(57)【要約】      （修正有）【課題】精密に金属を計量し、かつ漏出を低減または無くす事ができる、鋳造金属部品を製造するための改良された垂直射出装置を提供する。【解決手段】垂直射出装置は、溶融金属を供給するための第１のチャンバと、該第１のチャンバよりも下方に配置された第２のチャンバと、該第１のチャンバと該第２のチャンバとを接続する第１の導管を有する。この第１の導管は内部にシャッタロッドを有しており、該シャッタロッドの下部にバルブヘッドが取り付けられている。このバルブヘッドは該第１の導管の下部を密閉するようになっている。計量ロッドが、該第２のチャンバ内に配置されている。この垂直射出装置はまた、垂直に設置された第３のチャンバと、該第２のチャンバを該第３のチャンバに接続する第２の導管とを有している。射出ロッドが該第３のチャンバ内に垂直に配置され、また射出ノズルが該第３のチャンバの上部に配置されている。【選択図】図１
2004344977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を供給するための第１のチャンバと、
該第１のチャンバよりも下方に配置された第２のチャンバと、
該第１のチャンバと該第２のチャンバとを接続する第１の導管であって、内部にシャッタロッドを有している第１の導管と、
該シャッタロッドの下部に取り付けられたバルブヘッドであって、該第１の導管の下部を密閉するようにしたバルブヘッドと、
該第２のチャンバ内に配置された計量ロッドと、
垂直に設置された第３のチャンバと、
該第２のチャンバを該第３のチャンバに接続する第２の導管と、
該第３のチャンバ内に垂直に配置された射出ロッドと、
該第３のチャンバの上部に配置された射出ノズルと
を備えた垂直射出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の導管は前記第１のチャンバに接続されている水平部と、前記第２のチャンバに接続されている垂直部とを含み、前記シャッタロッドが該垂直部内に配置されていることを特徴とする垂直射出装置。
【請求項３】
請求項１において、前記バルブヘッドは円錐形状となっていることを特徴とする垂直射出装置。
【請求項４】
請求項１において、該垂直射出装置は、さらに、前記第１のチャンバと近接する位置に固体金属を溶融するための加熱器を備えたことを特徴とする垂直射出装置。
【請求項５】
請求項１において、前記シャッタロッドは、該シャッタロッドが開放位置まで下げられたときに溶融金属が前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに流出可能となっていることを特徴とする垂直射出装置。
【請求項６】
請求項１において、前記シャッタロッドが閉止位置まで持ち上げられたときに、前記バルブヘッドが前記第１の導管を密閉することを特徴とする垂直射出装置。
【請求項７】
請求項１において、該垂直射出装置はさらに持ち上げ機構を有しており、該持ち上げ機構は該垂直射出装置を固定金型に向って持ち上げるようになっていることを特徴とする垂直射出装置。
【請求項８】
請求項１において、前記射出ロッドは上げられたときに前記第２の導管を密閉し、前記計量ロッドは引込められたときに吸引力を生み出すことを特徴とする垂直射出装置。
【請求項９】
射出成形方法であって、
（Ａ）  第１のチャンバ内で金属を液体状態に溶融すること、
（Ｂ）  該溶融金属の一部を第１の導管に通過させること、
（Ｃ）  該第１の導管内に配置されているシャッタを開けることにより、溶融金属の前記一部を該第１の導管から前記第１のチャンバの下方に配置されている第２のチャンバ内に流出させること、
（Ｄ）  計量ロッドを該第２のチャンバ内に引込めること、
（Ｅ）  前記第１の導管内の前記シャッタを閉止することにより、該第１の導管から該第２のチャンバ内への金属の流入を停止すること、
（Ｆ）  射出ロッドを第３のチャンバ内に引込めて、該第２のチャンバから該第３のチャンバ内に通じる開口を露出させること、
（Ｇ）  前記計量ロッドを前進させて、金属の前記一部を該第２のチャンバから該第１の開口を介して該第３のチャンバに押し込むこと、
（Ｈ）  前記射出ロッドを前進させて該第１の開口を閉止すること、
（Ｉ）  前記第３のチャンバを固定金型に向って持ち上げること、及び
（Ｊ）  前記射出ロッドを前進させて、溶融金属の前記一部を該第３のチャンバからノズルを通過させて該金型内へ射出すること
からなることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１０】
請求項９において、さらに、前記射出ロッドを前進させることにより前記第３のチャンバ内の空気をガス抜きすることを含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１１】
請求項９において、さらに、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを前記第３のチャンバと共に持ち上げることを含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１２】
請求項９において、前記射出ロッドは、工程（Ｈ）のときよりも工程（Ｊ）のときの方が少なくとも１５倍速く前進させられることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１３】
請求項９において、工程（Ｄ）で前記計量ロッドを引込めることにより、溶融金属の前記一部を吸引力によって前記第２のチャンバ内に引き入れることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１４】
請求項９において、工程（Ｇ）において前記計量ロッドによって前進させられた距離が、前記第３のチャンバ内に押し入れられる金属の体積を決定することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１５】
請求項９において、前記金型内の金属が凝固するまで、前記第３のチャンバは持ち上げられた状態を維持することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１６】
請求項１５において、さらに、前記金属が凝固した後に前記射出ロッドを引込め、そして前記第３のチャンバを前記金型の下方に移動させることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１７】
請求項１６において、金型内の余剰な金属は、前記射出ロッドを引込めるときに前記第３のチャンバ内に落下して戻されることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１８】
請求項１７において、金型内の余剰な金属は、前記射出ロッドを引込めることにより生み出された吸引力によって前記第３のチャンバ内に吸い戻されることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１９】
請求項１８において、さらに、ダイを分離し、凝固した金属を取り外し、そして該金型に離型剤を塗布することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２０】
請求項１９において、工程（Ａ）から工程（Ｅ）が実施されるのと同時に、該ダイの分離、凝固した金属の取り外し、及び該金型への離型剤の塗布の工程が実施されることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２１】
請求項９において、前記射出ロッドによって前記第１の開口が閉止されている間に工程（Ａ）から工程（Ｅ）が実施されることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２２】
請求項９において、前記シャッタを開放することは、前記第１の導管内のシャッタロッドを下げてシャッタロッドのバルブヘッドと該第１の導管との間の密閉を開放することを含んでおり、該シャッタを閉止することは、該第１の導管内の該シャッタロッドを上げてシャッタロッドの該バルブヘッドと該第１の導管との間の密閉を形成することを含んでいることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２３】
第１のチャンバであってその内部で金属を液体状態に溶融するための加熱手段を備えた第１のチャンバと、
第２のチャンバと、
前記溶融金属の一部を前記第１のチャンバから該第２のチャンバ内に通過させるための通過手段と、
該通過手段を密閉するための密閉手段と、
垂直に配置されている第３のチャンバと、
溶融金属を該第１のチャンバから該第２のチャンバ内に引き入れ、金属の前記一部を該第２のチャンバから該第３のチャンバに押し入れるための計量手段と、
該第３のチャンバと該第２のチャンバの間の開口を密閉し、そして溶融金属を該第３のチャンバから金型内に射出するための射出手段と、
該溶融金属を該金型内に射出する前に該垂直射出装置を該金型に向けて持ち上げ、該溶融金属を該金型内に射出した後に該垂直射出装置を該金型から下げるための持ち上げ手段とを有することを特徴とする垂直射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品の製造方法及び装置に係り、特に、ダイキャスティング法などの、成形型内への液体金属の射出を含む工程により金属部品を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイキャスティング装置は、コールドチャンバとホットチャンバとに分類される。コールドチャンバ式ダイキャスティング装置においては、金型板に固定され、金型キャビティ内への入口開口に連結されたスリーブに溶融金属が流し込まれる。溶融金属は、プランジャーにより金型内に射出される。スリーブ内の溶融金属は、プランジャーが空気又はガスを排出するためにゆっくりと前進するのに伴ってスリーブの下端で広がったときに、容易に冷めてしまう。スリーブ内の冷めた溶融金属は、チルドフラクションや半固体又は固体粒子を形成する。チルドフラクションや粒子が成形金型内に射出されると、成形部品の物性が悪化する。
【０００３】
冷めた溶融金属は、溶融金属の粘度を増大させ、金型キャビティ内への充填を困難にする。また、成形部品の表面に欠陥を生じさせる。このことは、特に、凝固における潜熱が小さい（アルミニウムや鉛、亜鉛よりも小さい）マグネシウム合金にとっては深刻な問題である。マグネシウムは、凝固における潜熱が小さいために、より低い温度の物質に接触した場合、急速に凝固する。
【０００４】
ホットスリーブも用いられているが、加熱されたスリーブは、金属の液相線温度ほど熱くはない。なぜなら、スリーブは、金属の固相線温度よりも低い温度となっていなくてはならない成形金型に連結されているからである。成形金型の温度は、十分な凝固速度をもたらすために、溶融金属の固相線温度よりも十分に低くなくてはならない。この凝固速度とは即ち運転サイクルに要する時間を反映するものである。スリーブに注がれる溶融金属は、スリーブ内における冷却に対抗するために、金属の液相線温度よりもかなり高い温度を有している。このことは、加熱にかかるエネルギーコストの点で不利である。
【０００５】
コールドチャンバ装置は、スリーブ内において、プランジャーのヘッドと金型の入口との間に、しばしばビスケットと称される、厚く円い板を鋳物の一部として形成する。金型が開かれ、鋳物が成形金型から取り出された後、ビスケットが鋳物から切り取られ、リサイクルされる。しかしながら、ビスケットは製品よりも大きなものとなることもある。これは、かなりのリサイクルコストがかかる金属の非有益な使用である。
【０００６】
ホットチャンバ式ダイキャスティング装置においては、射出機構が炉の中の溶融金属に浸されている。射出される溶融金属の温度は、その液相線温度よりも高く保たれる。この射出機構は、プランジャーを有する射出シリンダと、グースネックチャンバと、その端部に配置されたノズルとを備えている。溶融金属は、グースネック型の流路を通り、さらにノズルを介して、ビスケットを形成することなく、金型キャビティ内に射出される。これはホットチャンバ式ダイキャスティング装置の利点である。
【０００７】
コールドチャンバ式ダイキャスティング装置よりも優れたホットチャンバ式ダイキャスティング装置の別の利点は、運転サイクルに要する時間である。上述の通り、コールドチャンバ装置では、鋳物は、閉じられた金型同士の間の金型キャビティ内に溶融金属を射出し、鋳物が固化するまで冷却することにより成形される。金型を分離させて成形部品を取り出し、開いた金型に離型剤をスプレーし、再度金型を閉じる。これにより、金型の次の運転サイクル開始の準備が整う。成形金型を閉じたとき、即ち、金型の次の運転サイクル開始の準備が整ったときに、溶融金属が射出スリーブに注ぎ込まれる。この射出スリーブは金型に対し直接に連結されているので、溶融金属が金型の入口開口からこぼれ出すことがない。
【０００８】
一方、ホットチャンバ式ダイキャスティング装置では、射出プランジャーを充填位置まで後退させることにより、溶融金属をグースネック及び射出シリンダシステム内に充填する。溶融金属は、射出シリンダの開口又は充填ポートを介して供給される。金型内に射出された溶融金属を冷却する間、グースネックチャンバを傾けてノズルを配置する。ノズルグースネックシステム内の溶融金属は、金型を開けたとき、射出スリーブの充填ポートを介して炉内に逆流し、静水レベルに達する傾向がある。溶融金属をグースネック内及び射出シリンダ内に充填するのと、閉じられた金型内に射出された金属を冷却するのとを同時に行うことにより、ホットチャンバ装置の運転サイクルに要する時間は、コールドチャンバ式ダイキャスティング装置に比べて短縮される。
【０００９】
しかしながら、グースネックのノズル部内の溶融金属の凝固と、ノズル及び鋳型の湯口からの溶融金属のしたたり落ちとが、ホットチャンバ式ダイキャスティング装置にとっての問題である。ホットチャンバ式ダイキャスティング装置では、プランジャーを後退させたとき射出機構の内部が真空になることが知られている。しかしながら、炉は大気圧となっているので、炉から溶融金属を供給する射出シリンダの開口又は充填ポートをプランジャーが通過すると、瞬時に真空状態が消失する。それゆえ、鋳物が凝固し、金型同士を分離させたときには、溶融金属が射出シリンダ内に吸い込まれ、グースネックとノズルとが完全に満たされる。
【００１０】
鋳物を冷却する時間のほとんどの間、ノズル内に溶融金属が存在している。ノズル先端部の冷却が適切にコントロールされれば、ノズル先端部内の金属は半固体の状態となることが工業的に知られている。形成された半固体の金属は、金型同士を分離させたときにノズルから溶融金属がしたたり落ちることを防止する栓として機能する。仮に冷却が不十分であると、ノズル先端部内及び鋳型の湯口内の金属は、金型同士を分離させたときにまだ液体であり、したたり落ちが起こる。一方、過度に冷却を施すと、ノズル先端部内の金属が凝固し、鋳型の湯口と一緒に固まって抜けなくなる。鋳物は、金型同士を分離させた後、定置金型内にくっついているだろう。
【００１１】
米国特許３，１２３，８７５号、３，１７２，１７４号、３，２７０，３７８号、３，４７４，８７５号及び３，４９１，８２７号は、プランジャーを後退又はバックストロークさせてグースネック内に真空を作り出し、溶融金属をノズル及び湯口の最先端部から引き戻すことを提案している。これらの特許は、金型同士を分離させ、凝固した鋳物を定置金型の湯口開口部から引き抜いた後まで、作り出された真空が損なわれずに保たれるような機構を、射出シリンダやプランジャーシステムに取り付けることを開示している。
【００１２】
ホットチャンバ式ダイキャスティング装置の問題は、炉内の溶融金属に重い射出機構を浸すことにより起こる。グースネックチャンバや射出シリンダシステムを備えた射出機構を掃除するのは困難である。また、摩耗したプランジャーリングやスリーブを取り替えるのも困難である。摩耗したプランジャーリングやスリーブは、漏洩により射出圧を低下させると共に、金型キャビティに充填する際の射出量にバラつきを生じさせる。射出量のバラつきは、成形部品のバラつきを生じさせる。
【００１３】
ダイキャスティング装置は、射出システムの配置、即ち水平型か垂直型かによっても分類される。水平型ダイキャスティング装置では、成形金型内に水平に溶融金属を射出するために、射出装置は水平に配置されている。垂直型ダイキャスティング装置は、溶融金属を垂直に射出するために、垂直に配置された射出システムを備えている。
【００１４】
従来の垂直型ダイキャスティング装置は、典型的には、垂直に配置されたコールドチャンバ装置であり、前述のコールドチャンバ装置と同様の利点及び不利点を有している。しかしながら、垂直型ダイキャスティング装置の特徴は、溶融金属の入口開口部を垂直射出チャンバの頂部に設けることができるということである。このような配置は、水平に配置された装置には適用しえない。米国特許４，０８８，１７８号及び４，２８７，９３５号において、宇部は、垂直注湯スリーブが溶融金属を受け入れるために直立位置から回動可能に基部及び斜面に取り付けられた装置を開示している。注湯スリーブに溶融金属を供給する代りに、日産自動車は、米国特許４，３４７，８８９号において、垂直注湯スリーブが下方へ移動し、固体の金属ブロックが挿入される垂直ダイキャスティング装置を開示している。挿入された金属ブロックは、スリーブ内において、高周波誘導コイルにより溶かされる。これらの装置の問題点は、各々の構造の複雑さにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一形態は、溶融金属を供給するための第１のチャンバと、該第１のチャンバよりも下方に配置された第２のチャンバと、該第１のチャンバと該第２のチャンバとを接続する第１の導管であって、内部にシャッタロッドを有している第１の導管と、該シャッターロッドの下部に取り付けられたバルブヘッドであって、該第１の導管の下部を密閉するようにしたバルブヘッドと、該第２のチャンバ内に配置された計量ロッドと、垂直に設置された第３のチャンバと、該第２のチャンバを該第３のチャンバに接続する第２の導管と、該第３のチャンバ内に垂直に配置された射出ロッドと、該第３のチャンバの上部に配置された射出ノズルとを含むものである。
【００１６】
本発明の別の一形態は、射出成形方法であって、第１のチャンバ内で金属を液体状態に溶融すること、該溶融金属の一部を第１の導管に通過させること、該第１の導管内に配置されているシャッタを開けることにより、溶融金属の前記一部を該第１の導管から前記第１のチャンバの下方に配置されている第２のチャンバ内に流出させること、計量ロッドを該第２のチャンバ内に引込めること、及び前記第１の導管内の前記シャッタを閉止することにより、該第１の導管から該第２のチャンバ内への金属の流入を停止すること、を含むものである。この方法は、また、射出ロッドを第３のチャンバ内に引込めて、該第２のチャンバから該第３のチャンバ内に通じる開口を露出させること、前記計量ロッドを前進させて、金属の前記一部を該第２のチャンバから該第１の開口を介して該第３のチャンバに押し込むこと、前記射出ロッドを前進させて該第１の開口を閉止すると共に該第３のチャンバ内の空気を排気すること、前記第３のチャンバを固定金型に向って持ち上げること、及び前記射出ロッドを前進させて、溶融金属の前記一部を該第３のチャンバからノズルを通過させて該金型内へ射出すること、を含むものである。
【００１７】
本発明の異なる形態は、第１のチャンバであってその内部で金属を液体状態に溶融するための加熱手段を備えた第１のチャンバと、第２のチャンバと、前記溶融金属の一部を前記第１のチャンバから該第２のチャンバ内に通過させるための通過手段と、該通過手段を密閉するための密閉手段と、を有する垂直射出装置を含むものである。この垂直射出装置はまた、垂直に配置されている第３のチャンバと、溶融金属を該第１のチャンバから該第２のチャンバ内に引き入れ、金属の前記一部を該第２のチャンバから該第３のチャンバに押し入れるための計量手段と、該第３のチャンバと該第２のチャンバの間の開口を密閉し、そして溶融金属を該第３のチャンバから金型内に射出するための射出手段と、該溶融金属を該金型内に射出する前に該垂直射出装置を該金型に向けて持ち上げ、該溶融金属を該金型内に射出した後に該垂直射出装置を該金型から下げるための持ち上げ手段とを含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明者らは、精密に金属を計量し、かつ漏出を低減または無くすことができる、鋳造金属部品を製造するための改良された装置を発見した。この装置は溶湯供給装置と計量チャンバとの間に導管を有し、またこの導管内に配置されたシャッタロッドを有している。このシャッタロッドは、下部にバルブヘッドが取り付けられており、この導管の下部を密閉するようになっている。本発明者らは、この配置が従来のマルチチャンバ型射出装置よりも著しく優れた密閉を与えることを見出した。このことは、以下に詳述する通り、計量に関して優れた制御を与える。
【００１９】
図１ないし図４は本発明の一形態に係る金属ダイキャスティング装置である。本形態におけるこの射出装置２００は溶融炉２１０を有しており、この溶融炉２１０は内部で固体金属を溶融状態に溶融するためのものである。この固体金属はインゴット、ペレット、粉体またはその他の適切な金属源であってもよい。この溶融炉は金属を溶融するために十分な熱を付与する熱源２０５を有している。好ましくは、この溶融炉２１０が開口付きプレート２０６を有し、この開口を通って溶融金属が通過することが可能であり、一方固体金属はこの溶融炉２１０の底に沈むようになっている。計量チャンバ２２０が溶融炉２１０の下方に配置されている。第１の導管２１５がこの溶融炉２１０と計量チャンバ２２０とを接続している。
【００２０】
本発明の好ましい形態においては、この第１の導管２１５は２つの部分を有している。第１の部分は水平部２１４であり、この水平部２１４は前記溶融炉２１０と接続されている。また、第２の部分は垂直部２１２であり、この垂直部２１２は計量チャンバ２２０と接続されている。シャッタロッド２１７はこの第２の部分２１２内に配置され、軸方向へ動くようになっている。このシャッタロッド２１７の下部にバルブヘッド２１８が取り付けられている。このバルブヘッド２１８は、前記第１の導管２１５の垂直部２１２の下部にある開口２１９（図２）に着座するようになっている。このバルブヘッド２１８の形状は、この第１の導管２１５の垂直部にある開口２１９の形状と逆の形状となっている。本発明の一形態において、このバルブヘッド２１８は上側が細く、下側が広い円錐形状となっている。このバルブヘッド２１８は球状であってもよいが、半球状であってもよく、あるいはこの第１の導管２１５の下側部分を密閉することができるその他の形状であってもよい。
【００２１】
この開口２１９は前記計量チャンバ２２０の上部内への通路を与える。この計量チャンバ２２０は、好ましくは水平に配置されている。第２の導管２２５は、この計量チャンバ２２０の一端に配置されている。この第２の導管２２５は、この計量チャンバ２２０を射出チャンバ２３０に接続する。計量ロッド２２２はこの計量チャンバ２２０の他端に配置されている。この計量ロッド２２２の頭部には少なくとも１つのリング２２１が周設されている。このリング２２１は溶融金属がこの計量ロッド２２２の頭部を通過して漏出するのを抑制し、好ましくは漏出しないようにするためのものである。任意に、複数のリングが用いられてもよい。
【００２２】
この第２の導管２２５は前記射出チャンバ２３０の側壁にある開口２３９（図１）に接続されている。この開口２３９は好ましくはこの計量チャンバ２２０の上側の壁よりも上方に配置され、金属がこの計量チャンバからこの射出チャンバ２３０内に重力によって流入することを防止するようになっている。従って、この導管２２５は好ましくはこの計量チャンバからのこの射出チャンバに向って上側に傾いている。この射出チャンバ２３０は好ましくは垂直に配置されている。この射出チャンバ２３０の上端にあるのは射出ノズル２４０である。この射出チャンバ２３０の下端にあるのは射出ロッド２３７である。好ましくは、この射出ロッド２３７の前面２３１は実質的に平坦である。しかしながら、この射出ロッド２３７の前面２３１は縁部が斜面をつけられていてもよい。
【００２３】
本発明の好ましい形態において、この射出装置２００は持ち上げ台座２６０上に据え付けられている。この持ち上げ台座２６０は、この射出装置２００の全体を、金型キャビティ２５５を有する固定型２５０（一般的にはダイスを含む）に向って持ち上げるための構成要素を含んでいる。この持ち上げ用の構成要素は電子的、機械的、水力学的な要素であってもよく、これらの組み合わせてあってもよい。本発明の他の形態においては、この射出装置２００は固定的に保持されており、この金型２５０がこの射出装置２００に対して動くように配置されている。
【００２４】
第１の好ましい方法に従ってこの射出装置２００を作動させる場合、固体金属は上記溶融炉２１０内に詰められる。好ましくは、この固体金属はこの溶融炉の右側に詰められる。この固体金属が溶融した後、この金属は前記プレート２０６を通過してこの溶融炉の左側に流入する。この溶融炉２１０内で十分な量の金属が溶融した場合、この溶融金属は導管２１５に流入する。この溶融金属は水平部２１４を通過し、次いで垂直部２１２を満たす。
【００２５】
最初は、このシャッタロッド２１７は引込んだ位置に存在し、このバルブヘッド２１８が計量チャンバ２２０内で開口２１９を密閉している。この位置において、金属は導管２１５からこの計量チャンバ２２０内に流入しない（図１）。このとき、本発明の一の好ましい形態においては、射出ロッド２３７の側面が導管２２５と射出チャンバとの間にある開口２３９を密閉し、金属がこの計量チャンバ２２０から射出チャンバ２３０に流入するのを防ぐように、この射出ロッド２３７がこの注入チャンバ２３０内に配置されている。さらに、この計量ロッド２２２は前側の位置に配置され、この計量ロッド２２２の前面がこの計量チャンバ２２０の開口２１９より少しだけ後方に位置している。
【００２６】
計量チャンバ２２０を充填させるために、シャッタロッド２１７は下方に下げられ、バルブヘッド２１８と開口２１９との間の密閉が破られる（図２）。これと同時に、計量ロッド２２２が引込められ、溶融金属を溶融炉２１０から導管２１５を介して計量チャンバ２２０内に引き入れるのを助けるための吸入力が生み出される。この計量ロッド２２２を引込める距離は所望の充填量に依存する。この計量ロッド２２２は完全に引込めることができる。このように、この溶融金属は、重力及びこの計量ロッド２２２を引込めることにより生み出された吸引力により、計量チャンバ２２０内に流入する。このようにして、チャンバ２２０内の溶融金属の体積を正確に調節することができる。
【００２７】
計量チャンバ２２０内の金属の体積が射出成形のために十分である場合、シャッタロッド２１７は引き上げられ、開口２１９がバルブヘッド２１８によって密閉される（図３）。停止後の最初の運転においては、第２の導管２２５を充填するのに十分な余剰の金属が計量チャンバ２２０内に流入することが考慮される。第２の導管２２５内に存在する閉じ込められた空気は射出チャンバ２３０に押し出されて、この最初の運転で排気される。さらに、その次の運転においては、金型２５０を充填するために必要な溶融金属の正確な量のみを計量する必要がある。
【００２８】
この時、この射出チャンバ２３０内の射出ロッド２３７は、開口２３９を射出チャンバ２３０に露出させるために、上側位置から下側位置に引き戻される。次に計量ロッド２２２が図１に示される位置に前進し、正確に計量された溶融金属が、計量チャンバ２２０から射出チャンバ２３０に押し出される。この計量ロッド２２２の前進距離は一回の射出成形に必要な金属の体積と対応する。この計量チャンバの上側の壁は開口２３９の下方に配置され、かつ導管２２５が傾いているため、金属が重力のために計量チャンバ２２０から射出チャンバ２３０内に流入することはない。従って、この計量ロッド２２２の前進動作によって、正確に計量された量の溶融金属が計量チャンバ２２０から射出チャンバ２３０内に流入することができる。この射出チャンバ２３０が充填されたとき、即ち射出成形のための所望の量の溶融金属が射出チャンバ２３０内に存在しているとき、射出チャンバ２３０内の開口２３９を閉止するために、そして射出チャンバ２３０内に残留している空気を追い出すために、この射出ロッド２３７はゆっくりと前進する。
【００２９】
次に、本発明の好ましい形態において、射出装置２００の全体が金型２５０に向って持ち上げられる。
【００３０】
図１に示される通り、溶融金属をノズル２４０から金型２５０内に射出するために、この射出ロッド２３７が上方に進む。この射出ロッド２３７は、開口２３９の閉止工程におけるよりも射出工程における方が少なくとも１５倍、好ましくは少なくとも５０倍速く移動する。本発明の好ましい形態において、略漏斗形状を有し、射出ノズル２４０に面する側に広い開口２５２を有し、ゲート２５８と接続する側に狭い開口２５６を有する逆形スプルー２５４が該金型２５０に設けられている。射出装置２００は、鋳造品及びゲート２５８が凝固するまで上方の位置に残される。その後、この射出ロッド２３７は下げられる。スプルー２５４及びノズル２４０内に残っている溶融金属は射出チャンバ２３０内に後退する。このような運転において、射出ノズル２４０内には固体のプラグは形成されない。
【００３１】
本発明の異なる形態においては、ゲート２５８が凝固した後ただちに射出ロッドは素早く下げられ、ノズル２４０は金型２５０から離されるため、ダイの過剰な加熱やノズル２４０及び射出チャンバ２３０の過剰な冷却が回避される。他の形態においては、固体プラグの形成を防止するために、ノズル２４０が金型２５０から離されるより前に、スプルー２５４及びノズル２４０内の溶融金属又は半固体金属が射出ロッドを引込めることによって射出チャンバ２３０に吸い戻される。次いで、この半固体金属は次の充填のための溶融金属によって再溶融される。
【００３２】
最後に、この射出装置２００が下げられる。これと同時に、この金型２５０は型開きされ、成形品が取り外される。一方、計量チャンバ２２０が充填され、正確に計量された溶融金属が計量チャンバ２２０から射出チャンバ２３０内に次のサイクルのために押し出される。それに加えて、金型２５０を構成するダイは次の成形のために離型剤を塗布される。
【００３３】
本発明に関する上記記述は例示及び説明のために示されたものである。本発明は開示された形態に限定されることを意図するものではなく、変形や変化は上記の技術の見解の範囲内において可能であり、また本発明の実施から習得されてもよい。図及び説明は、本発明の原則及び実用的な適用を説明するために選ばれた。本発明の範囲はこの文章に付加された特許請求の範囲及びその均等の範囲によって定義されることが強調されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るマルチチャンバ型垂直射出装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態に係るマルチチャンバ型垂直射出装置の概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態に係るマルチチャンバ型垂直射出装置の概略図である。
【図４】図４は、図２で例示された実施の形態の一部の詳細図であって、好ましいスプリュの配置も示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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