JP4581502B2 - 鋳造方法および鋳造装置 - Google Patents

Description

この発明は、金属材料を用いた鋳造方法および鋳造装置に関し、特に、加圧装置等によって溶湯を加圧して行う加圧鋳造方法および鋳造装置に関する。

従来、例えば、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属、およびこれらの合金の鋳造方法として、金型キャビティに加圧状態の溶湯を注湯して行うダイカスト鋳造法などの加圧鋳造法が多用されている。

但し、このような加圧鋳造法を用いた場合でも、注入ゲートから離間した箇所では圧力が低下し、厚肉部で所謂「引け巣」が生じたり、薄肉部で「湯廻り不良」が生じたりする問題があった。

そこで、金型キャビティを真空状態にして、キャビティ内のエアやガスを除去した上で、加圧状態の溶湯を注湯する方法が提案されている。

もっとも、金型には成形後に製品を押圧して離型させる離型ピンがあり、金型キャビティを真空状態にした場合には、その離型ピンの貫通穴から外気が吸込まれ、その外気が製品内に取り込まれるといった問題がある。そこで、下記特許文献１や特許文献２では、この貫通穴からの外気の吸込みを防止するものが提案されている。

まず、特許文献１は、一般的な重量鋳造方法を前提としたものであるが、成形金型の背面に離型ピンを内部に配置するシールボックスを設け、注湯前にそのシールボックスの内部を真空状態にすることで、外気が離型ピンの貫通穴からキャビティ内に吸込まれるのを防止している。

また、特許文献２は、離型ピンの貫通穴に直接吸込通路を連結し、各貫通穴それ自体を真空状態にすることで、外気がキャビティ内に吸い込まれるのを防止している。

特開２００２−２４８５４５号公報 特開２００３−１９１０５９号公報

ところで、エンジンのシリンダブロックのような製品では、軽量化を図るため、より薄肉成形することが求められる。

こうした薄肉成形を行なう場合には、キャビティ内をさらに高真空化して加圧鋳造を行う必要があり、外気の吸込みが従来よりも大きな問題となる。

この場合に、特許文献２の構成によると、各貫通穴に吸込通路を連結する必要があるため、構造が複雑になる問題があり、また、貫通穴ごとで真空度も異なるおそれがあるため、真空度の高くない貫通穴から外気がキャビティ内に吸込まれるといった可能性もある。

一方、特許文献１のように、成形金型の背面にシールボックスを設けた場合には、こうした問題は生じない。よって、高真空による加圧鋳造の場合には、シールボックスによる吸込み防止構造を採用することが望ましい。

もっとも、特許文献１を、そのまま高真空化による加圧鋳造に用いた場合には、別の問題が生じる。すなわち、特許文献１の構造は、一般的な重量鋳造方法を前提としているため、注湯を行うプランジャ部分ではシール性を考慮しておらず、キャビティ内が高真空化した場合には、注湯前にそのプランジャ部分から「先湯」としてキャビティ内に流入してしまうのである。

このように、「先湯」がキャビティ内に流入すると、その「先湯」が注湯前に凝固してしまい、均一な層の製品を成形できないという新たな問題が生じることになる。

そこで、この発明は、高真空化した加圧鋳造法の鋳造方法、および、鋳造装置において、シールボックスによる吸込み防止構造を採用しつつも、注湯を行うプランジャから「先湯」がキャビティ内に流入しないようにして、良質な鋳造製品を生産することができる鋳造方法、および、鋳造装置を提供することを目的とする。

この発明の鋳造方法は、複数の成形金型を閉鎖した後、真空吸引手段で該成形金型内のキャビティを真空吸引し、溶湯を該キャビティ内に加圧状態で注湯する鋳造方法であって、前記成形金型の背面側に、気密性を確保した内部に離型ピンを配置し、該内部が第一真空吸引手段によって真空吸引されるシールボックスと、前記溶湯をキャビティ内に注湯するプランジャと、を備え、前記成形金型を閉鎖した後、シールボックスの内部を第一真空吸引手段によって真空吸引し、次に、前記プランジャによる溶湯の低速射出を開始し、次に、前記プランジャとスリーブとの間の隙間を真空吸引する第三真空吸引手段によって、スリーブ内を真空吸引し、その後、溶湯を注湯する際、前記成形金型内のキャビティを真空吸引する第二真空吸引手段によって、前記シールボックス内の真空吸引圧よりも高真空化された真空吸引圧で成形金型内のキャビティを真空吸引しながら溶湯を該キャビティ内に高速射出する方法である。

上記構成によれば、成形金型の背面側に設けたシールボックスによって、離型ピンの貫通穴の気密性を確保した状態で、まず、シールボックスの内部を真空吸引し、その成形金型内のキャビティを真空吸引しながら溶湯を充填する。すなわち、成形金型内のキャビティが溶湯の注湯前に高真空となることはない。

このため、注湯を行うプランジャから「先湯」がキャビティ内に流入するのを防止することができる。

しかも、前記成形金型のキャビティ内に溶湯を注湯するプランジャを備え、該プランジャのスリーブ内を真空吸引することで、スリーブ内が真空状態となるため、プランジャからの外気の吸い込みを防ぐことができる。
このため、キャビティ内に外気と共に吸い込まれる「先湯」の発生を防ぐことができ、良質な鋳造製品を生産することができる。

さらに、前記シールボックスの内部の真空吸引圧よりも、前記成形金型内のキャビティの真空吸引圧をより高真空化した方法である。

このように、シールボックスの内部の真空吸引圧よりも、成形金型内のキャビティの真空吸引圧を高真空化することで、シールボックスの内部よりも成形金型内のキャビティが高真空化されることになる。このため、低い真空吸引圧でシールボックスによる吸込み防止機能を確保しつつも、高真空化した加圧鋳造を行うことができる。さらに、始めに付与される真空吸引圧が低いため、「先湯」の発生も確実に防止することができる。

この発明の鋳造装置は、閉鎖された成形金型内のキャビティを真空吸引し、該キャビティ内に溶湯を加圧状態で注湯する鋳造装置であって、前記成形金型の背面側に設けられて、気密性を確保した内部に離型ピンを配置するシールボックスと、該シールボックスに接続され、成形金型を閉鎖した後に該シールボックスの内部を真空吸引する第一真空吸引手段と、前記成形金型のキャビティに接続され、溶湯を注湯する際、成形金型内のキャビティを真空吸引する第二真空吸引手段と、前記成形金型のキャビティ内に溶湯を注湯するプランジャと、前記プランジャとスリーブとの間の隙間に接続され、該プランジャとスリーブとの間の隙間を真空吸引する第三真空吸引手段と、前記成形金型を閉鎖した後、シールボックス内部を第一真空吸引手段で真空吸引し、前記プランジャにより溶湯の低速射出を開始し、前記スリーブ内を第三真空吸引手段によって真空吸引し、前記成形金型内のキャビティ内を、第二真空吸引手段によって、第一真空吸引手段の真空吸引圧よりも高真空化された真空吸引圧で真空吸引しながら溶湯を該キャビティ内に高速射出するよう前記プランジャおよび各真空吸引手段を制御する制御手段とを備えたものである。

上記構成によれば、気密性を確保した内部に離型ピンを配置するシールボックスを成形金型の背面側に設け、第一真空吸引手段で成形金型を閉鎖した後にシールボックスの内部を真空吸引し、第二真空吸引手段で溶湯を注湯する際、成形金型内のキャビティを真空吸引することになる。すなわち、成形金型内のキャビティを真空吸引する第二真空吸引手段が、溶湯の注湯前に成形金型内のキャビティを真空吸引することがないため、成形金型内のキャビティが溶湯の注湯前に高真空となることはない。

このため、注湯を行うプランジャから「先湯」がキャビティ内に流入するのを防止することができる。

しかも、前記成形金型のキャビティ内に溶湯を注湯するプランジャと、該プランジャのスリーブとの間の隙間を真空吸引する第三真空吸引手段を備えたものであり、プランジャとスリーブとの間の隙間を第三真空吸引手段で真空吸引することで、該隙間が真空状態となるため、プランジャからの外気の吸い込みを防ぐことができる。
このため、キャビティ内に外気と共に吸い込まれる「先湯」の発生を防ぐことができ、良質な鋳造製品を生産することができる。

この発明の一実施態様においては、前記シールボックスを、前記離型ピンを支持する支持プレートが後退位置に移動した状態で気密性を確保するように構成したものである。

上記構成によれば、離型ピンを支持する支持プレートを、後退位置に移動させることにより、シールボックスの気密性を確保することができる。このため、離型ピンを支持する支持プレートをシール部材としても兼ねさせることができ、また、支持プレートを移動する駆動力を利用することで、耐久性の高いシール機構を構成することができる。

この発明の一実施態様においては、前記シールボックスを、複数に分割できるように構成し、分割シールボックスに成形金型の冷却水配管の接続部を設けたものである。

上記構成によれば、シールボックスを分割して、このうち一つの分割シールボックスに成形金型の冷却水配管の接続部を設けることになる。このため、シールボックスを密閉して、気密性を確保できるように構成した場合であっても、成形金型の冷却水配管を差し替える等のメンテナンス作業を、シールボックスを分割することで容易に行うことができる。

この発明の一実施態様においては、前記成形金型のキャビティを取り囲む合わせ面に中空状のシール部材を配設し、該シール部材の中空部に冷却エアを供給する冷却エア供給手段を備えたものである。

上記構成によれば、加圧された溶湯が噴出しやすい合わせ面のシール部材を中空状に構成し、その中空部に冷却エアを供給することで、シール部材の熱害を抑えることができ、耐熱性を高めることができる。

さらに、冷却エアの圧力を成形金型のキャビティ内の圧力よりも高くした場合には、中空のシール部材の径を膨張させることもできるため、シール性をさらに高めることができる。

この発明によれば、成形金型の背面側に設けたシールボックスによって、離型ピンの貫通穴の気密性を確保した状態で、まず、シールボックスの内部およびキャビティを真空吸引し、その成形金型内のキャビティを真空吸引しながら溶湯を充填する。すなわち、成形金型内のキャビティでは、溶湯の注湯前に高真空となることはない。

このため、注湯を行うプランジャから「先湯」がキャビティ内に流入するのを防止することができる。

よって、高真空化した加圧鋳造法の鋳造方法、及び、鋳造装置において、シールボックスによる吸込み防止構造を採用しつつも、注湯を行うプランジャから「先湯」がキャビティ内に流入しないようにして、良質な鋳造製品を生産することができる。

しかも、前記成形金型のキャビティ内に溶湯を注湯するプランジャを備え、該プランジャとスリーブとの間の隙間を真空吸引することで、スリーブ内が真空状態となるため、プランジャからの外気の吸い込みを防ぐことができる。
このため、キャビティ内に外気と共に吸い込まれる「先湯」の発生を防ぐことができ、良質な鋳造製品を生産することができる。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図１は鋳造装置１の概略を説明する全体概略図で、図２は鋳造装置１の詳細を説明する断面図である。

鋳造装置１は、加圧鋳造を行う鋳造装置１であり、成形金型は、位置が固定される固定金型２と移動可能な移動金型３とから構成され、その金型２，３の周囲には金型２，３を固定保持する固定ベース体４と移動ベース体５を設けている。この固定ベース体４の後方（図１の右側）には、溶湯をキャビティ６内に注湯するプランジャ７を設けており、また、移動ベース体５の後方（図１の左側）には、その内部９ａを離型ピン８の移動スペースとしたシールボックス９を設けている。

また、シールボックス９の内部９ａや金型２，３のキャビティ６には、これら内部のエアやガスを外部に吸引排出する第一真空通路１１と第二真空通路１２を連結している。

シールボックス９の内部９ａと連通する第一真空通路１１には、上流側から第一真空ポンプ１１ａ、第一真空タンク１１ｂ、第一減圧制御弁１１ｃ、第一背圧センサ１１ｄがそれぞれ設置され、シールボックス９の内部９ａを所定の真空圧に設定できるように構成している。

また、金型２，３のキャビティ６と連通する第二真空通路１２にも、上流側から第二真空ポンプ１２ａ、第二真空タンク１２ｂ、第二減圧制御弁１２ｃ、第二背圧センサ１２ｄがそれぞれ設置され、金型２，３のキャビティ６を所定の真空圧に設定できるように構成している。

なお、この所定の真空圧は、金型２，３のキャビティ６の真空圧の方が高真空になるように設定している。例えば、１００ｋｐａ（パスカル）程度の減圧度を達成できるように設定している。

さらに、プランジャ７にも、第三真空通路１３を連結している。この第三真空通路１３は、後述のように、スリーブ７１と射出チップ７２の間の隙間からキャビティ６内に侵入する外気を吸引するために設けているものである。この第三真空通路１３も、上流側から第三真空ポンプ１３ａ、第三真空タンク１３ｂ、第三減圧制御弁１３ｃを設置している。なお背圧センサについては、スリーブ７１と射出チップ７２の間の真空圧を細かく設定する必要がないため、設定していない。

また、固定金型２の背面側には、後述の中空シール部材１４に対して冷却エアを供給するエア供給通路１５が連結している。このエア供給通路１５には、上流からエア供給源１５ａ、開閉バルブ１５ｂを設置し、中空シール材１４の下流のエア排出通路１６には、大気開放バルブ１６ａを設置している。

鋳造装置１について、さらに詳細に説明すると、図２に示すように、固定金型２と移動金型３を合わせて閉鎖すると、内部にキャビティ６が構成される。このキャビティ６内に溶湯を充填することで鋳造製品（ワーク）を成形する。この場合のワークとしては、例えば、アルミニウム合金製のエンジンのシリンダブロックである。

このキャビティ６の上部には、前述の第二真空通路１２と連通した開閉弁１２ｆを設けている。この開閉弁１２ｆは、加圧された溶湯が注湯される際に、瞬時に一気にキャビティ６内を真空にする必要があるため、キャビティ６の直上部に設けている。特に、この開閉弁１２ｆからは大量の空気を吸い込む必要があるため、図３に示すように、左右の位置に２つ設けている。

前述の離型ピン８は、複数の水平方向（図面の左右方向）に延びるロッド部材で構成され、移動金型３に設けた貫通穴１７を通じて、鋳造成形後にワークが移動金型３から離型し得るように、キャビティ６内に出没自在となるように構成している。

そして、この離型ピン８は、その後端で垂直方向に延びる平板状の支持プレート１０に固定される。この支持プレート１０は、その後方に設けた図示しない駆動シリンダで水平方向に移動可能に構成されている。

なお、図２は、支持プレート１０が最も後端位置にある状態を示しているが、この状態で、シールボックス９内はその気密性が確保される。すなわち、支持プレート１０を駆動シリンダで後退させることにより、シールボックス９後端（図面の左側端）の開口部９１を閉鎖するのである。

また、この開口部９１の周縁部には支持プレート１０との間をシールするシール部材９２が設けられ、この支持プレート１０とシールボックス９との間のシール性を確保している。特に、この実施例のように支持プレート１０を駆動シリンダで後退させることで、その密着力を高めることができるため、耐久性の高いシール機能を果たすことができる。

前述のシールボックス９は、金型側に位置する第一シールボックス９３と、後端側に位置する第二シールボックス９４から構成している。この第一シールボックス９３と第二シールボックス９４は、その中央の合わせ面で分離可能となっており、第一シールボックス９３を移動金型３側に残して第二シールボックス９４のみを取り外すことができるように構成している。

すなわち、図４に示すように、第二シールボックス９４のみを取り外すように構成することにより、支持プレート１０および離型ピン８と共に、第二シールボックス９４を取り外すことができる。これにより、シールボックス９の内部９ａを開放することができるため、第一シールボックス９３の内壁に設けた冷却水配管の接続部１８と、移動金型３に差し込んだ冷却水配管１９との着脱メンテナンス作業を、容易に行うことができる。また、第一真空通路１１の連通口１１ｅも第一シールボックス９３に設けているため、第二シールボックス９４の取り外し作業も容易に行うことができる。

前述の移動金型３には、離型ピン８を貫通させる複数の貫通穴１７を設けている。この貫通穴１７と離型ピン８の隙間Ｓからキャビティ６内に外気が吸い込まれるため、シールボックス９を設け、外気の吸い込みを防止しているのである。

また、この移動金型３の背面側（左側）には、前述の複数の冷却水配管１９，１９を差し込んでいる。この冷却水配管１９は内部が二重管構造となっており、内側が冷却水の供給通路、外側がリターン通路として構成され、外部から冷却水を供給して移動金型３の冷却を行うように構成している。

さらに、移動金型３と移動ベース体５には、第二真空通路１２の連通口１２ｅも設け、キャビティ６内の真空吸引を行うように構成している。

前述の固定金型２には、移動金型３と同様にその背面側（右側）に複数の冷却水配管２０，２０が差し込まれている。これにより固定金型２でも冷却が行われる。また、この下部には、プランジャ７の注湯口７３を設けている。

また、この固定金型２と移動金型３の合わせ面には、図３に示すようにキャビティ６を取り囲むよう中空シール部材１４を設けている。すなわち、中央のキャビティ６とプランジャ７の注湯口７３、および開閉弁１２ｆ，１２ｆを一本の中空シール部材１４で取り囲むようにしてシールしている。

この中空シール部材１４は、円筒状の中空パイプで構成し、図２に示すように、その背面側から延びる連通管１４ａを介して、前述のエア供給通路１５に連結されている。これにより、この中空シール部材１４は、エア供給通路１５から供給される冷却エアにより冷却されることになるため、熱膨張による影響を少なくすることができる。

さらに、このように中空シール部材１４を中空パイプとすることで、キャビティ６が真空吸引された際に中空シール部材１４の径が拡張するため、シール性能も高めることができる。

前述の固定ベース体４には、その背面側（右側）に所定の凹部４ａを形成し、その内部で、連通管１４ａにエア供給通路１５やエア排出通路１６を連結している。また、冷却水配管２０，２０に該冷却水配管２０の接続部２１を連結している。この凹部４ａは、固定ベース体４の背面側に設けたカバー部材２２によって密閉され、キャビティ６の真空度に悪影響を及ぼさないようにシール部材２３を介して密閉している。

また、固定ベース体４の下部には、前述のプランジャ７を固定する固定スリーブ２４が設けられている。

前述のプランジャ７は、固定スリーブ２４の後方側（図面の右側）に突出固定した円筒状のスリーブ７１、その内部を前後方向（図面の左右方向）にスライド移動するロッド７４、ロッド７４の先端側に固定され溶湯を射出する射出チップ７２、射出チップ７２とロッド７４を連結するジョイント７５、および、そのジョイント７５に固定され、スリーブ７１と射出チップ７２との隙間を真空吸引する吸引管７６とから構成される。

図５にプランジャ７の詳細断面図を示す。図５に示すように、吸引管７６はロッド７４対して並列に配置され、その前端部をジョイント７５の円筒部７５ａに形成した貫通孔７７に固定し、中間部を固定プレート７８でロッド７４に固定し、後端部を上方に折り曲げることにより、前述の第三真空通路１３に連結している。

このように構成することにより、吸引管７６がジョイント７５の円筒部７５ａの前方の隙間Ｐを真空吸引することができるため、スリーブ７１内を真空状態にすることができ、スリーブ７１と射出チップ７２との隙間から外気がキャビティ６内に吸い込まれるおそれを無くすことができる。

次に、以上のように構成された鋳造装置の作動について、図６の鋳造作動フローを示したフローチャートによって説明する。

まず、Ｓ１で、移動金型３に図示しないスライドコアを型締めし、その移動金型３を固定金型２に合わせて閉鎖して金型締めをする。そして、Ｓ２で、離型ピン８を後退させる。このように離型ピン８を後退させることで、シールボックス９の内部９ａが密閉され、気密性が確保される。

次に、Ｓ３で、この気密性を確保した状態で第一真空通路１１によりシールボックス９内を真空吸引する。このように早いタイミングでシールボックス９内を真空吸引することで、貫通穴１７からのキャビティ６内への吸い込みを防止すると共に、ある程度大きな容量を有するシールボックス内部９ａを、確実に溶湯の射出前に真空状態にしておく。

そして、Ｓ４で、プランジャ７の低速射出を開始する。この低速射出は約３秒程度の短時間の工程であって、直接キャビティ６内に溶湯を射出する工程ではなく、スリーブ７１内の残留エアを外部に排出するために設定された工程である。

その後、Ｓ５で、スリーブ７１内を第三真空通路１３で真空吸引する。このように真空吸引することで、スリーブ７１内も真空状態になり、外気がキャビティ６内に吸い込まれるのを防止することができる。

そして、Ｓ６で、キャビティ６を第二真空通路１２で真空吸引する。この真空吸引は、他の真空吸引よりも高真空化した圧力で行う。この工程（Ｓ６参照）とほぼ同時にＳ７で溶湯の高速射出を開始する。この射出でキャビティ６内は、一気に溶湯が充填されて、鋳造製品が成形される。

その後、Ｓ８で射出が完了し、Ｓ９でキャビティ６の吸引も完了する。この工程（Ｓ９参照）とほぼ同時に、Ｓ１０でシールボックス９とスリーブ７１の吸引も完了する。

そして、一定時間経過後、Ｓ１１で、離型ピン８が前進して鋳造製品が押圧され、Ｓ１２で鋳造製品を離型して装置外部に取り出す。

なお、この離型ピン８が前進して鋳造製品が離型された状態について、図７に示す。図７に示すように、離型ピン８が前進（図面で右側に移行）することにより、ワークＷは、移動金型３から離型され、装置１外部に取り出すことが可能となる。

そして最後に、Ｓ１３で真空通路１１，１２，１３内をエアパージして、Ｓ１４で離型ピン８をセット位置に戻すことで、次の鋳造成形に備えることになる。

以上のような作業工程を経て、鋳造装置１を作動させるが、この作動フローでも分かるように、この実施例では、第二真空通路１２でのキャビティ６の真空吸引を、第一真空通路１１でのシールボックス９の真空吸引よりも遅い段階で行っている。

このように第二真空通路１２でのキャビティ６の真空吸引を遅い段階で行うことにより、射出の前にキャビティ６が高真空状態にならないため、「先湯」がキャビティ６内に流入することがなく、良質な鋳造製品を生産することが可能となる。

次に、以上のように構成した本実施例の作用および効果について詳述する。
この実施例による鋳造方法は、金型２，３を閉鎖した後、第二真空通路１２で該金型２，３内のキャビティ６を真空吸引し、溶湯を該キャビティ６内に加圧状態で注湯する鋳造方法であって、移動金型３の背面側に、気密性を確保した内部９ａに離型ピン８を配置し、該内部９ａが第一真空通路１１によって真空吸引されるシールボックス９を設け、前記金型２，３を閉鎖した後、シールボックス９の内部９ａを第一真空通路１１によって真空吸引して、その後、溶湯を注湯する際、金型２，３内のキャビティ６を第二真空通路１２で真空吸引しながら溶湯を該キャビティ６内に充填する方法である。

上記構成によれば、移動金型３の背面側に設けたシールボックス９によって、離型ピン８の貫通穴１７の気密性を確保した状態で、まず、シールボックス９の内部９ａを真空吸引し、その金型２，３内のキャビティ６を真空吸引しながら溶湯を充填する。すなわち、金型２，３内のキャビティ６が溶湯の注湯前に高真空となることはない。

このため、注湯を行うプランジャ７から「先湯」がキャビティ６内に流入するのを防止することができる。

よって、高真空化した加圧鋳造法の鋳造方法において、シールボックス９による吸込み防止構造を採用しつつも、注湯を行うプランジャ７から「先湯」がキャビティ６内に流入しないようにして、良質な鋳造製品を生産することができる。

また、この実施例では、前記シールボックス９の内部の真空吸引圧よりも、前記金型２，３内のキャビティ６の真空吸引圧をより高真空化した方法である。

上記構成によれば、シールボックス９の内部の真空吸引圧よりも、金型２，３内のキャビティ６の真空吸引圧を高真空化することで、シールボックス９の内部よりも金型２，３内のキャビティ６が高真空化されることになる。このため、低い真空吸引圧でシールボックス９による吸込み防止機能を確保しつつも、高真空化した加圧鋳造を行うことができる。さらに、始めに付与される真空吸引圧が低いため、「先湯」の発生も確実に防止することができる。

この実施例による鋳造装置１は、閉鎖された金型２，３内のキャビティ６を真空吸引し、該キャビティ６内に溶湯を加圧状態で注湯する鋳造装置１であって、移動金型３の背面側に設け、気密性を確保した内部に離型ピン８を配置するシールボックス９と、該シールボックス９に接続され、金型２，３を閉鎖した後にシールボックス９の内部を真空吸引する第一真空通路１１と、溶湯を注湯する際、金型２，３内のキャビティ６を真空吸引する第二真空通路１２を備えたものである。

上記構成によれば、気密性を確保した内部９ａに離型ピン８を配置するシールボックス９を移動金型３の背面側に設け、第一真空通路１１で成形金型を閉鎖した後にシールボックス９の内部を真空吸引し、第二真空通路１２で溶湯を注湯する際、金型２，３内のキャビティ６を真空吸引することになる。すなわち、金型２，３内のキャビティ６を真空吸引する第二真空通路１２が、溶湯の注湯前に金型２，３内のキャビティ６を真空吸引することがないため、金型２，３内のキャビティ６が溶湯の注湯前に高真空となることはない。

このため、注湯を行うプランジャ７から「先湯」がキャビティ６内に流入するのを防止することができる。

よって、高真空化した加圧鋳造法の鋳造装置１において、シールボックス９による吸込み防止構造を採用しつつも、注湯を行うプランジャ７から「先湯」がキャビティ６内に流入しないようにして、良質な鋳造製品を生産することができる。

また、この実施例では、前記シールボックス９を、前記離型ピン８を支持する支持プレート１０が後退位置に移動した状態で気密性を確保するように構成したものである。

上記構成によれば、離型ピン８を支持する支持プレート１０を、後退位置に移動させることにより、シールボックス９の気密性を確保することができる。このため、離型ピン８を支持する支持プレート１０をシール部材としても兼ねさせることができ、また、支持プレート１０を移動する駆動力を利用することで、耐久性の高いシール機構を構成することができる。

また、この実施例では、前記シールボックス９を、第一シールボックス９３と第二シールボックス９４に分割できるように構成し、第一シールボックス９３に金型の冷却水配管１９の接続部１８を設けたものである。

上記構成によれば、シールボックス９を分割して、このうち第一シールボックス９３に金型の冷却水配管１９の接続部１８を設けることになる。このため、シールボックス９を密閉して、気密性を確保できるように構成した場合であっても、金型２，３の冷却水配管１９を差し替える等のメンテナンス作業を、シールボックス９を分割することで容易に行うことができる。

また、この実施例では、前記金型２，３のキャビティ６を取り囲む合わせ面に中空シール部材１４を配設し、該中空シール部材１４の中空部に冷却エアを供給するエア供給通路１５を備えたものである。

上記構成によれば、加圧された溶湯が噴出しやすい合わせ面のシールを中空シール部材１４で構成し、その中空部に冷却エアを供給することで、中空シール部材１４の熱害を抑えることができ、耐熱性を高めることができる。

さらに、冷却エアの圧力を金型２，３のキャビティ６内の圧力よりも高くした場合には、中空シール部材１４の径を膨張させることもできるため、シール性をさらに高めることができる。

また、この実施例では、前記金型２，３のキャビティ６内に溶湯を注湯するプランジャ７を備え、該プランジャ７のスリーブ７１と射出チップ７２との間の隙間を真空吸引する第三真空通路１３を備えたものである。

上記構成によれば、プランジャ７のスリーブ７１と射出チップ７２との間の隙間Ｐを第三真空通路１３で真空吸引することで、スリーブ７１と射出チップ７２との間の隙間Ｐが真空状態となるため、プランジャ７からの外気の吸い込みを防ぐことができる。

このため、キャビティ６内に外気と共に吸い込まれる「先湯」の発生を防ぐことができ、良質な鋳造製品を生産することができる。

なお、以上の実施例では、第一真空通路１１、第二真空通路12および第三真空通路１３をそれぞれ別々に設けたが、第一真空通路と第二真空通路、または、全ての真空通路を共通化して、それぞれの場所の真空化するタイミングを異ならせるように構成してもよい。

この発明の構成と、前述の実施例との対応において、
この発明の成形金型は、実施例の固定金型２、移動金型３に対応し、
真空吸引手段、第一真空吸引手段、第二真空吸引手段は、第一真空通路１１、第二真空通路１２に対応するも、
この発明は、前述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、様々な鋳造方法および鋳造装置の実施例を含むものである。

本実施例の鋳造装置を示した全体概略図。 鋳造装置の断面図。 固定金型と固定ベース体の合わせ面側からの正面図。 第二シールボックス等を分割した状態の断面図。 プランジャの断面図。 鋳造作動フローを示すフローチャート。 鋳造装置から鋳造製品を離型する状態図。

１…鋳造装置
２…固定金型（成形金型）
３…移動金型（成形金型）
６…キャビティ
７…プランジャ
８…離型ピン
９…シールボックス
１０…支持プレート
１１…第一真空通路（真空吸引手段、第一真空吸引手段）
１２…第二真空通路（真空吸引手段、第二真空吸引手段）
１３…第三真空通路（真空吸引手段、第三真空吸引手段）
１４…シール部材
１５…エア供給通路（冷却エア供給手段）
１８…接続部
１９…冷却水配管
７１…スリーブ

Claims (5)

1. 複数の成形金型を閉鎖した後、真空吸引手段で該成形金型内のキャビティを真空吸引し、溶湯を該キャビティ内に加圧状態で注湯する鋳造方法であって、
   前記成形金型の背面側に、気密性を確保した内部に離型ピンを配置し、該内部が第一真空吸引手段によって真空吸引されるシールボックスと、
   前記溶湯をキャビティ内に注湯するプランジャと、を備え、
   前記成形金型を閉鎖した後、シールボックスの内部を第一真空吸引手段によって真空吸引し、
   次に、前記プランジャによる溶湯の低速射出を開始し、
   次に、前記プランジャとスリーブとの間の隙間を真空吸引する第三真空吸引手段によって、スリーブ内を真空吸引し、
   その後、溶湯を注湯する際、前記成形金型内のキャビティを真空吸引する第二真空吸引手段によって、前記シールボックス内の真空吸引圧よりも高真空化された真空吸引圧で成形金型内のキャビティを真空吸引しながら溶湯を該キャビティ内に高速射出する
   鋳造方法。
2. 閉鎖された成形金型内のキャビティを真空吸引し、該キャビティ内に溶湯を加圧状態で注湯する鋳造装置であって、
   前記成形金型の背面側に設けられて、気密性を確保した内部に離型ピンを配置するシールボックスと、
   該シールボックスに接続され、成形金型を閉鎖した後に該シールボックスの内部を真空吸引する第一真空吸引手段と、
   前記成形金型のキャビティに接続され、溶湯を注湯する際、成形金型内のキャビティを真空吸引する第二真空吸引手段と、
   前記成形金型のキャビティ内に溶湯を注湯するプランジャと、
   前記プランジャとスリーブとの間の隙間に接続され、
   該プランジャとスリーブとの間の隙間を真空吸引する第三真空吸引手段と、
   前記成形金型を閉鎖した後、シールボックス内部を第一真空吸引手段で真空吸引し、
   前記プランジャにより溶湯の低速射出を開始し、
   前記スリーブ内を第三真空吸引手段によって真空吸引し、
   前記成形金型内のキャビティ内を、第二真空吸引手段によって、第一真空吸引手段の真空吸引圧よりも高真空化された真空吸引圧で真空吸引しながら溶湯を該キャビティ内に高速射出するよう前記プランジャおよび各真空吸引手段を制御する制御手段とを備えた
   鋳造装置。
3. 前記シールボックスを、前記離型ピンを支持する支持プレートが後退位置に移動した状態で気密性を確保するように構成した
   請求項２記載の鋳造装置。
4. 前記シールボックスを、複数に分割できるように構成し、
   分割シールボックスに成形金型の冷却水配管の接続部を設けた
   請求項２または３記載の鋳造装置。
5. 前記成形金型のキャビティを取り囲む合わせ面に中空状のシール部材を配設し、
   該シール部材の中空部に冷却エアを供給する冷却エア供給手段を備えた
   請求項２〜４の何れか１つに記載の鋳造装置。

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