特開 2021-192920 軽金属射出装置の逆流防止装置および軽金属射出装置の逆流防止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-192920(P2021-192920A)

(43)【公開日】2021年12月23日

(54)【発明の名称】軽金属射出装置の逆流防止装置および軽金属射出装置の逆流防止方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/30 20060101AFI20211126BHJP

【ＦＩ】

   B22D17/30 E

   B22D17/30 Z

【審査請求】有

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2020-99771(P2020-99771)

(22)【出願日】2020年6月9日

(11)【特許番号】特許第6947879号(P6947879)

(45)【特許公報発行日】2021年10月13日

(71)【出願人】

【識別番号】000132725

【氏名又は名称】株式会社ソディック

(72)【発明者】

【氏名】毛利川 雅

(57)【要約】

【課題】必要な封止性能を容易に維持かつ管理できること望まれる。
【解決手段】本発明の軽金属射出装置の逆流防止装置は、弁体とセラミックで形成された弁座とを有して、耐食耐熱鋼で形成された弁体を前進させてセラミックで形成された弁座に着座させることで、溶融部の中と射出部の中を連通する連通路を開閉する弁部と、弁体を接続した駆動体を前後に移動させる弁体駆動装置と、駆動体が少なくとも所定の前進限界位置に到達したことを検出する位置センサと、位置センサの信号に基づいて、弁体駆動装置を制御する弁体駆動制御装置と、を備えている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する溶融部と計量した前記溶湯を金型の中に射出する射出部とを連通路で接続して、
前記溶融部の中の前記溶湯を前記射出部に供給する際に前記連通路を開いて、
前記射出部の中の前記溶湯を前記金型に射出する際に前記連通路を閉じる、
軽金属射出装置の逆流防止装置において、
耐食耐熱鋼で形成されている弁体とセラミックで形成されている弁座とを有して、前記弁体が前進して前記弁座に着座することで前記連通路を閉じて、前記弁体が後退して前記弁座から離れることで前記連通路を開く弁部と、
前記弁体を接続した駆動体を前記弁体と一緒に前後に移動させる弁体駆動装置と、
少なくとも所定の前進限界位置に前記駆動体が到達したことを検出して当該到達したことを示す信号を出力する位置センサと、
前記弁体駆動装置および前記位置センサをそれぞれ接続して、前記位置センサの前記信号に基づいて、前記弁体駆動装置を制御する弁体駆動制御装置と、を備えている、
軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項2】

前記弁座は、前記連通路の溶融部側端部の開口の周囲に形成されて、
前記弁体は、前記溶融部の中を前後に移動する、
請求項１の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項3】

前記弁体駆動制御装置は、
前記駆動体が前記前進限界位置まで前進したことを前記位置センサが検出したとき、または、前記軽金属射出装置が運転を停止したときに、前記溶融部の中の前記溶湯の液面よりも高い退避位置まで前記弁体が後退するように前記弁体駆動装置を制御する、
請求項２の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項4】

前記位置センサは、前後に移動する前記駆動体の位置情報を逐次検出して、前記位置情報を示す信号を逐次出力する、
請求項１の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項5】

前記弁体駆動制御装置は、前記弁座と前記弁体を離すことで前記連通路を開く際に、着座した前記弁体を前記弁座から所定の後退距離だけ後退するように前記弁体駆動装置を制御する、
請求項４の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項6】

前記弁体駆動制御装置は、
前記位置センサの前記位置情報を示す信号に基づき、前後方向の前記弁体の長さが消耗する消耗量を示す距離、または、前記消耗量に対して相関関係を有する距離を演算する、
請求項４の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項7】

前記弁体駆動制御装置は、
前記消耗量を示す距離として、前記弁体を前記駆動体に取り付けたあと最初に前記弁体を前記弁座に着座させた際の前記駆動体の位置と、それ以降に前記弁体を前記弁座に着座させた際の前記駆動体の位置と、の間の距離を演算する、
請求項６の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項8】

前記弁体駆動制御装置は、 前記消耗量に対して相関関係を有する距離として、前記駆動体の前記所定の前進限界位置と、前記弁体を前記弁座に着座させた際または着座した前記弁体を前記弁座から所定の後退距離だけ後退させた際の前記駆動体の位置と、の間の距離を演算する、
請求項６の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項9】

前記弁体駆動制御装置は、前記弁体が前記弁座に着座して前記連通路を閉じる際に、前記弁体が前記弁座に当接したあと、前記弁体の先端が弾性変形して前記弁体と前記弁座が互いに面で当接することができる所定の圧力で前記弁体が前記弁座を押すように前記弁体駆動装置を制御する、
請求項１の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項10】

着座した前記弁体が前記弁座を押す圧力を検出して、前記圧力を示す信号を出力する圧力センサを備えて、
前記弁体駆動制御装置は、前記圧力センサを接続して、前記圧力センサの前記信号に基づいて、前記弁体駆動装置を制御する、
請求項９の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項11】

複数の前記弁体駆動装置と、
前記複数の弁体駆動装置のそれぞれの駆動体を前記弁体に接続する接続部材と、を備えて、
前記接続部材は、中央に前記弁体が取り付けられていて、前記中央の周囲に前記複数の駆動体が取り付けられている、
請求項１の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項12】

前記軽金属材料は、アルミニウムである、
請求項１の軽金属射出装置の逆流防止装置。

【請求項13】

未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する溶融部と前記溶湯を金型に射出する射出部とを連通路で接続して、
前記溶融部の中の前記溶湯を前記射出部に供給する際に前記連通路を開いて、
前記射出部の中の前記溶湯を前記金型に射出する際に前記連通路を閉じる、
軽金属射出装置の逆流防止方法において、
耐食耐熱鋼で形成されている弁体が前進して、前記弁体がセラミックで形成されている弁座に着座することで前記連通路が閉じられて、
前記弁体が後退して、前記弁体が前記弁座から離れることで前記連通路が開かれて、
前記弁体を接続しかつ弁体駆動装置によって前後に移動させられる駆動体が所定の前進限界位置に到達したことを位置センサで検出することで、前後方向の前記弁体の長さが消耗する消耗量が許容される最大消耗量に達したことを検出する、
軽金属射出装置の逆流防止方法。

【請求項14】

前後方向の前記弁体の長さが消耗する消耗量を示す距離、または、前記消耗量に対して相関関係を有する距離を検出する、
請求項１３の軽金属射出装置の逆流防止方法。

【請求項15】

前記弁体を前記駆動体に取り付けたあと最初に前記弁体を前記弁座に着座させた際の前記駆動体の位置と、それ以降に前記弁体を前記弁座に着座させた際の前記駆動体の位置と、の間の距離を演算して、前記消耗量を検出する、
請求項１４の軽金属射出装置の逆流防止方法。

【請求項16】

前記所定の前進限界位置と、前記弁体を前記弁座に着座させた際または着座した前記弁体を前記弁座から所定の距離だけ後退させた際の前記駆動体の位置と、の間の距離を演算して、前記消耗量に対して相関関係を有する距離を検出する、
請求項１４の軽金属射出装置の逆流防止方法。

【請求項17】

前記軽金属材料は、アルミニウムである、
請求項１３の軽金属射出装置の逆流防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する溶融部と溶湯を金型に射出する射出部とを連通路で接続して、溶融部の中の溶湯を射出部に供給する際に連通路を開いて、射出部の中の溶湯を金型に射出する際に連通路を閉じる、軽金属射出装置の逆流防止装置に関する。

【背景技術】

【0002】

軽金属射出成形機は、軽金属材料の溶湯を金型の中に射出し、金型の中で溶湯を冷却して固めることで成形品を製造する。軽金属射出成形機は、軽金属射出装置と型締装置を備えている。軽金属射出装置は、未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融したあと金型の中に射出する。型締装置は、搭載した金型を開閉するとともに閉じた金型を締め付ける。軽金属材料は、一般的に比重が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が軽金属材料として有効である。

【0003】

軽金属射出装置は、溶融部と、射出部と、それらを接続する連通路と、連通路を開閉する逆流防止装置とを備えている。溶融部は、未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する。射出部は、溶融部から連通路をとして供給される溶湯を金型に射出する。連通路は、溶湯が通る流路である。逆流防止装置は、溶融部の中の溶湯を射出部に供給する際に連通路を開いて、射出部の中の溶湯を金型に射出する際に溶湯が溶融部に逆流することを防止するために連通路を閉じる。

【0004】

逆流防止装置は、例えば、弁体と弁座で構成された弁部を備えている。弁部は、一方で弁体を前進させて弁座に着座させることで連通路を閉じて、他方で弁体を後退させて弁座から離すことで連通路を開く。

【0005】

特許文献１の軽金属射出成形機の射出装置は、連通路を開閉する逆流防止装置を備えている。逆流防止装置は、弁体と弁座で構成された弁部を備えている。弁座は、連通路の溶融部側端部の開口の周囲に形成されている。弁体は、溶融部の中を前進して弁座に着座して、溶融部の中を後退して弁座から離れる。

【0006】

特許文献２の軽金属射出成形機の材料供給装置は、軽金属射出成形機の射出装置に備えられている。軽金属射出成形機の射出装置は、連通路を開閉する逆流防止装置を備えている。逆流防止装置は、弁体と弁座で構成された弁部を備えている。弁座は、連通路の射出部側端部の開口の周囲に形成されている。弁体は、射出部の中を前進して弁座に着座して、射出部の中を後退して弁座から離れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許６５９０４２５号

【特許文献2】特許６６２４６５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

弁体が弁座に着座した際の封止性能は、弁体と弁座が互いに面で当接することで向上する。例えば、耐食耐熱鋼で形成された弁体と弁座は、弁体が弁座を押し付ける所定の圧力によって、弁体および弁座がどちらも弾性変形して互いに面で当接する。

【0009】

しかし耐食耐熱鋼で形成された弁体と弁座は、例えば、アルミニウムの溶湯に晒されると耐食耐熱鋼でも表面が不均一に溶損して、着座時に弾性変形しても互いに面で当接することが困難な場合がある。

【0010】

セラミックで形成された弁体と弁座は、例えば、アルミニウムの溶湯に晒されても表面が溶損することはない。しかし、一般的にセラミックは、硬度が耐食耐熱鋼に比べて高く、外力を受けて弾性変形する量が耐食耐熱鋼に比べて小さく、塑性変形することなく脆性破壊してしまう材料である。セラミックで形成された弁体と弁座は、弾性変形させることで互いに面で当接することが期待できないため、当接する面に高い加工精度が要求される。さらにセラミックで形成された弁体と弁座は、互いに局所的に当接した状態で大きな圧力で弁体が弁座に押し付けられると欠けまたは割れを生じることがある。

【0011】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、一方で、耐熱耐食鋼で形成されている弁体を高硬度のセラミックで形成されている弁座に着座させて弁体を弾性変形させることで弁体と弁座が互いに面で接触して必要な封止性能を容易に得て、他方で、高硬度で溶損しないセラミックに比べて、溶損あるいは塑性変形などによって徐々に消耗する弁体の交換時期を容易に検出可能にして、弁体を適時にかつ容易に交換可能にして必要な封止性能を容易に維持かつ管理することができる、軽金属射出装置の逆流防止装置および軽金属射出装置の逆流防止方法を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の軽金属射出装置の逆流防止装置は、未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する溶融部と計量した溶湯を金型の中に射出する射出部とを連通路で接続して、溶融部の中の溶湯を射出部に供給する際に連通路を開いて、射出部の中の溶湯を金型に射出する際に連通路を閉じる、軽金属射出装置の逆流防止装置において、耐食耐熱鋼で形成されている弁体とセラミックで形成されている弁座とを有して、弁体が前進して弁座に着座することで連通路を閉じて、弁体が後退して弁座から離れることで連通路を開く弁部と、弁体を接続した駆動体を弁体と一緒に前後に移動させる弁体駆動装置と、少なくとも所定の前進限界位置に駆動体が到達したことを検出して当該到達したことを示す信号を出力する位置センサと、弁体駆動装置および位置センサをそれぞれ接続して、位置センサの信号に基づいて、弁体駆動装置を制御する弁体駆動制御装置と、を備えている。

【0013】

本発明の軽金属射出装置の逆流防止方法は、未溶融の軽金属材料を溶湯に溶融する溶融部と溶湯を金型に射出する射出部とを連通路で接続して、溶融部の中の溶湯を射出部に供給する際に連通路を開いて、射出部の中の溶湯を金型に射出する際に連通路を閉じる、軽金属射出装置の逆流防止方法において、耐食耐熱鋼で形成されている弁体が前進して、弁体がセラミックで形成されている弁座に着座することで連通路が閉じられて、弁体が後退して、弁体が弁座から離れることで連通路が開かれて、弁体を接続しかつ弁体駆動装置によって前後に移動させられる駆動体が所定の前進限界位置に到達したことを位置センサで検出することで、前後方向の弁体の長さが消耗する消耗量が許容される最大消耗量に達したことを検出する。

【発明の効果】

【0014】

本発明の軽金属射出装置の逆流防止装置および軽金属射出装置の逆流防止方法は、弁体を弁座に着座させて封止する際の必要な封止性能を容易に得るとともに適時に弁体を交換可能にして必要な封止性能を容易に維持かつ管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の逆流防止装置を搭載した軽金属射出装置を示す概略図である。

【図2】本発明の逆流防止装置を搭載した別の軽金属射出装置を示す概略図である。

【図3】本発明の逆流防止装置を搭載した軽金属射出装置の概要を示すブロック図および当該軽金属射出装置を備える軽金属射出成形機の概要を示すブロック図である。

【図4】本発明の逆流防止装置を示す概略図である。

【図5】弁体を取り付ける状態を示す概略図である。

【図6】弁体が弁座に着座して連通路を閉じた状態を示す概略図である。

【図7】弁体が弁座から所定の距離だけ離れて連通路を開いた状態を示す概略図である。

【図8】消耗した弁体が着座する前に所定の前進限界位置に到達した状態を示す概略図である。

【図9】弁体が退避位置まで後退した状態を示す概略図である。

【図10】本発明の逆流防止装置の動作フローを示すフロー図である。

【図11】本発明の逆流防止装置の動作を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の軽金属射出装置の逆流防止装置を図１から図１１に示す実施形態の一例を用いて説明する。図１は、本発明の逆流防止装置を搭載した軽金属射出装置を示す概略図である。図２は、本発明の逆流防止装置を搭載した別の軽金属射出装置を示す概略図である。図３は、本発明の逆流防止装置を搭載した軽金属射出装置の概要を示すブロック図および当該軽金属射出装置を備える軽金属射出成形機の概要を示すブロック図である。図４は、本発明の逆流防止装置を示す概略図である。図５は、弁体を取り付ける状態を示す概略図である。図６は、弁体が弁座に着座して連通路を閉じた状態を示す概略図である。図７は、弁体が弁座から所定の距離だけ離れて連通路を開いた状態を示す概略図である。図８は、消耗した弁体が着座する前に所定の前進限界位置に到達した状態を示す概略図である。図９は、弁体が退避位置まで後退した状態を示す概略図である。図１０は、本発明の逆流防止装置の動作フローを示すフロー図である。図１１は、本発明の逆流防止装置の動作を示す概略図である。

【0017】

本発明の軽金属射出装置１２０の逆流防止装置１は、図１から図３に示すように、軽金属射出成形機１００に備えられている軽金属射出装置１２０で使われる。

【0018】

軽金属射出成形機１００は、型締装置１１０と、軽金属射出装置１２０と、それらを制御する主制御装置１３０とを少なくとも備えている。型締装置１１０および軽金属射出装置１２０は、それぞれ各種駆動部および各種センサを備えている。主制御装置１３０は、型締装置１１０および軽金属射出装置１２０に接続されて、それらを制御している。また軽金属射出成形機１００は、操作パネル１４０と、表示装置１５０とを備えている。操作パネル１４０および表示装置１５０は、主制御装置１３０に接続されている。操作パネル１４０は、軽金属射出成形機１００の操作および軽金属射出成形機１００の各種設定の入力を行う際に使用される。表示装置１５０は、軽金属射出成形機１００の各種設定の表示および各装置の状況を表示する。

【0019】

型締装置１１０は、金型１６０を搭載している。型締装置１１０は、金型１６０を開閉するとともに閉じた金型１６０を型締めする。型締めとは、閉じた金型１６０を閉じた方向にさらに締め付けることである。閉じた金型１６０の中にキャビティ空間１６１が形成されている。

【0020】

軽金属射出装置１２０は、未溶融の軽金属材料１７０を溶湯７０に溶融し、一時的に貯留する。さらに軽金属射出装置１２０は、計量した溶湯７０を金型１６０のキャビティ空間１６１の中に射出する。キャビティ空間１６１の中の溶湯７０は、冷えて固まることで成形品１８０となる。

【0021】

成形品１８０は、金型１６０を開いて取り出される。成形品１８０は、開いた金型１６０に付着しているので、例えば金型１６０に備えられている不図示のエジェクタピンで突き出されることで金型１６０から取り出される。エジェクタピンは、型締装置１１０に備えられている不図示の突出装置によって駆動する。

【0022】

主制御装置１３０は、例えば１回の成形サイクルで、型閉工程、型締工程、計量工程、射出工程、冷却工程、型開工程そして突出工程を順に実施するように型締装置１１０および軽金属射出装置１２０を制御している。主制御装置１３０は、適時に未溶融の軽金属材料１７０を溶湯７０に溶融して一時的に貯留するように軽金属射出装置１２０を制御している。なお計量工程は、例えば射出工程を除いた他の工程と並行して実施されてもよい。

【0023】

型閉工程は、金型１６０を閉じる工程である。型締工程は、金型１６０を型締めする工程である。計量工程は、溶湯７０を計量する工程である。射出工程は、計量した溶湯７０をキャビティ空間１６１の中に射出する工程である。冷却工程は、金型１６０の中で溶湯７０を冷やして固化させる工程である。型開工程は、金型１６０を開く工程である。突出工程は、開いた金型１６０から成形品を１８０突き出す工程である。

【0024】

また射出工程は、少なくとも充填工程を含でいる。充填工程は、空のキャビティ空間１６１の中に溶湯７０を充填する工程である。また射出工程は、充填工程のあとに実施される保圧工程を必要に応じて含んでもよい。保圧工程は、キャビティ空間１６１のゲート部分の溶湯が固化するまで、または、コールドプラグ１９０が生成されるまで、充填工程のあとも所定の保持圧力で充填動作を継続する工程である。コールドプラグ１９０は、後述される射出ノズル３３０の先端部の中の溶湯７０が固化したものである。

【0025】

ここからは、軽金属射出装置１２０を詳しく説明する。軽金属射出装置１２０は、図１および図２に示すように、溶融部２００と、射出部３００と、連通路４００と、逆流防止装置１とを備えている。

【0026】

溶融部２００は、溶融炉２１０と、材料供給装置２２０と、を備えている。また溶融部２００は、溶融炉２１０の中に一時的に貯留されている溶湯７０の液面の高さ方向の位置（以下液面レベルと称する）を検出する液面レベルセンサ２３０を備えているとよい。

【0027】

溶融炉２１０は、材料供給装置２２０から供給される未溶融の軽金属材料１７０を不図示のヒータで加熱して溶湯に溶融するとともに溶湯を加熱しながら一時的に貯留する。溶融炉２１０は、例えば、図１に示すように、バケット型の溶融炉２１１でもよい。バケット型の溶融炉２１１は、上部開口部が蓋部材２１２で覆われているとよい。溶融炉２１０は、例えば図２に示すように、横長の溶融シリンダ２１３でもよい。ヒータは、例えば溶融炉２１０の外周に巻き回されている。なお溶融部２００の中は、溶融炉２１０の中および溶融シリンダ２１３のシリンダ孔の中を示す。

【0028】

材料供給装置２２０は、溶融炉２１０の中に未溶融の軽金属材料１７０を供給する。主制御装置１３０は、液面レベルセンサ２３０が検出する溶融炉２１０の中の溶湯７０の液面レベルが所定の液面レベルになるように材料供給装置２２０を制御している。

【0029】

材料供給装置２２０は、図１に示すように、溶融部２００がバケット型の溶融炉２１１であれば、バケット型の溶融炉２１１の上部開口部を覆う蓋部材２１２の一部に形成された材料投入口からバケット型の溶融炉２１１の中に未溶融の軽金属材料１７０の塊をプッシャ２２１などで運んで供給するように構成されてもよい。また材料供給装置２２０は、図２に示すように、溶融部２００が横長の溶融シリンダ２１３であれば、溶融シリンダ２１３の後端面に形成されたシリンダ孔の開口部からシリンダ孔の中に円柱形状に形成された未溶融の軽金属材料１７０をプッシャ２２１で押し込んで供給するように構成されてもよい。また材料供給装置２２０は、溶融部２００が横長の溶融シリンダ２１３であれば、溶融シリンダ２１３の後部に上方に向かって形成された不図示の材料投入口からシリンダ孔の中に未溶融の軽金属材料１７０の塊を供給するように構成されてもよい。

【0030】

射出部３００は、射出シリンダ３１０と、プランジャ３２０と、不図示の射出駆動装置と、射出ノズル３３０と、を備えている。

【0031】

射出シリンダ３１０は、シリンダ孔の中に溶融部２００から供給される溶湯７０を収容し、外周に巻き回された不図示のヒータによって加熱しながら溶湯７０を一時的に貯留する。

【0032】

プランジャ３２０は、射出シリンダ３１０のシリンダ孔の中に前後に摺動可能に収容されている。溶湯７０は、射出シリンダ３１０のシリンダ孔の中でかつプランジャ３２０の先端面の前方に形成された射出室３１１に供給されている。溶湯７０は、プランジャ３２０が後退した位置によって計量される。溶湯７０は、プランジャ３２０が前進することで射出ノズル３３０を通して金型１６０の中に射出される。なお射出部３００の中は、射出室３１１の中を示す。

【0033】

射出駆動装置は、プランジャ３２０の後端部と接続されていて、プランジャ３２０を前後に駆動する。射出駆動装置は、主制御装置１３０によって制御されている。

【0034】

射出ノズル３３０は、射出シリンダ３１０の先端面に取り付けられている。射出ノズル３３０は、金型１６０に当接した際に、金型１６０の中と射出部３００の中を連通するための射出孔が形成されている。射出ノズル３３０は、外周に巻き回された不図示のヒータによって射出孔の中の溶湯７０を加熱している。

【0035】

連通路４００は、例えば溶融部２００と射出部３００を連結する連結部材４１０の中に形成されている。連通路４００は、溶融部２００の中と射出部３００の中を連通している。連通路４００の溶融部側端部４０１は、溶融部２００の中に開口している。連通路４００の射出部側端部４０２は、射出部３００の中に開口している。連結部材４１０は、巻き回された不図示のヒータによって連通路４００の中の溶湯７０を加熱している。

【0036】

逆流防止装置１は、例えば図１に示すように、溶融部２００の中の溶湯７０を射出部３００の中に供給する際に連通路４００を開いて、例えば図２に示すように、射出部３００の中の溶湯７０を金型１６０に射出する際に溶湯７０が溶融部２００の中に逆流することを防止するために連通路４００を閉じる。

【0037】

ここからは、本発明特有の構成を詳しく説明する。

【0038】

本発明の軽金属射出装置１２０の逆流防止装置１は、図３から図９に示すように、弁部２０と、弁体駆動装置３０と、位置センサ４０と、弁体駆動制御装置５０とを備えている。

【0039】

弁部２０は、弁体２１と弁座２２で構成されている。

【0040】

弁体２１は、耐食耐熱鋼で形成されている。弁体２１は、例えば棒形状である。弁体２１の後端部は、弁体駆動装置３０に接続されている。弁体２１は、後述されるように簡単に交換可能に設けられている。

【0041】

弁座２２は、セラミックで形成されている。弁座２２は、連通路４００の溶融部側端部４０１の開口の周囲に形成されている。また弁座２２は、連通路４００の途中に設けられていてもよい。また弁座２２は、連通路４００の射出部側端部４０２の開口の周囲に形成されていてもよい。

【0042】

弁座２２が溶融部２００の中に形成されている場合であれば、弁体２１を溶融部２００の外から中に挿通する弁体挿通孔２０１が溶融部２００に形成されている。弁体挿通孔２０１は、例えばバケット型の溶融炉２１１の上部開口部を覆う蓋部材２１２に形成されている。また弁体挿通孔２０１は、例えば溶融シリンダ２１３に形成されている。このとき弁体挿通孔２０１は、溶融部２００の外から中に弁体を挿通した際に、弁体２１の先端面が弁座２２に対面するように形成されている。

【0043】

弁体２１は、胴部から後端部が溶融部２００の外部に露出している。弁体２１の後端部は、弁体駆動装置３０に接続されている。弁体２１は、弁体駆動装置３０によって前後に移動する。弁体２１は、前進して弁座２２に着座することによって連通路４００を閉じる。着座した弁体２１は、弁座２２から所定の距離だけ後退することによって連通路４００を開く。所定の距離Ｇは、例えば、１０ｍｍから３０ｍｍまで、好ましくは２０ｍｍであるとよい。このとき弁体挿通孔２０１と弁体２１との間は、シール部材でシールされていてもよい。

【0044】

また弁体２１は、後端部に延長部材２３を接続して、延長部材２３を介して弁体駆動装置３０に接続されていてもよい。延長部材２３は、弁体２１の外径よりも大きくかつ弁体挿通孔２０１の内径よりも小さく形成されているとよい。延長部材２３の少なくとも一部は、弁体２１が前後に移動して連通路４００を開閉する際には弁体挿通孔２０１の中に配置されているとよい。延長部材２３と弁体挿通孔２０１の間の隙間が小さければ、溶融部２００の外から空気が入り込むことを防止することができる。このとき弁体挿通孔２０１と延長部材２３との間は、シール部材でシールされていてもよい。

【0045】

また弁体２１を交換する際に、弁体２１と弁体挿通孔２０１の間の隙間が弁体挿通孔２０１と延長部材２３の間の隙間よりも大きいことで、溶湯７０または固化した溶湯７０が付着した弁体２１を容易に弁体挿通孔２０１から抜き出すことができる。なお延長部材２３を用いるのではなく、図１および図２に示すように、弁体２１の後部の外径を弁体２１の前部の外径よりも大きく形成するようにしてもよい。このとき弁体挿通孔２０１と弁体２１の後部との間は、シール部材でシールされていてもよい。

【0046】

弁体駆動装置３０は、例えば弁体２１を接続した駆動体３１を弁体２１と一緒に前後に移動させる。弁体駆動装置３０は、例えば流体式のピストンシリンダ３０ａである。このとき駆動体３１は、ピストン３１ａである。ピストン３１ａのロッドの先端部に弁体２１の後端部を接続する。流体は、例えば、油またはエアなどである。ピストンシリンダ３０ａは、後述される前進限界位置から後退限界位置まで駆動体３１が前後に移動する際の移動距離よりもピストン３１ａの移動距離の方が大きいものが採用される。なお弁体駆動装置３０は、モータを利用した電動式でもよい。

【0047】

例えば弁体駆動装置３０は、油圧式のピストンシリンダ３０ａと、不図示の油圧ポンプと、不図示の油タンクと、不図示の方向切換弁とを備えている。方向切換弁は、例えば４方向４ポート３位置電磁弁である。４方向４ポート３位置電磁弁は、Ａポートにピストンシリンダ３０ａのピストンヘッド側油室を接続し、Ｂポートにピストンロッド側油室を接続し、Ｐポートに油圧ポンプを接続し、Ｔポートに油タンクを接続する。

【0048】

４方向４ポート３位置電磁弁は、ＡポートとＰポートを接続しかつＢポートとＴポートを接続する第１切換え位置と、すべてのポートを閉じる第２切換え位置と、弁体が弁座にＢポートとＰポートを接続しかつＡポートとＴポートを接続する第３切換え位置とを切り換える。

【0049】

第１切換え位置は、弁体２１を弁体２１に当接するまで前進させる際、および、弁体２１を弁座２２に所定の圧力で押し付ける際に切り換えられる位置である。第２切換え位置は、弁体２１が弁座２２を所定の圧力で押し付けている状態を保持する際に切り換えられる。第３切換え位置は、弁座２２に対して弁体２１を後退させる際に切り換えられる。

【0050】

弁体駆動装置３０は、例えば、複数のピストンシリンダ３０ａ，３０ａと、本体固定部材３２と、シリンダ取付部材３３と、接続部材３４と、複数の固定棒３５，３５とを備えている。複数のピストンシリンダ３０ａ，３０ａは、同期して駆動する。本体固定部材３２は、溶融部２００に取り付けられている。本体固定部材３２は、弁体２１を移動可能に通すとともに溶融部２００の弁体挿通孔２０１に繋がる位置に貫通孔３２ａが形成されている。溶融部２００が蓋部材２１２を被せたバケット型の溶融炉２１１であれば、蓋部材２１２が本体固定部材３２でもよい。蓋部材２１２が本体固定部材３２のとき、蓋部材２１２に形成されている弁体挿通孔２０１が本体固定部材３２に形成されている貫通孔３２ａになる。シリンダ取付部材３３は、複数のピストンシリンダ３０ａ，３０ａのそれぞれの後端部が取り付けられている。接続部材３４は、複数のピストン３１ａ，３１ａのロッドの先端部がそれぞれ接続されていて、本体固定部材３２とシリンダ取付部材３３の間を移動する。複数の固定棒３５，３５は、本体固定部材３２にシリンダ取付部材３３を固定している。複数の固定棒３５，３５は、接続部材３４に形成した複数のガイド孔３４ｂ，３４ｂにそれぞれ摺動可能に挿通して、接続部材３４の前後方向の移動を案内してもよい。このとき駆動体３１は、複数のピストン３１ａ，３１ａと接続部材３４で構成されている。弁体２１または弁体２１を取り付けた延長部材２３は、駆動体３１の接続部材３４に接続されている。また延長部材２３も駆動体３１に含んでもよい。また弁体２１における消耗しない部分も駆動体３１に含んでもよい。

【0051】

さらに接続部材３４は、弁体２１の交換時に、弁体２１または弁体２１を取り付けた延長部材２３を通すための貫通孔３４ａが形成されていてもよい。弁体２１の後端部または延長部材２３の後端部には、弁体取付部材３６が取り付けられているとよい。弁体２１または弁体２１を取り付け延長部材２３が接続部材３４の貫通孔３４ａの中を通り、弁体取付部材３６が接続部材３４に当接した状態で弁体取付部材３６が接続部材３４に取り付けられることで、弁体２１または弁体２１を取り付け延長部材２３は、接続部材３４に取り付けられている。このとき接続部材３４の貫通孔３４ａは、シリンダ取付部材３３側から弁体取付部材３６によって少なくとも一部が塞がれている。なお弁体取付部材３６と延長部材２３は、一体に形成されてもよい。

【0052】

シリンダ取付部材３３は、弁体２１の交換時に、弁体２１または弁体２１を取り付け延長部材２３を通しかつ弁体取付部材３６を通す貫通孔３３ａが形成されているとよい。このとき駆動体３１は、ピストン３１ａ，３１ａと、接続部材３４と、弁体取付部材３６とで構成されている。なお延長部材２３も駆動体３１に含んでもよい。

【0053】

接続部材３４は、貫通孔３４ａの周囲に複数のピストン３１ａ，３１ａのロッドの先端部がそれぞれ取り付けられている。シリンダ取付部材３３は、貫通孔３３ａの周囲に複数のピストンシリンダ３０ａ，３０ａの後端部がそれぞれ取り付けられている。例えば複数のピストンシリンダ３０ａ，３０ａは、弁体２１の軸心に沿って延びる軸を中心して、線対称または点対称に配置されているとよい。

【0054】

位置センサ４０は、駆動体３１が少なくとも所定の前進限界位置に到達したことを示す信号を出力する。位置センサ４０は、少なくとも所定の前進限界位置に駆動体３１が到達したことを検出して当該到達したことを示す信号を出力する。例えば、位置センサ４０は、ピストン３１ａを構成するピストンヘッドまたはピストンロッドが所定の位置に到達したことを接触または非接触で検出して、ピストン３１ａが所定の位置に到達したことを示す信号を出力するセンサである。

【0055】

例えば接触式の位置センサは、駆動体３１に取り付けて駆動体３１と一緒に前後に移動する接触棒と、ピストンシリンダ３０ａの外部の所定の位置に取り付けられた接触式のスイッチ素子とを備えている。接触式の位置センサは、所定の位置まで移動した接触棒が接触式のスイッチ素子に接触することで駆動体が所定の位置に到達したことを検出する。

【0056】

例えば非接触の位置センサは、ピストン３１ａのピストンヘッドに内蔵した磁石と、ピストンシリンダ３０ａの外周の所定の位置に取り付けられた磁力センサあるいは磁力式のスイッチとを備えている。非接触式の位置センサは、所定の位置まで移動した磁石に磁力センサあるいは磁力式のスイッチが反応することで駆動体３１が所定の位置に到達したことを検出する。

【0057】

位置センサ４０は、駆動体３１が所定の前進限界位置に到達した際に、駆動体３１が所定の前進限界位置に到達したことを示す信号を出力する前側位置センサを備えるとよい。また位置センサ４０は、前側位置センサに加えて、駆動体３１が所定の後退限界位置に到達した際に、駆動体３１が所定の後退限界位置に到達したことを示す信号を出力する後側位置センサを備えてもよい。

【0058】

また位置センサ４０は、駆動体３１の位置情報を逐次検出して、位置情報を示す信号を逐次出力するものを採用してもよい。このとき、後述される弁体駆動制御装置５０は、予め駆動体３１の所定の前進限界位置および駆動体３１の所定の後退限界位置が予め設定され、位置センサ４０が出力する位置情報から駆動体３１が所定の前進限界位置または所定の後退限界位置に到達したことを検出することになる。

【0059】

例えば、位置センサ４０は、不図示のロータリエンコーダと、ピストン３１ａのロッドに取り付けられてピストン３１ａのロッドと一緒にロータリエンコーダに対して前後に移動するラック４３ａと、ラックの歯に歯合してロータリエンコーダの回転軸に取り付けられるピニオン４３ｂとで構成されている。

【0060】

弁体駆動制御装置５０は、弁体駆動装置３０および位置センサ４０に接続されていて、位置センサ４０から出力される信号に基づいて、弁体駆動装置３０を制御する。弁体駆動制御装置５０は、記憶部５１を備えている。記憶部５１は、弁体駆動制御装置が実行する本発明の逆流防止装置のプログラムを読み出し可能に記録する。また記憶部５１は、弁体駆動制御装置５０が弁体駆動装置３０を制御する際に必要な各種設定値を読み出し可能に記録する。また記憶部５１は、弁体駆動制御装置５０に接続されている各種センサから出力される検出値を必要に応じて記録してもよい。

【0061】

また弁体駆動制御装置５０は、主制御装置１３０に接続されている。弁体駆動制御装置５０は、主制御装置１３０から出力される信号に基づいて、弁体駆動装置３０を制御する。弁体駆動制御装置５０は、軽金属射出装置１２０の動作に合わせて弁体駆動装置３０を制御して、溶融部２００の中の溶湯７０を射出部３００の中に供給する際に連通路４００を開いて、射出部３００の中の溶湯７０を金型１６０に射出する際に溶湯７０が溶融部２００の中に逆流することを防止するために連通路４００を閉じる。なお弁体駆動制御装置５０は、主制御装置１３０に含まれていてもよい。

【0062】

本発明の軽金属射出装置１２０の逆流防止装置１は、着座している弁体２１が弁座２２を押す圧力を検出して、圧力を示す信号を出力する圧力センサ６０を備えてもよい。このとき弁体駆動制御装置５０は、圧力センサ６０を接続して、圧力センサ６０の信号に基づいて、弁体駆動装置３０を制御する。弁体駆動制御装置５０は、例えば、圧力センサ６０の信号が所定の圧力を示した際に、その所定の圧力を維持するように弁体駆動装置３０を制御する。所定の圧力は、弁体２１が弁座２２に着座する際に、耐食耐熱鋼製の弁体２１が弾性変形して、弁体２１と弁座２２が面で接触して連通路４００を閉じるときの圧力である。また所定の圧力は、連通路４００を逆流しようとする溶湯７０の圧力に抗する圧力である。圧力センサ６０は、例えば、弁体２１と弁体取付部材３６の間、弁体２１と延長部材２３の間、または延長部材２３と弁体取付部材３６の間など、弁体２１に付与される圧力を検出可能な場所に取り付けたロードセルでもよい。また圧力センサ６０は、例えば、ピストンシリンダ３０ａのピストンヘッド側油室の中の圧力を検出するものでもよい。

【0063】

本発明の軽金属射出装置１２０の逆流防止装置１および本発明の軽金属射出装置１２０の逆流防止方法は、図１０に示す動作フローおよび図１１に示す動作概要図のように、溶損あるいは塑性変形などによって徐々に消耗する耐食耐熱鋼製の弁体２１の交換時期を容易に検出可能にして、さらに弁体２１を適時にかつ容易に交換可能にして必要な封止性能を容易に維持かつ管理することができる。なお弁体２１の消耗とは、弁体２１の長さが短くなることである。弁体２１の長さとは、弁体２１が前後に移動する方向に対する弁体２１の長さである。

【0064】

例えば、逆流防止装置１は、第１位置センサ４１と、第２位置センサ４２と、第３位置センサ４３と、圧力センサ６０とを備えている。第１位置センサ４１は、前述した前側位置センサである。第２位置センサ４２は、前述した後側位置センサである。第３位置センサ４３は、前述したように、駆動体３１の位置情報を逐次検出する位置センサであって、ここでは毎回弁体２１が着座した際の駆動体３１の位置を基準にして、弁体２１が弁座２２から所定の距離Ｇだけ後退するように駆動体３１を後退させる際に用いられている。また弁体２１は、ここでは弁座２２に当接したあと所定の圧力で弁座２２に押し付けられた状態で着座する。

【0065】

駆動体３１の所定の前進限界位置は、図１１に示すように、許容される弁体２１の最大消耗量Ｈｅｆ（以下、最大消耗量Ｈｅｆと称する。）に基づき決定される。ここで弁体２１の消耗量Ｈｅ，Ｈｅｆとは、使用前の新しい弁体２１の長さＬｓから使用後の弁体２１の長さＬ，Ｌｆを差し引いた長さである。弁体２１の長さＬ，Ｌｓ，Ｌｆは、弁体２１が移動する前後方向における長さである。弁体２１の長さＬは、連通路４００の開閉を繰り返す間に消耗して徐々に短くなる。弁体２１が弁座２２に着座した際の駆動体３１の位置は、連通路４００の開閉を繰り返す間に徐々に前方に変位する。例えば、駆動体３１の所定の前進限界位置は、駆動体３１を前進させて、使用前の新しい弁体２１の長さＬｓから最大消耗量Ｈｅｆを差し引いた長さＬｆの弁体２１を弁座２２に着座させた際の駆動体３１の位置である。例えば、弁体２１の外径が２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下、弁座２２の外径が３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下、かつ連通路４００の内径が１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の場合、許容される弁体２１の消耗量は、３０ｍｍ以下であるとよい。好ましくは例えば、弁体２１の外径が２８ｍｍ以上３３ｍｍ以下、弁座２２の外径が３２ｍｍ以上３８ｍｍ以下、かつ連通路４００の内径が１１ｍｍ以上１４ｍｍ以下の場合、許容される弁体２１の消耗量は、２０ｍｍ以下であるとよい。さらに好ましくは例えば、弁体２１の外径が３０ｍｍ、弁座２２の外径が３４ｍｍ以下、かつ連通路４００の内径が１２ｍｍ以下の場合、許容される弁体２１の消耗量は、１７ｍｍ以下であるとよい。

【0066】

駆動体３１の所定の後退限界位置は、例えば、弁体駆動装置３０が駆動体３１を最も後退させることできる位置である。

【0067】

弁体駆動制御装置５０は、第１位置センサ４１、第２位置センサ４２、第３位置センサ４３および圧力センサ６０と接続して、それらセンサ４１，４２，４３，６０の信号に基づいて弁体駆動装置３０を制御する。弁体駆動制御装置５０の記憶部５１は、例えば、連通路４００を開く際に着座した弁体２１が弁座２２から後退する所定の距離Ｇと、着座している際に弁体２１が弁座２２を押す所定の圧力値が予め設定値として記録されている。

【0068】

まず逆流防止装置１は、準備として、つぎのように動作する。

【0069】

図５に示すように、弁体２１の取り付け、あるいは、弁体２１を交換する前に後退限界位置まで駆動体３１を後退させる（Ｓ１）。弁体駆動制御装置５０は、駆動体３１が後退限界位置まで後退したことを第２位置センサ４２が検出するまで、弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を後退させる。

【0070】

図５に示すように、後退限界位置に後退した駆動体３１に弁体２１を取り付ける（Ｓ２）。駆動体３１に取り付けられていた交換前の弁体２１、あるいは、新しく取り付けた弁体２１は、溶融部２００の中の溶湯７０の液面よりも上の退避位置に配置されて、溶融部２００の中の溶湯７０に浸からない。

【0071】

図６に示すように、弁体２１を取り付けた駆動体３１を前進させて、弁体２１を弁座２２に当接させたあと、さらに弁体２１を所定の圧力で弁座２２に押し付ける（Ｓ３）。所定の圧力で弁体２１を弁座２２に着座させることで連通路４００を閉じる（Ｓ４）。弁体駆動制御装置５０は、所定の圧力で弁体２１が弁座２２に着座していることを圧力センサが検出するまで弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を前進させる。

【0072】

図７に示すように、弁体２１を取り付けた駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させる（Ｓ５）。弁体２１が弁座２２から所定の距離Ｇだけ後退させることで連通路４００を開く（Ｓ６）。弁体駆動制御装置５０は、弁体駆動装置３０を制御して第３位置センサ４３の位置情報に基づき駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させる。

【0073】

つぎに逆流防止装置１は、軽金属射出装置１２０の動作に合わせて、つぎのように動作する。

【0074】

図６に示すように、射出部の中の溶湯を金型に射出する際に溶湯が溶融部の中に逆流することを防止するために連通路を閉じて（Ｓ７からＳ９）、図７に示すように、溶融部の中の溶湯を射出部の中に供給する際に連通路を開く（Ｓ１０、Ｓ６）、ことを繰り返す。なお連通路を開いている間は、弁体は、弁座から所定の距離だけ離れている。また連通路を閉じている間は、弁体は、弁座を所定の圧力で押し付けている。

【0075】

例えば、主制御装置１３０は、計量工程が完了したことを示す信号および射出工程が完了したことを示す信号を弁体駆動制御装置５０に出力する。

【0076】

例えば、弁体駆動制御装置５０は、計量工程の完了後に、所定の圧力で弁体２１が弁座２２に着座していることを圧力センサ６０が検出するまで弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を前進させる。さらに続けて弁体駆動制御装置５０は、圧力センサ６０の検出する圧力値に基づき、所定の圧力で弁体２１が弁座２２に着座している状態を維持するように弁体駆動装置３０を制御する。連通路４００を閉じる工程を完了する。

【0077】

例えば、弁体駆動制御装置５０は、射出工程の完了後に、弁体駆動装置３０を制御して第３位置センサ４３の位置情報に基づき駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させて、弁体２１を弁座２２から所定の距離Ｇだけ後退させる。連通路４００を開く工程を完了する。

【0078】

弁体駆動制御装置５０は、連通路４００を開く工程が完了したことを示す信号および連通路４００を閉じる工程が完了したことを示す信号を主制御装置１３０に出力する。主制御装置１３０は、連通路４００を閉じる工程が完了したあと射出工程を開始させる。主制御装置１３０は、連通路４００を開く工程が完了したあと計量工程を開始させる。

【0079】

図８に示すように、弁体２１は、連通路４００の開閉を繰り返している間に徐々に消耗して短くなる。弁体２１が弁座２２に当接する前または弁体２１が弁座２２を所定の圧力で押し付ける前に、駆動体３１が所定の前進限界位置に到達したことを検出すると（Ｓ８）、軽金属射出装置１２０および軽金属射出成形機１００を停止させる（Ｓ１１）。さらに図１０に示すように、弁体２１を退避位置まで後退させる（Ｓ１２）。またさらに、例えば、軽金属射出成形機１００の表示装置１５０に弁体２１の交換を促す警報を表示するとよい（Ｓ１３）。なお弁体２１の退避位置は、例えば、駆動体３１を後退限界位置まで後退させたときの弁体２１の位置である。また退避位置に後退した弁体２１は、溶融部２００の中の溶湯７０の液面よりも上に配置されて、溶湯７０に浸からないようにするとよい。

【0080】

例えば、弁体駆動制御装置５０は、計量工程の完了後に、所定の圧力で弁体２１が弁座２２に着座していることを圧力センサ６０が検出するまで弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を前進させている間に、駆動体３１が前進限界位置に到達したことを第１位置センサ４１が検出すると、主制御装置１３０に対して弁体２１の交換を知らせる信号を出力し、駆動体３１が後退限界位置まで後退したことを第２位置センサ４２が検出するまで弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を後退させる。

【0081】

主制御装置１３０は、弁体２１の交換を知らせる信号を受けて、軽金属射出成形機１００および軽金属射出装置１２０を停止させる。このとき各種ヒータ、型締装置１１０および材料供給装置２２０などの一部の装置については必要に応じて停止するようにすることもできる。また主制御装置１３０は、弁体２１の交換を知らせる信号を受けて、弁体２１の交換を知らせる表示をするように軽金属射出成形機１００の表示装置１５０を制御する。また主制御装置１３０は、弁体２１の交換を知らせる信号を受けて、警報を示すランプを点灯するように不図示の警報ランプを制御するようにしてもよい。

【0082】

また弁体駆動制御装置５０は、連通路４００を開閉する際に毎回あるいは複数回に１回の頻度で、第３位置センサの位置情報に基づいて、距離で示される弁体２１の消耗量Ｈｅ、または、弁体２１の消耗量Ｈｅに対して相関関係を有する距離を演算して、記憶部５１に時系列、成形サイクル毎、あるいはショット毎に記憶し、さらに時系列、成形サイクル毎、あるいはショット毎に数値あるいはグラフで軽金属射出成形機１００の表示装置１５０などに表示するようにしてもよい。それによって弁体２１の交換時期の予測が可能になる。

【0083】

距離で示される弁体２１の消耗量Ｈｅは、例えば、弁体２１を駆動体３１に取り付けたあと最初に弁体２１を弁座２２に着座させた際の駆動体３１の位置と、それ以降に弁体２１を弁座２２に着座させた際の駆動体３１の位置と、の間の距離で示すことができる。

【0084】

消耗量Ｈｅに対して相関関係を有する距離Ｃ１（以下、距離Ｃ１と称する。）は、例えば、駆動体３１の所定の前進限界位置と、弁体２１を弁座２２に着座させた際の駆動体３１の位置と、の間の距離で示すことができる。また消耗量Ｈｅに対して相関関係を有する距離Ｃ２（以下、距離Ｃ２と称する。）は、例えば、駆動体３１の所定の前進限界位置と、着座した弁体２１を弁座２２から所定の距離Ｇだけ後退させた際の駆動体３１の位置と、の間の距離で示すことができる。距離Ｃ１，Ｃ２は、弁体２１の消耗量Ｈｅに対して相関関係を有し、弁体２１の消耗量Ｈｅが大きくなるにしたがって小さくなる。なお距離Ｃ２は、距離Ｃ１に所定の距離Ｇを加算した距離である。

【0085】

さらに図１１を使って詳しく説明する。図１１は、本発明の逆流防止装置１の動作を示す概略図である。図１１は、正面から見て左から右に逆流防止装置１の動作を順番に示している。図１１は、正面から見て左から右に時系列で第１状態から第８状態まで（Ｐ１〜Ｐ８）を示している。駆動体３１の位置は、ピストン３１ａのピストンヘッドの位置、ピストン３１ａのロッド先端部の位置、接続部材３４の位置、または弁体取付部材３６の位置などである。なお記憶部５１は、後述される第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置を予め記憶しているとよい。

【0086】

第１状態は、駆動体３１を退避位置まで後退させたあと新しい弁体２１を取り付けた状態を示す（Ｐ１）。このときの退避位置は、後退限界位置である。第３位置センサは、駆動体３１が後退限界位置に到達した状態を原点として、駆動体３１の位置を原点からの距離として検出してもよい。

【0087】

第２状態は、第１状態から駆動体３１を前進させて、新しい弁体２１を最初に弁座２２に着座させた状態を示す（Ｐ２）。駆動体３１は、後退限界位置から距離Ｈｓ前進している。第２状態のときの駆動体３１の位置を記憶部５１に記憶するとよい。距離Ｃ１は、第２状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置と、の間の距離で示される。

【0088】

第３状態は、第２状態から駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させた状態を示す（Ｐ３）。距離Ｃ２は、第３状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置と、の間の距離で示される。

【0089】

第４状態は、連通路４００の開閉を複数回繰り返したあと、駆動体３１を前進させて弁体２１を弁座２２に着座させた状態を示す（Ｐ４）。弁体２１の消耗量Ｈｅは、第２状態のときの駆動体３１の位置と、第４状態のときの駆動体３１の位置と、の間の距離で示される。距離Ｃ１は、第４状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置と、の間の距離で示される。

【0090】

第５状態は、第４状態から駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させた状態を示す（Ｐ５）。距離Ｃ２は、第５状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置と、の間の距離で示される。

【0091】

第６状態は、連通路４００の開閉をさらに複数回繰り返したあと、弁体２１が弁座２２に着座している状態から駆動体３１を所定の距離Ｇだけ後退させた状態を示す（Ｐ６）。不図示の距離Ｃ２は、第６状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の所定の前進限界位置と、の間の距離で示される。

【0092】

第７状態は、第６状態から駆動体３１を前進させている途中で駆動体３１が前進限界位置に到達した状態を示す（Ｐ７）。最大消耗量Ｈｅｆは、第２状態のときの駆動体３１の位置と、第７状態のときの駆動体３１の位置と、の間の距離で示される。なお距離Ｃ１は、ゼロである。

【0093】

第８状態は、第７状態から駆動体３１を退避位置まで後退させた状態を示す（Ｐ８）。このときの退避位置は、後退限界位置である。駆動体３１は、前進限界位置から後退限界位置まで距離Ｈｆ後退している。

【0094】

最大消耗量Ｈｅｆは、第７状態から第８状態のように駆動体３１が後退した距離Ｈｆから、第１状態から第２状態のように駆動体３１が前進した距離Ｈｓを減算した距離で示すこともできる。また最大消耗量Ｈｅｆは、第１状態のときのように使用前の新しい弁体２１の長さＬｓから、第７状態または第８状態のときのように連通路４００の開閉を繰り返す中で駆動体３１が前進途中で所定の前進限界位置に到達したときの弁体２１の長さＬｆを減算した距離で示すこともできる。

【0095】

弁体２１は、消耗を抑えるため、例えば軽金属射出装置１２０が運転を停止しているとき、溶融部２００の中の溶湯７０の液面よりも上の退避位置まで後退して、溶湯７０に浸からないようにするとよい。弁体２１の退避位置は、例えば、駆動体３１を後退限界位置まで後退させたときの弁体２１の位置である。軽金属射出装置１２０が運転を停止している状態とは、例えば、軽金属射出装置１２０を起動してヒータで軽金属射出装置１２０の各部またはその一部を所定の温度まで加熱しているとき、ヒータで軽金属射出装置１２０の各部またはその一部を保温した状態で一時的に軽金属射出装置１２０の運転を停止しているとき、または軽金属射出装置１２０の各部に設けられたすべてのヒータを停止したときなどである。

【0096】

例えば、主制御装置１３０は、軽金属射出装置１２０がこれから運転を停止することを示す信号または軽金属射出装置１２０が運転を停止したことを示す信号を弁体駆動制御装置５０に出力する。弁体駆動制御装置５０は、軽金属射出装置１２０がこれから運転を停止することを示す信号または軽金属射出装置１２０が運転を停止したことを示す信号を受けて、駆動体３１が後退限界位置まで後退したことを第２位置センサ４２が検出するまで、弁体駆動装置３０を制御して駆動体３１を後退させる。

【0097】

軽金属射出装置１２０が運転を停止する前に、例えば主制御装置１３０が予め材料供給装置２２０を制御して、未溶融の軽金属材料１７０を溶融炉２１０に供給する量を減らすなどすれば、軽金属射出装置１２０が運転を停止した際の溶融部２００の中の溶湯７０の液面の高さを下げることができる。溶融部２００の中の溶湯７０の液面の高さが下がれば、弁体２１の退避位置を低くすることができる。このとき弁体２１を退避位置まで後退させた際に、弁体２１に取り付けた延長部材２３の少なくとも一部が溶融部２００の弁体挿通孔２０１の中に配置されるようにしてもよい。

【0098】

なお上から下に弁体を前進させて弁体２１を弁座２２に着座させる構成は、軽金属射出装置１２０の中の溶湯７０を前もって排出することなく弁体２１を容易に交換することができる。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本発明は、軽金属射出装置の逆流防止装置および軽金属射出装置の逆流防止方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0100】

１ 逆流防止装置
２０ 弁部
２１ 弁体
２２ 弁座
２３ 延長部材
３０ 弁体駆動装置
３０ａ ピストンシリンダ
３１ 駆動体
３１ａ ピストン
３２ 本体固定部材
３２ａ 貫通孔
３３ シリンダ取付部材
３３ａ 貫通孔
３４ 接続部材
３４ａ 貫通孔
３４ｂ ガイド孔
３５ 固定棒
３６ 弁体取付部材
４０ 位置センサ
４１ 第１位置センサ
４２ 第２位置センサ
４３ 第３位置センサ
４３ａ ラック
４３ｂ ピニオン
５０ 弁体駆動制御装置
５１ 記憶部
６０ 圧力センサ
７０ 溶湯
１００ 軽金属射出成形機
１１０ 型締装置
１２０ 軽金属射出装置
１３０ 主制御装置
１４０ 操作パネル
１５０ 表示装置
１６０ 金型
１６１ キャビティ空間
１７０ 未溶融の軽金属材料
１８０ 成形品
１９０ コールドプラグ
２００ 溶融部
２０１ 弁体挿通孔
２１０ 溶融炉
２１１ バケット型の溶融炉
２１２ 蓋部材
２１３ 溶融シリンダ
２２０ 材料供給装置
２２１ プッシャ
２３０ 液面レベルセンサ
３００ 射出部
３１０ 射出シリンダ
３１１ 射出室
３２０ プランジャ
３３０ 射出ノズル
４００ 連通路
４０１ 連通路の溶融部側端部
４０２ 連通路の射出部側端部
４１０ 連結部材
Ｇ 所定の距離
Ｃ１ 消耗量に対して相関関係を有する距離
Ｃ２ 消耗量に対して相関関係を有する距離
Ｈｅ 弁体の消耗量
Ｈｅｆ 許容される弁体の最大消耗量
Ｈｆ 前進限界位置から後退限界位置までの距離
Ｈｓ 新しい弁体を最初に弁座に着座させるために駆動体を後退限界位置から前進させる距離
Ｌ 使用している弁体の長さ
Ｌｓ 使用前の新しい弁体の長さ
Ｌｆ 使用前の新しい弁体の長さから最大消耗量を差し引いた長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】