JP2002239707A - ダイカスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置にお
いて、金型キャビティ内をより高真空にすることができ
るダイカスト装置を提供する。 【解決手段】一対の金型の間に形成されるキャビティ内
を減圧し、当該キャビティ内に金属溶湯を射出・充填し
てダイカスト製品を成形するダイカスト装置であって、
キャビティＣにおいて成形される成形品を押し出し可能
に、移動金型３に形成されたキャビティＣに連通する挿
入孔３ｋに挿入された押出ピン４２と、押出ピン４２と
挿入孔４２の間を密封し、減圧されたキャビティＣ内へ
の空気の流入を防ぐ、押出ピン４２の外周に嵌合するシ
ール部材７０と、成形品との接触により温度上昇する押
出ピン４２のすくなくともシール部材７０の嵌合する位
置近傍の温度上昇を防ぐために冷却液によって強制冷却
するシール冷却機構部６１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカストマシン
に係り、特に、金型キャビティ内の気体を溶湯圧入の前
に排気し、減圧の状態でダイカストする真空ダイカスト
法を用いたダイカスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストマシンは、たとえば、一対の
固定金型と移動金型、これら固定金型および移動金型を
それぞれ保持する固定ダイプレートおよび移動ダイプレ
ート、タイバーを伸長させて固定金型と移動金型とを型
締する型締装置、固定金型と移動金型との間に形成され
るキャビティに金属溶湯を射出する射出装置、溶融金属
を射出装置に供給する給湯装置等を備えている。このよ
うなダイカストマシンでは、固定金型と移動金型とを型
締装置によって型締した状態で、給湯装置によって溶融
金属を射出装置のスリーブに供給し、射出プランジャを
駆動することにより、金型キャビティ内に溶融金属を射
出・充填することによってダイカスト製品を鋳造する。
ところで、ダイカスト製品の品質のばらつきによる信頼
性低下の原因の一つとして、ダイカスト製品へのガスの
含有がある。すなわち、高速、高圧で射出・充填された
溶湯はスリーブとキャビティ内で乱流となり、空気や気
化した金型に塗布された離型剤等を巻き込む。

【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、真空ポンプ
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、真空ポンプ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、真空ポンプ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
空ポンプ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。

【０００５】他のバルブの開閉方法として、排気路を開
くときにはシリンダ装置を用い、排気路を閉じるときに
はキャビティ内に射出・充填された溶融金属の慣性力に
よってバルブを駆動させ、あるいは、溶融金属の慣性力
を圧力に変換してバルブを駆動させる方式が知られてい
る。しかしながら、この方法では、バルブが溶融金属に
触れるため、排気路内に溶融金属が侵入する可能性があ
り、侵入した場合には機器に重大な損傷を与える可能性
があった。また、溶融金属の慣性力を圧力に変換するに
は、溶融金属の流路に絞りが必要となり、この部分の断
面積が小さくなり、排気を効率良く行うことが難しいと
いう不利益も存在した。さらに、高速でキャビティ内に
射出・充填された溶融金属の慣性でバルブを駆動する
と、バルブが弁座に勢いよく衝突するため、その反動に
よって、バルブが弁座から浮き上がる可能性があり、バ
ルブと弁座との間から溶融金属が侵入する可能性もあ
る。

【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、真空ポンプ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。

【０００７】以上のように、従来においては、キャビテ
ィ内を減圧するための排気路を開閉するバルブの構造お
よび金型の合わせ面の間や押出ピンと金型との間のシー
ル構造に起因して、キャビティ内を数十Ｔｏｒｒ程度の
高真空に減圧し、これを維持することが困難であった。

【０００８】本発明は、上述の問題に鑑みて成されたも
のであって、真空ダイカスト法を用いたダイカスト装置
において、金型キャビティ内をより高真空にすることが
できるダイカスト装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のダイカスト装置
は、一対の金型の間に形成されるキャビティ内を減圧
し、当該キャビティ内に金属溶湯を射出・充填してダイ
カスト製品を成形するダイカスト装置であって、前記キ
ャビティにおいて成形される成形品を押し出し可能に、
前記金型に形成された前記キャビティに連通する挿入孔
に挿入された押出ピンと、前記押出ピンと前記挿入孔の
間を密封し、減圧された前記キャビティ内への空気の流
入を防ぐ、前記押出ピンの外周に嵌合するシール部材
と、前記成形品との接触により温度上昇する前記押出ピ
ンのすくなくとも前記シール部材の嵌合する位置近傍の
温度上昇を防ぐ温度上昇防止手段とを有する。

【００１０】前記温度上昇防止手段は、冷却液によって
前記押出ピンの前記シール部材の嵌合する位置近傍を強
制冷却する。

【００１１】前記温度上昇防止手段は、前記金型の背面
に固定され、前記シール部材を保持し、内部に冷却液が
収容される収容空間を備える冷却液収容部を有し、前記
押出ピンは、前記冷却液収容部に保持されたシール部材
に嵌合し、前記収容空間を横断するように前記冷却液収
容部を貫通している。

【００１２】前記冷却液収容部は、前記冷却液が供給さ
れる供給口と、前記収容空間を通過した冷却液を排出す
る排出口とを備える。

【００１３】前記冷却液収容部と前記金型の背面との間
には、熱の移動を防ぐための隙間が形成されている。

【００１４】本発明では、減圧されたキャビティ内への
押出ピンと挿入孔との間からの空気の流入を防ぐシール
部材の高温による劣化を防ぐために、少なくとも押出ピ
ンのシール部材が嵌合する位置近傍の温度上昇を防ぐ温
度上昇防止手段を備えている。このため、たとえば、Ｏ
リング等のシール部材によって簡易にかつ確実に減圧さ
れたキャビティ内への空気の流入を防ぐことができ、キ
ャビティ内を高真空にすることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第１実施形態 図１は、本発明が適用されるダイカストマシンの構成の
一例を示す図である。図１において、ダイカストマシン
１は、ベース１００と、ベース１００上に設置された固
定ダイプレート９１と、固定ダイプレート９１に取り付
けられた固定金型２と、固定ダイプレート９１の固定金
型２とは反対側に設けられた射出装置９５と、固定ダイ
プレート９１に対向してベース１００上に設置された移
動ダイプレート９２と、固定金型２に対向するように移
動ダイプレート９２に取り付けられた移動金型３と、移
動ダイプレート９２を間において固定ダイプレート９１
とタイバー８０によって連結されたリンクハウジング７
１と、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２と
を連結する複数のリンクからなるトグル機構１１０とを
備えている。

【００１６】固定ダイプレート９１は、ベース１００に
固定されており、移動ダイプレート９２はベース１００
に移動可能に設けられている。リンクハウジング７１と
固定ダイプレート９１とは、移動ダイプレート９２を貫
通する４本のタイバー８０によって連結されている。

【００１７】トグル機構１１０は、複数のリンクで構成
されており、リンクハウジング７１と移動ダイプレート
９２とを連結している。なお、トグル機構１１０の構成
は、周知の構成であり、詳細については省略する。この
トグル機構１１０は、クロスヘッド７２と連結されてお
り、このクロスヘッド７２がねじ軸７３に沿って矢印Ａ
１およびＡ２方向に移動することにより作動し、リンク
ハウジング７１と移動ダイプレート９２とを接近または
離隔させる。ねじ軸７３は、リンクハウジング７１に設
けられた図示しないサーボモータによって駆動され、ね
じ軸７３の回転によってこれに螺合するクロスヘッド７
２が矢印Ａ１およびＡ２方向に移動する。

【００１８】図１に示すように、図示しないサーボモー
タの駆動によってクロスヘッド７２を矢印Ａ２方向へ移
動させると、トグル機構１１０が作動し、移動ダイプレ
ート９２はリンクハウジング７１に対して離隔する向き
（型閉方向）に移動し、固定金型２と移動金型３の型閉
が行われる。さらに、クロスヘッド７２を矢印Ａ２方向
に移動させると、タイバー８０が伸長し、タイバー８０
に発生した張力によって固定金型２と移動金型３との型
締が行われる。

【００１９】射出装置９５は、型締された固定金型２お
よび移動金型３に形成される図示しないキャビティに溶
融金属を射出・充填する。キャビティに射出・充填され
た溶融金属が凝固することにより、ダイカスト製品が得
られる。

【００２０】一方、ダイカスト製品を鋳造したのち、ダ
イカスト製品を取り出す際には、図２に示すように、ク
ロスヘッド７２を矢印Ａ１方向へ移動させると、移動ダ
イプレート９２はリンクハウジング７１に対して接近す
る向き（型開方向）に移動し、移動金型３は固定金型２
に対して開く。固定金型２と移動金型３を開くと、ダイ
カスト製品は移動金型３に嵌まった状態で移動する。こ
の移動金型３に嵌まった状態のダイカスト製品を後述す
る押出機構によって移動金型３から押し出すことによっ
て、ダイカスト製品を取り出す。

【００２１】図３は、本発明のダイカスト装置の第１の
実施形態に係る金型周辺の構造を示す断面図である。ま
た、図４は固定金型２の合わせ面（分割面）の構造を示
す図であり、図５は移動金型３の合わせ面（分割面）の
構造を示す図である。なお、図３に示す固定金型２およ
び移動金型３は型締状態にある。図３に示すように、固
定金型２の背面側には、射出装置９５が設けられてい
る。

【００２２】射出装置９５は、固定金型２の背面側に設
けられた円筒状のスリーブ９６と、このスリーブ９６の
内周に嵌合するプランジャチップ９７と、プランジャチ
ップ９７と一端が連結されたプランジャロッド９８と、
プランジャロッド９８の他端部と連結された射出シリン
ダ装置９９とを備えている。

【００２３】スリーブ９６は、供給口９６ａを備えてお
り、この供給口９６ａからラドル１００によってスリー
ブ９６内に金属溶湯ＭＬが供給される。射出シリンダ装
置９９は、ピストンを内蔵しており、このピストンに連
結されたピストンロッド９９ａとプランジャロッド９８
とがカップリング９９ｂによって連結されている。この
射出シリンダ装置９９は、油圧によって駆動され、ピス
トンロッド９９ａを伸縮する。

【００２４】プランジャチップ９７は、プランジャロッ
ド９８に連結されており、射出シリンダ装置９９の駆動
により、スリーブ９６内を移動する。プランジャチップ
９７が金属溶湯ＭＬが供給されたスリーブ９６内を固定
金型２側に向けて移動することにより、金属溶湯ＭＬが
固定金型２と移動金型３とによって形成されるランナー
部Ｒｎを通じてキャビティＣに充填される。なお、９８
ａはプランジャロッド９８の外周に軸方向に対し一定ピ
ッチで磁極Ｎ，Ｓが形成され、この磁極の通過数をパル
ス列として検出するセンサであって、プランジャチップ
９７の射出速度を計測するものである。図示の如く、セ
ンサ出力はマシンコントローラ５２へ与えられる。マシ
ンコントローラ５２内の５２ａは射出プランジャ現在位
置カウンタであって、プランジャチップ９７の位置を示
す。また、５２ｂは溶湯供給口通過位置設定レジスタ、
５２ｃは高速射出開始位置設定レジスタであって、前記
カウンタ５２ａの値がそれぞれレジスタ５２ｂ，５２ｃ
の値と一致したとき、マシンコントローラ５２は対応す
るバルブの開閉動作を行うようバルブコントローラ５１
へ指令を与えるようになっている。

【００２５】ランナー部Ｒｎは、図５に示す移動金型３
の分割面３ａに形成された溝部Ｒｎａと固定金型２の分
割面２ａによって形成される。キャビティＣは、図４に
示す固定金型２の分割面２ａにダイカスト製品の形状に
合わせて形成された凹面Ｃａおよび図５に示す移動金型
３の分割面３ａにダイカスト製品の形状に合わせて形成
された凹面Ｃｂとによって形成される。

【００２６】キャビティＣの上方には、図３に示すよう
に、排気路Ｅｐが形成されている。この排気路Ｅｐは、
図５に示した、移動金型３の分割面３ａに形成された凹
面Ｃｂに連なる溝部Ｅｐａと、図４に示した固定金型２
の分割面２ａに形成された溝部Ｅｐｂとによって形成さ
れる。なお、溝部Ｅｐｂに隣接する凹部Ｓａは、後述す
るバルブの当接部である。

【００２７】図３に示すように、固定金型２の分割面２
ａと移動金型３の分割面３ａとの間に形成された排気路
Ｅｐに連通してバルブ機構部２１が設けられている。こ
のバルブ機構部２１の周辺の構造を図６を参照して説明
する。

【００２８】図６に示すように、バルブ機構部２１は、
電磁アクチュエータ２２と、電磁アクチュエータ２２に
連結されたバルブ軸２３と、バルブ軸２３の先端に一体
に形成された円板状の弁体２４を備える。バルブ軸２３
および弁体２４は、たとえば、ステンレス等の金属材料
で形成されている。電磁アクチュエータ２２は、移動金
型３に形成された挿入孔３ｈに嵌合挿入される有底筒状
のガイド部材２９の開口端２９ｂにフランジ部材３２を
介して固定されている。ガイド部材２９と移動金型３に
形成された挿入孔３ｈとの間には、樹脂製のＯリング３
０が介在しており、挿入孔３ｈとガイド部材２９との間
をシールしている。

【００２９】ガイド部材２９の有底部には、ガイド孔２
９ａが形成されている。このガイド孔２９ａにバルブ軸
２３が移動可能に嵌合挿入されている。バルブ軸２３
は、移動の際の安定化の観点から、ガイド孔２９ａに嵌
合する部分が弁体２４側よりも大径化している。また、
ガイド孔２９ａとバルブ軸２３とは精密に嵌合してお
り、ガイド孔２９ａとバルブ軸２３との間はシールされ
ている。バルブ軸２３は、内部が空洞部２３ａとなって
いる。軽量化によりバルブ軸２３の慣性を減らして、バ
ルブ軸２３の移動を高速にするためである。

【００３０】移動金型３には、上記した排気路Ｅｐに連
通し、バルブ軸２３が挿入される排気路２６が分割面３
ａに垂直な方向に沿って形成されている。なお、移動金
型３の排気路２６が形成される部分は、バルブ機構部２
１を移動金型３に組み込むために別の金属部材３ｄで形
成されている。

【００３１】排気路２６の先端部（分割面３ａ側）に
は、弁座部３９が形成されている。この弁座部３９は、
弁体２４に相対しており、弁座部３９に形成された弁座
面３９ａに弁体２４が当接することにより、排気路２６
を閉塞する。なお、弁座面３９ａは、移動金型３の分割
面３ａに沿って形成されている。この弁座部３９は、弁
体２４よりも軟らかく、弁体２４と接触した際になじみ
の良い材料で形成されている。具体的には、銅合金等の
金属材料である。

【００３２】移動金型３には、排気路２６に直交する向
きに沿って排気路２５が形成されている。排気路２５と
排気路２６とは連通している。この排気路２５の上方に
は、装着孔３ｇが形成されており、この装着孔３ｇに排
気管５５が挿入されている。排気管５５は、先端外周部
にねじが形成されており、このねじと装着孔３ｇの内周
に形成されたネジとが螺合している。さらに、装着孔３
ｇの上端側外周には、排気管５５と装着孔３ｇとの間を
密封するために、樹脂性のＯリング５９ａおよび５９ｂ
を介してリング部材５９が固定されている。

【００３３】電磁アクチュエータ２２は、ケースの内部
にバルブ軸２３と連結される軸部材２２ａと、この軸部
材２２ａに固定された図示しない永久磁石と、この永久
磁石の周りに設けられた図示しない電磁石とを有する。
電磁石に外部から電力を供給することにより、永久磁石
と電磁石との間に吸引力が発生し、軸部材２２ａが直動
する。電磁アクチュエータ２２は、電磁石に供給する電
流の向きを適宜変更することにより、弁体２４を図６の
矢印Ｃ１およびＣ２で示す排気路２６を開閉する方向に
駆動する。

【００３４】この電磁アクチュエータ２２は、図３に示
したように、バルブコントローラ５１に電気的に接続さ
れており、バルブコントローラ５１から電力供給を受け
る。バルブコントローラ５１は、電磁アクチュエータ２
２の駆動制御を行い、弁体２４を開閉させる。このバル
ブコントローラ５１は、ダイカストマシン１を総合的に
駆動制御するマシンコントローラ５２に電気的に接続さ
れており、マシンコントローラ５２から入力される信号
に応じて電磁アクチュエータ２２の駆動制御を行う。

【００３５】上記の排気管５５は、図３に示したよう
に、真空ポンプ５０に接続されている。この真空ポンプ
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。真空ポン
プ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。

【００３６】移動金型３の分割面３ａには、シール部材
３５をはめ込む溝３ｂが形成されており、この溝３ｂに
シール部材３５がはめ込まれ、シール部材３５の一部は
分割面３ａから突出している。シール部材３５の突出し
た部分が移動金型３の分割面３ａと固定金型２の分割面
２ａを合わせたときに、分割面２ａに接触し、分割面２
ａと分割面３ａとの間をシールする。シール部材３５
は、たとえば、シリコンゴム等の比較的耐熱性の高い材
料で形成されたものを用いることが好ましい。なお、シ
ール部材３５を固定金型２の分割面２ａにはめ込む構成
とすることも可能である。

【００３７】シール部材３５は、図５に示したように、
移動金型３の分割面３ａの外周部に連続して設けられて
おり、継ぎ目が存在しない。さらに、シール部材３５の
内周側に、排気路Ｅｐ、キャビティＣおよびランナー部
Ｒｎが配置されており、こららはシール部材３５から十
分に離隔している。

【００３８】次に、押出機構部４１の具体的構成につい
て説明する。押出機構部４１は、図３に示したように、
移動金型３の背部に設置されている。この押出機構部４
１は、複数の押出ピン４２と、押出ピン４２の一端を保
持する保持板４３、４４と、保持板４３、４４が固定さ
れた可動板４５と、可動板４５を移動金型３に対して移
動可能に案内する案内軸４６と、シール冷却機構部６１
とを備えている。

【００３９】押出ピン４２は、たとえば、ステンレス等
の金属部材で形成されており、移動金型３に形成された
各挿入孔３ｋに嵌合挿入されている。なお、後述するよ
うに、挿入孔３ｋは、移動金型３の分割面３ａに近いと
ころでのみ押出ピン４２に嵌合し、それ以外の部分は押
出ピン４２が摺動しやすいように、拡径されている。こ
の挿入孔３ｋは、図５に示したように、移動金型３の分
割面３ａに開口している。各挿入孔３ｋは、ランナー部
ＲｎやキャビティＣの周辺や排気路Ｅｐに対して設けら
れている。これらの挿入孔３ｋから押出ピン４２の先端
部を突き出すことにより、移動金型３に嵌まっているダ
イカスト製品を押し出すことができる。

【００４０】保持板４３、４４は、各押出ピン４２の拡
径した後端部を挟持している。この保持板４３、４４
は、可動板４５に固定されている。可動板４５は、図３
に示したように、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに移動可能
に案内されている。この可動板４５は、図示しない駆動
手段によって、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに所定の範囲
で移動させられる。矢印Ｅ２の向きに可動板４５を移動
させることにより、押出ピン４２の先端部が移動金型３
の分割面３ａから突出する。

【００４１】押出ピン４２と挿入孔３ｋとは嵌合してお
り、溶湯金属ＭＬが押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に
侵入する可能性はないが、押出ピン４２と挿入孔３ｋと
の間に空気が侵入する可能性がある。押出ピン４２と挿
入孔３ｋとの間に外部から空気が侵入すると、キャビテ
ィＣ内を減圧した際に、キャビティＣ内を高真空にする
ことができない。また、押出ピン４２は高温のダイカス
ト製品に直接触れるため、押出ピン４２自体の温度も高
温になる可能性がある。このため、押出ピン４２と挿入
孔３ｋとの間に樹脂性のシール部材（Ｏリング）を設け
て押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間をシールすると、Ｏ
リングが高温に耐えられず、連続使用できない可能性が
ある。

【００４２】本実施形態では、上記の問題を解決するた
めにシール冷却機構部６１を移動金型３の背部に設けて
いる。図７は、シール冷却機構部６１の具体的構造を示
す図である。図７に示すように、シール冷却機構部６１
は、凹部６３ｈを有する板状の第１部材６３と、この第
１部材６３の凹部６３ｈ側に固定された板状の第２部材
６４と、第１部材６３および第２部材６４に固定された
シール保持部材６５とを有している。

【００４３】第１部材６３と第２部材６４とは連結され
ており、第１部材６３の凹部６３ｈと第２部材６４の対
向面との間に冷却液収容空間Ｓａを構成している。第１
部材６３と第２部材６４との間には、樹脂製のＯリング
７５が介在しており、第１部材６３と第２部材６４との
間をシールしている。

【００４４】第２部材６４は、移動金型３の背面に固定
されている。第２部材６４と移動金型３の背面との間の
外周部には、樹脂製のＯリング７４が介在しており、第
２部材６４と移動金型３の背面との間をシールしてい
る。Ｏリング７４の内周側に位置し、第２部材６４の移
動金型３に対向する面には、凹部６４ａが形成されてお
り、移動金型３と第２部材６４との間には隙間Ｓが形成
されている。

【００４５】第１部材６３の周壁部には、冷却液収容空
間Ｓａに冷却液Ｗを供給するための供給口６３ｂと、冷
却液収容空間Ｓａに収容された冷却液Ｗを排出するため
の排出口６３ｃとが形成されている。

【００４６】シール保持部材６５は、円筒状の部材から
なり、移動金型３の背面側の端部に拡径部を備え、第１
部材６３に形成された挿入孔６３ａおよび第２部材６４
に形成された挿入孔６４ｂに外周が嵌合挿入され、第１
部材６３および第２部材６４に固定されている。第１部
材６３の挿入孔６３ａおよび第２部材６４の挿入孔６４
ｂの内周には、樹脂製のＯリング７２および７３がそれ
ぞれ保持されている。これらのＯリング７２および７３
は、シール保持部材６５の外周と挿入孔６３ａおよび挿
入孔６４ｂとの間をシールしている。

【００４７】シール保持部材６５は、中心部に押出ピン
４２が嵌合挿入される貫通孔６５ａを備えている。この
貫通孔６５ａの内周であって、第２部材６４側に樹脂製
のＯリング７０を保持しており、第１部材６３側に樹脂
製のＯリング７１を保持している。Ｏリング７０，７１
は、押出ピン４２と貫通孔６５ａとの間をシールしてい
る。また、シール保持部材６５は、内部に空洞部６５ｃ
と、押出ピン４２に直交する方向に形成された貫通孔６
５ｂとを備えている。

【００４８】上記構成のシール冷却機構部６１におい
て、第１部材６３の供給口６３ｂには、冷却液供給管３
０が接続されており、冷却液供給管３０を通じて冷却液
Ｗが供給される。冷却液Ｗには、たとえば、水が用いら
れる。

【００４９】冷却液供給管３０から供給された冷却液Ｗ
は、冷却液収容空間Ｓａ内に導入され、一部の冷却液Ｗ
は、シール保持部材６５の貫通孔６５ｂを通じて空洞部
６５ｃに供給される。空洞部６５ｃに供給された冷却液
Ｗは、空洞部６５ｃ内に露出した押出ピン４２の一部を
冷却する。したがって、空洞部６５ｃ付近に存在する押
出ピン４２は、部分的に冷却される。冷却液供給管３０
から冷却液Ｗが連続的に供給されることにより、空洞部
６５ｃの付近には新鮮な冷却液Ｗが循環し、貫通孔６５
ｂを通って排出口６３ｃに排出される。

【００５０】一方、押出ピン４２の外周に嵌合している
Ｏリング７０および７１のうち、Ｏリング７０は、移動
金型３に形成された挿入孔３ｋと押出ピン４２との間に
外部から空気が侵入するのを防ぐ役割と、冷却液Ｗが挿
入孔３ｋ内に侵入するのを防ぐ役割を果たしている。Ｏ
リング７１は、冷却液収容空間Ｓａから冷却液Ｗが外部
に漏れるのを防ぐ役割を果たしている。これらのＯリン
グ７０，７１は、たとえば、シリコンゴム、フッ素ゴム
等の耐熱性の材料で形成されていても、押出ピン４２の
温度が、たとえば、２００℃以上の高温に達する環境下
では連続使用に耐えられない。本実施形態では、押出ピ
ン４２が高温のダイカスト製品に触れて温度が上昇した
としても、Ｏリング７０，７１の近傍に空洞部６５ｃが
配置されているため、押出ピン４２のＯリング７０，７
１に接触する部分は、たとえば、１００℃以下に抑えら
れている。この結果、Ｏリング７０，７１が熱によるダ
メージを受けることがない。

【００５１】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５
２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
ポンプ５０も起動されるが、バルブ機構部２１の弁体２
４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。

【００５２】一方、射出装置９５のスリーブ９６には、
所定の量の、たとえば、アルミニウム合金等の溶湯がラ
ドル１００によって供給される。ラドル１００による溶
湯の供給が完了すると、プランジャチップ９７がマシン
コントローラ５２の制御により駆動される。プランジャ
チップ９７の先端がスリーブ９６の供給口９６ａを通過
すると、スリーブ９６がプランジャチップ９７によって
密封され、スリーブ９６側からのキャビティＣへの空気
の侵入が遮断される。なお、プランジャチップ９７の移
動開始時には、プランジャチップ９７は通常低速で移動
される。

【００５３】マシンコントローラ５２は、たとえば、プ
ランジャチップ９７の検出位置からプランジャチップ９
７がスリーブ９６の供給口９６ａを通過したことを判断
し、バルブ機構部２１の弁体２４を開ける指令をバルブ
コントローラ５１に出力する。バルブコントローラ５１
は、マシンコントローラ５２からの指令を受けて、バル
ブ機構部２１の電磁アクチュエータ２２を駆動する電力
を電磁アクチュエータ２２に供給する。

【００５４】電磁アクチュエータ２２が駆動されると、
図８に示すように、弁体２４が矢印Ｃ２の向きに移動
し、固定金型２の分割面２ａに形成された当接面Ｓａに
弁体２４が当接して止まる。このとき、電磁アクチュエ
ータ２２によって弁体２４を駆動しているため、たとえ
ば、弁体２４は数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃの時間でかつ
略一定時間で開く。たとえば、弁体２４の駆動に油圧シ
リンダを用いた場合には、弁体２４が完全に開くまで２
百数十ｍｓｅｃの時間を要し、かつ、時間にばらつきが
発生する。

【００５５】この弁体２４の移動により、弁体２４と弁
座面３９ａとの間に隙間が形成される。この弁体２４と
弁座面３９ａとの間の隙間から、キャビティＣに連通す
る排出路Ｅｐ、排出路２６、排出路２５および排出管５
５を通じてキャビティＣの空気（ガス）が排気される。

【００５６】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によって確実にシール
されており、また、押出ピン４２と移動金型３との間
は、シール冷却機構部６１に設けたＯリング７０によっ
て確実にシールされているため、キャビティＣ内は急速
に減圧される。

【００５７】ここで、図９に示すグラフを参照して、キ
ャビティＣ内の減圧と射出速度との関係について説明す
る。図９に示すグラフ（１）は、キャビティＣ内の減圧
曲線を示しており、グラフ（２）はプランジャチップ９
７の射出速度波形を示している。なお、グラフ（３）
は、比較例として、従来の電磁切換弁および油空圧シリ
ンダ装置を用いてバルブを開閉する場合のキャビティＣ
内の減圧曲線を示しており、グラフ（４）は排気路を閉
じるときにはキャビティ内に射出・充填された溶融金属
の慣性力によってバルブを駆動させる場合のキャビティ
Ｃ内の減圧曲線を示している。グラフ（３）（４）は、
シール冷却機構部６１を備えておらず、かつ、固定金型
２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間に連続
的にシール部材を介在させていない場合である。

【００５８】グラフ（１）に示すように、減圧開始時点
をＰｔ１とすると、弁体２４の応答性がよいため、減圧
開始時点Ｐｔ１からキャビティＣ内は急速に減速され
る。さらに、押出ピンと金型の間あるいは固定金型２の
分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間から空気の
漏れがほとんど存在しないため、減圧が短時間で効率よ
く行われるのがわかる。

【００５９】一方、グラフ（３）やグラフ（４）では、
バルブの駆動にシリンダ装置を用いるため、減圧開始時
点Ｐｔ１から実際に減圧が開始されるまでのタイムラグ
が比較的長く、また、押出ピンと金型の間あるいは固定
金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間か
ら空気の漏れが存在するため、効率良く減圧されないこ
とが分かる。

【００６０】プランジャチップ９７の移動の進行に伴っ
て、キャビティＣとスリーブ９６を連通するランナー部
Ｒｎにも金属溶湯ＭＬが充填される。この状態において
は、キャビティＣ内は、たとえば、２０〜４０Ｔｏｒｒ
程度の高真空状態となっている。

【００６１】キャビティＣ内への金属溶湯ＭＬの射出・
充填は、プランジャチップ９７の射出速度を高速に切り
換えることによって行われる。すなわち、図９に示す高
速射出開始時点Ｐｔ２において、射出速度が高速に切り
換えられる。しかしながら、高速射出に切り換える前
に、バルブ機構部２１に金属溶湯ＭＬが侵入するのを防
ぐために、排気路を弁体２４によって閉じる必要があ
る。排気路２６を弁体２４によって閉じるタイミング
は、高速射出開始時点Ｐｔ２の直前が好ましい。すなわ
ち、弁体２４によって排気路２６を閉じたのちには、キ
ャビティＣ内の排気が行われず、空気の漏れによってキ
ャビティＣ内の圧力が上昇する可能性があるからであ
る。

【００６２】本実施形態では、弁体２４の駆動に電磁ア
クチュエータ２２を用い、さらに、バルブ軸２３を軽量
化しているため、数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃ程度の短時
間で閉じることが可能であり、かつ、電磁アクチュエー
タ２２の応答にばらつきがほとんどないため、高速射出
開始時点Ｐｔ２の直前に行うことができる。

【００６３】なお、弁体２４によって排気路２６を閉じ
るタイミングは、プランジャチップ９７の検出位置や金
型内に設けた圧力センサ等でキャビティＣ内の圧力をマ
シンコントローラ５２が検出することによって決定す
る。マシンコントローラ５２は、これらの信号の検出に
応じて、バルブコントローラ５１に指令を出力する。

【００６４】電磁アクチュエータ２２を駆動して、弁体
２４によって排出路２６を閉じたとき、弁体２４は高速
で弁座部３９の弁座面３９ａに衝突するため、弁体２４
が弁座部３９から反発して跳ね上がる可能性がある。し
かしながら、本実施形態では、弁座部３９の形成材料と
して、反発を抑制する材料、すなわち、弁体２４の形成
材料よりも軟らかく、かつ、なじみの良い材料を用いて
いるため、弁体２４が弁座部３９に衝突した際の跳ね上
がりを極力抑制することができる。この結果、誤って、
バルブ機構部２１に金属溶湯が侵入することを防ぐこと
ができる。

【００６５】高速射出開始時点Ｐｔ２において、高速射
出に切り換えられると、金属溶湯ＭＬは、キャビティＣ
内に充填され、凝固する。これにより、所望のダイカス
ト製品が得られる。

【００６６】型締状態にある固定金型２と移動金型３か
ら成形されたダイカスト製品を取り出すには、トグル機
構１１０を作動させて、固定金型２と移動金型３とを開
く。固定金型２と移動金型３とを開く（この時、プラン
ジャチップは所定圧でランナー部に続くビスケット部を
押しつけている）と、成形されたダイカスト製品は固定
金型２から離れる。この状態で押出機構部４１を動作さ
せ、押出ピン４２を移動金型３の分割面３ａから突出さ
せることにより、ダイカスト製品を移動金型３から取り
外すことができる。

【００６７】このとき、押出ピン４２は高温状態にある
ダイカスト製品に直接触れるため、押出ピン４２の温度
も上昇する。一方、シール冷却機構部６１において、押
出ピン４２に嵌合しているＯリング７０および７１は、
押出ピン４２が部分的に冷却されているため、高温に晒
されることがなく、Ｏリング７０および７１の機能が熱
によって劣化することがない。

【００６８】さらに、シール冷却機構部６１には連続的
に冷却液Ｗが供給されているため、シール冷却機構部６
１の温度は移動金型３の温度よりも十分に低下する。こ
のため、シール冷却機構部６１が移動金型３に直接触れ
ていると、移動金型３の温度分布に影響を及ぼし、ダイ
カスト製品の品質に影響を与える可能性があるが、本実
施形態では、シール冷却機構部６１と移動金型３との間
に隙間を形成し、シール冷却機構部６１と移動金型３と
が直接触れない構成としているため、シール冷却機構部
６１の移動金型３への影響を抑制することができる。

【００６９】以上のように、本実施形態によれば、キャ
ビティＣと真空ポンプ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と真空ポンプ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
ポンプ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と真空ポンプ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。

【００７０】第２実施形態 図１０は、本発明のダイカストマシンの第２の実施形態
に係る金型周辺の構造を示す断面図である。なお、上述
した実施形態と同一の構成部分については同一の符号を
付している。図１０に示すように、本実施形態に係るダ
イカストマシンの移動金型３には、複数のバルブ機構部
２０１，２０２が設けられている。バルブ機構部２０
１，２０２の構成は、上記したバルブ機構部２１と同一
構成である。

【００７１】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を通じて真空ポンプ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を通じて真空ポンプ５
０２と連通している。真空ポンプ５０１および５０２
は、同等な排気能力を備えている。

【００７２】また、バルブ機構部２０１および２０２の
電磁アクチュエータ２２は、共通のバルブコントローラ
５１に接続されている。このバルブコントローラ５１
は、バルブ機構部２０１および２０２をそれぞれ独立に
駆動可能となっている。

【００７３】上述した第１の実施形態において説明した
ように、弁体２４の駆動に電磁アクチュエータ２２を用
いることにより、バルブ機構部を小型化でき、金型に対
する配置の自由度を増加させることが可能になる。この
ため、複数のバルブ機構部２０１，２０２を金型に設置
することは容易に可能である。

【００７４】上記のように、複数のバルブ機構部２０
１，２０２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、真空ポンプの排気能力を
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。

【００７５】また、複数のバルブ機構部２０１，２０２
を金型に設置し、かつ、独立に駆動できる構成とするこ
とにより、バルブ機構部の配置に応じてバルブの開閉の
タイミングをそれぞれ最適化することができる。

【００７６】次に、複数のバルブ機構部２０１，２０２
を用いた場合の、キャビティＣ内の減圧動作の一例につ
いて図１１を参照して説明する。図１１において、グラ
フ（１）はキャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グ
ラフ（２）はプランジャチップ９７の射出速度波形を示
している。まず、バルブ機構部２０１および２０２によ
り、排出路を閉じた状態から、プランジャチップ９７の
低速移動を開始する。次いで、射出開始時点Ｐｔ１にお
いて、一方のバルブ機構部２０１を開き、キャビティＣ
内の減圧を開始する。なお、この状態では、他方のバル
ブ機構部２０２は閉じている。

【００７７】バルブ機構部２０１の開放によって、キャ
ビティＣ内は真空ポンプ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内は真空ポンプ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５
１へ指令が出力されることにより行われる。

【００７８】ところで、真空ポンプの特性として、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、真空ポンプ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
ポンプ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内を減圧する真空ポンプを真空ポンプ５０
２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。

【００７９】真空ポンプ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。

【００８０】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２０
２を開いた状態としておくことにより、真空ポンプ５０
２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。

【００８１】高速射出に要する時間は、たとえば、４０
〜２００ｍｓｅｃ程度と短いが、本実施形態では、バル
ブ機構部に電磁アクチュエータ２２を用いているため、
このような限られた時間の中で、適切なタイミングでバ
ルブ機構部２０２を閉じることができる。また、複数の
バルブ機構部２０１，２０２のうち、バルブ機構部２０
２は、バルブ機構部２０１と比べてキャビティＣから離
れた位置にあり、このように離れた位置にあるバルブ機
構部２０２を最後に閉じることにより、キャビティＣに
連通する排気路を閉じるタイミングを可能な限り遅らせ
つつ、バルブ機構部への溶湯の侵入を防ぐことができ
る。

【００８２】なお、上述した実施形態では、２つのバル
ブ機構部２０１，２０２を金型に設けた場合について説
明したが、さらに多数のバルブ機構部を設けることも可
能である。また、上述した実施形態では、２つのバルブ
機構部２０１，２０２を共通の排出路Ｅｐに対して設置
した場合について説明したが、分割面間に形成する排出
路を複数のバルブ機構部に対応して形成する構成を採用
することも可能である。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、押出ピンと金型の間を
密封するシール部材の温度上昇による劣化を防ぐことが
でき、押出ピンと金型の間を確実にシールでき、金型キ
ャビティ内をより高真空にすることができる。また、本
発明によれば、押出ピンと金型の間を確実にシールして
いるので、金型キャビティ内を短時間に効率良く減圧す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるダイカストマシンの構成の
一例を示す図である。

【図２】図１に示すダイカストマシンの型開状態を示す
図である。

【図３】本発明のダイカスト装置の第１の実施形態に係
る金型周辺の構造を示す断面図である。

【図４】固定金型２の分割面の構造を示す図である。

【図５】移動金型３の分割面の構造を示す図である。

【図６】バルブ機構部２１の周辺の構造を示す断面図で
ある。

【図７】シール冷却機構部６１の具体的構造を示す断面
図である。

【図８】バルブ機構部２１の動作状態を説明するための
図である。

【図９】キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係を説
明するための図である。

【図１０】本発明のダイカストマシンの第２の実施形態
に係る金型周辺の構造を示す断面図である。

【図１１】キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係を
説明するための図である。

【符号の説明】

１…ダイカストマシン ２…固定金型 ３…移動金型 ３ｋ…挿入孔 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 ４２…押出ピン ５０，５０１，５０２…真空ポンプ ６１…シール冷却機構部 ６５…シール保持部材 Ｓａ…冷却液収容空間 ７０…Ｏリング Ｗ…冷却液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 29/04 Ｂ２２Ｄ 29/04 Ｃ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の金型の間に形成されるキャビティ内
   を減圧し、当該キャビティ内に金属溶湯を射出・充填し
   てダイカスト製品を成形するダイカスト装置であって、 前記キャビティにおいて成形される成形品を押し出し可
   能に、前記金型に形成された前記キャビティに連通する
   挿入孔に挿入された押出ピンと、 前記押出ピンと前記挿入孔の間を密封し、減圧された前
   記キャビティ内への空気の流入を防ぐ、前記押出ピンの
   外周に嵌合するシール部材と、 前記成形品との接触により温度上昇する前記押出ピンの
   すくなくとも前記シール部材の嵌合する位置近傍の温度
   上昇を防ぐ温度上昇防止手段とを有するダイカスト装
   置。
2. 【請求項２】前記温度上昇防止手段は、冷却液によって
   前記押出ピンの前記シール部材の嵌合する位置近傍を強
   制冷却する請求項１に記載のダイカスト装置。
3. 【請求項３】前記温度上昇防止手段は、前記金型の背面
   に固定され、前記シール部材を保持し、内部に冷却液が
   収容される収容空間を備える冷却液収容部を有し、 前記押出ピンは、前記冷却液収容部に保持されたシール
   部材に嵌合し、前記収容空間を横断するように前記冷却
   液収容部を貫通している請求項２に記載のダイカスト装
   置。
4. 【請求項４】前記冷却液収容部は、前記冷却液が供給さ
   れる供給口と、前記収容空間を通過した冷却液を排出す
   る排出口とを備える請求項３に記載のダイカスト装置。
5. 【請求項５】前記冷却液収容部と前記金型の背面との間
   には、熱の移動を防ぐための隙間が形成されている請求
   項３または４に記載のダイカスト装置。