JPH0377762A - ダイカストマシンにおける自動給湯方法 - 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、竪型ダイカストマシンにおいて、竪型スリー
ブへ溶湯を注入する給湯方法に関するものである。

［従来の技術］ ダイカストマシンは型締方向により竪型締型と横型締型
とに分類され、また鋳込方向により竪鋳込型と横鋳込型
とに分類される。このうち横型締竪鋳込型ダイカストマ
シンとしては、路次のように構成されている。

すなわち、マシンベース上に対向して立設された一対の
固定盤を連結する４隅のタイロッド上には、可動盤が一
方の固定盤に対する遠近方向へ進退自在に支持されてお
り、この可動盤と一方の固定盤とには、可動金型と固定
金型とがそれぞれ装着されている。他方の固定盤側の型
締シリンダにより可動盤とともに移動して型締される可
動金型と固定金型との接合部にはキャビティが形成され
ており、固定金型にはキャビティと連通ずる固定スリー
ブが下方へ開口して嵌着されている。固定金型の下方に
は、射出装置が直立傾倒自在に支持されており、この射
出装置は、射出フレームに固定された射出シリンダと、
そのピストンロッドに連結されて先端のプランジャチッ
プを射出フレーム側の上下動自在な射出スリーブの内孔
に嵌合させたプランジャとを備えている。

このように構成されていることにより、型締後、射出装
置全体を傾動させてその射出スリーブ内へ給湯装置によ
り給湯を開始するに際しては、プランジャチップを最高
位置まで上昇させたのち給湯し始め、給湯が進むにした
がって射出スリーブの位置は不変とし、プランジャチッ
プのみを下降させて最低位置に到達したとき、射出スリ
ーブ内に排出された溶湯表面の終端をたえず熱電対で検
知することによって、射出スリーブ内の溶湯の上面の位
置を初めから終りまで大体一定に保つことができ、溶湯
の落差が常に最小になってきわめて静かに注湯が行なわ
れていた。

こうして、次に射出装置を直立させて射出スリーブを固
定スリーブに接合させ、射出シリンダのプランジャチッ
プを上昇させると、溶湯が固定スリーブを経てキャビテ
ィ内へ射出されるので、この溶湯が固化することにより
鋳込製品が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、自動給湯装置から射出スリーブ内に供給され
た溶湯表面の終端をたえず熱電対で検知し、検知された
温度をフィードバックして射出スリーブ内へ供給される
溶湯量を制御しようとすると、熱電対で溶湯温度を検知
してから自動給湯装置の開閉ロンドを開閉するまでの時
間遅れなどにより、細かな追従制御をすることが困難で
あるという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために、本発明では。

自動給湯装置の底部の下向きに設けた給湯用のスリーブ
の下端溶湯排出口部が、射出スリーブ内の下降位置にあ
るプランジャチップの上面のすぐ上に位置するように、
射出スリーブとプランジャチップを位置させた状態で、
給湯用のスリーブの下端部から射出スリーブ内への給湯
を開始し、給湯が進むにつれて射出スリーブとプランジ
ャチップを一緒に下降させて給湯を行なうとき、給湯用
のスリーブの外壁面より離して、かつ、このスリーブ先
端部より短かくして配設した熱電対装置で、溶湯の界面
が熱電対装置の先端部に接近して一定の温度勾配αにな
ったときには、給湯用のスリーブの下端部から射出スリ
ーブへの給湯量を減少させ、また、溶湯の界面が熱電対
装置の先端部に接触して一定温度勾配βになったときに
は、給湯用のスリーブの下端部から射出スリーブへの給
湯を停止するようにした。

［作用］ 自動給湯装置の炉内部の保温室と給湯室に溶湯を蓄え、
該炉の先端部下方へ移動させた射出装置の射出スリーブ
内へ給湯用のス、リーブを挿入して開閉ロッドを開くと
、該炉内の溶湯が射出スリーブ内に排出される。

そこで、射出スリーブ内の溶湯の上面位置を初めから終
りまで一定に保つために、射出スリーブとプランジャチ
ップを同時に下降させるとき、熱電対先端の検出端に溶
湯界面が接近して温度勾配が変わると、自動給湯装置の
開閉ロッドを閉める方向に作動させ給湯をダウンし、さ
らに、前記検出端に溶湯が直ｖｃ接触して温度勾配が急
変したとき、溶湯の供給を停止するように命令を出す。

しかし、給湯は停止されたものの、射出スリーブとプラ
ンジャチップは引続き、連続して一体的に定速度で下降
しているため、この下降距離だけ熱電対と溶湯界面が離
間することになり、制御システムを介して再度射出スリ
ーブへ給湯が開始される。こうした状態下で、最後は最
下限位置に到達してリミットスイッチをけった時点で溶
湯表面の終端位置を探知し、保温炉先端部に取付けた給
湯用の開閉ロンドを閉じて、給湯を停止するように指令
を出すことで、射出スリーブ内へ一定量の給湯が行なわ
れる。

［実施例］ 第１図ないし第６図は本発明に係る！実施例を示し、第
１図は自動給湯装置の縦断面図、第２図は自動給湯装置
から射出スリーブ内へ給湯する場合の射出スリーブとプ
ランジャチップの動作順序を示し、第２図（ＩＬ）は給
湯開始直後、第２図（ｂ）は給湯途中、第２図（ｃ）は
給湯終了時をそれぞれ示す、第３図は本発明を実施する
ために好適な例を示す全体図、第４図は自動給湯装置の
動作を説明するために示す全体の一定破断概略側面図、
第・５図は射出スリーブ内の溶湯レベル変化に伴なう熱
電対での検出温度曲線、第６図は本発明の実施に使用さ
れる制御システムの概要図を示す。

まず、本発明における自動給湯装置について説明する。

第１図において、自動給湯装置ｌの炉２は全体をはζ角
形箱状に形成されており、その二重構造の外壁内にはヒ
ータ３が収納されている。

炉２の内部には、隔壁４によって保温室５と給湯室６と
が隔成されており、隔壁４の中央部ないし下部には両室
５，６を連通させるフィルタ７が設けられている。保温
室５内には、ヒータ３で加熱された溶湯８が蓄えられて
おり、給湯室６内にも、フィルタ７で濾過されることに
よりハードスポットや酸化物が除去された溶湯８が、保
温室５と同湯面をなして蓄えられている。フィルタ７は
溶湯８の通過を遅くするようにその網目の大きさが設定
されており、ｌ射出ショットが通常２０秒以上であるか
ら溶湯８の通過量は例えば１ｋｇ／２０秒に設定される
。９は炉２の上端部に開口された注湯口である。

このように形成された炉２は、第４図に示すように台１
０とエアシリンダ１１とで傾動自在に支持されている。

すなわち、台１０の後端部には、図の手前側と紙背側と
である左右両側に、軸受１２が一体形成されていて、こ
れら左右の軸受１２には、軸１３が回動自在に軸支され
ており、この軸１３には、左右一対の支持アーム１４が
固定されている。そして、炉２の前端部は支持アーム１
４の道端部に左右両端をビン１５で回動自在に枢着され
ており、また、炉２下端の長手方向および幅方向中央部
には、台１０側に枢着された前記エアシリンダ１１のピ
ストンロッド１６の作用端が枢着されている。こうする
ことにより、エアシリンダ１１のピストンロッド１６を
図示の位置から上昇方向に前進させると、炉２は支持ア
ーム１４を静止させたま＼ビン１５を中心にして回動し
、図に鎖１ｊ２Ａで示すごとく、前端が下降する方向に
傾動するように構成されている。また、エアシリンダ１
１のピストンロッド１６を図示の位置から下降方向に後
退させると、炉２は支持アーム１４を揺動させながら軸
１３を中心にして回動し、図に鎖線２Ｂで示すごとく、
後端が下降する方向に傾動するように構成されている。

なお、炉２が実線位置から鎖線２Ａ位置に傾動すると、
溶湯８の湯面は図に符号８Ａで示すようにフィルタ７の
下端と同一面となり、また、炉２が実線位置から鎖線２
Ｂ位置に傾動すると、溶湯８の湯面ば図に符号８Ｂで示
すようにフィルタ７の下端と同一面となって、給湯室６
内に溶湯８が残らない。

炉２の前端部上面には、エアシリンダ２７が固定されて
いて、そのピストンロッド１８は給湯室６内に垂下され
ており、その作用端には、例えばセラミック等で形成さ
れた開閉ロッド１９が同芯状に連結されている。一方、
給湯室６の下端に穿設された孔には、閉塞リング２０と
スリーブ２１とが嵌着されており、スリーブ２１には、
開閉ロッド１９の進退によりその先端弁部で開閉される
弁座２１ａが設けられている。また閉塞リング２０には
、万一開閉口７ド１９が折れたときにその上端弁部で閉
塞される弁座２０ａが設けられている。

２２は水平方向と上下方向とへ移動自在な射出装置側の
竪型射出用の射出スリーブであって、スリーブ２１下方
へ移動して上昇することによりその内孔にはスリーブ２
１が係入され、ｒＭ閉ロッド１９で弁座２１ａが開くこ
とにより給湯室６内の溶湯８が射出スリーブ２２内に供
給されるように構成されている。

つぎに、溶湯８の温度検出と溶湯量の制御については、
射出スリーブ２２内に給湯された溶湯８の温度を検出す
る熱電対装置２４と、さらに、検出された温度を一度演
算処理して指令を伝送し、射出スリーブ２２へ供給され
る溶湯量を制御する給湯制御装置８０で行なうようにな
っている。

第６図に示すように、熱電対装置２４は、溶湯８の温度
を検出するための熱電対２４ａ、熱電対２４ａを保護す
るための窒化ケイ素製熱電対保護管２４ｂおよび熱電対
２４ａで検出する温度をすべて冷接点温度にて一定基準
温度（”Ｏ）に補正するための冷接点補償２４ｃからな
る。さらに、給湯制御装置８０は、増幅器８１　、　Ａ
／Ｄ変換器８２、演算処理装置８３およびＤ／Ａ変換器
８４から構成される。

まず、溶湯８の温度を検出する熱電対２４ａをスリーブ
２１側壁から少し離間し、かつ、スリーブ２１の先端部
より例えば５〜１０ｍｍ短かくして配設しである。溶湯
８の界面が熱電対２４ａに接触する直近では、溶湯８と
熱電対２４ａ間のガス温度が溶湯レベルの上昇に伴なっ
て加熱されて温度勾配αが変化する領域を■領域とし、
さらに、高温の溶湯８が熱電対２４ａの先端部に接触し
たため温度勾配βが変化する領域を■領域とする。

このＩＩおよびｍ領域間の温度検出をして給湯量を制御
するために、熱電対２４ａで検出された温度が、■領域
のときは熱電対装置２４から給湯制御装置８０に送られ
、制御対象物としてのエアシリンダ２７を作動させて、
開閉ロッド１９を下降させて射出スリーブ２２への給湯
量を減少させ、また、熱電対２４ａで検出された温度が
■領域のときは、指令信号をエアシリンダ２７に発して
、開閉ロッド１９を下降させて射出スリーブ２２への給
湯を停止するようになっている。

一方、射出スリーブ２２を有した竪型ダイカストマシン
射出装置を第３図を用いて説明する。

射出装置３２の筒体の側面部には、ポールホルダ３８が
補強部材を介して固定されており、このポールホルダ３
８の内面には１図示しないポールを保持するボール溝が
形成されている。このように構成されていることにより
、駆動装置で駆動すると、支持板３３上に載置されたレ
ール３４上を、射出装置３２がポールをポール溝内で転
勤させながら移動する。

円筒状に形成された射出スリーブ２２がその上方に設け
られた金型の竪型射出用の固定スリーブ（図示せず）と
同芯状に固定されている。

図示しない昇降シリンダの下方から送油することにより
、昇降軸とともに射出スリーブ２２が上昇して、その上
端部が固定スリーブの下端部に接合されるように構成さ
れている。

以上のごとく構成された竪型ダイカストマシン射出装置
と自動給湯装置を第３図を用いて動作を説明する。

まず、自動給湯装置１の炉２を第２図に実線で示す水平
姿勢にして注湯口９から供給した溶湯８を保温室５内に
蓄えると、この溶湯８はフィルタ７を通過して給湯室６
にも保温室５内と同一湯面となって蓄えられる。

一方、竪型ダイカストマシン射出装置の射出については
、プランジャチップ２３を所望の位置に移動させる。こ
うして、金型キャビティへ充填され得るだけの溶湯量に
見合う容積が確保され、この後、溶湯接触面へ離型剤が
塗布される。

こうした状態下で、駆動装置で射出装置３２全体を図の
紙背方向に押すと、射出装置３２は、ポールホルダ３８
内のポールをポール溝内で転動させながらレール３４上
を注湯位置へ移動させ、自動給湯装置ｌの給湯室６下部
の給湯口に射出スリーブ２２の先端が当接するようにセ
ットする。

つぎに、エアシリンダ２７を作動して開閉ロッド１９を
上昇させると、射出スリーブ２２内へ溶湯８が給湯され
る。

この給湯を開始するに際しては、第２図（ａ）から第２
図（Ｃ）に示すごとくプランジャチップ２３を最低位置
まで下降させた状態のまま給湯を始め、給湯が進むにし
たがって第２図（ａ）から第２図（ｂ）に示すごと〈射
出スリーブ２２とプランジャチップ２３を同時に下降さ
せて、第２図（Ｃ）の最低位置で給湯が終るようにする
。

この場合、第５図および第６図を用いて、射出スリーブ
２２とプランジャチップ２３を一体的に、例えば５〜１
０ｍｍ／ｓｅｃの定速度で降下させながら、かつ、自動
給湯装置１から射出スリーブ２２へ溶湯８を供給する場
合の、給湯量の制御方法について説明する。ここで、射
出スリーブ２２とプランジャチップ２３を一体的に降下
を開始するのは、自動給湯装置１の給湯室６下部の給湯
口に射出スリーブ２２の先端が当接した後、図示しない
タイマーによって行なわれるものとする。

第５図において、記号Ｃは射出スリーブ２２内の溶湯レ
ベルが熱電対２４ａの先端部に接触した位置を示す、記
号αは溶湯の界面が熱電対２４ａの先端部により接近し
たとき、本実施例では、例えば３〜ｂ これをＩＩ領領域示す、また、記号βは溶湯の界面が熱
電対２４ａの先端部に接触したとき、例えば２０〜ｂ これをｍ領域で示す。

■領域の状態では、射出スリーブ２２内に溶湯８を供給
開始時は溶湯レベルが低く、溶湯８の界面と熱電対２４
ａの先端部が離間しており、設定温度勾配と実測温度勾
配を比較しても差異がなく。

このため射出スリーブ２２への給湯量の制御は行なわれ
ず、溶湯レベルは上昇過程にある。

このような状態を続けると溶湯レベルは次第に上昇し、
溶湯８の表面と熱電対２４ａの先端部は次第に接近して
■領域に到達する。ここでは、実測温度勾配が高くなる
ため、設定温度勾配と実測温度勾配を比較したときに差
異が生じ、第８図に示すような制御システムを介して、
自動給湯装置ｌから射出スリーブ２２への給湯量を減少
させるように作動する。

すなわち、熱電対２４ａでの検出温度を電圧値として取
出し、増幅器８１でその電圧値に比例した増幅値をＡ／
Ｄ変換器８２にてアナログ値をデジタル値に変換した後
、演算処理装置８３にて演算処理し、さらに、Ｄ／Ａ変
換器８４にてアナログ値としての出力信号を、エアシリ
ンダ１７に供給される圧縮空気の導入量をＭ御すること
で、ピストンはラド１８を介して開閉ロッド１９を下降
させ、弁座２１ａと開閉ロッド１９の間隔を調整し、ス
リーブ２１から流出する溶湯量を減少させる。

さらに、ｍ領域では、射出スリーブ２２とプランジャチ
ップ２３の一体降下速度と、射出スリーブ２２内での溶
湯レベルの上昇速度との相対速度において、溶湯レベル
の上昇速度が大きくなって、溶湯８の界面が熱電対２４
ａの先端部に接触した０点では、熱電対２４ａは溶湯温
度を検出することになる。この時、設定温度勾配と実測
温度勾配の比較では、ＩＩ領領域りさらに差異が生じる
ため。

前記した制御システムを介してエアシリンダ２７に供給
される圧縮空気の導入量が制御され、開閉ロッド１９を
下降させて弁座２１ａと開閉ロッド１９の間隔をなくす
ことで、スリーブ２１から射出スリーブ２２への給湯が
停止されることになる。

このように給湯は停止されたものの、射出スリーブ２２
とプランジャチップ２３は引続き、連続して一体的に定
速度で下降しているため、この下降距離だけ熱電対２４
ａと溶湯８の界面が離間することになり、熱電対２４ａ
の検出温度は前記した■領域もしくは工領域の後部域の
温度勾配を表示することになるため２制御システムを介
して射出スリーブ２２へ多少冬目の溶湯８の給湯が行な
われる。こうしたことにより、射出スリーブ２２とプラ
ンジャチップ２３の一体降下速度より溶湯８の上昇速度
が上回わり、再度■領域の温度勾配αを有する位置に戻
ることになる。

このように、熱電対２４ａで検出される温度勾配が、た
えず■領域に入るようにすることで、溶湯８の落差が常
に最小となってきわめて静かに給湯が行なわれるため、
給湯された溶湯８がかき混ぜられることがないようにで
きる。

こうして、最下位置の最終端は図示しないピストンの一
端に取付けた図示しないリミットスイッチをけることで
、射出スリーブ２２とプランジャチップ２３の降下は停
止され、同時にこれに伴なってエアシリンダ２７が作動
して開閉ロッド１９が下降し、弁座２１ａが閉じて給湯
が停止される。

このように給湯を行なったのち、第３図に示すように、
射出装置３２を射出位置の下方位置へ復帰するように水
平方向に移動させる。

つぎに、昇降シリンダへ送油すると、昇降軸と一体の射
出スリーブ２２が上昇し、金型の固定スリーブに接合さ
れ、この後、プランジャチップ２３を上昇し、射出スリ
ーブ２２内の溶湯８は、固定スリーブを経て金型のキャ
ビティ内へ射出される。

射出動作が終れば、射出製品の冷却固化後、型開きし、
プランジャチップ２３を後退させる。さらに、そのあと
は、昇降軸および射出スリーブ２２も同時に後退する。

こうして、最後に射出装置３２を注湯位置まで移動させ
、ｌサイクルが終了する。

本実施例については、プランジャチップ２３の上下動な
らびに、射出スリーブ２２の上下動については、油圧機
構を用いて行なったが、これに限定されるものでなく、
ポールねじ機構を用いた上下駆動装置を用いて行なって
も同様な結果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように本発明によれば、竪型
のダイカストマシンの射出スリーブへ溶湯を注入する場
合、プランジャチップを下降させた状態で自動給湯装置
から給湯を開始し、給湯が進むにつれて射出スリーブと
プランジャチップを同時に下降させながら給湯を行なう
場合、たえず溶湯の界面が熱電対装置の先端部により接
近した状態下の一定の温度勾配αを有する■領域になる
ように給湯量が制御されるため、溶湯の落差が常に最小
となってきわめて静かに給湯が行なわれるので、注入さ
れた溶湯がかき混ぜられることがなく溶滓の発生が減少
して製品の品質を著しく向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第６図は本発明に係る１実施例を示し、第
１図は自動給湯装置の縦断面図、第２図は自動給湯装置
から射出スリーブ内へ給湯する場合の射出スリーブとプ
ランジャチップの動作順序を示し、第２図（＆）は給湯
開始直後、第２図（ｂ）は給湯途中、第２図（ｃ）は給
湯終了時をそれぞれ示す、第３図は本発明を実施するた
めに好適な例を示す全体図、第４図は自動給湯装置の動
作を説明するために示す全体の一定破断概略側面図、第
５図は射出スリーブ内の溶湯レベル変化に伴なう熱電対
での検出温度曲線、第６図は本発明の実施に使用される
制御システムの概要図を示す。 １・・・自動給湯装置、 ５・・・保温室、 ７・・・フィルタ、 １７・・・プランジャ。 ２２・・・射出スリーブ。 ２４・・・熱電対装置、 ３２・・・射出装置。 ２・・・炉、 ６・・・給湯室、 ８・・・溶湯、 １９・・・開閉ロッド、 ２３・・・プランジャチップ、 ２７・・・エアシリンダ、 ＄１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　自動給湯装置の底部の下向きに設けた給湯用のスリー
   ブの下端溶湯排出口部が、射出スリーブ内の下降位置に
   あるプランジャチップの上面のすぐ上に位置するように
   、射出スリーブとプランジャチップを位置させた状態で
   、給湯用のスリーブの下端部から射出スリーブ内への給
   湯を開始し、給湯が進むにつれて射出スリーブとプラン
   ジャチップを一緒に下降させて給湯を行なうとき、給湯
   用のスリーブの外壁面より離して、かつ、このスリーブ
   先端部より短かくして配設した熱電対装置で、溶湯の界
   面が熱電対装置の先端部に接近して一定の温度勾配αに
   なったときには、給湯用のスリーブの下端部から射出ス
   リーブへの給湯量を減少させ、また、溶湯の界面が熱電
   対装置の先端部に接触して一定温度勾配βになったとき
   には、給湯用のスリーブの下端部から射出スリーブへの
   給湯を停止することを特徴とするダイカストマシンにお
   ける自動給湯方法。