JP3532107B2 - 真空ダイカスト成形装置用ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛合金やマグネ
シウム合金等の溶融金属を真空射出成形するための真空
ダイカスト成形装置用ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来のダイカスト成形装置の構
造を示す断面図である。この図において、ダイカスト機
械のノズル４及び金型７は、水平に対して約１０度の傾
きを持っており、更に、ノズル４の溶湯射出部４ａが溶
解炉１内の溶湯９（溶融金属）の上面９ａより高い位置
に配置されており、溶湯射出部４ａからの湯だれを防止
する構造になっている。

【０００３】このダイカスト成形装置により製品を成形
する場合には、はじめに、溶解炉１内で溶かされた溶湯
９を、スリーブ２の中で往復運動するプランジャー３で
送り出し、ノズル４内を通過させて金型７内に射出す
る。この金型７は固定型７ａと可動型７ｂとからなり、
ノズル４から射出された溶湯は固定型７ａのスプルーブ
ッシユ６を通過し、固定型７ａと可動型７ｂで形成され
た製品成形部８’に供給される。

【０００４】このときにノズル４内、スプルーブッシユ
６内及び製品成形部８’内には空気が充満している。こ
のため、充填された溶湯は、製品成形部８’内等に充満
した空気を金型７の隙間から押し出しながら進むことに
なるが、溶湯の速度が非常に速いため、溶湯が空気を巻
き込むことがある。このように溶湯に巻き込まれた空気
は、製品成形部８’に充填された溶湯内に一部取り残さ
れてしまう。

【０００５】その後、上記のように製品成形部８’に供
給された溶湯は金型７により冷却され凝固する。そし
て、可動型７ｂを矢印Ａ方向に動かして金型７を開き、
図１４に示すような製品部８ａ、ランナー部８ｂ、スプ
ルー部８ｃとが一体となった成形品８が取り出される。
この成形品８は、スプルー部８ｃと共にランナー部８ｂ
をゲート部８ｄにて折り取ることにより製品となる。こ
こで、ランナー部８ｂを折り取った部分の出っ張りが許
容されない場合や、高い形状精度が要求される場合に
は、ランナー部８ｂを折り取った部分にヤスリ加工、切
削加工等が施され、形状が整えられる。

【０００６】尚、上記ダイカスト装置におけるスプルー
ブッシユ６は、図１３及び図１５に示したように、外周
部を循環する冷却水３１により冷却されていて、金型７
が開いたときの冷却不足によるスプルー部８ｃの中途切
断を防止するように構成されている。

【０００７】また、ノズル４は、溶湯がノズル４内で凝
固しないように外周部がノズルヒータ５により加熱され
ている。更に、このノズル４の射出部４ａは、溶湯が漏
れないようにスプルーブッシユ６のノズルタッチ部６ａ
に押し当てられた状態にセットされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、金型
７内には高速で溶湯が射出されるので、どうしても溶湯
内に空気が巻き込まれ、成形品が凝固するとその内部に
鋳巣を発生させてしまう。このような鋳巣があると、前
述したようにランナー部８ｂを折り取ったり、切削加工
を施したときに鋳巣が表面に露出して穴となってしま
い、正しい形状が得られなかったり、表面処理を行う場
合には穴の奥まで表面処理できないという課題があっ
た。また、メッキを行う場合にも、穴の中にメッキ液が
残留し、耐食性を低下させるという問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、ノズルによって溶湯の流路を遮断できるよ
うにし、金型内を真空に保つことにより、溶湯の射出時
に空気の巻き込みをなくし、鋳巣の発生をなくした真空
ダイカスト成形装置用ノズルを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
真空ダイカスト成形装置用ノズルは、一端がダイカスト
機械の溶湯流出口に接続され、他端が金型の溶湯流入口
に向かうノズルであって、ノズル本体の内部には溶湯流
路が形成されると共に、該内部に弾性部材で押圧された
バルブチップを移動可能に配設し、常時は弾性部材で押
圧されたバルブチップによって溶湯流路を閉塞する一
方、溶湯の射出圧力によってバルブチップを押し戻し、
溶湯流路を開放することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項２に係る真空ダイカ
スト成形装置用ノズルは、前記バルブチップによって閉
塞されたノズル本体内の溶湯流路が金型の製品成形部と
共に真空源に接続されており、真空源によって製品成形
部内が吸引されると前記ノズル本体内の溶湯流路内も吸
引され、金型の製品成形部及び溶湯流路内が真空に近い
状態となることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の請求項３に係る真空ダイカ
スト成形装置用ノズルは、前記ノズル本体がノズルボデ
ィとノズルベースとで構成され、その間に封止部材とし
ての耐熱ガスケットを圧縮して設けたことを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明の請求項４に係る真空ダイカ
スト成形装置用ノズルは、前記ノズル本体に、耐熱鋼よ
りも熱伝導率の高い耐熱金属材料を用いたことを特徴と
する。

【００１４】また、本発明の請求項５に係る真空ダイカ
スト成形装置用ノズルは、前記バルブチップが円錐面状
又は球面状の接触部を有する一方、前記ノズル本体は前
記バルブチップの接触部が接触する部分に円錐面状の接
触部を有することを特徴する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基いて本発明に
係る真空ダイカスト成形装置用ノズルについて、実施の
形態を詳細に説明する。図１は本発明のノズルをダイカ
スト機械に取り付けた状態を示す断面図、図２は図ｌの
ノズルと金型の構成を示す要部拡大断面図、図３はノズ
ルの詳細図である。

【００１６】図１に示すように、本発明に係るノズル１
１は、ダイカスト機械１の先端部に取り付けられ、ノズ
ル１１の先端１１ａが金型２２のスプルーブッシユ２１
に押し付けられた状態でセットされる。ノズル本体は、
図２及び図３に示すように、略円筒形状をなすノズルボ
ディ１２と、このノズルボディ１２の後端に耐熱ガスケ
ット１４を介して螺合されるノズルベース１３とで構成
され、これらノズルボディ１２及びノズルベース１３の
内部空間にはバルブチップ１５が移動可能に配設され
る。ノズルボディ１２、ノズルベース１３及びバルブチ
ップ１５は、いずれも同軸上の内部流路１７，１８，１
９を有しており、ノズルボディ１２の先端１１ａはスプ
ルーブッシュ２１のノズルタッチ部２１ｂに押し付けら
れ、またノズルベース１３の後端はダイカスト機械１の
溶湯流出口１ａに接続されている。

【００１７】一方、バルブチップ１５は、図３及び図４
に示したように、円筒形状の胴部１５ｂと、この胴部１
５ｂの先端に張出し形成された外周フランジ１５ｃと、
その先端部に形成された円錐面状の接触部１５ａとを有
する。胴部１５ｂはノズルボディ１２に開設された略円
筒形の穴１２ａに摺動可能に挿入されていて、接触部１
５ａがノズルベース１３側の内部流路１８の端部に形成
された円錐面状の接触部１３ａに密接して、ノズルベー
ス１３側の内部流路１８とノズルボディ１２側の内部流
路１７とを遮断する。また、接触部１５ａと外周フラン
ジ１５ｃとの間にはバルブチップ１５の外周空間１５ｅ
と内部流路１９とを連通する一対の通孔１５ｄが形成さ
れる。バルブチップ１５は、ノズルボディ１２に形成さ
れた穴１２ａ内に圧縮収納されたコイルばね１６によっ
て付勢され、図３に示したように、常時は接触部１５ａ
がノズルベース１３に形成された接触部１３ａに密接す
る一方、ダイカスト機械１からの溶湯の射出圧力によっ
て押し戻され、図８に示したように、外周フランジ１５
ｃがノズルボディ１２側の段部１２ｂに係合する位置ま
で押されて、接触部１５ａと接触部１３ａとの間に溶湯
の流路１３ｂが形成されることになる。なお、ノズル１
１の内部が減圧されて真空に近い状態となっても、コイ
ルばね１６の付勢力によってバルブチップ１５が移動す
ることはなく、接触部１５ａが接触部１３ａに密接して
ノズル１１内に溶湯が流入することはない。

【００１８】なお、上記構成からなるノズルボディ１２
及びノズルベース１３は、耐熱鋼又は耐熱鋼よりも熱伝
導率の高い、例えば熱伝導率０．３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃ
ｍ・℃以上のタングステン合金が用いられる。このよう
な熱伝導率の良い材料を用いることで、ノズル先端部
（射出部）への熱伝達が短時間に行われ、金型取り付け
後の成形開始時間を短縮できると共に、成形サイクルの
短縮化も容易となる。また、ノズルボディ１２及びノズ
ルベース１３の外周には温度検出部を内蔵したノズルヒ
ータ２４が配設され、ノズル１１内の溶湯を溶融状態に
保つことができる。このノズルヒータ２４は、温度制御
装置（図示せず）に接続されており、ノズル１１の温度
コントロールを行なっている。

【００１９】上記耐熱ガスケット１４は、ある程度耐熱
性のある金や銅等の柔らかい材料、ステンレススチー
ル、インコネル、ハステロイ等で作られた金属Ｏリン
グ、金属Ｃリング、金属Ｕリング等からなるものであ
り、ノズル１１内の気密性を保持すると共に、溶湯がノ
ズルボディ１２とノズルベース１３との螺合部を通って
ノズル１１の外周面に流出するのを防止している。ま
た、上記コイルばね１６は、耐熱性を有するインコネル
やセラミックスなどで作られている。

【００２０】真空源２０（図１）は、金型２２の製品成
形部１０’内の空気を吸引して減圧し、真空又は真空に
近い状態にするものである。図２に示したように、可動
型２２ｂには、製品成形部１０’に通じる空気逃げ溝２
２ｂａ及び空気逃げ穴２２ｂｂ、２２ｂｃが設けられて
いる。この空気逃げ溝２２ｂａ及び空気逃げ穴２２ｂ
ｂ、２２ｂｃは空気が流通できるように構成されてお
り、空気逃げ穴２２ｂｃが真空源２０に接続されること
により、これら空気逃げ溝２２ｂａ及び空気逃げ穴２２
ｂｂ、２２ｂｃを介して製品成形部１０’内の空気が真
空源２０によって吸引される。また、可動型２２ｂには
製品成形部１０’と空気逃げ溝２２ｂａとを仕切る遮断
ピン２３が設けられている。この遮断ピン２３は図１に
於いて矢印Ｂ、Ｃの方向（図２に於いて左右方向）に摺
動可能であり、この遮断ピン２３を摺動させることによ
り製品成形部１０’と空気逃げ溝２２ｂａとを連通した
り遮断することができる。

【００２１】固定型２２ａにはスプルーブッシュ２１が
嵌め込まれており、その内部に設けられた溶湯流路２１
ａの流入口側のノズルタッチ部２１ｂにはノズル１１の
射出部１１ａが押し当てられ、また溶湯流路２１ａの流
出口２１ｃは金型２２の製品成形部１０’に連通してい
る。なお、従来と同様、スプルーブッシュ２１の外周部
には固定型２２ａに開設された冷却水路２２ａａを通じ
て冷却水３１を循環させる環状水路２１ｄが設けられて
いる。

【００２２】次に、上記構造からなるノズル１１を用い
たダイカスト真空成形を説明する。成形が開始される
と、はじめに金型２２が閉じられ、固定型２２ａと可動
型２２ｂとが密着して図６に示した状態となる。この状
態のときに、遮断ピン２３は空気逃げ溝２２ｂａから引
き出された状態になっているので、真空源２０により空
気が吸引されると、ノズル１１内及び金型２２の製品成
形部１０’は減圧されて真空に近い状態となる。このと
き、ノズル１１内が減圧されてもバルブチップ１５はコ
イルばね１６に押圧されてノズルベース１３に密接して
いるためにノズル１１内に溶湯が流入することはない。
その結果、金型２２の製品成形部１０’を真空に近い減
圧状態に保つことが可能となる。その後、遮断ピン２３
が矢印Ｂ方向へ移動すると、図２に示したように、空気
逃げ溝２２ｂａが遮断され、ノズル１１内及び金型２２
の製品成形部１０’は真空に近い状態で保持される。

【００２３】上記遮断ピン２３による空気逃げ溝２２ｂ
ａの遮断と同時にダイカスト機械１のプランジャー３に
より溶湯が射出されると、その射出圧力によってノズル
１１内のバルブチップ１５が押圧され、図７及び図８に
示したように左方向に移動して、バルブチップ１５の接
触部１５ａがノズルベース１３の接触部１３ａから離れ
その間の流路１３ｂが形成される。これによって、ノズ
ル１１内の溶湯流路１７，１８，１９が連通し、スプル
ーブッシュ２１を介して製品成形部１０’内に溶湯が流
れ込んで内部空間を充填する。このとき、ノズル１１内
及び金型２２の製品成形部１０’はほぼ真空状態にある
ため、溶湯は空気を巻き込むことなく製品成形部１０’
内に充填される。

【００２４】その後、ノズル１１からの溶湯の射出が完
了するとバルブチップ１５は、コイルばね１６の付勢力
によって右方向に移動し、図６に示すように接触部１５
ａがノズルベース１３の接触部１３ａに密接して流路１
３ｂを遮断する。

【００２５】一方、金型２２の製品成形部１０’に充填
された溶湯は、金型２２により冷却され凝固する。前述
したように、この溶湯は真空中で射出されて空気を巻き
込むことがないため、成形品内部には鋳巣が殆ど発生し
ない。その後、可動型２２ｂが矢印Ａ方向（図１）に動
いて金型２２が開くことにより、図９及び図１０に示す
ような製品部１０ａ、ランナー部１０ｂ、スプルー部１
０ｃ及びゲート部１０ｄが一体となった成形品１０が取
り出される。

【００２６】図１１は、本発明の第２実施例を示したも
のであり、バルブチップ１５の先端の接触部１５ａを球
面状に形成した以外は前記実施例と同様の構造からなる
ので、詳細な説明は省略する。この接触部１５ａをノズ
ルベース１３に形成された円錐形状の接触部１３ａに密
接させることで、減圧によって真空に近い状態となった
ノズル１１内への溶湯の流入を防いでいる。バルブチッ
プ１５の接触部１５ａを球面とすることにより、バルブ
チップ１５とノズルボディ１２との摺動部分にガタがあ
るなどしてバルブチップ１５がノズルボディ１２に対し
て傾いても確実に密閉することができる。

【００２７】図１２は本発明の第３実施例を示したもの
である。この実施例では前記バルブチップ１５を、先端
に凹部１５ｆが形成されたバルブチップ本体１５ｇと、
この凹部１５ｆに一体的に固着された球４１とで構成し
たものであり、前記第２実施例と同様の効果を得ること
ができる。なお、この実施例では、連通孔１５ｄが前記
嵌合部１５ｆに沿って傾斜して設けられている。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る真空ダ
イカスト成形装置用ノズルによれば、金型の製品成形部
及びノズル内を密封して真空状態にすることができるの
で、流入する溶湯が空気を巻き込むことがなくなり、成
形品の鋳巣の発生を防ぐことができる。このため、鋳巣
の発生に起因する形状不良や表面処理の不良をなくすこ
とができ、製品の品質を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空ダイカスト成形装置用ノズル
をダイカスト機械に取り付けた状態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のノズルと金型とを示す示す断面図であ
る。

【図３】図２に示したノズルの拡大断面図である。

【図４】上記ノズルのバルブチップの拡大図である。

【図５】上記図４のＥ−Ｅ線断面図である。

【図６】金型内を減圧した時のノズルと金型の状態を示
す断面図である。

【図７】金型内に溶湯を射出したときのノズルと金型の
状態を示す断面図である。

【図８】図７におけるノズルの拡大断面図である。

【図９】上記ノズルを用いた成形品の側面図である。

【図１０】図９に示した成形品の正面図である。

【図１１】本発明の第２実施例を示すノズルの断面図で
ある。

【図１２】本発明の第３実施例を示すノズルの断面図で
ある。

【図１３】従来のダイカスト成形装置の一例を示す断面
図である。

【図１４】従来のダイカスト成形装置で成形した成形品
の側面図である。

【図１５】従来のダイカスト成形装置に使用されるスプ
ルーブッシユの断面図である。

【符号の説明】

１ ダイカスト機械 １ａ 溶湯流出口 １０’ 製品成形部 １１ ノズル １２ ノズルボディ １３ ノズルベース １５ バルブチップ １５ａ 接触部 １６ コイルばね １７ ノズルボディの内部流路 １８ ノズルベースの内部流路 １９ バルブチップの内部流路 ２０ 真空源 ２１ｂ ノズルタッチ部 ２２ 金型

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端がダイカスト機械の溶湯流出口に接
   続され、他端が金型の溶湯流入口に向かうノズルであっ
   て、 ノズル本体の内部には溶湯流路が形成されると共に、該
   内部に弾性部材で押圧されたバルブチップを移動可能に
   配設し、常時は弾性部材で押圧されたバルブチップによ
   って溶湯流路を閉塞する一方、溶湯の射出圧力によって
   バルブチップを押し戻し、溶湯流路を開放することを特
   徴とする真空ダイカスト成形装置用ノズル。
2. 【請求項２】 前記バルブチップによって閉塞されたノ
   ズル本体内の溶湯流路は金型の製品成形部と共に真空源
   に接続されており、真空源によって製品成形部内が吸引
   されると前記ノズル本体内の溶湯流路内も吸引され、金
   型の製品成形部及び溶湯流路内が真空に近い状態となる
   ことを特徴とする請求項１記載の真空ダイカスト成形装
   置用ノズル。
3. 【請求項３】 前記ノズル本体はノズルボディとノズル
   ベースとで構成され、その間に封止部材としての耐熱ガ
   スケットを圧縮して設けたことを特徴とする請求項１又
   は２記載の真空ダイカスト成形装置用ノズル。
4. 【請求項４】 前記ノズル本体に、耐熱鋼よりも熱伝導
   率の高い耐熱金属材料を用いたことを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載のダイカスト用真空成形装
   置。
5. 【請求項５】 前記バルブチップは円錐面状又は球面状
   の接触部を有する一方、前記ノズル本体は前記バルブチ
   ップの接触部が接触する部分に円錐面状の接触部を有す
   ることを特徴する請求項１乃至４のいずれかに記載の真
   空ダイカスト成形装置用ノズル。