(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に臨んで、充填されたろう材を射出するノズル部を有するチャンバと、
前記チャンバ内に前記ノズル部からの射出方向に進退可能に摺動自在に配され、その前進摺動によってチャンバ内のろう材をノズル部から射出する第１プランジャと、
前記第１プランジャに対して所定の範囲で前記射出方向に進退可能に摺動自在に配し、前記チャンバ内に連通する導入孔を形成した第２プランジャと、
前記第２プランジャの導入孔に連通した挿通孔が形成され、先端縁が前記第１プランジャと係脱すると共に、前記射出方向に進退可能に支持された筒状のバレルの先端部に取り付けた第３プランジャと、
前記バレル内で該バレルの軸を中心として回転自在に支持されると共に、バレルに対して該バレルの軸方向に進退可能に摺動自在なスクリュとからなり、
前記スクリュの摺動により前記第３プランジャの挿通孔を開閉し、開放時に該スクリュの回転によってバレルに供給されたろう材を前記チャンバ内に給送し、閉鎖時にバレルを前進させ、前記第３プランジャを前記第１プランジャに係合させて該第１プランジャを前記チャンバに対して摺動させながらチャンバ内のろう材をノズル部から射出することを特徴とするロストワックス法用ろう模型成形装置。
【請求項２】
前記チャンバ内に供給されたろう材が所定の量となって計量が完了した後、該チャンバ容積を大きくしてろう材の圧力を所定の大きさに下げることを特徴とする請求項１に記載のロストワックス法用ろう模型成形装置。
【請求項３】
前記チャンバ内にろう材を供給後、前記バレルを後退させて、前記第３プランジャを第１プランジャから離脱させ、該第１プランジャを前記チャンバに対して摺動自在とすることによりチャンバ内のろう材の圧力を所定のものとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロストワックス法用ろう模型成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロストワックス法による鋳造に用いられるろう模型を成形するためのロストワックス法用ろう模型成形装置に関し、特に連続成形を可能にした成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロストワックス法は、製品成形用鋳型を成形するのに、ろうによって成形した模型を使用するもので、このろう模型を雄型として鋳型を成形し、鋳型の完成時には加熱してろう模型を鋳型から脱落させ、脱ろうした部分に溶湯を流し込んで製品を得る鋳造法である。ろう模型は、金型に材料のろうを射出することによって成形される。
【０００３】
ろう模型の成形に際して、ろう材は液状となったものよりも半溶融状態の方が固化させる際の温度差が小さいことから、半溶融状態で金型内に射出される。すなわち、温度差が小さい方が収縮量が小さくなり、体積収縮に起因するひけや気泡などが発生しにくく、成形不良が生じにくくなるからである。このため、射出成形時までろう材を半溶融状態で均一温度に維持する必要がある。
【０００４】
図６及び図７は従来のろう模型成形装置の概略を説明する図で、図６はビュレットを用いて成形装置にろう材を供給するものであり、図７は溶融したろう材を成形装置に供給するものである。
【０００５】
図６に示す成形装置は、射出シリンダ１によって昇降させられるプランジャ２と、このプランジャ２を受容してノズル部3aからろう材４を射出するチャンバ３とを備えている。なお、チャンバ３にはヒータ５が具備されており、チャンバ３に供給されたろう材４を適宜に加温する。ろう材４はビュレットとしてこの成形装置に供給されるが、このろう材４は所定の温度に、且つ、均一に維持されている必要がある。このため、ろう材４はチャンバ３に供給されるまで、保温装置６によって所定温度に維持される。
【０００６】
また、図７に示す成形装置は、ろう材７を溶融タンク８内でヒータ９で加温し、撹拌モータ10によって回転する撹拌スクリュー11で撹拌して適宜な状態まで溶融して液化させる。液化されたろう材７は、方向切替弁12と圧送シリンダ13とによって圧送され、熱交換器14によって半溶融状態まで冷やされて、チャンバ15に供給される。チャンバ15内のろう材７は射出シリンダ16によって、ノズル部15a から射出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のろう模型成形装置では、それぞれ次のような問題がある。図６に示す成形装置の場合には、ビュレット状のろう材４を供給するため、このろう材４が半固体の状態にあるように保温装置６を用いて予熱する必要がある。この予熱時にはろう材４を加熱して均熱化を図るが、均熱化に長時間を要すると共に、成形のための適正温度に保たなければないから、高精度な予熱管理と、所定量のビュレットの予熱を行なうためのスペースが要求されると共にバッチ処理となり、連続成形を行なえない。
【０００８】
また、図７に示す成形装置の場合には、液化したろう材７を熱交換器14を通して半溶融状態にする必要が有るため、ろう材７をチャンバ15に供給するまでの準備工程に要する付帯設備が必要となり、連続成形を行なうことができる反面、全体としての設備が大型化し、大きな設置スペースを必要としている。
【０００９】
そこで、この発明は、準備作業を必要としないため、設備を大型化することがなく、均熱工程を必要としないために予熱管理などを行う必要のないロストワックス法用ろう模型成形装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置は、金型に臨んで、充填されたろう材を射出するノズル部を有するチャンバと、前記チャンバ内に前記ノズル部からの射出方向に進退可能に摺動自在に配され、その前進摺動によってチャンバ内のろう材をノズル部から射出する第１プランジャと、前記第１プランジャに対して所定の範囲で前記射出方向に進退可能に摺動自在に配し、前記チャンバ内に連通する導入孔を形成した第２プランジャと、前記第２プランジャの導入孔に連通した挿通孔が形成され、先端縁が前記第１プランジャと係脱すると共に、前記射出方向に進退可能に支持された筒状のバレルの先端部に取り付けた第３プランジャと、前記バレル内で該バレルの軸を中心として回転自在に支持されると共に、バレルに対して該バレルの軸方向に進退可能に摺動自在なスクリュとからなり、前記スクリュの摺動により前記第３プランジャの挿通孔を開閉し、開放時に該スクリュの回転によってバレルに供給されたろう材を前記チャンバ内に給送し、閉鎖時にバレルを前進させ、前記第３プランジャを前記第１プランジャに係合させて該第１プランジャを前記チャンバに対して摺動させながらチャンバ内のろう材をノズル部から射出することを特徴としている。
【００１１】
前記スクリュに供給されたろう材は、該スクリュの回転によって圧送される。このとき、スクリュは該スクリュを収容している前記バレルに対して適宜位置まで該バレルの軸方向に摺動して後退した状態にあり、前記第３プランジャの挿通孔を開放している。このため、圧送されたろう材は前記チャンバ内に供給される。適宜量のろう材が供給されると、前記スクリュが摺動して前進し、第３プランジャの挿通孔を閉鎖し、前記バレルとチャンバとを遮断する。次いで、バレルを前進させると、バレルと共に前進する前記第３プランジャが第１プランジャに係合し、該第１プランジャをチャンバに対して摺動させて前進させる。この摺動によってチャンバ内に供給されたろう材がノズル部から金型内に射出されて、ろう模型が成形される。また、ろう材は前記スクリュによって圧送される間に、適宜に加熱されて半溶融状態となると共に、スクリュの回転によって混練されて均熱化される。
【００１２】
すなわち、予熱処理などを行わなくてもよく、連続的にろう模型を成形することができる。しかも、インラインスクリュ式により混練され均熱化されたろう材で成形を行えるので、熱交換器などの付帯設備を必要とすることもない。
【００１３】
また、請求項２の発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置は、前記チャンバ内に供給されたろう材が所定の量となって計量が完了した後、該チャンバ容積を大きくしてろう材の圧力を所定の大きさに下げることを特徴としている。
【００１４】
ろう材はスクリュの回転により圧送されてチャンバに供給されるから、加圧された状態にあり、この状態で成形品の取り出しのためノズルから金型を外すと、加圧された状態のろう材がノズルから漏れ、連続作業を行なえなくなる。そこで、計量後にチャンバ容積を適宜に大きくすることにより、ろう材の圧力をノズルから漏れないように、一定にした状態で保持させる。
【００１５】
また、請求項３の発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置は、前記チャンバ内にろう材を供給後、前記バレルを後退させて、前記第３プランジャを第１プランジャから離脱させ、該第１プランジャを前記チャンバに対して摺動自在とすることによりチャンバ内のろう材の圧力を所定のものとすることを特徴としている。
【００１６】
前記バレルを後退させると、チャンバ内の内圧とバレルの後退量によっては、ノズルから逆に空気を吸込んでしまうおそれがある。このため、前記第３プランジャを第１プランジャから離脱させ、第１プランジャをチャンバに対して摺動自在とすることにより、チャンバ内のろう材の圧力を、ノズルからろう材を漏らさず、且つ、ノズルから空気を吸込まないようにする。すなわち、第３プランジャを所定量で後退摺動させると、該第３プランジャと共に第２プランジャが第１プランジャに対して摺動して、この摺動量に応じた距離を第１プランジャが移動できる状態となる。このため、第１プランジャがろう材の圧力によって押動されて、チャンバ容積が大きくり、残留圧力が除去され、チャンバ内のろう材の圧力を所定の圧力にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図５に示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置を具体的に説明する。
【００１８】
図１はこの発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置の概略の構造を示す正面図で、架台20にはチャンバ21が固定されており、このチャンバ21に供給されたろう材22が、先端部に設けられたノズル部21a から該ノズル部21a が臨んだ図示しない金型に射出される。
【００１９】
前記チャンバ21内には、ろう材22の射出方向に摺動自在に第１プランジャ23が配設されている。この第１プランジャ23は中央部にガイド孔23a が形成され、下部にはこのガイド孔23a よりも拡径して切り込まれた受容部23b が形成されている。そして、この受容部23b に摺動自在に第２プランジャ24が収容されている。
【００２０】
前記第２プランジャ24は前記受容部23b に前記射出方向に摺動自在に収容されるプランジャ部24a と前記ガイド孔23a を挿通する首部24bとから形成されている。また、中央部には導入孔24c が形成されており、ろう材22はこの導入孔24cを通ってチャンバ21内に供給される。そして、この第２プランジャ24の首部24b の端部が第３プランジャ25の先端部に、ねじ込みなどによって結合させてある。
【００２１】
前記第３プランジャ25には、第２プランジャ24の前記導入孔24c に連通させた挿通孔25aが形成されている。この第３プランジャ25の外径は、前記第２プランジャ24の首部24bの外径よりも大きくしてあり、前記第１プランジャ23が摺動して後退した場合に、第１プランジャ23の上端が第３プランジャ25の先端に当接するようにして、これら第１プランジャ23と第３プランジャ25とが係脱自在としてある。第３プランジャ25は、円筒状のバレル26の先端部にねじ込みなどによって固定されており、挿通孔25aがバレル26の内部に連通している。挿通孔25aのバレル26の内部に位置した部分は、バレル26の内径とほぼ等しい内径に拡径されており、この拡径された段部でシート部25b が形成されている。
【００２２】
バレル26は、図示しない支持手段によって昇降自在に支持されている昇降架台27に取り付けられて、この昇降架台27と共に昇降するようにしてある。また、昇降架台27の適宜位置にはホッパ28が設けられており、このホッパ28がバレル26の内部に連通して、該ホッパ28から粒状のろう材22がバレル26内に供給される。昇降架台27は前記架台20に取り付けられた射出シリンダ29に連繋させてあり、この射出シリンダ29の作動によって昇降するようにしてある。
【００２３】
前記バレル26の内部には、回転自在で、該バレル26の軸方向に摺動自在にスクリュ30が収容されている。このスクリュ30の先端部はほぼ円錐形に形成され、その円錐面が前記シート部25bに当接した状態で、挿通孔25aが閉鎖されるようにしてある。スクリュ30の上部は駆動部材31が連繋しており、この駆動部材31と前記昇降架台27とを計量開きシリンダ32で連繋させてあり、この計量開きシリンダ32の動作方向は駆動部材31を昇降架台27に対して離隔する方向としてある。また、昇降架台27に植設した支持ボルト33を駆動部材31に貫通させてあり、この支持ボルト33の頭部33aと駆動部材31との間に圧縮コイルばねからなる押下ばね34を介在させて、この押下ばね34の復元力を駆動部材31が昇降架台27に接近する方向に移動するよう付勢してある。すなわち、前記駆動部材31の昇降架台27に対する接離動作により、前記スクリュ30がバレル26に対して摺動する。
【００２４】
また、スクリュ30の上端部には油圧モータなどからなるスクリュ駆動モータ35を連繋させてあり、このスクリュ駆動モータ35の動作によってスクリュ30が回転する。
【００２５】
以上により構成したこの発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置の実施形態の作用を、以下に説明する。
【００２６】
図１はチャンバ21にろう材22を供給しながら計量する動作を示しており、前記計量開きシリンダ32によって駆動部材31が前記昇降架台27から離隔する方向である上方に押上げられ、スクリュ30をバレル26に対して上昇させ、スクリュ30の先端部をシート部25bから後退させて離隔させ、バレル26の内部とチャンバ21の内部とを連通させる。ろう材22はホッパ28からバレル26に供給され、前記スクリュ駆動モータ35の動作によってスクリュ30が回転してろう材22をチャンバ21に給送する。この際、チャンバ21内にろう材22が供給されるに従って、第１プランジャ23と第２プランジャ24、第３プランジャ25とがバレル26と共に上昇、すなわち後退する。適宜位置まで上昇すると計量が完了する。
【００２７】
図２は計量が完了した状態を示す図で、第１プランジャ23は第２プランジャ24に対して上昇して、上端部が第３プランジャ25の下端部に当接した状態にある。このため、第２プランジャ24のプランジャ部24aの上端と第１プランジャ23の受容部23bの底面との間に、同図に示すように、間隙Ｇが形成される。また、計量が完了すると、前記計量開きシリンダ32を開放する。これにより、前記押下ばね34の復元力を受けて駆動部材31が下降して前記昇降架台27に接近し、スクリュ30を前進、すなわち下降させて先端部をシート部25bに当接させ、当該部分を閉鎖してバレル26の内部とチャンバ21の内部とを遮断する。
【００２８】
次いで、前記射出シリンダ29を射出時とは反対の方向に作動させて、バレル26を、前記間隙Ｇに相当する距離で上昇させる。この状態を図３に示してあり、バレル26の上昇によって、第１プランジャ23の上面と第３プランジャ25の下端面との間に間隙Ｈが形成される。この間隙Ｈによって第１プランジャ23が第２プランジャ24に対して上昇することが許容される。他方、チャンバ21内にスクリュ30の回転によって給送された際のろう材22には圧力が残留している。この残留圧力が第１プランジャ23に作用するから、該第１プランジャ23が上昇してこの残留圧力が除去される。
【００２９】
そして、前記射出シリンダ29が射出方向へ作動して、バレル26を下降させ、チャンバ21内のろう材22がノズル部21a から図示しない金型内に射出されることになる。
【００３０】
図５は、このロストワックス法用ろう模型成形装置の動作を説明するタイムチャートであり、Ｐは第３プランジャ25の位置を示し、Ｃは計量開きシリンダ32の動作信号のＯＮ／ＯＦＦを示し、Ｓはスクリュ30の先端位置を示し、ＳR はスクリュ駆動モータ35のＯＮ／ＯＦＦを示す。射出工程時には第３プランジャ25が後退した位置から徐々に前進してチャンバ21内のろう材22が押し出される。また、射出時には計量開きシリンダ32がＯＦＦとなり前記押しばね34の復元力を受けてスクリュ30が前進してシート部25b が閉鎖されており、スクリュ30はスクリュ駆動モータ35がＯＦＦされて回転しない。
【００３１】
射出工程が終了すると、計量開きシリンダ32の加圧信号がＯＮされて、スクリュ30を後退させてシート部25b を開放する。このため、バレル26とチャンバ21とが連通してろう材22をチャンバ21に供給できる状態となったので、スクリュ駆動モータ35がＯＮされて、スクリュ30が回転し、ろう材22がチャンバ21に給送される。
【００３２】
チャンバ21内に所定量のろう材22が供給され、第３プランジャ25が予め定められた位置まで後退したならば、スクリュ駆動モータ35がＯＦＦとなりスクリュ30の回転が停止する。そして、計量開きシリンダ32の加圧信号がＯＦＦとなり、押しばね34の復元力を受けてスクリュ30が前進してシート部25b が閉鎖されることになる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置によれば、予熱処理などを行わなずに、連続的にろう模型を成形することができるロストワックス法用ろう模型成形装置とすることができる。しかも、インラインスクリュ式でろう材の成形を行えるので、ろう材の給送時に適宜に加熱して連続的に反溶融状態として成形でき、熱交換器などの付帯設備を必要とすることもない。
【００３４】
また、請求項２の発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置によれば、ろう材を金型に射出するに際してろう材の圧力を均一化できるので、金型内に均一に射出することができる。
【００３５】
また、請求項３の発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置によれば、第１プランジャがろう材の圧力によって押動されて、残留圧力が除去されるから、チャンバ内のろう材の圧力を所定の圧力にできると共に、圧力を確実に均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置の計量中の状態を説明するための概略図である。
【図２】計量が完了して、チャンバに至るろう材の流路が閉鎖した状態を示す。
【図３】計量が完了してチャンバ内の残留圧力を除去するために第３プランジャを僅かに上昇させた状態を示す図である。
【図４】チャンバ内の残留圧力が第１プランジャの後退によって除去された状態を示す図である。
【図５】この発明に係るロストワックス法用ろう模型成形装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】図６は従来のろう模型成形装置の概略を説明する図で、ビュレットを用いて成形装置にろう材を供給する装置の概略の構造を示す。
【図７】図７は従来のろう模型成形装置の概略を説明する図で、溶融したろう材を成形装置に供給する装置の概略の構造を示す。
【符号の説明】
20  架台
21  チャンバ
21a  ノズル部
22  ろう材
23  第１プランジャ
23a  ガイド孔
23b  受容部
24  第２プランジャ
24a  プランジャ部
24b  首部
24c  導入孔
25  第３プランジャ
25a  挿通孔
25b  シート部
26  バレル
27  昇降架台
28  ホッパ
29  射出シリンダ
30  スクリュ
31  駆動部材
32  計量開きシリンダ
33  支持ボルト
33a  頭部
34  押下ばね
35  スクリュ駆動モータ
【図１】
0004123396.tif 000002
【図２】
0004123396.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004123396.tif 000005
【図５】
0004123396.tif 000006
【図６】
0004123396.tif 000007
【図７】
0004123396.tif 000008