JPH04123856A - ダイカスト鋳物の鋳造装置 - 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、溶湯を湯口を通して型空間内に射出するとと
もに、湯口以外の箇所からも型空間内の溶湯を加圧する
ことが可能なダイカスト鋳物の鋳造装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、第３図に示すように、射出プランジャ１０１
によって溶湯を湯口１０２を通して、固定型１０３と可
動型１０４とが密着して形成される型空間１０５内に射
出するとともに、湯口１０２以外の箇所に配設された局
部加圧プランジャ１０６によって型空間１０５内の溶湯
を局部加圧することができる鋳造装置（特公昭６０−２
９４７号公報など）１００が存在する。

この鋳造装置１００は、型空間１０５内に溶湯が充填し
たときに、型空間１０５内の溶湯を局部加圧プランジャ
１０６によって鋳造圧力の２倍〜３倍の加圧力で局部加
圧（押し湯）して、固定型１０３と可動型１０４との密
着力により型空間１０５内の溶湯が凝固することにより
形成されるタイカスト鋳物の巣の発生を防止している。

［発明が解決しようとする課題１ ところが、従来の鋳造装置１００においては、前述のよ
うに、溶湯の充填時に＠造圧カの２倍〜３倍の加圧力で
型空間１０５内の溶湯を局部加圧しているので、型空間
１０５内の初期凝固（溶融）状態の溶湯が湯口１０２が
らランナー１０７に逆流してしまい、型空間１０５内の
溶湯に充分な局部加圧力が加わらない可能性があった。

この結果、ダイカス１〜鋳物の充分な巣防止効果が得ら
れないという課題があった。

さらに、第４図のグラフのように、溶湯を型空間１０５
内に充填してから局部加圧開始まで長いタイムラグＴを
設けた場合には、型空間１０５内の溶湯の凝固がかなり
進行している。この結果、型空間１０５内の溶湯の急激
な圧力上昇により凝固中の溶湯がかなり移動して偏析が
発生するという課題があった。また、型空間１０５内の
溶湯の凝固がかなり進行するとひけ巣（収縮巣）がかな
り成長する。このかなり成長したひけ巣を潰す必要があ
るので、局部加圧プランジャ１０６による局部加圧力を
増大させる必要がある。この結果、固定型１０３や可動
型１０４等の型破損が生じるという課題があった。

本発明は、ダイカスト鋳物の巣防止効果が充分に期待で
き、且つ偏析の発生や型破損の発生を防止できるダイカ
スト鋳物のａｔ装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のダイカスト鋳物の鋳造装置は、固定された固定
型と、この固定型に密着した際に、前記固定型との間に
製品用型空間を形成する可動型と、前記型空間内に向か
って所定の鋳造圧力で溶湯を射出して、前記型空間内に
湯口を通して溶湯を充填する充填手段と、前記型空間内
の溶湯を前記湯口以外の箇所から局部的に加圧する加圧
手段と、この加圧手段の加圧力を制御する制御手段とを
備え、 前記制御手段は、前記型空間内への溶湯の充填が完了し
た際に、前記加圧手段の加圧力を前記所定の鋳造圧力程
度に設定し、前記湯口の溶湯の凝固が完了した際に、前
記加圧手段の加圧力を前記所定の鋳造圧力の２倍以上に
増加させる技術手段を採用した。

［作用］ 固定型と可動型とが密着したときに固定型と可動型との
間に形成される製品用型空間内に、充填手段によって所
定の鋳造圧力で溶湯を射出することにより溶湯を充填す
る。

そして、型空間内への溶湯の充填が完了したときに、加
圧手段によって所定の鋳造圧力程度の局部加圧力で型空
間内の溶湯を湯口以外の箇所がら局部的に加圧する。こ
のため、型空間内の初期凝固状態の溶湯が湯口から逆流
することはない。よって、型空間内の溶湯が初期凝固状
態であっても、局部加圧力が型空間内の溶湯に充分に加
わり、巣の発生が防がれる。

その後、湯口の溶湯の凝固が完了したときに、加圧手段
によって所定の鋳造圧力の２倍以上に増加した局部加圧
力で型空間内の溶湯を湯口以外の箇所から局部的に加圧
する。

このように、型空間内への溶湯の充填が完了してから型
空間内の溶湯が凝固するまで、常に適正な局部加圧力を
型空間内の溶湯に加えることによって、型空間内の末期
凝固中の溶湯に急激な圧力上昇を生じさせない。このた
め、末期凝固状態における型空間内の凝固中の溶湯の移
動が最小限となり、偏析の発生が防がれ、且つ固定型や
可動型等の型破損が防がれる。また、常に適正な局部加
圧力が浴湯に加えられているため、ひけ巣の成長が抑え
られるので、局部加圧力をかなり増大させる必要がなく
、かつ切削巣不良も低減できる。

［発明の効果］ 常に局部加圧力が加わった状態で型空間内の溶湯を凝固
させることができるので、ダイカスト釧物の巣の発生を
防止できる。また、型空間内の凝固中の溶湯の局部加圧
による移動を最小限とすることができるので、局部加圧
による偏析の発生を防止できる。さらに、型空間内への
溶湯の充填が完了してから常時局部加圧力を型空間内の
溶湯に加えることができるので、ひけ巣の成長を抑制で
きる。よって、固定型や可動型等の型破損の発生を防止
できる。

［実施例］ 本発明のダイカスト鋳物の鋳造装置を第１図および第２
図に示ず一実施例に基づき説明する。

第１図はダイカスト鋳物の鋳造装置を示す。

この鋳造装置１は、型２、溶湯射出装置４および局部加
圧装置５を有する。

型２は、固定プラテン２１に固定された固定型２２、お
よび可動プラテン２３に固定され′Ｃ図示左右方向に移
動する可動型２４からなる。この型２は、可動型２４が
図示左方向に変位し゛Ｃ固定型２２と可動型２４とが密
着したときに固定型２２と可動型２４との間に充填され
た溶湯を固定型２２と可動型２４との密着力によって凝
固させて、所定の形状のダイカスト（例えばＡＤＣ１２
、ＡＤＣ３、ＡＤＣｌｏ、ＡＤＣ１４等のアルミニウム
ダイカスト）鋳物を形成するものである。

これらの固定型２２と可動型２４との間には、ダイカス
ト鋳物の製品用型空間３およびランナー２５が形成され
る。この型空間３内には、湯口３１を通って溶湯が充填
される。なお、可動型２４には、湯口３１と別の位置に
図示左右方向の加圧通路２６が形成されている。また、
可動型２４には、製造されたダイカスト鋳物を型２から
取り外すための押出しプレート２７が配設されている。

溶湯射出装置４は、本発明の充填手段であって、射出プ
ランジャ４１および射出スリーブ４２を有する。

射出プランジャ４１は、油圧制御装置（図示せず）によ
り図示左右方向に往復変位させられ、射出スリーブ４２
内の溶湯を所定の鋳造圧力（例えば１０００ｋｇ　／　
ｔｙＡ　）で射出することによって、湯口３１を通して
型空間３内に溶湯を充填するものである。

射出スリーブ４２内には、一端がランナー２５および湯
口３１を介して型空間３内に連通する射出通路４３が形
成されている。この射出通路４３の他端には、保持炉（
図示せず）から給湯装置のラドル４４によって汲み上げ
られた溶湯が注湯される給湯口４５が形成されている。

局部加圧装置５は、本発明の加圧手段であって、局部加
圧プランジャ５１および局部加圧シリンダ５２を有し、
駆動機１’＠５３により駆動される。

局部加圧プランジャ５１は、駆動機構５３により図示左
右方向に往復変位させられ、図示左方向に変位したとき
に先端で型空間３内の溶湯を局部的に加圧するものであ
る。この局部加圧プランジャ５１の一端部は、可動型２
４に形成された加圧通路２６内に嵌め込まれ、可動型２
４内を摺動自在に変位する。

局部加圧シリンダ５２は、局部加圧プランジャ５１の後
端部を左右方向に摺動自在に支持するとともに、内部に
局部加圧プランジャ５１の後端部により区画された第１
油室、５４および第２油室５５を有する。

この第１油室５４内に低圧の作動油が供給されたときに
は、局部加圧プランジャ５１の先端が型空間３内の溶湯
を低圧（射出プランジャ４１の所定の鋳造圧力の８割程
度の加圧力）で加圧する。また、第１油室５４内に高圧
の作動油が供給されたときには、局部加圧プランジャ５
１の先端が型空間３内の溶湯を低圧（射出プランジャ４
１の所定の＠遺灰力の２倍程度の加圧力）で加圧する。

駆動機［５３は、本発明の制御手段であって、油圧制御
袋Ｗ６および電気回路７から構成される。

油圧制御袋Ｗ６は、油圧ポンプ６０、第１ソレノイド弁
６１、第２ソレノイド弁６２、低圧側リリーフ弁６３、
高圧側リリーフ弁６４、逆市弁６５および油圧回路６６
を有する。

油圧ポンプ６０は、電動モータにより回転駆動され、所
定の油圧を油圧回路６６内に発生させる。

第１ソレノイド弁６１は、局部加圧シリンダ５２の第１
油室５４に低圧の作動油を供給する低圧側通路６７と局
部加圧シリンダ５２の第１油室５４に高圧の作動油を供
給する高圧側通路６８とを切り替える切替弁である。こ
の第１ソレノイド弁６１は、通電（オン）されると、弁
体が図示も方向（図示の位置）に移動して油圧ポンプ６
０と高圧側通路６８とを連通ずる。また、第１ソレノイ
ド弁６１は、通電が停止（オフ）されると、弁体が図示
左方向に移動して油圧ポンプ６０と低圧側通路６７とを
連通ずる。

第２ソレノイド弁６２は、電気信号に応じて３段階に切
り替えることによって、局部加圧シリング５２の第１油
室５４と第２油室５５とをそれぞれ油圧ポンプ６０とド
レーン油路６９とに接続するものである。

この第２ソレノイド弁６２は、第１オン信号を入力する
と、弁体が図示右方向に移動して第１油室５４と油圧ポ
ンプ６０とを連通し、第２油室５５とドレーン油路６９
とを連通する。また、第２ソレノイド弁６２は、第２オ
ン信号を入力すると、弁体が図示左方向に移動して第１
油室５４とドレーン油路６９とを連通し、第２油室５５
と油圧ポンプ６０とを連通ずる。

そして、第２ソレノイド弁６２は、オフされると、弁体
が中間位置く図示の位置）に移動して第１油室５４まな
は第２油室５５と油圧ポンプ６０またはトレーン油路６
９との連通を遮断する。

低圧側リリーフ弁６３は、低圧側通路６１内の油圧が低
圧側設定値に達したときに、弁体が図示左方向に移動し
て作動油をドレーンして、低圧側通路６７内の油圧を低
圧に保つものである。

高圧側リリーフ弁６４は、油圧回路６６内の油圧が高圧
側設定値に達したときに、弁体が図示左方向に移動して
作動油をドレーンして、油圧回路・６６内の油圧を高圧
に保つものである。

逆止弁６５は、作動油が第１油室５４から低圧側通路６
７に流れる逆流を防止するものである。

電気回路７は、熱電対７１、変換器７２およびマイクロ
コンピュータ７３を有する。

熱電対７１は、型２の固定型２２内に埋設され、型温が
設定値以上に上昇したときに変換器７２にオン信号を送
る。

変換器７２は、熱電対７１の出力を例えば１．０ｍＶか
ら１．０■に昇圧するものである。

マイクロコンピュータ７３は、タイマーを有し、変換器
７２を経て送られてくる熱電対７１の出力に応じて、第
１ソレノイド弁６１および第２ソレノイド弁６２を通電
制御する。

このマイクロコンピュータ７３は、熱電対７１がら電気
信号を入力していないとき、第１ソレノイド弁６１およ
び第２ソレノイド弁６２をオフする。また、マイクロコ
ンピュータ７３は、熱電対７１から電気信号を入力する
と、型空間３内への溶湯の充填が完了したと判断して、
第１ソレノイド弁６１をオフし、第２ソレノイド弁６２
に第１オン信号を送るとともに、タイマーのカウントを
開始する。そして、マイクロコンピュータ７３は、タイ
マーのカウントを開始してから第１所定時間１゛１が経
過したときに、湯口３１の溶湯の凝固が完了したと判断
して、第１ソレノイド弁６１をオンし、第２ソレノイド
弁６２に第１オン信号を送る。さらに、マイクロコンピ
ュータ７３は、タイマーのカウントを開始してから第２
所定時間Ｔ２が経過したときに、型空間３内の溶湯の凝
固が完了したと判断して、第１ソレノイド弁６１および
第２ソレノイド弁６２をオフするとともに、タイマーの
カウントを終了する。そして、マイクロコンピュータ７
３は、スイッチ（図示せず）よりリセット信号を入力す
ると、第２ソレノイド弁６２に第２オン信号を送る。

なお、第１所定時間Ｔ１は、例えばダイカスト鋳物の厚
みによっても異なるがＴＩ　＝　０．０１７〜００３４
ｔ２ｓｅｃ　　（ｔ　：ダイカスト鋳物の厚み（薗））
から算出した。また、第２所定時間Ｔ２は、型空間３内
の溶湯が凝固する時間を測定しておき、この測定により
求めた時間に所定の付加時間（例えば１．２秒程）を加
えた時間に設定されている。

本実施例のダイカスト鋳物の鋳造方法を第１図および第
２図に基づき説明する。

（第１工程） 図示しない駆動装置により可動プラテン２３を図示左方
向に移動させることにより、可動型２４を固定型２２に
密着させて、ダイカスト鋳物の型空間３およびランナー
２５を形成して型締めを行う。

（第２工程） 給湯装置のラドル４４によって保持炉から汲み上げられ
た溶湯を、図示のように給湯口４５から射出スリーブ４
２の射出通路４３内に注湯する。

（第３工程） 油圧制御装置により、所定の速度で射出プランジャ４１
を図示右方向に変位させて、射出通路４３内に注湯され
た溶湯を型空間３方向に射出する。このため、射出通路
４３内に注湯された溶湯がランナー２５を通り、湯口３
１の通過時に加速し゛Ｃ型空間３内に充填される。この
ときの射出プランジャ４１の加圧力は、所定の鋳造圧力
（例えば１０００ｋｇ／　Ｑ（）に設定されている。

（第４工程） その後に、型温を常にモニターしているマイクロコンピ
ュータ７３に型温が設定値以上に」−昇して、変換器７
２を介して熱電対７１からオン信号を入力すると、マイ
クロコンピュータ７３が型空間３内への溶湯の充填が完
了したと判断する（第２図のグラフ参照）。

このとき、マイクロコンピュータ７３は、第１ソレノイ
ド弁６１をオフし、第２ソレノイド弁６２に第１オン信
号を供給する。すると、局部加圧シリンダ５２の第１油
室５４内に低圧側リリーフ弁６３により設定される低圧
の作動油が供給され、局部加圧プランジャ５１が図示左
方向に変位する。このときの局部加圧プランジャ５１の
加圧力は、第１油室５４内に供給された低圧の作動油に
よって、所定のａ造圧力の８割程度（例えば８００ｋｇ
／ｃｌ）の局部加圧力に設定されている。よって、局部
加圧力が射出プランジャ４１の加圧力より小さいため、
未だ凝固が進行していない初期凝固状態の型空間３内の
溶湯が湯口３１からランナー２５に逆流することはない
。

したがって、局部加圧力が型空間３内の溶湯に充分に加
わることによって、巣の防止効果が低下することはない
。

なお、マイクロコンピュータ７３は、型空間３内への溶
湯の充填が完了したと判断したと同時に、タイマーのカ
ウントを開始する。

（第５工程） マイクロコンピュータ７３は、第２図のグラフに示すよ
うに、タイマーのカウントを開始してから第１所定時間
Ｔ１が経過すると、湯口３１の溶湯の凝固が完了したと
判断する。このとき、マイク１ココンピユータ７３は、
第１ソレノイド弁６１をオンし、第２ソレノイド弁６２
に第１オン信号を供給する。

すると、局部加圧シリンダ５２の第１油室５４内に高圧
側リリーフ弁６４により設定される高圧の作動油か供給
され、局部加圧プランジャ５１がさらに図示左方向に変
位する。このときの局部加圧プランジャ５１の加圧力は
、第１油室５４内に供給された高圧の作動油によって、
所定の＠造圧力の２倍程度（例えば２０００ｋｇ　／　
ａａ　）の局部加圧力に設定されている。

（第６エ程） マイクロコンピュータ７３は、第２図のグラフに示すよ
うに、タイマーのカウントを開始してから第２所定時間
Ｔ２が経過すると、型空間３内の溶湯の凝固が完了した
と判断する。このとき、マイクロコンピュータ７３は、
第１ソレノイド弁６１および第２ソレノイド弁６２をオ
フするとともに、タイマーのカウントを終了する。

また、駆動装置により可動プラテン２３を図示右方向に
移動させることにより、可動型２４を固定型２２から離
間させて、所定の形状に形成されたダイカスト鋳物を押
出しプレート２７により型２から取り出す。

したがって、型空間３内への溶湯の充填が完了してから
溶湯が凝固するまで、常に適止な局部加圧力により溶湯
を加圧することによって、末期凝固中の溶湯が急激な圧
力上昇を生起しない。この結果、末期凝固状態における
型空間３内の凝固中の溶湯の移動が最小限となるので、
ダイカスト鋳物の偏析の発生を防止でき、且つ型２の破
損を防止できる。また、常に適止な局部加圧力が浴湯に
加えられているため、ダイカスト鋳物のひけ巣の成長が
抑えられるので、局部加圧力をかなり増大させる必要が
なく、切削巣不良も低減できる。

（第７エ程） ダイカスト鋳物を型２から取り出した後に、型２の表面
に離型剤を塗布し、スイッチを操作する。

マイクロコンピュータ７３は、スイッチからリセット信
号が送られてくると、第２ソレノイド弁６２に第２オン
信号を供給する。すると、局部加圧シリンダ５２の第１
油室５４がドレーン油路６９と連通して、局部加圧プラ
ンジャ５１が図示右方向に変位して初期状態に戻る。同
時に、油圧制御装置により射出プランジャ４１も図示左
方向に変位し゛Ｃ初期状態に戻される。

したがって、近年のダイカスト鋳物の複雑化、薄肉化、
気密部品の増加、材料の多用化等の高度な要求に対して
も、ダイカスト鋳物の巣防止効果が充分に期待でき、且
つ局部加圧による偏析の発生を防止できる最適な局部加
圧タイミング、および最適な局部加圧力を得ることがで
きる。

（変形例） 本実施例では、型空間内への溶湯の充填完了時を熱電対
等の温度センサにより判断したが、圧力センサにより型
空間内の内部圧力、あるいは射出通路内の内部圧力が所
定値に達した際に型空間内への溶湯の充填完了時である
と判断しても良い。

本実施例では、湯口の溶湯の凝固完了時を溶湯の充填完
了時から第１所定時間経過後としたが、温度センサによ
り射出通路内の温度、あるいは圧力センサにより射出通
路内の内部圧力が所定値に達しな際に湯口の溶湯の凝固
完了時であると判断しても良い。

本実施例では、型空間内への溶湯の充填完了時の加圧力
を所定の鋳造圧力の８割程度としたが、所定の鋳造圧力
の８割程度以上（ランナー内圧力＋α（湯口抵抗））以
内の範囲内であれば良い。

例えば、（ランナー内圧力士α〉は所定の鋳造圧力の１
．１倍である。

本実施例では、局部加圧力を２段階制御したが、局部加
圧力を３段階以上の多段階制御しても良く、連続的に増
加させても良い。

本実施例では、射出プランジャおよび局部加圧プランジ
ャを油圧制御と電気制御とにより駆動したが、射出プラ
ンジャおよび局部加圧プランジャを電磁弁で構成すれば
電気制御のみで駆動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す。 第１図はダイカスト鋳物の鋳造装置とその油圧制御装置
を示す断面図、第２図は局部加圧力および鋳造圧力と射
出開始からの経過時間との関係を表すグラフである。 第３図は従来のダイカスト鋳物の鋳造装置を示す断面図
、第４図は従来の局部加圧力および鋳造圧力と射出開始
からの経過時間との関係を表すグラフである。 図中 １・・・鋳造装置　３・・・製品用型空間　４・・・溶
湯射出袋Ｗ（充填手段）　　５・・・局部加圧装置（加
圧手段）２２・・・固定型　２４・・・可動型　３１・
・・湯口　５３・・・駆動機構（制御手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）固定された固定型と、 この固定型に密着した際に、前記固定型との間に製品用
   型空間を形成する可動型と、 前記型空間内に向かって所定の鋳造圧力で溶湯を射出し
   て、前記型空間内に湯口を通して溶湯を充填する充填手
   段と、 前記型空間内の溶湯を前記湯口以外の箇所から局部的に
   加圧する加圧手段と、 この加圧手段の加圧力を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、 前記型空間内への溶湯の充填が完了した際に、前記加圧
   手段の加圧力を前記所定の鋳造圧力程度に設定し、 前記湯口の溶湯の凝固が完了した際に、前記加圧手段の
   加圧力を前記所定の鋳造圧力の２倍以上に増加させる ことを特徴とするダイカスト鋳物の鋳造装置。