JPH024770Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はダイカストマシンにおいて、射出スリ
ーブ内に注入した溶湯を金型のキヤビテイ内へ射
出する射出装置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ためにキヤビテイ
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
のない建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号等により鋳込中に金型キ
ヤビテイ内のガスを抜き、ガスの巻き込みをなく
して建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、潤滑剤な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て製品の外観
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、第２
図にプランジヤチツプ近傍の断面図を示すよう
に、減圧のために吸引すると断熱冷却および上方
への吸引作用により凝固層１が収縮して溶湯４と
ともにプランジヤチツプ２の端面から浮上つてし
まい、また、吸引力で薄い凝固層１の中央部が破
れて孔１ａが形成されるので、外部のエアがプラ
ンジヤチツプ２と射出スリーブ３とのすき間およ
び破れた凝固層１の孔１ａ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、射出スリーブ内に射出用溶湯が供給されてい
る状態で金型キヤビテイ内のガスを吸引排出する
場合でも大丈夫なように、射出スリーブ内で摺動
するプランジヤチツプの溶湯接触端面に、プラン
ジヤチツプの外周径よりも小径な球面状または錐
面状の凹部を設けた。

〔作用〕

このように構成することにより、溶湯射出開始
直前に金型キヤビテイ内のガスを吸引排出した場
合、プランジヤ端面と凝固層との間へ外気が侵入
しても、プランジヤチツプ端面側に形成された溶
湯の凝固層が頑丈なので、ここが破れることがな
く、溶湯内への空気の侵入が遮断され、巣のない
射出製品が得られる。

〔実施例〕

第１図および第３〜６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
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図はその概略構成図と空気圧配管
図、第４図はプランジヤチツプの他の実施例を示
す一部破断正面図、第５図は金型ガス抜き装置の
縦断面図、第６図は第５図の−線断面図であ
る。

第３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には固定スリーブ１７
が嵌着されている。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１１，１
２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１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１
７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。そして注湯後、射出シリンダ１
８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の外周部には環状溝２３
ａ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を介して、プランジヤ２０の下部から
第３図において後記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球面
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、先端中央面に球面状のくぼ
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、
球面状にするだけでなく、例えば第４図に示すよ
うに、円錐状のくぼみ２９にすることもできる
し、あるいは、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３
５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４２ａ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４
３の下端にはその上昇によつて前記弁座３８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３
５の内室と、ガス抜き溝３０，バイパス３７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４３
ｂと係合するボールであり、ボール４４の弁棒４
３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４３
ａ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４４が後
退し、弁体４３ａはただちに締る。なお、弁体４
３ａ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３３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３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３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を介して配管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
低抗を考慮して、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、可変絞り弁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５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３図に図示したよう
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に送曲してピ
ストンロツド１９を上昇させると、プランジヤ２
０が上昇して第１図に符号４で示す溶湯の射出が
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１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
により減圧されているので、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２
０の通路２４に負圧が作用し、プランジヤチツプ
２３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
ようにしてプランジヤ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１
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。特に、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２８，２９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
の侵入も遮断される。また、プランジヤチツプ２
３の端面部に環状のくぼみ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て溶湯側へ入り込ん
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は引りばね
４１で上方へ引張られているので、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を設けたことによ
り、このつぶれた凝固層１がキヤビテイ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、復帰杆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
プランジヤチツプの溶湯接触端面に、プランジヤ
チツプの先端面部にくぼみを設けたことにより、
プランジヤチツプの端面側に形成される溶湯の凝
固層が強化されるので、プランジヤチツプと射出
スリーブとのすき間から侵入しようとする外気が
この凝固層で遮断されて侵入することがなく、ま
た、プランジヤ端面への凝固層の密着が悪くて外
気がプランジヤ端面と凝固層周縁部との間へ侵入
しても、凝固層の中央部が破れることがないの
で、金型キヤビテイ内への溶湯のさし込みがなく
なるとともに、溶湯内への不純物の混入がなくな
り、射出が良好に行なわれ、かつ鋳込製品の品質
が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す縦断面図、第
２図は本考案に類した装置の１例を示す縦断面
図、第３図は本考案の１実施例を示す概略断面図
と空気圧配管図、第４図は、本考案の他の実施例
を示す縦断面図、第５図は金型ガス抜き装置の縦
断面図、第６図は第５図の−線断面図であ
る。 １…凝固層、２，２３…プランジヤチツプ、
３，２２…射出スリーブ、４…溶湯、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、２５…真空
ポンプ、２７〜２９…くぼみ、３１…ガス抜き装
置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 射出スリーブ内に摺動自在に設けたプランジヤ
   チツプの先端外周面部にリング状のくぼみを設
   け、プランジヤチツプの先端面部に、前記くぼみ
   の内径よりも小さい直径を有する球面状または錐
   面状のくぼみを設けたダイカストマシンの竪型射
   出装置。