JP2011079029A - 真空ダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出スリーブ内の射出チップの前後における差圧に着目し、減圧室と充填室から真空排気を行うタイミングをそれぞれ制御することにより、射出チップと射出スリーブとのクリアランスに溶湯が差し込むことを防止するとともに、射出チップの潤滑剤が溶湯に混入することを防止して、射出チップおよび射出スリーブの長寿命化とダイカスト製品の鋳巣欠陥の低減を図る。
【解決手段】給湯口２ａから充填室１１に対して溶湯６を供給し終えるとき以後であって、射出チップ３の射出スリーブ２内におけるキャビティ４側への変位を開始するとき以前に、給湯口２ａと、開放端部２ｂと、を包囲する減圧室１２を形成するとともに、充填室１１と、減圧室１２と、からの真空排気を開始して、射出工程を開始した後の、射出チップ３が射出スリーブ２内において給湯口２ａよりもキャビティ４側に変位するとき以後は、減圧室１２からの真空排気を弱める。
【選択図】図６

Description

本発明は、真空ダイカスト方法の技術に関し、より詳しくは真空ダイカスト方法における減圧方法の技術に関する。

ダイカスト製品の内部で発生する巻き込み巣等の鋳巣欠陥を低減するための技術として、キャビティ内を減圧した状態でダイカストを行う真空ダイカスト方法が知られており、広く利用されている。
この真空ダイカスト方法では、射出時においてキャビティの真空度を高めた状態に保持することが重要な要素となるが、射出スリーブと射出チップにはクリアランス（隙間）を設けておく必要があるため、射出時にこのクリアランスから空気が流入して、キャビティの真空度を高めることが困難であるという問題があった。

そこで従来、射出時におけるキャビティの真空度を確実に確保するための技術が種々開発されており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
特許文献１に開示されている従来技術では、射出スリーブの開放端部に該開放端部を取り囲む減圧室を内部に形成する閉塞部材を設けて、この閉塞部材（減圧室）によって、射出チップの裏側の気密を確保できる構成としている。そして、減圧室とキャビティの両方から真空排気を行うことによって、射出時におけるキャビティの真空度を確実に確保する構成としている。

特開２００８−９３７１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、射出工程の全工程において、減圧室とキャビティの両方から真空排気を行っており、減圧室とキャビティから真空排気を行うタイミング等が制御されていない。このため、射出工程において、減圧室とキャビティの各真空度が成り行きになるため、減圧室とキャビティの圧力に差圧が生じる場合があった。

例えば、減圧室の真空度がキャビティの真空度に比して過度に高くなると、溶湯がキャビティ側から減圧室側に吸い出されて、射出スリーブと射出チップのクリアランス（隙間）に溶湯が差し込むという問題が発生する（図４（ａ）参照）。この場合、射出チップや射出スリーブにバリやかじり等が発生し、射出チップや射出スリーブの寿命が著しく低下するという問題があった。

また反対に、キャビティの真空度が減圧室の真空度に比して過度に高くなると、射出チップに塗布されている潤滑剤がキャビティ側に吸い出されて、溶湯に潤滑剤が混入するという問題が発生する（図４（ｂ）参照）。この場合、溶湯により加熱された潤滑剤が気化して気泡が発生し、ダイカスト製品にガス巣が発生するという問題があった。

本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、射出スリーブ内の射出チップの前後における差圧に着目し、減圧室とキャビティから真空排気を行うタイミングをそれぞれ制御することにより、射出チップと射出スリーブとのクリアランスに溶湯が差し込むことを防止するとともに、射出チップの潤滑剤が溶湯に混入することを防止して、射出チップおよび射出スリーブの長寿命化とダイカスト製品の鋳巣欠陥の低減を図ることを目的としている。

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、金型に形成するキャビティと、該キャビティに連通する湯道と、該湯道に連通する射出スリーブと、該射出スリーブに挿入する射出チップと、によって形成される空間である充填室から真空排気をして、前記充填室の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、前記射出スリーブに形成する開口部である給湯口から前記充填室に対して溶湯を供給し終えるとき以後であって、前記射出チップの前記射出スリーブ内における前記キャビティ側への変位による射出動作を開始するとき以前に、前記給湯口と、前記射出スリーブの前記湯道に連通する側の一端とは反対側の他端に形成する開放された端部である開放端部と、を包囲する空間である減圧室を形成するとともに、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を開始して、前記射出動作を開始した後の、前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するとき以後は、前記減圧室からの真空排気を弱めるものである。

請求項２においては、金型に形成するキャビティと、該キャビティに連通する湯道と、該湯道に連通する射出スリーブと、該射出スリーブに挿入する射出チップと、によって形成される空間である充填室から真空排気をして、前記充填室の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、前記射出スリーブに形成する開口部である給湯口から前記充填室に対して溶湯を供給する給湯工程と、該給湯工程が完了するとき以後に、前記給湯口と、前記射出スリーブの前記湯道に連通する一端とは反対側の他端に形成される開放された端部である開放端部と、を包囲する空間である減圧室を形成する減圧室形成工程と、該減圧室形成工程が完了するとき以後に、前記射出チップを、前記射出スリーブ内において前記キャビティ側へ変位して前記溶湯を前記キャビティに射出する射出工程と、前記減圧室形成工程が完了するとき以後であって、前記射出チップが前記射出スリーブ内における前記キャビティ側への変位を開始するとき以前に、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を開始するとともに、前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するときまで、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を継続する第一の減圧工程と、前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するとき以後に、前記減圧室からの真空排気を停止するとともに、前記射出工程が完了するときまで、前記充填室からの真空排気を継続する第二の減圧工程と、を備えるものである。

請求項３においては、前記第一の減圧工程を開始するときは、前記射出チップを、前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記開放端部側に配置し、前記給湯口を介して、前記充填室と前記減圧室を連通させるものである。

請求項４においては、前記射出チップの変位速度は、前記第一の減圧工程中の前記射出工程における変位速度に比して、前記第二の減圧工程中の前記射出工程における変位速度を高速とするものである。

請求項５においては、前記充填室からの真空排気と、前記減圧室からの真空排気と、を別々の真空排気をするための手段である真空排気手段によって行うものである。

請求項６においては、前記充填室からの真空排気と、前記減圧室からの真空排気と、を同一の真空排気をするための手段である真空排気手段によって行うものである。

請求項７においては、前記減圧室は、内寸が前記射出スリーブの外寸に比して小さい筒状の部材であって、一端部が開放され、かつ、他端部が閉止される第一の閉塞部材と、前記射出スリーブの外周面に付設され、前記一端部の形状に適合する蓋状の部材である第二の閉塞部材と、によって形成するものである。

請求項８においては、前記減圧室は、前記第一の閉塞部材を、該第一の閉塞部材の一端部を前記射出スリーブの前記開放端部に対面させて配置しておき、前記第一の閉塞部材を前記射出スリーブ側に変位させることによって、前記開放端部および前記給湯口を、前記第一の閉塞部材に挿入するとともに、前記第一の閉塞部材の一端部を、前記第二の閉塞部材に当接させることによって形成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、射出工程において、充填室と減圧室の差圧が過度に大きくなることを防止でき、溶湯が射出チップと射出スリーブとのクリアランスに差し込むことを防止できる。またこれにより、射出チップに塗布された潤滑剤が溶湯に混入することを防止でき、ダイカスト製品における鋳巣欠陥（特にガス巣）の発生を抑制することができる。またさらに、真空ダイカストにおける真空排気量を低減でき、省エネルギーに寄与することができる。

請求項２においては、射出工程において、充填室と減圧室の差圧が過度に大きくなることを防止でき、溶湯が射出チップと射出スリーブとのクリアランスに差し込むことを防止できる。またこれにより、射出チップに塗布された潤滑剤が溶湯に混入することを防止でき、ダイカスト製品における鋳巣欠陥（特にガス巣）の発生を抑制することができる。またさらに、真空ダイカストにおける真空排気量を低減でき、省エネルギーに寄与することができる。

請求項３においては、射出前において、射出チップの前後から略均等に真空排気を行うことができ、射出チップの前後で生じる差圧を抑制することができる。これにより、溶湯が射出チップと射出スリーブとのクリアランスに差し込むことを防止できる。

請求項４においては、高速射出を行った場合であっても、溶湯が射出チップと射出スリーブとのクリアランスに差し込むことを確実に防止できる。

請求項５においては、射出チップの前後で生じる差圧をより細かく調整することができる。

請求項６においては、溶湯が射出チップと射出スリーブとのクリアランスに差し込むことを、より簡易な構成の真空ダイカスト装置によって、防止できる。

請求項７においては、より簡易な構成で減圧室を形成することができる。

請求項８においては、より簡易な構成で減圧室を形成することができる。

本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法に用いる真空ダイカスト装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法における真空排気時間と真空度の関係を示す図。 真空ダイカストにおける空気の偏析の発生状況を示す模式図、（ａ）本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法における空気の偏析の発生状況を示す模式図、（ｂ）従来の真空ダイカスト方法における空気の偏析の発生状況を示す模式図。 射出スリーブと射出チップのクリアランスにおいて発生する不具合を示す模式図、（ａ）減圧室が充填室に比して過度に真空度が高い場合におけるクリアランスに対する溶湯の差込状況を示す模式図、（ａ）充填室が減圧室に比して過度に真空度が高い場合における溶湯に対するクリアランスからの潤滑剤の漏出状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法におけるクリアランスの良好な状態を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法に用いる別実施態様の真空ダイカスト装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法を示すフロー図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程における射出速度の変化を示す図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程（ＳＴＥＰ−１〜ＳＴＥＰ−２）における真空ダイカスト装置の動作状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程（ＳＴＥＰ−３〜ＳＴＥＰ−５）における真空ダイカスト装置の動作状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程（ＳＴＥＰ−６）における真空ダイカスト装置の動作状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程（ＳＴＥＰ−７〜ＳＴＥＰ−８）における真空ダイカスト装置の動作状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程（ＳＴＥＰ−８〜ＳＴＥＰ−９）における真空ダイカスト装置の動作状況を示す模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法に用いる真空ダイカスト装置の全体構成について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法に用いる真空ダイカスト装置の一例である真空ダイカスト装置３０は、金型１、射出スリーブ２、射出チップ３、アクチュエータ９、閉塞部材１０、真空タンク１８、真空ポンプ１９、開閉バルブ２０・２１、制御装置２２、溶湯検出センサ２３等により構成されている。

金型１は、可動型１ａと固定型１ｂからなり、各型１ａ・１ｂの合わせ面には、製品形状をかたどった空隙部であるキャビティ４と、該キャビティ４に溶湯６を供給するための経路となる湯道５が形成されている。
そして、金型１の固定型１ｂ側には、湯道５に連通させて、溶湯６を供給するための経路となる射出スリーブ２が付設されている。

射出スリーブ２は、その内部にキャビティ４に向けて射出される溶湯６を貯留しておくことができる管状の部位であり、ラドル７から溶湯６を供給するための開口部である給湯口２ａが形成されている。また、射出スリーブ２の固定型１ｂに接続される側とは反対側の端部には開放された開放端部２ｂが形成されている。
そして、射出スリーブ２内には、開放端部２ｂ側から射出チップ３が挿入されている。

射出チップ３は、射出スリーブ２の内径に略一致する外径（但し、射出スリーブ２の内径に比して小さい）に形成される略円筒状の部位であり、射出スリーブ２内に貯留される溶湯６をキャビティ４側に向けて押し出す役割を果たすための部位である。この射出チップ３は、アクチュエータ９が備える支持軸９ａによって、射出スリーブ２と軸心が同一となるように支持されている。
尚以下では、射出スリーブ２、射出チップ３、キャビティ４、湯道５によって形成される空間であって、射出工程において溶湯６が充填される空間（図１参照）を充填室１１と呼ぶ。

支持軸９ａは、エアシリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータ９に備えられる軸部であり、軸心方向に進退（往復）可能に構成されている。そして、このような支持軸９ａの先端に、射出チップ３を配設することによって、射出スリーブ２内にて射出チップ３を往復摺動させることができる構成としている。

また、射出スリーブ２の外周面には、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の摺動方向と略直交する平面と略平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の位置は、給湯口２ａが配置される位置よりも、射出チップ３が溶湯６を射出する際に変位する側、即ち、金型１側とされている。

また、支持軸９ａの軸心上には、後述する減圧室１２を形成するための閉塞部材１０が設けられている。
この閉塞部材１０は、射出チップ３が射出の際に移動する側の端面１０ａが開放される筒状の部材であり、もう一方の閉じた側の端面１０ｃのボス部１０ｄには、支持軸９ａが摺動自在に挿通される貫通孔１０ｅが形成されている。

また、閉塞部材１０の閉じた端面１０ｃに設けた貫通孔１０ｅに対し、支持軸９ａが摺動自在に貫装され、また、貫通孔１０ｅには、支持軸９ａとの間の隙間をシールするＯリング等から構成されるシール部材１０ｆ・１０ｆが設けられている。
また、筒状に構成される閉塞部材１０の内寸は、射出スリーブ２の外寸よりも大きく構成され、閉塞部材１０の端面１０ａを、射出チップ３の射出方向（金型１側）へ変位させることで、閉塞部材１０の内部の空間に射出スリーブ２の開放端部２ｂが挿入される構成としている。
そして、閉塞部材１０の端面１０ａに設けたフランジ部１０ｂを射出スリーブ２の外周面に付設されたフランジ部８に圧接することによって、射出スリーブ２の開放端部２ｂを包囲する減圧室１２（チャンバ）が形成される構成としている。
尚ここで言う減圧室１２は、射出スリーブ２、射出チップ３、閉塞部材１０によって形成される空間であって、射出チップ３を挟んで充填室１１の裏側に形成される空間（図１参照）を意味している。

また、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が備える支持軸１３ａによって、射出チップ３（支持軸９ａ）と同一の軸心上の位置を保ったまま移動するように構成されている。

また、射出スリーブ２の外周面に立設されるフランジ部８において、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図示しないシール部材が設けられている。このシール部材によって、両フランジ部８・１０ｂが圧接される状態において、両者間に形成される隙間がシールされる構成としている。尚、閉塞部材１０のフランジ部１０ｂ側にシール部材を設ける構成としてもよい。

また、閉塞部材１０には、その内部に形成される空間である減圧室１２から真空排気するための吸引口１５が設けられている。
尚、ここで言う「真空排気する」とは、ある空間に真空ポンプ１９等の減圧装置を接続し、当該空間に存在する空気を空間の外部に排気することによって、当該空間の圧力を大気圧に比して低い圧力にまで減圧することを意味している（以下同じ）。

また、金型１には、キャビティ４に通じ、該キャビティ４から真空排気するための吸引口１６が設けられている。また、キャビティ４と吸引口１６を結ぶ経路には、射出時に吸引口１６から溶湯６が漏出することを防止するためのシャットバルブ１７が設けられている。

そして、二つの各吸引口１５・１６に接続される真空排気経路（真空配管）は、各真空タンク１８ａ・１８ｂを介して、それぞれ各真空ポンプ１９ａ・１９ｂに接続され、その各真空排気経路に設けた開閉バルブ２０・２１の動作によって、充填室１１および減圧室１２からの真空排気を行うか否かを切り替えることができる構成としている。尚、各真空タンク１８ａ・１８ｂは、各真空排気経路（真空配管）の内容積を増大させておくことによって、真空度の安定化を図るためのバッファとして機能させるものである。このため、各真空タンク１８ａ・１８ｂとして、充填室１１および減圧室１２の内容積に比して十分に大きい内容積のものを選定しておくことにより、充填室１１および減圧室１２の真空度を、各開閉バルブ２０・２１の開放後、短時間で目標真空度に到達させることが可能になる。

また、図１に示す構成において、射出チップ３（アクチュエータ９）、ラドル７、閉塞部材１０（アクチュエータ１３）、シャットバルブ１７、真空ポンプ１９、開閉バルブ２０等の各動作は、制御装置２２によって連動するように制御される構成とすることが望ましい。
尚、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。

さらに、真空ダイカスト装置３０において、制御装置２２には、キャビティ４の所定部位に溶湯６が到達したことを検出するための手段である溶湯検出センサ２３が接続されている。
溶湯検出センサ２３は、例えば超音波センサ等を採用することによって、キャビティ４の所定部位に溶湯６が存在するか否かを検出することができる。
この溶湯検出センサ２３によって溶湯６の存在を検出する部位は、キャビティ４に溶湯６が充満する以前の溶湯６の存在（液位）を検出するようにしている。
そして、設定した所定部位に溶湯６が到達したタイミングと、溶湯６の射出速度およびアクチュエータ９および開閉バルブ２０・２１等の応答遅れ時間を考慮して、制御装置２２によって、前記各部位９・２０・２１等の動作を制御する構成としている。

ここで、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法における真空度の変化について、図１および図２を用いて説明をする。
図１に示す如く、真空ダイカスト装置３０では、充填室１１および減圧室１２に対して、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行うことができる。ここで、減圧室１２に接続される吸引口１５の口径は、吸引口１６の口径に比して大きく設定することが可能であるため、射出チップ３が給湯口２ａよりもアクチュエータ９側に位置している状態で、減圧室１２を介して充填室１１側の真空排気を行うことによって、より短時間で充填室１１および減圧室１２の真空度を目標真空度に到達させることが可能になる。

つまり、図２に示すように、充填室１１および減圧室１２に対して、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行うことによって、粘性流域における真空排気をより短時間で行うことが可能になり、充填室１１および減圧室１２の真空度を効率よく（より短時間で）高めることができる。尚、分子領域における真空排気については、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行うことによる効果が少なく、尚一定の時間を要するが、目標真空度に到達するまでに要する時間を、トータルとしては短縮することができる。

またここで、キャビティ４で発生する現象である空気の偏析について、図１および図３を用いて説明をする。
従来の真空ダイカスト装置では、充填室１１（キャビティ４）に対する吸引口１６からのみ真空排気が行われるため、図３（ｂ）に示すように、キャビティ４の下部において吸引されない空気が偏析する現象が生じていた。このように吸引口１６から離間した位置で偏析する空気は、分子流域の真空排気においてようやく排出される（即ち、排出されにくい）という性質があり、このキャビティ４の下部において偏析する空気が、ダイカスト製品における鋳巣欠陥（巻き込み巣）の原因となっていた。

一方、図１に示すように、充填室１１および減圧室１２に対して、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行う場合、図３（ａ）に示すように、キャビティ４の中央部において空気が偏析する。ここで偏析した空気は、吸引口１６から比較的近い部位に位置しているため、吸引口１６からの真空排気を継続することによって、粘性流域における真空排気によって徐々に偏析している空気を減少させることができ、かつ、空気が偏析する位置を吸引口１６により近い位置へと遷移させることができる。さらに、吸引口１６付近で偏析する空気は、射出時の溶湯６の流れに沿って、吸引口１６へと押し出されて効果的に排気されるため、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行う本実施例に係る真空ダイカスト方法によれば、偏析した空気による鋳巣欠陥の発生を効果的に減少させることができる。

さらにここで、射出スリーブと射出チップとのクリアランスにおける溶湯および潤滑剤の状況について、図１、図４および図５を用いて説明をする。
図１に示すように、充填室１１および減圧室１２に対して、二つの各吸引口１５・１６から真空排気を行う場合において、減圧室１２の真空度が充填室１１の真空度に比して過度に高くなると、図４（ａ）に示す如く、溶湯６が充填室１１側から減圧室１２側に吸い出されて、射出スリーブ２と射出チップ３とのクリアランスに溶湯６が差し込むという現象が生じる。この場合、射出チップ３や射出スリーブ２にバリやかじり等が発生し、射出チップ３や射出スリーブ２の寿命が著しく低下するという問題が発生する。

また反対に、充填室１１の真空度が減圧室１２の真空度に比して過度に高くなると、図４（ｂ）に示す如く、射出チップ３に塗布されている潤滑剤３ａが充填室１１側に吸い出されて、溶湯６に潤滑剤３ａが混入するという現象が生じる。この場合、溶湯６により加熱された潤滑剤３ａが気化して気泡３ｂ・３ｂ・・・が発生し、ダイカスト製品におけるガス巣が増加するという問題が発生する。

そこで、充填室１１と減圧室１２の真空度に過度の差異が生じないように各室１１・１２の真空度を調整した場合には、図５に示す如く、射出スリーブ２と射出チップ３とのクリアランスに溶湯６が差し込むことがない。尚、より詳しくは、図５に示すように、クリアランスに対して、溶湯６が若干入り込むことが望ましい。これにより、射出チップ３に塗布されている潤滑剤３ａが充填室１１側に吸い出され漏出することが確実に防止できる。

即ち、図１に示すような、充填室１１および減圧室１２に対して、二つの各吸引口１５・１６から真空排気をする真空ダイカスト装置３０を用いる場合には、充填室１１と減圧室１２の真空度の差異（即ち、差圧）が過度に大きくならないように調整しながら射出工程を実行することが望ましく、より詳しくは、図５に示すように、クリアランスに対して、溶湯６が若干入り込む程度の差圧が生じるように、各室１１・１２の真空度のバランスを調整することが望ましい。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、充填室１１からの真空排気と、減圧室１２からの真空排気と、を別々の真空排気をするための手段である真空排気手段（各吸引口１５・１６、異なる系統の真空配管および真空ポンプ１９ａ・１９ｂ）によって行うものである。
このような構成により、射出チップ３の前後で生じる差圧をより細かく調整することができる。

次に、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法を適用する真空ダイカスト装置の別実施態様について、図６を用いて説明をする。
図６に示す如く、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法に用いる真空ダイカスト装置の別実施態様である真空ダイカスト装置３１は、先述した真空ダイカスト装置３０に比して、真空タンク１８および真空ポンプ１９の台数を削減しており、一台の真空タンク１８ｃと一台の真空ポンプ１９ｃによって真空ダイカスト装置３１を構成している点で異なっている。

このような構成により、真空ダイカスト装置３０と同等の機能を確保しつつ、真空タンク１８および真空ポンプ１９の台数や真空排気経路（真空配管）の物量等を削減することが可能になる。このため、真空ダイカスト装置３１の構成とすることにより、真空ダイカスト装置３０に比してイニシャルコストの削減が可能になる。

また、真空ダイカスト装置３１は、真空ポンプ１９の台数が削減されている（即ち、真空ポンプ１９ｃ一台のみを備えている）ため、真空ダイカスト装置３０のように、真空ポンプ１９ａ・１９ｂの二台を運転する場合に比して、真空ポンプ１９の運転による消費電力を削減することが可能な場合がある。この場合、ランニングコストの削減が可能になるとともに、省エネルギーに寄与することもできる。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、充填室１１からの真空排気と、減圧室１２からの真空排気と、を同一の真空排気をするための手段である真空排気手段（同一系統の真空配管および真空ポンプ１９ｃ）によって行うものである。
このような構成により、溶湯６が射出チップ３と射出スリーブ２とのクリアランスに差し込むことを、より簡易な構成の真空ダイカスト装置３１によって、防止できる。

次に、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法を適用した真空ダイカスト工程について、図７〜図１３を用いて説明をする。
図７および図９に示す如く、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカスト工程では、まず始めに、固定型１ｂに対して可動型１ａを圧接して、金型１を型閉めしておく（ＳＴＥＰ−１）。

このとき、閉塞部材１０は、アクチュエータ１３の支持軸１３ａを金型１から離間する方向に短縮することにより、金型１から離間する方向に変位されている。このとき、減圧室１２は未だ形成されておらず、給湯口２ａが外部に開放され露出している。また、射出チップ３は給湯口２ａよりもアクチュエータ９側に位置している。
そしてこの状態で、ラドル７によって、射出スリーブ２に対して給湯口２ａから溶湯６を注入し、射出スリーブ２（充填室１１）内に溶湯６を供給する（ＳＴＥＰ−２）。
またこのとき、開閉バルブ２０・２１は、共に「閉」としている。

そしてこの状態で、各真空ポンプ１９ａ・１９ｂを運転し、各開閉バルブ２０・２１より各真空ポンプ１９ａ・１９ｂに近い側の各真空排気経路（各真空タンク１８ａ・１８ｂを含む）内を所定の真空度にまで高めておく。
そして、射出スリーブ２（充填室１１）内に所定量の溶湯６が注入し終わると、次のステップに移行する。

次に、図７および図１０に示す如く、閉塞部材１０を、アクチュエータ１３により金型１側に変位し、各フランジ部８・１０ｂに圧接することによって、減圧室１２を形成する（ＳＴＥＰ−３）。そして、これ以後、射出工程および減圧工程に移行する。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、減圧室１２は、内寸が射出スリーブ２の外寸に比して小さい筒状の部材であって、一端部（端面１０ａ）が開放され、かつ、他端部（端面１０ｃ）が閉止される第一の閉塞部材である閉塞部材１０と、射出スリーブ２の外周面に付設され、閉塞部材１０の一端部（端面１０ａのフランジ部１０ｂ）の形状に適合する蓋状の部材である第二の閉塞部材であるフランジ部８と、によって形成するものである。

また、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、減圧室１２は、閉塞部材１０を、該閉塞部材１０の端面１０ａを射出スリーブ２の開放端部２ｂに対面させて配置しておき、閉塞部材１０を射出スリーブ２側に変位させることによって、開放端部２ｂおよび給湯口２ａを、閉塞部材１０に挿入するとともに、閉塞部材１０の一端部（端面１０ａのフランジ部１０ｂ）を、フランジ部８に当接させることによって形成するものである。
このような構成により、より簡易な構成で減圧室１２を形成することができる。

（低速射出工程および第一減圧工程）
本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法において、射出工程は、低速射出工程と高速射出工程によって構成され、まず低速射出工程が実行される。
低速射出工程に移行すると、図７および図１０に示す如く、減圧室１２の気密を保持した状態で、各開閉バルブ２０・２１を、共に「開」とし、減圧室１２と充填室１１（キャビティ４）にそれぞれ接続される各吸引口１５・１６から真空排気を行い、第一減圧工程を開始する（ＳＴＥＰ−４）。

このとき、各開閉バルブ２０・２１より各真空ポンプ１９ａ・１９ｂに近い側の各真空排気経路（各真空タンク１８ａ・１８ｂを含む）内は、予め所定の真空度にまで高められているため、各開閉バルブ２０・２１を「開」にすると、充填室１１および減圧室１２の真空度を速やかに高めることができる。

次に、図７および図８に示す如く、減圧室１２とキャビティ４の真空度を確認しつつ（ＳＴＥＰ−５）、射出チップ３の変位速度を所定の速度Ｖ_Ｌまで加速しながら金型１側に変位させるとともに、射出チップ３の変位速度が速度Ｖ_Ｌに到達した後は、射出チップ３の変位速度を速度Ｖ_Ｌに維持した状態で金型１側に変位させて、充填室１１における溶湯６の充填率を高めていく（即ち、低速射出工程を実行する）。

ここで、射出チップ３が給湯口２ａよりもアクチュエータ９側に位置している間は、充填室１１と減圧室１２は給湯口２ａを介して連通して一体的な空間となっているため、各吸引口１５・１６からの真空排気によって、充填室１１および減圧室１２の真空度が短時間で高められる。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、第一減圧工程を開始するときは、射出チップ３を、射出スリーブ２内において給湯口２ａよりも開放端部２ｂ側に配置し、給湯口２ａを介して、充填室１１と減圧室１２を連通させるものである。
このような構成により、射出前において、射出チップ３の前後から略均等に真空排気を行うことができ、射出チップ３の前後で生じる差圧を抑制することができる。これにより、溶湯６が射出チップ３と射出スリーブ２とのクリアランスに差し込むことを防止できる。

また、射出チップ３が給湯口２ａよりも金型１側に位置している間は、充填室１１と減圧室１２は射出チップ３によって隔絶されるため、吸引口１６からの真空排気によって、充填室１１の真空度が高められ、かつ、吸引口１５からの真空排気によって減圧室１２の真空度が高められる。

このとき、図１０に示すように、充填室１１（キャビティ４）と減圧室１２の両方から真空排気を行うことによって、速やかに充填室１１（キャビティ４）および減圧室１２の真空度が高められる（図２参照）。またこのとき、充填室１１と減圧室１２の真空度の差異（即ち、差圧）が過度に大きくならないように各真空ポンプ１９ａ・１９ｂによる排気速度等が調整される。

そして、充填室１１における溶湯６の充填率が所定の設定充填率に達すると、低速射出工程を終了し、高速射出工程および第二減圧工程に移行する。

（高速射出工程および第二減圧工程）
次に、充填室１１における溶湯６の充填率が所定の設定充填率に達したときには、図７および図１１に示す如く、開閉バルブ２０は「開」の状態を維持して、キャビティ４からの真空排気は継続して行うとともに、開閉バルブ２１を「閉」として、減圧室１２からの真空排気を停止して、第二減圧工程に移行する（ＳＴＥＰ−６）。
これにより、減圧室１２の真空度が、充填室１１（キャビティ４）の真空度に比して、過度に高まることを防止して、射出スリーブ２と射出チップ３とのクリアランス（隙間）に対する溶湯６の浸入を防止している。

尚、本実施例では、充填室１１における溶湯６の充填率が所定の設定充填率に達したときには、開閉バルブ２１を「閉」として、減圧室１２からの真空排気を完全に停止する場合を例示しているが、例えば、開閉バルブ２１の開度を調整する等して、減圧室１２からの真空排気量を少なくする（即ち、減圧室１２からの真空排気を弱める）構成とすることも可能である。

このように、充填室１１と減圧室１２の真空度の差異（即ち、差圧）が過度に大きくならないように、各開閉バルブ２０・２１の動作を制御することによって、図５に示す如く、射出スリーブ２と射出チップ３とのクリアランスには溶湯６が差し込まず、かつ、射出チップ３に塗布された潤滑剤３ａが充填室１１側に漏出することもない状態を保持しつつ、射出工程を行うことができる。

尚、より詳しくは、図５に示すように、クリアランスに対して、溶湯６が若干入り込むように調整するのが、潤滑剤３ａの漏出を確実に防止するためには望ましく、溶湯６がクリアランスに若干入り込む程度に差圧が生じるように、各開閉バルブ２０・２１の動作タイミングを制御することが望ましい。

また、充填室１１における溶湯６の充填率が所定の設定充填率に達したときには、図８に示すように、射出チップ３の変位速度を所定の速度Ｖ_Ｈまで加速しながら金型１側に変位させるとともに、射出チップ３の変位速度が速度Ｖ_Ｈに到達した後は、射出チップ３の変位速度を速度Ｖ_Ｈに維持した状態で金型１側に変位させて、キャビティ４に溶湯６を高速で射出する（即ち、高速射出工程を実行する）。

尚、本実施例では、図１１に示すように、充填室１１における溶湯６の充填率が１００％（即ち、湯道５が溶湯６で完全に満たされており、かつ、キャビティ４には溶湯６が到達していない状態）となるタイミングで、開閉バルブ２１を「閉」として、減圧室１２からの真空排気を停止する場合を例示しているが、減圧室１２からの真空排気を停止するタイミングにおける充填率は、必ずしも１００％である必要はなく、充填率が１００％未満（即ち、湯道５が溶湯６で満たされていない）の状態であったり、あるいは充填率が１００％を越えている（即ち、キャビティ４に溶湯６が浸入している）状態であったりしてもよい。

次に、図７、図８および図１２に示す如く、高速射出工程が進行し、溶湯検出センサ２３によって、射出された溶湯６がキャビティ４の所定部位に到達したことを検出すると、この検出情報が制御装置２２に送られる（ＳＴＥＰ−７）。

そして、制御装置２２が溶湯６が検出された旨の情報を取得すると、制御装置２２によって、この情報の検出タイミングに基づいて、高速射出工程の終了タイミングを制御する（ＳＴＥＰ−７）。より詳しくは、溶湯検出センサ２３によって溶湯６を検出したタイミングに基づいて、支持軸９ａの応答遅れ時間を考慮して、射出速度Ｖ_Ｈ（即ち、支持軸９ａ（射出チップ３）の変位）による変位をあとどれだけ継続するかを制御している。

また、制御装置２２が溶湯６が検出された旨の情報を取得すると、制御装置２２によって、開閉バルブ２０を「閉」とし、各開閉バルブ２０・２１を、共に「閉」とする（ＳＴＥＰ−８）。
尚、溶湯検出センサ２３によって溶湯６が検出されてから、開閉バルブ２０が「閉」とするまでの応答遅れ時間の間に、高速射出工程が進行し、充填室１１に溶湯６が充満するように、開閉バルブ２０の応答遅れ時間を考慮して、溶湯検出センサ２３による検出部位を設定するようにしている。

このようにして、高速射出工程の終了タイミングに合わせて、開閉バルブ２０を「閉」とし、不要な真空排気を行わないようにしている。また、このときシャットバルブ１７が「閉」となり、吸引口１６に対する溶湯６の漏出を確実に防止する構成としている。
ここまでで、一連の射出工程（低速射出工程および高速射出工程）を完了する。
尚、本実施例では、射出工程が低速・高速それぞれ一段ずつの二段射出である場合を例示しているが、本発明に係る真空ダイカスト方法を適用する場合における射出工程の態様をこれに限定するものではない。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、射出チップ３の変位速度（即ち、射出速度）は、第一減圧工程中の射出工程（即ち、低速射出工程）における変位速度（即ち、射出速度Ｖ_Ｌ）に比して、第二減圧工程中の射出工程（即ち、高速射出工程）における変位速度（即ち、射出速度Ｖ_Ｈ）を高速とする（即ち、Ｖ_Ｈ＞Ｖ_Ｌ）ものである。
このような構成により、高速射出を行った場合であっても、溶湯６が射出チップ３と射出スリーブ２とのクリアランスに差し込むことを確実に防止できる。

そして、図７、図８および図１３に示す如く、キャビティ４（充填室１１）に対して溶湯６が完全に充填された状態で、射出チップ３の変位速度を所定の速度Ｖ_ＬＬまで減速して金型１側に変位させるとともに、射出チップ３の変位速度が速度Ｖ_ＬＬに到達した後は、射出チップ３の変位速度を速度Ｖ_ＬＬに維持した状態で金型１側にさらに低速で変位させて、キャビティ４の溶湯６を加圧する。
これにより、一連の加圧工程を完了する。

そして、図７および図１３に示す如く、可動型１ａを変位させて金型１を型開きするとともに（ＳＴＥＰ−９）、金型１のキャビティ４からダイカスト製品を離型する（ＳＴＥＰ−１０）。また、閉塞部材１０を金型１から離間する方向に変位させて、次の真空ダイカスト工程に備えて減圧室１２を開放しておく（ＳＴＥＰ−１１）。
これにより、本発明の一実施例に係る一連の真空ダイカスト工程を完了する。

そして、図７に示すように、再度（ＳＴＥＰ−１）に戻って、（ＳＴＥＰ−１）〜（ＳＴＥＰ−１１）の一連のステップを繰返して実行することによって、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法による真空ダイカストを繰り返し実行することができる。

次に、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法の適用効果について、説明をする。
本発明の一実施例に係る一連の真空ダイカスト工程により製造されたダイカスト製品について鋳巣体積率（ダイカスト製品の体積に対してダイカスト製品に含まれる鋳巣欠陥の体積が占める割合）の分析を行ったところ、（１）従来の充填室１１（キャビティ４）のみから真空排気する真空ダイカスト方法により製造されたダイカスト製品に比して、鋳巣体積率が約１／３に減少していた。
また、（２）従来の充填室１１（キャビティ４）と減圧室１２の両方から真空排気する真空ダイカスト方法（即ち、特許文献１に記載の真空ダイカスト方法）により製造されたダイカスト製品に比しても、鋳巣体積率が約１／２に減少していることが確認できた。
つまり、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、鋳巣欠陥の低減に効果を有することが確認できた。

また、鋳巣欠陥（即ち、気泡）は、（１）空気の巻き込みに起因する巻き込み巣と、（２）射出チップに塗布される潤滑剤が気化して生じる気泡に起因するガス巣と、（３）溶湯に混入した水分に起因する水残り欠陥等に分類できる。そして、鋳巣欠陥（気泡）に含まれる気体成分の分析を行うと、（１）巻き込み巣の場合は主に窒素が、（２）ガス巣の場合は主に炭素が、（３）水残り欠陥の場合は主に水素が、それぞれ検出される。

そして、本発明に係る真空ダイカスト方法により製造されたダイカスト製品について、鋳巣欠陥に含まれる気体の成分分析を行ったところ、従来の真空ダイカスト方法により製造したダイカスト製品に比して、前記（２）ガス巣の主成分である炭素の検出量が減少していることが確認できた。
つまり、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、射出チップ３に塗布される潤滑剤３ａが溶湯６へ混入することが抑制できるため、鋳巣欠陥の中でも特にガス巣の低減に顕著な効果を有することが確認できた。

即ち、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、金型１に形成するキャビティ４および該キャビティ４に連通する湯道５と、該湯道５に連通する射出スリーブ２と、該射出スリーブ２に挿入する射出チップ３と、によって形成される空間である充填室１１から真空排気をして、充填室１１の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、射出スリーブ２に形成する開口部である給湯口２ａから充填室１１に対して溶湯６を供給し終えるとき以後であって、射出チップ３の射出スリーブ２内におけるキャビティ４側への変位による射出動作を開始するとき以前に、給湯口２ａと、射出スリーブ２の湯道５に連通する側の一端とは反対側の他端に形成する開放された端部である開放端部２ｂと、を包囲する空間である減圧室１２を形成するとともに、充填室１１および減圧室１２からの真空排気を開始して、射出工程を開始した後の、射出チップ３が射出スリーブ２内において給湯口２ａよりもキャビティ４側に変位するとき以後は、減圧室１２からの真空排気を弱めるものである。

また、本発明の一実施例に係る真空ダイカスト方法は、金型１に形成するキャビティ４および該キャビティ４に連通する湯道５と、該湯道５に連通する射出スリーブ２と、該射出スリーブ２に挿入する射出チップ３と、によって形成される空間である充填室１１から真空排気をして、充填室１１の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、射出スリーブ２に形成する開口部である給湯口２ａから充填室１１に対して溶湯６を供給する給湯工程と、該給湯工程が完了するとき以後に、給湯口２ａと、射出スリーブ２の湯道５に連通する側の一端とは反対側の他端に形成する開放された端部である開放端部２ｂと、を包囲する空間である減圧室１２を形成する減圧室形成工程と、該減圧室形成工程が完了するとき以後に、射出チップ３を、射出スリーブ２内においてキャビティ４側へ変位して溶湯６をキャビティ４に射出する射出工程と、減圧室形成工程が完了するとき以後であって、射出チップ３が射出スリーブ２内におけるキャビティ４側への変位を開始するとき以前に、充填室１１および減圧室１２からの真空排気を開始するとともに、射出チップ３が射出スリーブ２内において給湯口２ａよりもキャビティ４側に変位するときまで、充填室１１および減圧室１２からの真空排気を継続する第一の減圧工程である第一減圧工程と、射出チップ３が射出スリーブ２内において給湯口２ａよりもキャビティ４側に変位するとき以後に、減圧室１２からの真空排気を停止するとともに、射出工程が完了するときまで、充填室１１からの真空排気を継続する第二の減圧工程である第二減圧工程と、を備えるものである。
このような構成により、射出工程において、充填室１１と減圧室１２の差圧が過度に大きくなることを防止でき、溶湯６が射出チップ３と射出スリーブ２とのクリアランスに差し込むことを防止できる。またこれにより、射出チップ３に塗布された潤滑剤３ａが溶湯６に混入することを防止でき、ダイカスト製品における鋳巣欠陥（特にガス巣）の発生を抑制することができる。またさらに、真空ダイカストにおける真空排気量を低減でき、省エネルギーに寄与することができる。

１ 金型
２ 射出スリーブ
３ 射出チップ
４ キャビティ
５ 湯道
６ 溶湯
１１ 充填室
１２ 減圧室
１８ 真空タンク
１９ 真空ポンプ
２０ 開閉バルブ
２１ 開閉バルブ
３０ 真空ダイカスト装置

Claims (8)

1. 金型に形成するキャビティと、
   該キャビティに連通する湯道と、
   該湯道に連通する射出スリーブと、
   該射出スリーブに挿入する射出チップと、
   によって形成される空間である充填室から真空排気をして、
   前記充填室の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、
   前記射出スリーブに形成する開口部である給湯口から前記充填室に対して溶湯を供給し終えるとき以後であって、前記射出チップの前記射出スリーブ内における前記キャビティ側への変位による射出動作を開始するとき以前に、
   前記給湯口と、前記射出スリーブの前記湯道に連通する側の一端とは反対側の他端に形成する開放された端部である開放端部と、を包囲する空間である減圧室を形成するとともに、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を開始して、
   前記射出動作を開始した後の、前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するとき以後は、
   前記減圧室からの真空排気を弱める、
   ことを特徴とする真空ダイカスト方法。
2. 金型に形成するキャビティと、
   該キャビティに連通する湯道と、
   該湯道に連通する射出スリーブと、
   該射出スリーブに挿入する射出チップと、
   によって形成される空間である充填室から真空排気をして、
   前記充填室の真空度を高めてダイカストを行う真空ダイカスト方法であって、
   前記射出スリーブに形成する開口部である給湯口から前記充填室に対して溶湯を供給する給湯工程と、
   該給湯工程が完了するとき以後に、前記給湯口と、前記射出スリーブの前記湯道に連通する一端とは反対側の他端に形成される開放された端部である開放端部と、を包囲する空間である減圧室を形成する減圧室形成工程と、
   該減圧室形成工程が完了するとき以後に、前記射出チップを、前記射出スリーブ内において前記キャビティ側へ変位して前記溶湯を前記キャビティに射出する射出工程と、
   前記減圧室形成工程が完了するとき以後であって、前記射出チップが前記射出スリーブ内における前記キャビティ側への変位を開始するとき以前に、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を開始するとともに、前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するときまで、前記充填室および前記減圧室からの真空排気を継続する第一の減圧工程と、
   前記射出チップが前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記キャビティ側に変位するとき以後に、前記減圧室からの真空排気を停止するとともに、前記射出工程が完了するときまで、前記充填室からの真空排気を継続する第二の減圧工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする真空ダイカスト方法。
3. 前記第一の減圧工程を開始するときは、
   前記射出チップを、
   前記射出スリーブ内において前記給湯口よりも前記開放端部側に配置し、
   前記給湯口を介して、
   前記充填室と前記減圧室を連通させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の真空ダイカスト方法。
4. 前記射出チップの変位速度は、
   前記第一の減圧工程中の前記射出工程における変位速度に比して、
   前記第二の減圧工程中の前記射出工程における変位速度を高速とする、
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の真空ダイカスト方法。
5. 前記充填室からの真空排気と、
   前記減圧室からの真空排気と、
   を別々の真空排気をするための手段である真空排気手段によって行う、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の真空ダイカスト方法。
6. 前記充填室からの真空排気と、
   前記減圧室からの真空排気と、
   を同一の真空排気をするための手段である真空排気手段によって行う、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の真空ダイカスト方法。
7. 前記減圧室は、
   内寸が前記射出スリーブの外寸に比して小さい筒状の部材であって、一端部が開放され、かつ、他端部が閉止される第一の閉塞部材と、
   前記射出スリーブの外周面に付設され、前記一端部の形状に適合する蓋状の部材である第二の閉塞部材と、
   によって形成する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空ダイカスト方法。
8. 前記減圧室は、
   前記第一の閉塞部材を、
   該第一の閉塞部材の一端部を前記射出スリーブの前記開放端部に対面させて配置しておき、前記第一の閉塞部材を前記射出スリーブ側に変位させることによって、
   前記開放端部および前記給湯口を、
   前記第一の閉塞部材に挿入するとともに、
   前記第一の閉塞部材の一端部を、
   前記第二の閉塞部材に当接させることによって形成する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空ダイカスト方法。

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