(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が金型側のキャビティに連通する水平な射出スリーブと、この射出スリーブの後端部に接続されるとともに下端部が溶湯保持炉内に臨むストークと、上記射出スリーブ内に進退移動可能に挿入された射出ピストンとを備え、
上記キャビティおよび射出スリーブ内を真空状態とすることで溶湯保持炉内の溶湯をストークを介して射出スリーブ側に吸引収容した上で、射出ピストンの前進射出動作によりその溶湯をキャビティ内に充填するようにしたダイカスト機の射出装置において、
上記射出スリーブの後端側にこれを延長するようにして内径が射出スリーブのそれよりも大径の密閉構造の真空チャンバーを形成するとともに、
この真空チャンバーを真空源に接続し、
上記射出ピストンの最後退位置においてその射出ピストンの後端部外周面とそれに対応する真空チャンバー側の後壁との間を該後壁側に設けられたシール部材にてシールするようにしたことを特徴とするダイカスト機の射出装置。
【請求項２】
上記シール部材にてシールされることになる射出ピストンの後端部外周面の直径はその射出ピストンの一般部直径よりも小さく形成さ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機の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト機の射出装置に関し、特に溶湯の射出動作に先立って製品形状部空間として機能することになるキャビティとそれに連通する射出スリーブ内を予め真空状態とした上で、溶湯保持炉から射出スリーブへの溶湯の移送を真空圧を利用して行うようにしたダイカスト機の射出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のダイカスト機の射出装置として例えば特許第２６４５８８号公報および特開昭５７−１５２３６１号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
図２はその概略を示したもので、水平型コールドチャンバー式ダイカスト機において、固定プラテン５１に固定された固定型５２と図示外の可動型とで形成されることになるキャビティ（製品形状部空間）に溶湯を射出，充填するべく、固定型５２に水平な射出スリーブ５３を接続するとともに、その射出スリーブ５３の後端部に接続される給湯ストーク５４を下方の溶湯保持炉５５内に臨ませてある。射出スリーブ５３内には射出ピストン５６が進退移動可能に挿入支持されているとともに、射出スリーブ５３の後端部内周には耐熱性のパッキン５７が設けられていて、同図に示すように射出ピストン５６が最後退位置にある状態ではパッキン５７との圧接により射出スリーブ５３の内外がシールされている。
【０００４】
そして、同図のように射出ピストン５６が最後退位置にある状態で上記キャビティおよび射出スリーブ５３内を真空状態とし、その真空圧をもって溶湯保持炉５５内の溶湯Ｍを所定量だけ射出スリーブ５３側に吸引した上で、それに続く射出ピストン５６の前進動作をもって溶湯Ｍをキャビティ内に充填するようになっている。なお、ここに言う真空とは、１００ｍｂａｒ以下の圧力のことである。また、図２に示す給湯ストーク５４はストーク保持体５８と止めねじ５９とをもって射出スリーブ５３に堅固に固定されている。
【０００５】
さらに上記特開昭５７−１５２３６１号公報のほか実公平３−３７８１２号公報には、図３に示すように特に射出ピストン６１の近傍の真空度を安定化させるために、ピストンロッド６２に形成された真空通路６３を射出ピストン６１側まで延長して、その開口端部６４を射出ピストン６１自体の外周面に形成された環状溝６５に開口させるようにした技術が記載されている。なお、射出ピストン６１には冷却水通路６６とそれに連通する冷却穴６７が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術では、射出スリーブ５３と射出ピストン５６との間をシールしているパッキン５７が耐熱性を有してはいても、過酷な条件下での使用であることには変わりはなく、例えば射出ピストン５６が往復動作を繰り返すうちに上記射出スリーブ５３と射出ピストン５６との間に進入した鋳ばりがパッキン５７にまで差し込みやすく、シール性能を劣化やパッキン５７そのものの早期寿命を招きやすいという欠点がある。
【０００７】
また、後者のように射出ピストン６１の外周面に環状溝６５を形成して、この射出ピストン６１の外周面にまで積極的に真空が及ぶようにしたものでは、環状溝６５あるいは真空通路６３の開口端部６４に鋳ばりが堆積しやすく、目詰まり等のために本来の真空引き機能を長期にわたって安定的に維持することが困難となり、いずれの場合にあってもなおも改善の余地を残している。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題に着目してなされたもので、射出スリーブと射出ピストンとの間をパッキン等のシール部材をもってシールすることを前提としつつも、特に鋳ばりの差し込みや堆積による機能劣化を防止して、安定した真空状態を長期にわたって維持できるようにした構造を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、先端部が金型側のキャビティに連通する水平な射出スリーブと、この射出スリーブの後端部に接続されるとともに下端部が溶湯保持炉内に臨むストークと、上記射出スリーブ内に進退移動可能に挿入された射出ピストンとを備え、上記キャビティおよび射出スリーブ内を真空状態とすることで溶湯保持炉内の溶湯をストークを介して射出スリーブ側に吸引収容した上で、射出ピストンの前進射出動作によりその溶湯をキャビティ内に充填するようにしたダイカスト機の射出装置であることを前提としている。
【００１０】
そして、その上で、上記射出スリーブの後端側にこれを延長するようにして内径が射出スリーブそれよりも大径の密閉構造の真空チャンバーを形成するとともに、この真空チャンバーを真空源に接続し、上記射出ピストンの最後退位置においてその射出ピストンの後端部外周面とそれに対応する真空チャンバー側の後壁との間を該後壁側に設けられたシール部材にてシールするようにしたことを特徴としている。
【００１１】
この場合、射出ピストンは例えば冷却水の通流による強制冷却方式等の公知の方法により常時冷却されていることが望ましい。
【００１２】
さらには、請求項２に記載の発明のように、上記シール部材にてシールされることになる射出ピストンの後端部外周面の直径はその射出ピストンの一般部直径よりも小さく形成されているが望ましい。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の発明では、溶湯の射出を繰り返し行う射出ピストンは溶湯と直接接触することになる前端面側ほど高温になるのであるが、射出スリーブを後方側に延長するようにして真空チャンバーを形成して、この真空チャンバーの後壁に設けられたシール部材と最後退位置に戻ったときの射出ピストンの後端部との間でシールするようにしているので、結果として射出ピストンの前端面から後端部までの距離は従来のものより長くなる。しかも、射出ピストン自体は冷却水の通流等により常時強制冷却されているのが一般的であることを考慮すると、射出ピストンの後端部はその温度上昇が比較的緩慢になる。その結果として、射出ピストンの後端部と接触してそのシールを司るシール部材として従来は採用不可能であったもの、例えばシール性能の優れたニトリルゴムあるいはフッ素ゴム等のゴムパッキンを採用することが可能となって、シール性能の向上により安定した真空状態を維持することができるようになる。
【００１４】
また、真空チャンバーを射出ピストンよりも大径のもとすることにより、この真空チャンバーは、射出ピストンによって射出スリーブの外に持ち出された鋳ばりを貯める空間としても機能するようになり、鋳ばりがシール部材に差し込んでシール性能を低下させることもなければ真空通路を目詰まりさせてしまうようなこともなくなる。
【００１５】
特に請求項２に記載の発明のように、射出ピストンの後端部外周面の直径がその射出ピストンの一般部直径よりも小さく形成されていると、上記のようにシール部材との接触によってシールを司ることになる射出ピストンの後端部外周面が射出スリーブの内周面と直接接触することがなくなり、射出スリーブ側からの熱的影響を一段と受けにくくなるとともに、鋳ばりの差し込みをより確実に防止できるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、射出スリーブの真空度のシールを司ることになる射出ピストンの後端部およびシール部材のそれぞれの熱的条件が緩和されるので、シール性能の高いシール部材の採用等によって安定した真空状態を長期にあたって維持できるほか、鋳ばり等の差し込みによるシール性能の低下を未然に防止してシール部材の耐久性も併せて向上する効果がある。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明によれば、シール部材との接触によってそのシールを司る射出ピストンの後端部外周面が射出スリーブと直接接触することがなくなることから、その熱的条件の緩和により上記真空状態の安定性やシール部材の耐久性等が一段と向上するようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るダイカスト機の射出装置の好ましい実施の形態を示す図で、図２と同等部位の構造を射出ピストンが最後退位置にある状態をもって示している。
【００１９】
図１に示すように、図示しない製品形状部としてのキャビティに連通するようにして固定プラテン１に水平な射出スリーブ２が支持されているほか、この射出スリーブ２の後端部の給湯口に口金３を介して接続される給湯ストーク４がストーク保持体５とクランプボルト６およびロックナット７にて固定支持されている点、および射出スリーブ２内に射出ピストン８が進退移動可能に内挿されている点等については図２に示したものと同様である。なお、射出スリーブ２と射出ピストン８との間には熱膨張等を考慮して例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度のクリアランスが確保されているほか、給湯ストーク４はその外周に配設されたストークヒータ９にて所定温度に維持されるようになっている。
【００２０】
上記射出スリーブ２の後端にはこれを延長するべく断面円形状の密閉構造の真空チャンバー１０が同心状に固定支持されていて、射出ピストン８が最後退位置Ｐにある状態ではその射出ピストン８が真空チャンバー１０を貫通している。
【００２１】
真空チャンバー１０は、ともに有底円筒状をなすフロントカバー１１とリアカバー１２の開口部同士を突き合わせて継手１３をもっていわゆるフランジ継手方式にて着脱可能に結合したもので、その内径は射出スリーブ２の内径よりも十分に大きく形成されているとともに、フロントカバー１１がボルト１４にて射出スリーブ２の後端面に固定されている。そして、真空チャンバー１０は配管１５を介して真空ポンプ等の所定の真空源１６に接続されている。
【００２２】
ここで、上記真空チャンバー１０の容積が大きいほど真空断熱効果が期待できるので、その真空チャンバー１０の大きさとしては周辺機器と干渉しない程度に大きいことが望ましいが、大きすぎると真空引きの際に時間を要することになるので適当な大きさに設定するものとする。
【００２３】
また、フロントカバー１１およびリアカバー１２には射出ピストン８が貫通する穴１７または１８がそれぞれ形成されている。フロントカバー１１側の穴１７の直径は射出ピストン８のそれよりも大きく形成されているものの、リアカバー１２のうちその後壁部１２ａに形成された穴１８の直径は後述する射出ピストン８の後端部８ａの外径と同等もしくはわずかに大きく形成されていて、その穴１８の内周にはシール性能の優れたシール部材として例えばニトリルゴムあるいはフッ素ゴム等のゴム系リング状のシールパッキン１９が装着されている。なお、シールパッキン１９はボルト固定式の押さえプレート２０にて外側から押圧固定されている。
【００２４】
一方、射出ピストン８はそれよりも小径のピストンロッド２１と一体に形成されているもので、その一般部たる前半部が射出スリーブ２に内挿し得る直径となっているのに対して、後端部８ａは前半部よりも小径で且つ真空チャンバー１０側の穴１８に内挿し得る大きさに設定されていて、それらの射出ピストン８の前半部と後端部８ａとの間には最も小径となるような周溝８ｂが形成されている。そして、図１に示すように射出ピストン８が最後退位置Ｐにある状態ではその前半部が射出スリーブ２から完全に抜け出ることなく且つ後端部８ａの外周面がシールパッキン１９に圧接するようになっていて、そのシールパッキン１９をもって真空チャンバー１０がシールされて完全密閉構造となるようにしてある。
【００２５】
また、射出ピストン８およびピストンロッド２１には冷却穴２２が形成されていて所定の冷却水が通流するようになっており、これをもって射出ピストン８が強制冷却されるようになっている。
【００２６】
なお、給湯ストーク４と口金３との接合部のほか、射出スリーブ２とフロントカバー１１との接合部およびフロントカバー１１とリアカバー１２との接合部には、図示しないカーボンガスケット等の耐熱パッキンがそれぞれ介装されていて、この耐熱パッキンをもってシールされている。
【００２７】
したがって、以上のように構成された射出装置によれば、図１に示すように射出ピストン８が最後退位置Ｐにある状態で、射出スリーブ２に連通している金型側のキャビティを真空状態とするとともに、真空チャンバー１０についても真空源１６により真空状態とする。この場合、射出スリーブ２と射出ピストン８との間には微小なクリアランスが確保されているので、結果として真空チャンバー１０は射出スリーブ２を介してキャビティと連通していることになり、両者は所定の真空度をもって互いに圧力平衡することになる。
【００２８】
射出スリーブ２内が所定の真空度になると、図２と同様に溶湯保持炉内の溶湯が給湯ストーク４を介して吸い上げられて射出スリーブ２内に供給されるようになる。そして、射出スリーブ２側に所定量の溶湯が供給されたならば、直ちに射出ピストン８が前進動作して射出スリーブ２内の溶湯をキャビティに射出，充填する。この射出ピストン８の前進動作と同時に真空チャンバー１０側での真空引きが解除され、しかもシールパッキン１９から射出ピストン８が離れることもあって真空チャンバー１０内は大気開放されることになる。これにより真空チャンバー１０側に溶湯の一部が流れ込むのを未然に防止することができる。
【００２９】
また、射出ピストン８の前進動作時に射出スリーブ２の内周面および溶湯と直接接触するのはその射出ピストン８の前半部だけであり、それよりも小径の後端部８ａは全く接触しない。
【００３０】
射出ピストン８が最前進位置まで前進して溶湯の射出，充填が完了すると、射出ピストン８は再び図１の状態に復帰して、その後端部８ａとシールパッキン１９との圧接によって真空チャンバー１０を再び密閉状態のものとし、以降は１ショットごとに上記と同様の動作を繰り返すことになる。
【００３１】
このように射出ピストン８が前進と後退とを繰り返すのに伴い、その射出ピストン８とシールパッキン１９同士もまた圧接と離間とを繰り返すことになるが、先に述べたように射出ピストン８の後端部８ａは射出スリーブ２の内周面と接触することもなければ溶湯と直接接触することもないので、シールパッキン１９に鋳ばりが差し込むようなことがなく、本来のシール性能を長期にわたって維持できるようになる。
【００３２】
その上、シールパッキン１９に圧接することになる射出ピストン８の後端部８ａは溶湯と直接接触することになるピストン先端面から距離的に離れていて、しかも射出ピストン８自体が強制冷却されているために、その射出ピストン８の後端部８ａでの昇温が緩慢なものとなり、シールパッキン１９に及ぼす熱的影響を抑制できることになる。その結果、シールパッキン１９としてゴム系のものを採用したとしても熱による劣化がなく、これによってもまた本来のシール性能ひいては真空チャンバー１０の真空度を安定した状態に維持できるようになる。
【００３３】
さらに、射出スリーブ２と射出ピストン８の前半部外周面との間に入り込んだ溶湯が鋳ばりとなって、図１に示すような射出ピストン８の最後退位置Ｐまで持ち込まれたとしても、その鋳ばりは真空チャンバー１０内に落下して回収されるために、シール性能等に影響を及ぼすことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す要部断面説明図。
【図２】従来の射出装置の一例を示す要部断面説明図。
【図３】従来の射出ピストンの他の例を示す説明図。
【符号の説明】
２…射出スリーブ
４…給湯ストーク
８…射出ピストン
８ａ…後端部
１０…真空チャンバー
１１…フロントカバー
１２…リアカバー
１２ａ…後壁部
１６…真空源
１９…シールパッキン（シール部材）
Ｐ…最後退位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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