JP2006026698A

JP2006026698A - ダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置

Info

Publication number: JP2006026698A
Application number: JP2004210235A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Igawa; 弘尊井川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】キャビティ内の正確な圧力値を安定して測定することができるダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置を提供する。
【解決手段】
押し出しピン２２を有する金型１２において、該金型１２の押し出しピン２２を挿通する押し出しピン挿通部４２と連通するように圧力測定用通路２８を形成し、該圧力測定用通路２８に直接圧力検出ユニット３０を接続する。これにより、押し出しピン挿通部４２を介してキャビティ３２内の圧力を測定する。さらに、圧力検出ユニット３０は、圧力測定用通路２８に、低圧エアーあるいは高圧エアーを供給する機能も有しており、低圧エアーにより押し出しピン挿通部４２に離型剤が侵入するのを抑制するとともに、高圧エアーにより押し出しピン挿通部４２で生じた鋳バリを除去することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイカスト金型のキャビティ内の圧力を測定するための圧力測定装置に関する。

近年、ダイカスト製品に求められる品質レベルは高くなってきており、ダイカスト製品の品質を向上させる試みが数々なされている。例えば、ダイカスト製品の品質を向上させる技術として、真空ダイカスト法がある。この真空ダイカスト法は、ダイカスト金型に形成されるキャビティ内を減圧し高真空状態として、そのキャビティ内に溶融金属を射出・充填するものである。この方法によれば、キャビティ内が高真空で鋳造が行われるため、ダイカスト製品に鋳巣等の鋳造欠陥が生じるのを抑制することができる。このような真空ダイカスト法においては、キャビティ内の真空度が高いほどより品質の良い製品が製造されやすいので、溶融金属をキャビティに射出するまでに、如何にキャビティ内を減圧し低い圧力を保持することができるかが重要となる。そのため、キャビティ内が所望の圧力まで減圧されているかどうかをキャビティ内の圧力を測定することにより確認することが必要となる。

キャビティ内の圧力を測定するための技術として、例えば、下記特許文献１に開示されているように、キャビティ内を減圧するために真空ポンプと接続するガス抜き通路を金型に設け、このガス抜き通路における雰囲気の圧力を計測することでキャビティ内の圧力を測定する技術がある。このような技術においては、ガス抜き通路の圧力を測定することから、実際にキャビティ内からガスが漏れてキャビティ内が十分に減圧されていない状態でも、測定結果として低い値が測定される可能性もあり、正確にキャビティ内の圧力を測定することができにくいという問題がある。また、型内の吸引経路内に何らかの閉塞が生じた場合（例えば、ランナーへの金属の固着等）、本来吸引すべき体積に比べて実際の吸引体積が著しく小さくなることから、計測データに異常が出ないにも関らず、実際の鋳造品には欠陥が多数含まれるという問題が生じることもある。また、ガス抜き通路とは別に、圧力測定用の溝を金型に形成して、この圧力測定用の溝における圧力を測定して、キャビティ内の圧力を測定する技術もあるが、ガス抜き通路や圧力測定用の溝がキャビティに充填される溶融材料により塞がれやすく、また侵入した材料を除去するのが困難であるという問題がある。また、キャビティ内の圧力を測定する技術として焼結ベントを利用するものもあるが、この方法の場合、鋳造サイクル毎に焼結ベントを金型に設置しなければならず、連続鋳造には採用できないという問題があった。
特許２５８７７５９号公報

前述したように、従来の技術においては、キャビティ内の圧力を正確に測定できなかったり、あるいは圧力測定用の通路が目詰まりしやすかったりという問題があった。

そこで、本発明は上記のような現状を鑑みてなされたものであり、キャビティ内の正確な圧力値を安定して測定することができるダイカスト金型のキャビティ圧力測定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置は、キャビティ面を有する金型と、前記キャビティ面により成形された鋳造品をキャビティ面から離間するために、前記キャビティ面により構成されるキャビティに向かって進退する押し出しピンと、前記金型に形成され前記押し出しピンを挿通する押し出しピン挿通部とを有し、前記金型には、前記押し出しピン挿通部と通じる圧力測定用通路が接続されており、該圧力測定用通路と直接接続して、該圧力測定用通路の圧力を検出することにより、前記キャビティ内の圧力を測定する圧力検出装置とを有することを特徴とする。

さらに、前記圧力検出装置は、前記圧力測定用通路と接続可能に配置される圧力センサと、前記圧力測定用通路と接続可能に配置され、前記圧力測定用通路を介して前記押し出しピン挿通部にガスを供給するガス供給配管と、前記圧力測定用通路が前記圧力センサと接続する第１状態と、前記圧力測定用通路が前記ガス供給配管と接続する第２状態との間で、前記圧力測定用通路の接続先を切換える切換バルブを有するのがよい。

さらに、前記圧力検出装置は、前記ガス供給配管から前記圧力測定用通路に供給するガスの圧力を低圧側と高圧側とで切換えるガス圧力切換機構を有するのがよい。

さらに、前記ガス圧力切換機構は、前記ガス供給配管と接続可能に配置されるガス供給源と、前記ガス供給配管と前記ガス供給源とを接続し前記ガス供給配管に低圧ガスを供給する低圧ガス供給配管と、前記ガス供給配管と前記ガス供給源とを接続し前記ガス供給配管に高圧ガスを供給する高圧ガス供給配管と、前記低圧ガス供給配管に設けられ該低圧ガス供給配管を開閉する低圧側バルブと、前記高圧ガス供給配管に設けられ該高圧ガス供給配管を開閉する高圧側バルブと、を有するのがよい。

上記本発明の構成のように、押し出しピンと押し出しピン挿通部とを有する金型において、該押し出しピン挿通部と連通するように圧力測定用通路を形成するととともに、該圧力測定用通路に直接接続する圧力検出装置を有するので、圧力測定用通路の圧力ひいてはキャビティ内の圧力を測定することができる。この方法によれば、ガス抜き通路の圧力を測定する方法と比較して、より正確なキャビティ内の圧力を測定することができる。さらに、押し出しピン挿通部に圧力測定用通路を介して圧力を測定する場合、押し出しピンは鋳造サイクルの毎サイクルごとに押し出しピン挿通部に対して相対移動するため、押し出しピン挿通部に溶融金属が侵入しても、この押し出しピンの移動により押し出しピン挿通部に侵入した溶融金属を除去しやすくなるという効果もある。つまり、押し出しピンが押し出しピン挿通部に対して相対移動することにより押し出しピン挿通部の内周面から鋳バリを剥離させることができる。これにより、鋳バリの除去が比較的容易に行われる。その結果、圧力測定用通路内に鋳バリによる目詰まりが生じていないかどうかを常に監視していなくても、結果としてキャビティ内の圧力を正確に測定することができる。

さらに、圧力検出装置は、該圧力測定用通路と圧力センサとを接続する第１状態と、該圧力測定用通路とガス供給配管とを接続する第２状態との間で、圧力測定用通路の接続先を切り換える切換バルブを有するようにしたので、切換バルブを第１状態としたときに、圧力測定用通路ひいてはキャビティ内の圧力を測定することができ、一方、切換バルブを第２状態としたときには、圧力測定用通路にガスを供給することができる。例えば、金型のキャビティ面には、キャビティへの溶融金属の充填前に離型剤が塗布される。離型剤は金型を型締めする前に塗布されるが、押し出しピン挿通部は金型のキャビティ面に通じているので、離型剤が塗布される際に該離型剤が押し出しピン挿通部に侵入しないようにしておく必要がある。ここで、圧力測定用通路を介して押し出しピン挿通部にガスを供給した状態でキャビティ面に離型剤を塗布すると、押し出しピン挿通部におけるガスの圧力により離型剤が押し戻されて押し出しピン挿通部への離型剤の侵入が抑制されることになる。あるいは、押し出しピン挿通部に侵入した溶融金属が固化することにより形成される鋳バリを、押し出しピン挿通部にガスを供給することにより除去することもできる。つまり、圧力測定用通路に供給されるガスは、キャビティ面に離型剤が塗布される場合に押し出しピン挿通部への離型剤の侵入を防止する機能と、キャビティへの溶融金属の充填後に押し出しピン挿通部に生じる鋳バリを除去する機能とを有するものとできる。キャビティ内に溶融金属を充填する工程及びキャビティ内からガスを吸引する工程以外においては、キャビティ内の圧力を測定する必要は必ずしもないので、溶融金属を充填する工程及びキャビティ内を吸引する工程では切換バルブを第１状態としておき、上記以外の工程においては、切換バルブを第２状態としておくことができる。

さらに、前記切換バルブが第２状態のときに、圧力測定用通路に供給するガスの圧力を低圧側と高圧側とで切り換えるガス圧力切換機構を有するようにすれば、例えば前述したように、押し出しピン挿通部に離型剤等の侵入を防止する目的でガスを供給する際にはガスの圧力を低圧側としておき、一方、押し出しピン挿通部に侵入した鋳バリを除去する目的で押し出しピン挿通部にガスを供給する際にはガスの圧力を高圧側とすることができる。つまり、離型剤の侵入防止と鋳バリの除去とでは、ガスの役割が異なるため、それぞれの役割を実現するために適当な圧力のガスを押し出しピン挿通部に供給する必要があるので、ガスの役割を変えるときにガス圧力切換機構により、押し出しピン挿通部に供給されるガスの圧力を低圧側と高圧側とで切り換えるようにしている。

また、ガス圧力切換機構として、前記ガス供給源と、前記低圧ガス供給配管と、前記高圧ガス供給配管とを有するようにして、これら低圧ガス供給配管と高圧ガス供給配管とに、それぞれこれらの配管を開閉する低圧側バルブと高圧側バルブとを設けるようにしたので、これら低圧側バルブ及び高圧側バルブの開閉によって、圧力測定用通路に供給されるガスを低圧側と高圧側との間で切り換えることができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置の実施形態について説明する。図１は、本発明にかかる圧力測定装置を備えるダイカスト鋳造装置１００を示すものである。ダイカスト鋳造装置１００は、固定型１０と、該固定型１０に対向する位置に配置され固定型に対して接近・離間する可動型１２とを有する。これら固定型１０と可動型１２とにより金型が構成され、これら金型に形成されているキャビティ面１０ａ、１２ａによりキャビティ３２が形成されるようになっている。固定型１０にはこのキャビティ３２に連通する射出スリーブ１４が配置されており、この射出スリーブ１４内にプランジャーチップ１６が摺動可能に配置されている。プランジャーチップ１６はプランジャーロッド１８の先端に固定され、シリンダ２０によりプランジャーロッド１８が射出スリーブ１４の軸方向に往復移動され、プランジャーチップ１６が射出スリーブ１４の内壁と摺動するようになっている。射出スリーブ１４には、射出スリーブ１４内に溶湯を供給するための給湯口１３が形成されており、該給湯口１３から射出スリーブ１４内に供給された溶湯をプランジャーチップ１６によりキャビティ３２に向かって射出することによりダイカスト鋳造が行われる。

また、ダイカスト鋳造装置１００は、キャビティ３２に充填され固化した鋳造品を金型から取り外すための押し出しピン２２を有する。可動型１２には、外部からキャビティ３２に向かって延在する形で、押し出しピン２２を挿通するための押し出しピン挿通部４２が形成されており、該押し出しピン挿通部４２内に所定のクリアランスを持って押し出しピン２２が配置されている。図１において図示していないが、押し出しピン２２のキャビティ３２と反対側の一端は、該押し出しピン２２をキャビティ３２に押し出すための加圧装置が配置されており、押し出しピン２２は押し出しピン挿通部４２の軸方向に沿って、キャビティ３２に向かって前後方向に移動される。

さらに、可動型１２のキャビティ３２と反対側にはブラケット２４が配置されており、該ブラケット２４の押し出しピン挿通部４２裏側には押し出しピン２２を配置するための押し出しピン配置スペース２６が形成されている。また、ブラケット２４には、押し出しピン配置スペース２６と一端が接続する圧力測定用通路２８が形成されており、この圧力測定用通路２８の他端は該圧力測定用通路２８を介してキャビティ３２内の圧力を測定する圧力検出ユニット３０に接続されている。

また、図１に示すダイカスト鋳造装置１００は、少なくともキャビティ３２内を減圧した状態で、該キャビティ３２内に溶融金属を射出する減圧ダイカスト法あるいは真空ダイカスト法に使用されるものである。つまり、キャビティ３２内を減圧するための減圧装置を備えるものである。具体的には、金型（ここでは固定型１０及び可動側１２の合わせ面）には該金型により形成されるキャビティ３２に連通するガス抜き通路３４が形成されており、該ガス抜き通路３４に真空バルブ３６が接続されている。さらに、真空バルブ３６は真空ポンプ３８に接続されている。真空バルブ３６が開状態のときに、真空ポンプ３８を作動させて、キャビティ３２内を減圧することができる。

上記のように、キャビティ３２内を減圧するダイカスト方法を採用する場合には、該キャビティ３２内の圧力をリアルタイムに測定できる圧力検出装置が必要である。図２は、そのような圧力検出装置としての圧力検出ユニット３０の詳細を説明するとともに、押し出しピン２２の近傍の拡大図も合わせて示す概略図である。図２に示すように、圧力検出ユニット３０は、圧力測定用通路２８と圧力センサ５０とを接続する第１状態と、圧力測定用通路２８とガス供給源としてのエアー源４８とを接続する第２状態とを有し、これら第１あるいは第２状態を切り換える第１ソレノイドバルブ５６とを有する。この第１ソレノイドバルブ５６が切換バルブに相当する。第１ソレノイドバルブ５６により、圧力測定用通路２８と圧力センサ５０とが接続したときに、圧力センサ５０により圧力測定用通路２８内の圧力、ひいてはキャビティ３２内の圧力を測定することができる。

さらに、図２に示す本実施形態にかかる圧力検出ユニット３０は、圧力測定用通路２８の圧力を測定する機能に加えて、圧力測定用通路２８内、押し出しピン配置スペース２６内及び押し出しピン挿通部４２内の目詰まり防止機能を有するものである。目詰まり防止機能とは、圧力測定用通路２８内、押し出しピン配置スペース２６内及び押し出しピン挿通部４２内に異物が侵入するのを防止したり、あるいは圧力測定用通路２８内、押し出しピン配置スペース２６内及び押し出しピン挿通部４２内に侵入した異物（鋳バリ等）を取り除いたりする機能である。具体的には、以下のような構成を有するものである。つまり、第１ソレノイドバルブ５６は三方弁であり、圧力測定用通路２８を圧力センサ５０あるいはエアー源４８に通じるエアーブロー配管５３のいずれか一方に接続するものである。エアーブロー配管５３がガス供給配管に相当する。さらに、エアーブロー配管５３は、低圧ガス供給配管としての低圧エアーブロー配管５４と、高圧ガス供給配管としての高圧エアーブロー配管５２に分岐している。低圧エアーブロー配管５４には、エアー源４８とエアーブロー配管５３との接続を切り換える第２ソレノイドバルブ５８が取り付けられている。一方、高圧エアーブロー配管５２には、エアー源４８とエアーブロー配管５３との接続を切り換える第３ソレノイドバルブ６０が取り付けられている。第２ソレノイドバルブ５８が低圧側バルブに相当し、第３ソレノイドバルブ６０が高圧側バルブに相当する。第２ソレノイドバルブ５８とエアー源４８とは、エアー源からのガスを低圧にする低圧手段としてのレギュレータ４４を介して接続されている。一方、第３ソレノイドバルブ６０とエアー源４８とは、エアー源からのガスを高圧にする高圧手段としての高圧ユニット４６を介して接続されている。ここで高圧ユニット４６は、高圧タンクとコンプレッサにより構成されるものである。

以下、本明細書では、第１ソレノイドバルブ５６が、圧力測定用通路２８をエアーブロー配管５３に接続する状態（第２状態）を第１ソレノイドバルブ５６のＯＮ状態と定義し、圧力測定用通路２８を圧力センサ５０に接続する状態（第１状態）を第１ソレノイドバルブ５６のＯＦＦ状態と定義する。また、第２ソレノイドバルブ５８においては、低圧エアーブロー配管５４とエアー源４８とを接続する状態を第２ソレノイドバルブ５８のＯＮ状態とし、接続していない状態をＯＦＦ状態と定義する。また、第３ソレノイドバルブ６０においては、高圧エアーブロー配管５２とエアー源４８とを接続する状態を第３ソレノイドバルブ６０のＯＮ状態とし、接続していない状態をＯＦＦ状態と定義する。

次に、圧力測定通路２８が形成される押し出しピン２２近傍の構造について詳細に説明する。図２に示すように、押し出しピン２２は、その先端部２２ｂと中央部２２ｃとの径が異なるものである。つまり、押し出しピン２２が挿通される押し出しピン挿通部４２の内周面と押し出しピン２２の外周面との距離が、押し出しピン２２の軸方向において異なっている。より具体的には、先端部２２ｂは押し出しピン挿通部４２の内周面との間で所定のクリアランスｌ１を持ち、直径がｒ１とされている。一方、中央部２２ｃは、押し出しピン挿通部４２の内周面との間でｌ１よりも大きな所定のクリアランスｌ２を持ち、直径がｒ１よりも小さなｒ２とされている。

また、ブラケット２４の押し出しピン２２周囲にはシール部材としてＯリング６２が配置されており、押し出しピン配置スペース２６とブラケット２４外部との間の気密性が確保されている。一方、可動型１２とブラケット２４との間にもシール部材としてＯリング６２が配置されており、押し出し配置スペース２６及び押し出しピン挿通部４２と金型外部との間の気密性が確保されている。

また、図１に示すように、ダイカスト鋳造装置１００は、溶融金属をキャビティ３２内に充填するシリンダ２０と、圧力測定用通路２８内の圧力を測定するとともに該圧力測定用通路２８にエアーを供給する圧力検出ユニット３０と、キャビティ３２内を減圧するための真空ポンプ３８とは、それぞれ制御装置４０に電気的に接続されており、制御装置４０からの信号により、それぞれの動作を行うものである。圧力検出ユニット３０においては、具体的に、図２に示す第１ソレノイドバルブ５６と、第２ソレノイドバルブ５８と、第３ソレノイドバルブ６０と、圧力センサ５０とがそれぞれ制御装置４０に電気的に接続されている。つまり、制御装置４０からの信号により、ソレノイドバルブ５６、５８、６０の開閉状態や接続状態が変更されるとともに、圧力センサ５０により測定された圧力の測定値は制御装置４０に送信されて、例えば制御装置４０に内蔵されている記憶手段に記憶される。

次に、本実施形態のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置の作動例を説明する。図４は、図１に示すダイカスト鋳造装置１００の作動例を示すタイミングチャートである。図４のタイミングチャートは、一つの鋳造サイクルについて説明するものである。つまり連続鋳造の場合は、図４に示すタイミングチャートをワンサイクルとして、このサイクルを連続して行うことになる。

まず、ダイカストマシンを起動する状態においては、キャビティ３２内を減圧するための真空バルブ３６は閉状態となっている。さらに、図２に示す第１ソレノイドバルブ５６はＯＮ状態となっており、第２ソレノイドバルブ５８はＯＮ状態となっており、第３ソレノイドバルブ６０はＯＦＦ状態となっている。そのため、圧力測定用通路２８には低圧エアーブロー配管５４が接続され、圧力測定用通路２８に低圧エアーが供給されている状態となっている。さらに、第３ソレノイドバルブ６０はＯＦＦ状態であることから、高圧ユニット４６のコンプレッサにより高圧タンクにエアー源２８のエアーが供給され続けるため、高圧タンク内においてエアーの圧縮が行われる。このとき、押し出しピン２２の位置は、図３（ａ）に示すように押し出しピン２２の先端面２２ａが可動型１２のキャビティ面１２ａと略同様の位置となるように配置されており、押し出しピン２２の先端面２２ａも鋳造品の表面形状を形作るものである。

また、図３（ａ）に示すような状態においては、押し出しピン２２の先端部２２ｂの外周面と押し出しピン挿通部４２の内周面との間ではクリアランスが狭く設定されており、押し出しピン２２の中央部２２ｃの外周面と押し出しピン挿通部４２の内周面との間のクリアランスは広く設定されている。この狭く設定されている押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに、低圧エアーが供給されるようになっている。

なお、金型の型締めが行われる前には、金型のキャビティ面に対して離型剤の塗布が行われるが、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに、低圧エアーを供給することにより、このクリアランスに離型剤が侵入するのを防止することができる。したがって、低圧エアーは、離型剤塗布装置から噴出される離型剤の圧力に抗して、該離型剤を押し戻すのに十分な圧力で、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスから噴出させるようにする必要がある。

次に、型締めの前に真空バルブ３６を開け、キャビティ内減圧の準備を行う。真空バルブ３６を開いた状態で、プランジャーチップ１６を給湯口１３の後方側（図１の右側）に移動させ（射出戻り）、続いて型締めを行う。次に、型締めが完了し給湯を開始する時点で、図２に示す第１ソレノイドバルブ５６と第２ソレノイドバルブ５８とをＯＦＦ状態にする。これにより、圧力測定用通路２８は、圧力センサ５０と接続されることになるとともに、圧力測定用通路２８への低圧エアーブローの供給が停止される。そして、給湯が完了すれば、シリンダ２０に信号を送信してプランジャーチップ１６をキャビティ３２に向かって移動させ射出を開始する。さらに、射出を開始しプランジャーチップ１６が給湯口１３を塞いでから、図１に示す制御装置４０から真空ポンプ３８に信号を送信して、真空ポンプ３８を作動させ、キャビティ３２内の減圧を開始する。このとき、図２に示す第１ソレノイドバルブ５６がＯＦＦ状態となっているので、圧力測定用通路２８を介してキャビティ３２内の圧力を圧力センサ５０により測定することができる。このように、キャビティ３２内の圧力を直接測定することができるので、キャビティ３２内が所望の圧力まで減圧されたかを確認することができる。そして、真空ポンプ３８により所望の圧力までキャビティ３２内が減圧されるので、この状態で溶融金属をキャビティ３２内に射出することで鋳造欠陥の少ない鋳造品を製造することができる。一方、圧力測定用通路２８内の圧力が所望の圧力とは異なっている場合（具体的には、圧力が規定値以上である場合）には、この鋳造サイクルで成形される鋳造品は不良品と判断されて捨打品となる。また、このような場合には、ダイカスト鋳造装置１００に予期しない問題が発生している可能性が高いので、ダイカスト鋳造装置を停止させて連続鋳造を中断する。

なお、キャビティ３２内の真空ポンプ３８による真空吸引は、溶融金属がキャビティ３２内に充填完了するまで行われる。これにより、溶融金属の射出によるキャビティ３２内に残るガスの圧縮や、高速射出時の溶融金属の乱流によるエアーの巻き込み等が原因の鋳造欠陥を防止することができる。具体的には、キャビティ３２内の最終充填部位に、溶融金属と接触することにより該溶融金属の存在を検知する接触通電型のセンサを配置しておき、このセンサに溶融金属が接触してセンサが反応したときに、真空バルブ３６を閉じ、キャビティ３２内の真空吸引をストップする。

次に、射出が完了してから所定時間保持するダイタイムにおいて、キャビティ３２内に充填された溶融金属が金型により熱を奪われて冷却され、凝固して鋳造品が成形される。溶融金属が冷却固化されて鋳造品が成形されれば、該鋳造品を金型から取り出すために型開きを行う。このとき、型開きの直後においては、可動型１２のキャビティ面１２ａに鋳造品が張り付いているため、図３（ｂ）に示すように、押し出しピン２２をキャビティ面１２ａに向かって突出させることにより、可動型１２から鋳造品を取り外すようにしている。

このとき、可動型１２に形成されている押し出しピン挿通部４２は、圧力測定用通路２８に接続して、キャビティ３２内の圧力の測定に寄与するため、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間に所定のクリアランスが設けられている。そのため、キャビティ３２内に溶融金属を充填する際に、溶融金属がこのクリアランスに入り込む可能性がある。このクリアランスに入り込んだ溶融金属が固化して、該クリアランスに鋳バリが形成されると、次の鋳造サイクルにおいて、キャビティ３２内の圧力を正確に測定することができないばかりでなく、押し出しピン２２の本来の機能にも支障をきたすので、クリアランスに入り込んだ鋳バリは除去する必要がある。ここで、押し出しピン２２をキャビティ面１２ａから突出させることにより、押し出しピン２２が押し出しピン挿通部４２に対して相対移動することから、固化された溶融金属が押し出しピン２２の外周面あるいは押し出しピン相通部４２の内周面から剥離するとともに、破壊される場合もある。

そして、押し出しピン２２をキャビティ面１２ａから完全に突出させたときに、制御装置４０からの信号にしたがって、図２に示す第１ソレノイドバルブ５６をＯＮ状態とするとともに、第３ソレノイドバルブ６０をＯＮ状態とする。これにより、圧力測定用通路４２が高圧エアーブロー配管５２に接続されることになり、高圧エアーブロー配管５２が高圧ユニット４６に接続することになるので、高圧タンクで圧縮されたエアーが高圧エアーブロー配管５２を介して圧力測定用通路２８に供給されることになる。そして、図３（ｂ）に示すように、圧力測定用通路２８と、押し出しピン配置スペース２６と、押し出しピン挿通部４２とは連通しており、さらに押し出しピン挿通部４２はキャビティ３２に通じているので、高圧タンクで圧縮された高圧エアー６４が押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間からキャビティ３２に向かって噴出する。

高圧エアーを押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに供給する際に、第１ソレノイドバルブ５６と第３ソレノイドバルブ６０とをＯＮ状態にするには、以下のような方法により行うことができる。つまり、押し出しピン２２が完全にキャビティ３２内に突出したときに、押し出しピン２２を押し出すための押し出し機構の一部が図示しないリミットスイッチに接触するようにし、押し出しピン２２がキャビティ３２内に完全に突出したことを検知する。そして、このリミットスイッチを図１に示す制御装置４０に電気的に接続するようにして、リミットスイッチからの押し出しピン２２のキャビティ３内への突出を検知した旨の信号を受けて、制御装置４０から第１ソレノイドバルブ５６と第３ソレノイドバルブ６０とに、それぞれのバルブをＯＮ状態とする旨の信号が送られるようになっている。これにより、押し出しピン２２がキャビティ３２内に完全に突出したときに、高圧エアーが圧力測定用通路２８を介して押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに供給される。

なお、図２において説明したように押し出しピンの中央部２２ｃは先端部２２ｂよりも径が小さく設計されている。さらに、押し出しピン２２がキャビティ３２に向かって完全に突出した状態において、押し出しピン２２の先端部２２ｂ全体が可動型１２のキャビティ面１２ａよりもキャビティ３２に向かって突出するようになっている。すなわち、図３（ｂ）に示すように、押し出しピン２２がキャビティ３２に向かって完全に突出することにより、可動型１２のキャビティ面１２ａに、押し出しピン２２の中央部２２ｃと押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスにより、より大きな開口領域が形成されることになる。これにより、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスにおける通気性を良好にし、圧力測定用通路２８から高圧エアー６４が効果的にキャビティ３２内に向かって噴出される。ひいては、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに侵入した鋳バリ等をより容易により確実に除去することができる。

また、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに溶融金属が侵入すると、押し出しピン２２の温度が上昇しやすくなるが、高圧エアー６４を鋳造サイクル毎に押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間に供給するようにしているので、高圧エアー６４により押し出しピン２２が冷却されることになり、特別な冷却機構を設けなくても押し出しピン２２の温度上昇を抑制することができる。

なお、高圧エアー６４は、押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに形成された鋳バリをクリアランスから吹き飛ばすのに十分な圧力で該クリアランスに供給される。

また、高圧エアーが供給される時間はタイマーにより設定されている。具体的には、押し出しピン２２が鋳造品を押し出して、高圧エアーが押し出しピン２２と押し出しピン挿通部４２との間のクリアランスに供給された時点で、図１に示す制御装置４０内に内蔵されているタイマー機能が起動するようになっており、該タイマー機能に予めインプットされている設定時間が経過したときに、制御装置４０から圧力検出ユニット３０に高圧エアーの供給を停止する旨の信号が送信されるようになっている。さらに具体的には、圧力検出ユニット３０の第２ソレノイドバルブ５８をＯＮ状態とする信号を送信するとともに、第３ソレノイドバルブ６０をＯＦＦ状態とする信号を送信するようになっている。

これにより、高圧エアーブロー配管５２と圧力測定用通路２８との接続が遮断され、代わりに低圧エアーブロー配管５４と圧力測定用通路２８とが接続され、圧力測定用通路２８に再び低圧エアーが供給されることになる。この際、第３ソレノイドバルブ６０がＯＦＦ状態となるので、エアー源４８からのエアーは、高圧ユニット４６のコンプレッサを介して高圧タンクに供給されるので、高圧タンク内においてエアーの圧縮が再び行われ、次サイクルにおける高圧エアーの供給まで準備される。

以上の工程により、鋳造サイクルのワンサイクルが終了するが、このような鋳造サイクルを複数回連続して行うことで連続鋳造を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態のキャビティ内の圧力測定技術によれば、キャビティ内を減圧するためのガス抜き通路ではなく、押し出しピンの押し出しピン挿通部を介してキャビティ内の圧力を測定しているので、より正確なキャビティ内の圧力を測定することができる。さらに、押し出しピンの押し出しピン挿通部を介してキャビティ内の圧力を測定するようにしたことで、押し出しピンと押し出しピン挿通部との間のクリアランスに侵入した溶融金属が固化しても、鋳造サイクル毎に押し出しピンが押し出しピンの押し出しピン挿通部に対して相対移動することにより、固化した鋳バリが押し出しピンあるいは押し出しピン挿通部から剥離しやすくなるので、鋳バリが生じても該鋳バリの除去がより容易となる。さらに、押し出しピンを押し出しピン挿通部に対して相対移動させて、押し出しピンをキャビティに向かって突出させた状態で、押し出しピンと押し出しピン挿通部との間のクリアランスに高圧エアーを供給することにより、該クリアランスに生じる鋳バリを除去することができる。そのため、連続鋳造中においても、押し出しピン挿通部が溶湯金属の凝固物等により閉塞されることがなく、より正確なキャビティ内の圧力を安定して測定することができる。

本発明にかかるダイカスト鋳造装置の概略を示す概略図。本発明にかかる圧力測定装置の概略を示す概略図。本発明にかかる圧力測定装置の作動を説明するための概略図。本発明にかかるダイカスト鋳造装置の作動例を示し本発明にかかるダイカスト鋳造方法の概要を説明するタイムチャートを示す図。

符号の説明

１０・・・固定型（金型）
１２・・・可動型（金型）
１０ａ、１２ａ・・・キャビティ面
２２・・・押し出しピン
２８・・・圧力測定用通路
３０・・・圧力検出ユニット（圧力検出装置）
３２・・・キャビティ
４２・・・押し出しピン挿通部
４８・・・ガス供給源
５０・・・圧力センサ
５２・・・高圧エアーブロー配管（高圧ガス供給配管）
５４・・・低圧エアーブロー配管（低圧ガス供給配管）
５６・・・第１ソレノイドバルブ（切換バルブ）
５８・・・第２ソレノイドバルブ（低圧側バルブ）
６０・・・第３ソレノイドバルブ（高圧側バルブ）
６４・・・高圧エアー（高圧ガス）

Claims

キャビティ面を有する金型と、前記キャビティ面により成形された鋳造品をキャビティ面から離間するために、前記キャビティ面により構成されるキャビティに向かって進退する押し出しピンと、前記金型に形成され前記押し出しピンを挿通する押し出しピン挿通部とを有し、
前記金型には、前記押し出しピン挿通部と通じる圧力測定用通路が接続されており、該圧力測定用通路と直接接続して、該圧力測定用通路の圧力を検出することにより、前記キャビティ内の圧力を測定する圧力検出装置を有することを特徴とするダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置。
前記圧力検出装置は、前記圧力測定用通路と接続可能に配置される圧力センサと、
前記圧力測定用通路と接続可能に配置され、前記圧力測定用通路を介して前記押し出しピン挿通部にガスを供給するガス供給配管と、
前記圧力測定用通路が前記圧力センサと接続する第１状態と前記圧力測定用通路が前記ガス供給配管と接続する第２状態との間で、前記圧力測定用通路の接続先を切換える切換バルブとを有することを特徴とする請求項１に記載のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置。
前記圧力検出装置は、前記ガス供給配管から前記圧力測定用通路に供給するガスの圧力を低圧側と高圧側とで切換えるガス圧力切換機構を有することを特徴とする請求項２に記載のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置。
前記ガス圧力切換機構は、前記ガス供給配管と接続可能に配置されるガス供給源と、前記ガス供給配管と前記ガス供給源とを接続し前記ガス供給配管に低圧ガスを供給する低圧ガス供給配管と、前記ガス供給配管と前記ガス供給源とを接続し前記ガス供給配管に高圧ガスを供給する高圧ガス供給配管と、前記低圧ガス供給配管に設けられ該低圧ガス供給配管を開閉する低圧側バルブと、前記高圧ガス供給配管に設けられ該高圧ガス供給配管を開閉する高圧側バルブと、を有することを特徴とする請求項３に記載のダイカスト金型のキャビティ内圧力測定装置。