(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融シリンダの後端面の開口から前記溶融シリンダの中にシリンダ孔に沿って押し込まれるようにして順次供給される円柱短棒形状の軽金属材料を前記溶融シリンダの中で溶湯に加熱溶融するとともに前記溶融シリンダの中に前記溶湯を貯留する溶融ユニットと、
前記溶融シリンダの中から自重による自由落下によって射出シリンダの中に供給される前記溶湯を前記射出シリンダの中に貯留するとともに前記射出シリンダの中に貯留した前記溶湯を前記射出シリンダの中で前後に移動可能に内挿されているプランジャで射出する射出ユニットと、
前記溶融ユニットと前記射出ユニットを連結し、前記溶融シリンダの中と前記射出シリンダの中を連通する連通路が形成されている連結部材と、
前記溶湯を給排する溶湯給排口が形成され、前記溶融シリンダの中で前記連通路の前記溶融シリンダ側の開口に対面する箇所を除いた箇所に前記溶湯給排口を開口させて前記溶融シリンダの中と連通するように前記溶融シリンダと接続し、前記溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の前記溶湯を貯留する溶湯ポットと、
前記連通路を開閉する逆流防止装置と、
前記溶湯ポットの中に貯留した前記溶湯の液面の高さを検出する液面レベル検出装置と、
を備え、
前記溶湯給排口の内径は、前記連通路の内径よりも大きく、かつ前記溶湯ポットの内径よりも小さく形成されている、
軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項２】
前記溶融シリンダは、横向きかつ前記射出シリンダの上に配置され、
前記連通路は、前記溶融シリンダ側の開口が前記溶融シリンダのシリンダ孔の下側部分に開口し、
前記溶湯ポットは、前記連通路の前記溶融シリンダ側の開口の真上から水平方向に離れ、かつ前記溶融シリンダの上に配置され、
前記溶湯給排口は、前記溶湯ポットの下端面に形成され、前記連通路の前記溶融シリンダ側の開口の真上から水平方向に離れ、かつ前記溶融シリンダのシリンダ孔の上側部分に開口し、
前記液面レベル検出装置は、前記溶湯給排口の上方から水平方向に離して配置されている、
請求項１の軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項３】
前記溶湯ポットの中の前記溶湯の上方に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を備え、
前記射出シリンダは、横向きかつ前記溶融シリンダの下に配置され、
前記プランジャは、前記溶湯が供給される前に所定の位置に移動し、前記溶湯を射出するときに前進し、
前記連結部材は、前記溶融ユニット側が前記溶融シリンダの前側部分かつ下側部分に接続され、前記射出ユニット側が前記射出シリンダの前側部分かつ上側部分に接続され、
前記連通路は、前記溶融シリンダ側の開口が前記溶融シリンダのシリンダ孔の前側部分に開口し、前記射出シリンダ側の開口が前記射出シリンダのシリンダ孔の前側部分かつ上側部分に開口し、
前記溶湯ポットは、貯留している前記溶湯の上方を前記不活性ガスの雰囲気にし、
前記逆流防止装置は、前記連通路の途中または前記連通路の前記射出シリンダ側の開口を開閉する、
請求項２の軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項４】
前記逆流防止装置は、前記連通路の前記射出シリンダ側の開口の周囲に形成された弁座と、前記射出シリンダの中で前記弁座に着座して前記連通路を閉じるとともに前記弁座から離れて前記連通路を開くように進退する弁棒とを備える、
請求項１ないし３のいずれか１つの軽金属射出成形機の射出装置。
【請求項５】
前記溶湯ポットの中で前記溶湯給排口の開口に対面した位置に取り付けられて、前記溶湯ポットの中に流入する前記溶湯を前記溶湯ポットの中で分散させる溶湯分散部材を備える、
請求項１ないし４のいずれか１つの軽金属射出成形機の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽金属射出成形機の射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽金属射出成形機は、射出装置と型締装置とそれらを制御する制御装置とを備えている。射出装置は、軽金属材料を溶湯になるまで加熱溶融し、当該溶湯を金型装置の中に射出する。型締装置は、金型装置を搭載し、当該金型装置を開閉および型締めする。溶湯は、金型装置の中で冷えて固まることで成形品となる。軽金属材料は、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金などである。
【０００３】
特許文献１および特許文献２の軽金属射出成形機の射出装置は、円柱短棒形状の軽金属材料を溶湯に加熱溶融する溶融ユニットと、溶融ユニットから供給される溶湯を射出する射出ユニットと、溶融ユニットと射出ユニットを連通する連通路が形成されている連結部材とを備えている。溶融ユニットは、射出ユニットの上方に配置されている。円柱短棒形状の軽金属材料は、例えば、ビレットと称される。
【０００４】
溶融ユニットは、横置きの溶融シリンダを備えている。溶融シリンダは、前側部分かつ下側部分に射出シリンダに連通する連通路が接続され、後端面の開口からビレットが順次供給される。溶融シリンダは、複数のヒータによる加熱温度を制御することによって後端から前端に向かうにつれてビレットを強く溶融するように構成されている。溶融シリンダは、加熱溶融したあとの軽金属材料の溶湯を貯留する。ビレットの外径は、溶融シリンダの後端部の内径よりもわずかに小径である。溶融シリンダの後端部とビレットの間は、溶湯のある程度に軟化した状態にあって溶湯のバックフローを防止する程度に固化した固化物であるシール部材でシールされている。シール部材は、前進移動するビレットを円滑に摺動する。
【０００５】
射出ユニットは、横置きの射出シリンダを備えている。射出シリンダは、前側部分かつ上側部分に溶融シリンダと連通する連通路が接続され、前端部に射出ノズルが接続されていて、射出シリンダの後端面の開口からシリンダ孔の中に挿入するようにプランジャが収められている。また、射出シリンダには、シリンダ孔とプランジャの先端面で囲まれた射出室が形成されている。射出ユニットは、プランジャを所定の位置まで移動させることで所定の容積の射出室を形成したあと、溶湯の自重による自由落下によって連通路を通して溶融シリンダから射出シリンダに供給される溶湯を射出室の中に貯留するようにして溶湯を計量し、プランジャを前進させて射出ノズルを通して射出室の中の溶湯を射出する。プランジャの外径は、射出シリンダの後端部の内径よりもわずかに小径である。射出シリンダの後端部とプランジャの間は、溶湯のある程度に軟化した状態にあって溶湯のバックフローを防止する程度に固化した固化物であるシール部材でシールされている。シール部材は、前進後退移動するプランジャを円滑に摺動する。
【０００６】
また特許文献１および特許文献２の軽金属射出成形機の射出装置は、溶湯を計量するときに連通路を開くとともに溶湯を射出するときに連通路を閉じる逆流防止装置と、溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留するとともに貯留した溶湯の上方を不活性ガスの雰囲気にする不活性ガス貯留部と、不活性ガス貯留部の中の溶湯の液面の高さを検出する液面レベル検出装置と、不活性ガス貯留部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置とを備えている。
【０００７】
逆流防止装置は、連通路の溶融シリンダ側の開口の周囲に形成された弁座と、不活性ガス貯留部の中および溶融シリンダの中を通して弁座に先端部が着座して連通路を閉じるとともに弁座から先端が離れて連通路を開くように進退する弁棒とを備えている。逆流防止装置は、溶湯を射出するときに連通路を閉じることで射出シリンダの中から溶融シリンダの中に溶湯を逆流させないようにする。
【０００８】
不活性ガス貯留部は、溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する溶湯ポットの１つである。不活性ガス貯留部は、溶融シリンダにおける連通路の溶融シリンダ側の開口の真上に接続されて、溶融シリンダの中に連通している。そのため、溶融シリンダの中の溶湯が射出シリンダの中に自重による自由落下によって供給された際に、不活性ガス貯留部の中の溶湯は、溶融シリンダの中に自重による自由落下によって供給されることになる。不活性ガス貯留部は、上部にガス供給口とガス排出口が形成されている。ガス供給口は、不活性ガス供給装置に接続されている。ガス排出口は、リリーフバルブなどの圧力調整バルブが接続されている。不活性ガス貯留部は、貯留している溶湯の上方が所定の圧力の不活性ガスの雰囲気に維持されている。
【０００９】
液面レベル検出装置は、不活性ガス貯留部の中に取り付けられている。液面レベル検出装置は、制御装置に接続されていて、不活性ガス貯留部に貯留された溶湯の液面の高さを示す信号を制御装置に出力する。制御装置は、液面レベル検出装置の出力信号に基づき、溶融ユニットの溶融シリンダの中にビレットを供給するタイミングを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第６５４４８７５号公報
【特許文献２】特許第６５９０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
連通路の溶融シリンダ側の開口の真上に接続される溶湯ポットを備え、溶湯による自由落下によって連通路を通して溶融シリンダの中から射出シリンダの中に溶湯を供給する構造の軽金属射出成形機の射出装置においては、例えば、逆流防止装置は、連通路の射出シリンダ側の開口の周囲に形成された弁座と、射出シリンダの中を通して弁座に先端が着座して連通路を閉じるとともに弁座から先端が離れて連通路を開く弁棒と、で構成されている。また例えば逆流防止装置は、連通路を開閉するロータリバルブなどを連通路の途中に設けるように構成されている。
【００１２】
このように、溶融シリンダに溶湯ポットを接続するとともに逆流防止装置を連通路の射出シリンダ側の開口および連通路の途中に取り付けているので、例えば、弁棒と弁座に摩耗が発生するなどして弁棒が弁座に着座したときに、弁棒と弁座との間の一部に隙間が発生すると、溶湯を射出する際に、射出シリンダの中から射出圧力を受けた溶湯が連通路を通して溶融シリンダに逆流するおそれがある。逆流した溶湯は、連通路の中を直進して、連通路の溶融シリンダ側の開口の真上に接続された溶湯ポットの中に直進して、溶湯ポットの中に貯留された溶湯の液面を大きく波立たせるおそれがある。
【００１３】
溶湯ポットの中に貯留された溶湯の液面が大きく波立つことは、液面レベル検出装置が溶湯の液面の高さを検出する際の妨げになるおそれがある。また溶湯ポットの中に貯留された溶湯の液面が大きく波立つと、液面レベル検出装置、ガス供給口およびガス排出口に溶湯が付着するおそれがある。液面レベル検出センサに付着した溶湯は、液面レベル検出装置が溶湯の液面の高さを検出する際の妨げになるおそれがある。ガス供給口に付着した溶湯は、不活性ガスを供給する際の妨げになるおそれがある。ガス排出口に付着した溶湯は、不活性ガスを排出する際の妨げになるおそれがある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みて、溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する溶湯ポットを備える場合において、溶湯を射出するときに、溶湯が射出シリンダの中から連通路および溶融シリンダを通して溶湯ポットの中に逆流したとしても、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中の溶湯が大きくた波立つことを防止することを可能にする軽金属射出成形機の射出装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の軽金属射出成形機の射出装置は、溶融シリンダの後端面の開口から前記溶融シリンダの中にシリンダ孔に沿って押し込まれるようにして順次供給される円柱短棒形状の軽金属材料を前記溶融シリンダの中で溶湯に加熱溶融するとともに前記溶融シリンダの中に前記溶湯を貯留する溶融ユニットと、前記溶融シリンダの中から自重による自由落下によって射出シリンダの中に供給される前記溶湯を前記射出シリンダの中に貯留するとともに前記射出シリンダの中に貯留した前記溶湯を前記射出シリンダの中で前後に移動可能に内挿されているプランジャで射出する射出ユニットと、前記溶融ユニットと前記射出ユニットを連結し、前記溶融シリンダの中と前記射出シリンダの中を連通する連通路が形成されている連結部材と、前記溶湯を給排する溶湯給排口が形成され、前記溶融シリンダの中で前記連通路の前記溶融シリンダ側の開口に対面する箇所を除いた箇所に前記溶湯給排口を開口させて前記溶融シリンダの中と連通するように前記溶融シリンダと接続し、前記溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の前記溶湯を貯留する溶湯ポットと、前記連通路を開閉する逆流防止装置と、溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面の高さを検出する液面レベル検出装置と、を備え、溶湯給排口の内径は、連通路の内径よりも大きく、かつ溶湯ポットの内径よりも小さく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軽金属射出成形機の射出装置は、溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する溶湯ポットを備える場合において、溶湯を射出するときに、溶湯が射出シリンダの中から連通路および溶融シリンダを通して溶湯ポットの中に逆流したとしても、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中の溶湯が大きく波立つことを防止することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の軽金属射出成形機の射出装置の基本的な構成を示す断面図である。
【図２】本発明の軽金属射出成形機の射出装置の別の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
軽金属射出成形機は、射出装置と、型締装置と、それらを制御する制御装置とを有する。射出装置は、例えば、図１および図２で示される。図１は、本発明の軽金属射出成形機の射出装置１の基本的な構成を示している。図２は、本発明の軽金属射出成形機の射出装置１の別の構成を示している。型締装置と制御装置は、図示省略される。型締装置は、金型装置を搭載し、金型装置を開閉または型締めする。図示省略する金型装置は、例えば、固定側金型と可動側金型を有する。なお、各種装置を駆動する駆動源は、詳しい説明を省略するが、油圧式、空圧式または電動式などの各種方式の駆動源が適宜使用されている。
【００１９】
軽金属射出成形機は、型締装置で金型装置を閉じ、さらに型締めし、射出装置１で金型装置の中のキャビティ空間に向けて軽金属材料の溶湯を射出して充填し、金型装置の中で軽金属材料の溶湯を冷まして固めたあと、型締装置で金型を開いて成形品を取り出す。
【００２０】
実施の形態の軽金属射出成形機は、成形材料が軽金属材料である射出成形機に適する構造を有する。本発明における軽金属材料は、比重が４以下の金属をいう。実用上は、特に、アルミニウムとマグネシウムなどの軽金属材料が成形材料として有効である。成形材料がアルミニウムの場合、溶損しないように、成形材料と接触する部位は、基本的にサーメット系の材料で被覆されている。
【００２１】
図１に示す実施の形態の軽金属射出成形機の射出装置１は、溶融シリンダ２０を有する溶融ユニット２と、射出シリンダ３０を有する射出ユニット３と、溶融シリンダ２０の中と射出シリンダ３０の中を連通する連通路４０が形成されている連結部材４と、連通路４０を開閉する逆流防止装置５と、を備えている。溶融ユニット２、射出ユニット３および逆流防止装置５は、それぞれが備える各種駆動装置および各種センサが制御装置に接続されて各種動作が制御されている。
【００２２】
また図１に示す射出装置１は、溶融シリンダ２０に接続して溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超える溶湯を貯留する溶湯ポット６と、溶湯ポット６の中の溶湯の液面の高さを検出する液面レベル検出装置７と、を備えている。液面レベル検出装置７は、制御装置に接続されている。
【００２３】
またさらに図１に示す射出装置１は、溶湯ポット６の中に貯留した溶湯の上方に不活性ガスを供給する不図示の不活性ガス供給装置８を備えている。不活性ガス供給装置８は、制御装置に接続されて各種動作が制御されてもよい。
【００２４】
溶融シリンダ２０、射出シリンダ３０、連結部材４および溶湯ポット６のそれぞれに、少なくとも１つのヒータが巻き回されている。溶融シリンダ２０と溶湯ポット６を不図示の接続配管で接続する場合には、接続配管の外周にも少なくとも１つのヒータが巻き回されている。また後述される射出ノズル３５にも少なくとも１つのヒータが巻き回されている。
【００２５】
溶融シリンダ２０、射出シリンダ３０および連通路４０は、溶融シリンダ２０の中の溶湯が自重による自由落下によって連通路４０を通して射出シリンダ３０の中に流れ込むことができるように配置および接続されている。溶融シリンダ２０および溶湯ポット６は、溶湯ポット６の中の溶湯が自重による自由落下によって後述される溶湯給排口６ａを通して溶融シリンダ２０の中に流れ込むことができるように配置および接続されている。
【００２６】
溶融ユニット２は、溶融シリンダ２０の後端面の開口２１ａから溶融シリンダ２０の中に順次供給される円柱短棒形状の軽金属材料２２（以下、ビレット２２と称する）を溶融シリンダ２０の中で溶湯に加熱溶融するとともに溶融シリンダ２０の中に溶湯を貯留する。なお、後述される溶湯ポット６が溶融シリンダ２０に接続されているので、溶融シリンダ２０の中に貯留されている溶湯が溶融シリンダ２０の中に貯留可能な溶湯の容量に到達したあと、さらに溶融シリンダ２０の中にビレット２２が順次供給されても、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯は、溶融シリンダ２０の中から押し出されるようにして溶湯ポット６の中に供給される。
【００２７】
溶融ユニット２は、溶融シリンダ２０と、溶融シリンダ２０の中にビレット２２を押し込むためのビレット押出装置２３を有する。図１に示す溶融シリンダ２０は、射出シリンダ３０の上方に水平になるように横向きに配置されている。
【００２８】
溶融シリンダ２０は、例えば、ヒータによって後端から前端に向かうにつれてビレット２２を強く加熱する。例えば、複数のヒータを溶融シリンダ２０の後端から前端に向かって順に並べて複数配置することで、溶融シリンダ２０の各部の加熱温度を個別に制御することができる。溶融シリンダ２０は、加熱溶融したあとの軽金属材料の溶湯を貯留する。
【００２９】
ビレット２２は、所定の長さおよび所定の外径の円柱短棒形状であって順番に溶融シリンダ２０の後端面の開口２１ａから溶融シリンダ２０の中に押し込まれる。ビレット２２は、加熱されている溶融シリンダ２０の中を前進するにしたがい温度が上昇して溶湯に加熱溶融される。溶融シリンダ２０の中を前進するビレット２２は、例えば、溶融シリンダ２０の中央付近に到達するまでに徐々に外側から溶湯に加熱溶融され、溶融シリンダ２０の中央付近に到達する頃には溶湯にまで完全に加熱溶融される。ビレット２２は、前進することで、溶融する前の軟化した部分が拡径する。ビレット２２の拡径部は、溶融シリンダ２０のシリンダ孔に摺動可能に当接して、溶融シリンダ２０とビレット２２の間をシールする。
【００３０】
溶融シリンダ２０のシリンダ孔の内径は、後端部がその他の部分よりも小さくかつビレット２２の外径よりも大きい。図１に示す溶融シリンダ２０は、後端部に縮径部２１を有する。このとき溶融シリンダ２０の後端面の開口２１ａは、縮径部２１の後端面の開口である。縮径部２１の内径は、溶融シリンダ２０のシリンダ孔の内径よりも小さくかつビレット２２の外径よりも大きい。溶融シリンダ２０と縮径部２１は、一体に形成されてもよい。
【００３１】
図１に示す溶融シリンダ２０は、後端部の温度がヒータで制御されて、縮径部２１とビレット２２の間に溶湯のある程度に軟化した状態にあって溶湯のバックフローを防止する程度に固化した固化物であるシール部材を生成する。シール部材は、溶融シリンダ２０の後端部とビレット２２の間をシールして、溶湯のもれを防止する。シール部材は、溶融シリンダ２０とビレット２２の間の摩擦を小さくしてビレット２２の円滑な移動を可能にする。なお溶融シリンダ２０は、後端部に不図示の冷却装置を備えて、後端部をヒータと冷却装置によって所定の加熱温度になるように制御されてもよい。
【００３２】
シール部材は、縮径部２１の内周面に形成される還状溝または溶融シリンダ２０のシリンダ孔と縮径部２１の間の段差に引っかかることで溶湯の圧力を受けても溶融シリンダ２０の後端部から抜け出ない。なお、ビレット２２は、不図示の予熱装置で予熱したあと、溶融シリンダの中に供給されてもよい。予熱されたビレット２２は、縮径部２１を通過したあとに速やかに溶湯に溶融する温度まで加熱される。
【００３３】
射出ユニット３は、溶融シリンダ２０の中から連通路４０を通して自重による自由落下によって射出シリンダ３０の中に供給される溶湯を射出シリンダ３０の中に貯留するとともに射出シリンダ３０の中に貯留した溶湯を射出シリンダ３０の中に前後に移動可能に内挿されているプランジャ３２で射出する。
【００３４】
射出ユニット３は、射出シリンダ３０と、射出シリンダ３０の前端部に取り付けられている射出ノズル３５と、射出シリンダ３０の後端面の開口３１ａからシリンダ孔の中に挿入され射出シリンダ３０の中で前後に移動するプランジャ３２と、プランジャ３２を駆動するためのプランジャ駆動装置３３とを有する。図１に示す射出シリンダ３０は、溶融シリンダ２０の下方に水平になるように横向きに配置されている。プランジャ３２とプランジャ駆動装置３３の駆動軸は、カップリング３４で接続されている。
【００３５】
射出シリンダ３０の中には、シリンダ孔とプランジャ３２の先端面で囲まれた内部空間である射出室３０ａが形成されている。射出室３０ａの容積は、プランジャ３２が前進することで小さくなり、プランジャが後退することで大きくなる。プランジャ３２は、溶湯が供給される前に、予め射出室３０ａの容積が計量に必要な容積になるように所定の位置に移動する。溶融シリンダ２０の中の溶湯は、所定の容積になった射出室３０ａの中に連通路４０を通して自重による自由落下によって流れ込み、射出室３０ａを満たすことで計量される。射出室３０ａの中の溶湯は、プランジャ３２が前進することで射出室３０ａの中から射出ノズル３５を通して金型装置の中に射出される。溶湯を射出するとき、射出ノズル３５は、金型装置に当接して金型装置の中のキャビティ空間と射出室３０ａを連通している。
【００３６】
射出シリンダ３０の中に貯留された溶湯は、例えば、ヒータによって加熱されて溶湯の状態が維持されている。例えば、複数のヒータを射出シリンダ３０の後端から前端に向かって順に並べて複数配置することで、射出シリンダ３０の各部の加熱温度を個別に制御することができる。
【００３７】
射出シリンダ３０のシリンダ孔の内径は、後端部がその他の部分よりも小さくかつプランジャ３２の外形よりも大きい。図１に示す射出シリンダ３０は、後端部に縮径部３１を有する。このとき射出シリンダ３０の後端面の開口３１ａは、縮径部３１の後端面の開口である。縮径部３１の内径は、射出シリンダ３０のシリンダ孔の内径よりも小さくかつプランジャ３２の外径よりも大きい。射出シリンダ３０と縮径部３１は、一体に形成されてもよい。
【００３８】
図１に示す射出シリンダ３０は、後端部の温度がヒータで制御されて、縮径部３１とプランジャ３２の間に溶湯のある程度に軟化した状態にあって溶湯のバックフローを防止する程度に固化した固化物であるシール部材を生成する。シール部材は、射出シリンダ３０の後端部とプランジャ３２の間をシールして、溶湯のもれを防止する。シール部材は、射出シリンダ３０とプランジャ３２の間の摩擦を小さくしてプランジャ３２の円滑な移動を可能にする。シール部材は、縮径部３１の内周面に形成される還状溝または射出シリンダ３０のシリンダ孔と縮径部３１の間の段差に引っかかることで溶湯の圧力を受けても射出シリンダ３０の後端部から抜け出ない。なお射出シリンダ３０は、後端部に冷却装置を備えて、後端部をヒータと冷却装置によって所定の加熱温度になるように制御されてもよい。
【００３９】
連結部材４は、溶融ユニット２と射出ユニット３を連結し、溶融シリンダ２０の中と射出シリンダ３０の中を連通する連通路４０が形成されている。例えば、図１に示す連結部材４は、溶融ユニット２側の端部が溶融シリンダ２０の前側部分かつ下側部分に接続され、射出ユニット３側の端部が射出シリンダ３０の前側部分かつ上側部分に接続されている。例えば、図１に示す連通路４０は、一端が溶融シリンダ２０の中の前側部分かつ下側部分に接続され、他端が射出シリンダ３０の中の前側部分かつ上側部分に接続されている。なお、溶融シリンダ２０および射出シリンダ３０における連通路４０が接続される箇所は、溶融シリンダ２０の中の溶湯が自重による自由落下によって連通路４０を通して射出シリンダ３０の中に流れ込むことが可能な個所であればよい。
【００４０】
例えば、図１に示す連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａは、溶融シリンダ２０のシリンダ孔の前側部分かつ下側部分に開口している。例えば、図１に示す連通路４０の射出シリンダ３０側の開口４０ｂは、射出シリンダ３０のシリンダ孔の前側部分かつ上側部分に開口している。また連通路４０の射出シリンダ３０側の開口４０ｂは、連通路４０の射出シリンダ３０側の端部を射出シリンダ３０のシリンダ孔の前側部分かつ上側部分を貫通させて、射出シリンダ３０のシリンダ孔の中に突き出すようにして、射出シリンダ３０のシリンダ孔の中に開口するように配置するようにしてもよい。
【００４１】
連通路４０の内径は、溶融シリンダ２０の中の溶湯が自重による自由落下によって射出シリンダ３０の中に供給可能であり、かつ逆流防止装置５で逆流を防止する際にシールする面積をできる限り小さくすることができる寸法に形成されるとよい。連通路４０の内径は、例えば、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは、１２ｍｍであるとよい。
【００４２】
逆流防止装置５は、連通路４０を開閉する。逆流防止装置５は、連通路４０の射出シリンダ３０側の開口４０ｂ、連通路４０の途中、または連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口を開閉する。例えば、逆流防止装置５は、射出シリンダ３０のシリンダ孔の中に開口する連通路４０の射出シリンダ３０側の開口４０ｂの周囲に形成される弁座５１と、射出シリンダ３０のシリンダ孔の中で弁座５１に着座して連通路４０を閉じるとともに弁座５１から離れて連通路４０を開くように進退する弁棒５２と、弁棒５２を弁座５１に向かって前後移動させる弁棒駆動装置５３と、を有する。
【００４３】
また例えば、逆流防止装置５は、連通路４０の途中にロータリバルブまたはチェックバルブのような各種バルブを設けるように構成されてもよい。また例えば、逆流防止装置５は、弁座を連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａの周囲に形成し、弁棒を溶融シリンダ２０のシリンダ孔の中で弁座に着座させて連通路４０を閉じ、弁棒を弁座から離して連通路４０を開くように構成されてもよい。
【００４４】
図１に示す逆流防止装置５は、射出シリンダ３０の下に弁棒駆動装置５３が設けられている。弁棒５２は、射出シリンダ３０の前側部分かつ下側部分を貫通してシリンダ孔の中を上下に移動可能に設けられている。弁座５１は、射出シリンダ３０のシリンダ孔の前側部分かつ上側部分に開口する連通路４０の射出シリンダ３０側の開口４０ｂの周囲に形成されている。弁棒５２は、上昇して弁座５１に着座して連通路４０を閉じ、下降して弁座５１から離れて連通路４０を開く。
【００４５】
弁棒５２は、弁棒５２の先端を冷却するために内部に冷却媒体を通す不図示の冷却配管を有してもよい。例えば、弁棒５２は、弁座５１に着座する直前に先端部が冷却されて、先端部の周囲に溶湯がある程度軟化した状態の固化物を形成してもよい。弁棒５２の先端の固化物は、弁棒５２が弁座５１に着座する際に弁座５１に倣って変形して、弁棒５２と弁座５１の間の隙間を無くすことで溶湯のもれを防止することができる。
【００４６】
また射出シリンダ３０において弁棒５２が貫通する部分に不図示の冷却配管を有してもよい。冷却配管は、射出シリンダ３０において弁棒５２が貫通する部分と当該弁棒５２との間に溶湯がある程度軟化した状態の固化物であるシール部材を生成する。シール部材は、射出シリンダ３０において弁棒５２が貫通する部分と当該弁棒５２との間をシールして、溶湯のもれを防止するとともに、それらの間の摩擦を小さくして弁棒５２を円滑に移動させる。
【００４７】
溶湯ポット６は、溶湯を給排する溶湯給排口６ａが形成され、溶融シリンダ２０の中で溶湯給排口６ａを開口させて溶融シリンダ２０の中と連通するように溶融シリンダ２０と接続されている。溶湯ポット６は、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する。
【００４８】
溶湯ポット６は、溶融シリンダ２０の中に順次供給されたビレット２２を溶融シリンダ２０の中で溶湯に加熱溶融し、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯が溶融シリンダ２０から押し出されるようにして、例えば、少なくとも１回の射出成形に必要な容量などと言った所定の容量の溶湯を貯留することができる。また溶融シリンダ２０の中に貯留している溶湯の容量が減少すると、溶湯ポット６は、貯留している溶湯を自重による自由落下によって溶湯給排口を通して溶融シリンダ２０の中に排出する。
【００４９】
例えば、図１に示す溶湯ポット６は、溶融シリンダ２０の上に縦向きに配置されている。溶湯ポット６は、円筒形状の本体部材６１と、本体部材６１の上端面の開口を覆う蓋部材６２とで構成されている。溶湯給排口６ａの開口は、本体部材６１の中と連通するとともに本体部材６１の下端面に開口している。溶湯ポット６は、本体部材６１と蓋部材６２によって形成される内部空間に溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留することができる。
【００５０】
溶湯ポット６の中に貯留している溶湯の上方は、不活性ガス供給装置８から供給される不活性ガスによって不活性ガスの雰囲気に維持されてもよい。不活性ガスは、例えば、アルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス（Ｎ２）などである。
【００５１】
図１に示す溶湯ポット６は、蓋部材６２にガス給気口６２ａとガス排気口６２ｂが形成されている。不活性ガス供給装置８は、ガス給気口６２ａに接続されている。ガス給気口６２ａから溶湯ポット６の中に不活性ガスが供給される。ガス排気口６２ｂから溶湯ポット６の中の不活性ガスが外部に排出される。不活性ガス供給装置８は、ガス給気口６２ａから溶湯ポット６の中に常時一定量の不活性ガスを供給するようにしてもよい。ガス排気口６２ｂは、溶湯ポット６の中の気圧を所定の気圧に維持するための不図示の圧力調整バルブが取り付けられていてもよい。圧力調整バルブは、例えば、溶湯ポット６の中が所定の気圧を超えないようにガス排気口を開閉するリリーフバルブなどである。
【００５２】
溶湯ポット６の中は、溶湯ポット６の中の溶湯が自重による自由落下によって溶融シリンダ２０の中に排出され、溶融シリンダ２０の中の溶湯が溶湯ポット６の中に供給されることを妨げないような気圧になるように不活性ガスが給排されている。
【００５３】
溶湯ポット６の中に貯留した溶湯の液面の高さは、少なくとも１つの液面レベル検出装置７によって検出される。液面レベル検出装置７は、溶湯ポット６の中に貯留されている溶湯の容量を間接的に検出する。液面レベル検出装置７は、接続されている制御装置に液面の高さを示す信号を出力する。液面レベル検出装置７は、溶湯ポット６の中の溶湯の液面の高さを検出可能であれば、例えばフロート、電極、静電容量などを用いた接触式、および例えば超音波、レーザなどを用いた非接触式などの各種検出方式を採用可能である。液面レベル検出装置７は、溶湯の液面が所定の高さ以上であること、あるいは、溶湯の液面が所定の高さ以下であることを検出可能なものでもよい。液面レベル検出装置７は、溶湯の液面の任意の高さを検出可能なものでもよい。
【００５４】
図１に示す液面レベル検出装置７は、上限レベルセンサ７１と下限レベルセンサ７２で構成されている。上限レベルセンサ７１と下限レベルセンサ７２は、例えば、接触式であって、溶湯と先端部が接触しているときにＯＮを示し、溶湯と先端部が接触していないときにＯＦＦを示す。上限レベルセンサ７１と下限レベルセンサ７２は、溶湯ポット６の中で異なる所定の高さにそれぞれの先端部が配置されるように、基部が溶湯ポット６の蓋部材６２に取り付けられている。上限レベルセンサ７１の先端部の高さは、下限レベルセンサ７２の先端部の高さよりも高くなるように取り付けられている。なお液面レベル検出装置７は、溶湯給排口６ａの真上から離れた位置に取り付けられるとよい。
【００５５】
上限レベルセンサ７１は、溶湯ポット６の中の溶湯の液面の高さが溶湯ポット６の中に貯留可能な溶湯の容量以上を示す液面の高さになるとＯＮを示す。例えば、制御装置は、上限レベルセンサ７１がＯＮを示すときに、溶融シリンダ２０にビレット２２を供給している最中であれば当該供給を停止するなどの所定の動作を行わせるように制御を行う。また例えば、制御装置は、上限レベルセンサ７１がＯＮを示すときに警告を発するように制御を行ってもよい。
【００５６】
下限レベルセンサ７２は、溶湯ポット６の中の溶湯の容量が減少して所定の容量を下まわったことを示す液面の高さになるとＯＦＦを示す。例えば、制御装置は、下限レベルセンサ７２の出力信号がＯＦＦを示すときに、溶融シリンダ２０の中の溶湯を自重による自由落下によって射出シリンダの３０の中に供給させる前に、溶融シリンダ２０の後端面の開口２１ａから溶融シリンダ２０の中にビレット２２を供給させ、溶融シリンダ２０の中でビレット２２を溶湯に加熱溶融させ、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超える溶湯を溶湯ポット６の中に送り出させるようにして、上限レベルセンサ７１がＯＦＦを示す範囲内で、かつ下限レベルセンサ７２がＯＮを示すように、溶湯ポット６の中に溶湯を供給させるように制御を行う。
【００５７】
ここで下限レベルセンサ７２がＯＮからＯＦＦに切り替わったとき、所定の容量の溶湯を溶湯ポット６に供給すれば、上限レベルセンサ７１がＯＦＦを示す範囲内で、かつ下限レベルセンサがＯＮを示すことが予め分かっているなら、予め設定した所定の容量を溶湯ポット６に供給するようにしてもよい。例えば、所定の容量は、１回の射出成形で金型装置の中に射出される溶湯の容量、１本分のビレット２２を加熱溶融してできる溶湯の容量、または２．５本分のビレット２２を加熱溶融してできる溶湯の容量などである。その他にも、例えば、上限レベルセンサ７１と下限レベルセンサ７２の間の溶湯の液面の所定の高さを検出する別のレベルセンサを備えるように構成し、当該別のレベルセンサがＯＮするまで溶湯ポット６に溶湯を供給するようにしてもよい。
【００５８】
図１に示す実施の形態の軽金属射出成形機の射出装置１は、つぎのように動作する。ここで、溶融シリンダ２０の中と溶湯ポット６の中は、準備段階で既に溶湯が貯留されている。このとき、上限レベルセンサ７１はＯＦＦを示し、下限レベルセンサ７２はＯＮを示している。逆流防止装置５は、連通路４０を閉じている。
【００５９】
逆流防止装置５が連通路４０を閉じた状態で、射出シリンダ３０の中でプランジャ３２が所定の位置まで移動する。射出シリンダ３０の中に形成された射出室３０ａの容積が計量に必要な容積になる。逆流防止装置５が連通路４０を開くことで、溶融シリンダ２０の中の溶湯が自重による自由落下によって連通路４０を通して射出室３０ａの中に供給される。射出室３０ａが溶湯で満たされることで溶湯が計量される。逆流防止装置５が連通路４０を閉じる。プランジャ３２が前進して射出室３０ａの中の溶湯が射出ノズル３５を通して金型装置の中に射出される。
【００６０】
溶湯ポット６の中の溶湯は、溶融シリンダ２０の中の溶湯が自重による自由落下によって射出室３０ａの中に供給されて減少した分だけ、自重による自由落下によって溶融シリンダ２０の中に排出される。少なくとも１回の射出成形を実施したあと、溶湯ポット６の中の溶湯が減少して下限レベルセンサ７２がＯＦＦを示した場合、つぎの射出成形を実施する前に、溶融シリンダ２０にビレット２２を供給し、溶融シリンダ２０の中でビレット２２を溶湯に加熱溶融し、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超える溶湯を溶湯ポット６の中に押し出すようにして、上限レベルセンサ７１がＯＦＦを示す範囲内で、かつ下限レベルセンサ７２がＯＮを示すように、溶湯ポット６の中に溶湯を供給する。
【００６１】
ここからは、本発明の特有の構成が説明される。
【００６２】
溶湯ポット６は、溶湯を給排する溶湯給排口６ａが形成され、溶融シリンダ２０の中で連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａに対面する箇所を除いた箇所に溶湯給排口６ａを開口させて溶融シリンダ２０の中と連通するように溶融シリンダ２０と接続されて、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する。また溶融シリンダ２０の中で溶湯給排口６ａが開口する箇所は、連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａに対面する箇所を除いた箇所で、かつ溶湯ポット６の中の溶湯が自重による自由落下によって溶融シリンダ２０の中に流れ込むことが可能な個所である。
【００６３】
溶湯ポット６は、溶融シリンダ２０の中に順次供給されたビレット２２を溶融シリンダ２０の中で溶湯に加熱溶融し、溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯が溶融シリンダ２０から押し出されるようにして、例えば、少なくとも１回の射出成形に必要な容量などと言った所定の容量の溶湯を貯留することができる。所定の容量を貯留しているときでも、溶湯を射出した際に射出シリンダ３０の中の溶湯が逆流したとしても、溶湯ポット６は、逆流した分の溶湯を貯留することができる。また溶融シリンダ２０の中に貯留している溶湯の容量が減少すると、溶湯ポット６は、貯留している溶湯を自重による自由落下によって溶湯給排口を通して溶融シリンダ２０の中に排出する。溶湯給排口６ａは、溶融シリンダ２０と溶湯ポット６を接続し、溶融シリンダ２０の中と溶湯ポット６の中を連通してそれらの間で溶湯を給排可能な不図示の接続配管によって構成されていてもよい。
【００６４】
溶湯を射出する際に、射出シリンダ３０の中の溶湯が溶融シリンダ２０の中に逆流したとしても、連通路４０の中を直進して溶融シリンダ２０の中に流れ込んだ溶湯は、連通路４０よりも内径の大きな溶融シリンダ２０の中で流れる方向が当該溶融シリンダ２０の軸方向に変更させられ、さらに溶湯ポット６の中に流れ込むまでに溶融シリンダ２０の中で分散させられて流速が減速する。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００６５】
図１に示す溶湯ポット６は、連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａの真上から水平方向に離れ、かつ溶融シリンダ２０の上に配置されている。溶湯ポット６の溶湯給排口６ａは、連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ｂの真上から水平方向に離れ、かつ溶融シリンダ２０のシリンダ孔の上側部分に開口している。
【００６６】
図１に示す溶湯ポット６を詳しく説明する。溶湯ポット６は、溶融シリンダ２０の上に縦向きに配置されている。溶湯ポット６は、円筒形状の本体部材６１と、本体部材６１の上端面の開口を覆う蓋部材６２とで構成されている。本体部材６１の下部の内径は、本体部材６１の上部の内径よりも小さく形成されている。溶湯給排口６ａの開口は、本体部材６１の中と連通するとともに本体部材６１の下端面に開口している。溶湯ポット６は、本体部材６１と蓋部材６２によって形成される内部空間に溶融シリンダ２０の中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留することができる。
【００６７】
溶湯給排口６ａは、溶融シリンダ２０のシリンダ孔で連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａの真上を除き、溶融シリンダ２０のシリンダ孔の上側部分に開口している。また溶湯給排口６ａは、溶融シリンダ２０の中に溶湯が貯留されている部分に開口している。図１に示す溶湯給排口６ａは、溶融シリンダ２０のシリンダ孔の上側部分、かつ溶融シリンダ２０のシリンダ孔の前側部分と中央部分の間に開口するように形成することで、連通路４０の溶融シリンダ２０側の開口４０ａの真上から水平方向に離されている。
【００６８】
図１に示す射出装置１で溶湯を射出する際に、射出シリンダ３０の中の溶湯が溶融シリンダ２０の中に逆流したとしても、連通路４０の中を直進して溶融シリンダ２０の中に流れ込んだ溶湯は、連通路４０よりも内径の大きな溶融シリンダ２０の中で流れる方向が当該溶融シリンダ２０の軸方向に変更させられ、さらに溶湯ポット６の中に流れ込むまでに溶融シリンダ２０の中で分散させられて流速が減速する。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００６９】
溶湯給排口６ａの内径は、連通路４０の内径よりも大きく形成されているとよい。溶湯を射出する際に、射出シリンダ３０の中の溶湯が連通路４０の中を直進して溶融シリンダ２０の中に逆流したとしても、溶融シリンダ２０の中で流れる方向が変更されたあと、連通路４０の内径よりも大きな内径の溶湯給排口６ａを通り溶湯ポット６の中に流れ込む溶湯は、連通路４０を通るときに比べて流速が遅くなる。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００７０】
さらに溶湯ポット６の中で溶湯給排口６ａの開口に対面した位置に、溶湯ポット６の中に流入する溶湯を溶湯ポット６の中で分散させる溶湯分散部材６３が備えられていてもよい。溶湯分散部材６３は、溶湯給排口６ａの中を直進して溶湯ポット６の中に流れ込んだ溶湯を溶湯ポット６の中で分散させることで流速を減速させることができる。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００７１】
図２に示す溶湯分散部材６３は、円筒形状であって、基端を蓋部材６２に接続し、先端の開口を溶湯給排口６ａの開口に所定の距離だけ離して対面するように溶湯ポット６の中に取り付けられている。円筒形状の溶湯分散部材６３の内径は、溶湯給排口６ａの開口の内径よりも大きい。溶湯分散部材６３は、基端側部分を除いた側面部に内部と外部を貫通する少なくとも１つの貫通孔６３ａが形成されている。このとき液面レベル検出装置７、ガス給気口６２ａおよびガス排気口６２ｂは、溶湯分散部材６３の外部でかつ溶湯分散部材６３の貫通孔６３ａに対面しないように配置されている。
【００７２】
溶湯を射出する際に射出シリンダ３０の中の溶湯が逆流したとしても、溶湯給排口６ａの中を直進して溶湯ポット６の中に流れ込んだ溶湯は、最初に溶湯分散部材６３の中に流れ込むことで溶湯分散部材６３の中で流れる方向が分散されて流速が減速したあと、貫通孔６３ａを通して溶湯分散部材６３の外壁と溶湯ポット６の内壁の間の空間に分散して流れ出してさらに流速が減速する。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００７３】
また不図示の別の実施の形態のように溶湯分散部材は、平板形状または円盤形状であって、片面を溶湯給排口６ａの開口に対して所定の距離だけ離して対面するように溶湯ポット６の中に取り付けたものでもよい。平板形状または円盤形状の溶湯分散部材の板面の面積は、溶湯給排口６ａの開口の面積よりも大きい。このとき平板形状または円盤形状の溶湯分散部材は、溶湯給排口６ａの開口と液面レベル検出装置７との間、溶湯給排口６ａの開口とガス給気口６２ａとの間、および溶湯給排口６ａの開口とガス排気口６２ｂとの間にわたって配置されている。
【００７４】
溶湯を射出する際に射出シリンダ３０の中の溶湯が逆流したとしても、溶湯給排口６ａの中を直進して溶湯ポット６の中に流れ込んだ溶湯は、平板形状または円盤形状の溶湯分散部材の板面に沿って放射状に分散させられ、板面の外縁部と溶湯ポット６の内壁との間からさらに溶湯ポット６の中に流れ込むことで流速が減速する。これにより、逆流した溶湯によって溶湯ポットの中に貯留した溶湯の液面が大きくた波立つことを防止することできる。
【００７５】
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、軽金属射出成形機の射出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１      軽金属射出成形機の射出装置、射出装置
２      溶融ユニット
３      射出ユニット
４      連結部材
５      逆流防止装置
６      溶湯ポット
６ａ    溶湯給排口
７      液面レベル検出装置
８      不活性ガス供給装置
２０    溶融シリンダ
２１    縮径部
２１ａ  溶融シリンダの後端面の開口
２２    円柱短棒形状の軽金属材料、ビレット
２３    ビレット押出装置
３０    射出シリンダ
３０ａ  射出室
３１    縮径部
３１ａ  射出シリンダの後端面の開口
３２    プランジャ
３３    プランジャ駆動装置
３４    カップリング
３５    射出ノズル
４０    連通路
４０ａ  連通路の溶融シリンダ側の開口
４０ｂ  連通路の射出シリンダ側の開口
５１    弁座
５２    弁棒
５３    弁棒駆動装置
５１    弁座
５２    弁棒
５３    弁棒駆動装置
６１    本体部材
６２    蓋部材
６２ａ  ガス給気口
６２ｂ  ガス排気口
６３    溶湯分散部材
６３ａ  貫通孔
７１    上限レベルセンサ
７２    下限レベルセンサ
【要約】      （修正有）【課題】溶融シリンダの中に貯留可能な容量を超えた分の溶湯を貯留する溶湯ポットを備える場合において、溶湯を射出した際に射出シリンダの中から逆流した溶湯によって、溶湯ポットに貯留した溶湯の液面が大きく波立つことを防止する、軽金属射出成形機の射出装置を提供する。【解決手段】本発明の軽金属射出成形機の射出装置１は、溶融シリンダ２０の後端面の開口２１ａに供給される円柱短棒形状の軽金属材料２２を溶湯に加熱溶融して溶融シリンダの中に溶湯を貯留する溶融ユニット２と、開閉可能な連通路４０を通して溶融シリンダから自重による自由落下で射出シリンダ３０の中に供給された溶湯を射出する射出ユニット３と、溶融シリンダに接続して溶湯を給排する溶湯給排口６ａが形成され、溶融シリンダの中で連通路の溶融シリンダ側の開口４０ａに対面する箇所を除いた箇所に溶湯給排口が開口する溶湯ポット６と、を備える。【選択図】図１【図１】
0006985545.tif 000002
【図２】
0006985545.tif 000003