JP2002239705A5 - - Google Patents

Description

【０００３】
上記のような問題を克服するため、真空ダイカスト法によるダイカストマシンを用いて鋳造することによって、ダイカスト製品へのガスの含有を抑制し、ダイカスト製品のガスの含有による品質のばらつきを低減する技術が知られている。真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、たとえば、米国特許２，７８５，４４８号に開示されているように、真空タンクで減圧された状態のキャビティ内に溶融金属を射出・充填することにより、溶融金属へのガスの含有を抑制する。
上記のような真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、高い強度、品質の製品を鋳造するためには、キャビティ内をより高真空化でき、減圧状態を維持できることが求められている。キャビティ内が高真空化されていないと、鋳造された製品にガスが含有し、鋳造後の焼きなまし等の熱処理を製品に施した際に、製品に歪みや変形が生じやすく、真空ダイカスト法による十分な効果を得ることが難しいからである。より高い強度、品質の製品を鋳造するためには、具体的には、数十Ｔｏｒｒ程度にまでキャビティ内を減圧することが求められている。
さらに、ダイカストマシンによる生産性を向上させる観点から、真空タンクによる排気に要する時間を可能な限り短縮化することも求められている。

【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、キャビティ内を減圧するためには、真空タンクとキャビティとを連通する排気路の途中にバルブを設け、排気路をバルブによって開閉することが必要となる。
バルブの開閉は、たとえば、空圧や液圧によって作動するシリンダ装置を用いて行う方式が知られている。
バルブを閉じるタイミングは、キャビティ内の真空度の低下を防ぐ等の観点から、可能な限り金属溶湯をキャビティ内に射出・充填する直前とすることが好ましい。
しかしながら、前記シリンダ装置は応答性が低く、応答時間にばらつきが生じやすく、精密な制御が困難であるため、ある程度余裕をもってバルブを閉じる必要がある。バルブを閉じると、真空タンクによる排気が停止するため、キャビティ内への外部からの空気の侵入により、キャビティ内の真空度が低下しやすいという不利益が存在した。

【０００６】
一方、キャビティ内をより高真空化するためには、金型の合わせ面の間や製品を押し出すための押出ピンと金型との間等のシールを十分に行い、外部からの空気の侵入を防ぐ必要がある。これらのシールが確実に行われないと、真空タンクで排気しても高真空を得ることが難しい。
金型の合わせ面の間のシールは、樹脂製のシール部材を金型の合わせ面間に配置することにより可能であるが、排気路が金型の合わせ面間に形成されシール部材の近傍に位置する場合には、シール部材に耐熱性材料を用いたとしても、高温によってシール部材は連続使用に耐えられない。
このため、従来においては、金型の合わせ面の間にキャビティの周囲を連続的に囲むようにシール部材を配置することが難しく、特に金型合わせ面の延長上に真空バルブユニットを取り付ける方式では、金型の合わせ面間のシールを確実に行うことが困難であった。
押出ピンは、高温状態にある製品に直接接触するため、押出ピン自体も温度上昇が避けられない。したがって、押出ピンと金型との間のシールに樹脂性のＯリング等のシール部材を用いると、シール部材が高温に耐えられないという問題が存在する。このため、従来においては、押出ピンと金型との間のシールを十分に行うことも困難であった。

【００３６】
上記の排気管５５は、図３に示したように、真空タンク５０に接続されている。この真空タンク５０は、排気管５５、排気路２５、排気路２６および排気路Ｅｐを通じてキャビティＣ内を排気する。真空タンク５０としては、数Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒ程度の高真空に排気できるものを使用する。

【００５２】
次に、上記構成のダイカストマシン１の動作の一例について説明する。
まず、ダイカストマシン１が図２に示した状態、すなわち、固定金型２と移動金型３とが型開状態にある状態から、マシンコントローラ５２の制御により、トグル機構１１０を作動させ、固定金型２と移動金型３とを型締する。
固定金型２と移動金型３とが型締されると、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａの間は、シール部材３５によってシールされる。
ダイカストマシン１の起動時には、上記したシール冷却機構部６１には、冷却液Ｗが供給された状態にある。
また、ダイカストマシン１の起動時には、真空タンク５０も起動されるが、バルブ機構部２１の弁体２４は排出路２６を閉じた状態にある。したがって、キャビティＣ内は排気されない。

【００７０】
以上のように、本実施形態によれば、キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路を開閉する弁体の駆動に電磁アクチュエータ２２を用いることにより、排気路の開閉を速やかに行うことができる。電磁アクチュエータ２２は、電力によって駆動されるため、作動油等を供給する必要がなく、バルブ機構部２１を小型化することが可能である。このため、金型に対するバルブ機構部２１の配置の自由度が増し、弁体２４およびキャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路の配置を最適化することが容易となる。
キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路の配置を最適化できるため、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの外周部に切れ目なくシール部材３５を介在させることができるとともに、キャビティＣと真空タンク５０とを連通する排気路とシール部材３５との距離を十分に確保することができ、シール部材３５の熱による焼損を防ぐことができる。
さらに、本実施形態によれば、高温となる押出ピン４２を部分的に強制冷却することにより、押出ピン４２と金型との間のシールにＯリング等の汎用の樹脂製シール部材を容易に用いることができる。

【００７２】
バルブ機構部２０１は、移動金型３の分割面３ａと固定金型２の分割面２ａとの間に形成された排気路Ｅｐの中途にそれぞれ設けられている。排気路ＥｐはキャビティＣに連通している。
排気路Ｅｐは、移動金型３内にバルブ機構部２０１に対応して形成された排気路３０１および３０２を通じて真空タンク５０１と連通しているとともに、バルブ機構部２０２に対応して形成された排気路３０３および３０４を通じて真空タンク５０２と連通している。
真空タンク５０１および５０２は、同等な排気能力を備えている。

【００７５】
上記のように、複数のバルブ機構部２０１，２０２を金型に設置することにより、単一のバルブ機構部を設置する場合と比べて、排気のための排出路の総断面積を拡大することができるため、キャビティＣ内の効率の良い排気が可能となる。すなわち、単一のバルブ機構部を設置する場合には、真空タンクの排気能力を高めても、排出路の断面積が小さいと、短時間で急速に減圧を行うことができない。また、排出路の断面積を拡大すると、この排出路に溶湯が侵入しやすくなってしまう。

【００７８】
バルブ機構部２０１の開放によって、キャビティＣ内は真空タンク５０１によって急速に減圧される。
次いで、キャビティＣ内がある程度の圧力まで減圧された時点Ｐｔ２に達したとき、バルブ機構部２０１を閉じ、バルブ機構部２０２を開く。これによって、キャビティＣ内は真空タンク５０２によって減圧が継続される。このバルブ機構部２０１および２０２の開閉動作は、マシンコントローラ５２からバルブコントローラ５１へ指令が出力されることにより行われる。

【００７９】
ところで、真空タンクの特性として、減圧にしたがって排気速度が次第に低下していくことが知られている。たとえば、真空タンク５０１によって減圧していくと、排気速度が次第に低下する。このため、真空タンク５０１によってある程度の減圧が進行したのち、キャビティＣ内を減圧する真空タンクを真空タンク５０２に交換することによって、排気速度の低下を極力抑えることができ、所望の圧力まで減圧するのに要する時間を短縮することができる。

【００８０】
真空タンク５０２によるキャビティＣ内の減圧により、キャビティＣ内は高真空状態に達する。
この状態において、グラフ（２）の時点Ｐｔ３に示すように、プランジャチップ９７の射出速度を高速に切り換える。

【００８１】
一方、バルブ機構部２０２を閉じるタイミングは、キャビティＣ内を高真空状態に維持する観点からは可能な限り遅くすることが好ましい。したがって、高速射出に切り換えられたのちであっても、バルブ機構部２０２に金属溶湯が達しない限り、バルブ機構部２０２を開いた状態としておくことにより、真空タンク５０２に連通する排気路を閉じた後のキャビティＣ内の圧力の上昇を確実に抑制することができる。
本実施形態では、グラフ（２）における時点Ｐｔ４のように、高速射出に切り換え後に、バルブ機構部２０２を閉じる。

【符号の説明】
１…ダイカストマシン
２…固定金型
３…移動金型
２１…バルブ機構部
２２…電磁アクチュエータ
２３…バルブ軸
２４…弁体
３９…弁座部
３９ａ…弁座面
５０，５０１，５０２…真空タンク

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