JP2009285670A - 真空ダイカスト装置、及び、真空ダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型合わせにおける減圧バルブ部分の平面度を確保するとともに、金型歪が発生して減圧バルブ部分の合わせ部の幅が変わっても射出成形に影響を受けず、溶湯の湯吹き等を防止することのできる、真空ダイカスト装置を提案する。
【解決手段】固定型側減圧バルブ２１、可動型側減圧バルブ２２、及び、減圧装置４０でキャビティ１０ａ内を減圧した後に、溶湯を前記キャビティ１０ａ内に射出成形し、溶湯検知センサ４３による前記溶湯の検知に基づき、排気弁２４の開度を前記減圧装置４０によって制御する、真空ダイカスト装置１０であって、前記固定型側減圧バルブ２１、可動型側減圧バルブ２２は、それぞれ固定型１１、及び可動型１２との間に、固定型側スペーサ２７、及び可動型側スペーサ２８がそれぞれ介挿されて取り付けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空ダイカスト装置、及び、真空ダイカスト方法に関し、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。

減圧バルブ等の減圧装置を用いてキャビティ内を減圧する真空ダイカスト装置においては、従来、溶湯検知センサによる検知情報に基づいて、前記減圧バルブの開度を制御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）。

前記従来技術に代表される真空ダイカスト装置においては、前記減圧バルブは、キャビティを形成する金型に直接取り付けられている（図７参照）。
しかし、図７に示す構成の真空ダイカスト装置では、減圧バルブ周辺に溶湯検知センサを配設する必要があるため、減圧バルブ構造が大きく複雑になっていた。これにより、排気弁付近に溶湯が流入しないように減圧バルブを位置合わせする必要があるため、金型合わせにおける減圧バルブ部分の平面度を確保することが難しかった。
さらに、前記溶湯検知センサ近傍には冷却構造を配設する必要があるため、高温の溶湯が流入するキャビティ部分との間に生じる温度差によって金型全体に金型歪が発生し、前記減圧バルブ部分に隙間が生じた結果、溶湯が飛び出す現象（以下、湯吹き）等が発生する場合があった。
特開２００７−２６８５５０号公報

本発明は、真空ダイカスト装置、及び、真空ダイカスト方法に関して、金型合わせにおける減圧バルブ部分の平面度を確保するとともに、金型歪が発生して減圧バルブ部分の合わせ部の幅が変わっても射出成形に影響を受けず、溶湯の湯吹き等を防止することのできる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、固定型と、該固定型に対して近接離間する可動型と、で構成され、前記固定型と前記可動型との間にキャビティが形成される金型と、前記金型に備えられ、前記キャビティ内を減圧するための減圧バルブと、前記減圧バルブによる減圧を制御する減圧装置と、前記減圧バルブに配設され、前記減圧装置に接続される溶湯検知センサと、を備え、前記減圧バルブ、及び、前記減圧装置で前記キャビティ内を減圧した後に、溶湯を前記キャビティ内に射出成形し、前記溶湯検知センサによる前記溶湯の検知に基づき、前記減圧バルブの開度を前記減圧装置によって制御する、真空ダイカスト装置であって、前記減圧バルブは、前記金型との間にスペーサが介挿されて取り付けられるものである。

請求項２においては、前記減圧バルブは、前記固定型に配設される固定型側減圧バルブと、前記可動型に配設される可動型側減圧バルブと、で構成され、前記真空ダイカスト装置によって射出成形を行う際には、前記固定型側減圧バルブと、前記可動型側減圧バルブと、の間の合わせ部には、前記溶湯が流入可能な間隙が形成されるものである。

請求項３においては、前記可動型には、射出成形品押出装置が備えられ、前記可動型の前記可動型側減圧バルブ部分には、前記射出成形品押出装置とは別に駆動する、鋳造バリ押出装置が備えられるものである。

請求項４においては、固定型と、該固定型に当接する可動型と、からなる金型によって形成されたキャビティ内を、前記金型に備えられた減圧バルブ、及び、減圧装置によって減圧した後に、溶湯を前記キャビティ内に射出成形すると同時に、前記減圧装置に接続されて前記減圧バルブに配設される溶湯検知センサによる前記溶湯の検知に基づき、前記減圧装置によって前記減圧バルブの開度を制御する、射出工程と、前記可動型を、前記固定型から離間させることで、該固定型から射出成形品を取出し可能にする、型開き工程と、前記可動型の前記可動型側減圧バルブ部分に備えられる、鋳造バリ押出装置により、該可動型側減圧バルブと、前記固定型に配設される固定型側減圧バルブと、の間隙に発生した鋳造バリを押出す、鋳造バリ押出工程と、前記可動型に備えられる、射出成形品押出装置により、射出成形品を押出す、成形品押出工程と、を備えるものである。

請求項５においては、前記鋳造バリ押出工程は、前記成形品押出工程が開始するまでに完了するものである。

本発明によれば、金型合わせにおける減圧バルブ部分の平面度を確保するとともに、金型歪が発生して減圧バルブ部分の合わせ部の幅が変わっても射出成形に影響を受けず、溶湯の湯吹き等を防止することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る真空ダイカスト装置を示す、射出成形前の断面図である。
図２は同じく真空ダイカスト装置を示す、射出成形時の断面図である。
図３は真空ダイカスト装置の減圧バルブ部分を示す、射出工程前の拡大断面図である。
図４は同じく減圧バルブ部分を示す、射出工程時の拡大断面図である。
図５は同じく減圧バルブ部分を示す、型開き工程時の拡大断面図である。
図６は同じく減圧バルブ部分を示す、鋳造バリ押出工程時の拡大断面図である。
図７は従来技術に係る真空ダイカスト装置を示す断面図である。
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、本発明に係る真空ダイカスト装置、及び、真空ダイカスト方法について説明する。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。

［真空ダイカスト装置１０の全体構成］
まず、図１及び図２を用いて、真空ダイカスト装置１０の全体構成について説明する。図１及び図２に示すように、真空ダイカスト装置１０は、固定型１１と、該固定型１１に対して近接離間可能に構成される可動型１２と、を備える。前記可動型１２が前記固定型１１に向かって図１中矢印Ａの方向に接近し、図２に示すように当接した際は、固定型１１と可動型１２との間にキャビティ１０ａが形成される。

また、図１及び図２に示すように、真空ダイカスト装置１０には、略円筒形状のスリーブ１７が右側方に突出して付設されている。そして、該スリーブ１７内にて短円柱状のプランジャ１８を左側方に摺動させ、給湯口１７ａよりスリーブ１７内に供給された溶湯を押出して、前記キャビティ１０ａ内に射出する構成としている。

真空ダイカスト装置１０にはさらに、可動型１２に射出成形品押出装置１３が配設される。該射出成形品押出装置１３は油圧シリンダであり、射出成形品押出装置１３には、前記可動型１２内で左右に摺動可能に構成された押出板１４が連結され、該押出板１４には、可動型１２内から前記キャビティ１０ａへと貫通した複数の押出ピン１５・１５・１５・・・が連結されるのである。
そして、前記射出成形品押出装置１３の油圧シリンダを駆動させることにより、前記押出板１４を介して押出ピン１５・１５・１５・・・をキャビティ１０ａ内に突出させ、キャビティ１０ａに射出成形された成形品を可動型１２より押出す構成としている。

また、前記固定型１１及び可動型１２には、前記キャビティ１０ａ内を減圧する、固定型側減圧バルブ２１、及び可動型側減圧バルブ２２（以下、減圧バルブ２１・２２）が配設される。さらに、前記真空ダイカスト装置１０は、前記減圧バルブ２１・２２に電気回路及び空気通路で接続されて該減圧バルブ２１・２２による減圧を制御する減圧装置４０と、前記固定型側減圧バルブ２１に配設されて前記減圧装置４０に電気的に接続される溶湯検知センサ４３と、を備える。前記減圧装置４０は、記憶装置、演算装置、コントローラ、及び、真空ポンプ等を備え、後述するようにコントローラにより減圧バルブ２１・２２に配設される排気弁２４、及び鋳造バリ押出装置２９の駆動等を制御する。

そして、真空ダイカスト装置１０で射出成形する際は、前記減圧バルブ２１・２２、及び、前記減圧装置４０で前記キャビティ１０ａ内を減圧した後に、溶湯を前記キャビティ１０ａ内に射出し、前記溶湯検知センサ４３による前記溶湯の検知に基づき、ソレノイドアクチュエータによって前記減圧バルブ２１・２２を閉じるように前記減圧装置４０によって制御するのである。なお、該減圧バルブ２１・２２は、油圧又は空気圧によって閉じる構成にすることもできる。

ここで、前記固定型側減圧バルブ２１は、前記固定型１１との間に固定型側スペーサ２７が介挿されて取り付けられる。固定型側スペーサ２７は、固定型側減圧バルブ２１の右端部を嵌合可能に略蓋状に形成された、金型用鋼からなる部材である。そして、前記固定型１１には、該固定型側スペーサ２７を嵌合可能に凹部が形成される。即ち、該固定型側スペーサ２７を固定型１１の凹部にボルト等の締結部材で連結し、固定型側スペーサ２７に対して固定型側減圧バルブ２１をボルト等の締結部材で連結するのである。

上記のように構成することにより、射出成形の際に金型全体に生じる温度差によって固定型１１に金型歪が発生した場合でも、前記固定型側スペーサ２７によってその歪を吸収することができるため、固定型側減圧バルブ２１部分に影響しないようにすることができ、固定型側減圧バルブ２１の平面度を確保することができるのである。

また、前記可動型側減圧バルブ２２についても、固定型側減圧バルブ２１と同様に、前記可動型１２との間に可動型側スペーサ２８が介挿されて取り付けられている。即ち、可動型１２に金型歪が発生した場合でも、前記可動型側スペーサ２８によってその歪を吸収することができるため、可動型側減圧バルブ２２部分に影響しない構成となっている。

［真空ダイカスト方法］
次に、図３から図６を用いて、真空ダイカスト装置１０を用いた真空ダイカスト方法について説明する。図３は真空ダイカスト装置１０の減圧バルブ２１・２２部分を示す、射出工程前の拡大断面図である。図３に示すように、真空ダイカスト装置１０の固定型１１には、前記固定型側スペーサ２７を介して固定型側減圧バルブ２１が配設される。

前記固定型側減圧バルブ２１には、前記減圧装置４０によって駆動が制御される排気弁２４が左右摺動可能に配設される。さらに、前記キャビティ１０ａと前記減圧装置４０とを連通する排気通路２３が形成され、該減圧装置４０に備えられる真空ポンプの駆動により、キャビティ１０ａの排気が行われる。詳細には、真空ダイカスト装置１０で射出成形する際に、前記減圧装置４０の制御により前記排気弁２４が開かれ、前記キャビティ１０ａ内の空気を図３中矢印Ｂの方向に排気して減圧した後に、溶湯を前記キャビティ１０ａ内に射出するのである。

さらに、上記射出成形時には、前記排気弁２４を閉じることにより、該排気通路２３への排気が遮断するように構成される。即ち、キャビティ１０ａ内に射出された溶湯を溶湯検知センサ４３が検知すると、前記減圧装置４０の制御によってソレノイドアクチュエータが駆動し、前記排気弁２４が右側に摺動して閉じることにより、排気通路２３への排気を遮断するとともに、溶湯が排気通路２３へと流入しないように構成されるのである。

一方、真空ダイカスト装置１０の可動型１２には、前記可動型側スペーサ２８を介して可動型側減圧バルブ２２が配設される。そして、該可動型１２の可動型側減圧バルブ２２部分には、前記射出成形品押出装置１３とは別に駆動する、鋳造バリ押出装置２９が備えられる。該鋳造バリ押出装置２９は前記減圧装置４０と接続された油圧シリンダであり、鋳造バリ押出装置２９には、前記可動型側減圧バルブ２２内で左右に摺動可能に構成された押出板３０が連結され、該押出板３０には、可動型側減圧バルブ２２内から固定型側減圧バルブ２１の方向へ貫通した複数の押出ピン３１・３１・３１・・・が連結されるのである。

そして、減圧装置４０の制御によって前記鋳造バリ押出装置２９の油圧シリンダを右側方に駆動させることにより、前記押出板３０を介して押出ピン３１・３１・３１・・・を突出させ、固定型側減圧バルブ２１との間に残された鋳造バリを押出す構成としている。
なお、本実施例において鋳造バリ押出装置２９は油圧シリンダを用いているが、皿バネ方式や空気押出式等の別構成による押出機構を用いることも可能である。また、上記押出しのタイミングは、真空ダイカスト装置１０の型開き信号を受け、タイマー設定等による任意のタイミングで行うことが可能である。

さらに、前記可動型１２が前記固定型１１と近接し、前記真空ダイカスト装置１０によって射出成形を行う際、即ち図３に示した状態においては、前記固定型側減圧バルブ２１と、前記可動型側減圧バルブ２２と、の間の合わせ部には、前記溶湯が流入可能な間隙が形成される。具体的には、固定型側減圧バルブ２１と可動型側減圧バルブ２２との間の合わせ部が図３に示す幅ｄの間隙を形成するように、固定型側減圧バルブ２１、及び可動型側減圧バルブ２２のそれぞれが固定型１１、及び可動型１２に配設されるのである。

図４は減圧バルブ２１・２２部分を示す、射出工程時の拡大断面図である。
射出工程においては、前述のように、キャビティ１０ａ内を、前記減圧バルブ２１・２２、及び、減圧装置４０によって減圧した後に、溶湯を前記キャビティ１０ａ内に図４中矢印Ｃの方向に射出成形する。そして、溶湯検知センサ４３による前記溶湯の検知に基づき、前記減圧装置４０の制御によって前記排気弁２４が図４中矢印Ｄの方向に閉じられ、キャビティ１０ａから排気通路２３への排気を遮断するとともに、溶湯の排気通路２３への流入が遮られるのである。

図５は減圧バルブ２１・２２部分を示す、型開き工程時の拡大断面図である。
型開き工程においては、可動型１２を、固定型１１から図５中矢印Ｅの方向に離間させることで、該固定型１１から射出成形品が取出し可能となる。

図６は減圧バルブ２１・２２部分を示す、鋳造バリ押出工程時の拡大断面図である。
鋳造バリ押出工程においては、前記鋳造バリ押出装置２９の油圧シリンダを図６中矢印Ｆの方向に駆動させることにより、前記押出板３０を介して押出ピン３１・３１・３１・・・を突出させ、可動型側減圧バルブ２２と固定型側減圧バルブ２１との間に残された鋳造バリが図６中矢印Ｇの方向に押出されるのである。
その後、成形品押出工程において、前述のように可動型１２に備えられる射出成形品押出装置１３により、射出成形品が押出されるのである。

以上のように構成することにより、射出成形する際に、溶湯を該間隙から合わせ部へと流入させた上で、流入した溶湯によって発生する鋳造バリを前記鋳造バリ押出装置２９で押出すことができる。即ち、減圧バルブ２１・２２の合わせ部に溶湯が流入可能な構成とすることにより、金型歪によって減圧バルブ２１・２２の合わせ部の幅が変わっても、前記合わせ部に流入した溶湯（鋳造バリ）を毎ショットで除去できるため、射出成形に影響を与えることがないのである。
また、このように鋳造バリの挟み込みによる湯吹きの虞をなくすことができることにより、前記減圧バルブ２１・２２を配設する際に、合わせ部の幅を厳密に調整する必要がなくなるため、金型合わせにおける減圧バルブ２１・２２の平面度を確保することが容易となるのである。
なお、本実施例における間隙の幅ｄは、溶湯の流入のしやすさ、及び、金型合わせにおける減圧バルブ２１・２２の平面度確保の観点より、初期冷間時で０．１〜１．０ｍｍ程度にすることが望ましい。

ここで、前記鋳造バリ押出工程は、前記成形品押出工程が開始するまでに完了される。これにより、射出成形品のランナー部分におけるかじり等の不具合を防止することができる。
詳細には、鋳造バリ押出工程を、成形品押出工程と同時に、又は成形品押出工程開始後に行う場合は、射出成形品のランナー部分にかじりやランナー異常が発生したのに対し、前記鋳造バリ押出工程を前記成形品押出工程が開始するまでに完了することにより、上記不具合の発生を防止することができるのである。
より具体的には、鋳造バリ押出工程を成形品押出工程と同時に行った試験の結果、ランナー折れが３０回に１回発生したのに対し、鋳造バリ押出工程を前記成形品押出工程が開始するまでに完了することにより、ランナー折れによる不具合を０回にすることができたのである。

以上のように構成することにより、減圧バルブ２１・２２周辺に溶湯検知センサ４３を配設するため、減圧バルブ構造が大きく複雑になっても、金型合わせにおける減圧バルブ２１・２２部分の平面度を容易に確保することができるのである。また、排気弁２４付近に溶湯が流入しないように減圧バルブ２１・２２を位置合わせする必要がないため、金型合わせにおける減圧バルブ２１・２２部分の平面度の確保がさらに容易となるのである。
また、減圧バルブ２１・２２の合わせ部に溶湯が流入可能な構成とすることにより、高温の溶湯が流入するキャビティ１０ａ部分との間に生じる温度差によって金型全体に金型歪が発生し、減圧バルブ２１・２２の合わせ部の幅が変わっても射出成形に影響を受けることがなく、湯吹き等の不具合を防止することができるのである。

本発明に係る真空ダイカスト装置を示す、射出成形前の断面図。 同じく真空ダイカスト装置を示す、射出成形時の断面図。 真空ダイカスト装置の減圧バルブ部分を示す、射出工程前の拡大断面図。 同じく減圧バルブ部分を示す、射出工程時の拡大断面図。 同じく減圧バルブ部分を示す、型開き工程時の拡大断面図。 同じく減圧バルブ部分を示す、鋳造バリ押出工程時の拡大断面図。 従来技術に係る真空ダイカスト装置を示す断面図。

符号の説明

１０ 真空ダイカスト装置
１０ａ キャビティ
１１ 固定型
１２ 可動型
１３ 射出成形品押出装置
２１ 固定型側減圧バルブ
２２ 可動型側減圧バルブ
２４ 排気弁
２７ 固定型側スペーサ
２８ 可動型側スペーサ
２９ 鋳造バリ押出装置
４０ 減圧装置
４３ 溶湯検知センサ

Claims (5)

1. 固定型と、該固定型に対して近接離間する可動型と、で構成され、前記固定型と前記可動型との間にキャビティが形成される金型と、
   前記金型に備えられ、前記キャビティ内を減圧するための減圧バルブと、
   前記減圧バルブによる減圧を制御する減圧装置と、
   前記減圧バルブに配設され、前記減圧装置に接続される溶湯検知センサと、を備え、
   前記減圧バルブ、及び、前記減圧装置で前記キャビティ内を減圧した後に、溶湯を前記キャビティ内に射出成形し、
   前記溶湯検知センサによる前記溶湯の検知に基づき、前記減圧バルブの開度を前記減圧装置によって制御する、真空ダイカスト装置であって、
   前記減圧バルブは、前記金型との間にスペーサが介挿されて取り付けられる、
   ことを特徴とする、真空ダイカスト装置。
2. 前記減圧バルブは、
   前記固定型に配設される固定型側減圧バルブと、
   前記可動型に配設される可動型側減圧バルブと、で構成され、
   前記真空ダイカスト装置によって射出成形を行う際には、
   前記固定型側減圧バルブと、前記可動型側減圧バルブと、の間の合わせ部には、前記溶湯が流入可能な間隙が形成される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の真空ダイカスト装置。
3. 前記可動型には、射出成形品押出装置が備えられ、
   前記可動型の前記可動型側減圧バルブ部分には、前記射出成形品押出装置とは別に駆動する、鋳造バリ押出装置が備えられる、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の真空ダイカスト装置。
4. 固定型と、該固定型に当接する可動型と、からなる金型によって形成されたキャビティ内を、前記金型に備えられた減圧バルブ、及び、減圧装置によって減圧した後に、溶湯を前記キャビティ内に射出成形すると同時に、前記減圧装置に接続されて前記減圧バルブに配設される溶湯検知センサによる前記溶湯の検知に基づき、前記減圧装置によって前記減圧バルブの開度を制御する、射出工程と、
   前記可動型を、前記固定型から離間させることで、該固定型から射出成形品を取出し可能にする、型開き工程と、
   前記可動型の前記可動型側減圧バルブ部分に備えられる、鋳造バリ押出装置により、該可動型側減圧バルブと、前記固定型に配設される固定型側減圧バルブと、の間隙に発生した鋳造バリを押出す、鋳造バリ押出工程と、
   前記可動型に備えられる、射出成形品押出装置により、射出成形品を押出す、成形品押出工程と、を備える、
   ことを特徴とする、真空ダイカスト方法。
5. 前記鋳造バリ押出工程は、前記成形品押出工程が開始するまでに完了する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の真空ダイカスト方法。

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