JP7690393B2 - 金属射出成形機のメンテナンス装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属射出成形機に関するものであり、特に、金属射出成形機のメンテナンスに関するものである。

所望形状の金属部材を成形可能な金属射出成形機が知られている。一般的な金属射出成形機は、射出装置と型締装置とによって構成される。射出装置は、溶融状態または半溶融状態のマグネシウム合金，アルミニウム合金，亜鉛合金などの合金（以下、「溶融金属」と総称する場合がある。）を型締装置に供給する。より特定的には、射出装置は、溶融金属を型締装置にセットされている金型のキャビティ内に注入（充填）する。

射出装置は、シリンダと、シリンダ内に設けられたスクリュと、シリンダの先端に装着された射出ノズルと、を有する。ペレット状の合金（合金チップ）がシリンダ内に供給される。シリンダ内に供給された合金チップは、シリンダの周囲に設けられているヒータから発せられる熱と、スクリュの回転によって生じる剪断発熱とによって加熱され、溶解する。言い換えれば、固体状態の合金がシリンダ内で溶融状態または半溶融状態に変化する。その後、溶融金属は、軸方向に移動するスクリュに押されて射出ノズルの先端から射出される。

金属射出成形機は、定期的に、又は必要に応じてメンテナンスを行う必要がある。例えば、溶融金属の一部がスクリュに付着し、凝固することがある。つまり、金属材料がスクリュに固着することがある。そこで、定期的に、又は必要に応じてスクリュをシリンダから取り出し、スクリュに固着している金属材料を除去する必要がある。

特開２００２－６６７１２号公報

金属射出成形機のメンテンナンスでは、スクリュ等に固着している金属材料を短時間で確実に除去することが求められる。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施形態のメンテナンス装置は、バーナー組立体と、前記バーナー組立体を支持する支持台と、を有する。前記バーナー組立体は、金属射出成形機に用いられるスクリュ又は射出ノズルの周囲に、これらの周方向で互いに異なる位置に配置される複数のガスバーナーと、複数の前記ガスバーナーを接続して一体化させるとともに、それぞれの前記ガスバーナーに燃料を供給するための流路を形成する配管部材と、を含む。

一実施形態によれば、金属射出成形機に用いられるスクリュ等に固着している金属材料を短時間で確実に除去することができる。

金属射出成形機の一例を模式的に示す断面図である。 一実施形態のメンテナンス装置の斜視図である。 一実施形態のメンテナンス装置の他の斜視図である。 一実施形態のメンテナンス装置に設けられている支持機構を示す部分拡大図である。 （Ａ）は、図４に示される支持機構の構造を模式的に示す正面図である。（Ｂ）は、図４に示される支持機構の構造を模式的に示す断面図である。 メンテナンス装置の一変形例を示すブロック図である。

以下、一実施形態のメンテナンス装置について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、実施形態を説明するために参照する全ての図面において、同一又は実質的に同一の機能を有する部材や機器などには同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜金属射出成形機＞
図１は、金属射出成形機の一例を模式的に示す断面図である。図示されている金属射出成形機１は、型締装置２と射出装置３とから構成されている。型締装置２には金型１１，１２がセットされる。型締装置２は、セットされた金型１１，１２を開閉させる。射出装置３は、供給された合金チップを溶解させて溶融状態または半溶融状態にする。別の見方をすると、射出装置３は、溶融状態または半溶融状態の合金（溶融金属）を作る。さらに、射出装置３は、溶融金属を型締装置２にセットされている金型１１，１２に供給する。より特定的には、射出装置３は、溶融金属を射出して金型１１，１２のキャビティ１３内に注入（充填）する。

＜型締装置＞
型締装置２は、対向する固定盤１４および可動盤１５を備えている。固定盤１４には金型１１がセットされ、可動盤１５には金型１２がセットされている。可動盤１５は、固定盤１４と可動盤１５との対向方向に移動可能である。別の見方をすると、可動盤１５は、固定盤１４に近接する方向に移動可能であり、固定盤１４から離反する方向にも移動可能である。

可動盤１５が固定盤１４に近接すると、可動盤１５にセットされている金型１２が固定盤１４にセットされている金型１１に当接し、金型１１，１２が閉じられる。金型１１，１２が閉じられると、金型１１と金型１２との間に、キャビティ１３およびランナー１６が形成される。一方、可動盤１５が固定盤１４から離反すると、可動盤１５にセットされている金型１２が固定盤１４にセットされている金型１１から離れ、金型１１，１２が開かれる。

なお、型締装置２は、キャビティ１３から成形品を押し出す複数本のエジェクタピン１７を備えている。また、型締装置２は、射出ノズル４０の先端に形成されることがある溶融金属の塊（プラグ）を受け止めるプラグキャッチャー１８を備えている。

＜射出装置＞
射出装置３は、不図示の基台の上に設置されている。射出装置３は、シリンダ３０，射出ノズル４０，スクリュ５０等から構成されている。射出装置３は、型締装置２に近接する方向（前方）に駆動されるとともに、型締装置２から離反する方向（後方）にも駆動される。つまり、射出装置３は、型締装置２に対して前進及び後進（後退）する。射出装置３が所定位置まで前進すると、射出ノズル４０の先端が金型１１のスプルーブッシュに接触する。

シリンダ３０の後端側にはホッパ３１が設けられている。ホッパ３１は、シリンダ３０に合金チップを供給するための供給口である。ホッパ３１は、ホッパフランジ３２を介してシリンダ３０に固定されている。ホッパフランジ３２の内部には、ホッパ３１とシリンダ３０とに連通する供給路が設けられている。ホッパ３１に投入された合金チップは、供給路を介してシリンダ３０内に落下する。

シリンダ３０の先端には射出ノズル４０が装着されている。射出ノズル４０は、シリンダ３０の先端に押し付けられている。より特定的には、シリンダ３０にボルト締めされている環状の押え金４１によって、射出ノズル４０の後端面がシリンダ３０の先端面に押し付けられている。別の見方をすると、射出ノズル４０の鍔部が、シリンダ３０と押え金４１との間に挟まれている。

シリンダ３０の内部にはスクリュ５０が設けられている。スクリュ５０は、駆動機構５１によってシリンダ３０内で駆動される。より特定的には、スクリュ５０は、シリンダ３０内で回転駆動される。また、スクリュ５０は、シリンダ３０内で前方に向かって直進駆動される。

シリンダ３０の周囲にはヒータが設けられている。より特定的には、複数のバンドヒータ３３がシリンダ３０の外周面に巻き付けられている。シリンダ３０に供給された合金チップは、バンドヒータ３３から発せられる熱と、スクリュ５０の回転に伴って生じる剪断発熱とによって加熱されつつ混練される。この結果、溶融状態または半溶融状態の合金（溶融金属）が作られる。

＜金属成形品の製造方法＞
次に、図１に示されている金属射出成形機１を用いて金属成形品を製造する手順（プロセス）の一例について説明する。まず、型締装置２にセットされている金型１１，１２を開き、射出装置３を後退させる。

然る後、射出装置３のホッパ３１に合金チップを投入する。例えば、ペレット状に加工されたマグネシウム合金をホッパ３１に投入する。もっとも、射出装置３を後退させる前にホッパ３１に合金チップを予め投入しておいてもよい。

ホッパ３１に投入された合金チップは、供給路を介してシリンダ３０に供給される。シリンダ３０に供給された合金チップは、加熱されつつ混練されて溶解する。別の見方をすると、合金チップは、シリンダ３０内で溶融状態または半溶融状態に相変化し、溶融金属となる。

溶融金属は、スクリュ５０の回転によってシリンダ３０の先端側に送られつつ、さらに混練される。このとき、スクリュ５０は、回転しながら後退する。この結果、スクリュ５０の前方に貯留室が形成され、その貯留室に溶融金属が溜められる。溶融金属を前方に送りつつスクリュ５０を後退させるこの工程は“計量”と呼ばれる。

所定量の溶融金属が貯留室に溜まったらスクリュ５０の回転を停止させる。その後、射出装置３を前進させ、射出ノズル４０の先端を金型１１（金型１１，１２は予め閉じられている）のスプルーブッシュに接触させる。

次に、スクリュ５０を高速で前進させる。すると、貯留室に溜められていた溶融金属が射出ノズル４０の先端から金型１１，１２に向けて射出される。射出された溶融金属は、ランナー１６を通過してキャビティ１３内に流入する。

その後、スクリュ５０を再び回転させて次の射出に備える。具体的には、スクリュ５０を回転させるとともに、シリンダ３０内に合金チップを供給する。つまり、次に射出する溶融金属を貯留室に溜める。

キャビティ１３内の溶融金属が凝固する温度以下の温度まで金型１１，１２が冷却された後、金型１１，１２を開いて金属成形品を取り出す。例えば、金型１１，１２を開いた後にエジェクタピン１７を駆動し、金属成形品を金型１２から押し出す。

上記プロセスを繰り返すことで、同一形状の金属成形品が連続的に製造される。つまり、所望形状の金属成形品が量産される。

上記のようにして金属成形品を量産する金属射出成形機１は、定期的に、又は必要に応じてメンテンナンスを行う必要がある。例えば、上記プロセスを繰り返していると、射出ノズル４０の内側に溶融金属が残存し、凝固することがある。また、スクリュ５０の表面に溶融金属が付着し、凝固することがある。つまり、射出ノズル４０の内側に金属材料が固着したり、スクリュ５０の表面に金属材料が固着したりすることがある。

射出ノズル４０の内側に金属材料が固着すると、流路（ノズル孔）が狭められたり、塞がれたりする恐れがある。また、スクリュ５０の表面に金属材料が固着すると、搬送能力が低下する恐れがある。射出ノズル４０の詰まりや、スクリュ５０の搬送能力の低下は、射出量の不足（ショートショット）の一因となる。

また、ピストンリング等の消耗部品を交換する際にはスクリュ５０を分解する必要がある。より特定的には、スクリュヘッドをスクリュ本体から取り外す必要がある。このとき、スクリュ５０の表面に固着している金属材料が分解の妨げとなる場合がある。

上記のような理由から、射出ノズル内やスクリュ表面に固着した金属材料を溶解させて除去する必要がある。

＜メンテナンス装置＞
図２，図３は、金属射出成形機１のメンテナンスに用いられるメンテナンス装置の斜視図である。メンテナンス装置６０は、金属射出成形機１のメンテナンス作業の１つである金属材料の除去作業に用いられる。より特定的には、メンテナンス装置６０は、射出ノズル４０の内側やスクリュ５０の表面などに固着している金属材料を溶解させて除去する作業に用いられる。

メンテナンス装置６０は、バーナー組立体７０や支持台８０などから構成されている。バーナー組立体７０は、支持台８０によって、射出ノズル４０やスクリュ５０に対して変位可能に支持されている。より特定的には、バーナー組立体７０は、少なくとも上下動可能および回転可能に支持されている。例えば、バーナー組立体７０は、図２に示されている状態（垂直状態）と、図３に示されている状態（水平状態）との間で回転可能である。また、バーナー組立体７０は、垂直状態で上下動可能（昇降可能）であるとともに、水平状態でも上下動可能（昇降可能）である。

別の見方をすると、図２に示されている状態がバーナー組立体７０の垂直状態であり、図３に示されている状態がバーナー組立体７０の水平状態である。また、垂直状態は、水平状態に対して９０°又は略９０°回転した状態（起立状態）である。言い換えれば、水平状態は、垂直状態に対して９０°又は略９０°回転した状態（倒伏状態）である。

垂直状態のバーナー組立体７０（図２）は、スクリュ５０のメンテナンス作業（金属材料除去作業）に適しており、水平状態のバーナー組立体７０（図３）は、射出ノズル４０のメンテナンス作業（金属材料除去作業）に適している。それぞれの作業の詳細については後述する。

＜バーナー組立体＞
バーナー組立体７０は、複数のガスバーナー７１を含んでいる。より特定的には、バーナー組立体７０は、４つのガスバーナー７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを含んでいる。それらガスバーナー７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、配管部材７２によって互いに接続され、一体化されている。

配管部材７２は、スクリュ５０又は射出ノズル４０を取り囲むように配置可能な環状配管７３と、環状配管７３に接続されている直線配管７４と、を含んでいる。環状配管７３と直線配管７４とは互いに連通しており、それぞれのガスバーナー７１に燃料を供給するための流路を形成する。燃料は、供給源（例えば、ガスボンベ）から直線配管７４を通って環状配管７３に流入し、環状配管７３を介して各ガスバーナー７１に供給される。

つまり、配管部材７２は、複数のガスバーナー７１を一体化させるフレーム部材（支持部材）であると同時に、複数のガスバーナー７１に燃料を供給する流路を形成する流路形成部材でもある。

なお、ガスバーナー７１に供給される燃料（ガス）は、特定のガスに限られない。ガスバーナー７１に供給され得るガスの一例として、アセチレンガスやプロパンガスが挙げられる。また、アセチレンガスやプロパンガスに酸素が混合された混合ガスもガスバーナー７１に供給され得るガスの一例である。

環状配管７３は、多角形の外形を有している。より特定的には、環状配管７３は、全体として略八角形の外形を有している。直線配管７４は、環状配管７３の一辺と直交しており、当該一辺に接続されている。

以下の説明では、直線配管７４が接続されている環状配管７３の一辺を“接続部７３ａ”と呼んで他の部分と区別する場合がある。また、接続部７３ａと対向する接続部７３ａと平行な環状配管７３の一辺を“保持部７３ｂ”と呼んで他の部分と区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。

ガスバーナー７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、環状配管７３に沿って均等に配置されている。言い換えれば、ガスバーナー７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、環状配管７３上に等間隔（９０°間隔）で設けられている。

別の見方をすると、ガスバーナー７１ａは、接続部７３ａの一端から延びる傾斜部に接続され、ガスバーナー７１ｂは、接続部７３ａの他端から延びる傾斜部に接続されている。また、ガスバーナー７１ｃは、保持部７３ｂの一端から延びる傾斜部に接続され、ガスバーナー７１ｄは、保持部７３ｂの他端から延びる傾斜部に接続されている。

それぞれのガスバーナー７１は、環状配管７３の中央または略中央を向いている。この結果、ガスバーナー７１ａとガスバーナー７１ｃとは、対向または実質的に対向している。また、ガスバーナー７１ｂとガスバーナー７１ｄとは、対向または実質的に対向している。

環状配管７３の中央または略中央にスクリュ５０や射出ノズル４０が差し入れられると、スクリュ５０や射出ノズル４０の周囲に、これらの周方向で互いに異なる位置に複数のガスバーナー７１が配置される。より特定的には、４つのガスバーナー７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄがスクリュ５０や射出ノズル４０の周囲に、これらの周方向において均等に配置される。

＜支持台＞
支持台８０は、底部８１と、底部８１の両側に設けられた一対の側壁部８２，８３と、を有する。側壁部８２および側壁部８３は、バーナー組立体７０を挟んで対向している。底部８１の四隅には、それぞれ車輪８４が設けられている。よって、作業者は、バーナー組立体７０を支持している支持台８０を容易に移動させることができる。つまり、作業者は、メンテナンス装置６０を容易に移動させることができる。

別の見方をすると、作業者は、バーナー組立体７０を支持している支持台８０を移動させることにより、スクリュ５０や射出ノズル４０に対してバーナー組立体７０を変位させることができる。

＜支持機構＞
支持台８０には、バーナー組立体７０をスクリュ５０や射出ノズル４０に対して変位可能に支持する支持機構９１，９２が設けられている。より特定的には、支持機構９１，９２は、バーナー組立体７０を上下動可能および回転可能に支持する。以下の説明では、支持機構９１を“右側支持機構９１”と呼び、支持機構９２を“左側支持機構９２”と呼ぶ場合がある。

図４は、左側支持機構９２を示す部分拡大図である。図５（Ａ）は、左側支持機構９２の構造を模式的に示す正面図である。図５（Ｂ）は、左側支持機構９２の構造を模式的に示す断面図である。なお、図５（Ｂ）には、図５（Ａ）中のＸ－Ｘ線に沿う断面が示されている。

右側支持機構９１は、側壁部８２に形成されているスリット８２ａの内側に設けられている。一方、左側支持機構９２は、側壁部８３に形成されているスリット８３ａの内側に設けられている。もっとも、右側支持機構９１および左側支持機構９２は、共通の基本構造を備えている。具体的には、右側支持機構９１および左側支持機構９２は、角型の外側パイプ９３および内側パイプ９４からなる二重構造を備えている。

図２，図３に示されるように、右側支持機構９１の外側パイプ９３は、側壁部８２のスリット８２ａの内側に配置され、底部８１および側壁部８２に固定されている。さらに、内側パイプ９４は、外側パイプ９３に挿入されており、長手方向（上下方向）に移動可能である。

図４に示されるように、左側支持機構９２の外側パイプ９３は、側壁部８３のスリット８３ａの内側に配置され、底部８１および側壁部８３に固定されている。また、内側パイプ９４は、外側パイプ９３に挿入されており、長手方向（上下方向）に移動可能である。

それぞれの内側パイプ９４の上端には、受け溝９４ａが設けられている。そして、右側支持機構９１の内側パイプ９４が備える受け溝９４ａには、配管部材７２の直線配管７４が遊嵌され、支持されている。

一方、左側支持機構９２の内側パイプ９４が備える受け溝９４ａには、バーナー組立体７０に装着されている保持部材７５のロッド７５ａが遊嵌され、支持されている。保持部材７５は、配管部材７２（環状配管７３）の保持部７３ｂ上の、ロッド７５ａが直線配管７４と同軸となる位置に装着されている。

別の見方をすると、バーナー組立体７０の両側には、支持機構９１，９２によって支持される支持シャフトがそれぞれ設けられている。より特定的には、バーナー組立体７０の一側には、右側支持機構９１の内側パイプ９４によって下方から支持される支持シャフト（配管部材７２の直線配管７４）が設けられている。また、バーナー組立体７０の他側には、左側支持機構９２の内側パイプ９４によって下方から支持される支持シャフト（保持部材７５のロッド７５ａ）が設けられている。

したがって、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する突出長が変化すると、バーナー組立体７０の高さが変化する。具体的には、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する突出長が増加すると、バーナー組立体７０が上昇する。一方、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する突出長が減少すると、バーナー組立体７０が降下する。つまり、バーナー組立体７０が上下動する。

＜高さ調整機構＞
左側支持機構９２は、バーナー組立体７０の高さを調整可能とする高さ調整機構９５を含んでいる。図４，図５を参照する。高さ調整機構９５は、外側パイプ９３に形成された長孔９５ａと、長孔９５ａを通して内側パイプ９４にねじ結合されたねじ軸９５ｂと、ねじ軸９５ｂの基端（根元）に装着された高さ調整レバー９５ｃと、から構成されている。

長孔９５ａから突出しているねじ軸９５ｂの基端側は、スリット８３ａを通して側壁部８３の外側に突出している。一方、ねじ軸９５ｂの基端に装着されている高さ調整レバー９５ｃは、長孔９５ａを通過不能な寸法および形状を有している。

したがって、高さ調整レバー９５ｃを使ってねじ軸９５ｂを右回りに回転させると、内側パイプ９４の外面が外側パイプ９３の内面に押し付けられ、内側パイプ９４が外側パイプ９３に一時的に固定される。一方、高さ調整レバー９５ｃを使ってねじ軸９５ｂを左回りに回転させると、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する押し付けが解除され、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する固定も解除される。

この結果、ねじ軸９５ｂを所定方向に回転させて内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する固定を解除すると、内側パイプ９４の外側パイプ９３に対する突出長を変更することができる。つまり、バーナー組立体７０を上下動させることができる。その後、ねじ軸９５ｂを逆方向に回転させて内側パイプ９４を外側パイプ９３に再び固定すると、変更された突出長が維持される。つまり、バーナー組立体７０が任意の高さに保持される。

＜角度調整機構＞
左側支持機構９２は、バーナー組立体７０の角度を調整可能とする角度調整機構９６をさらに含んでいる。角度調整機構９６は、内側パイプ９４の上部に固定されたブラケット９６ａと、ブラケット９６ａに固定されたクランプ（パイプクランプ）９６ｂと、クランプ９６ｂの締付ボルト９６ｃに装着された角度調整レバー９６ｄと、から構成されている。

クランプ９６ｂに、内側パイプ９４の受け溝９４ａに遊嵌されている保持部材７５のロッド７５ａの端部が挿入されている。クランプ９６ｂは、締付ボルト９６ｃが絞め込まれると内径が縮小し、締付ボルト９６ｃが緩められると内径が拡大する。

この結果、角度調整レバー９６ｄを使って締付ボルト９６ｃを締め込むと、クランプ９６ｂが閉じてロッド７５ａの回転が規制される。一方、角度調整レバー９６ｄを使って締付ボルト９６ｃを緩めると、クランプ９６ｂが開いてロッド７５ａの回転規制が解除される。

ここで、ロッド７５ａおよび直線配管７４がバーナー組立体７０の両側に設けられた同軸の支持シャフトであることは既述のとおりである。また、それぞれの支持シャフトが受け溝９４ａに遊嵌されていることも既述のとおりである。したがって、ロッド７５ａの回転規制を解除すると、ロッド７５ａおよび直線配管７４を回転軸としてバーナー組立体７０を回転させることができる。その後、ロッド７５ａの回転を再び規制すると、変更された回転角度が維持される。

なお、ロッド７５ａと直線配管７４とは同軸であることが好ましい。一方、ロッド７５ａと直線配管７４とが完全に同軸でなくとも、これらを支持シャフトとしてバーナー組立体７０を回転可能に支持することは可能である。また、ロッド７５ａと直線配管７４とが完全に同軸でなくとも、これらを回転軸としてバーナー組立体７０を回転させることは可能である。つまり、ロッド７５ａと直線配管７４とが同軸であることは、バーナー組立体７０を回転可能に支持したり、回転させたりするための必須条件ではない。

つまり、角度調整機構９６によって、バーナー組立体７０が任意の回転角度に保持される。この結果、水平状態のバーナー組立体７０を垂直状態に変化させて維持をすることができる。また、垂直状態のバーナー組立体７０を水平状態に変化させて維持することもできる。もちろん、バーナー組立体７０の状態を垂直状態や水平状態以外の状態（回転角度）に変化させて維持することもできる。

＜メンテナンス装置の使用例１＞
図２に示されるように、メンテナンス装置６０は、スクリュ５０に固着している金属材料の除去作業に用いられる。例えば、メンテナンス装置６０は、スクリュ５０のスクリュヘッド及びその周辺（先端部）に固着している金属材料の除去作業に用いられる。メンテナンス装置６０を用いてスクリュ５０の先端部に固着している金属材料を除去する作業の手順について説明する。

まず、シリンダ３０から取り出したスクリュ５０を作業台１００に載せて固定する。このとき、スクリュ５０の先端部を作業台１００の前方に突出させる。

次いで、作業台１００の前にメンテナンス装置６０を設置し、スクリュ５０の先端部を垂直状態のバーナー組立体７０（環状配管７３）の内側に差し入れる。言い換えれば、スクリュ５０の先端部を環状配管７３で取り囲む。

その後、スクリュ５０の先端部が環状配管７３の中央または略中央に配置されるように、スクリュ５０に対してバーナー組立体７０を変位させる。つまり、バーナー組立体７０の位置を調整する。より特定的には、支持台８０を前後左右に動かしたり、バーナー組立体７０を上下に動かしたりする。もっとも、作業台１００の前にメンテナンス装置６０を設置する前に、バーナー組立体７０の高さを予め調整しておいてもよい。

然る後、４つのガスバーナー７１に点火し、スクリュ５０の先端部に固着している金属材料を加熱する。より特定的には、スクリュ５０の先端部表面に固着している金属材料をその融点や融点前後の温度に加熱する。例えば、実験結果や経験などに基づいて予め定められている火力で予め定められている時間だけ金属材料を加熱する。

なお、スクリュ５０の先端部や金属材料の表面温度を温度センサによって測定し、測定結果に基づいてガスバーナー７１の火力や燃焼時間（加熱時間）などを調整してもよい。温度センサを用いることにより、加熱温度や加熱時間をより高い精度で管理することができる。

支持台８０の底部８１には、消化砂が入れられた受け皿８５が設置されている。ガスバーナー７１による加熱で溶解した金属材料は、自重によってスクリュ５０から垂れ落ちる。スクリュ５０から垂れ落ちた金属材料は、受け皿８５内に落下して回収される。

スクリュ５０の先端部が環状配管７３の中央または略中央に配置されると、４つのガスバーナー７１がスクリュ５０の先端部の周囲に、スクリュ５０の周方向において均等に配置される。したがって、スクリュ５０の先端部が異なる４方向から同時に加熱される。

別の見方をすると、スクリュ５０を回転させたり、ガスバーナー７１を動かしたりしなくとも、スクリュ５０の全周を均一に加熱することができる。この結果、スクリュ５０の先端部に固着している金属材料を短時間で確実に溶解させることができる。

なお、溶解した金属材料の一部が作業中に飛散することがある。しかし、バーナー組立体７０の両側には支持台８０の側壁部８２，８３が存在している。よって、飛散した金属材料は、側壁部８２，８３によって受け止められ、側壁部８２，８３の外（メンテナンス装置６０の周囲）に飛散することはない。別の見方をすると、支持台８０の側壁部８２，８３は、周囲への金属材料の飛散を防止するカバー（飛散防止カバー）としての役割を有する。

バーナー組立体７０の前方や上方には、飛散した金属材料を受け止める壁やカバー等は設けられていない。しかし、飛散した金属材料を受け止める壁やカバー等をバーナー組立体７０の前方や上方に設けてもよい。

もっとも、作業中に飛散する金属材料の量は僅かであり、その勢いも強くはない。一方、バーナー組立体７０の前方や上方に壁やカバー等が設けられていると、作業性が悪くなる虞がある。例えば、バーナー組立体７０の前方や上方に設けられている壁やカバー等がバーナー組立体７０の高さ調整の妨げになる虞がある。そこで、本実施形態では、作業性を優先し、バーナー組立体７０の前方や上方には壁やカバー等を設けていない。

＜メンテナンス装置の使用例２＞
図３に示されるように、メンテナンス装置６０は、射出ノズル４０に固着している金属材料の除去作業にも用いられる。例えば、メンテナンス装置６０は、射出ノズル４０内（ノズル孔内）に固着している金属材料の除去作業にも用いられる。メンテナンス装置６０を用いて射出ノズル４０内に固着している金属材料を除去する作業の手順について説明する。

まず、メンテナンス装置６０を任意の場所に設置する。その後、シリンダ３０から取り外した射出ノズル４０を受け皿８５の中央または略中央に立てる。より特定的には、受け皿８５の中央または略中央に積んだ複数の耐火レンガ８６の上に射出ノズル４０を立てる。もっとも、耐火レンガ８６は、高さ調整とクリアランス確保のために用いられているに過ぎない。よって、高さ調整やクリアランス確保が不要な場合には、耐火レンガ８６を省略してもよい。また、耐火レンガ８６とは異なる部材によって高さ調整やクリアランス確保を実現してもよい。

次いで、射出ノズル４０を水平状態のバーナー組立体７０（環状配管７３）の内側に差し入れる。具体的には、射出ノズル４０の配置作業の邪魔にならない高さに退避させておいた水平状態のバーナー組立体７０を射出ノズル４０の周囲に下げ、射出ノズル４０を環状配管７３で取り囲む。なお、バーナー組立体７０の退避位置での保持や、退避位置からの降下に高さ調整機構９５が利用されることはもちろんである。

然る後、４つのガスバーナー７１に点火し、射出ノズル４０を加熱する。すると、射出ノズル４０内の金属材料が溶解する。溶解した金属材料は、自重によって射出ノズル４０内から流出し、受け皿８５内に落下する。

ここで、バーナー組立体７０を水平状態にすると、受け皿８５の中心の真上または略真上に、環状配管７３の中心が位置する。よって、水平状態のバーナー組立体７０を退避位置から射出ノズル４０の周囲に下げると、射出ノズル４０が環状配管７３の中央または略中央に配置される。この結果、４つのガスバーナー７１が、射出ノズル４０の周囲に射出ノズル４０の周方向において均等に配置される。したがって、射出ノズル４０が異なる４方向から同時に加熱される。

別の見方をすると、射出ノズル４０を回転させたり、ガスバーナー７１を動かしたりしなくとも、射出ノズル４０の全周を均一に加熱することができる。この結果、射出ノズル４０内に固着している金属材料を短時間で確実に溶解させることができる。

以上のように、本実施形態のメンテナンス装置６０は、スクリュ５０又は射出ノズル４０の周囲に、これらの周方向で互いに異なる位置に配置される複数のガスバーナー７１を備えている。よって、スクリュ５０や射出ノズル４０を異なる２以上の方向から同時に加熱することができる。この結果、スクリュ表面や射出ノズル内に固着している金属材料を短時間で確実に除去することができる。

さらに、本実施形態のメンテナンス装置６０は、スクリュ５０の加熱に適した垂直状態と射出ノズル４０の加熱に適した水平状態との間で回転可能なバーナー組立体７０を備えている。つまり、メンテナンス装置６０は、スクリュ表面の金属材料の除去作業および射出ノズル内の金属材料の除去作業の両方に一台で対応可能である。

もっとも、バーナー組立体７０を垂直状態にしなければスクリュ５０を加熱することができないわけではない。また、バーナー組立体７０を水平状態にしなければ射出ノズル４０を加熱できないわけでもない。例えば、射出ノズル４０を図２に示されている作業台１００の上に、同時に示されているスクリュ５０と同様に配置し、垂直状態のバーナー組立体７０によって加熱してもよい。この場合、溶解した金属材料が射出ノズル４０から円滑に流出するように、射出ノズル４０を少し傾けることが好ましい。

図６は、メンテナンス装置６０の一変形例を示すブロック図である。メンテナンス装置６０には、ガスバーナー７１によって加熱される加熱対象（スクリュ５０や射出ノズル４０、これらに固着している金属材料など）の温度を測定可能な温度センサ９７と、温度センサ９７の測定結果に基づいてガスバーナー７１を制御可能な制御部９８と、を追加することができる。制御部９８は、例えば、温度センサ９７の測定結果に基づいてガスバーナー７１の火力と燃焼時間（加熱時間）との少なくとも一方を自動的に制御する。より特定的には、制御部９８は、温度センサ９７の測定結果に基づいて、ガスバーナー７１の火力を弱めたり、強めたりする。また、制御部９８は、温度センサ９７の測定結果に基づいて、ガスバーナー７１への燃料供給を遮断する。ガスバーナー７１の火力調整は、例えば、燃料の供給圧力を増減させることによって実現される。

メンテナンス装置６０には、音，光，メッセージ等の警報を発する報知部９９ａを設けることもできる。報知部９９ａは、例えば、温度センサ９７の測定結果が閾値を上回ると警報を発する。閾値は、例えば、過熱によるスクリュ５０や射出ノズル４０の劣化を防止し得る温度に設定される。図示されている報知部９９ａは制御部９８の制御に従って動作するが、制御部９８から独立させてもよい。この場合、温度センサ９７の出力が直接に報知部９９ａに入力される。

さらに、メンテナンス装置６０には、温度センサ９７の測定結果を表示する表示部９９ｂを設けることもできる。表示部９９ｂを設けることにより、制御部９８による自動制御の下で加熱が行われている最中に、加熱状態（温度や温度変化など）を随時確認することができる。また、温度センサ９７の測定結果を確認しながらガスバーナー７１の火力や燃焼時間を手動で調整することもできる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、ガスバーナー組立体は、スクリュや射出ノズルを異なる２方向以上から同時に加熱するために必要な数のガスバーナーを備えていればよい。別の見方をすると、ガスバーナー組立体は、少なくとも２つのガスバーナーを備えていればよく、ガスバーナーの数は４つに限られない。

また、ガスバーナー組立体が備える複数のガスバーナーの全部または一部は、スクリュ又は射出ノズルの周方向において不均等に配置されていてもよい。但し、ガスバーナーの位置は、スクリュ等から垂れ落ちた金属材料がかかることのない位置が望ましい。

環状配管の外形は、円形や楕円形でもよく、三角形，四角形，六角形などの八角形以外の多角形であってもよい。

上記実施形態では、直線配管がガスバーナー組立体の一方の支持シャフトを兼ねていた。しかし、直線配管とは別に支持シャフトを設けてもよい。この場合、直線配管は、チューブやホース等の可撓性のある管部材に置換することができる。また、環状配管と支持シャフトを兼ねる直線配管とを回転継手によって接続してもよい。

高さ調整機構は、吊り下げ式やラック・アンド・ピニオン式に置換することもできる。例えば、バーナー組立体をワイヤによって昇降可能に吊り下げてもよい。この場合、リールやプーリにワイヤを巻きと取ると、バーナー組立体が上昇する。一方、リールやプーリからワイヤを繰り出すと、バーナー組立体が降下する。

メンテナンス装置を用いたメンテナンスの対象となる金属射出成形機で処理される合金はマグネシウム合金に限られない。つまり、メンテナンス装置は、他の合金を処理する金属射出成形機に用いられるスクリュや射出ノズルに固着した金属材料の除去作業に用いることもできる。

１ 金属射出成形機
２ 型締装置
３ 射出装置
１１，１２ 金型
１３ キャビティ
１４ 固定盤
１５ 可動盤
１６ ランナー
１７ エジェクタピン
１８ プラグキャッチャー
３０ シリンダ
３１ ホッパ
３２ ホッパフランジ
３３ バンドヒータ
４０ 射出ノズル
４１ 押え金
５０ スクリュ
５１ 駆動機構
６０ メンテナンス装置
７０ バーナー組立体
７１，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ ガスバーナー
７２ 配管部材
７３ 環状配管
７３ａ 接続部
７３ｂ 保持部
７４ 直線配管
７５ 保持部材
７５ａ ロッド
８０ 支持台
８１ 底部
８２，８３ 側壁部
８２ａ，８３ａ スリット
８４ 車輪
８５ 受け皿
８６ 耐火レンガ
９１ 支持機構（右側支持機構）
９２ 支持機構（左側支持機構）
９３ 外側パイプ
９４ 内側パイプ
９４ａ 受け溝
９５ 高さ調整機構
９５ａ 長孔
９５ｂ ねじ軸
９５ｃ 高さ調整レバー
９６ 角度調整機構
９６ａ ブラケット
９６ｂ クランプ
９６ｃ 締付ボルト
９６ｄ 角度調整レバー
９７ 温度センサ
９８ 制御部
９９ａ 報知部
９９ｂ 表示部
１００ 作業台

Claims (15)

1. 金属射出成形機に用いられるスクリュ又は射出ノズルに固着した金属材料を溶解させて除去するメンテナンス装置であって、
   バーナー組立体と、前記バーナー組立体を支持する支持台と、を有し、
   前記バーナー組立体は、
   前記スクリュ又は前記射出ノズルの周囲に、これらの周方向で互いに異なる位置に配置される複数のガスバーナーと、
   複数の前記ガスバーナーを接続して一体化させるとともに、それぞれの前記ガスバーナーに燃料を供給するための流路を形成する配管部材と、を含む、メンテナンス装置。
2. 前記バーナー組立体は、前記スクリュ又は前記射出ノズルに対して変位可能である、請求項１に記載のメンテナンス装置。
3. 前記バーナー組立体は、前記支持台によって上下動可能に支持されている、請求項２に記載のメンテナンス装置。
4. 前記バーナー組立体の高さを調整可能な高さ調整機構を有する、請求項３に記載のメンテナンス装置。
5. 前記バーナー組立体は、前記支持台によって回転可能に支持されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
6. 前記バーナー組立体は、水平状態と前記水平状態に対して９０°回転した垂直状態との間で回転可能である、請求項５に記載のメンテナンス装置。
7. 前記バーナー組立体の回転角度を調整可能な角度調整機構を有する、請求項５又は６に記載のメンテナンス装置。
8. 前記配管部材は、前記スクリュ又は前記射出ノズルを取り囲むように配置可能な環状配管と、前記環状配管に接続された直線配管と、を含み、
   前記バーナー組立体は、前記直線配管を回転軸として回転可能である、請求項５～７のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
9. 複数の前記ガスバーナーは、前記スクリュ又は前記射出ノズルの周方向において均等に配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
10. 前記支持台は、底部と、前記底部の両側に設けられ、前記バーナー組立体を挟んで対向する一対の側壁部と、を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
11. 前記支持台は、前記スクリュ又は前記射出ノズルから除去された金属材料を回収する受け皿を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
12. 前記支持台は、車輪を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
13. 前記ガスバーナーによって加熱される加熱対象の温度を測定可能な温度センサと、
    前記温度センサの測定結果に基づいて前記ガスバーナーを制御可能な制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記温度センサの測定結果に基づいて前記ガスバーナーの火力と燃焼時間との少なくとも一方を制御する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のメンテナンス装置。
14. 前記温度センサの測定結果が閾値を上回ると警報を発する報知部を有する、請求項１３に記載のメンテナンス装置。
15. 前記温度センサの測定結果を表示する表示部を有する、請求項１３又は１４に記載のメンテナンス装置。

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