(57)【要約】【課題】射出シリンダの内面とプランジャの外面との隙（すき）間から漏洩（えい）したドレインとしての溶融金属を適切に射出装置の外部に排出させて回収することによって、ドレインとしての溶融金属が固化してプランジャの動きを阻害したり、外気と反応したりしてしまうことがなく、かつ、簡素な構成でコストが低くなるようにする。【解決手段】溶融された成形材料を射出する射出シリンダ２１と、該射出シリンダ２１内の空間を移動するプランジャ２２と、前記空間に形成されたドレイン回収溝３４ａと、該ドレイン回収溝３４ａに連通し、排出されたドレインを外気から遮断された状態で収容する密閉構造を備えるドレイン収容装置３３とを有する。【選択図】          図１
2004291032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）溶融された成形材料を射出する射出シリンダと、
（ｂ）該射出シリンダ内の空間を移動するプランジャと、
（ｃ）前記空間に形成されたドレイン回収溝と、
（ｄ）該ドレイン回収溝に連通し、排出されたドレインを外気から遮断された状態で収容する密閉構造を備えるドレイン収容装置とを有することを特徴とするドレイン装置付き溶融金属成形機。
【請求項２】
（ａ）前記ドレイン収容装置内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管を有し、
（ｂ）前記ドレイン収容装置内を不活性ガス雰囲気にする請求項１に記載のドレイン装置付き溶融金属成形機。
【請求項３】
前記ドレイン収容装置は、加熱装置を備え、収容するドレインを溶融状態に維持する請求項１又は２に記載のドレイン装置付き溶融金属成形機。
【請求項４】
（ａ）前記ドレイン収容装置と溶融された成形材料を貯留する溶解炉とを結ぶ戻し管を有し、
（ｂ）溶融状態のドレインを、電磁ポンプによって前記戻し管内を流動させ、前記ドレイン収容装置から溶解炉に戻す請求項３に記載のドレイン装置付き溶融金属成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレイン装置付き溶融金属成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属成形機においては、溶融させた金属、例えば、マグネシウム合金を射出装置から金型内に射出して所望の成形品を成形するようになっている。このような溶融金属成形機の一種として、チクソモールディング式のマグネシウム成形機が知られている。該チクソモールディング式のマグネシウム成形機においては、粉砕された固体のマグネシウム合金を射出装置の供給口からシリンダ内に供給し、該シリンダ内のスクリュの回転攪拌（かくはん）作用によって、マグネシウム合金を半凝固スラリー状にして射出するようになっている。しかし、シリンダ内のスクリュの回転攪拌作用によってマグネシウム合金を半凝固スラリー状にするために、シリンダ、スクリュ等の構成が複雑となり、高い工作精度が要求され、かつ、シリンダ、スクリュ等の温度管理が困難となるので、射出装置の製造コスト及び運転コストが高くなってしまう。
【０００３】
そこで、射出装置に接続された溶解炉において加熱して、溶融させた金属を射出装置のシリンダ内に供給する溶融金属成形機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、溶融金属が射出装置に供給されるので、該射出装置の構成を簡素化することができ、シリンダ等の温度管理も容易となり、射出装置の製造コスト及び運転コストを低くすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８７６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の溶融金属成形機においては、射出シリンダの内面とプランジャの外面との隙（すき）間から漏洩（えい）した溶融金属を射出装置の外部に適切に排出するための機構を有していないので、前記漏洩した溶融金属が射出シリンダの内面とプランジャの外面との隙間において固化してプランジャの動きを阻害したり、前記漏洩した溶融金属が外気と反応したりしてしまう。
【０００６】
前記射出装置から溶融金属を射出する場合、プランジャを前進させることによって該プランジャの前方における射出シリンダの空間を縮小させ、該空間に溜（た）められていた溶融金属をノズル孔（あな）から射出させるようになっている。この場合、前記空間に溜められていた溶融金属の圧力が上昇するので、該溶融金属の一部が射出シリンダの内面とプランジャの外面との不可避的な隙間から後方に漏洩してしまう。
【０００７】
そして、漏洩した溶融金属は、射出シリンダの内面とプランジャの外面との隙間を後方に移動すると、後方部分における射出シリンダやプランジャの温度が低いので、冷却されて固化してしまう。すると、固化した金属によって、プランジャの動きが阻害されたり、射出シリンダの内面又はプランジャの外面が損傷を受けたりしてしまう。
【０００８】
また、漏洩した溶融金属がそのまま射出装置の外部に漏出した場合には、外気と反応してしまう。もっとも、射出装置の周囲全体を不活性ガス雰囲気にして漏洩した溶融金属の反応を防止することも考えられる。しかし、この場合には、射出装置の周囲全体を覆うカバーを配設し、大量の不活性ガスを供給する必要があるので、溶融金属成形機のコストが高くなってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の溶融金属成形機の問題点を解決して、射出シリンダの内面とプランジャの外面との隙間から漏洩したドレインとしての溶融金属を適切に射出装置の外部に排出させて回収することによって、ドレインとしての溶融金属が固化してプランジャの動きを阻害したり、外気と反応したりしてしまうことがなく、かつ、簡素な構成でコストが低いドレイン装置付き溶融金属成形機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、溶融された成形材料を射出する射出シリンダと、該射出シリンダ内の空間を移動するプランジャと、前記空間に形成されたドレイン回収溝と、該ドレイン回収溝に連通し、排出されたドレインを外気から遮断された状態で収容する密閉構造を備えるドレイン収容装置とを有する。
【００１１】
本発明の他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管を有し、前記ドレイン収容装置内を不活性ガス雰囲気にする。
【００１２】
本発明の更に他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置は、加熱装置を備え、収容するドレインを溶融状態に維持する。
【００１３】
本発明の更に他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置と溶融された成形材料を貯留する溶解炉とを結ぶ戻し管を有し、溶融状態のドレインを、電磁ポンプによって前記戻し管内を流動させ、前記ドレイン収容装置から溶解炉に戻す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態における溶融金属成形機の構成を示す側面図である。
【００１６】
本実施の形態においては、金属としてマグネシウムを使用した例について説明する。
【００１７】
図において、１０は溶融金属成形機としてのマグネシウム成形機であり、装飾品、各種容器、精密部品、カメラ、コンピュータ等の精密装置の筐（きょう）体、自動車部品、事務機械部品等のマグネシウム合金製の各種成形品を成形するための成形機である。そして、前記マグネシウム成形機１０は、成形機フレーム１２上に配設された射出装置２０、該射出装置２０から排出されるドレインとしての溶融マグネシウム合金を回収するドレイン装置３５、前記射出装置２０と対向するように前記成形機フレーム１２上に配設された金型装置４０、前記射出装置２０の上方に配設され、該射出装置２０に溶融マグネシウム合金を供給する溶解炉５０、及び、該溶解炉５０の上方に配設され、成形材料としての粉砕された固体のマグネシウム合金を前記溶解炉５０に供給する材料供給装置６０を有する。なお、前記マグネシウム合金は、成形品の用途等によって成分が異なり、いかなる成分から成るものであってもよいが、一般的には、ＡＺ９１マグネシウム合金が使用される。
【００１８】
ここで、前記成形機フレーム１２上には支持プレート１３が固定され、さらに、長尺のスライドガイド１５が、両端を取付部材１５ａを介して固定されることによって、前記支持プレート１３の上方に配設されている。そして、前記射出装置２０を駆動する射出駆動装置１１を支持する支持台ユニット１４が、図における横方向にスライド可能に、前記スライドガイド１５に取り付けられている。
【００１９】
また、前記支持プレート１３上には、前記射出装置２０の射出シリンダ２１を支持するサポートブロック２５がサポートブロック支持部材２６を介して図における横方向にスライド可能に配設されている。なお、該サポートブロック支持部材２６の下部には、サポートブロック２５の高さを調整する高さ調整機構３２を介してスライド部材３１が取り付けられ、該スライド部材３１が前記支持プレート１３上をスライドする。また、前記サポートブロック２５とサポートブロック支持部材２６との間には断熱材２７を介在させて、射出シリンダ２１の熱がスライド部材３１等に伝達されないようになっている。なお、必要であれば、該スライド部材３１と支持プレート１３との間に車輪、ベアリング、リニアガイド機構等を配設して、前記スライド部材３１が支持プレート１３上をスムーズにスライドすることができるようにしてもよい。また、前記サポートブロック２５は複数本（例えば、四本）のタイロッド１６によって射出駆動装置１１に結合されている。そのため、射出シリンダ２１と射出駆動装置１１とは一体的に結合された状態で、成形機フレーム１２上を図における横方向に移動する。
【００２０】
そして、溶融された成形材料を射出するための射出シリンダ２１内の空間としての円筒状空間２１ａ内には、プランジャ２２が図における横方向に移動可能に挿入されている。なお、該プランジャ２２の後端部（図における右端部）は、プランジャ接続部２２ｂを介して、射出駆動装置１１の図示されないプランジャ駆動装置に接続され、該プランジャ駆動装置によって前進又は後退させられる。また、前記射出シリンダ２１の外周には、温度を調節するための電気ヒータ、温水ジャケット等から成る加熱装置２４が取り付けられ、前記射出シリンダ２１の先端部（図における左端部）には円筒状空間２１ａに連通するノズル孔２３ａを備える射出ノズル２３が配設されている。なお、前記プランジャ２２には、溶融マグネシウム合金を前記射出シリンダ２１の先端部における円筒状空間２１ａに導入するための導入孔２２ａが形成されている。
【００２１】
また、前記ドレイン装置３５は、射出シリンダ２１の下方に配設され、ドレインとしての溶融マグネシウム合金を回収するためのドレイン収容装置３３を有する。該ドレイン収容装置３３は、前記円筒状空間２１ａに形成されたドレイン回収溝３４ａに連通し、排出されたドレインを外気から遮断された状態で収容する密閉構造を備える。そして、前記円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から漏洩した溶融マグネシウム合金は、ドレインとして、前記円筒状空間２１ａに形成されたドレイン回収溝３４ａ及び該ドレイン回収溝３４ａに連通するドレイン管３４を介して、前記ドレイン収容装置３３内に排出されて回収される。
【００２２】
さらに、前記射出シリンダ２１の上方には、前記溶解炉５０が、前記円筒状空間２１ａに連通する連通管５２を介して取り付けられている。また、前記溶解炉５０の上方には、前記サポートブロック２５に固定された支柱６１に取り付けられた前記材料供給装置６０が配設されている。なお、必要に応じて、前記溶解炉５０も前記支柱６１に取り付けることができる。
【００２３】
そして、前記射出装置２０の前方（図における左方）には、金型装置４０が配設されている。該金型装置４０は、固定プラテン４１に取り付けられた固定金型４２ａと、図示されない可動プラテンに取り付けられた可動金型４２ｂとを有し、前記固定金型４２ａ及び可動金型４２ｂの合わせ面に成形品の形状を有する図示されない型としてのキャビティが形成されている。そして、前記可動金型４２ｂは、前記可動プラテンを移動させるための図示されない型締装置が駆動することによって、前記固定金型４２ａに対して前進又は後退させられて、型開、型閉及び型締が行われるようになっている。前記型締装置は、例えば、サーボモータとボールナット機構との組み合わせ、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等の駆動源、及び、トグルリンク機構から成るトグル式型締装置、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等の駆動源によって可動プラテンを直接駆動する直圧式型締装置であるが、いかなる種類のものであってもよい。なお、前記固定プラテン４１には、前記射出シリンダ２１の射出ノズル２３が進入して固定金型４２ａの背面（図における右側の面）にノズルタッチを行うことができるように、ノズル進入孔４４が形成されている。
【００２４】
また、前記固定プラテン４１は、成形機フレーム１２上に固定されるとともに、複数本（例えば、四本）のタイバー４３によって前記型締装置の駆動源、トグル等が取り付けられた図示されないサポートプレートに結合されている。さらに、前記固定プラテン４１の背面には、複数本（例えば、四本）のスライドバー１７の一端（図における左端）が固定されている。そして、該スライドバー１７の他端（図における右端）は、前記射出駆動装置１１に対してスライド可能に取り付けられている。この場合、前記射出駆動装置１１は図示されないシリンダ装置から成るスライド駆動源を備え、前記シリンダ装置のピストンロッドが前記スライドバー１７の他端に接続されている。そして、前記シリンダ装置を作動させることによって、前記射出駆動装置１１をスライドガイド１５に沿ってスライドさせ、前記固定プラテン４１に対して前記射出駆動装置１１を移動させる。
【００２５】
さらに、前記マグネシウム成形機１０は、図示されない成形機制御装置を有する。該成形機制御装置は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、キーボード、マウス等の入力手段、入出力インターフェイス等を備え、マグネシウム成形機１０が有する手段や装置の動作を統括的に制御する。なお、前記成形機制御装置は、独立したものであってもよいし、金型の移動や開閉を制御する型締装置の制御装置のような他の制御装置と一体に形成されたものであってもよい。
【００２６】
次に、前記構成の射出装置２０の動作について説明する。
【００２７】
まず、計量工程においては、射出駆動装置１１のプランジャ駆動装置を駆動してプランジャ２２を徐々に後退（図における右方向へ移動）させる。すると、該プランジャ２２の前方（図における左方）における射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａが徐々に拡大し、かつ、前記プランジャ２２に形成された導入孔２２ａが射出シリンダ２１に形成された長溝を介して連通管５２と連通するので、溶解炉５０内の溶融マグネシウム合金が、前記連通管５２及び導入孔２２ａを通って、前記プランジャ２２の前方における射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａ内に供給される。そして、前記プランジャ２２を所定の距離だけ後退させることによって、前記プランジャ２２の前方に所定量の溶融マグネシウム合金を溜めることができる。すなわち、溶融マグネシウム合金の計量が行われる。また、前記溶解炉５０内の溶融マグネシウム合金の量が減少した場合には、材料供給装置６０から粉砕された固体のマグネシウム合金が前記溶解炉５０内に供給される。これにより、該溶解炉５０内の溶融マグネシウム合金の量を適正な値に保つことができる。
【００２８】
続いて、射出工程においては、前記射出駆動装置１１のスライド駆動源を駆動して前記射出駆動装置１１と射出シリンダ２１とを前進させ、射出ノズル２３を固定プラテン４１のノズル進入孔４４内に進入させ、前記射出ノズル２３の先端を固定金型４２ａの背面に押し付けてノズルタッチを行う。この場合、型締装置が駆動して可動プラテンに取り付けられた可動金型４２ｂの合わせ面が固定金型４２ａの合わせ面に接触して、金型装置４０は型閉が行われた状態となっている。続いて、前記プランジャ２２を所定角度回転させた後、前記射出駆動装置１１のプランジャ駆動装置を駆動してプランジャ２２を急速に前進（図における左方向へ移動）させる。すると、該プランジャ２２の前方における射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａが急速に縮小するので、該円筒状空間２１ａに溜められていた溶融マグネシウム合金が射出ノズル２３のノズル孔２３ａを通って射出される。そして、射出された溶融マグネシウム合金は、固定金型４２ａの内部に形成された図示されないスプルー、ランナ等を通って、固定金型４２ａ及び可動金型４２ｂの合わせ面に形成されたキャビティ内に充填（てん）される。
【００２９】
続いて、溶融マグネシウム合金の射出が終了すると、前記射出駆動装置１１のスライド駆動源を駆動して前記射出駆動装置１１と射出シリンダ２１とを後退させ、元の位置へ復帰させる。そして、計量工程が再び行われ、前述された動作が繰り返される。なお、計量工程及び射出工程の間に射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から少量の溶融マグネシウム合金が不可避的に漏洩する。該溶融マグネシウム合金は、前記円筒状空間２１ａに形成されたドレイン回収溝３４ａ及び該ドレイン回収溝３４ａに連通するドレイン管３４を通ってドレイン収容装置３３内に流入し、ドレインとして回収される。
【００３０】
一方、金型装置４０は、型締装置によって更に押圧力が加えられて型締が行われた状態となり、キャビティ内に充填された溶融マグネシウム合金は冷却され固化して、前記キャビティの形状通りの成形品となる。そして、型締装置が駆動して可動プラテンに取り付けられた可動金型４２ｂの合わせ面が固定金型４２ａの合わせ面から離間して、金型装置４０の型開が行われ、マグネシウム合金製の成形品が前記金型装置４０から取り出される。以上のような動作を繰り返すことによって、所定数のマグネシウム合金製の成形品を成形することができる。
【００３１】
次に、前記ドレイン装置３５について詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１の実施の形態における溶融金属成形機のドレイン装置の構成を示す側断面図である。
【００３３】
図１に示されるように、本実施の形態において、ドレイン装置３５は、ドレイン収容装置３３、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａに形成されたドレイン回収溝３４ａ、該ドレイン回収溝３４ａに連通するドレイン管３４、及び、前記ドレイン収容装置３３内にアルゴンガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給管３６ａを有する。該不活性ガス供給管３６ａの他端はガスボンベ等の不活性ガス供給源３６に接続されている。さらに、前記ドレイン装置３５は、図示されないドレイン制御装置を有する。該ドレイン制御装置は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、キーボード、マウス等の入力手段、入出力インターフェイス等を備え、ドレイン装置３５が有する手段や装置の動作を統括的に制御する。なお、前記ドレイン制御装置は、独立したものであってもよいし、成形機制御装置のような他の制御装置と一体に形成されたものであってもよいし、前記成形機制御装置内に構築された制御システムの中の一部であってもよい。
【００３４】
なお、図１においては、溶解炉５０の断面図が細部を省略した状態で示されている。この場合、５３は溶解炉５０内部の溶融された成形材料としての溶融マグネシウム合金であり、５３ａは該溶融マグネシウム合金５３の湯面であるが、該湯面５３ａのレベルを検出する装置、溶融マグネシウム合金５３を加熱する装置等は省略されている。
【００３５】
ここで、前記ドレイン収容装置３３は、上面が開放された容器である本体部３３ａ、及び、該本体部３３ａの上面を閉止する蓋（ふた）部材３３ｂを備える。なお、前記本体部３３ａと蓋部材３３ｂとの間には、ガスケット等のシール部材３３ｃが介在し、ドレイン収容装置３３の内部を気密にすることができる。そして、前記蓋部材３３ｂには、ドレイン回収溝３４ａに連通するドレイン管３４が接続されている。また、該ドレイン管３４の外周には電気ヒータ、温水ジャケット等から成る加熱装置３４ｂが取り付けられ、ドレイン管３４の内部の温度を所定温度以上に維持するようになっている。これにより、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から漏洩した溶融マグネシウム合金５３は、溶融状態を維持したまま、溶融ドレインとして、ドレイン収容装置３３の内部に流入する。
【００３６】
なお、前記射出シリンダ２１の外周にも電気ヒータ、温水ジャケット等から成る加熱装置２４が取り付けられ、射出シリンダ２１内部の温度を所定温度以上に維持するようになっている。そのため、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間において、漏洩した溶融マグネシウム合金５３は、固化することなく、溶融状態を維持したまま、ドレイン回収溝３４ａに流入する。また、該ドレイン回収溝３４ａの周囲も前記加熱装置２４によって所定温度以上に維持されるので、溶融マグネシウム合金５３は、溶融状態を維持することができる。なお、前記加熱装置２４、３４ｂの動作は前記ドレイン制御装置によって制御される。そのため、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から漏洩した溶融マグネシウム合金５３は、溶融状態を維持したまま、前記隙間を流通してドレイン回収溝３４ａに流入し、さらにドレイン管３４を通過し、溶融ドレインとして、前記ドレイン収容装置３３の内部に流入する。
【００３７】
そして、前記本体部３３ａの側壁には不活性ガス供給管３６ａの一端が接続され、前記ドレイン収容装置３３の内部に不活性ガス供給源３６からアルゴンガス等の不活性ガスが供給される。なお、該不活性ガスの供給は前記ドレイン制御装置によって制御される。これにより、前記ドレイン収容装置３３の内部を不活性ガス雰囲気にすることができるので、ドレイン収容装置３３の内部に流入した溶融ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３が燃焼してしまうことがない。
【００３８】
なお、前記ドレイン収容装置３３の内部に流入した溶融ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３は、自然と冷却されるので、固化して固化ドレイン５３ｂとして蓄積する。そして、前記ドレイン制御装置は、前記ドレイン収容装置３３の内部に蓄積した固化ドレイン５３ｂの量を計測し、最高許容量以上となるとマグネシウム成形機１０を管理するオペレータに対して警告を発することが望ましい。これにより、オペレータは、蓋部材３３ｂを取り外し、前記ドレイン収容装置３３の内部に蓄積した固化ドレイン５３ｂを回収することができる。なお、回収された該固化ドレイン５３ｂは、材料供給装置６０に投入され、再び成形材料として使用される。そのため、マグネシウム成形機１０の成形材料の消費量を抑制することができる。
【００３９】
また、射出シリンダ２１の後端部（図１における右端部）には、プランジャシール用蓋部材２１ｂが取り付けられている。該プランジャシール用蓋部材２１ｂは、プランジャ２２の後端部（図１における右端部）に接続されたプランジャ接続部２２ｂが通過する通過孔２１ｃを備える。そして、該通過孔２１ｃの内周面には、Ｏ−リング等のシール部材２１ｄが配設され、プランジャ接続部２２ｂの外周面を気密にシールするようになっている。これにより、射出シリンダ２１の後端部において円筒状空間２１ａは、気密にシールされるので、外気が前記円筒状空間２１ａ内に進入し、ドレイン回収溝３４ａ等を流通するドレインとしての溶融マグネシウム合金５３と反応することがない。
【００４０】
なお、前記ドレイン回収溝３４ａの後方（図１における右方）における円筒状空間２１ａの内径は、前記ドレイン回収溝３４ａの前方（図１における左方）における円筒状空間２１ａの内径と同様であり、ドレイン回収溝３４ａの内径よりも小さくなっている。すなわち、円筒状空間２１ａの内径は、ドレイン回収溝３４ａの前方において絞られ、該ドレイン回収溝３４ａにおいて拡大され、ドレイン回収溝３４ａの後方において再び絞られている。そのため、射出シリンダ２１の先端部から円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間を後方に向けて流れてきた溶融マグネシウム合金５３は、内径の大きなドレイン回収溝３４ａにトラップされると、該ドレイン回収溝３４ａの後方の円筒状空間２１ａに流れ込むことがない。また、仮にドレイン回収溝３４ａの後方の円筒状空間２１ａに流れ込んだ場合であっても、プランジャシール用蓋部材２１ｂによって、射出シリンダ２１の後端部において円筒状空間２１ａがシールされているので、溶融マグネシウム合金５３が射出シリンダ２１の外部に漏洩することがない。
【００４１】
このように、本実施の形態において、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から漏洩した溶融マグネシウム合金５３は、溶融状態を維持したまま、前記隙間を流通してドレイン回収溝３４ａに流入し、さらにドレイン管３４を通過し、溶融ドレインとして、前記ドレイン収容装置３３の内部に流入するようになっている。
【００４２】
そのため、前記溶融マグネシウム合金５３は、ドレイン収容装置３３の内部に流入するまでの間に固化してしまうことがないので、固化したマグネシウム合金によって、プランジャ２２の動きが阻害されたり、円筒状空間２１ａの内面やプランジャ２２の外面が損傷を受けたりすることがない。
【００４３】
また、射出シリンダ２１の円筒状空間２１ａの内面とプランジャ２２の外面との隙間から漏洩した溶融マグネシウム合金５３は、ドレイン収容装置３３の内部に流入するまでの間に固化してしまうことがないので、すべてドレイン収容装置３３に回収される。そして、回収された溶融マグネシウム合金５３は、固化して固化ドレイン５３ｂとなるが、材料供給装置６０に投入され、再び成形材料として使用される。そのため、マグネシウム成形機１０の成形材料の消費量を抑制することができる。
【００４４】
さらに、ドレイン収容装置３３の内部は気密であり、かつ、不活性ガス供給源３６からアルゴンガス等の不活性ガスが供給される。そのため、前記ドレイン収容装置３３の内部を不活性ガス雰囲気にすることができるので、ドレイン収容装置３３の内部に流入した溶融ドレインが燃焼してしまうことがない。
【００４５】
さらに、射出シリンダ２１の後端部にはプランジャシール用蓋部材２１ｂが取り付けられ、射出シリンダ２１の後端部において円筒状空間２１ａが気密にシールされている。そのため、外気が前記円筒状空間２１ａ内に進入してドレインとしての溶融マグネシウム合金５３と反応することがない。
【００４６】
さらに、円筒状空間２１ａの内径がドレイン回収溝３４ａの後方において絞られているので、溶融マグネシウム合金５３は、内径の大きなドレイン回収溝３４ａにトラップされると、該ドレイン回収溝３４ａの後方の円筒状空間２１ａに流れ込むことがない。また、仮にドレイン回収溝３４ａの後方の円筒状空間２１ａに流れ込んだ場合であっても、プランジャシール用蓋部材２１ｂによって、射出シリンダ２１の後端部において円筒状空間２１ａがシールされている。そのため、溶融マグネシウム合金５３が射出シリンダ２１の外部に漏洩することがない。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００４８】
図３は本発明の第２の実施の形態における溶融金属成形機のドレイン装置の構成を示す側断面図である。
【００４９】
本実施の形態においては、ドレイン収容装置３３に回収された溶融マグネシウム合金５３を固化させずに、溶融状態を維持したまま溶解炉５０に戻して流入させるようになっている。そのため、前記ドレイン収容装置３３における本体部３３ａ外周には電気ヒータ、温水ジャケット等から成る加熱装置３３ｄが取り付けられ、ドレイン収容装置３３の内部の温度を所定温度以上に維持するようになっている。なお、前記加熱装置３３ｄの動作は前記ドレイン制御装置によって制御される。これにより、前記ドレイン収容装置３３の内部に流入した溶融ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３は、冷却されないので固化することなく、溶融状態を維持したまま貯留ドレインとして蓄積する。
【００５０】
また、本実施の形態におけるドレイン装置３５は、前記ドレイン収容装置３３と溶融された成形材料を貯留する溶解炉５０とを結ぶ戻し管３７を有する。ここで、前記ドレイン収容装置３３の本体部３３ａの底面には前記戻し管３７の一端が接続されている。そして、前記戻し管３７の外周にも電気ヒータ、温水ジャケット等から成る加熱装置３７ａが取り付けられ、前記戻し管３７内部の温度を所定温度以上に維持し、貯留ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３を溶融状態に維持したまま溶解炉５０に戻して流入させるようになっている。なお、前記加熱装置３７ａの動作は前記ドレイン制御装置によって制御される。そのため、前記戻し管３７内を流通する溶融マグネシウム合金５３は、固化することなく、溶融状態を維持したまま溶解炉５０に流入する。
【００５１】
なお、前記戻し管３７外周の一部には、溶融状態のドレインを前記戻し管３７内を流動させるための電磁ポンプ３８が配設される。該電磁ポンプ３８は、導電形又は誘電形のいずれであってもよいが、本実施の形態においては、導電性流体である溶融マグネシウム合金５３に誘導電流を発生させ、該誘導電流と磁界との電磁力によって溶融マグネシウム合金５３を流動させる形式の誘電形であるとする。もっとも、電磁ポンプ３８を使用することなく、通常のターボ形ポンプや容積形ポンプによって溶融マグネシウム合金５３を流動させることも考えられるが、この場合、溶融マグネシウム合金５３の流路内に羽根車やピストンのような駆動部材を配設する必要があり、該駆動部材を駆動するための駆動軸が戻し管３７のような溶融マグネシウム合金５３の流路の壁面を貫通することになる。そのため、駆動軸の貫通箇所から溶融マグネシウム合金５３が漏洩して外気と反応してしまう。また、前記駆動軸の貫通箇所をシール部材等によって厳密にシールしようとすると、シール部材等の構成が複雑になってしまう。
【００５２】
これに対し、本実施の形態のように電磁ポンプ３８を使用する場合、溶融マグネシウム合金５３の流路内に駆動部材を配設する必要がなく、該駆動部材を駆動するための駆動軸も不要となる。そのため、簡単な構成でありながら、戻し管３７のような溶融マグネシウム合金５３の流路の壁面から溶融マグネシウム合金５３が漏洩して外気と反応してしまうことがない。
【００５３】
また、前記電磁ポンプ３８の動作は前記ドレイン制御装置によって制御される。この場合、溶解炉５０内の溶融マグネシウム合金５３及びドレイン収容装置３３内の貯留ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３の量が所定範囲内に維持されるように、前記電磁ポンプ３８の動作が制御される。その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
このように、本実施の形態において、ドレイン収容装置３３の内部に流入した溶融ドレインとしての溶融マグネシウム合金５３は、溶融状態を維持したまま貯留ドレインとして蓄積し、戻し管３７を通って溶解炉５０に流入する。そのため、オペレータの人手によることなく、より効率的に、貯留ドレインを再び成形材料として使用することができる。
【００５５】
また、電磁ポンプ３８によって戻し管３７内の溶融マグネシウム合金５３を流動させるので、簡単な構成でありながら、戻し管３７の壁面等から溶融マグネシウム合金５３が漏洩して外気と反応することを確実に防止することができる。
【００５６】
なお、前記実施の形態においては、金属としてマグネシウムを使用した場合について説明したが、アルミニウム、亜鉛等の金属を使用した場合についても本発明は適用することができる。また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ドレイン装置付き溶融金属成形機においては、溶融された成形材料を射出する射出シリンダと、該射出シリンダ内の空間を移動するプランジャと、前記空間に形成されたドレイン回収溝と、該ドレイン回収溝に連通し、排出されたドレインを外気から遮断された状態で収容する密閉構造を備えるドレイン収容装置とを有する。
【００５８】
この場合、ドレインとしての成形材料が固化してプランジャの動きを阻害したり、空間の内面やプランジャの外面が損傷を受けたりすることがない。また、ドレインとしての成形材料が外気と反応することがない。さらに、簡素な構成であり、コストを低くすることができる。
【００５９】
他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管を有し、前記ドレイン収容装置内を不活性ガス雰囲気にする。
【００６０】
この場合、前記ドレイン収容装置内が不活性ガス雰囲気なので、ドレイン収容装置内に流入したドレインが燃焼してしまうことがない。
【００６１】
更に他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置は、加熱装置を備え、収容するドレインを溶融状態に維持する。
【００６２】
この場合、ドレインを成形材料として効率的に再使用することができる。
【００６３】
更に他のドレイン装置付き溶融金属成形機においては、さらに、前記ドレイン収容装置と溶融された成形材料を貯留する溶解炉とを結ぶ戻し管を有し、溶融状態のドレインを、電磁ポンプによって前記戻し管内を流動させ、前記ドレイン収容装置から溶解炉に戻す。
【００６４】
この場合、簡単な構成でありながら、戻し管の壁面等から溶融状態のドレインが漏洩して外気と反応することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における溶融金属成形機のドレイン装置の構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における溶融金属成形機の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における溶融金属成形機のドレイン装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
１０    マグネシウム成形機
２１    射出シリンダ
２２    プランジャ
３３    ドレイン収容装置
３３ｄ、３４ｂ、３７ａ    加熱装置
３４ａ  ドレイン回収溝
３５    ドレイン装置
３６ａ    不活性ガス供給管
３７    戻し管
３８    電磁ポンプ
５０    溶解炉
５３    溶融マグネシウム合金
【図１】
2004291032.tif 000003
【図２】
2004291032.tif 000004
【図３】
2004291032.tif 000005