JP2004268051A

JP2004268051A - 真空ダイカスト装置

Info

Publication number: JP2004268051A
Application number: JP2003058153A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yahata; 茂雄矢幡; Junji Tabata; 潤二田畑; Shinya Naito; 伸也内藤; Hidehiko Hotta; 英彦堀田; Masahiro Kawakami; 昌弘河上
Original assignee: HIROSHIMA ALUMINUM INDUSTRY CO; Hiroshima Aluminum Industry Co Ltd
Current assignee: HIROSHIMA ALUMINUM INDUSTRY CO; Hiroshima Aluminum Industry Co Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】キャビティ内の真空度を向上させるとともに、射出スリーブのキャビティ側空間内の真空度が瞬間的に低下することに起因する溶湯の吸込み現象をなくし、鋳巣や湯境状欠陥がほとんどない健全な鋳物を鋳造する。
【解決手段】環状吸引溝２２を射出プランジャ１８外周面に形成する。プランジャロッド１９内に第２真空引き通路２３を形成して環状吸引溝２２を第２真空引き通路２３により第２真空ポンプ２５に接続する。環状吸引溝２２よりプランジャロッド１９寄りの射出プランジャ１８外周面である第２ブロック２１外周面に、交互に並設された環状凸条部２１ａと環状凹条部２１ｂとからなり射出スリーブ１６内周面と非接触状態のラビリンスシール２７を一体に形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空ダイカスト装置の改良に関し、特に高真空化対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、真空ダイカスト装置では、固定型と可動型とを型閉じして両者間にキャビティを形成し、このキャビティ内を真空引きした状態で、射出プランジャを射出スリーブ内で進出させることにより、射出スリーブ内に保持されている溶湯をキャビティ内に射出充填して鋳物を鋳造するようにしている。
【０００３】
ところで、射出プランジャは射出スリーブ内を摺動するため、両者間には僅かな隙間が形成されている。このため、キャビティ内を真空引きすると、外気が上記隙間から射出スリーブ内のキャビティ側空間に吸引されてキャビティ内に侵入し、その結果、キャビティ内の真空度を高く保持することができず、鋳造された鋳物に鋳巣が多発する。
【０００４】
また、上述の如く外気が射出スリーブのキャビティ側空間内に吸引されると、当該空間内の真空度が瞬間的に低下し、当該空間内に保持されている溶湯の一部がキャビティ内に吸い込まれる現象が生じ、その後にキャビティ内に射出充填された溶湯との間で凝固タイミングがずれて融合が不十分となり、このため、鋳造された鋳物に湯境状の欠陥ができることがある。この現象は、キャビティ内の真空度が高く要求される程多くなる。
【０００５】
そこで、射出プランジャ外周面に環状吸引溝を形成し、プランジャロッド内に形成した真空引き通路を介して上記環状吸引溝を真空ポンプに接続し、上記環状吸引溝内を真空引きすることにより、射出プランジャと射出スリーブとの間の僅かな隙間から侵入しようとする外気を上記環状吸引溝内に引き込んでキャビティ側に侵入しないようにした真空ダイカスト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、上記環状吸引溝に加えて該環状吸引溝よりプランジャロッドよりの射出プランジャ外周面に０リング等の接触型の環状シール材を装着した真空ダイカスト装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特公平２−４５９４１号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平１−３１３１７５号公報（第３頁、第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のように、射出プランジャ外周面に環状吸引溝を形成しても、鋳造を長期間に亘って繰り返し行っているうちに、射出プランジャ外周面及び射出スリーブ内周面が摩耗して両者間の隙間が大きくなり、環状吸引溝の吸引力だけでは、上記隙間から侵入しようとする外気を十分に環状吸引溝内に引き込むことができず、その一部がキャビティ側に侵入することになる。これでは、キャビティ内の真空度を高く保持することができず、鋳物への鋳巣発生を解消することができない。また、外気が射出スリーブのキャビティ側空間内に吸引されて当該空間内の真空度が瞬間的に低下することに起因する溶湯の吸込み現象が生じ、鋳物への湯境状欠陥発生を解消することができない。
【０００９】
一方、特許文献２は、上記の環状吸引溝に加えて環状シール材を設けることで、上述の如き不具合を解消しようとするものであるが、この環状シール材は射出スリーブ内周面と摺接する接触型であるため、鋳造を長期間に亘って繰り返し行っているうちに摩耗するとともに、鋳造時の熱影響で劣化してシール機能を十分に発揮させることができなくなる。これでは、特許文献１と同様に外気がキャビティ内に侵入し、鋳巣や湯境状欠陥がほとんどない健全な鋳物を鋳造することができない。
【００１０】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャビティ内の真空度を向上させるとともに、射出スリーブのキャビティ側空間内の真空度が瞬間的に低下することに起因する溶湯の吸込み現象をなくし、鋳巣や湯境状欠陥がほとんどない健全な鋳物を鋳造することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、特許文献２の接触型の環状シール材に代えて非接触型のシール構造を採用したことを特徴とする。
【００１２】
具体的には、この発明は、固定型と可動型との型閉じ状態で両者間に形成されるキャビティ内に連通し溶湯を一時的に保持する射出スリーブと、該射出スリーブ内に摺動自在に挿入されプランジャロッド先端に固着された射出プランジャとを備え、上記キャビティ内を真空引きしかつ上記射出プランジャを進出させることにより、上記射出スリーブ内に保持されている溶湯をキャビティ内に射出充填して鋳物を鋳造する真空ダイカスト装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１３】
すなわち、この発明は、上記射出プランジャ外周面には、環状吸引溝が形成され、上記プランジャロッド内には、上記環状吸引溝を負圧源に接続する真空引き通路が形成され、上記環状吸引溝よりプランジャロッドよりの射出プランジャ外周面には、交互に並設された環状凸条部と環状凹条部とからなり射出スリーブ内周面と非接触状態のラビリンスシールが一体に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成により、この発明では、キャビティ内を真空引きすると、射出プランジャと射出スリーブとの間の僅かな隙間から侵入しようとする外気のほとんどは、ラビリンスシールにより侵入が阻止される。ラビリンスシールを通過した僅かな外気は、ラビリンスシールを通過する過程で絞りと膨張が繰り返し行われることで侵入する勢いが殺がれ、すなわち圧力損失効果によってその下流側の環状吸引溝内に確実に引き込まれて射出スリーブのキャビティ側空間内及びキャビティ内に侵入しない。よって、キャビティ内の真空度が向上して鋳巣や湯境状欠陥がほとんどない高品質で健全な鋳物が得られる。また、ラビリンスシールは、射出スリーブ内周面と接触しない非接触型であって長きに亘って鋳造しても摩耗せず、また、射出プランジャの一部で構成されているため熱劣化せず、シール効果が低減しない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２はこの発明の実施の形態に係る真空ダイカスト装置を示す。同図中、１は固定型であり、この固定型１は、固定盤２に取り付けられた固定ホルダ３に型合わせ面１ａを露出させた状態で嵌合保持されている。４は上記固定型１に対向して配置された可動型であり、この可動型４は、可動盤５にエジェクタプレート収容ブロック６を介して取り付けられた可動ホルダ７に型合わせ面４ａを露出させた状態で嵌合保持されている。上記可動型４は、図示しない移動機構により固定型１に対して接離して型開き・型閉じするように構成され、固定型１と可動型４との型閉じ状態で両者間にキャビティ８が形成されるようになっている。
【００１７】
上記可動型４の型合わせ面４ａには、図３にも示すように、３つの真空引き溝９がそれぞれキャビティ８に連通するように形成され、これら真空引き溝９は１つに合流して可動型４の型合わせ面４ａに開口する第１真空引き通路１０のポート１０ａに接続されている。この第１真空引き通路１０は、第１真空引き配管１１を介して負圧源である第１真空ポンプ１２に接続され、上記第１真空引き配管１１の途中には第１制御弁１３が介設されている。そして、固定型１と可動型４との型閉じ状態で上記第１真空ポンプ１２を作動させ、第１制御弁１３で真空度を調整しながらキャビティ８内を目的の真空度に達するまで真空引きするようになっている。
【００１８】
また、上記可動ホルダ７の型合わせ面７ａには、矩形環状シール溝１４がキャビティ８を取り囲むように形成され、耐熱ゴム製のＯリングからなる環状シール材１５が型閉じ状態で固定ホルダ３及び可動ホルダ７の型合わせ面３ａ，７ａ間をシールするように上記環状シール溝１４に嵌め込まれている。このように、環状シール材１５をキャビティ８からできるだけ離れた可動ホルダ７の型合わせ面７ａに配置しているのは、環状シール材１５が溶湯の熱影響で熱劣化するのを可及的に防止するためである。
【００１９】
上記固定型１の下端寄りには、断面円形の射出スリーブ１６の一端側が接続され、該射出スリーブ１６は、可動型４の型合わせ面４ａに形成された湯道１７によりキャビティ８に連続し、溶湯（図示せず）をキャビティ８に射出する前に一時的に保持するようになっている。上記射出スリーブ１６の内周面は鏡面仕上げされて凹凸がなく、射出スリーブ１６内には、円柱形状の射出プランジャ１８が射出スリーブ１６他端側から摺動自在に挿入され、この射出プランジャ１８は、図示しないショットシリンダに連結されたプランジャロッド１９先端に固着され、ショットシリンダの伸縮作動により射出スリーブ１６内を進退するようになっている。この射出スリーブ１６の他端側には給湯口１６ａが形成され、該給湯口１６ａは、図示しないが供給管によって溶湯保持炉に接続されており、溶湯保持炉内に貯留されているアルミニウム合金やマグネシウム合金等の溶湯を射出プランジャ１８の後退状態で供給管を経て射出スリーブ１６内に給湯して一時的に保持し、上記キャビティ８を真空引きした状態で、射出プランジャ１８を射出スリーブ１６内で進出させることにより、上記射出スリーブ１６内に保持されている溶湯をキャビティ８内に射出充填して鋳物を鋳造するようになっている。
【００２０】
図１に拡大詳示するように、上記射出プランジャ１８は、先端側の第１ブロック２０と後側の第２ブロック２１とが一体に接続されて形成され、これら第１ブロック２０と第２ブロック２１との接続部分の外周面には、円形の環状吸引溝２２が形成されている。
【００２１】
上記第２ブロック２１及びプランジャロッド１９内には、複数（図１に２つのみ現れる）の第２真空引き通路２３が軸方向に形成され、その一端は上記環状吸引溝２２に接続されている。上記第２真空引き通路２３の他端は、第２真空引き配管２４を介して負圧源である第２真空ポンプ２５に接続され、上記第２真空引き配管２４の途中には第２制御弁２６が介設されている。これにより、上記環状吸引溝２２が第２真空引き通路２３及び第２真空引き配管２４によって第２真空ポンプ２５に接続されている。そして、固定型１と可動型４との型閉じ状態で上記第２真空ポンプ２５を作動させ、第２制御弁２６で真空度を調整しながら環状吸引溝２２内を目的の真空度に達するまで真空引きするようになっている。この環状吸引溝２２内の真空引きは上記キャビティ８内の真空引きと併行して行われる。
【００２２】
上記環状吸引溝２２よりプランジャロッド１９よりの射出プランジャ１８外周面である第２ブロック２１外周面には、円形の環状凸条部２１ａと同じく円形の環状凹条部２１ｂとが交互に複数並設され、上記各環状凸条部２１ａは射出スリーブ１６内周面と僅かな間隔をあけていて、外気がこの隙間を通過することで絞られ、さらに、その隣の環状凹条部２１ｂに流入することで膨張し、この絞りと膨張とを繰り返すことによって外気の侵入の勢いを減殺するように構成されている。したがって、上記各環状凸条部２１ａと各環状凹条部２１ｂとにより、射出スリーブ１６内周面と非接触状態のラビリンスシール２７が一体に形成されている。このことを本発明の特徴としている。
【００２３】
上記エジェクタプレート収容ブロック６には収容室２８が形成され、上記可動型４及び可動ホルダ７には、キャビティ８と上記収容室２８とに貫通する貫通孔２９が形成され、この貫通孔２９には、キャビティ８に対して進退する２本のエジェクタピン３０が進退可能に嵌挿され、その基端は上記収容室２８内に配置されたエジェクタプレート３１に固定されている。このエジェクタプレート３１は図示しない作動機構により進退するようになっており、鋳造時にはエジェクタプレート３１を後退させてエジェクタピン３０をキャビティ８に突出しないようにし、鋳造後はエジェクタプレート３１を進出させてエジェクタピン３０をキャビティ８に突出させることにより、鋳造された鋳物を脱型するようになっている。
【００２４】
このように構成された真空ダイカスト装置では、型閉じ後に射出プランジャ１８の後退状態で溶湯を射出スリーブ１６に給湯して一時的に保持し、射出プランジャ１８を低速で進出させて上記溶湯をキャビティ８内に低速で射出する。射出プランジャ１８が進出して給湯口１６ａを塞ぐと、第１真空引きポンプ１２を作動させるとともに第１制御弁１３の開度を調整してキャビティ８内を真空引きする。これと併行して第２真空引きポンプ２５を作動させるとともに第２制御弁２６の開度を調整して環状吸引溝２２内を真空引きする。
【００２５】
この際、外気が射出スリーブ１６内周面と射出プランジャ１８外周面との間の僅かな隙間からキャビティ８側に侵入しようとしても、侵入方向上流側の第２ブロック２１に形成されたラビリンスシール２７で外気の侵入がほとんど阻止され、かつ非接触シールであるがためにラビリンスシール２７を通過した僅かな外気は、ラビリンスシール２７を通過する過程で絞りと膨張とを繰り返して侵入の勢いが減殺され、射出プランジャ１８先端から手前の環状吸引溝２２内に確実に吸引されて第２真空引き通路２３及び第２真空引き配管２４を経て射出スリーブ１６外に排出され、侵入方向下流側の第１ブロック２０に到達しない。その結果、図４に示すように、キャビティ８内の真空度を約１５Ｔｏｒｒにすることができた。この数値は、鋳造された鋳物に鋳巣がほとんどない健全な状態にするには、キャビティ８内の真空度が約３０Ｔｏｒｒ必要であることからすれば、十分に満足できる数値である。
【００２６】
そして、キャビティ８内の真空度が上述の如く約１５Ｔｏｒｒに達すると、射出プランジャ１８を高速で進出させて溶湯をキャビティ８内に高速で射出充填して鋳物を鋳造する。鋳造された鋳物がアルミニウム合金製である場合を例に挙げると、本実施形態では、鋳物中のガス含有量は１〜２ｃｃ／１００ｇＡｌと鋳巣がほとんどない高品質で健全な鋳物が得られた。
【００２７】
また、上述の如く外気は、ラビリンスシール２７のシール機能と環状吸引溝２２の引込み機能により、射出スリーブ１６のキャビティ側空間内に到達しないので、外気が射出スリーブ１６のキャビティ側空間内に吸引されて当該空間内の真空度が瞬間的に低下することに起因する溶湯Ｍの吸込み現象が生じず、鋳物への湯境状欠陥発生を解消することができる。
【００２８】
さらに、射出スリーブ１６内周面と接触しない非接触型のラビリンスシール２７を採用しているので、ラビリンスシール２７は長きに亘って鋳造しても摩耗せず、また、射出プランジャ１８の一部で構成されているため熱劣化せず、シール効果が確保することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、環状吸引溝を射出プランジャ外周面に形成するとともに、プランジャロッド内に形成した真空引き通路により上記環状吸引溝を負圧源に接続し、かつ環状吸引溝よりプランジャロッド寄りの射出プランジャ外周面に射出スリーブ内周面と非接触状態のラビリンスシールを形成した。これにより、上記ラビリンスシールを通過する僅かな外気の侵入する勢いをラビリンスシールを通過する過程で減殺して上記環状吸引溝内に確実に引き込み、射出スリーブのキャビティ側空間内及びキャビティ内に外気が侵入しないようにすることができ、キャビティ内の真空度を高い保持して鋳巣や湯境状欠陥がほとんどない高品質で健全な鋳物を鋳造することができる。また、接触による摩耗がなく、かつ熱劣化しない非接触型のラビリンスシールによりシール効果を低減しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る真空ダイカスト装置における射出スリーブ部分の断面図である。
【図２】実施形態に係る真空ダイカスト装置の断面図である。
【図３】実施形態に係る真空ダイカスト装置の可動型側を型合わせ面側から見た図である。
【図４】実施形態に係る真空ダイカスト装置の真空度を示すグラフである。
【符号の説明】
１固定型
４可動型
８キャビティ
１６射出スリーブ
１８射出プランジャ
１９プランジャロッド
２１ａ環状凸条部
２１ｂ環状凹条部
２２環状吸引溝
２３第２真空引き通路
２５第２真空ポンプ（負圧源）
２７ラビリンスシール

Claims

固定型と可動型との型閉じ状態で両者間に形成されるキャビティ内に連通し溶湯を一時的に保持する射出スリーブと、
該射出スリーブ内に摺動自在に挿入されプランジャロッド先端に固着された射出プランジャとを備え、
上記キャビティ内を真空引きしかつ上記射出プランジャを進出させることにより、上記射出スリーブ内に保持されている溶湯をキャビティ内に射出充填して鋳物を鋳造する真空ダイカスト装置であって、
上記射出プランジャ外周面には、環状吸引溝が形成され、
上記プランジャロッド内には、上記環状吸引溝を負圧源に接続する真空引き通路が形成され、
上記環状吸引溝よりプランジャロッドよりの射出プランジャ外周面には、交互に並設された環状凸条部と環状凹条部とからなり射出スリーブ内周面と非接触状態のラビリンスシールが一体に形成されていることを特徴とする真空ダイカスト装置。