JP2002346716A - ダイカスト用金型 - Google Patents

ダイカスト用金型

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JP2002346716A
JP2002346716A JP2001155264A JP2001155264A JP2002346716A JP 2002346716 A JP2002346716 A JP 2002346716A JP 2001155264 A JP2001155264 A JP 2001155264A JP 2001155264 A JP2001155264 A JP 2001155264A JP 2002346716 A JP2002346716 A JP 2002346716A
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JP
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die
cavity
discharge passage
casting
gas
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JP2001155264A
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Yoshio Fujita
義夫 冨士田
Shigehiko Igawa
成彦 井川
Yoshiharu Yoshida
吉田  義治
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/14Machines with evacuated die cavity
    • B22D17/145Venting means therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティ内の気体を効率よく放出すること
ができるダイカスト用金型を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 ダイカスト用金型21は、キャビティ2
5及びガス抜き用隙間26を合せ面PLに沿って有する
型本体22を備える。型本体には、キャビティ内の気体
を金型の外に放出するための放出通路34が形成されて
おり、放出通路は、ガス抜き用隙間を閉塞することのな
い開閉手段36によって開閉される。放出通路の入口
は、ベント26aの上流に配置され、放出通路の出口近
傍には、置換完了検知用のセンサ35が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PF法に用いられ
るダイカスト用金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来のダイカスト法に用いられ
るダイカスト用金型を示す。ダイカスト用金型1は、第
1部分2と第2部分3とからなる型本体を備えている。
図3に示されるように、第1部分2と第2部分3が閉じ
られると、両者の間にキャビティ4が形成される。キャ
ビティ4にはゲート5が連通し、このゲート5は流路6
を介してスリーブ7に連通している。スリーブ7内に
は、射出ロッド8の先端に設けられたプランジャチップ
9がストローク可能に収容されている。また、第2部分
3には、ゲートシリンダ10が設けられている。ゲート
シリンダ10内には、出入部材11がゲート5に対して
突入・退出可能に収容されている。
【0003】以上のように構成されたダイカスト用金型
を用いたダイカスト法においては、スリーブやキャビテ
ィ内に存在する窒素(空気に含まれる)などの不活性ガ
スが溶湯と反応せず鋳物の中に気泡として残存すること
に起因した鋳物の品質低下を防止すべく、いわゆるPF
法と呼ばれる方法が採用されている。すなわち、PF法
とは、キャビティ内の空気を酸素などの活性ガスに置換
した後、アルミニウムなどの溶湯をキャビティ内に流し
込むダイカスト法である。具体的には、型本体2,3を
閉じた後、プランジャチップ9を図中点線の如く前進さ
せてスリーブ7の注湯口7aを塞いだ状態で、酸素供給
口7bよりキャビティ4内に置換用ガスとして酸素を送
り込み、キャビティ4内の空気を酸素に置換する。この
とき、キャビティ4内の空気が好適に酸素により置換さ
れた否かは、O2センサ12によって判断していた。す
なわち、キャビティ4内に供給された酸素は、型本体
2,3の間に生じたガス抜き用隙間13より金型外に噴
出する。そして、この噴出する酸素濃度をO2センサ1
2によって計測し、所定濃度に達したことをもって、キ
ャビティ4内の空気が酸素により置換されたものとして
いた。キャビティ4が酸素によって置換された後、プラ
ンジャチップ9を後退させて注湯口7aより溶湯をスリ
ーブ7内に注入し、プランジャチップ9を前進させるこ
とによって、スリーブ7内の溶湯を流路6に送り込む。
このとき、ゲート5には出入部材11を突出させてお
き、ゲート5の流路面積を小さくしておくことにより、
ゲート5からキャビティ4内に噴射される溶湯は霧状と
なって酸素と反応する。これにより、鋳物中に気泡が残
存するのを防止することができる。そして、キャビティ
4やゲート5内の溶湯の圧力が増加し、さらにスリーブ
7内の溶湯の圧力が一定値以上になったときに、出入部
材11をゲート5から退出させてゲート5の流路面積を
拡大させ、スリーブ7内の溶湯を押圧してさらにキャビ
ティ4内の溶湯に十分な圧力をかける。このようにし
て、キャビティ4内から不活性ガスを除去し溶湯に十分
な圧力をかけることにより、引け巣が生じない鋳物を製
作することができるようになっている。
【0004】ところで、上記の隙間13は常に開放され
ていたため、キャビティ4内に送り込まれた溶湯がこの
隙間13を通って噴出した場合、O2センサ12に付着
して同センサの破損を招くことも考えられる。よって、
隙間13は、溶湯が通りにくく且つ空気や酸素などの気
体が流通できるような隙間に設定されており、また、通
路の途中には溶湯の冷却を促進し噴出を防止するための
チルベント14が設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のダイカスト用金型においては、溶湯の噴出を防
止するために隙間13が狭く、しかもチルベント14が
設けられているので、その分、キャビティ4内の空気や
酸素も隙間13を通りにくく、キャビティ内を酸素で置
換するための時間を多く要していた。
【0006】本発明は、このような従来技術の問題を解
決するためになされたものであり、キャビティ内の気体
を効率よく放出することができるダイカスト用金型を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項1に記載の本発明は、キャビティ内の空気を
活性ガスで置換した状態で、ゲートから溶湯を前記キャ
ビティに射出して鋳物を製作するダイカスト用金型であ
って、前記キャビティ及びガス抜き用隙間を合せ面に沿
って有する型本体と、前記キャビティ内の気体を金型の
外に放出するための放出通路と、置換完了後に前記ガス
抜き用隙間を閉塞することなく前記放出通路を閉じる開
閉手段と、前記放出通路の出口に設けられた置換完了検
知用のセンサとを備えたことを特徴とするものである。
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のダイカス
ト用金型において、前記ガス抜き用隙間にはベントが設
けられ、前記放出通路の入口は該ガス抜き用隙間におけ
る前記ベントの上流部分に接続されていることを特徴と
するものである。請求項3に記載の本発明は、請求項1
又は2に記載のダイカスト用金型において、前記放出通
路の出口に置換完了検知用のセンサを設けたものであ
る。
【0008】請求項1に記載のダイカスト用金型におい
ては、置換完了前はキャビティ内の気体がガス抜き用隙
間及び放出通路の双方を介して金型の外へ放出され、置
換完了後はキャビティ内の溶湯が放出通路を介して金型
の外へ噴出することが規制される。請求項2に記載のダ
イカスト用金型においては、放出通路を通る気体は、流
路抵抗の大きいベントを通ることなく、キャビティ内か
ら金型の外へ放出される。請求項3に記載のダイカスト
用金型においては、放出通路が置換完了後に閉じられる
ため、溶湯が置換完了検知用のセンサに向けて噴出され
ない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1及び2にこの発明の実
施の形態に係るダイカスト用金型を示す。ダイカスト用
金型21は、型本体22を備えている。型本体22は、
分離可能な第1部分23及び第2部分24より構成され
ている。これら第1部分23及び第2部分24が合せら
れると、合せ面PLに沿ってキャビティ25及びガス抜
き用隙間26が形成されるようになっている。キャビテ
ィ25は、第1部分23及び第2部分24の凹面によっ
て画定されており、目的の鋳物製品に対応した形状を備
える。ガス抜き用隙間26は、その一端がキャビティ2
5に開口しており、他端が金型の外部に開口している。
ガス抜き用隙間26の途中には、チルベント26aが設
けられている。
【0010】また、型本体22の第2部分24にはスリ
ーブ27が設けられている。スリーブ27内には、射出
ロッド28の先端に設けられたプランジャチップ29が
ストローク可能に収容されている。スリーブ27は、流
路30及びゲート31を介して、キャビティ25に連通
している。ゲート31の近傍には、ゲートシリンダ32
が設けられている。ゲートシリンダ32内には、出入部
材33がゲート31に対して突入・退出可能に収容され
ている。
【0011】さらに、型本体22の第2部分24には、
キャビティ25内の気体を金型の外に放出するための放
出通路34が形成されている。放出通路34は屈曲して
おり、通路入口34aは、ガス抜き用隙間26における
チルベント26aの上流部分に接続しており、流路出口
34bは、第2部分の外面に開口している。流路出口3
4bの近傍には、置換完了検知用のセンサとしてO2
ンサ35が設けられている。さらに、型本体22の第2
部分24には、ガス抜き用隙間26を閉塞することなく
放出通路34を開閉する開閉手段36が設けられてい
る。開閉手段36は、シリンダ37と、シリンダ37に
沿ってストロークし放出通路34に突入・退出する開閉
ピン38とを備えている。
【0012】次に、以上のように構成された本実施の形
態に係るダイカスト用金型の動作について説明する。型
本体の第1部分23及び第2部分24を閉じた後、プラ
ンジャチップ29を図中点線の如く前進させてスリーブ
27の注湯口27aを塞いだ状態で、酸素供給口27b
よりキャビティ25内に置換用ガスとして酸素を送り込
み、キャビティ25内の空気を酸素に置換する。キャビ
ティ25内に酸素が送り込まれると、それまでキャビテ
ィ25内に存在していた空気がまず、ガス抜き用隙間2
6や放出通路34を通って金型の外へ放出される。そし
て、キャビティ25内の空気が酸素で置換されるに従っ
て、ガス抜き用隙間26や放出通路34を通って金型の
外へ放出される気体の酸素濃度が次第に増加していく。
この間、O2センサ35は、放出通路34から放出され
る気体の酸素濃度を監視しており、濃度が所定値を超え
たことが検知されると、キャビティ25内が酸素によっ
て置換されたものとして判断される。このように、本実
施の形態では、ガス抜き用隙間26を通るだけでなく放
出通路34も通ってキャビティ25内の気体が金型の外
へ放出されるので、効率よくキャビティ25内の気体を
放出し短時間でキャビティ25内の空気を酸素で置換す
ることが可能となっている。しかも、放出通路34には
後述するように溶湯が通る恐れが無く流路を狭める制約
もないことから、放出通路34の流路面積をガス抜き用
隙間26の流路面積よりも拡大させることが可能であ
り、より短時間でキャビティ25内の空気を酸素で置換
することが可能となっている。さらに、放出通路34は
チルベント26aの上流位置から分岐するため、放出通
路34を通る気体は、屈曲による流路抵抗の大きいチル
ベント26aを通ることなく金型の外へと流れることが
でき、より短時間でキャビティ25内の空気を酸素で置
換することが可能となっている。
【0013】キャビティ25内が酸素で置換されたと判
断された場合には、開閉手段36により放出通路34を
閉じる。すなわち、図2に示されるように、開閉ピン3
8を放出通路34の屈曲部から流路入口34aに向けて
挿入し、キャビティ25と金型の外との連通を遮断す
る。その後、図2に示されるようにプランジャチップ2
9を後退させて注湯口27aより溶湯をスリーブ27内
に注入し、さらにプランジャチップ29を前進させるこ
とによって、スリーブ27内の溶湯を流路30に送り込
む。このとき、ゲート31には出入部材33を突出させ
ておき、ゲート31の流路面積を小さくしておくことに
より、ゲート31からキャビティ25内に噴射される溶
湯は霧状となって酸素と反応する。これにより、鋳物中
に気泡が残存するのを防止することができる。そして、
キャビティ25やゲート31内の溶湯の圧力が増加し、
さらにスリーブ27内の溶湯の圧力が一定値以上になっ
たときに、出入部材33をゲート31から退出させてゲ
ート31の流路面積を拡大させ、スリーブ27内の溶湯
を押圧してさらにキャビティ25内の溶湯に十分な圧力
をかける。このようにして、キャビティ25内から不活
性ガスを除去し溶湯に十分な圧力をかけることにより、
引け巣が生じない鋳物を製作することができるようにな
っている。
【0014】また、このように、キャビティ25内に溶
湯が注入され、溶湯に圧力がかけられると、溶湯の一部
がガス抜き用隙間26に侵入してくる。しかし、ガス抜
き用隙間26にはチルベント26aが設けられているこ
とから、溶湯はチルベント26aにおいて冷却、固化さ
れ、金型の外まで噴出することが防止されている。ま
た、放出通路34は上述したように開閉手段36によっ
て閉じられているため、溶湯が放出通路34を通って金
型の外へ噴出しO2センサ35に付着して同センサを破
損させることもない。また、万が一、溶湯がガス抜き用
隙間26から金型の外へ流出したとしても、O2センサ
35は、ガス抜き用隙間26の出口ではなく、置換完了
後には閉じている放出通路34の出口に配置されている
ため、置換完了後にセンサを移動させたりセンサを覆っ
たりすることもなく、センサ破損を回避することができ
る。
【0015】さらに、開閉手段36は置換完了後にガス
抜き用隙間26を閉塞すること無く放出通路34を閉じ
るため、僅かな気体が存在していた場合、かかる気体は
開放されているガス抜き通路26を通って金型の外へ排
出され得る。すなわち、O2センサ35の破損を防止す
ることが可能であり、なお且つ気体の放出を促進して短
時間で置換を完了させることが可能でありながら、さら
に、置換完了後の気体の排出の余地も残すことが可能と
なっている。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
本発明のダイカスト用金型によれば、短時間でキャビテ
ィ内の空気を酸素で置換することが可能となっている。
また、請求項2に記載のダイカスト用金型によれば、放
出通路を通る気体は、屈曲による流路抵抗の大きいベン
トを通ることなく金型の外へと流れることができ、より
短時間でキャビティ内の空気を酸素で置換することが可
能となっている。請求項3に記載のダイカスト用金型に
よれば、置換完了検知用のセンサを溶湯から守ることが
可能でありながら、短時間でキャビティ内の空気を酸素
で置換することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るダイカスト用金型
の置換完了前の状態を示す図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係るダイカスト用金型
の置換完了後の状態を示す図である。
【図3】 従来のダイカスト用金型を示す図である。
【符号の説明】
21…ダイカスト用金型、22…型本体、25…キャビ
ティ、26…ガス抜き用隙間、26a…ベント、31…
ゲート、34…放出通路、35…センサ、36…開閉手
段、PL…合せ面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 義治 愛知県大府市共和町茶屋8番地 豊田スル ザー株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャビティ内の空気を活性ガスで置換し
    た状態で、ゲートから溶湯を前記キャビティに射出して
    鋳物を製作するダイカスト用金型であって、 前記キャビティ及びガス抜き用隙間を合せ面に沿って有
    する型本体と、 前記キャビティ内の気体を金型の外に放出するための放
    出通路と、 置換完了後に前記ガス抜き用隙間を閉塞することなく前
    記放出通路を閉じる開閉手段とを備えたことを特徴とす
    るダイカスト用金型。
  2. 【請求項2】 前記ガス抜き用隙間はベントを備え、前
    記放出通路の入口は該ガス抜き用隙間における前記ベン
    トの上流部分に接続されていることを特徴とする請求項
    1に記載のダイカスト用金型。
  3. 【請求項3】 前記放出通路の出口に設けられた置換完
    了検知用のセンサをさらに備えた請求項1又は2に記載
    のダイカスト用金型。
JP2001155264A 2001-05-24 2001-05-24 ダイカスト用金型 Withdrawn JP2002346716A (ja)

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