JP2004351462A

JP2004351462A - ダイカストマシンおよび粉体離型剤の供給方法

Info

Publication number: JP2004351462A
Application number: JP2003152077A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Kubota; 正光久保田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】キャビティ内を高真空状態にして射出・充填を行うダイカストマシンにおいて、粉体状の離型剤を用いて鋳造を行う際に、粉体離型剤の性能を十分に発揮させることができ、品質の安定したダイカスト製品を鋳造することが可能となる粉体離型剤の供給方法を提供する。
【解決手段】型締完了後、真空弁の弁体２４を開き、粉体離型剤吸引用の真空タンクＡ１３０を作動させる。粉体離型剤供給指令に対応して、ノズル１２２から射出スリーブ９６の供給口９６ａへ粉体離型剤ＰＳが吐出されるとランナー部Ｒｎ、キャビティＣ、排気路Ｅｐ、排気路２５から管路１５０、１３２を経て真空装置タンクＡへ吸引・排気されるのでこの排気によって発生するキャビティＣ内の空気の流れを利用して粉体離型剤を十分に拡散し、キャビティの内面に付着させる。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型キャビティ内の気体を溶湯圧入前に排気して、高真空状態でダイカストするいわゆる真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト製品の品質のばらつきによる信頼性低下の原因の一つとして、ダイカスト製品へのガスの含有がある。すなわち、高速、高圧で射出、充填された溶湯は射出スリーブと金型のキャビティ内で乱流となり、空気や気化した金型に塗布された離型剤等を巻き込む。
上記のような問題を克服するため、真空ダイカスト法によるダイカストマシンを用いて鋳造することによって、ダイカスト製品へのガスの含有を抑制し、ダイカスト製品のガスの含有による品質のばらつきを低減する技術が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンにおいては、高い強度、品質の製品を鋳造するためには、金型内をより高真空化でき、減圧状態を維持できることが求められている。金型内が高真空化されていないと、鋳造された製品にガスが含有し、鋳造後の焼きなまし等の熱処理を製品に施した際に、製品に歪みや変形が生じやすく、真空ダイカスト法による十分な効果を得ることが難しいからである。より高い強度、品質の製品を鋳造するためには、キャビティ内を高い真空度で減圧することが求められている。
【０００３】
一方、ダイカストマシンでは、鋳造した製品の金型からの取り外しを容易にするために、鋳造前に金型のキャビティの内面に離型剤を塗布することが行われている。また、金属溶湯を金型のキャビティ内に射出する際に、射出装置のスリーブとプランジャチップとの間の摩擦を低減するために、鋳造前にスリーブの内周面に潤滑剤を塗布することが行われている。
上記の離型剤や潤滑剤としては、離型材料や潤滑材料を水に溶解させた水溶性離型剤や水溶性潤滑剤が多く用いられているが、これらに代えて粉体状の材料からなる粉体離型剤や粉体潤滑剤が使用されはじめている。
粉体離型剤や粉体潤滑剤は、金型への温度衝撃の緩和、製品内へのガスの混入量の低下、蒸発成膜による高断熱効果、離型性能の向上、騒音の低下、排水処理の不要化等の水溶性離型剤や水溶性潤滑剤と比べて優れた種々の利点を有する。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許２，７８５，４４８号
【特許文献２】
特開２００２−２３９７０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、粉体離型剤や粉体潤滑剤の性能を十分に発揮させるためには、金型のキャビティの表面やスリーブの内周面にこれらを均一に分散付着させる必要がある。
粉体離型剤を金型のキャビティの表面に塗布するには、たとえば、金型を型締した状態でキャビティ内に粉体離型剤を噴射する方法が採られる。
しかしながら、この塗布方法では、キャビティの形状等によってはキャビティの表面に粉体離型剤を均一に分散させることが難しく粉体離型剤が均一に塗布されないと、上記した粉体離型剤の性能が十分に発揮されない。
また、真空ダイカスト法を用いたダイカストマシンでは、キャビティを減圧したときのシール性能が非常に重要であるが、金型に粉体離型剤の供給口を設けると、シール性能が低下するという不利益も存在する。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、キャビティ内を高真空状態にして射出・充填を行うダイカストマシンにおいて、金型のシール性能を低下させることなく、粉体状の離型剤をキャビティに安定して塗布可能可能なダイカストマシンおよび粉体離型剤の供給方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイカストマシンは、固定金型に連通し溶湯の供給口を有する射出スリーブと、前記射出スリーブに嵌合し、当該スリーブに供給された溶湯を前記固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに向けて射出、充填するプランジャと、前記キャビティを密封するシール手段と、前記キャビティを減圧する第１真空装置と、前記移動金型側に取付けられ、前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を遮断・導通する弁体を有する真空弁と、前記弁体により画された前記第１真空装置側の排気路内に接続された粉体離型剤吸引用の第２真空装置と、前記射出スリーブ内へノズルを介し前記粉体離型剤を供給する粉体離型剤供給手段とを有する。
【０００８】
好適には、前記粉体離型剤供給手段のノズルは前記溶湯の供給口へ進退可能に配置されている。
【０００９】
さらに好適には、前記粉体離型剤吸引用の第２真空装置に接続される管路の一部が前記第１真空装置に接続される排気管路の中に配設されている。
【００１０】
好適には、前記ノズルは前記粉体離型剤供給後に前記射出スリーブ内へ供給される潤滑剤の吐出用として使用される。
【００１１】
本発明の粉体離型剤の供給方法は、固定金型に連通し溶湯の供給口を有する射出スリーブと、前記射出スリーブに嵌合し、当該スリーブに供給された溶湯を前記固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに向けて射出、充填するプランジャと、前記キャビティを密封するシール手段と、密封された前記キャビティを減圧する第１真空装置と、前記移動金型側に取付けられ、前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を遮断・導通する弁体を有する真空弁と、前記弁体により画された前記第１真空装置側の排気路内に接続された粉体離型剤吸引用の第２真空装置と、前記射出スリーブ内へノズルを介し前記粉体離型剤を供給する粉体離型剤供給手段とを有するダイカストマシンにおける粉体離型剤の供給方法であって、前記固定金型と移動金型との型締完了に対応し前記ノズルから前記粉体離型剤を吐出可能に前記粉体離型剤供給手段を用意し、前記第１真空装置を吸引動作可能にし、前記弁体を駆動して前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を連通し、前記ノズルから前記粉体離型剤を前記射出スリーブ内へ吐出する。
【００１２】
好適には、本発明の粉体離型剤の供給方法は、前記粉体離型剤の前記射出スリーブへの所定量吐出が完了したとき、前記弁体を遮断し、かつ、前記第２真空装置の吸引動作を停止するとともに前記第１真空装置を吸引可能に切り換える。
【００１３】
本発明では、型締完了後、真空弁の弁体を開き、粉体離型剤吸引用の第２真空装置を作動させる。粉体離型剤供給指令に対応して、ノズルから射出スリーブの供給口へ粉体離型剤が吐出するとキャビティを経て第２真空装置タンクへ吸引・排気される。この排気によって発生するキャビティ内の空気の流れを利用して粉体離型剤を十分に拡散し、キャビティの内面に付着させる。
したがって、キャビティの形状等にかかわらずキャビティを含む溶湯の接触する金型内面に粉体離型剤を一様に塗布する。
この結果、粉体離型剤の塗布むらが発生せず、粉体離型剤のもつ離型、断熱性能を十分に発揮させることができる。
また、第２真空装置タンクによる吸引は、真空ダイカストにおける排気路を使用するので、金型のシール性能が低下することがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図８を参照して説明する。
図１において、ダイカストマシン１は、ベース１００と、ベース１００上に設置された固定ダイプレート９１と、固定ダイプレート９１に取り付けられた固定金型２と、固定ダイプレート９１の固定金型２とは反対側に設けられた射出装置９５と、固定ダイプレート９１に対向してベース１００上に設置された移動ダイプレート９２と、固定金型２に対向するように移動ダイプレート９２に取り付けられた移動金型３と、移動ダイプレート９２を間において固定ダイプレート９１とタイバー８０によって連結されたリンクハウジング７１と、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを連結する複数のリンクからなるトグル機構１１０とを備えている。
【００１５】
固定ダイプレート９１は、ベース１００に固定されており、移動ダイプレート９２はベース１００に移動可能に設けられている。
リンクハウジング７１と固定ダイプレート９１とは、移動ダイプレート９２を貫通する４本のタイバー８０によって連結されている。
【００１６】
トグル機構１１０は、複数のリンクで構成されており、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを連結している。なお、トグル機構１１０の構成は、周知の構成であり、詳細については省略する。
このトグル機構１１０は、クロスヘッド７２と連結されており、このクロスヘッド７２がねじ軸７３に沿って矢印Ａ１およびＡ２方向に移動することにより作動し、リンクハウジング７１と移動ダイプレート９２とを接近または離隔させる。
ねじ軸７３は、リンクハウジング７１に設けられた図示しないサーボモータによって駆動され、ねじ軸７３の回転によってこれに螺合するクロスヘッド７２が矢印Ａ１およびＡ２方向に移動する。
【００１７】
図示しないサーボモータの駆動によってクロスヘッド７２を矢印Ａ１方向へ移動させると、トグル機構１１０が作動し、移動ダイプレート９２はリンクハウジング７１に対して離隔する向き（型閉方向）に移動し、固定金型２と移動金型３の型閉が行われる。さらに、クロスヘッド７２を矢印Ａ２方向に移動させると、タイバー８０が伸長し、タイバー８０に発生した張力によって固定金型２と移動金型３との型締が行われる。
【００１８】
射出装置９５は、型締された固定金型２および移動金型３に形成される図示しないキャビティに溶融金属を射出・充填する。キャビティに射出・充填された溶融金属が凝固することにより、ダイカスト製品が得られる。
【００１９】
一方、ダイカスト製品を鋳造したのち、ダイカスト製品を取り出す際には、クロスヘッド７２を矢印Ａ１方向へ移動させると、移動ダイプレート９２はリンクハウジング７１に対して接近する向き（型開方向）に移動し、移動金型３は固定金型２に対して開く。固定金型２と移動金型３を開くと、ダイカスト製品は移動金型３に嵌まった状態で移動する。この移動金型３に嵌まった状態のダイカスト製品を後述する押出機構によって移動金型３から押し出すことによって、ダイカスト製品を取り出す。
【００２０】
図２は、金型周辺の構造を示す断面図である。また、図３は移動金型３の合わせ面（分割面）の構造を示す図である。なお、図２に示す固定金型２および移動金型３は型締状態にある。図２に示すように、固定金型２の背面側には、射出装置９５が設けられている。
【００２１】
射出装置９５は、固定金型２の背面側に設けられた円筒状の射出スリーブ９６と、この射出スリーブ９６の内周に嵌合するプランジャチップ９７と、プランジャチップ９７と一端が連結されたプランジャロッド９８と、プランジャロッド９８の他端部と連結された射出シリンダ装置９９とを備えている。
【００２２】
射出スリーブ９６は、供給口９６ａを備えており、この供給口９６ａからラドル１００によって射出スリーブ９６内に金属溶湯ＭＬが供給される。
射出シリンダ装置９９は、ピストンを内蔵しており、このピストンに連結されたピストンロッド９９ａとプランジャロッド９８とがカップリング９９ｂによって連結されている。この射出シリンダ装置９９は、油圧によって駆動され、ピストンロッド９９ａを伸縮する。
【００２３】
プランジャチップ９７は、プランジャロッド９８に連結されており、射出シリンダ装置９９の駆動により、射出スリーブ９６内を移動する。プランジャチップ９７が金属溶湯ＭＬが供給された射出スリーブ９６内を固定金型２側に向けて移動することにより、金属溶湯ＭＬが固定金型２と移動金型３とによって形成されるランナー部Ｒｎを通じてキャビティＣに充填される。
なお、９８ａはプランジャロッド９８の外周に軸方向に対し一定ピッチで磁極Ｎ，Ｓが形成され、この磁極の通過数をパルス列として検出するセンサであって、プランジャチップ９７の射出速度を計測するものである。図示の如く、センサ出力はマシンコントローラ５２へ与えられる。マシンコントローラ５２内の５２ａは射出プランジャ現在位置カウンタであって、プランジャチップ９７の位置を示す。また、５２ｂは溶湯供給口通過位置設定レジスタ、５２ｃは高速射出開始位置設定レジスタであって、前記カウンタ５２ａの値がそれぞれレジスタ５２ｂ，５２ｃの値と一致したとき、マシンコントローラ５２は対応するバルブの開閉動作を行うようバルブコントローラ５１へ指令を与えるようになっている。
【００２４】
ランナー部Ｒｎは、図３に示す移動金型３の分割面３ａに形成された溝部Ｒｎａと固定金型２の分割面２ａによって形成される。
キャビティＣは、固定金型２の分割面２ａにダイカスト製品の形状に合わせて形成された凹面Ｃａおよび図３に示す移動金型３の分割面３ａにダイカスト製品の形状に合わせて形成された凹面Ｃｂによって形成される。
【００２５】
キャビティＣの上方には、図２に示すように、排気路Ｅｐが形成されている。この排気路Ｅｐは、移動金型３の分割面３ａに形成された凹面Ｃｂに連なる溝部Ｅｐａと、固定金型２の分割面２ａに形成された溝部Ｅｐｂとによって形成される。なお、溝部Ｅｐｂに隣接する凹部Ｓａは、バルブの当接部である。
【００２６】
図２に示すように、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間に形成された排気路Ｅｐに連通してバルブ機構部２１が設けられている。
このバルブ機構部２１の周辺構造を図４を参照して説明する。
【００２７】
図４に示すように、バルブ機構部２１は、電磁アクチュエータ２２と、電磁アクチュエータ２２に連結されたバルブ軸２３と、バルブ軸２３の先端に一体に形成された円板状の弁体２４を備える。
バルブ軸２３および弁体２４は、たとえば、ステンレス等の金属材料で形成されている。電磁アクチュエータ２２は、移動金型３に形成された挿入孔３ｈに嵌合挿入される有底筒状のガイド部材２９の開口端２９ｂにフランジ部材３２を介して固定されている。
ガイド部材２９と移動金型３に形成された挿入孔３ｈとの間には、樹脂製のＯリング３０が介在しており、挿入孔３ｈとガイド部材２９との間をシールしている。
【００２８】
ガイド部材２９の有底部には、ガイド孔２９ａが形成されている。このガイド孔２９ａにバルブ軸２３が移動可能に嵌合挿入されている。バルブ軸２３は、移動の際の安定化の観点から、ガイド孔２９ａに嵌合する部分が弁体２４側よりも大径化している。また、ガイド孔２９ａとバルブ軸２３とは精密に嵌合しており、ガイド孔２９ａとバルブ軸２３との間はシールされている。
バルブ軸２３は、内部が空洞部２３ａとなっている。軽量化によりバルブ軸２３の慣性を減らして、バルブ軸２３の移動を高速にするためである。
【００２９】
移動金型３には、上記した排気路Ｅｐに連通し、バルブ軸２３が挿入される排気路２６が分割面３ａに垂直な方向に沿って形成されている。なお、移動金型３の排気路２６が形成される部分は、バルブ機構部２１を移動金型３に組み込むために別の金属部材３ｄで形成されている。
【００３０】
排気路２６の先端部（分割面３ａ側）には、弁座部３９が形成されている。この弁座部３９は、弁体２４に相対しており、弁座部３９に形成された弁座面３９ａに弁体２４が当接することにより、排気路２６を閉塞する。なお、弁座面３９ａは、移動金型３の分割面３ａに沿って形成されている。
この弁座部３９は、弁体２４よりも軟らかく、弁体２４と接触した際になじみの良い材料で形成されている。具体的には、銅合金等の金属材料である。
【００３１】
移動金型３には、排気路２６に直交する向きに沿って排気路２５が形成されている。排気路２５と排気路２６とは連通している。この排気路２５の上方には、装着孔３ｇが形成されており、この装着孔３ｇに排気管５５が挿入されている。
排気管５５は、先端外周部にねじが形成されており、このねじと装着孔３ｇの内周に形成されたネジとが螺合している。
さらに、装着孔３ｇの上端側外周には、排気管５５と装着孔３ｇとの間を密封するために、樹脂性のＯリング５９ａおよび５９ｂを介してリング部材５９が固定されている。
【００３２】
電磁アクチュエータ２２は、ケースの内部にバルブ軸２３と連結される軸部材２２ａと、この軸部材２２ａに固定された図示しない永久磁石と、この永久磁石の周りに設けられた図示しない電磁石とを有する。
電磁石に外部から電力を供給することにより、永久磁石と電磁石との間に吸引力が発生し、軸部材２２ａが直動する。
電磁アクチュエータ２２は、電磁石に供給する電流の向きを適宜変更することにより、弁体２４を図４の矢印Ｃ１およびＣ２で示す排気路２６を開閉する方向に駆動する。
【００３３】
この電磁アクチュエータ２２は、図２に示したように、バルブコントローラ５１に電気的に接続されており、バルブコントローラ５１から電力供給を受ける。
バルブコントローラ５１は、電磁アクチュエータ２２の駆動制御を行い、弁体２４を開閉させる。このバルブコントローラ５１は、ダイカストマシン１を総合的に駆動制御するマシンコントローラ５２に電気的に接続されており、マシンコントローラ５２から入力される信号に応じて電磁アクチュエータ２２の駆動制御を行う。
【００３４】
上記の排気管５５は、図２に示したように、真空ポンプ５０に接続されている。この真空ポンプ５０は、排気管５５、排気路２５、排気路２６および排気路Ｅｐを通じてキャビティＣ内を排気する。真空ポンプ５０としては、数Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒ程度の高真空に排気できるものを使用する。
【００３５】
移動金型３の分割面３ａには、シール部材３５をはめ込む溝３ｂが形成されており、この溝３ｂにシール部材３５がはめ込まれ、シール部材３５の一部は分割面３ａから突出している。シール部材３５の突出した部分が移動金型３の分割面３ａと固定金型２の分割面２ａを合わせたときに、分割面２ａに接触し、分割面２ａと分割面３ａとの間をシールする。
シール部材３５は、たとえば、シリコンゴム等の比較的耐熱性の高い材料で形成されたものを用いることが好ましい。なお、シール部材３５を固定金型２の分割面２ａにはめ込む構成とすることも可能である。
【００３６】
シール部材３５は、図３に示したように、移動金型３の分割面３ａの外周部に連続して設けられており、継ぎ目が存在しない。
さらに、シール部材３５の内周側に、排気路Ｅｐ、キャビティＣおよびランナー部Ｒｎが配置されており、これらはシール部材３５から十分に離隔している。
【００３７】
押出機構部４１は、図２に示したように、移動金型３の背部に設置されている。
この押出機構部４１は、複数の押出ピン４２と、押出ピン４２の一端を保持する保持板４３、４４と、保持板４３、４４が固定された可動板４５と、可動板４５を移動金型３に対して移動可能に案内する案内軸４６と、シール冷却機構部６１とを備えている。
【００３８】
押出ピン４２は、たとえば、ステンレス等の金属部材で形成されており、移動金型３に形成された各挿入孔３ｋに嵌合挿入されている。なお、後述するように、挿入孔３ｋは、移動金型３の分割面３ａに近いところでのみ押出ピン４２に嵌合し、それ以外の部分は押出ピン４２が摺動しやすいように、拡径されている。
この挿入孔３ｋは、図３に示したように、移動金型３の分割面３ａに開口している。各挿入孔３ｋは、ランナー部ＲｎやキャビティＣの周辺や排気路Ｅｐに対して設けられている。これらの挿入孔３ｋから押出ピン４２の先端部を突き出すことにより、移動金型３に嵌まっているダイカスト製品を押し出すことができる。
【００３９】
保持板４３、４４は、各押出ピン４２の拡径した後端部を挟持している。この保持板４３、４４は、可動板４５に固定されている。
可動板４５は、図２に示したように、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに移動可能に案内されている。この可動板４５は、図示しない駆動手段によって、矢印Ｅ１およびＥ２の向きに所定の範囲で移動させられる。矢印Ｅ２の向きに可動板４５を移動させることにより、押出ピン４２の先端部が移動金型３の分割面３ａから突出する。
【００４０】
押出ピン４２と挿入孔３ｋとは嵌合しており、溶湯金属ＭＬが押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に侵入する可能性はないが、押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に空気が侵入する可能性がある。押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に外部から空気が侵入すると、キャビティＣ内を減圧した際に、キャビティＣ内を高真空にすることができない。
【００４１】
また、押出ピン４２は高温のダイカスト製品に直接触れるため、押出ピン４２自体の温度も高温になる可能性がある。このため、押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間に樹脂性のシール部材（Ｏリング）を設けて押出ピン４２と挿入孔３ｋとの間をシールすると、Ｏリングが高温に耐えられず、連続使用できない可能性があるのでシール冷却機構部６１を移動金型３の背部に設けている。
【００４２】
上記構成のシール冷却機構部６１には、冷却液供給管３０が接続されており、冷却液供給管３０を通じて冷却液Ｗが供給される。冷却液Ｗには、たとえば、水が用いられる。
【００４３】
次に、上記構成のダイカストマシン１の動作について説明する。
まず、ダイカストマシン１が図１に示した状態、すなわち、固定金型２と移動金型３とが型開状態にある状態から、マシンコントローラ５２の制御により、トグル機構１１０を作動させ、固定金型２と移動金型３とを型締する。
固定金型２と移動金型３とが型締されると、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａの間は、シール部材３５によってシールされる。
ダイカストマシン１の起動時には、上記したシール冷却機構部６１には、冷却液Ｗが供給された状態にある。
また、ダイカストマシン１の起動時には、真空ポンプ５０も起動されるが、バルブ機構部２１の弁体２４は排出路２６を閉じた状態にある。したがって、キャビティＣ内は排気されない。
【００４４】
一方、射出装置９５の射出スリーブ９６には、所定の量の、たとえば、アルミニウム合金等の溶湯がラドル１００によって供給される。
ラドル１００による溶湯の供給が完了すると、プランジャチップ９７がマシンコントローラ５２の制御により駆動される。プランジャチップ９７の先端がスリーブ９６の供給口９６ａを通過すると、射出スリーブ９６がプランジャチップ９７によって密封され、スリーブ９６側からのキャビティＣへの空気の侵入が遮断される。
なお、プランジャチップ９７の移動開始時には、プランジャチップ９７は通常低速で移動される。
【００４５】
マシンコントローラ５２は、たとえば、プランジャチップ９７の検出位置からプランジャチップ９７が射出スリーブ９６の供給口９６ａを通過したことを判断し、バルブ機構部２１の弁体２４を開ける指令をバルブコントローラ５１に出力する。
バルブコントローラ５１は、マシンコントローラ５２からの指令を受けて、バルブ機構部２１の電磁アクチュエータ２２を駆動する電力を電磁アクチュエータ２２に供給する。
【００４６】
電磁アクチュエータ２２が駆動されると、図５に示すように、弁体２４が矢印Ｃ２の向きに移動し、固定金型２の分割面２ａに形成された当接面Ｓａに弁体２４が当接して止まる。このとき、電磁アクチュエータ２２によって弁体２４を駆動しているため、たとえば、弁体２４は数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃの時間でかつ略一定時間で開く。たとえば、弁体２４の駆動に油圧シリンダを用いた場合には、弁体２４が完全に開くまで２百数十ｍｓｅｃの時間を要し、かつ、時間にばらつきが発生する。
【００４７】
この弁体２４の移動により、弁体２４と弁座面３９ａとの間に隙間が形成される。この弁体２４と弁座面３９ａとの間の隙間から、キャビティＣに連通する排出路Ｅｐ、排出路２６、排出路２５および排出管５５を通じてキャビティＣの空気（ガス）が排気される。
【００４８】
固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａの間は、シール部材３５によって確実にシールされており、また、押出ピン４２と移動金型３との間は、シール冷却機構部６１に設けたＯリングによって確実にシールされているため、キャビティＣ内は急速に減圧される。
【００４９】
ここで、図６に示すグラフを参照して、キャビティＣ内の減圧と射出速度との関係について説明する。
同図のグラフ（１）は、キャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グラフ（２）はプランジャチップ９７の射出速度波形を示している。なお、グラフ（３）は、比較例として、従来の電磁切換弁および油空圧シリンダ装置を用いてバルブを開閉する場合のキャビティＣ内の減圧曲線を示しており、グラフ（４）は排気路を閉じるときにはキャビティ内に射出・充填された溶融金属の慣性力によってバルブを駆動させる場合のキャビティＣ内の減圧曲線を示している。グラフ（３）（４）は、シール冷却機構部６１を備えておらず、かつ、固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間に連続的にシール部材を介在させていない場合である。
【００５０】
グラフ（１）に示すように、減圧開始時点をＰｔ１とすると、弁体２４の応答性がよいため、減圧開始時点Ｐｔ１からキャビティＣ内は急速に減速される。さらに、押出ピンと金型の間あるいは固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間から空気の漏れがほとんど存在しないため、減圧が短時間で効率よく行われるのがわかる。
【００５１】
一方、グラフ（３）やグラフ（４）では、バルブの駆動にシリンダ装置を用いるため、減圧開始時点Ｐｔ１から実際に減圧が開始されるまでのタイムラグが比較的長く、また、押出ピンと金型の間あるいは固定金型２の分割面２ａと移動金型３の分割面３ａとの間から空気の漏れが存在するため、効率良く減圧されないことが分かる。
【００５２】
プランジャチップ９７の移動の進行に伴って、キャビティＣとスリーブ９６を連通するランナー部Ｒｎにも金属溶湯ＭＬが充填される。この状態においては、キャビティＣ内は、たとえば、２０〜４０Ｔｏｒｒ程度の高真空状態となっている。
【００５３】
キャビティＣ内への金属溶湯ＭＬの射出・充填は、プランジャチップ９７の射出速度を高速に切り換えることによって行われる。すなわち、図６に示す高速射出開始時点Ｐｔ２において、射出速度が高速に切り換えられる。
しかしながら、高速射出に切り換える前に、バルブ機構部２１に金属溶湯ＭＬが侵入するのを防ぐために、排気路を弁体２４によって閉じる必要がある。
排気路２６を弁体２４によって閉じるタイミングは、高速射出開始時点Ｐｔ２の直前が好ましい。すなわち、弁体２４によって排気路２６を閉じたのちには、キャビティＣ内の排気が行われず、空気の漏れによってキャビティＣ内の圧力が上昇する可能性があるからである。
【００５４】
また、弁体２４の駆動に電磁アクチュエータ２２を用い、さらに、バルブ軸２３を軽量化しているため、数ｍｓｅｃ〜十数ｍｓｅｃ程度の短時間で閉じることが可能であり、かつ、電磁アクチュエータ２２の応答にばらつきがほとんどないため、高速射出開始時点Ｐｔ２の直前に行うことができる。
【００５５】
なお、弁体２４によって排気路２６を閉じるタイミングは、プランジャチップ９７の検出位置や金型内に設けた圧力センサ等でキャビティＣ内の圧力をマシンコントローラ５２が検出することによって決定する。マシンコントローラ５２は、これらの信号の検出に応じて、バルブコントローラ５１に指令を出力する。
【００５６】
電磁アクチュエータ２２を駆動して、弁体２４によって排出路２６を閉じたとき、弁体２４は高速で弁座部３９の弁座面３９ａに衝突するため、弁体２４が弁座部３９から反発して跳ね上がる可能性があるが、弁座部３９の形成材料として、反発を抑制する材料、すなわち、弁体２４の形成材料よりも軟らかく、かつ、なじみの良い材料を用いているため、弁体２４が弁座部３９に衝突した際の跳ね上がりを極力抑制することができる。この結果、誤って、バルブ機構部２１に金属溶湯が侵入することを防ぐことができる。
【００５７】
高速射出開始時点Ｐｔ２において、高速射出に切り換えられると、金属溶湯ＭＬは、キャビティＣ内に充填され、凝固する。これにより、所望のダイカスト製品が得られる。
【００５８】
型締状態にある固定金型２と移動金型３から成形されたダイカスト製品を取り出すには、トグル機構１１０を作動させて、固定金型２と移動金型３とを開く。
固定金型２と移動金型３とを開く（この時、プランジャチップは所定圧でランナー部に続くビスケット部を押しつけている）と、成形されたダイカスト製品は固定金型２から離れる。
この状態で押出機構部４１を動作させ、押出ピン４２を移動金型３の分割面３ａから突出させることにより、ダイカスト製品を移動金型３から取り外すことができる。
【００５９】
さらに、シール冷却機構部６１には連続的に冷却液Ｗが供給されているため、
シール冷却機構部６１の温度は移動金型３の温度よりも十分に低下する。
以上のように、キャビティＣと真空ポンプ５０とを連通する排気路を開閉する弁体の駆動に電磁アクチュエータ２２を用いることにより、排気路の開閉を速やかに行うことができる。電磁アクチュエータ２２は、電力によって駆動されるため、作動油等を供給する必要がなく、バルブ機構部２１を小型化することが可能である。このため、金型に対するバルブ機構部２１の配置の自由度が増し、弁体２４およびキャビティＣと真空ポンプ５０とを連通する排気路の配置を最適化することが容易となる。
【００６０】
以上説明した電磁アクチュエータ２２により駆動される弁体２４の外周部は図４に示すように、アルミ合金等の溶湯が固化して覆われており、製品取り出しのため移動金型３が左方へ移動すると、前記固化部分は、前記キャビティＣおよび排気路Ｅｐの固化部分とともに固定金型２から離脱する。その後、前述したように、押出しピン４２の動作によりこれら固化部分は成形品即ち、製品とともに移動金型３から離脱されるようになっている。
【００６１】
以上図１〜図６で説明した高真空ダイカストマシンにおける粉体離型剤のキャビティＣへの供給について、さらに図７および図８により説明する。
図７は、金型合わせ面付近における粉体離型剤の供給経路を示す断面図である。同図中、図２と同一参照符号は同一の構成部分を示しているのでその説明は省略する。
図７において、参照符号１２０は粉体離型剤ＰＳのタンク、同１２１はタンク１２０内の粉体離型剤を吐出用ノズル１２２へ供給する供給弁ユニットである。このノズル１２２は、型締完了後の粉体離型剤供給指令が与えられる時点で射出スリーブ９６の溶湯供給口９６ａにその先端が向けられている。
射出スリーブ９６内へ吐出された粉体離型剤ＰＳは矢視で示すようにランナー部Ｒｎを介しキャビティＣの方へ進入する。
【００６２】
さらに、参照符号１３０は前記粉体離型剤ＰＳの吸引用真空タンクＡであって、弁１３１が導通状態で且つ、弁体２４が開位置にあるとき粉体離型剤ＰＳはランナー部Ｒｎ、キャビティＣ、排気路Ｅｐからバルブ軸２３の外周部を経て、排気管５５内部に配設した管路１５０および１３２を通り前記タンクＡに吸引されるようになっている。
参照符号１４０は、前記排気管５５の上端部を拡大して示しており、前記粉体離型剤ＰＳ用の管路１５０は排気管５５の内側に配置されその上端が管路１３２に接続されている。
【００６３】
一方、参照符号１６０は、キャビティＣを高真空に減圧するための真空タンクＢを示し、弁１６１が導通状態に切換えられると管路１６２を介し排気路２５に導通する。バルブコントローラ５１は、前記供給弁ユニット１２１、弁１３１および弁１６１に対し切換指令を与えるようになっている。
【００６４】
図８は、図７に示した粉体離型剤ＰＳのキャビティＣへの供給動作を含む一連のシーケンスの流れを示す。
図８において、ステップ（以下単にＳＴとする）１で型締完了が確認されると、ＳＴ２でタンクＡの開即ち、弁１３１が開かれる。
次いでＳＴ３で真空弁開が指令され、弁体２４は図７の状態から図５に示される状態となる。
次いで、ＳＴ４−１でノズル１２２から粉体離型剤ＰＳが射出スリーブ９６内へ吐出され所定量の吐出が行われるとＳＴ４−２で停止される。この間のＳＴ５において粉体離型剤ＰＳがノズル１２２から吐出され、前記ランナー部Ｒｎ、キャビティＣ、排気路Ｅｐ、排気路２５から管路１５０、１３２を経て真空タンクＡ１３０へ吸引・排気されるのでこの排気によって発生するキャビティＣ内の空気の流れを利用して粉体離型剤ＰＳを十分に拡散し、キャビティＣの内面に付着させる。
従って、キャビティＣの形状等にかかわらずキャビティＣを含む溶湯の接触する金型内面に粉体離型剤ＰＳを一様に塗布する。
【００６５】
この結果、粉体離型剤ＰＳの塗布むらが発生せず、粉体離型剤ＰＳのもつ離型、断熱性能を十分に発揮させることができる。
その後ＳＴ６において、真空弁を閉じ、ＳＴ７で粉体離型剤の塗布完了を確認するとＳＴ８で弁１３１を閉じ、真空タンクＡを閉じる。
次いで、ＳＴ９において、弁１６１を開き、真空タンクＢ１６０を開く。
さらに、ＳＴ１０で真空弁を開き溶湯を注湯する前にキャビティＣをある程度減圧する。
【００６６】
ＳＴ１１で減圧完了が確認されると、ＳＴ１２で一旦前記真空弁を閉じ、ＳＴ１３で射出スリーブ９６の供給口９６ａから溶湯を注湯する。
続いて、ＳＴ１４でプランジャチップ９７による射出が行われる。
ＳＴ１５で再び真空弁を開き射出中キャビティＣのガスを吸引・排気する。
次いで、ＳＴ１６で高速射出の直前に真空弁を閉じる。
その後、ＳＴ１７において、弁１６１を閉じ、真空タンクＢを閉じる。
ＳＴ１８で充填完了が確認されると、ＳＴ１９で型開が指令される。
その後、ＳＴ２０で図２の押出しピン４２を駆動して成形品の取出しが行われる。
【００６７】
上記のように、真空弁の弁体２４は、本来のキャビティＣ内を高真空にするための真空タンクＢ側の排気路２５とキャビティ側の排気路Ｅｐとの遮断・導通に加え、粉体離型剤ＰＳのキャビティＣへの塗布にも併用されるようになっている。
なお、図示しないが、供給口９６ａから溶湯を注湯する際ラドルの接近・傾倒動作との干渉を避けるため、前記ノズル１２２を供給口９６ａから離れるよう適宜位置へ移動することは当然である。
【００６８】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、当業者であれば種々の変形が可能である。
たとえば、図７において、充填完了後にプランジャチップ９７を後退させたあと、供給弁ユニット１２１を切り換えて粉体あるいは液状離型剤を同一のノズル１２２を使用して射出スリーブ９６へ供給すること、あるいは、前記ノズルを射出スリーブの別の位置に固定して取付けること等を挙げることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体離型剤がノズルから射出スリーブ内へ吐出され、キャビティを経て第２真空タンクへ吸引・排気されるのでこの排気によって発生するキャビティ内の空気の流れを利用して粉体離型剤を十分に拡散し、キャビティの内面に付着させることができる。
したがって、キャビティの形状等にかかわらずキャビティを含む溶湯の接触する金型内面に粉体離型剤を一様に塗布することが可能となる。
また、粉体離型剤の塗布むらが発生せず、粉体離型剤のもつ離型、断熱性能を十分に発揮させることができる。
さらに、高真空用の真空弁を粉体離型剤供給・塗布のために併用し、さらに射出スリーブの溶湯供給口から粉体離型剤を吐出しているので、金型内部に粉体離型剤供給用の管路を設ける必要がなく、シール性能の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの構成を示す正面図である。
【図２】図１に示したダイカストマシンの鋳造動作の一例を示す断面図である。
【図３】図３は移動金型３の合わせ面（分割面）の構造を示す図である。
【図４】バルブ機構部の周辺構造を示す拡大断面図である。
【図５】バルブ機構部の動作を説明するための断面図である。
【図６】図２に示される真空装置によるキャビティ内真空度の変化を表すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る粉体離型剤の供給装置を示す図である。
【図８】図７に示す供給装置の動作のシーケンスを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…ダイカストマシン、２…固定金型、３…移動金型、２２…電磁アクチュエータ、２３…バルブ軸、２４…弁体、２５…排気路、５０…真空ポンプ、５１…バルブコントローラ、５２…マシンコントローラ、５５…排気管、９６…射出スリーブ、９６ａ…供給口、９７…プランジャチップ、９８…プランジャロッド、１２０…粉体離型剤タンク、１２１…供給弁ユニット、１３０…真空タンクＡ、１３１…弁、１５０…管路、１６０…真空タンクＢ、１６１…弁、Ｃ…キャビティ、Ｅｐ…排気路、Ｒｎ…ランナー部、ＰＳ…粉体離型剤。

Claims

固定金型に連通し溶湯の供給口を有する射出スリーブと、
前記射出スリーブに嵌合し、当該スリーブに供給された溶湯を前記固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに向けて射出、充填するプランジャと、
前記キャビティを密封するシール手段と、
密封された前記キャビティを減圧する第１真空装置と、
前記移動金型側に取付けられ、前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を遮断・導通する弁体を有する真空弁と、
前記弁体により画された前記第１真空装置側の排気路内に接続された粉体離型剤吸引用の第２真空装置と、
前記射出スリーブ内へノズルを介し前記粉体離型剤を供給する粉体離型剤供給手段と
を有するダイカストマシン。
前記粉体離型剤供給手段のノズルは前記溶湯の供給口へ進退可能に配置されている
請求項１に記載のダイカストマシン。
前記粉体離型剤吸引用の第２真空装置に接続される管路の一部が前記第１真空装置に接続される排気管路の中に配設されている
請求項２に記載のダイカストマシン。
前記ノズルは前記粉体離型剤供給後に前記射出スリーブ内へ供給される潤滑剤の吐出用として使用される
請求項１〜３のいずれかに記載のダイカストマシン。
固定金型に連通し溶湯の供給口を有する射出スリーブと、前記射出スリーブに嵌合し、当該スリーブに供給された溶湯を前記固定金型と移動金型との間に形成されるキャビティに向けて射出、充填するプランジャと、前記キャビティを密封するシール手段と、密封された前記キャビティを減圧する第１真空装置と、前記移動金型側に取付けられ、前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を遮断・導通する弁体を有する真空弁と、前記弁体により画された前記第１真空装置側の排気路内に接続された粉体離型剤吸引用の第２真空装置と、前記射出スリーブ内へノズルを介し前記粉体離型剤を供給する粉体離型剤供給手段とを有するダイカストマシンにおける粉体離型剤の供給方法であって、
前記固定金型と移動金型との型締完了に対応し前記ノズルから前記粉体離型剤を吐出可能に前記粉体離型剤供給手段を用意し、
前記第１真空装置を吸引動作可能にし、
前記弁体を駆動して前記キャビティと前記第１真空装置との間の排気路を連通し、
前記ノズルから前記粉体離型剤を前記射出スリーブ内へ吐出する
粉体離型剤の供給方法。
前記粉体離型剤の前記射出スリーブへの所定量吐出が完了したとき、前記弁体を遮断し、かつ、前記第２真空装置の吸引動作を停止するとともに前記第１真空装置を吸引可能に切り換える
請求項５に記載の粉体離型剤の供給方法。