎると正確
な計量が難しくなる。このため、上記のような範囲の粒
径とすることが好ましい。

【００２８】蓋６２は、円形状の金属板の外周縁に周壁
部６２ａを有し、この周壁部６２ａがホッパ６１の上端
の外周に嵌合することによりホッパ６１の上端の開口を
覆う。この蓋６２の周壁部６２ａの内周には、ホッパ６
１の上端の外周面と周壁部６２ａの内周面との間をシー
ルするリング状のシール部材６２ａが設けられている。
このシール部材６２ａにより、ホッパ６１の上端の開口
は密封される。

【００２９】蓋６２の略中心部には、残量検出器６４
と、ガス導入管６５とが設けられている。残量検出器６
４は、センサアンプ６７に接続されており、たとえば、
ホッパ６１内に収容された金属材料Ｍの上面と残量検出
器６４との距離Ｌを非接触で検出し、検出信号をセンサ
アンプ６７に出力する。残量検出器６４として、たとえ
ば、光、超音波等を用いた測長センサを用いることがで
きる。センサアンプ６７は、上記した制御装置４００に
接続されており、残量検出器６４の検出信号を増幅し、
増幅された信号に基づいて距離Ｌを算出し、これを制御
装置４００に出力する。制御装置４００では、距離Ｌに
基づいて、ホッパ６１内に収容された金属材料Ｍの残量
を判断する。制御装置４００は、ホッパ６１内が空と判
断した場合には、たとえば、アラームを出力する。

【００３０】ガス導入管６５は、ホッパ６１の外部に設
けられたガス供給源６６から供給される窒素ガスやアル
ゴンガス等の不活性ガスＧをホッパ６１内に導く。不活
性ガスＧは、ホッパ６１内に収容された金属材料Ｍの酸
化を防止するためにホッパ６１内に供給される。ホッパ
６１内に供給された不活性ガスＧは、ホッパ６１の下部
の供給口６１ａを通じて、計量部７０、バッファ部８０
および導入部９０に導入される。

【００３１】計量部７０は、ホッパ６１の供給口６１ａ
から自重により送り出される金属材料ＭＬのうち必要量
を計量してバッファ部８０へ送り出す。この計量部７０
は、支持部材６９ｃによって略水平に支持されたシリン
ダ７１と、このシリンダ７１に挿入されたスクリュー７
２とを有する。

【００３２】シリンダ７１は、ホッパ６１の供給口６１
ａとシリンダ７１の内部とを連通させる開口部７１ａを
有している。この開口部７１ａを通じてホッパ６１から
金属材料Ｍがシリンダ７１内に供給される。

【００３３】スクリュー７２は、断面が円形の回転軸７
３と、この回転軸７３の外周に嵌合し固定されたコイル
スプリング７４とから構成されている。回転軸７３は、
先端部がシリンダ７１から突き出しており、この先端部
がバッファ部８０に設けられた軸受ＢＲによって回転自
在に支持されている。また、回転軸７３の後端部は、支
持部材６９ｃにフランジ部材７７を介して保持された軸
受ＢＲによって回転自在に保持されているとともに、カ
ップリングを介してサーボモータ７６の回転軸７６ａに
連結されている。なお、フランジ部材７７およびこれに
保持された軸受ＢＲによってシリンダ７１の端部は密閉
されている。

【００３４】コイルスプリング７４は、たとえば、鉄等
の金属で形成された線材が略一定ピッチで螺旋状に成形
されたものであり、回転軸７３の外径に嵌合する内径を
有している。このコイルスプリング７４は、両端部が、
たとえば、溶接によって回転軸７３に接続されている。

【００３５】スクリュー７２を上記のような構成とした
理由は、棒材を切削加工してらせん溝を形成してスクリ
ューを製造する場合と比較して、製造コストを大幅に削
減することができるからである。

【００３６】サーボモータ７６は、支持部材６９ｃに固
定されており、サーボドライバ７９に接続されている。
サーボドライバ７９は、上記の制御装置４００から制御
指令７９ｓを受けて、サーボモータ７６の回転制御を行
う。

【００３７】スクリュー７２を所定方向に回転させる
と、シリンダ７１内に供給された金属材料Ｍは図４に矢
印Ｊで示す向きに搬送され、シリンダ７１の先端開口を
通じてバッファ部８０に送出される。このスクリュー７
２の搬送量は、スクリュー７２の回転量に応じて決定さ
れる。

【００３８】したがって、計量部７０では、制御装置４
００が鋳造に必要な量の金属材料Ｍを搬送するスクリュ
ー７２の回転を指令する制御指令をサーボドライバ７９
に対して出力することにより計量が行われる。

【００３９】バッファ部８０は、計量部７０から送り出
された金属材料を一時的に保持する。このバッファ部８
０は、連結部材７８によって支持部材６９ｃと連結され
た円筒部材８１と、円筒部材８１内に挿入されたピスト
ンロッド８３を伸縮させるエアシリンダ８２と、ピスト
ンロッド８３の先端部８３に連結された弁体８４とを有
する。

【００４０】円筒部材８１は、内部に計量部７０から送
り出された金属材料Ｍを収容する収容空間８１ｓを備え
ており、上端側の開口は閉塞部材８５によって閉塞さ
れ、下端側の開口８１ａの内周に弁体８４の弁座面８１
ｂを備えている。

【００４１】エアシリンダ８２は閉塞部材８５に固定さ
れており、エアシリンダ８２のピストンロッド８３が閉
塞部材８５に形成された貫通孔８５ａを通じて、円筒部
材８１内に挿入されている。エアシリンダ８２は、制御
バルブ８６を介してエア源８７に接続されている。

【００４２】制御バルブ８６は、上記の制御装置４００
からの制御指令を受けて、エア源８７から供給される圧
縮空気のエアシリンダ８２への供給を制御し、ピストン
ロッド８３を矢印Ｋ１およびＫ２の向きに駆動させる。

【００４３】弁体８４は、円錐状の部材からなり、弁座
面８１ｂに合致するテーパ面８４ａを備えている。弁体
８４のテーパ面８４ａは、エアシリンダ８２の駆動によ
って、ピストンロッド８３が矢印Ｋ１の向きに上昇する
と、弁座面８１ｂに着座する。これにより、円筒部材８
１の下端側の開口８１ａが閉鎖される。円筒部材８１の
下端側の開口８１ａが閉鎖された状態で、計量部７０か
ら金属材料Ｍが供給されると、シリンダ７１の先端から
金属材料Ｍが収容空間８１ｓ内に落下し、金属材料Ｍが
収容空間８１ｓに保持される。弁体８４のテーパ面８４
ａは、ピストンロッド８３が矢印Ｋ２の向きに下降する
と、弁座面８１ｂから離隔し、テーパ面８４ａと弁座面
８１ｂとの間に隙間が形成される。金属材料Ｍが収容空
間８１ｓに保持された状態では、この隙間を通じて金属
材料Ｍは、円筒部材８１の下方に向けて自重により落下
する。

【００４４】導入部９０は、バッファ部８０から解放さ
れて自重により落下する金属材料を溶解機構部１１内に
導く導入管９１を有する。この導入管９１は、円筒部材
８１の下端部に、たとえば、溶接によって接続されてお
り、円筒部材８１の下端部と導入管９１との接続部は密
閉されている。また、導入管９１は、鉛直斜め下方に向
かって配置されており、バッファ部８０から落下する金
属材料Ｍを後述する溶解機構部１１内の容器に直接導
く。

【００４５】なお、上記したように、材料供給機構部５
１の蓄積部６０、計量部７０、バッファ部８０および導
入管部９０の金属材料Ｍの搬送経路は密閉されていると
ともに、蓄積部６０から不活性ガスＧを供給することに
より、金属材料Ｍの計量および搬送は不活性ガス雰囲気
下で行われる。

【００４６】溶解機構部 図５は溶解機構部１１を上方から見た図であり、図６は
図５に示す溶解機構部１１のＥ−Ｅ線方向の断面図であ
り、図７は図５に示す溶解機構部１１の水平方向の断面
図である。図５に示すように、溶解機構部１１は、ベー
ス板３２５上に設けられた密閉室３２０を備えている。
ベース板３２５は、フランジ部３２５ａが上記したコン
デンサ収容部３００の所定の箇所にボルト等の締結手段
によって連結されている。

【００４７】密閉室３２０は、図６に示すように、ベー
ス板３２５と、このベース板３２５に溶接によって固定
された側板３２０ａと、この側板３２０ａの上端に溶接
によって固定された上部板３２０ｂとによって基本的に
構成され、ベース板３２５、側板３２０ａおよび上部板
３２０ｂによって囲まれた実質的に密閉された閉空間３
２２を有する。この密閉室３２０は、図６に示すよう
に、ダイカストマシン１の固定ダイプレート１１０の背
面の所定の位置に配置された状態において、スリーブ２
０６の給湯口２０６ａの直上に配置される。

【００４８】ベース板３２５、側板３２０ａおよび上部
板３２０ｂは、金属材料Ｍの融点よりも高い融点をも
つ、高耐熱性の材料から形成されている。これらの材料
として、たとえば、ステンレスが挙げられる。また、ベ
ース板３２５、側板３２０ａおよび上部板３２０ｂの表
面は、溶融アルミニウムメッキによる表面処理が施され
ている。

【００４９】側板３２０ａには、上記した導入管９１が
溶接によって接続されており、導入管９１の内部と密閉
室３２０の閉空間３２２とは連通している。導入管９１
と側板３２０ａとの接続部は、密閉されている。

【００５０】図６に示すように、密閉室３２０内には、
容器３３０と、遮蔽蓋３６０と、シャッタ部材３７０と
が設けられている。また、密閉室３２０の下部には溶解
用コイル３５０が設けられている。さらに、密閉室３２
０の上部板３２１上には、加熱装置３８０が設置されて
いる。

【００５１】容器３３０は、導入管９１に導かれて密閉
室３２０内に落下する金属材料Ｍを収容可能な位置に配
置されている。容器３３０は、上端側が開口しており、
金属材料Ｍを収容可能なカップ状の収容部３３０ａと、
この収容部３３０ａに連続して側方に伸びる注湯部３３
０ｂを有している。

【００５２】容器３３０は、絶縁性でかつ高耐熱性の材
料から形成されている。容器３３０の形成材料として
は、たとえば、セラミクスが挙げられる。容器３３０の
内周面には、溶解した金属の付着を防ぐための塗料が塗
布されている。付着防止剤は、たとえば、ボロンナイト
ライド、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の材料を含有す
る塗料が挙げられれる。この塗料は、容器３３０内での
金属の溶解を繰り返すに従って剥がれ落ちるため、塗料
の塗布は、定期的に行う必要がある。

【００５３】容器３３０の収容部３３０ａの下側部分
は、ベース板３２５に形成された開口３２４を通じて、
ベース板３２５の下方に突き出している。

【００５４】溶解用コイル３５０は、容器３３０のベー
ス板３２５の下方に突き出した部分を包囲するように、
ベース板３２５に取り付けられている。溶解用コイル３
５０は、銅合金製の管材３５１を螺旋状に成形したもの
である。管材３５１の内部には、冷却水ＣＷが供給され
る。この溶解用コイル３５０の周囲は、セラミクス等の
絶縁材料３５２で被覆されている。この絶縁材料３５２
の周囲を保持するカバー３５２がベース板３２５の下面
にボルトで固定されている。このカバー３５２により、
ベース板３２５の開口部３２４は密閉されている。溶解
用コイル３５０には、容器３３０に収容された金属材料
Ｍの溶解時に、たとえば、数十ｋＨｚ程度の高周波電流
が供給され、金属材料Ｍに誘導電流が誘起される。この
誘導電流のジュール熱により金属材料Ｍが加熱され溶解
する。なお、溶解用コイル３５０への高周波電流の供給
により、ベース板３２５の開口３２４の周囲に沿って誘
導電流が誘起される可能性がある。このため、ベース板
３２５の開口３２４の周囲の一部は、誘導電流を遮断す
るように、セラミクス等の絶縁材料で形成されている。

【００５５】容器３３０は、回転軸３９２によって支持
されており、図６に示す配置から回転軸３９２の回転に
より矢印Ｋ１の向きに傾斜可能となっている。この回転
軸３９２は、ステンレス等の高耐熱性の金属で形成され
ている。一方、ベース板３２５の容器３３０の注湯部３
３０ｂの先端部の下側には、スリーブ２０６の給湯口２
０６ａの直上に位置するよう開口部３２３が形成されて
いる。容器３３０内で溶解された金属材料Ｍは、回転軸
３９２の回転によって容器３３０が傾斜することによ
り、開口部３２３および給湯口２０６ａを通じてスリー
ブ２０６内に注がれる。

【００５６】容器３３０と回転軸３９２とは、図７に示
すように、支持具３９０を介して連結されている。支持
具３９０は、容器３３０の注湯部３３０ｂ側を保持して
おり、この支持具３９０の端部に嵌合部材３９１が連結
されている。嵌合部材３９１は、ステンレス等の高耐熱
性の金属で形成されている。嵌合部材３９１は、たとえ
ば、六角形等の多角形の嵌合孔を備えており、この嵌合
孔に回転軸３９２の先端部３９２ａが嵌合している。先
端部３９２ａの断面は、嵌合部材３９１の嵌合孔に合致
した多角形である。嵌合部材３９１は、回転軸３９２に
締結されておらず、回転軸３９２の先端から軸方向に移
動することにより抜ける。すなわち、容器３３０は回転
軸３９２の軸方向に移動させることにより、回転軸３９
２から取り外し可能となっている。このような構成とし
たのは、容器３３０に上記した塗料を塗布する際や容器
３３０の破損等による交換の際に、容器３３０の回転軸
３９２からの取り外しを容易にするためである。また、
容器３３０と回転軸３９２とをボルト等の締結部材を用
いて連結すると、熱の影響でボルトを解放できなくなる
おそれがある。

【００５７】容器３３０を回転軸３９２から取り外し、
密閉室３２０の外部に取り出すために、密閉室３２０の
側板３２０ａには、図７に示すように、開口部３２６が
形成されている。この開口部３２６の外側には、開口部
３２６を開閉するための蓋板３２０ｃが取付られてい
る。この蓋板３２０ｃは、側板３２０ａと同様の材料で
形成されている。この蓋板３２０ｃは、図８に示すよう
に、上端部に２つの長孔３２０ｄが形成されている。こ
れら長孔３２０ｄは密閉室３２０の側板３２０ａの表面
から突出して設けられたピン３２０ｐに係止する。すな
わち、蓋板３２０ｃは、側板３２０ａに締結されていな
い。このため、メインテナンス時に、密閉室３２０が高
温となっていても蓋板３２０ｃの取り外しを安全にかつ
容易に行うことができる。一方、蓋板３２０ｃは、密閉
室３２０が固定ダイプレート１１０の背面に設置された
状態で、外側面が固定ダイプレート１１０の当接プレー
ト１１３に押し付けられる。これにより、蓋板３２０ｃ
は開口部３２６に固定される。

【００５８】また、蓋板３２０ｃと開口部３２６との間
を密閉するために、蓋板３２０ｃの表面あるいは開口部
３２６の周囲にシール部材が設けられる。蓋板３２０ｃ
と開口部３２６の周囲との間にシール部材を設けること
により、蓋板３２０ｃが当接プレート１１３に押し付け
られると、蓋板３２０ｃと開口部３２６との間が密閉さ
れる。このシール部材としては、たとえば、ガラス繊維
布等の耐熱性を有する部材が使用される。

【００５９】容器３３０は、回転軸３９２の軸方向に固
定されていないので、容器３３０の回転軸３９２の軸方
向の移動を規制する必要がある。このため、図７に示す
ように、容器３３０の近傍の側板３２０ａには、当接ピ
ン３９９が回転軸３９２に平行な方向に設けられてい
る。当接ピン３９９は、側板３２０ａに形成された貫通
孔に挿抜可能に挿入されており、蓋板３２０ｃを開口部
３２６に取り付けることによって移動できない構造とな
っている。蓋板３２０ｃを開口部３２６に取り付けた状
態で当接ピン３９９の先端部が容器３３０に当接するこ
とにより、容器３３０の回転軸３９２の軸方向の移動が
規制される。蓋板３２０ｃを取り外すことにより、当接
ピン３９９を抜き取ることができる。当接ピン３９９を
抜き取った後、容器３３０を回転軸３９２の軸方向に引
き抜くと、開口部３２６を通じて容器３３０を密閉室３
２０外に取り出すことができる。

【００６０】回転軸３９２は、図７に示すように、後端
部側が密閉室３２０の外部に突出しており、側板３２０
ａの外側に固定された軸受３９３によって回転自在に支
持されている。軸受３９３は、たとえば、アルミナある
いはセラミクス製の滑り軸受である。回転軸３９２は、
歯車列を介して密閉室３２０の外部に固定されたサーボ
モータ３９５と接続されている。

【００６１】図９は、回転軸３９２とサーボモータ３９
５との接続関係を示す図である。図９に示すように、回
転軸３９２とサーボモータ３９５とは、回転軸３９２の
軸端に連結された歯車３９４ａとサーボモータ３９５の
出力軸３９５ａに連結された歯車３９４ｂからなる歯車
列３９４によって接続されている。歯車列３９４によっ
て、回転軸３９２とサーボモータ３９５の出力軸３９５
ａとを連結することにより、回転軸３９２からサーボモ
ータ３９５への熱伝導を抑制することができる。すなわ
ち、歯車３９４ａと歯車３９４ｂの歯面間の接触面積は
充分小さく、回転軸３９２と出力軸３９５ａとの接触面
積がカップリングで連結した場合よりも充分に小さい。
このため、回転軸３９２から出力軸３９５ａへの熱伝導
を抑制でき、サーボモータ３９５の熱による損傷を防ぐ
ことができる。また、チェーンおよびスプロケット等を
用いた伝達機構では、温度上昇により機械的な伝達誤差
が大きくなるが、歯車列３９４は温度が上昇しても伝達
誤差がほとんど発生しない。このため、容器３３０を正
確な位置に位置決めすることができる。なお、歯車３９
４ｂの歯数Ｚ２と歯車３９４ａの歯数Ｚ１との比Ｚ２／
Ｚ１は、１以下に設定される。

【００６２】サーボモータ３９５は、図５に示すよう
に、サーボドライバ３９６と接続されている。サーボド
ライバ３９６は、上記の制御装置４００と接続されてお
り、制御装置４００から制御指令を受けてサーボモータ
３９５の回転速度および回転位置を制御する。すなわ
ち、制御装置４００は、容器３３０の傾斜速度および傾
斜姿勢を制御する。

【００６３】加熱装置３８０は、密閉室３２０内の雰囲
気および密閉室３２０自体を加熱し、容器３３０内での
金属材料Ｍの誘導加熱による溶解を促進させ、容器３３
０内で溶解した金属材料Ｍからの熱放出を抑制し、凝固
することを防ぐために設けられている。加熱装置３８０
による加熱温度は、成形材料Ｍの融点程度あるいはそれ
以上である。加熱装置３８０は、図６に示すように、密
閉室３２０の上部板３２１に形成された開口部３２１を
覆うように上部板３２１に固定されている。この加熱装
置３８０は、ケース３８１に保持された平板状の抵抗加
熱体３８２と、この抵抗加熱体３８２の内部に埋設され
た電熱線３８３とを有する。

【００６４】電熱線３８３は、接続端子３８５を介し
て、図５に示すように、直流電源３８６と接続されてい
る。この直流電源３８６は、制御装置４００と接続され
ており、制御装置からの指令に応じて直流電流を電熱線
３８３に供給する。

【００６５】抵抗加熱体３８２は、容器３３０の上方に
配置され、抵抗加熱体３８２の下面は容器３３０の開口
に略平行となっている。この抵抗加熱体３８２は、電熱
線３８３に電流が供給されることにより、発熱する。抵
抗加熱体３８２が発熱すると、密閉室３２０内の雰囲気
および密閉室３２０自体が加熱される。

【００６６】図５および図６に示すように、加熱装置３
８０には、温度計３７５およびガス供給管３７６が設け
られている。温度計３７５は、容器３３０の収容部３３
０ａの上方に配置され、抵抗加熱体３８２を貫通する貫
通孔３８２ｈを通じて、容器３３０の収容部３３０ａで
溶解した金属材料Ｍの温度を非接触で検出する。この温
度計３７５には、放射温度計が用いられる。放射温度計
は、溶解した金属材料Ｍから放射される赤外線を貫通孔
３８２ｈを通じて受け、この赤外線の量を検出する。な
お、本実施形態では、温度計３７５に放射温度計を用い
る場合について説明するが、他にも熱電対等の温度計を
用いることができる。温度計３７５は、図５に示すよう
に、センサアンプ３９１と接続されており、センサアン
プ３９１は温度計３７５の検出信号を増幅し、この信号
に基づいて金属材料Ｍの温度を検出する。さらに、セン
サアンプ３９１は制御装置４００と接続されており、検
出した温度を制御装置４００に出力する。制御装置４０
０は、入力された温度に基づいて、たとえば、溶解用コ
イル３５０への電流供給を制御する。たとえば、入力温
度が設定温度に達した場合には、溶解用コイル３５０へ
の電流を遮断し、入力温度が設定温度に達していない場
合には溶解用コイル３５０への電流供給量を増加させる
等の制御を行う。

【００６７】ガス供給管３７６は、図６に示すように、
抵抗加熱体３８２の内部を通じて、上記の温度計３７５
のための貫通孔３８２ｈに連通している。このガス供給
管３７６は、図５に示すように、ガス供給源３７７が接
続されている。ガス供給源３７７は、たとえば、アルゴ
ンガスや窒素ガス等の不活性ガスＧを供給する。ガス供
給源３７７から供給される不活性ガスＧは、ガス供給管
３７６を通じて、密閉室３２０内に導入される。この不
活性ガスＧは、容器３３０で溶解された金属材料Ｍの酸
化を防ぐ。また、不活性ガスＧは、密閉室３２０内に大
気が流入するのを防ぐために、大気圧よりも高い圧力で
供給される。

【００６８】不活性ガスＧを温度計３７５のための貫通
孔３８２ｈを通じて密閉室３２０内に供給する構成とし
たのは、容器３２０で溶解された金属が蒸発して温度計
３７５の検出面に付着するのを防ぐためである。すなわ
ち、貫通孔３８２ｈから不活性ガスＧが容器３３０側に
向けて吹き出されているため、蒸発した金属は貫通孔３
８２ｈ内に侵入できない。

【００６９】遮蔽蓋３６０は、図７に示すように、容器
３３０の近傍に配置され、回転軸３６１に固定されてお
り、回転軸３６１の回転によって、容器３３０の開口を
開閉する。容器３３０に粒状の金属材料Ｍを供給した状
態で、溶解用コイル３５０に高周波電流を流すと、金属
材料Ｍには誘導電流が流れる。一方、溶解用コイル３５
０によって発生する磁界と金属材料Ｍに流れる誘導電流
との間に発生する電磁力によって、粒状の金属材料Ｍが
激しく動き、容器３３０から噴出しようとする。このた
め、容器３３０内で金属材料Ｍを誘導加熱する際に、遮
蔽蓋３６０によって容器３３０を遮蔽し、金属材料Ｍが
容器３３０から噴出するのを防ぐ。なお、遮蔽蓋３６０
の水平板３６０ａと容器３３０の収容部３３０ａとの間
に空間が形成されるため、この空間内で粒状の金属材料
Ｍが動くことが可能である。このため、遮蔽蓋３６０を
収容部３３０ａ内に突出するような形状にして、水平板
３６０ａと収容部３３０ａとの間の空間を可能な限り狭
くし、容器３３０内で金属材料Ｍが動くのをできるだけ
規制する構造とすることも可能である。

【００７０】遮蔽蓋３６０は、図６に示すように、容器
３３０の収容部３３０ａの上部を覆うため平板状の部材
からなる水平板３６０ａと、この水平板３６０ａの一側
端部に水平板３６０ａに垂直な向きに配置され、注湯部
３３０と収容部３３０ａとの間を遮断するための平板状
の部材からなる垂直板３６０ｂとからなる。遮蔽蓋３６
０の水平板３６０ａおよび垂直板３６０ｂは、たとえ
ば、セラミクス等の高耐熱性の材料で形成されている。

【００７１】遮蔽蓋３６０を支持する回転軸３６１は、
図７に示すように、側板３２０ａに固定された滑り軸受
３６２によって回転可能に支持されている。滑り軸受３
６２はアルミナあるいはセラミクス等の高耐熱性の材料
で形成されている。また、回転軸３６１の密閉室３２０
から突き出した側の端部には、歯車３４２が連結されて
いる。歯車３４２は、ベース板３２５に固定されたエア
モータ３４０の出力軸３４０ａに連結された歯車３４１
と噛合している。エアモータ３４０は、図５に示すよう
に、制御バルブ３３６を介して空圧源３３７に接続され
ている。制御バルブ３３６は、上記の制御装置４００か
らの制御指令を受けて、空圧源３３７からの空圧のエア
モータ３４０への供給を制御する。これによって、エア
モータ３４０は回転制御される。

【００７２】シャッタ部材３７０は、スリーブ２０６の
給湯口２０６ａの直上に位置する開口部３２３を開閉す
る。すなわち、シャッタ部材３７０は容器３３０で金属
材料３３０を溶解する際に、開口部３２３を閉鎖して密
閉室３２０への空気の流入を防ぐ。シャッタ部材３７０
は、容器３３０で溶解した金属材料Ｍをスリーブ２０６
の給湯口２０６ａに供給する際に、開口部３２３を開い
て金属材料Ｍの流路を確保する。

【００７３】このシャッタ部材３７０は、図７に示すよ
うに、連結ロッド３７１の先端部に支持されている。連
結ロッド３７１は、滑り軸受３８７によってベース板３
２５に平行な向きに移動可能に支持されている。連結ロ
ッド３７１の後端部は、エアシリンダ３７２のピストン
ロッド３７２ａが連結されている。エアシリンダ３７２
は、図５に示すように、制御バルブ３７３を介してエア
源３７４に接続されている。制御バルブ３７３は、上記
の制御装置４００からの制御指令を受けて、エア源３７
４からの圧縮空気のエアシリンダ３７２への供給を制御
する。これによって、エアシリンダ３７２のピストンロ
ッド３７２ａが伸縮する。

【００７４】ピストンロッド３７２ａが縮むことによ
り、シャッタ部材３７０は開口部３２３を開き、ピスト
ンロッド３７２ａが伸びることによりシャッタ部材３７
０は開口部３２３を閉じる。シャッタ部材３７０が開口
部３２３を閉じるときには、シャッタ部材３７０はシャ
ッタ部材３７０に対向する位置に設けられた押付部材３
８９に当接する。この押付部材３８９のシャッタ部材３
７０と当接する面はテーパ面となっており、このテーパ
面は当接によりシャッタ部材３７０を開口部３２３側に
向けて押し付ける。押付部材３８９によってシャッタ部
材３７０を開口部３２３側に向けて押し付けることによ
って、開口部３２３が充分に密閉される。

【００７５】図１０は、コンデンサ収容部３００に収容
されたコンデンサと溶解用コイル３５０との連結関係を
示す図である。図１０に示すように、コンデンサ収容部
３００のケース３０１内にコンデンサ３０２が設置され
ている。

【００７６】コンデンサ３０２は、上記の溶解用コイル
３５０と並列に接続され、共振回路を構成するためのコ
ンデンサである。このコンデンサ３０２は、たとえば、
０．１３μＦ程度の比較的大容量のコンデンサであり、
溶解用コイル３５０と比べて大きな寸法を有する。

【００７７】ケース３０１は、材料供給機構部５１の下
部に設置されている。材料供給機構部５１では、溶解機
構部１１の容器３３０への金属材料Ｍの供給を、金属材
料Ｍの自重による落下によって行う。このため、材料供
給機構部５１を溶解機構部１１よりも高い位置に設置す
る必要がある。この結果、材料供給機構部５１の下方に
はスペースが形成される。このスペースにコンデンサ３
０２が設置され、コンデンサ３０２は溶解用コイル３５
０に隣接している。

【００７８】コンデンサ３０２の接続端子３０３には、
剛体からなる２枚の銅板３０４および３０５がそれぞれ
連結され、銅板３０４および３０５とコンデンサ３０２
とは電気的に接続されている。銅板３０４および３０５
は、平行となるように配置されているとともに、ケース
３０１から溶解用コイル３５０に近接する位置まで伸び
ている。銅板３０４および３０５の表面には、溶解用コ
イル３５０を構成する銅合金製の管材３５１がろう付け
されている。これにより、溶解用コイル３５０と銅板３
０４および３０５とは一体的に連結されている。また、
銅板３０４および３０５によってコンデンサ３０２と溶
解用コイル３５０とは電気的に結合されている。

【００７９】銅板３０４および３０５にろう付けされた
管材３５１の一端部からは、冷却水供給源３１０から冷
却水ＣＷが供給され、この冷却水ＣＷは管材３５１を循
環して他端部から流出する。冷却水ＣＷを管材３５１に
供給するのは、溶解機構部１１の温度上昇によって管材
３５１が溶解するのを防ぐためである。

【００８０】図１１は、溶解用コイル３５０への高周波
電流の供給系の構成の一例を示す機能ブロック図であ
る。図１１に示すように、溶解用コイル３５０はコンデ
ンサ３０２と並列に接続されることにより、共振回路３
１２を構成している。この共振回路３１２には、インバ
ータ３１４、平滑リアクトル３１５、整流回路３１６お
よび交流電源３１７が接続される。

【００８１】交流電源３１７は、整流回路３１６に交流
電流を供給する。整流回路３１６は、交流電源３１７か
ら供給された交流電流を整流し、平滑リアクトル３１５
に供給する。平滑リアクトル３１５は、整流回路３１６
から供給された直流電流に含まれるリプルを平滑化し、
インバータ３１４に供給する。

【００８２】インバータ３１４は、平滑リアクトル３１
５から供給された電流を共振回路３１２に必要な周波数
の交流に変換して供給する。また、インバータ３１４
は、制御装置４００と接続されており、制御装置４００
からの制御指令にしたがって作動が制御される。制御装
置４００は、たとえば、上記の温度計３７５の検出した
容器３３０内の溶解金属の温度に基づいて、共振回路３
１２への交流電流の供給を制御する。

【００８３】共振回路３１２においては、容器３３０に
供給された粒状の金属材料Ｍを安定的にかつ効率良く溶
解させるために、発振される周波数は可能な限り一定値
で安定していることが要求される。共振回路３１２で発
振される周波数は、溶解用コイル３５０とコンデンサ３
０２との間のインダクタンスが変動すると敏感に変動す
る。共振回路３１２で発振される周波数がばらつくと、
金属材料Ｍに誘起される誘導電流の金属材料Ｍへの浸透
深さが変動し、金属材料Ｍの温度が安定して上昇しなく
なり、金属材料Ｍを溶解するのに必要な時間が鋳造毎に
ばらつく。たとえば、溶解用コイル３５０とコンデンサ
３０２との間をツイストペアケーブルで接続した場合に
は、ツイストペアケーブルの変形により溶解用コイル３
５０とコンデンサ３０２との間のインダクタンスが変動
しやすい。

【００８４】本実施形態では、溶解用コイル３５０とコ
ンデンサ３０２とを接近させ、溶解用コイル３５０とコ
ンデンサ３０２を銅板３０４，３０５によって連結する
ことにより、溶解用コイル３５０とコンデンサ３０２と
の間のインダクタンスの変動を防止でき、共振回路３１
２で発振される周波数を安定化できる。また、溶解用コ
イル３５０とコンデンサ３０２とが離隔している場合に
は、溶解用コイル３５０とコンデンサ３０２を銅板３０
４，３０５によって連結することは現実には困難である
が、本実施形態は、溶解用コイル３５０とコンデンサ３
０２との距離を最小化することができる構造を有してい
るため、銅板３０４，３０５によって連結することが可
能となる。

【００８５】次に、上記構成の溶解金属供給装置２の動
作の一例について説明する。なお、溶解金属供給装置２
の動作は制御装置４００によって制御される。まず、粒
状の金属材料Ｍが供給されたホッパ６０にガス導入管６
５から不活性ガスＧを供給し、金属材料Ｍを不活性ガス
Ｇの雰囲気下に置く。また、溶解機構部１１のガス供給
管３７６から不活性ガスＧを供給し、密閉室３２０内を
不活性ガスＧの雰囲気にする。さらに、加熱装置３８０
に電流を供給し、密閉室３２０および密閉室３２０内の
雰囲気を金属材料Ｍの融点程度あるいはそれ以上に加熱
する。

【００８６】この状態から、材料供給機構部５１の計量
部７０を動作させ、鋳造に必要な量の金属材料Ｍを計量
し、バッファ部８０に送り出す。

【００８７】次いで、バッファ部８０に計量された金属
材料Ｍが保持された状態で、容器３３０に金属材料Ｍが
供給可能な状態となった後に、弁体８４を下降させ、金
属材料Ｍを落下させる。金属材料Ｍの落下が完了した後
に、弁体８４を上昇させ、バッファ部８０の開口部８１
ａを閉じることにより、密閉室３２０の導入管９１側が
密閉される。

【００８８】バッファ部８０から落下した金属材料Ｍ
は、図１２に示すように、導入管９１に導かれ、容器３
３０の収容部３３０ａに落下する。

【００８９】次いで、容器３３０への金属材料Ｍの供給
が完了したのち、図１３に示すように、遮蔽蓋３６０を
駆動し、容器３３０の開口を遮蔽する。なお、容器３３
０への金属材料Ｍの供給が完了したのち、次回の鋳造の
ための計量が開始され、バッファ部８０に再び新たな金
属材料Ｍが送りだされる。

【００９０】容器３３０の開口を遮蔽蓋３６０によって
遮蔽したのち、溶解用コイル３５０に高周波電流を供給
する。溶解用コイル３５０に供給する高周波電流は、た
とえば、５０ｋＨｚ程度である。

【００９１】溶解用コイル３５０に高周波電流が供給さ
れると、金属材料Ｍに誘導電流が誘起され、金属材料Ｍ
が加熱される。このとき、上記したように、電磁力によ
って金属材料Ｍが激しく移動し、容器３３０から噴出し
ようとするが、遮蔽蓋３６０によって金属材料Ｍが容器
３３０から飛散することはない。この状態で誘導加熱が
継続されると、図１３に示すように、金属材料Ｍが溶解
し、金属溶湯ＭＬとなる。

【００９２】次いで、溶解用コイル３５０に高周波電流
を供給した後、所定の時間経過した時点、すなわち、金
属材料Ｍが溶解し容器３３０から飛散しなくなった時点
で、図１４に示すように、遮蔽蓋３６０を開く。遮蔽蓋
３６０を開くのは、金属溶湯ＭＬの温度を検出するため
である。

【００９３】遮蔽蓋３６０を開いた後に、容器３３０内
の金属溶湯ＭＬの温度が温度計３７５によって検出され
ると、この検出温度に基づいて、溶解用コイル３５０へ
の電流供給の制御が行われる。たとえば、金属溶湯ＭＬ
の温度が所定の温度に達している場合には、溶解用コイ
ル３５０への電流供給が遮断される。金属溶湯ＭＬの温
度が所定の温度に達しいない場合には、溶解用コイル３
５０への電流供給を継続し、あるいは、電流供給量を増
加させる。

【００９４】次いで、溶解用コイル３５０への電流供給
が遮断されたのち、シャッタ部材３７０を移動して、開
口部３２３を開く。開口部３２３を開いた後、図１５に
示すように、容器３３０を傾斜させる。

【００９５】容器３３０を傾斜させる際には、容器３３
０の傾斜速度および傾斜姿勢の制御が行われる。容器３
３０内の金属溶湯ＭＬがスリーブ２０６へ全て確実に注
入されるように傾斜速度および傾斜姿勢が制御される。
たとえば、容器３３０の傾斜開始時には、容器３３０内
の金属溶湯ＭＬが飛散しないように、比較的低い速度で
容器３３０を回転させ、ある程度容器３３０が傾斜した
後は比較的高い速度で容器３３０を回転させ、図１５に
示すような所定の傾斜姿勢に達する前に再び比較的低い
速度で容器３３０を回転させる。所定の傾斜姿勢に達す
る前に比較的低い速度でゆっくりと容器３３０を回転さ
せることにより容器３３０内に残った金属溶湯ＭＬがス
リーブ２０６へ注入される。

【００９６】金属溶湯ＭＬがスリーブ２０６へ注入され
ると、射出装置２００のプランジャチップ２０５が駆動
され、キャビティＣに金属溶湯ＭＬが射出、充填され
る。容器３３０が所定の傾斜姿勢に達し、スリーブ２０
６への金属溶湯ＭＬの注入が完了したのちに、容器３３
０を通常の姿勢に復帰させる。容器３３０を通常の姿勢
に復帰させたのち、容器３３０への金属材料Ｍの供給が
可能な状態となったのち、バッファ部８０から金属材料
Ｍを容器３３０に再び供給し、上記と同様の作業を行
う。

【００９７】以上のように、本実施形態によれば、ダイ
カストマシン１において、上記のような動作によって金
属溶湯ＭＬをスリーブ２０６に供給することにより、一
定のサイクルでダイカスト製品を連続的に鋳造すること
ができる。また、本実施形態によれば、粒状の金属材料
Ｍを予め正確に計量し、これを溶解するので、ダイカス
ト製品の鋳造に必要な金属溶湯ＭＬを過不足なく供給可
能となり、結果として、製品の品質を向上させることが
できる。また、本実施形態によれば、不活性ガス雰囲気
中で金属材料の供給および溶解を行うため、金属材料が
酸化しにくく、ダイカスト製品の品質を向上させること
ができる。

【００９８】また、本実施形態によれば、容器３３０を
密閉室３２０で囲み、密閉室３２０内の雰囲気を加熱す
ることにより、金属材料の溶解速度を向上でき、速い鋳
造サイクルに対応可能である。さらに、本実施形態によ
れば、容器３３０を密閉室３２０で囲み、密閉室３２０
内の雰囲気を加熱することにより、溶解された金属材料
の凝固を防ぐことができ、結果として、製品の品質を向
上させることができる。

【００９９】また、本実施形態によれば、安定した周波
数の電流を溶解用コイル３５０に安定供給できるため、
誘導加熱による金属材料の溶解を効率的に行うことがで
き、溶解に要する時間を短縮でき、また、溶解に要する
時間が鋳造毎にばらつくことを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、容器３３０で溶解された金
属溶湯ＭＬをスリーブ２０６に注入する際に、容器３３
０の回転速度制御および回転位置制御を可能とする構成
としているので、金属溶湯ＭＬをスリーブ２０６へ確実
に注入できる。また、容器３３０の回転位置を正確に制
御できるので、密閉室３２０の容積を可能な限り小さく
しても容器３３０と密閉室３２０との衝突を確実に防ぐ
ことができる。

【０１００】さらに、容器３３０の回転位置および回転
速度を正確に制御できるので、容器３３０からスリーブ
２０６に注入する金属溶湯ＭＬの量を調整することも可
能となる。たとえば、容器３３０の回転位置を制御し
て、常に金属溶湯ＭＬを容器３３０内に残存させておく
ことにより、誘導加熱の開始時の粒状の金属材料の激し
い運動の発生を抑制することができる。

【０１０１】また、本実施形態によれば、溶解金属供給
装置２の溶解機構部１１が固定ダイプレート１１０の背
面に配置された状態から、溶解機構部１１を固定ダイプ
レート１１０から離隔した位置に移動可能となってい
る。このため、溶解機構部１１の密閉室３２０内の容器
３３０等のメインテナンスが容易に可能である。

【０１０２】第２実施形態 図１６は、本発明の第２の実施形態に係る材料供給機構
部７５１の構成を示す断面図である。なお、図１６にお
いて上述した第１の実施形態に係る材料供給機構部５１
と同一構成部分には同一の符号を使用している。本実施
形態に係る材料供給機構部７５１と、第１の実施形態に
係る材料供給機構部５１との間で異なるのは、バッファ
部８０の円筒部材８１の外周に誘導加熱によってバッフ
ァ部８０に保持された金属材料Ｍを予熱するための予熱
用コイル６５０を追加した点である。

【０１０３】予熱用コイル６５０は、計量されてバッフ
ァ部８０に保持されている金属材料Ｍを溶解しない程度
の温度範囲で加熱する。具体的には、金属材料Ｍの固相
線以下の温度範囲で加熱する。たとえば、アルミニウム
合金やマグネシウム合金では、約４００℃程度まで加熱
する。予熱された金属材料Ｍを上記の容器３３０に供給
することにより、金属材料Ｍが溶解して金属溶湯ＭＬに
なるまでの時間を、さらに短縮することができる。

【０１０４】図１７は、予熱用コイル６５０へ電流を供
給する電流供給系の一例を示す図である。なお、図１７
において上述した第１の実施形態と同一構成部分には同
一の符号を使用している。図１７に示すように、予熱用
コイル６５０は切換回路６６０を介して誘導加熱用電源
６７０に溶解用コイル３５０も切換回路６６０を介して
誘導加熱用電源６７０に接続されている。

【０１０５】誘導加熱用電源６７０は、第１の実施形態
で説明したインバータ３１４、平滑リアクトル３１５、
整流回路３１６および交流電源３１７等から構成され、
所定の周波数の電流を予熱用コイル６５０または溶解用
コイル３５０へ供給する。

【０１０６】切換回路６６０は、制御装置４００からの
制御指令に応じて、誘導加熱用電源６７０から供給され
る電流を予熱用コイル６５０または溶解用コイル３５０
に選択的に切り換える。

【０１０７】次に、予熱用コイル６５０および溶解用コ
イル３５０への電流供給の順序の一例について図１８を
参照して説明する。バッファ部８０から計量された金属
材料Ｍが容器３３０に供給されると、図１８に示すよう
に、溶解用コイル３５０に電流が供給され金属材料Ｍが
加熱される。

【０１０８】容器３３０内の金属材料Ｍの溶解が完了す
ると、切換回路６６０は制御装置４００からの制御指令
に応じて、電流の供給を予熱用コイル６５０に切り換え
る。これにより、バッファ部８０に保持された金属材料
Ｍが予熱される。この金属材料Ｍの予熱動作と並行し
て、容器３３０の傾斜による金属溶湯ＭＬのスリーブ２
０６への注湯動作が行われる。

【０１０９】容器３３０からスリーブ２０６への金属溶
湯ＭＬの供給が完了すると、予熱用コイル６５０への電
流の供給が遮断され金属材料Ｍの予熱動作が停止され
る。その後に、バッファ部８０から予熱された金属材料
Ｍが供給される。バッファ部８０から予熱された金属材
料Ｍの供給が完了すると、再び溶解用コイル３５０へ電
流が供給される。

【０１１０】以上のように、本実施形態によれば、容器
３３０に供給する前に金属材料Ｍを予熱しておくことに
より、容器３３０での金属材料Ｍの溶解に要する時間を
短縮することができる。また、本実施形態によれば、溶
解用コイル３５０による誘導加熱中に、計量部７０にお
いて金属材料Ｍの計量を行ってバッファ部８０に金属材
料Ｍを送り、容器３３０の金属溶湯ＭＬをスリーブ２０
６に注湯中に、バッファ部８０に保持された金属材料Ｍ
を予熱する。このため、誘導加熱用電源６７０の稼働率
を大幅に向上させることができる。

【０１１１】なお、本実施形態では、単一の予熱用コイ
ル６５０をバッファ部８０に設けた場合について説明し
たが、複数の予熱用コイルを設ける構成としてもよい。

【０１１２】以上、種々の実施形態を挙げて本発明を説
明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、平行に配置された銅板３０４お
よび３０５によって溶解用コイル３５０とコンデンサ３
０２とを電気的に結合することにより、溶解用コイル３
５０とコンデンサ３０２との間のインダクタンスの変動
を抑制する構成とした。たとえば、図１９に示すよう
に、同軸ケーブル９００を用いて溶解用コイル３５０と
コンデンサ３０２とを電気的結合する構成とすることに
よってもインダクタンスの変動を抑制できる。なお、図
１９において、外周が絶縁層９０２によって被覆された
中心部の導電線９０１に溶解用コイル３５０およびコン
デンサ３０２の一端部が接続され、絶縁層９０２の外周
に配置され絶縁層９０４によって外周が被覆された円筒
状の導電線９０３に溶解用コイル３５０およびコンデン
サ３０２の他端部が接続されている。

【０１１３】また、上述した実施形態では、材料供給手
段としての材料供給機構部５１は粒状の金属材料を計量
して供給する構成としたが、たとえば、インゴット状の
金属材料を切断し、これを容器３３０に直接供給した
り、ビレット状の金属材料を必要量切断して供給する構
成としてもよい。粒状の金属材料は比較的少量、たとえ
ば、１０ｃｃ〜１０００ｃｃの金属溶湯で鋳造を行うの
に適しており、１０００ｃｃ以上の大量の金属溶湯で鋳
造を行う場合には、インゴット状あるいはビレット状の
金属材料を用いることが好ましい。

【０１１４】上述した実施形態では、鋳造装置としてい
わゆるコールドチャンバダイカストマシンの場合につい
て説明したが、本発明は他のタイプのダイカストマシン
や、砂型鋳造装置、重力金型鋳造装置、低圧鋳造装置等
にも適用可能である。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によれば、連続的に鋳造を行う鋳
造装置に鋳造毎に必要量の金属材料を溶解して供給する
ことができる。また、本発明によれば、金属材料の溶解
時間を短縮でき、溶解された金属材料の鋳造装置への供
給前の凝固、酸化に起因した鋳造品の品質低下を抑制可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの
構成を示す上面図である。

【図２】図１に示した溶解金属供給装置２を固定ダイプ
レート１００の背面側に移動させた状態を示す図であ
る。

【図３】溶解金属供給装置２の具体的な構成を示す図で
あって、固定ダイプレート１１０の背面側から溶解金属
供給装置２を見た一部に断面図を含む図である。

【図４】材料供給機構部５１の具体的構成を示す断面図
である。

【図５】溶解機構部１１を上方から見た図である。

【図６】図５に示す溶解機構部１１のＥ−Ｅ線方向の断
面図である。

【図７】図５に示す溶解機構部１１の水平方向の断面図
である。

【図８】開口部３２６を開閉するための蓋板３２０ｃの
構造を示す図である。

【図９】回転軸３９２とサーボモータ３９５との接続関
係を示す図である。

【図１０】コンデンサ収容部３００に収容されたコンデ
ンサと溶解用コイル３５０との連結関係を示す図であ
る。

【図１１】溶解用コイル３５０への高周波電流の供給系
の構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図１２】溶解金属供給装置２の動作手順を説明するた
めの図である。

【図１３】図１２に続く溶解金属供給装置２の動作手順
を説明するための図である。

【図１４】図１３に続く溶解金属供給装置２の動作手順
を説明するための図である。

【図１５】図１４に続く溶解金属供給装置２の動作手順
を説明するための図である。

【図１６】本発明の第２の実施形態に係る材料供給機構
部７５１の構成を示す断面図である。

【図１７】予熱用コイル６５０へ電流を供給する電流供
給系の一例を示す図である。

【図１８】予熱用コイル６５０および溶解用コイル３５
０への電流供給の順序の一例を示す図である。

【図１９】本発明のさらに他の実施形態を示す図であっ
て、溶解用コイルとコンデンサとを同軸ケーブルで電気
的に結合した状態を示す図である。

【符号の説明】

１…ダイカストマシン ２…溶解金属供給装置 ５１…材料供給部 ６０…蓄積部計量部 ７０…計量部 ８０…バッファ部 ９０…導入部 ９１…導入管 １００…型締装置 １１０…固定ダイプレート １２０…移動ダイプレート １３０…リンクハウジング ３００…コンデンサ収容部 ３２０…密閉室 ３３０…容器 ３５０…溶解用コイル ３６０…遮蔽蓋 ３７０…シャッタ部材 ３７５…温度計 ３７６…ガス供給管 ３８０…加熱装置 ４００…制御装置 ５００…支持台

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造装置に金属材料を鋳造毎に溶解して供
   給する溶解金属供給装置であって、 前記鋳造装置に対して所定の位置に配置された容器と、 前記容器に鋳造毎に金属材料を供給する材料供給手段
   と、 前記容器内に収容された金属材料を誘導加熱により溶解
   する誘導加熱手段と、 前記容器の姿勢を傾斜させて当該容器の開口から溶解さ
   れた金属材料を前記鋳造装置に注入する注入手段とを有
   する溶解金属供給装置。
2. 【請求項２】前記容器の周囲を密閉可能な密閉手段をさ
   らに有する請求項１に記載の溶解金属供給装置。
3. 【請求項３】前記密閉手段によって密閉された空間に不
   活性ガスを供給し、当該容器の周囲を不活性ガス雰囲気
   とするガス供給手段をさらに有する請求項２に記載の溶
   解金属供給装置。
4. 【請求項４】前記容器の周囲の雰囲気を加熱する加熱手
   段をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載の溶解
   金属供給装置。
5. 【請求項５】前記容器内に収容された金属材料の誘導加
   熱による溶解時に、前記容器の開口部を遮蔽して金属材
   料の飛散を防止する遮蔽手段をさらに有する請求項１〜
   ４のいずれかに記載の溶解金属供給装置。
6. 【請求項６】前記容器内の溶解された金属材料の温度を
   検出する温度検出手段と、 前記検出された温度に基づいて、前記誘導加熱手段の作
   動を制御する誘導加熱制御手段とをさらに有する請求項
   １〜５のいずれかに記載の溶解金属供給装置。
7. 【請求項７】前記密閉手段は、前記鋳造装置に対して所
   定の位置に配置され、前記容器の周囲を囲む密閉室と、 前記密閉室に形成され、前記容器の姿勢の変更により流
   出する溶解した金属材料を前記鋳造装置へ注入するため
   の注入用開口と、 前記注入用開口を開閉する開閉手段とを有する請求項２
   〜６のいずれかに記載の溶解金属供給装置。
8. 【請求項８】前記材料供給手段は、前記密閉室に接続さ
   れ、自重により落下する金属材料を前記容器内に導く導
   入管と、 前記導入管の管路を開閉する開閉手段とを有する請求項
   ７に記載の溶解金属供給装置。
9. 【請求項９】前記加熱手段は、前記密閉室に設けられ、
   前記密閉室内の雰囲気および当該密閉室を加熱する請求
   項７または８に記載の溶解金属供給装置。
10. 【請求項１０】前記誘導加熱手段は、前記密閉室に設け
    られ、前記容器を包囲する誘導加熱用のコイルを有する
    請求項７〜９のいずれかに記載の溶解金属供給装置。
11. 【請求項１１】鋳造装置に鋳造毎に金属材料を溶解して
    供給する溶解金属供給装置であって、 前記鋳造装置に対して所定の位置に配置され、金属材料
    を収容可能な容器と、 前記容器に鋳造毎に必要量の金属材料を計量して供給す
    る計量供給手段と、 前記容器内に収容された金属材料を誘導加熱により溶解
    する誘導加熱手段と、 前記容器の姿勢を傾斜させて当該容器の開口から溶解さ
    れた金属材料を前記鋳造装置に注入する注入手段とを有
    する溶解金属供給装置。
12. 【請求項１２】前記金属材料は、粒状に形成されてお
    り、 前記計量供給手段は、粒状の金属材料の容積を計量する
    請求項１１に記載の溶解金属供給装置。
13. 【請求項１３】前記計量供給手段は、金属材料を計量可
    能に蓄積しておく蓄積部と、 前記蓄積部から供給される金属材料のうち必要量を計量
    して送り出す計量部と、 前記計量部から送り出された金属材料を前記容器へ供給
    可能になるまで解放可能に保持する一時保持部と、 前記一時保持部から解放され、自重により落下する金属
    材料を前記容器に導く導入部とを有する請求項１１また
    は１２に記載の溶解金属供給装置。
14. 【請求項１４】前記蓄積部は、密閉されており、 前記蓄積部から前記計量部、前記一時保持部および前記
    導入部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさ
    らに有する請求項１１〜１３のいずれかに記載の溶解金
    属供給装置。
15. 【請求項１５】鋳造装置に金属材料を鋳造毎に溶解して
    供給する溶解金属供給方法であって、 前記鋳造装置に対して所定の位置に配置された容器を高
    温雰囲気下および不活性ガス雰囲気下におき、 前記容器に必要量の金属材料を鋳造毎に供給し、 前記容器内の金属材料を誘導加熱により溶解し、 前記容器を傾斜させて溶解された金属材料を前記鋳造装
    置に注入する溶解金属供給方法。
16. 【請求項１６】予め計量された金属材料を前記容器に鋳
    造毎に供給する請求項１５に記載の溶解金属供給方法。
17. 【請求項１７】鋳造装置に金属材料を鋳造毎に溶解して
    供給する溶解金属供給方法であって、 不活性ガス雰囲気下において、鋳造毎に必要量の金属材
    料を計量し、 前記鋳造装置に対して所定の位置に配置された容器を高
    温雰囲気下および不活性ガス雰囲気下におき、 計量した前記金属材料を前記容器に供給し、 前記容器内の金属材料を誘導加熱により溶解し、 前記容器を傾斜させて溶解された金属材料を前記鋳造装
    置に注入する溶解金属供給方法。
18. 【請求項１８】ダイカストマシンのスリーブ内に溶解し
    た金属材料を供給する溶解金属供給装置であって、 鋳造毎に必要量の金属材料を供給する材料供給機構部
    と、 前記材料供給機構部から鋳造毎に供給される金属材料を
    高温雰囲気下および不活性ガス雰囲気下において誘導加
    熱により溶解し、溶解された金属材料を前記スリーブの
    給湯口に注入する溶解機構部と、を有し、 前記溶解機構部は、前記のスリーブ給湯口の直上に配置
    されている溶解金属供給装置。
19. 【請求項１９】前記溶解機構部の保守作業時に、当該溶
    解機構部を前記ダイカスト装置から離隔した位置に移動
    可能とする案内手段をさらに有する請求項１８に記載の
    溶解金属供給装置。
20. 【請求項２０】一対の金型を保持し、当該金型の開閉お
    よび型締を行う型締装置と、 型締された前記金型に形成されたキャビティに溶解した
    金属材料を射出、充填する射出装置と、 前記射出装置のスリーブの給湯口に溶解した金属を注入
    する溶解金属供給装置とを有するダイカストマシンであ
    って、 前記溶解金属供給装置は、鋳造毎に必要量の金属材料を
    供給する材料供給機構部と、 前記スリーブの給湯口の直上に配置され、前記材料供給
    機構部から鋳造毎に供給される金属材料を高温雰囲気下
    および不活性ガス雰囲気下において誘導加熱により溶解
    し、溶解された金属材料を射出装置のスリーブの給湯口
    に注入する溶解機構部とを有するダイカストマシン。