JPH024766Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金型のキヤビテイ内を吸引により減圧
して鋳込を行うダイカストマシンの鋳込方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来よりダイカストマシンによる鋳造は、精密
な製品を多量に製造する方法として広く普及して
いるが、この種の鋳造は溶融金属を高速・高圧で
金型のキヤビテイ内へ充填するめにキヤビテイ内
のガスが充分に抜け切らず、溶融金属と混合して
製品中に巣として残存することがあるので、巣の
ない健全性を重視される製品には適さない場合が
あつた。

このような不都合を解消するものとして本出願
人は実願昭56−107265号等により鋳込中の金型キ
ヤビテイ内のガスを抜き、ガスの巻き込みをなく
して健全なダイカスト製品が得られる金型用ガス
抜き装置を開発提案した。

この装置は、金型のキヤビテイから金型外へ通
じるガス排出路内にガス抜き弁を設けてこの弁を
開いた状態で溶湯をキヤビテイ内へ射出し、キヤ
ビテイ内の質量の小さいガスがガス排出路を通つ
て排出し終つたときにキヤビテイ内からガス排出
路へ進入してきた質量の大きい溶湯の慣性力を前
記弁に作用させてこれを閉じさせることにより溶
湯の流出を遮断するようにしたものであつて、金
型内のガス抜きを確実かつ容易に行なうことがで
きる。

また、本出願人は前記ガス排出路を真空発生装
置と連結することによつて金型キヤビテイ内のガ
スを積極的に排出する減圧または真空式のダイカ
スト法およびその装置も開発している。この減圧
ダイカスト法は、金型外からキヤビテイ内へすき
間を通つて流入するガス量以上の量のガスを外部
から吸引することによつて減圧するものであつて
これにより金型内のガス抜きをより確実にするこ
とができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の鋳込方法にお
いては、キヤビテイからの排出ガス量とキヤビテ
イへの流入ガス量との差によつて射出スリーブと
プランジヤチツプとのすき間等には外から内への
ガスの流れが発生していて、これが原因で真空引
きとともに、射出前に射出スリーブ内の溶湯の一
部がキヤビテイ内に発泡状態に近い状態で乱雑に
吸上げられキヤビテイの内面に沿つて薄い凝固層
が生じる。したがつて、この状態になつた後で
は、射出を行なつてもまともな射出製品が得られ
ない。

また射出を行なおうとしても、キヤビテイ外の
水分や離型剤とどをキヤビテイ内へ吸込んだり、
あるいは真空度が上がらないうちに射出スリーブ
内の溶湯をキヤビテイ内へ吸込んだりするので、
潤滑剤などの不純物が製品に混入して製品の品質
を低下させたり、あるいは水分が射出溶湯と接触
してガス化することにより巣が発生して充分な真
空効果が発揮できないことがあるばかりでなく、
所定の真空度に達しないうちに溶湯が吸込まれる
ことによりこれがガスを巻込んだり、あるいはこ
の後の高速射出領域で射出されてくる溶湯と充分
融和しなかつたりし製品の外観を損なうという不
具合があつた。また、プランジヤチツプ端面に密
着して形成される溶湯の凝固層によつてエアの侵
入を遮断しようとしても、減圧のためにキヤビテ
イを吸引すると、キヤビテイの真空度に比較して
プランジヤチツプと鋳込スリーブのすき間の真空
度が低いために、溶湯を持上げる力が作用して、
溶湯はプランジヤチツプの端面から浮上つてしま
い、溶湯底面とプランジヤチツプ端面に流込んだ
空気が断熱して、溶湯底面に生成されていた凝固
層は溶湯の熱によつ柔らかくなり、キヤビテイと
プランジヤチツプ端面の空気の圧力差によつて中
央部が破れるので、外部のエアがプランジヤチツ
プと射出スリーブとのすき間および破れた凝固層
の孔から自由に金型キヤビテイ内へ侵入し、遮断
が困難であつた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本考案で
は、金型キヤビテイにガス払き装置を介して真空
発生装置を連結し、プランジヤチツプ部に設けた
真空吸引口にプランジヤ部の真空吸引穴を介して
前記真空発生装置に連結し、プランジヤ部の真空
吸引穴の出口付近の管路に補助真空タンクを設け
た。

〔作用〕

プランジヤチツプの前進途中にその外周面の真
空吸引口から空気を外部へ吸引し、凝固層をプラ
ンジヤチツプの端面に密着させ、このあと少し遅
れて金型キヤビテイ内の空気をガス抜き装置側か
ら吸引し、外部の空気を凝固層で遮断させ、金型
キヤビテイ内の溶湯に混入させない。この際、プ
ランジヤ部の真空吸引穴の出口付近の管路に設け
た補助真空タンクの作用で、プランジヤチツプ部
からの真空引きが、より有効に行われる。

〔実施例〕

第１図〜第４図は本考案に係るダイカストマシ
ンの射出装置の実施例を示し、第１図はその概略
構成図と空気圧配管図、第２図は射出スリーブと
プランジヤの１実施例を示す拡大断面図、第３図
は金型ガス抜き装置の縦断面図、第４図は第３図
の−線断面図である。

第１図に示すように、固定金型１１と可動金型
１２とは、分割面１３で接合されて型締されてお
り、その内部にはキヤビテイ１４とくびれ部１５
および垂直孔部１６とが分割面１３の両側に形成
されていて、垂直孔部１６には半円状の固定スリ
ーブ１７が１組嵌着されている。本実施例のダイ
カストマシンは横型締、竪鋳込型のものであつて
可動金型１２を水平方向へ移動させることにより
型締、型開が行なわれ、また射出シリンダ１８は
金型１１，１２の真下に配設されている。射出シ
リンダ１８は油圧で進退するピストンロツド１９
を備えており、その作用端には、第２図に詳細を
示すプランジヤ２０がカツプリング２１で同心状
に連結されている。２２は固定スリーブ１７と同
径に形成されて図示しないシリンダで昇降し固定
スリーブ１７に対して接離される射出スリーブで
あつて、その内孔２２ａには、プランジヤ２０の
頭部のプランジヤチツプ２３が摺動自在に嵌入さ
れており、鋳込スリーブ２２を固定スリーブ１７
から抜きプランジヤチツプ２３を嵌入したまま、
射出シリンダ１８とともに図示しない傾転シリン
ダで傾転させて鋳込スリーブ２２内へ溶湯を注入
するように構成されている。そしと、注湯後、射
出シリンダ１８を起立させて鋳込スリーブ２２を
固定スリーブ１７に当接させ、油圧でピストンロ
ツド１９を前進させることにより、プランジヤチ
ツプ２３が溶湯をキヤビテイ１４内へ射出する。

プランジヤチツプ２３の外周部には真空吸引口
の１種である環状溝２３ａが設けられており、環
状溝２３ａは、プランジヤチツプ２３およびプラ
ンジヤ２０の内部に設けた通路２４すなち真空吸
引穴を介して、プランジヤ２０の下部から後述す
るように真空ポンプ２５などの真空発生装置に連
結されている。２６はプランジヤチツプ２３とプ
ランジヤ２０中に設けた冷却水用通路である。

そして、プランジヤチツプ２３の溶湯４と接す
る先端外周面部には、リング状のくぼみ２７が設
けられ、プランジヤチツプ２３の先端面部には、
くぼみ２７の内径よりも小さい直径を有する円柱
状のくぼみ２８が設けられている。

ここで、プランジヤチツプ２３の先端外周面部
にくぼみ２７を設けたのは、凝固層１をここに形
成させるためであり、先端中央面に円柱状のくぼ
み２８を設けたのは、ここに形成される凝固層を
強いものにするためである。このくぼみ２８は、
円柱状にするだけでなく、例えば、球面状のくぼ
みにすることもできるし、あるいは、円錐状や角
錐状のくぼみにすることもできる。

次に、金型ガス抜き装置について説明する。前
記両金型１１，１２の分割面１３部には、キヤビ
テイ１４と連通するガス抜き溝３０が形成されて
おり、全体を符号３１で示す金型ガス抜き装置
は、このガス抜き溝３０の真上に位置して、例え
ば可動金型１２側に固定されている。すなわち、
可動金型１２に固定されたブラケツト３２の上端
部にはシリンダ３３が装着されており、その流体
圧で進退するピストンロツド３４の作用端である
下端フランジ部には、円筒状のスプール３５が下
端部を両金型１１，１２の上端面円孔へ挿抜自在
に係入させて固定されている。そして、型締、型
開に際しては、シリンダ３３の作動によりスプー
ル３５が金型１１，１２に対して抜き挿しされる
ように構成されている。金型１１，１２に挿入さ
れたスプール３５の下方には、弁室３６と、横へ
迂回して弁室３６、ガス抜き溝３０間を連通させ
るバイパス３７とが設けられており、また、スプ
ール３５の下端面には弁室３６へ臨む弁座３８が
形成されている。スプール３５の外周壁に設けた
一対の長孔３９には、復帰杆４０の両杆部４０ａ
が摺動自在に係合されており、復帰杆４０とピス
トンロツド３４のフランジ部との間には、復帰杆
４０を上方へ付勢する引張りばね４１やシリン
ダ、ソレノイド装置、重力装置などの部材が張架
されている。ここに引張ばね４１を設けたのは、
溶湯圧力でいつたん閉じた弁体４３ａが外力を加
えなければ再び開かないようにしたためである。
復帰杆４０の下方では、円筒部４２ａと一対のね
じ孔部４２ｂとで一体形成された弁ガイド４２
が、スプール３５に取付けられている。円筒部４
２ａには、上端ねじ部を復帰杆４０のねじ孔に螺
入された弁棒４３が摺動自在に軸支されている。
弁棒４３の下端にはその上昇によつて前記弁座３
８に着座する弁体４３ａが設けられており、開い
ていた弁体４３ａは、射出時におけるキヤビテイ
１４内の溶湯の慣性力の作用により着座してスプ
ール３５の内室と、ガス抜き溝３０、バイパス３
７との間を遮断するように構成されている。４４
は圧縮コイルばね４５の付勢によつて弁棒４３の
溝４３ｂと係合するボールであり、ボール４４の
弁棒４３への押付力はボルト４６とナツト４７の
作用で生じるものであり、ボール４４、圧縮コイ
ルばね４５、ボルト４６などによつて係止機構が
形成されており、この係止機構の作用によつて弁
体４３ａを開き状態に保つておくようにした。勿
論、溶湯の慣性力が、開いている弁体４３ａに作
用すれば、弁棒４３の後退にともなつてボール４
４が後退し、弁体４３ａはただちに締る。なお、
弁体４３ａは、復帰杆４０の杆部４０ａを押し下
げることによつて開く。４８はシリンダ３３の作
動で上昇するスプール３５の上昇限を規制するス
トツパであつて、ブラケツト３２に固定されてい
る。そして、スプール３５の下端部には、排気孔
４９が開口されており、この排気孔４９は第１図
に示す空気圧回路（後述）の配管５０に接続され
ている。

次に、前記プランジヤ２０とガス抜き装置３１
との空気圧回路を第１図に基いて説明する。真空
ポンプ２５に接続された配管５１は、途中で配管
５２と配管５３とに分岐されており、配管５１、
５２上には、真空タンク５４と補助真空タンク５
５とがそれぞれ設けられているとともに、配管５
１，５２は、フイルタ５６，５７を介し配管５
０，５８にそれぞれ接続されている。そして、配
管５２，５３上には、電磁切替弁５９，６０がそ
れぞれ配設されており、図示の状態から電磁弁５
９のソレノイドを励磁するとプランジヤ２０内の
エアが吸引され、また電磁弁６０のソレノイドを
励磁すると、ガス抜き装置３１を介してキヤビテ
イ１４内のエアが吸引される。このときの真空度
は例えばプランジヤ２０側が200〜300Torr、ガ
ス抜き装置３１側が150〜250Torr程度に設定さ
れ、これは補助真空タンク５５を設けたことによ
つて達成される。補助真空タンク５５は、真空吸
引時に比較的に細い配管部や通路などで発生する
抵抗を考慮して、できるだけプランジヤ２０の近
くに設けておく。また、フレキシブルホース５８
ａを有する配管５８は、できるだけ短かくて管径
が例えば１インチのように比較的大きいものにし
ておく。

さらに、電磁切替弁５９，６０の他方のポート
には電磁切替弁６１，６２を備えた配管６３，６
４がそれぞれ接続されており、これらの配管６
３，６４は、何変絞り弁６５を備えた配管６６に
合流されて例えば工場の空気圧縮機６７に接続さ
れている。そして、電磁切替弁５９，６０のソレ
ノイドを消磁させた状態で、電磁切替弁６１，６
２のソレノイドを励磁させることにより高圧エア
がプランジヤ２０およびガス抜き装置３１に送ら
れて内部清掃用のスプレーに供せられる。

以上のように構成されたダイカストマシンによ
る鋳込方法を説明する。可動金型１２を図示の位
置まで移動させて型締を行ない、ガス抜き装置３
１のシリンダ３３を作動させて、第３図に図示し
たようにスプール３５を金型１１，１２のスプー
ル孔に係入させる。このとき射出シリンダ１８の
ピストンロツド１９ならびに射出スリーブ２２が
下降しているので、射出シリンダ１８を傾転させ
てプランジヤ２０が下降している射出スリーブ２
２内へ溶湯を注入し、再び起立させたのち、射出
スリーブ２２を上昇させて第１図に図示しように
固定スリーブ１７と係合させる。そして、真空引
きをしたのち、射出シリンダ１８に送油してピス
トンロツデ１９を上昇させると、プランジヤ２０
が上昇して第２図に符号４で示し溶湯の射出が開
始される。このとき、プランジヤ２０には冷却水
用通路２６から冷水が供給されており、この冷水
により、プランジヤチツプ２３が内部から冷却さ
れている。また、射出スリーブ２２も図示しない
冷却装置によつて外側から冷却されている。そし
て、プランジヤチツプ２３の上端面とこれに続く
射出スリーブ２２の内壁面とには、第２図に符号
１で示す溶湯固化による凝固層が生成される。そ
して、真空タンク５４内と補助真空タンク５５内
とはあらかじめ真空ポンプ２５で吸引することに
より減圧されておるので、射出開始前において先
ず電磁切替弁５９を開くとプランジヤロツド２０
の通路２４に負圧が作用し、プランジヤチツプ２
３の環状溝２３ａ内のエアは吸引される。

また、これと同時に、あるいは、例えば0.2〜
１秒遅れて、電磁切替弁６０が開かれると、この
ときガス抜き装置３１の弁体４３ａが開いている
ので、キヤビテイ１４内のガスはガス抜き溝３
０、バイパス３７を経て排気孔４９から吸引さ
れ、キヤビテイ１４内のガスが排出される。この
ようにしプランジヤ２０側とガス抜き装置３１側
との両方から吸引することにより、結果的にはキ
ヤビテイ１４内と、射出スリーブ２２、プランジ
ヤチツプ２３間のすき間等が同じ真空度になる
が、プランジヤ２０側の真空度をガス抜き装置３
１側の真空度よりも大きくしたことにより、第２
図に示すように凝固層１がプランジヤチツプ２３
の球面状などのくぼみ２８面と周囲の環状のくぼ
み２７とに密着して強化されるとともに、プラン
ジヤチツプ２３の冷却に伴なつて300〜400℃に冷
却されることにより凝固層１が厚くなる。これに
より射出スリーブ２２とプランジヤチツプ２３と
のすき間からの外気の侵入が遮断される。また溶
湯の射出前にキヤビテイ１４内へ溶湯が差し込む
ことがない。本装置ではプランジヤチツプ２３の
溶湯接触側の端面に球面状または錐状のくぼみ２
８，２９を設けたことにより、この部分に形成さ
れる凝固層１は単なる平面状の凝固層１に比べて
かなり強くなり、凝固層１の中央部がエア圧で破
れたりすることがなく、外気の侵入や溶湯の差し
込みがなくなるとともに、膜が破れないことによ
り、不良品発生の原因となるような潤滑油の侵入
も受断される。また、プランジヤチツプ２３の端
面部に環状のくぼま２７が形成され、凝固層１が
このくぼみ２７に入り込むように形成されている
ので、このくぼみ２７がないときのように凝固層
１がこの箇所から折れ溶湯側へ入り込んだりする
おそれがない。

このようにしてキヤビテイ１４内等を真空状態
にしたのち、射出動作に移り、ガス抜きを行ない
ながらプランジヤチツプ２３を前進させると、射
出スリーブ２２内の溶湯４が固定スリーブ１７と
くびれ部１５とを経てキヤビテイ１４内へ射出さ
れ、キヤビテイ１４内に溶湯４が充満するとこの
溶湯４がガス抜き溝３０内を上昇して弁体４３ａ
の下面に当接する。このとき、弁体４３ａに加わ
る衝撃は、溶湯４の質量がガスの質量と比べてき
わめて大きく慣生が大であるため、ガスが弁体４
３ａに与える衝撃よりも大きく、弁体４３ａはボ
ール４４で圧縮コイルばね４５を圧縮させながら
上昇して、弁体４３ａが弁座３８を閉塞する。し
たがつて、溶湯４が弁座３８からの流出を遮断さ
れて、ガス抜き溝３０内でガスと混り、飛沫状と
なつて不連続に弁体４３ａに当る場合でも、いつ
たん溶湯４で押上げられた弁体４３ａは引きばね
４１で上方へ引張られるので、上方位置が維持さ
れ弁体４３ａによる排気通路の閉鎖が確実に行な
われる。

なお、溶湯４の射出に際し、前記凝固層１はプ
ランジヤチツプ２３の上昇によりその端面とくび
れ部１５手前の端面との間で押しつぶされるが、
細いくびれ部１５を設けことにより、このつぶれ
た凝固層１がキヤツテイ１４内へ侵入することが
ない。

弁体４３ａが閉じた状態で所定時間加圧冷却し
たのち可動金型１２を開き、ガス抜き装置３１の
シリンダ３３でスプール３５を上昇させて可動金
型１２との係合を解き、キヤビテイ１４内から製
品を取り出す。

なお、スプール３５の上昇に際しては、スプー
ル４６の上昇限付近において、復帰枴４０の両杆
部４０ａがストツパ４８に当接して弁棒４３を押
し下げるので、弁体４３ａが確実に開き、ボール
４４が溝４３ｂに係合し、次回の鋳込準備が整え
られる。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば、ダイカストマシンの射出装置において、射
出スリーブ内に射出用溶湯が満たされた状態で金
型キヤビテイ内のガスを吸引排出する真空吸引装
置を設けるとともに、射出スリーブ内で摺動する
プランジヤチツプ部に真空吸引口を設け、プラン
ジヤ部の真空吸引穴の出口付近の管路に補助真空
タンクを設けた構造を採用しているため、ガス抜
き時にプランジヤ側を素早く確実容易に真空状態
にし、チツプとスリーブとの間から外気を引き込
まないようにすることができ、空気が溶湯中に混
入せず、製品に巣が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の１実施例を説明するもので、第１
図は空気回路図、第２図はプランジヤ部の縦断側
面図、第３図はガス抜き装置の縦断側面図、第４
図は第３図の−線断面図である。 １１…固定金型、１２…可動金型、１４…キヤ
ビテイ、１８…射出シリンダ、２０…プランジ
ヤ、２３…プランジヤチツプ、２３ａ…環状溝
（真空吸引口）、２４…通路（真空吸引穴）、２５
…真空ポンプ、３１…金型ガス抜き装置、５４…
真空タンク、５５…補助真空タンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金型キヤビテイにガス抜き装置を介して真空発
   生装置を連結し、プランジヤチツプ部に設けた真
   空吸引口にプランジヤ部の真空吸引穴を介して前
   記真空発生装置に連結し、プランジヤ部の真空吸
   引穴の出口付近の管路に補助真空タンクを設けた
   ダイカストマシンの射出装置。