(57)【要約】【課題】  微少量の油性離型剤を金型内面に噴霧し、かつ既存の設備を流用可能なダイカスト鋳造用噴霧ユニットを提供することを課題とする。【解決手段】  噴霧ユニット１は、ダイカストマシンの離型剤噴霧装置に取設されたユニット本体１８と、一端がユニット本体１８に接続し、油性離型剤１３の流通可能な離型剤通路１９が形成された円管形状の離型剤管２０、及び該離型剤管２０を管内空間２１に収容するとともに、管内壁２２及び離型剤管２０の管外壁２３の間に、圧送空気供給装置から供給される圧送空気１６の流通可能な空気通路２４が離型剤管２０の外周を囲むようにして形成された空気管２５を有し、該離型剤管２０及び空気管２５によって二重管構造を呈して構成される二重噴霧管部２と、二重噴霧管部２の他端に取設され、離型剤通路１９及び空気通路２４と接続したノズル口２６を有するノズル部３とを具備する。【選択図】        図２
2005342783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油性離型剤の流通可能な離型剤通路及び圧送空気の流通可能な空気通路がそれぞれ独立し、二重管構造を呈して構成された二重噴霧管部の前記離型剤通路を介し、前記二重噴霧管部に接続されたノズル部のノズル口から噴出しない程度の微弱な圧送圧力で前記油性材を供給する油性離型剤微弱供給工程と、
型開きされた金型の金型内面に前記ノズル口を近接させる近接工程と、
前記二重噴霧管部の前記空気通路を介し、前記圧送空気を前記近接工程によって前記金型内面に近接された前記ノズル口から噴出させる圧送空気噴出工程と
を具備し、
前記ノズル口から前記圧送空気が噴出される際に生じる吸引力を利用して、前記油性離型剤を前記金型内面に噴霧することを特徴とする離型剤噴霧方法。
【請求項２】
請求項１に記載の離型剤噴霧方法に利用されるダイカスト鋳造用噴霧ユニットであって、
油性離型剤を供給する離型剤供給手段、及び前記油性離型剤を噴霧する圧送空気を供給する圧送空気供給手段と接続した離型剤噴霧装置に取設されたユニット本体と、
一端が前記ユニット本体と接続し、前記離型剤供給手段から供給される前記油性離型剤の流通可能な離型剤通路が形成された離型剤管、及び前記離型剤管を管内空間に収容し、管内壁及び前記離型剤管の管外壁の間に前記圧送空気供給手段から供給される前記圧送空気の流通可能な空気通路が形成された空気管を有し、前記離型剤通路及び前記空気通路が独立した二重管構造を呈して構成される二重噴霧管部と、
前記二重噴霧管部の他端に取設され、前記離型剤通路及び前記空気通路と連通したノズル口を有するノズル部と
を具備し、
前記離型剤供給手段によって前記ノズル口まで供給された前記油性離型剤を、前記ノズル口から前記圧送空気が噴出される際に生じる吸引力を利用して金型内面に噴霧することを特徴とするダイカスト鋳造用噴霧ユニット。
【請求項３】
前記ユニット本体は、
前記離型剤噴霧装置に対して着脱可能に取設され、
前記離型剤噴霧装置は、
前記金型内面に水溶性離型剤を噴霧するダイカストマシンに取付けられたものであることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト鋳造用噴霧ユニット。
【請求項４】
前記圧送空気供給手段によって供給される前記圧送空気の圧送圧力は、
０．２ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のダイカスト鋳造用噴霧ユニット。
【請求項５】
前記二重噴霧管部は、
１．５ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下の管径を有する円管状の前記離型剤管と、
５．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下の管径を有する円管状の前記空気管と
を具備して構成されることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載のダイカスト鋳造用噴霧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、離型剤噴霧方法、及びダイカスト鋳造用噴霧ユニットに関するものであり、特に油性離型剤の噴霧量を必要最小限にしてダイカスト鋳造用の金型内面に噴霧することが可能な離型剤噴霧方法、及びダイカスト鋳造用噴霧ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダイカスト鋳造の鋳造工程において、高温の溶湯を金型のキャビティ内に射出する前に、金型内面に対して離型剤を噴霧若しくは塗布する工程が設けられている。この離型剤は、高温の溶湯熱によって金型内面が溶損することを防ぐとともに、溶湯射出後に成型されたダイカスト成型品を金型から取出す際の型離れを容易にするための目的で利用されている。ここで、離型剤は、動植物油或いは鉱物油などの油分を主として構成される油性離型剤と、シリコーン、炭酸ナトリウム、或いは塩化カリウムなどの水溶性の無機化合物によって形成された水溶性離型剤との二種類に大別することができる。ここで、油性離型剤は、金型内面に噴霧されることによって、その表面張力に従って均一かつ速やかに該油性離型剤の被膜を金型内面に形成することができ、上述の優れた離型剤効果を奏させることが可能となる。そのため、従来のダイカスト鋳造の工程においては、この油性離型剤を使用することが主流となっていた。
【０００３】
しかしながら、上述の油性離型剤は、金型内面への噴霧量が過剰である場合、高温の溶湯が金型のキャビティ内に射出されると、熱せられた油性離型剤がキャビティ内でガス化することがあった。そのため、キャビティ内で発生したガスによって、成型されるダイカスト成型品の品質に影響を及ぼすことがあった。さらに、油性離型剤は、そのまま外部に排出すると公害や自然環境に悪影響を及ぼすため、排出規制が設けられており、通常は化学的若しくは物理的な方法によって廃液処理を行った上で排出する必要があった。そのため、取り扱い及び廃液の困難性から、優れた離型剤効果を有するものの、現在では油性離型剤の使用が敬遠され、無機化合物を主成分とする水溶性離型剤の使用に徐々に切り換えるケースが多くなっている。
【０００４】
この水溶性離型剤は、金型内面に対する噴霧量（付着量）が過剰になった場合でも、前述の油性離型剤のようにキャビティ内でガス化することが少なく、また、水溶性であるため、使用後の廃液処理も油性離型剤と比して簡易に行うことができる。ここで、水溶性離型剤を噴霧するタイプの噴霧ユニット１００の一例を図６に模式的に示すと、水溶性離型剤１０１の離型剤供給源１０２及び水溶性離型剤１０１を、空気圧を利用して噴霧させるための圧送空気１０３を供給する圧送空気供給源１０４に接続されたユニット本体１０５と、ユニット本体１０５に接続した円管状の噴霧管１０６と、噴霧管１０６の一端に接続されたノズル部１０７とを具備して主に構成されている。かかる、噴霧ユニット１００は、ユニット本体１０５に取設された噴霧管１０６の接続箇所付近に上述の離型剤供給源１０２及び圧送空気供給源１０４が共に接続されている。そして、各々の供給源１０２，１０４から供給された水溶性離型剤１０１及び圧送空気１０３が噴霧管１０６のユニット本体１０５の接続箇所付近から、噴霧管１０６の管内空間１０８を通る間に混合され、ノズル部１０７のノズル口１０９に向かって送出される。そして、ノズル口１０９に到達した水溶性離型剤１０１及び圧送空気１０３の気液混合物１１０が、該ノズル口１０９から外部に向かって噴出され、ダイカスト鋳造の金型の金型内面（図示しない）に対して噴霧されていた。このとき、噴霧対象の面積や金型の内面形状によって異なるものの、例えば、一秒間当たり２００ｃｃ程度の水溶性離型剤１０１が噴霧されるものもある。
【０００５】
以上の従来技術は、公然実施されているものであり、出願人は、係る従来技術が記載された文献を、本願出願時においては特に知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水溶性離型剤は油性離型剤に比べて金型内面に対する付着性が劣る欠点を有していた。そのため、上述したように、１秒間当たり２００ｃｃ程度の水溶性離型剤を塗布しなければ、十分な離型剤効果を得ることが困難であった。特に、溶湯の射出の際に予め加熱された金型の金型温度が２００℃以上を越える場合、噴霧された水溶性離型剤は金型内面で弾きやすくなり、金型内面にまだらになった状態で水溶性離型剤が付着することがあった。その結果、水溶性離型剤による均一な被膜を形成することができず、かかる状態でキャビティ内に溶湯を射出すると、金型の溶損を引き起こしたり、型離れ性の悪化、及びダイカスト成型品の品質の低下などの問題を引き起こすことがあった。
【０００７】
さらに、水溶性離型剤は、前述のように、シリコーン樹脂、炭酸ナトリウム、塩化カリウムなどの無機化合物を主成分として形成されていた。そのため、これらの一部が固化し、カス状に溜まることがあった。そのため、噴霧管内部にカスが溜まり、水溶性離型剤及び圧送空気の気液混合物の流出が滑らかでなくなったり、金型内面にカスが付着することにより、ダイカスト成型品の表面品質を低下させることがあった。これにより、噴霧管やノズル部の内部や金型内面を頻繁に清掃する必要があり、またこれらの清掃等に要するメンテナンスコストが油性離型剤と比して多く必要になることがあった。さらに、ダイカストマシンの周囲に飛散した水溶性離型剤の汚れが特に酷くなることがあった。
【０００８】
加えて、水溶性離型剤は、前述のように、十分な離型剤効果を得るために大量に噴霧されることが多かった。その結果、溶湯の射出前に予熱された状態の金型に対してかかる水溶性離型剤が噴霧されると、予熱状態の金型温度が変化し、温度ムラが発生することがあった。そのため、ダイカスト成型品の品質に影響を及ぼし、さらに激しい温度変化を射出の度毎に受けるため、金型の寿命が低下することがあった。さらに、多量に噴霧された後に残る水溶性離型剤の廃液処理は、上述の油性離型剤ほど困難ではないものの、使用量が油性離型剤と比べて多いため、面倒な処理作業を作業者に対して課すことがあった。
【０００９】
ところで、前述した種々の問題によって水溶性離型剤が主流となっているダイカストマシンにおいて、金型内面に対する付着性に優れる油性離型剤を再び使用するケースも多くなっていた。そのため、金型内面に必要最小限の油性離型剤を噴霧することが可能な装置（噴霧ユニット）の開発が求められていた。また、前述したように、現在利用されているダイカストマシンは、水溶性離型剤を噴霧するための離型剤噴霧装置が取設されていることが多く、これらの既存の装置を可能な限り流用し、設備変更に関するコストを削減するような離型剤噴霧のための噴霧ユニットが望まれていた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、微少量の油性離型剤を金型内面に噴霧し、かつ既存の設備を流用可能な離型剤噴霧方法、及びそれに用いるダイカスト鋳造用噴霧ユニットの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の離型剤噴霧方法は、「油性離型剤の流通可能な離型剤通路及び圧送空気の流通可能な空気通路がそれぞれ独立して形成された二重管構造を呈して構成された二重噴霧管部の前記離型剤通路を介し、前記二重噴霧管部に接続されたノズル部のノズル口から噴出しない程度の微弱な圧送圧力で前記油性材を供給する油性離型剤微弱供給工程と、型開きされた金型の金型内面に前記ノズル口を近接させる近接工程と、前記二重噴霧管部の前記空気通路を介して前記圧送圧力を、前記近接工程によって前記金型内面に近接された前記ノズル口から噴出させる圧送空気噴出工程とを具備し、前記ノズル口から前記圧送空気が噴出される際に生じる吸引力を利用して、前記油性離型剤を前記金型内面に噴霧する」ものから主に構成されている。
【００１２】
したがって、本発明の離型剤噴霧方法によれば、二重噴霧管部及びノズル部において、油性離型剤と圧送空気とが流通する通路（空気通路、離型剤通路）が各々独立して形成されており、ノズル部のノズル口まで双方が混合することがない。また、油性離型剤微弱供給工程によって、ノズル部のノズル口まで油性離型剤を到達させるに過ぎない、微弱な圧送圧力が供給されている。そして、係る状態でノズル部のノズル口を近接工程によって噴霧対象となる金型の金型内面に近接させ、圧送空気噴出手段を作動させるとによって、ノズル口から圧送空気を噴出させる。このとき、圧送空気は、ノズル口まで二重噴霧管部の空気通路を介して、油性離型剤とは異なる経路（通路）を通って到達する。そして、ノズル口から圧送空気が噴出された際に生じる負圧によって、ノズル口まで供給されている油性離型剤がノズル口外部まで吸引される。これにより、油性離型剤は、圧送空気とともに金型内面に吹き付けけられるようになり、油性離型剤の噴霧が可能となる。
【００１３】
一方、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、「請求項１に記載の離型剤噴霧方法に利用されるダイカスト鋳造用噴霧ユニットであって、油性離型剤を供給する離型剤供給手段、及び前記油性離型剤を噴霧する圧送空気を供給する圧送空気供給手段と接続した離型剤噴霧装置に取設されたユニット本体と、一端が前記ユニット本体と接続し、前記離型剤供給手段から供給される前記油性離型剤の流通可能な離型剤通路が形成された離型剤管、及び前記離型剤管を管内空間に収容し、管内壁及び前記離型剤管の管外壁の間に前記圧送空気供給手段から供給される前記圧送空気の流通可能な空気通路が形成された空気管を有し、前記離型剤通路及び前記空気通路が独立した二重管構造を呈して構成される二重噴霧管部と、前記二重噴霧管部の他端に取設され、前記離型剤通路及び前記空気通路と連通したノズル口を有するノズル部とを具備し、前記離型剤供給手段によって前記ノズル口まで供給された前記油性離型剤を、前記ノズル口から前記圧送空気が噴出される際に生じる吸引力を利用して金型内面に噴霧する」ものから主に構成されている。
【００１４】
ここで二重管構造を呈する二重噴霧管部の離型剤管及び空気管の各々の形状は、特に限定されるものではないが、油性離型剤及び圧送空気の流れに乱れが生じないように、曲線形状の滑らかな内周面を有する円管状のパイプなどを利用して構成されることが望ましい。また、これらを構成する管素材は、例えば、ステンレス製または銅製などの金属管、若しくは塩化ビニル樹脂などの樹脂製管を適宜利用することが可能である。さらに、内管に相当する離型剤管及び外管に相当する空気管は、各々同種の素材を利用するものであっても、或いは互いに異種の素材を利用するものであっても構わない。そして、このような空気管の管内空間に離型剤管を収容した二重管構造に形成したことにより、離型剤管の内部には油性離型剤の流通可能な離型剤通路が形成され、一方、離型剤管の管外壁及び空気管の管内壁の間には、圧送空気の流通可能な空気通路が形成されている。その結果、二重噴霧管部内を、油性離型剤及び圧送空気は独立して流通することとなる。さらに、換言すれば、後述するノズル部のノズル口までは双方が混合する状態になることはない。
【００１５】
また、ユニット本体は、金型内面に噴霧する油性離型剤を供給する離型剤供給手段（離型剤タンク及び圧送ポンプなどが相当）、及び圧送空気供給手段（コンプレッサなどが相当）が離型剤噴霧装置を介して接続されている。そして、かかる離型剤供給手段は、油性離型剤をノズル部の先端に設けられたノズル口まで送出するものであり、ノズル部のノズル口から金型内面に向かって油性離型剤を噴霧させるだけの十分な圧力が与えられるものではない。すなわち、離型剤供給手段は、圧力を加えることによってノズル口まで送出するためだけのものであり、その圧送圧力の値は若干プラスではあるものの、ほぼゼロに近い値に設定されている。さらに、後述する圧送空気の作用によって外部に噴霧された油性離型剤の消費分だけを補うように、再びノズル口まで油性離型剤を供給するものである。
【００１６】
一方、圧送空気供給手段は、前述したコンプレッサなどの既存の空気供給装置を利用するものであり、空気通路及びノズル部を介して圧送空気を、ノズル部の外部に向かって勢いよく噴霧することが可能なものである。すなわち、かかる圧送空気供給手段によって供給される圧送空気は、油性離型剤を金型内面に向かって噴霧させるための十分な圧送圧力が加えられている。
【００１７】
また、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、通常のダイカスト鋳造の際に利用されるダイカストマシンに付設されるものであり、このダイカストマシンには、金型の型開き及び型閉め動作を行う型開閉装置、高温の溶湯を金型のキャビティ内に射出する射出装置、及びこれらの各種装置を制御するための制御装置などの基本的な装置を有して構成されている。そして、この制御装置は、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットと接続し、該噴霧ユニットを制御するための機能も含まれ、圧送空気供給手段による圧送空気の圧送圧力及び圧送タイミングを制御し、油性離型剤の金型内面への噴霧量を調整し、さらには金型内面にノズル部を近接させるために、ダイカスト鋳造用噴霧ユニットのノズル部を移動手段によって移動させるための制御が行われている。これにより、金型が型開きされた状態でノズル部を金型内面に近接させて油性離型剤を噴霧することができ、一方、金型が型閉めされ、溶湯がキャビティ内に射出される際には金型から離間した位置まで移動させることができる。
【００１８】
したがって、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットによれば、離型剤管及び空気管によって二重管構造を呈して構成された二重噴霧管部の各々の通路を、油性離型剤及び圧送空気が独立した状態で流通し、ノズル部のノズル口まで送出されている。このとき、油性離型剤は離型剤供給手段によってノズル部のノズル口まで送出された状態が維持されているものの、ノズル口からノズル部の外部に向かって噴霧することが可能な強い圧力は加えられていない。一方、圧送空気供給手段は、ダイカストマシンの制御装置からの指示に従って、圧送タイミングまで空気通路内に圧送空気が流通しないように待機状態となっている。そして、ダイカストマシンが制御され、金型が型開きされて金型内面が外部に対して露出した状態になると、ダイカスト鋳造用噴霧ユニットが移動手段によって移動され、ノズル部のノズル口が金型内面に向けられる。それから、圧送空気供給手段が作動され、圧送空気が空気通路を介してノズル部のノズル口に圧送される。
【００１９】
その後、ノズル部に到達した圧送空気は、ノズル口から外部に向かって一瞬で噴出される。このとき、ノズル口には、前述したように油性離型剤が供給されている。そのため、ノズル口近傍に存在している当初の油性離型剤の一部は、圧送空気の噴出の流れとともに外部に飛散する。さらに、圧送空気がノズル口から噴出される際には、圧送空気の流れに伴ってノズル口近傍の圧力が低下する。すなわち、負圧の状態が創成される。これにより、ノズル口まで供給されている油性離型剤は、かかる負圧の吸引力によってノズル部の外部へ吸引される。そして、ノズル口の外部に出た油性離型剤は、圧送空気の流れに沿って金型内面に向けて移動し、金型内面に到達すると、表面張力によって金型内面に付着する。これにより、圧送空気の圧送圧力のみによって、油性離型剤を金型内面に対して噴霧することが可能となる。すなわち、従来のように、水性または油性の離型剤を予め噴霧管内等で混合し、気体及び液体の混合した気液混合物の状態で、ノズル口から噴霧する必要がなくなり、圧送空気の圧送圧力の値を低く抑えることができる。さらに、圧送空気の負圧を利用するため、ごく僅かな空気の流れによってもノズル口で負圧を生じるため、噴霧する油性離型剤の量を、従来の離型剤（特に水溶性離型剤）と比して大幅に削減することが可能となる。さらに、油性離型剤は、水溶性離型剤と比べて、金型内面に対する被膜の形成が表面張力特性から容易であるため、金型内面への油性離型剤の付着量を必要最小限量に抑えた状態で、十分な油性離型剤による作用を奏させることが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、上記構成に加え、「前記ユニット本体は、前記離型剤噴霧装置に対して着脱可能に取設され、前記離型剤噴霧装置は、前記金型内面に水溶性離型剤を噴霧するダイカストマシンに取付けられたものである」ことを特徴としている。
【００２１】
したがって、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットによれば、二重噴霧管部の接続されたユニット本体が、ダイカストマシンの離型剤噴霧装置に対して着脱可能に形成されている。さらに、該離型剤噴霧装置は、既存の水溶性離型剤を使用するダイカストマシンに備えられたものを流用することができる。これにより、既存の離型剤噴霧装置から水溶性離型剤用の噴霧ユニットを取外し、さらに本発明の油性離型剤用のダイカスト鋳造用噴霧ユニットを取付け、金型内面に油性離型剤を噴霧する工程を行うことにより、既存の設備を有効に活かし、かつダイカストマシンに大幅な設計変更を加えることなく、微少量の油性離型剤を噴霧するものに容易に転換することが可能となる。
【００２２】
一方、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、上記構成に加え、「前記圧送空気供給手段から供給される前記圧送空気の圧送圧力は、０．２ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に設定される」ものであっても構わない。
【００２３】
したがって、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットによれば、圧送空気供給手段によって供給される圧送空気の圧送圧力が０．２ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に設定されている。ここで、既存の水溶性離型剤を使用する場合、水溶性離型剤と圧送のための圧送空気とを予め噴霧管部（図６参照）の管内空間で混合した後、ノズル部の先端から噴出する必要があった。その結果、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットのように、圧送空気のみをノズル部から圧送するための圧送圧力に比して、金型内面に十分な量の水溶性離型剤を噴霧し、付着させようとすると、圧送空気に含まれる水溶性離型剤の重量分だけ圧送空気の圧力を高く設定する必要があった。従来の水溶性離型剤の場合、かかる圧送空気の圧送圧力の値は、噴霧対象及び噴霧面積、さらには水溶性離型剤の種類に依存するものの、一般に０．５ＭＰａから０．７ＭＰａの間の比較的高めに設定されていた。
【００２４】
しかしながら、本発明の圧送空気の負圧によって生じる吸引力を利用して油性離型剤を噴霧することが可能なものであり、水溶性離型剤を直接圧送するものに比べ、圧送圧力を低く設定することが可能となる。これにより、金型内面に対する油性離型剤の付着量を良好なものとし、油性離型剤による十分な作用を奏することが可能となるとともに、金型の取設されたダイカストマシンの周囲への油性離型剤の飛散を大幅に削減することができる。その結果、清掃などのメンテナンスを簡易にし、かつ油性離型剤の使用量を抑えることができる。なお、圧送圧力が０．１ＭＰａ未満である場合、圧送空気によって生じる負圧吸引力が十分に機能せず、油性離型剤をノズル部のノズル口から完全に噴霧させることができず、金型内面の油性離型剤の付着量が十分とならない。その結果、油性離型剤の効果を得ることができない。一方、圧送空気の圧送圧力の値が０．５ＭＰａを越えると、前述したような過剰の油性離型剤若しくは水溶性離型剤によってもたらされる不具合が発生することとなり、微少量の油性離型剤を噴霧するための本発明の利点が失われる。
【００２５】
さらに、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、上記構成に加え、「前記二重噴霧管部は、１．５ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下の管径を有する円管状の前記離型剤管と、５．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下の管径を有する円管状の前記空気管と」によって構成されるものであっても構わない。
【００２６】
したがって、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットによれば、二重噴霧管部は、いずれも円管形状を成して形成された離型剤管と空気管とによって構成され、さらにそれぞれの管径が、離型剤管は１．５ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下に設定され、空気管は５．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下、より好ましくは５．５ｍｍ以上、６．５ｍｍ以下に設定されている。ここで、空気管の管内空間に略中心付近に配された離型剤管の管径に対し、圧送空気の流通可能な空気通路の間の距離（空気管の管内壁及び離型剤管の管外壁の間に相当）が広すぎると、ノズル口から噴出される圧送空気及び油性離型剤の体積比率は、圧倒的に圧送空気の方が高くなり、圧送空気の噴出量に対して油性離型剤がほとんど噴霧されないことになる。その結果、金型内面への油性離型剤の付着量が十分とならないことがあり、付着量を十分にするためには圧送空気の圧送時間を長くする必要があった。これにより、金型内面に対する油性離型剤の噴霧工程の時間が長くなり、作業時間が従来に比べて延長することが予想された。一方、かかる幅が狭すぎると、圧送空気の圧送量が小さくなり、ノズル口での油性離型剤を負圧吸引力によって吸引する吸引作用が十分に得られなくなる。そこで、本発明のダイカスト鋳造用噴霧ユニットは、離型剤管の管径及び空気管の管径を各々所定の範囲内に設定することにより、圧送空気の圧送圧力及び油性離型剤の噴霧量のバランスを維持し、金型内面に適度な油性離型剤を付着させることができるようにすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の離型剤噴霧方法、及びダイカスト鋳造用噴霧ユニットによれば、油性離型剤の離型剤通路及び圧送空気の空気通路を、二重管構造を呈する二重噴霧管部を構成することによって独立して形成し、油性離型剤を圧送空気によって生じる負圧吸引力を利用してノズル部の外部に吸引し、金型内面に噴霧することができる。これにより、油性離型剤の噴霧量を抑えることができ、金型内面に過剰の油性離型剤が付着することを防ぎ、油性離型剤のガス化等による不具合を解消することができる。さらに、ユニット本体を既存の水溶性離型剤用のものを流用することができるため、既存のダイカストマシンの設備に大きな変更を加えることなく、微少量の油性離型剤を噴霧するためのダイカスト鋳造用噴霧ユニットに転換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態であるダイカスト鋳造用噴霧ユニット１（以下、単に「噴霧ユニット１」と称す）について、図１乃至図５に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の噴霧ユニット１が取設されるダイカストマシン５の概略構成を示す説明図であり、図２は噴霧ユニット１の二重噴霧管部２及びノズル部３の構成を示す拡大断面図であり、図３は二重噴霧管部２及びノズル部３の構成を示す一部切欠斜視図であり、図４はノズル部３の構成を示す正面図であり、図５は噴霧ユニット１の使用の一例を示す説明図である。
【００２９】
ここで、本実施形態において使用されるダイカストマシン５は、噴霧ユニット１が取設された離型剤噴霧装置６と、マシン基礎部７に設置され、雄金型８ａ及び雌金型８ｂの二つに分離可能な金型８を、それぞれの金型面９ａ，９ｂを互いに離間して対向させるとともに、金型内面４を外部に対して露出した「型開き状態」（図５（ａ）参照）、及び互いの金型面９ａ，９ｂを密着させ、高温の溶湯（図示しない）が射出されるキャビティが形成された「型閉め状態」（図５（ｂ）参照）の間で金型８の左右方向（図１における矢印Ａ方向）の開閉動作を行う型開閉装置１０と、型閉めされた金型８のキャビティ内に溶湯を射出し、ダイカスト成型品を成型する溶湯射出装置１１と、上述した離型剤噴霧装置６、型開閉装置１０、及び溶湯射出装置１１等のダイカストマシン５の種々の動作を制御する制御装置１２とを具備して主に構成されている。
【００３０】
さらに、詳しく説明すると、本実施形態の噴霧ユニット１は、ダイカストマシン５の離型剤噴霧装置６に着脱可能に装着されるものであり、かかる離型剤噴霧装置６は既存の水溶性離型剤を使用するタイプのものが流用されている。すなわち、水溶性離型剤噴霧用のダイカストマシンの設備資産を十分に活かしつつ、かつ大幅な改良及び設計変更を加えることなく、油性離型剤を使用するタイプのダイカストマシン５に転換したものである。
【００３１】
そして、この離型剤噴霧装置６は、型開閉装置１０によって型開き状態にある金型８の互いの金型内面４に対して、本実施形態の噴霧ユニット１のノズル部３（噴霧ユニット１の構成の詳細については後述する）を近接させ、該ノズル部３から油性離型剤１３を噴霧する噴霧位置ＡＰ（図５（ａ）参照）及び溶湯を射出する際に噴霧ユニット１を金型８の近傍から離間して待避させた離間位置ＢＰ（図５（ｂ）参照）の間で上下方向（図１における矢印Ｂ方向）に変位させるノズル移動装置１４とを具備し、さらに噴霧ユニット１のノズル部３から噴霧するための油性離型剤１３を供給する離型剤供給装置１５と、噴霧のための圧送空気１６を供給する圧送空気供給装置１７とを具備して主に構成されている。
【００３２】
ここで、離型剤供給装置１５は、前述した離型剤噴霧装置６と同様に、既存の水溶性離型剤を利用する場合の離型剤タンク及び離型剤ポンプをそのまま流用することが可能であり、さらに圧送空気供給装置１７はコンプレッサやダイカスト鋳造工場内に張り巡らされたエアー供給装置などを利用することが可能である。なお、離型剤供給装置１５が本発明における離型剤供給手段に相当し、圧送空気供給装置１７が本発明における圧送空気供給手段に相当する。また、本実施形態においては、油性離型剤１３として数種の鉱物油を所定の配合比率で混合したものを使用している。かかる油性離型剤１３の配合比率は、ダイカスト鋳造時の温度環境や、成型されるダイカスト成型品の種類に応じて適宜変更が加えられる。
【００３３】
そして、本実施形態の噴霧ユニット１は、離型剤噴霧装置６を介して離型剤供給装置１５及び圧送空気供給装置１７とそれぞれ接続されたユニット本体１８と、一端がユニット本体１８に接続し、離型剤供給装置１５から供給される油性離型剤１３の流通可能な離型剤通路１９が管内に形成された円管形状の離型剤管２０、及び該離型剤管２０の管径に対して広径のものが利用され、離型剤管２０を管内空間２１に収容するとともに、管内壁２２及び離型剤管２０の管外壁２３の間に、圧送空気供給装置１７から供給される圧送空気１６の流通可能な空気通路２４が離型剤管２０の外周を囲むようにして形成された空気管２５を有し、該離型剤管２０及び空気管２５によって二重管構造を呈して構成される二重噴霧管部２と、二重噴霧管部２の他端に取設され、離型剤通路１９及び空気通路２５と接続したノズル口２６を有するノズル部３とを具備して主に構成されている。
【００３４】
ここで、二重噴霧管部２の離型剤管２０は、空気管２５の管内空間２１のほぼ中央付近に離型剤管２０の管外壁２３及び空気管２５の管内壁２２が当接することがないように収容された状態で固定されている（図２及び図３参照）。ここで、本実施形態においては、空気管２５は、管径６ｍｍの銅製の円管が利用され、一方、離型剤管２０は、管径２．５ｍｍの銅製の円管が利用されている。そして、この二重管構造を呈することにより、離型剤供給装置１５から供給された油性離型剤１３及び圧送空気供給装置１７から供給された圧送空気１６は、二重噴霧管部２の内部に同心円状に区画して各々形成された離型剤通路１９及び空気通路２４の間を混合することなく独立して流通し、ノズル部３のノズル口２６まで送出される。このとき、離型剤供給装置１５から供給される油性離型剤１３は、非常に弱い離型剤供給圧が加えられるのみであり、油性離型剤１３は、離型剤通路１９を経て、ノズル部３のノズル口２６まで到達するためのほぼゼロに近い微弱な圧力しか加えられていない。すなわち、換言すれば、ノズル口２６から油性離型剤１３を金型内面４に対して噴霧させることができるような強い圧力は加えられていない。
【００３５】
さらに、ユニット本体１８は、離型剤噴霧装置６に対して脱着可能に接続されている。このとき、ユニット本体１８及び離型剤噴霧装置６の接続部位は、離型剤噴霧装置６の離型剤供給装置１５及び圧送空気供給装置１７と、ユニット本体１８及びユニット本体１８を介してそれぞれ接続される離型剤管２０の離型剤通路１９及び空気管２５の空気通路２４と各々液密状態及び気密状態を保って接続されている（図示しない）。これにより、離型剤通路１９から空気通路２４への油性離型剤１３の漏出、空気通路２４から離型剤通路１９への圧送空気１６の漏出、及び空気通路２４から外部への圧送空気１６の漏出がないように接続されている。なお、かかる気密状態及び液密状態を保持するために、当該接続箇所に対しては、従来から周知の気液漏出防止用のシール部材、パッキング部材、及びＯリングなどが適宜用いられている。
【００３６】
また、二重噴霧管部２の他端に取設されたノズル部３は、図２及び図４に主に示すように、離型剤通路１９に連通し、ノズル口２６まで油性離型剤１３を導出するノズル離型剤通路２７及びノズル離型剤通路２７を囲むように形成され、二重噴霧管部２の空気通路２４に連通し、ノズル口２６まで圧送空気１６を導出するノズル空気通路２８を有して構成されている。なお、かかるノズル口２６の形状を所望のものとすることにより、後述する圧送空気１６を利用した油性離型剤１３の噴霧の際の油性離型剤１３の噴霧形状を霧状或いは滴状などの自在に変化させることが可能となる。
【００３７】
さらに、本実施形態の噴霧ユニット１は、図１及び図２に示すように、左右（図１における紙面左右方向に相当）に互いに離間して型開き状態にある雄金型８ａ及び雌金型８ｂのそれぞれの金型内面４に対して、一回の噴霧動作で同時に噴霧を行うために、ユニット本体１８から一対の二重噴霧管部２が接続されている。さらに、各々の二重噴霧管部２の他端（先端）には、噴霧対象となる金型内面４に対してノズル口２６の噴霧方向が向けられた一対のノズル部３がそれぞれ設けられている。
【００３８】
そして、かかる離型剤噴霧装置６による噴霧ユニット１の油性離型剤１３の噴霧のタイミング等の制御、及びノズル移動装置１４によってノズル部３のノズル口２６を金型内面４に対して近接した噴霧位置ＡＰに移動させる移動制御が、前述のダイカストマシン５の制御装置１２によって行われている。
【００３９】
次に、本実施形態の噴霧ユニット１を用いた離型剤噴霧方法の一例について、図３及び図５に基づいて説明する。はじめに、前述したように、本実施形態において利用されるダイカストマシン５は、現在では主流となっている水溶性離型剤を用いて金型内面４の離型剤効果を得るために設計されたものであり、離型剤噴霧装置６及びそれに取設された離型剤噴霧ユニット（図示しない）も水溶性離型剤の噴霧用のものである。そのため、予め既存の水溶性離型剤用の離型剤噴霧ユニットをユニット本体１８から取外し、本実施形態の油性離型剤１３のための噴霧ユニット１に交換する。さらに、離型剤供給装置１の離型剤タンク（図示しない）には、噴霧対象となる油性離型剤１３を投入し、離型剤供給装置１５を作動させる。これにより、離型剤供給装置１から供給された油性離型剤１３は、ユニット本体１８、二重管噴霧部２、及びノズル部３を介してノズル口２６まで微かな供給圧力によって送られている（離型剤微弱供給工程）。
【００４０】
そして、ダイカストマシン５の制御装置１２を操作し、型開閉装置１０によって金型８を型開き状態にし、互いに対向する金型内面４を外部に向けて露出した状態にする（型開工程）。さらに、ノズル移動装置１４を制御し、噴霧ユニット１のノズル部３を噴霧位置ＡＰまで移動させる（近接工程）。そして、離型剤噴霧装置６の圧送空気供給装置１７を作動する。このとき、圧送空気１６の圧送圧力の値は、０．３ＭＰａに設定されている。これにより、圧送空気１６が圧送空気供給装置１７から送出され、ユニット本体１８を介して接続された空気管２５の空気通路２４を流通する。このとき、空気通路２４が形成された二重噴霧管部２は、油性離型剤１３のための離型剤通路１９と、圧送空気１６のための空気通路２４とが独立して形成されているため、二重噴霧管部２において油性離型剤１３及び圧送空気１６が混合されることがない。そして、空気通路２４を流通した圧送空気１６は、ノズル部３のノズル口２６に到達し、該ノズル口２６から金型内面４に向かって噴出される（圧送空気噴出工程）。なお、圧送空気供給装置１７の作動から、ノズル口２６から圧送空気１６が噴出するまでの時間はほぼ一瞬である。
【００４１】
このとき、圧送空気１６がノズル口２６から噴出されると、圧送空気１６の流速に比例してノズル口２６近傍の圧力が低下する。なお、この原理は”定常流の流体速度の増加に伴って圧力が小さくなる”ことを示した流体の運動に関するエネルギー保存則の一つとして知られる「ベルヌーイの定理」によって説明することができる。その結果、ノズル口２６付近に生じた負圧によって、ノズル口２６まで供給された油性離型剤１３は、ノズル離型剤通路２７からノズル口２６を介してノズル部３の外部に向かって吸引される力が作用する。これにより、ノズル部３の外部に油性離型剤１３が引き出される。なお、かかる状態では、離型剤供給装置１５から特に油性離型剤１３に対して供給圧力が加えられていない。そして、吸引された油性離型剤１３はノズル口２６から噴出された圧送空気１６とともに、金型８の金型内面４に向かって噴霧される（離型剤塗布工程）。
【００４２】
その後、金型内面４に到達した油性離型剤１３は、その表面張力特性によって金型内面４に拡がり、均一の被膜Ｆが形成される。なお、図５（ａ）に示すように、本実施形態の噴霧ユニット１は、ユニット本体１８に対して一対の二重噴霧管部２及びノズル部３を有して構成されている。そのため、上述した一回の操作によって、雄金型８ａ及び雌金型８ｂのそれぞれの金型内面４に対して同時に油性離型剤１３を噴霧することが可能となり、噴霧に要する時間を短縮することができる。そして、油性離型剤１３の噴霧が完了すると、ノズル移動装置１４によって二重管噴霧部２及びノズル部３を離間位置ＢＰ（図５（ｂ）参照）に待避させ、型開閉装置１０によって型閉め状態とする。そして、溶湯の射出及び成型されたダイカスト成型品（図示しない）の型抜き動作を行うことによってダイカスト成型品の鋳造が完了する。
【００４３】
以上述べたように、本実施形態の噴霧ユニット１によれば、油性離型剤１３を噴霧するための強い圧力を直接供給することなく、離型剤通路１９の外周に独立して形成された空気通路２４を流通する圧送空気１６による負圧吸引力を利用して油性離型剤１３を金型内面４に噴霧して付着させ、被膜Ｆを形成することができる。そのため、従来のように、圧送空気１６及び油性離型剤１３（若しくは水溶性離型剤）を噴霧管（図６参照）内で混合し、気液混合物に直接圧力を加えるものに対し、圧送空気１６の圧送圧力を抑制することが可能となり、これに伴って、油性離型剤１３がダイカストマシン５の周囲に飛散し、設置床面などを汚す可能性を低くすることができる。また、本実施形態の噴霧ユニット１においては、圧送空気１６の圧送圧力の値が０．３０ＭＰａに設定されている。これは、既存の水溶性離型剤を使用した場合の０．５１ＭＰａ〜０．７ＭＰａに比べ、低く設定することができる。さらに、金型内面４に対して噴霧される噴霧量も、従来の一秒当たり２００ｃｃだったものを、０．５ｃｃ〜４．０ｃｃ程度に抑えることができる。これにより、十分な離型剤効果を得るとともに、金型内面４以外への油性離型剤１３が飛散することがないため、その後の廃液処理などに係るコスト等を削減することができる。加えて、前述したように金型内面４に噴霧される噴霧量を必要最小量にすることができるため、油性離型剤１３の噴霧によって予熱された金型８の金型温度の変動を少なくすることができる。これにより、金型８に加わる負荷を小さくすることができ、ヒートクラックなどの発生を抑え、金型寿命を延ばすことができる。
【００４４】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４５】
すなわち、本実施形態の噴霧ユニット１において、二重噴霧管部２の離型剤管２０の管径を２．５ｍｍ、さらに該離型剤管２０を収容する空気管２５の管径を６．０ｍｍに設定するものを示したが、これに限定されるものではなく、離型剤管２０は１．５ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下、空気管２５は５．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下で、かつ圧送空気１６の流れによって生じる負圧を利用して油性離型剤１３を吸引することが可能な範囲であれば、任意に設定することが可能である。また、圧送空気１６の圧送圧力の値も０．２ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下の範囲であれば任意に設定することが可能である。なお、離型剤管２０及び空気管２５の管径と、圧送空気１６の圧送圧力の値との関係は、負圧による吸引効果に大きな影響を与えるものであり、両者の値の調整は注意を要することがある。
【００４６】
さらに、本実施形態の噴霧ユニット１において、ノズル口２６の形状を変更することにより、油性離型剤１３を広い面積に対して拡散して噴霧する拡散タイプや、一カ所に集中して噴霧可能なスポットタイプのノズル部を用いることもできる。また、図２乃至図４に示したようなノズル部３の形状に、特に限定されるものではなく、種々の形状に構成することができる。加えて、本実施形態の噴霧ユニット１においてユニット本体１８に対して一対の二重噴霧管部２を取設したものを示したがこれに限定されるものではなく、一つのユニット本体１８に対して取設される二重噴霧管部２及びその先端に取付けられるノズル部３の数は、噴霧対象となる金型内面４の面積及び形状によって適宜設定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態の噴霧ユニットが取設されるダイカストマシンの概略構成を示す説明図である。
【図２】噴霧ユニットの二重噴霧管部及びノズル部の構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】噴霧ユニットの二重噴霧管部及びノズル部の構成を示す一部切欠斜視図である。
【図４】ノズル部の構成を示す正面図である。
【図５】噴霧ユニットの使用の一例を示す説明図である。
【図６】ダイカスト鋳造用噴霧ユニットの従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１００  噴霧ユニット（ダイカスト鋳造用噴霧ユニット）
２  二重噴霧管部
３，１０７  ノズル部
４  金型内面
５  ダイカストマシン
６  離型剤噴霧装置
８  金型
１３  油性離型剤
１５  離型剤供給装置（離型剤供給源）
１６，１０３  圧送空気
１７  圧送空気供給装置（圧送空気供給源）
１８，１０５  ユニット本体
１９  離型剤通路
２０  離型剤管
２１，１０８  管内空間
２２  管内壁
２３  管外壁
２４  空気通路
２５  空気管
２６，１０９  ノズル口
１０１  水溶性離型剤
１０２  離型剤供給源
１０４  圧送空気供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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