JP2003191059A - ダイカストマシーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エジェクターピンの貫通孔に残存する空気、
離型剤から蒸発した水蒸気等のガスを確実に除去し、こ
れらの残存ガスによる巣、ブローホール等の鋳造欠陥を
軽減、防止するようにしたダイカストマシーンを提供す
る。 【解決手段】 金型２のキャビティ３とエジェクターピ
ン２１の貫通孔３１を真空吸引装置７に、ガス流路３
３、給排気管３５および排気管３６によって接続する。
キャビティ３、スリーブ４および貫通孔３１を反応性ガ
ス供給装置９に、ガス供給管６２、分岐管６３およびガ
ス流路３４によって接続する。真空吸引装置７によって
キャビティ３および貫通孔３１を真空吸引した後、反応
性ガス供給装置９によってスリーブ４、キャビティ３お
よび貫通孔３１に反応性ガスＧを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気、水蒸気等の
ガスに起因する巣、ブローホール等の鋳造欠陥を極力軽
減、防止し、製品の機械的特性を向上させ得るようにし
たダイカストマシーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、スリーブに注入されたアルミニウ
ム合金等の溶湯（溶融金属）をプランジャによって金型
のキャビティに圧入してダイカスト製品を鋳造するダイ
カスト鋳造法において、キャビティ内に残存する空気や
水蒸気等のガスが製品の内部に巻き込まれると、巣、ブ
ローホール等の鋳造欠陥となり、製品の機械的特性（強
度、伸び等）を著しく低下させる。それ故、特に強度が
要求される構造材にあっては、空気や水蒸気等のガスに
起因する巣、ブローホール等の鋳造欠陥の発生を極力抑
制、防止する必要がある。

【０００３】このような空気や水蒸気等のガスに起因す
る鋳造欠陥の発生を防止する方法として、真空・酸素ダ
イカスト法（例えば、特開２０００−８４６４８号公
報、国際公開番号ＷＯ01/51237 A1 等）が知られてい
る。

【０００４】特開２０００−８４６４８号公報に記載さ
れた真空・酸素ダイカスト法は、金型のキャビティを真
空吸引して１００ミリバール以下にした後、キャビティ
に反応性ガスとして酸素を供給し、キャビティ内の圧力
が大気圧より高くなるとアルミニウム溶湯の圧入を開始
するようにしたものである。

【０００５】このようにキャビティ内の空気や水蒸気等
のガスを酸素に置換してキャビティ内の圧力を大気圧よ
り高くすると、キャビティ内の酸素は金型の接合面やス
リーブの溶湯口を通って外部に吹き出してエアカーテン
を形成するため、外気が前記接合面や溶湯口からキャビ
ティ内に侵入することがなく、空気に起因する鋳造欠陥
を抑制、防止することができる。また、離型剤に含まれ
ている水分の蒸発を促進させ、この蒸発した水蒸気を外
部に排出する。なお、キャビティに供給される反応性ガ
スとしての酸素は、その一部がアルミニウム溶湯と反応
して微細なＡｌ ₂Ｏ₃となって製品内に分散するため、製
品に悪影響を及ぼすことはない。

【０００６】国際公開番号ＷＯ01/51237 A1 に記載され
た真空・酸素ダイカスト法は、金型のキャビティを１０
０ミリバール以下に真空吸引した後、この真空吸引にオ
ーバーラップさせてスリーブから酸素等の反応性ガスを
キャビティに供給してキャビティ内の圧力を大気圧以上
にし、反応性ガスの供給を継続しながらスリーブにアル
ミニウム合金溶湯を注入し、次いでキャビティを再度真
空吸引しながらアルミニウム合金溶湯をキャビティに圧
入するようにしたものである。

【０００７】このようにキャビティを再度真空吸引する
と、アルミニウム合金溶湯と反応せずに未反応のままキ
ャビティ内に残存する反応性ガスを外部に排出すること
ができ、製品内部に取り込まれることがない。

【０００８】このように、上記した従来の真空・酸素ダ
イカスト法にあっては、いずれも溶湯の圧入に先立って
キャビティ内を真空吸引した後、反応性ガスを供給して
キャビティ内の圧力を大気圧以上に維持しているため、
キャビティ内に残存する空気、水蒸気等の残存ガスの量
を著しく低減でき、通常のダイカスト法に比べて残存ガ
スの巻き込みが少なく、この残存ガスに起因する鋳造欠
陥を大幅に抑制、防止することができる利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のダイカスト法においても、金型内に残存する
空気を完全には除去することができず、また外部からの
空気の侵入についても完全には防止することができない
ため、依然として空気、水蒸気等のガスに起因する鋳造
欠陥が発生するという問題があった。その理由は、ダイ
カストマシーンの金型は、鋳造後にキャビティ内の製品
を押圧して離型させるエジェクターピン（押出ピン）を
備えており、このエジェクターピンと金型に設けられた
貫通孔との間にはエジェクターピンの進退移動を可能に
するための微小な隙間が設けられているため、キャビテ
ィを真空吸引するときに、この隙間を通って外気がキャ
ビティ内に侵入して製品に巻き込まれることにより鋳造
欠陥を生じさせるからである。さらに、この隙間内に残
存する空気や離型剤から蒸発した水蒸気は、通常の真空
吸引工程または不活性ガス注入工程では除去することが
難しく、溶湯をキャビティに圧入したとき、この残存ガ
スが製品に巻き込まれるからである。

【００１０】このような問題を解決するための方法とし
て、金型の背面にエジェクターボックスを設け、このエ
ジェクターボックスを気密にシールし、エジェクターピ
ンが挿通される貫通孔からエジェクターボックスに排出
される反応性ガスをガス検出手段によって検出すること
により、キャビティ内の空気が排出されたか否かを判定
するようにしたり（実開平５−１３６４９号公報）、あ
るいはエジェクターボックスを気密にシールして内部に
酸素を満たしておくことにより、キャビティ内を減圧し
たとき、貫通孔とエジェクターピンとの隙間から外気が
キャビティ内に侵入しないようにするダイカスト法（特
公平２−３３４６８号公報）が提案されている。

【００１１】しかしながら、金型の背面に気密性の高い
エジェクターボックスを設けると、金型自体の構造が複
雑化するばかりか、エジェクターボックス内には通常冷
却水の配管が組み込まれているため、エジェクターボッ
クスの気密性を完全には維持することが難しく、またエ
ジェクターボックスに反応性ガスを充満させておくと、
それだけ反応性ガスの消費量が増加するなど多くの問題
があった。

【００１２】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、金型の
背面に気密性の高いエジェクターボックスを設ける代わ
りに、エジェクターピンを摺動可能に支持する貫通孔を
真空吸引装置に接続し、キャビティの通常の真空吸引に
加えて貫通孔を同時に真空吸引することにより、通常の
真空吸引では除去し難い貫通孔内に残存する空気や離型
剤から蒸発した水蒸気等のガスを確実に除去することが
でき、また貫通孔からの外気の侵入をも確実に防止する
ことができ、空気、離型剤から蒸発した水蒸気等のガス
に起因する巣、ブローホール等の鋳造欠陥の発生を軽
減、防止し得るようにしたダイカストマシーンを提供す
ることにある。

【００１３】また、本発明は、貫通孔内に残存する空
気、水蒸気等のガスを反応性ガスに置換することによ
り、貫通孔内に残存するガスに起因する鋳造欠陥の発生
を軽減、防止するとともに、外気の侵入を防止し得るよ
うにしたダイカストマシーンを提供することにある。

【００１４】また、本発明は、反応性ガスに含まれてい
る水分の量を軽減することで、この水分と溶湯との反応
によって発生する水素ガスの量を軽減し得るようにした
ダイカストマシーンを提供することにある。

【００１５】さらに、本発明は、鋳造終了後に金型への
圧縮空気の供給により、キャビティ、貫通孔、エジェク
ターピン、ガス流路等を清掃し、これらに付着、残留し
ている異物を除去し得るようにしたダイカストマシーン
を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、真空吸引装置によって金型のキャビテ
ィを真空吸引した後、溶湯を前記キャビティに圧入する
ダイカストマシーンにおいて、前記金型内部にエジェク
ターピンが進退自在に貫通する貫通孔とガス流路を設
け、前記ガス流路の一端を前記貫通孔の孔壁に開口さ
せ、他端側を前記真空吸引装置に接続したものである。

【００１７】第１の発明において、エジェクターピンの
貫通孔に残存する空気、水蒸気等のガスがキャビティ内
に吸引され、溶湯内に取り込まれると巣などの鋳物欠陥
となる。そこで、真空吸引装置によってキャビティを真
空吸引すると同時に、エジェクターピンの貫通孔も真空
吸引することで、貫通孔に残存する空気、水蒸気等のガ
スを確実に除去することができる。したがって、このよ
うな残存ガスに起因する鋳物欠陥の発生が抑制される。
キャビティに残存する空気、水蒸気等のガスを減少させ
ることができる。また、離型剤に含まれている水分の蒸
発が促進される。さらに、貫通孔より侵入してきた外気
をキャビティに到達する前に排出させることができる。
したがって、このような残存ガスに起因する鋳物欠陥の
発生が抑制される。真空吸引後、反応性ガスの供給によ
ってキャビティ内の圧力を大気圧以上に高くすると、金
型の接合面や貫通孔から反応性ガスが外部に排出される
ため、接合面や貫通孔からの外気の侵入が防止される。
また、離型剤から蒸発した水蒸気も外部に排出される。

【００１８】第２の発明は、反応性ガス供給装置によっ
て金型のキャビティ内の空気を反応性ガスに置換した
後、溶湯を前記キャビティに圧入するダイカストマシー
ンにおいて、前記金型内部にエジェクターピンが進退自
在に貫通する貫通孔とガス流路を設け、前記ガス流路の
一端を前記貫通孔の孔壁に開口させ、他端側を前記反応
性ガス供給装置に接続したものである。

【００１９】第２の発明において、エジェクターピンの
貫通孔に残存する空気や水蒸気等のガスがキャビティ内
に吸引され、溶湯内に取り込まれると巣などの鋳物欠陥
となる。そこで、スリーブ等からキャビティ内部に反応
性ガスを供給し、キャビティ内の空気を反応性ガスに置
換すると同時に、エジェクターピンの貫通孔からも反応
性ガスを供給し、エジェクターピンの貫通孔に残存する
空気や水蒸気を反応性ガスに置換させることができる。
また、貫通孔に供給された反応性ガスはキャビティ側で
はなく、金型外にも向かって流れるので、貫通孔を経由
してキャビティ内に外気が侵入することも防ぐことがで
きる。キャビティに供給された反応性ガスは、溶湯がア
ルミニウム合金の場合、アルミニウムと反応し、固体と
してＡｌ ₂Ｏ₃となり、製品内部に分散する。

【００２０】第３の発明は、真空吸引装置によって金型
のキャビティを真空吸引した後、反応性ガス供給装置に
よって前記キャビティに反応性ガスを供給し、その後溶
湯を前記キャビティに圧入するダイカストマシーンにお
いて、前記金型内部にエジェクターピンが進退自在に貫
通する貫通孔とガス流路を設け、前記ガス流路の一端を
前記貫通孔の孔壁に開口させ、他端側を前記真空吸引装
置と前記反応性ガス供給装置の少なくともいずれか一方
に接続したものである。

【００２１】第３の発明において、エジェクターピンの
貫通孔に残存する空気、水蒸気等のガスがキャビティ内
に吸引され、溶湯内に取り込まれると巣などの鋳物欠陥
となる。そこで、真空吸引装置によってキャビティを真
空吸引すると同時に、エジェクターピンの貫通孔も真空
吸引したり、反応性ガスをキャビティ内に注入する際
に、エジェクターピンの貫通孔にも反応性ガスを供給す
ることにより、貫通孔に残存する空気、水蒸気等のガス
を確実に除去することができる。したがって、このよう
な残存ガスに起因する鋳物欠陥の発生が抑制される。

【００２２】第４の発明は、上記第１、第２または第３
の発明において、貫通孔がエジェクターピンの両端部を
それぞれ摺動可能に支持する２つの小径孔部と、これら
の小径孔部間に設けられ前記エジェクターピンの中間部
が遊挿される大径孔部とで構成し、前記大径孔部の孔壁
にガス流路の一端を接続したものである。

【００２３】第４の発明において、溶湯をキャビティに
圧入する際に、貫通孔とエジェクターピン間の隙間に溶
湯が入り込むと、鋳物を取り出すのが難しくなり、また
外気が貫通孔を経由してキャビティ内に入り込むので、
貫通孔とエジェクターピン間の隙間は、非常に小さくな
っている。そのため、ガス流路の開口している孔壁の反
対側の貫通孔孔壁とエジェクターピン間の隙間に存在す
るガスは、比較的除去しづらい。しかし、貫通孔の中間
部に大径孔部を設け、エジェクターピンと貫通孔間に隙
間の大きい部分を設け、その大径孔部にガス流路を開口
し、そこから真空吸引を行ったり、反応性ガスを供給す
ると貫通孔全周にわたって均一に真空吸引または反応性
ガスの供給が行える。その結果、ガス流路の開口してい
る孔壁の反対側の貫通孔孔壁とエジェクターピン間の隙
間に存在するガスは、容易に除去される。また複数の貫
通孔を連結し、一つの真空吸引装置や反応性ガス供給装
置で真空吸引や反応性ガスの注入も容易にできる。

【００２４】第５の発明は、上記第１、第２の、第３ま
たは第４の発明において、圧縮空気供給装置を貫通孔に
接続可能に構成したものである。

【００２５】第５の発明において、ダイカスト鋳造後に
圧縮空気が貫通孔に供給されると、貫通孔、エジェクタ
ーピン、ガス流路等に付着、残留している異物が除去さ
れる。

【００２６】第６の発明は、上記第２〜第５の発明のう
ちのいずれか１つにおいて、反応性ガス供給装置が乾燥
機を備えているものである。

【００２７】第６の発明において、乾燥機は反応性ガス
を除湿することで、反応性ガスに含まれている水分と溶
湯との反応によって発生する水素ガスの量を少なくす
る。

【００２８】第７の発明は、上記第１〜第６の発明のう
ちのいずれか１つにおいて、エジェクターピンが複数本
で、その貫通孔を連通溝によって互いに連通させたもの
である。

【００２９】第７の発明において、各エジェクターピン
の貫通孔は連通溝によって互いに連通しているので、各
貫通孔とエジェクターピンとの間に存在する空気、水蒸
気等のガスが同時に真空吸引されて反応性ガスに置き換
えられる。

【００３０】第８の発明は、上記第１〜第７の発明のう
ちのいずれか１つにおいて、キャビティの一部を形成す
る第１の金型構成部材と、この第１の金型構成部材を収
納固定する収納部およびこの収納部の底面に設けられた
凹部とを有する第２の金型部材と、この第２の金型構成
部材の前記凹部にシール部材を介して軸線と直交する方
向に移動可能に嵌挿されたブッシュと、前記第１、第２
の金型構成部材および前記ブッシュに設けられた貫通孔
を摺動可能に貫通するエジェクターピンとを備え、前記
貫通孔を、前記第１の金型構成部材に形成され前記エジ
ェクターピンの前端部を摺動可能に支持する小径孔およ
びこの小径孔に連通する大径孔と、前記ブッシュに形成
され前記エジェクターピンの後端部を摺動可能に支持す
る小径孔とで構成し、前記第１の金型構成部材の大径孔
の孔壁に一端が開口するガス流路を前記第１、第２の金
型構成部材内に形成し、このガス流路の他端側を真空吸
引装置と反応性ガス供給装置の少なくともいずれか一方
に接続したものである。

【００３１】第８の発明において、貫通孔の大径孔は、
エジェクターピンと貫通孔との接触面積を小さくする。
このため、エジェクターピンは円滑な状態で進退移動す
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るダ
イカストマシーンの一実施の形態を示す概略構成図、図
２は図１のII−II線概略断面図、図３は金型のエジェク
ターピン部の断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面
図、図５はプランジャの動作位置を示す図、図６はＤＶ
Ｏプロセスを示す図である。本実施の形態においては、
キャビティを真空吸引した後、反応性ガスを供給するこ
とによりキャビティ内を大気圧以上の圧力とし、さらに
アルミニウム合金溶湯の圧入に際してキャビティを再度
真空吸引する真空・酸素ダイカスト法（以下、このよう
な方式をＤＶＯプロセスという）を採用したダイカスト
マシーンに適用した例を示している。

【００３３】これらの図において、全体を符号１で示す
ダイカストマシーンは、内部に製品形状と一致するキャ
ビティ３等が形成された金型２、この金型２の下部に一
端が接続されたスリーブ４、このスリーブ４に供給され
たアルミニウム合金溶湯５を前記キャビティ３に圧入す
るプランジャ６、図示を省略した周知の型締め装置等を
備えている。また、真空吸引装置７、圧縮空気供給装置
８、反応性ガス供給装置９等を備えている。

【００３４】前記金型２は、金型構成部材である固定金
型１０、可動金型１１および入り駒型１２とを備え、こ
れらによって前記キャビティ３を形成している。固定金
型１０と可動金型１１とが互いに密接する接合面１３に
は、前記キャビティ３に加えて、湯道１４、オーバーフ
ロー部１５およびチルベント１６が設けられており、こ
れらの外側において前記接合面１３をシール部材１７に
よってシールすることにより金型２の気密性を確保して
いる。

【００３５】前記固定金型１０は、下部に設けた穴に前
記スリーブ４の後端部が嵌合されており、背面が前記可
動金型１１との接合面１３を形成し、その略中央に前記
可動金型１１および入り駒型１２とともに前記キャビテ
ィ３の一部を形成する凹部１８が形成され、この凹部１
８の下方に前記湯道１４が形成されている。

【００３６】前記湯道１４はＴ字状の溝１９からなり、
その上端がゲート２０を介して前記キャビティ３に接続
され、下端が前記スリーブ４に接続されている。ゲート
２０は、図２に示すようにキャビティ３の形状に対応さ
せてその各部にアルミニウム合金溶湯５が円滑に供給さ
れるように複数個設けられている。

【００３７】前記オーバーフロー部１５とチルベント１
６は、キャビティ３の上方側に設けられている。オーバ
ーフロー部１５は、キャビティ３内のアルミニウム合金
溶湯５が冷却、凝固したときに生じる収縮に対応させて
収縮部分が製品部に及ばないようにさせるために設けら
れたもので、ひけの発生を防止する。

【００３８】前記チルベント１６は排気通路の途中に設
けられ、前記接合面１３に形成された迷路状の排気通路
で、前記真空吸引装置７によってキャビティ３を真空吸
引したとき、排気通路に侵入してきたアルミニウム合金
溶湯５を冷却、凝固させ、真空吸引時に溶湯が真空系に
吸引されるのを防止する。

【００３９】前記可動金型１１（第２の金型部材）は、
前面が前記固定金型１０との接合面１３を形成し、この
接合面１３の略中央に前記固定金型１０の凹部１８とと
もに前記キャビティ３を形成する矩形の凹部２２が形成
されている。凹部２２は、深さが深く形成され、底面２
２ａに前記入り駒型１２（第１の金型部材）が嵌合され
る収納部２３を有している。収納部２３は矩形の凹部か
らなり入り駒型１２との嵌め合い公差は、アルミニウム
合金溶湯５の侵入を阻止するために限りなく小さく設定
されている。また、図２に示すように前記収納部２３の
底面２３ａには、前記入り駒型１２とともにエジェクタ
ーピン２１を摺動可能に支持するブッシュ２５がシール
部材２６を介して嵌挿される凹部２７と、この凹部２７
の底面２７ａに一端が開口し他端が可動金型１１の背面
１１ａに開口する挿通孔２８が形成されている。前記ブ
ッシュ２５は、凹部２７に軸線方向と直交する方向に遊
動可能に収納されている。前記シール部材２６は、前記
エジェクターピン２１が貫通する貫通孔３１の気密性を
高め、外気が貫通孔３１を通ってキャビティ３内に侵入
するのを防止するとともに、反応性ガスの漏出を防止す
る。

【００４０】前記エジェクターピン２１は、ダイカスト
鋳造後の製品をキャビティ３から押し出すためのもの
で、図４に示すように縦横３列ずつ合計９本用いられ
（ただし、図１においては１本のみ示す）、その各々が
前記貫通孔３１を摺動可能に貫通し、先端面２１ａが通
常図３に示すように入り駒型１２の表面１２ａと同一面
を形成し、後端が前記可動金型１１の後方に突出してピ
ン駆動装置２４（図１）に接続されている。ピン駆動装
置２４としては、シリンダが用いられる。

【００４１】前記貫通孔３１は、前記入り駒型１２に形
成された貫通孔からなる異径孔２９と、前記ブッシュ２
５の中心孔（小径孔部）３０と、前記可動金型１１の前
記挿通孔２８とで構成されている。入り駒型１２の異径
孔２９は、エジェクターピン２１の前端部を摺動可能に
支持する小径孔部２９ａと、この小径孔部２９ａの後端
に接続された大径孔部２９ｂとで構成されている。ブッ
シュ２５の中心孔３０は、前記小径孔部２９ａと略同一
の穴径で前記エジェクターピン２１の後端部を摺動可能
に支持する。前記大径孔部２９ｂ、前記挿通孔２８とエ
ジェクターピン２１との間には、十分な隙間が設定され
ているが、入り駒型１２の小径孔部２９ａブッシュ２５
の中心孔３０間は、エジェクターピン２１を摺動可能に
支持するとともに可及的気密性を維持するために、厳密
に設定された僅かな隙間、例えば０．１ｍｍ程度以下に
設定されている。

【００４２】また、入り駒型１２の背面１２ｂには、全
ての貫通孔３１の真空吸引および反応性ガスの供給を迅
速に行い得るように、全ての異径孔２９の大径孔部２９
ｂを連通させる日の字状の連通溝３２が形成されてい
る。さらに、９つの大径孔部２９ｂのうちの任意の２つ
の孔壁にガス流路３３，３４の一端がそれぞれ接続され
ている。

【００４３】前記ガス流路３３，３４は、前記可動金型
１１および入り駒型１２の内部に形成され、貫通孔３１
側とは反対側端が図１に示すように可動金型１１の外部
にそれぞれぞれ開口している。同図において、上方側の
ガス流路３３は、給排気管３５および排気管３６を介し
て前記真空吸引装置７に接続されるとともに、前記給排
気管３５および給気管３８を介して前記圧縮空気供給装
置８に接続されている。給排気管３５は、圧力計４０と
湿度計４１を備えており、前端側が前記可動金型１１内
に形成したガス流路４２を介して前記チルベント１６に
連通している。圧力計４０はキャビティ３内の圧力を検
出し、湿度計４１はキャビティ３内の湿度を検出する。

【００４４】前記排気管３６と給気管３８の途中には、
前記ガス流路３３を前記真空吸引装置７と圧縮空気供給
装置８に対して選択的に切換え接続するバルブ４４，４
５がそれぞれ介装されている。すなわち、金型２の真空
吸引工程においては、金型２と真空吸引装置７とを接続
するためにバルブ４４を開き、圧縮空気の供給時におい
ては、金型２と圧縮空気供給装置８を接続するためにバ
ルブ４５を開く。なお、圧縮空気供給装置８は、鋳造終
了後に金型２を型開きして製品を離型した後、キャビテ
ィ３および貫通孔３１にクリーニング用の圧縮空気を送
り込み、異物を除去するために用いられる。

【００４５】さらに、前記可動金型１１の内部には、貫
通孔からなり前記湯道１４と可動金型１１の背面１１ａ
とを連通させるガス流路５４が形成されている。このガ
ス流路５４は排気管５５を介して前記真空吸引装置７に
接続されている。また、ガス流路５４の前記湯道１４に
臨む開口部には、シリンダ５６によって開閉されるバル
ブ５７が組み込まれている。

【００４６】ＤＶＯプロセスを採用したダイカストマシ
ーン１においては、キャビティ３を真空吸引装置７によ
って真空吸引した後、反応性ガスＧをキャビティ３およ
びスリーブ４に吹き込むために、前記反応性ガス供給装
置９を備えている。また、反応性ガス供給装置９は乾燥
機６１を備えており、ガス供給管６２によって前記スリ
ーブ４に接続されるとともに、分岐管６３、前記ガス流
路３４を介して前記貫通孔３１に接続されている。すな
わち、前記ガス供給管６２は、途中に前記乾燥機６１が
介装され前記分岐管６３の一端が接続されており、先端
側開口部６４が前記スリーブ４の内部に開放している。
乾燥機６１は、反応性ガス供給装置９から供給される反
応性ガスＧを除湿しキャビティ３内の湿度を低減するた
めに用いられる。ガス供給管６２の途中には、バルブ６
６が設けられている。このバルブ６６は、通常閉じてお
り、反応性ガスＧの供給工程において開く。

【００４７】前記スリーブ４には、アルミニウム合金溶
湯５を供給するための給湯口７０が設けられている。ス
リーブ４内のアルミニウム合金溶湯５を加圧しキャビテ
ィ３に圧入する前記プランジャ６は、図示を省略したシ
リンダ等の駆動装置にロッド７１を介して連結されてい
る。

【００４８】次に、上記構造からなるダイカストマシー
ン１によるＤＶＯプロセスについて説明する。先ず、固
定金型１０と可動金型１１を型締め装置によって型締め
し、真空吸引装置７によってキャビティ３を真空吸引す
る。このとき、予めバルブ４４，５７を開き、バルブ４
５，６６を閉じておく。また、プランジャ６を前進させ
てスリーブ４の給湯口７０とガス供給管６２の開口部６
４との間に位置させ、給湯口７０からスリーブ４内に空
気が侵入しないようにしておく。

【００４９】真空吸引装置７による真空吸引は、図６に
示すようにキャビティ３内の圧力が１００ミリバール以
下になるまで行われる。キャビティ３内の圧力は、圧力
計４０によって検出される。真空吸引に要する時間は１
〜２秒程度である。これによって、スリーブ４，湯道１
４、オーバーフロー部１５、チルベント１６および貫通
孔３１の内部も同時に真空吸引される。

【００５０】吸引速度は、５００ミリバール／秒以上に
設定することが好ましい。吸引速度を５００ミリバール
／秒以上に設定すると、キャビティ３が複雑な形状であ
っても、キャビティ内の隅々まで良好に真空吸引して空
気や水蒸気等のガスを除去することができる。また、金
型２の内面に塗布した離型剤に含まれている水分が突沸
して水蒸気となり、金型２の外部に排出されるため、キ
ャビティ３内の水分を大幅に減少させることができる。
なお、吸引速度は、真空吸引装置７の能力を考慮する
と、８００ミリバール／秒程度が限度とされる。

【００５１】真空度が１００ミリバール以下に達しない
真空吸引では、キャビティ３内に比較的多量の空気や水
蒸気などが残存するため、後述する反応性ガスＧの供給
工程でキャビティ３内に残存するガスが反応性ガスＧに
十分に置換されず、残存ガスが製品に巻き込まれて巣、
ブローホール、膨れ等の鋳造欠陥が生じる原因となる。
このため、１００ミリバール以上に設定することが好ま
しい。

【００５２】キャビティ３の真空度が１００ミリバール
以下になったことを圧力計４０が検出すると、バルブ６
６を開いて反応性ガス供給装置９から反応性ガスＧをス
リーブ４、キャビティ３、貫通孔３１に供給して反応性
ガスＧに置換し、一定時間経過後、真空吸引装置７によ
る真空吸引を停止する。つまり、反応性ガスＧの供給を
真空吸引と若干オーバーラップさせた後、バルブ４４，
５７を閉じて真空吸引を停止する。これにより、反応性
ガスＧをキャビティ３の隅々にまで行き渡たらせること
ができる。反応性ガスＧの供給は、キャビティ３内の圧
力が大気圧以上になるまで継続して行われ、その圧力が
圧力計４０によって検出される。キャビティ３内の圧力
を反応性ガスＧによって大気圧以上にすると、反応性ガ
スＧは金型２の接合面１３や貫通孔３１から外部に排出
されることにより所謂エアカーテンとして機能し、外気
の侵入が防止できる。また、金型内面に塗布されている
離型剤から蒸発した水分も反応性ガスＧとともに外部に
排出される。

【００５３】反応性ガスＧの供給に当たっては、反応性
ガスＧの湿度が高いと、水分がアルミニウム合金溶湯５
と反応して水素ガスを発生させるため、キャビティ３内
の湿度を湿度計４１によって測定し、湿度が１５％ＲＨ
以下になるように乾燥機６１を作動させ、湿度管理を行
うことが好ましい。

【００５４】キャビティ３内の圧力が大気圧以上になっ
た後、プランジャ６を図５に示す給湯位置まで後退させ
て給湯口７０を開き、１回のダイカスト鋳造に必要な量
のアルミニウム合金溶湯５をスリーブ４に供給する。こ
のとき、スリーブ４の内部は反応性ガスＧによって大気
圧以上に保持されており、反応性ガスＧが給湯口７０か
ら外部に排出されエアカーテンを形成しているので、ス
リーブ４内への外気の侵入は防止される。そして、アル
ミニウム合金溶湯５の注入完了後、給湯口７０はプラン
ジャ６の前進によってキャビティ３との連通状態が遮断
される。

【００５５】アルミニウム合金溶湯５をスリーブ４に注
入した後、真空吸引装置７によってキャビティ３、スリ
ーブ４および貫通孔３１を再度真空吸引する。再度の真
空吸引は反応性ガスＧの注入と若干オーバーラップさせ
ることが好ましい。このオーバーラップによって、余剰
の反応性ガスＧがキャビティ３、スリーブ４、貫通孔３
１から排出されるとともに、金型２内面の離型剤やスリ
ーブ４の潤滑剤に含まれている水分が反応性ガスＧの排
出に伴って効果的に除去される。

【００５６】再度真空吸引しながらプランジャ６を前進
させ、スリーブ４内のアルミニウム合金溶湯５を湯道１
４およびゲート２０を経てキャビティ３に圧入する。プ
ランジャ６は、図５に示すように高速射出開始位置まで
低速前進した後、射出限位置まで高速前進してアルミニ
ウム合金溶湯５をキャビティ３に圧入する。アルミニウ
ム合金溶湯５をキャビティ３に圧入すると、キャビティ
３内の反応性ガスＧの一部は、アルミニウム合金溶湯５
と反応して微細なＡｌ₂Ｏ₃となり、製品内に分散する
が、残りの一部は未反応のまま残る。そして、この未反
応の反応性ガスは、アルミニウム合金溶湯５の圧入に伴
ってキャビティ３から排出、除去される。このとき、キ
ャビティ３の形状によっては未反応の反応性ガスを金型
２の外部に押し出す経路がアルミニウム合金溶湯５によ
って塞がれると、製品内部に取り込まれ、鋳造欠陥の原
因となる。特に、溶湯の流路が複雑に分流、合流する形
状のキャビティ３では、その傾向が一層強くなる。

【００５７】そこで、アルミニウム合金溶湯５の圧入時
に、上記した通りキャビティ３を再度真空吸引すれば、
キャビティ３内に残存する未反応の反応性ガスＧを吸引
排気して大幅に軽減することができるため、未反応な反
応性ガスが製品に取り込まれることがなく、当該ガスに
起因する鋳造欠陥を抑制、防止することができる。この
再度の真空吸引は、キャビティ３全体にアルミニウム合
金溶湯５が充満するまで継続して行われる。

【００５８】キャビティ３に圧入されたアルミニウム合
金溶湯５が冷却、固化して鋳造が終了すると、バルブ４
４，５７を閉じて真空吸引装置７による真空吸引を停止
し、金型２を型開きして可動金型１１を固定金型１０か
ら離間させる。型開きした状態において、鋳造された製
品は可動金型１１側のキャビティ内に位置している。次
いで、ピン駆動装置２４によってエジェクターピン２１
を前進させて可動金型１１内の製品を押し出して離型さ
せる。製品を可動金型１１から取り出した後、バルブ４
４，４５，５７を開き、圧縮空気供給装置８から圧縮空
気を吸気管３８、給排気管３５、排気管３６，５５およ
びガス流路３３を介してキャビティ３、貫通孔３１およ
び真空吸引装置７に供給し、キャビティ３、貫通孔３
１、ガス流路３３、給排気管３５、真空吸引装置７等の
真空排気系に付着、残留している異物を除去し、もって
１サイクルのダイカスト鋳造を終了する。

【００５９】このように、真空吸引、反応性ガスＧの供
給および再度の真空吸引を行うと、キャビティ３内に残
存している空気、水蒸気等のガスさらには未反応の反応
性ガスを良好に除去することができるため、これらのガ
スがダイカスト製品に巻き込まれることが少なく、巣、
ブローホール等の鋳造欠陥を著しく抑制、防止でき、ダ
イカスト製品の機械的特性を向上させることができる。

【００６０】特に、本発明においては、キャビティ３の
みならずエジェクターピン２１を摺動可能に支持する貫
通孔３１の内部も真空吸引するようにしているので、貫
通孔３１、特に小径孔部２９ａ内に残存する空気や離型
剤から蒸発した水蒸気等のガスを良好に除去することが
でき、これらに起因する鋳造欠陥を防止することがで
き、製品の機械的特性をより一層向上させることができ
る。また、金型２に気密性の高いエジェクターボックス
を設ける必要もないので、上記した実開平５−１３６４
９号公報、特公平２−３３４６８号公報に記載されたダ
イカストマシーンに比べて金型の構造を簡素化すること
ができる。

【００６１】また、貫通孔３１は、大径孔部２９ｂを介
してガス流路３３に接続されているので、貫通孔３１の
真空吸引も良好かつ迅速に行うことができる。

【００６２】また、貫通孔３１は、ガス流路３４、分岐
管６３およびガス供給管６２を介して反応性ガス供給装
置９に接続されているので、真空吸引装置７による真空
吸引にオーバーラップさせて貫通孔３１にも反応性ガス
Ｇを供給することができる。したがって、貫通孔３１は
残存する空気等のガスが反応性ガスＧに置換されて大気
圧以上に維持され、外気が侵入するのを防止される。ま
た、反応性ガス供給装置９は乾燥機６１を備えているの
で、キャビティ３、スリーブ４および貫通孔３１に供給
される反応性ガスＧ中に含まれている水分を良好に除去
することができ、キャビティ３内の湿度を所定の湿度に
維持することができる。

【００６３】さらに、貫通孔３１は、ガス流路３３、給
排気管３５および給気管３８を介して圧縮空気供給装置
８に接続されているので、鋳造後に金型２を型開きして
製品を離型させた後、バルブ４５を開いて圧縮空気供給
装置８により圧縮空気をキャビティ３と貫通孔３１に供
給すれば、キャビティ３や貫通孔３１、さらには真空排
気系に付着、残留している異物を除去することができ、
ダイカストマシーン１を清掃することができる。

【００６４】なお、上記した実施の形態においては、比
較的融点が低い金属としてアルミニウム合金（６４０〜
７４０℃）を用いた例を示したが、錫合金（２８０〜３
６０℃）、亜鉛合金（４００〜４３０℃）、マグネシウ
ム合金（６４０〜７００℃）、銅合金（８５０〜９２０
℃）からなるダイカスト製品にも適用することができ
る。また、上記した実施の形態においては、真空吸引、
反応性ガスＧの供給および再度の真空吸引を行うＤＶＯ
プロセスを採用したダイカストマシーン１に適用した例
を示したが、本発明はこれに何ら限定されるものではな
く、真空ダイカスト法、無孔性ダイカスト法（反応性ガ
スを供給するダイカスト法）、上記した特開２０００−
８４６４８号公報に記載された真空・酸素ダイカスト法
等を採用したダイカストマシーンにも適用することが可
能である。

【００６５】さらに、上記した実施の形態においては、
貫通孔３１の大径孔部２９ｂの孔壁にガス流路３３，３
４の一端を開口させたが、本発明はこれに何ら限定され
るものではなく、エジェクターピン２１の前端側を摺動
可能に支持する小径孔部２９ａの孔壁に開口させてもよ
い。この場合は、真空吸引時と反応性ガスＧの供給時
に、エジェクターピン２１をその先端面２１ａがガス流
路３３，３４の一端開口部より後方になるように小径孔
部２９ａの終端付近まで後退させると、小径孔部２９ａ
に残留する空気、水蒸気等のガスを迅速に真空吸引する
ことができ、また反応性ガスＧを迅速に供給することが
できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るダイカ
ストマシーンは、キャビティに加えてエジェクターピン
を摺動可能に支持する貫通孔を真空吸引装置によって真
空吸引するように構成したので、貫通孔に残存する空
気、水蒸気等のガスを確実に除去することができ、これ
らの残存ガスに起因する巣、ブローホール等の鋳造欠陥
を著しく軽減防止することができ、製品の機械的特性を
向上させることができる。

【００６７】貫通孔を反応性ガス供給装置に接続した発
明においては、反応性ガス供給装置によって反応性ガス
を貫通孔に供給すると、貫通孔内に残存するガスは反応
性ガスによって外部に排出され、貫通孔内が反応性ガス
に置換され、貫通孔から外気が侵入するのを防止するこ
とができる。

【００６８】貫通孔をエジェクターピンの両端部をそれ
ぞれ摺動可能に支持する２つの小径孔部と、これらの小
径孔部間に設けられ前記エジェクターピンの中間部が遊
挿される大径孔部とで構成し、この大径孔部の孔壁にガ
ス流路の一端を接続した発明においては、大径孔部から
真空吸引を行ったり、反応性ガスを供給するため、真空
吸引や反応性ガスの注入を容易に行うことができる。

【００６９】反応性ガス供給装置が乾燥機を備えた発明
においては、反応性ガスを除湿することで、反応性ガス
に含まれている水分と溶湯との反応による水素ガスの発
生を少なくすることができる。

【００７０】エジェクターピンが複数本からなり、その
各貫通孔を連通溝によって互いに連通させた発明におい
ては、全ての貫通孔を同時に真空吸引し、反応性ガスに
置換することができる。

【００７１】エジェクターピンが貫通する貫通孔を、エ
ジェクターピンの前後端部を摺動可能に支持する２つの
小径孔（部）と、これらの小径孔部間に位置する大径孔
（部）とで構成した発明においては、大径孔（部）に、
ガス流路の開口部を設けることにより、貫通孔の全周に
わたって真空吸引を迅速に行うことができる。また、シ
ール部材によって挿通孔をシールし、外気の侵入を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るダイカストマシーンの一実施の
形態を示す概略構成図である。

【図２】 図１のII−II線概略断面図である。

【図３】 金型のエジェクターピン部の断面図である。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】 プランジャの動作位置を示す図である。

【図６】 ＤＶＯプロセスを示す図である。

【符号の説明】

１…ダイカストマシーン、２…金型、３…キャビティ、
４…スリーブ、５…アルミニウム合金溶湯、７…真空吸
引装置、８…圧縮空気供給装置、９…反応性ガス供給装
置、１０…固定金型、１１…可動金型、１２…入り駒
型、１４…湯道、１５…オーバーフロー部、１６…チル
ベント、２０…ゲート、２１…エジェクターピン、２２
…収納部、２４…ピン駆動装置、２５…ブッシュ、２６
…シール部材、２７…凹部、２８…挿通孔、２９…異径
孔、２９ａ…小径孔部、２９ｂ…大径孔部、３１…貫通
孔、３２…連通溝、３３，３４…ガス流路、６１…乾燥
機、６３…分岐管。

フロントページの続き (72)発明者 猪狩 隆彰 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空吸引装置によって金型のキャビティ
   を真空吸引した後、溶湯を前記キャビティに圧入するダ
   イカストマシーンにおいて、 前記金型内部にエジェクターピンが進退自在に貫通する
   貫通孔とガス流路を設け、前記ガス流路の一端を前記貫
   通孔の孔壁に開口させ、他端側を前記真空吸引装置に接
   続したダイカストマシーン。
2. 【請求項２】 反応性ガス供給装置によって金型のキャ
   ビティ内の空気を反応性ガスに置換した後、溶湯を前記
   キャビティに圧入するダイカストマシーンにおいて、 前記金型内部にエジェクターピンが進退自在に貫通する
   貫通孔とガス流路を設け、前記ガス流路の一端を前記貫
   通孔の孔壁に開口させ、他端側を前記反応性ガス供給装
   置に接続したダイカストマシーン。
3. 【請求項３】 真空吸引装置によって金型のキャビティ
   を真空吸引した後、反応性ガス供給装置によって前記キ
   ャビティに反応性ガスを供給し、その後溶湯を前記キャ
   ビティに圧入するダイカストマシーンにおいて、 前記金型内部にエジェクターピンが進退自在に貫通する
   貫通孔とガス流路を設け、前記ガス流路の一端を前記貫
   通孔の孔壁に開口させ、他端側を前記真空吸引装置と前
   記反応性ガス供給装置の少なくともいずれか一方に接続
   したダイカストマシーン。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３記載のダイカスト
   マシーンにおいて、 貫通孔がエジェクターピンの両端部をそれぞれ摺動可能
   に支持する２つの小径孔部と、これらの小径孔部間に設
   けられ前記エジェクターピンの中間部が遊挿される大径
   孔部とで構成し、前記大径孔部の孔壁にガス流路の一端
   を接続したダイカストマシーン。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載のダイカ
   ストマシーンにおいて、 圧縮空気供給装置を貫通孔に接続可能に構成したダイカ
   ストマシーン。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のうちのいずれか１つに記
   載のダイカストマシーンにおいて、 反応性ガス供給装置が乾燥機を備えているダイカストマ
   シーン。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のうちのいずれか１つに記
   載のダイカストマシーンにおいて、 エジェクターピンが複数本で、その貫通孔を連通溝によ
   って互いに連通させたダイカストマシーン。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のうちのいずれか１つに記
   載のダイカストマシーンにおいて、 キャビティの一部を形成する第１の金型構成部材と、こ
   の第１の金型構成部材を収納固定する収納部およびこの
   収納部の底面に設けられた凹部とを有する第２の金型部
   材と、この第２の金型構成部材の前記凹部にシール部材
   を介して軸線と直交する方向に移動可能に嵌挿されたブ
   ッシュと、前記第１、第２の金型構成部材および前記ブ
   ッシュに設けられた貫通孔を摺動可能に貫通するエジェ
   クターピンとを備え、 前記貫通孔を、前記第１の金型構成部材に形成され前記
   エジェクターピンの前端部を摺動可能に支持する小径孔
   およびこの小径孔に連通する大径孔と、前記ブッシュに
   形成され前記エジェクターピンの後端部を摺動可能に支
   持する小径孔とで構成し、前記第１の金型構成部材の大
   径孔の孔壁に一端が開口するガス流路を前記第１、第２
   の金型構成部材内に形成し、このガス流路の他端側を真
   空吸引装置と反応性ガス供給装置の少なくともいずれか
   一方に接続したダイカストマシーン。