ホットチャンバ式ダイカスト装置
【課題】鋳込み時の空気の巻き込みを防止できるホットチャンバ式ダイカスト装置を提供する。
【解決手段】ホットチャンバ式ダイカスト装置１０は、アルミニウム系金属の溶湯１２を貯留するポット１４，主筒部１６，射出プランジャ２２，ノズル４０により構成される。主筒部１６は、シリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂが底部側で接続しており、シリンダ１６Ａには吸込口２０からポット１４内の溶湯１２が供給される。射出プランジャ側面２２Ａには、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、その底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように溝２４が形成される。鋳込み完了後、ノズル４０を金型５０から離して射出プランジャ２２が戻るときに、ノズル先端部４２から吸い込んだ空気がシリンダ１６Ａ内に残っても、溝２４に沿って空気が排出され、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止できる。
【解決手段】ホットチャンバ式ダイカスト装置１０は、アルミニウム系金属の溶湯１２を貯留するポット１４，主筒部１６，射出プランジャ２２，ノズル４０により構成される。主筒部１６は、シリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂが底部側で接続しており、シリンダ１６Ａには吸込口２０からポット１４内の溶湯１２が供給される。射出プランジャ側面２２Ａには、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、その底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように溝２４が形成される。鋳込み完了後、ノズル４０を金型５０から離して射出プランジャ２２が戻るときに、ノズル先端部４２から吸い込んだ空気がシリンダ１６Ａ内に残っても、溝２４に沿って空気が排出され、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットチャンバ式ダイカスト装置に関し、更に具体的には、アルミニウム又はアルミニウム合金鋳造用のホットチャンバ式ダイカスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム又はアルミニウム合金（以下「アルミニウム系金属」という）の鋳造を行うダイカスト法には、ホットチャンバ式とコールドチャンバ式がある。このうち、ホットチャンバ式のダイカスト鋳造技術としては、例えば、下記特許文献１に示すホットチャンバ式ダイカスト装置がある。このようなホットチャンバ式のダイカスト装置は、一般的に、図９に示すような構造となっている。図９(A)〜(C)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１５０では、金属のインゴットを溶融した溶湯１５４を一定温度で保持するポット１５２の内側に、シリンダ１５６Ａとグースネック１５６Ｂからなる主筒部１５６が設置されており、前記シリンダ１５６Ａには、側面に設けられた吸込口１５８からポット１５２内の溶湯１５４が供給されている。また、前記シリンダ１５６Ａの内側には、図示しない駆動機構によって上下動可能な射出プランジャ１６０が設けられており、前記グースネック１５６Ｂには、ノズル１６２が接続されている。金型１７０は、固定型１７２と可動型１７４によって構成されており、内側にキャビティ１７６が形成されている。前記射出プランジャ１６０によってシリンダ１５６Ａの溶湯を加圧することによって、グースネック１５６Ｂとノズル１６２を介して、溶湯１５４を前記キャビティ１７６に圧入することができる。キャビティ１７６に圧入された溶湯１５４は、凝固したあと成形品として金型１７０から取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０５４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した背景技術には、次のような問題がある。図９(A)に示す鋳込み完了後、図９(B)に示すように、ノズル１６２の先端部１６４を金型１７０のノズルタッチ部１７８から離間して射出プランジャ１６０が戻るとき、ノズル先端部１６４から吸い込まれた空気が、ノズル１６２，グースネック１５６Ｂを通過してシリンダ１５６Ａ内に達することがある。すると、図９(C)に示すように、次サイクルまでシリンダ１５６Ａ内に空気が残り、次回鋳込み時に空気を巻き込んでしまうという不都合がある。
【０００５】
この他にも、射出時に、シリンダ１５６Ａの底部のメクラ栓１５７の隙間から溶湯１５４が漏れると、製品部（キャビティ１７６）に圧力が伝わらずに大きな引け巣が発生するという不都合がある。また、金型１７０側のノズルタッチ部１７８の温度が低くなると、ノズル先端部１６４が凝固し、次サイクル時に溶湯１５４が金型１７０に供給されなくなり、反対に、前記ノズルタッチ部１７８の温度が高くなると、ノズル先端部１６４の離間時に、溶湯１５４が飛び散ってノズル先端部１６４に付着して、次サイクル時にこの部分から溶湯１５４が噴出するおそれがある。更に、射出プランジャ１６０の表面に付着した溶湯１５４の酸化による動作不良や、主筒部１５６の外径中心とボア中心（すなわちシリンダ１５６Ａの内径中心）のずれによる扁摩耗及び曲げ応力の影響などの不都合も生じる。
【０００６】
本発明は、以上のような点に着目したもので、鋳込み時の空気の巻き込みを良好に防止することができるアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するホットチャンバ式ダイカスト装置を提供することである。他の目的は、前記空気の巻き込み防止に加え、シリンダからの溶湯の漏れ防止，ノズルタッチ部の温度制御，射出プランジャ表面の溶湯の酸化による動作不良の防止，主筒部の外径中心とボア中心のずれによる扁摩耗及び曲げ応力の影響の低減の少なくともいずれかが可能なホットチャンバ式ダイカスト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連接しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャの底部から前記主筒部の上端を超える位置に達するように、前記射出プランジャに形成されたエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの側面に形成された溝であること，あるいは、前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの底面から、該射出プランジャの内側を通過して側面に貫通する孔であることを特徴とする。
【０００９】
他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部の上端に達する位置まで、前記シリンダの内周面に形成されたエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【００１０】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記主筒部の外周面まで貫通したエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記エア抜き通路は、シリンダの内周面側が低く、主筒部の外周面側が高くなるように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記グースネック側へ貫通したエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【００１２】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，を備えるとともに、前記グースネック及びノズルは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有することを特徴とする。
【００１３】
主要な形態の一つは、前記射出プランジャの駆動手段は、鋳込み時に、射出戻り位置にある射出プランジャを前記吸込口付近まで低速に動作させることを特徴とする。他の形態は、前記主筒部を、底面が閉塞しており前記シリンダを形成する内筒と、該内筒の外周面を覆う外筒の嵌め込みにより構成したことを特徴とする。更に他の形態は、前記金型のノズルタッチ部の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段，を設けたことを特徴とする。
【００１４】
更に他の形態は、前記主筒部の上方において、前記射出プランジャの外周面に沿って設けられた配管，前記射出プランジャの外周面に向けて、前記配管に略等間隔で複数設けられた穴，前記配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段，を設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記射出プランジャの外径中心，前記主筒部の外径中心，前記シリンダの内径中心が、一致することを特徴とする。更に他の形態は、前記シリンダの底部に設けられており、該シリンダ内部方向にのみ流動可能な第１の逆止弁，前記グースネック又はノズルの射出流路中に設けられており、溶湯の射出方向にのみ流動可能な第２の逆止弁，を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリンダとグースネックが連設しており溶湯が貯留されたポット内に設置された主筒部と、グースネックから金型へ溶湯を導くノズルと、シリンダ内を上下動して該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャとを備えたアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置において、射出プランジャが射出戻り位置にあるときに、シリンダ内に吸い込んだ空気を排出するエア抜き通路を射出プランジャ又は主筒部に設けるか、あるいは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないようにグースネック及びノズルの内容積を設定したので、鋳込み時の空気の巻き込みを防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を示す主要断面図である。
【図２】本発明の実施例２を示す主要断面図である。
【図３】本発明の実施例３を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。
【図４】前記実施例３の比較例を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。
【図５】本発明の実施例４を示す主要断面図である。
【図６】本発明の実施例５を示す主要断面図である。
【図７】本発明の実施例６を示す主要断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す図である。
【図９】背景技術の一例を示す主要断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
最初に、図１を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の構造を示す主要断面図である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下「アルミニウム系金属」という）の溶湯１２を、一定温度で保持するポット１４と、該ポット１４の内側に保持された主筒部１６と、射出プランジャ２２及びその駆動機構（図示せず）と、溶湯１２を金型５０へ導くノズル４０により構成されている。前記主筒部１６は、例えばセラミックなどにより構成されており、シリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂを有し、これらシリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂが底部側で接続するように連設している。前記シリンダ１６Ａの側面には、略水平に形成された吸込口２０が設けられており、該吸込口２０から前記ポット１４内の溶湯１２がシリンダ１６Ａ内に供給される。前記シリンダ１６Ａの底部にはメクラ栓１８が設けられ、前記グースネック１６Ｂの底部と側面にもメクラ栓２８，３０が設けられている。前記グースネック１６Ｂの上端部の接続口３２にはノズル４０が接続されている。
【００１９】
一方、金型５０は、固定型５２と可動型５４により構成されており、その内側にキャビティ５６が形成されている。前記固定型５２には、ノズル先端部４２が密着されるノズルタッチ部５８が設けられている。前記射出プランジャ２２を図示しない駆動機構によって駆動し、シリンダ１６Ａの溶湯１２を加圧することによって、グースネック１６Ｂ及びノズル４０を介して、溶湯１２を前記キャビティ５６に圧入することができる。キャビティ５６に圧入された溶湯１２は、凝固したあと成形品として金型５０から取り出される。
【００２０】
本実施例では、前記プランジャ２２の側面２２Ａに、エア抜き通路として溝２４が形成されている。該溝２４は、前記射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、射出プランジャ底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように、形成されている。このため、鋳込み完了後、ノズル４０を金型５０から離し、射出プランジャ２２が戻るときに、ノズル先端部４２から空気を吸い込んで、シリンダ１６Ａ内に残ったとしても、前記溝２４に沿って空気が外部に排出されるため、次回の鋳込み時に空気が巻き込まれるのを防止することができる。なお、本実施例では、前記溝２４を形成できる程度に、射出プランジャ２２のストロークが長く設定されている。
【００２１】
このように、実施例１によれば、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、射出プランジャ底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように、射出プランジャ側面２２Ａに、エア抜き用の通路として溝２４を設けたので、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に浸入した空気を排出して、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止できるという効果がある。
【実施例２】
【００２２】
次に、図２を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図２は、本実施例の主要断面図である。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。本実施例も上述した実施例１と同様に、射出プランジャ２２にエア抜き通路を設けた例である。図２に示すように、本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置６０は、射出プランジャ２２の底部２２Ｂから軸方向に沿って上方に向けて形成された孔６２と、該孔６２と接続し、かつ、前記射出プランジャ２２を軸方向と略直交する方向に貫通した貫通孔６４を備えている。前記貫通孔６４は、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、前記主筒部１６の上端を超える位置に形成されている。このため、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａに浸入した空気を、孔６２及び貫通孔６４を介して排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例３】
【００２３】
次に、図３及び図４を参照しながら、本発明の実施例３を説明する。図３(A)は本実施例の主要断面図，図３(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。図４(A)は比較例の主要断面図，図４(B)は前記(A)を矢印＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。上述した実施例１及び２は、エア抜き通路を射出プランジャ側に設けた例であるが、本実施例は、主筒部７２側にエア抜き通路を設けた例である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置７０では、主筒部７２に、シリンダ１６Ａの内周面から主筒部１６の外周面まで貫通するとともに、前記内周面側が低く、外周面側が高くなるように傾斜した貫通孔７４が設けられている。
【００２４】
該貫通孔７４の内周面側は、例えば、前記射出プランジャ２２の射出戻り位置（後退限度位置）を穴中心としており、射出プランジャ底部２２Ｂとシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面との隙間に位置している。また、前記貫通孔７４と吸込口２０の内周面側の高さは同じとしてもよいし、その周方向の位置は前記吸込口２０と同じであってもよいし異なっていてもよい。シリンダ１６Ａ内に吸い込まれた空気を、水平な吸込口２０からのみ排出するとなると、空気とアルミニウム系金属の溶湯が混ざった泡は粘度があるため排出は困難であるが、アルミニウム系金属の溶湯に混じった泡は軽く、溶湯面に浮くため、上述した傾斜した貫通孔７４を設けることにより、排出が可能となる。
【００２５】
また、本実施例では、図３(B)に示すように、主筒部７２の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内径及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２が一致している。このように、シリンダ１６Ａの内周面と主筒部７２の外径の芯が一致することにより、アルミニウム系金属の溶湯温度（６５０℃〜７６０℃）による熱膨張が内径の角度によらず一定となり、射出プランジャ２２の摺動にともなう摩擦が角度によらず一定となって、ほぼ真円が維持できる。すなわち、図４(A)及び(B)に示す比較例（図示の例は、実施例１のホットチャンバ式ダイカスト装置１０）のように、主筒部１６の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周面及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２がずれた状態であると、扁磨耗による早期湯漏れが生じるが、そのような問題を解消することができる。また、射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａの内周面の再研磨までの寿命が長くなり、また、研磨量も減少するため、補修費用の低減と射出プランジャ２２及びシリンダ１６Ａの寿命ショット数が増加し、コストダウンを図ることができる。
【００２６】
更に、比較例のように、主筒部１６の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周面及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２がずれた状態では、射出プランジャ２２の中心Ｐ２と主筒部１６の外径中心Ｐ１が異なるオフセット状態のため、溶湯射出にともない主筒部１６に回転力が働き、熱膨張による不均一な接触も伴って、射出プランジャ２２に曲げ力が発生すると推測される。これに対し、本実施例のように前記中心Ｐ１とＰ２を一致させることで、曲げ力が減少し、射出プランジャ２２の折れを減少させることができる。同時に、シリンダ１６Ａの内径に発生するせん断力も減少することから、主筒部７２の割れも減少するという効果がある。
【００２７】
このほか、本実施例では、シリンダ１６Ａ内に溶湯１２を吸入するため、シリンダ１６Ａの底部に、シリンダ１６Ａの内部方向にのみ流動可能な逆止弁７６が吸込口として設置されるとともに、グースネック１６Ｂ又はノズル４０の射出流路中にも、射出方向のみに流動可能な逆止弁７８が設置されている（図示の例ではグースネック１６Ｂ内に逆止弁７８が設けられている）。これら逆止弁７６，７８としては、金属粉体とセラミックス粉体の混体とし、表面はＳｉＮに覆われた状態とする。また、逆止弁７６，７８の初期動作を動機付けるため、Ａｒ等の不活性ガスを下部より噴射してもよい。射出終了後の射出プランジャ２２が戻るとき、ノズル４０内やグースネック１６Ｂ内の溶湯１２に位置エネルギーがあることや、管路抵抗が少ないことから、ノズル４０内やグースネック１６Ｂ内の溶湯１２は容易にシリンダ１６Ａ内に戻り、ノズル４０やグースネック１６Ｂから同時に空気も流入する。このとき、ノズル４０又はグースネック１６Ｂ内にも射出方向のみに流動可能な逆止弁７８を設置することにより、シリンダ１６Ａの下部の逆止弁７６が安定して動作可能となる。また、逆止弁７６，７８を開くための不活性ガスをバルブ下部より噴射することで、更に逆止弁７６，７８の動作が安定し、良好な製品を得ることができる。この場合、不活性ガスは、速やかに、貫通孔７４から排出される。
【実施例４】
【００２８】
次に、図５を参照しながら本発明の実施例４について説明する。図５は、本実施例の主要断面図である。本実施例も、上述した実施例３と同様に、主筒部側にエア抜き通路を設けた例である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置８０は、シリンダ１６Ａの内周面に、エア抜き用の溝８２が設けられている。該溝８２は、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部１６の上端に達する位置まで形成されている。このような溝８２を設けることにより、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に引き込まれた空気を溝８２に沿って排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例５】
【００２９】
次に、図６を参照しながら本発明の実施例５について説明する。図６は、本実施例の主要断面図である。本実施例も、上述した実施例３及び４と同様に、主筒部側にエア抜き用通路を設けた構造となっている。図６に示すホットチャンバ式ダイカスト装置９０は、シリンダ１６Ａからグースネック１６Ｂにかけて貫通孔９２が設けられている。該貫通孔９２は、前記射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面の隙間に相当する位置から、グースネック１６Ａとノズル４０の接続口３２に向けて形成されている。このような貫通孔９２を設けることにより、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に引き込まれた空気を、グースネック１６Ｂを介してノズル４０側へ排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例６】
【００３０】
次に、図７を参照しながら本発明の実施例６を説明する。図７は、本実施例の主要断面図である。上述した実施例１〜５は、射出プランジャ又は主筒部のいずれかにエア抜き通路を設ける構造としたが、本実施例は、グースネック及びノズルの内容積の設定によって空気の巻き込みを防止する例である。図７に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１００は、ノズル４０の内径Ｄ１及びグースネック１６Ｂの内径Ｄ２が、実施例１のダイカスト装置１０よりも大きく、これらグースネック１６Ｂ及びノズル４０は、射出プランジャ２２が戻るときに、シリンダ１６Ａ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有している。本実施例の構造とすることにより、射出プランジャ２２が戻るときにシリンダ１６Ａ内に空気を引き込まないため、次回鋳込み時に空気の巻き込みが生じない。
【００３１】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)図８(A-1)及び(A-2)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１１０は、上述した実施例１の構造に加え、プランジャストロークを長くして射出戻り位置を変更する，すなわち、射出プランジャ底部２２Ｂと吸込口２０までの間隔Ｉを大きく設定した例である。プランジャストロークを長くし、鋳込み完了位置（図８(A-1)の位置）にある射出プランジャ２２を、図８(A-2)に示すように吸込口２０付近まで低速で動作させて、シリンダ１６Ａに吸い込んだ空気を前記吸込口２０から排出させることで、鋳込み時の空気の巻き込みを防止する構成としてもよい。他の実施例２〜６についても同様である。
【００３２】
(2)図８(B)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１２０は、上述した実施例１において、シリンダ１６Ａのメクラ栓１８の隙間から溶湯１２が漏れて、製品部（キャビティ５６）に圧力が伝わらずに大きな引け巣が発生するのを防止するためのもので、主筒部１２２は、底面が閉塞しておりシリンダ１６Ａを形成する内筒１２４Ａと、該内筒１２４Ａの外周面を覆う外筒１２４Ｂの嵌め込み構造（締まりバメ）となっている。このような構成とすることで、主筒部１２２にメクラ栓を設ける必要がなくなるため、漏れを防止し、製品部への圧力の伝播を良好にすることができる。
【００３３】
また、図８(B)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１２０では、固定型５２のノズルタッチ部５８に、該ノズルタッチ部５８の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段として熱電対１２６が設けられている。ノズルタッチ部５８の温度が低いとノズル先端部４２が凝固し、次サイクル時溶湯が金型５０に供給されなくなり、反対に、ノズルタッチ部５８の温度が高くなると、ノズル４０を金型５０から離間したときに、溶湯１２が飛び散ってタッチ部に付着して、次サイクル時にこの部分より溶湯１２が噴出してしまう。そこで、前記ノズルタッチ部５８の温度を測定し、３００〜５００℃になるように熱電対１２６で制御することで、連続鋳造を行うことが可能となる。むろん、このような熱電対１２６や主筒部１２２の嵌め込み構造は、実施例２〜６に適用してもよい。
【００３４】
(3)図８(C)には、射出プランジャ２２の表面に付着した溶湯１２の酸化による動作不良を防止する構成が示されている。図８(C)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１３０は、上述した実施例１のダイカスト装置１０の構成に加え、主筒部１６の上方において、射出プランジャ２２の外周面に沿って銅管１３２を設けた構成となっている。前記銅管１３２には、前記射出プランジャ２２の外周面に向けて複数の穴１３４が略等間隔で形成されており、更に、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスを供給するための配管１３６が接続されている。前記配管１３６及び銅管１３２を介して穴１３４から射出プランジャ２２に向けて微量の不活性ガス（例えば、Ａｒガス）１３８を流し続けることにより、不活性ガス１３８が射出プランジャ２２の外周面をカバーして伝わり、溶湯１２の表面を覆って酸化を防ぐ。このような構成とすることにより、上下に動作する射出プランジャ２２の表面に付着したアルミニウム系金属の溶湯１２が酸化しないため、射出プランジャ２２の動作不良の発生を防止することができる。更に、射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａの摩擦低減を図ることもできる。同時に、不活性ガス１３８が溶湯１２の表面を覆うことにより、表面に酸化被膜が形成されないので、溶湯１２の品質が安定する。なお、不活性ガス１３８としては、前記Ａｒガスのほか、窒素ガスを用いるようにしてもよい。むろん、上述した銅管１３２を、実施例２〜６に適用してもよい。
【００３５】
(4)上述した実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(5)図８(B)に示す例では、金型５０側に熱電対１２６を設けることとしたが、ノズル４０側にもヒータを設けるようにしてもよい。
(6)前記実施例３では、主筒部７０の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２を一致させることとしたが、他の実施例１，２，４〜６についても同様に中心１，２を一致させるようにしてもよい。
(7)主筒部にエア抜き通路を設けた例（図３，図５，図６の例）では、射出プランジャ２２がリングタイプの場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、シリンダとグースネックが連設しており溶湯が貯留されたポット内に設置された主筒部と、グースネックから金型へ溶湯を導くノズルと、シリンダ内を上下動して該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャとを備えており、射出プランジャが射出戻り位置にあるときに、シリンダ内に吸い込んだ空気を排出するエア抜き通路を射出プランジャ又は主筒部に設けるか、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないようにグースネック及びノズルの内容積を設定して、鋳込み時の空気の巻き込みを防止することとしたので、アルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を鋳造するホットチャンバ式ダイカスト装置の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
１２：溶湯
１４：ポット
１６：主筒部
１６Ａ：シリンダ
１６Ｂ：グースネック
１８：メクラ栓
２０：吸込口
２２：射出プランジャ
２２Ａ：側面
２２Ｂ：底部
２４：溝
２８，３０：メクラ栓
３２：接続口
４０：ノズル
４２：先端部
５０：金型
５２：固定型
５４：可動型
５６：キャビティ
５８：ノズルタッチ部
６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
６２：孔
６４：貫通孔
７２：主筒部
７４：貫通孔
７６，７８：逆止弁
８２：溝
９２：貫通孔
１２２：主筒部
１２４Ａ：内筒
１２４Ｂ：外筒
１２６：熱電対
１３２：銅管
１３４：穴
１３６：配管
１３８：不活性ガス
１５０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
１５２：ポット
１５４：溶湯
１５６：主筒部
１５６Ａ：シリンダ
１５６Ｂ：グースネック
１５７：メクラ栓
１５８：吸込口
１６０：射出プランジャ
１６２：ノズル
１６４：先端部
１７０：金型
１７２：固定型
１７４：可動型
１７６：キャビティ
１７８：ノズルタッチ部
Ｄ１，Ｄ２：内径
Ｉ：間隔
Ｐ１，Ｐ２：中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットチャンバ式ダイカスト装置に関し、更に具体的には、アルミニウム又はアルミニウム合金鋳造用のホットチャンバ式ダイカスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム又はアルミニウム合金（以下「アルミニウム系金属」という）の鋳造を行うダイカスト法には、ホットチャンバ式とコールドチャンバ式がある。このうち、ホットチャンバ式のダイカスト鋳造技術としては、例えば、下記特許文献１に示すホットチャンバ式ダイカスト装置がある。このようなホットチャンバ式のダイカスト装置は、一般的に、図９に示すような構造となっている。図９(A)〜(C)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１５０では、金属のインゴットを溶融した溶湯１５４を一定温度で保持するポット１５２の内側に、シリンダ１５６Ａとグースネック１５６Ｂからなる主筒部１５６が設置されており、前記シリンダ１５６Ａには、側面に設けられた吸込口１５８からポット１５２内の溶湯１５４が供給されている。また、前記シリンダ１５６Ａの内側には、図示しない駆動機構によって上下動可能な射出プランジャ１６０が設けられており、前記グースネック１５６Ｂには、ノズル１６２が接続されている。金型１７０は、固定型１７２と可動型１７４によって構成されており、内側にキャビティ１７６が形成されている。前記射出プランジャ１６０によってシリンダ１５６Ａの溶湯を加圧することによって、グースネック１５６Ｂとノズル１６２を介して、溶湯１５４を前記キャビティ１７６に圧入することができる。キャビティ１７６に圧入された溶湯１５４は、凝固したあと成形品として金型１７０から取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０５４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した背景技術には、次のような問題がある。図９(A)に示す鋳込み完了後、図９(B)に示すように、ノズル１６２の先端部１６４を金型１７０のノズルタッチ部１７８から離間して射出プランジャ１６０が戻るとき、ノズル先端部１６４から吸い込まれた空気が、ノズル１６２，グースネック１５６Ｂを通過してシリンダ１５６Ａ内に達することがある。すると、図９(C)に示すように、次サイクルまでシリンダ１５６Ａ内に空気が残り、次回鋳込み時に空気を巻き込んでしまうという不都合がある。
【０００５】
この他にも、射出時に、シリンダ１５６Ａの底部のメクラ栓１５７の隙間から溶湯１５４が漏れると、製品部（キャビティ１７６）に圧力が伝わらずに大きな引け巣が発生するという不都合がある。また、金型１７０側のノズルタッチ部１７８の温度が低くなると、ノズル先端部１６４が凝固し、次サイクル時に溶湯１５４が金型１７０に供給されなくなり、反対に、前記ノズルタッチ部１７８の温度が高くなると、ノズル先端部１６４の離間時に、溶湯１５４が飛び散ってノズル先端部１６４に付着して、次サイクル時にこの部分から溶湯１５４が噴出するおそれがある。更に、射出プランジャ１６０の表面に付着した溶湯１５４の酸化による動作不良や、主筒部１５６の外径中心とボア中心（すなわちシリンダ１５６Ａの内径中心）のずれによる扁摩耗及び曲げ応力の影響などの不都合も生じる。
【０００６】
本発明は、以上のような点に着目したもので、鋳込み時の空気の巻き込みを良好に防止することができるアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するホットチャンバ式ダイカスト装置を提供することである。他の目的は、前記空気の巻き込み防止に加え、シリンダからの溶湯の漏れ防止，ノズルタッチ部の温度制御，射出プランジャ表面の溶湯の酸化による動作不良の防止，主筒部の外径中心とボア中心のずれによる扁摩耗及び曲げ応力の影響の低減の少なくともいずれかが可能なホットチャンバ式ダイカスト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連接しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャの底部から前記主筒部の上端を超える位置に達するように、前記射出プランジャに形成されたエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの側面に形成された溝であること，あるいは、前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの底面から、該射出プランジャの内側を通過して側面に貫通する孔であることを特徴とする。
【０００９】
他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部の上端に達する位置まで、前記シリンダの内周面に形成されたエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【００１０】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記主筒部の外周面まで貫通したエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記エア抜き通路は、シリンダの内周面側が低く、主筒部の外周面側が高くなるように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記グースネック側へ貫通したエア抜き通路，を備えたことを特徴とする。
【００１２】
更に他の発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，を備えるとともに、前記グースネック及びノズルは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有することを特徴とする。
【００１３】
主要な形態の一つは、前記射出プランジャの駆動手段は、鋳込み時に、射出戻り位置にある射出プランジャを前記吸込口付近まで低速に動作させることを特徴とする。他の形態は、前記主筒部を、底面が閉塞しており前記シリンダを形成する内筒と、該内筒の外周面を覆う外筒の嵌め込みにより構成したことを特徴とする。更に他の形態は、前記金型のノズルタッチ部の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段，を設けたことを特徴とする。
【００１４】
更に他の形態は、前記主筒部の上方において、前記射出プランジャの外周面に沿って設けられた配管，前記射出プランジャの外周面に向けて、前記配管に略等間隔で複数設けられた穴，前記配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段，を設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記射出プランジャの外径中心，前記主筒部の外径中心，前記シリンダの内径中心が、一致することを特徴とする。更に他の形態は、前記シリンダの底部に設けられており、該シリンダ内部方向にのみ流動可能な第１の逆止弁，前記グースネック又はノズルの射出流路中に設けられており、溶湯の射出方向にのみ流動可能な第２の逆止弁，を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリンダとグースネックが連設しており溶湯が貯留されたポット内に設置された主筒部と、グースネックから金型へ溶湯を導くノズルと、シリンダ内を上下動して該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャとを備えたアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置において、射出プランジャが射出戻り位置にあるときに、シリンダ内に吸い込んだ空気を排出するエア抜き通路を射出プランジャ又は主筒部に設けるか、あるいは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないようにグースネック及びノズルの内容積を設定したので、鋳込み時の空気の巻き込みを防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を示す主要断面図である。
【図２】本発明の実施例２を示す主要断面図である。
【図３】本発明の実施例３を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。
【図４】前記実施例３の比較例を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。
【図５】本発明の実施例４を示す主要断面図である。
【図６】本発明の実施例５を示す主要断面図である。
【図７】本発明の実施例６を示す主要断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す図である。
【図９】背景技術の一例を示す主要断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
最初に、図１を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の構造を示す主要断面図である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下「アルミニウム系金属」という）の溶湯１２を、一定温度で保持するポット１４と、該ポット１４の内側に保持された主筒部１６と、射出プランジャ２２及びその駆動機構（図示せず）と、溶湯１２を金型５０へ導くノズル４０により構成されている。前記主筒部１６は、例えばセラミックなどにより構成されており、シリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂを有し、これらシリンダ１６Ａとグースネック１６Ｂが底部側で接続するように連設している。前記シリンダ１６Ａの側面には、略水平に形成された吸込口２０が設けられており、該吸込口２０から前記ポット１４内の溶湯１２がシリンダ１６Ａ内に供給される。前記シリンダ１６Ａの底部にはメクラ栓１８が設けられ、前記グースネック１６Ｂの底部と側面にもメクラ栓２８，３０が設けられている。前記グースネック１６Ｂの上端部の接続口３２にはノズル４０が接続されている。
【００１９】
一方、金型５０は、固定型５２と可動型５４により構成されており、その内側にキャビティ５６が形成されている。前記固定型５２には、ノズル先端部４２が密着されるノズルタッチ部５８が設けられている。前記射出プランジャ２２を図示しない駆動機構によって駆動し、シリンダ１６Ａの溶湯１２を加圧することによって、グースネック１６Ｂ及びノズル４０を介して、溶湯１２を前記キャビティ５６に圧入することができる。キャビティ５６に圧入された溶湯１２は、凝固したあと成形品として金型５０から取り出される。
【００２０】
本実施例では、前記プランジャ２２の側面２２Ａに、エア抜き通路として溝２４が形成されている。該溝２４は、前記射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、射出プランジャ底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように、形成されている。このため、鋳込み完了後、ノズル４０を金型５０から離し、射出プランジャ２２が戻るときに、ノズル先端部４２から空気を吸い込んで、シリンダ１６Ａ内に残ったとしても、前記溝２４に沿って空気が外部に排出されるため、次回の鋳込み時に空気が巻き込まれるのを防止することができる。なお、本実施例では、前記溝２４を形成できる程度に、射出プランジャ２２のストロークが長く設定されている。
【００２１】
このように、実施例１によれば、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、射出プランジャ底部２２Ｂから前記主筒部１６の上端を超える位置に達するように、射出プランジャ側面２２Ａに、エア抜き用の通路として溝２４を設けたので、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に浸入した空気を排出して、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止できるという効果がある。
【実施例２】
【００２２】
次に、図２を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図２は、本実施例の主要断面図である。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。本実施例も上述した実施例１と同様に、射出プランジャ２２にエア抜き通路を設けた例である。図２に示すように、本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置６０は、射出プランジャ２２の底部２２Ｂから軸方向に沿って上方に向けて形成された孔６２と、該孔６２と接続し、かつ、前記射出プランジャ２２を軸方向と略直交する方向に貫通した貫通孔６４を備えている。前記貫通孔６４は、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、前記主筒部１６の上端を超える位置に形成されている。このため、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａに浸入した空気を、孔６２及び貫通孔６４を介して排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例３】
【００２３】
次に、図３及び図４を参照しながら、本発明の実施例３を説明する。図３(A)は本実施例の主要断面図，図３(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。図４(A)は比較例の主要断面図，図４(B)は前記(A)を矢印＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。上述した実施例１及び２は、エア抜き通路を射出プランジャ側に設けた例であるが、本実施例は、主筒部７２側にエア抜き通路を設けた例である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置７０では、主筒部７２に、シリンダ１６Ａの内周面から主筒部１６の外周面まで貫通するとともに、前記内周面側が低く、外周面側が高くなるように傾斜した貫通孔７４が設けられている。
【００２４】
該貫通孔７４の内周面側は、例えば、前記射出プランジャ２２の射出戻り位置（後退限度位置）を穴中心としており、射出プランジャ底部２２Ｂとシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面との隙間に位置している。また、前記貫通孔７４と吸込口２０の内周面側の高さは同じとしてもよいし、その周方向の位置は前記吸込口２０と同じであってもよいし異なっていてもよい。シリンダ１６Ａ内に吸い込まれた空気を、水平な吸込口２０からのみ排出するとなると、空気とアルミニウム系金属の溶湯が混ざった泡は粘度があるため排出は困難であるが、アルミニウム系金属の溶湯に混じった泡は軽く、溶湯面に浮くため、上述した傾斜した貫通孔７４を設けることにより、排出が可能となる。
【００２５】
また、本実施例では、図３(B)に示すように、主筒部７２の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内径及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２が一致している。このように、シリンダ１６Ａの内周面と主筒部７２の外径の芯が一致することにより、アルミニウム系金属の溶湯温度（６５０℃〜７６０℃）による熱膨張が内径の角度によらず一定となり、射出プランジャ２２の摺動にともなう摩擦が角度によらず一定となって、ほぼ真円が維持できる。すなわち、図４(A)及び(B)に示す比較例（図示の例は、実施例１のホットチャンバ式ダイカスト装置１０）のように、主筒部１６の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周面及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２がずれた状態であると、扁磨耗による早期湯漏れが生じるが、そのような問題を解消することができる。また、射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａの内周面の再研磨までの寿命が長くなり、また、研磨量も減少するため、補修費用の低減と射出プランジャ２２及びシリンダ１６Ａの寿命ショット数が増加し、コストダウンを図ることができる。
【００２６】
更に、比較例のように、主筒部１６の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周面及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２がずれた状態では、射出プランジャ２２の中心Ｐ２と主筒部１６の外径中心Ｐ１が異なるオフセット状態のため、溶湯射出にともない主筒部１６に回転力が働き、熱膨張による不均一な接触も伴って、射出プランジャ２２に曲げ力が発生すると推測される。これに対し、本実施例のように前記中心Ｐ１とＰ２を一致させることで、曲げ力が減少し、射出プランジャ２２の折れを減少させることができる。同時に、シリンダ１６Ａの内径に発生するせん断力も減少することから、主筒部７２の割れも減少するという効果がある。
【００２７】
このほか、本実施例では、シリンダ１６Ａ内に溶湯１２を吸入するため、シリンダ１６Ａの底部に、シリンダ１６Ａの内部方向にのみ流動可能な逆止弁７６が吸込口として設置されるとともに、グースネック１６Ｂ又はノズル４０の射出流路中にも、射出方向のみに流動可能な逆止弁７８が設置されている（図示の例ではグースネック１６Ｂ内に逆止弁７８が設けられている）。これら逆止弁７６，７８としては、金属粉体とセラミックス粉体の混体とし、表面はＳｉＮに覆われた状態とする。また、逆止弁７６，７８の初期動作を動機付けるため、Ａｒ等の不活性ガスを下部より噴射してもよい。射出終了後の射出プランジャ２２が戻るとき、ノズル４０内やグースネック１６Ｂ内の溶湯１２に位置エネルギーがあることや、管路抵抗が少ないことから、ノズル４０内やグースネック１６Ｂ内の溶湯１２は容易にシリンダ１６Ａ内に戻り、ノズル４０やグースネック１６Ｂから同時に空気も流入する。このとき、ノズル４０又はグースネック１６Ｂ内にも射出方向のみに流動可能な逆止弁７８を設置することにより、シリンダ１６Ａの下部の逆止弁７６が安定して動作可能となる。また、逆止弁７６，７８を開くための不活性ガスをバルブ下部より噴射することで、更に逆止弁７６，７８の動作が安定し、良好な製品を得ることができる。この場合、不活性ガスは、速やかに、貫通孔７４から排出される。
【実施例４】
【００２８】
次に、図５を参照しながら本発明の実施例４について説明する。図５は、本実施例の主要断面図である。本実施例も、上述した実施例３と同様に、主筒部側にエア抜き通路を設けた例である。本実施例のホットチャンバ式ダイカスト装置８０は、シリンダ１６Ａの内周面に、エア抜き用の溝８２が設けられている。該溝８２は、射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部１６の上端に達する位置まで形成されている。このような溝８２を設けることにより、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に引き込まれた空気を溝８２に沿って排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例５】
【００２９】
次に、図６を参照しながら本発明の実施例５について説明する。図６は、本実施例の主要断面図である。本実施例も、上述した実施例３及び４と同様に、主筒部側にエア抜き用通路を設けた構造となっている。図６に示すホットチャンバ式ダイカスト装置９０は、シリンダ１６Ａからグースネック１６Ｂにかけて貫通孔９２が設けられている。該貫通孔９２は、前記射出プランジャ２２が射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａ内の溶湯１２の表面の隙間に相当する位置から、グースネック１６Ａとノズル４０の接続口３２に向けて形成されている。このような貫通孔９２を設けることにより、鋳込み完了後にシリンダ１６Ａ内に引き込まれた空気を、グースネック１６Ｂを介してノズル４０側へ排出し、次回鋳込み時の空気の巻き込みを防止することができる。
【実施例６】
【００３０】
次に、図７を参照しながら本発明の実施例６を説明する。図７は、本実施例の主要断面図である。上述した実施例１〜５は、射出プランジャ又は主筒部のいずれかにエア抜き通路を設ける構造としたが、本実施例は、グースネック及びノズルの内容積の設定によって空気の巻き込みを防止する例である。図７に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１００は、ノズル４０の内径Ｄ１及びグースネック１６Ｂの内径Ｄ２が、実施例１のダイカスト装置１０よりも大きく、これらグースネック１６Ｂ及びノズル４０は、射出プランジャ２２が戻るときに、シリンダ１６Ａ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有している。本実施例の構造とすることにより、射出プランジャ２２が戻るときにシリンダ１６Ａ内に空気を引き込まないため、次回鋳込み時に空気の巻き込みが生じない。
【００３１】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)図８(A-1)及び(A-2)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１１０は、上述した実施例１の構造に加え、プランジャストロークを長くして射出戻り位置を変更する，すなわち、射出プランジャ底部２２Ｂと吸込口２０までの間隔Ｉを大きく設定した例である。プランジャストロークを長くし、鋳込み完了位置（図８(A-1)の位置）にある射出プランジャ２２を、図８(A-2)に示すように吸込口２０付近まで低速で動作させて、シリンダ１６Ａに吸い込んだ空気を前記吸込口２０から排出させることで、鋳込み時の空気の巻き込みを防止する構成としてもよい。他の実施例２〜６についても同様である。
【００３２】
(2)図８(B)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１２０は、上述した実施例１において、シリンダ１６Ａのメクラ栓１８の隙間から溶湯１２が漏れて、製品部（キャビティ５６）に圧力が伝わらずに大きな引け巣が発生するのを防止するためのもので、主筒部１２２は、底面が閉塞しておりシリンダ１６Ａを形成する内筒１２４Ａと、該内筒１２４Ａの外周面を覆う外筒１２４Ｂの嵌め込み構造（締まりバメ）となっている。このような構成とすることで、主筒部１２２にメクラ栓を設ける必要がなくなるため、漏れを防止し、製品部への圧力の伝播を良好にすることができる。
【００３３】
また、図８(B)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１２０では、固定型５２のノズルタッチ部５８に、該ノズルタッチ部５８の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段として熱電対１２６が設けられている。ノズルタッチ部５８の温度が低いとノズル先端部４２が凝固し、次サイクル時溶湯が金型５０に供給されなくなり、反対に、ノズルタッチ部５８の温度が高くなると、ノズル４０を金型５０から離間したときに、溶湯１２が飛び散ってタッチ部に付着して、次サイクル時にこの部分より溶湯１２が噴出してしまう。そこで、前記ノズルタッチ部５８の温度を測定し、３００〜５００℃になるように熱電対１２６で制御することで、連続鋳造を行うことが可能となる。むろん、このような熱電対１２６や主筒部１２２の嵌め込み構造は、実施例２〜６に適用してもよい。
【００３４】
(3)図８(C)には、射出プランジャ２２の表面に付着した溶湯１２の酸化による動作不良を防止する構成が示されている。図８(C)に示すホットチャンバ式ダイカスト装置１３０は、上述した実施例１のダイカスト装置１０の構成に加え、主筒部１６の上方において、射出プランジャ２２の外周面に沿って銅管１３２を設けた構成となっている。前記銅管１３２には、前記射出プランジャ２２の外周面に向けて複数の穴１３４が略等間隔で形成されており、更に、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスを供給するための配管１３６が接続されている。前記配管１３６及び銅管１３２を介して穴１３４から射出プランジャ２２に向けて微量の不活性ガス（例えば、Ａｒガス）１３８を流し続けることにより、不活性ガス１３８が射出プランジャ２２の外周面をカバーして伝わり、溶湯１２の表面を覆って酸化を防ぐ。このような構成とすることにより、上下に動作する射出プランジャ２２の表面に付着したアルミニウム系金属の溶湯１２が酸化しないため、射出プランジャ２２の動作不良の発生を防止することができる。更に、射出プランジャ２２とシリンダ１６Ａの摩擦低減を図ることもできる。同時に、不活性ガス１３８が溶湯１２の表面を覆うことにより、表面に酸化被膜が形成されないので、溶湯１２の品質が安定する。なお、不活性ガス１３８としては、前記Ａｒガスのほか、窒素ガスを用いるようにしてもよい。むろん、上述した銅管１３２を、実施例２〜６に適用してもよい。
【００３５】
(4)上述した実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(5)図８(B)に示す例では、金型５０側に熱電対１２６を設けることとしたが、ノズル４０側にもヒータを設けるようにしてもよい。
(6)前記実施例３では、主筒部７０の外径中心Ｐ１と、シリンダ１６Ａの内周及び射出プランジャ２２の外径の中心Ｐ２を一致させることとしたが、他の実施例１，２，４〜６についても同様に中心１，２を一致させるようにしてもよい。
(7)主筒部にエア抜き通路を設けた例（図３，図５，図６の例）では、射出プランジャ２２がリングタイプの場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、シリンダとグースネックが連設しており溶湯が貯留されたポット内に設置された主筒部と、グースネックから金型へ溶湯を導くノズルと、シリンダ内を上下動して該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャとを備えており、射出プランジャが射出戻り位置にあるときに、シリンダ内に吸い込んだ空気を排出するエア抜き通路を射出プランジャ又は主筒部に設けるか、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないようにグースネック及びノズルの内容積を設定して、鋳込み時の空気の巻き込みを防止することとしたので、アルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を鋳造するホットチャンバ式ダイカスト装置の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
１２：溶湯
１４：ポット
１６：主筒部
１６Ａ：シリンダ
１６Ｂ：グースネック
１８：メクラ栓
２０：吸込口
２２：射出プランジャ
２２Ａ：側面
２２Ｂ：底部
２４：溝
２８，３０：メクラ栓
３２：接続口
４０：ノズル
４２：先端部
５０：金型
５２：固定型
５４：可動型
５６：キャビティ
５８：ノズルタッチ部
６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
６２：孔
６４：貫通孔
７２：主筒部
７４：貫通孔
７６，７８：逆止弁
８２：溝
９２：貫通孔
１２２：主筒部
１２４Ａ：内筒
１２４Ｂ：外筒
１２６：熱電対
１３２：銅管
１３４：穴
１３６：配管
１３８：不活性ガス
１５０：ホットチャンバ式ダイカスト装置
１５２：ポット
１５４：溶湯
１５６：主筒部
１５６Ａ：シリンダ
１５６Ｂ：グースネック
１５７：メクラ栓
１５８：吸込口
１６０：射出プランジャ
１６２：ノズル
１６４：先端部
１７０：金型
１７２：固定型
１７４：可動型
１７６：キャビティ
１７８：ノズルタッチ部
Ｄ１，Ｄ２：内径
Ｉ：間隔
Ｐ１，Ｐ２：中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連接しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャの底部から前記主筒部の上端を超える位置に達するように、前記射出プランジャに形成されたエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項２】
前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの側面に形成された溝であることを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項３】
前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの底面から、該射出プランジャの内側を通過して側面に貫通する孔であることを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項４】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部の上端に達する位置まで、前記シリンダの内周面に形成されたエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項５】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記主筒部の外周面まで貫通したエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項６】
前記エア抜き通路は、シリンダの内周面側が低く、主筒部の外周面側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項５記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項７】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記グースネック側へ貫通したエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項８】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
を備えるとともに、
前記グースネック及びノズルは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有することを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項９】
前記射出プランジャの駆動手段は、鋳込み時に、射出戻り位置にある射出プランジャを前記吸込口付近まで低速に動作させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１０】
前記主筒部を、底面が閉塞しており前記シリンダを形成する内筒と、該内筒の外周面を覆う外筒の嵌め込みにより構成したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１１】
前記金型のノズルタッチ部の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段，
を設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１２】
前記主筒部の上方において、前記射出プランジャの外周面に沿って設けられた配管，
前記射出プランジャの外周面に向けて、前記配管に略等間隔で複数設けられた穴，
前記配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段，
を設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１３】
前記射出プランジャの外径中心，前記主筒部の外径中心，前記シリンダの内径中心が、一致することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１４】
前記シリンダの底部に設けられており、該シリンダ内部方向にのみ流動可能な第１の逆止弁，
前記グースネック又はノズルの射出流路中に設けられており、溶湯の射出方向にのみ流動可能な第２の逆止弁，
を備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連接しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャの底部から前記主筒部の上端を超える位置に達するように、前記射出プランジャに形成されたエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項２】
前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの側面に形成された溝であることを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項３】
前記エア抜き通路が、前記射出プランジャの底面から、該射出プランジャの内側を通過して側面に貫通する孔であることを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項４】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当する位置から、前記主筒部の上端に達する位置まで、前記シリンダの内周面に形成されたエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項５】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記主筒部の外周面まで貫通したエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項６】
前記エア抜き通路は、シリンダの内周面側が低く、主筒部の外周面側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項５記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項７】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
該射出プランジャが射出戻り位置にある状態で、該射出プランジャとシリンダ内の溶湯表面との隙間に相当するシリンダ内周面から、前記グースネック側へ貫通したエア抜き通路，
を備えたことを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項８】
アルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造するためのホットチャンバ式ダイカスト装置であって、
溶湯が貯留されるポット内に設置されており、前記ポット内の溶湯を吸い込むための吸込口が側面に形成されたシリンダと、該シリンダと連設しており底部側で接続するグースネックとが設けられた主筒部，
前記グースネックから金型へ溶湯を導くノズル，
駆動手段によって前記シリンダ内を上下動し、該シリンダ内の溶湯を加圧する射出プランジャ，
を備えるとともに、
前記グースネック及びノズルは、前記射出プランジャが戻るときに前記シリンダ内に空気を引き込まないように設定された内容積を有することを特徴とするホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項９】
前記射出プランジャの駆動手段は、鋳込み時に、射出戻り位置にある射出プランジャを前記吸込口付近まで低速に動作させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１０】
前記主筒部を、底面が閉塞しており前記シリンダを形成する内筒と、該内筒の外周面を覆う外筒の嵌め込みにより構成したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１１】
前記金型のノズルタッチ部の温度を測定し、所定の温度に調節する温度調節手段，
を設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１２】
前記主筒部の上方において、前記射出プランジャの外周面に沿って設けられた配管，
前記射出プランジャの外周面に向けて、前記配管に略等間隔で複数設けられた穴，
前記配管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段，
を設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１３】
前記射出プランジャの外径中心，前記主筒部の外径中心，前記シリンダの内径中心が、一致することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【請求項１４】
前記シリンダの底部に設けられており、該シリンダ内部方向にのみ流動可能な第１の逆止弁，
前記グースネック又はノズルの射出流路中に設けられており、溶湯の射出方向にのみ流動可能な第２の逆止弁，
を備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のホットチャンバ式ダイカスト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１０５６６（Ｐ２０１１−１１０５６６Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６７７１８（Ｐ２００９−２６７７１８）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（５９５０４６６６５）株式会社リテラ (5)
【出願人】（５０９３２４５２８）株式会社ＮＮＨ (1)
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（５９５０４６６６５）株式会社リテラ (5)
【出願人】（５０９３２４５２８）株式会社ＮＮＨ (1)
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