JP2008207236A - 減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティ内への溶湯の先走り浸入を防止する減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法を提供すること。
【解決手段】金型のキャビティ１３が鋳造方案１５〜１７を介してスリーブ１８と連結し、そのスリーブ１８内に充填された溶湯をプランジャチップ１９で押し出すとともに、その下流側を減圧させながら溶湯をキャビティ１３内へ射出するようにしたものであって、鋳造方案に連結された第１減圧ライン２１と、キャビティに連結された第２減圧ライン２２と、その第１減圧ライン２１及び第２減圧ライン２２が接続された減圧手段２３，２４，３０と、その減圧手段を制御するコントローラ３１と有し、コントローラ３１が第１減圧ライン２１及び第２減圧ライン２２から異なる所定のタイミングで鋳造方案やキャビティの減圧を行うようにした減圧ダイカスト装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属等の溶湯を金型内に射出して鋳造成形品を製造する減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法に関し、特に、キャビティ内への溶湯の先走り浸入を防止する減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法に関する。

減圧ダイカスト装置としては、例えば下記特許文献１に記載された、図４に示すような構造のものがある。この減圧ダイカスト装置１００は、金型１０１，１０２によって形成されたキャビティ１１０内にスリーブ１０３が連結するように構成され、不図示のラドルによってスリーブ１０３内に供給された溶湯がプランジャチップ１０５の摺動によって押し出され、キャビティ１１０内に射出されるようになっている。そして、そのキャビティ１１０には減圧バルブ１０６を介して減圧装置１０７と接続され、キャビティ１１０内を減圧することができるようになっている。

この減圧ダイカスト装置１００を使用した鋳造方法では、先ずラドルによって供給口１０８からスリーブ１０３内に必要量の溶湯が供給される。そして、溶湯はスリーブ１０３内に充填され後、プランジャチップ１０５が図面左側へ移動してスリーブ１０３内の溶湯が押し出され、鋳造方案を流れてゲート１０９からキャビティ１１０内に射出される。このときキャビティ１１０内は減圧装置１０７によって真空引され、減圧されている。

特に、この減圧ダイカスト装置１００では、低減圧から高減圧への切り替えが行われ、例えばプランジャチップ１０５により押し出された溶湯がスリーブ１０３空間を満たす位置で高減圧に切り替えられるようにしている。従って、最初は低減圧にすることで、溶湯への空気の巻き込みを抑制し、その後、高減圧にしてもプランジャチップ１０５の隙間から空気の流入を抑えて巻き込みを防止している。
特開２００３−６２６５２号公報

ところが、こうして減圧の高低をコントロールしても、当初からキャビティ内を減圧しているため、スリーブ１０３内の溶湯に対して空気の巻き込みを無くすことは困難である。そのため、プランジャチップ１０５とスリーブ１０８との摺動面に存在する隙間から漏れ入る空気の流れにより、スリーブ空間内の溶湯が吹き飛ばされて、キャビティ内に先走り浸入していまい、そのまま凝固して後から射出されてくる溶湯と融合できずに湯境欠陥が発生してしまう。また、先走り溶湯がゲート位置で凝固してしまい、その後に行うキャビティ内への溶湯の射出を妨げることにもなる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、キャビティ内への溶湯の先走り浸入を防止する減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法を提供することを目的とする。

本発明の減圧ダイカスト装置は、金型のキャビティが鋳造方案を介してスリーブと連結し、そのスリーブ内に充填された溶湯をプランジャチップで押し出すとともに、その下流側を減圧させながら溶湯をキャビティ内へ射出するようにしたものであって、前記鋳造方案に連結された第１減圧ラインと、前記キャビティに連結された第２減圧ラインと、その第１減圧ライン及び第２減圧ラインが接続された減圧手段と、その減圧手段を制御するコントローラと有し、当該コントローラが第１減圧ライン及び第２減圧ラインから異なる所定のタイミングで前記鋳造方案やキャビティの減圧を行うようにしたものであることを特徴とする。

また、本発明の減圧ダイカスト装置は、前記第１減圧ラインが、前記鋳造方案の湯口部からゲートまでの間の湯道部に接続され、前記第２減圧ラインが、前記キャビティの最終充填部に接続されたものであることが好ましい。
また、本発明の減圧ダイカスト装置は、前記第１減圧ラインの接続位置が前記ゲートの近傍であることが好ましい。
また、本発明の減圧ダイカスト装置は、前記減圧手段が、前記第１減圧ライン及び第２減圧ラインにそれぞれ設けられた減圧バルブと、前記第１減圧ライン及び第２減圧ラインが接続された一つの真空ポンプであり、前記プランジャチップに対してはその位置を検出するストロークセンサが設けられ、前記コントローラが、ストロークセンサからの検出信号に基づいて真空ポンプの駆動や減圧バルブの開閉を制御するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明の減圧ダイカスト装置は、前記コントローラが、前記プランジャチップが前記スリーブの給湯口を塞いだ位置で前記第１減圧ライン側を減圧させ、前記プランジャチップが前記鋳造方案を溶湯で充填する位置で前記第１減圧ライン側の減圧を止め、前記前記第２減圧ライン側を減圧させるようにしたものであることが好ましい。

本発明の減圧ダイカスト方法は、金型のキャビティに鋳造方案を介して連結したスリーブから、そのスリーブ内に充填された溶湯をプランジャチップで押し出すことによりキャビティ内へ溶湯を射出する際、先ず、第１のタイミングで前記鋳造方案の湯口部からゲートまでの間の湯道部に接続され第１減圧ラインを介して減圧し、その後、第２のタイミングで第１減圧ラインから前記キャビティの最終充填部に接続された第２減圧ラインに切り替えて減圧するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の減圧ダイカスト方法は、前記第１のタイミングは、前記プランジャチップが前記スリーブの給湯口を塞いだ位置に達する時点であり、前記第２のタイミングは、前記プランジャチップの押し出しにより前記鋳造方案が溶湯で充填される時点であることが好ましい。

本発明によれば、キャビティに連結された第２減圧ラインに加え、鋳造方案を減圧する第１減圧ラインを設け、減圧のタイミングを切り替えながら、溶湯をスリーブから押し出し、鋳造方案を通してキャビティ内へ射出するようにしたので、先に第１減圧ラインで鋳造方案を減圧することにより、先走り溶湯を排除してキャビティ内への浸入を防止することができ、高品質な鋳造品を製造することが可能になる。

次に、本発明に係る減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法について、一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の減圧ダイカスト装置を示した概略図である。
減圧ダイカスト装置１は、ダイカスト金型が固定型１１と可動型１２とから構成され、両者の合せ部にキャビティ１３が形成されている。更に、固定型１１と可動型１２の合せ部には、湯口部（ビストケット形成部）１５、湯道部１６およびゲート１７の鋳造方案が形成されている。ここで、図２は可動型１２の合せ面側を示した図であるが、図示するように湯口部１５から湯道部１６が延び、複数のゲート１７，１７…によってキャビティ１３に連結されている。

また、固定型１１には前記湯口部１５に合うようにスリーブ１８が嵌め合わされ、このスリーブ１８から溶湯がキャビティ１３へと押し出されるようになっている。スリーブ１８は、その中にプランジャチップ１９が摺動可能に挿入され、ロッドを介して不図示のアクチュエータによって軸方向に移動するよう構成されている。スリーブ１８には上方に開口した給湯口２０が形成され、そこからスリーブ１８内に溶湯がラドルによって流し込まれるようになっている。そして、そのスリーブ１８内に充填された溶湯が、プランジャチップ１９により鋳造方案へ押し出され、キャビティ１３へと射出される。

更に、減圧ダイカスト装置１には真空ポンプ３０が設けられている。特に、本実施形態では、その真空ポンプ３０によってキャビティ１３の最終充填部だけではなく、湯口部１５からゲート１７までの間の湯道部１６からも真空引きするように構成されている。すなわち、減圧ダイカスト装置１には、鋳造方案の湯道部１６に接続された第１減圧ライン２１と、キャビティ１３の最終充填部に接続された第２減圧ライン２２が設けられ、それらが共に真空ポンプ３０に接続されている。そして、その第１減圧ライン２１と第２減圧ライン２２には、それぞれ減圧バルブ２３，２４が設けられている。

キャビティ１３の最終充填部に接続された第２減圧ライン２２は、例えば従来例と同様に、キャビティ１３内を減圧にすることで溶湯への空気の巻き込み防止を目的としている。一方、鋳造方案の湯道部１６に接続された第１減圧ライン２１は、スリーブ１８とプランジャチップ１９との隙間から空気がリークし、それによって生じる先走り溶湯がキャビティ１３内に浸入しないように排除することを目的としている。そのため、第１減圧ライン２１の接続位置は、先走り溶湯がゲート１７を詰まらせたりしないように、例えば図２に示すようにゲート１７からの距離が短い位置に形成されることが好ましい。また、この減圧ライン２１は、図示するように１本に限定されるものではなく、鋳造方案の形状などによって複数箇所に接続させることもある。

減圧バルブ２３，２４は、ソレノイドによって駆動する電磁開閉弁であり、本装置に設けられたコントローラ３１によって開閉制御が行われるようになっている。すなわち、この減圧ダイカスト装置１は、スリーブ１８内におけるプランジャチップ１９の位置に基づいて第１減圧ライン２１と第２減圧ライン２２との減圧を制御するようようにしたものであり、そのためプランジャチップ１９の位置を検出するストロークセンサ２５が備えられ、その検出信号を受けたコントローラ３１が、真空ポンプ３０の駆動や減圧バルブ２３，２４の開閉を制御するよう構成されている。ストロークセンサ２５は、例えば必要な部位に設置されたリミットスイッチの組み合わせや、磁気スケール、リニアインダクトシン等の公知の位置測定手段の使用が可能である。

続いて、この減圧ダイカスト装置１を用いた本実施形態の減圧ダイカスト方法について説明する。ダイカスト鋳造に当たっては、先ずスリーブ１８内のプランジャチップ１９が所定位置まで後退しているとともに、固定型１１に対して可動型１２が移動して型閉じした状態になっている。その後、ラドルによって給湯口２０からスリーブ１８内に所定量の溶湯が供給され、溶湯が充填された後、スリーブ１８内をプランジャチップ１９が移動する。それにより溶湯が鋳造方案へと押し出され、キャビティ１３へと射出される。本実施形態の減圧ダイカスト方法では、こうしてプランジャチップ１９がスリーブ１８内を移動する際に、所定のタイミングで第１及び第２減圧ライン２１，２２を介した減圧の切り替え操作が行われる。

図３は、プランジャチップ１９の位置と第１及び第２減圧ライン２１，２２における真空引きのタイミングを示した図である。縦軸にプランジャチップ１９の位置を、横軸に時間をとって示したプランジャチップ１９の変位グラフに、減圧バルブ２３（実線）と減圧バルブ２４（破線）の開閉のタイミングを重ねて示したものである。本実施形態の減圧ダイカスト方法では、このように第１及び第２減圧ライン２１，２２の部分から時間をずらせて真空引きすることで、鋳造方案とキャビティ１３との異なる部分について段階的な減圧を行うようにしている。

先ず、プランジャチップ１９がスリーブ１８内を後退した待機位置をゼロとし、その位置から湯口部１５に向けてスリーブ１８内のプランジャチップ１９を移動させる。移動当初は、プランジャチップ１９は低速で移動している。そして、スリーブ１８の給湯口２０がプランジャチップ１９によって塞がれずに開口した状態にある場合には、減圧バルブ２３，２４は両方ともが閉弁されている。給湯口２０が開口した状態で真空引きすると、空気の巻き込みや溶湯の先走りを引き起こすことになるからである。

そこで、本実施形態では先ず、プランジャチップ１９が給湯口２０を塞ぐ位置Ｎ１（時間ｔ１）に達したところで第１減圧ライン２１の減圧バルブ２３が開けられる（実線）。その一方で、第２減圧ライン２２の減圧バルブ２４は閉じたままである（破線）。
プランジャチップ１９の移動はストロークセンサ２５によって検出され、位置Ｎ１への移動を検知した検出信号に基づいてコントローラ３１からの制御信号によって減圧バルブ２３が開けられる。そして、真空ポンプ３０もコントローラ３１の制御によって駆動しているため、減圧バルブ２３の開弁によって、減圧ライン２１を介して鋳造方案が減圧される。

これにより、プランジャチップ１９がスリーブ１８内を移動して溶湯が送られる際、真空引きによってプランジャチップ１９とスリーブ１８との隙間から空気リークが発生しても、先走りした溶湯はキャビティ１３内に浸入することなく第１減圧ライン２１側に排除される。特に、ゲート１７近傍に形成した第１減圧ライン２１から真空引きしているので、先走り溶湯がゲート１７を詰まらせないよう効率良く排除することができる。

そして、第１減圧ライン２１からの真空引きにより鋳造方案が減圧されたまま更にスリーブ１８内をプランジャチップ１９が移動する。スリーブ１８内から押し出された溶湯は、湯口部１５から湯道部１６へと流れて鋳造方案に充填されることになる。そこで次に、鋳造方案に充填された溶湯がゲート１７に達するようなプランジャチップ１９の位置Ｎ２（時間ｔ２）において、第１及び第２減圧ライン２１，２２の減圧バルブ２３，２４の開閉が切り替えられる。

すなわち、プランジャチップ１９の移動位置がＮ２に達したことがストロークセンサ２５によって検出され、その検出信号に基づいてコントローラ３１からの制御信号によって減圧バルブ２３が閉じられ（実線）、逆に減圧バルブ２４が開けられる（破線）。これにより、真空ポンプ３０による真空引きが第１減圧ライン２１から第２減圧ライン２２へと切り替えられ、減圧箇所が第１減圧ライン２１の接続されている鋳造方案から、第２減圧ライン２２の接続されているキャビティ１３内に切り替えられる。

よって、キャビティ１３内に溶湯を射出する段階では、従来の真空ダイカスト法と同様に、キャビティ１３の最終充填部から第２減圧ライン２２を介して真空引きが行われるため、減圧したキャビティ１３内に空気が巻き込まれることなく溶湯を充填することができる。そして、このキャビティ１３内へ溶湯を射出する段階では、溶湯の先走りも生じないため、図３に示すようにプランジャチップ１９の移動速度が速くなる。

次に、溶湯がキャビティ１３内の最終充填位置にまで達する、プランジャチップ１９の位置Ｎ３（時間ｔ３）で第２減圧ライン２２の減圧バルブ２４が閉じられ、その後、プランジャチップ１９の移動も停止してキャビティ１３への射出が終了する。すなわち、プランジャチップ１９の移動位置がＮ３に達したことがストロークセンサ２５によって検出され、その検出信号に基づいてコントローラ３１からの制御信号によって減圧バルブ２４が閉じられる。

本実施形態の減圧ダイカスト装置１によれば、こうして従来からある第２減圧ライン２２に加え、鋳造方案を減圧する第１減圧ラインを新たに設け、減圧のタイミングを切り替える減圧ダイカスト方法を実行することで、先走り溶湯を排除してキャビティ１３内への浸入を防止し、高品質な鋳造品を製造することができるようになった。
また、第１減圧ライン２１を鋳造方案の特にゲート１７近傍に設けたので、先走り溶湯がゲートに詰まってしまうようなことはなく、その後に行うキャビティ１３内への溶湯の射出をスムーズに行うことができるようになった。

以上、本発明に係る減圧ダイカスト装置及び減圧ダイカスト方法の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、図２に示すように第１減圧ライン２１を一箇に接続したものを示したが、ゲート１７に合わせて複数の箇所に連結するようにしてもよい。

減圧ダイカスト装置の概略を示した図である。 減圧ダイカスト装置の金型における鋳造方案を平面的に示した概略図である。 プランジャチップの位置と第１及び第２減圧ラインにおける真空引きのタイミングを示した図である。 従来の減圧ダイカスト装置の概略図を示した図である。

符号の説明

１ 減圧ダイカスト装置
１１ 固定型
１２ 可動型
１３ キャビティ
１５ 湯口部
１６ 湯道部
１７ ゲート
１８ スリーブ
１９ プランジャチップ
２１，２２ 減圧ライン
２３，２４ 減圧バルブ
２５ ストロークセンサ
３０ 真空ポンプ
３１ コントローラ

Claims (7)

1. 金型のキャビティが鋳造方案を介してスリーブと連結し、そのスリーブ内に充填された溶湯をプランジャチップで押し出すとともに、その下流側を減圧させながら溶湯をキャビティ内へ射出するようにした減圧ダイカスト装置であって、
   前記鋳造方案に連結された第１減圧ラインと、前記キャビティに連結された第２減圧ラインと、その第１減圧ライン及び第２減圧ラインが接続された減圧手段と、その減圧手段を制御するコントローラと有し、当該コントローラが第１減圧ライン及び第２減圧ラインから異なる所定のタイミングで前記鋳造方案やキャビティの減圧を行うようにしたものであることを特徴とする減圧ダイカスト装置。
2. 請求項１に記載する減圧ダイカスト装置において、
   前記第１減圧ラインは、前記鋳造方案の湯口部からゲートまでの間の湯道部に接続され、前記第２減圧ラインは、前記キャビティの最終充填部に接続されたものであることを特徴とする減圧ダイカスト装置。
3. 請求項２に記載する減圧ダイカスト装置において、
   前記第１減圧ラインの接続位置は、前記ゲートの近傍であることを特徴とする減圧ダイカスト装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する減圧ダイカスト装置において、
   前記減圧手段は、前記第１減圧ライン及び第２減圧ラインにそれぞれ設けられた減圧バルブと、前記第１減圧ライン及び第２減圧ラインが接続された一つの真空ポンプであり、前記プランジャチップに対してはその位置を検出するストロークセンサが設けられ、前記コントローラが、ストロークセンサからの検出信号に基づいて真空ポンプの駆動や減圧バルブの開閉を制御するようにしたものであることを特徴とする減圧ダイカスト装置。
5. 請求項１乃至請求項４に記載する減圧ダイカスト装置において、
   前記コントローラは、前記プランジャチップが前記スリーブの給湯口を塞いだ位置で前記第１減圧ライン側を減圧させ、前記プランジャチップが前記鋳造方案を溶湯で充填する位置で前記第１減圧ライン側の減圧を止め、前記前記第２減圧ライン側を減圧させるようにしたものであることを特徴とする減圧ダイカスト装置。
6. 金型のキャビティに鋳造方案を介して連結したスリーブから、そのスリーブ内に充填された溶湯をプランジャチップで押し出すことによりキャビティ内へ溶湯を射出する際、
   先ず、第１のタイミングで前記鋳造方案の湯口部からゲートまでの間の湯道部に接続され第１減圧ラインを介して減圧し、その後、第２のタイミングで第１減圧ラインから前記キャビティの最終充填部に接続された第２減圧ラインに切り替えて減圧するようにしたことを特徴とする減圧ダイカスト方法。
7. 請求項６に記載する減圧ダイカスト方法において、
   前記第１のタイミングは、前記プランジャチップが前記スリーブの給湯口を塞いだ位置に達する時点であり、前記第２のタイミングは、前記プランジャチップの押し出しにより前記鋳造方案が溶湯で充填される時点であることを特徴とする減圧ダイカスト方法。

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