JP2003117650A - 溶解金属供給装置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
装置を提供する。 【解決手段】容器３３０と、密閉室３２０と、容器３２
０内に収容された金属材料を誘導加熱によって金属溶湯
とする溶解用コイルと、容器３３０と連結され当該容器
３３０を傾斜させて金属溶湯を流出させるための駆動軸
３９２であって、密閉室３２０を構成する側板３２０ａ
に保持された軸受３９３ａに回転自在に支持された駆動
軸３９２とを有し、軸受３９３ａはセラミクス製あるい
は酸化アルミニウム製のすべり軸受である。

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く、このため、大気への熱の
放出による熱効率の低下や常時溶湯状態で保温管理する
必要性等の理由により、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、ダイカスト製品の品質
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を提供することにある。本発明の
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、前記容器の周囲を囲む密閉
室と、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
よって金属溶湯とする誘導加熱手段と、前記容器内の金
属溶湯を前記鋳造装置に向けて流出させる金属溶湯供給
機構と、前記容器から流出する金属溶湯を前記鋳造装置
へ注入するために前記密閉室の底板に形成された注入口
を開閉する開閉手段とを有し、前記金属溶湯供給機構
は、前記容器と連結され当該容器を傾斜させて金属溶湯
を流出させるための駆動軸であって、前記密閉室を構成
する壁部に保持された軸受に回転自在に支持された駆動
軸を有し、前記軸受はセラミクス製のすべり軸受で形成
されている。

【０００７】本発明の溶解金属供給装置は、前記容器内
に収容された金属材料の誘導加熱時に、前記金属材料の
当該容器外への飛散を防ぐために前記容器の開口部を遮
蔽する遮蔽手段をさらに有し、前記遮蔽手段は、前記容
器の開口部を遮蔽するための遮蔽蓋と連結され当該遮蔽
蓋を開閉させるための駆動軸であって、前記密閉室を構
成する壁部に保持された軸受を介して回転自在に支持さ
れた駆動軸を有し、前記軸受はセラミクス製のすべり軸
受で形成されている。

【０００８】好適には、前記密閉室は、オーステナイト
系ステンレス鋼からなる板材で形成されている。

【０００９】さらに好適には、前記板材は、表面に溶融
アルミニウムメッキが施されたのち、拡散処理が施され
ている。

【００１０】好適には、前記密閉室の内部または外部に
おいて各構成部品の締結に使用される締結部材は、ドイ
ツ規格ＤＩＮ１．２８８８に規格された材料又はステン
レス鋼で形成されている。

【００１１】さらに好適には、前記締結部材は、表面に
溶融アルミニウムメッキが施され、かつ拡散処理が施さ
れている。

【００１２】本発明の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金属
溶湯を射出、充填する射出装置と、金属材料を鋳造毎に
加熱溶解して金属溶湯とし、これを前記射出装置のスリ
ーブの給湯口に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、前記スリー
ブに対して所定の位置に配置された容器と、前記容器の
周囲を囲む密閉室と、前記容器に鋳造毎に前記密閉室の
外部から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って金属溶湯と
する誘導加熱手段と、前記容器内の金属溶湯を前記鋳造
装置に向けて流出させる金属溶湯供給機構と、前記容器
から流出する金属溶湯を前記鋳造装置へ注入するために
前記密閉室の底板に形成された注入口を開閉する開閉手
段とを有し、金属溶湯供給機構は、前記容器と連結され
当該容器を傾斜させて金属溶湯を流出させるための駆動
軸であって、前記密閉室を構成する壁部に保持された軸
受に回転自在に支持された駆動軸を有し、前記軸受はセ
ラミクス製のすべり軸受で形成されている。

【００１３】本発明では、金属材料を鋳造毎に材料供給
手段により容器に供給したのち、誘導加熱により金属溶
湯にする。この状態で、金属溶湯供給機構の駆動軸を回
転させて容器を傾斜させ、開閉手段により開放された注
入口を通じて鋳造装置へ金属溶湯を供給する。金属材料
を誘導加熱により溶解させると、密閉室内部の温度は溶
解した金属からの熱等により、容器に供給された金属材
料の液相線近辺かそれ以上の非常に高温となる。たとえ
ば、これらは金属材料としてアルミニウムやマグネシウ
ムを使用すると液相線が６００℃以上７００℃近辺まで
達する。このため、密閉室を構成する壁部も高温とな
る。一方、容器は密閉室の壁部に保持された軸受により
回転自在に支持された駆動軸に連結されているため、軸
受も高温となり、潤滑剤を使用した玉軸受等の軸受を用
いることができない。二硫化モリブデン等の固体潤滑剤
でも最高使用可能温度は４００℃程度だからである。こ
のため、本発明では、駆動軸の軸受に潤滑剤を使用しな
い滑り軸受を用い、その形成材料をセラミクスや酸化ア
ルミニウム等の耐熱性で高温における耐食性を有する材
料としている。この結果、密閉室が高温となっても軸受
が焼きつくことがなく、容器を正確な角度で傾斜させる
ことができる。

【００１４】

【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。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１１
１，１１２および１１３が設けられている。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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に溶解金属を射出、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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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計量供給機構部５１と、計量供給機
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は本発明の溶解供給手段の一実施態様であり、計量供
給機構部５１は本発明の計量供給手段の一実施態様であ
る。溶解機構部１１と計量供給機構部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２
０６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。

【００２２】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の向きに
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。

【００２３】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１１０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１１０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１１０に対
して所定の位置に固定する。

【００２４】具体的には、溶解金属供給装置２を矢印Ｂ
１の向きに移動させ、溶解機構部１１が固定ダイプレー
ト１１０の背面に設けられた当接プレート１１１，１１
２、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１１
１，１１２、１１３に溶解機構部１１の各側面を押し当
てる。

【００２５】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１１１および１
１３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、１１
３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。

【００２６】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。

【００２７】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、固定ダイプレート１１０はベー
スＢＳから所定の高さに配置されている。

【００２８】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、ベースフレームＢＦの支持台５００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６０
０が設置されている。この階段６００には手摺り６０１
が設けられている。

【００２９】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と連結された計量供給機構部５１に加えて、
計量供給機構部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。

【００３０】計量供給機構部 図４は、計量供給機構部５１の具体的構成を示す断面図
である。計量供給機構部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。

【００３１】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３００の
ケース３００ｃ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，６
９ｃによって固定されている。

【００３２】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
用いる金属を細長い粒状としたものである。粒長は、た
とえば、２〜７ｍｍ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
必ず酸化しているため、粒状の金属材料を用いる場合で
あっても、粒長を短くしすぎると酸化表面積が広くな
り、粒長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長とすることが好まし
い。

【００３３】蓋６２は、円形状の金属板の外周縁に周壁
部６３を有し、この周壁部６３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６３の内周には、ホッパ６１の
上端の外周面と周壁部６３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。

【００３４】蓋６２の略中心部には、レベル検出器６４
と、ガス導入管６５とが設けられている。レベル検出器
６４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の上面とレベ
ル検出器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。レベル検出器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、レベル検出器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。

【００３５】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。

【００３６】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Ｍ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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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の先端部に連結された弁体８４とを有す
る。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】なお、上記したように、計量供給機構部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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】容器３３０は、電気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。

【００５７】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。

【００５８】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
電気絶縁部材３５３で被覆されている。電気絶縁部材３
５３は密閉室３２０のベース板３２５に形成された開口
部３２４を密閉可能な裁頭円錐形状に形成されている。
この電気絶縁部材３５３の周囲を被覆し保持するカバー
３５２がベース板３２５の下面にボルトＢＴで固定され
ている。このカバー３５２がベース板３２５の下面に固
定されることにより、電気絶縁部材３５３によってベー
ス板３２５の開口部３２４は密閉される。

【００５９】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の開口部３２
４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の開口部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。

【００６０】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Ｋ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。なお、回転軸３９２は本発明の駆動軸の一実施態
様である。一方、ベース板３２５の容器３３０の注湯部
３３０ｂの先端部の下側には、スリーブ２０６の給湯口
２０６ａ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。

【００６１】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と容器３３０との締結には、複数のボルトＢＴ
が使用されている。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。
支持具３９０と嵌合部材３９１との締結には、複数のボ
ルトＢＴが使用されている。

【００６２】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３９
２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３９２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３
３０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。

【００６３】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。

【００６４】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３２
６に固定される。

【００６５】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。

【００６６】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と同軸上にあって対向する方向
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３
２０ｃ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３３
０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３９
２の軸方向に引き抜くと、開口部３２６を通じて容器３
３０を密閉室３２０外に取り出すことができる。

【００６７】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ホルダー３９３に保持された
滑り軸受３９３ａによって回転自在に支持されている。
滑り軸受３９３ａを用いるのは、密閉室３２０は金属材
料の溶解による熱や後述する加熱装置３８０の熱等によ
り非常に高温となるため、潤滑剤を使用した玉軸受等の
軸受を用いることができないからである。なお、回転軸
３９２は、本発明の駆動軸の一実施態様である。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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】加熱装置３８０は、密閉室３２０内の雰囲
気、容器３３０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３３０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、金属材料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３２０ｂに形成された
開口部３２１を覆うように上部板３２０ｂ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。なお、ケ
ース３８１は密閉室３２０の上部板３２０ｂにボルトＢ
Ｔによって締結されている。

【００７１】電熱線３８３は、接続端子３８５を介し
て、図５に示すように、交流電源３８６と接続されてい
る。この交流電源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交流電流を電熱線
３８３に供給する。なお、交流電源３８６に代えて直流
電源を用いることも可能である。

【００７２】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、容器３３０、密閉室３２
０内の雰囲気および密閉室３２０自体が加熱される。

【００７３】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、入力された検出温度に基づいて、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、検
出温度が設定温度に達した場合には、溶解用コイル３５
０への電流を遮断し、検出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への電流供給量をそのま
ま継続または増加させる等の制御を行う。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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
激しく運動し、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３６
０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。

【００７７】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
３３０ｂ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３
６０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。

【００７８】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に固定された軸受ホル
ダ３６２に保持された滑り軸受３６２ａによって回転可
能に支持されている。滑り軸受３６２ａを用いるのは、
密閉室３２０が非常に高温となるため、潤滑剤を使用す
る玉軸受等の軸受を用いることができないからである。
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に固定されたロータリアクチュエー
タ３４０の出力軸３４０ａに連結された歯車３４１と噛
合している。ロータリアクチュエータ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
圧のロータリアクチュエータ３４０への供給を制御す
る。これによって、ロータリアクチュエータ３４０は回
転制御される。

【００７９】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Ｍ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。

【００８０】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に連結されている。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。

【００８１】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と当接する面は傾斜面となっており、この傾斜面は
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３
７０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。

【００８２】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。

【００８３】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、
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。

【００８４】ケース３０１は、計量供給機構部５１の下
部に設置されている。計量供給機構部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、計量供
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、計量供給機構部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。

【００８５】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を構成する銅製または銅合金製の管材３５１
がろう付けされている。これにより、溶解用コイル３５
０と銅板３０４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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】溶解機構部の形成材料 ここで、上記構成の溶解機構部１１を構成する構成部品
の形成材料について説明する。溶解機構部１１の容器３
３０に金属材料が供給され、これが誘導加熱により溶解
され、加えて加熱装置３８０により密閉室３２０内が加
熱されると、密閉室３２０内部の温度は溶解した金属か
らの熱や加熱装置３８０からの熱等により高温になる。
さらに、誘導加熱の際に、密閉室３２０には磁束が通過
する可能性があり、磁束が通過するとことにより密閉室
３２０は加熱される可能性がある。このため、密閉室３
２０は、容器３３０に供給された金属材料の液相線近辺
かそれ以上の非常に高温となる。たとえば、金属材料と
してアルミニウムやマグネシウムを使用すると、６００
℃以上７００℃近辺まで達する。

【００９３】このため、密閉室３２０を構成するベース
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、Ｓ
ＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼が挙げら
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
面処理を施したのち、二次拡散処理が施されている。具
体的には、溶融したアルミニウム中にオーステナイト系
ステンレス鋼からなる板材を所要時間浸漬して取り出し
たのち、溶融したアルミニウムを凝固させる。その後、
たとえば、アルミニウムメッキされた板材をアルミニウ
ムを主成分とする粉末中に埋めて加熱することにより二
次拡散処理を行う。また、オーステナイト系ステンレス
鋼は強磁性体ではないため、誘導加熱の際に磁束が集中
しにくく、誘導加熱による温度上昇は鉄等の材料と比べ
て小さい。密閉室３２０を構成する材料に上記のような
材料を用いることにより、密閉室３２０の耐熱性を向上
させ、高温における腐食（酸化、錆）性を向上させるこ
とができ、また、密閉室３２０の過熱による軟化を防ぐ
ことができる。

【００９４】上記した容器３３０と連結された回転軸３
９２は、密閉室３２０の側板３２０ａの外側に固定され
た軸受ホルダー３９３に保持された滑り軸受３９３ａに
よって回転自在に支持されている。また、遮蔽蓋３６０
を支持する回転軸３６１は、密閉室３２０の側板３２０
ａに固定された軸受ホルダ３６２に保持された滑り軸受
３６２ａによって回転可能に支持されている。このた
め、密閉室３２０が高温になると、滑り軸受３９３ａや
滑り軸受３６２ａも非常に高温となり、耐熱性の低い材
料で形成されていると、回転軸３９２、３６１が焼きつ
く可能性がある。このため、滑り軸受３９３ａや滑り軸
受３６２ａを酸化アルミニウム（アルミナ）等のセラミ
クスで形成する。

【００９５】さらに、密閉室３２０が高温となることに
より、密閉室３２０の内部および外部で用いられる上記
した種々のボルトＢＴ等の締結部材も高温となり、これ
らのボルトＢＴ等の締結部材が耐熱性の乏しい材料で形
成されていると、ボルトＢＴの締結を解放できなくなる
可能性がある。このため、上記の締結部材も耐熱性、高
温での耐食性を有し、また、締結部材としての機能を高
温でも維持するために高温環境下でクリープを発生しな
い材料で形成されたものを用いる。このような材料とし
ては、たとえば、ドイツ規格ＤＩＮ１．２８８８に定め
られた材料やステンレス鋼等を用いることができる。加
えて、これらに溶融アルミニウムメッキによる表面処理
を施したのち、二次拡散処理が施されているものを使用
すると、耐熱性および高温における耐腐食性がさらに向
上する。

【００９６】次に、上記構成の溶解金属供給装置２の動
作の一例について図１２〜図１５を参照して説明する。
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６５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、容器３
３０、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。

【００９７】この状態から、計量供給機構部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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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１４に示すように、金属材料Ｍが溶解
し、金属溶湯ＭＬとなる。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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ところで、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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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の一部を容器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。

【０１１２】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。

【０１１３】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、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〜１
０００ｃｃの金属溶湯で鋳造を行うのに適しており、１
０００ｃｃ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。

【符号の説明】 １…ダイカストマシン ２…溶解金属供給装置 ５１，８００…材料供給部 ６０…蓄積部 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 2/12 Ｃ２３Ｃ 2/12 Ｆ１６Ｃ 33/24 Ｆ１６Ｃ 33/24 Ａ Ｆターム(参考） 3J011 BA02 DA01 KA02 SD01 4E014 AA01 AB02 CA01 4K027 AA03 AA05 AA23 AB08 AB28 AB48 AC73 AE27

Claims (8)

【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、 前記容器の周囲を囲む密閉室と、 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って金
   属溶湯とする誘導加熱手段と、 前記容器内の金属溶湯を前記鋳造装置に向けて流出させ
   る金属溶湯供給機構と、 前記容器から流出する金属溶湯を前記鋳造装置へ注入す
   るために前記密閉室の底板に形成された注入口を開閉す
   る開閉手段とを有し、 前記金属溶湯供給機構は、前記容器と連結され当該容器
   を傾斜させて金属溶湯を流出させるための駆動軸であっ
   て、前記密閉室を構成する壁部に保持された軸受に回転
   自在に支持された駆動軸を有し、 前記軸受はセラミクス製のすべり軸受である溶解金属供
   給装置。
2. 【請求項２】前記容器内に収容された金属材料の誘導加
   熱時に、前記金属材料の当該容器外への飛散を防ぐため
   に前記容器の開口部を遮蔽する遮蔽手段をさらに有し、 前記遮蔽手段は、前記容器の開口部を遮蔽するための遮
   蔽蓋と連結され当該遮蔽蓋を開閉させるための駆動軸で
   あって、前記密閉室を構成する壁部に保持された軸受を
   介して回転自在に支持された駆動軸を有し、 前記軸受はセラミクス製のすべり軸受である請求項１に
   記載の溶解金属供給装置。
3. 【請求項３】前記密閉室は、オーステナイト系ステンレ
   ス鋼からなる板材で形成されている請求項１または２に
   記載の溶解金属供給装置。
4. 【請求項４】前記板材は、表面に溶融アルミニウムメッ
   キが施されたのちに、拡散処理が施されている請求項３
   に記載の溶解金属供給装置。
5. 【請求項５】前記密閉室の内部または外部において各構
   成部品の締結に使用される締結部材は、ドイツ規格ＤＩ
   Ｎ１．２８８８に規格された材料又はステンレス鋼で形
   成されている請求項１〜４のいずれかに記載の溶解金属
   供給装置。
6. 【請求項６】前記締結部材は、表面に溶融アルミニウム
   メッキが施され、かつ拡散処理が施されている請求項５
   に記載の溶解金属供給装置。
7. 【請求項７】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
   れたキャビティに金属溶湯を射出、充填する射出装置
   と、金属材料を鋳造毎に加熱溶解して金属溶湯とし、こ
   れを前記射出装置のスリーブの給湯口に溶解金属供給装
   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、前記スリーブに対して所定の
   位置に配置された容器と、 前記容器の周囲を囲む密閉室と、 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って金
   属溶湯とする誘導加熱手段と、 前記容器内の金属溶湯を前記鋳造装置に向けて流出させ
   る金属溶湯供給機構と、 前記容器から流出する金属溶湯を前記鋳造装置へ注入す
   るために前記密閉室の底板に形成された注入口を開閉す
   る開閉手段とを有し、 金属溶湯供給機構は、前記容器と連結され当該容器を傾
   斜させて金属溶湯を流出させるための駆動軸であって、
   前記密閉室を構成する壁部に保持された軸受に回転自在
   に支持された駆動軸を有し、 前記軸受はセラミクス製のすべり軸受であるダイカスト
   マシン。
8. 【請求項８】前記容器内に収容された金属材料の誘導加
   熱時に、前記金属材料の当該容器外への飛散を防ぐため
   に前記容器の開口部を遮蔽する遮蔽手段をさらに有し、 前記遮蔽手段は、前記容器の開口部を遮蔽するための遮
   蔽蓋と連結され当該遮蔽蓋を開閉させるための駆動軸で
   あって、前記密閉室を構成する壁部に保持された軸受を
   介して回転自在に支持された駆動軸を有し、 前記軸受はセラミクス製のすべり軸受である請求項７に
   記載のダイカストマシン。