JP2000107848A - ダイカスト用真空成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶湯の射出時に空気の巻き込みをなくし、鋳
巣の発生をなくす。 【解決手段】 ノズル本体１１内には、圧力室２６が設
けられている。この圧力室２６内の圧力が高められる
と、バルブチップ４５は付勢されて、ノズルベース４２
の流路を閉める。また、ノズル本体１１及び断熱リング
１２と金型２２との間には、封止のために耐熱ガスケッ
ト１４、４３、２５とＯリング４７が設けられている。
製品成形部１０’が真空になると、ノズル本体１１内も
真空状態になる。ノズル本体１１と製品成形部１０’が
真空状態になると、溶湯は空気を巻き込むことなく製品
成形部１０’に充填されて凝固する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛合金やマグネ
シウム合金等の溶融金属の真空射出成形のためのダイカ
スト用真空成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２３はダイカスト成形装置の一般的な
構造を示す断面図である。図２３において、ダイカスト
機械の機械ノズル４及び金型７は、水平に対して約１０
度の傾きを持っており、更に、機械ノズル４の溶湯射出
部４ａが溶解炉１内の溶融金属（溶湯９）の溶湯面９ａ
の高さより高い位置に配置されており、溶湯射出部４ａ
からの湯だれを防止する構造になっている。

【０００３】このダイカスト成形装置により製品を成形
する場合には、はじめに、溶解炉１内で溶かされた溶湯
９を、スリーブ２の中で往復運動するプランジャー３で
送り出し、機械ノズル４内を通過させて金型７内に射出
する。この金型７は固定型７ａと可動型７ｂとからな
り、機械ノズル４から射出された溶湯は固定型７ａのス
プルーブッシュ６を通過し、固定型７ａと可動型７ｂで
形成された製品成形部８’に供給される。

【０００４】このときに機械ノズル４内、スプルーブッ
シュ６内及び製品成形部８’内には空気が充満してい
る。このため、充填された溶湯は、製品成形部８’内等
に充満した空気を金型７の隙間から押し出しながら進む
ことになるが、溶湯の速度が非常に速いため、溶湯が空
気を巻き込むことがある。このように溶湯に巻き込まれ
た空気は、製品成形部８’に充填された溶湯内に一部取
り残されてしまう。

【０００５】その後、上記のように製品成形部８’に供
給された溶湯は金型７により冷却され凝固する。そし
て、可動型７ｂを矢印Ａの方向に動かして金型７を開
き、図２４に示すような製品部８ａ、ランナー部８ｂ、
スプルー部８ｃとが一体となった成形品８が取り出され
る。この成形品８は、スプルー部８ｃと共にランナー部
８ｂをゲート部８ｄにて折り取ることにより製品とな
る。ここで、ランナー部８ｂを折り取った部分の出っ張
りが許容されない場合や、高い形状精度が要求される場
合には、ランナー部８ｂを折り取った部分にヤスリ加
工、切削加工等が施され、形状が整えられる。

【０００６】尚、上記ダイカスト装置におけるスプルー
ブッシュ６は、図２３に示すように、外周部を循環する
冷却水３１により冷却されていて、金型７が開いたとき
の冷却不足によるスプルー部８ｃの中途切断を防止する
ように構成されていた。

【０００７】また、機械ノズル４は、溶湯が機械ノズル
内で凝固しないように外周部が機械ノズルヒータ５によ
り加熱されていた。更に、この機械ノズルの射出部４ａ
は、溶湯が漏れないようにスプルーブッシュ６の機械ノ
ズルタッチ部６ａに押し当てられた状態にセットされて
いるものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、金型
７内には高速で溶湯が射出されるので、どうしても溶湯
内に空気が巻き込まれ、成形品が凝固するとその内部に
鋳巣を発生させてしまう。このように鋳巣があると、前
述したようにランナー部８ｂを折り取ったり、切削加工
を施したときに、鋳巣が表面に露出して穴となってしま
い、正しい形状が得られなかったり、また、表面処理を
行う場合に、穴の奥まで表面処理できないという課題が
あった。また、メッキを行う場合にも、穴にメッキ液が
残留し、耐食性を低下させるという問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、金型内を真空に保つことにより、溶湯の射
出時に空気の巻き込みをなくし、鋳巣の発生をなくした
ダイカスト用真空成形装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係るダイカスト用真空成形装置においては、ノズル本
体の先端部に溶湯射出部としてのノズルチップが固定さ
れており、このノズルチップにより断熱リングがノズル
本体に固定されている。また、断熱リングと金型、及び
断熱リングとノズルチップの嵌合は、それぞれ室温時も
成形時の温度上昇時も常に隙間嵌めとなっていて、断熱
リングの破損を防止する構造となっている。更に、ノズ
ル本体及び断熱リングと金型との間を密封する封止部材
が設けられている。この封止部材は、ノズル本体を構成
するノズルボディ、バルブガイド及びノズルベースのそ
れぞれの間に設けられた耐熱ガスケットと、ノズルボデ
ィと断熱リングとの間に設けられた耐熱ガスケットと、
断熱リングと金型との間に設けられたＯリングを含んで
いる。また、ノズル本体内には、バルブガイドによりガ
イドされて流路に沿って移動可能なバルブチップが設け
られている。このバルブチップは、バルブガイドにより
形成される圧力室内の圧力によりノズル本体のノズルベ
ースに押し当てられて、流路を閉めてノズル本体内の気
密性を保つように作用する。この圧力室内の圧力は、連
結管を介して圧力源から送り込まれる圧縮空気により高
められて、バルブチップを付勢している。また、このバ
ルブチップは溶湯が射出されると開いて、流路から金型
の製品成形部に溶湯を流し込むものとなっている。更
に、真空源は金型の製品成形部を真空状態にするもので
あり、この製品成形部と共にノズル本体内も真空状態に
して溶湯射出時に空気を巻き込むことを防いでいる。

【００１１】本発明における請求項２に係るダイカスト
用真空成形装置においては、ノズル本体の先端部に断熱
リングが直接固定されている。この断熱リングと金型の
嵌合は、室温時も成形時の温度上昇時も常に隙間嵌めと
なっていて、断熱リングの破損を防止する構造となって
いる。更に、ノズル本体及び断熱リングと金型との間を
密封する封止部材が設けられている。この封止部材は、
ノズル本体を構成するノズルボディ、バルブガイド及び
ノズルベースのそれぞれの間に設けられた耐熱ガスケッ
トと、ノズルボディと断熱リングとの間に設けられた耐
熱ガスケットと、断熱リングと金型との間に設けられた
Ｏリングを含んでいる。また、ノズル本体内には、バル
ブガイドによりガイドされて流路に沿って移動可能なバ
ルブチップが設けられている。このバルブチップは、バ
ルブガイドにより形成される圧力室内の圧力によりノズ
ル本体のノズルベースに押し当てられて、流路を閉めて
ノズル本体内の気密性を保つように作用する。この圧力
室内の圧力は、連結管を介して圧力源から送り込まれる
圧縮空気により高められて、バルブチップを付勢してい
る。また、このバルブチップは溶湯が射出されると開い
て、流路から金型の製品成形部に溶湯を流し込むものと
なっている。更に、真空源は金型の製品成形部を真空状
態にするものであり、この製品成形部と共にノズル本体
内も真空状態にして溶湯射出時に空気を巻き込むことを
防いでいる。

【００１２】また、本発明における請求項３に係るダイ
カスト用真空成形装置は、封止部材である耐熱ガスケッ
トを断熱リングとノズルチップとの間に圧縮して設けた
ものである。

【００１３】また、本発明における請求項４に係るダイ
カスト用真空成形装置は、ノズル本体とノズルチップに
耐熱鋼よりも熱伝導率のよい耐熱金属材料を用いたもの
である。

【００１４】また、本発明における請求項５に係るダイ
カスト用真空成形装置は、ノズル本体に耐熱鋼よりも熱
伝導率のよい耐熱金属材料を用いたものである。

【００１５】また、本発明における請求項６に係るダイ
カスト用真空成形装置は、バルブチップが円錐面状の第
１接触部を有し、ノズル本体がバルブチップの第１接触
部が接触する部分に円錐面状の接触部を有するように構
成されている。

【００１６】また、本発明における請求項７に係るダイ
カスト用真空成形装置は、バルブチップが球面状の第１
接触部を有し、ノズル本体がバルブチップの第１接触部
が接触する部分に円錐面状の接触部を有するように構成
されている。

【００１７】また、本発明における請求項８に係るダイ
カスト用真空成形装置は、ノズル本体にバルブチップを
ガイドすると共に圧力室を形成するバルブガイドを設
け、バルブチップが円錐面状の第２接触部を有し、バル
ブガイドがバルブチップの第２接触部が接触する部分に
円錐面状の接触部を有するように構成されている。

【００１８】また、本発明における請求項９に係るダイ
カスト用真空成形装置は、ノズル本体にバルブチップを
ガイドすると共に圧力室を形成するバルブガイドを設
け、バルブチップが球面状の第２接触部を有し、バルブ
ガイドがバルブチップの第２接触部が接触する部分に円
錐面状の接触部を有するように構成されている。

【００１９】また、本発明における請求項１０に係るダ
イカスト用真空成形装置は、ノズル本体にバルブチップ
をガイドすると共に圧力室を形成するバルブガイドを設
け、バルブチップとバルブガイドが摺動する摺動部に金
属製Ｃリングを設けたものである。

【００２０】また、本発明における請求項１１に係るダ
イカスト用真空成形装置は、ノズル本体に温度制御可能
な加熱手段を設けたものとなっている。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明におけるダイカスト用真空
成形装置のノズル本体は、機械ノズルとの接触により機
械ノズルから熱供給され、かつ金型と断熱されているた
め、ホットノズルとなっている。このノズル本体内に
は、流路に沿って移動可能なバルブチップと、このバル
ブチップをガイドするバルブガイドにより形成される圧
力室が設けられている。この圧力室は連結管を介して圧
力源に接続されており、圧力源からの圧縮空気により圧
力室内の圧力を高めて、バルブチップを流路を閉めるよ
うに付勢する。即ち、ノズル本体はノズルボディとバル
ブガイドとノズルベースで構成されており、バルブチッ
プはバルブガイドによりガイドされると共にその圧力室
内の圧力でノズルベースに押し付けられる。ノズルベー
スは射出された溶湯が流れ込む流路の入口を形成してお
り、このノズルベースの流路を閉めるようにバルブチッ
プは付勢されてノズルベースに押し当てられている。

【００２２】また、ノズル本体及び断熱リングと金型と
の間には、封止部材が設けられている。この封止部材
は、ノズル本体を構成するノズルボディ、バルブガイド
及びノズルベースのそれぞれの間に設けられた耐熱ガス
ケットと、ノズルボディと断熱リングとの間に設けられ
た耐熱ガスケットと、断熱リングと金型との間に設けら
れたＯリングを含んでいる。

【００２３】上記のように、ノズル本体内の流路はバル
ブチップで閉められており、また、ノズル本体及び断熱
リングと金型との間も封止部材で密封されている。この
ため、金型の製品成形部が真空源により減圧されて真空
になると、ノズル本体内も製品成形部と共に減圧されて
真空状態になる。この状態のときに溶湯を機械ノズルか
ら射出すると同時に圧力室内への圧縮空気の送り込みを
停止すると、射出時の僅かな圧力でバルブチップが移動
して流路が開き、ノズル本体から金型の製品成形部へ溶
湯が流れ込む。このときにノズル本体と製品成形部は真
空状態になっているため、溶湯は空気を巻き込むことな
く製品成形部に充填されて凝固する。従って、空気の巻
き込みによる鋳巣の発生は殆どなくなり、製品の精度及
び品質を高めることができる。

【００２４】尚、前述したようにノズル本体がホットノ
ズルとなることにより、ノズル本体内の溶湯を溶融状態
に保つことができ、スプルーブッシュによる溶湯の温度
低下がなくなり、金型の製品成形部の微細な形状部及び
極薄部への溶湯の充填が容易になり、充填不足がなくな
る。

【００２５】特に、ノズル本体と金型の間に溶湯が流入
すると、溶湯を介して熱がノズル本体から金型に逃げ、
ノズル本体をダイカスト成形に適した温度に保つことが
できなくなるため、このようなノズル本体と金型の間へ
の溶湯の流入を確実に防ぐことが必要である。本発明に
おいては、前述したように、各部間において耐熱ガスケ
ット及びＯリングからなる封止部材を設けており、気密
性を高めるだけでなく、金型とノズル本体の間へ溶湯が
流入することを防止することもでき、これにより確実に
断熱している。

【００２６】また、断熱リングとノズルチップとの間に
耐熱ガスケットを設けることにより、ノズルチップの取
付ネジ部を通過するノズル本体内部からの溶湯のわずか
な漏れも確実に防止することができ、湯だれを防止する
ことができる。

【００２７】また、ノズル本体又はノズル本体とノズル
チップに熱伝導率の良い材料を用いると、ノズル先端部
（射出部）への熱伝達が短時間で行われ、金型取付後の
成形開始時間を短縮することができると共に、成形サイ
クルの短縮も容易となる。

【００２８】更に、流路を開閉するバルブチップとノズ
ルベースの接触部をそれぞれ円錐面又は球面と円錐面で
構成しているので、バルブチップに傾きがあったとして
もバルブチップとノズルベースを確実に密接して接触さ
せることができる。

【００２９】また、バルブチップとバルブガイドの接触
部をそれぞれ円錐面又は球面と円錐面で構成しているの
で、バルブチップに傾きがあったとしてもバルブチップ
とバルブガイドを確実に密接して接触させることがで
き、溶湯がバルブチップとバルブガイドの摺動部から圧
力室内に流入することを確実に防ぐことができる。

【００３０】更に、バルブチップとバルブガイドとが摺
動する摺動部に、金属製Ｃリングを設けているので、磨
耗により摺動部の隙間が大きくなっても、摺動部からの
溶湯の流入を防ぐことができる。

【００３１】一方、ノズル本体に温度制御可能な加熱手
段を設けることにより、ノズル本体は、機械ノズルから
の熱供給だけでなく、加熱手段の熱によっても加熱され
るので、急速に最適温度になる。このため、金型取付後
の成形開始までの時間を短縮することができる。このよ
うな加熱手段による加熱は、長いノズル本体を用いる場
合や、融点の高い金属材料を成形する場合には特に有効
である。

【００３２】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るダイカスト用
真空成形装置を金型２２に組み込み、ダイカスト機械に
取り付けた状態を示す断面図であり、図２は図１に示す
ダイカスト用真空成形装置の詳細な構成を示す要部拡大
断面図である。また、図３及び図４は成形時のダイカス
ト用真空成形装置の状態を示す断面図であり、図５及び
図６はダイカスト用真空成形装置の溶湯流出側及び溶湯
流入側から見た側面図である。

【００３３】図１及び図２に示すように、金型２２の固
定型２２ａには略円筒形の取付穴２２ｄが設けられてお
り、この取付穴２２ｄ内にノズル本体１１が収容されて
いる。このノズル本体１１は、略円筒形状をなすノズル
ボディ４１と、ノズル本体１１の溶湯流入側の端部に設
けられるノズルベース４２と、ノズルボディ４１とノズ
ルベース４２との間に設けられたバルブガイド５０とか
ら構成されている。このノズルボディ４１とノズルベー
ス４２は、共にその対向する部分の外周にフランジ部４
１ａ、４２ｄを有し、このフランジ部４１ａ、４２ｄ及
びバルブガイド５０を貫くように止めネジ４４が螺合さ
れて連結されている。また、このノズルボディ４１の溶
湯流出側の端部には、ノズルチップ２１が取り付けられ
ている。このノズルチップ２１は、先端の外周にフラン
ジ状の先端部２１ａを有し、また他方の端部の外周には
ネジ部２１ｂが形成されており、このネジ部２１ｂをノ
ズルボディ４１の端部内に形成されたネジ部４１ｂに螺
合することによりノズルボディ４１に固定されている。
尚、図１１にも図示するように、ノズルチップ２１の溶
湯流入方向の端面に設けられているスリ割り溝３２は、
ノズルチップ２１をノズルボディ４１に螺合する際に工
具を差し込むためのものである。上記構成からなるノズ
ル本体１１及びノズルチップ２１は、耐熱鋼又は耐熱鋼
よりも熱伝導率の高い、例えば熱伝導率０．３ｃａｌ／
ｓｅｃ・ｃｍ・℃以上のタングステン合金からなる。ま
た、ノズルベース４２の溶湯流入側の外側端面には機械
ノズルタッチ部４２ｃが設けられており、またノズルボ
ディ４１の溶湯流出側の外側端面には後述する耐熱ガス
ケットに適合する環状の凹部４１ｃが設けられている。

【００３４】上記ノズル本体１１の一部を構成するバル
ブガイド５０は、図２及び図７乃至図１０に示すよう
に、ノズルボディ４１の内方に向かって突出する円錐台
状の突出部５０ａと、溶湯流入側の端面から溶湯流出方
向へ向かって形成された有底の穴部５０ｂと、外周面か
ら穴部５０ｂに通じる連結穴５０ｄと、穴部５０ｂの周
囲に複数設けられた流路５０ｅと、前述した止めネジ４
４が通る貫通穴５０ｆと、を有している。このバルブガ
イド５０の穴部５０ｂには、溶湯が流れる方向に沿って
移動可能なバルブチップ４５の摺動部４５ｂが摺動自在
に嵌合されている。このバルブチップ４５は、穴部５０
ｂ内に形成される圧力室２６の圧力により摺動部４５ｂ
がノズルベース４２の方向へ摺動する。また、このバル
ブチップ４５の端部のノズルベース４２に対向する部分
には、円錐面状をなす接触部４５ａが設けられている。
一方、ノズルベース４２のバルブチップ４５の接触部４
５ａに対向する部分には円錐面状の接触部４２ａが設け
られている。この接触部４５ａ、４２ａは、圧力室２６
の圧力により摺動部４５ｂが摺動すると密接するもので
あり、密接することによりノズルベース４２の流路４２
ｂを密封することができる。一方、圧力室２６には、連
結管２７を介して圧力源２８（図１）より圧縮空気が供
給され、その内部の圧力が高められるように構成されて
いる。また、連結管２７は、バルブガイド５０の連結穴
５０ｄに連通するように固定されており、圧縮空気の漏
れを防ぐため、耐熱ガスケット２９がバルブガイド５０
と連結管２７との間に配設されている。

【００３５】断熱リング１２は、セラミックなどの耐熱
性の良い熱伝導率の低い材料で、しかも螺合や押圧に耐
え得る機械的強度を持った材料で形成されている。この
断熱リング１２の射出側の端面には、ノズルチップ２１
の先端部２１ａに適合する環状の凹部１２ａが設けられ
ている。この断熱リング１２は、図２に示すように、断
熱リング１２を貫通するノズルチップ２１をノズルボデ
ィ４１に固定する際に、ノズルチップ２１の先端部２１
ａとノズルボディ４１の端面との間に挟まれて固定され
ている。この断熱リング１２は、取付穴２２ｄの溶湯流
出側の端部にある断熱リング嵌合部２２ａｂに隙間嵌め
可能な外径を有している。

【００３６】耐熱ガスケット１４、４３、２５は、断熱
リング１２とノズルボディ４１との間、ノズルボディ４
１とバルブガイド５０との間、バルブガイド５０とノズ
ルベース４２との間にそれぞれ配設され、それらの間か
ら溶湯が流出したり空気が流入することを防ぐものであ
る。この耐熱ガスケット１４、４３、２５は、ある程度
耐熱性のある金や銅等の柔らかい材料、ステンレススチ
ール、インコネル、ハステロイ等で作られた金属Ｏリン
グ、金属Ｃリング、金属Ｕリング等からなるものであ
り、ノズルボディ４１の凹部４１ｃとバルブガイド５０
の凹部５０ｇ、５０ｈ（図７）内に収めることが可能な
大きさで、押圧されていない状態でわずかに凹部４１
ｃ、５０ｇ、５０ｈから突出する厚みを有するように形
成されている。この耐熱ガスケット１４、４３、２５
は、前述したように、断熱リング１２がノズルボディ４
１に固定されるとき及びノズルベース４２とバルブガイ
ド５０がノズルボディ４１に固定されるときに、それぞ
れそれらの間で圧縮される。このように圧縮された耐熱
ガスケット１４、４３、２５は、溶湯がノズルボディ４
１と断熱リング１２の隙間あるいはノズルボディ４１や
ノズルベース４２とバルブガイド５０の隙間を通って金
型２２とノズル本体１１との間に流出するのを防止する
ように作用する。また、ノズル本体１１内の気密性を保
持するようにも作用するものとなっている。尚、前述し
た耐熱ガスケット２９も、これらの耐熱ガスケット１
４、４３、２５と同様の材質及び構成からなる。

【００３７】Ｏリング４７は、フッ素ゴムやシリコンゴ
ムなどの耐熱性のある材料あるいは溶湯の温度が高温と
なる場合には金属Ｃリング等からなり、固定型２２ａの
断熱リング嵌合部２２ａｂ内周に設けられた環状の溝部
２２ａａ内に収められている。このＯリング４７は、半
径方向に機械的弾性を有するものであり、固定型２２ａ
と断熱リング１２との間で半径方向に圧縮され、固定型
２２ａと断熱リング１２との隙間から空気がその間に流
入することを防止している。

【００３８】ガイドリング２３、２４は耐熱性を有し、
ノズル本体１１にそのフランジ部４１ａ、４２ｄを挟む
ように外嵌され、ガイドリング２３が取付穴２２ｄ内の
段部に係止して位置決めされるものであり、その外周が
取付穴２２ｄの内面に当接してノズル本体１１を支え
て、その機械ノズルタッチ部４２ｃを適正な位置に位置
決めするものである。

【００３９】バックプレート１５は、ノズル本体１１及
びガイドリング２３、２４が取付穴２２ｄから脱落する
ことを防ぐため、固定型２２ａの端面にネジ１６で固定
されているものである。このバックプレート１５には、
ノズルベース４２の機械ノズルタッチ部４２ｃの外径よ
りもわずかに大きい穴１５ａが設けられており、この穴
１５ａから機械ノズルタッチ部４２ｃがわずかに突出す
るように設定されている。

【００４０】真空源２０（図１）は、金型２２の製品成
形部１０’内の空気を吸引して減圧し、真空又は真空に
近い状態にするものである。可動型２２ｂには、製品成
形部１０’に通じる空気逃げ溝２２ｂａ及び空気逃げ穴
２２ｂｂ、２２ｂｃが設けられている。この空気逃げ溝
２２ｂａ及び空気逃げ穴２２ｂｂ、２２ｂｃは空気が流
通できるように構成されており、空気逃げ穴２２ｂｃが
真空源２０に接続されることにより、これら空気逃げ溝
２２ｂａ及び空気逃げ穴２２ｂｂ、２２ｂｃを介して製
品成形部１０’内の空気が真空源２０によって吸引され
る。また、可動型２２ｂには製品成形部１０’と空気逃
げ溝２２ｂａとを仕切る遮断ピン４８が設けられてい
る。この遮断ピン４８は図１に於いて矢印Ｂ、Ｃの方向
（図２に於いて左右方向）に摺動可能であり、この遮断
ピン４８を摺動させることにより製品成形部１０’と空
気逃げ溝２２ｂａとを連通したり遮断することができ
る。

【００４１】上記構造からなるダイカスト用真空成形装
置において、ダイカスト成形を開始すると、はじめに金
型２２が閉じられ、固定型２２ａと可動型２２ｂが密着
し、図３に示す状態になる。この状態のときに、遮断ピ
ン４８は図３に示すように空気逃げ溝２２ｂａから引き
出された状態になっているので、真空源２０により空気
が吸引されると、ノズル本体１１内及び金型２２の製品
成形部１０’は減圧されてほぼ真空状態になる。その
後、遮断ピン４８が矢印Ｂの方向へ移動すると、図２又
は図４に示すように、空気逃げ溝２２ｂａが遮断され、
ノズル本体１１内及び金型２２の製品成形部１０’は真
空状態に保持される。

【００４２】図３に示す状態において、空気逃げ穴２２
ｂｃに連結された真空源２０により減圧されたときの密
封は、Ｏリング４７と耐熱ガスケット１４、４３、２５
及びバルブチップ４５とノズルベース４２の密接により
保たれている。尚、バルブガイド５０の穴部５０ｂとバ
ルブチップ４５の摺動部４５ｂとの間から、わずかな空
気の流入があるが、この部分の隙間を微小とすることに
より、真空度をほぼ維持することができる。

【００４３】また、このときに、バルブチップ４５は、
圧力源２８からの圧縮空気によって圧力室２６の圧力が
高められることにより図３中右方向に摺動し、その接触
部４５ａがノズルベース４２の接触部４２ａに密接する
状態となって、ノズルベース４２の流路４２ｂを塞いで
いる。圧力室２６の圧力は、ノズル本体１１内部が真空
状態となっても、バルブチップ４５が移動することなく
ノズルベース４２に密接した状態を保ち続ける程度の大
きさに設定されている。また、遮断ピン４８により空気
逃げ溝２２ｂａが遮断されると、連結管２７と圧力源２
８との接続も解除され、圧力室２６は大気に接続されて
減圧される。このため、バルブチップ４５のノズルベー
ス４２の方向への押圧は解除される。尚、連結管２７と
圧力源２８との接続を解除した後、連結管２７を真空源
２０に接続して、圧力室２６内を真空状態にしても良
い。

【００４４】この状態のときに、ダイカスト機械のプラ
ンジャー３により溶湯が加圧されると、機械ノズル４か
らノズル本体１１に溶湯が射出される。このときの射出
圧力によりバルブチップ４５は押圧されて図４中左方向
へ移動し、ノズルベース４２の流路４２ｂを開く。これ
により、溶湯はノズル本体１１内に流れ込み、バルブガ
イド５０の流路５０ｅ内を通ってノズルチップ２１から
製品成形部１０’内に流れ込む。このとき、ノズル本体
１１内及び金型２２の製品成形部１０’はほぼ真空状態
にあるため、溶湯は空気を巻き込むことなく製品成形部
１０’内に充填される。

【００４５】このように、溶湯が流れ込んでバルブチッ
プ４５が図４中左方向へ移動したときに、その接触部４
５ｃがバルブガイド５０の接触部５０ｃに密接する。こ
のため、溶湯は、バルブチップ４５の接触部４５ａとノ
ズルベース４２の接触部４２ａの間を通過してバルブガ
イド５０内に流入してくるが、上述したような接触部４
５ｃ、５０ｃの密接により、バルブガイド５０とバルブ
チップ４５の摺動部４５ｂとの間に流入することはな
い。

【００４６】その後、溶湯の射出が停止され、機械ノズ
ル４からの溶湯の射出が止まると、再び連結管２７が圧
力源２８に接続され、圧力室２６内に圧縮空気が送り込
まれてバルブチップ４５が図２に示すように図中右方向
に移動する。そして、再びその接触部４５ａをノズルベ
ース４２の接触部４２ａに密接させて密封し流路４２ｂ
を塞ぐ。

【００４７】一方、金型２２内に充填された溶湯は、そ
こで冷却されて凝固する。前述したように、この溶湯
は、真空中を流れて空気を巻き込むことがないため、成
形品内部に鋳巣は殆ど発生しない。また、このときに、
ノズルチップ２１の先端部２１ａにある溶湯も冷却され
て凝固する。その後、可動型２２ｂが矢印Ａ（図１）の
方向に動いて金型２２が開くことにより、図１２及び図
１３に示すような製品部１０ａとランナー部１０ｂとゲ
ート部１０ｄが一体となった成形品１０が取り出され
る。このときに、ノズル本体１１は機械ノズルからの熱
により加熱されているため、図２４に示す従来の成形品
８のようにスプルー部８ｃは形成されない。

【００４８】上記のように、成形品１０が取り出される
と、ノズルチップ２１の先端部２１ａの温度はノズル本
体１１の中央部１１ｂの熱により急激に成形可能な適正
温度に回復する。尚、ノズル本体１１に熱伝導率の良い
材料を用いると、更に急激な温度の回復が可能となる。

【００４９】上記ダイカスト成形時に、溶湯が断熱リン
グ１２とノズル本体１１との間に流入しようとするが、
耐熱ガスケット１４が断熱リング１２とノズル本体１１
との間で圧縮されてその隙間をシールしているので、溶
湯がノズル本体１１と固定型２２ａとの間に流入するこ
とはない。

【００５０】また、固定型２２ａの温度が、溶湯の温度
よりもはるかに低く、更に断熱リング１２と固定型２２
ａの断熱リング嵌合部２２ａｂとの隙間１７（図２）が
小さい場合には、溶湯が奥まで流れ込む前に凝固するた
め、溶湯が流れ込むことはない。本実施例においては、
ノズル本体１１内及び金型２２の製品成形部１０’をよ
り確実に真空状態に保つため、断熱リング１２と固定型
２２ａとの間にＯリング４７を設けている。また、固定
型２２ａとノズル本体１１の熱膨張率の相違は、断熱リ
ング１２が固定型２２ａの断熱リング嵌合部２２ａｂに
対して摺動することにより吸収されるが、その際にもＯ
リング４７により密封状態が保たれている。

【００５１】尚、圧力源２８から供給される気体は、空
気だけでなく、金属の酸化を防止することが可能な還元
ガス等を用いてもよい。

【００５２】また、上記ダイカスト成形において、金型
内に溶湯が射出されるときには、圧力源２８と接続管２
７との接続は解除されており、圧力室２６内は大気圧と
なっているが、溶湯射出時であるか否かを問わず、常
時、圧力源２８と接続管２７とを接続した状態にして圧
力室２６を加圧しても良い。この場合、圧力室２６内の
圧力は、ノズル本体１１内及び製品成形部１０’内が真
空状態になっても、バルブチップ４５の接触部４５ａと
ノズルベース４２の接触部４２ａとの密接を保持するこ
とができ、溶湯の射出圧力により、バルブチップ４５が
図４に示すように左方に移動することができる程度の大
きさに設定する。また、この場合、溶湯の射出が完了す
ると、圧力室２６の圧力により、ノズルチップ４５が右
方向に移動して、その接触部４５ａとノズルベース４２
の接触部４２ａが密接されて初期の状態にもどる。

【００５３】図１４及び図１５は、図２に示す実施例に
おいて、ノズル本体１１を加熱するための加熱手段とし
てノズル本体１１の外周部にヒーター１８を設けた変更
例を示す要部拡大断面図及び側面図である。このヒータ
ー１８は内部に温度検出部を備えていて、ノズル本体１
１の温度コントロールを行っている。１８ａはヒーター
１８のリード線であり、温度制御装置（図示せず）に接
続されているものである。このようにヒーター１８を備
えることにより、ノズル本体１１の適正温度までの温度
の上昇を早めることができ、より効率的な成形が容易と
なる。即ち、連続して成形する時間を極めて短くするこ
とが可能になる。また、固定型２２ａを厚くすることが
必要で、ノズル本体１１を長くせざるを得ない場合に
は、ヒーター等の加熱手段を備えることは特に有効であ
る。更に、融点の高い金属材料のダイカストほどノズル
本体に加熱手段を設けることは有効である。

【００５４】図１４に示す変更例においては、更に断熱
リング１２とノズルチップ２１との間に耐熱ガスケット
３５を配設している。この耐熱ガスケット３５は、断熱
リング１２の凹部１２ａとノズルチップ２１の先端部２
１ａとの間で圧縮されて封止し、ノズルチップ２１とノ
ズル本体１１のネジ部を通過してくる溶湯により断熱リ
ング１２とノズルチップ２１の嵌合部の隙間３４に発生
することがある湯だれを防止している。

【００５５】図１４におけるバルブチップ５１は、その
先端の接触部５１ａが球面状に形成されており、この接
触部５１ａがノズルベース４２の円錐状の接触部４２ａ
に密接することによりノズルベース４２の流路を塞ぐも
のとなっている。このようにバルブチップ５１の接触部
５１ａを球面とすることにより、バルブガイド５０とバ
ルブチップ５１の摺動部分にガタがあるなどしてバルブ
チップ５１がノズルベース４２に対して傾いた状態で接
触しても、ノズルベース４２の流路を確実に密封するこ
とができる。

【００５６】一方、図１４に示す構造においては、断熱
リング１２の外周に嵌めたＯリング４７（図２）に代え
て図１９及び図２０に示す金属Ｃリング５２を設けてい
る。この金属Ｃリング５２は、ステンレススチール、イ
ンコネル、ハステロイ等で作られていて、断熱リング１
２の外周に設けられたフランジ部１２ｂにより位置決め
され、断熱リング１２の外周と固定型２２ａの取付穴２
２ｄの内周との間で圧縮されている。この金属Ｃリング
５２は、耐熱ゴム等からなるＯリング４７に比べて更に
耐熱性を高めることができるので、溶湯が高温で断熱リ
ング１２の温度が高温になる場合でも確実に密封するこ
とができるものである。

【００５７】更に、バルブチップ５１の摺動部５１ｂの
外周に環状溝５１ｃを設け、この環状溝５１ｃ内に金属
Ｃリング５６を設けている。この金属Ｃリング５６は上
記金属Ｃリング５２と同一の材質及び形状からなるもの
である。この金属Ｃリング５６を設けることにより、磨
耗により摺動部５１ｂとバルブガイド５０の穴部５０ｂ
との間の隙間が大きくなっても、圧力室２６からの空気
の流出を防ぐことができると共に、その隙間からの溶湯
の流入も防ぐことができる。

【００５８】また、この変更例においては、冷却可能な
遮断ピン４９を用いている。この遮断ピン４９は、内部
に冷却水３６が流れる冷却水用流路４９ｂを有してい
る。この冷却水用流路４９ｂは、図１４及び図１６乃至
図１８に図示するように、遮断ピン４９内の空洞を仕切
り板４９ａで軸方向に仕切ることにより形成されてお
り、図１２に示すように内部上下に冷却水３６が通って
循環可能なものとなっている。このような冷却可能な遮
断ピン４９を用いることにより、製品成形部１０’に充
填された溶湯を凝固させて、溶湯が空気逃げ溝２２ｂａ
に流入するのを確実に防ぐことができる。尚、遮断ピン
４９の外周に環状の凹部４９ｃを設け、ここにＯリング
３３を収めることにより、遮断ピン４９と可動型２２ｂ
との間に大きな隙間があっても、気密性を高めて製品成
形部１０’内の真空度が下がることを防ぐことができ
る。

【００５９】図２１は図１４に示すバルブチップ５１を
バルブチップボディ５４とボール５３で構成した場合の
変更例を示す要部断面図である。バルブチップボディ５
４はバルブガイド５０の穴部５０ｂに適合する外径を有
し、ボール５３はこのバルブチップボディ５４に止めネ
ジ３８で固定されている。このようにボール５３を使用
することにより、ノズルベース４２及びバルブガイド５
０にそれぞれ接触する接触部５３ａ、５３ｂが共に球面
となり、バルブチップ５１がノズルベース４２及びバル
ブガイド５０に対して傾いた状態で接触しても、確実に
密接して密封することができる。このため、溶湯がバル
ブチップ５１とバルブガイド５０の間から圧力室２６内
に流入するのを防ぐことができると共に、真空保持時に
おいて溶湯がノズル本体１１へ流入することを防ぐこと
ができる。

【００６０】図２２は図２等に示すノズルチップ２１を
廃止して断熱リング５５をノズル本体１１に直接螺合に
より取り付けた変更例を示す要部断面図である。尚、図
２２に示す構造においても、ヒーター１８や金属Ｃリン
グ５２の使用が可能であり、また、バルブチップ４５を
図１４あるいは図２１に示すバルブチップ５１のような
構造に変更することも可能である。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、金型の製品成形部及び
ノズル本体を密封して真空状態にすることができるの
で、流入する溶湯が空気を巻き込むことがなくなり、成
形品の鋳巣の発生を防ぐことができる。このため、鋳巣
の発生に起因する形状不良や表面処理の不良をなくすこ
とができ、製品の品質を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るダイカスト用真空成形
装置を金型に組み込み、ダイカスト機械に取り付けた状
態を示す断面図である。

【図２】図１に示すダイカスト用真空成形装置の詳細な
構成を示す要部拡大断面図である。

【図３】図２に示すダイカスト用真空成形装置において
製品成形部及びノズル本体内を真空にするときの状態を
示す要部拡大断面図である。

【図４】図２に示すダイカスト用真空成形装置において
溶湯を射出したときの状態を示す要部拡大断面図であ
る。

【図５】図２に示すダイカスト用真空成形装置の溶湯流
出側の側面図である。

【図６】図２に示すダイカスト用真空成形装置の溶湯流
入側の側面図である。

【図７】図２に示すバルブガイドの断面図である。

【図８】図７に示すバルブガイドの溶湯流入側の側面図
である。

【図９】図７に示すノズルガイドの平面図である。

【図１０】図７に示すノズルガイドの溶湯射出側の側面
図である。

【図１１】図２に示すノズルチップの溶湯流入側の側面
図である。

【図１２】図１等に示すダイカスト用真空成形装置にて
成形した成形品を示す側面図である。

【図１３】図１２に示す成形品の平面図である。

【図１４】図２に示す実施例において、ノズル本体を加
熱するための加熱手段として本体部の外周部にヒーター
を設ける等の変更を施した変更例を示す要部拡大断面図
である。

【図１５】図１４に示すダイカスト用真空成形装置の溶
湯流入側の側面図である。

【図１６】図１４に示す遮断ピンの正面図である。

【図１７】図１６に示す遮断ピンのＧ−Ｇ断面図であ
る。

【図１８】図１７に示す遮断ピンのＦ−Ｆ断面図であ
る。

【図１９】図１４に示す金属Ｃリングの断面図である。

【図２０】図１４に示す金属Ｃリングの右側面面であ
る。

【図２１】図１４に示すバルブチップの構造を変更した
変更例を示す要部拡大断面図である。

【図２２】図２等に示すダイカスト用真空成形装置にお
いて断熱リングをノズルボディに直接取り付けるように
変更した変更例を示す要部拡大断面図である。

【図２３】従来のダイカスト成形装置を示す断面図であ
る。

【図２４】図２３に示すダイカスト成形装置にて成形し
た成形品を示す側面図である。

【図２５】図２３に示すダイカスト成形装置に使用され
ているスプルーブッシュを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 溶解炉 ２ スリーブ ３ プランジャー ４ 機械ノズル ４ａ 溶湯射出部 ５ 機械ノズルヒーター ６ スプルーブッシュ ６ａ 機械ノズルタッチ部 ７ 金型 ７ａ 固定型 ７ｂ 可動型 ８、１０ 成形品 ８ａ、１０ａ 製品部 ８ｂ、１０ｂ ランナー部 ８ｃ スプルー部 ８ｄ、１０ｄ ゲート部 ８’、１０’ 製品成形部 ９ 溶湯 ９ａ 湯面 １１ ノズル本体 １２、５５ 断熱リング １２ａ 凹部 １２ｂ フランジ部 １４、２９、２５、４３ 耐熱ガスケット １５ バックプレート １６、４４ 止めネジ １７、３４ 隙間 １８ ヒーター １８ａ リード線 ２０ 真空源 ２１ ノズルチップ ２１ａ 先端部 ２１ｂ ネジ部 ２２ 金型 ２２ａ 固定型 ２２ｂ 可動型 ２２ａａ 溝部 ２２ａｂ 断熱リング嵌合部 ２２ｂａ 空気逃げ溝 ２２ｂｂ、２２ｂｃ 空気逃げ穴 ２３、２４ ガイドリング ２６ 圧力室 ２７ 連結管 ２８ 圧力源 ３１、３６ 冷却水 ３２ スリ割り溝 ３３、４７ Ｏリング ３５ 耐熱ガスケット ４１ ノズルボディ ４１ａ フランジ部 ４１ｂ ネジ部 ４１ｃ 凹部 ４２ ノズルベース ４２ａ 接触部 ４２ｃ 機械ノズルタッチ部 ４２ｄ フランジ部 ４５ バルブチップ ４５ａ、４５ｃ 接触部 ４５ｂ 摺動部 ４８、４９ 遮断ピン ４９ａ 仕切り板 ５０ バルブガイド ５０ａ 突出部 ５０ｂ 穴部 ５０ｃ 接触部 ５０ｄ 連結穴 ５０ｅ 流路 ５０ｆ 貫通穴 ５０ｇ、５０ｈ 凹部 ５１ バルブチップ ５１ａ 接触部 ５１ｂ 摺動部 ５１ｃ 環状溝 ５２、５６ 金属Ｃリング ５３ ボール ５３ａ、５３ｂ 接触部 ５４ バルブチップボディ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体と、 該ノズル本体に固定されるノズルチップと、 金型と前記ノズル本体及びノズルチップとの断熱を保つ
   と共に前記金型内の前記ノズル本体の位置を保ち且つ前
   記金型及びノズルチップに隙間嵌めで嵌合する断熱リン
   グと、 前記ノズル本体及び断熱リングと前記金型との間を密封
   する封止部材と、 前記ノズル本体内に移動可能な状態で設けられ、前記ノ
   ズル本体内の溶湯の流路を開閉するバルブチップと、 前記ノズル本体内に形成され、内部の圧力が高まると前
   記バルブチップを前記ノズル本体内の流路を閉める方向
   へ付勢する圧力室と、 該圧力室内の圧力を調整する圧力源と、 前記金型の製品成形部を真空状態にする真空源と、から
   なり、 前記バルブチップは溶湯が射出されると開いて前記流路
   から前記金型の製品成形部に溶湯を流し込むことを特徴
   とするダイカスト用真空成形装置。
2. 【請求項２】 ノズル本体と、 該ノズル本体に固定され、金型と前記ノズル本体との断
   熱を保つと共に前記金型内の前記ノズル本体の位置を保
   ち且つ前記金型に隙間嵌めで嵌合する断熱リングと、 前記ノズル本体及び断熱リングと前記金型との間を密封
   する封止部材と、 前記ノズル本体内に移動可能な状態で設けられ、前記ノ
   ズル本体内の溶湯の流路を開閉するバルブチップと、 前記ノズル本体内に形成され、内部の圧力が高まると前
   記バルブチップを前記ノズル本体内の流路を閉める方向
   へ付勢する圧力室と、 該圧力室内の圧力を調整する圧力源と、 前記金型の製品成形部を真空状態にする真空源と、から
   なり、 前記バルブチップは溶湯が射出されると開いて前記流路
   から前記金型の製品成形部に溶湯を流し込むことを特徴
   とするダイカスト用真空成形装置。
3. 【請求項３】 封止部材を前記断熱リングと前記ノズル
   チップとの間に圧縮して設けたことを特徴とする請求項
   １記載のダイカスト用真空成形装置。
4. 【請求項４】 前記ノズル本体と前記ノズルチップに耐
   熱鋼よりも熱伝導率のよい耐熱金属材料を用いたことを
   特徴とする請求項１又は３記載のダイカスト用真空成形
   装置。
5. 【請求項５】 前記ノズル本体に耐熱鋼よりも熱伝導率
   のよい耐熱金属材料を用いたことを特徴とする請求項２
   記載のダイカスト用真空成形装置。
6. 【請求項６】 前記バルブチップは円錐面状の第１接触
   部を有し、前記ノズル本体は前記バルブチップの第１接
   触部が接触する部分に円錐面状の接触部を有することを
   特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のダイカス
   ト用真空成形装置。
7. 【請求項７】 前記バルブチップは球面状の第１接触部
   を有し、前記ノズル本体は前記バルブチップの第１接触
   部が接触する部分に円錐面状の接触部を有することを特
   徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のダイカスト
   用真空成形装置。
8. 【請求項８】 前記ノズル本体には前記バルブチップを
   ガイドすると共に前記圧力室を形成するバルブガイドが
   設けられ、前記バルブチップは円錐面状の第２接触部を
   有し、前記バルブガイドは前記バルブチップの第２接触
   部が接触する部分に円錐面状の接触部を有することを特
   徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のダ
   イカスト用真空成形装置。
9. 【請求項９】 前記ノズル本体には前記バルブチップを
   ガイドすると共に前記圧力室を形成するバルブガイドが
   設けられ、前記バルブチップは球面状の第２接触部を有
   し、前記バルブガイドは前記バルブチップの第２接触部
   が接触する部分に円錐面状の接触部を有することを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のダイ
   カスト用真空成形装置。
10. 【請求項１０】 前記ノズル本体には前記バルブチップ
    をガイドすると共に前記圧力室を形成するバルブガイド
    が設けられ、該バルブチップと前記バルブガイドが摺動
    する摺動部に金属製Ｃリングを設けたことを特徴とする
    請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載のダ
    イカスト用真空成形装置。
11. 【請求項１１】 前記ノズル本体に温度制御可能な加熱
    手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、
    ５、６、７、８、９又は１０記載のダイカスト用真空成
    形装置。