JP2009202179A - 減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置について、シール性能の問題、減圧度が不安定な問題、についての解決を図る新規な技術を提案する。
【解決手段】射出スリーブ２の給湯口６、及び、前記射出スリーブ２の金型１と反対側の開放端部２ａ、の双方を取り囲む減圧室１１を内部に形成する閉塞部材１０と、前記減圧室１１に連通された第１減圧タンク１８と、キャビティ４内に連通された第２減圧タンク２１と、を具備し、射出チップ３の射出動作開始前から、該射出チップ３が射出動作によって前記給湯口６を塞ぐまでの間において、第１減圧タンク１８により、前記減圧室１１と、該減圧室１１と前記給湯口６により連通された前記キャビティ４内と、が減圧され、前記射出チップ３が射出動作によって前記給湯口６を塞いだ後において、前記第２減圧タンク２１により、前記キャビティ４内が減圧される。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置に関し、具体的には、金型のキャビティ内を減圧して鋳造を行う技術に関する。

従来の減圧鋳造においては、高強度・高品質の製品を鋳造するため、キャビティ内において短時間で高い減圧度を達成する技術が知られており、これについて開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１で開示されるような減圧鋳造においては、一般的に、減圧のためのタンクを複数個使用し、該複数のタンクとの接続バルブの開閉を段階的に切り替えることにより、キャビティ内の減圧度を高めるように構成されている。

しかし、特許文献１に開示されるような従来の減圧鋳造方法では、まず、射出スリーブの開放端部、及び、給湯口の開口部を塞ぐことにつき、不具合が生じると考えられる。
具体的には、例えば射出スリーブの開放端部については、射出スリーブ内にて摺動される射出チップにて閉じる構成としているため、射出スリーブの熱による変形、膨張によって、射出チップと射出スリーブと間の隙間が変化し、シール性能が保てないことになる。
また、給湯口の開口部については、溶湯のこぼれ湯の存在を考慮すると、蓋などによるシールの形態では、確実にシールすることができない可能性がある。

また、従来の減圧鋳造装置においては、キャビティ容積や湯道経路が複雑なため、キャビティから射出スリーブに至る全空間において、規定の時間内に必要とされる減圧度に到達させるのが困難である。
具体的には、溶湯の射出スリーブ内での凝固を考慮すると、減圧に費やすことができる時間は１〜２秒程度であり、キャビティや射出スリーブの減圧度に分布が生じていると考えられる。そのため、このような減圧度が不安定な状態で鋳造を行うと、強度・品質のばらつきが大きくなる可能性がある。
特開２００５−９５９４３号公報

本発明は、減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置に関して、前述のシール性能の問題、及び、減圧度が不安定となる問題、の解決を図る新規な技術を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、金型のキャビティ内を減圧した状態で、射出スリーブ内に供給した溶湯を射出チップにより押し出して前記キャビティ内へ射出する射出動作を行うことにより、鋳造を行う減圧鋳造方法であって、前記射出スリーブの給湯口から溶湯を供給した後に、前記給湯口と、該射出スリーブにおける前記金型と反対側の開放端部と、を取り囲む減圧室を構成する減圧室構成工程と、射出動作の開始前から、該射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞ぐまでの間において、前記減圧室と連通される第１の減圧手段により、前記減圧室と、該減圧室と前記給湯口により連通された前記キャビティ内と、の減圧を行う第１の減圧工程と、前記射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞いだ後において、前記キャビティ内と連通される第２の減圧手段により、該キャビティ内の減圧を行う第２の減圧工程と、を備えるものである。

また、請求項２においては、前記減圧鋳造方法は、前記溶湯を前記射出スリーブ内に供給する前に、前記給湯口より熱風を吹きこむ送風工程をさらに備えるものである。

また、請求項３においては、金型のキャビティ内を減圧した状態で、射出スリーブ内に供給した溶湯を射出チップにより押し出して前記キャビティ内へ射出する射出動作を行うことにより、鋳造を行う減圧鋳造装置であって、射出スリーブの給湯口、及び、前記射出スリーブの金型と反対側の開放端部、の双方を取り囲む減圧室を内部に形成する閉塞部材と、前記減圧室に連通された第１の減圧手段と、前記キャビティ内に連通された第２の減圧手段と、を具備し、射出チップの射出動作開始前から、該射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞ぐまでの間において、前記第１の減圧手段により、前記減圧室と、該減圧室と前記給湯口により連通された前記キャビティ内と、が減圧され、前記射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞いだ後において、前記第２の減圧手段により、前記キャビティ内が減圧されるものである。

また、請求項４においては、前記減圧鋳造装置は、前記溶湯を前記射出スリーブ内に供給する前に、前記給湯口より熱風を吹きこむ送風手段をさらに備えるものである。

また、請求項５においては、前記閉塞部材は、前記射出チップの射出動作時における移動方向側の端面が開放される筒状の部材であり、前記閉塞部材の、前記射出チップの射出動作時における移動方向とは反対側の閉じた端面の貫通孔に、前記射出チップの支持軸が挿通され、前記閉塞部材の内寸は、前記射出スリーブの外寸よりも大きく構成され、前記閉塞部材の開放側の端面を、前記射出チップの射出動作時における移動方向へ移動させることで、前記閉塞部材の内部の空間に前記射出スリーブの開放端部が挿入される構成とされるものである。

また、請求項６においては、前記射出スリーブの外壁には、フランジ部が立設され、前記閉塞部材の開放側の端面を前記フランジ部に圧接させることで前記減圧室が形成されるものである。

また、請求項７においては、前記閉塞部材、前記射出スリーブ、前記射出チップ、及び、前記射出チップの支持軸は、同軸上に配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

射出スリーブの給湯口、及び、前記射出スリーブの金型と反対側の開放端部、の双方を閉塞部材で取り囲み、減圧室を内部に形成する構成としているため、射出スリーブの熱による変形、膨張が発生し、射出チップと射出スリーブと間の隙間が変化したり、給湯口の開口部に溶湯がこぼれたりしても、シール性能を保持することが可能となる。

また、減圧開始のタイミングが早くなり、減圧開始後は効果的に減圧を実施できるので、短時間で、射出スリーブ内、及び、キャビティ内の減圧を進行させることが可能となり、確実に目標のレベルまでの減圧を安定して実現できることとなる。つまり、キャビティや射出スリーブの減圧度を略均一に保つことができるため、強度・品質のばらつきを少なくすることが可能となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は給湯時における減圧鋳造装置について示す概略断面図である。
図２は減圧時における減圧鋳造装置について示す概略断面図である。
図３は減圧鋳造の一連のプロセスについて示す図である。
図４（ａ）は本発明との第１の比較対象である、従来技術に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図、（ｂ）は同じく本発明との第２の比較対象である、従来技術に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図である。
図５は横軸を時間、縦軸を圧力として、圧力の時間変化の例を示す図である。
図６は別実施例に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図である。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

以下に、本発明に係る減圧鋳造方法、及び、減圧鋳造装置について説明する。本明細書では便宜上、図１における右側を右側方、左側を左側方として説明する。

［減圧鋳造装置３０の構成］
まず、本実施例に係る減圧鋳造装置３０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
図１に示すごとく、減圧鋳造装置３０における金型１には、略円筒形状の射出スリーブ２が左側方に突出して付設されている。そして、該射出スリーブ２内にて短円柱状の射出チップ３を右側方に摺動させ、射出スリーブ２内に供給された溶湯５を押し出して、金型１に設けたキャビティ４内に射出する構造としている。

前記射出スリーブ２には、給湯口６が設けられており、この給湯口６を介して、溶湯５がラドル７から射出スリーブ２内に供給されるようになっている。
さらに、前記射出スリーブ２の外周壁から半径方向外側に突出して、フランジ部８が設けられている。このフランジ部８は、射出チップ３によって射出スリーブ２内の溶湯５を押し出し、キャビティ４内に射出する射出動作時における、該射出チップ３の進行方向（図１における右側方）と、略直交する平面と略並行となる壁面を形成するように構成される。
また、このフランジ部８は、前記給湯口６が配置される位置よりも右側方、即ち射出チップ３が溶湯５を射出する際に移動する方向の側に配設されている。

前記射出チップ３の支持軸９と同軸上には、減圧室１１（チャンバ）を形成するための閉塞部材１０が設けられる。
この閉塞部材１０は、前記射出チップ３の射出動作時における移動方向側の端面１０ａが開放される略円筒状の部材であり、もう一方の、即ち前記射出チップの射出動作時における移動方向とは反対側の、閉じた端面１０ｄの貫通孔１０ｃには、前記支持軸９が摺動自在に挿通される。
また、筒状に構成される閉塞部材１０の内径寸は、前記射出スリーブ２の外径寸よりも大きく構成され、閉塞部材１０の前記端面１０ａを、前記射出チップ３の射出時における移動方向と同じ方向へ移動させることで、前記閉塞部材１０の内部の空間に前記射出スリーブ２の開放端部２ａが挿入されるようになっている。

前記閉塞部材１０、前記射出スリーブ２、前記射出チップ３、及び、前記射出チップ３の支持軸９は、同軸上に配置される構成とすることにより、減圧鋳造装置３０の小型化が図れるようになっている。

前記支持軸９は、エアシリンダや油圧シリンダ等からなる図示せぬアクチュエータによって進退するように制御されており、これにより、先端に設けられた射出チップ３が射出スリーブ２内にて進退する構造となっている。

前記閉塞部材１０の閉じた端面１０ｄに設けた貫通孔１０ｃに対しては、前記支持軸９が摺動自在に貫装され、また、前記貫通孔１０ｃには、支持軸９との間の隙間をシールするため、Ｏリング等から構成されるシール部材１２が設けられている。

図２に示すごとく、前記閉塞部材１０は、エアシリンダや油圧シリンダ等からなるアクチュエータ１３によって、射出チップ３（支持軸９）と同軸上の位置を保ったまま移動するように構成されており、前記閉塞部材１０の端面１０ａが前記射出スリーブ２のフランジ部８に圧接することとなる。
そして、前記閉塞部材１０のアクチュエータ１３による移動が行われ、前記閉塞部材１０の前記端面１０ａに設けたフランジ部１０ｂを前記射出スリーブ２のフランジ部８に圧接した状態では、前記射出スリーブ２の開放端部２ａの周囲を取り囲む減圧室１１が形成されるようになっている。
このアクチュエータ１３は、後述するように、射出チップ３（支持軸９）とは独立して駆動されるようになっており、これにより、前記閉塞部材１０と射出チップ３が独立して動作するようになっている。

さらに、前記射出スリーブ２に立設されるフランジ部８において、前記閉塞部材１０のフランジ部１０ｂと対向する側には、Ｏリング等から構成されるシール部材１４が設けられている。図２に示すごとく、このシール部材１４によって、両フランジ部８・１０ｂが圧接される状態において、両者間がシールされるようにしている。
なお、閉塞部材１０のフランジ部１０ｂにシール部材１４を設ける構成としてもよい。

そして、このようなフランジ部８・１０ｂの構成により、閉塞部材１０の射出動作時における移動方向のストッパー、及び、減圧室１１のシール、といった二つの機能が実現可能となる。
また、閉塞部材１０は射出スリーブ２の外側を移動することから、閉塞部材１０が射出スリーブ２に摺接することはなく、射出スリーブ２と閉塞部材１０の間においては潤滑油が必要とされることはない。

前記フランジ部８・１０ｂで構成されるシール部（本実施例ではシール部材１４）は、射出スリーブ２の外側に配置されることから、溶湯５の熱によってフランジ部８・１０ｂが変形することなく、確実なシール性能を確保できることとなる。
即ち、射出スリーブ２の金型１と反対側の開放端部２ａを閉塞部材１０で取り囲み、減圧室１１を内部に形成する構成としているため、射出スリーブ２の熱による変形、膨張が発生し、射出チップ３と射出スリーブ２と間の隙間が変化しても、シール性能を保持することが可能となるのである。

また、前記閉塞部材１０は、給湯口６に触れることなく、減圧室１１を形成することができる。これにより、給湯口６に付着し得るこぼれ湯等で減圧室１１のシール性能が損なわれるといった不具合が発生しない。また、目標とされる減圧度を確実に確保することが可能となり、さらに、シール性能に関連するメンテナンスフリーを実現することが可能となる。

そして、図１及び図２に示すごとく、前記閉塞部材１０には、その内部の空間で形成されることになる減圧室１１内の空気を吸引するための吸引口１５が設けられている。
なお、この吸引口１５は、前記射出スリーブ２のフランジ部８に設けることとし、前記閉塞部材１０を図２の状態とした際に、フランジ部８に設けた吸引口より吸引を行うこととしてもよく、この構成によれば、後述する第１の減圧手段に繋がる吸気配管を固定できることになる。

前記吸引口１５は、第１の減圧手段（本実施例では第１減圧タンク１８及び第１真空ポンプ１９）に接続される。前記第１減圧タンク１８と前記吸引口１５との接続経路上には該接続経路を開閉する第１開閉バルブ２０が設けられている。
そして、その接続経路上の前記第１開閉バルブ２０を開くことによって、前記減圧室１１、及び、キャビティ４の減圧が開始されるようになっている。

また、前記金型１には、前記キャビティ４内に通じ、キャビティ４内の空気を吸引するための吸引口１６が設けられている。また、キャビティ４と前記吸引口１６を結ぶ経路には、シャットバルブ１７が設けられている。

前記吸引口１６は、第２の減圧手段（本実施例では第２減圧タンク２１及び第２真空ポンプ２２）に接続される。前記第２減圧タンク２１と前記吸引口１６との接続経路上には該接続経路を開閉する第２開閉バルブ２３が設けられている。
そして、その接続経路上の前記第２開閉バルブ２３を開くことよって、前記キャビティ４の減圧が開始されるようになっている。
なお、前記第１減圧タンク１８、及び第２減圧タンク２１はバッファとして機能させるものである。

図１及び図２に示す構成においては、ラドル７、射出チップ３、閉塞部材１０（アクチュエータ１３）、シャットバルブ１７、第１開閉バルブ２０、第２開閉バルブ２３、第１真空ポンプ１９、第２真空ポンプ２２は、連動するように制御される構成とすることが望ましい。
例えば、前記アクチュエータ１３については、給湯完了後のラドル７の後退とともに閉塞部材１０を前進させフランジ部８に圧接させて減圧室１１を形成させ、射出完了後は、射出チップ３の後退前に、又は、同時に、後退する動作を行うこととする、といった動作制御が考えられる。
なお、各装置を動作させる具体的な機構については、特に限定されるものではない。

［減圧鋳造装置３０による減圧鋳造方法］
次に、図３を用いて、上記の減圧鋳造装置３０による減圧鋳造プロセスについて説明する。
まず給湯時Ｓ１では、ラドル７にて、給湯口６から射出スリーブ２内に溶湯５が供給される。
この際、前記閉塞部材１０は、アクチュエータ１３によって射出スリーブ２から遠くなる側に引き離された状態にある。
また、射出チップ３の射出方向側先端部は、給湯口６よりも手前の位置に配置されるようにして、前記給湯口６が完全に開放された状態とする。また、前記第１開閉バルブ２０及び第２開閉バルブ２３は閉じた状態とし、減圧は行われない状態とする。

前記ラドル７による溶湯５の供給が終了すると、前記アクチュエータ１３によって、前記閉塞部材１０の図３中矢印Ａ方向への移動が開始され、減圧室構成工程となる。
減圧室構成工程では、前記閉塞部材１０が図３中矢印Ａ方向へ移動し、その後、フランジ部１０ｂが射出スリーブ２に設けたフランジ部８に圧接される。これにより、給湯口６と、射出スリーブ２における前記金型１と反対側の開放端部２ａと、を取り囲む減圧室１１が構成されるのである。
このようにして、射出スリーブ２の開放端部２ａ、及び、給湯口６が、閉塞部材１０の減圧室１１内に配置される。この状態では、射出チップ３の背面側（溶湯５と接しない側の端面側）の空間と、射出スリーブ２内の空間とが、前記給湯口６を介して連通されることになる。

次に、第１減圧工程時Ｓ２となる。
第１減圧工程時Ｓ２においては、前記射出チップ３は、前記給湯口６よりも前記射出スリーブ２の開放端部２ａの側に配置され、前記給湯口６を介して前記減圧室１１と前記射出スリーブ２内とが連通される構成となっている。

そして、溶湯５の沈静後、前記第１開閉バルブ２０を開くことにより、図３中矢印ａの方向に、前記減圧室１１、及び、キャビティ４内の空気の吸引が開始され、第１の減圧が開始される。なお、第１の減圧の開始前においては、前記ラドル７による給湯によって揺れている溶湯５を沈静させるため、しばらく時間が置かれる（例えば、数秒程度）。

また、この第１減圧工程は、射出チップ３による溶湯５の射出動作行われる前に開始されるものである。即ち、射出チップ３が給湯口６を塞ぐ前に第１減圧工程が開始されるようになっている。そして、この減圧においては、前記減圧室１１は開口の大きな給湯口６で射出スリーブ２に連通されるため、射出スリーブ２内の空気は、前記給湯口６を介して迅速に吸引されるのである。
この第１減圧工程は、射出チップ３が図示せぬアクチュエータによって射出動作を開始した後、該射出チップ３が図３中矢印Ｂの方向（射出チップ３により溶湯５を射出する方向）に移動して前記給湯口６を塞ぐまでの間、継続する。

次に、前記射出チップ３の射出動作によって前記給湯口６を塞いだ後においては、第２減圧工程時Ｓ３となる。
このときには、前記射出チップ３の射出動作により、溶湯５が所定の減圧度が確保されたキャビティ４内へと射出される。この射出が行われる間は、前記第１開閉バルブ２０を閉じ、前記第２開閉バルブ２３を開くことにより、図３中矢印ｂの方向にキャビティ４の空気の吸引が開始され、第２減圧工程が行われる。
つまり、第２減圧工程時Ｓ３においては、前記第２の減圧手段によりキャビティ４内の空気を吸引した状態で、溶湯５がキャビティ４内へ射出されることとなるのである。

このように本実施例に係る減圧鋳造装置３０は、減圧室１１に連通された第１の減圧手段と、キャビティ４内に連通された第２の減圧手段との複数の減圧手段を備えるため、第１の減圧手段による減圧の後に、第２の減圧手段で減圧を進行させることが可能となる。即ち、減圧速度を向上させることができ、金型１内を所定の圧力に減圧するための時間を短縮することが可能となるのである。

さらに、第１の減圧手段から第２の減圧手段への切替は、射出チップ３が給湯口６を塞いだ後に行われるよう制御されるため、第２の減圧手段による減圧が行われる空間は、射出スリーブ２内の射出チップ３進行方向側の空間、及びキャビティ４内の空間に限られ、第２の減圧手段による減圧の効果をより高めることが可能となるのである。

また、ここで、射出チップ３が給湯口６を通過した時点では、射出スリーブ２内が射出チップ３によって、キャビティ４側の空間と、射出チップ３の背面側の空間と、の二つの空間に分かれることになる。
しかし、前記吸引口１６からの吸引により、射出チップ３の背面側の空間に比べてキャビティ４側の空間の減圧が進行しているため、射出スリーブ２と射出チップ３の間の隙間へ、溶湯５が浸入することを防ぐことができる。

次に、射出完了時Ｓ４となる。
この状態では、溶湯５を高速射出するため、シャットバルブ１７が閉じられる。
そして、射出チップ３が射出側に移動しきった後に、前記第２開閉バルブ２３が閉じられて、減圧が終了した状態となるのである。
その後、キャビティ４内の製品が凝固したら、型開きをして製品の取り出しが行われる。

また、射出完了後は、前記射出チップ３は引き戻されるが、この際に、射出スリーブ２内にゴミや溶湯５の欠片等が存在する場合には、これらが射出チップ３の背面によって押し戻されるようにして除去され、射出スリーブ２の開放端部２ａから掻き出される。
このように、射出チップ３の後退動作によって、射出スリーブ２内の内周面を清浄な状態とすることができる。
そして、前記ゴミ等の除去により、次回の射出時においては不純物の混在を抑制することが可能となり、ひいては品質の向上を図ることができることとなる。

以上のように、本実施例の減圧鋳造方法では、図３に示すごとく、射出スリーブ２の給湯口６からの給湯後、前記給湯口６、及び、前記射出スリーブ２の反金型１側の開放端部２ａを取り囲む減圧室１１を構成し、射出チップ３の射出動作開始前において、前記減圧室１１、及び、キャビティ４内の減圧が開始されることとするものである。

また、本実施例の減圧鋳造装置３０では、射出スリーブ２の給湯口６、及び、前記射出スリーブ２の反金型１側の開放端部２ａを取り囲む減圧室１１を内部に形成する閉塞部材１０と、前記減圧室１１並びにキャビティ４内を減圧するための第１の減圧手段としての第１減圧タンク１８、第１真空ポンプ１９と、及び、キャビティ４内を減圧するための第２の減圧手段としての第２減圧タンク２１、第２真空ポンプ２２と、を具備し、前記射出スリーブ２の給湯口６からの給湯後に前記閉塞部材１０にて減圧室１１を形成し、射出チップ３の射出動作開始前から、該射出チップ３が射出動作によって前記給湯口６を塞ぐまでの間において、前記第１の減圧手段により、減圧室１１と、該減圧室１１と前記給湯口６により連通されたキャビティ４内と、が減圧され、前記射出チップ３が射出動作によって前記給湯口６を塞いだ後において、前記第２の減圧手段により、前記キャビティ４内が減圧される構成とするものである。

以上の方法、装置の構成により、減圧開始のタイミングが早くなり、また、減圧開始後は効果的に減圧を実施できるので、射出スリーブ２内、及び、キャビティ４内の減圧を短時間で進行させることが可能となり、確実に目標のレベルまでの減圧を安定して実現できることとなる。
つまり、キャビティ４や射出スリーブ２の減圧度を略均一に保つことができるため、強度・品質のばらつきを少なくすることができるのである。

また、射出スリーブ２内における減圧開始のタイミングを、射出チップ３の射出動作の開始前とすることができ、さらに、キャビティ４と給湯口６の両方を介して射出スリーブ２内の減圧を実施することが可能となる。
このようにして、減圧開始のタイミングが早くなり、また、減圧開始後は効果的に減圧を実施できるので、短時間で、射出スリーブ２内、及び、キャビティ４内の減圧を進行させることが可能となる（減圧時間を稼ぐことができる。）。

［減圧鋳造装置３０による減圧鋳造の効果］
次に、図４及び図５を用いて、本実施例に係る減圧鋳造装置３０による効果を、第１・第２の比較対象である減圧鋳造装置１３０・２３０と比較して説明する。
図４（ａ）、（ｂ）に示す第１・第２の比較対象である減圧鋳造装置１３０・２３０においては、金型１０１・２０１、射出スリーブ１０２・２０２、射出チップ１０３・２０３、キャビティ１０４・２０４、給湯口１０６・２０６、第１減圧タンク１１８・２１８、第１真空ポンプ１１９・２１９、第２減圧タンク１２１・２２１、及び、第２真空ポンプ１２２・２２２等の各部材については、前記実施例に係る減圧鋳造装置３０と略同一に構成・機能するため、以下では詳細な説明を省略する。

前記金型１０１・２０１には、前記キャビティ１０４・２０４内に通じ、キャビティ１０４・２０４内の空気を吸引するための吸引口１１６・２１６が設けられている。
そして、該吸引口１１６・２１６は、途中で分枝する接続配管により、第１減圧タンク１１８・２１８、及び第２減圧タンク１２１・２２１と接続される。

前記減圧鋳造装置１３０の前記接続配管途上には、分枝する手前の箇所にバルブ１２０が設けられ、該バルブ１２０の動作によって、前記キャビティ１０４の減圧が開始されるようになっている。
また、前記減圧鋳造装置２３０の前記接続配管途上には、分枝した後にそれぞれ第１開閉バルブ２２０、第２開閉バルブ２２３が設けられ、該第１開閉バルブ２２０、及び第２開閉バルブ２２３の動作によって、前記キャビティ２０４の減圧が行われるようになっている。

前記減圧鋳造装置１３０・２３０のいずれにおいても、バルブ１２０及び第１開閉バルブ２２０の開放は、外気と連通する給湯口１０６・２０６を塞いだ後で行う必要があるため、それぞれにおける減圧は射出チップ１０３・２０３の射出動作開始の後しばらくしてから開始されることとなる。
なお、減圧鋳造装置２３０においては、前記第１開閉バルブ２２０の開放後しばらくしてから第２開閉バルブ２２３が開放され、第２の減圧が開始される構成となっている。

図５は横軸を時間、縦軸を圧力として、圧力の時間変化の例を示す図である。
具体的には、図５中に示す減圧曲線Ｌ１は本実施例に係る減圧鋳造装置３０による圧力変化を、減圧曲線Ｌ２は第１の比較対象である減圧鋳造装置１３０による圧力変化を、減圧曲線Ｌ３は第２の比較対象である減圧鋳造装置２３０による圧力変化を、それぞれ表している。
また、曲線Ｐは、射出チップ３（１０３・２０３）の位置を示している。該射出チップ３は、ある目標時間Ｔの経過後において高速射出が開始されるが、本実施例における曲線Ｐにおいては、高速射出開始の段階で射出チップ３を停止した状態が表現されている。

本実施例に係る減圧鋳造装置３０では、減圧曲線Ｌ１に示すごとく、減圧開始のタイミングを射出チップ３の射出動作の開始前とすることができ、早い時間Ｔ０（例えば、溶湯５が沈静した直後のタイミング）に減圧を開始できる。つまり、射出チップ３の位置が０の状態で減圧を開始できるのである。

これに対し、比較対象である減圧鋳造装置１３０及び減圧鋳造装置２３０の場合では、射出チップ１０３・２０３が給湯口１０６・２０６を通過し、該給湯口１０６・２０６が塞がれた後に減圧が開始される。即ち、減圧曲線Ｌ２・Ｌ３に示すごとく、時間Ｔ０よりも遅い時間Ｔ１を経過してから減圧が開始されることになるため、射出スリーブ１０２・２０２内、及び、キャビティ１０４・２０４内の減圧の進行に時間を要している。

さらに、本実施例に係る減圧鋳造装置３０では、上記のように減圧開始のタイミングが早くなり、また、減圧開始後は効果的に減圧を実施できるので、減圧曲線Ｌ１で示される、高速射出が開始される目標時間Ｔにおける圧力を、減圧曲線Ｌ２・Ｌ３に比べて低くすることができるのである。
即ち本実施例では、減圧開始のタイミングをより早くすることができるので、ある目標時間Ｔにおいてより大きな減圧を達成するということが可能となるのである。

また、この減圧開始のタイミングに起因するだけでなく、本実施例では、前記給湯口６及びキャビティ４の両方から減圧をすることができ、その減圧を効果的に行うことが可能なため、最終的により大きな減圧を実現できることとなる。

［別実施例］
次に、本発明の別実施例に係る減圧鋳造装置３０の構成について、図６を用いて説明する。
なお本実施例において説明する減圧鋳造装置３０において、上述した実施例と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。

本実施例に係る減圧鋳造装置３０については、上述した実施例に係る減圧鋳造装置３０の構成に加え、溶湯５を供給する前に、給湯口６より熱風（図６中の矢印Ｈ）を吹きこむための送風手段（本実施例においては、エアブローガン３１）をさらに備えるものである。

具体的には、上述した実施例において、ラドル７にて射出スリーブ２内に溶湯５が供給される（給湯時Ｓ１）前の時点において、射出チップ３の潤滑剤を数滴滴下した後、エアブローガン３１によって、給湯口６より数百℃の熱風Ｈが送風されるのである（送風工程）。
その後の給湯、減圧工程は上記実施例と略同様であるため、本実施例においては詳細な説明を省略する。

上記のように構成することにより、射出スリーブ２内の空気を熱風Ｈによって２倍程度に膨張させ、射出スリーブ２内から放出しておくことができる。そして、その後の給湯、減圧工程を経て冷却された空気は収縮するため、第１・第２減圧工程において吸引する空気を予め減少させることができるのである。即ち、第１・第２減圧工程における減圧速度をさらに向上させることができ、金型１内を所定の圧力に減圧するための時間をより短縮することが可能となるのである。

給湯時における減圧鋳造装置について示す概略断面図。 減圧時における減圧鋳造装置について示す概略断面図。 減圧鋳造の一連のプロセスについて示す図。 （ａ）は本発明との第１の比較対象である、従来技術に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図、（ｂ）は同じく本発明との第２の比較対象である、従来技術に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図。 横軸を時間、縦軸を圧力として、圧力の時間変化の例を示す図。 別実施例に係る減圧鋳造装置について示す概略断面図。

符号の説明

１ 金型
２ 射出スリーブ
２ａ 開放端部
３ 射出チップ
４ キャビティ
６ 給湯口
７ ラドル
１０ 閉塞部材
１１ 減圧室
１８ 第１減圧タンク
１９ 第１真空ポンプ
２０ 第１開閉バルブ
２１ 第２減圧タンク
２２ 第２真空ポンプ
２３ 第２開閉バルブ
３０ 減圧鋳造装置
３１ エアブローガン

Claims (7)

1. 金型のキャビティ内を減圧した状態で、射出スリーブ内に供給した溶湯を射出チップにより押し出して前記キャビティ内へ射出する射出動作を行うことにより、鋳造を行う減圧鋳造方法であって、
   前記射出スリーブの給湯口から溶湯を供給した後に、前記給湯口と、該射出スリーブにおける前記金型と反対側の開放端部と、を取り囲む減圧室を構成する減圧室構成工程と、
   射出動作の開始前から、該射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞ぐまでの間において、前記減圧室と連通される第１の減圧手段により、前記減圧室と、該減圧室と前記給湯口により連通された前記キャビティ内と、の減圧を行う第１の減圧工程と、
   前記射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞いだ後において、前記キャビティ内と連通される第２の減圧手段により、該キャビティ内の減圧を行う第２の減圧工程と、を備える、
   ことを特徴とする、減圧鋳造方法。
2. 前記減圧鋳造方法は、
   前記溶湯を前記射出スリーブ内に供給する前に、前記給湯口より熱風を吹きこむ送風工程をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の減圧鋳造方法。
3. 金型のキャビティ内を減圧した状態で、射出スリーブ内に供給した溶湯を射出チップにより押し出して前記キャビティ内へ射出する射出動作を行うことにより、鋳造を行う減圧鋳造装置であって、
   射出スリーブの給湯口、及び、前記射出スリーブの金型と反対側の開放端部、の双方を取り囲む減圧室を内部に形成する閉塞部材と、
   前記減圧室に連通された第１の減圧手段と、
   前記キャビティ内に連通された第２の減圧手段と、を具備し、
   射出チップの射出動作開始前から、該射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞ぐまでの間において、前記第１の減圧手段により、前記減圧室と、該減圧室と前記給湯口により連通された前記キャビティ内と、が減圧され、
   前記射出チップが射出動作によって前記給湯口を塞いだ後において、前記第２の減圧手段により、前記キャビティ内が減圧される、
   ことを特徴とする、減圧鋳造装置。
4. 前記減圧鋳造装置は、
   前記溶湯を前記射出スリーブ内に供給する前に、前記給湯口より熱風を吹きこむ送風手段をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の減圧鋳造装置。
5. 前記閉塞部材は、前記射出チップの射出動作時における移動方向側の端面が開放される筒状の部材であり、
   前記閉塞部材の、前記射出チップの射出動作時における移動方向とは反対側の閉じた端面の貫通孔に、前記射出チップの支持軸が挿通され、
   前記閉塞部材の内寸は、前記射出スリーブの外寸よりも大きく構成され、
   前記閉塞部材の開放側の端面を、前記射出チップの射出動作時における移動方向へ移動させることで、前記閉塞部材の内部の空間に前記射出スリーブの開放端部が挿入される構成とされる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の減圧鋳造装置。
6. 前記射出スリーブの外壁には、フランジ部が立設され、
   前記閉塞部材の開放側の端面を前記フランジ部に圧接させることで前記減圧室が形成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の減圧鋳造装置。
7. 前記閉塞部材、前記射出スリーブ、前記射出チップ、及び、前記射出チップの支持軸は、同軸上に配置される、
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の減圧鋳造装置。

Images