(57)【要約】【課題】本発明は、装置を大型化することなく溶湯金属等の射出速度を大きくすることができる、溶融物射出ポンプを提供する。【解決手段】回転軸Ｏを中心に回転可能な射出ロータ１０と、射出ロータ１０を回転駆動するための射出ロータ駆動装置３０を備え、射出ロータ１０は、射出ロータ１０を回転軸Ｏ方向に貫通し、金属溶湯が流動する射出流路１１を有し、射出流路１１の一端は、金属溶湯が流入する流入口１１ｃであり、射出流路１１の他端は、金属溶湯が射出される射出口１１ｄであり、射出流路１１と回転軸Ｏとの距離は、流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へいくに従って大きくなり、射出口１１ｄと回転軸Ｏとの距離は、流入口１１ｃと回転軸Ｏとの距離よりも大きく構成され、射出ロータ駆動装置３０により射出ロータ１０を回転駆動することにより、金属溶湯が射出流路１１内を流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へ向かって流動する溶融物射出ポンプ１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融物を射出するための溶融物射出ポンプであって、
回転軸を中心に回転可能な射出ロータと、
前記射出ロータを回転駆動するための射出ロータ駆動装置とを備え、
前記射出ロータは、前記射出ロータを前記回転軸方向に貫通し、前記溶融物が流動する射出流路を有し、
前記射出流路の一端は、前記溶融物が流入する流入口であり、
前記射出流路の他端は、前記溶融物が射出される射出口であり、
前記射出流路と前記回転軸との距離は、前記流入口側から前記射出口側へいくに従って大きくなり、
前記射出口と前記回転軸との距離は、前記流入口と前記回転軸との距離よりも大きく構成され、
前記射出ロータ駆動装置により前記射出ロータを回転駆動することにより、前記溶融物が前記射出流路内を前記流入口側から射出口側へ向かって流動する、
ことを特徴とする溶融物射出ポンプ。
【請求項２】
前記射出ロータ駆動装置は、モータと、前記モータと前記射出ロータとの間に設けられる回転伝達装置とを備え、
前記回転伝達装置は、はす歯歯車であり、
前記はす歯歯車の回転時に前記射出ロータに生じるスラスト力の方向が、前記溶融物の射出方向と同じである、
ことを特徴とする請求項１に記載の溶融物射出ポンプ。
【請求項３】
前記射出ロータは、内部に冷媒を通過させるための冷媒流路を有し、
前記冷媒流路の一端は、前記冷媒が流入する冷媒流入口であり、
前記冷媒流路の他端は、前記冷媒が流出される冷媒流出口であり、
前記冷媒流路と前記回転軸との距離は、前記冷媒流入口側から前記冷媒流出口側へいくに従って大きくなり、
前記冷媒流出口と前記回転軸との距離は、前記冷媒流入口と前記回転軸との距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶融物射出ポンプ。
【請求項４】
前記射出ロータの前記流入口側に配置され、前記回転軸を中心に回転可能な戻しロータと、
前記戻しロータを回転駆動するための戻しロータ駆動装置とを備え、
前記戻しロータは、前記戻しロータを前記回転軸方向に貫通し、前記溶融物が流動する戻し流路を有し、
前記戻し流路における前記射出ロータ側の開口部は、前記射出流路の前記流入口と連通し、
前記戻し流路の流路断面積は、前記射出ロータ側から反射出ロータ側へいくに従って大きくなり、
前記戻し流路における反射出ロータ側の開口部の断面積は、前記戻し流路における前記射出ロータ側の開口部の断面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の溶融物射出ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型に供給される金属溶湯等の溶融物を射出するための溶融物射出ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイカスト工程等の鋳造工程においては、鋳型に金属溶湯を供給するために、給湯ポンプ装置が用いられることがあった。
【０００３】
前記給湯ポンプ装置としては、例えば特許文献１に開示されるように、給湯スリーブ内に摺動可能に設けられたポンププランジャを油圧サーボシリンダにより駆動して、給湯スリーブから金属溶湯を吐出し、鋳型に供給するものがある。また、ポンププランジャが電動式に構成された給湯ポンプ装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５６５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイカスト工程等の鋳造工程においては、金属溶湯を凝固する前に高速で鋳型へ射出充填する必要があるが、従来のようにポンププランジャを油圧または電動により直動的に駆動して金属溶湯を射出する構成では、ポンププランジャ等の駆動系自身の慣性等により、射出速度を大きくすることが困難であり、数ｍ／ｓｅｃ程度の射出速度しか得られなかった。また、金属溶湯を射出するための装置構成が大がかりになるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明においては、装置を大型化することなく溶湯金属等の溶融物の射出速度を大きくすることができる、溶融物射出ポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する溶融物射出ポンプは、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、溶融物を射出するための溶融物射出ポンプであって、回転軸を中心に回転可能な射出ロータと、前記射出ロータを回転駆動するための射出ロータ駆動装置とを備え、前記射出ロータは、前記射出ロータを前記回転軸方向に貫通し、前記溶融物が流動する射出流路を有し、前記射出流路の一端は、前記溶融物が流入する流入口であり、前記射出流路の他端は、前記溶融物が射出される射出口であり、前記射出流路と前記回転軸との距離は、前記流入口側から前記射出口側へいくに従って大きくなり、前記射出口と前記回転軸との距離は、前記流入口と前記回転軸との距離よりも大きく構成され、前記射出ロータ駆動装置により前記射出ロータを回転駆動することにより、前記溶融物が前記射出流路内を前記流入口側から射出口側へ向かって流動する。
【０００８】
また、請求項２記載の如く、前記射出ロータ駆動装置は、モータと、前記モータと前記射出ロータとの間に設けられる回転伝達装置とを備え、前記回転伝達装置は、はす歯歯車であり、前記はす歯歯車の回転時に前記射出ロータに生じるスラスト力の方向が、前記溶融物の射出方向と同じである。
【０００９】
また、請求項３記載の如く、前記射出ロータは、内部に冷媒を通過させるための冷媒流路を有し、前記冷媒流路の一端は、前記冷媒が流入する冷媒流入口であり、前記冷媒流路の他端は、前記冷媒が流出される冷媒流出口であり、前記冷媒流路と前記回転軸との距離は、前記冷媒流入口側から前記冷媒流出口側へいくに従って大きくなり、前記冷媒流出口と前記回転軸との距離は、前記冷媒流入口と前記回転軸との距離よりも大きい。
【００１０】
また、請求項４記載の如く、前記射出ロータの前記流入口側に配置され、前記回転軸を中心に回転可能な戻しロータと、前記戻しロータを回転駆動するための戻しロータ駆動装置とを備え、前記戻しロータは、前記戻しロータを前記回転軸方向に貫通し、前記溶融物が流動する戻し流路を有し、前記戻し流路における前記射出ロータ側の開口部は、前記射出流路の前記流入口と連通し、前記戻し流路の流路断面積は、前記射出ロータ側から反射出ロータ側へいくに従って大きくなり、前記戻し流路における反射出ロータ側の開口部の断面積は、前記戻し流路における前記射出ロータ側の開口部の断面積よりも大きい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属溶湯を高速で射出することが可能となるとともに、溶融物射出装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】溶融物射出装置の第一の実施形態を示す側面断面図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】第一の実施形態に係る溶融物射出装置に金属溶湯の供給源を直接接続した例を示す側面断面図である。
【図４】第一の実施形態に係る溶融物射出装置における射出側マニホールドに、金属溶湯の射出口を複数設けた例を示す側面断面図である。
【図５】同じく正面図である。
【図６】第一の実施形態に係る溶融物射出装置における射出ロータとハウジングとの間に、シール用通路を設けた例を示す側面断面図である。
【図７】同じく拡大断面図である。
【図８】第一の実施形態に係る溶融物射出装置における射出ロータ駆動装置を、ビルトインモータに構成した例を示す側面断面図である。
【図９】第一の実施形態に係る溶融物射出装置における射出ロータの射出流路を、螺旋形状に形成した例を示す側面断面図である。
【図１０】同じく拡大断面図である。
【図１１】溶融物射出装置の第二の実施形態であり、射出ロータ駆動装置をはす歯歯車により構成した溶融物射出装置を示す側面断面図である。
【図１２】溶融物射出装置の第三の実施形態であり、射出ロータを冷却するための冷却水流路を形成した溶融物射出装置を示す側面断面図である。
【図１３】第三の実施形態に係る溶融物射出装置において、鋳型を冷却するための冷却水流路を形成した例を示す側面断面図である。
【図１４】溶融物射出装置の第四の実施形態であり、戻し流路を備えた溶融物射出装置における溶融金属の充填時の様子を示す側面断面図である。
【図１５】同じく溶融金属の戻し時の様子を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１４】
[第一の実施形態]
図１、図２に示す溶融物射出装置１は、本発明に係る溶融物射出装置の第一の実施形態であり、回転軸Ｏを中心に回転可能な射出ロータ１０と、射出ロータ１０を回転自在に支持するステータ２０と、射出ロータ１０を回転駆動するための射出ロータ駆動装置３０とを備えている。
【００１５】
本実施形態における溶融物射出装置１は、例えばダイカスト工程等の鋳造工程において、溶融物である金属溶湯を鋳型へ射出充填するために用いられる。
また、溶融物射出装置１は、樹脂射出成型装置における溶融樹脂の供給および射出装置等の、溶融・半溶融材料を型に充填して成型する設備における給湯および射出装置に適用することができる。
【００１６】
射出ロータ１０は円柱状部材にて構成されており、その内部に金属溶湯が流動する射出流路１１が形成されている。射出流路１１は、射出ロータ１０を回転軸Ｏ方向に貫通するように形成されている。
射出流路１１の一端（図１における右側端）は、射出ロータ１０の一端面（図１における右側端面）に開口し、金属溶湯が流入する流入口１１ｃである。射出流路１１の他端（図１における左側端）は、射出ロータ１０の他端面（図１における左側端面）に開口し、金属溶湯が射出される射出口１１ｄである。
【００１７】
射出流路１１は、流入口１１ｃ側に位置する流入側流路１１ａと、射出口１１ｄ側に位置する射出側流路１１ｂとで構成されている。
流入側流路１１ａは、流路断面中心を回転軸Ｏに一致させるとともに、回転軸Ｏに沿って形成されている。
射出側流路１１ｂは、流入側流路１１ａと連通しており、流入側流路１１ａ側から射出口１１ｄ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、射出側流路１１ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へいくに従って大きくなっており、射出側流路１１ｂの流入口１１ｃ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏに一致し、射出側流路１１ｂの射出口１１ｄ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏよりも外周側に位置している。
【００１８】
また、射出流路１１を全体的に見ると、射出流路１１の流入口１１ｃ（流入側流路１１ａの流入口１１ｃ側端部）における流路断面中心は、回転軸Ｏに一致しており、射出流路１１の射出口１１ｄにおける流路断面中心は、回転軸Ｏよりも外周側に位置している。
つまり、射出口１１ｄと回転軸Ｏとの距離は、流入口１１ｃと回転軸Ｏとの距離よりも大きく構成されている。
【００１９】
ステータ２０は、射出ロータ１０を収容するハウジング２１と、ハウジング２１に固定され、射出ロータ１０の流入口１１ｃ側に配置される流入側マニホールド２２と、ハウジング２１に固定され、射出ロータ１０の射出口１１ｄ側に配置される射出側マニホールド２３とを備えている。
【００２０】
ハウジング２１は略円筒形状に形成されており、射出ロータ１０を、ベアリング４０・４０を介して回転軸Ｏを中心に回転自在に支持している。
【００２１】
流入側マニホールド２２は、射出ロータ１０の一端面に摺接している。流入側マニホールド２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路２２ａが形成されている。流入流路２２ａの流路断面中心は回転軸Ｏに一致している。
流入流路２２ａの射出ロータ１０側端部は、射出流路１１の流入口１１ｃと連通している。流入流路２２ａの反射出ロータ１０側端部は、図示せぬ金属溶湯の供給源に接続されている。
【００２２】
射出側マニホールド２３は、射出ロータ１０の他端面（図１における左側端面）に摺接している。
射出側マニホールド２３の一端面（射出ロータ１０に摺接する面）には、円環状に形成される供給溝２３ａが形成されている。円環状に形成される供給溝２３ａの半径は、回転軸Ｏと射出口１１ｄとの距離と同程度に形成されており、供給溝２３ａと射出口１１ｄとは連通している。この供給溝２３ａと射出口１１ｄとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
射出側マニホールド２３の他端面には、円形状に凹陥する射出口２３ｂが形成されている。射出口２３ｂの断面中心は、回転軸Ｏと一致している。
射出側マニホールド２３には、供給溝２３ａと射出口２３ｂとを連通する複数の連通路２３ｃ・２３ｃ・・・が形成されている。各連通路２３ｃ・２３ｃ・・・は、周方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて形成されており、正面視において放射状に配置されている。
【００２３】
射出ロータ駆動装置３０は、モータ３１と、モータ３１に取り付けられる歯付プーリー３２と、射出ロータ１０に取り付けられる歯付プーリー３３と、歯付プーリー３２と歯付プーリー３３との間に架け渡される歯付ベルト３４とを備えている。
歯付プーリー３２はモータ３１の駆動軸に固設されており、前記駆動軸と一体的に回転可能に構成されている。歯付プーリー３２の外周面には歯が形成されている。
歯付プーリー３３は射出ロータ１０の外周面に固設されており、歯付プーリー３３の外周面はハウジング２１の外部に露出している。歯付プーリー３３の外周面には歯が形成されている。
歯付ベルト３４は無端ベルトであり、その内周面に歯が形成されている。歯付ベルト３４の歯は歯付プーリー３２・３３の歯とそれぞれ歯合している。
【００２４】
そして、モータ３１が回転駆動されると、歯付プーリー３２が一体的に回転するとともに、モータ３１の回転駆動力が歯付ベルト３４を介して歯付プーリー３３に伝達され、射出ロータ１０が回転軸Ｏを中心として回転駆動される。
このように、歯付プーリー３２・３３および歯付ベルト３４は、モータ３１の回転駆動力を射出ロータ１０に伝達する回転伝達装置を構成している。
【００２５】
なお、前記回転伝達装置は、例えば、モータ３１の駆動軸および射出ロータ１０の外周面に平歯歯車等の歯車を装着し、両歯車を歯合させることにより構成することもできる。
また、前記回転伝達装置においては、モータ３１と射出ロータ１０との間に減速機構を介装して、モータ３１の回転駆動力を前記減速機構により減速したうえで射出ロータ１０に伝達するように構成することもできる。
【００２６】
このように構成される溶融物射出装置１においては、モータ３１により射出ロータ１０を回転駆動することで、供給源から供給された金属溶湯を射出ロータ１０により射出側マニホールド２３の供給溝２３ａへ圧送し、供給溝２３ａに圧送された金属溶湯を連通路２３ｃ・２３ｃ・・・を通じて射出口２３ｂから射出するように構成している。
つまり、射出ロータ１０が回転駆動されると、射出流路１１内を流動する金属溶湯には遠心力がかかるが、射出流路１１の射出側流路１１ｂは、流入側流路１１ａ側から射出口１１ｄ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように形成さている、即ち射出口１１ｄ側へいくに従って射出ロータ１０の外周側へいくように傾斜しているので、射出側流路１１ｂ内の金属溶湯は遠心力により流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へ向かって流動することとなる。
【００２７】
この場合、射出側流路１１ｂ内の金属溶湯にかかる遠心力は流入口１１ｃ側よりも射出口１１ｄ側の方が大きいため、射出側流路１１ｂ内を流動する金属溶湯の流速も流入口１１ｃ側よりも射出口１１ｄ側の方が大きくなる。
ここで、射出流路１１内を流動する金属溶湯においては、流速が大きい金属溶湯よりも流速が小さい金属溶湯の方が低圧になるため（ベルヌーイの定理による）、射出側流路１１ｂにおける射出口１１ｄ側の金属溶湯の方が流入口１１ｃ側の金属溶湯よりも低圧になる。さらには、射出側流路１１ｂ内の金属溶湯の方が流入側流路１１ａ内の金属溶湯よりも低圧になる。
従って、流入側流路１１ａ内の金属溶湯は射出側流路１１ｂ内の金属溶湯により射出側流路１１ｂ側へ吸引され、また、射出側流路１１ｂ内における流入口１１ｃ側の金属溶湯は射出口１１ｄ側の金属溶湯により射出口１１ｄ側へ吸引されることとなって、射出流路１１内においては、流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へ向けた金属溶湯の流れが生じることとなる。
【００２８】
このように、溶融物射出装置１においては、射出ロータ１０に形成される射出流路１１を、射出流路１１と回転軸Ｏとの距離が流入口１１ｃ側から射出口１１ｄ側へいくに従って大きくなるとともに、射出口１１ｄと回転軸Ｏとの距離が、流入口１１ｃと回転軸Ｏとの距離よりも大きくなるように構成することで、射出ロータ１０を回転させることによって生じる、射出流路１１内における射出口１１ｄ側の金属溶湯と流入口１１ｃ側の金属溶湯との差圧を利用して、金属溶湯を流入口１１ｃ側から射出口１１ｄへ圧送可能としている。
金属溶湯の射出を、射出ロータ１０をモータ３１により回転駆動して行うことにより、射出ロータ１０および射出ロータ駆動装置３０といった駆動系の慣性を低減することができ、射出ロータ１０を高速回転させて金属溶湯を高速（例えば、数十ｍ／ｓｅｃ以上）で射出することが可能となるとともに、溶融物射出装置１を小型化することができる。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態の溶融物射出装置１においては、金属溶湯を、流入側マニホールド２２の流入流路２２ａを通じて射出ロータ１０に供給する際に、流入流路２２ａを、金属溶湯の保持炉や溶解炉等の供給源５０と、配管５１により直接接続することができる。
このように、流入流路２２ａと供給源５０とを配管５１により直接接続した場合、回転する射出ロータ１０の射出流路１１内においては、流入口１１ｃ側の金属溶湯の圧力が、射出口１１ｄ側の金属溶湯の圧力に対して負圧となっているため、この射出流路１１内における流入口１１ｃ側と射出口１１ｄ側との差圧により、金属溶湯を供給源５０から直接汲み上げて射出流路１１に供給することが可能となる。
【００３０】
これにより、鋳造工程において、供給源５０と溶融物射出装置１との間に通常配置される給湯装置を省略することができ、鋳造装置を全体的小型化することが可能となる。
また、上述のように、金属溶湯を供給源５０から直接汲み上げて射出流路１１に供給する際には、供給源５０を密閉した状態で供給源５０内の空気を加圧することで、供給源５０内の金属溶湯を射出流路１１側へ押し出し、金属溶湯の射出流路１１への汲み上げを補助することができる。
【００３１】
また、本実施形態においては、溶融物射出装置１のステータ２０を、図４、図５に示す溶融物射出装置１０１のステータ１２０のように構成することができる。
溶融物射出装置１０１においては、ステータ１２０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置１０１の説明では、ステータ１２０以外の構成についての説明を省略する。
【００３２】
ステータ１２０は、ハウジング２１と、流入側マニホールド２２と、射出側マニホールド１２３とを備えている。
つまり、ステータ１２０は、第一の実施形態におけるステータ２０の射出側マニホールド２３が射出側マニホールド１２３となっている点で、ステータ２０と異なっている。
従って、ステータ１２０の説明においては、射出側マニホールド１２３以外の説明については省略する。
【００３３】
射出側マニホールド１２３は、射出ロータ１０の他端面（図４における左側端面）に摺接している。
射出側マニホールド１２３の一端面（射出ロータ１０に摺接する面）には、円環状に形成される供給溝１２３ａが形成されている。円環状に形成される供給溝１２３ａの半径は、回転軸Ｏと射出口１１ｄとの距離と同程度に形成されており、供給溝１２３ａと射出口１１ｄとは連通している。この供給溝１２３ａと射出口１１ｄとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
射出側マニホールド１２３の他端面には、円形状に凹陥する射出口１２３ｂが形成されている。射出口１２３ｂの断面中心は、回転軸Ｏと一致している。
射出側マニホールド１２３には、供給溝１２３ａと射出口１２３ｂとを連通する複数の連通路１２３ｃ・１２３ｃ・・・が形成されている。各連通路１２３ｃ・１２３ｃ・・・は、周方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて形成されており、正面視において放射状に配置されている。
【００３４】
さらに、射出側マニホールド１２３は、供給溝１２３ａから射出側マニホールド１２３の他端面にかけて形成される複数の射出路１２３ｄ・１２３ｄ・・・を有している。各射出路１２３ｄ・１２３ｄ・・・は、回転軸Ｏと略並行に形成されており、周方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置されている。
射出路１２３ｄは、射出側マニホールド１２３の他端面に開口する射出口１２３ｅを有しており、供給溝２３ａに圧送された金属溶湯を、射出路１２３ｄを通じて射出口１２３ｅから射出可能に構成されている。
つまり、射出側マニホールド１２３は、複数の射出口（射出口１２３ｂおよび射出口１２３ｅ・１２３ｅ・・・）から金属溶湯を射出可能に構成されている。
【００３５】
溶融物射出装置１０１においては、射出ロータ１０を高速回転させることにより、数十ｍ／ｓｅｃ以上といった高速、かつ数十ＭＰａ以上といった高圧で金属溶湯を射出することが可能であり、金属溶湯の凝固時間を大幅に下回る短時間で、鋳型への金属溶湯の充填を完了させることが可能となっている。これにより、特にダイカストでは困難とされる金属溶湯を複数射出口から鋳型へ射出しての射出成型が可能となる。
【００３６】
つまり、ダイカストにおいては金属溶湯の凝固速度が速いため、複数射出口からの射出成型を行った場合、金属溶湯の射出速度が遅いと（数ｍ／ｓｅｃ程度であると）、複数の射出口から射出された金属溶湯は、当該金属溶湯の合わせ部に達する時点で凝固し始めた状態となってしまうため、成型された製品の前記合わせ部に相当する箇所に割れが発生する恐れがある。
しかし、溶融物射出装置１０１においては、金属溶湯の射出速度が数十ｍ／ｓｅｃ以上と高速であり、複数の射出口から射出された金属溶湯は、凝固する前に鋳型内における金属溶湯の合わせ部に到達することができるため、複数射出口からの射出成型が可能となっている。
【００３７】
なお、複数の射出口から金属溶湯を射出しての射出成型は、溶融物射出装置１のような一つの射出口２３ｂを有した射出装置を複数台用いることによっても実現可能であるが、溶融物射出装置１０１のように、複数の射出口（射出口１２３ｂおよび射出口１２３ｅ・１２３ｅ・・・）を有する射出装置を用いて行う方が、装置の数を削減することができるため好ましい。
【００３８】
また、本実施形態においては、溶融物射出装置１の射出ロータ１０およびステータ２０を、図６、図７に示す溶融物射出装置２０１の射出ロータ２１０およびステータ２２０のように構成することができる。
溶融物射出装置２０１においては、射出ロータ２１０およびステータ２２０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置２０１の説明では、射出ロータ２１０およびステータ２２０以外の構成についての説明を省略する。
【００３９】
射出ロータ２１０は、射出側マニホールド２３に摺接する射出側マニホールド２３側端部の外周面に、シール用突起部２１２が形成されている点で、射出ロータ１０と異なっている。
シール用突起２１２は、流入側マニホールド２２側から射出側マニホールド２３側へいくに従って拡径するテーパ形状に形成されている。つまり、シール用突起２１２の外周面は、射出側マニホールド２３側へ向かって外周方向へ傾斜するテーパ面に形成されている。
【００４０】
また、ステータ２２０は、ステータ２０のハウジング２１がハウジング２２１となっている点で、ステータ２０と異なっている。
ハウジング２２１における、射出ロータ２１０のシール用突起２１２と対向する箇所には、シール用突起２１２のテーパ形状に対応したテーパ形状のシール用突部２２１ａが形成されている。シール用突部２２１ａの内周面は、射出側マニホールド２３側へ向かって外周方向へ傾斜するテーパ面に形成されており、シール用突起２１２の外周面に対して平行に配置されている。
【００４１】
シール用突部２２１ａの内周面は、シール用突起２１２に対して所定の間隔を設けて配置されており、シール用突部２２１ａとシール用突起２１２との間には、シール用通路２２４が形成されている。
シール用通路２２４は、射出側マニホールド２３側へ向かって外周方向へ傾斜する通路に形成されており、周方向の全域にわたって形成されている。
【００４２】
ここで、溶融物射出装置２０１においては、射出ロータ２１０は射出側マニホールド２３に摺接しているが、射出ロータ２１０と射出側マニホールド２３との間には、僅かな隙間（クリアランス）２３ｅを有している。
従って、射出ロータ２１０を高速回転させて、金属溶湯を射出流路１１の射出口１１ｄから射出側マニホールド２３の供給溝２３ａに供給する際には、金属溶湯が射出口１１ｄと供給溝２３ａとの会合部から、隙間２３ｅを通じて射出ロータ２１０の外周側に漏れ出すおそれがある。
【００４３】
そこで、溶融物射出装置２０１においては、射出ロータ２１０とハウジング２２１との間にシール用通路２２４を形成することにより、金属溶湯が隙間２３ｅを通じて射出ロータ２１０の外周側に漏れ出すことを防止している。
つまり、溶融物射出装置２０１においては、射出ロータ２１０が高速回転すると、射出流路１１内の金属溶湯の場合と同様に、シール用通路２２４内における射出側マニホールド２３側の空気と流入側マニホールド２２側の空気との間に差圧が生じて、シール用通路２２４内の空気が射出側マニホールド２３側へ流動することとなる。射出側マニホールド２３側へ流動したシール用通路２２４内の空気は、供給溝２３ａよりも外周側の隙間２３ｅに供給される。
そして、シール用通路２２４から隙間２３ｅへ供給された空気により、供給溝２３ａから隙間２３ｅを通じて外周側へ流動しようとする金属溶湯が堰き止められ、金属溶湯が射出ロータ２１０の外周側に漏れ出すことが防止される。
【００４４】
また、本実施形態においては、溶融物射出装置１の射出ロータ駆動装置３０を、図８に示す溶融物射出装置３０１の射出ロータ駆動装置３３０のように構成することができる。
溶融物射出装置３０１においては、射出ロータ駆動装置３３０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置３０１の説明では、射出ロータ駆動装置３３０以外の構成についての説明を省略する。
【００４５】
射出ロータ駆動装置３３０は、ハウジング２１に内蔵されるビルトインモータに構成されており、ハウジング２１の内周面に固設されるステータ側磁石３３１と、射出ロータ１０の外周面に固設され、ステータ側磁石３３１に対向配置されるロータ側磁石３３２とを備えている。
このように、射出ロータ駆動装置３３０を、ハウジング２１に内蔵されるビルトインモータに構成することで、ハウジング２１の外部に射出ロータ駆動装置３３０を配置する必要がなくなり、溶融物射出装置３０１をコンパクトに構成することが可能となる。
これにより、溶融物射出装置３０１を鋳型に接続する際の自由度を高めることができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、溶融物射出装置１の射出ロータ１０を、図９に示す溶融物射出装置４０１の射出ロータ４１０のように構成することができる。
溶融物射出装置４０１においては、射出ロータ４１０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置４０１の説明では、射出ロータ４１０以外の構成についての説明を省略する。
【００４７】
射出ロータ４１０は円柱状部材にて構成されており、その内部に金属溶湯が流動する射出流路４１１が形成されている。射出流路４１１は、射出ロータ４１０を回転軸Ｏ方向に貫通するように形成されている。
射出流路４１１の一端（図９における右側端）は、射出ロータ４１０の一端面（図９における右側端面）に開口し、金属溶湯が流入する流入口４１１ｃである。射出流路４１１の他端（図９における左側端）は、射出ロータ４１０の他端面（図９における左側端面）に開口し、金属溶湯が射出される射出口４１１ｄである。
【００４８】
射出流路４１１は、流入口４１１ｃ側に位置する流入側流路４１１ａと、射出口４１１ｄ側に位置する射出側流路４１１ｂとで構成されている。
流入側流路４１１ａは、流路断面中心を回転軸Ｏに一致させるとともに、回転軸Ｏに沿って形成されている。
射出側流路４１１ｂは、流入側流路４１１ａと連通しており、流入側流路４１１ａ側から射出口４１１ｄ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように旋回する螺旋形状に形成されている。射出側流路４１１ｂの旋回中心は回転軸Ｏと一致しており、射出側流路４１１ｂの旋回半径は流入側流路４１１ａ側から射出口４１１ｄ側へいくに従って大きくなっている。また、射出側流路４１１ｂの旋回方向は、射出ロータ４１０の回転軸Ｏを中心とした回転方向と一致している。
【００４９】
つまり、射出側流路４１１ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入口４１１ｃ側から射出口４１１ｄ側へいくに従って大きくなっており、射出側流路４１１ｂの流入口４１１ｃ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏに一致し、射出側流路４１１ｂの射出口４１１ｄ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏよりも外周側に位置している。
【００５０】
溶融物射出装置４０１においては、射出ロータ４１０の回転時には、射出側流路４１１ｂ内を流動する金属溶湯が、遠心力により射出ロータ４１０の内壁面に押し付けられるが、射出側流路４１１ｂを射出ロータ４１０の回転方向と同じ方向に旋回する螺旋形状に形成することで、図１０に示すように、金属溶湯が押し付けられた射出側流路４１１ｂの内壁面からの反力Ｆ１を、金属溶湯を射出側マニホールド２３側へ圧送する力Ｆ２に変換することが可能となっている。
また、射出側流路４１１ｂを螺旋形状に形成することで、射出側流路４１１ｂの流路長を大きくすることができるため、反力Ｆ１が得られる流路域を長くすることができ、金属溶湯の圧送力を補助する力となる力Ｆ２を大きくすることができる。
これにより、金属溶湯の射出口４１１ｄからの射出速度をより速くすることが可能となる。
【００５１】
[第二の実施形態]
図１１に示す溶融物射出装置５０１は、本発明に係る溶融物射出装置の第二の実施形態であり、第一の実施形態である溶融物射出装置１の射出ロータ駆動装置３０を、射出ロータ駆動装置５３０として構成したものである。
溶融物射出装置５０１においては、射出ロータ駆動装置５３０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置５０１の説明では、射出ロータ駆動装置５３０以外の構成についての説明を省略する。
【００５２】
射出ロータ駆動装置５３０は、モータ３１と、モータ３１に取り付けられるはす歯歯車５３２と、射出ロータ１０に取り付けられるはす歯歯車５３３とを備えている。
はす歯歯車５３２はモータ３１の駆動軸に固設されており、前記駆動軸と一体的に回転可能に構成されている。
はす歯歯車５３３は射出ロータ１０の外周面に固設されており、はす歯歯車５３３の外周面はハウジング２１の外部に露出している。
はす歯歯車５３２とはす歯歯車５３３とは、互いに歯合している。
【００５３】
そして、モータ３１が回転駆動されると、はす歯歯車５３２が一体的に回転するとともに、モータ３１の回転駆動力がはす歯歯車５３３に伝達され、射出ロータ１０が回転軸Ｏを中心として回転駆動される。
このように、はす歯歯車５３２およびはす歯歯車５３３は、モータ３１の回転駆動力を射出ロータ１０に伝達する回転伝達装置を構成している。
【００５４】
また、前記回転伝達装置においては、モータ３１の回転駆動力をはす歯歯車５３２によりはす歯歯車５３３へ伝達する際に、はす歯歯車５３３に、回転軸Ｏと平行なスラスト力Ｆ３が、射出側マニホールド２３側へ向けて生じるように構成されている。つまり、はす歯歯車５３３に生じるスラスト力の方向は、射出口１１ｄから供給溝２３ａへ向けての溶融金属の射出方向と同じ方向である。
【００５５】
ここで、溶融物射出装置５０１の射出ロータ１０には、射出流路１１の射出口１１ｄから金属溶湯が射出される際に、回転軸Ｏと平行な金属溶湯の射出圧力の反力Ｆ４が、流入側マニホールド２２側へ向けて生じる。
高速回転する射出ロータ１０に流入側マニホールド２２側への反力Ｆ４がかかると、射出ロータ１０を支持しているベアリング４０・４０に負荷がかかり、ベアリング４０・４０の寿命が低下するおそれがある。また、射出ロータ１０を確実に支持するためにベアリング４０・４０が大型化する。
【００５６】
しかし、溶融物射出装置５０１においては、はす歯歯車５３３に、反力Ｆ４のかかる側とは反対側となる射出側マニホールド２３側へ向けてスラスト力Ｆ３がかかるように構成されているため、反力Ｆ４とスラスト力Ｆ３とが互いに打消し合って、ベアリング４０・４０にかかる負荷を減少することができる。
この場合、前記回転伝達装置は、反力Ｆ４を完全に打消すことができる大きさのスラスト力Ｆ３が発生するように構成することが好ましい。
これにより、ベアリング４０・４０の寿命を向上することができるとともに、ベアリング４０・４０を小型化することが可能となる。
【００５７】
なお、前述の第一の実施形態における溶融物射出装置１の、射出流路１１内の流入口１１ｃ側と射出口１１ｄ側との差圧により、金属溶湯を供給源５０から直接汲み上げて射出流路１１に供給する構成（図３に図示）、溶融物射出装置１０１のステータ１２０の構成（図４、図５に図示）、溶融物射出装置２０１の射出ロータ２１０およびステータ２２０の構成（図６、図７に図示）、および溶融物射出装置４０１の射出ロータ４１０の構成（図９、図１０に図示）は、第二の実施形態である溶融物射出装置５０１に適用することが可能である。
【００５８】
[第三の実施形態]
図１２に示す溶融物射出装置６０１は、本発明に係る溶融物射出装置の第三の実施形態であり、第一の実施形態である溶融物射出装置１の射出ロータ１０およびステータ２０を、射出ロータ６１０およびステータ６２０として構成したものである。
溶融物射出装置６０１においては、射出ロータ６１０およびステータ６２０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置６０１の説明では、射出ロータ６１０およびステータ６２０以外の構成についての説明を省略する。
なお、ステータ６２０は、ステータ２０の流入側マニホールド２２を、流入側マニホールド６２２として構成したものである。
【００５９】
射出ロータ６１０は円柱状部材にて構成されており、その内部に金属溶湯が流動する射出流路６１１が形成されている。射出流路６１１は、射出ロータ６１０を回転軸Ｏ方向に貫通するように形成されている。
射出流路６１１の一端（図１２における右側端）は、射出ロータ６１０の一端面（図１２における右側端面）に開口し、金属溶湯が流入する流入口６１１ｃである。射出流路６１１の他端（図１２における左側端）は、射出ロータ６１０の他端面（図１２における左側端面）に開口し、金属溶湯が射出される射出口６１１ｄである。
【００６０】
射出流路６１１は、流入口６１１ｃ側に位置する流入側流路６１１ａと、射出口６１１ｄ側に位置する射出側流路６１１ｂとで構成されている。
流入側流路６１１ａは、流路断面中心を回転軸Ｏに一致させるとともに、回転軸Ｏに沿って形成されている。
射出側流路６１１ｂは、流入側流路６１１ａと連通しており、流入側流路６１１ａ側から射出口６１１ｄ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、射出側流路６１１ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入口６１１ｃ側から射出口６１１ｄ側へいくに従って大きくなっており、射出側流路６１１ｂの流入口６１１ｃ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏに一致し、射出側流路６１１ｂの射出口６１１ｄ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏよりも外周側に位置している。
このように、つまり、射出口６１１ｄと回転軸Ｏとの距離は、流入口６１１ｃと回転軸Ｏとの距離よりも大きく構成されている。
【００６１】
また、射出ロータ６１０には、金属溶湯が流動する射出流路６１１に加えて、射出ロータ６１０を冷却するための冷媒である冷却水が流動する冷却水流路６１２が形成されている。
冷却水流路６１２は、冷却水往路６１２ｂと冷却水復路６１２ｃとを備えている。
【００６２】
冷却水往路６１２ｂは、射出ロータ６１０の流入側マニホールド６２２側端部から射出側マニホールド２３側端部にかけて形成されており、冷却水往路６１２ｂの流入側マニホールド６２２側端部は開口して流入口６１２ｄとして形成されている。
冷却水往路６１２ｂは、流入側マニホールド６２２側から射出側マニホールド２３側へいくに従って、回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、冷却水往路６１２ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入側マニホールド６２２側から射出側マニホールド２３側へいくに従って大きくなっており、冷却水往路６１２ｂの射出側マニホールド２３側端部における流路断面中心は、流入側マニホールド６２２側端部における流路断面中心よりも外周側に位置している。
【００６３】
冷却水復路６１２ｃは、射出ロータ６１０の射出側マニホールド２３側端部から流入側マニホールド６２２側端部にかけて形成されており、冷却水復路６１２ｃの流入側マニホールド６２２側端部は開口して流出口６１２ｅとして形成されている。
冷却水復路６１２ｃは、射出側マニホールド２３側から流入側マニホールド６２２側へいくに従って、回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、冷却水復路６１２ｃと回転軸Ｏとの距離は、射出側マニホールド２３側から流入側マニホールド６２２側へいくに従って大きくなっており、冷却水復路６１２ｃの流入側マニホールド６２２側端部における流路断面中心は、射出側マニホールド２３側端部における流路断面中心よりも外周側に位置している。
【００６４】
また、回転軸Ｏから冷却水往路６１２ｂの射出側マニホールド２３側端部における流路断面中心までの距離と、回転軸Ｏから冷却水復路６１２ｃの射出側マニホールド２３側端部における流路断面中心までの距離とは同じに形成されており、冷却水往路６１２ｂの射出側マニホールド２３側端部と冷却水復路６１２ｃの射出側マニホールド２３側端部とは連通している。
このように構成される冷却水流路６１２においては、冷却水流路６１２の冷却水流れ方向における一端（上流側端）が冷却水の流入口６１２であり、冷却水流路６１２の冷却水流れ方向における他端（下流側端）が冷却水の流入口６１２であって、冷却水が流入口６１２ｄから流入して、冷却水往路６１２ｂおよび冷却水復路６１２ｃを流通した後、流出口６１２ｅから流出する。これにより、射出ロータ６１０を冷却することが可能となっている。
【００６５】
ステータ６２０は、ハウジング２１、流入側マニホールド６２２、および射出側マニホールド２３を備えている。
ステータ６２０においては、流入側マニホールド６２２以外はステータ２０と同様の構成であるため、以下のステータ６２０の説明では、流入側マニホールド６２２以外の構成についての説明は省略する。
【００６６】
流入側マニホールド６２２は、射出ロータ６１０の一端面（図１２における右側端面）に摺接している。流入側マニホールド６２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路６２２ａが形成されている。流入流路６２２ａの流路断面中心は回転軸Ｏに一致している。流入流路６２２ａの射出ロータ６１０側端部は、射出流路６１１の流入口６１１ｃと連通している。流入流路６２２ａの反射出ロータ６１０側端部は、図示せぬ金属溶湯の供給源に接続されている。
さらに、流入側マニホールド６２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路６２２ｂおよび流出流路６２２ｃが形成されている。流出流路６２２ｃは、流入流路６２２ｂよりも外周側に配置されている。つまり、回転軸Ｏから流出流路６２２ｃにおける流路断面中心までの距離は、回転軸Ｏから流入流路６２２ｂにおける流路断面中心までの距離よりも大きく構成されている。
【００６７】
流入側マニホールド６２２の他端面（射出ロータ１０に摺接する面）には、円環状に形成され流入流路６２２ｂに接続される流入溝６２２ｄ、および円環状に形成され流出流路６２２ｃに接続される流出溝６２２ｅが形成されている。流出溝６２２ｅにおける円環形状の径は、流入溝６２２ｄにおける円環形状の径よりも大きく形成されている。
また、流入溝６２２ｄの半径は、回転軸Ｏと流入口６１２ｄとの距離と同程度に形成されており、流入溝６２２ｄと流入口６１２ｄとは連通している。この流入溝６２２ｄと流入口６１２ｄとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
さらに、流出溝６２２ｅの半径は、回転軸Ｏと流出口６１２ｅとの距離と同程度に形成されており、流出溝６２２ｅと流出口６１２ｅとは連通している。この流出溝６２２ｅと流出口６１２ｅとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
【００６８】
流入流路６２２ｂの反射出ロータ６１０側端部は、図示せぬ冷却水の供給源に接続されており、流入流路６２２ｂに供給された冷却水は流入溝６２２ｄを通じて冷却水往路６１２ｂに供給され、冷却水復路６１２ｃから流出した冷却水は流出溝６２２ｅを通じて流出流路６２２ｃに案内される。
【００６９】
このように構成される溶融物射出装置６０１においては、射出ロータ６１０が回転駆動されると、射出流路６１１内の金属溶湯の場合と同様に、冷却水流路６１２内を流動する冷却水には遠心力がかかり、流入口６１２ｄ側から冷却水往路６１２ｂおよび冷却水復路６１２ｃを通じて流出口６１２ｅ側へ流通することとなる。
このように、金属溶湯を射出するための射出ロータ６１０の回転駆動力を用いて、冷却水流路６１２内に冷却水を流通させることができるので、冷却水の循環用の動力を別途設けることなく、射出ロータ６１０の冷却を行うことが可能となり、溶融物射出装置６０１を小型化することができる。
【００７０】
また、本実施形態においては、溶融物射出装置１を、図１３に示す溶融物射出装置７０１のように構成することができる。
溶融物射出装置７０１は、溶融物射出装置１の射出ロータ１０およびステータ２０を、射出ロータ７１０およびステータ７２０として構成したものである。
溶融物射出装置７０１においては、射出ロータ７１０およびステータ７２０以外は溶融物射出装置１と同様の構成であるため、以下の溶融物射出装置７０１の説明では、射出ロータ７１０およびステータ７２０以外の構成についての説明を省略する。
なお、ステータ７２０は、ステータ２０の流入側マニホールド２２および射出側マニホールド２３を、流入側マニホールド７２２および射出側マニホールド７２３として構成したものである。
【００７１】
射出ロータ７１０は円柱状部材にて構成されており、その内部に金属溶湯が流動する射出流路７１１が形成されている。射出流路７１１は、射出ロータ７１０を回転軸Ｏ方向に貫通するように形成されている。
射出流路７１１の一端（図１３における右側端）は射出ロータ７１０の一端面（図１３における右側端面）に開口して、金属溶湯が流入する流入口７１１ｃに構成されている。射出流路７１１の他端（図１３における左側端）は射出ロータ７１０の他端面（図１３における左側端面）に開口して、金属溶湯が射出される射出口７１１ｄに構成されている。
【００７２】
射出流路７１１は、流入口７１１ｃ側に位置する流入側流路７１１ａと、射出口７１１ｄ側に位置する射出側流路７１１ｂとで構成されている。
流入側流路７１１ａは、流路断面中心を回転軸Ｏに一致させるとともに、回転軸Ｏに沿って形成されている。
射出側流路７１１ｂは、流入側流路７１１ａと連通しており、流入側流路７１１ａ側から射出口７１１ｄ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、射出側流路７１１ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入口７１１ｃ側から射出口７１１ｄ側へいくに従って大きくなっており、射出側流路７１１ｂの流入口７１１ｃ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏに一致し、射出側流路７１１ｂの射出口７１１ｄ側端部における流路断面中心は、回転軸Ｏよりも外周側に位置している。
このように、つまり、射出口７１１ｄと回転軸Ｏとの距離は、流入口７１１ｃと回転軸Ｏとの距離よりも大きく構成されている。
【００７３】
また、射出ロータ７１０には、金属溶湯が流動する射出流路７１１に加えて、鋳型Ｍを冷却するための冷媒である冷却水が流動する冷却水流路７１２が形成されている。
冷却水流路７１２は、冷却水往路７１２ｂと冷却水復路７１２ｃとを備えている。
【００７４】
冷却水往路７１２ｂは、射出ロータ７１０の流入側マニホールド７２２側端部から射出側マニホールド７２３側端部にかけて形成されており、冷却水往路７１２ｂの流入側マニホールド７２２側端部は開口して流入口７１２ｄとして形成されている。冷却水往路７１２ｂの射出側マニホールド７２３側端部も開口している。
冷却水往路７１２ｂは、流入側マニホールド７２２側から射出側マニホールド７２３側へいくに従って、回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、冷却水往路７１２ｂと回転軸Ｏとの距離は、流入側マニホールド７２２側から射出側マニホールド７２３側へいくに従って大きくなっており、冷却水往路７１２ｂの射出側マニホールド７２３側端部における流路断面中心は、流入側マニホールド７２２側端部における流路断面中心よりも外周側に位置している。
【００７５】
冷却水復路７１２ｃは、射出ロータ７１０の射出側マニホールド７２３側端部から流入側マニホールド７２２側端部にかけて形成されており、冷却水復路７１２ｃの流入側マニホールド７２２側端部は開口して流出口７１２ｅとして形成されている。冷却水復路７１２ｃの射出側マニホールド７２３側端部も開口している。
冷却水復路７１２ｃは、射出側マニホールド７２３側から流入側マニホールド７２２側へいくに従って、回転軸Ｏから離れるように形成されている。つまり、冷却水復路７１２ｃと回転軸Ｏとの距離は、射出側マニホールド７２３側から流入側マニホールド７２２側へいくに従って大きくなっており、冷却水復路７１２ｃの流入側マニホールド７２２側端部における流路断面中心は、射出側マニホールド７２３側端部における流路断面中心よりも外周側に位置している。
【００７６】
また、回転軸Ｏから冷却水復路７１２ｃの射出側マニホールド７２３側端部における流路断面中心までの距離は、回転軸Ｏから冷却水往路７１２ｂの射出側マニホールド７２３側端部における流路断面中心までの距離よりも大きく形成されている。
【００７７】
ステータ７２０は、ハウジング２１、流入側マニホールド７２２、および射出側マニホールド７２３を備えている。
ステータ７２０においては、流入側マニホールド７２２および射出側マニホールド７２３以外はステータ２０と同様の構成であるため、以下のステータ７２０の説明では、流入側マニホールド７２２および射出側マニホールド７２３以外の構成についての説明は省略する。
【００７８】
流入側マニホールド７２２は、射出ロータ７１０の一端面（図１３における右側端面）に摺接している。流入側マニホールド７２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路７２２ａが形成されている。流入流路７２２ａの流路断面中心は回転軸Ｏに一致している。流入流路７２２ａの射出ロータ７１０側端部は、射出流路７１１の流入口７１１ｃと連通している。流入流路７２２ａの反射出ロータ７１０側端部は、図示せぬ金属溶湯の供給源に接続されている。
さらに、流入側マニホールド７２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路７２２ｂおよび流出流路７２２ｃが形成されている。流出流路７２２ｃは、流入流路７２２ｂよりも外周側に配置されている。つまり、回転軸Ｏから流出流路７２２ｃにおける流路断面中心までの距離は、回転軸Ｏから流入流路７２２ｂにおける流路断面中心までの距離よりも大きく構成されている。
【００７９】
流入側マニホールド７２２の他端面（射出ロータ１０に摺接する面）には、円環状に形成され流入流路７２２ｂに接続される流入溝７２２ｄ、および円環状に形成され流出流路７２２ｃに接続される流出溝７２２ｅが形成されている。流出溝７２２ｅにおける円環形状の径は、流入溝７２２ｄにおける円環形状の径よりも大きく形成されている。
また、流入溝７２２ｄの半径は、回転軸Ｏと流入口７１２ｄとの距離と同程度に形成されており、流入溝７２２ｄと流入口７１２ｄとは連通している。この流入溝７２２ｄと流入口７１２ｄとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
さらに、流出溝７２２ｅの半径は、回転軸Ｏと流出口７１２ｅとの距離と同程度に形成されており、流出溝７２２ｅと流出口７１２ｅとは連通している。この流出溝７２２ｅと流出口７１２ｅとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
【００８０】
射出側マニホールド７２３は、射出ロータ７１０の他端面（図１３における左側端面）に摺接している。
射出側マニホールド７２３には、射出側マニホールド２３の供給溝２３ａ、射出口２３ｂ、および連通路２３ｃ・２３ｃ・・・と同様に、供給溝７２３ａ、射出口７２３ｂ、および連通路７２３ｃ・７２３ｃ・・・が形成されている。
【００８１】
また、射出側マニホールド７２３には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入側連通路７２３ｆおよび流出側連通路７２３ｇが形成されている。流出側連通路７２３ｇは流入側連通路７２３ｆよりも外周側に配置されている。つまり、回転軸Ｏから流出側連通路７２３ｇにおける流路断面中心までの距離は、回転軸Ｏから流入側連通路７２３ｆにおける流路断面中心までの距離よりも大きく構成されている。
【００８２】
射出側マニホールド７２３の他端面（射出ロータ１０に摺接する面）には、円環状に形成される流入溝７２３ｈおよび流出溝７２３ｉが形成されている。流出溝７２３ｉにおける円環形状の径は、流入溝７２３ｈにおける円環形状の径よりも大きく形成されている。
また、流入溝７２３ｈの半径は、回転軸Ｏと冷却水往路７１２ｂの射出側マニホールド７２３側端部との距離と同程度に形成されており、流入溝７２３ｈと冷却水往路７１２ｂとは連通している。この流入溝７２３ｈと冷却水往路７１２ｂとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
さらに、流出溝７２３ｉの半径は、回転軸Ｏと冷却水復路７１２ｃの射出側マニホールド７２３側端部との距離と同程度に形成されており、流出溝７２３ｉと冷却水復路７１２ｃとは連通している。この流出溝７２３ｉと冷却水復路７１２ｃとの連通状態は、射出ロータ１０が回転する際にも常に維持される。
【００８３】
射出側マニホールド７２３は、溶融物射出装置１から金属溶湯が射出される鋳型Ｍに付設されている。鋳型Ｍには、鋳型Ｍを冷却するための冷却水流路Ｗが形成されており、冷却水流路Ｗには、冷却水の流入口Ｗｉおよび流出口Ｗｏが形成されている。
流入側連通路７２３ｆおよび流出側連通路７２３ｇは、射出側マニホールド７２３における鋳型Ｍとの付設面に開口しており、流入側連通路７２３ｆにおける前記付設面の開口部と流入口Ｗｉとが連通するとともに、流出側連通路７２３ｇにおける前記付設面の開口部と流出口Ｗｏとが連通している。
【００８４】
このように構成される溶融物射出装置７０１においては、流入側マニホールド７２２に形成される流入流路７２２ｂの反射出ロータ７１０側端部が、図示せぬ冷却水の供給源に接続されており、流入流路７２２ｂに供給された冷却水は流入溝７２２ｄを通じて冷却水往路７１２ｂに供給される。冷却水往路７１２ｂに供給された冷却水は、流入側連通路７２３ｆを通じて流入口Ｗｉから冷却水流路Ｗに案内され、冷却水流路Ｗを流通した後に、流出口Ｗｏから流出側連通路７２３ｇを通じて冷却水復路７１２ｃに達する。冷却水復路７１２ｃに達した冷却水は、流出溝７２２ｅを通じて流出流路７２２ｃから溶融物射出装置７０１の外部に流出する。
【００８５】
この場合、射出ロータ７１０が回転駆動されることにより、冷却水流路７１２内を流動する冷却水には遠心力がかかり、冷却水往路７１２ｂ内においては、冷却水が流入側マニホールド７２２側から流出側マニホールド７２３側へ流通し、冷却水復路７１２ｃ内においては、冷却水が流出側マニホールド７２３側から流入側マニホールド７２２側へ流通することとなる。これにより、冷却水往路７１２ｂおよび冷却水復路７１２ｃに接続される鋳型Ｍの冷却水流路Ｗｏ内に冷却水を流通させて、鋳型Ｍを冷却することが可能となっている。
また、冷却水が冷却水往路７１２ｂおよび冷却水復路７１２ｃを流通する際には、当該冷却水により射出ロータ７１０を冷却することも可能である。
【００８６】
このように、金属溶湯を射出するための射出ロータ７１０の回転駆動力を用いて、鋳型Ｍの冷却水流路Ｗｏ内に冷却水を流通させることができるので、鋳型Ｍを冷却するための冷却水の循環用の動力を別途設けることなく、鋳型Ｍの冷却を行うことが可能となり、溶融物射出装置７０１を小型化することができる。
さらに、鋳型Ｍの冷却水は、冷却水往路７１２ｂ内および冷却水復路７１２ｃ内を流通するため、別途の動力を設けることなく射出ロータ７１０の冷却をも行うことが可能であり、溶融物射出装置７０１をさらに小型化することができる。
この場合、冷却水往路７１２ｂおよび冷却水復路７１２ｃは、冷却水が通過する冷却水流路を構成する流路であり、射出ロータ７１０における前記冷却水流路の一端（上流側端）となる冷却水往路７１２ｂの流入側マニホールド７２２側端が流入口７１２ｄであり、射出ロータ７１０における前記冷却水流路の他端（下流側端）となる冷却水復路７１２ｃの流入側マニホールド７２２側端が流出口７１２ｅである。
【００８７】
なお、前述の第一の実施形態における溶融物射出装置１の、射出流路１１内の流入口１１ｃ側と射出口１１ｄ側との差圧により、金属溶湯を供給源５０から直接汲み上げて射出流路１１に供給する構成（図３に図示）、溶融物射出装置１０１のステータ１２０の構成（図４、図５に図示）、溶融物射出装置２０１の射出ロータ２１０およびステータ２２０の構成（図６、図７に図示）、溶融物射出装置３０１の射出ロータ駆動装置３３０の構成（図８に図示）、および溶融物射出装置４０１の射出ロータ４１０の構成（図９、図１０に図示）、ならびに第二の実施形態における溶融物射出装置５０１の射出ロータ駆動装置５３０の構成は、第三の実施形態である溶融物射出装置６０１および溶融物射出装置７０１に適用することが可能である。
【００８８】
[第四の実施形態]
図１４、図１５に示す溶融物射出装置８０１は、本発明に係る溶融物射出装置の第四の実施形態である。
溶融物射出装置８０１は、回転軸Ｏを中心に回転可能な射出ロータ１０および戻しローラ８１０と、射出ロータ１０および戻しローラ８１０を回転自在に支持するステータ８２０と、射出ロータ１０および戻しローラ８１０を回転駆動するためのロータ駆動装置８３０とを備えている。ロータ駆動装置８３０は、射出ロータ１０を回転駆動するための射出ロータ駆動装置と、戻しローラ８１０を回転駆動するための戻しロータ駆動装置との両方の機能を備えている。
【００８９】
射出ロータ１０は、溶融物射出装置１における射出ローラ１０と同じ構成のため、説明を省略する。
戻しロータ８１０は、円柱状部材にて構成されており、その内部に金属溶湯が流動可能な戻し流路８１１が形成されている。戻し流路１１は、戻しロータ８１０を回転軸Ｏ方向に貫通するように形成されている。
戻し流路８１１の一端（図１４における右側端）は戻しロータ８１０の一端面（図１４における右側端面）に開口して、大径開口部８１１ａに形成されている。戻し流路８１１の他端（図１４における左側端）は戻しロータ８１０の他端面（図１４における左側端面）に開口して、小径開口部８１１ｂに形成されている。
【００９０】
戻し流路８１１は回転軸Ｏに沿って形成されており、流路断面中心を回転軸Ｏに一致させている。戻し流路８１１は、小径開口部８１１ｂ側から大径開口部８１１ａへいくに従って大径になるように形成されており、戻し流路８１１の内周面は、小径開口部８１１ｂ側から大径開口部８１１ａへいくに従って回転軸Ｏから離れている。
つまり、戻し流路８１１の内周面と回転軸Ｏとの距離は、小径開口部８１１ｂ側から大径開口部８１１ａへいくに従って大きくなっている。
【００９１】
戻しロータ８１０は、射出ロータ１０の流入口１１ｃ側端部に連設されており、射出ロータ１０の流入口１１ｃと戻しロータ８１０の小径開口部８１１ｂとは連通している。戻しロータ８１０と射出ロータ１０とは互いに独立して回転可能に構成されている。
【００９２】
ステータ８２０は、射出ロータ１０および戻しローラ８１０を収容するハウジング８２１と、ハウジング８２１に固定され、戻しロータ８１０の大径開口部８１１ａ側に配置される流入側マニホールド８２２と、ハウジング８２１に固定され、射出ロータ１０の射出口１１ｄ側に配置される射出側マニホールド２３とを備えている。
ステータ８２０の射出側マニホールド２３は、溶融物射出装置１におけるステータ２０の射出側マニホールド２３と同じ構成のため、説明を省略する。
【００９３】
ハウジング８２１は略円筒形状に形成されており、射出ロータ１０および戻しロータ８１０を、それぞれベアリング４０・４０を介して回転軸Ｏを中心に回転自在に支持している。
【００９４】
流入側マニホールド８２２は、戻しロータ８１０の一端面（大径開口部８１１ａ側端面）に摺接している。流入側マニホールド８２２には、回転軸Ｏ方向に貫通する流入流路８２２ａが形成されている。流入流路８２２ａの流路断面中心は回転軸Ｏに一致している。
流入流路８２２ａの戻しロータ８１０側端部は、戻し流路８１１の大径開口部８１１ａと連通している。流入流路８２２ａの反射出ロータ１０側端部は、図示せぬ金属溶湯の供給源に接続されている。
【００９５】
ロータ駆動装置８３０は、モータ８３１と、モータ８３１に取り付けられる歯付プーリー３２・８３２と、射出ロータ１０に取り付けられる歯付プーリー３３と、戻しローラ８１０に取り付けられる歯付プーリー８３３と、歯付プーリー３２と歯付プーリー３３との間に架け渡される歯付ベルト３４と、歯付プーリー８３２と歯付プーリー８３３との間に架け渡される歯付ベルト３４とを備えている。
ロータ駆動装置８３０の歯付プーリー３２・３３および歯付ベルト３４と、溶融物射出装置１における射出ロータ駆動装置３０の歯付プーリー３２・３３および歯付ベルト３４とは同じ構成のため、適宜説明を省略する。
【００９６】
モータ８３１は駆動軸８３１ａ・８３１ｂを有しており、駆動軸８３１ａには歯付プーリー３２が固設され、駆動軸８３１ｂには歯付プーリー８３２が固設されている。歯付プーリー３２・８３２は、モータ８３１の駆動軸８３１ａ・８３１ｂと一体的に回転可能に構成されている。歯付プーリー３２・８３２の外周面には歯が形成されている。
駆動軸８３１ａ・８３１ｂには、それぞれモータ８３１からの回転駆動力の歯付プーリー３２・８３２に対する伝達を入切するクラッチ８３５a・８３５ｂが設けられている。
【００９７】
歯付プーリー８３３は戻しロータ８１０の外周面に固設されており、歯付プーリー８３３の外周面には歯が形成されている。
歯付プーリー３３・８３３の外周面はハウジング８２１の外部に露出している。
歯付ベルト３４・８３４は無端ベルトであり、その内周面に歯が形成されている。歯付ベルト３４の歯は歯付プーリー３２・３３の歯とそれぞれ歯合し、歯付ベルト８３４の歯は歯付プーリー８３２・８３３の歯とそれぞれ歯合している。
【００９８】
そして、クラッチ８３５ａをオンにする（モータ８３１の回転駆動力を歯付プーリー３３に伝達可能にする）とともに、クラッチ８３５ｂをオフにした（モータ８３１の回転駆動力を歯付プーリー８３３に伝達不能にした）状態でモータ８３１が回転駆動されると、歯付プーリー３２が回転駆動されるとともに、モータ８３１の回転駆動力が歯付ベルト３４を介して歯付プーリー３３に伝達され、射出ロータ１０が回転軸Ｏを中心として回転駆動される。
また、クラッチ８３５ａをオフにする（モータ８３１の回転駆動力を歯付プーリー３３に伝達不能にする）とともに、クラッチ８３５ｂをオンにした（モータ８３１の回転駆動力を歯付プーリー８３３に伝達可能にした）状態でモータ８３１が回転駆動されると、歯付プーリー８３２が回転駆動されるとともに、モータ８３１の回転駆動力が歯付ベルト８３４を介して歯付プーリー８３３に伝達され、戻しロータ８１０が回転軸Ｏを中心として回転駆動される。
このように、歯付プーリー３２・３３、歯付ベルト３４、およびクラッチ８３５ａ、ならびに歯付プーリー８３２・８３３、歯付ベルト８３４、およびクラッチ８３５ｂは、モータ８３１の回転駆動力を射出ロータ１０または戻しロータ８１０に伝達する回転伝達装置を構成している。
【００９９】
なお、前記回転伝達装置は、例えば、モータ８３１の駆動軸８３１ａ・８３１ｂ、ならびに射出ロータ１０および戻しロータ８１０の外周面に平歯歯車等の歯車を装着し、駆動軸８３１ａ・８３１ｂの歯車と射出ロータ１０および戻しロータ８１０の歯車とを歯合させることにより構成することもできる。
また、前記回転伝達装置においては、モータ８３１と射出ロータ１０および戻しロータ８１０との間に減速機構を介装して、モータ８３１の回転駆動力を前記減速機構により減速したうえで射出ロータ１０および戻しロータ８１０に伝達するように構成することもできる。
【０１００】
このように構成される溶融物射出装置８０１においては、図１４に示すように、クラッチ８３５ａをオンにするとともに、クラッチ８３５ｂをオフにした状態でモータ８３１を回転駆動して、射出ロータ１０を回転させることで、供給源からの金属溶湯を流入流路８２２ａおよび戻し流路８１１を通じて射出流路１１へ供給し、さらに射出側マニホールド２３の供給溝２３ａへ圧送し、供給溝２３ａに圧送された金属溶湯を連通路２３ｃ・２３ｃ・・・を通じて射出口２３ｂから射出するように構成している。
つまり、溶湯金属を鋳型へ充填する際には、クラッチ８３５ａをオンにするとともに、クラッチ８３５ｂをオフにした状態でモータ８３１を回転駆動することにより、溶融物射出装置８０１の射出口２３ｂから溶湯金属が射出される。
【０１０１】
一方、鋳型への金属溶湯の充填が終了した後は、図１５に示すように、クラッチ８３５ａをオフにするとともに、クラッチ８３５ｂをオンにした状態でモータ８３１を回転駆動して、戻しロータ８１０を回転させることにより、射出ロータ１０の射出流路１１内および戻しロータ８１０内の戻し流路８１１内に残存する金属溶湯を、金属溶湯の供給源側へ送出することが可能となっている。
つまり、戻しロータ８１０を回転させると、戻し流路８１１内の金属溶湯には遠心力がかかるが、戻し流路８１１の内周面は、小径開口部８１１ｂ側から大径開口部８１１ａ側へいくに従って回転軸Ｏから離れるように形成さている、つまり大径開口部８１１ａ側へいくに従って戻しロータ８１０の外周側へいくように傾斜しているので、戻し流路８１１内の金属溶湯は遠心力により大径開口部８１１ａ側へ向かって流動することとなる。
【０１０２】
また、戻し流路８１１内の金属溶湯が大径開口部８１１ａ側へ向かって流動すると、戻し流路８１１内が射出流路１１内よりも低圧になるため、射出流路１１内の金属溶湯が戻し流路８１１側へ向けて流動することとなる。
このように、射出流路１１内および戻し流路８１１内の金属溶湯が大径開口部８１１ａ側、即ち金属溶湯の供給源側へ向けて流動することとなり、射出流路１１内および戻し流路８１１内から金属溶湯を排出して前記供給源に戻すことが可能となる。
【０１０３】
なお、前述の第一の実施形態における溶融物射出装置１の、射出流路１１内の流入口１１ｃ側と射出口１１ｄ側との差圧により、金属溶湯を供給源５０から直接汲み上げて射出流路１１に供給する構成（図３に図示）、溶融物射出装置１０１のステータ１２０の構成（図４、図５に図示）、溶融物射出装置２０１の射出ロータ２１０およびステータ２２０の構成（図６、図７に図示）、溶融物射出装置３０１の射出ロータ駆動装置３３０の構成（図８に図示）、および溶融物射出装置４０１の射出ロータ４１０の構成（図９、図１０に図示）、ならびに第二の実施形態における溶融物射出装置５０１の射出ロータ駆動装置５３０の構成は、第四の実施形態である溶融物射出装置８０１に適用することが可能である。
【０１０４】
また、第三の実施形態である溶融物射出装置６０１・７０１における射出ロータ６１０・７１０およびステータ６２０・７２０の構成（図１２、図１３に図示）も、第四の実施形態である溶融物射出装置８０１に適用することが可能である。
この場合、溶融物射出装置８０１においては、戻しロータ８１０に、冷却水往路６１２ｂ・７１２ｂと流入流路６２２ｂ・７２２ｂとを連通する流路、および冷却水復路６１２ｃ・７１２ｃと流出流路６２２ｃ・７２２ｃとを連通する流路を形成すればよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１    溶融物射出装置
１０    射出ロータ
１１    射出流路
１１ａ  流入側流路
１１ｂ  射出側流路
１１ｃ  流入口
１１ｄ  射出口
２０    ステータ
２１    ハウジング
２２    流入側マニホールド
２３    射出側マニホールド
２３ｂ  射出口
３０    射出ロータ駆動装置
３１    モータ
３２    （モータ側の）歯付プーリー
３３    （射出ロータ側の）歯付プーリー
３４    歯付ベルト
５０１    溶融物射出装置
５３０    射出ロータ駆動装置
５３２    （モータ側の）はす歯歯車
５３３    （射出ロータ側の）はす歯歯車
６０１    溶融物射出装置
６１０    射出ロータ
６１２    冷却水流路
６１２ｂ  冷却水往路
６１２ｃ  冷却水復路
８０１    溶融物射出装置
８１０    戻しロータ
８１１    戻し流路
８２０    ステータ
８３０    ロータ駆動装置
８３１    モータ
８３１ａ・８３１ｂ  駆動軸
８３５a・８３５ｂ  クラッチ
【図１】
2015229185.tif 000003
【図２】
2015229185.tif 000004
【図３】
2015229185.tif 000005
【図４】
2015229185.tif 000006
【図５】
2015229185.tif 000007
【図６】
2015229185.tif 000008
【図７】
2015229185.tif 000009
【図８】
2015229185.tif 000010
【図９】
2015229185.tif 000011
【図１０】
2015229185.tif 000012
【図１１】
2015229185.tif 000013
【図１２】
2015229185.tif 000014
【図１３】
2015229185.tif 000015
【図１４】
2015229185.tif 000016
【図１５】
2015229185.tif 000017