JP2010214448A - ホットチャンバ式ダイキャスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホットチャンバ型ダイキャスト装置において、シリンダ内への空気の混入を防止し、ダイキャスト金型に送給される溶湯にも空気が混入することを防止して、ダイキャスト鋳造形成品の品質を高め、かつシリンダ内或いは射出パイプ内において溶湯へ空気が混入するのを防止して酸化物の発生を防止し、セラミック素材への磨耗等の影響を排除する。
【解決手段】ポット内の溶湯面７の下方における吐出溶湯路７０、４７の内部容積を、シリンダ筒内１１におけるプランジャの行程容積より大きくしたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛等、或いはこれらの合金等の低融点金属を鋳造するホットチャンバダイキャスト装置に関し、特に、低融点金属の溶湯を射出するシリンダ内への空気の浸入を防止するようにしたホットチャンバ型ダイキャスト装置に関する。

従来、アルミニウム又はその合金等の低融点金属を鋳造するシリンダ射出装置としてホットチャンバ型ダイキャスト装置が知られている。この装置では、アルミニウム溶湯の温度を一定以上に維持するために、溶湯を収容する容器（ポットと称する）をヒータを具備する炉体に搭載すると共に、セラミックで構成されたシリンダ本体をその少なくとも一部がポット内の溶湯に浸漬されるように保持した構造としている。

そして、シリンダ本体は、その内部に、シリンダ筒と、溶湯の吸い込み時にポット内の溶湯をシリンダ筒内へ流入させる開口部と、溶湯の吐出時にシリンダ筒内の溶湯を吐出させる吐出溶湯路とが規定されている。セラミック製プランジャは、ポット内の溶湯面より下方の領域内で且つシリンダ筒内で往復移動して、溶湯の吸い込み及び溶湯の吐出を行う。プランジャの上方には、溶湯の吸込み及び吐出動作を行わせるべく、プランジャを往復動作させる駆動機構が設けられている。射出パイプがシリンダ本体の吐出溶湯路の流出口に接続され、ダイキャスト金型のキャビティ内へ溶湯を送給するように構成されている。

このような構成のホットチャンバ式ダイキャスト装置の先行技術として、特開平１０−１２８５１７号公報（特許文献１）では、シリンダを有する主筒部分と、主筒部分に連結されて金型に溶湯を送り込む注入筒とを別々のセラミックで構成し、リング状のシール部材で注入筒を主筒部分に接続する構成としている。

また、特開平１０−２９６４２０号公報（特許文献２）及び米国特許第５,９８３,９７９号明細書（特許文献３）では、セラミックにより構成された溶湯射出主筒部とその側面に連結した注入筒部とを外側筒部により支持し、外側筒体をアルミニウム溶湯を収容する溶湯槽及び炉体の外側に設けられた金属又はサーメット製フランジにより支持する構成としている。

特開平１０−１２８５１７号公報 特開平１０−２９６４２０号公報 米国特許第５,９８３,９７９号明細書

上述した従来のホットチャンバ式ダイキャスト装置において、シリンダ内の容積、即ちプランジャの行程容積（プランジャの行程×プランジャの断面積）をＶ１として、ポット内の溶湯面より下側に存在するシリンダ本体の吐出溶湯路及びこれに接続された射出パイプの注湯路の合計面積をＶ２とした場合に、Ｖ１がＶ２より大きい場合であって、射出パイプの出口である射出口が溶湯面により高い位置にある場合は、プランジャによる吸込み時において、射出パイプの射出口から空気が入ってシリンダ内部に流入し、溶湯に空気が混入することが生じた。

このように、溶湯に空気が混入すると、ダイキャスト金型に送給される溶湯にも空気が混入し、これが鋳造成形品に影響を及ぼす虞がある。また、溶湯の吸込み時において、シリンダ内部に空気が混入すると酸化物が生成し、この酸化物がシリンダを構成しているセラミックを磨耗する虞がある。

そこで、本発明では、ホットチャンバ型ダイキャスト装置において、シリンダ内への空気の混入を防止し、ダイキャスト金型に送給される溶湯にも空気が混入することを防止して、ダイキャスト鋳造成形品の品質を向上し、且つシリンダ内或いは射出パイプ内における溶湯への空気の混入を防止して酸化物の発生を防止し、セラミック素材への磨耗等の発生する虞を排除することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、所定温度以上に維持した状態で低融点金属の溶湯を収容するポットと、少なくとも一部が該ポット内の溶湯に浸漬されるように保持され、且つ内部にシリンダ筒と、溶湯の吸込み時にポット内の溶湯をシリンダ筒内へ流入させる開口部と、溶湯の吐出時にシリンダ筒内の溶湯を流出させる吐出路を具備するシリンダ本体と、該吐出路から吐出された溶湯を金型キャビティ内に送給する部材と、シリンダ筒内で往復移動して、溶湯の吸込み及び吐出動作を行うプランジャと、該プランジャを往復動作させる駆動機構と、からなるホットチャンバ型ダイキャスト装置において、ポット内の溶湯面の下方における前記吐出路の内部容積（Ｖ２）を、前記シリンダ筒内におけるプランジャの行程容積（Ｖ１）より大きくしたことを特徴とするホットチャンバ型ダイキャスト装置が提供される。ここで、ポット内の溶湯面の下方における前記吐出路の内部容積（Ｖ２）とは、シリンダ本体の内部に規定されている溶湯吐出路だけではなく、例えば射出パイプ等のように、該溶湯吐出路に連接される部分であってポット内の溶湯面の下方における領域をも含まれる。

また、前記シリンダ本体に規定される吐出路は、プランジャの行程範囲の下部領域にて前記シリンダ筒に開口する横通路と、該横通路に連通し且つシリンダ筒と略平行に上方に延びる縦通路とからなり、該縦通路は部分的にその容積が拡大されている。

前記開口部は、シリンダ筒の軸線に関し前記吐出路とは反対側で、該軸線に関し略直角の延び、且つ該軸線と前記縦通路の軸線とを結ぶ直線に関し、両側に所定の角度で隔てた２つの開口部からなる。前記開口部は、前記吐出路とは反対側に設けた２つの開口部に加えて、更に、シリンダ筒の軸線に関し前記吐出路の側で、該軸線に関し略直角の延び、且つ該軸線と前記縦通路の軸線とを結ぶ直線に関し、両側に所定の角度で隔てた更に２つの開口部を含むことを特徴とする。

また、前記開口部は、前記吐出路とは反対側に設けた２つの開口部に加えて、更に、前記シリンダ筒から斜め上方に延びて、溶湯面の下方で且つ前記シリンダ本体の上部に開口する傾斜開口部を有することを特徴とする。

前記シリンダ筒の内壁には、プランジャの最上位置において該シリンダ内筒に開口し、前記シリンダ本体の上端部にて溶湯内に開口する垂直に延びる垂直溝が形成されていることを特徴とする。

プランジャを往復動作させる駆動機構は、プランジャのストロークの上部位置（Ｐ₁）より上方の最上位置（Ｐ₀）からストロークの上部位置（Ｐ₁）までをゆっくり下降させ、該行程上部位置（Ｐ₁）から行程下部位置（Ｐ₂）までを急速に下降させて溶湯の吐出動作を行うことを特徴とする。

本発明では、ポット内の溶湯面の下方における前記吐出路の内部容積（Ｖ２）を、前記シリンダ筒内におけるプランジャの行程容積（Ｖ１）より大きくしたことにより、プランジャによる溶湯の吸い込み時において、たとえ射出パイプの流出口から空気が吸い込まれて前記吐出路に空気が混入したとしても、混入した空気はシリンダ内部まで到達しない。したがって、吐出時にシリンダ内部には空気が混入しないので、シリンダ内にて酸化物が発生する虞もなくなる。

従来のアルミホットチャンバ式射出装置の基本的な構造を示す断面図である。 図１の射出装置の矢印Ａ−Ａから見た断面図である。 図１の射出装置の溶湯注入筒の主筒部への接続部の詳細断面図である。 シリンダ内でのブランジャの溶湯吐出、成形時の状態を示す概略図である。 ブランジャによる溶湯の吸込み時にシリンダ内に空気が流入した状態を説明する図である。 溶湯吐出時の好ましい状態を説明する図である。 シリンダ内空気浸入防止構造を採用した本発明の実施形態に係る射出装置シリンダ組立体を示す断面図。 本発明の実施形態のシリンダ組立体の平面図である。 本発明の実施形態のシリンダ組立体の底面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明が適用されるアルミホットチャンバ式ダイキャスト装置の基本的な構造を、米国特許第５,９８３,９７９号明細書（特許文献３）を参考に説明する。図１及び図２に示しているように、セラミックにより構成された射出用シリンダ１（シリンダ本体）は、同じくセラミックにより構成された円筒状アウタスリーブ２に保持されている。即ち、この円筒状アウタスリーブ２はその底部に内側へ突出した部分又は径の小さくなった部分２ａを有し、この部分が射出用シリンダ１を保持している。そして、射出用シリンダ１は、スリーブ２とシリンダ１の外周壁との間に配置された軸方向の溝にキー止めされたセラミックストッパー４２によって、回転不能に支持されている。

シリンダ本体１とアウタスリーブ２の側壁には、互いに整合する位置に溶湯流入口１０、９が設けられていて、ポット４内の溶湯３がこれらの溶湯流入口１０、９からシリンダ本体のシリンダ内部１１に流入する。一方、シリンダ本体１の壁部には、シリンダ内部の底部近くに開口し円錐凹型部３４まで延びている吐出溶湯路７０が設けられている。そして、この円錐凹型部３４には、セラミック製の射出パイプ１３の円錐凸型部３５が接合している。アウタスリーブ２には、射出パイプ１３が通過するための開口２１が設けられている。

射出パイプ１３はポット４の壁部に設けられたセラミック製の円筒状保持部２０によって保持され、また、射出パイプ１３のポット４からの出口部には、射出パイプ１３内の溶湯３を加温するためのノズルヒーター１９が設けられている。

アウタスリーブ２は上側のフランジないし突出部２２を有する。金属材料又はサーメットで構成されたフランジ８はアウタスリーブ２の上部を固定する。特に、フランジ８は上部フランジ部と円筒内面４１を規定する下部２５とを有し、この円筒内面４１はスリーブ２の外側の円筒状包囲している。フランジ８は、図２に示すように、ボルト２３ａによって支持体ないしフレームの内側突出部３１に固定されている。そして、フランジ８はポット４内の溶湯３には漬からないように、溶湯３の上面７から離れた位置とされる。一方で、シリンダ本体１は、アウタスリーブ２の下方の部分のともに、溶湯３の上面より下側の位置に、溶湯３に完全に漬かるように位置している。アウタスリーブ２をフランジ８に固定するために固定板２４もまたフランジ８と共にボルト２３、２３ａによりフレーム３１（３３）に固定されている。したがって、フランジ８と支持フレーム３３は、高温度の溶湯３からの熱等の影響を受けることのないように、ポット４から離れて配置されている。

油圧シリンダ４０は「サドル構造」と称する支持構造体（フレーム）３３に保持され、カップリング３２を介してプランジャ１２に連結されている。プランジャ１２はアウタスリーブ２の流入開口９及び射出シリンダ１の開口１０を通過してシリンダキャビティ内に流入する溶湯を射出する作用をする。溶湯３はプランジャ１２の動作によりスプルーブッシュ１４及び可動ダイの１６のランナー１７を介してダイキャビティ１８内へ圧送される。プランジャ１２の往復動作によりシリンダ本体１が上下に移動するのを防止するために、図２に示すように、固定板２４に保持用ボルト２６を設けセラミックターミナル２７を保持用ボルト２６の下端部に設け、シリンダ本体１を常時下方に押圧固定している。

この構成では、シリンダ本体１、セラミック製のアウタスリーブ２、セラミック製のプランジャ１２及びセラミック製の射出パイプ３５が完全に又は部分的に溶湯３に接触している。一方、フランジ８は溶湯３から離れているので、金属材料等で構成することも可能であって、アルミニウム溶湯３からの浸食の虞はない。この構造によると、シリンダ本体１の位置は、ふらつきが少なく、油圧シリンダ４０、プランジャ１２及びシリンダ本体１が所定箇所に好適に保持される。支持フレーム３３はまた油圧シリンダ４０も保持している。

上記のホットチャンバ式ダイキャスト装置において、アルミニウム又はその合金を約６２０℃〜約６７０℃の溶融状態（溶湯３）に維持するために、ポット２はヒータ５により加温されている。射出パイプ１３はアウタスリーブ２の開口部２１に挿入され、シールリング３７を介してシリンダ本体１の側壁にある凹形の溶湯出口３４に接合し、シリンダ本体１の側壁からわずか上方に（約７°程度）傾斜して横方に延びている。射出パイプ１３の出口とスプローブッシュ１４との間、及び射出パイプ１３の基端部とセラミック板１の連結ジョイント部３４との間を確固たる接合状態に維持し、これらの接合部分において溶湯が漏れることがないように、図示しない外力が加えられている。

図３には、図１及び図２に示したアルミホットチャンバ式ダイキャスト装置におけるシリンダ本体１の凹円錐形の流出口３４と射出パイプ１３の凸円錐形の流入基端部３５との間にシールリング３７を設けた接合部を示す断面図である。シールリング３７は、押圧力により押圧され、この押圧力によってノズル４４とダイ１５のスプルーブッシュ１４との間の連結部をシールするために、ノズル４４は射出パイプ１３の外側端部においてダイ１５に対して押圧されている。

このようにシールリング３７は、シリンダ本体１側においてその接点３７ａで部分的に変形され、且つ射出パイプ１３側においてもその接点３７ｂで部分的に変形される。その結果、シリンダ本体１の接合部３４と射出パイプ１３の接合部３５との間で信頼性のある接合を確保することができる。シールリング３７は、サーメット、セラミック、またカーボン複合材等の変形可能な素材で構成される。また、シールリング３７アルミニウム又はその合金の溶湯３に対して耐用性のある熱抵抗皮膜材で被覆することができる。

図４は、上述したホットチャンバ式ダイキャスト装置において、シリンダ内でのプランジャによる溶湯の吸込み、吐出・成形の状態を示す概略図である。プランジャ１２がストロークＳの上昇位置（Ｐ₁）にある時、ポット４内の溶湯３が開口部１０からシリンダ１１内に流入し、シリンダ内が溶湯で充満される。プランジャ１２がストロークＳの上昇位置（Ｐ₁）から下降位置（Ｐ₂）へ移動するにしたがって、前述のように、シリンダ１１内の溶湯３が溶湯吐出路７０及び射出パイプ１３を経て、ダイキャスト金型のキャビティ１８内に射出される。

ここで、シリンダ内１１の容積（プランジャ１２のストロークＳ×プランジャの断面積）Ｖ１とし、溶湯面７の下側に存在するシリンダ本体１の注湯路７０及び射出パイプ１３の注湯路４７の合計容積（即ち、吐出溶湯路Ｌの容積）Ｖ２とした場合に、これらの関係において次のような問題が生ずる。即ち、Ｖ１がＶ２より大きい場合であって、射出パイプ１３の注湯路４７の射出口４７ａがポット内の溶湯面７より高い位置にある場合は、図５に示すように、吸込み時において、注湯路４７の射出口４７ａから空気が流入し、シリンダ内部１１に流入する。

このような状態で、プランジャ１２を下方へ移動させて、次の溶湯の吐出動作を行わせると、前述のように、ダイキャスト成形型１８に空気が混入し、これが鋳造成形品に影響を及ぼすことがあり、アルミニウム・ホットチャンバとしての特質を十分発揮させることはできなくなり、コールドチャンバと同様な問題が生ずる虞がある。また、吸込み時において、シリンダ内部１１に空気が混入すると溶湯との間で酸化物が発生し、この酸化物によりシリンダを構成しているセラミックを磨耗する虞がある。

一方、図６は、ホットチャンバ式ダイキャスト装置における吐出時の理想的な状態を示すもので、シリンダ内部１１の溶湯には空気が混入しておらず、また、ポット４内の溶湯面７より下方の領域における吐出溶湯路７０及び４７には空気が混入しておらず、したがって、ダイキャスト成形金型のキャビティ１８内に空気が混入することはなく、これにより、ダイキャスト鋳造製品への影響やシリンダ本体１を構成しているセラミックへの影響等も問題がなくなる。

図６のような吐出時の理想的な状態とするためには、シリンダ内１１の容積Ｖ１より溶湯表面７より下方の吐出溶湯路Ｌの容積Ｖ２を大きくする。このようにすれば、プランジャ１２によってシリンダ内１１へ吸い込まれる吐出溶湯路７０、４７内の溶湯は、そのすべてがポットの溶湯面７より下方にある溶湯であり、空気を含んでいなので、シリンダ内１１への空気の吸い込みはなくなる。

図７はシリンダ内空気浸入防止構造を採用した本発明の実施形態に係るホットチャンバ式ダイキャスト装置における溶湯射出用のシリンダ組立体を示す断面図であり、図８は同実施形態のシリンダ組立体の平面図であり、図９は同実施形態のシリンダ組立体の底面図である。

この実施形態では、セラミックで構成されたシリンダ本体１の内部に形成される吐出溶湯路７０の容積の大きくした。即ち、図７に示すように、シリンダ本体１の吐出溶湯路７０は、シリンダのプランジャのストロークＳの下端Ｐ₂より下側に開口した横通路７０ａ、この横通路７０ａに連通する断面を大きくした縦通路７０ｂ、及びその上方の縦通路７０ｃからなる。そして、上方の縦通路７０ｃの上部には、射出パイプ１３が連結される錐形凹部３４が形成されている。

特に、この実施形態では、略円筒形のシリンダ本体１に対して、その中心軸Ｏ₁よりややずれた位置Ｏ₂に円筒形シリンダ１１の中心を配置し、その横側にシリンダ１１と略平行に縦通路７０ｂ及び７０ｃを配置する。そして、縦通路の中央ないし下方の部分７０ｂをシリンダ１１の中心Ｏ₂をほぼ中心として、半径方向も円周方向にも幅を拡大し、通路の断面積、即ち縦通路７０ｂの容積を大きくした。これにより、プランジャ１２のストロークＳのシリンダ容量Ｖ１に対して、ポット内の溶湯上面７より下部位置にある吐出溶湯路の容積が大きくなるようにしている。なお、符号６０はシリンダ１１の下部を密閉する閉鎖部材、符号６２は断面を拡大した縦通路７０ｂの下部を密閉する閉鎖部材、符号６４は横通路７０ａの開放端を密閉する閉鎖部材である。

このような構成により、プランジャ１２が上昇する溶湯の吸込み時において、プランジャ１２（の下端）がストロークの下部位置Ｐ₂から上部位置Ｐ₁へ移動する。上記のように、ストロークＳのシリンダ容量Ｖ１より溶湯面７下部の吐出溶湯路の容積が大きいので、溶湯路からシリンダ内部１１へ吸込まれる溶湯は、そのすべてが、ポット４内の溶湯面７よりも下方の部分にある、空気が混入していない溶湯のみである。そして、ストロークの上部位置Ｐ₁近くまでプランジャ１２が上昇すると、溶湯流入口１０が開口し、ポット４内の溶湯３が流入開口１０を通じてシリンダ内部１１へ流入する。プランジャ１２は、ストローク上部位置Ｐ₁から更に上方の初期位置ないし最上位置Ｐ₀（図４）まで上昇する。この間にも、ポット４内の溶湯３は、流入開口１０を経て負圧となっているシリンダ１１内部１１へ流入する。

この間、少なくともポット４内の溶湯面７よりも下方に存在するシリンダ１１内部の全域及び溶湯面７より下方の吐出溶湯路７０及び溶湯面７より下方の射出パイプ１３の吐出通路４７の領域内には、空気が混入することなく、溶湯３が緻密に充満されることとなる。そして、プランジャ１２は、最上位置Ｐ₀からストローク上部位置Ｐ₁まではゆっくりと下降し、ストローク上部位置Ｐ₁まで到達する。この間シリンダ内部１１の余分な溶湯は、流入開口１０からポット４内へ戻る。

ストローク上部位置Ｐ₁まで到達したプランジャ１２はここから急速に行程下端Ｐ₂まで移動して、所定量の溶湯３をダイキャスト金型のキャビティ１８内へ吐出する。なお、吐出溶湯路内（特に、射出パイプ１３内）のポット４の溶湯面７より上部の領域にある空気は、金型への射出前に図示しない手段により予め排出される。よって、ダイキャスト金型のキャビティ１８内へは空気が混入することはない。

このように、プランジャ１２は最上部位置Ｐ₀からストローク上部位置Ｐ₁まではゆっくりと下降し、ストローク上部位置Ｐ₁からストローク下部位置Ｐ₂までを急速に下降するように構成したので、溶湯に万一空気が混入していたとしても、プランジャ１２がゆっくりと下降する間に、余分な溶湯３をポット４内へ押し戻しもどしながら混入している可能性のある空気も一緒にポット４内へ押し戻すので、シリンダ内部１１に空気が混入することは全くなくなる。また、プランジャ１２のストロークの上部位置Ｐ₁と下部位置Ｐ₂との間ではプランジャ１２が急速に下降するので、必要量の溶湯３をダイキャスト金型のキャビティ１８内へ圧入することができる。

図７〜図９に示した上述の実施形態において、ポット４内の溶湯３をシリンダ１１内部に流入させる開口部は、符号１０で示す２箇所に設けることができる。これらの２箇所の開口部１０は、溶湯面７に対してシリンダ１１の軸方向Ｏ₂に関し略直角な図示の略水平方向に、また、吐出溶湯路７０とは反対側に、シリンダ１１の中心軸Ｏ₂と吐出溶湯路７０の中心軸Ｏ₃を結ぶ直線Ｌに対し互いに反対方向に所定角度隔てて設けられている。また、これらの開口部１０は、プランジャ１２がそのストロークの上端Ｐ₁に位置する時、シリンダ１１内に部分的に開口するように、そして最上端Ｐ₀に位置する時は完全に開口するように配置されている。

ポット４内の溶湯３をシリンダ１１内部に流入させる開口部は、符号１０で示すものに加え、符号１０ａで示すように、開口部１０の裏側（吐出溶湯路７０のある側）に２箇所、シリンダ１１の中心軸Ｏ₂と吐出溶湯路７０の中心軸Ｏ₃を結ぶ直線Ｌに対し互いに反対方向に所定角度隔てて設けることもできる。これらの２箇所の開口部１０ａは、シリンダ１１に関し、開口部１０と同じ位置、即ち、プランジャ１２がそのストロークの上端Ｐ₁に位置する時、シリンダ１１内に部分的に開口するように、そして最上端Ｐ₀に位置する時は完全に開口するように配置される。

更にまた、開口部として、符号１０で示すものに加え、符号１０ｂで示すように、斜め上方に延びた開口とすることもできる。この開口部１０ｂは、シリンダ１１に関し、開口部１０と同じ位置、即ち、プランジャ１２がそのストロークの上端Ｐ₁に位置する時、シリンダ１１内に部分的に開口するように、そして最上端Ｐ₀に位置する時は完全に開口するように配置される。一方、この開口１０ｂは、ポット４側では、シリンダ本体の上面１ｃ（図７）で溶湯面７より下方の位置に開口している。このように、開口部１０ｂはシリンダ１１から斜め上方に延びるように形成したので、プランジャ１２が上昇する吸込み時において、万一溶湯３内に空気が混入していた場合においても空気を斜め上方により迅速に逃避させることができる。

更にまた、シリンダ１１の内壁に軸方向に延びた垂直溝１０ｃを設けることもできる。この垂直溝１０ｃは、シリンダ１１の内部に関し、プランジャ１２がそのストロークの最上端Ｐ₀に位置する時に開口するように配置される。一方、この垂直溝１０ｃの上端は、シリンダ本体の上面１ｃにまで延びている。したがって、万一溶湯３内に空気が混入していた場合においてもプランジャ１２のストロークの最上端Ｐ₀付近の位置にて空気を直接上方に逃がすことができ、空気がより一層逃避され易くなる。

上記のホットチャンバ式ダイキャスト装置において、シリンダ内への空気浸入を防止するための実施形態として種々の構造について説明したが、これらの実施形態における効果を確認するために実験的にシミュレーション試験を行った。この試験では、図７に示した（本来はセラミック等で構成される）シリンダ組立体やプランジャ等をアクリル樹脂で作製し、アルミニウム溶湯に代えて水を用いて実験を行った。その結果、現状のもの（吐出溶湯路の容積を大きくしていないもの）では、シリンダ内への空気の吸込み形態において気泡が多数確認され、気泡残がかなりあり、また、空気が抜けるのにかなりの時間を要したのに対し、上記の実施形態のように構成したものについては、次のような顕著な効果が確認された。

実施形態に相当するものとして、ノズルの容積を大きくした、即ち、射出パイプ１３の通路（４７）径を大きくした（例えば、現状装置における通路の径１１ｍｍを１５ｍｍとした）もの（Ａ）、シリンダの吐出溶湯路７０の容積を大きくしたものとして、図７の符号７０ｂ（図８の破線７０ｂ）に図示す程度の大きさではないが図７の符号７０ｃ（図８の円形断面を示した破線７０ｃ）と比べて中程度に大きくしたもの（Ｂ）、符号７０ｂで示す程度に大きくしたもの（Ｃ）、或いはこれらの組み合わせとして構成したもの、について実験した結果は、Ｃ単独のもの、Ａ＋Ｂとして構成したもの、Ａ＋Ｃとして構成したものでは、、シリンダ内への空気の吸込み形態において気泡が全く確認されず、且つ気泡残も確認されなかった。この実験の結果、上記のように、ポット４内の溶湯面７の下方における前記吐出路の内部容積（Ｖ２）（シリンダ本体１の吐出溶湯路７０の部分及び射出パイプ１３の通路部分４７を含む）を大きくすることで、シリンダ内への空気浸入を防止できることが確認された。なお、この実験では、本来セラミックの形成される部品をアクリル品とし、溶湯を水で代用したシミュレーション試験であるので、セラミックやアルミニウム溶湯を用いた実際の製品の場合とは多少は異なる点はあるものの、全体において、実際の製品についてもほぼ同様な傾向が結果として現れるものと推察される。

更に、シミュレーション試験として、ノズルの容積を大きくした、即ち、射出パイプ１３の通路（４７）径を大きくした（現状の径１１ｍｍを１５ｍｍとした）もの（Ａ）、プランジャの戻り速度を現状よりも低速にしたもの（Ｄ）、プランジャの側部のシリンダ壁に上下方向の垂直溝１０ｃを設けたもの（Ｅ）、プランジャの上昇位置をＰ₁ではなく、最上位置Ｐ₀まで上昇させたもの（Ｆ）、溶湯の２つの流入開口部１０（現状）の他に、更に２つの開口部１０ａを追加したもの（Ｇ）、斜め上方に延びる開口部１０ｃを追加したもの（Ｈ）について実験を行った。その結果、それぞれの処理を施したものは、現状のものよりシリンダ内での気泡残が少ないことが確認された。また、特に、Ａ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ、Ａ＋Ｄ＋Ｇ、Ａ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ、Ｆ＋Ｇ、Ａ＋Ｄ＋Ｆ＋Ｈ、の組合わせ構成において、シリンダ内での気泡残はほとんど確認されず、シリンダ内への空気浸入を十分防止できることが確認された。

以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。例えば、上述の実施形態においては、ダイキャストにより成形する材料として、主としてアルミニウム又はその金合として説明したが、本発明では、その他にマグネシウム、亜鉛等、或いはこれらの合金等の低融点金属全般で、ダイキャストにより鋳造可能な比較的低融点の他の材料についても適用可能である。

また、上記の実施形態においては、シリンダ本体、ポット等の素材がセラミックにより形成されている場合について説明したが、対象となる低融点金属の溶湯に対して耐熱性、耐浸食性を有する素材であれば、他のどのような素材（例えば鉄系の材料）でも、使用可能である。

以上に説明したように、本発明では、ダイキャスト金型に射出される溶湯に空気が混入することもなく、またシリンダ内部に混入した空気により酸化物等を発生する虞もなくなる。よって、ダイキャスト成形品の品質を向上させ、且つ酸化物等によるセラミック材料の磨耗等の影響がなくなり、耐久性の良好なアルミニウム等の低融点金属のダイキャスト鋳造品が製造可能なダイキャスト装置とすることができる。

１ シリンダ本体
２ アウタスリーブ
３ 溶湯
４ 溶湯槽（ポット）
５ ヒータ
７ 溶湯面
８ フランジ
９、１０、１０ａ 流入開口部
１０ｂ 斜め開口部
１０ｃ 垂直溝
１１ シリンダ
１２ プランジャ
１３ 射出パイプ
１８ 金型キャビティ
２３ａ、２３ｂ ボルト
２４ 固定板
３２ カップリング
３３ フレーム（支持構造体）
６０、６２、６４ 閉塞部材
７０ 溶湯路
７０ａ 横溶湯路
７０ｂ、７０ｃ 縦溶湯路
Ｓ ストローク
Ｖ１、Ｖ２ 容積

Claims (7)

1. 所定温度以上に維持した状態で低融点金属の溶湯を収容するポット（４）と、少なくとも一部が該ポット内の溶湯に浸漬されるように保持され、且つ内部にシリンダ筒（１１）と、溶湯の吸込み時にポット内の溶湯をシリンダ筒内へ流入させる開口部（１０）と、溶湯の吐出時にシリンダ筒内の溶湯を流出させる吐出路（７０）を具備するシリンダ本体（１）と、該吐出路から吐出された溶湯を金型キャビティ内に送給する部材（１３）と、シリンダ筒内で往復移動して、溶湯の吸込み及び吐出動作を行うプランジャ（１２）と、該プランジャを往復動作させる駆動機構（４０）と、からなるホットチャンバ型ダイキャスト装置において、
   ポット（４）内の溶湯面（７）の下方における前記吐出路の内部容積（Ｖ２）を、前記シリンダ筒内におけるプランジャの行程容積（Ｖ１）より大きくしたことを特徴とするホットチャンバ型ダイキャスト装置。
2. 前記シリンダ本体に規定される吐出路（７０）は、プランジャの行程範囲の下部領域にて前記シリンダ筒に開口する横通路（７０ａ）と、該横通路に連通し且つシリンダ筒と略平行に上方に延びる縦通路（７０ｂ、７０ｃ）とからなり、該縦通路（７０ｂ）は部分的にその容積が拡大されていることを特徴とする請求項１に記載のダイキャスト装置。
3. 前記開口部は、シリンダ筒の軸線（Ｏ₂）に関し前記吐出路（７０）とは反対側で、該軸線に関し略直角の延び、且つ該軸線と前記縦通路（７０ｂ、７０ｃ）の軸線（Ｏ₃）とを結ぶ直線に関し、両側に所定の角度で隔てた２つの開口部（１０、１０）からなることを特徴とする請求項２に記載のダイキャスト装置。
4. 前記開口部は、前記吐出路とは反対側に設けた２つの開口部（１０、１０）に加えて、更に、シリンダ筒の軸線（Ｏ₂）に関し前記吐出路（７０）の側で、該軸線に関し略直角の延び、且つ該軸線と前記縦通路（７０ｂ、７０ｃ）の軸線（Ｏ₃）とを結ぶ直線に関し、両側に所定の角度で隔てた更に２つの開口部（１０ａ、１０ａ）を含むことを特徴とする請求項３に記載のダイキャスト装置。
5. 前記開口部は、前記吐出路とは反対側に設けた２つの開口部（１０、１０）に加えて、更に、前記シリンダ筒（１１）から斜め上方に延びて、溶湯面（７）の下方で且つ前記シリンダ本体の上部（１ｃ）に開口する傾斜開口部（１０ｂ）を有することを特徴とする請求項３又は４に記載のダイキャスト装置。
6. 前記シリンダ筒（１１）の内壁には、プランジャ（１２）の最上位置（Ｐ₀）において該シリンダ内筒に開口し、前記シリンダ本体の上端部（１ｃ）にて溶湯（３）内に開口する垂直に延びる垂直溝（１０ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイキャスト装置。
7. プランジャ（１２）を往復動作させる駆動機構は、プランジャのストロークの上部位置（Ｐ₁）より上方の最上位置（Ｐ₀）からストロークの上部位置（Ｐ₁）までをゆっくり下降させ、該行程上部位置（Ｐ₁）から行程下部位置（Ｐ₂）までを急速に下降させて溶湯の吐出動作を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のダイキャスト装置。

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