(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯をダイカスト金型内のキャビティに供給するダイカストマシンにおいて、周壁部の長さ方向中央部にガス流入口を穿設し、該ガス流入口に対向する位置に複数のガス流出口を穿設したノズル被覆筒体と、前記ガス流入口に一端部を固着したガス供給管とを設け、溶湯供給ノズルの略全外周面を所定間隙離隔して前記ノズル被覆筒体により被覆し、前記ガス供給管より前記ガス流入口を介して前記ノズル被覆筒体内に燃焼ガスを流入するようにしたことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項２】
金属溶湯をダイカスト金型内のキャビティに供給するダイカストマシンにおいて、周壁部にガス流入口を穿設し、かつ、該周壁部の長さ方向両端部に複数列状に複数のガス流出口を穿設したノズル被覆筒体と、前記ガス流入口に一端部を固着したガス供給管とを設け、溶湯供給ノズルの略全外周面を所定間隙離隔して前記ノズル被覆筒体により被覆し、前記ガス供給管より前記ガス流入口を介して前記ノズル被覆筒体内に燃焼ガスを流入するようにしたことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項３】
前記ノズル被覆筒体の周壁部に円周方向所定間隔で螺子孔を形成し、前記螺子孔にボルトを螺合させ、前記ボルトの先端を前記溶湯供給ノズルの外周面に当接、押圧することにより、前記ノズル被覆筒体を前記溶湯供給ノズルに所定間隙離隔して被覆するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶湯をダイカスト金型内のキャビティに供給するダイカストマシン、特には、ホットチャンバダイカストマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
湯道入口部に形成されたノズル受け部に溶湯供給ノズルの先端部を当接させ、金属溶湯を溶湯供給ノズルよりダイカスト金型内のキャビティに供給するホットチャンバダイカストマシンでは、溶湯供給ノズル内で金属溶湯が凝固して目詰まりしないよう、溶湯供給ノズル内の金属溶湯を所定温度以上に保持する工夫がなされている。
例えば、溶湯供給ノズルの外周部にヒーターを装着し、又は溶湯供給ノズルの近傍にバーナーを配置して、ヒーター又はバーナーによって溶湯供給ノズルを加熱することにより、溶湯供給ノズル内の金属溶湯を所定温度以上に保持することは、従来より一般的になされている。
【０００３】
しかし、成形時にあっては、溶湯供給ノズルはダイカスト金型内の湯道入口部に形成されたノズル受け部に当接しているので、溶湯供給ノズルの熱がダイカスト金型に伝達することは避けられず、溶湯供給ノズルの先端部で温度降下が大きかった。又、ヒーターを溶湯供給ノズルの先端部まで装着することができず、バーナーの火炎も溶湯供給ノズルの先端部まで到達しないため、溶湯供給ノズルの先端部まで十分に加熱することができなかった。よって、この部分で金属溶湯が凝固する虞れがあった。
【０００４】
かかる事態を防止するため、特開平１１−３３６９４号公報には、ノズル受け部、ノズル先端部を熱伝導度の低い金属材料により形成し、ノズル先端部に温度検出器を配置し、ノズル先端部の温度を制御するようにしたダイカストマシンが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ダイカストマシンは、ノズル受け部、ノズル先端部を熱伝導度の低い金属材料により形成し、溶湯供給ノズルの熱がダイカスト金型に伝達することを極力防止したものであるが、従来同様、溶湯供給ノズルの外周部に装着したヒーターによって溶湯供給ノズルを加熱するものであるから、溶湯供給ノズル内において大きな温度勾配が生じる上、ノズル先端部を所定温度以上に保持するためには、溶湯供給ノズルを相当程度高温に加熱する必要があった。
よって、溶湯供給ノズル内における大きな温度勾配により、製品品質の不均一化を招いたり、溶湯供給ノズルを相当程度高温に加熱することにより、エネルギーの非効率化を招いたりする。
【０００６】
本発明は、かかる従来における問題点を解決すべく為されたものであって、その目的とするところは、溶湯供給ノズル内における温度勾配を極小化することにより、製品品質の均一化を図り、溶湯供給ノズルを適当な温度で加熱することにより、エネルギーの効率化を図ることができるダイカストマシンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のダイカストマシンは、周壁部にガス流入口及び複数のガス流出口を穿設したノズル被覆筒体と、前記ガス流入口に一端部を固着したガス供給管とを設け、溶湯供給ノズルの略全外周面を所定間隙離隔して前記ノズル被覆筒体により被覆し、前記ガス供給管より前記ガス流入口を介して前記ノズル被覆筒体内に燃焼ガスを流入するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記ノズル被覆筒体の周壁部の長さ方向中央部に前記ガス流入口を穿設し、周壁部の前記ガス流入口に対向する位置に前記複数のガス流出口を穿設するのが好ましい。
【０００９】
さらに、前記ノズル被覆筒体の周壁部の長さ方向両端部に複数列状に前記複数のガス流出口を穿設すれば、燃焼ガスはノズル被覆筒体内の両端部に迅速に流動し易く、溶湯供給ノズル中央部、両端部の温度は均一になり易い。
【００１０】
又、前記ノズル被覆筒体の周壁部に円周方向所定間隔で螺子孔を形成し、前記螺子孔にボルトを螺合させ、前記ボルトの先端を前記溶湯供給ノズルの外周面に当接、押圧することにより、前記ノズル被覆筒体を前記溶湯供給ノズルに所定間隙離隔して被覆するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のダイカストマシンの好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１において、１は固定ダイプレート、２は移動ダイプレート、３は固定金型、４は移動金型を示し、移動ダイプレート２を移動して移動金型４を固定金型３に当接させることにより、キャビティ５が画成されるようになっている。又、固定金型３には湯道６が形成されており、湯道６の入口部にはノズル受け部７が形成されている。
【００１３】
本発明のダイカストマシン１１は、図１乃至３に示すように、溶湯供給ノズル１２、ポンプハウジング１３、ノズル被覆筒体１４、ガス供給管１５、及び温度検出器１６，１７とから構成される。
【００１４】
溶湯供給ノズル１２は、図示しない保温炉のポンプハウジング１３に固定されており、溶湯供給ノズル１２、ポンプハウジング１３には湯道１８が形成されている。そして、ノズル先端部１９は、前記ノズル受け部７に当接するようになっている。
【００１５】
ノズル被覆筒体１４は、炭素鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等からなる円筒体であり、その内径は溶湯供給ノズル１２の外径より適宜径だけ大としてあり、溶湯供給ノズル１２の略全外周面を所定間隙離隔して被覆するようにしてある。
ノズル被覆筒体１４には、周壁部の長さ方向中央部にガス流入口２０を穿設し、周壁部のガス流入口２０に対向する位置には、図４に示すような複数のガス流出口２１，２２，２３を穿設してある。又、周壁部の長さ方向両端部に、円周方向１２０°間隔で螺子孔２４，２５を形成してある。
【００１６】
ガス流入口２０にはガス供給管１５の一端部を固着し、ガス供給管１５を流通してきたガスがガス流入口２０よりノズル被覆筒体１４内に流入するようにしてある。
【００１７】
螺子孔２４，２５にはボルト２６，２６，・・・を螺合させ、ボルト２６，２６，・・・の先端を溶湯供給ノズル１２の外周面に当接、押圧することにより、ノズル被覆筒体１４を溶湯供給ノズル１２に所定間隙離隔して被覆するようにしてある。
又、複数の螺子孔２４，２５に螺合させた、何れか同位相上にあるボルト２６，２６の頭部には温度検出器１６，１７を設置してあり、溶湯供給ノズル１２の先端部及び後端部の温度を検出できるようにしてある。温度検出器１６，１７としては、熱電対を使用することができる。
【００１８】
ガス流出口２１，２２，２３は、ノズル被覆筒体１４内の燃焼ガスをノズル被覆筒体１４外に流出させるものであるが、その配置、直径、個数等によってノズル被覆筒体１４各部の温度を適宜調整することができる。
例えば、図４（Ａ）に示すように、同一直径のガス流出口２１，２１，・・・を同一間隔で同一列状に形成してもよい。かかる場合には、通常、燃焼ガスはノズル被覆筒体１４内の中央部に滞留し易いから、溶湯供給ノズル１２中央部の温度は両端部よりやや高くなり易い。
又、図４（Ｂ）に示すように、ガス流出口２２を中央部に１個、これと同一直径のガス流出口２２，２２，・・・を両端部に同一間隔で同一列状に形成し、さらに、両端部にガス流出口２３，２３，２３をガス流出口２２，２２，・・・に２列並行状に、各３個形成してもよい。かかる場合には、通常、燃焼ガスはノズル被覆筒体１４内の両端部に迅速に流動し易いから、溶湯供給ノズル１２中央部、両端部の温度は均一になり易い。
【００１９】
次に、本発明のダイカストマシン１の作用、効果について、その操作方法とともに説明する。
【００２０】
先ず、溶湯供給ノズル１２の略全外周面を被覆するようにノズル被覆筒体１４を配置し、螺子孔２４，２５にボルト２６，２６，・・・を螺合させ、ボルト２６，２６，・・・の先端を溶湯供給ノズル１２の外周面に当接、押圧させて、ノズル被覆筒体１４を溶湯供給ノズル１２に所定間隙離隔して被覆する。
【００２１】
そして、何れか同位相上にあるボルト２６，２６の頭部に温度検出器１６，１７を設置し、それらの導線コードを図示しない制御装置に接続し、溶湯供給ノズル１２の温度を検出するとともに、ガス流量、空気流量を適宜調整して、溶湯供給ノズル１２の温度を制御できるようにする。
又、ガス供給管１５の他端部を図示しないガスホースに連結し、図示しないガスボンベ等からガスを供給するとともに、ガス流量調整バルブ２７、空気流量調整バルブ２８により燃焼ガスの温度を適宜調整できるようにする。
【００２２】
次に、ガス流量調整バルブ２７を開放して、ガス供給管１５にガスを供給し、着火後、空気流量調整バルブ２８を開放して、ガス供給管１５に空気を供給し、燃焼ガスの温度を適宜調整する。
尚、制御装置を自動にしておいた場合には、燃焼ガスの温度を適宜設定しておけば、上記操作はガス流量調整バルブ２７、空気流量調整バルブ２８を作動させる図示しないアクチュエータが実行することになる。
【００２３】
ガス供給管１５からガス流入口２０を介してノズル被覆筒体１４内に流入してきた燃焼ガスは、溶湯供給ノズル１２の外周面、ノズル被覆筒体１４の内周面に沿ってノズル被覆筒体１４の両端部へと流動し、図４（Ａ）の場合には、ノズル被覆筒体１４の両端開口及びガス流出口２１，２１，・・・から、図４（Ｂ）の場合には、ノズル被覆筒体１４の両端開口及びガス流出口２２，２２，・・・、ガス流出口２３，２３，・・・からノズル被覆筒体１４外へと流出する。
この時、ノズル被覆筒体１４内では溶湯供給ノズル１２に沿って燃焼ガスが流動するから、ノズル被覆筒体１４で被覆された溶湯供給ノズル１２は略均一に加熱される。又、ノズル被覆筒体１４の両端開口から噴出した燃焼ガスは火炎となってノズル先端部１９を直接加熱するから、ノズル先端部１９も十分に加熱される。
【００２４】
以上のように、本発明のダイカストマシン１によれば、溶湯供給ノズル１２内において大きな温度勾配が生じることはなく、ノズル先端部１９を所定温度以上に保持するために溶湯供給ノズル１２をそれ程高温に加熱する必要もない。よって、溶湯供給ノズル１２内における大きな温度勾配により、製品品質の不均一化を招いたり、溶湯供給ノズル１２を相当程度高温に加熱することにより、エネルギーの非効率化を招いたりすることがない。
【００２５】
さらに、本発明のダイカストマシン１を使用した実験例によって、その作用、効果をより具体的に説明する。
【００２６】
［実験例］
図５に示すように、外径５８ｍｍ、長さ２９９ｍｍ、湯道径１８ｍｍの溶湯供給ノズル１２に内径８２．７ｍｍ、長さ１７０ｍｍのノズル被覆筒体１４を被覆した。ノズル被覆筒体１４には、周壁部の長さ方向中央部にガス流入口を穿設し、対向する周壁部に円周方向１８°間隔で５列並行状に、口径２．５ｍｍのガス流出口をピッチ４．５ｍｍで合計３０個穿設してある。
溶湯供給ノズル１２内に金属溶湯としてマグネシウムを流動させ、ガス流入口を介してノズル被覆筒体１４内に燃焼ガスを０．９ｍ3 ／ｈｒ又は１．２ｍ3 ／ｈｒで流入させ、その時の燃焼ガスの温度、溶湯供給ノズル１２のＡ及びＢ点の温度を測定した。
【００２７】
【表１】
0004378010.tif 000002
【００２８】
測定結果は表１に示す通りであり、何れの場合にも、Ａ点とＢ点との温度差は１０℃程度であり、溶湯供給ノズル１２内において大きな温度勾配は生じなかった。又、燃焼ガスとＡ点又はＢ点との温度差も２０〜４０℃程度であり、溶湯供給ノズル１２をそれ程高温に加熱する必要がないことも理解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイカストマシンの使用状態を示す断面図である。
【図２】本発明のダイカストマシンの外観斜視図である。
【図３】本発明のダイカストマシンにおいて、溶湯供給ノズルを除いた状態を示す外観斜視図である。
【図４】本発明のダイカストマシンのノズル被覆筒体の平面図である。
【図５】（Ａ）は実験において使用したノズル被覆筒体の平面図、（Ｂ）は実験において使用した溶湯供給ノズル及びノズル被覆筒体の断面図である。
【符号の説明】
３  固定金型
４  移動金型
５  キャビティ
１１  ダイカストマシン
１２  溶湯供給ノズル
１４  ノズル被覆筒体
１５  ガス供給管
２０  ガス流入口
２１，２２，２３  ガス流出口
２４，２５  螺子孔
２６  ボルト
【図１】
0004378010.tif 000003
【図２】
0004378010.tif 000004
【図３】
0004378010.tif 000005
【図４】
0004378010.tif 000006
【図５】
0004378010.tif 000007