ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置
【課題】電磁ポンプによる溶融金属の供給開始と供給停止の動作に合わせて溶融金属の供給と停止がより正確に行えると共に、併せて溶融金属の酸化防止も同時に図る。
【解決手段】ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有する。溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に給湯される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設ける。溶融金属ノズル３０には、射出スリーブ２０に給湯される溶融金属のレベルを堰２９を越流する高さによって検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の給湯量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御する。
【解決手段】ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有する。溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に給湯される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設ける。溶融金属ノズル３０には、射出スリーブ２０に給湯される溶融金属のレベルを堰２９を越流する高さによって検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の給湯量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイキャスト金型に溶融アルミニウム等の溶融金属を充填するために使用されるダイキャストマシーンスリーブへの溶融金属充填装置に関し、特にダイキャスト金型に溶融金属を送り出す射出スリーブに溶融金属電磁ポンプを使用して溶融金属を充填するダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト鋳造においては、固定金型に設けた射出スリーブに定量の溶融金属を給湯し、その後油圧により駆動されるプランジャの先端に設けたプランジャチップで射出スリーブ内に給湯した溶融金属を金型のキャビティ内に充填する。この動作を繰り返すことにより、鋳造サイクル毎にダイキャスト金型のキャビティに溶融金属を充填することが行われている。
【０００３】
図５は、このような溶融金属充填装置を備えたダイキャスト鋳造装置の概略を示す。
台座５１の上には、同台座５１上に固定された固定盤５２と、台座５１の上を図５において左右にスライドする可動盤５５とが設けられている。固定盤５２には固定金型５３が取り付けられ、可動盤５５にはダイバー５７を介して可動金型５４が取り付けられている。図示してない油圧機構により前記可動盤５５がスライドするのに伴い、前記可動金型５４が図５の左右方向に往復し、固定金型５３に接触−離間する。可動金型５４が固定金型５３に接触した時に、可動金型５４と固定金型５３との間にキャビティ５８が形成される。
【０００４】
固定金型５３に射出スリーブ６０が設けられている。この射出スリーブ６０は、水平に配置され、その一端側は固定金型５３の可動金型５４が接触する面側に開口し、可動金型５４が固定金型５３に接触したとき形成される前記キャビティ５８にゲート６５を介して通じている。他方、射出スリーブ６０の他端側は固定盤５２からその外側に突出し、その上部に溶融金属を投入し、充填するための溶融金属投入口６４が開口している。この射出スリーブ６０の中には、プランジャチップ６２がスライド自在に配置され、このプランジャチップ６２は、図示してない油圧シリンダにより駆動されるプランジャロッド６３の先端に設けられている。
【０００５】
可動金型５４は、図示してない油圧機構により可動盤５５が台座５１の上をスライドするのに伴い移動するが、この可動金型には、油圧シリンダ５６により駆動される押し出しピン５９が取り付けられている。後述する脱型時に、油圧シリンダ５６により押し出しピン５９の先端が可動金型５４と固定金型５３との間に形成されるキャビティ５８内の成形品を押し出す。
【０００６】
このダイキャスト鋳造装置では、図５に示すように、まず可動金型５４が固定金型５３に接触し、可動金型５４と固定金型５３との間にキャビティ５８が形成される。またラドル６１により溶融金属投入口６４から射出スリーブ６０の中に溶融金属が投入される。その後、図６に示すように、図示してない油圧機構により、プランジャロッド６３が延伸し、その先端のプランジャチップ６２が図において左方向にスライドし、射出スリーブ６０の中の溶融金属をゲート６５を通してキャビティ５８の中に押し出す。
【０００７】
この溶融金属の押し出しに際しては、まずプランジャチップ６２が射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４を通過し、なお且つ溶融金属が射出スリーブ６０の中をキャビティ５８側に押し出され、図６（Ａ）に示すように、ゲート６５を塞ぐまでの間、プランジャチップ６２は低速で押し出される。続いて、プランジャチップ６２の押し出し速度を一挙に速くし、図６（Ｂ）に示すように、射出スリーブ６０の中の溶融金属をゲート６５からキャビティ５８の中に充填する。その後、プランジャチップ６２が減速し、キャビティ５８の中の溶融金属を加圧することで、キャビティ５８の中に充填された溶融金属に含まれる気泡が潰され、この気泡がキャビティ５８の成形品の中で非常に小さい空洞として残る。
【０００８】
こうして溶融金属は、キャビティ５８へ充填された後、可動金型５４と可動金型５３によって冷却され、キャビティ５８の中で凝固して鋳物を成型する。その後、図示してない油圧機構により可動金型５４が移動して固定金型５３から離れると共に、油圧シリンダ５６により押し出しピン５９の先端が可動金型５４から固定金型５３側に押し出され、ダイカスト鋳物が可動金型５４から押し出されて脱型される。この間前記プランジャチップ６２は、図５に示す原位置に復帰する。以下、これを繰り返すことにより、順次ダイカスト鋳物が鋳造される。
【０００９】
しかし、このような従来の溶融金属充填装置では、次のような問題があった。第一に、図示してない坩堝から溶融金属をラドル６１で汲み上げ、これを溶融金属投入口６４から射出スリーブ６０の中に充填するので、ラドル６１で坩堝の表面から酸化物を汲み上げてしまう。またラドル６１で溶融金属を搬送し、射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４に投入する間に溶融金属の表面が大気に触れて酸化する。しかも、射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４が開口しているため、この溶融金属投入口６４からラドル給湯する時も空気を巻き込んで射出スリーブ６０内の溶融金属に空気が入り込みやすく、これ等の原因で、鋳物に酸化物が混じりやすい。第二に、ラドル６１で坩堝から溶融金属を汲み上げ、これを搬送して射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４に投入する間に溶融金属の温度が低下しやすい。この温度低下を避けるため、坩堝の溶融金属の温度を高くすると、大気の水分が溶融金属と反応して分解しその分解水素が溶融金属に多量に入り、鋳物に巣と呼ばれる小さな空洞が生じやすい。
【００１０】
このような問題に対し、例えば下記特許文献１のように、溶融金属を送り出す電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を充填することも提案されている。この特許文献１ではまた、射出スリーブに溶融金属を投入する部分にアルゴン等の不活性ガスを注入し、溶融金属が大気中の酸素と接触し、反応して酸化することを防止する手段が提案されている。このように、電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を供給すれば、前述のような問題の多くを解決することが出来る。
【００１１】
しかし、アルゴンガス注入口は、アルミで目詰まりしない様に、常に気相部に設ける等の工夫が必要になる。
更に、ノズルから給湯される溶融金属は粘性があるため、電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を供給するとき、電磁ポンプを精密に制御しても、湯流れ時の湯切れが一定せず毎回正確な量の溶融金属を射出スリーブ６０に充填することは困難である。特に、電磁ポンプで射出スリーブ６０に投入する溶融金属を停止する時、溶融金属の慣性や粘性によって溶融金属の流れが直ぐ止まらない。これが溶融金属供給量を定量制御するための大きな問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１３７０５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２６８６１号公報
【特許文献３】特開平０６−１０６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述した従来のダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置における前述の課題に鑑み、電磁ポンプによる溶融金属の供給開始と供給停止の動作に合わせて溶融金属の供給と停止がより正確に行えると共に、併せて溶融金属の酸化防止も同時に図ることが出来るダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では、前記の目的を達成するため、溶融金属電磁ポンプ１０から溶融金属ノズル３０を介してダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に溶融金属を投入するに当たり、溶融金属電磁ポンプ１０側からノズル３０側に堰２９を越流して溶融金属が流れ出るようにすると共に、溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に投入される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるようにした。
【００１５】
すなわち、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有し、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に充填される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設けたものである。
【００１６】
また溶融金属充填ノズル３０には、射出スリーブ２０内の堰２９を越流する溶融金属のレベル検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の充填量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御する。従ってこのレベル計１９は、溶融金属ノズル３０を通して射出スリーブ２０内の堰２９を越流する溶融金属の液面を検知して流量測定出来る位置に設けられている。
【００１７】
このような構成を有するダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置において、溶融金属電磁ポンプ１０により溶融金属の供給を開始すると、レベル計１９を用いて溶融金属は堰２９を越流する溶融金属の流量を測定しながら溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に給湯される。射出スリーブ２０に定量の溶融金属が充填された後、溶融金属電磁ポンプ１０の動作により溶融金属の供給が停止される時、溶融金属電磁ポンプ１０側にある溶融金属が堰２９で堰き止められ、溶融金属の流れの慣性を切断して湯切れを良くして余分の溶融金属が溶融金属ノズル３０に越流しない。また、ガスノズル２７によるガス噴射により、堰２９から溶融金属ノズル３０内に残った溶融金属は射出スリーブ２０側に押し出され、充填される。しかも、ガスノズル２７から不活性ガスを噴出することにより、溶融金属ノズル３０の中は不活性ガス雰囲気となり、同ノズル３０内で溶融金属の酸化が起こらない。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明した通り、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置では、前述のような堰２９による溶融金属の流量測定と分離作用とガスノズル２７による溶融金属ノズル３０内の残湯の強制切断作用により、溶融金属を供給開始、供給停止するときの溶融金属の分離が確実且つ素早く行われる。これにより、溶融金属の粘性や慣性によって溶融金属が惰性的に流れることが無くなり、射出スリーブ２０に毎回正確な量の溶融金属を充填することが出来る。さらに、ガスノズル２７から不活性ガスを噴出することにより、溶融金属ノズル３０内の溶融金属の酸化を防止することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す別方向からの要部断面図である。
【図３】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す図１の溶融金属ノズルの継手部分の拡大断面図である。
【図４】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の他の実施例を示す断面図である。
【図５】ダイキャストマシンの従来例を示す断面図である。
【図６】ダイキャストマシンの従来例の動作を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明では、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に堰２９を越流して溶融金属が流れ出るようにすると共に、溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に投入される溶融金属に不活性ガスを吹き付けることにより、その目的を達成する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
【００２１】
図１〜３は、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例である。
このダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、溶融金属電磁ポンプを使用してダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に溶融金属を充填する。図２に示されたように、ダイキャストマシン２１は、固定盤３６に取り付けられた固定型３７と、図示してない可動盤に取り付けられ、前記固定型３７に接触−離間する可動型３８とからなる金型を有する。図２に示されたように、可動型３８が固定型３７に接触したとき、そられの間に鋳物を成型する空間となるキャビティ３１が形成される。
【００２２】
図２に示されたように、射出スリーブ２０には、図示してない油圧シリンダにより駆動されるプランジャ３３の先端に設けられたプランジャチップ３４がスライド自在に挿入されている。またこの射出スリーブ２０には、上方に開口した溶融金属の投入口が設けられている。プランジャ３３によりプランジャチップ３４が図２において左方向に押し出されることにより、前記投入口から射出スリーブ２０に充填された溶融金属がゲート３２を通って前記キャビティ３２に充填される。
【００２３】
図１に示すように、前記射出スリーブ２０に溶融金属を供給するための溶融金属電磁ポンプ１０は、誘導子を有し、この電磁作用により溶融金属槽１１に収納された溶融金属１２を前記射出スリーブ２０に供給する。図１に示した例では、溶融金属電磁ポンプは、上側の給湯誘導子１４と、下側の立上誘導子２４との２段の誘導子を有する。
【００２４】
ポンプ側ダクト１が斜めに配置され、溶融金属槽１１に収納された溶融金属１２に前記ポンプ側ダクト１の下端が差し込まれている。ポンプ側ダクト１の溶融金属１２の液面より上にある部分の周囲には、磁性体製のヨーク１５にコイル１６を巻回した上側の給湯誘導子１４が配置されている。ヨーク１５は、ポンプ側ダクト１の溶融金属１２の液面より上にある部分を囲むようにその外周側に嵌め込まれており、このヨーク１５に三相コイルを構成するコイル１６が巻回されている。この給湯誘導子１４には、冷却器２３が設けられ、駆動時に冷却される。
【００２５】
さらに前記ポンプ側ダクト１には、前記給湯誘導子１４より下側の部分の周囲に立上誘導子２４が配置されている。この立上誘導子２４は、前記の給湯誘導子１４と同様に、前記ポンプ側ダクト１の誘導子１４より下側の部分の外周に嵌め込まれた磁性体製のヨーク２５にコイル２６を巻回したものである。この立上誘導子２４のコイル２６は耐熱性を有する無機絶縁ケーブルにより巻回されている。無機絶縁ケーブルは、ステンレスチューブ等からなるシースの中に導電線を収納し、この導電線とシースとの間にマグネシア粉末等の無機絶縁粉末を充?して絶縁した構造を有する。いわゆるシースケーブルと呼ばれる。このような無機絶縁ケーブルは、耐熱性が高く、８００℃の温度にも耐えることが出来る。このため立上用誘導子２４は、冷却手段を有しない無冷却としながら、大きな電流を通電するのに適しており、その分だけ給湯誘導子１４のコイル１６に比べて立上誘導子２４のコイル２６の巻数は少なくすることが出来る。
【００２６】
この立上誘導子２４は、耐熱性を有するセラミック等からなる筒状の保護ケース１７で囲まれている。この保護ケース１７の上端開口部は、上側の給湯誘導子１４の下端面に固定されている。また、この保護ケース１７の下端の開口部は、前記ポンプ側ダクト１の下端と密に接合されており、この接合部に囲まれた内側は、ポンプ側ダクト１の下端の溶融金属１２の導入口１８となっている。ポンプ側ダクト１には、筒状の保護管３が同心状に挿入されている。保護管３内のコア２、２２は、磁性材から出来ており、各誘導子１４，２４で発生する磁力を増強する為の物である。
【００２７】
前記ポンプ側ダクト１の上端には、く字形のエルボ管からなる給湯側ダクト１’がフランジ継手等の継手５、５’を介して密に接続されている。前記保護管３の給湯側ダクト１’に近い一端部の周囲にフランジ６が延設され、このフランジ６の外周に近い部分が前記ポンプ側ダクト１と給湯側ダクト１’とを接続する前記の継手５、５’の間に挟持されている。これにより、保護管３の中のコア２、２２がポンプ側ダクト１の中心に位置するよう保持されている。フランジ６には、溶融金属１２の通路となる複数の円弧状の通過孔７が設けられている。給湯側ダクト１’は、図示してないバネ等により手前のポンプ側ダクト１に弾力的に押しつけられている。この状態で継手５、５’の間に挿入された耐熱性のガスケットにより継手５、５’の部分のシール性が確保されている。
【００２８】
これらポンプ側ダクト１と給湯側ダクト１’は、セラミック等の耐熱性、耐蝕性のある材料で作られており、その外周に設けた保温用のマイクロヒータ等からなるヒータ９、９’により溶融金属１２の融点以上の温度に加熱され、溶融金属１２の凝固を防ぐ。
溶融金属槽１１の中の溶融金属１２に液面センサー等のセンサー１３が設けられ、これにより溶融金属槽１１の中の溶融金属１２の液位が検知される。前記立上誘導子２４は、このセンサー１３で検知される溶融金属１２の液面より下に挿入される。
【００２９】
給湯側ダクト１’の先端に溶融金属ノズル３０が接続されている。この溶融金属ノズル３０の下方を向いた先端は、前記射出スリーブ２０の溶融金属投入口に差し込まれている。またこの溶融金属ノズル３０は緩衝継手２８を介して射出スリーブ２０に連結されている。射出スリーブ２０と緩衝継手２８との間には、緩衝シールパッキン３５が挿入され、射出スリーブ２０と緩衝継手２８との緩衝性及び気密性が保持されている。
【００３０】
溶融金属ノズル３０の上端には、レベル計１９が設けられ、これにより溶融金属ノズル３０の先端部分、すなわち溶融金属投入口の堰２９から越流される溶融金属の液面の高さが検知される。またこの部分には、アルゴン等の不活性ガスを噴出するガスノズル２７とリークバルブ４１とが設けられている。ガスノズル２７には、アルゴン等の不活性ガスを貯えた図示してないガスボンベがやはり図示してないバルブ又はインジェクタを介して接続されている。このガスノズル２７からは、前述した溶融金属電磁ポンプ１０の給湯を停止する時に協働して堰２９を越流する流れを切断する為、適時溶融金属ノズル３０の先端に向けてガスが噴射される。リークバルブ４１は、溶融金属ノズル３０内のガスを適時外部に放出するのに使用される。
【００３１】
前記給湯側ダクト１’と溶融金属ノズル３０との接続部分であって、給湯側ダクト１’の終端部分に堰２９が設けられている。この堰２９は、給湯側ダクト１’の流路底面が手前の部分より一段高くなるよう隆起した形状を有している。給湯側ダクト１’からはこの堰２９を越えて溶融金属ノズル３０側に溶融金属が流れ出る。
【００３２】
図３は、前記の緩衝継手２８の部分を示している。この緩衝継手２８は、同一内外径のリング状のパッキン材３７を円筒形となるように複数個積み重ね、さらにその外側により大きな内外径のパッキン材３７を円筒形となるように複数個積み重ね、溶融金属の流路となる筒状のパッキン部を形成している。或いは長尺なパッキン材３７をらせん状に密巻きコイル状とし、溶融金属の流路となる筒状のパッキン部を形成しても良い。何れの場合も隣接するパッキン材３７は相互に密に積み重ねて筒状のパッキン部を形成し、これを溶融金属の流路とする。
【００３３】
前記パッキン材３７としては、金属線等の芯材に黒鉛を被覆したものが使用出来る。芯材としては、例えば耐熱性、耐蝕性、耐酸化性、耐クリープ性などの高温特性に優れたニッケルをベースとし、鉄、クロム、ニオブ、モリブデン等の合金（商品名「インコネル」）の線材が好適である。これに黒鉛を被覆し、前述のリング状或いは密巻きコイル状のパッキン材３７とする。
【００３４】
このパッキン材３７からなるパッキン部を両側から耐熱性を有するセラミックからなる一対の配管接続用のフランジ３６、３６で挟持する。このフランジ３６、３６は、窒化珪素等の耐熱性及び溶融アルミニウムに対して耐蝕性のあるセラミックで作られている。
前記パッキン材３７の外側にステンレス等の薄い金属板からなるベローズ４０を被せている。このベローズ４０の両端をフランジ押え金具３９、３９と共に前記フランジ３６、３６を挟むベローズ押え金具３８、３８でフランジ３６、３６に固定している。
【００３５】
前記フランジ３６、３６の一方を、前記給湯側ダクト１’及び溶融金属ノズル３０に接続する。また、前述したように、他方のフランジ３６は、緩衝シールパッキン３５が挿入された状態で射出スリーブ２０に接続されている。
射出スリーブ２０では、図２に示したプランジャチップ３４の摺動に伴い、溶融金属をダイキャストマシン２１のキャビティ３１に毎回定量ずつ射出する度に振動又は変位し、この振動や変位が給湯側ダクト１’や溶融金属ノズル３０に及ぶ。このとき、前記パッキン材３７が積み重ねられているため、パッキン材３７が相互に摺動して振動や変位を吸収し、その前後の給湯側ダクト１’や溶融金属ノズル３０に及ぼす振動や変位を小さくする。これにより、前記射出スリーブ２０内でプランジャチップ３４が摺動しても、継手部分における溶融金属の漏れ等を未然に防止することが出来る。
【００３６】
このようなダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置では、まず立上誘導子２４を駆動し、溶融金属槽１１の溶融金属１２をポンプ側ダクト１に汲み上げ、ポンプ側ダクト１の中の溶融金属を給湯誘導子１４の電磁力が作用するレベルまで汲み上げる。次に、給湯誘導子１４の電磁力を上げながら立上げ誘導子２４の出力を下げて出力が零になっても、給湯誘導子２４の電磁力だけで湯をポンプ側ダクト１の中に保持する事ができる。
【００３７】
その後給湯誘導子１４の出力をさらに大きくするとポンプ側ダクト１の中の溶融金属が押し上げられ、溶融金属１２が給湯側ダクト１’の中を上昇し、堰２９の高さに達する。このレベルは、給湯側ダクト１’を通して溶融金属を射出スリーブ２０に充填する直前の状態、すなわち給湯待機状態である。この給湯待機状態で給湯誘導子１４の出力のバランスを取りながらポンプ側ダクト１の溶融金属１２のレベルを前述の堰２９の高さに維持する。
【００３８】
次にこの給湯待機状態のレベルから溶融金属電磁ポンプ１０の給湯誘導子１４の出力をさらに増大させ、溶融金属のレベルを給湯待機状態の高さ以上に立上げることにより、溶融金属が堰２９を越流し、ノズル３０を通って溶融金属が射出スリーブ２０に流れ込み、給湯される。このアルミ給湯前に、ガスノズル２７から溶融金属ノズル３０の中に不活性ガスを注入し、溶融金属ノズル３０の中を不活性ガス雰囲気とする。同時に、レベル計１９により溶融金属ノズル３０の先端部分、すなわち溶融金属投入口の堰２９から射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の液面の高さが検知され、射出スリーブ２０への給湯量が測定される。
【００３９】
このとき、溶融金属投入口の堰２９から射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の表面にさざ波が出来てしまう。その平均的な液面高さを測定するのが望まし事から、前記レベル計１９は、電磁誘導方式のレベル計を使用するのが良い。さらに、ガスノズル２７から注入されるアルゴンガスは、キャビティ３１に通じるゲート３２を介してキャビティ３１側に排気されるとともにリークバルブ４１を介して大気に放出されて、射出スリーブ内の圧力が上昇して、給湯に影響しない様にしなければならない。
【００４０】
次に、前記レベル計１９により検知される射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の液面の高さが所定の高さと所定の時間になったところで、溶融金属電磁ポンプ１０の給湯誘導子１４の出力を下げ、給湯側ダクト１’の中の溶融金属のレベルを堰２９の高さに戻す。これにより、給湯側ダクト１’から溶融金属ノズル３０側への溶融金属の越流が停止される。同時にガスノズル２７から溶融金属ノズル３０の中に注入される不活性ガスにより、溶融金属ノズル３０の中に残った溶融金属を射出スリーブ２０へ送り出され、給湯を終了する。
【００４１】
一般に、射出スリーブ２０への給湯によつて生ずる射出スリーブ内の高さは、射出スリーブの径の半分程度に設定され、ガスノズル２７からのガスは、リークバルブ２２７やゲート３２を通ってキャビティ３１側にも流れるようにして、射出スリーブ内のガス圧が上昇せず、給湯に影響しないようにする。
【００４２】
その後、図２に示すプランジャチップ３４が同図において左方向へ移動し、射出スリーブ２０に充填された溶融金属をゲート３２を通してダイキャストマシン２１の金型のキャビティ３１に充填する。この時のプランジャチップ３４の動作は、前述した従来のものと同じである。その後、鋳物の成型が行われると共に、図２に示すプランジャチップ３４が同図において右に復帰する。
以下、これを繰り返しながら、キャビティ３１への溶融金属の充填と鋳造が行われる。
【００４３】
なお、溶融金属ノズル３０から溶融金属を射出スリーブ２０に給湯する際に、溶融金属ノズル３０から噴出する溶融金属の流速が速すぎる時は、その反動で射出スリーブ２０の壁から溶融金属が溶融金属ノズル３０側に跳ね返ってくることがある。そのようなときは、図２に二点鎖線で示すように、溶融金属ノズル３０を若干傾斜させ、その先端がゲート３２側またはその反対側に向くようにするとよい。
【００４４】
次に、図４に示したダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の他の実施例について説明する。
図１に示した実施例では、溶融金属ノズル３０を垂直に立て、その先端を真下に向けて射出スリーブ２０に接続した。これに対し、図４に示した実施例では、溶融金属ノズル３０を斜めにしている。また、図１に示した実施例では、溶融金属ノズル３０に接続される給湯側ダクト１’を水平にして溶融金属ノズル３０に接続したが、この図４の実施例では、斜めに設置されたポンプ側ダクト１の延長上に給湯側ダクト１’を接続し、この斜めの湯側ダクト１’に溶融金属ノズル３０を直接接続している。湯側ダクト１’と溶融金属ノズル３０の底面はそれらの接続部分で最も高くなり、その部分が堰２９となる。
【００４５】
図４に示した実施例におけるその他の構成は図１〜図３により前述した前記ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の実施例と基本的に同じであり、同じ部分は同じ符合で示している。動作も基本的に同じである。それらの詳細については、重複するので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によるは、ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、ダイキャストマシンの射出スリーブに溶融アルミニウム等の溶融金属を充填するのに使用出来るので、比較的小形の鋳物を多量に生産出来るアルミダイキャスト鋳造等の分野で射出スリーブへの溶融金属の充填に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 溶融金属電磁ポンプ
１９ レベル計
２０ 射出スリーブ
２１ ダイキャストマシン
２９ 堰
３０ 溶融金属ノズル
２７ ガスノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイキャスト金型に溶融アルミニウム等の溶融金属を充填するために使用されるダイキャストマシーンスリーブへの溶融金属充填装置に関し、特にダイキャスト金型に溶融金属を送り出す射出スリーブに溶融金属電磁ポンプを使用して溶融金属を充填するダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイキャスト鋳造においては、固定金型に設けた射出スリーブに定量の溶融金属を給湯し、その後油圧により駆動されるプランジャの先端に設けたプランジャチップで射出スリーブ内に給湯した溶融金属を金型のキャビティ内に充填する。この動作を繰り返すことにより、鋳造サイクル毎にダイキャスト金型のキャビティに溶融金属を充填することが行われている。
【０００３】
図５は、このような溶融金属充填装置を備えたダイキャスト鋳造装置の概略を示す。
台座５１の上には、同台座５１上に固定された固定盤５２と、台座５１の上を図５において左右にスライドする可動盤５５とが設けられている。固定盤５２には固定金型５３が取り付けられ、可動盤５５にはダイバー５７を介して可動金型５４が取り付けられている。図示してない油圧機構により前記可動盤５５がスライドするのに伴い、前記可動金型５４が図５の左右方向に往復し、固定金型５３に接触−離間する。可動金型５４が固定金型５３に接触した時に、可動金型５４と固定金型５３との間にキャビティ５８が形成される。
【０００４】
固定金型５３に射出スリーブ６０が設けられている。この射出スリーブ６０は、水平に配置され、その一端側は固定金型５３の可動金型５４が接触する面側に開口し、可動金型５４が固定金型５３に接触したとき形成される前記キャビティ５８にゲート６５を介して通じている。他方、射出スリーブ６０の他端側は固定盤５２からその外側に突出し、その上部に溶融金属を投入し、充填するための溶融金属投入口６４が開口している。この射出スリーブ６０の中には、プランジャチップ６２がスライド自在に配置され、このプランジャチップ６２は、図示してない油圧シリンダにより駆動されるプランジャロッド６３の先端に設けられている。
【０００５】
可動金型５４は、図示してない油圧機構により可動盤５５が台座５１の上をスライドするのに伴い移動するが、この可動金型には、油圧シリンダ５６により駆動される押し出しピン５９が取り付けられている。後述する脱型時に、油圧シリンダ５６により押し出しピン５９の先端が可動金型５４と固定金型５３との間に形成されるキャビティ５８内の成形品を押し出す。
【０００６】
このダイキャスト鋳造装置では、図５に示すように、まず可動金型５４が固定金型５３に接触し、可動金型５４と固定金型５３との間にキャビティ５８が形成される。またラドル６１により溶融金属投入口６４から射出スリーブ６０の中に溶融金属が投入される。その後、図６に示すように、図示してない油圧機構により、プランジャロッド６３が延伸し、その先端のプランジャチップ６２が図において左方向にスライドし、射出スリーブ６０の中の溶融金属をゲート６５を通してキャビティ５８の中に押し出す。
【０００７】
この溶融金属の押し出しに際しては、まずプランジャチップ６２が射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４を通過し、なお且つ溶融金属が射出スリーブ６０の中をキャビティ５８側に押し出され、図６（Ａ）に示すように、ゲート６５を塞ぐまでの間、プランジャチップ６２は低速で押し出される。続いて、プランジャチップ６２の押し出し速度を一挙に速くし、図６（Ｂ）に示すように、射出スリーブ６０の中の溶融金属をゲート６５からキャビティ５８の中に充填する。その後、プランジャチップ６２が減速し、キャビティ５８の中の溶融金属を加圧することで、キャビティ５８の中に充填された溶融金属に含まれる気泡が潰され、この気泡がキャビティ５８の成形品の中で非常に小さい空洞として残る。
【０００８】
こうして溶融金属は、キャビティ５８へ充填された後、可動金型５４と可動金型５３によって冷却され、キャビティ５８の中で凝固して鋳物を成型する。その後、図示してない油圧機構により可動金型５４が移動して固定金型５３から離れると共に、油圧シリンダ５６により押し出しピン５９の先端が可動金型５４から固定金型５３側に押し出され、ダイカスト鋳物が可動金型５４から押し出されて脱型される。この間前記プランジャチップ６２は、図５に示す原位置に復帰する。以下、これを繰り返すことにより、順次ダイカスト鋳物が鋳造される。
【０００９】
しかし、このような従来の溶融金属充填装置では、次のような問題があった。第一に、図示してない坩堝から溶融金属をラドル６１で汲み上げ、これを溶融金属投入口６４から射出スリーブ６０の中に充填するので、ラドル６１で坩堝の表面から酸化物を汲み上げてしまう。またラドル６１で溶融金属を搬送し、射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４に投入する間に溶融金属の表面が大気に触れて酸化する。しかも、射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４が開口しているため、この溶融金属投入口６４からラドル給湯する時も空気を巻き込んで射出スリーブ６０内の溶融金属に空気が入り込みやすく、これ等の原因で、鋳物に酸化物が混じりやすい。第二に、ラドル６１で坩堝から溶融金属を汲み上げ、これを搬送して射出スリーブ６０の溶融金属投入口６４に投入する間に溶融金属の温度が低下しやすい。この温度低下を避けるため、坩堝の溶融金属の温度を高くすると、大気の水分が溶融金属と反応して分解しその分解水素が溶融金属に多量に入り、鋳物に巣と呼ばれる小さな空洞が生じやすい。
【００１０】
このような問題に対し、例えば下記特許文献１のように、溶融金属を送り出す電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を充填することも提案されている。この特許文献１ではまた、射出スリーブに溶融金属を投入する部分にアルゴン等の不活性ガスを注入し、溶融金属が大気中の酸素と接触し、反応して酸化することを防止する手段が提案されている。このように、電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を供給すれば、前述のような問題の多くを解決することが出来る。
【００１１】
しかし、アルゴンガス注入口は、アルミで目詰まりしない様に、常に気相部に設ける等の工夫が必要になる。
更に、ノズルから給湯される溶融金属は粘性があるため、電磁ポンプを使用して射出スリーブ６０に溶融金属を供給するとき、電磁ポンプを精密に制御しても、湯流れ時の湯切れが一定せず毎回正確な量の溶融金属を射出スリーブ６０に充填することは困難である。特に、電磁ポンプで射出スリーブ６０に投入する溶融金属を停止する時、溶融金属の慣性や粘性によって溶融金属の流れが直ぐ止まらない。これが溶融金属供給量を定量制御するための大きな問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１３７０５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２６８６１号公報
【特許文献３】特開平０６−１０６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述した従来のダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置における前述の課題に鑑み、電磁ポンプによる溶融金属の供給開始と供給停止の動作に合わせて溶融金属の供給と停止がより正確に行えると共に、併せて溶融金属の酸化防止も同時に図ることが出来るダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では、前記の目的を達成するため、溶融金属電磁ポンプ１０から溶融金属ノズル３０を介してダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に溶融金属を投入するに当たり、溶融金属電磁ポンプ１０側からノズル３０側に堰２９を越流して溶融金属が流れ出るようにすると共に、溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に投入される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるようにした。
【００１５】
すなわち、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有し、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に充填される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設けたものである。
【００１６】
また溶融金属充填ノズル３０には、射出スリーブ２０内の堰２９を越流する溶融金属のレベル検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の充填量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御する。従ってこのレベル計１９は、溶融金属ノズル３０を通して射出スリーブ２０内の堰２９を越流する溶融金属の液面を検知して流量測定出来る位置に設けられている。
【００１７】
このような構成を有するダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置において、溶融金属電磁ポンプ１０により溶融金属の供給を開始すると、レベル計１９を用いて溶融金属は堰２９を越流する溶融金属の流量を測定しながら溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に給湯される。射出スリーブ２０に定量の溶融金属が充填された後、溶融金属電磁ポンプ１０の動作により溶融金属の供給が停止される時、溶融金属電磁ポンプ１０側にある溶融金属が堰２９で堰き止められ、溶融金属の流れの慣性を切断して湯切れを良くして余分の溶融金属が溶融金属ノズル３０に越流しない。また、ガスノズル２７によるガス噴射により、堰２９から溶融金属ノズル３０内に残った溶融金属は射出スリーブ２０側に押し出され、充填される。しかも、ガスノズル２７から不活性ガスを噴出することにより、溶融金属ノズル３０の中は不活性ガス雰囲気となり、同ノズル３０内で溶融金属の酸化が起こらない。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明した通り、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置では、前述のような堰２９による溶融金属の流量測定と分離作用とガスノズル２７による溶融金属ノズル３０内の残湯の強制切断作用により、溶融金属を供給開始、供給停止するときの溶融金属の分離が確実且つ素早く行われる。これにより、溶融金属の粘性や慣性によって溶融金属が惰性的に流れることが無くなり、射出スリーブ２０に毎回正確な量の溶融金属を充填することが出来る。さらに、ガスノズル２７から不活性ガスを噴出することにより、溶融金属ノズル３０内の溶融金属の酸化を防止することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す別方向からの要部断面図である。
【図３】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例を示す図１の溶融金属ノズルの継手部分の拡大断面図である。
【図４】ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の他の実施例を示す断面図である。
【図５】ダイキャストマシンの従来例を示す断面図である。
【図６】ダイキャストマシンの従来例の動作を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明では、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に堰２９を越流して溶融金属が流れ出るようにすると共に、溶融金属ノズル３０から射出スリーブ２０に投入される溶融金属に不活性ガスを吹き付けることにより、その目的を達成する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
【００２１】
図１〜３は、本発明によるダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の一実施例である。
このダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、溶融金属電磁ポンプを使用してダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に溶融金属を充填する。図２に示されたように、ダイキャストマシン２１は、固定盤３６に取り付けられた固定型３７と、図示してない可動盤に取り付けられ、前記固定型３７に接触−離間する可動型３８とからなる金型を有する。図２に示されたように、可動型３８が固定型３７に接触したとき、そられの間に鋳物を成型する空間となるキャビティ３１が形成される。
【００２２】
図２に示されたように、射出スリーブ２０には、図示してない油圧シリンダにより駆動されるプランジャ３３の先端に設けられたプランジャチップ３４がスライド自在に挿入されている。またこの射出スリーブ２０には、上方に開口した溶融金属の投入口が設けられている。プランジャ３３によりプランジャチップ３４が図２において左方向に押し出されることにより、前記投入口から射出スリーブ２０に充填された溶融金属がゲート３２を通って前記キャビティ３２に充填される。
【００２３】
図１に示すように、前記射出スリーブ２０に溶融金属を供給するための溶融金属電磁ポンプ１０は、誘導子を有し、この電磁作用により溶融金属槽１１に収納された溶融金属１２を前記射出スリーブ２０に供給する。図１に示した例では、溶融金属電磁ポンプは、上側の給湯誘導子１４と、下側の立上誘導子２４との２段の誘導子を有する。
【００２４】
ポンプ側ダクト１が斜めに配置され、溶融金属槽１１に収納された溶融金属１２に前記ポンプ側ダクト１の下端が差し込まれている。ポンプ側ダクト１の溶融金属１２の液面より上にある部分の周囲には、磁性体製のヨーク１５にコイル１６を巻回した上側の給湯誘導子１４が配置されている。ヨーク１５は、ポンプ側ダクト１の溶融金属１２の液面より上にある部分を囲むようにその外周側に嵌め込まれており、このヨーク１５に三相コイルを構成するコイル１６が巻回されている。この給湯誘導子１４には、冷却器２３が設けられ、駆動時に冷却される。
【００２５】
さらに前記ポンプ側ダクト１には、前記給湯誘導子１４より下側の部分の周囲に立上誘導子２４が配置されている。この立上誘導子２４は、前記の給湯誘導子１４と同様に、前記ポンプ側ダクト１の誘導子１４より下側の部分の外周に嵌め込まれた磁性体製のヨーク２５にコイル２６を巻回したものである。この立上誘導子２４のコイル２６は耐熱性を有する無機絶縁ケーブルにより巻回されている。無機絶縁ケーブルは、ステンレスチューブ等からなるシースの中に導電線を収納し、この導電線とシースとの間にマグネシア粉末等の無機絶縁粉末を充?して絶縁した構造を有する。いわゆるシースケーブルと呼ばれる。このような無機絶縁ケーブルは、耐熱性が高く、８００℃の温度にも耐えることが出来る。このため立上用誘導子２４は、冷却手段を有しない無冷却としながら、大きな電流を通電するのに適しており、その分だけ給湯誘導子１４のコイル１６に比べて立上誘導子２４のコイル２６の巻数は少なくすることが出来る。
【００２６】
この立上誘導子２４は、耐熱性を有するセラミック等からなる筒状の保護ケース１７で囲まれている。この保護ケース１７の上端開口部は、上側の給湯誘導子１４の下端面に固定されている。また、この保護ケース１７の下端の開口部は、前記ポンプ側ダクト１の下端と密に接合されており、この接合部に囲まれた内側は、ポンプ側ダクト１の下端の溶融金属１２の導入口１８となっている。ポンプ側ダクト１には、筒状の保護管３が同心状に挿入されている。保護管３内のコア２、２２は、磁性材から出来ており、各誘導子１４，２４で発生する磁力を増強する為の物である。
【００２７】
前記ポンプ側ダクト１の上端には、く字形のエルボ管からなる給湯側ダクト１’がフランジ継手等の継手５、５’を介して密に接続されている。前記保護管３の給湯側ダクト１’に近い一端部の周囲にフランジ６が延設され、このフランジ６の外周に近い部分が前記ポンプ側ダクト１と給湯側ダクト１’とを接続する前記の継手５、５’の間に挟持されている。これにより、保護管３の中のコア２、２２がポンプ側ダクト１の中心に位置するよう保持されている。フランジ６には、溶融金属１２の通路となる複数の円弧状の通過孔７が設けられている。給湯側ダクト１’は、図示してないバネ等により手前のポンプ側ダクト１に弾力的に押しつけられている。この状態で継手５、５’の間に挿入された耐熱性のガスケットにより継手５、５’の部分のシール性が確保されている。
【００２８】
これらポンプ側ダクト１と給湯側ダクト１’は、セラミック等の耐熱性、耐蝕性のある材料で作られており、その外周に設けた保温用のマイクロヒータ等からなるヒータ９、９’により溶融金属１２の融点以上の温度に加熱され、溶融金属１２の凝固を防ぐ。
溶融金属槽１１の中の溶融金属１２に液面センサー等のセンサー１３が設けられ、これにより溶融金属槽１１の中の溶融金属１２の液位が検知される。前記立上誘導子２４は、このセンサー１３で検知される溶融金属１２の液面より下に挿入される。
【００２９】
給湯側ダクト１’の先端に溶融金属ノズル３０が接続されている。この溶融金属ノズル３０の下方を向いた先端は、前記射出スリーブ２０の溶融金属投入口に差し込まれている。またこの溶融金属ノズル３０は緩衝継手２８を介して射出スリーブ２０に連結されている。射出スリーブ２０と緩衝継手２８との間には、緩衝シールパッキン３５が挿入され、射出スリーブ２０と緩衝継手２８との緩衝性及び気密性が保持されている。
【００３０】
溶融金属ノズル３０の上端には、レベル計１９が設けられ、これにより溶融金属ノズル３０の先端部分、すなわち溶融金属投入口の堰２９から越流される溶融金属の液面の高さが検知される。またこの部分には、アルゴン等の不活性ガスを噴出するガスノズル２７とリークバルブ４１とが設けられている。ガスノズル２７には、アルゴン等の不活性ガスを貯えた図示してないガスボンベがやはり図示してないバルブ又はインジェクタを介して接続されている。このガスノズル２７からは、前述した溶融金属電磁ポンプ１０の給湯を停止する時に協働して堰２９を越流する流れを切断する為、適時溶融金属ノズル３０の先端に向けてガスが噴射される。リークバルブ４１は、溶融金属ノズル３０内のガスを適時外部に放出するのに使用される。
【００３１】
前記給湯側ダクト１’と溶融金属ノズル３０との接続部分であって、給湯側ダクト１’の終端部分に堰２９が設けられている。この堰２９は、給湯側ダクト１’の流路底面が手前の部分より一段高くなるよう隆起した形状を有している。給湯側ダクト１’からはこの堰２９を越えて溶融金属ノズル３０側に溶融金属が流れ出る。
【００３２】
図３は、前記の緩衝継手２８の部分を示している。この緩衝継手２８は、同一内外径のリング状のパッキン材３７を円筒形となるように複数個積み重ね、さらにその外側により大きな内外径のパッキン材３７を円筒形となるように複数個積み重ね、溶融金属の流路となる筒状のパッキン部を形成している。或いは長尺なパッキン材３７をらせん状に密巻きコイル状とし、溶融金属の流路となる筒状のパッキン部を形成しても良い。何れの場合も隣接するパッキン材３７は相互に密に積み重ねて筒状のパッキン部を形成し、これを溶融金属の流路とする。
【００３３】
前記パッキン材３７としては、金属線等の芯材に黒鉛を被覆したものが使用出来る。芯材としては、例えば耐熱性、耐蝕性、耐酸化性、耐クリープ性などの高温特性に優れたニッケルをベースとし、鉄、クロム、ニオブ、モリブデン等の合金（商品名「インコネル」）の線材が好適である。これに黒鉛を被覆し、前述のリング状或いは密巻きコイル状のパッキン材３７とする。
【００３４】
このパッキン材３７からなるパッキン部を両側から耐熱性を有するセラミックからなる一対の配管接続用のフランジ３６、３６で挟持する。このフランジ３６、３６は、窒化珪素等の耐熱性及び溶融アルミニウムに対して耐蝕性のあるセラミックで作られている。
前記パッキン材３７の外側にステンレス等の薄い金属板からなるベローズ４０を被せている。このベローズ４０の両端をフランジ押え金具３９、３９と共に前記フランジ３６、３６を挟むベローズ押え金具３８、３８でフランジ３６、３６に固定している。
【００３５】
前記フランジ３６、３６の一方を、前記給湯側ダクト１’及び溶融金属ノズル３０に接続する。また、前述したように、他方のフランジ３６は、緩衝シールパッキン３５が挿入された状態で射出スリーブ２０に接続されている。
射出スリーブ２０では、図２に示したプランジャチップ３４の摺動に伴い、溶融金属をダイキャストマシン２１のキャビティ３１に毎回定量ずつ射出する度に振動又は変位し、この振動や変位が給湯側ダクト１’や溶融金属ノズル３０に及ぶ。このとき、前記パッキン材３７が積み重ねられているため、パッキン材３７が相互に摺動して振動や変位を吸収し、その前後の給湯側ダクト１’や溶融金属ノズル３０に及ぼす振動や変位を小さくする。これにより、前記射出スリーブ２０内でプランジャチップ３４が摺動しても、継手部分における溶融金属の漏れ等を未然に防止することが出来る。
【００３６】
このようなダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置では、まず立上誘導子２４を駆動し、溶融金属槽１１の溶融金属１２をポンプ側ダクト１に汲み上げ、ポンプ側ダクト１の中の溶融金属を給湯誘導子１４の電磁力が作用するレベルまで汲み上げる。次に、給湯誘導子１４の電磁力を上げながら立上げ誘導子２４の出力を下げて出力が零になっても、給湯誘導子２４の電磁力だけで湯をポンプ側ダクト１の中に保持する事ができる。
【００３７】
その後給湯誘導子１４の出力をさらに大きくするとポンプ側ダクト１の中の溶融金属が押し上げられ、溶融金属１２が給湯側ダクト１’の中を上昇し、堰２９の高さに達する。このレベルは、給湯側ダクト１’を通して溶融金属を射出スリーブ２０に充填する直前の状態、すなわち給湯待機状態である。この給湯待機状態で給湯誘導子１４の出力のバランスを取りながらポンプ側ダクト１の溶融金属１２のレベルを前述の堰２９の高さに維持する。
【００３８】
次にこの給湯待機状態のレベルから溶融金属電磁ポンプ１０の給湯誘導子１４の出力をさらに増大させ、溶融金属のレベルを給湯待機状態の高さ以上に立上げることにより、溶融金属が堰２９を越流し、ノズル３０を通って溶融金属が射出スリーブ２０に流れ込み、給湯される。このアルミ給湯前に、ガスノズル２７から溶融金属ノズル３０の中に不活性ガスを注入し、溶融金属ノズル３０の中を不活性ガス雰囲気とする。同時に、レベル計１９により溶融金属ノズル３０の先端部分、すなわち溶融金属投入口の堰２９から射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の液面の高さが検知され、射出スリーブ２０への給湯量が測定される。
【００３９】
このとき、溶融金属投入口の堰２９から射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の表面にさざ波が出来てしまう。その平均的な液面高さを測定するのが望まし事から、前記レベル計１９は、電磁誘導方式のレベル計を使用するのが良い。さらに、ガスノズル２７から注入されるアルゴンガスは、キャビティ３１に通じるゲート３２を介してキャビティ３１側に排気されるとともにリークバルブ４１を介して大気に放出されて、射出スリーブ内の圧力が上昇して、給湯に影響しない様にしなければならない。
【００４０】
次に、前記レベル計１９により検知される射出スリーブ２０の中に給湯される溶融金属の液面の高さが所定の高さと所定の時間になったところで、溶融金属電磁ポンプ１０の給湯誘導子１４の出力を下げ、給湯側ダクト１’の中の溶融金属のレベルを堰２９の高さに戻す。これにより、給湯側ダクト１’から溶融金属ノズル３０側への溶融金属の越流が停止される。同時にガスノズル２７から溶融金属ノズル３０の中に注入される不活性ガスにより、溶融金属ノズル３０の中に残った溶融金属を射出スリーブ２０へ送り出され、給湯を終了する。
【００４１】
一般に、射出スリーブ２０への給湯によつて生ずる射出スリーブ内の高さは、射出スリーブの径の半分程度に設定され、ガスノズル２７からのガスは、リークバルブ２２７やゲート３２を通ってキャビティ３１側にも流れるようにして、射出スリーブ内のガス圧が上昇せず、給湯に影響しないようにする。
【００４２】
その後、図２に示すプランジャチップ３４が同図において左方向へ移動し、射出スリーブ２０に充填された溶融金属をゲート３２を通してダイキャストマシン２１の金型のキャビティ３１に充填する。この時のプランジャチップ３４の動作は、前述した従来のものと同じである。その後、鋳物の成型が行われると共に、図２に示すプランジャチップ３４が同図において右に復帰する。
以下、これを繰り返しながら、キャビティ３１への溶融金属の充填と鋳造が行われる。
【００４３】
なお、溶融金属ノズル３０から溶融金属を射出スリーブ２０に給湯する際に、溶融金属ノズル３０から噴出する溶融金属の流速が速すぎる時は、その反動で射出スリーブ２０の壁から溶融金属が溶融金属ノズル３０側に跳ね返ってくることがある。そのようなときは、図２に二点鎖線で示すように、溶融金属ノズル３０を若干傾斜させ、その先端がゲート３２側またはその反対側に向くようにするとよい。
【００４４】
次に、図４に示したダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の他の実施例について説明する。
図１に示した実施例では、溶融金属ノズル３０を垂直に立て、その先端を真下に向けて射出スリーブ２０に接続した。これに対し、図４に示した実施例では、溶融金属ノズル３０を斜めにしている。また、図１に示した実施例では、溶融金属ノズル３０に接続される給湯側ダクト１’を水平にして溶融金属ノズル３０に接続したが、この図４の実施例では、斜めに設置されたポンプ側ダクト１の延長上に給湯側ダクト１’を接続し、この斜めの湯側ダクト１’に溶融金属ノズル３０を直接接続している。湯側ダクト１’と溶融金属ノズル３０の底面はそれらの接続部分で最も高くなり、その部分が堰２９となる。
【００４５】
図４に示した実施例におけるその他の構成は図１〜図３により前述した前記ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置の実施例と基本的に同じであり、同じ部分は同じ符合で示している。動作も基本的に同じである。それらの詳細については、重複するので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によるは、ダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置は、ダイキャストマシンの射出スリーブに溶融アルミニウム等の溶融金属を充填するのに使用出来るので、比較的小形の鋳物を多量に生産出来るアルミダイキャスト鋳造等の分野で射出スリーブへの溶融金属の充填に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 溶融金属電磁ポンプ
１９ レベル計
２０ 射出スリーブ
２１ ダイキャストマシン
２９ 堰
３０ 溶融金属ノズル
２７ ガスノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイキャストマシン２１のキャビティ３１内に鋳造用の溶融金属を充填するための射出スリーブ２０に溶融金属を給湯するダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置において、ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有し、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に充填される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設けたことを特徴とするダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置。
【請求項２】
溶融金属充填ノズル３０には、射出スリーブ２０内の溶融金属のレベル検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の給湯量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載のダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置。
【請求項３】
レベル計１９は、溶融金属ノズル３０を通して射出スリーブ２０内に給湯される溶融金属の液面を検知出来る位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置。
【請求項１】
ダイキャストマシン２１のキャビティ３１内に鋳造用の溶融金属を充填するための射出スリーブ２０に溶融金属を給湯するダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置において、ダイキャストマシン２１の射出スリーブ２０に設けた溶融金属ノズル３０と、この溶融金属ノズル３０に溶融金属を供給する溶融金属電磁ポンプ１０とを有し、溶融金属電磁ポンプ１０側から溶融金属ノズル３０側に至る部分に溶融金属が越流する堰２９を設けると共に、溶融金属ノズル３０にそれから射出スリーブ２０に充填される溶融金属に不活性ガスを吹き付けるガスノズル２７を設けたことを特徴とするダイキャストスリーブへの溶融金属充填装置。
【請求項２】
溶融金属充填ノズル３０には、射出スリーブ２０内の溶融金属のレベル検知するレベル計１９を設け、射出スリーブ２０への溶融金属の給湯量を確認しながら溶融金属電磁ポンプ１０及びガスノズル２７の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載のダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置。
【請求項３】
レベル計１９は、溶融金属ノズル３０を通して射出スリーブ２０内に給湯される溶融金属の液面を検知出来る位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のダイキャストスリーブへの溶融金属給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１８０４８（Ｐ２０１２−２１８０４８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７９６７（Ｐ２０１１−８７９６７）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００１８３９４５）助川電気工業株式会社 (79)
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００１８３９４５）助川電気工業株式会社 (79)
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