JP7127526B2 - ダイカストマシンの射出装置および鋳造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、真空ポンプを用いてスリーブの内側を吸引するダイカストマシンが記載されている。
かかるダイカストマシンは、スリーブの内側および金型のキャビティを吸引するために第1~第4の吸引装置を備えている。スリーブの内側の吸引には第1吸引装置および第2吸引装置が用いられる。第1吸引装置は、アルミニウム合金等の溶湯が注入される注湯口の近傍でかつ注湯口よりも前方に位置する孔を通じてスリーブ内を吸引する。第2吸引装置は、プランジャのチップとプランジャロッドのフランジとの間のくびれ部とスリーブの内周面との間に形成される閉空間を吸引することにより、チップのくびれ部とスリーブの内周面との間の隙間を介してスリーブ内を吸引する。くびれ部により形成された閉空間の吸引は、プランジャロッドのフランジに軸方向に沿って形成された貫通孔を通じて行われる。
次いで、注湯口の近傍の孔がチップにより閉鎖される位置までプランジャが前進すると、第2吸引装置による吸引に移行する。第2吸引装置は、プランジャのくびれ部とスリーブの内周面との間に区画された閉空間をプランジャロッドのフランジの軸方向の貫通孔を通じて吸引することで、スリーブ内のチップよりも前方の空間を吸引する。
第2吸引装置による吸引を開始した後、第3吸引装置によりキャビティ内の吸引を開始する。
特許文献1の記載によれば、第1吸引装置によりキャビティ内がスリーブを介して吸引されるため、キャビティ内の真空度がスリーブ内の真空度よりも高くなることが防止され、これにより先湯の発生が抑制される。
「溶湯が暴れる」は、例えばスリーブの後端からプランジャとスリーブとの径方向の隙間を通じてチップよりも前方に外気が吹き込むことで、溶湯が泡立ち飛散したり、湯面が激しく揺れ動いたりすることを言う。こうした溶湯の暴れに起因して吸引用の経路が閉塞したり、吸引効率が低下したりすることなく、スリーブ内の気体を安定して吸引したい。
特許文献1に記載されたダイカストマシンについても、スリーブ内の吸引時に溶湯が暴れることで吸引用の孔や配管が閉塞するリスクがある。
「吸引用凹部の内側」は、チップとスリーブとの間に区画された空間を意味するものとする。
Lp0<Ls1+n×Ls2+(n-1)×Ls3-Lp1
Lp2≧Ls2
Lp0>Ls3
〔第1実施形態〕
図1~図12を参照し、第1実施形態に係るダイカストマシン100について説明する。
(ダイカストマシンの概略構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る射出装置1を備えたダイカストマシン100の概略側面図(一部に断面図を含む)である。
ダイカストマシン100は、可動金型22が設置された可動盤4と、固定金型21が設置された固定盤5と、可動盤4および固定盤5を支持するマシンベース8と、キャビティ23に向けて溶湯18を射出する射出装置1と、ダイカストマシン100の各部の動作を制御する制御装置3とを備えている。
ダイカストマシン100は、スリーブ11内を安定して吸引するため、後述するようにスリーブ11内への外気の流入を十分に抑制可能な構造を射出装置1に備えていることを主な特徴とする。
可動盤4と固定盤5の挿通孔には、4本のタイバー7が挿通されている。可動盤4はタイバー7に沿って固定盤5に対して進退自在に移動する。固定金型21と可動金型22が、図1に示す様に係合することによって、それらの間にキャビティ(製品部)23が形成される。アルミニウムやアルミニウム合金等の溶湯18がキャビティ23に射出・充填されることで、鋳造成形品が製造される。
射出装置1に関し、溶湯18を射出する際のプランジャ12の移動方向の前方、つまり、キャビティ23に近い側を「前」と定義し、キャビティ23から遠い側を「後」と定義するものとする。
溶湯18を射出する際にプランジャ12は前方に向けて移動し、射出後は、後方に向けて移動する。プランジャ12が前進および後退する方向(前後方向)のことを「進退方向」と定義するものとする。
スリーブ11の内側と、固定金型21の孔10とを含んで貯湯室が形成されている。この貯湯室は、ランナー24およびゲート25を介してキャビティ23に連通している。
プランジャ12の位置の検知は、一例として、油圧シリンダのストロークに対応してピストンロッドに設けられたマークを、非接触センサで検知することで行われる。その他の例として、プランジャロッド19に設けたスイッチレバーと、複数の固定リミットスイッチ等とを用いることもできる。
本実施形態のスリーブ11には、真空吸引系統2によりスリーブ11の内側の気体を吸引可能とするため、スリーブ11の内側と外側とに亘り貫通した複数の吸引口14~17(ここでは4つ)がスリーブ11の軸方向(D1)に並んで配置されている。これらの吸引口14~17は、スリーブ11の内側に供給される溶湯18の湯面18A(図4(a))よりも上方に位置するように、スリーブ11の上部に形成されている。
なお、プランジャ12の前進を一旦停止した状態で前方空間75および吸引用凹部120の内側の双方を真空吸引することも想定するものとする。
スリーブ11の内部に臨む吸引用の開口の面積を大きく確保して吸引の効率を向上させるため、また、吸引用の開口や経路の閉塞に対する通気確保の冗長性の観点からも、スリーブ11内の真空吸引に複数の吸引口14~17が使用されることが好ましい。
そうすると、吸引に用いる開口の面積を十分に確保しつつ、プランジャ12の前進時に吸引用凹部120を複数の吸引口14~17に順次連通させて前方空間75と吸引用凹部120の内側との双方から継続的に吸引することができるので、前方空間75への外気流入による溶湯18の暴れを抑制することができる。
進退方向D1に分布している複数の吸引口14~17によれば、後述するように、スリーブ11内の真空吸引を開始した後、スリーブ11内の真空吸引を終了するまでの間の常時、少なくとも1つの吸引口を通じて前方空間75を吸引するとともに、少なくとも1つの吸引口を通じて吸引用凹部120の内側を吸引することができる。
スリーブ11に、軸方向や周方向に長い1つの吸引口を形成し、その吸引口に真空吸引用のラインが接続されるようにしてもよい。但し、典型的には、円形の吸引口に、断面円形の吸引用配管が接続される。
第1吸引口14が最も後方に位置し、第4吸引口17が最も前方に位置している。
かかる真空吸引系統は、例えば、固定金型21と可動金型22との境界部に備えられたチルベント27(Chill‐Vent)に設けられている1以上の連結口28を通じて、キャビティ23から空気等の気体を直接的に吸引する。吸引される気体には、空気の他、溶湯や金型離型剤の蒸気等が含まれうる。
チルベント27の代わりに、図示しない真空バルブが固定金型21と可動金型22との境界部に設置される場合もある。その場合は、真空バルブを通じてキャビティ23から直接的に気体を吸引することができる。
また、金型に設けられている図示しない真空吸引系統による吸引開始に先行して、スリーブ11の吸引口14~17を用いる真空吸引系統2による吸引開始を開始することによっても、先湯を防止することができる。
先湯の防止により、欠け(chipping)、剥離(peeling)、めくれ(Stripping for shot blast)等の不良の低減に寄与できる。
図3(a)~(d)は、給湯工程から射出充填工程までの一例を説明する図である。図3(a)~(d)では、吸引口14~17に接続されている真空吸引系統2の図示が省略されている。
この後、プランジャ12の前進により、スリーブ11の内側においてプランジャ12のチップ20よりも前方に区画された空間を真空吸引系統2により吸引することが可能となる。
具体的には、プランジャ12がスリーブ11の後端近傍における待機位置において前進を開始してから、スリーブ11の前端近傍における作動位置に移動するまでの過程において、プランジャ12の前進開始から、押し出された溶湯18がランナー24を経由してゲート25に到達するまでの間が低速領域に相当する。それ以降、キャビティ23が溶湯18で満たされるまでの間が高速領域に相当する。
プランジャ12の前進速度の制御は、上記に限られない。例えば、低速、中速、高速というように、前進速度を段階的に増加させるようにしてもよい。
その後、プランジャ12によって保圧力(増圧力)が付与された状態で、キャビティ23の溶湯18が冷却され十分に固化されたならば、可動盤4が移動することで金型21,22が開く。金型21,22が開くと、押出板41(図1)に取り付けられた複数の押出ピン42が駆動されることによって製品が押し出されるので、金型21,22から製品を取り出すことができる。
図2を参照し、スリーブ11の内側を吸引可能な真空吸引系統2の一例を説明する。真空吸引系統2は、真空ポンプ37と、真空タンク36と、合流・分配部34と、スリーブ11の吸引口14~17に個別に対応する吸引経路51とを備えている。
各吸引経路51は、スリーブ11内から吸引される気体の流れの上流から下流に向けて、真空引き用の真空フィルタ31と、吸引経路51内の圧力を検出する圧力計、連成計、圧力センサ等である圧力検出部32と、吸引口14~17を選択的に真空タンク36に連通させる選択バルブ33とをこの順序で備えている。
吸引経路51には、溶湯カスを捕集する捕集器を設置することもできる。
吸引口14~17は、プランジャ12の進退方向D1における位置や、吸引口14~17からの吸引の状態等に応じて、真空タンク36と選択的に連通されることが好ましい。圧力検出部32により検出された吸引経路51内の圧力等に基づいて、所定の選択バルブ33を開閉させることができる。圧力検出部32が、圧力検出信号の出力が可能な圧力センサであり、選択バルブ33が電磁弁である場合は、制御装置3により、圧力検出部32による圧力検出信号に基づいて選択バルブ33に制御指令を送り、選択バルブ33の開閉を制御することができる。
なお、選択バルブ33は、上述のように検出圧力の逸脱時や、詰まりを抑えたい場合に閉められるばかりでなく、後述するように進退方向D1におけるプランジャ12の位置等に応じて開閉されるように、制御することができる。
また、金型や製品に適合するように、各吸引口14~17の使用/不用を選択バルブ33により選択することで、同一のスリーブ11にて種々の製造条件に対応することができる。製造条件毎にスリーブ11を用意する必要がないため、経済的である。
本実施形態では、吸引口14~17と、吸引口14~17のそれぞれの吸引経路51を、加圧された空気をスリーブ11の内側に噴出させるエアブロウを実施するための経路としても使用する。エアブロウにより、吸引経路51や吸引口から溶湯カスを除去することができる。
エアブロウを行う加圧空気供給系統9(図2)は、加圧空気の供給源である圧縮空気源39と、圧縮空気源39により空気が送り込まれることで内部に圧力を蓄える加圧タンク38とを備えている。
本実施形態の真空吸引系統2および加圧空気供給系統9は、合流・分配部34よりも下流(真空吸引時の下流)に設置される真空/エアブロウ切換弁35を含んで構成されている。真空/エアブロウ切換弁35は、合流・分配部34の接続先を真空引きの配管55とエアブロウの配管56とに切り換えることで、真空吸引の実施とエアブロウの実施とを切り換える。
合流・分配部34よりも上流(真空吸引時の上流)の吸引経路51は、真空引き時とエアブロウ時とにおいて共通である。したがって、吸引口14~17への配管の付け替えにより鋳造品の生産が中断することなく、エアブロウと真空引きとを連続して行うことができる。
そこで、吸引口14~17のうち詰まり易い吸引口についてのみエアブロウを行ったり、吸引口14~17の全数のエアブロウを行った後、さらに、検出された圧力に基づき、一部の吸引口のみについて重点的にエアブロウを行ったりすることもできる。
エアブロウ時においても、圧力検出部32により吸引経路51内の圧力を監視することが好ましい。そうすると、検出された圧力がエアブロウ時の正常範囲から外れていたならばエアブロウを継続し、正常範囲に収まったならばエアブロウを終了する、といった処理が可能である。また、検出された圧力がエアブロウ時の閾値に対して過大である場合に、音や光等により報知することができる。
例えば、図3(d)に示すようにキャビティ23が溶湯18で満たされたタイミング(速度・圧力切換点/VP(Velocity Pressure)切換点)において、吸引口14~17のいずれについても、エアブロウを実施することが好ましい。このときエアの噴流により各吸引口14~17からスリーブ11内に溶湯カスが落下したとしても、その後、プランジャ12が後退して図3(a)に示すように原位置まで戻る際に、プランジャチップ20の後端20Bにより機械的に、溶湯カスをスリーブ11の外に確実に掻き出すことができるためである。つまり、スリーブ11内に溶湯カスが無い状態で、次の射出サイクルを開始することができる。
真空吸引系統2(図2)により吸引されたスリーブ11内は、大気圧に対して負圧となる。そのため、スリーブ11の外側の大気である外気とスリーブ11内の気体との圧力差に基づいて、スリーブ11の後端のプランジャロッド19の周りの空間88の外気が、プランジャチップ20とスリーブ11との間の隙間を通じて、スリーブ11内の溶湯18が貯留された空間75に流入したならば、溶湯18が泡立ち飛散したり、湯面18Aが激しく揺れ動いたりする。このように溶湯18が暴れたならば、それに伴い、スリーブ11内の溶湯18に由来する溶湯カスの量が増大する。また、溶湯18が暴れると、溶湯18に気体が巻き込まれ易い。
そして、溶湯18の暴れを抑えることで溶湯18への気体の巻き込みが抑えられるため、巻き込み巣の発生を防ぐことができる。
まず、図4~図8および図13を参照し、プランジャチップ20の外周部とスリーブ11の内周部との間を封止するための部材(摺動シール70およびシール部材79)について説明する。摺動シール70等の部材の熱膨張に対応して外気の流入をより十分に防止するため、摺動シール70にシール部材79を組み合わせた構成を以下に説明する。但し、摺動シール70単体のみによっても、スリーブ11内の前方の空間75への外気の流入を防いで溶湯暴れの抑制に寄与することができる。そのため、射出装置1が、摺動シール70およびシール部材79のうちの摺動シール70のみを備えていれば足りる。
また、前方空間75と吸引用凹部120の内側との双方を吸引することに関し、スリーブ11の各部の寸法とプランジャチップ20の各部の寸法とに係る要件についても、主に図12を参照して説明する。
なお、射出装置1が摺動シール70を備えているか、あるいは摺動シール70およびシール部材79を備えているならば、必ずしもシール剤を用いる必要がない。
(プランジャの構成)
まず、プランジャ12(図4(a)、(b)、および図5(a))の構成を説明する。プランジャ12は、上述したように、プランジャロッド19と、その前側に設けられるプランジャチップ20とを備えている。
以下では、プランジャ12やスリーブ11の径方向のことを径方向D2と称する。径方向D2は、進退方向D1に対して直交する。
また、プランジャ12やスリーブ11の周方向のことを周方向D3と称するものとする。図4(b)に示すプランジャ12の横断面の円周方向は、周方向D3に相当する。
プランジャロッド19が軸方向に駆動されると、プランジャロッド19およびプランジャチップ20の全体が一体に進退方向D1に沿って前進、あるいは後退する。
プランジャチップ20の熱膨張を抑えるため、プランジャチップ20の内部には、水等の冷却媒体を循環させる機構(図示しない)が設けられている。プランジャチップ20の内部に形成された図示しない流路を冷却媒体が流れることで、プランジャチップ20が冷却される。
プランジャチップ20は、適宜に複数の部材に分割して構成することができる。
この吸引用凹部120は、プランジャチップ20の全周に亘り連続しているため、スリーブ11の内周部11Aと、吸引用凹部120に対応する小径部203の外周部203Aとの間には、環状の横断面を呈する空隙が形成される。
摺動シール70の数は、1でも3以上であってもよい。シール部材79の数も同様である。
本実施形態では、2つの摺動シール70および2つのシール部材79のいずれも、吸引用凹部120よりも後方の第2大径部202に設けられている。
摺動シール70およびシール部材79は、第1大径部201および第2大径部202のいずれか一方あるいは両方に設けることができる。
摺動シール70(図4(a)、(b)、および図5(a))は、プランジャチップ20の第2大径部202の外周部に沿って周方向D3に連続している。摺動シール70は、周方向D3の一部における不連続な箇所である不連続部71を含んで環状に形成されている。摺動シール70は、図4(b)および図6に示すように、略円環のリング状に形成された部材である。
このとき、摺動シール70は、弾性力により径方向D2の外側に向けてスリーブ11の内周部11Aを押圧している。この摺動シール70の弾性力により、摺動シール70の外周部70Bとスリーブ11の内周部11Aとの間が封止される。
摺動シール70の径、板厚(径方向D2の寸法)、幅(進退方向D1の寸法)、および不連続部71の空隙の寸法は、封止に必要な弾性や剛性等を考慮して適宜に定めることができる。
複数の摺動シール70のそれぞれの径は、典型的には同一である。但し、プランジャチップ20における各摺動シール70の取付位置とスリーブ11の内周部11Aとの間の間隙の寸法が相違している場合は、その限りではない。
シール保持部材72は、摺動シール70に使用可能な金属材料と同様の金属材料から構成することができる。このシール保持部材72は、全周に亘り連続した環状の部材であってもよいし、周方向D3に分割された複数の部材から構成されていてもよい。
シール保持部材72には、摺動シール70を保持できるように適宜な径を与えることができる。
シール保持部材72の外周部72Aとスリーブ11の内周部11Aとの間には、所定のクリアランスを与えることができる。このクリアランスを小さくすると、前方空間75への外気流入を抑制することに寄与する。なお、シール保持部材72が、スリーブ11の内周部11Aに接触することも許容される。
不連続部71は、外気の吹き抜けを防止するため、図5(a)、(b)、および図6に示すように、第1空隙711と、第2空隙712と、第1空隙711および第2空隙712を接続する分割部715とを含んでいることが好ましい。
第1空隙711および第2空隙712は、周方向D3に互いにシフトしているとともに、進退方向D1にも互いにシフトしている。
摺動シール70は、第1空隙711、第2空隙712、および分割部715により、幅方向(D1)の全体に亘り一端部701と他端部702とに分離可能に分割される。
以下、図5(b)に示す例に基づいて説明する。
一端部701および他端部702はいずれも鉤状に形成されている。
一端部701における前側には、他端部702に向けて突出する前側凸部701Aが形成されている。他端部702における後側には、一端部701に向けて突出する後側凸部702Aが形成されている。
なお、摺動シール70の一端部701および他端部702は、必ずしも鉤状に形成されていなくてもよく、単純には、軸方向(D1)に沿って直線的に形成されていてもよい。一端部701および他端部702が直線的に形成される場合に好適な構成例(図13(a)および(b))については後述する。
第2空隙712は、前側凸部701Aの後側に隣接して、後側凸部702Aの先端と一端部701との間に区画されている。
第1空隙711の周方向D3の寸法と、第2空隙712の周方向D3の寸法とは同等に設定されているが、異なっていてもよい。
一端部701の前側凸部701Aと、他端部702の後側凸部702Aとは、第1空隙711および第2空隙712を残しつつ、幅方向(D1)内側の端面701B,702B同士が突き当てられるように配置される。端面701Bと端面702Bとの間には隙間がないことが好ましい。
なお、分割部715が、摺動シール70の幅方向の中心よりも前方あるいは後方にシフトしていてもよい。
本実施形態では、2つの摺動シール70のそれぞれの不連続部71が互いに180°離れている。
2つの摺動シール70の間に位置するシール保持部材72を省略したとしても、2つの摺動シール70間への廻り止め等の設置や、他のシール保持部材72および第2大径部202の前端の部位202Aを用いることにより、2つの摺動シール70の回転を規制することができる。
2つの摺動シール70の間に位置するシール保持部材72を省略した場合は、図13に示す摺動シール81,82と同様に、2つの摺動シール70を互いに近接して配置し、それらの摺動シール70の境界をシール部材79により径方向内側から封止するとよい。
次に、シール部材79(図4(a)、図5(a)、および図6)は、摺動シール70の径方向D2の内側に配置されている。シール部材79は、ゴム系材料を用いて、連続した円環状に構成された、所謂Oリングである。
シール部材79は、摺動シール70とプランジャチップ20の第2大径部202との間で径方向D2に撓んで、図4(b)、図7(a)および(b)に示すように、それらの間の隙間Gpを封止する。シール部材79は、径方向D2の弾性力により、摺動シール70の内周部70Aと第2大径部202の外周部20Cとに押圧されることで、隙間Gpを封止する。
なお、スリーブ11は、典型的には、熱間金型用鋼を用いて構成されている。
また、溶湯18に接触するチップ20の前端20A側と比べると後端20B側の温度は低いため、耐熱の観点からは、チップ20における第2大径部202に摺動シール70およびシール部材79が設けられることが好ましい。
シール部材79の外径や内径、断面径等の寸法は、隙間Gpが最大に拡がった際に、シール部材79が弾性変形量を減少させつつも隙間Gpを封止した状態を維持するように、適宜に定めることができる。
シール部材79は、シール保持溝202Cに保持されていることで、進退方向D1への位置ずれが規制される。
まず、シール部材79および摺動シール70が装着されたプランジャチップ20と、プランジャロッド19とを組み付けてプランジャ12(図5(a))を製造する。
プランジャチップ20にシール部材79および摺動シール70を装着する際には、プランジャチップ20の第2大径部202のシール保持溝202Cにシール部材79を保持した状態で、シール部材79の周りに、第2大径部202の後端側から、摺動シール70およびシール保持部材72を軸方向の所定の順序で挿入する。
上記の状態に摺動シール70およびシール部材79をプランジャ12とスリーブ11とに装着するステップを経て、射出装置1が製造される。
ダイカストマシン100による鋳造プロセスにおいては、溶湯18への空気の巻き込みを抑えるため、真空吸引系統2(図2)により、スリーブ11の内側において少なくとも溶湯18が貯留されている空間75を吸引により減圧させる。
こうしてスリーブ11内の真空吸引を行う鋳造について、以下に、摺動シール70およびシール部材79による作用および効果を説明する。
本実施形態では、プランジャチップ20の前端20Aよりも前方の空間75と、吸引用凹部120の内側とが真空吸引系統2により吸引される。吸引用凹部120の内側の吸引は、以下に述べる作用および効果を得るにあたって必ずしも前提とはされない。
一方、プランジャチップ20は、典型的には水冷されており、また、スリーブ11に対してプランジャ12が後退しているときにロッド19から外気へと放熱される。そのため、プランジャチップ20も熱膨張により径が拡大するとは言え、スリーブ11や摺動シール70等と比べてプランジャチップ20の熱膨張による変形量は小さい。
それでも、シール部材79は弾性変形した状態にあり、プランジャチップ20の外周部20Cと摺動シール70の内周部70Aとに押圧されているため、隙間Gpは封止された状態に維持される。
しかも、本実施形態では、摺動シール70の不連続部71を通じて外気が前方へと吹き抜けることも防止する。不連続部71の第2空隙712に後方から外気が流入したとしても、第2空隙712の前側に隣接する領域(前側凸部701A)の後方の端面701B(図5(a)、図7(a)および(b))が外気を遮蔽する壁として機能することで、第2空隙712から第1空隙711へと外気が直進しない。そのため、外気に抵抗を与え、不連続部71を外気が通過することを抑えることができる。
さらに、分割部715が径方向D2の内側からシール部材79により封止されていることで、第2空隙712に流入した外気が、径方向D2の内側を通って第1空隙711に流入することも避けることができる。
本実施形態のように複数の摺動シール70が進退方向D1に並んで配置されていると、後方から前方に向かう外気の流れに対して、不連続部71における壁(701B)の数が増えるため、外気の流れを遮蔽する効果が向上する。
しかも、上流の摺動シール70と下流の摺動シール70とのそれぞれの不連続部71が周方向D3に離れていると、上流の摺動シール70の不連続部71を通過した外気が、下流の摺動シール70の不連続部71へと直進しない。この点でも、外気の流れを遮蔽する効果が向上する。
その結果、溶湯18の暴れが抑制されるため、溶湯カスに起因する吸引口14~17、吸引経路51の閉塞や吸引効率の低下を避けながら、スリーブ11内を所望の真空度にまで減圧させて巻き込み巣の発生を防ぐことができる。
また、摺動シール70およびシール部材79により、スリーブ11等の熱膨張により径方向D2に変化する間隙が封止された状態に維持されるので、セラミック系の材料やサーメット等の熱膨張率が小さい材料から構成された高価なスリーブ11を採用する必要もない。
以上より、装置コストを抑えつつ、スリーブ11内の真空吸引により巻き込み巣の発生を抑えて鋳造製品の品質を向上させることができる。
本実施形態によれば、従来、溶湯カスに起因して吸引用の孔や経路がたちまち閉塞しがちなスリーブ真空吸引にあって、吸引用の経路の閉塞や吸引効率の低下を避けてスリーブ11内の安定した吸引を実現することができる。本実施形態によれば、経路の閉塞等を避けるためにスリーブ内における真空度や溶湯充填率を抑えて真空吸引を行う必要がないので、高真空度・高充填率のスリーブ真空吸引を実現することができる。
図8(a)に示す射出装置1は、1つの摺動シール70と、1つのシール部材79とを備えている。
図8(b)に示す射出装置1は、3つの摺動シール70と、2つのシール部材79とを備えている。この例に示すように、必ずしも摺動シール70の全数について、摺動シール70の径方向D2の内側にシール部材79が配置されていなくてもよい。進退方向D1に並んだ摺動シール70のうち、径方向D2内側の封止が必要な摺動シール70に対してのみシール部材79を配置することが許容される。
この例に示すように、摺動シール70とシール部材79とが必ずしも同数である必要はない。
隣り合う第1、第2摺動シール81,82のそれぞれの不連続部80は、軸方向(D1)に沿って直線的に形成されている。これらの不連続部80は、周方向D3に互いにシフトしていることが好ましい。ここでは、第1、第2摺動シール81,82のそれぞれの不連続部80が互いに180°離れている。
そして、第1、第2摺動シール81,82の境界80Bは、図13(b)に示すように、シール部材79により径方向D2の内側から封止されている。ここに示す例では、シール部材79の外端79Aが、境界80Bが延びている周方向D3に沿って、境界80Bおよびその近傍に突き当てられて密着している。
第2摺動シール82の不連続部80は、上記実施形態における第2空隙712に相当する。
第1摺動シール81と第2摺動シール82との軸方向(D1)における境界80Bは、上記実施形態における分割部715に相当する。
したがって、図13(a)および(b)に示す構成によれば、上記実施形態の摺動シール70と比べて簡素な加工による摺動シール81,82を用いていながら、上記実施形態と同様に、スリーブ11内の前方空間75に向けて外気が流入するのを防止する効果を得ることができる。
本実施形態では、上述したように、スリーブ11内におけるプランジャチップ20の前端20Aよりも前方の空間75からの吸引に加えて、それよりも後方の吸引用凹部120の内側からも吸引することにより、空間75および吸引用凹部120の内側のいずれも大気圧に対して減圧させる。
本実施形態では、吸引口14~17を通じて吸引用凹部の内側120が吸引される。これに限らず、例えば、第2大径部202に軸方向に形成された孔を通じて吸引用凹部120の内側を吸引することも許容される。軸方向の孔は、プランジャ12の進退方向D1の位置にかかわらず、吸引用凹部120の内側に常に連通しているため、スリーブ真空吸引の開始から終了まで常時、軸方向の孔を通じて吸引用凹部120の内側を吸引することができる。
そのため、前方空間75および吸引用凹部120の内側に個別に真空吸引系統を備える場合と比べて、真空ポンプ37や真空タンク36等の装置コストを低減することができる。また、真空吸引系統の数が少ないことで、気体の漏れ(リーク)の点検箇所が少ないため、点検作業効率が良い。
前方空間75の圧力P2と吸引用凹部120の内側の圧力P1との差(P1-P2)に基づいて吸引用凹部120の内側から前方空間75へと外気が流入するのを防ぐ観点からは、第1大径部201に摺動シール70およびシール部材79を設けるとよい。
次に、複数の吸引口14~17を通じて、前方空間75と吸引用凹部120の内側とを継続的に吸引することについて説明する。
プランジャ12を前進させて行う射出のプロセスの序盤から終盤までの間における出来るだけ長い期間に亘り、かつ、出来るだけ間断なく、前方空間75および吸引用凹部120の内側から継続的に吸引することが好ましい。溶湯18を貯留する前方空間75への外気の流入を抑えて前方空間75から気体を安定して継続的に、十分に吸引するためである。
かかる構成によれば、前方空間75と吸引用凹部120の内側とにそれぞれ連通する1以上の吸引口を通じて、前方空間75が吸引される間に亘り、吸引用凹部120の内側を間断なく吸引して、前方空間75への外気流入を抑えることができる。
まず、図9および図10を参照して鋳造の各工程を説明する。
以下では、真空吸引系統2による真空吸引のことを「スリーブ真空」と称するものとする。
一方、スリーブ真空を実施する場合は(ステップS11でYes)、回路Aによる処理(図10)を行い、かつ、増圧切換指令、冷却(凝固)、型開き、製品取出、製品検知、金型スプレー、射出後退、チップ潤滑、の順に工程が進む。
なお、回路Aによる処理(図10)の一部は、増圧切換指令の工程よりも前に行われ、残りは、増圧切換指令以降の工程と並行して行われる。概ね、ステップS101~S113は増圧切換指令の工程よりも前に行うことができ、ステップS114~S118までは増圧切換指令以降の工程と並行して行うことができる。
図10に示すステップS104からステップS111までのスリーブ真空の過程は、吸引口14~17にそれぞれ対応する選択バルブ33の基本的な動作を示している。
スリーブ真空の開始時は、全ての吸引口14~17が開いているものとする。スリーブ真空の開始後、前進したプランジャ12のチップ20により吸引口14~17が順次閉鎖される。プランジャ12の前進により、チップ20が吸引口を通過する。チップ20の第2大径部202により吸引口が閉鎖された以降において、当該吸引口は、前方空間75にも吸引用凹部120の内側にも連通しない状態となるから、前方空間75と吸引用凹部120の内側とから吸引するスリーブ真空には使用できない。こうした吸引口は、前方空間75および吸引用凹部120の内側に連通していない状態とは言え、真空タンク36の圧力上昇を抑制して吸引効率を維持し、当該吸引口に溶湯カスが入ることを避けるため、使用不能後には、対応する選択バルブ33を閉めることが好ましい。
したがって、以下に述べるように、プランジャ12の前進に伴い、吸引口14~17のそれぞれについて、プランジャチップ20の第2大径部202により閉鎖される位置にプランジャ12が到達した時点で、当該吸引口に対応する選択バルブ33を順次、閉めている。
つまり、プランジャ12の前進に伴い、吸引口14~17に対応する選択バルブ33が順次閉められる。
ステップS102では、注湯後、プランジャ12が前進して、注湯口13を閉鎖する位置を超えた後に、真空吸引系統2によりスリーブ11を真空に引く動作を開始する。プランジャ12の進退方向D1における所定の位置を、真空吸引が開始される真空開始位置として定めることができる。設定された真空開始位置へのプランジャ12の到達の検知は、プランジャ12を駆動する油圧シリンダのストロークを、非接触センサ等で検知することにより行う。以下のステップにおける各設定位置へのプランジャ12の到達についても、同様にして検知する。
ステップS104では、プランジャ12が、第1吸引口14を閉にする設定位置(図2/第1吸引口閉塞位置)に到達する。
ステップS105では、第1吸引口14に対応した選択バルブ33を閉にする。
ステップS107では、第2吸引口15に対応した選択バルブ33を閉にする。
ステップS109では、第3吸引口16に対応した選択バルブ33を閉にする。
ステップS111では、第4吸引口17に対応した選択バルブ33を閉にする。
ステップS113では、各吸引口14~17の選択バルブ33を、全て開にする。
ステップS114では、真空/エアブロウ切換弁35を、エアブロウに切り換える。
ステップS115では、真空吸引系統2と配管の一部が共通である加圧空気供給系統9により、加圧タンク38を使用し、吸引口を通じてスリーブ11内にエアを噴出させる処理であるエアブロウを行う。この際、各吸引口14~17の選択バルブ33が、全て開の状態でも良いし、選択バルブ33を、順に1個ずつ開にしても良い。エアブロウを終えたならば、真空/エアブロウ切換弁35を、切(中立位置)にする(S118)。
ステップS116では、エアブロウを実施している間に、圧力検出部32により吸引口14~17の各吸引経路51の圧力を測定し、その圧力に基づいて配管内や真空フィルタ31の目詰まりの有無について判定を行う。目詰まりが発生した場合は、ランプやブザーなどにより、警報を出す(ステップS117)。
また、鋳造サイクル中以外では、ダイカストマシンの運転モード(鋳造開始時の1サイクル自動運転モード/全自動運転モード)を切り換えるスイッチを操作して、運転モードを選択する場合、同スイッチの切換操作時に、自動で、ステップS115のエアブロウを行うようにしても良い。
「上限スリーブ充填率」とは、スリーブ11内の溶湯18の充填率(スリーブ充填率という)が、所定値(例えば、80%)まで上昇したら、プランジャ12が到達した吸引口からキャビティ23に近い吸引口に属する選択バルブ33を全て閉にする場合の、スリーブ充填率の上限値である。
この「上限スリーブ充填率」を使用するということは、スリーブ充填率が所定値に達した場合には、プランジャ12が到達した吸引口からキャビティ23に近い吸引口に属する選択バルブ33を全て閉にすることを指す。なお、上限スリーブ充填率は、鋳造を行う前に、自由に設定できる。
以下、図11(a)~(f)に示す具体例に基づいて、複数の吸引口14~17を通じて前方空間75および吸引用凹部120の内側の継続的な吸引を行う一連のステップの一例を説明する。
図11(a)に示すスリーブ真空準備ステップでは、プランジャ12が後退限の位置である原位置に停止した状態にある。注湯口13が開放されているため、注湯口13からスリーブ11内に溶湯18を供給可能である。このとき、プランジャチップ20の前端20Aよりも前方の空間75と、注湯口13とが連通している。
スリーブ真空準備ステップは、スリーブ真空を開始する準備をするステップである。このとき、全ての吸引口14~17に関し、真空吸引は実施されていない。
さらに、第2大径部202の前端が注湯口13を前方に超える位置(図示省略)までプランジャ12が前進すると、第2大径部202により注湯口13が閉鎖された状態になるので、吸引用凹部120の内側と、注湯口13とがチップ20により隔てられる。
この位置以降、前方にプランジャ12が移動する間に亘り(図11(b)~(f)を含む)、前方空間75と吸引用凹部120の内側とは、チップ20により注湯口13とは隔てられた状態にスリーブ11内に区画された状態に保たれる。
その後、吸引用凹部120の内側が、図11(b)に示すように、最も後方の吸引口14に連通する位置までプランジャ12が前進すると、吸引用凹部120の内側と、前方空間75とにそれぞれ、少なくとも1つの吸引口が連通した状態となるので、スリーブ11内の前方空間75と吸引用凹部120の内側とのいずれからも吸引可能となる。
図11(b)に示すスリーブ真空開始ステップでは、全ての吸引口14~17を通じたスリーブ真空を開始する。スリーブ真空開始ステップでは、まず、プランジャ12が後退限の位置から前進を開始して、第2大径部202のキャビティ23側の端面が注湯口13を通過する。次に、真空タンク36によりスリーブ11の全ての吸引口14~17を通じて、吸引用凹部120の内側と前方空間75とを真空に引く。
そのため、第1吸引口14を通じて吸引用凹部120の内側の真空吸引を実施し、それと同時に、あるいはタイミングをずらして、第2吸引口15と第3吸引口16と第4吸引口17の3つを通じて前方空間75の真空吸引を実施することができる。
このとき、第2吸引口15、第3吸引口16、および第4吸引口17にそれぞれ対応する選択バルブ33を同時に開いてもよいし、タイミングを変えて開いてもよい。
スリーブ11の外側の外気が吸引用凹部120の内側を介して前方空間75に流入するのを抑えるため、前方空間75の真空吸引の開始に先行して、吸引用凹部120の内側の真空吸引を開始することが好ましい。
図11(c)に示すスリーブ真空第1ステップでは、プランジャ12がさらに前進して、吸引用凹部120の内側が第1吸引口14と第2吸引口15とに連通した状態となる。また、前方空間75が第3吸引口16と第4吸引口17とに連通した状態となる。
そのため、2つの吸引口(第1吸引口14、第2吸引口15)を通じた吸引用凹部120の内側の真空吸引と、残りの吸引口(第3吸引口16、第4吸引口17)を通じた前方空間75の真空吸引とを実施することができる。
図11(d)に示すスリーブ真空第2ステップでは、プランジャ12がさらに前進して、吸引用凹部120の内側が1つの吸引口(第2吸引口15)に連通した状態となる。また、前方空間75が2つの吸引口(第3吸引口16と第4吸引口17)に連通した状態となる。
このとき、プランジャチップ20の第2大径部202が第1吸引口14に対向することで、第1吸引口14が閉鎖された状態となり、使用不能となる。そのため、第1吸引口14に対応する選択バルブ33を閉にすることにより、第1吸引口14による減圧を終了する。ここで、第1吸引口14がチップ20の第2大径部202により閉鎖された状態にあり、外部空間88には連通していない時に選択バルブ33を閉めるものとする。
図11(d)~(f)において、対応する選択バルブ33が閉塞された吸引口には「閉塞」と付記されている。
第1~第4吸引口14~17のうち、対応する選択バルブ33が閉塞されていない、残りの吸引口15~17は、前方空間75または吸引用凹部120の内側と連通している。そのため、1つの吸引口(第2吸引口15)を通じた吸引用凹部120の内側の真空吸引と、2つの吸引口(第3吸引口16、第4吸引口17)を通じた前方空間75の真空吸引とを実施することができる。
つまり、プランジャ12の前進に伴い、2つの吸引口を通じた吸引用凹部120の内側の真空吸引(図11(c))と、1つの吸引口を通じた吸引用凹部120の内側の真空吸引(図11(d))とが交互に繰り返され、且つ、少なくとも1つの吸引口を通じた前方空間75の真空吸引が継続して行われ、さらに、使用不能となった吸引口に対応する選択バルブ33が閉められることとなる。
その後、図11(e)に示すように、最も前方の第4吸引口17がチップ20により閉鎖される位置までプランジャ12が前進したならば、前方空間75の吸引を終了する。この第4吸引口17が閉鎖される直前まで、第4吸引口17を通じて前方空間75の吸引が行われ、吸引用凹部120の内側からも吸引されている。
図11(e)に示すように最も前方の第4吸引口17が第1大径部201により閉鎖される位置までプランジャ12が前進すると、前方空間75は、第1吸引口14~第4吸引口17のいずれとも連通していない状態である。この状態にて、前方空間75と吸引用凹部120の内側とからの真空吸引を終了することができる(スリーブ真空キャビティ側真空終了ステップ)。この場合は、第4吸引口17に対応する選択バルブ33と、吸引用凹部120の位置にある第3吸引口16に対応する選択バルブ33とを閉めるとよい。
そこで、図11(e)に示す例では、第4吸引口17に対応する選択バルブ33を閉めていない。第4吸引口17と隙間89とを通じて前方空間75を吸引しつつ、第3吸引口16を通じて吸引用凹部120の内側を吸引することが可能である。
さらに、図11(f)に示すように、第2大径部202の前端が第4吸引口17を前方に超える位置までプランジャ12が前進することにより、吸引用凹部120がスリーブ11の内壁により閉鎖されたならば、スリーブ真空を終了する(スリーブ真空終了ステップ)。このとき、第4吸引口17に対応する選択バルブ33を閉める。この選択バルブ33は、第4吸引口17が第2大径部202により閉鎖されており、外部空間88には連通していない状態で閉められることが好ましい。
但し、プランジャ12の前進により吸引口17がロッド19の周りの空間88と連通する前に、吸引口17に対応する選択バルブ33を閉めて、スリーブ真空を終了することが好ましい。
そうすると、最も前方の吸引口17を通じた前方空間75からの真空吸引を終えるまで、吸引用凹部120の内側からの真空吸引を継続することができる。
したがって、前方空間75に加えて吸引用凹部120の内側からの吸引実施と、上述した摺動シール70およびシール部材79による封止作用とによって、スリーブ真空を開始してから、射出充填工程の終盤までに亘り、外気流入による溶湯18の暴れを防ぎつつスリーブ11内の吸引を安定して継続することができる。そのため、溶湯18への気体の巻き込みを抑えて鋳造製品の品質を向上させることができる。
こうすることで、スリーブ真空を開始してから、射出充填工程における可能な限り最後までに亘り、スリーブ11内の吸引を継続して行うことができる。
但し、真空吸引の中断により前方空間75および吸引用凹部120の内側の圧力に影響したとしても、プランジャ12のチップ20の外周部20Cとスリーブ11の内周部11Aとの間が摺動シール70およびシール部材79により封止されているため、外気が容易には吸引用凹部120の内側や前方空間75には流入しない。
さらに言えば、真空吸引の中断は、溶湯18の暴れによる巻き込み巣の発生や、溶湯カスによる吸引口等の閉塞の状態に影響が出ない程度の短い時間であれば、摺動シール70やシール部材79の有無にかかわらず許容される。
つまり、外気流入を抑えてスリーブ真空吸引が安定して成立する限りにおいて、スリーブ真空吸引の開始から終了までの間の一部において、前方空間75および吸引用凹部120の内側のいずれか一方あるいは両方の吸引が中断されたり、前方空間75と吸引用凹部120の内側とのスリーブ真空吸引の開始や終了のタイミングが異なっていたりすることも許容される。
次に、図12(a)~(e)を参照して、前方空間75および吸引用凹部120の内側の双方から真空吸引することに関し、吸引口14~17の数、プランジャチップ20の各部の寸法、スリーブ11の吸引口14~17や注湯口13に係る寸法に関し、射出装置1の変形例を説明する。
図12(a)~(e)のいずれに示す例においても、図11(b)から図11(e)の直前までと同様、複数の吸引口14~17のうちの選択的に少なくとも1つが前方空間75に連通し、同じく吸引口14~17のうちの選択的に少なくとも1つが吸引用凹部120の内側に連通するので、前方空間75および吸引用凹部120の内側の双方を吸引して前方空間75への外気流入を抑制することができる。
なお、図12(d)に示す例では、後述するように、吸引用凹部120の内側に外気が流入するため、他の例と比べると、前方空間75への外気流入抑制の効果に劣る。
図12(a)~(c)に示すように、別々の吸引口を通じて前方空間75と吸引用凹部120の内側とを吸引する場合には、nが2以上であればよい。
図12(e)に示すように、同一の吸引口を通じて前方空間75と吸引用凹部120の内側とを吸引する場合には、nが1以上であればよい。
また、吸引口が3以上ある場合は(n≧3)、それらの吸引口は進退方向D1に等しい間隔で配置されているものとする。
・スリーブに関する寸法
Ls1:注湯口13から、注湯口13に最も近い(最も後方の)吸引口14までの進退方向D1における距離
Ls2:各吸引口14~17の進退方向D1の寸法
Ls3:進退方向D1に隣り合う吸引口の間隔
・プランジャチップに関する寸法:
Lp0:吸引用凹部120の進退方向D1の寸法
Lp1:第1大径部201の進退方向D1の寸法
Lp2:第2大径部202の進退方向D1の寸法
Ls1=50.5(mm)
Ls2=29(mm)
Ls3=41(mm)
Lp0=50(mm)
Lp1=65(mm)
Lp2=60(mm)
ここで、射出充填時にプランジャ12を継続して前進させながら前方空間75および吸引用凹部120の内側を真空吸引する場合のみならず、プランジャ12の前進を一旦停止した状態で前方空間75および吸引用凹部120の内側を真空吸引することをも想定するものとする。
上記の条件1に適合するLp1の最大値(上限)は、図12(a)に示す例に基づいて、次の式(1)により表される。
Lp1<n×Ls2+(n-1)×Ls3 (1)
0<Lp1 (2)
式(1)と式(2)とを下記にまとめる。
0<Lp1<n×Ls2+(n-1)×Ls3
以下、条件1を実現するための付加的な要件として、Lp0およびLp2にそれぞれ関する式を示す。
まず、吸引用凹部120の進退方向D1の寸法であるLp0について説明する。
吸引口14~17を通じて前方空間75と吸引用凹部120の内側との双方から真空吸引するためには、Lp0を最大限に長くするとしても、図12(b)に示す例に基づいて、第2大径部202の前端により注湯口13が閉鎖された時に、キャビティ23に最も近い吸引口17と前方空間75とが連通している必要がある。
そうすると、プランジャチップ20の各部の寸法と、スリーブ11の各部の寸法とを比べて、次の式(3)が導かれる。
Lp0+Lp1<Ls1+n×Ls2+(n-1)×Ls3 (3)
式(3)より、条件1に適合するLp0の最大値(上限)は、次の式(4)により表される。なお、Lp1が最小である時(0に限りなく近い時)に、Lp0が最大となる。
Lp0<Ls1+n×Ls2+(n-1)×Ls3-Lp1 (4)
プランジャ12が前進する間に亘り継続して、前方空間75および吸引用凹部120の内側の双方を吸引孔を通じて吸引する(条件2)。
上記の条件2に適合するLp0の最小値(下限)は、図12(c)に示す例から理解されるように、次の式(5)により表される。
Lp0>Ls3 (5)
つまり、吸引用凹部120の寸法Lp0が、隣り合う吸引口14~17の間隔の寸法Ls3よりも大きい。このため、例えば、図12(c)に示す例のように、吸引用凹部120における軸方向の後方側が吸引口14と連通し、吸引用凹部120における軸方向の前方側が吸引口15と連通する。そうすると、スリーブ11の吸引口14~17が並んでいる区間に対するプランジャチップ20の軸方向の位置によらず、吸引用凹部120の内側に対して、必ず1以上の吸引口が連通することとなる。そのため、条件2に適合する。
なお、以下で説明する第2実施形態のようにn=2である場合は、式(5)に示す要件にかかわらず、前方空間75と吸引用凹部120の内側との双方を継続的に吸引可能である。
第2大径部202により閉鎖された吸引口14~17を介して、第2大径部202よりも後方から外気が吸引用凹部120の内側に流入することを抑制する(条件3)。これについて、図12(d)及び図12(e)を参照して説明する。
図12(e)に示す例から理解されるように、条件3に適合するLp2の最小値(下限)は、次の式(6)により表される。
Lp2≧Ls2 (6)
次に、図13および図14を参照し、本発明の第2実施形態に係るダイカストマシンの射出装置6について説明する。
以下、第1実施形態と相違する事項を中心に説明する。第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
摺動シール81,82およびシール部材79は、プランジャチップ20の第2大径部202に設けられている。摺動シール81,82およびシール部材79の構成は、図13(a)および(b)を参照して既に説明した通りである。
図14(a)に示すように、第2大径部202の前端が注湯口13を通過、閉塞し、かつ吸引用凹部120の内側と吸引口14とが連通したとき、スリーブ真空吸引を開始することが好ましい。
このとき、前方空間75および吸引用凹部120の内側のいずれも、チップ20により、注湯口13と連通しない状態にスリーブ11内に区画されている。また、前方空間75に第2吸引口15が連通し、吸引用凹部120の内側には第1吸引口14が連通している。
そのため、図14(a)に実線の矢印で示すように、前方空間75からは第2吸引口15を通じて真空吸引系統2(図2)により吸引可能であり、図14(a)に破線の矢印で示すように、吸引用凹部120の内側からは第1吸引口14を通じて真空吸引系統2により吸引可能である。
図14(b)に示すように、第1大径部201により第2吸引口15が閉鎖されたならば、少なくとも、前方空間75に直接的に連通した第2吸引口15を通じて行われる真空吸引は終了する。図14(b)または(c)に示す状態のとき、吸引用凹部120の内側が、第2吸引用凹部15に必ずしも連通している必要はない。第2実施形態のようにn=2である場合は、吸引用凹部120の寸法Lp0の下限に関する上述の式(5)に示す要件にかかわらず、前方空間75が吸引される間に亘り継続して、吸引口14から直接的に、吸引用凹部120の内側を吸引可能である。そのため、第2実施形態では、式(5)とは異なり、Lp0≦Ls3である。
次に、図15を参照し、本発明の一実施形態に係る射出装置6Aについて説明する。
図15に示す射出装置6Aは、スリーブ11の内周部とプランジャチップ20の外周部との間にシール剤61を介在させるために、シール剤供給装置60を備えている。
射出装置6Aは、上述した摺動シール70およびシール部材79(図4)を備えていることが好ましい。
シール剤61としては、例えば、プランジャチップ20の潤滑に用いられる潤滑剤を用いることができる。一般に、シール剤61の粘度が高いほどシール性が向上するが、粘度が高過ぎると流動性の低下によりシール剤61を必要な領域に十分に行き渡らせることが難しい。そのため、シール性および流動性を考慮して適宜な粘度のシール剤61を用いることが好ましい。シール剤供給装置60としては、公知のプランジャ潤滑剤供給装置を使用することが可能である。
第1配管631および第2配管632の形態は、図15に示す例には限らず、容器62に接続された1つの配管から第1配管631および第2配管632が分岐していてもよい。
同様に、プランジャチップ20の前進により、第2大径部202の外周部とスリーブ11の内周部との間の隙間90にもシール剤61が塗り拡げられて充填される。そのため、第2大径部202とスリーブ11との間がシール剤61により封止される。
第2配管632は、スリーブ11の外側に露出した第2大径部202の外周部の近くに出口632Aを有している。この出口632Aからも、第2大径部202の外周部にシール剤61が確実に供給される。
次に、図16、図17を参照して、真空フィルタ31の目詰まりをなくすようにした他の実施形態について説明する。
第1の閉塞対策は、スリーブ11の内部空間からキャビティ23に亘って連通して形成される空間内を、真空吸引する吸引経路を具備したダイカストマシンに関する構成を示すものである。ここでは、スリーブ11の上方にあいている複数の孔である吸引口14~17から、スリーブ11の内部空間を、真空吸引する吸引経路の構成について説明するが、金型側の1箇所あるいは複数箇所に設けた連結口28から、キャビティ23内を、真空吸引する吸引経路の構成についても、同じ構成である。
(1)吸引口14~17に連通しており、アルミカス用ボックス54に向かって、下方に延びるように形成させた第1の吸引経路52と、
(2)第1の吸引経路52に連通したアルミカス用ボックス54と、
(3)アルミカス用ボックス54の内部空間に、連通するように形成させた第2の吸引経路53と、
を備えている。
更に、第1の吸引経路52の下端の排出口57の位置の高さが、アルミカス用ボックス54と第2の吸引経路53の接続部601の位置の高さ以下に配置していることを特徴とする吸引経路を具備した構成となっている。その他の構成は、図2に示す一実施形態と同じである。
図17に示す第2の閉塞対策は、図16の第1の閉塞対策に対して、
(1)アルミカス用ボックス54の、アルミカス用ボックス54と第2の吸引経路53の接続部601の位置の高さよりも低い位置に、設けたボールバルブ(開閉弁の一種)59と、
(2)ボールバルブ59の下方に設置したアルミカス受け602と、
を追加して備えたことを特徴とするもので、その他の点は、図2の一実施形態及び図16の第1の閉塞対策と同じ構成である。したがって、先に説明した通り、第2の閉塞対策についても、第1の閉塞対策と同様にして、スリーブ11の上方にあいている複数の孔である吸引口14~17から、スリーブ11の内部空間を、真空吸引する吸引経路の構成、及び、金型側の1箇所あるいは複数箇所に設けた連結口28から、キャビティ23内を、真空吸引する吸引経路の構成、を含んでいる。
1,6,6A 射出装置
2 真空吸引系統
3 制御装置
4 可動盤
5 固定盤
7 タイバー
8 マシンベース
9 加圧空気供給系統
10 孔
11 スリーブ
11A 内周部
11B 後端部
11C テーパ面
11D シール剤配管用孔
12 プランジャ
13 注湯口
14~17 吸引口
18 溶湯
18A 湯面
19 プランジャロッド
20 プランジャチップ
20A 前端
20B 後端
20C 外周部
20D チップジョイント
21 固定金型
22 可動金型
23 キャビティ
24 ランナー
25 ゲート
27 チルベント
28 連結口
31 真空フィルタ
32 圧力検出部
33 選択バルブ
34 合流・分配部
35 真空/エアブロウ切換弁
36 真空タンク
37 真空ポンプ
38 加圧タンク
39 圧縮空気源
41 押出板
42 押出ピン
43 ラドル
51 吸引経路
52 第1の吸引経路
53 第2の吸引経路
54 アルミカス用ボックス
55,56 配管
57 排出口
58 アクチュエーター
59 ボールバルブ
60 シール剤供給装置
61 シール剤
62 容器
70 摺動シール
70A 内周部
70B 外周部
71 不連続部
72 シール保持部材
72A 外周部
75 前方空間
79 シール部材
79A 外端
80 不連続部
80B 境界
81 第1摺動シール
82 第2摺動シール
88 空間
89,90 隙間
120 吸引用凹部
201 第1大径部
202 第2大径部
202A 部位
202B 外周面
202C シール保持溝
203 小径部
203A 外周部
203B 二面幅
601 接続部
602 アルミカス受け
631 第1配管
631A 出口
632 第2配管
632A 出口
701 一端部
701A 前側凸部
701B 端面
702 他端部
702A 後側凸部
702B 端面
711 第1空隙
712 第2空隙
713 第3空隙
715,716 分割部
717 凹部
718 凸部
791 シール部材
A 回路
D1 進退方向
D2 径方向
D3 周方向
Gp 隙間
P0,P1,P2 圧力
S カス
Claims (13)
- 溶湯が内側に供給されるスリーブと、前記スリーブの内側で進退可能なプランジャと、を備え、前記プランジャによりダイカストマシンのキャビティに向けて前記溶湯を射出する射出装置であって、
前記プランジャのチップには、前記スリーブの内周部に対して径方向の内側に退避し、周方向に連続する吸引用凹部が区画され、
前記チップの前端よりも前方の空間と、前記吸引用凹部の内側とを吸引可能に構成され、
前記スリーブには、前記スリーブを内側と外側とに亘り貫通し、前記スリーブの内側を吸引可能な2以上の吸引口が前記プランジャの進退方向に並んで形成され、
前記スリーブに対して前進する前記プランジャの位置に応じて、前記2以上の吸引口のうちから選択的に少なくとも1つが前記前方の空間と連通し、前記2以上の吸引口のうちから選択的に少なくとも1つが前記吸引用凹部の内側と連通し、
前記スリーブに前記溶湯が供給された後に、前記前方の空間と連通する少なくとも1つの前記吸引口を通じて前記前方の空間を吸引により減圧させながら、前記吸引用凹部の内側と連通する少なくとも1つの前記吸引口を通じて前記吸引用凹部の内側を吸引により減圧させつつも、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のいずれか一方または両方の吸引の一時的中断と、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のそれぞれの吸引の開始のタイミングの相違と、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のそれぞれの吸引の終了のタイミングの相違とが許容される、
ことを特徴とするダイカストマシンの射出装置。 - 前記2以上の吸引口は、前記進退方向に所定間隔に配置され、
前記チップは、前記進退方向の前側に位置する第1大径部と、前記進退方向の後側に位置し、前記第1大径部との間に前記吸引用凹部を区画する第2大径部と、を備え、
前記吸引口の数をn、
前記吸引口の前記進退方向の寸法をLs2、
前記進退方向に隣り合う前記吸引口の間隔をLs3、
前記吸引用凹部の前記進退方向の寸法をLp0、
前記第1大径部の前記進退方向の寸法をLp1、
前記第2大径部の前記進退方向の寸法をLp2、とした場合に、
Lp1<n×Ls2+(n-1)×Ls3 である、
請求項1に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記スリーブの注湯口から、前記注湯口に最も近い前記吸引口までの前記進退方向における距離をLs1とすると、
Lp0<Ls1+n×Ls2+(n-1)×Ls3-Lp1 である、
請求項2に記載のダイカストマシンの射出装置。 - Lp2≧Ls2 である、
請求項2または3に記載のダイカストマシンの射出装置。 - Lp0>Ls3 である、
請求項2から4のいずれか一項に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記プランジャのチップの外周部に沿って周方向に連続し、前記プランジャの前進および後退に伴い前記スリーブの内周部を摺動する摺動シールを備え、
前記摺動シールは、前記チップにおける前記吸引用凹部以外の部位に位置している、
請求項1から5のいずれか一項に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記摺動シールの径方向の内側に配置され、前記摺動シールと前記チップとの間の隙間を封止するシール部材を備える、
請求項6に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記プランジャの進退方向に並ぶ2以上の前記摺動シールを備え、
少なくとも1つの前記摺動シールと前記チップとの間に前記シール部材が配置されている、
請求項7に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記摺動シールは、前記周方向の一部における不連続な箇所である不連続部を含んで環状に形成され、前記径方向の外側に向けて前記スリーブの内周部を押圧する状態に前記チップおよび前記スリーブに装着され、
前記シール部材は、環状に形成され、前記摺動シールと前記チップとの間で撓んで前記隙間を封止する、
請求項7または8に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 前記チップにおいて、前記進退方向の前側に位置する第1大径部の外周部と、前記進退方向の後側に位置し、前記第1大径部との間に前記吸引用凹部を区画する第2大径部の外周部とにシール剤を供給可能なシール剤供給装置を備え、
前記スリーブの内周部と、前記第1大径部および前記第2大径部のそれぞれの外周部との間の隙間が前記シール剤により封止される、
請求項1から9のいずれか一項に記載のダイカストマシンの射出装置。 - 溶湯が内側に供給されるスリーブの内側で進退可能なプランジャによりダイカストマシンのキャビティに向けて前記溶湯を射出する射出装置を用いた鋳造方法であって、
前記プランジャのチップには、前記スリーブの内周部に対して径方向の内側に退避し、周方向に連続する吸引用凹部が区画され、
前記スリーブには、前記スリーブを内側と外側とに亘り貫通し、前記スリーブの内側を吸引可能な2以上の吸引口が前記プランジャの進退方向に並んで形成され、
前記スリーブに前記溶湯が供給された後に、前記チップの前端よりも前方の空間と連通する少なくとも1つの前記吸引口を通じて前記前方の空間を吸引により減圧させながら、前記吸引用凹部の内側と連通する少なくとも1つの前記吸引口を通じて前記吸引用凹部の内側を吸引により減圧させつつも、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のいずれか一方または両方の吸引の一時的中断と、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のそれぞれの吸引の開始のタイミングの相違と、前記前方の空間および前記吸引用凹部の内側のそれぞれの吸引の終了のタイミングの相違とが許容される、
ことを特徴とする鋳造方法。 - 前記プランジャのチップの外周部に沿って周方向に連続し、前記プランジャの前進および後退に伴い前記スリーブの内周部を摺動する摺動シールの径方向の内側に、前記摺動シールと前記チップとの間の隙間を封止するシール部材が配置された状態に、前記摺動シールおよび前記シール部材を前記プランジャと前記スリーブとに装着し、
前記前方の空間と、前記吸引用凹部の内側とを吸引する、
請求項11に記載の鋳造方法。 - 前記吸引口を通じた前記スリーブ内の吸引を終えた後、
加圧タンクを使用し、前記吸引口を通じて前記スリーブの内側にエアを噴出させる、
請求項11または12に記載の鋳造方法。
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