(57)【要約】【課題】  ダイカスト等の成形設備で、製品の質を向上させるために成形材料にスラリーを、既存の横型成形機でも用いることができるようにしたスラリー供給装置を提供する。【解決手段】  横型のダイカスト機10の金型11に成形材料を供給するスリーブ12の開口12aに傾斜した案内板14を配し、処理容器１内に生成されたスラリーＳを、該処理容器１を反転させて供給する。この処理容器１を案内板14の面と交差する方向に離隔させながらスラリーＳを供給すると、スラリーＳは処理容器の底部に生成された部分が金型11側に位置した状態でスリーブ12に供給される。この状態で、プランジャーチップ13で押し込めば、スラリーＳの処理容器１の底部に生成されたものから金型11に供給される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー製造装置に供された処理容器内で生成された金属材料のスラリーを、該処理容器と共に搬送して成形機のスリーブに供給するスラリー供給装置において、
前記スリーブの先端部側にスラリー受け手段を設け、
前記処理容器を、前記スラリー受け手段の上方で反転させて、充填されているスラリーを該スラリー受け手段を介してスリーブ内に供給するようにしたことを特徴とするスラリー供給装置。
【請求項２】
前記スラリー受け手段を介してスリーブに供給することにより、スラリーを、前記処理容器の底部側に充填されている部分から成形機に供給することを特徴とする請求項１に記載のスラリー供給装置。
【請求項３】
前記スラリー受け手段は、前記スリーブの中央側に位置した部分が下方に位置して、スリーブに対して傾斜している案内板であり、スラリーを供給する際に、前記処理容器を案内板の板面と交差する方向であって、該案内板から離隔する方向へ移動させながら供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラリー供給装置。
【請求項４】
前記スラリー受け手段は、スリーブに揺動自在に設けた台座板であり、スラリーを該台座板に供給した後、該台座板を揺動させてスラリーをスリーブ内に供給するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスラリー供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属材料の溶湯を固液共存状態であるいわゆるスラリー化させるスラリー製造装置で生成されたスラリーを、ダイカスト機や溶湯鍛造装置、プレス装置等の成形装置であって横型機へ供給するスラリー供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄肉物の成形が可能であり、大量生産に適した金属の成形加工法として、溶湯を金型に注入して鋳造するダイカストがある。従来のこの種のダイカスト機では、溶湯を金型に注入する際には、金型内に材料が確実に行き渡るよう、溶湯を高圧下で注入用のピストンの速度を大きくして注入するようにしている。このため、材料が金型に供給される際の速度が大きくなって乱流が生じ、鋳造過程で空気が混入し、最終製品に気孔が発生するおそれがある。そこで、加圧されて金型に供給される際に、速度を小さくすることができて、乱流を生じることがなく、気孔の発生を防止することができるよう固液共存状態金属材料により成形加工することが要望され、特許文献１にはこの固液共存状態金属材料の製造方法が提案されている。
【０００３】
また、前記共存状態金属材料の製造方法を実施するための具体的な固液共存状態金属スラリの製造装置が、特許文献２に記載されている。
【０００４】
さらに、前記固液共存状態金属スラリの製造装置を使用して、固液共存状態金属材料の成型装置が、特許文献３に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載された固液共存状態金属材料の製造方法は、容器に注湯された溶融金属に初期凝固層を形成させない電磁気場を印加する印加工程と、この印加工程にて前記容器に前記電磁気場が印加されている状態で溶融金属を前記容器に注湯する注湯工程と、前記溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備したもので、電磁気場を印加することにより容器内の溶融金属を攪拌するようにしたものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載された固液共存状態金属の製造装置は、電磁気場を印加する攪拌部と、この攪拌部にて電磁気場が印加され、この電磁気場が印加されている状態で、溶融金属が注湯される筒状部と、この筒状部の軸方向の一端側から進退可能に挿入され、この筒状部の軸方向の他端側から溶融金属が注湯されて収容されるようにこの筒状部の一端側を閉塞する押圧手段とを具備した構造とされている。また、製造されたスラリは、前記押圧手段の前進によって筒状部から排出されるようにしてある。
【０００７】
そして、特許文献３に記載された固液共存状態金属材料の成形装置は、軸方向の一端部に設けられた吐出口を有する第１の筒状部と、この第１の筒状部の軸方向の他端側に対して軸方向の一端部が所定の角度を介して回動可能に配設され、この一端部が回動により前記第１の筒状部の他端部に連通し、内部に溶融金属が注湯される第２の筒状部と、この第２の筒状部内に注湯された溶融金属に電磁気場を印加するとともに、この電磁気場が印加されている状態で前記第２の筒状部内に溶融金属を注湯させる攪拌部と、前記第２の筒状部の軸方向の他端側から進退可能に挿入され、この第２の筒状部の一端側から溶融金属が注湯されて収容されるようにこの第２の筒状部の他端側を閉塞するとともに、この第２の筒状部内で製造された固液共存状態金属材料を押圧する押圧手段と、この押圧手段の押圧により前記第１の筒状部の吐出口から吐出された固液共存状態金属材料を成形して成形品とする成形部とを具備した構成とされている。すなわち、第１の筒状部をほぼ水平状態に配し、第２の筒状部を水平位置と垂直位置との位置するように回動可能とするとともに、水平位置で第１の筒状部と連通する状態とする。垂直位置で溶融金属を収容して攪拌し、スラリー化させた後、該第２の筒状部を回動させて第１の筒状部に連通させ、前記押圧手段で第１の筒状部から成形部へスラリーを水平方向に供給するようにしたものである。
【０００８】
【特許文献１】特許第３４９６８３３号
【特許文献２】特許第３５２０９９４号
【特許文献３】特許第３５２０９９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、より高品質なダイカストを製造するには、溶湯が金型内により均一に供給されることが必要であり、横型のコールドチャンバ式ダイカスト機が用いられるようになってきている。この場合、既設の横型ダイカスト機を利用することが要望されている。
【００１０】
他方、上述した特許文献３に記載された固液共存状態金属材料の成形装置では、生成されたスラリーを筒状部から成形装置に供給する構造となっているため、既存の設備を利用することができない。既存のダイカスト工場等では、金属を溶融させる溶融炉と該溶融炉で生成された金属溶湯を材料として製品を成形する成形機とを備えている。ところが、特許文献３に記載された成形装置では、成形機をスラリー製造装置と一体的に構成されなければならないから、既存の成形機を流用しにくい。
【００１１】
また、特許文献３に記載された固液共存状態金属材料の成形装置では、スラリー化された材料の上部から成形機に供給される構造となっている。しかし、スラリー化された材料のうちの上部には、空気が混入されていたり、酸化物が浮遊していたりするおそれがあり、これらを成形機に供する場合には、成形品に不良品が生じるおそれがある。このため、供給されるスラリーの上部のものは、金型には供給させずにスリーブ内に残存させて排出することが望まれる。
【００１２】
ところで、出願人は既存のダイカスト機を利用して固液共存状態金属材料であるスラリーを供給できるようにした、スラリー処理供給装置を提案した（特願２００４−２３４４５９）。このスラリー処理供給装置は、金属製の処理容器をスラリー製造装置に供して、該処理容器内で金属材料のスラリーを生成するようにし、該処理容器を、多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットによって立型のダイカスト成形機まで搬送し、処理容器を反転させてスラリーを該成形機に  供給するようにしたものである。しかしながら、このスラリー処理供給装置により既存の横型ダイカスト機のスリーブにスラリーを供給する場合、処理容器を反転させてスリーブに投入すると、例えばスリーブの縁部に乗り上げたりして状態が不安定になるおそれがあり、また、処理容器の上部にあるスラリーが金型側に位置して排出させるべき酸化物等が金型に供給されてしまうおそれがある。
【００１３】
そこで、この発明は、スラリー製造装置に供して内部にスラリーを生成させた処理容器から、横型の成形機のスリーブに安定して該スラリーを供給できるようにしたスラリー供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するための手段として、この発明に係るスラリー供給装置は、スラリー製造装置に供された処理容器内で生成された金属材料のスラリーを、該処理容器と共に搬送して成形機のスリーブに供給するスラリー供給装置において、前記スリーブの先端部側にスラリー受け手段を設け、前記処理容器を、前記スラリー受け手段の上方で反転させて、充填されているスラリーを該スラリー受け手段を介してスリーブ内に供給するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
処理容器内で固液共存状態であるスラリー化された金属材料は、前記スラリー受け手段に供給される。次いで、このスラリー受け手段から前記スリーブに供給される。このため、スラリー受け手段によるスラリーの受入を確実に行うことにより、スラリーを安定した状態でスリーブに供給できる。
【００１６】
また、請求項２の発明に係るスラリー供給装置は、前記スラリー受け手段を介してスリーブに供給することにより、スラリーを、前記処理容器の底部側に充填されている部分から成形機に供給することを特徴としている。
【００１７】
スラリー受け手段に供給され、次いでスリーブに供給されることにより、スラリーが反転されて、底部側に充填されている部分から成形機に供給されることになる。
【００１８】
また、請求項３の発明に係るスラリー供給装置は、前記スラリー受け手段は、前記スリーブの中央側に位置した部分が下方に位置して、スリーブに対して傾斜している案内板であり、スラリーを供給する際に、前記処理容器を案内板の板面と交差する方向であって、該案内板から離隔する方向へ移動させながら供給することを特徴としている。
【００１９】
処理容器を反転させて前記案内板にスラリーを供給すると、処理容器の上部側から案内板に接して行くことになるから、該上部側を傾斜している案内板の上部側から供給する。スラリーは固液共存状態であるため、例えば搗きあがった餅のように、一時的に形状が維持される。このため、案内板に供給された状態では、処理容器に収容されていたときの形状が維持されている。この処理容器の上部側を案内板の上側に供給し、処理容器を徐々に案内板の下部側であって案内板から離隔させる方向に移動させれば、該処理容器の底部側のスラリーが案内板の下側に供給される。このため、スリーブには処理容器の底部側のスラリーが、成形機側となって供給され、該スリーブからは、処理容器の底部側に充填されているスラリーから成形機に供給され、処理容器の上部側に充填されたスラリーが最後尾となる。この最後尾に位置した部分のスラリーは成形機の金型には供給せずに、スリーブ内にビスケットとして残留させて排出する。
【００２０】
また、請求項４の発明に係るスラリー供給装置は、前記スラリー受け手段は、スリーブに揺動自在に設けた台座板であり、スラリーを該台座板に供給した後、該台座板を揺動させてスラリーをスリーブ内に供給するようにしたことを特徴としている。
【００２１】
前記台座板に供給されたスラリーは、処理容器を反転させた形状で立った状態となる。この状態で、該台座板を揺動させれば、処理容器の底部側のスラリーが成形機側となってスリーブに供給される。この状態でスリーブからスラリーを供給する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明に係るスラリー供給装置によれば、スラリーが、スラリー受け手段を介してスリーブに供給されるので、スラリーを安定してスリーブに供給できる。このため、スラリーの金型への供給も安定させることができる。
【００２３】
また、請求項２の発明に係るスラリー供給装置によれば、処理容器の底部側のスラリーを成形機に供給できるから、安定した性状の材料を供給して、良好な成形品を加工することができる。
【００２４】
また、請求項３の発明に係るスラリー供給装置によれば、傾斜させてある案内板によって案内されるため、スラリーは確実にスリーブに供給され、しかも、処理容器を離隔させる方向を適宜な方向に設定することにより、処理容器の底部側のスラリーから成形機に供給することができる。
【００２５】
また、請求項４の発明に係るスラリー供給装置によれば、台座板を揺動させることにより、確実に処理容器の底部側のスラリーから成形機に供給させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るスラリー供給装置を具体的に説明する。このスラリー供給装置は、図５に示すように、スラリーは処理容器１内に生成され、この処理容器１と共に、後述するようにスラリー供給装置によって成形機に供給される。
【００２７】
図５はスラリー製造装置２の概略構造を説明するものであり、このスラリー製造装置２は、電磁気場による攪拌装置を備えている。この攪拌装置は円筒状に形成され、内部に収容した溶融金属を攪拌しながら冷却して、固液共存状態金属材料であるスラリーを生成する。このスラリー製造装置２に前記処理容器１を収容させ、この処理容器１に、図示しない溶融炉で溶融した金属材料を供給する。スラリー製造装置２に電磁気場を付与して溶湯を攪拌する原理のものが用いられるのであれば、この処理容器１にはステンレス等の非磁性体材料によるものが用いられ、高熱の溶湯を収容するため、熱伝導率の低いものが好ましく、溶湯に浸食されないもので、場合によっては内面をライニングやコーティングすることが好ましい。なお、スラリー製造装置２には、円筒形の攪拌装置内を昇降可能に容器受け板2aが設けられ、この容器受け板2aに植設された受けロッド2bに処理容器１が支持されるようにしてある。前記容器受け板2aはシリンダ2cの作動により昇降するピストンロッド2dに取り付けられており、容器受け板2aの昇降はガイドロッド2eに案内される。また、容器受け板2aの上面には支持ロッド2fが植設されており、処理容器１を保持するようにしてある。
【００２８】
すなわち、ピストンロッド2dを上昇させて容器受け板2aが最上端に位置している状態で該容器受け板2aに処理容器１が提供され、ピストンロッド2dを下降させて、図５に示すように、処理容器１を円筒形の攪拌装置内に収容する。この状態で電磁気場を付与しながら、図示しない溶融炉から溶融した金属溶湯を供給すると、処理容器１内の金属溶湯が攪拌されながら冷却されてスラリー化されることになる。
【００２９】
金属溶湯がスラリー化されたならば、前記ピストンロッド2dを上昇させて処理容器１を攪拌装置の上方に突出させる。そして、突出されている処理容器１を図示しない多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットによってダイカスト成形機まで搬送することになる。
【００３０】
図１及び図２に、この発明に係るスラリー供給装置の第１の実施形態を示している。横型のコールドチャンバ式ダイカスト機の型板10に取り付けられた金型11には、スリーブ12が取り付けられており、該スリーブ12に成形材料を供給し、図示しないシリンダによって摺動するプランジャーチップ13により、該スリーブ12内の成形材料を押し出すことによって成形が行われる。スリーブ12の上面には開口12aが形成されており、成形材料はこの開口12aから供給される。この開口12aに一端を位置させて、他端を金型11と反対側に位置させ、開口12aの側、すなわちスリーブ12の中央側の端部を低位側に傾斜させたスラリー受け手段としての案内板14が設けられている。この案内板14の縁部であって、開口12a側の部分を除く部分には堰14aによって中央部よりも高い部分が形成されている。
【００３１】
以上により構成されたこの発明の第１実施形態に係るスラリー供給装置について、その動作を以下に説明する。
【００３２】
前記スラリー製造装置２で生成されたスラリーＳは、前述したように産業用ロボットのハンドに把持された処理容器１により、前記ダイカスト機10のスリーブ12まで搬送される。図１(ａ)に示すように、処理容器１を前記案内板14の上方に搬送し、図１(ｂ)に示すように、該処理容器１を反転させる。これにより、処理容器１内のスラリーＳが、図２(ａ)に示すように、処理容器１から落下する。このとき、スラリーＳは殆ど形状を崩すことなく落下し、処理容器１の上部に位置しているスラリーＳが先に案内板14に接触する。そして、図２(ｂ)において矢標Ｐで示すように、処理容器１を案内板14から離隔する方向であって、該案内板14の面と交差する方向に移動させながらスラリーＳを落下させて行く。これにより、処理容器１の底部に生成されたスラリーＳが金型11側となって案内板14に供給されることになり、処理容器１から全てのスラリーＳが落下した時点では、図２(ｃ)に示すように、処理容器１の底部側に生成されたスラリーＳが金型11を指向した状態で案内板14からスリーブ12に供給されることになる。そして、前記プランジャーチップ13でスラリーＳを金型11に押し込むから、金型11には処理容器１の底部に生成された酸化物や空気等を含有していないスラリーＳが供給されることになる。なお、プランジャーチップ13はそのストロークを調整することにより、処理容器１の上部に生成されたスラリーＳは金型11に供給されずに、スリーブ12にビスケットとして残留させるようにすることが好ましい。
【００３３】
また、前記処理容器１からスラリーＳを落下させる際に、該処理容器１を矢標Ｐで示すように直線的に移動させても構わないが、該処理容器１の開口側を矢標Ｐ方向に弧を描くように揺動させながらスラリーＳを落下させれば、スラリーＳを円滑に、かつ、確実に処理容器の１の底部側に生成されたスラリーＳが金型11を指向する状態になるので、好ましい。なお、斯かる処理容器１の移動は、多関節旋回ハンドの動作プログラムにより産業用ロボットに行わせることができる。また、スラリーＳを落下させた場合に、案内板14の縁部には前記堰14aが設けられているから、スラリーＳが案内板14の外側にこぼれることが防止される。
【００３４】
そして、スラリーＳを落下させて空になった処理容器１は、洗浄や冷却等の工程を経て、再びスラリー製造装置２に搬送される。
【００３５】
上述した第１の実施形態では、前記案内板14がスリーブ12の開口12aに臨ませて固定した状態に取り付けられているものとして説明したが、例えば、該案内板14は、成形機の架台部分や型板10その他の部位に図示しない案内板ブラケットを固定し、該案内板ブラケットに案内板14を取り付けて、スリーブ12の開口12aに臨ませて配設することもできる。この場合、前記案内板ブラケットはスリーブ12を挟んで一対として設け、案内板14がその側面で保持されるようにする。さらに、案内板14を案内板ブラケットに対して、スリーブ12の長手方向と交差する方向を軸として回動可能に支持させることもできる。斯かる状態で支持させた場合には、案内板14のスリーブ12に対する傾斜角度を変更できるので、スラリーＳの供給状態を該傾斜角度の変更により調整することができる。なお、所望の角度で該案内板14を固定するための固定手段を設けておくことが望ましい。
【００３６】
また、図３及び図４には、この発明の第２実施形態に係るスラリー供給装置を示してある。なお、第１実施形態の図１及び図２に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してある。このスラリー供給装置は、スリーブ12の開口12aの縁部であって、金型11とは反対側の縁部に、揺動可能にスラリー受け手段としての台座板15を設けてある。この台座板15は、通常時には図３(ａ)に示す待機位置にある状態にあり、その揺動によって、図４(ｂ)及び(ｃ)に示すように、表面が金型11に対向した排出位置にある状態となるようにしてある。また、この台座板15に、捩りコイルバネ等の適宜な手段によって、排出位置から待機位置に復帰するよう蓄勢力を付勢することが好ましい。また、台座板15の縁部であって、金型11を臨む部分以外の縁部には堰15aによって中央部よりも高い部分が形成されている。
【００３７】
この第２実施形態に係るスラリー供給装置では、図３(ａ)に示すように、スラリーＳが充填されている処理容器１を台座板15の上方まで搬送し、図３(ｂ)に示すように、該処理容器１を反転させる。これにより、図３(ｃ)に示すように、スラリーＳが台座板15に落下するから、処理容器１をスラリーＳに沿って上昇させる。処理容器１を矢標Ｑで示すようにスラリーＳに沿って上昇させて該スラリーＳから離隔させると、図４(ａ)に示すように、台座板15にスラリーＳが適宜に形状を維持して、処理容器１の上側に生成されたスラリーＳが下側となって載置される。そして、図４(ｂ)に示すように、処理容器１が離隔した後、台座板15を排出位置まで揺動させて、スラリー４をスリーブ12に落下させる。このとき、台座板15は金型11に向けて揺動させるため、図４(ｂ)に示すように、処理容器１の底部に生成されたスラリーＳが金型11側となってスリーブ12に供給される。そして、図４(ｃ)に示すように、プランジャーチップ13でスラリーＳを押し込めば、スラリーＳが処理容器１の上部に生成されたものから金型11に供給される。また、台座板15に適宜な蓄勢力が付勢されているものであれば、該蓄勢力を受けて図４(ｃ)の排出位置から図３(ａ)の待機位置まで復帰する。なお、プランジャーチップ13はそのストロークを調整することにより、処理容器１の上部に生成されたスラリーＳは金型11に供給されずに、スリーブ12にビスケットとして残留させるようにすることが好ましい。
【００３８】
この第２実施形態による構造は、処理容器１はスラリーＳを真っ直ぐに落下させる方向に離隔させることができるから、固定型板10と台座板15との間隔が小さい場合に適している。また、台座板15は、図３及び図４に示すように、待機位置において適宜に傾けた状態としても、あるいは水平状態としても構わない。この台座板15の待機位置における姿勢は、スラリーＳの粘度等に応じて調整すればよい。また、台座板15の揺動は、捩りコイルバネの代わりにエアシリンダなどの手段を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明に係るスラリー供給装置によれば、横型のダイカスト機にも確実に固液共存状態金属を供給できるので、より高品質の成形加工を行うことができる。しかも、既存の横型成形機を転用させることができるので、設備コストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係るスラリー供給装置の第１実施形態を示す図で、(ａ)は処理容器からスラリーを案内板に供給する直前の状態を、(ｂ)は処理容器を反転させてスラリーを供給する状態を、それぞれ示している。
【図２】この発明に係るスラリー供給装置の第１実施形態を示す図で、(ａ)はスラリーの供給開始状態を、(ｂ)は処理容器を離隔させながらスラリーを案内板からスリーブに供給する状態を、(ｃ)はスリーブに供給されたスラリーを金型に押し込む状態を、それぞれ示している。
【図３】この発明に係るスラリー供給装置の第２実施形態を示す図で、(ａ)は処理容器からスラリーを供給する直前の状態を、(ｂ)は処理容器を反転させてスラリーを供給する状態を、(ｃ)はスラリーの供給開始状態を、それぞれ示している。
【図４】この発明に係るスラリー供給装置の第２実施形態を示す図で、(ａ)は処理容器を離隔させながら台座板にスラリーを供給する状態を、(ｂ)はスラリーを台座板からスリーブに供給する状態を、(ｃ)はスリーブに供給されたスラリーを金型に押し込む状態を、それぞれ示している。
【図５】スラリー製造装置の概略構造を説明する一部切断断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  処理容器
２  スラリー製造装置
10  横型ダイカスト機（成形機）の金型取付板
11  金型（固定側金型）
12  スリーブ
12a  開口
13  プランジャーチップ
14  案内板（スラリー受け手段）
15  台座板（スラリー受け手段）
【図１】
2006247725.tif 000003
【図２】
2006247725.tif 000004
【図３】
2006247725.tif 000005
【図４】
2006247725.tif 000006
【図５】
2006247725.tif 000007