KR102271895B1

KR102271895B1 - 경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법

Info

Publication number: KR102271895B1
Application number: KR1020190118168A
Authority: KR
Inventors: 미사오 후지카와
Original assignee: 가부시키가이샤 소딕
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP6590425B1; JP2020059029A; KR20200039563A; US10967426B2; CN111001810A; CN111001810B; US20200108439A1

Abstract

경금속의 성형품에 발생하는 보이드를 방지한다. 사출 유닛(3)으로 신속하게 용탕을 공급한다.
공급 유닛(2)의 경금속 재료의 용탕을 연통로(40)를 통하여 사출 유닛(3)으로 공급하고, 사출 유닛의 플런저(32)를 후퇴시켜 소정 용량의 용탕을 계량하고, 연통로를 닫고, 플런저를 전진시켜 사출 유닛의 용탕을 사출 유닛의 사출 노즐(35)을 통하여 금형 장치(8) 안에 사출하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법으로서, 용탕을 사출한 후 용탕을 계량하기 전에, 사출 유닛 안의 용탕이 사출 노즐로부터 나오지 않는 압력으로 플런저를 전진시키고, 열린 연통로를 통하여 사출 유닛 안의 적어도 일부의 용탕을 공급 유닛으로 역류시킨다.

Description

경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법{Injection device of light metal injection molding machine and injection control method thereof}

본 발명은, 공급 유닛 안(中)의 경금속 재료의 용탕(溶湯)을 연통로를 통하여 사출 유닛으로 공급하고, 그리고, 사출 유닛 안의 용탕을 사출 노즐을 통하여 금형 장치 안에 사출하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법에 관한 것이다.

경금속 사출 성형기의 사출 장치는, 공급 유닛 안의 경금속 재료의 용탕을 사출 유닛 안으로 공급하고, 사출 유닛 안의 용탕을 금형 안에 사출한다. 공급 유닛은 외부로부터 용탕이 공급된다. 공급 유닛은 외부로부터 공급되는 미용융의 경금속 재료를 용탕에 용융하고, 용탕을 사출 유닛 안으로 공급하는 용융 유닛도 포함된다.

특허문헌 1의 사출 성형기는, 전술한 용융 유닛에 해당하는 용융 장치와 전술한 사출 유닛에 해당하는 사출부를 갖는다. 용융 장치는, 용융 실린더와, 용융 실린더 안으로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 장치를 갖는다. 사출부는, 사출 실린더와, 사출 실린더 안을 진퇴하는 플런저와, 사출 실린더의 선단에 사출 노즐을 갖는다. 용융 장치와 사출부는 연결 부재로 연결되어 있다. 용융 실린더 안과 사출 실린더 안은 연결 부재에 갖는 연통로로 연통되어 있다. 연통로는 역류 방지 장치로 개폐한다. 용융 실린더, 사출 실린더, 연결 부재 및 사출 노즐은 외주에 히터가 빙 둘러 감겨져서 가열된다.

용융 실린더는, 외부로부터 공급되는 경금속 재료를 전술한 용탕에 해당하는 용융 재료에 용융하여, 용융 재료를 연통로를 통하여 사출 실린더로 공급한다. 이 때, 역류 방지 장치는 연통로를 열고 있다. 불활성 가스 공급 장치는, 용융 실린더 안의 용융 재료의 상방으로 불활성 가스를 공급한다. 용융 실린더 안의 용융 재료는 불활성 가스 공급 장치로부터 공급되는 불활성 가스로 액면의 상방이 덮여져 있다.

사출 실린더는 플런저를 후퇴시켜 용융 실린더로부터 공급되는 용융 재료를 계량한다. 역류 방지 장치는, 계량이 완료되면 연통로를 닫는다. 사출 실린더는, 플런저를 전진시켜, 사출 노즐을 통하여 금형 안의 캐비티 공간에 용융 재료를 사출한다. 용융 재료는, 금형 장치 안에서 냉각되어 원하는 성형품으로 고화된다.

역류 방지 장치는, 밸브 로드(弁棒)와, 밸브 로드를 구동하는 밸브 로드 구동 장치를 갖는다. 밸브 로드는, 용융 실린더 안을 지나, 용융 실린더 안의 밸브 시트에 착좌(着座)된다. 밸브 시트(弁座)는, 용융 실린더의 실린더 구멍의 내주면 위에 개구되는 연통로의 용융 실린더 측 개구의 주위에 형성되어 있다.

특허문헌 2의 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 역류 방지 장치는, 밸브 로드와, 밸브 로드를 구동하는 밸브 로드 구동 장치와, 밸브 로드 안으로 냉각 유체를 유동시키는 2중의 파이프를 갖는다. 전술한 밸브 시트에 해당하는 씰 시트(seal seat)는, 사출 실린더의 안구멍(內孔) 면에 개구되는 연통로의 사출 실린더 측 개구의 주위에 형성되어 있다. 밸브 로드는, 사출 실린더 안을 지나, 사출 실린더 안의 씰 시트에 착좌된다.

밸브 로드 안의 2중의 파이프는 밸브 로드의 선단만을 냉각하기 위하여 밸브 로드의 선단 이외의 부분이 단열재로 덮여져 있다. 밸브 로드는, 냉각되는 선단의 둘레에 용융 재료가 절반 고화된 반고화물이 부착된다. 반고화물은, 밸브 로드가 실링 시트에 착좌될 때, 밸브 로드와 실링재 사이를 따라 틈새(隙間)를 메워, 보다 효과적으로 용융 재료의 역류를 방지한다. 반고화물은, 냉각 매체가 흐르고 있지 않으면, 주위의 용융 재료에 의해 가열되어 용융된다.

(특허 문헌 1) 일본 특허 제6300882호 공보 ※US만 US2018117671(A1) (특허 문헌 2) 일본 특허 공개 2005-199335호 공보

사출 실린더 안에 근소하게 남는 가스는, 용탕과 함께 금형 장치 안에 사출될 때, 금형 장치에 갖는 에어 벤트로부터 금형 장치 바깥으로 배출된다. 그러나, 배출되지 않은 약간의 가스는 성형품 안에 보이드(void, 巢)를 형성하는 원인이 된다. 따라서, 사출 실린더 안은 가능한 한 가스를 잔류시키지 않을 것이 요망된다.

또한 다른 과제로서, 연통로를 닫을 때, 밸브 시트와 해당 밸브 시트에 착좌된 밸브 로드 사이의 틈새를 용탕의 반고화물로 메우고 있는 경우에 있어서, 연통로를 열 때, 밸브 시트로부터 밸브 로드를 떨어뜨려 놓아도, 곧바로 반고화물이 용융되지 않고, 반고화물이 연통로의 개구를 잠시동안 막아, 연통로 안의 용탕의 흐름을 나쁘게 하는 원인이 된다. 따라서, 밸브 시트로부터 밸브 로드를 떨어뜨린 직후에 밸브 시트에 부착되어 남는 반고화물은 가능한 한 제거될 것이 요망된다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 사출 실린더 안에 근소하게 잔류되는 가스를 용융 실린더 안으로 배출하여, 성형품 안에 발생하는 보이드를 방지하여, 나아가, 연통로를 연 직후부터 충분한 유량으로 신속하게 용융 실린더로부터 사출 실린더로 용탕을 공급하는 것을 가능하게 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법을 제공하는 것을 주요한 목적으로 한다. 다른 목적이나 본 발명의 이점은 뒤어 이어지는 설명에 있어서 진술되어 있다.

본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 공급 유닛(2) 안의 경금속 재료의 용탕을 연통로(40)를 통하여 사출 유닛(3) 안으로 공급하여, 상기 사출 유닛에 내장된 플런저(32)를 후퇴시켜 상기 사출 유닛 안에 소정의 용량의 상기 용탕을 계량하여, 상기 연통로를 닫아, 상기 플런저를 전진시켜 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕을 상기 사출 유닛에 접속된 사출 노즐(35)을 통하여 금형 장치(8) 안에 사출하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치(1)의 사출 제어 방법으로서, 상기 용탕을 사출한 후 상기 용탕을 계량하기 전에, 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕이 상기 사출 노즐로부터 나오지 않는 압력으로 상기 플런저를 전진시켜, 열린 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안의 적어도 일부의 상기 용탕을 상기 공급 유닛 안으로 역류시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치는, 상기 과제를 해결하기 위하여, 경금속 재료의 용탕을 공급하는 공급 유닛(2)과, 전진 후퇴하는 플런저(32)를 내장하고 또한 사출 노즐(35)이 접속된 사출 유닛(3)과, 상기 공급 유닛과 상기 사출 유닛을 연결하고, 상기 공급 유닛 안과 상기 사출 유닛 안을 연통시키는 연통로(40)가 형성되어 있는 연결 부재(4)와, 상기 연통로를 개폐하는 역류 방지 장치(5)와, 상기 공급 유닛과 상기 사출 유닛과 상기 역류 방지 장치를 제어하여, 상기 공급 유닛 안의 상기 용탕을 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안으로 공급하고, 상기 플런저를 후퇴시켜 상기 사출 유닛 안에 소정의 용량의 상기 용탕을 계량하고, 상기 연통로를 닫고, 상기 플런저를 전진시켜 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕을 상기 사출 노즐을 통하여 금형 장치(8) 안에 사출하는 일련의 제어를 수행함과 함께, 상기 용탕을 사출한 후 상기 용탕을 계량하기 전에, 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕이 상기 사출 노즐로부터 나오지 않는 압력으로 상기 플런저를 전진시키고, 열린 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안의 적어도 일부의 상기 용탕을 상기 공급 유닛 안으로 역류시키는 일련의 제어를 수행하는 사출 제어 유닛(70)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치 및 그 사출 제어 방법은, 성형품에 형성되는 보이드의 발생을 방지하여, 나아가 사출 유닛으로 신속하게 용탕을 공급하는 것을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 기본적인 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 용탕을 계량하였을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 용탕을 금형 장치에 사출하였을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 4는 금형 장치를 열어 성형품이 꺼내졌을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 사출한 후에 플런저를 전진시켜 용탕을 역류시켰을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 6은 사출한 후에 플런저를 후퇴시켜 용탕을 보충하였을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 7은 용탕을 보충한 후, 용탕을 역류시켰을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 8은 용탕을 역류시킨 후, 용탕을 계량하였을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 9는 사출한 후에 플런저를 후퇴시켜 계량되는 용량보다 큰 용량의 용탕을 보충하였을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.
도 10은 계량되는 용량보다 큰 용량의 용탕을 보충한 후, 계량되는 용탕을 남겨 용탕을 역류시켰을 때의 본 발명의 사출 장치를 나타낸 개략도이다.

본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치(1)는, 기본적인 구성이 도 1에서 도시된다. 본 발명의 경금속 사출 성형기의 사출 장치(1)의 사출 제어 방법은, 기본적인 사출 장치(1)의 동작이 도 2 내지 도 7에서 도시된다. 도 1은, 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 2는, 용탕을 계량하였을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 3은, 용탕을 금형 장치(8)에 사출하였을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 4는, 금형 장치(8)를 열어 성형품(9)이 꺼내졌을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 5는, 사출한 후, 플런저(32)를 전진시켜 용탕을 역류시켰을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 6은, 사출한 후, 플런저(32)를 후퇴시켜 용탕을 보충하였을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 7은, 용탕을 보충한 후, 용탕을 역류시켰을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 8은, 용탕을 역류시킨 후, 용탕을 계량하였을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 9는, 사출한 후에 플런저(32)를 후퇴시켜 계량되는 용량보다 큰 용량의 용탕을 보충하였을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다. 도 10은, 계량되는 용량보다 큰 용량의 용탕을 보충한 후, 계량되는 용탕을 남겨 용탕을 역류시켰을 때의 사출 장치(1)를 나타낸다.

경금속 사출 성형기는, 사출 장치(1)와, 형체결 장치와, 그들을 제어하는 제어 장치(7)를 갖는다. 사출 장치(1) 및 제어 장치(7)는 도 1에서 도시된다. 형체결 장치는 도시 생략된다. 형체결 장치는 금형 장치(8)를 탑재한다. 금형 장치(8)는 도시 생략된다. 금형 장치(8)는 형체결 장치에 의해 개폐 및 형체결된다. 제어 장치(7)는 사출 장치(1)를 제어하는 사출 제어 유닛(70)을 포함한다. 덧붙여, 각종 장치를 구동하는 구동원은, 상세한 설명을 생략하는데, 유압식, 공압식 또는 전동식 등의 각종 방식의 구동원이 적당히 사용되고 있다.

경금속 사출 성형기는, 형체결 장치로 금형 장치(8)를 닫고, 더 금형을 조여, 사출 장치(1)로 금형 장치(8) 안의 캐비티 공간을 향해 경금속 재료의 용탕을 사출하여 충전하고, 금형 장치(8) 안에서 용탕을 식혀 굳힌 후, 형체결 장치로 금형 장치(8)를 열어 성형품(9)을 꺼낸다.

경금속 사출 성형기는, 성형 재료가 경금속 재료인 사출 성형기에 적합한 구조를 갖는다. 본 발명에 있어서의 경금속 재료는, 비중이 4 이하인 금속을 말한다. 실용 상으로는, 특히, 알루미늄과 마그네슘이 성형 재료로서 유효하다. 성형 재료가 알루미늄인 경우, 용손(溶損)되지 않도록, 성형 재료와 접촉하는 부위는, 기본적으로 서멧(cermet)계의 재료로 피복되어 있다.

도 1에 나타낸 사출 장치(1)는, 공급 유닛(2)과 사출 유닛(3)을 갖는다. 공급 유닛(2)은 사출 유닛(3)으로 용탕을 공급한다. 공급 유닛(2)은, 용융 유닛(2)을 일례로 하여 이하 설명된다. 용융 유닛(2)은 용융 실린더(20)를 갖는다. 사출 유닛(3)은 사출 실린더(30)를 갖는다. 용융 실린더(20)와 사출 실린더(30)는 연결 부재(4)로 연결되어 있다. 용융 실린더(20) 안과 사출 실린더(30) 안은, 연결 부재(4)에 형성되어 있는 연통로(40)로 연통되어 있다. 연통로(40)는 역류 방지 장치(5)로 개폐되고 있다. 사출 실린더(30)와 용융 실린더(20)와 연결 부재(4)는, 외주에 히터가 빙 둘러져 감겨져 있다.

도 1에 나타낸 용융 유닛(2)은 빌릿(billet) 압출 장치(23)를 갖는다. 빌릿 압출 장치(23)는, 소정의 길이의 둥근 막대의 경금속 재료(이하, 빌릿(22)이라고 칭함.)를 차례로 용융 실린더(20) 안으로 밀어넣는다. 용융 실린더(20)는, 사출 실린더(30)의 상방에 수평하게 설치되어 있다. 연결 부재(4)는, 용융 실린더(20)의 선단 측의 하부에 접속되어 있다. 연통로(40)의 용융 실린더 측 개구(40a)는, 용융 실린더(20)의 실린더 구멍의 선단 측에서 또한 해당 실린더 구멍의 하부에 개구되어 있다. 빌릿(22)은, 히터로 가열되고 있는 용융 실린더(20) 안을 전진함에 따라 온도가 상승하여, 용융 실린더(20)의 전반(前半) 부분을 넘어선 거기쯤부터 용융을 시작한다. 빌릿(22)은, 전진함으로써 용융되기 전의 연화된 부분이 확경(擴徑)된다. 빌릿(22)의 확경부는, 용융 실린더(20)의 실린더 구멍에 슬라이딩(摺動) 가능하게 맞닿아(當接), 용융 실린더(20)와 빌릿(22) 사이를 실링한다. 빌릿(22)은, 전진함으로써 용융 실린더(20) 안의 용탕을 앞으로 밀어낸다. 용융 실린더는, 선단 측을 하방으로 후단 측을 상방으로 하여, 비스듬하게 마련될 수도 있다.

용융 실린더(20)의 실린더 구멍의 내경은, 후단부가 그 밖의 부분보다 작게 또한 빌릿(22)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 용융 실린더(20)는, 후단부에 축경부(縮徑部, 21)를 갖는다. 축경부(21)의 내경은, 용융 실린더(20)의 실린더 구멍의 내경보다 작게 또한 빌릿(22)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 용융 실린더(20)와 축경부(21)는 일체로 형성될 수도 있다.

용융 실린더(20)는, 후단부의 히터의 온도가 제어되어, 축경부(21)와 빌릿(22) 사이에 용탕이 어느 정도로 연화된 상태에 있어서 용탕의 백 플로우(back flow)를 방지할 정도로 고화된 고화물인 실링 부재를 생성한다. 실링 부재는, 용융 실린더(20)의 후단부와 빌릿(22) 사이를 실링하여, 용탕의 누설(샘)을 방지한다. 실링 부재는, 용융 실린더(20)와 빌릿(22) 사이의 마찰을 작게 하여 빌릿(22)의 원활한 이동을 가능하게 한다. 실링 부재는, 축경부(21)의 내주면에 형성되는 환형(環形狀) 홈 또는 용융 실린더(20)의 실린더 구멍과 축경부(21) 사이의 단차에 걸림으로써 용탕의 압력을 받아도 용융 실린더(20)의 후단부로부터 빠져나오지 않는다.

또한, 도 1에 나타낸 용융 실린더(20)는 불활성 가스 저장부(60)를 갖는다. 불활성 가스 저장부(60)는, 수평하게 설치된 용융 실린더(20)의 선단 측의 상부에 마련되어, 용융 실린더(20) 안에 연통되어 있다. 불활성 가스 저장부(60)는, 용융 실린더(20) 안의 잉여의 용탕을 수용하여, 그 수용한 용탕의 상방을 불활성 가스 분위기로 만든다. 불활성 가스 저장부(60)는, 불활성 가스 공급구(60a)와 불활성 가스 배출구(60b)를 갖는다. 불활성 가스 공급구(60a)는, 도시 생략한 불활성 가스 공급 장치(6)에 접속되어 있다. 불활성 가스 배출구(60b)는, 릴리프 밸브를 통하여 외부에 연통되어 있다. 릴리프 밸브는, 활성 가스 저장부 안의 불활성 가스의 압력을 일정하게 유지하기 위하여, 소정의 압력을 초과하면 밸브를 열어 불활성 가스를 바깥으로 배출한다. 불활성 가스 공급 장치(6)는, 불활성 가스 저장부 안에 상시(常時) 또는 적시(適時)에 원하는 유량으로 불활성 가스를 공급한다.

불활성 가스 저장부(60)는, 용융 실린더(20) 안, 사출 실린더(30) 안 및 연통로(40) 안으로 침입한 불활성 가스나 공기 등의 각종 가스가 모인다. 불활성 가스 저장부(60)는, 소정의 압력의 불활성 가스의 분위기가 유지되고 있어, 상시 또는 적시에 불활성 가스가 공급되어, 공기 등의 가스를 바깥으로 배출한다. 불활성 가스는, 예를 들면, 아르곤 가스(AR)가 바람직하다. 아르곤 가스는, 공기보다 비중이 무겁다. 불활성 가스 저장부(60) 안의 용탕은, 액면 센서(25)로 액면의 높이가 검출되면 좋다. 불활성 가스 저장부(60)는, 용융 실린더(20) 안의 잉여의 용탕을 수용 가능하다면, 1쇼트(shot) 만큼도 되지 않는 용량부터 복수 쇼트 만큼의 용량까지 필요해지는 용량이 수용 가능하게 설계되어 있다.

도 1에 나타낸 사출 유닛(3)은, 사출 실린더(30)와 사출 노즐(35)과 플런저(32)를 갖는다. 사출 실린더(30)는, 용융 실린더(20)의 하방에 수평하게 배치되어 있다. 사출 노즐(35)은, 사출 실린더(30)의 선단에 마련되어 있다. 플런저(32)는, 플런저 구동 장치(33)로 전진 또는 후퇴한다. 연결 부재(4)는, 사출 실린더(30)의 선단 측의 상부에 접속되어 있다. 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b)는, 사출 실린더(30)의 실린더 구멍의 선단 측에서 또한 해당 실린더 구멍의 상부에 개구되어 있다.

사출 실린더(30)의 실린더 구멍의 내경은, 후단부가 그 밖의 부분보다 작게 그리고 플런저(32)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 사출 실린더(30)는, 후단부에 축경부(31)를 갖는다. 축경부(31)의 내경은, 사출 실린더(30)의 실린더 구멍의 내경보다 작게 그리고 플런저(32)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 사출 실린더(30)와 축경부(31)는 일체로 형성될 수도 있다.

사출 실린더(30)는, 후단부의 히터의 온도가 제어되어, 축경부(31)와 플런저(32) 사이에 용탕이 어느 정도로 연화된 상태에 있어서 용탕의 백 플로우(back flow)를 방지할 정도로 고화된 고화물인 실링 부재가 생성되어 있다. 실링 부재는, 사출 실린더(30)의 후단부와 플런저(32) 사이를 실링하여, 용탕의 누설(샘)을 방지한다. 실링 부재는, 사출 실린더(30)와 플런저(32) 사이의 마찰을 작게 하여 플런저(32)의 원활한 이동을 가능하게 한다. 실링 부재는, 축경부(31)의 내주면에 형성되는 환형 홈 또는 사출 실린더(30)의 실린더 구멍과 축경부(31) 사이의 단차에 걸림으로써 용탕의 압력을 받아도 사출 실린더(30)의 후단부로부터 빠져나오지 않는다.

도 1에 나타낸 역류 방지 장치(5)는 밸브 로드(50)를 갖는다. 밸브 로드(50)는, 불활성 가스 저장부(60)의 상부에 갖는 밸브 로드 구동 장치(51)에 의해 불활성 가스 저장부(60)를 통하여 밸브 시트(41)에 대하여 전진 또는 후퇴한다. 밸브 시트(41)는, 공급 유닛(2) 안에 개구되는 연통로(40)의 공급 유닛 측 개구의 주위에 형성된다. 예를 들면, 밸브 시트(41)는, 용융 실린더(20) 안에 개구되는 연통로(40)의 용융 실린더 측 개구(40a)의 주위에 형성된다. 밸브 로드(50)는, 용융 실린더(20) 안에서 밸브 시트(41)에 착좌된다. 밸브 로드(50)는, 하강하여 밸브 시트(41)에 착좌되어 연통로(40)를 닫고, 상승하여 밸브 시트(41)로부터 떨어져서 연통로(40)를 연다. 밸브 로드(50)는, 사출 압력에 대항하여 밸브 시트(41)에 착좌되어, 연통로(40)를 닫는다. 밸브 로드(50)는, 밸브 로드(50)의 선단을 냉각하기 위하여 내부에 냉각 매체를 통과시키는 냉각 배관(50a)을 가질 수도 있다. 예를 들면, 밸브 로드(50)는, 밸브 시트(41)에 착좌되기 직전에 선단부가 냉각되어, 선단부의 주위에 용탕이 어느 정도 연화된 상태의 고화물을 형성할 수도 있다. 밸브 로드(50) 선단의 고화물은, 밸브 로드(50)가 밸브 시트(41)에 착좌될 때에 밸브 시트(41)를 따라 변형되어, 밸브 로드(50)와 밸브 시트(41) 사이의 틈새를 없앰으로써 유동성이 높은 용탕의 누설(샘)을 거듭 방지할 수 있다. 밸브 로드(50) 선단의 고화물은, 밸브 시트(41)와 밸브 로드(50)가 서로 맞닿는 면의 면 조도(粗度)가 거칠다고 해도 높은 실링 성능을 유지할 수 있다. 밸브 로드(50) 선단의 고화물은, 밸브 로드(50)를 밸브 시트(41)에 꽉 누르는 압력이 작아도 충분한 실링 성능을 구현할 수 있으므로 밸브 시트(41)와 밸브 로드(50)의 내구성이 좋아진다.

도 1에 나타낸 실시 형태의 사출 장치(1)는, 기본적으로 장치 내에 용탕이 밀폐되어 있다. 사출 장치(1)는, 사출 실린더(30) 안에서 후퇴하는 플런저(32)에 맞추어, 용융 실린더(20) 안으로부터 사출 실린더(30) 안으로 연통로(40)를 통하여 이동한 용탕 만큼을 보상하기 위하여, 예를 들면, 용융 실린더(20) 안으로 빌릿(22)이 공급되거나, 또는 불활성 가스 저장부(60) 안으로 불활성 가스가 공급된다. 예를 들면, 용융 실린더(20) 안으로부터 사출 실린더(30) 안으로 보충 또는 계량되는 용탕은, 용융 실린더(20)와 사출 실린더(30) 사이의 높낮이 차에 의해 용융 실린더(20) 안으로부터 사출 실린더(30) 안으로 자중(自重)으로 낙하된다. 또한, 예를 들면, 용탕은, 사출 실린더(30) 안에서 후퇴하는 플런저(32)에 의해 용융 실린더(20) 안으로부터 흡인된다. 또한, 예를 들면, 용탕은, 용융 실린더(20) 안에 연통되는 불활성 가스 저장부(60) 안으로 공급되는 불활성 가스의 압력으로 사출 실린더(30) 안으로 밀려나온다. 또한, 예를 들면, 용탕은, 용융 실린더(20) 안을 전진하는 빌릿(22)으로 사출 실린더(30) 안으로 밀려나온다.

도 1에 나타낸 사출 제어 유닛(70)은, 사출 장치(1)를 다음과 같이 제어한다. 제일 먼저, 용융 실린더(20) 안을 용탕으로 채우기 위한 제어를 수행한다. 역류 방지 장치(5)가 연통로(40)를 닫는다. 빌릿 압출 장치(23)가 미용융의 빌릿(22)을 용융 실린더(20) 안으로 공급한다. 용융 실린더(20) 안에서 빌릿(22)이 용탕에 용융된다. 용융 실린더(20)는, 실린더 안에 1쇼트 만큼보다 많게, 성형 사이클의 시간에 상응한 충분한 용량의 용탕이 저장되면 좋다. 용융 실린더(20)는, 1쇼트 만큼이 동일한 용량이라도 1회의 성형 사이클의 시간이 짧은 경우 쪽이 긴 경우보다 큰 용량의 용탕이 저장되면 좋다. 용융 실린더(20)에 연통되는 불활성 가스 저장부(60)는, 사출 실린더(30) 안으로부터 용융 실린더(20) 안으로 역류되는 용탕을 수용하는 충분한 공간을 가지며, 용탕의 상방이 불활성 가스로 채워져 있다. 불활성 가스 저장부(60)는, 후술되는 바와 같이, 사출 실린더(30) 안으로 용탕을 보충하기 위하여, 미리 용탕을 수용해 둘 수도 있다.

다음, 성형 사이클을 위한 제어가 수행된다. 1회의 성형 사이클은, 다음과 같다. 도 2에 나타낸 바와 같이 형체결 장치가 금형 장치(8)를 닫는다. 닫은 금형 장치(8)를 형체결 장치가 더 조인다. 역류 방지 장치(5)가 연통로(40)를 연다. 빌릿(22)을 전진시켜 용융 실린더(20) 안의 용탕이 연통로(40)를 통하여 사출 실린더(30) 안으로 공급된다. 플런저(32)가 후퇴하는 위치를 도시 생략되는 위치 검출기로 검지하여 사출 실린더(30) 안에 소정의 용탕이 계량된다. 이 때 사출 노즐(35)의 선단은, 용탕이 식어 고화된 콜드 플로그(35a)로 밀봉(封止)되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 역류 방지 장치(5)가 연통로(40)를 닫는다. 플런저(32)가 소정의 위치까지 전진하여 사출 실린더(30) 안의 계량된 용탕을 사출한다. 용탕은, 사출 노즐(35)을 통하여 형체결된 금형 장치(8)의 캐비티 공간 안에 큰 사출 압력으로 사출된다. 이 때, 콜드 플러그(35a)도 함께 사출된다. 용탕은, 캐비티 공간 안에 사출되면 신속하게 고화된다. 필요에 따라 캐비티 공간의 게이트 부분의 용탕이 고화될 때까지, 또는 콜드 플러그(35a)가 생성될 때까지 사출 실린더(30) 안에 남는 용탕을 통해서 플런저(32)가 캐비티 공간 안의 용탕에 소정의 유지 압력을 부여할 수도 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 플런저(32)의 전진을 정지하여, 사출 압력 또는 유지 압력을 감압한다. 형체결 장치가 금형 장치(8)를 연다. 연 금형 장치(8)에서 성형품(9)을 꺼낸다. 성형 사이클은 반복 수행된다. 덧붙여, 전진한 빌릿(22)은, 용융 실린더(20) 안의 전반 부분에 도달한 부분부터 용탕에 용융된다.

콜드 플러그(35a)는, 사출 노즐(35) 안의 용탕이 사출 노즐(35)의 선단 부분에서 식어 고화됨으로써 생성되는 고화물이다. 사출 노즐(35)은 히터로 가열되고 있다. 사출 노즐(35)의 선단 부분은, 히터의 온도 제어에 의해 소정의 타이밍에서 온도를 올리고 내릴 수 있다. 또한, 사출 노즐(35)의 선단 부분은, 금형 장치(8)에 맞닿으면 금형 장치(8)에 열을 빼앗겨서 온도가 내려간다. 콜드 플러그(35a)는, 용탕이 금형 장치(8)에 사출될 때의 큰 사출 압력으로 사출 노즐(35)로부터 빠져나와 용탕과 함께 금형 장치(8) 안에 사출된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 금형 장치(8)의 캐비티 공간은, 제품의 부분과는 상이한 부분에 콜드 플러그(35a)를 수용하는 콜드 슬러그 웰(cold slug well)이 형성되어 있다. 덧붙여, 사출 노즐(35)을 개폐하는 수단은, 콜드 플러그(35a)를 사용하여 개폐하는 수단이 바람직한데, 노즐 끝을 덮개 부재로 개폐하는 기구, 혹은, 유로 중간을 밸브로 개폐하는 기구 등 각종 기구를 채용할 수도 있다.

여기서부터는, 본 발명의 특유의 구성이 설명된다. 도 1에 나타낸 사출 제어 유닛(70)은 반복되는 성형 사이클 중에서 매번 혹은 복수 번에 한 번의 빈도로 플런저(32)의 전진을 정지하여 사출 압력 또는 유지 압력을 감압하고나서 새로 용탕을 계량하기 전까지의 동안에 사출 장치(1)를 다음과 같이 제어한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 사출 장치(1)는, 연통로(40)를 열고, 플런저(32)를 전진시켜 사출 실린더(30) 안의 적어도 일부의 용탕을 연통로(40)를 통하여 용융 실린더(20) 안으로 역류시킨다. 플런저(32)는, 콜드 플러그(35a)가 사출 노즐(35)로부터 빠져나오지 않는 압력으로 전진한다. 역류한 용탕은, 용융 실린더(20) 안으로부터 흘러넘치는 만큼이 불활성 가스 저장부(60) 안에 수용된다. 용탕의 역류는, 바람직하게는, 계량을 실시하기 전에 매번 실시되면 좋다.

플런저(32)는, 용탕을 사출한 후, 사출 실린더(30) 안에 조금의 용탕을 남겨, 예를 들면, 사출 실린더(30) 안의 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b)의 바로 앞에서 정지한다. 용탕을 사출한 후에 사출 실린더(30) 안에 남는 용탕의 양은 쿠션량이라고 칭해진다. 연통로(40)를 열고, 플런저(32)를 추가로 짧은 거리만큼 전진시켜, 사출 실린더(30) 안의 용탕을 연통로(40)를 통하여 용융 실린더(20) 안으로 역류시킨다. 도 1에 나타낸 실시 형태에 있어서, 플런저(32)는, 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b)를 넘어서 전진하지 않는 쪽이 바람직하다. 역류하는 용탕의 용량은 적다. 역류하는 용탕은, 밸브 로드(50)의 선단부에 냉각되어, 연통로(40)의 용융 실린더 측 개구(40a) 및 그 주위의 밸브 시트(41)에 부착되어 있는 용탕의 반고화물을 신속하게 배제(排除)한다.

배제된 반고화물은, 역류해 오는 용탕 및 이동한 후의 위치의 주위의 용탕에 의해 가열되어 신속하게 다시 용탕에 용융된다. 배제된 반고화물은, 신속하게 다시 용탕에 용융되어, 용융 실린더(20)로부터 연통로(40)를 통해서 사출 실린더(30)에 흐르는 용탕의 이동을 방해하지 않는다. 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리를 계량 시보다 작게 함으로써, 역류하는 용탕이 밸브 시트(41)와 밸브 로드(50) 사이로부터 세차게 분출되어, 용탕의 반고화물을 더 효율적으로 배제할 수 있다. 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리는, 연통로(40)의 내경의 20% 이하의 거리, 바람직하게는, 연통로(40)의 내경의 10% 이하의 거리로 하면 좋다. 예를 들면, 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리는, 연통로(40)의 내경이 10 mm인 경우, 2mm 이하, 바람직하게는, 1 mm 이하이면 좋다. 용융 실린더(20) 안으로부터 사출 실린더(30) 안을 향하여 연통로(40) 안을 지나는 용탕의 흐름이 좋아진다. 특히, 용탕이 자중 또는 약한 압력으로 연통로(40)를 통하여 사출 실린더(30) 안으로 이동하는 경우라도 용탕이 신속하게 이동을 시작할 수 있다. 나아가, 반고화물은, 이전 번의 반고화물 및 산화 고화물을 강제로 배제하고나서 새로 생성됨으로써, 연화 상태를 일정하게 유지할 수 있다. 반고화물의 일부가 딱딱해짐으로써 역류 방지 상태의 밸브 시트(41)와 밸브 로드(50) 사이에 틈새가 생겨 버리는 것을 방지할 수 있다.

사출 실린더(30) 안에 있어서 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b)의 부근에 고인 각종 가스의 일부는, 열린 연통로(40) 안을 상승하여 용융 실린더(20) 안으로 배출된다. 그러나, 소량의 각종 가스는, 사출 실린더(30) 안에 잔류한다. 예를 들면, 사출 실린더(30) 안에 있어서 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b)로부터 떨어진 곳에 고인 각종 가스는, 연통로(40)가 열린 것만으로는 이동할 수 없다. 또한 예를 들면, 연통로(40)가 열린 후 곧바로 계량이 시작되면, 사출 실린더(30) 안으로 흘러들어오는 용탕에 의해, 각종 가스는 사출 실린더(30) 안에 있어서 연통로(40)로부터 떨어진 위치로 억지로 이동된다. 역류하는 용탕은, 사출 실린더(30) 안에 존재하는 각종 가스를 용융 실린더(20) 안으로 강제로 이동시킨다. 사출 실린더(30) 안의 각종 가스는 배제된다. 각종 가스가 배제된 후의 사출 실린더(30) 안에 용탕이 계량된다. 금형 장치(8)에 사출되는 용탕은, 각종 가스를 포함하지 않는다. 따라서, 성형품(9)에 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 사출 실린더(30) 안에 각종 가스가 없으므로 용탕을 계량하는 정밀도가 향상된다. 계량되는 용탕은 계량할 때마다의 용량의 불균일이 없어진다.

용탕을 사출한 후, 용탕을 역류시키기 전에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 연통로(40)를 열어, 빌릿(22)을 전진시켜, 플런저(32)를 후퇴시켜, 용융 유닛(2) 안으로부터 사출 실린더(30) 안으로 소정의 용량의 용탕을 보충할 수도 있다. 보충되는 용탕은, 예를 들면, 계량되는 용량과 동일할 수도 있다. 보충되는 용탕은, 예를 들면, 플런저(32)가 후퇴 가능한 한계 위치까지 후퇴하여, 사출 실린더(30) 안에 수용할 수 있는 최대 용량일 수도 있다. 보충되는 용탕은, 사출 실린더(30) 안에 수용될 수 있는 최대 용량을 초과하지 않으면 필요한 용량을 설정할 수 있다. 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리는 가능한 한 크게 함으로써, 특히 사출 실린더(30) 안에 용탕을 계량할 때 또는 사출 실린더(30) 안으로부터 각종 가스를 용탕과 함께 배제할 때, 신속하게 용탕을 용융 실린더(20)와 사출 실린더(30) 사이에서 이동시킬 수 있다. 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리는, 연통로(40)의 내경 이상의 거리로 하면 좋다. 예를 들면, 밸브 시트(41)로부터 밸브 로드(50)를 떨어뜨리는 거리는, 연통로(40)의 내경이 10 mm인 경우, 10 mm 이상이면 좋다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 역류하는 용탕은, 불활성 가스 저장부(60) 안에 수용된다. 역류하는 용탕이 많으면, 연통로(40)의 용융 실린더 측 개구(40a) 및 그 주위의 밸브 시트(41)에 부착되어 있는 용탕의 반고화물을 확실하게 배제할 수 있다. 역류하는 용탕이 많으면, 사출 실린더(30) 안에 존재하는 각종 가스를 용탕과 함께 용융 실린더(20) 안으로 각자에게 이동시킬 수 있다. 사출한 후에 용탕을 보충하는 경우에는, 빌릿(22)을 공급하여 용융 실린더(20) 안의 용탕을 공급할 수도 있다. 또한, 사출한 후에 용탕을 보충하는 경우에는, 미리 용융 실린더(20) 안에 잉여의 용탕을 준비하여 불활성 가스 저장부(60) 안에 미리 보충할 용탕을 수용해 둘 수도 있다.

용탕을 사출한 후, 사출 실린더(30) 안으로 용탕을 보충하지 않고, 적은 용탕을 용융 실린더(20) 안으로 역류시키고나서 사출 실린더(30) 안으로 용탕을 보충하여, 다시 용탕을 용융 실린더(20) 안으로 역류시킬 수도 있다. 용탕을 보충한 후 용탕을 역류시키는 것을 반복 실시할 수도 있다. 용탕의 역류를 복수 번 반복함으로써, 연통로(40) 안을 지나는 용탕의 흐름이 더 좋아지고, 사출 실린더(30) 안에 잔류하는 각종 가스를 확실하게 배제할 수 있다. 각종 가스는, 연통로(40)가 열림으로써, 연통로(40) 안을 상승하여 용융 실린더(20) 안으로 이동할 수도 있다. 각종 가스는, 사출 실린더(30)로부터 용융 실린더(20)로 역류하는 용탕으로 강제로 용융 실린더(20) 안으로 억지로 이동된다. 각종 가스는, 연통로(40) 안의 용탕이 사출 실린더(30)로부터 역류하는 용탕으로 치환됨으로써, 용융 실린더(20) 안으로 이동하기가 쉬워진다.

용탕을 역류시킨 후에 계량되는 용탕은, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 불활성 가스 저장부(60) 안에 수용된 용탕일 수도 있고, 빌릿(22)을 전진시켜 용융 실린더(20) 안으로부터 밀려나오는 용탕일 수도 있고, 그들을 합친 용탕일 수도 있다. 용탕을 역류시킨 후에 계량된 용탕은, 각종 가스를 포함하고 있지 않다. 첫 번째의 성형 사이클로 성형된 성형품이라도 보이드의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 사출 장치(1)는, 계량되는 용량보다 큰 용량의 용탕을 사출 실린더(30) 안으로 보충하여, 도 10에 나타낸 바와 같이 계량되는 용량의 용탕을 사출 실린더(30) 안에 남겨, 사출 실린더(30) 안으로부터 용융 실린더(20) 안으로 용탕을 역류시킬 수도 있다. 사출 장치(1)는, 용탕을 역류시키는 동작을 완료시킨 시점에서, 용탕을 계량하는 동작도 완료시킬 수 있다. 예를 들면, 사출 장치(1)는, 먼저 용탕을 사출하고, 다음으로 용탕을 역류시키고, 다음으로 계량하는 용량보다 큰 용량의 용탕을 보충하고, 마지막으로 계량하는 용량의 용탕을 남겨 용탕을 역류시킬 수 있다.

도 1에 나타낸 역류 방지 장치(5)는, 용융 실린더(20) 안에 밸브 시트(41)와 밸브 로드(50)를 가지고 있으므로, 용탕을 역류시킬 때, 연통로(40)의 용융 실린더 측 개구(40a) 및 그 주위의 밸브 시트(41)에 부착되는 용탕의 반고화물을 연통로(40)의 바깥으로 배제하기가 쉽다. 그러나, 역류 방지 장치(5)는, 도 1에 나타낸 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명은, 도시 생략하지만, 사출 실린더(30) 안에 밸브 시트와 밸브 로드를 갖는 역류 방지 장치로 사출 실린더(30) 안으로부터 연통로(40)를 개폐하는 구성이라도 적용이 가능하다. 사출 실린더(30) 안에 밸브 시트와 밸브 로드를 가지고 있으므로, 용탕을 보충할 때, 연통로(40)의 사출 실린더 측 개구(40b) 및 그 주위의 밸브 시트에 부착되는 용탕의 반고화물을 연통로(40)의 바깥으로 배제하기가 쉽다. 또한, 본 발명은, 사출 실린더(30) 안의 각종 가스를 포함하는 용탕을 용융 실린더(20) 안으로 역류시킬 수 있다면, 도시 생략하지만, 연통로(40)의 중간에서 연통로(40)를 차단하는 역류 방지 장치, 예를 들면, 로터리 밸브 등으로 구성되어 있어도 적용이 가능하다.

용융 유닛(2)은, 도 1에 나타낸 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 용융 실린더(20) 대신 버킷(bucket)형의 용융로(溶融爐)를 채용할 수도 있다. 용융로는, 바닥면에 연통로(40)의 일단을 접속한다. 용융로의 바닥면에 형성되는 연통로(40)의 용융로 측 개구의 주위는, 역류 방지 장치(5)의 밸브 시트(41)가 된다. 연통로(40)의 타단은 사출 실린더(30)에 접속된다. 미용융의 경금속 재료는, 용융로의 상방으로부터 용융로 안으로 투입된다. 용융로의 용탕은, 해당 용탕의 액면의 상방으로 불활성 가스 공급 장치(6)로부터 공급되는 불활성 가스로 덮이면 좋다. 용융로는, 용탕의 상방을 덮는 덮개를 가질 수도 있다. 덮개는, 상방으로부터 미용융의 경금속 재료를 용융로 안으로 투입하기 위한 투입구가 열려 있을 수도 있다. 덮개의 내측에서 또한 용탕의 액면의 상방으로 불활성 가스를 충만시키면 좋다. 용융로의 용량은, 사출 실린더(30) 안으로부터 역류하는 용탕을 일시적으로 수용하여도 용탕이 용융로로부터 흘러넘쳐 나오지 않는 충분한 용량을 갖는다. 또한, 용융로는, 수평 방향으로 가로로 길며, 선단 측의 바닥면에 연통로(40)의 용융로 측 개구가 형성되어, 후단 측에 미용융의 경금속 재료가 투입되는 투입구가 형성될 수도 있다. 가로로 긴 용융로는, 후단으로부터 선단으로 연장되며 적어도 그들 양단을 제외한 내부를 구획하는 구획판을 마련하여, 교반 장치로 구획판의 주위를 용탕이 순환하도록 용탕을 교반시킬 수도 있다. 또한, 용융로는, 외부에서 경금속 재료를 용융한 용탕이 공급될 수도 있다.

사출 장치(1)는, 전술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어 장치(7)는, 사출 유닛(3)이 구비하고 있는 플런저(32)가 전진 또는 후퇴하는 위치를 검출하는 위치 검출기를 이용하여, 용탕을 역류시키고나서 용탕을 계량한 후 연통로(40)를 닫은 상태에 있어서의 플런저(32)의 계량 위치를 검출하고, 계량 위치로부터 소정의 압력으로 사출 실린더(30) 안의 용탕을 압축한 상태에 있어서의 플런저(32)의 전진 위치를 검출한다. 각종 가스는 용탕에 비해 압축되기가 쉽다. 제어 장치(7)는, 계량 위치와 전진 위치의 차이의 양(差分)을 연산하고, 차이의 양이 미리 설정되어 있는 기준값을 초과하여 크면, 사출 실린더(30) 안으로부터 각종 가스가 적절하게 배출되고 있지 않고 사출 실린더(30) 안에 각종 가스가 남아 있다고 판정하여, 사출 장치를 정지하도록 할 수도 있다. 또한, 제어 장치(7)는, 계량 위치, 전진 위치 또는 판정 결과 중 필요한 데이터를 성형 사이클마다 기억하여, 수치, 그래프 혹은 리스트 등의 각종 형식으로 표시 장치로 하여금 표시하도록 할 수도 있다. 용탕에 포함되는 각종 가스는 용탕에 비해 압축되기가 쉽다. 소정의 압력으로 전진하는 플런저의 전진 위치에 의해, 용탕에 포함되는 각종 가스의 양을 측정한다. 용탕에 포함되는 각종 가스는, 성형품에 보이드를 발생시키고, 성형품의 중량이 불균일해지는 원인이 된다. 상기 판정 방법은, 각 성형품의 중량을 측정하는 것보다 각 성형품에 포함되는 각종 가스의 양을 나타내는 데이터의 측정 및 관리를 용이하게 한다.

본 발명은, 예를 들면, 캐비티 공간에 에어 벤트가 접속되어 있는 금형 장치(8) 및 캐비티 공간에 진공 형성 장치가 접속되어 있는 금형 장치(8)에도 적용이 가능하다. 또한, 본 발명은, 사출 노즐(35)을 갖는 사출 장치(1) 및 사출 실린더(30)의 선단이 금형 장치(8)에 직접 접속되어 있는 사출 장치(1)에도 적용 가능하다. 특히 본 발명은, 진공 형성 장치가 접속되어 있는 금형 장치(8)와, 사출 노즐(35)로부터 용탕을 사출하는 사출 장치(1)를 사용함으로써, 사출 노즐(35)을 닫음으로써 금형 장치(8)의 캐비티 공간의 각종 가스를 진공 형성 장치로 용이하게 배출하는 것이 가능하여, 심지어 사출 장치(1)의 사출 유닛(3) 안의 각종 가스도 용이하게 배출하는 것이 가능하므로, 성형품(9) 안의 보이드의 발생을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

실시 형태는 발명의 원리와 그 실용적인 응용을 설명하기 위하여 선택되었다. 위에서 설명한 기술을 참조하여 다양한 개량이 가능하다. 발명의 범위는 첨부한 특허 청구 범위에 의해 정의된다.

1 … 경금속 사출 성형기의 사출 장치
2 … 용융 유닛(공급 유닛)
3 … 사출 유닛
4 … 연결 부재
5 … 역류 방지 장치
6 … 불활성 가스 공급 장치
7 … 제어 장치
8 … 금형 장치
9 … 성형품
20 … 용융 실린더
21 … 축경부
22 … 빌릿
23 … 빌릿 압출 장치
25 … 액면 센서
30 … 사출 실린더
31 … 축경부
32 … 플런저
33 … 플런저 구동 장치
35 … 사출 노즐
35a … 콜드 플러그
40 … 연통로
40a … 연통로의 용융 실린더 측 개구
40b … 연통로의 사출 실린더 측 개구
41 … 밸브 시트
50 … 밸브 로드
50a … 냉각 배관
51 … 밸브 로드 구동 장치
60 … 불활성 가스 저장부
60a … 불활성 가스 공급구
60b … 불활성 가스 배출구
70 … 사출 제어 유닛

Claims

공급 유닛 안의 경금속 재료의 용탕을 연통로를 통하여 사출 유닛 안으로 공급하여, 상기 사출 유닛에 내장된 플런저를 후퇴시켜 상기 사출 유닛 안에 소정의 용량의 상기 용탕을 계량하여, 상기 연통로를 닫아, 상기 플런저를 전진시켜 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕을 상기 사출 유닛에 접속된 사출 노즐을 통하여 금형 장치 안에 사출하여 성형품을 얻는 것을 반복하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법으로서,
매번 혹은 복수 번에 한 번의 빈도로, 상기 용탕을 사출한 후 상기 용탕을 계량하기 전에, 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕이 상기 사출 노즐로부터 나오지 않는 압력으로 상기 플런저를 전진시켜, 열린 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안의 적어도 일부의 상기 용탕을 상기 공급 유닛 안으로 역류시키는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용탕을 역류시키기 전에, 상기 플런저를 후퇴시켜, 상기 공급 유닛 안으로부터 상기 사출 유닛 안으로 상기 연통로를 통하여 상기 용탕을 보충하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
계량 시의 상기 용탕의 상기 소정의 용량을 초과하여 상기 사출 유닛 안에 상기 용탕을 보충하여, 상기 사출 유닛 안에 상기 소정의 용량의 상기 용탕을 남겨 상기 용탕을 역류시켜 계량하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용탕을 역류시킨 후, 상기 플런저를 후퇴시켜, 상기 공급 유닛 안으로부터 상기 사출 유닛 안으로 상기 연통로를 통하여 상기 용탕을 보충하여 다시 상기 용탕을 역류시키는 것을 적어도 한 번 수행하고, 그 후 상기 용탕을 계량하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
계량 시의 상기 용탕의 상기 소정의 용량을 초과하여 상기 사출 유닛 안에 상기 용탕을 보충하여, 상기 사출 유닛 안에 상기 소정의 용량의 상기 용탕을 남겨 상기 용탕을 역류시켜 계량하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 연통로를 닫을 때, 밸브 로드의 내부를 흐르는 냉각 매체로 상기 밸브 로드를 냉각하고, 상기 밸브 로드의 주위에 상기 용탕의 반고화물을 생성하고, 상기 연통로의 공급 유닛 측 개구의 주위에 형성된 밸브 시트에 상기 밸브 로드를 착좌시켜 상기 연통로를 닫아, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 시트에 착좌되어 있는 상기 밸브 로드 사이를 상기 반고화물로 실링하고, 상기 연통로를 열 때, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 로드 사이를 상기 연통로의 내경의 20% 이하의 거리를 띄워서 열고, 역류하는 상기 용탕으로 상기 밸브 시트와 상기 밸브 로드 사이의 상기 반고화물을 배제하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 소정의 용량을 계량하였을 때의 상기 플런저의 계량 위치를 검출하고, 상기 계량 위치로부터 소정의 압력으로 전진하였을 때의 상기 플런저의 전진 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치의 사출 제어 방법.
경금속 재료의 용탕을 공급하는 공급 유닛과,
전진 후퇴하는 플런저를 내장하며 또한 사출 노즐이 접속된 사출 유닛과,
상기 공급 유닛과 상기 사출 유닛을 연결하고, 상기 공급 유닛 안과 상기 사출 유닛 안을 연통시키는 연통로가 형성되어 있는 연결 부재와,
상기 연통로를 개폐하는 역류 방지 장치와,
상기 공급 유닛과 상기 사출 유닛과 상기 역류 방지 장치를 제어하여, 상기 공급 유닛 안의 상기 용탕을 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안으로 공급하고, 상기 플런저를 후퇴시켜 상기 사출 유닛 안에 소정의 용량의 상기 용탕을 계량하고, 상기 연통로를 닫고, 상기 플런저를 전진시켜 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕을 상기 사출 노즐을 통하여 금형 장치 안에 사출하여 성형품을 얻는 것을 반복하는 일련의 제어를 수행함과 함께, 매번 혹은 복수 번에 한 번의 빈도로, 상기 용탕을 사출한 후 상기 용탕을 계량하기 전에, 상기 사출 유닛 안의 상기 용탕이 상기 사출 노즐로부터 나오지 않는 압력으로 상기 플런저를 전진시키고, 열린 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛 안의 적어도 일부의 상기 용탕을 상기 공급 유닛 안으로 역류시키는 일련의 제어를 수행하는 사출 제어 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 사출 제어 유닛이, 상기 용탕을 역류시키기 전에, 상기 플런저를 후퇴시켜, 상기 공급 유닛 안으로부터 상기 사출 유닛 안으로 상기 연통로를 통하여 상기 용탕을 보충하는 일련의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 사출 제어 유닛이, 계량 시의 상기 용탕의 상기 소정의 용량을 초과하여 상기 사출 유닛 안에 상기 용탕을 보충하여, 상기 사출 유닛 안에 상기 소정의 용량의 상기 용탕을 남겨 상기 용탕을 역류시켜 계량하는 일련의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 사출 제어 유닛이, 상기 용탕을 역류시킨 후, 상기 플런저를 후퇴시켜, 상기 공급 유닛 안으로부터 상기 사출 유닛 안으로 상기 연통로를 통하여 상기 용탕을 보충하여 다시 상기 용탕을 역류시키는 것을 적어도 한 번 수행하고, 그 후 상기 용탕을 계량하는 일련의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 사출 제어 유닛이, 계량 시의 상기 용탕의 상기 소정의 용량을 초과하여 상기 사출 유닛 안에 상기 용탕을 보충하여, 상기 사출 유닛 안에 상기 소정의 용량의 상기 용탕을 남겨 상기 용탕을 역류시켜 계량하는 일련의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 역류 방지 장치가, 상기 연통로의 공급 유닛 측 개구의 주위에 형성된 밸브 시트와, 상기 밸브 시트에 착좌하여 상기 연통로를 닫고 또한 상기 밸브 시트로부터 떨어짐으로써 상기 연통로를 여는 밸브 로드와, 상기 밸브 로드를 구동하는 밸브 로드 구동 장치와, 상기 밸브 로드 안에 마련되어 냉각 매체를 흘리는 냉각 배관을 구비하여,
상기 사출 제어 유닛이, 상기 연통로를 닫을 때, 상기 냉각 배관을 흐르는 상기 냉각 매체로 상기 밸브 로드를 냉각하고, 상기 밸브 로드의 주위에 상기 용탕의 반고화물이 생성시키고, 상기 밸브 시트에 상기 밸브 로드를 착좌시켜 상기 연통로를 닫아, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 시트에 착좌되어 있는 상기 밸브 로드 사이를 상기 반고화물로 실링하고, 상기 연통로를 열 때, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 로드 사이를 상기 연통로의 내경의 20% 이하의 거리를 떨어뜨려 열고, 역류하는 상기 용탕으로 상기 밸브 시트와 상기 밸브 로드 사이의 상기 반고화물을 배제하는 일련의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 사출 유닛이, 상기 소정의 용량을 계량하였을 때의 상기 플런저의 계량 위치와, 상기 계량 위치로부터 소정의 압력으로 전진하였을 때의 상기 플런저의 전진 위치를 검출하는 위치 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 공급 유닛이, 외부로부터 공급되는 미용융의 상기 경금속 재료를 내부에서 상기 용탕에 용융하고, 상기 용탕을 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛으로 공급하는 용융 유닛인 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 용융 유닛이, 외부로부터 공급되는 상기 미용융의 경금속 재료를 내부에서 상기 용탕에 용융하고 또한 상기 용탕을 상기 연통로를 통하여 상기 사출 유닛으로 공급하는 용융 실린더와, 상기 용융 실린더에 접속되어 해당 용융 실린더 안의 잉여의 상기 용탕을 수용하고, 수용한 상기 용탕의 상방을 불활성 가스 분위기로 만드는 불활성 가스 저장부를 구비하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 용융 유닛이, 수평 방향으로 가로로 길고, 선단 측에 상기 연통로가 접속되고, 후단 측에 상기 미용융의 경금속 재료가 공급되는 용융로와, 상기 용융로의 상기 후단으로부터 상기 선단으로 연장되며 적어도 상기 선단 측과 상기 후단 측의 양단을 제외한 내부를 구획하는 구획판과, 상기 구획판의 주위를 순환하도록 상기 용탕을 교반하는 교반 장치를 구비하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 공급 유닛이, 외부로부터 공급되는 상기 용탕을 상기 사출 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 경금속 사출 성형기의 사출 장치.