JP2012051017A - 減圧鋳造装置、及び、減圧鋳造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】減圧鋳造装置30は、射出スリーブ2の給湯口6、及び、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を具備し、この閉塞部材10は、底部から開口部に向かって段階的に内径が大きくなるように変化する複数の筒状部材である、第一筒状部材10a、第二筒状部材10b、第三筒状部材10cを組み合わせて形成され、底部と開口部との間で、射出チップ3の射出動作時における移動方向に伸縮可能に構成されている。
【選択図】図1
Description
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。
まず、本発明の第一実施形態に係る減圧鋳造装置30、及び、減圧鋳造方法について、図1から図3を用いて説明する。本明細書では便宜上、図1における右側を減圧鋳造装置30の右側方、左側を減圧鋳造装置30の左側方として説明する。
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。
さらに、前記射出スリーブ2には、該射出スリーブ2の外周壁から半径方向外側に突出するフランジ部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。
また、筒状に構成される閉塞部材10(第一筒状部材10a、第二筒状部材10b、第三筒状部材10c)の内径寸は、射出スリーブ2の外径寸よりも大きく構成され、第三筒状部材10c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。
なお、閉塞部材10が伸長する際には、第三筒状部材10cが、図3(a)に示す収縮状態からアクチュエータ13により右方向へ移動されると、まず第三筒状部材10cが第二筒状部材10bに対して右方へ摺動して、第三筒状部材10cの左端部と第二筒状部材10bの右端部とが係合する。第三筒状部材10cと第二筒状部材10bとが係合した後は、第三筒状部材10cの移動に伴い、第二筒状部材10bが第一筒状部材10aに対して右方へ摺動して、図3(b)に示すように閉塞部材10が伸長した状態となる。
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、閉塞部材10(第三筒状部材10c)と射出チップ3が独立して動作するようになっている。
なお、第三筒状部材10cにシール部材14を設ける構成としてもよい。
また、閉塞部材10(第二筒状部材10b及び第三筒状部材10c)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。
即ち、射出スリーブ2の金型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。
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。
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。
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。
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を伸張して、第三筒状部材10c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。
次に、図4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によって収縮した状態にある。
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。
減圧室構成工程では、第三筒状部材10cが図4中矢印A方向へ移動し、その後、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。
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。
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4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。
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。
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の間の隙間への溶湯5が浸入を防ぐことができる。
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。
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。
次に、別の実施形態に係る減圧鋳造装置における閉塞部材の構成について、図5から図7を用いて説明する。
なお、本実施形態以下において説明する減圧鋳造装置においては、上述した第一実施形態に係る減圧鋳造装置30と共通する部分についてはその説明を省略する。
また、筒状に構成される閉塞部材110(第一筒状部材110a、第二筒状部材110b、第三筒状部材110c)の内径寸は、射出スリーブ2の外径寸よりも大きく構成され、第三筒状部材110c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110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。
また、筒状に構成される閉塞部材210の内径寸は、射出スリーブ2の外径寸よりも大きく構成され、第二筒状部材210c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、閉塞部材210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。
次に、第五実施形態に係る減圧鋳造装置430の構成について、図8及び図9を用いて説明する。
本実施形態に係る減圧鋳造装置430においては、図8に示す如く、第一実施形態に係る減圧鋳造装置30の構成に対して、閉塞部材410の構造が相違する。具体的には、閉塞部材410の底部である第一筒状部材410aは、射出チップ3の支持軸9に、支持軸9に対して相対的に摺動不能に固定されているのである。より詳細には、支持軸9における射出チップ3の射出動作方向と反対側である左側端部にカップリング9aが配設され、第一筒状部材410aがカップリング9aに締結されることにより、第一筒状部材410aが支持軸9に固定されるのである。
次に、第六実施形態に係る減圧鋳造装置530の構成について、図10及び図11を用いて説明する。
本実施形態に係る減圧鋳造装置530においては、図10に示す如く、第五実施形態に係る減圧鋳造装置430の構成に対して、閉塞部材410が収縮した状態で固定可能に構成されている。具体的には、第一筒状部材410aと第三筒状部材410cとを連結する固定治具51により、閉塞部材410が伸張しないように固定されるのである。固定治具51は、図10に示すように第一筒状部材410aと第三筒状部材410cとのそれぞれに対してピンのように挿入して固定する構成でも、第一筒状部材410aと第三筒状部材410cとの摺動方向を規制するように周囲に被せる構成でもよい。
2 射出スリーブ
3 射出チップ
4 キャビティ
6 給湯口
10 閉塞部材
11 減圧室
30 減圧鋳造装置
Claims (8)
- 金型のキャビティと、
給湯口及びその外壁に形成されたフランジ部を備え、前記キャビティに連通された、射出スリーブと、
支持軸の先端部に配設されて、該支持軸を前記射出スリーブに挿通することにより、前記射出スリーブの内部を軸心方向に摺動可能に構成された、射出チップと、
前記射出スリーブの給湯口、及び、前記射出スリーブにおける前記キャビティ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、
前記キャビティ内及び前記減圧室に連通された、減圧手段と、を具備し、
前記減圧手段により、前記キャビティ及び前記減圧室の内部を減圧した状態で、前記射出スリーブ内に供給した溶湯を前記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、
前記閉塞部材は、前記キャビティと反対の側に形成された底部と、前記キャビティの側にその内寸が前記射出スリーブの外寸よりも大きくなるように形成された開口部と、を備える有底筒状の部材であり、前記底部と前記開口部との間で、前記射出チップの射出動作時における移動方向に伸縮可能に構成され、
前記閉塞部材における前記底部の貫通孔に、前記射出チップの支持軸が挿通され、
前記閉塞部材の前記開口部が、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れて、前記閉塞部材が伸張されることにより、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、前記開口部が前記フランジ部に圧接されて、前記減圧室が形成される、
ことを特徴とする、減圧鋳造装置。 - 前記閉塞部材は、前記底部から前記開口部に向かって段階的に内径が変化する複数の筒状部材を組み合わせて形成され、該複数の筒状部材を、前記射出チップの射出動作時における移動方向に相互に摺動させることにより、伸縮可能に構成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の減圧鋳造装置。 - 前記底部は、前記射出チップの支持軸に、該支持軸に対して相対的に摺動不能に固定される、
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の減圧鋳造装置。 - 前記閉塞部材は、収縮した状態で固定可能に構成される、
ことを特徴とする、請求項3に記載の減圧鋳造装置。 - 金型のキャビティと、給湯口及びその外壁に形成されたフランジ部を備え、前記キャビティに連通された、射出スリーブと、支持軸の先端部に配設されて、該支持軸を前記射出スリーブに挿通することにより、前記射出スリーブの内部を軸心方向に摺動可能に構成された、射出チップと、前記射出スリーブの給湯口、及び、前記射出スリーブにおける前記キャビティ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、前記キャビティ内及び前記減圧室に連通された、減圧手段と、を具備する減圧鋳造装置を用いて行う減圧鋳造方法であって、
前記閉塞部材を、前記キャビティと反対の側に形成された底部と、前記キャビティの側にその内寸が前記射出スリーブの外寸よりも大きくなるように形成された開口部と、を備える有底筒状の部材とし、前記底部と前記開口部との間で、前記射出チップの射出動作時における移動方向に伸縮可能に構成し、
前記閉塞部材における前記底部の貫通孔に、前記射出チップの支持軸を挿通し、
前記閉塞部材の前記開口部を、前記射出チップの射出動作時における移動方向へ移動して、前記閉塞部材を伸張することにより、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を挿入し、前記開口部を前記フランジ部に圧接して、前記減圧室を形成した状態で、
前記減圧手段により、前記キャビティ及び前記減圧室の内部を減圧した状態で、射出スリーブ内に供給した溶湯を前記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、
ことを特徴とする、減圧鋳造方法。 - 前記閉塞部材を、前記底部から前記開口部に向かって段階的に内径が変化する複数の筒状部材を組み合わせて形成し、該複数の筒状部材を、前記射出チップの射出動作時における移動方向に相互に摺動させることにより、前記閉塞部材を伸縮可能に構成する、
ことを特徴とする、請求項5に記載の減圧鋳造方法。 - 前記底部を、前記射出チップの支持軸に、該支持軸に対して相対的に摺動不能に固定する、
ことを特徴とする、請求項5又は請求項6に記載の減圧鋳造方法。 - 前記閉塞部材を、収縮した状態で固定可能に構成する、
ことを特徴とする、請求項7に記載の減圧鋳造方法。
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