JPH0413464A

JPH0413464A - ダイカスト金型のガス抜き制御方法および装置

Info

Publication number: JPH0413464A
Application number: JP11539290A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Iwamoto; 典裕岩本; Hidesato Uebayashi; 秀悟植林
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1992-01-17
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2880247B2

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〕この発明は、ダイカスト金型のガス抜き制御方法および
装置に関し、特にチルベントを用いたガス抜きにおける
排気状態の適正化に関する。

〔背景技術〕

従来より、ガイカスト成形においては、金型キャビティ
内に溶融金属を加圧充填して所定形状の製品を得ている
。この際、溶融金属の充填に伴って金型キャビティ内に
あった空気等を排出する必要があり、様々なエアーベン
ト機構が用いられており、例えば、第５図および第６図
に示すようなチルベント９０が利用されている。

各図において、金型装置８０は固定金型８１と移動金型
８２との型分割面８３に金型キャビティ８４が形成され
る。そして、各金型８１．８２の上部には型分割面８３
に沿って一対のブロック９１．９２が対向配置される。

各ブロック９１．９２は、互いの対向面９３．９４を多
数の山形溝が連続する波形に形成され、相互の隙間ｔが
金型キャビティ８４に連通ずるように構成される。各ブ
ロック９１．９２の対向面９３．９４は幅すを有し、ガ
ス抜き流路断面積ａは隙間ｔと幅すとの積すなわちａ＝
ｔＸｂである。ここで、一方のブロック９２は移動金型
８２に対して手動操作式の送りねじ機構等により上下方
向に摺動可能とされ、他方のブロック９１との隙間ｔを
調整できるように構成される。

このようなチルベント９０を有する金型装置８０で鋳造
を行うにあたっては、まず金型キャビティ８４に連通さ
れた射出スリーブ８５に溶湯８６を供給し、射出プラン
ジャ８７を進出させて射出を開始する。

射出スリーブ８５内の溶湯８６がキャビティ８４内に射
出されると、それに伴ってキャビティ８４内のガスはチ
ルベント９０の隙間から外部に排出される。溶湯８６の
充填が進み、キャビティ８４内のガスが略全で排出され
て溶湯８６が上部のチルベント９０まで達すると、チル
ベント９０の隙間内に流入した溶湯８６は冷却されて凝
固し、それ以上の流出を阻止してキャビティ８４内に充
填された溶湯８６が保持されるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述したチルベント９０における隙間ｔは通
常０．５ｍｍ以下と小さく、繰返し鋳造作業に使用する
と離型剤の付着堆積により流路断面積ａが減少し、所期
のガス抜き状態が得られなくなる。

また、固定金型８Ｉと移動金型８２との間に温度差があ
ると、各々の熱膨張差により各々に取付けられるチルベ
ント９０の隙間ｔが変化することになり、所期のガス抜
き状態か得られなくなる。

特に、隙間ｔが減少した際にはガス抜きが不良となり、
鋳造製品に巣が発生して製品不良を発生するという問題
があった。さらに、このような場合、鋳造機の運転を停
止してチルベント９０を掃除する必要があり、運転効率
が低下するほか、清掃の作業が煩雑になるという問題が
あった。

一方、製品不良等が発見された時点で可動側のブロック
９２を移動させてチルベント９０の隙間を再調整するこ
とが行われているが、従来方式では送りねじ機構等を手
動調整しており、操作性が悪いとともに確実な設定が得
にくいという問題があった。

本発明の目的は、自動的な調整により金型からのガス抜
き状態を常に適正に維持できるダイカスト金型の排気ガ
ス制御方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の方法は、金型キャビティに連通された調整可能
な隙間を有するチルベントを用い、前記チルベントの隙
間を通して排出される金型キャビティからのガス流速を
監視し、前記ガス流速が予め設定された許容範囲を超え
た際に前記チルベントの隙間を増減調整して前記金型キ
ャビティからのガス排出を所定の適正状態に制御する、
という手順により構成される。

本発明の装置は、対向面に互いに入れ子状をなす山形溝
が形成された一対のブロックを所定間隔で配置しかつ相
互の隙間が金型キャビティに連通されたチルベントと、
前記チルベントの各ブロックを対向面に沿って相対移動
させて各々の山形溝の隙間を増減させる隙間調整手段と
、前記チルベントの前記隙間を通過するガス流速を計測
する流速計測手段と、前記流速計測手段で計測された流
速が予め設定した許容範囲を超えた際に前記隙間調整手
段をフィードバック制御して前記金型キャビティのガス
排出を所定の適正状態に制御する制御手段と、を備えて
構成される。

〔作　用〕

このような本発明においては、実際にチルベントの隙間
を通して排出されるキャビティからのガス流速を監視し
て隙間を再調整するため、チルベントの機械的な隙間に
拘らず付着堆積物の厚みや金型の熱変形等をも含めた実
際の隙間調整により常に適正なガス抜き制御が確実に行
われる。また、流速計測ないし隙間調整の制御の自動化
が可能となり、これにより前述した各問題が解決され、
前記目的が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本実施例のダイカストマシン１には本
発明に基づくガス抜き制御が適用されている。

金型装置ＩＯは固定金型１１と移動金型１２と有し、各
々の型分割面１３には金型キャビティＩ４が形成されて
いる。固定金型１１には金型キャビティ１４に連通ずる
射出スリーブ１５が取付けられ、その内部には図示しな
い給湯装置から溶湯１６が供給されるとともに射出プラ
ンジャエフが挿入されている。射出プランジャ１７はピ
ストンロッド１８を介して図示しない射出駆動装置によ
り駆動され、スリーブ１５内の溶湯１６をキャビティ１
４内へ射出する。

ピストンロッド１８の側面には磁性および非磁性が交互
に繰り返す縞模様の磁気スケール２工が形成されている
。このスケール２１に面して磁気センサ２２が設置され
、磁気センサ２２はピストンロッド１８つまり射出プラ
ンジャ１７の進出量に応じた数のパルスを出力する。磁
気センサ２２には射出速度演算回路２３が接続され、こ
の演算回路２３で計数演算することで射出プランジャ１
７の射出速度が計測される。これらにより射出速度計測
手段２０が構成されている。

金型装置１０の上部には型分割面１３に沿って一対のブ
ロック３１．３２が対向配置され、各々の対向面３３、
３４の隙間３５は金型キャビティ１４に連通されている
。従って、溶湯１６の射出に伴ってキャビティ１４内の
ガスは隙間３５を通して外部に排出されるとともに、溶
湯１６がキャビティ１４に充満して一部が隙間３５内に
流入して冷却凝固することでキャビティ１４が密閉され
る。これらによりチルベント３０が構成されている。

チルベント３０の隙間３５を形成する各対向面３３゜３
４は、それぞれ多数の水平な山形溝が連続する波形に形
成され、互いの山形溝が入れ子状に組み合わせられてい
る。また、ブロック３１は固定金型１１に固定されてい
るが、ブロック３２は移動金型１２に上下方向へ摺動自
在に支持されている。従って、チルベント３０は移動側
のブロック３２を昇降させることで隙間３５の間隔調整
が行える。

金型装置１０の上面にはデイフユーザブロック４１が設
置され、このブロック４１にはチルベント３０の隙間３
５の延長線上を貫通する中絞り式のデイフユーザ４２が
形成されている。また、ブロック４１の下面には側面か
らデイフユーザ４２の下端側開口に至る斜めの切欠き４
３が形成され、この切欠き４３により固定金型１１の上
面との間には絞りノズル４４が形成され、このノズル４
４にはチルベント３０からデイフユーザ４２へと排出さ
れるガスの流速に応じて吸入される外気による二次気流
が生じる。ここで、絞りノズル４４内には流速センサ４
５が設置され、このセンサ４５により二次気流の流速か
計測される。

さらに、流速センサ４５には流速演算回路４６が接続さ
れ、この演算回路４６での演算によりチルベント３０か
らの排出ガス流速が計測される。これらにより流速計測
手段４０が構成されている。

デイフユーザブロック４１とチルベント３０の移動側ブ
ロック３２との間には送りねじ軸５１が貫通されている
。このねじ軸５１はデイフユーザブロック４１側とブロ
ック３２側とが逆ねじまたは差動ねじとされ、例えば１
回転でブロック３２が０．１ｍｍ移動されるようになっ
ている。なお、ねじ軸５１と同軸に圧縮コイルばね５２
が配置され、デイフユーザブロック４１とブロック３２
とを離隔方向へ常時付勢してねじ軸５１のバックラッシ
ュが防止されている。送りねじ軸５１の上端はカップリ
ング５３を介してモータ５４に接続され、モータ５４に
はロータリエンコーダ５５が接続されている。モータ５
４およびエンコーダ５５には駆動回路５６が接続され、
駆動回路５６は与えられた指令に応じてエンコーダ５５
を参照しながら予め設定された所定回転角づつモータ５
４を回転させ、ブロック３２を微小距離づつ移動させる
。これによりチルベント３０の隙間３５の調整が行われ
、これらにより隙間調整手段５０が構成されている。

射出速度計測手段２０、流速計測手段４０および隙間調
整手段５０はダイカストマシン１の動作制御を行う制御
装置６０に接続されている。

制御装置６０は、−殻内なマイクロコンピュータシステ
ムを用いて構成され、キーボード等の操作装置６１、Ｃ
ＲＴ等の表示装置６２、ブザーやランプ等の警報装置６
３を備えている。一方、制御装置６０はガス抜き制御を
行う制御手段を兼ねるものであり、このためにデータ処
理部６４、管理値記憶部６５、状態判定部６６および調
整制御部６７を備えている。

データ処理部６４は、射出速度計測手段２０および流速
計測手段４０の計測結果に基づいて成形サイクル毎の射
出速度曲線Ｃおよびガス流速曲線Ｂを出力するものであ
り、出力される各曲線Ｂ、Ｃは操作装置６１からの指令
入力により表示装置６２に表示される（第２図参照）。

管理値記憶部６５は、動作制御の際の基準値等を記憶し
ておくものであり、ガス抜き制御用に管理値Ａが記憶さ
れている。この管理値Ａは入力装置６１から入力設定さ
れたものであり、前述したガス流速曲線Ｂに対して許容
範囲±βとなる上限値ＡＨおよび下限値ＡＬで与えられ
る（第２図参照）。

状態判定部６６は、流速計測手段４０で計測されたガス
流速を管理値記憶部６５の管理値Ａと比較し、許容範囲
外であれば警報装置６３および表示装置６２により警報
を発するとともに、許容範囲を逸脱した程度に応じて調
整要求を出力する。

調整制御部６７は、状態判定部６６からの調整要求に応
じて隙間調整手段５０を起動し、フィードバック制御に
よるチルベント３０の隙間３５の調節を行う。

このような本実施例においては、制御装置６０の制御の
もとて金型装置１０に対する溶湯射出〜成形〜型開閉等
の成形サイクルを繰返してダイカスト成形作業を行う。

金型キャビティ１４に溶湯１６を射出する際には、制御
装置６０で射出速度計測手段２０を監視しながら射出駆
動装置を作動させ、第２図の射出速度曲線Ｃに示すよう
に最初は低速で、最後は高速で充填を行う。

金型キャビティ１４内に溶湯１６が充填されると、元々
キャビティ１４内にあった空気等は追い出されてチルベ
ント３０から排出される。この際、チルベント３０の隙
間３５からの排出ガスの流速は流速計測手段４０により
計測され、制御装置６０で監視される。

この際、データ処理部６４からの流速データは、比較判
定部６６において管理値記憶部６５に設定された許容範
囲ＡＨ−ＡＬの間にあるか否かが調べられる。

制御手段６０は、監視の間にガス流速が許容範囲外にな
ると、調整制御部６７により隙間調整手段５０を起動し
てチルベント３０の隙間３５を調整する。

すなわち、調整制御部６７は比較判定部６６での比較結
果に基づいて駆動回路５６に必要な調整量を指示し、駆
動回路５６はエンコーダ５５を参照しなからモータ５４
により送りねじ軸５１を必要な角度回転させてチルベン
ト３０の移動側ブロック３２を昇降させる。これにより
、チルベント３０の隙間３５が増減される。

例えば、第３図のように、チルベント３０の移動側のブ
ロック３２が固定側のブロック３１に対して上昇した状
態にあると、隙間３５の間隔は各対向面３３゜３４の山
形部分が接近した狭い側の間隔ｔ１で与えられる。ここ
で、成形サイクルの繰返しに伴って隙間３５に離型材等
が付着堆積して間隔ｔ１が狭まった場合、当該部分を通
過するガスが減って流速が低くなる。この流速の低下に
応じて移動側のブロック３２を固定側のブロック３１に
対して下降させれば、隙間３５の間隔は最大で第４図の
ように山形部分の両側が同一となる状態の間隔ｔ２まで
拡げられ、離型材等が付着堆積したままでも所期のガス
流速が確保される。

このような本実施例によれば、流速計測手段４０および
制御装置６０により実際にチルベント３０の隙間３５を
通して排出されるキャビティ１４からのガス流速を監視
し、制御装置６０および隙間調整手段５０により必要に
応じて隙間３５を再調整するため、チルベント３０によ
る常に適正なガス抜き制御を確実に行うことができる。

特に、チルベント３０の隙間３５に対し、機械的な間隔
設定や調整ではなく、実際に排出されるガスの状態に基
づいて間隔を調整することで、隙間３５における付着堆
積物の厚みや金型の熱変形等をも含めた実際の隙間部分
の間隔調整を行うことができ、当該部分を通してのガス
排出状態を常に適正な状態に維持することができる。

このため、従来のように成形作業の繰返しに伴ってチル
ベント隙間が挟まり、ガス抜きが不良となって鋳造製品
に巣が発生する等の問題が生じないようにできる。また
、チルベント隙間の清掃を頻繁に行う必要がなくなり、
運転の際の煩雑さが解消できるとともに、頻繁に鋳造機
の運転を停止する等の必要がなく、運転効率を向上する
ことができる。

さらに、流速計測ないし隙間調整の制御を自動化するこ
とができるため、従来の手動式の調整に比べて作業を極
めて容易にできるとともに、状態に応じた確実な設定を
得ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。

すなわち、前記実施例においては、移動側ブロック３２
を固定側のブロック３１に対して上方に移動させて隙間
３５を狭めておき（第３図の状態）、必要に応じてブロ
ック３２を下げることで隙間３５を拡げる（第４図の状
態）のに限らず、予めブロック３２を下げて隙間３５を
狭くしておき、上げることで拡げてもよい。

また、隙間調整手段３５としては、送りねじ軸５１およ
びモータ５４によりブロック３２を昇降駆動するものに
限らず、流体圧式シリンダ装置や他のアクチュエータ等
を用いてもよく、要するに移動側のブロック３２を固定
側のブロック３１に対して必要なだけ移動〜位置決めで
きる構造であればよい。

さらに、ブロック３２の昇降駆動の際に、ロークリエン
コーダ５５でモータ５４および送りねじ軸５１の回転を
検出してブロック３２の高さ位置を間接的に検出するも
のに限らず、直線式の位置検出手段等を用いてブロック
３２の高さ位置を直接検出するようにしてもよい。

また、チルベント３０としては、ブロック３１．３２の
上下方向の相対移動により各々の対向面３３．３４に形
成された水平方向の山形どうしの間隔を加減してチルベ
ント３０の隙間３５を調整するものに限らず、例えば、
対向面３３．３４の山形を斜めに形成しておき、各ブロ
ック３１．３２を上下または水平方向に相対移動させて
もよく、あるいは隙間３５内に進出する弁体等を用いて
通過ガス量を加減してもよく、要するに外部からの操作
により隙間３５の間隔調整が行える構造であればよい。

さらに、流速計測手段４０としては、チルベント３０の
隙間３５に続くデイフユーザ４２を設け、このデイフユ
ーザ４２に連通される絞りノズル４４内に配置された流
速センサ４５を用いるものに限らず、単に隙間３５の出
口側に流速センサ４５を設置してもよく、要するに隙間
からの排出ガス流量を確実に計測できるものであればよ
い。

一方、制御装置６０は前記実施例の構成に限らず、具体
的な回路構成等は実施にあたって適宜選択すればよく、
例えば流速計測手段４０の流速演算回路４６や隙間調整
手段５０の駆動回路５６等をも組み込んだものとしても
よい。

また、制御装置６０には制御手段としてデータ処理部６
４〜調整制御部６７を設けたが、これらはマイクロコン
ピュータシステム上にソフトウェアにより実現されるも
の、あるいは専用のハードウェアにより実現されるもの
等、各々を具体化する手段は実施の際に適宜選択すれば
よい。

さらに、制御手段としての監視〜調整の判定に用いる管
理値Ａとしては、一連の成形サイクルにおける標準的な
流速曲線Ｂに対して上下に一定の許容範囲βをとったＡ
Ｈ，ＡＬに限らず、基準値に対して許容範囲γ％をとっ
たものとしてもよい。

また、各成形サイクル毎に判定を行うのではなく、複数
回の成形サイクルの平均値をとって判定を行ってもよく
、監視〜判定〜調整の手順についても実施の際に適宜選
択することができる。

さらに、管理値Ａの設定は操作装置６１からの外部入力
に限らず、制御装置６０に設けた自動設定装置等により
ダイカストマシンｌの設置時にキャリウブレーションを
行って自動的に管理値Ａを設定、記憶するようにしても
よい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、自動的な調整が行
え、作業効率を向上できるとともに、調整が正確かつ確
実に行えるため、金型からのガス抜き状態を常に適正に
維持することができ、成形品の品質をも向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例のガス流速曲線および管理値等を示すグラフ、第３
図および第４図はそれぞれ同実施例におけるチルベント
の隙間調整を示す図、第５図は従来例を示す断面図、第
６図は第５図の■−■線矢視図である。１・・・ダイカストマシン、ＩＯ・・・金型装置、１４
・・・金型キャビティ、３０・・・チルベント、３１．
３２・・・ブロック、３３．３４・・・対向面、３５・
・・隙間、４０・・・流速計測手段、５０・・・隙間調
整手段、６０・・・制御手段である制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型キャビティに連通された調整可能な隙間を有
するチルベントを用い、前記チルベントの隙間を通して排出される金型キャビテ
ィからのガス流速を監視し、前記ガス流速が予め設定された許容範囲を超えた際に前
記チルベントの隙間を増減調整して前記金型キャビティ
からのガス排出を所定の適正状態に制御することを特徴
とするダイカスト金型のガス抜き制御方法。
（２）対向面に互いに入れ子状をなす山形溝が形成され
た一対のブロックを所定間隔で配置しかつ相互の隙間が
金型キャビティに連通されたチルベントと、前記チルベントの各ブロックを対向面に沿って相対移動
させて各々の山形溝の隙間を増減させる隙間調整手段と
、前記チルベントの前記隙間を通過するガス流速を計測す
る流速計測手段と、前記流速計測手段で計測されたガス流速が予め設定した
許容範囲を超えた際に前記隙間調整手段をフィードバッ
ク制御して前記金型キャビティのガス排出を所定の適正
状態に制御する制御手段とを有することを特徴とするダ
イカスト金型のガス抜き制御装置。