JP2004066278A - 真空ダイカスト方法および真空ダイカスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティ内を減圧して保持炉内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填する真空ダイカスト方法で、射出スリーブや給湯管内の溶湯の酸化を防止して、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくし、また射出スリーブの給湯口付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。また、簡単な構造の真空ダイカスト装置でこれを達成する。
【解決手段】真空ダイカスト方法は、プランジャチップの前進途中および後退途中の何れか１以上の状態で給湯管内に不活性ガスを供給する。真空ダイカスト装置は、プランジャチップの中間に凹状部を形成し、射出スリーブに第１の不活性ガス供給孔を形成し、この第１の不活性ガス供給孔をプランジャチップの前進中および後退中の何れか１の状態でプランジャチップの凹状部および給湯管と相互に連通する位置に設ける。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ダイカスト方法および真空ダイカスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャビティ内を減圧して保持炉内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填する真空ダイカスト装置として、例えば図５の特開平６−１２６４１５号公報に開示のものがある。図５の真空ダイカスト装置２０は、固定プラテン２６ａに取り付けられた固定型２６ｃおよび可動型（図示せず）で形成するキャビティ（図示せず）と、このキャビティに連通する射出スリーブ２１と、この射出スリーブ２１内で嵌合して前後進できるプランジャチップ２２と、射出スリーブ２１の下方にあって溶湯Ｍを収容する保持炉２３と、一端を射出スリーブ２１に形成した給湯口２１ａに連結しかつ他端を保持炉２３内の溶湯Ｍに没入する給湯管２４と、キャビティ内を真空状態に減圧して保持炉２３内の溶湯を射出スリーブ２１内に給湯管２４を介して装填する減圧手段（図示せず）を有する。
【０００３】
次に、図５の真空ダイカスト装置２０を用いた真空ダイカスト方法について、図６をもとに説明する。図６は、図５での射出スリーブ２１、プランジャチップ２２、給湯管２４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、（ａ）給湯、（ｂ）射出途中の各状態の横断面図である。
【０００４】
先ず（ａ）給湯では、キャビティ内を真空状態に減圧Ｖしてこの減圧Ｖを射出スリーブ２１内に伝え、保持炉（図１の符号２３）内の溶湯Ｍを射出スリーブ２１内に給湯管２４を介して給湯口２１ａから装填している。
【０００５】
次に（ｂ）射出途中では、射出スリーブ２１の減圧Ｖを小さくしつつプランジャチップ２２が前進され、溶湯Ｍをキャビティ内に次第に充填されている。一方、湯切りした溶湯Ｍは給湯口２１ａから給湯管２４を経て保持炉２３に戻している。そして、射出後は、プランジャチップ２２を後退させて待機位置に戻すと共にキャビティ内で冷却凝固したダイカスト品を取り出している。
上記公報に開示のような真空ダイカスト装置２０によれば、溶湯Ｍが大気と接触する機会が少ないので、溶湯Ｍへの酸化膜やガスの混入が低減され、ダイカスト品の機械的性質を向上することが可能になると言われている。
【０００６】
さて、図５および図６に示すような真空ダイカスト装置２０においては、プランジャチップ２２が溶湯Ｍと接触して膨張しても円滑に前後進できるように、射出スリーブ２１とこれに嵌合するプランジャチップ２２間に１００〜３００μｍのクリアランスが形成されている。また、プランジャチップ２２の溶湯と接触した際の膨張量を小さくし、射出スリーブ２１とプランジャチップ２２間でいわゆる「かじり」が発生しないように、プランジャチップ２２の内部には冷却水を循環している。一方、クリアランスから空気が射出スリーブ２１内に侵入しないように、射出スリーブ２１の後端にシール部材２１ｃを設けている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、射出スリーブ２１の後端にシール部材２１ｃを設けても、（ａ）給湯は、射出スリーブ２１内を真空状態に減圧Ｖして行うので、射出スリーブ２１とプランジャチップ２２との微少なクリアランスから空気が侵入しやすい。そして、射出スリーブ２１内や給湯管２４内に空気が侵入すると、溶湯Ｍが酸化してダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などを発生させることがある。
【０００８】
一方（ｂ）射出においては、プランジャチップ２２が前進すると、プランジャチップ２２により射出スリーブ２１の給湯口２１ａが塞がれて給湯管２４内が真空状態になるので、給湯口２１ａ付近にある溶湯Ｍは保持炉（図５の符号２３）に直ちには戻ることができない。そして、水冷されているプランジャチップ２２によって給湯口２１ｂ付近にある溶湯Ｍが冷却されると、一部が凝固片となって給湯口２１ａ付近に付着し、この凝固片が射出スリーブ２１内の溶湯Ｍに混入した場合には、ダイカスト品に介在物欠陥を発生させることがある。
【０００９】
本発明の課題は、キャビティ内を減圧して保持内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填した後、射出スリーブに嵌合するプランジャチップを前進して射出スリーブ内の溶湯をキャビティ内に充填する真空ダイカスト方法であって、射出スリーブや給湯管内の溶湯の酸化を防止して、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくし、また射出スリーブの給湯口付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする真空ダイカスト方法を得ることにある。また、本発明の別の課題は、上記真空ダイカスト方法を簡単な構造で達成できる真空ダイカスト装置を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究の結果、プランジャチップの前進途中および後退途中の何れか１以上の状態で給湯管内に不活性ガスを供給する真空ダイカスト方法とすることで、このためには、プランジャチップの中間に凹状部を形成し、射出スリーブに第１の不活性ガス供給孔を形成し、この第１の不活性ガス供給孔をプランジャチップの前進中および後退中の何れか１の状態でプランジャチップの凹状部および給湯管と相互に連通する位置に設けている真空ダイカスト装置とすることで、上記課題が解決できるとの知見を得、本発明に想到した。
【００１１】
すなわち、第１発明は、キャビティ内を減圧して保持炉内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填した後、前記射出スリーブに嵌合するプランジャチップを前進して前記射出スリーブ内の溶湯を前記キャビティ内に充填する真空ダイカスト方法であって、前記プランジャチップが前進途中および後退途中の何れか１つの状態で前記給湯管内に不活性ガスを供給することを特徴とする。
プランジャチップが前進途中および後退途中の何れか１つの状態で給湯管内に不活性ガスを供給することで、給湯管内を不活性ガスで置換して溶湯の酸化を防止し、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくする。また、給湯管内に不活性ガスを供給すると、その供給圧で湯切りされた溶湯を積極的に給湯管から保持炉に戻し、射出スリーブの給湯口付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。
【００１２】
また第１発明においては、前記プランジャチップの待機中に前記射出スリーブ内に不活性ガスを供給することが好ましい。
プランジャチップの待機中にも射出スリーブ内に不活性ガスを供給することで、射出スリーブ内を不活性ガスで置換して溶湯の酸化を防止し、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生をより少なくする。
【００１３】
次に、第２発明の真空ダイカスト装置は、固定型および可動型で形成するキャビティと、該キャビティに連通する射出スリーブと、該射出スリーブ内で嵌合して前後進できるプランジャチップと、前記射出スリーブの下方にあって溶湯を収容する保持炉と、一端を前記射出スリーブに形成した給湯口に連通しかつ他端を前記保持炉内の溶湯に没入する給湯管と、前記キャビティ内を真空状態に減圧して前記保持炉内の溶湯を前記射出スリーブ内に給湯管を介して装填する減圧手段とを有する真空ダイカスト装置であって、前記プランジャチップの中間に凹状部を形成し、前記射出スリーブに第１の不活性ガス供給孔を形成し、該第１の不活性ガス供給孔を前記プランジャチップの前進および後退の何れか１の状態で前記プランジャチップの凹状部および給湯管と相互に連通する位置に設けていることを特徴とする。
従来の真空ダイカスト装置に、プランジャチップの中間部の凹状部、射出スリーブの第１の不活性ガス供給孔などを付加した簡単な構造によって、前記した真空ダイカスト方法を達成することができる。
【００１４】
第２発明の真空ダイカスト装置においては、前記射出スリーブに第２の不活性ガス供給孔を形成し、該第２の不活性ガス供給孔は、前記プランジャチップの待機中の状態で前記射出スリーブおよび給湯管と相互に連通する位置に設けていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお本発明は、以下に示す実施の形態１〜３にとらわれず、技術思想の範囲内で変形したり組み合わせたりすることが可能である。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１での真空ダイカスト装置１０の横断面図である。図１の真空ダイカスト装置１０は、固定型１６ｃおよび可動型１６ｄで形成するキャビティ１６と、このキャビティ１６に連通する射出スリーブ１１と、この射出スリーブ１１内で嵌合して前後進できるプランジャチップ１２と、射出スリーブ１１の下方にあって溶湯Ｍを収容する保持炉１３と、一端を射出スリーブ１１に形成した給湯口１１ａに連通しかつ他端を保持炉１３内の溶湯Ｍに没入する給湯管１４と、キャビティ１６内を真空状態に減圧して保持炉１３内の溶湯Ｍを射出スリーブ１１内に給湯管１４を介して装填するカットオフバルブ１８ａや真空ポンプ１８などの減圧手段を有する。また、プランジャチップ１２の中間の底部には彫り込んだ凹状部１２ａを形成し、また射出スリーブ１１に第１の不活性ガス供給孔１７ａを形成している。この第１の不活性ガス供給孔１７ａは、プランジャチップ１２の前進および後退の何れか１の状態で、プランジャチップ１２の凹状部１２ａおよび給湯管１４と連通する位置に設けている。また、第１の不活性ガス供給孔１７ａは、電磁弁１７ｂを介して不活性ガスＮの貯留タンク１７に接続している。
【００１６】
一方、射出スリーブ１１の上方には、第２の不活性ガス供給孔１７ｃを形成している。この第２の不活性ガス供給孔１７ｃは、プランジャチップ１２の待機中に、射出スリーブ１１および給湯管１４と相互に連通する位置に設けている。そして第２の不活性ガス供給口１７ｃは、電磁弁１７ｄを介して不活性ガスＮの貯留タンク１７に接続している。
【００１７】
なお、固定型１６ｃは固定プラテン１６ａに取り付け、可動型１６ｄは可動プラテン１６ｂに取り付けている。保持炉１３は、昇降台１５上に置き、昇降台１５を上下することで溶湯Ｍの湯面が一定になるようにしている。給湯管１４は、内面にＢ−Ｎコーティングを施したセラミック製として溶湯Ｍとの反応を防止し、下端にはオリフィス１４ａを形成している。給湯管１４の外周はヒーター（図示せず）で包囲して給湯管１４を溶湯Ｍの温度近くに保持している。
【００１８】
次に、図１の真空ダイカスト装置１０を用いた真空ダイカスト方法について、図２もとに説明する。図２は、図１での射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、（ａ）給湯、（ｂ）射出途中、（ｃ）後退途中の各状態の横断面図である。
先ず（ａ）給湯で、プランジャチップ１２を後退位置とし、また電磁弁１７ｂ、１７ｄを閉じる。そして、真空ポンプ（図１の符号１８）を運転すると共に真空弁（図１の符号１８ａ）を開き、キャビティ（図１の符号１６）内を真空状態に減圧Ｖしてこの減圧Ｖを射出スリーブ１１内に伝え、保持炉（図１の符号１３）内の溶湯Ｍを射出スリーブ１１内に給湯管１４を介して給湯口１１ａから装填する。
【００１９】
次に（ｂ）射出で、射出スリーブ１１内の減圧Ｖを小さくしつつプランジャチップ１２を前進して射出スリーブ１１内の溶湯Ｍをキャビティ１６内に充填する。この射出でのプランジャチップ１２の前進途中に、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ａを、プランジャチップ１２の中間に形成した凹状部１２ａおよび給湯管１４と相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開いて、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。
【００２０】
次に（ｃ）後退で、プランジャチップ１２の後退途中に、再び、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ａを、プランジャチップ１２の凹状部１２ａおよび給湯管１４と相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開き、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。また、プランジャチップ１２の後退から待機位置では、電磁弁１７ｄを開き、射出スリーブ１１内に不活性ガスＮ２を供給する。
【００２１】
これにより、給湯管１４内および射出スリーブ１１内を不活性ガスＮ１で置換して溶湯Ｍの酸化を防止し、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくする。また、給湯管内１４への不活性ガスＮ１の供給圧で、湯切りされた溶湯Ｍを積極的に給湯管１４から保持炉に戻し、射出スリーブ１１の給湯口１１ａ付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２での真空ダイカスト装置の射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、射出途中の状態の横断面図である。実施の形態２の真空ダイカスト装置は、前述した実施の形態１の真空ダイカスト装置１０とは主にプランジャチップ１２とその周辺のみ相違し、その他は略同じにしている。なお、実施の形態２で実施の形態１と同じ作用を有するものは同符号で示している。
【００２３】
プランジャチップ１２の中間には円筒状の径小部１２ｂを形成し、射出スリーブ１１の上部には第１の不活性ガス供給孔１７ａを形成している。この第１の不活性ガス供給孔１７ａは、プランジャチップ１２の前進途中および後退途中の何れか１の状態で、プランジャチップ１２の径小部１２ｂおよび給湯管１４と連通する位置に設けている。また、第１の不活性ガス供給孔１７ａは、電磁弁１７ｂを介して不活性ガスの貯留タンクに接続している。
【００２４】
一方、射出スリーブ１１の上方には、第２の不活性ガス供給孔１７ｃを形成している。この第２の不活性ガス供給孔１７ｃは、プランジャチップ１２の待機中に、射出スリーブ１１および給湯管１４と相互に連通する位置に設けている。そして第２の不活性ガス供給口１７ｃは、電磁弁１７ｄを介して不活性ガスの貯留タンクに接続している。
【００２５】
実施の形態２の真空ダイカスト装置は、プランジャチップ１２を前進させての射出途中に、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ｃを、給湯管１４およびプランジャチップ１２の中間に形成した径小部１７ｂと相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開き、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。
【００２６】
また、プランジャチップ１２の後退途中においても、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ｃを、給湯管１４およびプランジャチップ１２の径小部１７ｂと相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開き、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。また、プランジャチップ１２の後退から待機位置では、電磁弁１７ｄを開き、射出スリーブ１１内に不活性ガスＮ２を供給する。
【００２７】
これにより、給湯管１４内および射出スリーブ１１内を不活性ガスＮ１で置換して溶湯Ｍの酸化を防止し、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくする。また、給湯管内１４への不活性ガスＮ１の供給圧で、湯切りされた溶湯Ｍを積極的に給湯管１４から保持炉に戻し、射出スリーブ１１の給湯口１１ａ付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。
【００２８】
（実施の形態３）
図４は、実施の形態３での真空ダイカスト装置の射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４、射出スリーブ１１の後方に固定したアダプタ１９および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、射出途中の状態の横断面図である。実施の形態３の真空ダイカスト装置は、前述した実施の形態１とは主にプランジャチップ１２、射出スリーブの後方とその周辺のみ相違し、その他は略同じにしている。なお、実施の形態３で実施の形態１と同じ作用を有するものは同符号で示している。
【００２９】
プランジャチップ１２の中間には円筒状の径小部１２ｂを形成し、プランジャチップ１２の内部には一端をプランジャチップ１２の径小部１２ｂに開口しかつ他端を後述するアダプタ１９のポケット１９ａ開口して連通する第１の不活性ガス供給孔１７ａ−１を形成し、アダプタ１９には一端をポケット１９ａに開口しかつ他端を電磁弁１７ｂから不活性ガス貯留タンク（図示せず）に接続する別の第１の不活性ガス供給孔１７ａ−２を形成する。そして、第１の不活性ガス供給孔１７ａ−１は、プランジャチップ１２の前進途中および後退途中の何れか１の状態で、給湯管１４およびプランジャチップ１２の径小部１２ｂと連通する位置に設ける。また、第１の不活性ガス供給孔１７ａ−２は、電磁弁１７ｂを介して不活性ガスの貯留タンクに接続する。
【００３０】
一方、射出スリーブ１１の上方には、第２の不活性ガス供給孔１７ｃを形成している。この第２の不活性ガス供給孔１７ｃは、プランジャチップ１２の待機中に、射出スリーブ１１および給湯管１４と相互に連通する位置に設けている。そして第２の不活性ガス供給口１７ｃは、電磁弁１７ｄを介して不活性ガスの貯留タンクに接続している。
【００３１】
実施の形態２の真空ダイカスト装置は、プランジャチップ１２を前進させての射出途中に、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ａ−１を、給湯管１４およびプランジャチップ１２の中間に形成した径小部１２ｂと相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開き、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。
【００３２】
また、プランジャチップ１２の後退途中においても、射出スリーブ１１に形成した第１の不活性ガス供給口１７ａ−１を、給湯管１４およびプランジャチップ１２の中間に形成した径小部１７ｂと相互に連通させ、かつ電磁弁１７ｂを開き、給湯管１４内に不活性ガスＮ１を供給する。また、プランジャチップ１２の後退から待機位置では、電磁弁１７ｄを開き、射出スリーブ１１内に不活性ガスＮ２を供給する。
【００３３】
これにより、給湯管１４内および射出スリーブ１１内を不活性ガスＮ１で置換して溶湯Ｍの酸化を防止し、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくする。また、給湯管内１４への不活性ガスＮ１の供給圧で、湯切りされた溶湯Ｍを積極的に給湯管１４から保持炉に戻し、射出スリーブ１１の給湯口１１ａ付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明のとおり、第１発明は、キャビティ内を減圧して保持内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填した後、射出スリーブに嵌合するプランジャチップを前進して射出スリーブ内の溶湯をキャビティ内に充填する真空ダイカスト方法であって、射出スリーブや給湯管内の溶湯の酸化を防止して、ダイカスト品に酸化物の巻き込みやガス欠陥などの発生を少なくし、また射出スリーブの給湯口付近への凝固片の付着を防止して、ダイカスト品に介在物欠陥の発生を少なくする。また、第２発明の真空ダイカスト装置は、上記真空ダイカスト方法を簡単な構造で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１での真空ダイカスト装置１０の横断面図である。
【図２】図１での射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、（ａ）給湯、（ｂ）射出途中、（ｃ）後退途中の各状態の横断面図である。
【図３】実施の形態２での真空ダイカスト装置の射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、射出途中の状態の横断面図である。
【図４】実施の形態３での真空ダイカスト装置の射出スリーブ１１、プランジャチップ１２、給湯管１４、射出スリーブ１１の後方に固定したアダプタ１９および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、射出途中の状態の横断面図である。
【図５】特開平６−１２６４１５号公報に開示の真空ダイカスト装置２０の断面図である。
【図６】図５の真空ダイカスト装置２０での、射出スリーブ２１、プランジャチップ２２、給湯管２４および溶湯Ｍとその近傍を抜き出した、（ａ）給湯、（ｂ）射出途中の各状態の横断面図である。
【符号の説明】
１０、２０：真空ダイカスト装置
１１、２１：射出スリーブ
１１ａ、２１ａ：給湯口
１２、２２：プランジャチップ
１２ａ：凹状部
１２ｂ：径小部
１３、２３：保持炉
１４、２４：給湯管
１４ａ：オリフィス
１５：昇降台
１６：金型キャビティ
１６ａ、２６ａ：固定プラテン
１６ｂ：可動プラテン
１６ｃ：固定型
１６ｄ：可動型
１７：貯留タンク
１７ａ、１７ａ−１、１７ａ−２：第１の不活性ガス供給口
１７ｃ：第２の不活性ガス供給口
１７ｂ、１７ｄ：電磁弁
１８：真空ポンプ
１９：アダプタ
１９ａ：ポケット
２２ａ：湾曲面
Ｍ：溶湯
Ｎ、Ｎ１、Ｎ２：不活性ガス
Ｖ：減圧

Claims (4)

1. キャビティ内を減圧して保持炉内の溶湯を射出スリーブ内に給湯管を介して装填した後、前記射出スリーブに嵌合するプランジャチップを前進して前記射出スリーブ内の溶湯を前記キャビティ内に充填する真空ダイカスト方法であって、前記プランジャチップが前進途中および後退途中の何れか１の状態で前記給湯管内に不活性ガスを供給することを特徴とする真空ダイカスト方法。
2. 前記プランジャチップの待機中に前記射出スリーブ内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の真空ダイカスト方法。
3. 固定型および可動型で形成するキャビティと、該キャビティに連通する射出スリーブと、該射出スリーブ内で嵌合して前後進できるプランジャチップと、前記射出スリーブの下方にあって溶湯を収容する保持炉と、一端を前記射出スリーブに形成した給湯口に連通しかつ他端を前記保持炉内の溶湯に没入する給湯管と、前記キャビティ内を真空状態に減圧して前記保持炉内の溶湯を前記射出スリーブ内に給湯管を介して装填する減圧手段とを有する真空ダイカスト装置であって、前記プランジャチップの中間に凹状部を形成し、前記射出スリーブに第１の不活性ガス供給孔を形成し、該第１の不活性ガス供給孔を前記プランジャチップの前進途中および後退途中の何れか１の状態で前記プランジャチップの凹状部および給湯管と相互に連通する位置に設けていることを特徴とする真空ダイカスト装置。
4. 前記射出スリーブに第２の不活性ガス供給孔を形成し、該第２の不活性ガス供給孔は、前記プランジャチップの待機中の状態で前記射出スリーブおよび給湯管と相互に連通する位置に設けていることを特徴とする請求項３に記載の真空ダイカスト装置。

Images