JP2001150117A - ダイカスト鋳造方法およびダイカスト鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のキャビティの背圧差を制御することに
より、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で
品質ばらつきのない鋳造品を得ることのできるダイカス
ト鋳造方法およびダイカスト鋳造装置を提供すること。 【解決手段】 複数のキャビティ１０に一端を連通し、
所定以上の断面積を有する複数のガス排出路１７を備
え、この複数の排出路１７の他端は外部の大気空間に連
通している。射出プランジャ１２により、射出スリーブ
１１内の溶湯をキャビティ１０内へ充填する。ここで、
キャビティ１０内へ進入する溶湯の量が、複数のキャビ
ティ１０の容積の合計に所定の容積を加えた量となった
とき、カットオフピン１８を図１中右方向にに移動する
よう操作し、ガス排出路１７を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共通の溶湯供給手
段を用いて溶湯を金型の複数のキャビティ内に充填する
ようにしたダイカスト鋳造方法およびダイカスト鋳造装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用のアルミニウム部品を
製造するためのダイカスト鋳造装置は、固定型および可
動型からなり内部にキャビティを形成する金型と、キャ
ビティ内に金属溶湯を充填するための射出装置とを備え
て構成されている。そして、射出装置はキャビティ内に
ランナーを介して連通する射出スリーブ内を、射出プラ
ンジャを前進、後退させるように構成されている。

【０００３】これにて、金型の型締めの工程、射出プラ
ンジャを前進させて射出スリーブ内の金属溶湯を加圧し
てキャビティ内に充填する射出の工程が順に実行され、
キャビティ内の金属が凝固した後、金型を型開きして製
品を取り出す工程が実行されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、金型に複数のキャビティを形成し、共通の
射出装置から金属溶湯を供給することにより、多数個取
りを行うと、キャビティ内への金属溶湯充填時の湯流れ
がばらつくため、鋳造品に巣が発生したり、キャビティ
毎に金属溶湯の充填時間が異なるため、凝固組織にばら
つきができたりして、高品質な鋳造品を安定して成形で
きないという問題がある。

【０００５】そこで、本発明者らは、上記不具合解決の
ために鋭意研究の結果、充填ばらつきを発生させる主な
原因が、各キャビティの背圧のばらつきにあることを突
きとめた。

【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
各キャビティの背圧を均一にすることにより、多数個取
りのダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつきの
ない鋳造品を得ることのできるダイカスト鋳造方法およ
びダイカスト鋳造装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１および請求項２に記載の発明では、ダイカ
スト製品を成形する複数のキャビティ（１０）に、共通
の溶湯供給手段（１１、１２、１２ａ）により溶湯を充
填し、ダイカスト製品を成形するダイカスト鋳造方法で
あって、複数のキャビティ（１０）の背圧を均一にし
て、複数のキャビティ（１０）に溶湯を充填することを
特徴としている。

【０００８】これによると、複数のキャビティ（１０）
への溶湯の充填ばらつきを低減することができ、多数個
取りのダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつき
のない鋳造品を得ることができる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明では、複数の
キャビティ（１０）の背圧を均一に制御するダイカスト
鋳造装置であることを特徴としている。

【００１０】これによると、請求項１および請求項２に
記載の発明と同様に、複数のキャビティ（１０）への溶
湯の充填ばらつきを低減することができ、多数個取りの
ダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつきのない
鋳造品を得ることができる。

【００１１】また、請求項４に記載の発明では、複数の
キャビティ（１０）のそれぞれに一端を連通している複
数のガス排出路（１７）を備え、複数のガス排出路（１
７）は所定以上の断面積を有し、かつ複数のガス排出路
（１７）の他端が、外部の大気空間もしくは複数のキャ
ビティ（１０）の容積の合計より大きい容積の空間にそ
れぞれ連通していることを特徴としている。

【００１２】これによると、複数のキャビティ（１０）
の背圧を、全て外部の大気圧もしくは複数のキャビティ
（１０）の容積の合計より大きい容積の空間の圧力に同
一とすることができ、複数のキャビティ（１０）への溶
湯の充填ばらつきを低減することにより、多数個取りの
ダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつきのない
鋳造品を得ることができる。

【００１３】また、請求項５に記載の発明では、請求項
４に記載の発明において、複数のガス排出路（１７）の
それぞれの所定以上の断面積Ｓ１が以下の関係を満足す
ることを特徴としている。

【００１４】Ｓ１≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ 但し、ｋ：係数１．８１×１０^−４（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
前記射出プランジャ径拡大部（１２ａ）の断面積（ｍｍ
^２）、Ｖ：前記射出プランジャ（１２）の射出速度（ｍ
ｍ／ｓ）、Ｎ：前記キャビティ（１０）数。

【００１５】これによると、複数のキャビティ（１０）
と、外部の大気空間もしくは複数のキャビティ（１０）
の容積の合計より大きい容積の空間とをそれぞれ連通し
ている複数のガス排出路（１７）のそれぞれの断面積が
十分確保される。従って溶湯充填時もガス排出路（１
７）中に圧力勾配が生じることがなく、複数のキャビテ
ィ（１０）の背圧を、全て外部の大気圧もしくは複数の
キャビティ（１０）の容積の合計より大きい容積の空間
の圧力に同一にすることができる。このようにして複数
のキャビティ（１０）への溶湯の充填ばらつきを低減す
ることにより、多数個取りのダイカスト鋳造においても
高品質で品質ばらつきのない鋳造品を得ることができ
る。

【００１６】また、請求項６に記載の発明では、複数の
キャビティ（１０）のそれぞれに一端を連通し、他端が
外部の大気空間もしくは複数のキャビティ（１０）の容
積の合計より大きい容積の空間にそれぞれ連通している
ガス排出路（１７）のそれぞれに、ガス排出路（１７）
のガス圧力を調整する圧力調整手段（３０、３１、３
２）を備えていることを特徴としている。

【００１７】これによると、複数のキャビティ（１０）
の背圧を、圧力調整手段（３０、３１、３２）により全
て均一にすることができ、複数のキャビティ（１０）へ
の溶湯の充填ばらつきを低減することになるばかりか、
背圧を大気圧より高圧で制御できるため、彫り込みの深
い形状のキャビティ（１０）の場合でも溶湯の充填性を
向上することができ、多数個取りのダイカスト鋳造にお
いても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を確実に得る
ことができる。

【００１８】また、請求項７に記載の発明では、請求項
６に記載の発明における圧力調整手段（３０、３１、３
２）が、ガス排出路（１７）のガス圧力を検出する圧力
検出手段（３０）と、ガス流量調整手段（３２）とから
なることを特徴としている。

【００１９】これによると、複数のガス排出路（１７）
のそれぞれにおいて、圧力検出手段（３０）が検出した
ガス圧力に応じて、ガス流量調整手段（３２）がガス排
出路のガス流量を速やかに調整し、複数のキャビティ
（１０）の背圧を均一することができ、複数のキャビテ
ィ（１０）への溶湯の充填ばらつきを低減することによ
り、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で品
質ばらつきのない鋳造品を確実に得ることができる。

【００２０】また、請求項８に記載の発明では、複数の
キャビティ（１０）のそれぞれに一端を連通している複
数のガス排出路（１７）を備え、複数のガス排出路（１
７）は相互に連通路（４０）により連通しているととも
に、この連通路（４０）により連通されたガス排出路
（１７）のいずれかの他端が、外部の大気空間もしくは
複数のキャビティ（１０）の容積の合計より大きい容積
の空間に連通しており、かつ複数のガス排出路（１７）
および連通路（４０）が所定以上の断面積を有している
ことを特徴としている。

【００２１】これによると、請求項４に記載の発明と同
様に、複数のキャビティ（１０）の背圧を、全て外部の
大気圧もしくは複数のキャビティ（１０）の容積の合計
より大きい容積の空間の圧力に同一にすることができ、
複数のキャビティ（１０）への溶湯の充填ばらつきを低
減することにより、多数個取りのダイカスト鋳造におい
ても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を得ることがで
きる。

【００２２】また、請求項９に記載の発明では、請求項
８に記載の発明において、複数のガス排出路（１７）の
それぞれの所定以上の断面積Ｓ２が以下の関係を満足す
るとともに、連通路（４０）および連通路（４０）より
外部の大気空間もしくは複数のキャビティ（１０）の容
積の合計より大きい容積の空間側のガス排出路の所定以
上の断面積Ｓ３が以下の関係を満足することを特徴とし
ている。

【００２３】 Ｓ２≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ Ｓ３≧ｋ×Ａ×Ｖ 但し、ｋ：係数１．８１×１０^−４（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
前記射出プランジャ径拡大部（１２ａ）の断面積（ｍｍ
^２）、Ｖ：前記射出プランジャ（１２）の射出速度（ｍ
ｍ／ｓ）、Ｎ：前記キャビティ（１０）数。

【００２４】これによると、複数のキャビティ（１０）
と、外部の大気空間もしくは複数のキャビティ（１０）
の容積の合計より大きい容積の空間とを連通しているガ
ス排出路（１７）および複数のガス排出路（１７）を相
互に連通している連通路（４０）の断面積が十分確保さ
れる。従って溶湯充填時もガス排出路（１７）中および
連通路（４０）中に圧力勾配が生じることがなく、複数
のキャビティ（１０）の背圧を、全て外部の大気圧もし
くは複数のキャビティ（１０）の容積の合計より大きい
容積の空間の圧力に同一にすることができる。このよう
にして複数のキャビティ（１０）への溶湯の充填ばらつ
きを低減することにより、多数個取りのダイカスト鋳造
においても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を得るこ
とができる。

【００２５】また、請求項１０に記載の発明では、請求
項８または請求項９に記載の発明において、ガス排出路
（１７）のガス圧力を調整する圧力調整手段（３０、３
１、３２）を備えていることを特徴としている。

【００２６】これによると、複数のキャビティ（１０）
の背圧を、圧力調整手段（３０、３１、３２）により全
て均一にすることができ、複数のキャビティ（１０）へ
の溶湯の充填ばらつきを低減することになるばかりか、
背圧を大気圧より高圧で制御できるため、彫り込みの深
い形状のキャビティ（１０）の場合でも溶湯の充填性を
向上することができ、多数個取りのダイカスト鋳造にお
いても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を確実に得る
ことができる。

【００２７】また、請求項１１に記載の発明では、請求
項１０に記載の発明における圧力調整手段（３０、３
１、３２）が、ガス排出路（１７）もしくは連通路（４
０）のガス圧力を検出する圧力検出手段（３０）と、連
通路（４０）より外部の大気空間もしくは複数のキャビ
ティ（１０）の容積の合計より大きい容積の空間側のガ
ス排出路（１７ｂ）のガス流量を調整するガス流量調整
手段（３２）とからなることを特徴としている。

【００２８】これによると、ガス排出路（１７）もしく
は連通路（４０）で、圧力検出手段が検出したガス圧力
に応じて、ガス流量調整手段（３２）がガス排出路（１
７）のガス流量を速やかに調整し、複数のキャビティ
（１０）の背圧を均一することができ、複数のキャビテ
ィ（１０）への溶湯の充填ばらつきを低減することによ
り、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で品
質ばらつきのない鋳造品を確実に得ることができる。

【００２９】また、請求項１２に記載の発明では、複数
のガス排出路（１７）のそれぞれに、ガス排出路（１
７）を開閉する経路開閉手段（１８）を設けており、溶
湯がキャビティ（１０）を充填した後の所定のタイミン
グにおいて、経路開閉手段（１８）がガス排出路（１
７）を遮断することを特徴としている。

【００３０】これによると、溶湯がガス排出路（１７）
の型開き後取り出し不可能な位置まで流入したり、ガス
排出路（１７）から型外に流出したりすることを防止で
きる。

【００３１】また、請求項１３に記載の発明では、経路
開閉手段（１８）がガス排出路（１７）を遮断する所定
のタイミングが、溶湯供給手段（３０、３１、３２）が
複数のキャビティ（１０）の容積に所定の容積を加えた
量の溶湯を、複数のキャビティ（１０）に充填したとき
とすることを特徴としている。

【００３２】これによると、経路開閉手段（１８）がガ
ス排出路（１７）を遮断する以前に、ガス排出路（１
７）の経路開閉手段（１８）よりキャビティ（１０）側
の部分（１７ａ）を利用して、キャビティ（１０）容積
に対して過剰な量の溶湯を供給することができ、溶湯が
キャビティ（１０）を充填し終わるまで複数のキャビテ
ィ（１０）の背圧を均一することができ、複数のキャビ
ティ（１０）への溶湯の充填ばらつきを低減することに
より、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で
品質ばらつきのない鋳造品を得ることができる。

【００３３】また、請求項１４に記載の発明では、複数
のキャビティ（１０）のそれぞれに溶湯が充填されたこ
とを検出する充填検出手段（２０）を設けており、経路
開閉手段（１８）がガス排出路（１７）を遮断する所定
のタイミングは、溶湯がキャビティ（１０）に充填され
たことを充填検出手段（２０）が検出したときとするこ
とを特徴としている。

【００３４】これによると、溶湯がキャビティ（１０）
を充填し終わるまで複数のキャビティ（１０）の背圧を
均一することができ、複数のキャビティ（１０）への溶
湯の充填ばらつきを低減することにより、多数個取りの
ダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつきのない
鋳造品を得ることができる。

【００３５】また、請求項１５に記載の発明では、複数
のキャビティ（１０）のそれぞれに溶湯が充填されたこ
とを検出する充填検出手段（２０）は、経路開閉手段
（１８）よりキャビティ（１０）側のガス排出路（１７
ａ）付近に設けられた溶湯検知センサ（２０）であるこ
とを特徴としている。

【００３６】これによると、溶湯がキャビティ（１０）
に充填されたことを、溶湯検知センサ（２０）が溶湯を
感知することで速やかに検出でき、検出したタイミング
で経路開閉手段（１８）がガス排出路（１７）を遮断す
るため、溶湯がキャビティ（１０）を充填し終わるまで
複数のキャビティ（１０）の背圧を均一することがで
き、複数のキャビティ（１０）への溶湯の充填ばらつき
を低減することにより、多数個取りのダイカスト鋳造に
おいても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を確実に得
ることができる。

【００３７】また、請求項１６に記載の発明では、充填
検出手段（２０）が検出する溶湯がキャビティ（１０）
に充填された時間と予め定めた基準時間とを比較して、
ダイカスト鋳造品の良否を判定することを特徴としてい
る。

【００３８】これによると、溶湯がキャビティ（１０）
に充填された時間が予め定めた高品質な鋳造品を成形で
きる基準時間とずれている場合は、凝固組織にばらつき
ができる等の不具合が発生しているものと推定して、鋳
造品を不良品と判定することができる。

【００３９】また、請求項１７に記載の発明では、溶湯
供給手段（１１、１２、１２ａ）によって供給されるキ
ャビティ（１０）のゲート部（１５）における溶湯のキ
ャビティ（１０）への流入速度が０．０５〜８ｍ／ｓで
あることを特徴としている。

【００４０】これによると、複数のキャビティ（１０）
内の溶湯の流れを層流とすることができ、多数個取りの
ダイカスト鋳造においても高品質で品質ばらつきのない
鋳造品を一層確実に得ることができる。

【００４１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００４３】（第１の実施形態）図１は本発明における
第１の実施形態のダイカスト鋳造装置を示すものであ
り、１は固定支持台であり、固定金型２を支持してい
る。３は可動支持台であり、可動金型４を締付板５、
６、７を介して支持している。固定金型２内には固定入
れ子８が配置され、また、可動金型４内には可動入れ子
９が固定入れ子８と対向するように配置されている。そ
して、この両入れ子８、９の間に製品部を成形する複数
（本例では図３に示すように３個）のキャビティ１０を
形成している。

【００４４】また、固定支持台１の下部には、円筒状の
射出スリーブ１１が支持されており、この射出スリーブ
１１内に射出プランジャ１２が摺動可能に嵌合してい
る。本例では、この射出スリーブ１１と射出プランジャ
１２とにより、金属溶湯の射出機構（溶湯供給手段）を
構成している。

【００４５】この射出プランジャ１２はその先端に所定
の直径（本例では９５ｍｍ）を有する径拡大部１２ａを
有し、図示しない油圧駆動機構により射出スリーブ１１
内を軸方向（図１左右方向）に移動するようになってい
る。図１に示す射出プランジャ１２の実線位置は型締め
状態において射出プランジャが最も後退した状態を示
し、１点鎖線位置１２ｂは最も前進した状態を示してい
る。

【００４６】射出スリーブ１１の上方側の部位におい
て、射出プランジャ１２の最大後退位置近傍に金属溶湯
の注入口１３が形成してあり、この注入口１３から射出
スリーブ１１内にダイカスト用金属（例えばアルミニウ
ム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等）の溶湯を図示
しない溶湯注入器にて注入するようになっている。

【００４７】射出スリーブ１１のうち、射出プランジャ
１２の最大前進位置側の空間は、ランナー部（射出通
路）１４およびゲート部１５を介してキャビティ１０に
連通している。ここで、ランナー部１４およびゲート部
１５は互いに対向する固定入れ子８と可動入れ子９との
間の空隙により形成されており、射出プランジャ１２の
の前進により射出スリーブ１１内の溶湯をキャビティ１
０内に圧入するものである。

【００４８】そして、ランナー部１４は、射出スリーブ
１１のうち射出プランジャ１２の最大前進位置側の空間
から、複数のキャビティ１０までの溶湯の流れる距離を
略同一とするよう図３に示すような形状としている。

【００４９】可動型４側にはキャビティ１０内で成形さ
れたダイカスト製品を成形後に押し出すための押し出し
ピン１６が摺動可能に支持されている。また、図２、３
にも示すように、可動型４側には複数のキャビティ１０
のそれぞれの上方にキャビティ１０内のガスを排出する
ための所定の断面積（本例では１２０ｍｍ^２）を有する
ガス排出路１７が形成され、それぞれのガス排出路１７
の上方端は可動型４の上部で外部の大気に開放されてい
る。

【００５０】そして、このガス排出路１７は可動型４内
において水平方向に経路が形成された部分を備えてお
り、この部分を開閉するカットオフピン（経路開閉手
段）１８が可動型４側に摺動可能に支持されている。１
９はこのカットオフピン１８を操作する油圧駆動機構で
ある。また、ガス排出路１７のうち、カットオフピン１
８によって開閉される部分よりキャビティ１０側（上流
側）の部分は、キャビティ１０内に圧入された溶湯の一
部が進入できるオーバーフロー部１７ａとなっている。

【００５１】次に、上記したダイカスト鋳造装置におい
てダイカスト鋳造方法を説明すると、まず、可動金型４
を図１に示すように固定金型２に対して当接させ、型締
めする。この型締め状態において、射出プランジャ１２
は図１の実線で示す最大後退位置に後退させておく。ま
た、カットオフピン１８は、図１、２に示す位置に操作
する。

【００５２】次に、金属溶湯（本例ではアルミニウム合
金、溶湯温度：７００〜７３０°Ｃ程度）を図示しない
溶湯注入器にて注入口１３から射出スリーブ１１内に注
入する。次に、この溶湯の注入完了後に、直ちに射出プ
ランジャ１２を図１の１点鎖線で示す最大前進位置１２
ｂ側へ所定の速度（本例では１００ｍｍ／ｓ）で前進さ
せる。この射出プランジャ１２の前進により、射出スリ
ーブ１１内の溶湯がランナー部１４へ移行し、ゲート部
１５を通ってキャビティ１０内に圧入され、キャビティ
１０内へ溶湯が充填される。このとき、キャビティ１０
内のガス（空気および熱分解ガス）は、ガス排出路１７
を通って型の外部の大気空間に放出され、キャビティ１
０内の背圧は、大気圧と同圧に保持される。

【００５３】ここで、ゲート部１５を通ってキャビティ
１０内へ進入する溶湯の量が、複数のキャビティ１０の
容積の合計に所定の容積（本例では、複数のキャビティ
１０の容積の合計の５〜１０％の容積）を加えた量とな
ったとき、カットオフピン１８を図１、２中右方向にに
移動するよう操作し、ガス排出路１７を遮断する。

【００５４】これにより、溶湯はガス排出路１７に設け
られたオーバーフロー部１７ａにまで進入しキャビティ
への溶湯の充填が完了する。ここで、ガス排出路１７を
既にカットオフピン１８が遮断しているので、溶湯が、
ガス排出路１７のうち、カットオフピン１８によって開
閉される部分より下流側の部分へ進入することはない。

【００５５】次に、キャビティ１０内に圧入充填された
溶湯の凝固時間が経過すると、キャビティ１０内におけ
るダイカスト製品の成形が完了するので、金型の型開き
を行う。すなわち、可動型４を固定型２から離れる方向
（図１の左方向）に移動させて型開きを行うとともに、
可動型４側の押し出しピン１６および固定型２側の射出
プランジャ１２を前進させて、キャビティ１０内の空間
で凝固したダイカスト製品をランナー部１４内およびガ
スは移出路１７のオーバーフロー部１７ａ内の空間で凝
固した部分と一体にして押し出す。

【００５６】その後に、可動型４を固定型２側に移動さ
せて、型締めを行うとともに、射出プランジャ１２を図
１の実線位置に後退させ、初期の状態に戻る。これによ
り、一連のダイカスト鋳造方法の全工程が完了する。

【００５７】上述のダイカスト鋳造方法によると、複数
のキャビティ１０を有する金型を備えたダイカスト鋳造
装置を用いて多数個取りのダイカスト鋳造を行っても、
複数のキャビティ１０は、所定の断面積を有するガス排
出路１７によりそれぞれ金型外部の大気と連通している
ことにより、複数のキャビティ１０の背圧を大気圧と同
圧に制御することができ、複数のキャビティ１０の背圧
に差が発生せず均一となる。これにより、複数のキャビ
ティ１０への溶湯の充填ばらつきを低減することがで
き、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で品
質ばらつきのない鋳造品を得ることができる。

【００５８】なお、上述の実施形態において、複数のガ
ス排出路１７のそれぞれの断面積は最小断面積Ｓ１が、
以下の関係から導かれる４２．８ｍｍ^２以上であること
が好ましい。

【００５９】Ｓ１≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ 但し、ｋ：係数１．８１×１０^−４（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
前記射出プランジャ径拡大部の断面積（ｍｍ^２）、Ｖ：
前記射出プランジャの射出速度（ｍｍ／ｓ）、Ｎ：前記
キャビティ数。

【００６０】４２．８ｍｍ^２未満ではキャビティ１０へ
の溶湯充填時にガス排出路１７中に圧力勾配が生じ、複
数のキャビティ１０の背圧に差が発生し易い。複数のガ
ス排出路１７のそれぞれの断面積を４２．８ｍｍ^２以上
にすることにより、多数個取りのダイカスト鋳造におい
ても、高品質で品質ばらつきのない鋳造品を得ることが
できる。

【００６１】また、上述の実施形態において、溶湯供給
手段によって供給されるゲート部１５における溶湯のキ
ャビティ１０への流入速度が０．０５〜８ｍ／ｓである
ことが好ましい。溶湯のキャビティ１０への流入速度が
０．０５ｍ／ｓ未満では、溶湯がキャビティ１０の充填
を完了する前に溶湯の凝固が開始されてしまい、凝固組
織にばらつきが発生する。また、溶湯のキャビティ１０
への流入速度が８ｍ／ｓを超える場合は、キャビティ１
０内の溶湯の流れを層流にすることができない。溶湯の
キャビティ１０への流入速度を０．０５〜８ｍ／ｓにす
ることにより、多数個取りのダイカスト鋳造においても
高品質で品質ばらつきのない鋳造品を一層確実に得るこ
とができる。

【００６２】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について図４に基づいて説明する。

【００６３】上記したように、第１の実施形態では、ゲ
ート部１５を通ってキャビティ１０内へ進入する溶湯の
量が、複数のキャビティ１０の容積の合計に所定の容積
を加えた量となったとき、カットオフピン１８を図２、
３中右方向にに移動するよう操作し、ガス排出路１７を
遮断している。

【００６４】これに対し、本第２の実施形態は、図４に
示すように、ガス排出路１７のオーバーフロー部１７ａ
の温度が測定できる位置に溶湯検知センサである温度セ
ンサ（充填検出手段）２０を配設し、温度センサ２０が
溶湯からの熱を感知したとき、カットオフピン１８を図
４中右方向にに移動するよう操作し、ガス排出路１７を
遮断しようとするものである。なお、第１の実施形態と
同様の部分については、第１の実施形態と同じ符号をつ
けてその説明を省略する。

【００６５】溶湯検知センサとしては、溶湯の温度を検
出する温度センサ２０、もしくは溶湯による電気導通を
検出する電気導通センサ等を用いることができる。本例
では温度センサ２０を用いている。

【００６６】図４に示すように、温度センサ２０は、可
動型４側に支持されており、ガス排出路１７のオーバー
フロー部１７ａ近傍の温度を検出するようになってい
る。温度センサ２０には信号線２３の一端が接続されて
いる。信号線２３の他端は制御装置２１に接続されてお
り、温度センサ２０の検出信号を制御装置２１に伝える
ものである。

【００６７】信号線２４は一端を制御装置２１に、他端
を油圧回路切換バルブ２２に接続しており、油圧回路切
換バルブ２２は制御装置２１からの制御信号により制御
される。

【００６８】射出スリーブ１１内への溶湯注入後、射出
プランジャ１２の前進により、キャビティ１０内へ溶湯
が充填される。ここで、キャビティ１０内へ進入した溶
湯がオーバーフロー部１７ａに達したとき、温度センサ
２０は溶湯からの熱を感知し信号を制御装置２１に伝
え、制御装置２１は溶湯がオーバーフロー部１７ａに到
達したことを検出する。そして制御装置２１は速やかに
油圧回路切換バルブ２２に制御信号を送り、油圧回路を
切り換える。これにより、油圧駆動機構１９がカットオ
フピン１８を図４中右方向にに移動するよう操作し、ガ
ス排出路１７を遮断する。

【００６９】これにより、溶湯はガス排出路１７に設け
られたオーバーフロー部１７ａにまで進入しキャビティ
への溶湯の充填が完了する。ここで、ガス排出路１７を
既にカットオフピン１８が遮断しているので、溶湯が、
ガス排出路１７のうち、カットオフピン１８によって開
閉される部分より下流側の部分へ進入することはない。

【００７０】本第２の実施形態によると、第１の実施形
態と同様に、複数のキャビティ１０の背圧を大気圧と同
圧に制御することができ、複数のキャビティ１０の背圧
に差が発生せず均一となる。これにより、複数のキャビ
ティ１０への溶湯の充填ばらつきを低減することがで
き、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で品
質ばらつきのない鋳造品を得ることができる。

【００７１】なお、上述の第２の実施形態において、温
度センサ２０からの信号により制御装置２１が検出した
溶湯がキャビティに充填された時間と、予め定めた高品
質な鋳造品を成形できる基準時間とを比較して、両者が
所定時間以上（本例では０．１秒以上）ずれている場合
は、凝固組織にばらつきができる等の不具合が発生して
いるものと推定して、鋳造品を不良品と判定することが
できる。

【００７２】（第３の実施形態）次に、第３の実施形態
について図５に基づいて説明する。

【００７３】前記したように、第１の実施形態では、複
数のキャビティ１０のそれぞれに一端を連通している複
数のガス排出路１７を備え、複数のガス排出路１７の他
端が、外部の大気空間にそれぞれ連通している。

【００７４】これに対し、本第３の実施形態は、図５に
示すように、複数のキャビティ１０のそれぞれに一端を
連通している複数のガス排出路１７のそれぞれの出口部
付近にガス排出路１７のガス圧力を検出する圧力センサ
３０と、ガス流量調整弁３２とを備えているものであ
る。なお、第１の実施形態と同様の部分については、第
１の実施形態と同じ符号をつけてその説明を省略する。

【００７５】図５に示すように、可動型４側に設けられ
た複数のキャビティ１０のそれぞれに一端を連通してい
る複数のガス排出路１７は、それぞれの他端を可動型４
の上部に突出しており、その先端には流量調整弁３２が
配設されている。また、可動型４の上部に突出したガス
排出路１７は、流量調整弁３２より上流側で分岐してお
り、この分岐した配管の先端に圧力センサ３０を備えて
いる。

【００７６】圧力センサ３０には信号線３３の一端が接
続されている。信号線３３の他端は制御装置３１に接続
されており、圧力センサ３０の検出信号を制御装置３１
に伝えるものである。信号線３４は一端を制御装置３１
に、他端を流量調整弁３２に接続しており、流量調整弁
３２は制御装置３１からの制御信号により制御される。

【００７７】このようにすることで、複数のキャビティ
１０のそれぞれに設けられているガス排出路１７のそれ
ぞれにおいて、キャビティ１０内へ溶湯が充填されると
きのガス圧力を圧力センサ３０が検知し、信号を制御装
置３１に伝える。そして、制御装置３１は、ガス排出路
１７のガス圧力が所定の圧力（本例では大気圧より０．
１気圧高い圧力）となるよう速やかに流量調整弁３２に
制御信号を送り、流量調整弁３２の開度を調整する。こ
れにより、ガス排出路１７のガス圧力が所定の圧力に調
整される。

【００７８】本第３の実施形態によると、複数のキャビ
ティ１０の背圧を所定の同じ圧力に制御することがで
き、複数のキャビティ１０の背圧に差が発生せず均一と
なる。これにより、複数のキャビティ１０への溶湯の充
填ばらつきを低減することができるばかりか、背圧を大
気圧より高圧で制御できるため、彫り込みの深い形状の
キャビティの場合でも溶湯の充填性を向上することがで
き、多数個取りのダイカスト鋳造においても高品質で品
質ばらつきのない鋳造品を確実に得ることができる。

【００７９】（第４の実施形態）次に、第４の実施形態
について図６に基づいて説明する。

【００８０】上記したように、第３の実施形態では、図
５に示すように、複数のキャビティ１０のそれぞれに一
端を連通している複数のガス排出路１７は、それぞれの
出口部付近にガス排出路１７のガス圧力を検出する圧力
センサ３０とガス流量調整弁３２とを備えているもので
ある。

【００８１】これに対し、本第４の実施形態は、図６に
示すように、複数のキャビティ１０のそれぞれに一端を
連通している複数のガス排出路１７は、連通路４０によ
り相互に連通しているとともに、この連通路４０により
連通されたガス排出路１７の１つの出口部付近にガス排
出路１７のガス圧力を検出する圧力センサ３０とガス流
量調整弁３２とを備えているものである。なお、第１お
よび第３の実施形態と同様の部分については、第１およ
び第３の実施形態と同じ符号をつけてその説明を省略す
る。

【００８２】図６に示すように、可動型４側に設けられ
た複数のキャビティ１０のそれぞれに一端を連通してい
る所定の断面積（本例では１２０ｍｍ^２）を有する複数
のガス排出路１７は、可動入れ子９内において相互に所
定の断面積（本例では３６０ｍｍ^２）を有する連通路４
０により連通している。この連通路４０により相互に連
通されたガス排出路１７の中央の１つは、連通路４０に
連通している部分より下流側で共通ガス排出路１７ｂを
形成している。共通ガス排出路１７ｂは所定の断面積
（本例では３６０ｍｍ^２）を有し、その上端は可動型４
の上部に突出しており、その先端には流量調整弁３２が
配設されている。また、可動型４の上部に突出した共通
ガス排出路１７ｂは、流量調整弁３２より上流側で分岐
しており、この分岐した配管の先端に圧力センサ３０を
備えている。

【００８３】圧力センサ３０には信号線３３の一端が接
続されている。信号線３３の他端は制御装置３１に接続
されており、圧力センサ３０の検出信号を制御装置３１
に伝えるものである。信号線３４は一端を制御装置３１
に、他端を流量調整弁３２に接続しており、流量調整弁
３２は制御装置３１からの制御信号により制御される。

【００８４】このようにすることで、複数のキャビティ
１０内へ溶湯が充填されるときのガス排出路１７のガス
圧力が所定の圧力に調整される。

【００８５】本第４の実施形態によると、第３の実施形
態と同様に、複数のキャビティ１０の背圧を所定の同じ
圧力に制御することができ、複数のキャビティ１０の背
圧に差が発生せず均一となる。これにより、複数のキャ
ビティ１０への溶湯の充填ばらつきを低減することがで
きるばかりか、背圧を大気圧より高圧で制御できるた
め、彫り込みの深い形状のキャビティの場合でも溶湯の
充填性を向上することができ、多数個取りのダイカスト
鋳造においても高品質で品質ばらつきのない鋳造品を確
実に得ることができる。

【００８６】なお、上述の実施形態において、複数のガ
ス排出路１７のそれぞれの断面積は最小断面積Ｓ２が、
以下の関係から導かれる４２．８ｍｍ^２以上であること
が好ましく、連通路４０および共通ガス排出路１７ｂの
それぞれの断面積は最小断面積Ｓ３が、以下の関係から
導かれる１２８ｍｍ^２以上であることが好ましい。

【００８７】 Ｓ２≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ Ｓ３≧ｋ×Ａ×Ｖ 但し、ｋ：係数６．０３×１０^−５（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
前記射出プランジャ径拡大部の断面積（ｍｍ^２）、Ｖ：
前記射出プランジャの射出速度（ｍｍ／ｓ）、Ｎ：前記
キャビティ数。

【００８８】複数のガス排出路１７のそれぞれの断面積
が４２．８ｍｍ^２未満または連通路４０および共通ガス
排出路１７ｂのそれぞれの断面積が１２８ｍｍ^２未満で
はキャビティ１０への溶湯充填時にガス排出路１７、連
通路４０、共通ガス排出路１７ｂ中に圧力勾配が生じ、
複数のキャビティ１０の背圧に差が発生し易い。複数の
ガス排出路１７のそれぞれの断面積を４２．８ｍｍ^２以
上にし、かつ連通路４０および共通ガス排出路１７ｂの
それぞれの断面積を１２８ｍｍ^２以上にすることによ
り、多数個取りのダイカスト鋳造においても、高品質で
品質ばらつきのない鋳造品を確実に得ることができる。

【００８９】（他の実施形態）上記各実施形態におい
て、金型内に形成されたキャビティ１０の数は３個であ
ったが、複数であれば数はいくつであってもよい。

【００９０】また、上記各実施形態において、キャビテ
ィ１０内のガスはガス排出路１７を通って型外の大気空
間に排出されるものであったが、複数のキャビティ１０
の容積の合計より大きい容積の空間に排出されるもので
あってもよい。

【００９１】また、上記各実施形態において、ガス排出
路１７は複数のキャビティ１０のそれぞれに１つづつ設
けたものであったが、１つのキャビティ１０に対し複数
のガス排出路１７を設けたものであってもよい。

【００９２】また、上記第３の実施形態において、流量
調整弁３２の開度を制御する制御装置３１を複数の流量
調整弁３２それぞれに設けたが、複数の流量調整弁３２
を個別に制御できるものであればいくつであってもよ
い。

【００９３】また、上記第４の実施形態において、圧力
センサ３０は共通ガス排出路１７ｂに設けたが、連通路
４０に設けてもよい。

【００９４】また、上記第４の実施形態において、共通
ガス排出路１７ｂは１つであったが、複数設けたもので
あってもよい。

【００９５】また、上記第４の実施形態において、共通
ガス排出路１７ｂは、その上端に流量調整弁３２と流量
調整弁３２より上流側のガス圧力を検出する圧力センサ
３０を備えているが、圧力センサ３０と流量調整弁３２
を省略し、共通ガス排出路１７ｂを直接大気に連通する
ものであってもよい。

【００９６】また、上記第１の実施形態において、溶湯
のキャビティ１０への流入速度を０．０５〜８ｍ／ｓに
することにより、多数個取りのダイカスト鋳造において
も高品質で品質ばらつきのない鋳造品を一層確実に得る
ことができることを前述したが、他の実施形態において
も同様の効果があることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すダイカスト鋳造
装置の要部断面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】図１の可動型４側（可動金型４、可動入れ子
９）の正面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を示すダイカスト鋳造
装置の要部断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す可動型４側（可
動金型４、可動入れ子９）の正面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態を示す可動型４側（可
動金型４、可動入れ子９）の正面図である。

【符号の説明】

２ 固定金型 ４ 可動金型 ８ 固定入れ子 ９ 可動入れ子 １０ キャビティ １１ 射出スリーブ（溶湯供給手段の一部） １２ 射出プランジャ（溶湯供給手段の一部） １２ａ 径拡大部（溶湯供給手段の一部） １７ ガス排出路（背圧調整手段の一部） １７ａ オーバーフロー部 １７ｂ 共通ガス排出路 １８ カットオフピン（経路開閉手段） ２０ 温度センサ（溶湯検知センサ、充填検出手段） ３０ 圧力センサ（背圧調整手段、あるいは圧力調整手
段の一部） ３２ 流量調整弁（背圧調整手段、あるいは圧力調整手
段の一部をなすガス流量調節手段） ４０ 連通路

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の溶湯供給手段（１１、１２、１２
   ａ）から複数のキャビティ（１０）に溶湯を充填して、
   複数のダイカスト製品を同時に成形するダイカスト鋳造
   方法であって、 前記複数のキャビティ（１０）の背圧を均一にして、前
   記複数のキャビティ（１０）に溶湯を充填することを特
   徴とするダイカスト鋳造方法。
2. 【請求項２】 開閉可能な金型（２、４、８、９）と、
   この金型（２、４、８、９）の内部に設けられ、ダイカ
   スト製品を成形する複数のキャビティ（１０）と、前記
   金型（２、４、８、９）に設けられ、前記複数のキャビ
   ティ（１０）内に溶湯を充填する共通の溶湯供給手段
   （１１、１２、１２ａ）とを備えるダイカスト鋳造装置
   を用いてダイカスト製品を成形するダイカスト鋳造方法
   であって、 前記金型（２、４、８、９）を型締めすることにより、
   前記金型（２、４、８、９）内に前記複数のキャビティ
   （１０）を形成するキャビティ形成工程と、前記複数の
   キャビティ（１０）の背圧を均一にして、前記複数のキ
   ャビティ１０内に前記共通の溶湯供給手段（１１、１
   ２、１２ａ）から溶湯を充填する給湯工程とを備えたこ
   とを特徴とするダイカスト鋳造方法。
3. 【請求項３】 開閉可能な金型（２、４、８、９）と、
   この金型（２、４、８、９）の内部に設けられ、ダイカ
   スト製品を成形する複数のキャビティ（１０）と、これ
   ら複数のキャビティ（１０）内に溶湯を充填する共通の
   溶湯供給手段（１１、１２、１２ａ）と、この共通の溶
   湯供給手段（１１、１２、１２ａ）から前記複数のキャ
   ビティ（１０）内に溶湯を充填する際に、前記複数のキ
   ャビティ（１０）の背圧を均一にする背圧調整手段（１
   ７、３０、３１、３２）とを備えたことを特徴とするダ
   イカスト鋳造装置。
4. 【請求項４】 前記背圧調整手段（１７、３０、３１、
   ３２）は、前記金型（２、４、８、９）に設けられた前
   記複数のキャビティ（１０）のそれぞれに一端を連通し
   ている複数のガス排出路（１７）を有し、 前記複数のガス排出路（１７）は所定以上の断面積を有
   し、かつ前記複数のガス排出路（１７）の他端が、外部
   の大気空間もしくは前記複数のキャビティ（１０）の容
   積の合計より大きい容積の空間にそれぞれ連通している
   ことを特徴とする請求項３に記載のダイカスト鋳造装
   置。
5. 【請求項５】 前記溶湯供給手段（１１、１２、１２
   ａ）は、射出スリーブ（１１）と、先端に径拡大部（１
   ２ａ）を有する射出プランジャ（１２）とを備え、 前記複数のガス排出路（１７）のそれぞれの前記所定以
   上の断面積Ｓ１が以下の関係を満足することを特徴とす
   る請求項４に記載のダイカスト鋳造装置。 Ｓ１≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ 但し、ｋ：係数１．８１×１０^−４（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
   前記射出プランジャ径拡大部（１２ａ）の断面積（ｍｍ
   ^２）、Ｖ：前記射出プランジャ（１２）の射出速度（ｍ
   ｍ／ｓ）、Ｎ：前記キャビティ（１０）数。
6. 【請求項６】 前記複数のガス排出路（１７）のそれぞ
   れに、前記ガス排出路（１７）のガス圧力を調整する圧
   力調整手段（３０、３１、３２）を備えていることを特
   徴とする請求項４または請求項５に記載のダイカスト鋳
   造装置。
7. 【請求項７】 前記圧力調整手段（３０、３１、３２）
   は、前記ガス排出路（１７）の前記ガス圧力を検出する
   圧力検出手段（３０）と、ガス流量調整手段（３２）と
   からなることを特徴とする請求項６に記載のダイカスト
   鋳造装置。
8. 【請求項８】 前記背圧調整手段（１７、３０、３１、
   ３２）は、前記金型（２、４、８、９）に設けられた前
   記複数のキャビティ（１０）のそれぞれに一端を連通し
   ている複数のガス排出路（１７）を有し、 前記複数のガス排出路（１７）は相互に連通路（４０）
   により連通しているとともに、前記連通路（４０）によ
   り連通されたガス排出路（１７）のいずれかの他端が、
   前記外部の大気空間もしくは前記複数のキャビティ（１
   ０）の容積の合計より大きい容積の前記空間に連通して
   おり、かつ前記複数のガス排出路（１７）および前記連
   通路（４０）が所定以上の断面積を有することを特徴と
   する請求項３に記載のダイカスト鋳造装置。
9. 【請求項９】 前記複数のガス排出路（１７）のそれぞ
   れの前記所定以上の断面積Ｓ２が以下の関係を満足する
   とともに、前記連通路（４０）および前記連通路（４
   ０）より前記外部の大気空間もしくは前記複数のキャビ
   ティ（１０）の容積の合計より大きい容積の前記空間側
   のガス排出路（１７ｂ）の前記所定以上の断面積Ｓ３が
   以下の関係を満足することを特徴とする請求項８に記載
   のダイカスト鋳造装置。 Ｓ２≧ｋ×Ａ×Ｖ÷Ｎ Ｓ３≧ｋ×Ａ×Ｖ 但し、ｋ：係数１．８１×１０^−４（ｓ／ｍｍ）、Ａ：
   前記射出プランジャ径拡大部（１２ａ）の断面積（ｍｍ
   ^２）、Ｖ：前記射出プランジャ（１２）の射出速度（ｍ
   ｍ／ｓ）、Ｎ：前記キャビティ（１０）数。
10. 【請求項１０】 前記ガス排出路（１７）のガス圧力を
    調整する圧力調整手段（３０、３１、３２）を備えてい
    ることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のダ
    イカスト鋳造装置。
11. 【請求項１１】 前記圧力調整手段（３０、３１、３
    ２）は、前記ガス排出路（１７）もしくは前記連通路
    （４０）の前記ガス圧力を検出する圧力検出手段（３
    ０）と、前記連通路（４０）より前記外部の大気空間も
    しくは前記複数のキャビティ（１０）の容積の合計より
    大きい容積の前記空間側のガス排出路（１７ｂ）のガス
    流量を調整するガス流量調整手段（３２）とからなるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載のダイカスト鋳造装
    置。
12. 【請求項１２】 前記複数のガス排出路（１７）のそれ
    ぞれに、前記ガス排出路（１７）を開閉する経路開閉手
    段（１８）を設けており、前記溶湯が前記キャビティ
    （１０）を充填した後の所定のタイミングにおいて、前
    記経路開閉手段（１８）が前記ガス排出路（１７）を遮
    断することを特徴とする請求項４ないし請求項１１のい
    ずれか１つに記載のダイカスト鋳造装置。
13. 【請求項１３】 前記所定のタイミングは、前記溶湯供
    給手段（１１、１２、１２ａ）が前記複数のキャビティ
    （１０）の容積に所定の容積を加えた量の前記溶湯を、
    前記複数のキャビティ（１０）に充填したときとするこ
    とを特徴とする請求項１２に記載のダイカスト鋳造装
    置。
14. 【請求項１４】 前記金型（２、４，８，９）は、前記
    複数のキャビティ（１０）のそれぞれに前記溶湯が充填
    されたことを検出する充填検出手段（２０）を設けてお
    り、前記所定のタイミングは、前記溶湯が前記キャビテ
    ィ（１０）に充填されたことを前記充填検出手段（２
    ０）が検出したときとすることを特徴とする請求項１２
    に記載のダイカスト鋳造装置。
15. 【請求項１５】 前記充填検出手段（２０）は、前記経
    路開閉手段（１８）より前記キャビティ（１０）側の前
    記ガス排出路（１７ａ）付近に設けられた溶湯検知セン
    サ（２０）であることを特徴とする請求項１４に記載の
    ダイカスト鋳造装置。
16. 【請求項１６】 前記充填検出手段（２０）が検出する
    前記溶湯が前記キャビティ（１０）に充填された時間と
    予め定めた基準時間とを比較して、ダイカスト鋳造品の
    良否を判定することを特徴とする請求項１４もしくは請
    求項１５に記載のダイカスト鋳造装置。
17. 【請求項１７】 前記溶湯供給手段（１１、１２、１２
    ａ）によって供給される前記キャビティ（１０）のゲー
    ト部（１５）における前記溶湯の前記キャビティ（１
    ０）への流入速度が０．０５〜８ｍ／ｓであることを特
    徴とする請求項３ないし請求項１６のいずれか１つに記
    載のダイカスト鋳造装置。