(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを有する溶融材料の保持容器と不活性ガスの供給源とにわたるガス供給路に、流量センサと開閉用の電磁弁を順に配設し、その流量センサによるガスの流量監視と、該電磁弁の開閉制御とを保持容器の温度を検出して行い、
検出された保持容器の温度が設定温度以下では、電磁弁はＯＦＦ状態にあって保持容器への不活性ガスの供給は行わず、流量センサによるガスの流量監視もＯＦＦとし、
検出された保持容器の温度が設定温度に達したときに、電磁弁をＯＮ作動して設定量の不活性ガスの供給を行うとともに流量センサをＯＮ作動して流量監視を開始し、
不活性ガスの流量が設定量以下では供給異常として保持容器のヒータ出力を停止することを特徴とする金属成形における不活性ガス供給方法。
【請求項２】
上記流量センサによる不活性ガスの流量監視は、タイマー設定により上記電磁弁のＯＮ作動に遅れて開始することを特徴とする請求項１記載の金属成形における不活性ガス供給方法。
【請求項３】
上記保持容器は、外周囲にヒータを有する槽体の上部に棒状の金属材料の溶解筒を備え、その槽体に上記ガス供給路を接続してなることを特徴とする請求項１記載の金属成形における不活性ガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インゴット又は棒状に鋳造された金属材料を溶解して、ヒータを有する保持容器内に溶融状態で貯留保持し、その溶融材料を金属成形機に供給して金属製品を成形する際の保持容器内への不活性ガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶解容器内に貯留保持した溶湯の酸化防止として、不活性ガスを溶解容器内に供給することが知られている。また不活性ガスの供給手段として、管路を介して不活性ガスのボンベを比例流量調整装置に接続し、その比例流量調整装置を経てホッパとシリンダ先端のノズルの両方に不活性ガスを供給できるようにし、予め温度を段階的に設定した温度テーブルの温度と、温度センサによるシリンダ温度との比較から比例流量調整装置の開度を制御し、シリンダ温度により不活性ガスの供給量を自動的に可変制御して、不活性ガスの消費量を少なくし、また流量調整装置の絞り過ぎや閉弁などの不都合を解決しているものもある。
【特許文献１】特開２００１−３１１６４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
比例流量調整装置の開度をシリンダ温度と温度テーブルの温度との対比から制御する不活性ガスの供給方法では、シリンダ温度に対応したガス供給によって不活性ガスの節減や流量調整の不都合を解決できるが、その供給制御をシリンダ温度と温度テーブルとの温度対比から行っているため、供給途中でガス欠乏による供給不足が起こっても、それを対処する手段が講じられていないので、不活性ガスの不足からガス雰囲気での溶解及び貯留保持が行えず、溶融材料の酸化による不純物の多量発生や酸化による発火現象を防止することが難しい。
【０００４】
この発明は、上記従来の不活性ガス供給方法の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、溶融材料の保持容器の温度監視とガス流量の監視とにより、設定温度以上での不活性ガスのガス欠乏を察知して容器温度を制御し、保持容器内における不純物の多量発生や発火現象を防止することができ、また不活性ガスの消費量の節減と、不活性ガスによる環境破壊防止にも貢献することができる新たな金属成形における不活性ガス供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的によるこの発明は、ヒータを有する溶融材料の保持容器と不活性ガスの供給源とにわたるガス供給路に、流量センサと開閉用の電磁弁を順に配設し、その流量センサによるガスの流量監視と、該電磁弁の開閉制御とを保持容器の温度を検出して行い、検出された保持容器の温度が設定温度以下では、電磁弁はＯＦＦ状態にあって保持容器への不活性ガスの供給は行わず、流量センサによるガスの流量監視もＯＦＦとし、検出された保持容器の温度が設定温度に達したときに、電磁弁をＯＮ作動して設定量の不活性ガスの供給を行うとともに流量センサをＯＮ作動して流量監視を開始し、不活性ガスの流量が設定量以下では供給異常として保持容器のヒータ出力を停止するというものであり、上記流量センサによる不活性ガスの流量監視は、タイマー設定により上記電磁弁のＯＮ作動に遅れて開始する、というものである。
【０００６】
また上記保持容器は、外周囲にヒータを有する槽体の上部に棒状の金属材料の溶解筒を備え、その槽体に上記ガス供給路を接続してなる、というものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成では、溶解材料の保持容器の温度監視と不活性ガスの流量監視の両方によりガスの供給制御を行うので、供給途中でガス欠乏による供給不足が起こっても、流量センサによる流量監視からそれを察知し、保持容器のヒータ出力を停止して対処できるので、設定温度以上でのガス不足から発生する材料酸化による不純物の多量発生や発火現象を事前に防止することができる。
【０００８】
また容器温度が設定温度に達してからガス供給が開始されるので不活性ガスの消費量の節減ともなり、防燃用ガスとして環境破壊のおそれのあるＳＦ6 ガスの使用では、その使用量の抑制ともなるので環境対策ともなる。
【０００９】
また装置としても、通常のガス供給路にガス流量監視用の流量センサと開閉用の電磁弁を配設し、その両方を容器温度の温度検出器からの指示により作動するように構成するだけでよいので簡単であり、温度監視と流量監視にも高価な機器を要せず、保持容器の構造にも左右されずに採用できるという簡易性をも有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図中１は射出式金属成形機の射出シリンダ、２は射出シリンダ１の前部上に設置した溶融材料（溶湯）の保持容器、３は防燃・酸化防止用の不活性ガスの供給装置である。
【００１１】
上記射出シリンダ１は、先端にノズルを有するシリンダ本体１１の内部中央に射出プランジャ１２を進退自在に備え、その射出プランジャ１２の後退位置の上部に供給口１３を有する通常構造のものからなり、その供給口１３の上に上記保持容器２が垂直に設置してある。
【００１２】
この保持容器２は、平面形状が円形の槽体２１と、その底面中央に下方に長く一体形成した小径の筒体２２と、槽体２１の蓋部材２３とからなり、その蓋部材２３に丸棒状の金属材料Ｍの溶解筒２４が立設してある。この溶解筒２４と槽体２１及び筒体２２の外周囲には、個々に温度調節が可能な多数のバンドヒータ２５，２６が取付けてあり、溶解筒２４により溶解された金属材料Ｍは溶融材料Ｍ1 として保持容器２に貯留保持され、外周囲からの加熱により設定温度を保持している。また保持容器２内にはガス供給管２７とレベル検出棒２８とが蓋部材２３を貫通して設けてある。
【００１３】
上記ガス供給装置３は、防燃・酸化防止用の不活性ガスの供給源となるボンベ３１と、ガス導入管２７とにわたり設けたガス供給路３２と、そのガス供給路３２にボンベ側から順に配設した減圧弁３３、計量計と一体の流量監視用の流量センサ３４、開閉用の電磁弁３５とからなり、その流量センサ３４と電磁弁３５は、温度検出器２９により保持容器２の温度を常時監視している制御装置３０からの指令信号により、流量センサ３４では監視作動が、電磁弁３５では開閉作動が行われるように設定されている。
【００１４】
また流量センサ３４の監視作動は、電磁弁３５が開作動してから遅れて作動開始するようにタイマー設定してある。これは電磁弁３５が開作動しても直後のガス流量は設定流量以下となりやすく、開作動と監視作動とを同時に開始するとエラーとなることがあるからで、その防止手段としてタイマーにより数秒間（例えば５秒）のタイミングをおいて流量監視を開始している。
【００１５】
図２は、上記ガス供給装置３における不活性ガス供給の工程を示すフローチャートである。工程としては、成形立上げ時をスタートとして保持容器２の加熱と温度検出器２９による温度監視の開始から始まる。また溶解筒２４の加熱も開始して金属材料Ｍを溶解し、溶融材料Ｍ1 を保持容器２に貯留保持する。
【００１６】
保持容器２の温度（以下容器温度という）が徐々に上昇して設定温度（金属材料がマグネシウム合金では３００℃）に達するまでは、流量センサ監視ＯＦＦ、電磁弁ＯＦＦとして不活性ガスの供給は行わない。これは設定温度以下での材料酸化による不純物の発生は僅かであり、溶融材料Ｍ1 の貯留保持を不活性ガスのガス雰囲気で行う程ではないことによる。これにより不活性ガスの消費量が節減され、防燃用ガスとして環境破壊のおそれのあるＳＦ6 ガスを使用する場合であっても、その使用量が抑制されるので環境対策ともなる。
【００１７】
容器温度が設定温度に達して温度検出器２９により検出されると、制御装置３０からの指令信号により電磁弁ＯＮとなって、ボンベ３１から不活性ガスがガス供給路３２を経て保持容器２内に供給される。同時に流量センサ３４にも監視ＯＮの指令信号が出力されてタイマー計時が開始され、計時完了後に流量センサＯＮとなってガス流量の監視が開始される。
【００１８】
ガス流量の監視はそのまま続けられ、ガス流量が設定量以上で温度検出器２９により検出されている容器温度が定温度以上であれば電磁弁ＯＮが維持されてガス供給が継続される。検出温度が何らかの原因で設定流量以下になると、供給異常として直ちに保持容器２のヒータ出力が停止される。またエラー表示やアラームを出力して供給異常を作業員に知らせる。
【００１９】
これにより供給途中でガス欠乏になっても、流量センサによる流量監視から保持容器のヒータ出力を停止して対処できるので、設定温度以上でのガス不足から発生する材料酸化による不純物の多量発生や酸化による発火現象が事前に防止することができる。
【００２０】
またガス流量が設定量以上で、容器温度が設定温度以下になったことが温度検出器２９により検出されると、制御装置３０からの指令信号により流量センサ監視ＯＦＦ、電磁弁ＯＦＦとなって、ボンベ３１から保持容器２への不活性ガスの供給が停止され、設定温度以下での無駄なガス供給が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明に係わる不活性ガス供給方法を実施し得る装置と金属成形機の説明図である。
【図２】この発明の不活性ガスの供給工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１      射出シリンダ
２      保持容器
３      ガス供給装置
２１      槽体
２４      溶解筒
２６      ヒータ
２７      導入管
２９      温度検出器
３０      制御装置
３１      ボンベ
３２      ガス供給路
３３      減圧弁
３４      流量センサ
３５      電磁弁
【図１】
0004599415.tif 000002
【図２】
0004599415.tif 000003