JP2004188432A

JP2004188432A - ダイカスト鋳造装置および鋳造方法

Info

Publication number: JP2004188432A
Application number: JP2002356540A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Amano; 憲広天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】真空ダイカスト法を含むダイカスト鋳造作業において、射出スリーブ内の滞留空気を溶湯内に巻き込む不具合を確実に防ぎ、鋳造品質の向上を図る。
【解決手段】射出スリーブ１０は、その内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材１１で構成することにより、射出スリーブ１０の内部と外部との密閉性を確保しつつ多孔質部材１１を空気の連通経路として用いることが可能となる。減圧手段１２により、多孔質部材１１を介して射出スリーブ１０内の滞留空気９を吸引することにより、射出スリーブ１０内の密閉性を確保したまま滞留空気９を吸引し、溶湯４中への空気の巻き込みを解消することができる。しかも、多孔質部材１１の気孔率を調整することにより、射出スリーブ１０内の滞留空気９の流通を阻害することなく、かつ、多孔質部材１１への溶湯４の差込を回避することが可能となる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト鋳造装置とダイカスト鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト鋳造法は、図３に示すように、射出スリーブ１により、金型２のキャビティ３にアルミニウム合金の溶湯４を高圧・高速で注入し、一定形状のアルミ成形品を得る鋳造方法である。射出スリーブ１は、後端部に設けた溶湯の給湯口５を通して、取鍋から一定量の溶湯４を受取り、図４に示すように、射出スリーブ１に摺動可能に配置された射出プランジャー６の前進により、金型キャビティ内の溶湯４を射出スリーブ１の前方へと高速で押出し、圧力を増大させて射出口７からキャビティ３へと注入する。この際、射出スリーブ１内の溶湯４が波打ち、スリーブ内の空気８が符号９で示すように、滞留空気として溶湯４中に巻き込まれることがある。
そこで、従来から溶湯４中への空気８の巻き込みを防ぐために、射出スリーブ１と金型外部空間とを連通する、連通路を設けた例や（例えば、特許文献１参照。）、射出スリーブ１の上壁面を貫通してプランジャチップ背面へと滞留空気９を逃がす、空気抜き部を設けた例がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２８４９００号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】
特開平７−１２４７２７号公報（〔００１６〕、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の連通路や空気抜き部は、キャビティ３内の空気を真空引きする（図４に矢印１０で模式的に示す。）真空ダイカスト法の場合には、キャビティ３内の密閉性を損なうこととなることから用いることができなかった。しかも、真空ダイカスト法の場合には、射出プランジャー６の先端部（プランジャチップ）と、射出スリーブ１との間から、プランジャチップ背面の空気がリークして射出プランジャー６の前方に滞留し、かかる空気も溶湯４中に巻き込み易くなるといった問題があり、何らかの解決策が望まれていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、真空ダイカスト法を含むダイカスト鋳造作業において、射出スリーブ内の滞留空気を溶湯内に巻き込む不具合を確実に防ぎ、鋳造品質の向上を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係るダイカスト鋳造装置は、金型キャビティへと定量の溶湯を加圧注入する射出スリーブの、内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材で構成し、かつ、当該多孔質部材を介して射出スリーブ内の滞留空気を吸引する減圧手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、射出スリーブの内壁をその表面から所定深さまで多孔質部材で構成することにより、射出スリーブの内部と外部との密閉性を確保しつつ、前記多孔質部材を空気の連通経路として用いることが可能となる。そして、前記減圧手段により、前記多孔質部材を介して射出スリーブ内の滞留空気を吸引することにより、射出スリーブ内の密閉性を確保したまま滞留空気を吸引し、溶湯中への空気の巻き込みを解消することができる。なお、前記多孔質部材の気孔率を調整することにより、前記射出スリーブ内の滞留空気の流通を阻害することなく前記多孔質部材への溶湯の差込を回避することが可能となる。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係るダイカスト鋳造装置は、請求項１記載のダイカスト鋳造装置において、前記多孔質部材は、前記射出スリーブの射出口に隣接する一定範囲に位置するものである。
この構成によれば、給湯口から射出スリーブ内に給湯した溶湯を、前記射出スリーブに摺動可能に配置された射出プランジャーの前進により金型キャビティへと射出する際に、溶湯の前進に伴って移動する射出スリーブ内の滞留空気を、前記射出スリーブから金型キャビティへと射出される前段階で、前記多孔質部材を介して、効率的に吸引、除去することが可能となる。また、溶湯上面の酸化膜を、溶湯の射出完了まで給湯口近傍に保持することができるので、当該酸化膜をビスケット部に補足させることが可能となる。
【０００７】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項３に係るダイカスト鋳造方法は、給湯口から射出スリーブ内に給湯した溶湯を、前記射出スリーブに摺動可能に配置された射出プランジャーの前進により金型キャビティへと射出するダイカスト鋳造方法において、定量の溶湯を金型キャビティへと加圧注入する射出スリーブの、内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材で構成し、前記射出プランジャーの前進により、前記射出スリーブに開口する給湯口を封鎖した後射出完了までの間、前記多孔質部材を介して、射出スリーブ内の滞留空気を吸引することを特徴とするものである。
本発明によれば、給湯口から射出スリーブ内に給湯した溶湯を、前記射出スリーブに摺動可能に配置された射出プランジャーの前進により金型キャビティへと射出する際に、かかる滞留空気の吸引を、前記射出プランジャーの前進により前記射出スリーブに開口する給湯口を封鎖した後から射出完了までの間、行うことにより、溶湯の前進に伴って移動する射出スリーブ内の滞留空気を、前記射出スリーブから金型キャビティへと射出される前段階で、前記多孔質部材を介して、効率的に吸引、除去することが可能となる。また、溶湯上面の酸化膜を、溶湯の射出完了まで前記多孔質部材表面に保持することができるので、当該酸化膜をビスケット部に補足させることが可能となる。また、射出スリーブ内の滞留空気を前記多孔質部材を介して吸引することにより、射出スリーブ内の密閉性を確保したまま滞留空気を吸引し、溶湯中への空気の巻き込みを解消することができる。なお、前記多孔質部材の気孔率を調整することにより、前記射出スリーブ内の滞留空気の流通を阻害することなく前記多孔質部材への溶湯の差込を回避することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の請求項４に係るダイカスト鋳造方法は、請求項３記載のダイカスト鋳造方法において、前記金型キャビティの真空引きを行うものである。
本発明によれば、いわゆる真空ダイカスト鋳造方法において、金型キャビティ内の滞留空気をキャビティ外へと排出し、ブローホール等溶湯の充填不良による成形不良の発生を回避しつつ、金型キャビティから射出スリーブに至る部位の密閉性を確保しながら射出スリーブ内の滞留空気を除去することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
【００１０】
図１、図２には、本発明の実施の形態に係るダイカスト鋳造装置の要部をなす射出スリーブ１０を概略図示している。この射出スリーブ１０は、内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材１１で構成したものである。多孔質部材の設置場所は、射出スリーブ１０の長手方向では、射出口７に隣接する一定範囲とする。また、射出スリーブ１０の周方向では、最大で上側の半周部分に設けることとする。さらに、多孔質部材１１を介して射出スリーブ内の滞留空気９を吸引する減圧手段１２を備えている。
【００１１】
多孔質部材１１は、鉄等の金属燒結体により構成することが好ましく、セラミック等を用いることも可能である。また、多孔質部材１１の気孔率を、射出スリーブ１０内の滞留空気９の流通を阻害することなく、かつ、多孔質部材１１への溶湯の差込を回避することが可能となるように調整する。現状では、その気孔率を例えば１５％程度（５〜２０％が望ましい）に調整している。多孔質部材１１の厚さ（射出スリーブ１０の内壁からの深さ）は、空気の連通を阻害することなく、かつ、凹部１０ａを設けることによる射出スリーブ１０の必要強度を失うことのない範囲で、決定されるものである。
【００１２】
また、射出スリーブ１０の内壁の一部に多孔質部材１１を構成する手法としては、円筒状をなす鋼製の射出スリーブ１０の、内壁の一部を機械加工によって切削除去して凹部１０ａを形成し、凹部１０ａと同一形状に成形された多孔質部材１１を凹部１０ａに嵌め込むようにする。なお、凹部１０ａに嵌め込まれた多孔質部材１１の固定は、ボルト等を用いて行うことができる。
一方、減圧手段１２は、射出スリーブ１０の外壁から凹部１０ａへと穿孔して、エアポンプへと連通する空気管路を、多孔質部材１１に密閉状態で固定したものである。なお、当該エアポンプは、射出プランジャー６の位置に連動して作動するものであり、後述の如く、射出プランジャー６の前進により給湯口５を封鎖した後に作動（吸引）を開始し、射出プランジャー６の前進限度位置で、作動停止するものである。
【００１３】
本発明の実施の形態において、射出スリーブ１０から金型２のキャビティへと溶湯を供給する手順は、次の通りである。まず、図１に示すように、射出プランジャー６を後退限度位置に待機させて、取鍋１３によって射出スリーブに開口する給湯口５から射出スリーブ１０内へと一定量の溶湯４を受取る。続いて、射出スリーブ１に摺動可能に配置された射出プランジャー６を高速で前進させる。そして、射出プランジャー６の前進により給湯口５を封鎖した後、射出プランジャー６が前進限度位置に至る射出完了位置までの間、図２に矢印１４で模式的に示すように、多孔質部材１１を介して、減圧手段１２により射出スリーブ内の滞留空気９を吸引する。そして、射出スリーブ１０内に給湯した溶湯４より滞留空気９を取り除いて射出口７から射出し、金型２のキャビティへと充填する。
なお、真空ダイキャスト鋳造方法に用いる場合には、少なくとも、射出プランジャー６の前進によって射出スリーブ１０に開口する給湯口５を封鎖した後、射出完了までの間、金型キャビティの真空引きを行う。
【００１４】
上記構成をなす本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。本発明の実施の形態に係る射出スリーブ１０は、その内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材１１で構成することにより、射出スリーブ１０の内部と外部との密閉性を確保しつつ多孔質部材１１を空気の連通経路として用いることが可能となる。そして、減圧手段１２により、多孔質部材１１を介して射出スリーブ１０内の滞留空気９を吸引することにより、射出スリーブ１０内の密閉性を確保したまま滞留空気９を吸引し、溶湯４中への空気の巻き込みを解消することができる。
しかも、多孔質部材１１の気孔率を調整することにより、射出スリーブ１０内の滞留空気９の流通を阻害することなく、かつ、多孔質部材１１への溶湯４の差込を回避することが可能となる。
【００１５】
また、滞留空気９の溶湯４への巻き込みを考慮する必要がなくなるため、射出プランジャー６の作動パターンも自由に設定することが可能となり、成形品質の向上と成形サイクルの短縮とを両立させることが可能となる。
以上のごとく、本実施の形態によれば、金型キャビティから射出スリーブ１０に至る部位の密閉性を確保しつつ、射出スリーブ１０内の滞留空気９を除去することにより、ブローホール等溶湯の充填不良による成形不良の発生を回避することができるので、特に、真空ダイカスト鋳造方法においてその効果を十分に発揮することが可能となる。また、真空引きを行わないダイカスト鋳造方法においても、同様の作用効果を得ることが可能となる。
【００１６】
さらに、多孔質部材１１は、射出スリーブ１０の射出口７に隣接する一定範囲に位置するので、給湯口５から射出スリーブ１０内に給湯した溶湯を、射出プランジャー６の前進により金型キャビティへと射出する際に、溶湯４の前進に伴って移動する射出スリーブ内の滞留空気９を、射出スリーブ１０から金型キャビティへと射出される前段階で、多孔質部材１１を介して、効率的に吸引、除去することが可能となる。また、溶湯４の上面に生成される酸化膜を多孔質部材１１に保持することにより、当該酸化膜をビスケット部に補足させ、製品への混入を防ぐことが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、真空ダイカスト法を含むダイカスト鋳造作業において、射出スリーブ内の滞留空気を溶湯内に巻き込む不具合を確実に防ぎ、鋳造品質の向上を図ることが可能となる。
【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鋳造装置の要部をなす射出スリーブの概略図であり、溶湯の受入時の様子を示している。
【図２】図１に示す射出スリーブの、溶湯の射出時の様子を示すものである。
【図３】従来のダイカスト鋳造装置の概略図であり、溶湯の射出開始時の様子を示すものである。
【図４】図３に示す鋳造装置において、溶湯の射出時の様子を示すものである。
【符号の説明】
２金型
３キャビティ
４溶湯
５給湯口
６射出プランジャー
７射出口
８空気
９滞留空気
１０射出スリーブ
１１多孔質部材
１２減圧手段

Claims

金型キャビティへと定量の溶湯を加圧注入する射出スリーブの、内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材で構成し、かつ、当該多孔質部材を介して射出スリーブ内の滞留空気を吸引する減圧手段を設けたことを特徴とするダイカスト鋳造装置。
前記多孔質部材は、前記射出スリーブの射出口に隣接する一定範囲に位置することを特徴とする請求項１記載のダイカスト鋳造装置。
給湯口から射出スリーブ内に給湯した溶湯を、前記射出スリーブに摺動可能に配置された射出プランジャーの前進により金型キャビティへと射出するダイカスト鋳造方法において、定量の溶湯を金型キャビティへと加圧注入する射出スリーブの、内壁の上方の一部を所定深さまで多孔質部材で構成し、前記射出プランジャーの前進により、前記射出スリーブに開口する給湯口を封鎖した後射出完了までの間、前記多孔質部材を介して、射出スリーブ内の滞留空気を吸引することを特徴とするダイカスト鋳造方法。
前記金型キャビティの真空引きを行うことを特徴とする請求項３記載のダイカスト鋳造方法。