(57)【要約】【課題】ビスケット空間における成形材料の取り扱いの改良により効率的に成形できる成形方法を提供する。【解決手段】金型１０１のキャビティＣａに連通するスリーブ５内において射出プランジャ７を金型１０１内まで前進させてスリーブ５内の溶湯をキャビティＣａへ充填し、金型１０１内且つ射出プランジャ７前面となるビスケット空間ＢＳの成形材料を介して射出プランジャ７によりキャビティＣａの溶湯に圧力を付与しつつキャビティＣａの溶湯を凝固させる成形方法は、ビスケット空間ＢＳの溶湯を溶融状態としたまま、キャビティＣａの溶湯を凝固させ、型開きを行う。【選択図】図３
2009166054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型のキャビティに連通するスリーブ内において射出プランジャを前記型内まで前進させて前記スリーブ内の溶融状態の成形材料を前記キャビティへ充填し、前記型内且つ前記射出プランジャ前面となるビスケット空間の成形材料を介して前記射出プランジャにより前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させる成形方法であって、
前記ビスケット空間の成形材料を溶融状態としたまま、
前記キャビティの成形材料を凝固させ、
型開きを行う
成形方法。
【請求項２】
型のキャビティに内部が連通するスリーブと、
前記スリーブ内を前記型内まで前進可能な射出プランジャと、
前記射出プランジャを駆動する射出プランジャ駆動部と、
前記射出プランジャを前記型内まで前進させて前記スリーブ内の溶融状態の成形材料を前記キャビティへ充填し、前記型内且つ前記射出プランジャ前面となるビスケット空間の成形材料を介して前記射出プランジャにより前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させるように前記射出プランジャ駆動部を制御する制御部と、
を有し、
前記ビスケット空間の成形材料を溶融状態としたまま、
前記キャビティの成形材料を凝固させ、
型開きを行う
成形機。
【請求項３】
前記ビスケット空間の成形材料を加熱するヒータを有する
請求項２に記載の成形機。
【請求項４】
前記ビスケット空間の成形材料の温度を検出する第１温度センサと、
前記型の分割面間且つ前記キャビティと前記ビスケット空間との間となる連通空間の成形材料の温度を検出する第２温度センサと、
前記連通空間の成形材料を冷却するクーラと、
を有し、
前記制御部は、前記第１及び第２の温度センサの検出結果に基づいて、前記ビスケット空間における成形材料を溶融状態に維持しつつ前記連通空間の溶湯を凝固させるように、前記ヒータ及び前記クーラを制御する
請求項３に記載の成形機。
【請求項５】
前記射出プランジャと対向する補助プランジャと、
前記補助プランジャを駆動する補助プランジャ駆動部と、
を有し、
前記スリーブには、前記スリーブ内に溶融状態の成形材料を供給する供給口が設けられ、
前記制御部は、
前記補助プランジャが前記ビスケット空間を挟んで前記射出プランジャと対向した状態で、前記ビスケット空間における成形材料を介して前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させ、前記補助プランジャを前記射出プランジャの後退方向へ移動させ、前記ビスケット空間の成形材料を前記供給口の位置まで押し戻すように前記補助プランジャ駆動部を制御する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の成形機。
【請求項６】
前記制御部は、前記供給口から前記スリーブ内へ成形材料が供給されるときに、前記射出プランジャと前記補助プランジャとが前記供給口を挟んで対向し、前記射出プランジャと前記補助プランジャとの間に、１回の成形に必要十分な成形材料の量に相当する容積の空間が形成されるように、前記射出プランジャ駆動部及び前記補助プランジャ駆動部を制御する
請求項５に記載の成形機。
【請求項７】
前記制御部は、前記射出プランジャのプランジャチップが前記供給口を塞ぐ位置又は前記供給口よりも前記キャビティとは反対側に位置し、前記補助プランジャのプランジャチップが前記ビスケット空間に位置し、前記スリーブが前記補助プランジャ及び前記射出プランジャにより密閉された状態で型開きが行われるように前記射出プランジャ駆動部及び前記補助プランジャ駆動部を制御する
請求項５又は６に記載の成形機。
【請求項８】
コールドチャンバダイカストマシンである
請求項２〜７のいずれか１項に記載の成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト法等の成形方法、及び、ダイカストマシン等の成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
コールドチャンバダイカストマシン等の成形機において、スリーブ内で射出プランジャを型内まで前進させてスリーブ内の溶湯を型のキャビティ（製品となる部分を形成する空間）に充填する技術が知られている（特許文献１〜３）。この技術では、溶湯がキャビティに充填された後、型内且つ射出プランジャ前面の空間（ビスケット空間）の溶湯を介して射出プランジャによりキャビティの溶湯に圧力を付与しつつ、キャビティの溶湯を凝固させる。この際、ビスケット空間の溶湯も凝固してビスケットが形成される。そして、凝固した溶湯（成形品）は、製品となる部分とビスケットとが共にキャビティから取り出された後、ビスケットが除去される。なお、特許文献１〜３において開示されているダイカストマシンは、射出プランジャに対向してスリーブ内を摺動可能な他のプランジャ等を有している。
【特許文献１】特開昭５８−１４８０６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３５２０号公報
【特許文献３】特開２００３−２９０９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来技術は、型内において射出プランジャ前面の溶湯を固化させてビスケットを形成していることから、以下のような種々の問題が生じる。例えば、キャビティの溶湯が凝固するまで、射出プランジャによりビスケット空間の溶湯に付与した圧力をキャビティの溶湯まで十分に伝播させるためには、キャビティよりも後に溶湯が凝固する大きなビスケット空間が必要となる。その結果、成形品に対するビスケットの割合が大きくなり、素材の無駄が増加する。ビスケット空間の冷却時間は成形部（製品となる部分及びビスケットを含む成形品全体を形成する空間）で最も長く、生産性が低下する。成形品のトリミングの困難性に対して、厚肉のビスケットの除去が大きな影響を及ぼす。除去したビスケットの再溶解に要するエネルギーが多い。ビスケットにより成形品が大きく重くなるため、取り出しロボット等の容量が大きくなり、動作が複雑になるケースが多い。総じて、固化したビスケットを形成するために効率的に成形できない。
【０００４】
本発明の目的は、ビスケット空間における成形材料の取り扱いの改良により効率的に成形できる成形方法及び成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の成形方法は、型のキャビティに連通するスリーブ内において射出プランジャを前記型内まで前進させて前記スリーブ内の溶融状態の成形材料を前記キャビティへ充填し、前記型内且つ前記射出プランジャ前面となるビスケット空間の成形材料を介して前記射出プランジャにより前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させる成形方法であって、前記ビスケット空間の成形材料を溶融状態としたまま、前記キャビティの成形材料を凝固させ、型開きを行う。
【０００６】
本発明の成形機は、型のキャビティに内部が連通するスリーブと、前記スリーブ内を前記型内まで前進可能な射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動する射出プランジャ駆動部と、前記射出プランジャを前記型内まで前進させて前記スリーブ内の溶融状態の成形材料を前記キャビティへ充填し、前記型内且つ前記射出プランジャ前面となるビスケット空間の成形材料を介して前記射出プランジャにより前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させるように前記射出プランジャ駆動部を制御する制御部と、を有し、前記ビスケット空間の成形材料を溶融状態としたまま、前記キャビティの成形材料を凝固させ、型開きを行う。
【０００７】
好適には、前記ビスケット空間の成形材料を加熱するヒータを有する。
【０００８】
好適には、前記ビスケット空間の成形材料の温度を検出する第１温度センサと、前記型の分割面間且つ前記キャビティと前記ビスケット空間との間となる連通空間の成形材料の温度を検出する第２温度センサと、前記連通空間の成形材料を冷却するクーラと、を有し、前記制御部は、前記第１及び第２の温度センサの検出結果に基づいて、前記ビスケット空間における成形材料を溶融状態に維持しつつ前記連通空間の溶湯を凝固させるように、前記ヒータ及び前記クーラを制御する。
【０００９】
好適には、前記射出プランジャと対向する補助プランジャと、前記補助プランジャを駆動する補助プランジャ駆動部と、を有し、前記スリーブには、前記スリーブ内に溶融状態の成形材料を供給する供給口が設けられ、前記制御部は、前記補助プランジャが前記ビスケット空間を挟んで前記射出プランジャと対向した状態で、前記ビスケット空間における成形材料を介して前記キャビティの成形材料に圧力を付与しつつ前記キャビティの成形材料を凝固させ、前記補助プランジャを前記射出プランジャの後退方向へ移動させ、前記ビスケット空間の成形材料を前記供給口の位置まで押し戻すように前記補助プランジャ駆動部を制御する。
【００１０】
好適には、前記制御部は、前記供給口から前記スリーブ内へ成形材料が供給されるときに、前記射出プランジャと前記補助プランジャとが前記供給口を挟んで対向し、前記射出プランジャと前記補助プランジャとの間に、１回の成形に必要十分な成形材料の量に相当する容積の空間が形成されるように、前記射出プランジャ駆動部及び前記補助プランジャ駆動部を制御する。
【００１１】
好適には、前記制御部は、前記射出プランジャのプランジャチップが前記供給口を塞ぐ位置又は前記供給口よりも前記キャビティとは反対側に位置し、前記補助プランジャのプランジャチップが前記ビスケット空間に位置し、前記スリーブが前記補助プランジャ及び前記射出プランジャにより密閉された状態で型開きが行われるように前記射出プランジャ駆動部及び前記補助プランジャ駆動部を制御する。
【００１２】
好適には、コールドチャンバダイカストマシンである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビスケット空間における成形材料の取り扱いの改良により効率的に成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る成形機としてのダイカストマシン（コールドチャンバダイカストマシン）１の要部を示す断面図である。
【００１５】
ダイカストマシン１は、全体の図示は省略するが、固定金型１０３及び移動金型１０５を含む金型１０１の型開閉及び型締を行う型締装置、型締装置により型締された金型１０１に形成されたキャビティＣａに溶湯を供給する射出装置、並びに、溶湯が固化して形成された成形品を固定金型１０３又は移動金型１０５から押し出す押出装置等を含んで構成されている。
【００１６】
型締装置は、固定金型１０３を保持する固定ダイプレート３と、移動金型１０５を保持する不図示の移動ダイプレートとを有している。移動ダイプレートは、固定ダイプレート３に対して近接又は離間する方向に移動可能に構成されており、移動ダイプレートの固定ダイプレート３に対する移動により、金型１０１は型開閉がなされる。型締装置は、例えば、横型締式のものであり、固定金型１０３及び移動金型１０５は、水平方向（図１の紙面左右方向）において対向している。
【００１７】
なお、型締装置は、油圧シリンダや電動機などの動力源において発生する力を型開閉や型締に直接的に利用する直圧式のものであってもよいし、動力源において発生する力をトグル機構を介して型開閉や型締に利用するトグル式のものであってもよいし、型開閉と型締とを別々の動力源によって行う複合式のものであってもよい。
【００１８】
射出装置は、キャビティＣａに連通するスリーブ５と、スリーブ５内を摺動可能な射出プランジャ７と、射出プランジャ７を駆動する射出プランジャ駆動部９とを有している。射出プランジャ駆動部９の駆動力により射出プランジャ７がキャビティＣａ側に前進することにより、スリーブ５内の溶湯がキャビティＣａに充填される。射出装置は、例えば、横射出式のものである。
【００１９】
スリーブ５は、例えば、全体として概ね円筒状に形成されており、固定ダイプレート３に対して水平方向に挿通されて固定されている。スリーブ５の先端側（金型１０１側、紙面左側）には、固定金型１０３に挿通されて固定された、概ね円筒状の湯口ブシュ１１が配置されており、スリーブ５は、湯口ブシュ１１を介してキャビティＣａに連通されている。スリーブ５は、例えば、低熱伝導率のサーミット材により形成されている。また、湯口ブシュ１１は、例えば、セラミック材により形成されている。
【００２０】
スリーブ５及び湯口ブシュ１１の内部空間は、同一の径及び断面形状に形成されるとともに、直線状に延びるように接続されており、射出プランジャ７は、２点鎖線で示すように、湯口ブシュ１１の内部空間まで前進可能である。換言すれば、射出プランジャ７は、金型１０１内部まで前進可能である。なお、スリーブ５及び湯口ブシュ１１は一体化されていてもよい。
【００２１】
スリーブ５の下面には、スリーブ５内に溶湯を供給するための給湯口５ａが形成されており、給湯口５ａには給湯管１３が接続されている。給湯管１３の他端は溶湯を保持する不図示の保温炉に接続されている。ダイカストマシン１は、不図示の電磁ポンプやメカニカルポンプの駆動力若しくは空圧等を利用して、保温炉の溶湯を給湯管１３を介してスリーブ５へ供給する。
【００２２】
射出プランジャ７は、スリーブ５及び湯口ブシュ１１を摺動する射出プランジャチップ１５と、射出プランジャチップ１５に固定された射出プランジャロッド１７とを有している。射出プランジャ７は、少なくとも、実線で示す原位置Ｐ０と、２点鎖線で示す前進位置Ｐ１との間で移動可能である。
【００２３】
射出プランジャ駆動部９は、例えば、油圧シリンダにより構成され、特に図示しないが、射出プランジャロッド１７に対して直線状に連結されたシリンダロッドと、シリンダロッドに固定されたピストンと、ピストンが摺動するシリンダチューブとを有しており、シリンダチューブのピストンにより区画された２つのシリンダ室に選択的に圧油が供給されることにより、射出プランジャ７をキャビティＣａ側に前進又はその反対側へ後退させる。
【００２４】
射出プランジャ駆動部９や型締装置の制御は、制御部１９によって行われる。制御部１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等を含むコンピュータにより構成されており、予め定められたプログラムやユーザの操作に基づく電気信号を不図示のドライバや油圧回路等を介して射出プランジャ駆動部９等の駆動源へ出力する。
【００２５】
金型１０１の内部、且つ、前進位置Ｐ１に位置する射出プランジャ７の前面となる空間は、従来技術においてビスケットが形成されたビスケット空間ＢＳである。本実施形態では、射出プランジャ７を前進させてキャビティＣａに溶湯を充填した後、ビスケット空間ＢＳの溶湯を溶融状態としたまま、キャビティＣａの溶湯を凝固させて成形品を形成し、鋳造を終了する。ダイカストマシン１は、そのような鋳造を好適に行うために、以下のような構成を有している。
【００２６】
ダイカストマシン１は、給湯管１３内の溶湯を加熱するための給湯管用ヒータ２１と、スリーブ５内の溶湯を加熱するためのスリーブ用ヒータ２３と、湯口ブシュ１１内（ビスケット空間ＢＳを含む）の溶湯を加熱するための湯口ブシュ用ヒータ２５とを有している。また、金型１０１には、ビスケット空間ＢＳとキャビティＣａとを連通する部分（ランナＲｎ及びゲートＧｔ）の溶湯の温度を調整するための温調穴ＴＨが形成されている。
【００２７】
給湯管用ヒータ２１は、例えば、給湯管１３の周囲に配置されたコイルにより構成されており、給湯管用ヒータ２１の発熱した熱により、又は、誘導加熱により、印加された電圧に応じた加熱量で給湯管１３内の溶湯を加熱する。給湯管用ヒータ２１は、例えば、不図示の保温炉から給湯口５ａに亘って配置されている。
【００２８】
スリーブ用ヒータ２３は、例えば、スリーブ５の周囲に配置されたコイルにより構成されており、スリーブ用ヒータ２３の発熱した熱により、又は、誘導加熱により、印加された電圧に応じた加熱量でスリーブ５内の溶湯を加熱する。スリーブ用ヒータ２３は、例えば、スリーブ５の、固定ダイプレート３の背後に突出した部分に亘って配置されている。
【００２９】
湯口ブシュ用ヒータ２５は、例えば、湯口ブシュ１１の周囲に配置されたコイルにより構成されており、湯口ブシュ用ヒータ２５の発熱した熱により、又は、誘導加熱により、印加された電圧に応じた加熱量で湯口ブシュ１１内の溶湯を加熱する。湯口ブシュ用ヒータ２５は、例えば、湯口ブシュ１１全体に亘って配置されている。
【００３０】
温調穴ＴＨは、例えば、ランナＲｎ及びゲートＧｔ（主としてランナＲｎ）の周囲に、固定金型１０３及び移動金型１０５のそれぞれに独立して設けられている。温調穴ＴＨには冷媒（例えば水）が流れ、冷媒はランナＲｎ及びゲートＧｔの溶湯を冷却して溶湯の凝固を促す。温調穴ＴＨを流れる冷媒の温度や流量は、不図示のポンプや凝縮器等により制御される。
【００３１】
また、ダイカストマシン１は、給湯口５ａにおける温度を検出する温度センサ２７と、ビスケット空間ＢＳにおける温度を検出する温度センサ２９と、ランナＲｎの温度を検出する温度センサ３１とを有している。
【００３２】
温度センサ２７は、例えば、給湯口５ａに隣接してスリーブ５に固定されている。温度センサ２９は、例えば、ビスケット空間ＢＳに隣接して湯口ブシュ１１に固定されている。温度センサ３１は、例えば、ランナＲｎに隣接して固定金型１０３に固定されている。
【００３３】
温度センサ２７、２９及び３１は、これら温度センサの周囲の温度に応じた電気信号を制御部１９に出力する。制御部１９は、これらの温度センサからの信号に基づいて、給湯管用ヒータ２１、スリーブ用ヒータ２３及び湯口ブシュ用ヒータ２５、並びに、温調穴ＴＨに冷媒を流すポンプ等の動作を制御する。
【００３４】
例えば、制御部１９は、給湯管１３、スリーブ５、及び、湯口ブシュ１１内に溶湯があるときは、当該溶湯が凝固しないように、当該溶湯の温度が一定の閾値以上に保たれるように給湯管用ヒータ２１、スリーブ用ヒータ２３及び湯口ブシュ用ヒータ２５を制御する。また、制御部１９は、ランナＲｎ及びゲートＧｔに溶湯が供給されたときは、当該溶湯が凝固するように、当該溶湯の温度が一定の閾値以下になるように温調穴ＴＨに流れる冷媒の流量等を制御する。ただし、制御部１９は、ランナＲｎ及びゲートＧｔの溶湯が、キャビティＣａの溶湯よりも先に凝固しないように当該溶湯の温度を調整する。
【００３５】
さらに、ダイカストマシン１は、射出プランジャ７と対向する補助プランジャ３３と、補助プランジャ３３を駆動する補助プランジャ駆動部３５とを有している。
【００３６】
補助プランジャ３３は、移動金型１０５に設けられた摺動穴ＳＨを摺動可能に構成されている。摺動穴ＳＨは、スリーブ５及び湯口ブシュ１１の内部空間と同一の径及び断面形状に形成されるとともに当該内部空間に連続している。すなわち、スリーブ５、湯口ブシュ１１及び移動金型１０５（金型１０１）には、射出プランジャ７及び補助プランジャ３３の移動方向に延びる１本の連続した穴部が形成されている。
【００３７】
補助プランジャ３３は、上記の１本の連続した穴部内を摺動可能な補助プランジャチップ３７と、補助プランジャチップ３７に固定された補助プランジャロッド３９とを有している。補助プランジャチップ３７の径及び断面形状は射出プランジャチップ１５と同一である。
【００３８】
補助プランジャ駆動部３５は、例えば、油圧シリンダにより構成される。なお、油圧シリンダの構成は、射出プランジャ駆動部９の説明において説明したとおりである。補助プランジャ駆動部３５は、固定ダイプレート３に対して固定的に設けられていても、移動ダイプレートに対して固定的に設けられていてもよく、また、具体的な固定箇所は、固定ダイプレート３、移動ダイプレート、これらが載置されるベース等の適宜な部材から選択されてよい。補助プランジャ駆動部３５は、制御部１９によって制御される。
【００３９】
以上の構成を有するダイカストマシン１の動作を説明する。
【００４０】
図１〜図６は、ダイカストマシン１の動作を時系列順に説明する図となっている。以下、図１〜図６に沿って順に説明する。
【００４１】
図１は、ダイカストマシン１の型閉が終了した状態を示している。この状態では、射出プランジャ７は、給湯口５ａよりも後方（キャビティＣａとは反対側）の原位置Ｐ０に位置しており、また、補助プランジャ３３は、ビスケット空間ＢＳよりも後方（射出プランジャ７の前方側、紙面左側）の原位置Ｐ１０に位置している。
【００４２】
図２は、スリーブ５内に、１回の成形に必要十分な量の溶湯が供給された状態を示している。この状態になるまでに、まず、制御部１９は、補助プランジャ３３を図１の原位置Ｐ１０から図２の計量位置Ｐ１１に移動させる。射出プランジャ７は、図１の原位置Ｐ０のままである。計量位置Ｐ１１は、給湯口５ａを挟んで対向する補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間の空間の容積が、１回の成形に必要十分な湯量に相当する大きさになる位置であり、成形品の情報、換言すれば、金型１０１の情報に基づいて、ユーザ又は制御部１９により演算される。
【００４３】
次に、制御部１９は、不図示のポンプ等の制御により、保温炉の溶湯を給湯管１３及び給湯口５ａを介してスリーブ５内に供給する。補助プランジャ３３が予め計量位置Ｐ１１に位置していることから、スリーブ５内には、１回の成形に必要十分な溶湯が精度よく供給される。
【００４４】
補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間への溶湯の充填が完了すると、スリーブ５内に溶湯を供給するための不図示のポンプ等の装置の負荷値は上昇する。制御部１９は、例えば、その負荷値の上昇に基づいて、補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間への溶湯の供給が完了したか否か判定し、ポンプ等の装置の、スリーブ５内へ溶湯を供給する動作を停止させる。
【００４５】
なお、スリーブ５内へ溶湯が供給されている間においては、不図示のガス抜き手段によりスリーブ５内の不活性ガス又は空気は排気されるが図示は省略する。そのようなガス抜き手段は、例えば、キャビティＣａに溶湯を充填する際にキャビティＣａからガス抜きを行う手段と同様の構成により構成されてよい。また、補助プランジャ３３を原位置Ｐ１０に位置させたまま、キャビティＣａを介してガス抜きしつつ、ある程度の溶湯をスリーブ５内へ供給し、その後、補助プランジャ３３を計量位置Ｐ１１に移動させてもよい。
【００４６】
図３は、キャビティＣａに溶湯が充填された状態を示している。この状態になるまでに、まず、制御部１９は、射出プランジャ７及び補助プランジャ３３を共にキャビティＣａ側に移動させる。そして、射出プランジャ７と補助プランジャ３３との間の空間がランナＲｎ等を介してキャビティＣａと連通されると、当該間の空間の溶湯のキャビティＣａへの供給が可能となる。補助プランジャ３３が原位置Ｐ１０において停止され、射出プランジャ７が引き続き前進していくと、キャビティＣａに溶湯が供給されていく。
【００４７】
なお、射出プランジャ７の前面においては、補助プランジャ３３が配置されることにより溶湯が密に配置されているから、射出プランジャ７の前進時において溶湯が空気等を巻き込むおそれは極めて低く、射出プランジャ７の前進は、比較的高速に行われる。また、補助プランジャ３３は、溶湯を介して射出プランジャ７により押し戻されることにより、原位置Ｐ１０、又は、射出プランジャ７との間の空間がキャビティＣａに連通するときの位置まで移動してもよいし、補助プランジャ駆動部３５の駆動力により原位置Ｐ１０等まで移動してもよい。
【００４８】
図３の状態において、キャビティＣａの溶湯は、射出プランジャ７によりビスケット空間ＢＳの溶湯を介して圧力が付与されつつ、凝固していく。ただし、ビスケット空間ＢＳの溶湯は、制御部１９が温度センサ２９の検出値に基づいて湯口ブシュ用ヒータ２５を制御することにより、一定の温度以上に保たれ、凝固しない。すなわち、ビスケット空間ＢＳの溶湯は、溶融状態に保たれる。一方、ランナＲｎの溶湯は、制御部１９が温度センサ３１の検出値に基づいて温調穴ＴＨを流れる冷媒の流量等を制御することにより、一定の温度以下にされ、凝固する。
【００４９】
なお、射出プランジャ７の前進位置Ｐ１及び補助プランジャ３３の原位置Ｐ１０により決定されるビスケット空間ＢＳの厚さＴは、ランナＲｎの溶湯がビスケット空間ＢＳの溶湯よりも凝固しやすいように、ランナＲｎの厚さｔよりも大きく設定されていることが好ましい。例えば、厚さＴは、厚さｔの２〜４倍であることが好ましい。
【００５０】
また、上述した、計量位置Ｐ１１を決定する１回の成形に必要十分な湯量は、金型１０１の分割面間の空間（キャビティＣａ、ゲートＧｔ及びランナＲｎ）の容積と、ビスケット空間ＢＳの容積との和に相当し、分割面間の空間の形状、スリーブ５（湯口ブシュ１１）の内径、及び、厚さＴにより決定される。
【００５１】
図４は、溶湯の凝固により成形品が形成され、ビスケット空間ＢＳの溶湯の回収を開始した状態を示している。この状態になるまでに、まず、制御部１９は、温度センサ３１の検出値に基づいて、キャビティＣａ、ゲートＧｔ及びランナＲｎの溶湯が凝固したか否か確認する。例えば、制御部１９は、温度センサ３１の検出値が所定の温度以下に到達したか否か、温度センサ３１の検出値が所定の温度以下になってから所定の時間が経過したか否か等の判定を行う。
【００５２】
ランナＲｎ等の溶湯が凝固したことが確認されると、制御部１９は、補助プランジャ３３及び射出プランジャ７を共にキャビティＣａとは反対側へ移動させる。これにより、ビスケット空間ＢＳの溶湯は、補助プランジャ３３によりキャビティＣａとは反対側へ押し戻される。そして、射出プランジャ７と補助プランジャ３３との間の空間が給湯口５ａを介して給湯管１３と連通されると、ビスケット空間ＢＳの溶湯の給湯管１３への回収が可能となる。射出プランジャ７は原位置Ｐ０において停止され、補助プランジャ３３は回収位置Ｐ１２において停止される。
【００５３】
射出プランジャ７の原位置Ｐ０は、例えば、射出プランジャ７の前面が、給湯口５ａのキャビティＣａとは反対側の端部に一致する位置である。補助プランジャ３３の回収位置Ｐ１２は、例えば、給湯口５ａを挟んで対向する補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間に、ビスケット空間ＢＳと同一の体積の空間が形成される位置である。
【００５４】
なお、補助プランジャ３３の前進は、比較的高速に行われる。また、射出プランジャ７は、溶湯を介して補助プランジャ３３により押し戻されることにより原位置Ｐ０まで移動してもよいし、射出プランジャ駆動部９の駆動力により原位置Ｐ０等まで移動してもよい。
【００５５】
図５は、給湯管１３に溶湯が回収された状態を示している。補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間の溶湯は、自重により給湯管１３に流れ込む。そして、給湯管１３の溶湯は、保温炉における液面と同等の液位に、若しくは、溶湯が保温炉等において空圧機構等から受ける圧力により決定される適宜な液位になるまで給湯管１３に流れ込む。
【００５６】
なお、この際、補助プランジャ３３と射出プランジャ７との間の空間には、例えば、スリーブ５内に溶湯を供給する際にガス抜きを行った不図示のガス抜き手段等から空気又は不活性ガスが供給される。また、給湯口５ａは、溶湯が自重により給湯管１３に速やかに流れ込むように、スリーブ５の内部側において、補助プランジャ３３と射出プランジャ７との隙間と同等の大きさに拡径する拡径部が設けられるとともに、当該拡径部の底面は、内側が下方側に傾斜するように形成されている。
【００５７】
図６は、型開を行った状態を示している。この状態になるまでに、まず、制御部１９は、補助プランジャ３３を、補助プランジャチップ３７がビスケット空間ＢＳに位置する密閉位置Ｐ１３まで後退させる。射出プランジャ７は原位置Ｐ０に位置したままである。このとき、スリーブ５の内部は補助プランジャ３３及び射出プランジャ７により両端が塞がれて密閉される。より厳密には、湯口ブシュ１１、スリーブ５、給湯管１３及び給湯管１３内の溶湯の液面により形成される空間は、補助プランジャ３３及び射出プランジャ７により密閉される。次に、制御部１９は、移動ダイプレートを駆動して型開を行う。
【００５８】
その後、ダイカストマシン１では、押出装置により金型１０１から成形品が押し出され、次サイクルのために、金型１０１に離型剤等がスプレーされる。この際、補助プランジャ３３は、図６に示す位置に保持されており、離型剤等がスリーブ５に侵入することを防止する。そして、次サイクルにおいては、再度、図１〜図６の工程が行われる。なお、補助プランジャ３３は、図１の位置へ、型閉の前及び後のいずれにおいて復帰してもよい。また、図６の位置から、図１の位置を経ずに図２の位置へ移動してもよい。
【００５９】
給湯管用ヒータ２１、スリーブ用ヒータ２３、湯口ブシュ用ヒータ２５は、図１〜図６に示す工程全体に亘って加熱動作を行っていてもよいし、特定の工程においてのみ加熱を行ってもよい。例えば、湯口ブシュ用ヒータ２５は、スリーブ５からキャビティＣａへの溶湯の充填が開始されてからビスケット空間ＢＳの溶湯が給湯口５ａへ向かって押しもどされ始めるまでの間（図３及び図４参照）においてのみ加熱動作を行ってもよいし、スリーブ用ヒータ２３は、スリーブ５への溶湯の供給が開始されてから、スリーブ５からキャビティＣａへの溶湯の充填が開始されるまでの間（図２及び図３参照）、及び、ビスケット空間ＢＳの溶湯が給湯口５ａへ向かって押し戻され始めてから給湯管１３に回収されるまでの間（図４及び図５参照）においてのみ加熱動作を行ってもよい。
【００６０】
以上の実施形態によれば、金型１０１のキャビティＣａに連通するスリーブ５内において射出プランジャ７を金型１０１内まで前進させてスリーブ５内の溶融状態の成形材料をキャビティＣａへ充填し、金型１０１内且つ射出プランジャ７前面となるビスケット空間ＢＳの成形材料を介して射出プランジャ７によりキャビティＣａの成形材料に圧力を付与しつつキャビティＣａの成形材料を凝固させる成形方法において、ビスケット空間ＢＳの成形材料を溶融状態としたまま、キャビティＣａの成形材料を凝固させ、型開きを行うことから、換言すれば、ビスケット空間ＢＳの溶湯を固化させることなく、鋳造を終了することから、ビスケット空間ＢＳの溶湯を固化させることにより生じる諸問題、例えば、素材の無駄、冷却時間の増加、トリミングの困難化等の問題が解決される。なお、本実施形態は、ビスケットレスが図られたと捉えることもできるし、ホットビスケットが図られたと捉えることもできる。
【００６１】
また、ダイカストマシン１は、ビスケット空間ＢＳの成形材料を加熱する湯口ブシュ用ヒータ２５を有することから、確実にビスケット空間ＢＳの溶湯を溶融状態に保つことができる。
【００６２】
ダイカストマシン１は、ビスケット空間ＢＳの成形材料の温度を検出する温度センサ２９と、金型１０１の分割面間且つ前記キャビティと前記ビスケット空間ＢＳとの間となるランナＲｎの成形材料の温度を検出する温度センサ３１と、ランナＲｎの成形材料の温度を冷却する温調穴ＴＨを含むクーラとを有し、制御部１９は、温度センサ２９及び３１の検出結果に基づいて、ビスケット空間ＢＳにおける成形材料を溶融状態に維持しつつランナＲｎの溶湯を凝固させるように湯口ブシュ用ヒータ２５を制御することから、ビスケット空間ＢＳの溶湯を溶融状態に保ちつつ、分割面間の溶湯を凝固させることが精度良くできる。
【００６３】
ダイカストマシン１は、射出プランジャ７と対向する補助プランジャ３３と、補助プランジャ３３を駆動する補助プランジャ駆動部３５と、を有し、スリーブ５には、スリーブ５内に溶融状態の成形材料を供給する給湯口５ａが設けられ、制御部１９は、補助プランジャ３３がビスケット空間ＢＳを挟んで射出プランジャ７と対向した状態で、ビスケット空間ＢＳにおける成形材料を介してキャビティＣａの成形材料に圧力を付与しつつキャビティＣａの成形材料を凝固させ、その後、補助プランジャ３３を射出プランジャ７の後退方向へ移動させ、ビスケット空間ＢＳの成形材料を給湯口５ａの位置まで押し戻すように補助プランジャ駆動部３５を制御することから、溶融状態のままとしたビスケット空間ＢＳの溶湯を給湯口５ａから回収することなどを好適に行うことができる。
【００６４】
制御部１９は、給湯口５ａからスリーブ５へ溶湯が供給されるときに、射出プランジャ７と補助プランジャ３３とが給湯口５ａを挟んで対向し、これらの間に１回の成形に必要十分な溶湯の量に相当する容積の空間が形成されるように射出プランジャ駆動部９及び補助プランジャ駆動部３５を制御することから、例えは、前サイクルにおける、溶融状態のままのビスケット空間ＢＳの溶湯が、スリーブ５内に残存していたとしても、次サイクルのための溶湯の計量を正確に行うことができる、高速に射出プランジャを前進させたときの空気等の巻き込みのおそれが低減される等の効果が奏される。
【００６５】
制御部１９は、射出プランジャ７の射出プランジャチップ１５が給湯口５ａよりも金型１０１とは反対側に位置し、補助プランジャ３３の補助プランジャチップ３７がビスケット空間ＢＳに位置し、スリーブ５が補助プランジャ３３及び射出プランジャ７により密閉された状態で型開きが行われるように射出プランジャ駆動部９及び補助プランジャ駆動部３５を制御することから、金型のスプレー液や空気がスリーブ５内に侵入し、溶湯が汚染、冷却されて成形品の品質が低下することが抑制される。
【００６６】
なお、以上の実施形態において、ダイカストマシン１は本発明の成形機の一例であり、金型１０１ほ本発明の型の一例であり、溶湯は本発明の溶融状態の成形材料の一例であり、給湯口５ａは本発明の供給口の一例であり、温度センサ２９は本発明の第１温度センサの一例であり、温度センサ３１は本発明の第２温度センサの一例であり、ランナＲｎは本発明の連通空間の一例であり、温調穴ＴＨ、温調穴ＴＨを流れる冷媒、冷媒を送出する不図示のポンプ等は本発明のクーラの一例である。
【００６７】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００６８】
成形機は、ダイカストマシンに限定されず、例えば、射出成形機であってもよい。ダイカストマシンは、コールドチャンバダイカストマシンに限定されず、ホットチャンバダイカストマシン等であってもよい。成形機は、横型締式や横射出式のものに限定されず、縦型締式のものであってもよいし、縦射出式のものであってもよい。スリーブは水平方向に延びるものに限定されず、水平方向に対して傾斜する方向に延びるものであってもよい。
【００６９】
ビスケット空間の成形材料を加熱するヒータは、本発明の必須要件ではない。例えば、実施形態において説明したように、ビスケット空間の厚さＴをランナの厚さｔよりも大きくし、ビスケット空間の周囲を断熱性の高い部材により囲むなどすれば、ビスケット空間の成形材料を溶融状態としたまま、キャビティの成形材料を凝固させて成形サイクルを終了することは可能である。特に、キャビティが薄型のものである場合には、急速にキャビティの成形材料を凝固させて成形サイクルを終了することができる。
【００７０】
補助プランジャは、本発明の必須要件ではない。補助プランジャが無くても、ビスケット空間の成形材料を回収することは可能である。例えば、スリーブが、供給口（実施形態の給湯口５ａ）が下側になるように傾斜していれば、ビスケット空間の成形材料を、その自重により供給口から回収することができる。また、ビスケット空間の成形材料を供給口から回収しなくても、１回の成形に必要十分な成形材料の量から、ビスケット空間の成形材料の量を差し引いた量の成形材料を、次サイクルにおいて供給するようにすれば、ビスケット空間の成形材料は、供給口から回収される必要はない。
【００７１】
なお、補助プランジャを設けて、且つ、ビスケット空間の成形材料を供給口から回収しないことも可能である。この場合、ビスケット空間の成形材料がスリーブに残っていても、図２に示したように、補助プランジャと射出プランジャとの距離の設定により、次サイクルに必要十分な成形材料を正確に計量できる。
【００７２】
また、供給口とは別に、ビスケット空間の成形材料を回収する回収口が設けられてもよい。例えば、供給口を水平方向又は水平方向に傾斜する方向に延びるスリーブの上面に設け、ラドルにより供給口からスリーブへ溶湯を供給することとし、且つ、スリーブの下面であって、供給口よりもキャビティとは反対側に回収口を設けることとすれば、射出プランジャチップを供給口と回収口との間に位置させた状態で供給口からスリーブ内へ成形材料を供給し、射出プランジャチップを回収口よりもキャビティとは反対側に位置させた状態でスリーブ内から回収口へビスケット空間の成形材料を回収することができる。
【００７３】
射出プランジャ及び補助プランジャによりスリーブを密閉するとき、射出プランジャチップは、供給口よりもキャビティとは反対側の位置でだけでなく、供給口（実施形態の給湯口５ａ）を塞ぐ位置に配置されてもよい。この場合、射出プランジャチップは、スリーブの一端（射出プランジャロッド側）を塞ぐとともに、供給口を塞ぐことになる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態のダイカストマシンの要部を型閉状態において示す断面図。
【図２】図１のダイカストマシンの要部をスリーブに溶湯が充填された状態において示す断面図。
【図３】図１のダイカストマシンの要部をキャビティに溶湯が充填された状態において示す断面図。
【図４】図１のダイカストマシンの要部をビスケット空間の溶湯を回収する過程の状態において示す断面図。
【図５】図１のダイカストマシンの要部をビスケット空間の溶湯の回収が終了した状態において示す断面図。
【図６】図１のダイカストマシンの要部を型開状態において示す断面図。
【符号の説明】
【００７５】
１…ダイカストマシン（成形機）、５…スリーブ、７…射出プランジャ、９…射出プランジャ駆動部、１９…制御部、１０１…金型（型）、Ｃａ…キャビティ、ＢＳ…ビスケット空間。
【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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