(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱筒（２）を保持する可動支持台（Ａ）と、該加熱筒（２）の内面穴（１１）に洗浄液を循環させる洗浄液循環装置（Ｂ）とから構成され、
前記可動支持台（Ａ）は、スタンド（２１）と、該スタンド（２１）の上面に設けられている受け皿（２２）とからなり、該受け皿（２２）の中に前記加熱筒（２）が保持されることを特徴とする金属射出成形装置の加熱筒洗浄装置。
【請求項２】
前記受け皿（２２）の底面を傾斜させ、その最低面部に設けた回収穴（３４）にフィルタ（３５）を挿入し、回収穴（３４）の下部に開閉バルブ（３７）を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の金属射出成形装置の加熱筒洗浄装置。
【請求項３】
前記スタンド（２１）の下部に下部受け皿（３９）を設け、この上に洗浄液を回収する回収容器（３８）を置き、前記開閉バルブ（３７）に接続した回収ホース（３６）を挿入可能としたことを特徴とする請求項２記載の金属射出成形装置の加熱筒洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄液循環装置（Ｂ）は、スタンド（２１）に取り付けられている循環ポンプ（２５）と、前記加熱筒（２）の内面穴の前端口と後端口にそれぞれ取り付けられる蓋（１３，１４）と、接続配管とからなり、該接続配管は、前記循環ポンプ（２５）の吐出ポートを加熱筒（２）の内面穴（１１）の一端に接続し、吸入ポートを一方の蓋（１３）に接続し、洗浄液の流路の一部を大気に開放させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の金属射出成形装置の加熱筒洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マグネシウム合金、アルミニウム合金、亜鉛合金などの金属材料を射出成形する金属射出成形装置の加熱筒内面穴に固着した残留物を除去する加熱筒洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に金属射出成形装置の一例を示す。
【０００３】
同図に示すように、射出ユニット１の前部に加熱筒２が取り付けられ、後部に回転モータ４が取り付けられている。加熱筒２の外周に加熱ヒータ６が取り付けられ、加熱筒２の後部に材料ホッパー５が取り付けられている。加熱筒２の内面穴１１には、外表面に螺旋上の溝（以下、スクリュ溝という）を有するスクリュ３が回転自在、かつ軸方向に摺動自在に挿入されている。スクリュ３は、射出ユニット１に内蔵された図示しない射出シリンダによって前進および後退駆動され、回転モータ４によって回転駆動される。
【０００４】
加熱筒２の後部には、内面穴１１と材料ホッパー下部を接続する材料投入口９が設けられている。
【０００５】
次に、金属射出成形装置の動作について説明する。
【０００６】
計量行程において、粒状、切削片、破砕片等の金属材料（以下、材料チップという。）が材料ホッパー５に投入される。材料チップは、材料ホッパー５から材料投入口９を通って加熱筒２の内面穴１１に落下し、回転モータ４の回転がスクリュ３に伝えられると、スクリュ溝に沿って加熱筒２の前方に送られながら加熱攪拌される。溶融または半溶融になった金属材料（以下、溶湯という。）は、加熱筒２の前室１０に貯留され、これに伴ってスクリュ３は後退する。ただし、金属材料は、溶湯の粘度が低く、前室１０に貯留された溶湯にスクリュ３を後退させる十分な圧力が発生しないので、回転モータ４の回転と同時に射出シリンダの後退側に圧力油を供給して、スクリュ３を強制的に後退させる場合が多い。
【０００７】
次の射出工程においては、射出ユニット全体を前進させ、加熱筒先端の加熱筒ヘッド７に取り付けたノズル８を図示しない金型のスプルブッシュに当接させた状態で、射出シリンダの前進側に圧力油を供給してスクリュ３を前進させると、加熱筒２の前室１０に貯留された溶湯がノズル８を通って金型内に注入され、金型内のキャビティに充填される。金型内のキャビティに充填された溶湯が冷却固化した後、金型を開いてキャビティの形状に形成された金属成形品を取り出す。
【０００８】
以上の動作を繰り返すことにより、同一形状の金属成形品が効率よく生産される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記金属射出装置において、スクリュの中央部分のスクリュ溝内では、固体の材料チップの隙間に少量の溶湯が混入した状態になり、スクリュの後退動作により後方すなわち材料ホッパー側に運ばれる。加熱筒の内面温度が材料チップの溶融温度よりも低い領域に到達した溶湯は、加熱筒および周囲の材料チップに熱を奪われ、その一部がスクリュの表面および加熱筒の内面に付着して固化する（以下、この付着物を再固化物という。）。
【００１０】
スクリュの表面に付着した再固化物は、次の射出行程におけるスクリュの前進動作により、加熱筒がより高温に加熱された前進位置に送られて加熱され、及び溶湯に復帰する。
【００１１】
また、加熱筒の内面に付着した再固化物の大部分は、次の射出行程におけるスクリュの前進動作によりスクリュのネジ山に剥ぎ落とされ、前進位置に送られ加熱され再び溶湯に復帰するが、残りは加熱筒の内面に付着した状態で取り残される。
【００１２】
この取り残された再固化物の大部分は、次の計量工程において前方へ移動する材料チップにより削り取られるが、再固化物の一部は付着した状態で残る。この付着した再固化物が成形サイクルの繰り返しと共に蓄積され増加する場合がある。
【００１３】
溶湯は化学的に非常に活性が強く、空気中の酸素や窒素と反応して酸素化合物や窒素化合物（以下、化合物等という。）を生じ易い。また、マグネシウム合金、アルミニウム合金には、その用途に応じて他の金属元素が配合されているため溶湯には種々の化合物等が混在する。
【００１４】
したがって再固化物は、本来の金属材料に上記の化合物等が混在した状態となり、スクリュの表面や加熱筒の内面に付着し固化すると、再度加熱されても簡単には溶融せず、その除去には大きな困難を生ずる。
【００１５】
上記の再固化物がスクリュの表面に付着すると、スクリュ溝の断面積を減少させて材料チップや溶湯の流れを妨げ、加熱筒の内面に付着すると、スクリュの円滑な回転や直線摺動を妨げる。その結果、計量動作や射出動作が不安定になったり、停止したりして、安定した成形作業が出来なくなる。
【００１６】
このため、スクリュの動作が不安定になった場合、あるいは不安定になると予想される稼動期間に達した場合には、材料チップの供給を停止し、計量および射出動作を繰り返して、加熱筒内の溶湯を排出した後、スクリュを加熱筒から抜き出して、スクリュおよび加熱筒に付着した再固化物を除去する作業が実施されている。
【００１７】
加熱筒の内面に付着した再固化物は、ワイヤブラシやグラインダ、砥石等により機械的に除去されているが、その除去には大きな力を要する。また、機械的除去の過程で再固化物の表面が研磨ないし研削されて金属光沢を帯びると加熱筒の内面との区別が付き難いので、再固化物が薄い層として残留した状態に気付かず清掃が終了され易い。このため再組立作業において、スクリュを挿入しようとすると、加熱筒の内面に薄い層として残留した再固化物に阻止されたり、抜き差しできなくなる場合がある。
【００１８】
上記の機械的除去における困難を解消する方法として、再固化物を塩酸などで化学的に分解し除去する方法が試みられている。再固化物が固着した部品を酸の水溶液からなる洗浄液で満ちた容器に入れて浸漬する方法であり、スクリュなど外表面に付着した再固化物の除去に使用されている。
【００１９】
ところが、洗浄液が滞留すると、再固化物と接触する部分の濃度が低下し、化学反応が低下する。このため、加熱筒のように再固化物が内面に付着している部品は、洗浄液に浸漬しても化学反応がすぐに鈍くなる。また、長時間の浸漬によって、再固化物が付着していない外表面が腐食することもあった。さらに、洗浄液で満たされた容器の大きな開口部が大気中に長時間放置されるので、安全面での問題を生ずる可能性があった。
【００２０】
この発明は、上記のような従来の加熱筒内面の清掃作業における問題点を解決するためになされたもので、加熱筒の内面穴に固着した再固化物を容易かつ安全に除去できる加熱筒洗浄装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、射出ユニットから取り外した加熱筒を、可動式のスタンドの上面に設けた受け皿の中に乗せ、加熱筒の内面穴に洗浄液を充填し、上記スタンドに設けた循環ポンプおよび接続配管によって、洗浄液を循環させるようにしたものである。
【００２２】
加熱筒の前端口および後端口に液密に蓋を取り付け、循環ポンプの吐出ポートに接続された配管を、加熱筒の後部上面に開口した材料投入口等に接続し、循環ポンプの吸入ポートに接続された配管を加熱筒の前端口に設けた流出口に接続し、材料投入口を大気に開放した状態で、加熱筒の内面穴に洗浄液を充填および循環させる。
【００２３】
加熱筒の内面穴に充填された洗浄液中の酸が、加熱筒の内面穴に付着した再固化物中の金属成分と化学反応し、それによって再固化物が分解されて洗浄液中に混入することにより、再固化物が加熱筒の内面穴から除去される。
【００２４】
化学反応によって発生する水素などの気体は、加熱筒の後部上面に開口した材料投入口より、大気中に放出される。
【００２５】
さらに、洗浄液が循環することにより、活発な化学反応が持続され、短時間のうちに再固化物が除去される。
【００２６】
再固化物の除去が完了した後に、加熱筒の前端口および後端口に取り付けられた蓋を取り外したり、循環ポンプから接続された配管を取り外す時に漏出する洗浄液は、スタンド上面の受け皿で回収され、フィルターでごみや混在する固体を取り除かれた後、保管容器に移送される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明は、加熱筒を保持する可動支持台と、加熱筒の内面穴に洗浄液を循環させる洗浄液循環装置とから構成され、前記可動支持台は、スタンドと、該スタンドの上面に設けられている受け皿とからなり、該受け皿の中に前記加熱筒が保持されることを特徴とする。
【００２８】
前記受け皿の底面を傾斜させ、その最低面部に設けた回収穴にフィルタを挿入し、回収穴の下部に開閉バルブを取り付けることが好ましい。
【００２９】
また、前記スタンドの下部に下部受け皿を設け、この上に洗浄液を回収する回収容器を置き、前記開閉バルブに接続した回収ホースを挿入可能とすることが好ましい。
【００３０】
前記洗浄液循環装置は、スタンドに取り付けられている循環ポンプと、前記加熱筒の内面穴の前端口と後端口にそれぞれ取り付けられる蓋と、接続配管とからなり、該接続配管は、前記循環ポンプの吐出ポートを加熱筒の内面穴の一端に接続し、吸入ポートを一方の蓋に接続し、洗浄液の流路の一部を大気に開放させるものが好ましい。
【００３１】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明による加熱筒洗浄装置の要部断面正面図であり、図２は、図１の上面図である。
【００３３】
図１および図２に示すように、本実施例の加熱筒洗浄装置は、マグネシウム合金成形用の加熱筒２を保持する可動支持台Ａと、加熱筒２の内面穴１１に洗浄液を循環させる洗浄液循環装置Ｂとからなる。
【００３４】
前記可動支持台Ａは、スタンド２１と、その上面に設けられた受け皿２２とからなり、この受け皿２２の中に複数のサポート２３，２４が取り付けられ、その上に加熱筒２が保持される。スタンド２１の上部側面には複数の取っ手４１が取り付けられ、下端にはストッパ付きのキャスター４０が複数取り付けられている。
【００３５】
前記受け皿２２の底面は長手方向に僅かに傾斜され、その最底面部にはフイルター３５が挿入された回収穴３４が設けられている。この回収穴３４の下部には、閉鎖状態にされている開閉バルブ３７が取り付けられ、この開閉バルブ３７には回収ホース３６が接続され、この回収ホース３６の他端は、スタンド２１の下部に設けられた下部受け皿３９の上に置かれた回収容器３８に挿入されている。
【００３６】
前記洗浄液循環装置Ｂは、加熱筒２の内面穴１１の前端口と後端口にそれぞれシール１５，１６を介してボルト１７，１８で取り付けられる蓋１３，１４と、前端口の蓋１３に固定され内面穴１１に挿入されている排出パイプ３１と、加熱筒２の後部の材料投入口９の取付フランジ１２にボルト２０で取り付けられ、材料投入口９の位置に穴が設けられているプレート１９と、このプレート１９に固定され材料投入口９に挿入される注入パイプ３０と、下部受け皿３９の上方のスタンド２１に取り付けられている循環ポンプ２５と、この循環ポンプ２５の吐出ポートに接続されている吐出ホース２７と、循環ポンプ２５の吸入ポートに接続されている吸入ホース２６とから構成されている。
【００３７】
前記吐出ホース２７は、受け皿２２を液密に貫通するパイプ２９を通り、ワンタッチ継手３２を介して前記注入パイプ３０と接続されている。また、前記吸入ホース２６は、受け皿２２を液密に貫通するパイプ２８を通り、ワンタッチ継手３３を介して前記排出パイプ３１と接続されている。
【００３８】
次に、加熱筒の洗浄作業について説明する。
【００３９】
吸入ホース２６をワンタッチ継手３３により排出パイプ３１から取り外し、洗浄液を有する回収容器３８に挿入する。循環ポンプ２５を駆動して、回収容器３８に保管されていた洗浄液を吸入し、吐出ホース２７、注入パイプ３０を経て材料投入口９に供給し、加熱筒２の内面穴１１に充填させる。次に循環ポンプ２５を停止し、吸入ホース２６をワンタッチ継手３３により排出パイプ３１に取り付ける。循環ポンプ２５を再駆動して洗浄液を循環させる。なお、洗浄液には、濃度５〜１０％の塩酸水溶液を使用する。また、洗浄液の必要量が少ない場合には、洗浄液を材料投入口９から直接注入してもよい。
【００４０】
注入された洗浄液は、内面穴１１に付着した再固化物に混在するマグネシウムと化学反応して、再固化物を徐々に分解し、加熱筒２の内面から除去する。マグネシウムと塩酸が化学反応すると塩化マグネシウムと水素が生成され、塩化マグネシウムは洗浄液に混入保持される。また水素は材料投入口９から大気中に放出されるので、洗浄作業は換気が十分な場所で実施すると共に、作業中は火気を近づけないように注意が必要である。
【００４１】
材料投入口９から放出される水素の気泡の発生状況を監視して、気泡の発生が止ったら洗浄を終了する。
【００４２】
別の実施例として、注入パイプ３０を後端口の蓋１４に取り付けるようにすれば、材料投入口９から放出される気泡の発生状況がより容易に監視できる。
【００４３】
材料投入口９から洗浄液を注入する途中で、気泡の発生量が多い場合には、洗浄液の注入量を内面穴１１の半分に抑える。気泡の発生量が低下した時点で洗浄液を追加して、内面穴全体に充填させるようにする。これにより、洗浄液が材料投入口９から溢出することを防止できる。
【００４４】
逆に、開始後５分程度経過しても気泡の発生が弱い場合には、塩酸濃度が低下しているので、塩酸または稀塩酸を追加して、濃度を高くするとよい。
【００４５】
また、サポート２３，２４の高さを調整し、加熱筒２の後部側を高くして、内面穴１１を水平より傾斜させると、発生する気泡が材料投入口９から放出され易くすることができる。
【００４６】
洗浄に必要な時間は、加熱筒２の大きさや再固化物の付着量によって異なり、３〜２４時間であるが、通常は５〜８時間である。また塩酸濃度は、加熱筒本体を腐食しないように、加熱筒２の材質に応じて選定されるが、通常は５〜１０％が適切である。
【００４７】
洗浄作業後、循環ポンプ２５を停止し、吐出ホース２７をワンタッチ継手３２により注入パイプ３０から取り外して回収穴３４に挿入し、開閉バルブ３７を開く。次に循環ポンプ２５を再駆動して、フィルタ３５で大きな混在物を除去した後、回収ホース３６を通して回収容器３８に回収する。
【００４８】
再固化物の除去が完了した後に、加熱筒２の前端口および後端口に取り付けられた蓋１３，１４を取り外したり、循環ポンプ２５に接続された配管を取り外す時に漏出する洗浄液は、スタンド上面の受け皿２２で回収され、フィルタ３５でごみや混在する固体を取り除かれた後、保管容器３８に移送される。
【００４９】
フィルタ３５としては、目開き０．２〜１ｍｍ程度のステンレス鋼線製の金網を用いるとよい。また、回収容器３８としては、ポリエチレン製のタンクを使用すると、搬送や保管にも便利である。
【００５０】
なお、洗浄を繰り返すことにより、洗浄液中の混在物が増加した場合には、回収した液をアルカリで中和し、水分を除去して廃棄処理するか、塩酸濃度が低くなった状態で産業廃棄物として処理する。
【００５１】
また、洗浄液としては、被洗浄物や再固化物の成分に応じて、硫酸など他の酸の水溶液やそれらの混合溶液を使用したり、さらに界面活性剤や還元剤を加えた水溶液を使用してもよい。
【００５２】
上記の実施例では、加熱筒の内面を洗浄の対象としたが、図３に示すシリンダヘッドの内面や、射出プランジャを用いる金属成形装置の射出スリーブや溶融筒などの内面の洗浄にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、加熱筒の内面穴に付着した再固化物を化学的に除去するので、大きな機械力を必要とせず、それに伴う粉塵や騒音も発生しない。また、洗浄作業に使用される洗浄液の液面を少ししか大気に晒すことがないので、作業が安全であり、更に、作業終了時にも洗浄液が床面に漏洩することがなく、保管容器への移送も簡単にできるので、環境面でも安全である。また、洗浄装置自体も容易に移動できるので、作業性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の加熱筒洗浄装置の要部断面正面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】金属射出成形装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
２  加熱筒
９  材料投入口
１１  内面穴
１３、１４  蓋
２１  スタンド
２２  受け皿
２５  循環ポンプ
２６  吸入ホース
２７  吐出ホース
３０  注入パイプ
３１  排出パイプ
３２、３３  ワンタッチ継手
３４  回収穴
３５  フィルタ
３６  回収ホース
３７  開閉バルブ
３８  回収容器
３９  受け皿
４０  キャスター
Ａ  可動支持台
Ｂ  洗浄液循環装置
【図１】
0003730131.tif 000002
【図２】
0003730131.tif 000003
【図３】
0003730131.tif 000004