JPH01313172A - 真空ダイカスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャビテー内を比較的高い真空のもとでダイカ
スト鋳造を行なう真空ダイカスト装置に関するものであ
り、アルミニウム合金の精密な鋳物を多量に生産する１
例えば自動車、二輪車等の構成部品の生産に良く使用さ
れる。

〔従来の技術〕

従来、一般的に使用される真空ダイカスト装置について
第１図により説明する。

ｌはキャビテーであって固定金型２Ａと可動金型２Ｂと
によって構成される。３は円筒状の射出シリンダースリ
ーブであって、その一端部（図において左側）はキャビ
テー１にランナー７を介して連絡され、他端部の外周近
傍には注湯孔４が穿設される。

また、射出シリンダースリーブ３内にはプランジャーチ
ップ５が摺動自在に配置されるもので、このプランジャ
ーチップ５は図示せぬ射出シリンダーにピストン６にて
一体的に連結される。

尚、説明を容易とする為に、プランジャーチップ５の先
端５Ａよりランナー７側（図において左側）の射出シリ
ンダースリーブ３内をスリーブ室３Ａと呼ぶ。

また、キャビテーｌには真空引きベント８が開口し、こ
の真空引きベント８は図示せぬ例えば真空ポンプ等の真
空源に接続される。

そして、プランジャーチップ５が注湯孔４を開口した状
態において、溶湯を注湯孔４を介して射出シリンダース
リーブ３内のスリーブ室３Ａに注湯し、次いで、射出シ
リンダーにて押圧されるピストン６によって、プランジ
ャーチップ５により射出シリンダースリーブ３のスリー
ブ室３Ａ内の溶湯をキャビテーｌ内へ低速射出次いで、
高速射出するとともにかかる射出時には真空引きベント
８よリキャビテー１内へ導入される真空圧力にてキャビ
テー１内を真空に保持して鋳込み、キャビテー１内での
溶湯の凝固を待って型開きして、製品を取り出すもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の真空ダイカスト装置によると次の問題点を
有する。射出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａ内
の溶湯は、プランジャーチップ５による低速射出時にお
いて、キャビテーｌ内へ未だ射出されるものでなく、射
出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａを含むランナ
ー７内を充填するものであるが、かかるキャビテーｌへ
の射出開始以前に射出シリンダースリーブ３のスリーブ
室３Ａ内の溶湯がキャビテーｌ内に噴流出する現象が発
生する。（この噴流は第１図にＡとして示される。）こ
れによると、製品に湯境いを作って外観品質を損うとと
もに製品中に無数に大小のブローホールが点在し、気密
性を劣化させるものであった。この噴流出現象は、真空
ダイカストを用いない通常のダイカストにおいて、給湯
量が多過ぎたり、プランジャーチップの低速、高速切換
え位置設定が遅かったりするなどの原因により高速射出
以前に溶湯がランナーを通過してキャビテー内にゆっく
り入り込み、一部が固化して湯境いなどを作る、いわゆ
る「タレ込み現象」とは全く異なり、真空ダイカストに
おける特異な現象であって、キャビテー中に激しい噴流
あるいは噴滴状にてキャビテーの最上部にまで達する程
の勢いで入り込むのが特徴である。

この噴流出現象は、キャビテー及び射出シリンダースリ
ーブのスリーブ室中の減圧度を高める程発生し易くなり
、これを防止する為に減圧度を下げたり、あるいは、ラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大さくして鋳造されること
がある。

然しながら、これらの対応はキャビテー内への噴流出防
出対策の為に止むを得ず行なう手段であり、本来の真空
ダイカストの効果を減じさせるものであった。

〔課題を解決する為の手段〕　〔作用〕本発明になる真
空ダイカスト装置は、キャビテー及び射出シリンダース
リーブのスリーブ室中の減圧度を下げたり、あるいはラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大きくしたりすることなく
、キャビテー内への噴流出現象を防止した真空ダイカス
ト装置を提供することにあり、前記目的達成の為にキャ
ビテー内を真空に保持して射出シリンダースリーブ内の
溶湯をプランジャーチップにてキャビテー内へ射出成形
する真空ダイカスト装置において、プランジャーチップ
が注湯孔を開放して射出シリンダースリーブ内への注湯
時において、注湯孔を開放し、一方プランジャーチップ
による射出成形時に注湯孔を閉塞保持する注湯孔開閉部
材と； 射出シリンダースリーブの、キャビテーと反対側の端部
内周とピストンとの間に配置された第１シール部材と； 注湯孔よりキャビテー側の射出シリンダースリーブの外
円周と、注湯孔よりキャビテーの反対側の射出シリンダ
ースリーブの外円周とに配置された第２シール部材と；
よりなりプランジャーチップによる射出成形時に、注湯
孔開閉部材と第２シール部材及びピストンと第１シール
部材とによって、注湯孔を含む背圧調節室を形成すると
ともに、この背圧調節室内に真空圧力を導入してなる真
空ダイカスト装置である。

これによると、プランジャーチップと射出シリンダース
リーブとの間隙より空気がスリーブ室内に流入すること
がなく射出シリンダースリーブのスリーブ室中の減圧下
で体積膨張を伴なってキャビテー内へと移動する力によ
って射出シリンダースリーブのスリーブ室中の溶湯をラ
ンナーより一気にキャビテー内へ吹き上げる噴流出現象
を防止できたものである。

〔実施例〕

まず、発明者は、真空ダイカスト装置において、好まし
くない高速射出以前のキャビテー内への噴流出現象の発
生メカニズムを実験により解明した。

実験は、まずキャビテー及び射出シリンダースリーブ中
を真空引きし、その圧力を大気圧より５゜Ｔｏｒｒ迄変
化させて行なった。その結果、キャビテー及び射出シリ
ンダースリーブのスリーブ室中の圧力が一定以下に低下
すると、突然キャビテー内への噴流出が始まることが判
明し、噴流限界圧力が存在した。この限界圧力以下の圧
力条件下では必ずキャビテー内への噴流出現象が発生し
、それ以上の圧力条件下では噴流出現象は見られず、溶
湯液面は静かであった。この限界圧力は湯量。

湯温、プランジャーチップと射出シリンダースリーブと
のチップクリヤランス、射出シリンダースリーブ径、ラ
ンナー形状、等の条件で変わるが本実験では４００〜５
５０　Ｔｏｒｒであった。

次いで、プランジャーチップの外周と射出シリンダース
リーブとの間隙に環状の気密シール部材を配置して実験
を行なった。この結果、キャビテー及び射出シリンダー
スリーブのスリーブ室中の圧力を大気圧より５０　Ｔｏ
ｒｒ迄変化させてもスリーブ室中の溶湯がキャビテー内
へ噴流出することは無かった。

すなわち、プランジャーチップと射出シリンダースリー
ブとの間の間隙を無くすことにより噴流出現象が発生し
なくなることが判った。

以上のことから、射出シリンダースリーブのスリーブ室
中の溶湯のキャビテー内への噴流出の原因は、射出シリ
ンダースリーブ内に配置されたプランジャーチップによ
って区分されるランナー側のスリーブ室と注湯孔側の射
出シリンダースリーブとの間の差圧の為に、射出シリン
ダースリーブとプランジャーチップとの間隙、（一般的
にプランジャーチップと射出シリンダースリーブとの間
隙は５０ル程有る）を通して、スリーブ室内に注湯孔側
の射出シリンダースリーブ内の空気が流入し、この流入
した空気がスリーブ室内の減圧下で体積膨張を伴ない真
空引きベントのあるキャビテー中へと急速に移動する。

かかる移動時に発生する力により射出シリンダースリー
ブのスリーブ室中に充たされている溶湯を一気にキャビ
テー内へ吹きあげる事にその原因があることが判明した
。

このことは、射出シリンダースリーブのスリーブ室外部
よりスリーブ室内へ空気の流入を阻止することによって
キャビテー内への溶湯の噴流出現象を防止できることを
示すものである。

以下、本発明になる真空ダイカスト装置の一実施例を第
２図により説明する。尚、第１図と同一構造のものにつ
いては、同一符号を使用して説明を省略する。

１０は、射出シリンダースリーブ３の外周に摺動自在に
配置された円筒状の注湯孔開閉部材であり、この注湯孔
開閉部材１０はピストン６に固定的に配置されたＥクリ
ップ１１にスプリングＳにてバックアップされる。

そして、この注湯孔開閉部材１０の先端１０Ａは。

プランジャーチー２プ５が注湯孔４を閉塞した際、注湯
孔開閉部材１０が注湯孔４を閉塞し、以後プランジャー
チップ５が射出成形の為に図において左動しても、この
注湯孔開閉部材１０が左動することのないよう射出シリ
ンダースリーブ３の外周より突起する停止突部３Ｂに当
接する。

１２は、射出リンダ−スリーブ３の、キャビテーｌと反
対側の端部内周３Ｂとピストン６の外周との間に配置さ
れた環状の第１シール部材である。

１３は、注湯孔４よりキャビテーｌ側（図において左側
）の射出シリンダースリーブ３の外円周と、注湯孔４よ
りキャビテーｌの反対側（図において右側）の射出シリ
ンダースリーブ３の外円周とに配置した環状の第２シー
ル部材である。すなわち注湯孔４をはさんで射出シリン
ダースリーブ３の外円周に第２シール部材１３よりなる
二債の環状のシール部材１３．１３が配置された。

そして、注湯孔開閉部材１０の先端１０Ａが射出シリン
ダースリーブ３の係止突部３Ｂに当接した。プランジャ
ーチップ５の射出成形時において、注湯孔開閉部材１０
と第２シール部材１３．１３及びピストン６と第１シー
ル部材１２と、によって注湯孔４を含む背圧ｙ４節室１
４が形成される。

そして、この背圧調節室１４には注湯孔開閉部材１０に
設けた真空圧力導入路１５によって図示されぬ真空源よ
りの真空圧力が導入される。

次にその作用について説明する。

まず、射出に先立ってプランジャーチップ５をピストン
６にて図において右方向に移動させ、注湯孔４と射出シ
リンダースリーブ３とを連通状態とする。このとき、注
湯孔開閉部材ＩＯはＥクリップ＋１にてスプリングＳの
バネ力に抗してピストン６と同期的に右動し、注湯孔４
を開放する。

従って射出シリンダースリーブ３内に注湯孔４を介して
溶湯を供給し得るものである。

次いでプランジャーチップ５を左動させてプランジヤニ
チップ５によって注湯孔４を閉塞すると、注湯孔開閉部
材１０もまたスプリングＳにて左方向に押圧されて、プ
ランジャーチップ５と同期的に左動して注湯孔４を閉塞
し、その先端１０Ａは射出シリンダースリーブ３の停止
突部３Ｂに当接する。

そして、かかる状態において、注湯孔開閉部材１０の内
周面と第２シール部材１３．１３及びピストン６の外周
と射出シリンダースリーブ３の内周面との間に配置した
第１シール部材１２とによって、注湯孔４を含む背圧調
節室１４が形成される。この状態は第２ｒ！ｌＪに良く
示される。

また、このプランジャーチップ５が注湯孔４を閉塞した
位置が低速射出の開始点となる。かかる低速射出の開始
点において、キャビテー１内には真空引きベント８より
真空圧力が導入されて大気圧より低い真空圧力にキャビ
テーｌ内及びスリーブ室３Ａ内は保持されているもので
あり、一方背圧調節室！４内にも真空圧導入路１５を介
して真空圧力が導入されて、背圧調節室１４内が真空圧
力に保持される。

そして、スリーブ室３Ａ内に作用するスリーブ室圧力Ｐ
１に比較して背圧Ｉｆ節室１４内に作用する背圧調節室
圧力Ｐ２は大とするものであり、これによると、スリー
ブ室３Ａ内に作用するスリーブ室圧力Ｐ１にて、プラン
ジャーチップ１０と射出シリンダースリーブ３との間隙
よりスリーブ室３Ａ内に外部より空気を吸引せんとする
も、背圧調節室１４にスリーブ室圧力Ｐ１より大なる背
圧調節室圧力Ｐ２が作用しているので前記間隙よりスリ
ーブ室３Ａ内に吸引されようとする空気を外部へ吸出し
て引戻す作用をなし、もってスリーブ室３Ａ内への空気
の流入を阻止するものである。

本発明者による実験結果によれば、スリーブ室３Ａより
キャビテーｌに対する噴流出現象が抑市できるスリーブ
室３Ａと背圧調節室１４との臨界圧力差ΔＰは次式で表
わされる。

■）スリーブ室３Ａ内の圧力が２００　Ｔａｒｒ以上で
は、ΔＰ　＝　Ｐ２−　Ｐ　Ｉ４７０　ＴｏｒｒΔＰ：
噴流出現象を抑止で きる臨界圧力差 Ｐ２　：背圧調節室内圧力 Ｐｌ　ニスリーブ室圧力 ２）スリーブ室３Ａ内の圧力が２００　Ｔａｒｔ以下で
は、ΔＰ　＝　Ｐ２　−　Ｐ＋　　＜１５０　　Ｔｏｒ
ｒ而して１本発明になる真空ダイカスト装置によると、
少なくとも射出シリンダースリーブ３内をプランジャー
チップ１０が低速射出の為に移動する際、背圧調節室１
４内に付与した真空圧力によって、プランジャーチップ
ｌＯと射出シリンダースリーブ３との間隙よりスリーブ
室３Ａ内に流入する空気流れを阻止したので、前記間隙
を通してスリーブ室３Ａ内へ外部の空気が流入すること
がない。

従って、前記実験結果よりも明らかな如く、射出シリン
ダースリーブ３のスリーブ室３Ａ中の減圧下で空気の体
積膨張を伴なってキャビテー１内へ移動する力によって
射出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａ中の溶湯を
ランナー７よりキャビテー１内へ吹き上げる噴流出現象
を完全に防止できたものである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明になる真空ダイカスト装置によると
、真空ダイカストにおけるキャビテー内への溶湯の噴流
出現象は、射出シリンダースリーブのスリーブ室内へ外
部から空気が流入することによって発生するメカニズム
を解明し得て、はじめてなされたものであり、キャビテ
ー内の減圧度を下げたり、あるいはランナーの射出抵抗
を大きくしたりすることなく本来のブローホールが無く
気密性が秀れ、且つ鋳肌品質の良好な真空ダイカストを
可能にしたもので真空を用いない通常のダイカストでは
全く不要なもので真空ダイカストにおいてのみ有用なも
のであってその産業上の効果は絶大なものである。

また、射出シリンダースリーブの外周に注湯孔開閉部材
を配置し、これに真空圧力導入路を設けたことによると
、背圧調節室内への真空圧力導入路の配管の自由度が高
く、設計的自由度が向上したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空ダイカスト装置を示す要部断面図、
第２図は本発明になる真空ダイカスト装置を示す要部断
面図である。 １　、、、、キャビテー ３　、、、、射出シリンダースリーブ ３Ａ、、、、スリーブ室　　　４．、、、注湯孔５　、
、、、プランジャーチップ ６　、、、、ピストン　　　　７．、、、ランナー８　
、、、、真空引きペン）　　１０．、、、注湯孔開閉部
材１２、、、、第１シール部材　１３．、、、第２シー
ル部材１４、、、、背圧調節室　　　１５．、、、真空
圧力導入路手続補正書 昭和６３年８り／日 ｌ　事件の表示 昭和６３年　特許願　第１４４４９７号２　発明の名称 真空ダイカスト装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　東京都新宿区新宿四丁目３番１７号名　称
　　　株式会社　京浜精機製作所代表者　岩井　武夫 ４代理人〒２２０ 住　所　　　横浜市西区高島２丁目１１番２号５　補正
命令の日付　　自　発 ６　補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄及び「発明の詳細な説
明」の欄 ７　補正の内容 「（１）キャビテー内を真空に保持して射出シリンダー
スリーブ内の溶湯をプランジャーチップにてキャビテー
内へ射出成形する真空ダイカスト装置において、プラン
ジャーチップが注湯孔を開放して射出シリンダースリー
ブ内への注湯時において、注湯孔を開放し、一方プラン
ジャーチップによる射出成形時に注湯孔を閉塞保持する
注湯孔開閉部材と； 射出シリンダースリーブの、キャビテーと反対側の端部
内周とピストンとの間に配置された第１シール部材と； 注湯孔よりキャビテー側の射出シリンダースリーブの外
円周と、注湯孔よりキャビテーの反対側の射出シリンダ
ースリーブの外円周とに配置された第２シール部材と；
よりなりプランジャー−チップによる射出成形時に、注
湯孔開閉部材と第２シール部材及びピストンと第１シー
ル部材とによって、注湯孔を含む背圧Ｗｗｉ室を形成す
るとともに、この背圧調節室内に真空圧力を導入してな
る真空ダイカスト装置。 ■背圧調節室内に加えられる真空圧力とスリーブ室内に
加えられる真空圧力との差をスリーブ室よりキャビテー
に対する噴流出を抑止できるスリーブ室と背圧調節室と
の臨界圧力差以下としてなる請求項第１項記載の真空ダ
イカスト装置。 ■注湯孔開閉部材に背圧調節室内に真空圧力を導入する
真空圧導入路を設け、真空圧力源と接続してなる請求項
第１項記載の真空ダイカスト装置、」 ３、明細書第５頁第１８行目の「発生し・・・拳・・減
圧度を下」を「発生し易くなり、これを防止する為に真
空度を下」と補正する。 ４、明細書第６頁第９行目の「の減圧度・會・・ランナ
ーゲート部」を「の真空度を下げたり、あるいはランナ
ーゲート部」と補正する。 ５、明細書第７頁第１６行目の「スリーブ室・−・・伴
なってキヤ」を「スリーブ室中の真空下で体積膨張と集
合を伴なってキヤ」と補正する。 ６、明細書第８頁第７行目の「リーブ中を・・拳・大気
圧より５０」を「リーブ中を真空引きし、その真空圧力
を５０」と補正する。 ７、明細書第８頁第１０行目の「の圧力が・・・・・キ
ャビテー」を「の真空圧力が一定以下に低下すると、突
然キャビテー」と補正する。 ８、明細書第９頁第２０行目〜第１０頁第１行目の「こ
の流入した・・・・キャビテー中」を「この流入した空
気がスリーブ室内の真空下で体積膨張と集合を伴ないス
リーブ室中の溶湯に造波現象を与え、真空引きベントの
あるキャビテー中」と補正する。 ９、明細書第１３頁第１８行目〜第１４頁第１行目の［
そして、φ５ｅａｓスリーブ室圧」を「そして、スリー
ブ室３Ｂ内に作用するスリーブ室内真空圧力Ｐ、と背圧
調節室Ｐ内に作用する背圧調節室内真空圧力Ｐ２の差は
後述する臨界圧力差を超えない圧力であり、これによる
と、スリーブ室３日内に作用するスリーブ室内真空圧」
と補正する。 １０、明細書第１４頁第５行目〜９行目の「スリーブ室
・Φｏｓ阻止するものである。」を「作用する真空圧力
Ｐ２により外気より流入した空気は真空圧力導入路１５
を介して外気へほとんど排出されるのでスリーブ室３Ａ
内への空気の流入が阻止され、キャビテー１への溶湯の
噴流出を阻止できるものである。」と補正する。 １１、明細書第１４頁第１８行目の「Ｐｌ：背圧調節室
内圧力」を「Ｐｌ　：背圧調節室内真空圧力（Ｔｏｒｒ
）Ｊと補正する。 １２、明細書環１４頁１９行目の「Ｐｌ　ニスリーブ室
圧力」を「Ｐｌ　ニスリーブ室内真空圧力（Ｔａｒｔ）
Ｊと補正する。 １３、明細書第１５頁第１行目の。 ｒΔｐ＝Ｐ２−Ｐ＋≦１５０　ＴｏｒｒＪの後に下記を
追加する。 「尚、この臨界圧力差は湯量、湯温、プランジャーチッ
プと射出シリンダースリーブとのチー２プクリャランス
、射出シリンダースリーブ径、ランナー形状、射出シリ
ンダースリーブ温度、等の条件によって変わるもので適
正にこの臨界圧力差は設定されなければならない、」 １４、明細書第１５頁第８行目〜１０行目の「空気流れ
・・・・い、」を「空気流れをほとんど阻止したので、
キャビテーｌ内への溶湯の噴流出を生じさせることがな
い、」と補正する。 １５、明細書路１５頁Ｉ！ｓ１２行目〜１３行目の「出
シリンダー・・・台キャビテー１内へ」を「出シリンダ
ースリーブ３のスリーブ室３Ａ中の真空下で空気の体積
膨張と集合を伴ない、スリーブ室３Ｂ中に溶湯の造波現
象を与えることがなく従ってキャビテーｌ内へ」と補正
する。 １６、明細書第１６頁第４行目〜５行目の「はじめてΦ
・・・・射出抵抗を」を「はじめてなされたものであり
、キャビテー内の真空度を下げたり、あるいはランナー
の射出抵抗を」と補正する・　　・

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャビテー内を真空に保持して射出シリンダース
   リーブ内の溶湯をプランジャーチップにてキャビテー内
   へ射出成形する真空ダイカスト装置において、プランジ
   ャーチップが注湯孔を開放して射出シリンダースリーブ
   内への注湯時において、注湯孔を開放し、一方プランジ
   ャーチップによる射出成形時に注湯孔を閉塞保持する注
   湯孔開閉部材と； 射出シリンダースリーブの、キャビテーと反対側の端部
   内周とピストンとの間に配置された第１シール部材と； 注湯孔よりキャビテー側の射出シリンダースリーブの外
   円周と、注湯孔よりキャビテーの反対側の射出シリンダ
   ースリーブの外円周とに配置された第２シール部材と；
   よりなりプランジャーチップによる射出成形時に、注湯
   孔開閉部材と第２シール部材及びピストンと第１シール
   部材とによって、注湯孔を含む背圧調節室を形成すると
   ともに、この背圧調節室内に真空圧力を導入してなる真
   空ダイカスト装置。
2. （２）背圧調節室内に加えられる真空圧力をスリーブ室
   内に加えられる真空圧力より大なる真空圧力とした請求
   項第１項記載の真空ダイカスト装置。
3. （３）注湯孔開閉部材に背圧調節室内に真空圧力を導入
   する真空圧導入路を設け、真空圧力源と接続してなる請
   求項第１項記載の真空ダイカスト装置。