JPH06328222A - ダイカスト鋳造機における溶湯の給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯炉の出湯室の溶湯面を加圧空気などで気
体加圧することにより射出スリーブ内に出湯室から溶湯
を給湯するようにしたダイカスト鋳造機において、射出
スリーブ内に正確に一定量の溶湯を給湯することがで
き、それにより鋳造製品の品質の安定化を図る。 【構成】 給湯を開始するに先立ち、溶湯面レベル計40
によって出湯室21の現在の溶湯面高さＨ₀ を検出し、検
出したその初期溶湯面高さＨ₀ に基づいて、予め、射出
スリーブ３内に設定された量の溶湯が給湯されたと仮定
した場合における出湯室21の溶湯面高さを目標溶湯面高
さＨ₁ として求めておく。しかる後に出湯室21の溶湯面
の気体加圧を開始し、出湯室21の溶湯面高さが前記目標
溶湯面高さＨ₁ に達したときに、溶湯面の気体加圧を停
止し、プランジャチップ11ａを前進させて射出スリーブ
３の給湯口3aを閉塞する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイカスト鋳造機に
おいて射出スリーブ内に溶湯を正確に定量給湯できるよ
うにした、ダイカスト鋳造機における溶湯の給湯方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、コールドチャンバ方式の
ダイカスト鋳造機は、金型キャビティ内に溶湯を圧入充
填することにより複雑な形状の製品を寸法精度良く大量
生産できることから、アルミニウム合金鋳物の製造に広
く用いられている。このようなダイカスト鋳造機は、基
本的に、金型を取り付けるための固定ダイプレートと移
動ダイプレート、金型の開閉型締め機構、及び、射出ス
リーブ内に給湯された溶湯をキャビティ内に圧入充填す
るための射出機構からなる鋳造機本体と、給湯炉の溶湯
を加圧空気などにより気体加圧して射出スリーブ内に定
量給湯するようにした給湯装置とにより構成されてい
る。

【０００３】図５は、従来給湯装置を備えた立形（縦
型）ダイカスト鋳造機の全体構成を示す一部断面全体構
成説明図である。同図において、１は固定ダイプレー
ト、２はボルスタであり、固定ダイプレート１の上面に
固定されたボルスタ２には、給湯口3aを有し上下方向に
垂直に延びる射出スリーブ３が取り付けられている。こ
のボルスタ２の上面に、上側に配される後述する移動金
型４と対をなして金型キャビティＤを形成する固定金型
５が、取り付けられている。前記固定ダイプレート１に
立設された２本のタイロッド６，６の上端部にはトップ
プレート７が固着されており、このトッププレート７に
型締めシリンダ８が取り付けられている。そして、タイ
ロッド６，６には移動ダイプレート９が上下動可能に支
持されており、前記型締めシリンダ８の作動によって上
下動されるこの移動ダイプレート９に、移動金型４が取
り付けられている。タイロッド６，６や、型締めシリン
ダ８等により金型の開閉型締め機構が構成されている。

【０００４】前記固定ダイプレート１の下方には射出シ
リンダ10が配設されている。この射出シリンダ10のピス
トンロッドには射出プランジャ11が連結されており、射
出プランジャ11の先端部に、射出スリーブ３に摺動自在
に嵌挿されるプランジャチップ11ａが取り付けられてい
る。射出スリーブ３、射出シリンダ10、及び射出プラン
ジャ11等により射出機構が構成されている。

【０００５】20は射出スリーブ３内に溶湯を給湯するた
めの給湯炉である。密閉構造の給湯炉20は、図に示すよ
うに、底壁に連通孔21ａが設けられた出湯室21と、この
出湯室21に連通孔21ａを介して溶湯を補給するための溶
湯保持室22とがその内部に設けられている。出湯室21と
溶湯保持室22とは、開閉用シリンダ23の作動によって昇
降可能な栓体24を下降させて栓体24で連通孔21ａを閉塞
することにより、その連通が遮断されるようになってい
る。出湯室21の出湯口は、水平方向に延びる給湯管25
と、上下方向に延びる立ち上がり部を有するマウスピー
ス26とを介して、前記射出スリーブ３の給湯口3aに接続
されている。

【０００６】そして、出湯室21の天井壁には、加圧空気
源30ａから減圧弁31ａ及び流量制御弁（比例制御弁）32
ａを介して出湯室21内に加圧空気を導き、出湯室21の溶
湯を気体加圧して射出スリーブ３内に給湯するための出
湯室用空圧配管路33が接続されている。また、溶湯保持
室22の天井壁には、加圧空気源30ｂから減圧弁31ｂ及び
流量制御弁32ｂを介して溶湯保持室22内に加圧空気を導
き、溶湯保持室22の溶湯を気体加圧して出湯室21に補給
するための保持室用空圧配管路34が接続されている。35
は出湯室21に配設されて出湯室内圧力を測定する圧力計
であり、圧力計35の出力信号は、給湯制御装置36に与え
られるようになっている。

【０００７】前記給湯制御装置36は、射出スリーブ３内
への定量給湯のために、圧力計35によって測定される出
湯室内圧力に基づいて、出湯室用空圧配管路33の流量制
御弁32ａの動作制御を行うものである。なお、この例で
は給湯制御装置36は、溶湯保持室22から出湯室21に溶湯
を補給するための流量制御弁32ｂの動作制御をも行うよ
うになっている。給湯炉20、給湯管25、マウスピース2
6、空圧配管路33，34、圧力計35、及び給湯制御装置36
などにより給湯装置が構成されている。

【０００８】次に動作を説明する。まず、図５に示すよ
うに、マウスピース26の立ち上がり部に溶湯面が位置す
る状態で連通孔21ａを閉塞し、出湯室用空圧配管路33の
流量制御弁32ａを開動作させて出湯室21内に加圧空気を
導き、出湯室21の溶湯面の気体加圧を開始する。これに
より、射出スリーブ３内に出湯室21の溶湯が給湯されて
行く。そして給湯制御装置36は、圧力計35による出湯室
21内の測定圧力が、予め設定された設定圧力に達する
と、流量制御弁32ａを閉動作させて出湯室21の溶湯面の
気体加圧を停止するとともに、射出シリンダ10の動作制
御をも行う鋳造機本体制御装置（図示省略）に給湯終了
信号を送出する。これにより、プランジャチップ11ａを
前進させて射出スリーブ３の給湯口3aを閉塞して、射出
スリーブ３内への給湯を終了するようになされている。
そして給湯終了の後、プランジャチップ11ａをさらに前
進させて金型キャビティＤに溶湯を圧入充填することに
より、鋳造が行われている。

【０００９】なお、射出スリーブ３内に定量給湯するよ
うにした他の方法としては、タイマーによって給湯時間
（開口度合を固定した流量制御弁32ａを開動作させる期
間）を予め設定しておき、その給湯時間が設定時間に達
すると、出湯室21の溶湯面の気体加圧を停止するととも
に前記給湯終了信号を送出し、プランジャチップ11ａを
前進させて射出スリーブ３の給湯口3aを閉塞して、射出
スリーブ３内への給湯を終了するようにした方法も行わ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来の
溶湯給湯方法では、出湯室の溶湯面の気体加圧を開始し
た後、圧力計による出湯室内の測定圧力が予め設定され
た設定圧力に達した時、あるいは予めタイマー設定され
た給湯時間が経過した時に、溶湯面の気体加圧を停止し
てダイカスト鋳造機本体の射出スリーブ内への給湯を終
了するようにしたものであるから、射出スリーブ内に背
圧が生じた場合や、出湯室からの給湯経路を構成する給
湯管の内径が酸化物の付着によって変化するなどの給湯
経路の管径変動が生じた場合には、射出スリーブ内への
給湯量にばらつきが生じていた。このため、射出プラン
ジャによる射出速度多段変化動作と金型キャビティ内に
圧入されつつある溶湯の量との対応関係が一定せず、鋳
造製品の機械的性質などにばらつきが生じるという問題
があった。

【００１１】この発明は、前記の問題点を解消するため
になされたものであって、出湯室の溶湯面を気体加圧す
ることにより射出スリーブ内に出湯室から溶湯を給湯す
るようにしたダイカスト鋳造機において、射出スリーブ
内に正確に一定量の溶湯を給湯することができ、それに
より鋳造製品の品質の安定化を図ることができる、ダイ
カスト鋳造機における溶湯の給湯方法の提供を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明によるダイカスト鋳造機における溶湯の
給湯方法は、ダイカスト鋳造機本体のプランジャチップ
が摺動自在に嵌挿された射出スリーブに設けられた給湯
口に一端側が接続され、上下方向に延びる立ち上がり部
が設けられたマウスピースと、このマウスピースと出湯
室とを接続する水平方向に延びる給湯管とを有し、前記
出湯室の溶湯面を気体加圧して前記射出スリーブ内に前
記出湯室から溶湯を給湯するようにした給湯装置を備え
たダイカスト鋳造機において、給湯を開始するに先立
ち、前記出湯室の現在の溶湯面高さを検出し、検出した
その初期溶湯面高さに基づいて、予め、前記射出スリー
ブ内に設定された量の溶湯が給湯されたと仮定した場合
における前記出湯室の溶湯面高さを目標溶湯面高さとし
て求めておき、しかる後に前記出湯室の溶湯面の気体加
圧を開始し、出湯室の溶湯面高さが前記目標溶湯面高さ
に達したときに、溶湯面の気体加圧を停止し、プランジ
ャチップを前進させて前記射出スリーブの給湯口を閉塞
するようにしたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明によるダイカスト鋳造機における溶湯
の給湯方法においては、給湯開始に先立ち、予め、射出
スリーブ内に設定された量の溶湯が給湯されたと仮定し
た場合における出湯室の溶湯面高さが、目標溶湯面高さ
として求められる。そして出湯室の溶湯面の気体加圧が
開始され、出湯室の下降する溶湯面高さが前記目標溶湯
面高さに達した時に、溶湯面の気体加圧が停止されてプ
ランジャチップによって射出スリーブの給湯口が閉塞さ
れる。これにより、射出スリーブ内に背圧が生じた場合
や、出湯室からの給湯経路の酸化物付着による管径変動
が生じた場合においても、射出スリーブ内に正確に一定
量の溶湯を給湯し得る。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を説明する。図１
はこの発明による溶湯の給湯方法を実施するための給湯
装置を備えた立形ダイカスト鋳造機の全体構成を示す一
部断面全体構成説明図、図２は図１に示す給湯制御装置
の構成の一例を示すブロック図、図３は図２に示す給湯
制御装置による制御の手順を説明するためのフローチャ
ート、図４は給湯制御装置による目標溶湯面高さの算出
を説明するための図である。ここで、前記図５に示され
るものと同一部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。

【００１５】図１において、40は出湯室21の溶湯（アル
ミ溶湯）の湯面高さＨを検出する溶湯面レベル計であ
る。溶湯面レベル計40はこの例では超音波式レベル計で
あり、その出力は給湯制御装置50に与えられる。給湯制
御装置50は、射出スリーブ３内への定量給湯のために、
溶湯面レベル計40によって検出される出湯室21の溶湯面
高さＨに基づいて、出湯室用空圧配管路33の流量制御弁
32ａの開閉及びその開口度合の動作制御を行うものであ
る。なお、この例では給湯制御装置40は、溶湯保持室22
から出湯室21に溶湯を補給するための流量制御弁32ｂの
動作制御をも行うようになっている。

【００１６】給湯制御装置50は、図２に示すように、Ｃ
ＰＵ51ａ、制御プログラムが格納されたＲＯＭ51ｂ、演
算用データが格納されたＲＡＭ51ｃ、及び入出力インタ
ーフェース51ｄより構成されるマイクロコンピュータ51
を備えている。また、Ａ／Ｄコンバータ52、Ｄ／Ａコン
バータ53ａ，53ｂ、制御盤パネル面に取り付けられたデ
ィジタルスイッチからなる給湯量設定器54を備え、これ
らは入出力インターフェース51ｄに接続されている。な
お、ＲＡＭ51ｃに格納される演算用データは、この例で
は、出湯室21の高さ方向における断面積、射出スリーブ
３の給湯口3aに接続されたマウスピース26についての、
立ち上がり部の溶湯面高さとその溶湯面高さにおいて溶
湯で満たされない部分の容積との関係を示す給湯量算出
用データである。

【００１７】給湯制御装置50のマイクロコンピュータ51
には、入力信号として、溶湯面レベル計40からの出湯室
21の溶湯面高さを表す信号がＡ／Ｄコンバータ52を介し
て入力され、また、鋳造機本体制御装置（図示省略）か
らの給湯指令信号と、給湯量設定器54からの設定給湯量
を表す信号とが入力される。そして出力信号として、出
湯室用空圧配管路33の流量制御弁32ａと保持室用空圧配
管路34の流量制御弁32ｂとに、制御弁駆動信号が、各Ｄ
／Ａコンバータ53ａ，53ｂを介してそれぞれ送出され、
また前述した給湯終了信号が鋳造機本体制御装置に送ら
れるようになっている。

【００１８】次に前記装置を用いて行うこの発明による
給湯方法を、図３に示すフローチャートに従って、図１
及び図４をも参照しながら説明する。なお、図３に示す
フローチャートの説明中、Ｎ１，Ｎ２，……は処理手順
の番号を示す。

【００１９】各ショットにおいて射出スリーブ３内への
給湯を開始するに際し、後述する手順により、出湯室21
の連通孔21ａは栓体24で閉塞されており、このとき、出
湯室21には、マウスピース26の立ち上がり部に溶湯面が
位置するように溶湯が供給されている（図４参照）。ま
ず、給湯指令信号が与えられると、ステップＮ１におい
て、射出スリーブ３内への給湯すべき給湯量を設定給湯
量Ｑとして給湯量設定器54から読込むとともに、溶湯面
レベル計40の出力を読込むことで、そのときの溶湯面高
さを初期溶湯面高さＨ₀ として読込む。

【００２０】次にステップＮ２で、初期溶湯面高さＨ₀
とマウスピース26についての前記給湯量算出用データと
から、初期溶湯面高さＨ₀ におけるマウスピース26の溶
湯で満たされていない部分の容積Ｖ（図４参照）を算出
する。ステップＮ３に進み、射出スリーブ３内に設定給
湯量Ｑの溶湯が給湯されたと仮定した場合における出湯
室21の溶湯面高さを目標溶湯面高さＨ₁ として算出する
（図４参照）。ここで出湯室21の断面積をＳとすると、
ΔＨ＝（Ｑ＋Ｖ）／Ｓとなることから、目標溶湯面高さ
Ｈ₁ は、Ｈ₁ ＝Ｈ₀ ＋ΔＨという演算式にて求められ
る。

【００２１】このようにして目標溶湯面高さＨ₁ を求め
ておき、ステップＮ４で出湯室用空圧配管路33の流量制
御弁32ａに制御弁駆動信号を送出して、出湯室21の溶湯
面の気体加圧を行う。そしてステップＮ５で溶湯面レベ
ル計40の出力を読込むことで出湯室21の溶湯面高さＨを
読込み、次いでステップＮ６において、出湯室21の溶湯
面高さＨが目標溶湯面高さＨ₁ に達したか否かが判定さ
れる。溶湯面高さが目標溶湯面高さＨ₁ に達していない
場合には（ステップＮ６でＮＯ）、ステップＮ４に戻っ
て、目標溶湯面高さＨ₁ と読込まれた溶湯面高さＨとの
差に応じて流量制御弁32ａの開口度合が制御されなが
ら、出湯室21の溶湯面の気体加圧が続行される。なお、
ステップＮ５における溶湯面レベル計40からの溶湯面高
さＨの読込みは、所定時間間隔ごとに行われるようにな
っている。

【００２２】出湯室21の溶湯面高さは、気体加圧によっ
て射出スリーブ３内に溶湯が供給されることで下降して
目標溶湯面高さＨ₁ に近づく行く。そしてステップＮ６
において、出湯室21の溶湯面高さＨが目標溶湯面高さＨ
₁ に達したことが検知されると（ステップＮ６でＹＥ
Ｓ）、ステップＮ７で、出湯室21の溶湯面の気体加圧を
停止するとともに、給湯終了信号を鋳造機本体制御装置
に送出する。これにより、プランジャチップ11ａを前進
させて射出スリーブ３の給湯口3aを閉塞して、射出スリ
ーブ３内への給湯が終了される。以上の結果、射出スリ
ーブ３内に背圧が生じた場合や、出湯室21からの給湯管
25の酸化物付着による管径変動が生じた場合において
も、射出スリーブ３内に正確に一定量の溶湯を給湯する
ことができる。

【００２３】なお、射出スリーブ３の給湯口3aを閉塞し
て射出スリーブ３内への給湯が終了されると、給湯制御
装置50は、出湯室用空圧配管路33の出湯室入側近くに設
けられた排気弁（図示省略）を開動作させて、出湯室21
を大気解放する。しかる後、栓体24を上昇させて出湯室
21と溶湯保持室22とが連通孔21ａにより連通された状態
で、保持室用空圧配管路34の流量制御弁32ｂに制御弁駆
動信号を送出する。これによって溶湯保持室22の溶湯面
が気体加圧されて、出湯室21に溶湯が補給される。そし
てこの溶湯補給に際して溶湯面レベル計40によって出湯
室21の溶湯面高さを検出しつつ流量制御弁32ｂを動作制
御することで出湯室21にはマウスピース26の立ち上がり
部に溶湯面が位置するように溶湯が補給され、しかる後
に栓体24によって出湯室21の連通孔21ａが閉塞されるよ
うになっている。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるダイ
カスト鋳造機における溶湯の給湯方法によると、出湯室
の溶湯面を気体加圧することにより射出スリーブ内に出
湯室から溶湯を給湯するようにしたダイカスト鋳造機に
おいて、給湯開始に先立ち、出湯室の現在の溶湯面高さ
を検出し、検出したその初期溶湯面高さに基づいて、予
め、射出スリーブ内に設定された量の溶湯が給湯された
と仮定した場合における出湯室の溶湯面高さを目標溶湯
面高さとして求めておき、しかる後に出湯室の溶湯面の
気体加圧を開始し、出湯室の溶湯面高さが前記目標溶湯
面高さに達したときに、溶湯面の気体加圧を停止し、プ
ランジャチップを前進させて射出スリーブの給湯口を閉
塞するようにしたものであるから、射出スリーブ内に背
圧が生じた場合や、出湯室からの給湯経路の酸化物付着
による管径変動が生じた場合においても、射出スリーブ
内に正確に一定量の溶湯を給湯することができる。これ
により、射出プランジャによる射出速度多段変化動作と
金型キャビティ内に圧入されつつある溶湯の量との対応
関係が一定化されて、鋳造製品の品質の安定化を図るこ
とに寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による溶湯の給湯方法を実施するため
の給湯装置を備えた立形（縦型）ダイカスト鋳造機の全
体構成を示す一部断面全体構成説明図である。

【図２】図１に示す給湯制御装置の構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】図２に示す給湯制御装置による制御の手順を説
明するためのフローチャートである。

【図４】図２に示す給湯制御装置による目標溶湯面高さ
の算出を説明するための図である。

【図５】従来給湯装置を備えた立形（縦型）ダイカスト
鋳造機の全体構成を示す一部断面全体構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１…固定ダイプレート ３…射出スリーブ 3a…給湯口
４…移動金型 ５…固定金型 ８…型締めシリンダ
９…移動ダイプレート 10…射出シリンダ 11…射出プ
ランジャ 11ａ…プランジャチップ 20…給湯炉 21…
出湯室 21ａ…連通孔 22…溶湯保持室 23…開閉用シ
リンダ 24…栓体 25…給湯管 26…マウスピース 30
ａ，30ｂ…加圧空気源 31ａ，31ｂ…減圧弁 32ａ，32
ｂ…流量制御弁 33…出湯室用空圧配管路 34…保持室
用空圧配管路 35…圧力計 36…給湯制御装置 40…溶
湯面レベル計 50…給湯制御装置 51…マイクロコンピ
ュータ 52…Ａ／Ｄコンバータ 53ａ，53ｂ…Ｄ／Ａコ
ンバータ 54…給湯量設定器 Ｄ…金型キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大槻 文和 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイカスト鋳造機本体のプランジャチッ
   プが摺動自在に嵌挿された射出スリーブに設けられた給
   湯口に一端側が接続され、上下方向に延びる立ち上がり
   部が設けられたマウスピースと、このマウスピースと出
   湯室とを接続する水平方向に延びる給湯管とを有し、前
   記出湯室の溶湯面を気体加圧して前記射出スリーブ内に
   前記出湯室から溶湯を給湯するようにした給湯装置を備
   えたダイカスト鋳造機において、 給湯を開始するに先立ち、前記出湯室の現在の溶湯面高
   さを検出し、検出したその初期溶湯面高さに基づいて、
   予め、前記射出スリーブ内に設定された量の溶湯が給湯
   されたと仮定した場合における前記出湯室の溶湯面高さ
   を目標溶湯面高さとして求めておき、しかる後に前記出
   湯室の溶湯面の気体加圧を開始し、出湯室の溶湯面高さ
   が前記目標溶湯面高さに達したときに、溶湯面の気体加
   圧を停止し、プランジャチップを前進させて前記射出ス
   リーブの給湯口を閉塞するようにしたことを特徴とする
   ダイカスト鋳造機における溶湯の給湯方法。