特開 2024-21144 スプレー装置

(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】P2024021144

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】スプレー装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/20 20060101AFI20240208BHJP

   B22D 17/22 20060101ALI20240208BHJP

   B05B 7/08 20060101ALI20240208BHJP

   B22D 18/02 20060101ALN20240208BHJP

   B22D 18/04 20060101ALN20240208BHJP

   B22C 9/06 20060101ALN20240208BHJP

【ＦＩ】

B22D17/20 D

B22D17/22 D

B05B7/08

B22D18/02 X

B22D18/04 Q

B22D18/04 Y

B22C9/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123772

(22)【出願日】2022-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】000153270

【氏名又は名称】株式会社日本高熱工業社

(74)【代理人】

【識別番号】100112531

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩二

(72)【発明者】

【氏名】磯貝 亮

(72)【発明者】

【氏名】中田 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】竹内 俊介

(72)【発明者】

【氏名】渡部 一樹

(72)【発明者】

【氏名】河本 大

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 紀之

【テーマコード（参考）】

4E093

4F033

【Ｆターム（参考）】

4E093NA01

4E093NB02

4E093NB05

4F033QA04

4F033QA10

4F033QB02Y

4F033QB03X

4F033QB12Y

4F033QB15X

4F033QB17

4F033QD02

4F033QD21

4F033QD25

4F033QE14

4F033QE23

4F033QF07Y

4F033QF21X

4F033QK02X

4F033QK02Y

4F033QK04Y

4F033QK09X

4F033QK09Y

4F033QK12X

4F033QK12Y

4F033QK18Y

4F033QK23X

4F033QK23Y

4F033QK26X

4F033QK26Y

(57)【要約】

【課題】 ダイカストマシンの金型内面に液体を均一且つ確実に噴霧することができるスプレー装置を提供する。
【解決手段】 金型に液体を噴霧するスプレーノズル４と、これに嵌合する外嵌部材５を備え、スプレーノズルには、先端が開口し液体送路１から圧送された液体を通過させる液体噴出路６と、先端が開口し第１の気体送路２から圧送された気体を通過させる第１の気体噴出路７を形成し、外嵌部材には、先端が開口し第２の気体送路３から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路８を形成し、第２の気体噴出路から噴出させる気体をスプレーノズルから放出された噴霧流に対し衝突させ得るようにしたことを特徴としている。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイカストマシンの金型に霧化した流体を噴霧するスプレー装置において、
前記スプレー装置は、液体供給源から供給される液体を圧送する液体送路と、気体供給源から供給される気体をそれぞれ別々に圧送する第１の気体送路と第２の気体送路と、前記液体送路から圧送された液体と前記第１の気体送路から圧送された気体を混合して噴霧するスプレーノズルと、前記スプレーノズルの少なくとも先端部外周を覆うように設けられ前記第２の気体送路から圧送された気体を外部に噴出する外嵌部材とを備え、
前記スプレーノズルには、先端が開口し前記液体送路から圧送された液体を通過させる液体噴出路と、先端が開口し前記第１の気体送路から圧送された気体を通過させる第１の気体噴出路が形成され、
前記外嵌部材には、先端が開口し前記第２の気体送路から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路が形成され、
前記第２の気体噴出路から噴出させる気体を前記スプレーノズルから放出された噴霧流に対し衝突させ得るようにしたことを特徴とするスプレー装置。

【請求項2】

ダイカストマシンの金型に霧化した液体を噴霧するスプレー装置において、
前記スプレー装置は、液体供給源から供給される液体を圧送する液体送路と、気体供給源から供給される気体をそれぞれ別々に圧送する第１の気体送路と第２の気体送路と、前記液体送路から圧送された液体と前記第１の気体送路から圧送された気体を混合して噴霧するスプレーノズルと、前記スプレーノズルの少なくとも先端部外周を覆うように設けられた外嵌部材とを備え、
前記スプレーノズルには、先端が開口し前記液体送路から圧送された液体を通過させる液体噴出路と、先端が開口し前記第１の気体送路から圧送された気体を通過させる第１の気体噴出路が形成され、
前記スプレーノズルと前記外嵌部材の間に形成された周回状の間隙部分には、先端が開口し前記第２の気体送路から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路が形成され、
前記第２の気体噴出路から噴出させる気体を前記スプレーノズルから放出された噴霧流に対し衝突させ得るようにしたことを特徴とするスプレー装置。

【請求項3】

前記第２の気体噴出路の開口側端部が内側に向かって傾斜状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のスプレー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイカストマシンの金型に霧化した液体を噴霧するスプレー装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

溶融したアルミニウム合金等を高速・高圧で金型内に射出して成型するダイカストマシンによる鋳造は、生産性や寸法精度に優れていることから、種々の工業製品の生産に広く用いられている。そして、このようなダイカストマシンを利用する場合、金型から成形品を取り出す際の型離れを容易にするため、成型前の金型内面に予め離型剤を噴霧したり、成型時に高温になった金型を一旦冷却する必要から、成型前の金型内面に冷却水を噴霧するといったことが行われている。

【0003】

そして、前述した金型内面に離型剤や冷却水といった液体を噴霧するにあたり、例えば、特許文献１及び２に示されているように、液体供給源から供給される液体と、気体供給源から供給される気体をスプレーノズルに圧送し、これら液体と気体を混合させて噴霧するといった手段が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４９４２８７５号公報

【特許文献2】特開２００７－９０２２１号公報

【0005】

しかしながら、特許文献１及び２に示されているような単に液体と気体を混合させて噴霧するスプレーノズルを用いた場合、次のような問題が起こり得る。その１つは、高温になった金型に液体を噴霧する際、その金型の温度に対して噴霧する霧の粒径が大きかった場合、金型の表面に接した液体が蒸気の膜をつくってしまい、その結果、金型表面への熱伝導が妨げられるいわゆるライデンフロスト現象が発生し、ひいては金型を適切に冷却できないことになる。逆に、金型の温度に対して噴霧する霧の粒径が小さかった場合、金型に到達する前に液体が蒸発してしまったり、噴霧流が拡散して適切な量の液体が金型に到達できず、ひいては金型を適切に冷却できないことになる。また、単に液体と気体を混合させて噴霧するスプレーノズルにおける別の問題として、例えば、金型内面に肉抜き部や鋳抜きピンなどの突出した部分があった場合、噴霧した液体が当該突出部分に均一に当たらず、離型剤がうまく塗布できなかったり、冷却水による冷却が不十分になってしまうおそれがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、金型に噴霧する液体の粒径の大小に拘わらず、また、金型内面に突出した部分が存在しているような場合であっても、金型に対して均一に液体を噴霧することを可能としたスプレー装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために本発明は、ダイカストマシンの金型に霧化した流体を噴霧するスプレー装置において、前記スプレー装置は、液体供給源から供給される液体を圧送する液体送路と、気体供給源から供給される気体をそれぞれ別々に圧送する第１の気体送路と第２の気体送路と、前記液体送路から圧送された液体と前記第１の気体送路から圧送された気体を混合して噴霧するスプレーノズルと、前記スプレーノズルの少なくとも先端部外周を覆うように設けられ前記第２の気体送路から圧送された気体を外部に噴出する外嵌部材とを備え、前記スプレーノズルには、先端が開口し前記液体送路から圧送された液体を通過させる液体噴出路と、先端が開口し前記第１の気体送路から圧送された気体を通過させる第１の気体噴出路が形成され、前記外嵌部材には、先端が開口し前記第２の気体送路から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路が形成され、前記第２の気体噴出路から噴出させる気体を前記スプレーノズルから放出された噴霧流に対し衝突させ得るようにしたことを特徴としている。

【0008】

また、本発明は、ダイカストマシンの金型に霧化した液体を噴霧するスプレー装置において、前記スプレー装置は、液体供給源から供給される液体を圧送する液体送路と、気体供給源から供給される気体をそれぞれ別々に圧送する第１の気体送路と第２の気体送路と、前記液体送路から圧送された液体と前記第１の気体送路から圧送された気体を混合して噴霧するスプレーノズルと、前記スプレーノズルの少なくとも先端部外周を覆うように設けられた外嵌部材とを備え、前記スプレーノズルには、先端が開口し前記液体送路から圧送された液体を通過させる液体噴出路と、先端が開口し前記第１の気体送路から圧送された気体を通過させる第１の気体噴出路が形成され、前記スプレーノズルと前記外嵌部材の間に形成された（周回状の）間隙部分には、先端が開口し前記第２の気体送路から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路が形成され、前記第２の気体噴出路から噴出させる気体を前記スプレーノズルから放出された噴霧流に対し衝突させ得るようにしたことを特徴としている。

【0009】

さらに、本発明における前記第２の気体噴出路は、その開口側端部が内側に向かって傾斜状に形成されていることが望ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、スプレーノズルから放出させた噴霧流に対し、第２の気体噴出路から噴出させた気体を衝突させ得るようにしたことから、噴霧流の拡がりを抑制し、金型の狙った箇所に適切且つピンポイント的に噴霧流を到達させることができる。従って、例えば、噴霧した液体が離型剤である場合には、金型に離型剤を均一に付着させることができ、また、噴霧した液体が冷却水である場合には、金型を確実に冷却することができる。さらに、金型内面に突出した部分が存在しているような場合であっても、金型に対してむらなく液体を噴霧することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ダイカストマシンの側面図。

【図2】スプレー装置の設置概要図。

【図3】スプレーノズル及び外嵌部材の側面断面図。

【図4】スプレーノズル及び外嵌部材の平面図。

【図5】噴霧流に対する第２の気体の衝突を示す模式図。

【図6】第２実施形態に係るスプレーノズル及び外嵌部材の側面断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本発明は、ダイカストマシンの金型に霧化した液体を噴霧するスプレー装置に係るものであり、このスプレー装置は、液体供給源から供給される液体Ｗを圧送する液体送路１と、気体供給源から供給される気体Ａをそれぞれ別々に圧送する第１の気体送路２と第２の気体送路３と、液体送路１から圧送された液体Ｗと第１の気体送路２から圧送された気体Ａ１を混合して噴霧するスプレーノズル４と、スプレーノズル４の少なくとも先端部外周を覆うように設けられ第２の気体送路から圧送された気体Ｗ２を外部に噴出する外嵌部材５とによって概略構成されている。また、この実施形態におけるスプレー装置のスプレーノズル４には、先端が開口し液体送路１から圧送された液体Ｗを通過させる液体噴出路６と、先端が開口し第１の気体送路２から圧送された気体Ａ１を通過させる第１の気体噴出路７が形成されており、外嵌部材５には、先端が開口し第２の気体送路３から圧送された気体Ａ２を通過させる第２の気体噴出路８が形成されている。なお、本発明に係るスプレー装置は、ダイカストマシンに設けられていることを前提としているため、まず、この実施形態におけるダイカストマシンＭの構成について簡単に説明しておく。

【0013】

図１は、本実施形態に係るダイカストマシンＭの模式図であり、ダイカストマシンＭは、次のように概略構成されている。なお、ここでは、位置関係を明確にするため、便宜上、図１の左側をダイカストマシンＭの前側、図１の右側をダイカストマシンＭの後側として説明する。このダイカストマシンＭにおいては、基台１０上に固定プラテン１１、可動プラテン１２、リアプラテン１３が所定の間隔をもって立設されている。具体的には、ダイカストマシンＭの前寄りの位置に固定プラテン１１、ダイカストマシンＭの略中央部に可動プラテン１２、ダイカストマシンＭの後端よりの位置にリアプラテン１３が立設されている。そして、固定プラテン１１と可動プラテン１２のそれぞれの四隅には、両者を連結するようにタイバー１４が張架され、可動プラテン１２とリアプラテン１３のそれぞれの四隅には、両者を連結するようにタイバー１５が張架されている。また、固定プラテン１１及び可動プラテン１２の下端と基台１０の間に、可動プラテン１２を摺動自在に支持するスライド板１６が介装されている。さらに、固定プラテン１１の内側面には固定型１７が、可動プラテン１２の内側面には可動型１８がそれぞれ固設されている。また、可動プラテン１２とリアプラテン１３の間には、トグルリンク１９が設けられており、このトグルリンク１９は、油圧シリンダによって、可動プラテン１２を固定プラテン１１に対して接近、あるいは離隔し得るようになっている。すなわち、このトグルリンク１９によって、可動プラテン１２に固設された可動型１８を移動させていわゆる型締め、型開きが行えるようになっている。

【0014】

一方、固定型１７からダイカストマシンＭの前方にかけて射出機構２０が形成されている。具体的には、固定プラテン１１及び固定型１７の下端部であり、その左右方向の中央部に貫通するように溶湯スリーブ２１が形成されている。また、溶湯スリーブ２１の前端部は、固定プラテン１１の前方に突出し、その上面に給湯口２１ａが開口されている。さらに、射出スリーブ２０の前端部に射出シリンダ２２が連結されており、この射出シリンダ２２内には、先端に射出プランジャ２３を備えたプランジャロッド２４が設けられている。そして、射出プランジャ２３は射出シリンダ２２内を摺動可能になっており、射出スリーブ２２の給湯口２１ａから射出スリーブ２２内に給湯されたアルミニウム合金等の金属溶湯を加圧して、型締めされた状態の固定型１７と可動型１８の間に射出して注湯するようになっている。

【0015】

さらに、固定プラテン１１の上端には、ロボット３０が配置されている。このロボット３０は、支持部３１に回転自在に連結されたリンク部材３２が設けられ、このリンク部材３２にアーム３３を介してスプレーホルダー３４が装着されている。そして、スプレーホルダー３４の先端部に後述するスプレー装置Ｓが複数固着されている。そして、固定型１４に対し可動型１５が型開きしている状態において、ロボット３０のリンク部材３２及びアーム３３によって、スプレーホルダー３４を固定型１４及び可動型１５の間の所定位置に移動させ、ひいては、スプレー装置が固定型１４及び可動型１５の内面の適宜箇所に液体を噴霧させられるようになっている。

【0016】

次に、上述のダイカストマシンＭに設けられているスプレー装置Ｓについて説明する。図２は、本実施形態に係るスプレー装置の設置概要図である。この図２に示されているように、液体を圧送する液体送路１、第１の気体を圧送する第１の気体送路２、及び第２の気体を圧送する第２の気体送路３は、それぞれ別個に独立して存在し、各々の液体及び気体を圧送している。具体的には、液体送路１は、上流側が液体供給源としてのタンク４０に接続され、下流側がスプレーノズル５に接続されている。なお、タンク４０には、例えば、離型剤や冷却水といった液体が収容されている。また、液体送路１には、上流側から順に流量計４１、電磁弁４２、ニードルバルブ４３が設けられている。一方、気体流路４４は、上流側が気体供給源としての工場内エアー４５に接続されており、これを第１の気体送路２と第２の気体送路３に分岐させ、このうち、第１の気体送路２は、その下流側がスプレーノズル４に接続されており、第２の気体送路３は、その下流側が外嵌部材５に接続されている。また、これら第１の気体送路２と第２の気体送路３のそれぞれに上流側から順に圧力調整装置４６、流量検知装置４７、電磁弁４８が設けられている。なお、この実施形態における第２の気体送路３は、下流側でさらに２つの流路に分岐させて外嵌部材５に接続されている。ちなみに、液体送路１、第１の気体送路２、第２の気体送路３を独立させたことにより、各送路の液体及び気体の流量や圧力をそれぞれ独自に設定することができるというメリットがある。

【0017】

前記スプレーノズル４は、図３及び図４に示されているように、金属により形成された円柱形状の部材で、その先端部はやや径を細くした細径部５０になっており、その他端部（上流側端部）には中央部と同径の端嵌部材５１が固着されている。また、スプレーノズル４の軸方向中央には、貫通状の液体噴出路６が形成されている。さらに、液体噴出路６は、その先端（下流側端）が開口しており、この開口部分が液体の吐出口５２になっている一方、液体噴出路６の他端側（上流側端部）である端嵌部材５１には、前述の液体送路１と連結させるための連結部５３が形成されている。そして、液体送路１の下流端部が連結部５３に連結されて、タンク４０から圧送された液体が液体送路１を介して液体噴出路６に供給され、最終的に、液体吐出口５２から噴出されるようになっている。また、液体噴出路６から外方へやや離れた位置に周回状、すなわち、液体噴出路６の外周をぐるりと囲むように第１の気体噴出路７が形成されている。さらに、第１の気体噴出路７は、その先端（下流側端）が開口されており、この開口部分が第１の気体の吐出口５４になっている。一方、第１の気体噴出路７の他端側（上流側端部）は、端嵌部材５１の手前で途切れている。さらに、スプレーノズル４の外周面であり軸方向中央やや上流側に前述の第１の気体送路２と連結させるための連結部５５が形成されている。そして、第１の気体送路２の下流側端部が連結部５５に連結されて、工場内エアー４５から圧送されたエアーＡ１が第１の気体送路２を介して第１の気体噴出路６に供給され、さらに、第１の気体吐出口５４から噴出されるようになっている。なお、液体吐出口５２から噴出された液体と第１の気体吐出口５４から噴出されたエアーＡ１は、噴出直後に互いに混合して霧状になり、吐出方向に向かって拡がる略円錐形状に噴霧されることになる。

【0018】

前記外嵌部材５は、スプレーノズル４と同一の金属によって形成された円柱形状の部材で、スプレーノズル４の細径部５０に固着されている。具体的には、外嵌部材５は、中央部に貫通状の円孔が穿設されたドーナツ形状になっており、この円孔をスプレーノズル４の細径部５０に嵌合している。また、外嵌部材５の外周からやや内側位置に周回状の第２の気体噴出路８が形成されている。さらに、第２の気体噴出路８は、その先端（下流側端）が全周に亘って開口しており、この開口部分が第２のエアーＡ２の吐出口６０になっている。一方、第２の気体噴出路８の他端側（上流側端部）の２箇所に、前述の第２の気体送路３と連結させるための連結部６１が形成されている。そして、第２の気体送路３の下流端部が連結部６１に連結されて、工場内エアー４５から圧送されたエアーＡ２が第２の気体送路３を介して第２の気体噴出路６に供給され、気体吐出口６０から噴出されるようになっている。なお、この実施形態における第２の気体噴出路８は、先端側が内側に向かって傾斜しており、エアーＡ２は、気体吐出口６０からやや内側に向かって噴出されることになる。また、外嵌部材５の上面と前述のスプレーノズル４の上面は、略面一、すなわち、略同一平面になっている。

【0019】

上記のように構成されたスプレー装置によれば、図５に示されているように、スプレーノズル４の液体吐出口５２から噴出した液体と第１の気体吐出口５４から噴出したエアーＡ１とが互いに混合して噴霧流となる。そして、この噴霧流は、吐出方向に進むに従って拡がる略円錐形状に噴霧されることになるが、この時、外嵌部材５の第２の気体吐出口５４からエアーＡ２も同時に噴出する。そして、エアーＡ２は、第２の気体噴出路８が傾斜状であることから内側に向かって噴出し、スプレーノズル４から噴出した噴霧流の外周に衝突することになる。従って、仮に金型の温度に対して噴霧する霧の粒径が大きかったとしても、これに再びエアーＡ２をぶつけることで霧の粒径を微細化し、いわゆるライデンフロスト現象の発生による問題を解消することができる。また、噴霧流に衝突した後のエアーＡ２は、そのまま直進するため、空気の壁となるかのように作用すると共に、外嵌部材５の第２の気体吐出口５４は周回状になっているため、ここから噴出するエアーＡ２は、衝突した後の噴霧流の全周を囲うことになる。従って、このスプレー装置によれば、噴霧流の無駄な拡がりを抑制して、金型に対し適切な粒径の液体を必要な量だけ確実に噴霧することができる。これは、言い換えれば、噴霧した液体が離型剤である場合には、金型に離型剤を均一に付着させることができ、また、噴霧した液体が冷却水である場合には、金型を確実に冷却することができることを意味し、さらに、金型内面に突出した部分が存在しているような場合であっても、金型に対してむらなく液体を噴霧できるということを意味している。

【0020】

図６は、本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態に係るスプレー装置は、前記実施形態とスプレーノズル、外嵌部材、及び第２の気体噴出路の構成が異なっている。具体的には、この実施形態におけるスプレーノズル７０は、円柱形状の基端部７１と該基端部７１の先端側の外周面から外方（軸方向と垂直な方向）へ突出する円柱形状の張出部７２とによって形成されている。また、スプレーノズル７０の張出部７２の外周面には、キャップ状の筒体より成る外嵌部材７３が嵌合されている。なお、スプレーノズル７０の基端部７１の上流側端部に該基端部７１と同径の端嵌部材７４が固着されている点、スプレーノズル７０の軸方向中央に液体噴出路７５が形成されていると共に、その先端（下流側端）開口が液体の吐出口７６になっている点、端嵌部材７４に液体送路１と連結させるための連結部７７が形成されている点、液体噴出路７５から外方へやや離れた位置に周回状の第１の気体噴出路７８が形成されている点については、前記実施形態と同様である。一方、スプレーノズル７０の張出部７２の先端側外周面はテーパー状に形成されており、張出部７２の他端側は第２の気体送路と連結させるための連結部７９が形成されている。また、外嵌部材７３の先端側内周面は、スプレーノズル７０の張出部７２の外周面と対向するようにテーパー状に形成されている。そして、スプレーノズル７０の張出部７２の外周面と外嵌部材７３の先端側内周面の間には間隙、すなわち、空間が形成されており、この空間部分が第２の気体送路３から圧送された気体を通過させる第２の気体噴出路８０になっている。また、第２の気体噴出路８０は、その先端（下流側端）が全周に亘って開口しており、この開口部分が第２のエアーＡ２の吐出口８１になっている。このように、スプレーノズル７０と外嵌部材の間に第２の気体噴出路８０を形成することで、これらの構造を簡易化できるという利点がある。

【0021】

なお、前記した２つの実施形態において、第２の気体吐出口は周回状、すなわち、全周に亘って開口している例を示したが、比較的数の多い複数の開口を形成するのであれば、必ず周回状でなければならないわけではない。また、前記した２つの実施形態において、第２の気体噴出路が内向きに傾斜している例を示したが、例えば、第２の気体噴出路を液体噴出路及び第１の気体噴出路に近い位置に設けるならば、必ずしも内向きに傾斜させる必要はない。

【符号の説明】

【0022】

１ 液体送路
２ 第１の気体送路
３ 第２の気体送路
４ スプレーノズル
５ 外嵌部材
６ 液体噴出路
７ 第１の気体噴出路
８ 第２の気体噴出路
７０ スプレーノズル
７３ 外嵌部材
７５ 液体噴出路
７８ 第１の気体噴出路
８０ 第２の気体噴出路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】