JP2004243366A - ダイカスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ランニングコストが低く、また、酸素との接触も抑制し得る給湯機構を備えたダイカスト装置を提供することを課題とする。また、その給湯技術を提供することを課題とする。
【解決手段】金型Ｘに溶湯を射出する射出装置１０に溶湯を給湯するための給湯装置３０を備えたダイカスト装置１であって、給湯装置３０は、溶湯になる棒形状のインゴットＢの断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路３１と、この収容通路３１に収容されたインゴットＢの先端を溶融する溶融装置３２と、溶融済みのインゴットＢを射出装置１０に給湯するための給湯通路３３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】金型Ｘに溶湯を射出する射出装置１０に溶湯を給湯するための給湯装置３０を備えたダイカスト装置１であって、給湯装置３０は、溶湯になる棒形状のインゴットＢの断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路３１と、この収容通路３１に収容されたインゴットＢの先端を溶融する溶融装置３２と、溶融済みのインゴットＢを射出装置１０に給湯するための給湯通路３３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイカスト装置に関し、より詳細には、金型に溶湯を射出する射出装置に溶湯を給湯するための給湯装置を備えたダイカスト装置及びその給湯方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト装置の代表例として、従来より、ホットチャンバー機およびコールドチャンバー機などが知られている（特許文献１の従来例参照）。
【０００３】
ホットチャンバー機１００は、図１２に示されるように、溶湯で充たされる溶解炉１０１と、溶解炉１０１の内部に組み込まれた鋳込みピストン１０２及びシリンダ１０３からなる。
また、シリンダ１０３の上部には、溶解炉１０１内に充たされる溶湯をシリンダ１０３内に取り込むための給湯ポート１０４が設けられ、金型への射出時には、この取り込んだ溶湯に圧力を加えて金型１０５に送り出している。
【０００４】
また、溶解炉１０１内には、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ ）、および空気若しくは二酸化炭素（ＣＯ２）から成る燃焼防止用保護ガスが充填されている。この燃焼防止用保護ガスは、溶湯の表面に酸化被膜を形成するガスで、この被膜によって溶湯と酸素との接触を遮断して溶湯の酸化（燃焼）を抑制している。
【０００５】
コールドチャンバー機２００は、図１３に示すように、金型２０５に連結されたシリンダ２０１と、このシリンダ２０１内に設けられたプランジャ２０２とを主要構成部品として構成されている。
また、使用時には、別途設けた溶解鍋（図示せず）で鋳塊を溶融し、この鋳塊を柄杓２０４等で汲み取り、シリンダ２０１の給湯ポート２０３に注ぎ込み、この溶湯に、プランジャ２０２で圧力を加えて金型２０５に送り出している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２３９３５４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者の鋭意研究によれば、上述のダイカスト装置に関して、種々の改善すべき点が見出された。
【０００８】
まず、必要数の成形品を得るにあたり、従来のダイカスト装置では、必要数の成形品を得るために必要な鋳塊全てを事前に溶解炉若しくは溶湯鍋で溶融しておき、シリンダへの給湯時には、これら溶融済みの鋳塊を小分けにして給湯している。
このため溶湯の液化状態を維持すべく保温用の熱エネルギーを多く要することとなり、また、溶解鍋や溶解炉の大型化にも繋がる。
【０００９】
また、近年では、機械的特性に富むマグネシウム合金を対象とした鋳造も増えつつある。しかしながら、このマグネシウム合金は、酸素との接触によって容易に燃焼する易燃焼性を有するため、この燃焼を抑制すべく種々の対策が必要になる。
【００１０】
なお、その対策として、従来のホットチャンバー機では、上述の如く燃焼防止用保護ガスを溶解炉１０３内に導入して、マグネシウム合金の燃焼を抑制するが、溶解炉１０３は大型の装置で気密性に欠けるため、燃焼防止溶保護ガスの導入を以てしても、外気（酸素）を遮断することは困難であった。
【００１１】
また、コールドチャンバー機では、溶湯鍋で溶融した鋳塊を柄杓２０４で汲み取り、シリンダへ注ぎ込むため、その過程で必然的に酸素と接触する。また、一部のコールドチャンバー機では、溶融鍋内にメタルポンプを備えて溶湯をシリンダ内に圧送するものもあるが、この場合にも、溶解鍋側に於いて酸素との接触を回避する何らかの措置が必要になる。
【００１２】
本発明は、このような技術的背景を考慮してなされたもので、ランニングコストが低く、また、酸素との接触も抑制し得る給湯機構を備えたダイカスト装置を提供することを課題とする。また、その給湯技術を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明では以下の構成とした。
すなわち、本発明は、
金型に溶湯を射出する射出装置に溶湯を給湯するための給湯装置を備えたダイカスト装置であって、
前記給湯装置は、前記溶湯になる金属塊の断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路と、この収容通路に収容された金属塊の先端を溶融する溶融装置と、前記溶融済みの金属塊を前記射出装置に給湯するための給湯通路と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された本発明では、金属塊の断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路を備えている。また、射出装置に溶湯を供給する際には、まず、金属塊を収容通路に収容し、この収容した金属塊の先端を溶融装置で溶融する。また、溶融済みの金属塊は、給湯通路を介して射出装置に給湯される。
つまり、収容通路に金属塊を収容し、且つこの状態で金属塊の先端を溶融して射出装置に給湯するため、金属塊の後端すなわち非溶融部分を、収容通路の封止栓として利用できる。
【００１５】
なお、金属塊の形状としては種々選択可能であるが、好ましくは、収容通路の開口端の寸法（例えば、内径）に対して、十分に長い全長を有する棒形状とするのが望ましい。また、金属塊としては、インゴット等の鋳塊や、鋳塊に加工を施した加工品及び成型品などをその一例として例示できる。
【００１６】
また、前記収容通路から前記射出装置に至る経路には、前記射出装置の圧力低下によって開成して、前記収容通路から前記射出装置に至る溶湯の流れを許容する逆止弁が設けられている構成としてもよい。
【００１７】
この構成では、収容通路から射出装置に至る経路に逆止弁を設けている。逆止弁は、収容通路と射出装置との間に生じる差圧をもとに開成する逆止弁であり、収容通路内の圧力に対して射出装置内の圧力が低下したときには逆止弁が開弁状態となる。よって、収容通路から射出装置に至る溶湯の流れは許容され、逆に、射出装置から収容通路に至る溶湯の逆流は規制されることとなる。
【００１８】
また、前記射出装置は、加圧ピストンを内部に摺動自在に収容するシリンダを備える構成としてもよい。この構成では、給湯通路を介してシリンダ内に溶湯が給湯され、射出時には、加圧ピストンの加圧動作によってシリンダ内の溶湯が金型に射出されることとなる。
【００１９】
また、前記加圧ピストンの加圧面には、温度の低下に起因して固化する溶湯を前記加圧面に係止させるための係止部が設けられている構成としてもよい。
【００２０】
この構成では、温度の低下に伴い固化する溶湯を加圧ピストンの加圧面に係止させるための係止部を加圧ピストンの加圧面に設けている。したがって、温度の低下に伴い固化した溶湯は、加圧ピストンの加圧面に係止され、加圧面に擬似ピストンを形成することとなる。よって、加圧ピストン及び擬似ピストンにて高い射出圧の確保が可能になる。
【００２１】
また、前記加圧ピストンの加圧面には、この加圧面に開口を有する溶湯導入路が設けられ、
前記溶湯導入路の少なくとも一部は、前記加圧ピストンの摺動方向に対して傾斜して設けられている構成としてもよい。
【００２２】
この構成では、係止部として、加圧ピストンの加圧面に開口端を有する溶湯導入路を備えている。また、溶湯導入路の少なくとも一部は、加圧ピストンの摺動方向に対して傾斜している。したがって、溶湯が溶湯導入路内に流れ込み固化すると、その固化済みの溶湯は溶湯導入路との係合により、加圧ピストンに係止されることとなる。
なお、ここで「摺動方向に対して傾斜する」とは、加圧ピストンの摺動方向を基準にした軸線上から溶湯導入路が変位していれば足り、例えば、摺動方向に対して直角に屈曲した形状等をも含むものである。
【００２３】
また、前記給湯通路の一端は、前記シリンダの内壁面に開口した給湯ポートに接続され、
前記給湯ポートは、前記加圧ピストンの圧縮行程に於いて、この加圧ピストンの側壁にて閉鎖される位置に開口している構成としてもよい。
【００２４】
この構成では、給湯ポートを介してシリンダ内に溶湯が給湯される。また、給湯ポートは、加圧ピストンの圧縮行程に於いて、この加圧ピストンの側壁により閉鎖される位置に開口している。したがって、溶湯の射出時には、給湯装置側への溶湯の逆流が抑制されるため、溶湯に効率良く圧力をかけることができる。
また、射出後に於ける加圧ピストンの後退に伴い、シリンダ内の圧力は低下するため、給湯ポートの開口時には、この圧力低下に起因して給湯装置内の溶湯がシリンダに給湯される。
【００２５】
また、前記給湯通路と前記収容通路は一直線上に配置され、且つ各通路の内径は、前記給湯通路から前記収容通路の開口端にかけての経路中で減少することのないように設定されている構成としてもよい。
【００２６】
この構成では、給湯通路と収容通路とを一直線上に配置している。また、各通路の内径は、給湯通路から収容通路の開口端にかけての経路中で減少することのないように設定されている。したがって、給湯通路及び収容通路内で固化した溶湯を、収容通路の開口端側に引き出せる。
【００２７】
また、上記した技術的課題を解決するため、本発明では、以下の給湯方法を提供する。
すなわち、金属塊を溶融して射出装置に給湯するための給湯方法であって、
給湯に供される金属塊を溶融する溶融装置に至る通路の開口端形状を前記金属塊の断面形状と同形に形成し、
前記射出装置への給湯時には、前記溶融装置に至る通路を通じて前記金属塊を溶融装置に供すると共に、この金属塊の先端を前記溶融装置で溶融して射出装置に給湯することを特徴とする。
【００２８】
また、前記射出装置に対する給湯時には、この給湯動作と並行して前記金属塊の非溶解部分を前記溶融装置での溶融に供するようにしてもよい。また、溶融に供する前記金属塊の量は、前記給湯動作にて消費された溶湯の消費量に略等しい量とするのが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明に係るダイカスト装置の好適な実施形態を説明する。
本実施の形態に示すダイカスト装置１は、図１に示されるように金型Ｘに溶湯を射出する射出装置１０と、この射出装置１０に溶湯を給湯するための給湯装置３０と、を主要構成部品とし、例えば、マグネシウム合金製のインゴットＢ（鋳塊）を金属塊として金型Ｘに射出している。
【００３０】
射出装置１０は、円筒状をなすシリンダ１１と、このシリンダ１１内に摺動自在に組み込まれた加圧ピストン１２を備えて構成されている。
また、シリンダ１１の先端には、溶湯の吐出口たるノズル１３が設けられ、ノズル１３の先端は、金型Ｘの注湯口Ｘ１に着脱自在に接続されている。
【００３１】
加圧ピストン１２の加圧面には、温度の低下に起因して固化する溶湯をこの加圧面に係止させるための係止部１２ｂが設けられている。
より詳しくは、図３に示すように、加圧ピストン１２の端面１２ａ周囲を切り欠きくことで、加圧ピストン１２の内部に延びる溝１２ｃ（溶湯導入路）を形成し、さらにその内部を加圧ピストン１２の中央に向かって切り欠くことで係止部１２ｂが形成される。
なお、図３に示すように、加圧ピストン１２の加圧面には断面Ｔ字型をなす突起１５が実質的に形成されることとなる。
【００３２】
給湯装置３０は、図１及び図４に示すように、溶湯になる棒形状のインゴットＢをその軸方向に於いて収容する収容通路３１と、この収容通路３１に収容されたインゴットＢの先端を溶融する溶融装置３２と、インゴットＢの溶融部分を溶湯として射出装置１０に給湯するための給湯通路３３と、を備えている。
【００３３】
収容通路３１は、溶湯の熱に耐え得る高融点材料から形成された円筒形状をなす筒状体であり、その一端は、給湯装置３０の外部に開口している。また、他端は、射出装置１０に至る給湯通路３３に接続されている。
【００３４】
また、収容通路３１の開口端形状及び内部通路形状は、棒形状をなすインゴットＢの断面形状（形状及び寸法含む）に略等しく、インゴットＢの収容時には、このインゴットＢが封止栓となって収容通路３１の開口端３１ａを塞ぐこととなる（図４参照）。
【００３５】
溶融装置３２は、図１に示すように火炎を熱源として収容通路３１の先端部近傍（給湯通路側）を加熱するバーナ装置３２ａと、このバーナ装置３２ａ及び収容通路３１の一部を内包するカバー体３２ｂから構成されている。
【００３６】
なお、図１に示すように収容通路３１は、溶融装置３２のカバー体３２ｂに対して十分長く、収容通路３１の開口端３１ａは、カバー体３２ｂから突き出して設けられている。したがって、収容通路３１の先端と開口端３１ａ（後端）との間には大きな温度差が生じ、収容通路３１の開口端３１ａ側から収容されるインゴットＢは、その先端から順次溶融される。
【００３７】
給湯通路３３は、収容通路３１と同様に、溶湯の熱に耐え得る高融点材料から構成され、射出装置１０のシリンダ１１に開口する給湯ポート１４と収容通路３１の先端とを相互に接続している。また、給湯通路３３の先端は、給湯ポート１４に対して着脱自在に接続されており、必要に応じて取り外すことができる。
【００３８】
また、給湯通路３３には逆止弁３４が設けられている。この逆止弁３４は、加圧ピストン１２の作動に伴い発生するシリンダ１１内の圧力低下に起因して開成し、収容通路３１から射出装置１０に至る溶湯の流れのみを許容する機能を備えている。
【００３９】
逆止弁３４は、図５及び図６に示すように給湯通路３３内に細径の流路を形成する流路形成部材３４ａと、この流路形成部材３４ａの下流側（射出装置１０側）に設けられたチェックボール３４ｂと、流路形成部材３４ａとの間でチェックボール３４ｂを揺動自在に支持する支持部材３４ｃと、を備えている。
【００４０】
また、チェックボール３４ａの直径は、流路形成部材３４ａにて形成される細径の流路に較べて大きく且つ給湯通路３３の内径に較べて小さく、給湯通路３３下流側の圧力が低下した場合には、給湯通路３３上流側（給湯装置３０側）との差圧をもとに開成して（図５参照）、給湯装置３０から射出装置１０に至る流路を形成する。また、射出に伴い給湯通路３３下流側の圧力が高くなった場合には、流路形成部材３４ａの端縁にチェックボール３４ａが接して細径の流路が閉ざされ（図６参照）、射出装置１０から給湯装置３０に至る溶湯の逆流が抑制される。
なお、上記逆止弁３４の構造は、あくまでも一例であり、各種仕様に応じてその構造は変更可能である。
【００４１】
続いて、上記構成を有するダイカスト装置１の使用方法について、本発明に係る給湯方法を踏まえて説明する。
まず、作業者は、加圧ピストン１２をシリンダ１１内部に押し込み、シリンダ１１内の余分な空気をシリンダ１１内から排出する。また、射出装置１０のノズル１３を金型Ｘの注湯口Ｘ１に接続固定する。
【００４２】
次に、棒形状のインゴットＢを収容通路３１の内部に収容（挿入）すると共に、バーナ装置３２ａを点火してインゴットＢの先端を収容通路３１内にて加熱溶融する。また、インゴットＢの先端部分の溶融後、作業者は、次なる作業として収容通路３１から射出装置１０にかけてのエア抜き作業に移る。
【００４３】
本作業では、まず、加圧ピストン１２を後退させてシリンダ１１内の圧力を低下させる。なお、シリンダ１１は、給湯通路３３及び溶湯の吐出口たるノズル１３に接続しているが、ノズル１３の内径は、給湯通路３３に較べて十分に小さく、シリンダ１１内の圧力低下に起因して生じる負圧は、主に給湯通路３３に作用する。
【００４４】
したがって、図５に示されるように、給湯通路３３に設けられる逆止弁３４は、シリンダ１１内の圧力低下によって開成し、収容通路３１内の溶融は逆止弁３４を介してシリンダ１１内に吸引・給湯される。また、この給湯動作と共に収容通路３１の圧力も低下するため、インゴットＢの非溶融部分は、収容通路３１の内部へと引き込まれ、続く給湯動作に供される溶湯を形成することとなる。
【００４５】
続いて、作業者は、加圧ピストン１２をシリンダ１１内に押し込み、シリンダ１１内の溶湯と共に、残留空気をシリンダ１１外部へと排出する。
なお、上記した一連の動作は、収容通路３１から射出装置１０のノズル１３にかけての経路中にあるエアが抜ける迄、数度に亘り繰り返される。そして、このエア抜き作業の終了後に、鋳造品を成型すべく射出作業に移る。
【００４６】
また、上記エア抜き作業の過程では、加圧ピストン１２の端面に擬似ピストン１８が形成される。
この擬似ピストン１８は、温度の低下に伴い固化する溶湯が、先の係止部１２ｂを介して加圧ピストン１２の加圧面に係止されることで形成される。
【００４７】
より詳しくは、シリンダ１１内に給湯された溶湯の一部が、図７に示されるように加圧ピストン１２の端面１２ａに形成された溝１２ｃ内に流れ込み、係止部１２ｂたる断面Ｔ字形の突起１５を内包して固化することで、加圧ピストン１２の加圧面に擬似ピストン１８が係止・形成される。
【００４８】
また、溶湯の固化によって形成される擬似ピストン１８は、シリンダ１１内に充たされる溶湯が固化したものであるため、その外径はシリンダ１１の内径に略等しく、擬似ピストン１８の生成時にはシリンダ１１内壁面との間に高い気密性が確保される。よって、以降の射出作業では、高い射出圧をもって金型Ｘへの射出が可能になる。
【００４９】
続いて、作業者は、金型Ｘを充たすために必要な溶湯をシリンダ１１内に確保すべく加圧ピストン１２を所定ストローク量後退させてシリンダ１１内に必要量の溶湯を給湯する。
次いで、加圧ピストン１２を前進させてシリンダ１１内の溶湯に圧力を加えながら金型Ｘ内に溶湯を射出する。また、このとき給湯通路３３に設けられた逆止弁３４は、シリンダ１１内の圧力上昇に伴い閉鎖状態になるため（図６参照）、シリンダ１１内の溶湯は、収容通路３１側に逆流することなく金型Ｘ内に供給されることとなる。
【００５０】
また、作業者は、金型Ｘに射出された溶湯の養生を待ち、溶湯の固化後に金型Ｘを分割して内部の鋳造品を取り外す。また、再度、金型Ｘを閉じて次なる射出作業に備える。
【００５１】
続いて、作業者は、次なる鋳造品を成形すべく、再度、加圧ピストン１２を後退させてシリンダ１１内に新たな溶湯を取り込む。また、加圧ピストン１２をシリンダ１１内に押し込み、金型Ｘに新たな溶湯を射出する。そして、上記同様、溶湯の養生の後、金型Ｘを分割して内部の鋳造品を取り出す。
なお、鋳造品の取出作業と給湯作業の順序は変更でき、又は並行して行ってもよい。なお、金型Ｘを開く前に加圧ピストン１２を戻して給湯を行えば、金型Ｘ内の鋳造品がノズル１３の栓となるため、給湯時に於いて、外気と溶湯の接触をより確実に遮断できる。
【００５２】
このように本実施の形態では、給湯に供されるインゴットＢを溶融する溶融装置３２に至る収容通路３１の開口端形状をインゴットＢの断面形状と同形に形成し、また、射出装置１０への給湯時には、収容通路３１にインゴットＢを収容すると共に、このインゴットＢの先端を溶融装置３２で溶融して、その溶融部分を射出装置１０に給湯している。
【００５３】
また、射出動作に伴い溶湯が消費され、新たな溶湯を確保すべく加圧ピストン１２を後退させると、射出装置１０及び収容通路３１の圧力低下に起因して、インゴットＢの非溶融部分が順次収容通路３１内に引き込まれる。
つまり、射出装置１０に対する給湯時には、この給湯動作と並行してインゴットＢの非溶解部分が溶融装置３２での溶融に供されることとなり、射出に要する溶湯は、その都度、給湯装置３０に必要量確保される。
【００５４】
このように本発明のダイカスト装置１では、射出装置１０に対する給湯動作と並行して、金属塊の非溶融部分が溶融に供されるため、金型Ｘに対する溶湯の射出作業終了時には、次なる射出作業に必要な溶融が既に給湯装置３０側に確保されることになる。
したがって、射出作業の後、射出装置１０への給湯が即座に可能であり、新たな金属塊の溶融を待たずに短時間に連続して射出作業を行える。
【００５５】
また、給湯装置３０内では、一給湯動作で消費された分の溶湯を補うために必要な金属塊が新たに溶融され、また、溶湯になった金属塊は、順次射出装置１０に給湯されて射出に供されるため、金属塊の溶融に要する熱エネルギーと、溶融済み金属塊の保温に要する熱エネルギーの双方を減らすことができ、この相乗効果によってランニングコストを大幅に低下させることができる。
【００５６】
また、収容通路３１に収容された金属塊は、その先端部分が溶融に供されるため、この金属塊の後端すなわち棒形状に形成されたインゴットＢの非溶融部分は収容通路３１の封止栓となり、この封止栓によって溶湯と外気（酸素）との遮断がなされる。このように本発明のダイカスト装置１では、燃焼防止用保護ガス等を収容通路３１内に導入せずとも溶湯と外気とを遮断できる。よって、例えば、マグネシウム合金といった易燃焼性を有する金属の鋳造も可能になる。
【００５７】
なお、上記実施形態は、あくまでも本発明の一実施形態であり、その詳細は、各種仕様に応じて変更可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、射出装置１０と給湯装置３０の双方を備えてダイカスト装置１を構成しているが、必ずしもその必要はなく、給湯装置３０をユニット化として、例えば、コールドチャンバー機等への適用も可能である。
【００５９】
また、上記実施形態では、給湯通路３３に逆止弁３４を設けているが、逆止弁３４に代え、例えば、以下の構成でも逆止弁３４と同様の機能を奏することができる。
本構成では、図１０及び図１１に示すように、加圧ピストン１２の全長をその有効ストローク長（摺動範囲）と略同等の長さにとり、また、加圧ピストン１２の圧縮行程に於いて、この加圧ピストン１２の側壁にて閉鎖可能な位置に給湯ポート１４を設ける。
【００６０】
また、その射出動作及び給湯動作について説明すると、射出動作では、上述の如く加圧ピストン１２の前進に伴いシリンダ１１内の溶湯が金型Ｘ内に射出される。またこの時、給湯ポート１４は、加圧ピストン１２の側壁によって閉ざされた状態にあり、シリンダ１１内に溶湯は、給湯通路３３側に逆流することなく射出に供される（図１１参照）。
【００６１】
一方、給湯動作では、加圧ピストン１２を後退させることで、給湯ポート１４が開口し、給湯通路３３内の溶湯は、給湯ポート１４の開口と同時にシリンダ１１内に給湯される。また、このとき、シリンダ１１内の圧力は、加圧ピストン１２の後退に伴い低下するため、給湯ポート１４の開口時には、この負圧に起因して短時間に溶湯がシリンダ１１内に給湯される（図１０参照）。
【００６２】
なお、上記構成の、より好ましい形態としては、加圧ピストン１２が最も後退した位置において、その加圧ピストン１２の端面１２ａ近傍に給湯ポート１４が臨むように給湯ポート１４を形成するとよい。この場合には、加圧ピストン１２の後退により、シリンダ１１内の圧力が大幅に低下するため、より短時間で給湯が可能となる。
【００６３】
また、上記では、射出装置１０として、加圧ピストン１２及びシリンダ１１からなる射出装置１０を例示したが、例えば、内部に搬送スクリュー等を備える汎用の射出装置等の起用も可能である。また、この場合には、射出装置に圧力低下が生じないため、必要に応じて金属塊を収容通路３１内に送り込むようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、金属塊として収容通路３１の全長に対して十分に長い棒形状のインゴットＢを採用しているが、例えば、図９に示すように収容通路３１の全長に対して短いカートリッジ状のインゴットＣを、収容通路３１の開口端３１ａ側から順次収容（装填）してもよく、金属塊たるインゴットの形状は、上記実施形態に記載した棒形状に必ずしも限定されるものではない。すなわち、収容通路３１内に於いて、未だ溶湯に供されない金属塊が収容通路３１の封止栓としの機能を奏すればよく、金属塊の形状や、収容通路３１に対する金属塊の収容方法は、各種仕様に応じて変更可能である。
【００６５】
また、上記実施形態では、加圧ピストン１２の操作を作業者が行っているが、例えば、油圧ピストン等を加圧ピストン１２に連結すると共に、この油圧ピストンを制御装置を介して稼働させることで自動化を図るなどの構成も考えられる。
【００６６】
また、上記では、給湯装置３０に溶融装置３２を内蔵しているが、別途用意したガスバーナ等を収容通路３１の先端部分をあぶり、インゴットＢを溶融してもよい。また、火炎を熱源とするバーナ装置３２ａに変えて、電気ヒータや高周波過熱機等の使用も可能である。また、給湯通路３３及び射出装置１０の周囲にバーナ装置３２ａの熱を導くことで、給湯通路３３及び射出装置１０内の溶湯を保温することもできる。
【００６７】
また、本実施の形態では、収容通路３１を水平に配置しているが、収容通路３１の配置方向は所望に応じて種々の方向に変更可能である。また、本実施の形態では、図４に示すように収容通路３１の開口端形状並びにインゴットの断面形状を円形としているが、収容通路３１の開口端形状並びにインゴットの断面形状は、双方が互いに係合し得る形状であれば、断面四角形等、種々変更可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、係止部として、断面Ｔ字型の突起１５を加圧ピストン１２の加圧面に形成しているが、例えば、図８に示すように、加圧ピストン１２の端面１２ａ（加圧面）から、加圧ピストン１２の摺動方向に対して傾斜した孔１９を形成するなどの構成でも係止部１２ｃとしての機能を持たせることができる。
【００６９】
また、図１１に示すように給湯通路３３と収容通路３１とを一直線上に配置し、且つ射出装置１０から収容通路３１の開口端３１ａにかけての内径を、その経路中において減少することのない通路形状とすれば、作業終了時に於いて給湯通路３３及び収容通路３１内で固化した溶湯を、収容通路３１の開口端３１ａ側に引き出すことが可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、溶融や保温に要する熱エネルギーの消費量が少なく、また、短時間に連続して射出作業が可能であり、さらに溶湯と酸素との接触も抑制し得る給湯機構を備えたダイカスト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るダイカスト装置の概略構成図。
【図２】本実施の形態に係るダイカスト装置の給湯動作を説明した説明図。
【図３】加圧ピストンの加圧面に形成された係止部の斜視図。
【図４】収容通路に棒形状のインゴットを収容した状態を示す図。
【図５】本実施の形態に係る逆止弁の開弁状態を示す図。
【図６】本実施の形態に係る逆止弁の閉弁状態を示す図。
【図７】加圧ピストンの加圧面に擬似ピストンが係止された状態を示す図。
【図８】係止部に係る他の形状例を示す図。
【図９】カートリッジ状のインゴットを、収容通路内に多数装填した状態を示す図。
【図１０】加圧ピストンの摺動により、給湯ポートを開閉可能としたダイカスト装置の給湯動作を説明するための図。
【図１１】加圧ピストンの摺動により、給湯ポートを開閉可能としたダイカスト装置の射出動作を説明するための図。
【図１２】従来の鋳造装置の代表例であるホットチャンバー機の概略構成図。
【図１３】従来の鋳造装置の代表例であるコールドチャンバー機の概略構成図。
【符号の説明】
１ ダイカスト装置
１０ 射出装置
１１ シリンダ
１２ 加圧ピストン
１２ａ 端面（加圧面）
１２ｂ 係止部
１２ｃ 溝
１３ ノズル
１４ 給湯ポート
１５ 突起
１８ 擬似ピストン
１９ 孔
３０ 給湯装置
３１ 収容通路
３１ａ 開口端
３２ 溶融装置
３２ａ バーナ装置
３２ｂ カバー体
３３ 給湯通路
３４ 逆止弁
３４ａ 流路形成部材
３４ｂ チェックボール
３４ｃ 支持部材
１００ ホットチャンバー機
１０１ 溶解炉
１０２ 鋳込みピストン
１０３ シリンダ
１０４ 給湯ポート
１０５ 金型
２００ コールドチャンバー機
２０１ シリンダ
２０２ プランジャ
２０３ 給湯ポート
２０４ 柄杓
２０５ 金型
Ｂ インゴット（金属塊）
Ｃ インゴット
Ｘ 金型
Ｘ１ 注湯口
【発明の属する技術分野】
本発明はダイカスト装置に関し、より詳細には、金型に溶湯を射出する射出装置に溶湯を給湯するための給湯装置を備えたダイカスト装置及びその給湯方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト装置の代表例として、従来より、ホットチャンバー機およびコールドチャンバー機などが知られている（特許文献１の従来例参照）。
【０００３】
ホットチャンバー機１００は、図１２に示されるように、溶湯で充たされる溶解炉１０１と、溶解炉１０１の内部に組み込まれた鋳込みピストン１０２及びシリンダ１０３からなる。
また、シリンダ１０３の上部には、溶解炉１０１内に充たされる溶湯をシリンダ１０３内に取り込むための給湯ポート１０４が設けられ、金型への射出時には、この取り込んだ溶湯に圧力を加えて金型１０５に送り出している。
【０００４】
また、溶解炉１０１内には、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ ）、および空気若しくは二酸化炭素（ＣＯ２）から成る燃焼防止用保護ガスが充填されている。この燃焼防止用保護ガスは、溶湯の表面に酸化被膜を形成するガスで、この被膜によって溶湯と酸素との接触を遮断して溶湯の酸化（燃焼）を抑制している。
【０００５】
コールドチャンバー機２００は、図１３に示すように、金型２０５に連結されたシリンダ２０１と、このシリンダ２０１内に設けられたプランジャ２０２とを主要構成部品として構成されている。
また、使用時には、別途設けた溶解鍋（図示せず）で鋳塊を溶融し、この鋳塊を柄杓２０４等で汲み取り、シリンダ２０１の給湯ポート２０３に注ぎ込み、この溶湯に、プランジャ２０２で圧力を加えて金型２０５に送り出している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２３９３５４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者の鋭意研究によれば、上述のダイカスト装置に関して、種々の改善すべき点が見出された。
【０００８】
まず、必要数の成形品を得るにあたり、従来のダイカスト装置では、必要数の成形品を得るために必要な鋳塊全てを事前に溶解炉若しくは溶湯鍋で溶融しておき、シリンダへの給湯時には、これら溶融済みの鋳塊を小分けにして給湯している。
このため溶湯の液化状態を維持すべく保温用の熱エネルギーを多く要することとなり、また、溶解鍋や溶解炉の大型化にも繋がる。
【０００９】
また、近年では、機械的特性に富むマグネシウム合金を対象とした鋳造も増えつつある。しかしながら、このマグネシウム合金は、酸素との接触によって容易に燃焼する易燃焼性を有するため、この燃焼を抑制すべく種々の対策が必要になる。
【００１０】
なお、その対策として、従来のホットチャンバー機では、上述の如く燃焼防止用保護ガスを溶解炉１０３内に導入して、マグネシウム合金の燃焼を抑制するが、溶解炉１０３は大型の装置で気密性に欠けるため、燃焼防止溶保護ガスの導入を以てしても、外気（酸素）を遮断することは困難であった。
【００１１】
また、コールドチャンバー機では、溶湯鍋で溶融した鋳塊を柄杓２０４で汲み取り、シリンダへ注ぎ込むため、その過程で必然的に酸素と接触する。また、一部のコールドチャンバー機では、溶融鍋内にメタルポンプを備えて溶湯をシリンダ内に圧送するものもあるが、この場合にも、溶解鍋側に於いて酸素との接触を回避する何らかの措置が必要になる。
【００１２】
本発明は、このような技術的背景を考慮してなされたもので、ランニングコストが低く、また、酸素との接触も抑制し得る給湯機構を備えたダイカスト装置を提供することを課題とする。また、その給湯技術を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明では以下の構成とした。
すなわち、本発明は、
金型に溶湯を射出する射出装置に溶湯を給湯するための給湯装置を備えたダイカスト装置であって、
前記給湯装置は、前記溶湯になる金属塊の断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路と、この収容通路に収容された金属塊の先端を溶融する溶融装置と、前記溶融済みの金属塊を前記射出装置に給湯するための給湯通路と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された本発明では、金属塊の断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路を備えている。また、射出装置に溶湯を供給する際には、まず、金属塊を収容通路に収容し、この収容した金属塊の先端を溶融装置で溶融する。また、溶融済みの金属塊は、給湯通路を介して射出装置に給湯される。
つまり、収容通路に金属塊を収容し、且つこの状態で金属塊の先端を溶融して射出装置に給湯するため、金属塊の後端すなわち非溶融部分を、収容通路の封止栓として利用できる。
【００１５】
なお、金属塊の形状としては種々選択可能であるが、好ましくは、収容通路の開口端の寸法（例えば、内径）に対して、十分に長い全長を有する棒形状とするのが望ましい。また、金属塊としては、インゴット等の鋳塊や、鋳塊に加工を施した加工品及び成型品などをその一例として例示できる。
【００１６】
また、前記収容通路から前記射出装置に至る経路には、前記射出装置の圧力低下によって開成して、前記収容通路から前記射出装置に至る溶湯の流れを許容する逆止弁が設けられている構成としてもよい。
【００１７】
この構成では、収容通路から射出装置に至る経路に逆止弁を設けている。逆止弁は、収容通路と射出装置との間に生じる差圧をもとに開成する逆止弁であり、収容通路内の圧力に対して射出装置内の圧力が低下したときには逆止弁が開弁状態となる。よって、収容通路から射出装置に至る溶湯の流れは許容され、逆に、射出装置から収容通路に至る溶湯の逆流は規制されることとなる。
【００１８】
また、前記射出装置は、加圧ピストンを内部に摺動自在に収容するシリンダを備える構成としてもよい。この構成では、給湯通路を介してシリンダ内に溶湯が給湯され、射出時には、加圧ピストンの加圧動作によってシリンダ内の溶湯が金型に射出されることとなる。
【００１９】
また、前記加圧ピストンの加圧面には、温度の低下に起因して固化する溶湯を前記加圧面に係止させるための係止部が設けられている構成としてもよい。
【００２０】
この構成では、温度の低下に伴い固化する溶湯を加圧ピストンの加圧面に係止させるための係止部を加圧ピストンの加圧面に設けている。したがって、温度の低下に伴い固化した溶湯は、加圧ピストンの加圧面に係止され、加圧面に擬似ピストンを形成することとなる。よって、加圧ピストン及び擬似ピストンにて高い射出圧の確保が可能になる。
【００２１】
また、前記加圧ピストンの加圧面には、この加圧面に開口を有する溶湯導入路が設けられ、
前記溶湯導入路の少なくとも一部は、前記加圧ピストンの摺動方向に対して傾斜して設けられている構成としてもよい。
【００２２】
この構成では、係止部として、加圧ピストンの加圧面に開口端を有する溶湯導入路を備えている。また、溶湯導入路の少なくとも一部は、加圧ピストンの摺動方向に対して傾斜している。したがって、溶湯が溶湯導入路内に流れ込み固化すると、その固化済みの溶湯は溶湯導入路との係合により、加圧ピストンに係止されることとなる。
なお、ここで「摺動方向に対して傾斜する」とは、加圧ピストンの摺動方向を基準にした軸線上から溶湯導入路が変位していれば足り、例えば、摺動方向に対して直角に屈曲した形状等をも含むものである。
【００２３】
また、前記給湯通路の一端は、前記シリンダの内壁面に開口した給湯ポートに接続され、
前記給湯ポートは、前記加圧ピストンの圧縮行程に於いて、この加圧ピストンの側壁にて閉鎖される位置に開口している構成としてもよい。
【００２４】
この構成では、給湯ポートを介してシリンダ内に溶湯が給湯される。また、給湯ポートは、加圧ピストンの圧縮行程に於いて、この加圧ピストンの側壁により閉鎖される位置に開口している。したがって、溶湯の射出時には、給湯装置側への溶湯の逆流が抑制されるため、溶湯に効率良く圧力をかけることができる。
また、射出後に於ける加圧ピストンの後退に伴い、シリンダ内の圧力は低下するため、給湯ポートの開口時には、この圧力低下に起因して給湯装置内の溶湯がシリンダに給湯される。
【００２５】
また、前記給湯通路と前記収容通路は一直線上に配置され、且つ各通路の内径は、前記給湯通路から前記収容通路の開口端にかけての経路中で減少することのないように設定されている構成としてもよい。
【００２６】
この構成では、給湯通路と収容通路とを一直線上に配置している。また、各通路の内径は、給湯通路から収容通路の開口端にかけての経路中で減少することのないように設定されている。したがって、給湯通路及び収容通路内で固化した溶湯を、収容通路の開口端側に引き出せる。
【００２７】
また、上記した技術的課題を解決するため、本発明では、以下の給湯方法を提供する。
すなわち、金属塊を溶融して射出装置に給湯するための給湯方法であって、
給湯に供される金属塊を溶融する溶融装置に至る通路の開口端形状を前記金属塊の断面形状と同形に形成し、
前記射出装置への給湯時には、前記溶融装置に至る通路を通じて前記金属塊を溶融装置に供すると共に、この金属塊の先端を前記溶融装置で溶融して射出装置に給湯することを特徴とする。
【００２８】
また、前記射出装置に対する給湯時には、この給湯動作と並行して前記金属塊の非溶解部分を前記溶融装置での溶融に供するようにしてもよい。また、溶融に供する前記金属塊の量は、前記給湯動作にて消費された溶湯の消費量に略等しい量とするのが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明に係るダイカスト装置の好適な実施形態を説明する。
本実施の形態に示すダイカスト装置１は、図１に示されるように金型Ｘに溶湯を射出する射出装置１０と、この射出装置１０に溶湯を給湯するための給湯装置３０と、を主要構成部品とし、例えば、マグネシウム合金製のインゴットＢ（鋳塊）を金属塊として金型Ｘに射出している。
【００３０】
射出装置１０は、円筒状をなすシリンダ１１と、このシリンダ１１内に摺動自在に組み込まれた加圧ピストン１２を備えて構成されている。
また、シリンダ１１の先端には、溶湯の吐出口たるノズル１３が設けられ、ノズル１３の先端は、金型Ｘの注湯口Ｘ１に着脱自在に接続されている。
【００３１】
加圧ピストン１２の加圧面には、温度の低下に起因して固化する溶湯をこの加圧面に係止させるための係止部１２ｂが設けられている。
より詳しくは、図３に示すように、加圧ピストン１２の端面１２ａ周囲を切り欠きくことで、加圧ピストン１２の内部に延びる溝１２ｃ（溶湯導入路）を形成し、さらにその内部を加圧ピストン１２の中央に向かって切り欠くことで係止部１２ｂが形成される。
なお、図３に示すように、加圧ピストン１２の加圧面には断面Ｔ字型をなす突起１５が実質的に形成されることとなる。
【００３２】
給湯装置３０は、図１及び図４に示すように、溶湯になる棒形状のインゴットＢをその軸方向に於いて収容する収容通路３１と、この収容通路３１に収容されたインゴットＢの先端を溶融する溶融装置３２と、インゴットＢの溶融部分を溶湯として射出装置１０に給湯するための給湯通路３３と、を備えている。
【００３３】
収容通路３１は、溶湯の熱に耐え得る高融点材料から形成された円筒形状をなす筒状体であり、その一端は、給湯装置３０の外部に開口している。また、他端は、射出装置１０に至る給湯通路３３に接続されている。
【００３４】
また、収容通路３１の開口端形状及び内部通路形状は、棒形状をなすインゴットＢの断面形状（形状及び寸法含む）に略等しく、インゴットＢの収容時には、このインゴットＢが封止栓となって収容通路３１の開口端３１ａを塞ぐこととなる（図４参照）。
【００３５】
溶融装置３２は、図１に示すように火炎を熱源として収容通路３１の先端部近傍（給湯通路側）を加熱するバーナ装置３２ａと、このバーナ装置３２ａ及び収容通路３１の一部を内包するカバー体３２ｂから構成されている。
【００３６】
なお、図１に示すように収容通路３１は、溶融装置３２のカバー体３２ｂに対して十分長く、収容通路３１の開口端３１ａは、カバー体３２ｂから突き出して設けられている。したがって、収容通路３１の先端と開口端３１ａ（後端）との間には大きな温度差が生じ、収容通路３１の開口端３１ａ側から収容されるインゴットＢは、その先端から順次溶融される。
【００３７】
給湯通路３３は、収容通路３１と同様に、溶湯の熱に耐え得る高融点材料から構成され、射出装置１０のシリンダ１１に開口する給湯ポート１４と収容通路３１の先端とを相互に接続している。また、給湯通路３３の先端は、給湯ポート１４に対して着脱自在に接続されており、必要に応じて取り外すことができる。
【００３８】
また、給湯通路３３には逆止弁３４が設けられている。この逆止弁３４は、加圧ピストン１２の作動に伴い発生するシリンダ１１内の圧力低下に起因して開成し、収容通路３１から射出装置１０に至る溶湯の流れのみを許容する機能を備えている。
【００３９】
逆止弁３４は、図５及び図６に示すように給湯通路３３内に細径の流路を形成する流路形成部材３４ａと、この流路形成部材３４ａの下流側（射出装置１０側）に設けられたチェックボール３４ｂと、流路形成部材３４ａとの間でチェックボール３４ｂを揺動自在に支持する支持部材３４ｃと、を備えている。
【００４０】
また、チェックボール３４ａの直径は、流路形成部材３４ａにて形成される細径の流路に較べて大きく且つ給湯通路３３の内径に較べて小さく、給湯通路３３下流側の圧力が低下した場合には、給湯通路３３上流側（給湯装置３０側）との差圧をもとに開成して（図５参照）、給湯装置３０から射出装置１０に至る流路を形成する。また、射出に伴い給湯通路３３下流側の圧力が高くなった場合には、流路形成部材３４ａの端縁にチェックボール３４ａが接して細径の流路が閉ざされ（図６参照）、射出装置１０から給湯装置３０に至る溶湯の逆流が抑制される。
なお、上記逆止弁３４の構造は、あくまでも一例であり、各種仕様に応じてその構造は変更可能である。
【００４１】
続いて、上記構成を有するダイカスト装置１の使用方法について、本発明に係る給湯方法を踏まえて説明する。
まず、作業者は、加圧ピストン１２をシリンダ１１内部に押し込み、シリンダ１１内の余分な空気をシリンダ１１内から排出する。また、射出装置１０のノズル１３を金型Ｘの注湯口Ｘ１に接続固定する。
【００４２】
次に、棒形状のインゴットＢを収容通路３１の内部に収容（挿入）すると共に、バーナ装置３２ａを点火してインゴットＢの先端を収容通路３１内にて加熱溶融する。また、インゴットＢの先端部分の溶融後、作業者は、次なる作業として収容通路３１から射出装置１０にかけてのエア抜き作業に移る。
【００４３】
本作業では、まず、加圧ピストン１２を後退させてシリンダ１１内の圧力を低下させる。なお、シリンダ１１は、給湯通路３３及び溶湯の吐出口たるノズル１３に接続しているが、ノズル１３の内径は、給湯通路３３に較べて十分に小さく、シリンダ１１内の圧力低下に起因して生じる負圧は、主に給湯通路３３に作用する。
【００４４】
したがって、図５に示されるように、給湯通路３３に設けられる逆止弁３４は、シリンダ１１内の圧力低下によって開成し、収容通路３１内の溶融は逆止弁３４を介してシリンダ１１内に吸引・給湯される。また、この給湯動作と共に収容通路３１の圧力も低下するため、インゴットＢの非溶融部分は、収容通路３１の内部へと引き込まれ、続く給湯動作に供される溶湯を形成することとなる。
【００４５】
続いて、作業者は、加圧ピストン１２をシリンダ１１内に押し込み、シリンダ１１内の溶湯と共に、残留空気をシリンダ１１外部へと排出する。
なお、上記した一連の動作は、収容通路３１から射出装置１０のノズル１３にかけての経路中にあるエアが抜ける迄、数度に亘り繰り返される。そして、このエア抜き作業の終了後に、鋳造品を成型すべく射出作業に移る。
【００４６】
また、上記エア抜き作業の過程では、加圧ピストン１２の端面に擬似ピストン１８が形成される。
この擬似ピストン１８は、温度の低下に伴い固化する溶湯が、先の係止部１２ｂを介して加圧ピストン１２の加圧面に係止されることで形成される。
【００４７】
より詳しくは、シリンダ１１内に給湯された溶湯の一部が、図７に示されるように加圧ピストン１２の端面１２ａに形成された溝１２ｃ内に流れ込み、係止部１２ｂたる断面Ｔ字形の突起１５を内包して固化することで、加圧ピストン１２の加圧面に擬似ピストン１８が係止・形成される。
【００４８】
また、溶湯の固化によって形成される擬似ピストン１８は、シリンダ１１内に充たされる溶湯が固化したものであるため、その外径はシリンダ１１の内径に略等しく、擬似ピストン１８の生成時にはシリンダ１１内壁面との間に高い気密性が確保される。よって、以降の射出作業では、高い射出圧をもって金型Ｘへの射出が可能になる。
【００４９】
続いて、作業者は、金型Ｘを充たすために必要な溶湯をシリンダ１１内に確保すべく加圧ピストン１２を所定ストローク量後退させてシリンダ１１内に必要量の溶湯を給湯する。
次いで、加圧ピストン１２を前進させてシリンダ１１内の溶湯に圧力を加えながら金型Ｘ内に溶湯を射出する。また、このとき給湯通路３３に設けられた逆止弁３４は、シリンダ１１内の圧力上昇に伴い閉鎖状態になるため（図６参照）、シリンダ１１内の溶湯は、収容通路３１側に逆流することなく金型Ｘ内に供給されることとなる。
【００５０】
また、作業者は、金型Ｘに射出された溶湯の養生を待ち、溶湯の固化後に金型Ｘを分割して内部の鋳造品を取り外す。また、再度、金型Ｘを閉じて次なる射出作業に備える。
【００５１】
続いて、作業者は、次なる鋳造品を成形すべく、再度、加圧ピストン１２を後退させてシリンダ１１内に新たな溶湯を取り込む。また、加圧ピストン１２をシリンダ１１内に押し込み、金型Ｘに新たな溶湯を射出する。そして、上記同様、溶湯の養生の後、金型Ｘを分割して内部の鋳造品を取り出す。
なお、鋳造品の取出作業と給湯作業の順序は変更でき、又は並行して行ってもよい。なお、金型Ｘを開く前に加圧ピストン１２を戻して給湯を行えば、金型Ｘ内の鋳造品がノズル１３の栓となるため、給湯時に於いて、外気と溶湯の接触をより確実に遮断できる。
【００５２】
このように本実施の形態では、給湯に供されるインゴットＢを溶融する溶融装置３２に至る収容通路３１の開口端形状をインゴットＢの断面形状と同形に形成し、また、射出装置１０への給湯時には、収容通路３１にインゴットＢを収容すると共に、このインゴットＢの先端を溶融装置３２で溶融して、その溶融部分を射出装置１０に給湯している。
【００５３】
また、射出動作に伴い溶湯が消費され、新たな溶湯を確保すべく加圧ピストン１２を後退させると、射出装置１０及び収容通路３１の圧力低下に起因して、インゴットＢの非溶融部分が順次収容通路３１内に引き込まれる。
つまり、射出装置１０に対する給湯時には、この給湯動作と並行してインゴットＢの非溶解部分が溶融装置３２での溶融に供されることとなり、射出に要する溶湯は、その都度、給湯装置３０に必要量確保される。
【００５４】
このように本発明のダイカスト装置１では、射出装置１０に対する給湯動作と並行して、金属塊の非溶融部分が溶融に供されるため、金型Ｘに対する溶湯の射出作業終了時には、次なる射出作業に必要な溶融が既に給湯装置３０側に確保されることになる。
したがって、射出作業の後、射出装置１０への給湯が即座に可能であり、新たな金属塊の溶融を待たずに短時間に連続して射出作業を行える。
【００５５】
また、給湯装置３０内では、一給湯動作で消費された分の溶湯を補うために必要な金属塊が新たに溶融され、また、溶湯になった金属塊は、順次射出装置１０に給湯されて射出に供されるため、金属塊の溶融に要する熱エネルギーと、溶融済み金属塊の保温に要する熱エネルギーの双方を減らすことができ、この相乗効果によってランニングコストを大幅に低下させることができる。
【００５６】
また、収容通路３１に収容された金属塊は、その先端部分が溶融に供されるため、この金属塊の後端すなわち棒形状に形成されたインゴットＢの非溶融部分は収容通路３１の封止栓となり、この封止栓によって溶湯と外気（酸素）との遮断がなされる。このように本発明のダイカスト装置１では、燃焼防止用保護ガス等を収容通路３１内に導入せずとも溶湯と外気とを遮断できる。よって、例えば、マグネシウム合金といった易燃焼性を有する金属の鋳造も可能になる。
【００５７】
なお、上記実施形態は、あくまでも本発明の一実施形態であり、その詳細は、各種仕様に応じて変更可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、射出装置１０と給湯装置３０の双方を備えてダイカスト装置１を構成しているが、必ずしもその必要はなく、給湯装置３０をユニット化として、例えば、コールドチャンバー機等への適用も可能である。
【００５９】
また、上記実施形態では、給湯通路３３に逆止弁３４を設けているが、逆止弁３４に代え、例えば、以下の構成でも逆止弁３４と同様の機能を奏することができる。
本構成では、図１０及び図１１に示すように、加圧ピストン１２の全長をその有効ストローク長（摺動範囲）と略同等の長さにとり、また、加圧ピストン１２の圧縮行程に於いて、この加圧ピストン１２の側壁にて閉鎖可能な位置に給湯ポート１４を設ける。
【００６０】
また、その射出動作及び給湯動作について説明すると、射出動作では、上述の如く加圧ピストン１２の前進に伴いシリンダ１１内の溶湯が金型Ｘ内に射出される。またこの時、給湯ポート１４は、加圧ピストン１２の側壁によって閉ざされた状態にあり、シリンダ１１内に溶湯は、給湯通路３３側に逆流することなく射出に供される（図１１参照）。
【００６１】
一方、給湯動作では、加圧ピストン１２を後退させることで、給湯ポート１４が開口し、給湯通路３３内の溶湯は、給湯ポート１４の開口と同時にシリンダ１１内に給湯される。また、このとき、シリンダ１１内の圧力は、加圧ピストン１２の後退に伴い低下するため、給湯ポート１４の開口時には、この負圧に起因して短時間に溶湯がシリンダ１１内に給湯される（図１０参照）。
【００６２】
なお、上記構成の、より好ましい形態としては、加圧ピストン１２が最も後退した位置において、その加圧ピストン１２の端面１２ａ近傍に給湯ポート１４が臨むように給湯ポート１４を形成するとよい。この場合には、加圧ピストン１２の後退により、シリンダ１１内の圧力が大幅に低下するため、より短時間で給湯が可能となる。
【００６３】
また、上記では、射出装置１０として、加圧ピストン１２及びシリンダ１１からなる射出装置１０を例示したが、例えば、内部に搬送スクリュー等を備える汎用の射出装置等の起用も可能である。また、この場合には、射出装置に圧力低下が生じないため、必要に応じて金属塊を収容通路３１内に送り込むようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、金属塊として収容通路３１の全長に対して十分に長い棒形状のインゴットＢを採用しているが、例えば、図９に示すように収容通路３１の全長に対して短いカートリッジ状のインゴットＣを、収容通路３１の開口端３１ａ側から順次収容（装填）してもよく、金属塊たるインゴットの形状は、上記実施形態に記載した棒形状に必ずしも限定されるものではない。すなわち、収容通路３１内に於いて、未だ溶湯に供されない金属塊が収容通路３１の封止栓としの機能を奏すればよく、金属塊の形状や、収容通路３１に対する金属塊の収容方法は、各種仕様に応じて変更可能である。
【００６５】
また、上記実施形態では、加圧ピストン１２の操作を作業者が行っているが、例えば、油圧ピストン等を加圧ピストン１２に連結すると共に、この油圧ピストンを制御装置を介して稼働させることで自動化を図るなどの構成も考えられる。
【００６６】
また、上記では、給湯装置３０に溶融装置３２を内蔵しているが、別途用意したガスバーナ等を収容通路３１の先端部分をあぶり、インゴットＢを溶融してもよい。また、火炎を熱源とするバーナ装置３２ａに変えて、電気ヒータや高周波過熱機等の使用も可能である。また、給湯通路３３及び射出装置１０の周囲にバーナ装置３２ａの熱を導くことで、給湯通路３３及び射出装置１０内の溶湯を保温することもできる。
【００６７】
また、本実施の形態では、収容通路３１を水平に配置しているが、収容通路３１の配置方向は所望に応じて種々の方向に変更可能である。また、本実施の形態では、図４に示すように収容通路３１の開口端形状並びにインゴットの断面形状を円形としているが、収容通路３１の開口端形状並びにインゴットの断面形状は、双方が互いに係合し得る形状であれば、断面四角形等、種々変更可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、係止部として、断面Ｔ字型の突起１５を加圧ピストン１２の加圧面に形成しているが、例えば、図８に示すように、加圧ピストン１２の端面１２ａ（加圧面）から、加圧ピストン１２の摺動方向に対して傾斜した孔１９を形成するなどの構成でも係止部１２ｃとしての機能を持たせることができる。
【００６９】
また、図１１に示すように給湯通路３３と収容通路３１とを一直線上に配置し、且つ射出装置１０から収容通路３１の開口端３１ａにかけての内径を、その経路中において減少することのない通路形状とすれば、作業終了時に於いて給湯通路３３及び収容通路３１内で固化した溶湯を、収容通路３１の開口端３１ａ側に引き出すことが可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、溶融や保温に要する熱エネルギーの消費量が少なく、また、短時間に連続して射出作業が可能であり、さらに溶湯と酸素との接触も抑制し得る給湯機構を備えたダイカスト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るダイカスト装置の概略構成図。
【図２】本実施の形態に係るダイカスト装置の給湯動作を説明した説明図。
【図３】加圧ピストンの加圧面に形成された係止部の斜視図。
【図４】収容通路に棒形状のインゴットを収容した状態を示す図。
【図５】本実施の形態に係る逆止弁の開弁状態を示す図。
【図６】本実施の形態に係る逆止弁の閉弁状態を示す図。
【図７】加圧ピストンの加圧面に擬似ピストンが係止された状態を示す図。
【図８】係止部に係る他の形状例を示す図。
【図９】カートリッジ状のインゴットを、収容通路内に多数装填した状態を示す図。
【図１０】加圧ピストンの摺動により、給湯ポートを開閉可能としたダイカスト装置の給湯動作を説明するための図。
【図１１】加圧ピストンの摺動により、給湯ポートを開閉可能としたダイカスト装置の射出動作を説明するための図。
【図１２】従来の鋳造装置の代表例であるホットチャンバー機の概略構成図。
【図１３】従来の鋳造装置の代表例であるコールドチャンバー機の概略構成図。
【符号の説明】
１ ダイカスト装置
１０ 射出装置
１１ シリンダ
１２ 加圧ピストン
１２ａ 端面（加圧面）
１２ｂ 係止部
１２ｃ 溝
１３ ノズル
１４ 給湯ポート
１５ 突起
１８ 擬似ピストン
１９ 孔
３０ 給湯装置
３１ 収容通路
３１ａ 開口端
３２ 溶融装置
３２ａ バーナ装置
３２ｂ カバー体
３３ 給湯通路
３４ 逆止弁
３４ａ 流路形成部材
３４ｂ チェックボール
３４ｃ 支持部材
１００ ホットチャンバー機
１０１ 溶解炉
１０２ 鋳込みピストン
１０３ シリンダ
１０４ 給湯ポート
１０５ 金型
２００ コールドチャンバー機
２０１ シリンダ
２０２ プランジャ
２０３ 給湯ポート
２０４ 柄杓
２０５ 金型
Ｂ インゴット（金属塊）
Ｃ インゴット
Ｘ 金型
Ｘ１ 注湯口
Claims (10)
- 金型に溶湯を射出する射出装置に溶湯を給湯するための給湯装置を備えたダイカスト装置であって、
前記給湯装置は、前記溶湯になる金属塊の断面形状と同形の開口端形状を有する収容通路と、この収容通路に収容された金属塊の先端を溶融する溶融装置と、前記溶融済みの金属塊を前記射出装置に給湯するための給湯通路と、を備えることを特徴とするダイカスト装置。 - 前記収容通路から前記射出装置に至る経路には、前記射出装置の圧力低下によって開成して、前記収容通路から前記射出装置に至る溶湯の流れを許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
- 前記射出装置は、加圧ピストンを内部に摺動自在に収容するシリンダを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイカスト装置。
- 前記加圧ピストンの加圧面には、温度の低下に起因して固化する溶湯を前記加圧面に係止させるための係止部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のダイカスト装置。
- 前記加圧ピストンの加圧面には、この加圧面に開口を有する溶湯導入路が設けられ、
前記溶湯導入路の少なくとも一部は、前記加圧ピストンの摺動方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項４に記載のダイカスト装置。 - 前記給湯通路の一端は、前記シリンダの内壁面に開口した給湯ポートに接続され、
前記給湯ポートは、前記加圧ピストンの圧縮行程に於いて、この加圧ピストンの側壁にて閉鎖される位置に開口していることを特徴とする請求項３から５の何れかに記載のダイカスト装置。 - 前記給湯通路と前記収容通路は一直線上に配置され、且つ各通路の内径は、前記給湯通路から前記収容通路の開口端にかけての経路中で減少することのないように設定されていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のダイカスト装置。
- 金属塊を溶融して射出装置に給湯するための給湯方法であって、
給湯に供される金属塊を溶融する溶融装置に至る通路の開口端形状を前記金属塊の断面形状と同形に形成し、
前記射出装置への給湯時には、前記溶融装置に至る通路を通じて前記金属塊を溶融装置に供すると共に、この金属塊の先端を前記溶融装置で溶融して射出装置に給湯することを特徴とする給湯方法。 - 前記射出装置に対する給湯時には、この給湯動作と並行して前記金属塊の非溶解部分を前記溶融装置での溶融に供することを特徴とする請求項８に記載の給湯方法。
- 前記溶融に供する金属塊の量は、前記給湯動作にて消費された溶湯の消費量に略等しい量とすることを特徴とする請求項９に記載の給湯方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003035285A JP2004243366A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | ダイカスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003035285A JP2004243366A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | ダイカスト装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004243366A true JP2004243366A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33020753
Family Applications (1)
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| JP2003035285A Pending JP2004243366A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | ダイカスト装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004243366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103658596A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 雄邦压铸（南通）有限公司 | 一种压铸液转运设备 |
| US9233417B2 (en) | 2009-11-30 | 2016-01-12 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Casting unit for a diecasting machine |
-
2003
- 2003-02-13 JP JP2003035285A patent/JP2004243366A/ja active Pending
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