JPH07299552A - ダイカストマシンでの加熱方法および圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギ−の無駄を押さえて効率的に金属材
料を溶解、保温するダイカストマシンでの加熱方法。 【構成】 セラミックの溶解シリンダ12、圧入シリンダ
14を略逆Ｔ字形に組合せ、その回りに誘導コイル16を配
設し、誘導加熱によって、金属材料の溶解、保温を行っ
ている。誘電加熱での加熱であるため、必要に応じた加
熱によって適切に溶解、保温でき、エネルギ−の無駄の
ない高い熱効率のもとで溶解、保温が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイカストマシンに
おける金属材料の加熱方法および圧入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストマシンは、一対の金型（ダ
イ）を備えた金型ユニットと、ホッパ−から供給される
アルミニウム、亜鉛、銅、マグネシウムの合金材料（材
料）を溶解、溶融して金型のキャビティ内に加圧下で圧
入する圧入装置と、金型に所定の型締力を与える型締装
置とを具備し、これらの３部材を組合せて、ダイカスト
マシンが構成されている。

【０００３】亜鉛合金のような低溶融点材料において
は、プランジャを溶融金属の中に浸潰して連続的に成形
でき、加圧室（チャンバ）が高温状態に維持できるた
め、ダイカストマシンの圧入装置はホットチャンバ型と
称される。これに対して、アルミニウム合金のような高
溶融点材料においては、圧入プランジャの浸潰ができ
ず、ショット毎に溶融金属を圧入スリ−ブ中に注入する
必要があり、加圧室は低温に維持されるため、圧入装置
はコ−ルドチャンバ型と称される。

【０００４】ホットチャンバ型の圧入装置では、溶解鍋
（るつぼ）が加熱炉内に置かれている。そして、加熱炉
によって加熱された溶解鍋内で材料が溶解され、溶解金
属は溶解鍋に連通するダ−クネック（圧入シリンダ）に
導かれる。そして、ダ−クネック内でのプランジャの前
進によって、溶解金属は加圧され、ノズルを経てキャビ
ティに圧入・充填される。

【０００５】また、コ−ルドチャンバ型の圧入装置で
は、圧入シリンダに湯口が形成されており、溶融金属
は、溶解鍋から手作業でひしゃくですくってまたはロボ
ットによって自動的にひしゃくですくって、湯口を経て
圧入シリンダに注湯される。そして、プランジャの前進
によって、溶解金属は圧入シリンダからキャビティに圧
入・充填される。

【０００６】なお、ホットチャンバ型、コ−ルチャンバ
型のいずれの圧入装置においても、プランジャは射出ラ
ムと一体的に成形され、射出シリンダ内での射出ラムの
往復動に連動してプランジャも往復動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ホット
チャンバ型、コ−ルチャンバ型のいずれの圧入装置にお
いても、溶解鍋で大量の金属材料を溶解している。そし
て、溶解金属は、ホットチャンバ型においては、溶解鍋
からダ−クネックに自動的に流入、補充され、他方、コ
−ルチャンバ型においては、ショット毎に圧入シリンダ
にひしゃくによって注湯される。

【０００８】圧入シリンダでの溶融金属の固化を避ける
ために、圧入シリンダを加熱、保温することは勿論、必
要量以上の金属材料が溶解鍋で溶解されているため、溶
解鍋での固化を避けるために溶解鍋自体も加熱し保温す
る必要がある。

【０００９】また、溶解鍋の加熱を停止したり中断して
溶解鍋の温度を下げると、溶解再開に当たってかなりの
準備時間を要し、溶解再開が容易でない。また、溶解鍋
を溶解可能温度に不必要に加熱し維持すれば、エネルギ
−の無駄が多い。

【００１０】構造的な面で考察すれば、ホットチャンバ
型の圧入装置では、加熱炉内に溶解鍋を、溶解鍋内にグ
−スネックをそれぞれ設けるとともに、グ−スネック内
でプランジャを往復動させているため、構造的に複雑化
せざるを得ない。

【００１１】コ−ルドチャンバ型圧入装置では、圧入シ
リンダ内でプランジャを往復動させれば足り、簡単な構
造となる。しかし、ショット毎に溶融金属を圧入シリン
ダにひしゃくで注湯しなければならず、注湯を手動でや
れば繁雑であり、ロボットによる自動注湯とすれば、ロ
ボットの付加によって圧入装置が構造的に複雑化する。

【００１２】この発明は、エネルギ−の無駄を押さえて
金属材料を溶解、保温するダイカストマシンでの加熱方
法およびそのための圧入装置の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明の加熱方法によれば、誘導加熱によって、
金属材料の溶解、保温を行うこととしている。また、こ
の発明の圧入装置によれば、いずれもセラミックからな
る圧入シリンダ、溶解シリンダを略逆Ｔ字形に組合せる
とともに、その回りに誘導コイルをそれぞれ配設し、誘
導加熱によって溶解、保温を可能としている。

【００１４】

【作用】この加熱方法によれば、誘電加熱での加熱であ
るため、必要に応じて迅速に加熱でき、エネルギ−の無
駄のない高い熱効率のもとで溶解、保温が行える。

【００１５】また、この圧入装置によれば、セラミック
の溶解シリンダ、圧入シリンダの回りに誘導コイルを配
設するだけで足り、構造的に簡素化でき、また、エネル
ギ−の無駄を押さえて金属材料を溶解、保温できる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
について詳細に説明する。

【００１７】図１に示すように、この発明に係るダイカ
ストマシンでの加熱方法のための圧入装置10は、圧入シ
リンダ12、溶解シリンダ14を略逆Ｔ字形に組合せるとと
もに、その回りに誘導加熱用のコイル（誘電コイル）16
をそれぞれ配設して構成され、圧入シリンダ、溶解シリ
ンダはいずれもセラミックから成形されている。

【００１８】圧入シリンダにプランジャ20が設けられ、
このプランジャは、従来と同様に、射出シリンダ内を往
復動する射出ラム（図示しない）に連動して圧入シリン
ダ内を往復動する。プランジャ20は従来と同様に鉄製と
してもよいが、圧入シリンダ12と同様にセラミックから
成形することが好ましい。

【００１９】ペレット、棒状、コイル状のいずれかの形
態のまま金属材料が溶解シリンダの上端から供給され、
それから、誘導コイルに通電して溶解シリンダ12、圧入
シリンダ14を加熱して、金属材料が溶解、保温される。
なお、溶解シリンダ12は溶解を、圧入シリンダ14は保温
を主として担当することはいうまでもない。

【００２０】金属材料の溶解後、射出ラムに連動してプ
ランジャ20を前進させれば、圧入シリンダ14内の溶解金
属は加圧されて、圧入シリンダ先端のノズル22から湯口
を経て金型（ダイ）24のキャビティに注入（圧入）・充
填される。

【００２１】なお、開始直後を除いて、金属材料は、２
〜３ショット前に溶解シリンダ12に供給されて溶解され
る。

【００２２】誘電加熱では、短時間で高温に加熱できる
ため、溶解準備時間が不要となり、金属材料の溶解が必
要に応じて適宜行え、溶解準備のためのエネルギ−の無
駄が避けられる。また、溶解シリンダ12、圧入シリンダ
14をセラミックとしたため、溶解シリンダ、圧入シリン
ダ内の金属材料を直接熱を発生でき、効率的に金属材料
の溶解、加熱が行え、この点からもエネルギ−の無駄が
なくなる。

【００２３】従来のホットチャンバ型、コ−ルドチャン
バ型の圧入装置では、溶解炉、圧入シリンダ、プランジ
ャはいずれも鉄製であるため、その鉄分が溶けてFe-Al
化合物となり、異物（ハ−ドスポット）が生じる。特
に、圧入シリンダ内でのプランジャの摺動によって、圧
入シリンダが溶損、摩耗し、この点からも異物が生じや
すい。また、溶損、摩耗によって、圧入シリンダの耐久
年数がさほど長くならない。

【００２４】これに対して、この発明では、溶解シリン
ダ12、圧入シリンダ14をセラミックから成形したため、
異物の発生が阻止できる。また、圧入シリンダ14の溶損
がなくなるとともに、圧入シリンダの摩耗も少なく、圧
入シリンダの耐久年数が長期化できる。

【００２５】勿論、溶解シリンダ12、圧入シリンダ14に
加えて、プランジャ20もセラミックから成形すれば、異
物の発生が確実に阻止できる。また、圧入シリンダ14、
プランジャ20がいずれもセラミック製であるため、圧入
シリンダの摩耗も確実に減少する。

【００２６】従来は、溶解鍋で大量に溶解して保温する
ため、保温中につぼからの放熱によって失われるエネル
ギ−がかなりある。これに対して、この発明では必要量
を溶解すれば足り、保温のために失われるエネルギ−は
従来に比較して激減する。

【００２７】このように、この発明では、エネルギ−の
無駄が少なく、従来の溶解鍋による溶解、保温では、熱
効率は18〜25％にすぎないのに対して、この発明の誘電
加熱では、70％の熱効率が確保できる。

【００２８】さらに、溶解鍋を利用した従来の溶解、保
温では、溶解鍋の開口が大きく、空気との接触面積が広
いため、酸化によって溶融金属がスラグ化しやすい。こ
れに対して、この発明では、溶解シリンダ12は、一ショ
ット分の金属材料の供給を可能とする程度の開口を持て
ば足り、空気との接触面積も小さく、スラグの発生が防
止できる。

【００２９】特に、溶解金属を溶解鍋からひしゃくです
くって注湯するコ−ルドチャンバ型の圧入装置では、溶
解鍋から圧入シリンダに運ぶ途中で酸素に触れて、スラ
グ化しやすい。しかし、この発明では、溶解金属の溶
解、保温、圧入を同一箇所で行っており、搬送途中での
スラグ化が皆無となる。

【００３０】図示の圧入装置10によれば、上記の加熱方
法が容易に遂行できることは勿論、圧入シリンダ12、溶
解シリンダ14を略逆Ｔ字形に組合せてその回りに誘電コ
イル16をそれぞれ配設するだけで構成でき、構造的に複
雑化せず、容易に軽量小型化できる。

【００３１】誘電加熱であるため、低溶融点材料、高溶
融点材料を問わず溶解、加熱でき、この発明の圧入装置
10は、ホットチャンバ型、コ−ルドチャンバ型の圧入装
置を兼用し汎用性が高い。ただし、マグネシウム合金の
ような低溶融点材料は加熱によって燃えるやすいため、
少量ずつ供給するとよい

【００３２】なお、ノズル22を上にして圧入シリンダ14
を傾けて配置し、ダイカスト製品の離型時に、溶解金属
の液面がノズル22より下方に位置するようにすれば、離
型時でのノズルからの漏出が防止でき、好ましい。

【００３３】上述した実施例は、この発明を説明するも
のであり、この発明を何ら限定するものでなく、この発
明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこ
の発明に含まれることはいうまでもない。

【００３４】

【発明の効果】上記のように、この発明のダイカストマ
シンでの加熱方法によれば、誘電加熱によって短時間で
高温に加熱できるため、溶解準備時間が不要となり、金
属材料の溶解が必要に応じて適宜行え、溶解準備のため
のエネルギ−の無駄が避けられる。また、熱効率のよい
溶解、保温が行える。

【００３５】また、この発明のダイカストマシンの圧入
装置によれば、上記加熱方法が円滑に遂行できるととも
に、構造的に簡素化され、容易に軽量小型化できる。さ
らに、エネルギ−の無駄を押さえて金属材料を溶解、保
温でき、スラグの発生も確実に防止できる。

【００３６】溶解シリンダ、圧入シリンダに加えて、プ
ランジャもセラミックから成形すれば、異物の発生の確
実に阻止できるとともに、圧入シリンダの摩耗も確実に
減少する。

【００３７】ダイカスト製品の離型時での溶解金属の液
面がノズルより下方に位置するようにノズルを上にして
圧入シリンダを傾けて配置すれば、離型時でのノズルか
らの漏出が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるプランジャ後退時でのダイキ
ャストマシンの圧入装置の概略縦断面図である。

【符号の説明】

10：ダイキャストマシンの圧入装置 12：溶解シリンダ 14：圧入シリンダ 16：誘電コイル 20：プランジャ 22：ノズル 24：金型（ダイス）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導加熱によって、金属材料の溶解、保
   温を行うことを特徴とするダイカストマシンでの加熱方
   法。
2. 【請求項２】 いずれもセラミックからなる圧入シリン
   ダ、溶解シリンダを略逆Ｔ字形に組合せるとともに、そ
   の回りに誘導コイルをそれぞれ配設し誘導加熱によって
   金属材料の溶解、保温を可能としたダイカストマシンの
   圧入装置。
3. 【請求項３】 セラミックからなる圧入シリンダに、上
   方からセラミックからなる溶解シリンダを連結して略逆
   Ｔ字形に組合せ、圧入シリンダ、溶解シリンダ双方の回
   りに誘導コイルを配設し、誘導加熱によって溶解シリン
   ダで金属材料を溶解するとともに、圧入シリンダでの保
   温を可能としたダイカストマシンの圧入装置。
4. 【請求項４】 圧入シリンダ内を往復動するプランジャ
   もセラミックから成形した請求項１ないし３のいずれか
   記載のダイカストマシンの圧入装置。
5. 【請求項５】 圧入シリンダ先端のノズルが上に位置す
   るように圧入シリンダを傾けて配置して、ダイカスト製
   品の離型時での圧入シリンダ内の溶解金属の液面をノズ
   ルより下方に位置可能とした請求項１ないし４のいずれ
   か記載のダイカストマシンの圧入装置。