JPH07227667A - ダイカスト鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ内の溶湯の圧力を常に適正範囲内
に制御して湯バリや鋳造欠陥のない優れた品質の鋳造品
が得られるダイカスト鋳造法を提供する。 【構成】 ダイカスト鋳造装置２では、キャビティ１０
内の溶湯Ｍの圧力を圧力センサ４８で測定して、この測
定値に基づいて増圧シリンダ２０の作動を制御して、キ
ャビティ内圧が許容範囲内に入るように、プランジャヘ
ッド２６から加えられる射出力が制御される。これによ
って、型締め圧を越える過大なキャビティ内圧で鋳造金
型４の合わせ目が開いて多量の湯バリが発生したり、逆
に射出圧の不足により未充填や引け巣等の鋳造欠陥が生
ずる等の不具合が確実に防止される。そして、溶湯Ｍの
圧入直後はキャビティ内圧が許容範囲の上限値に近づく
ように射出圧が制御され、溶湯Ｍの固化が進行した鋳造
工程の後半では許容範囲の下限値に近づくように制御さ
れるため、過大な射出圧が要求されることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳造金型のキャビテ
ィ内の溶湯の圧力を制御するダイカスト鋳造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンヘッドカバー等の鋳造
品の製造において、ダイカスト鋳造法が用いられる場合
がある。このダイカスト鋳造法は、溶湯に圧力をかけて
射出することによって、鋳造金型内に設けられたキャビ
ティ内の溶湯に圧力をかけながら鋳造を行うものであ
る。ダイカスト鋳造法によると、薄肉製品や複雑な形状
の製品も容易に鋳造することができ、高い寸法精度と滑
らかな表面を有する鋳造品を製造することができる。か
かるダイカスト鋳造法においては、キャビティ内の圧力
を適切に制御することが極めて重要である。すなわち、
キャビティ内の圧力が高すぎると、キャビティ内面にか
かる全圧力が型締め機構による鋳造金型の型締め力を上
回って、鋳造金型の合わせ目が開いてしまう。この結
果、多量の湯バリが発生したり、製品の寸法精度が劣化
するといった不具合が生ずる。一方、キャビティ内の圧
力が低すぎると、鋳造品に引け巣や表面欠陥等が発生す
るといった問題が生ずる。

【０００３】そこで、かかる問題を解消して優れた品質
の鋳造品を得るために、キャビティ内圧力を適切に制御
するための方法が種々開発されており、その一例が、特
開昭６１−１９９５６２号公報に記載されている。この
技術における具体的な射出圧力の制御について、図５を
参照しつつ説明する。図５の縦軸は、射出圧力ＩＰ_Z お
よびキャビティ内圧力Ｐ_Z の大きさを示しており、図の
横軸は時間の経過に対応している。図５に示されるよう
に、上記公報に記載された射出圧力の制御方法において
は、予め射出圧力の基準値ＩＰ_N が設定されている。そ
して、まず時刻ｔ０においてキャビティ内への溶湯の圧
入が開始され、時刻ｔ１でキャビティ内が充填されて溶
湯の加圧が開始されるため、時刻ｔ１から射出圧力ＩＰ
_Z ，キャビティ内圧力Ｐ_Z ともに急激に増加する。そし
て、射出圧力ＩＰ_Z が基準値ＩＰ_N を越えた場合には射
出圧力を減少させる制御が行われ、射出圧力ＩＰ_Z が基
準値ＩＰ_N を下回ると射出圧力を増加させる制御が行わ
れる。この結果、図５に示されるように、射出圧力ＩＰ
_Z は基準値ＩＰ_N に近い値に維持される。このようにし
て、射出圧力ＩＰ_Z を基準値ＩＰ_N に基づいて制御する
ことによって、キャビティ内圧力Ｐ_Z の制御を図ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の射出力制御方法によると、図５に示されるよう
に、キャビティ内圧力Ｐ_Z は鋳造工程の前半にはある程
度まで増加するが、その後急激に減少する。射出圧力Ｉ
Ｐ_Z が基準値ＩＰ_N 近くに保持されているにも関わらず
キャビティ内圧力Ｐ_Z が減少するのは、充填された溶湯
が冷却固化して射出圧力の伝達が次第に悪くなるためで
ある。この結果、鋳造工程の後半におけるキャビティ内
圧力Ｐ_Z が不足し、製品に未充填や引け巣等の鋳造欠陥
が生ずる。一方、これを防ぐために射出力を過大に設定
すると、キャビティ内圧力が型締め圧力を越えて鋳造金
型の合わせ目が開き、多量の湯バリが発生したり製品の
寸法精度が劣化するといった不具合が発生する。このよ
うに、従来の射出圧力制御方法においては射出圧力を基
準値と比較することによって制御していたため、キャビ
ティ内の溶湯の圧力を確実に適正な範囲内に制御するこ
とができないという問題点があった。そこで、本発明に
おいては、キャビティ内圧力自体の測定値に基づいて制
御することによって、確実にキャビティ内の溶湯の圧力
を適正範囲内に制御して、湯バリや鋳造欠陥のない優れ
た品質の鋳造品を得ることができるダイカスト鋳造法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本出願の請求項
１に記載された発明においては、上記課題を解決するた
めに、鋳造金型のキャビティ内に溶湯を圧入して鋳造を
行うダイカスト鋳造法であって、前記キャビティ内にお
ける前記溶湯の圧力を測定するキャビティ内圧力測定工
程と、該測定工程で測定されたキャビティ内圧力が許容
範囲内に入るように、前記溶湯を圧入する射出圧力を制
御する射出圧力制御工程とを有することを特徴とするダ
イカスト鋳造法を創出した。

【０００６】また、本出願の請求項２に記載された発明
においては、請求項１に記載されたダイカスト鋳造法の
前記射出圧力制御工程において、前記溶湯の圧入後の一
定期間内においては前記キャビティ内圧力が前記許容範
囲の上限値に近づくように前記射出圧力を制御し、前記
溶湯の圧入後所定時間が経過した後には前記キャビティ
内圧力が前記許容範囲の下限値に近づくように前記射出
圧力を制御することを特徴とするダイカスト鋳造法を創
出した。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本出願の請求項１に記載さ
れたダイカスト鋳造法においては、キャビティ内圧力測
定工程においてキャビティ内における実際の溶湯の圧力
が測定され、射出圧力制御工程において、このキャビテ
ィ内圧力の測定値に基づいて、キャビティ内圧力が許容
範囲内に入るように射出力が制御される。従って、溶湯
の冷却固化に伴う圧力伝達の低下や、外乱による射出条
件の急激な変動の影響を受けることなく、常に確実にキ
ャビティ内圧力を適正範囲内に入るように制御すること
ができる。これによって、型締め圧を越える過大なキャ
ビティ内圧力によって鋳造金型の合わせ目が開いて多量
の湯バリが発生したり、逆にキャビティ内圧力の不足に
より未充填や引け巣等の鋳造欠陥が生ずるといった不具
合が確実に防止される。このようにして、キャビティ内
圧力自体の測定値に基づいて制御することによって、確
実にキャビティ内の溶湯の圧力を適正範囲内に制御し
て、湯バリや鋳造欠陥のない優れた品質の鋳造品を得る
ことができる。

【０００８】また、請求項２に記載されたダイカスト鋳
造法では、請求項１のダイカスト鋳造法において、溶湯
の圧入後の一定期間内においては許容範囲の上限値に近
づくように射出圧力を制御し、溶湯の圧入後所定時間が
経過した後には許容範囲の下限値に近づくように射出圧
力を制御する構成としている。高品質の鋳造品を効率よ
く得るためには、鋳造工程の全期間にわたってキャビテ
ィ内圧力を許容範囲の上限値近くに保持するのが理想的
である。しかし、上述した冷却固化に伴う圧力伝達の低
下によって、鋳造工程の後期においてキャビティ内圧力
を上限値近くに保持するためには、極めて高い射出圧力
が必要となる。かかる高圧を発生する装置はコスト高と
なり、また装置の寿命も短くなる。そこで、請求項２の
ダイカスト鋳造法においては、鋳造固定の後半ではキャ
ビティ内圧力が下限値を維持するように制御することに
よって、過大な射出圧力を必要としない構成としてい
る。このようにして、実用的な射出圧力によって、湯バ
リや鋳造欠陥を生ずることなく、優れた品質の鋳造品を
確実に得ることができる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を具現化した一実施例につい
て、図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明に
係るダイカスト鋳造法の一実施例を示す全体構成図であ
る。図１に示されるように、本実施例のダイカスト鋳造
装置２は、鋳造金型４と、この鋳造金型４内のキャビテ
ィ１０に溶湯Ｍを圧入するための増圧シリンダ２０、増
圧シリンダ２０の作動を制御する制御ユニット５０、さ
らに図示しない型締め機構等を中心として構成されてい
る。鋳造金型４は、可動金型６および固定金型８によっ
て構成されており、可動金型６と固定金型８が合わされ
ることによって、その内部に製品形状に対応したキャビ
ティ１０とゲート１２および射出湯口１４が形成され
る。キャビティ１０の可動金型６側の中央部には、圧力
センサ４８が埋設されている。圧力センサ４８の測定ロ
ッド１８の先端面は、キャビティ１０内に臨んでいる。
一方、射出湯口１４には、増圧シリンダ２０のプランジ
ャヘッド２６がスライド可能に嵌合している。

【００１０】増圧シリンダ２０のシリンダ本体２２は、
前部２２Ａの径が小さく、後部２２Ｂの径が大きくなっ
ている。シリンダ本体前部２２Ａ内には、プランジャピ
ストン２８がスライド可能に嵌合している。プランジャ
ピストン２８には、プランジャ２７および前記プランジ
ャヘッド２６が一体に固定されている。一方、シリンダ
本体後部２２Ｂ内には、前部の径が小さく後部の径が大
きい形状を有する増圧ピストン３０が設けられている。
この増圧ピストン３０は、前部がシリンダ本体前部２２
Ａ内に、後部がシリンダ本体後部２２Ｂ内に、それぞれ
スライド可能に嵌合している。これらのプランジャピス
トン２８および増圧ピストン３０によって、シリンダ本
体２２の内部は、前室２４Ａ，中室２４Ｂ，背圧室２４
Ｃおよび後室２４Ｄに区切られている。後室２４Ｄに
は、油圧配管３６によって油圧源３８が接続されてい
る。油圧配管３６の途中には、後室２４Ｄへの圧力油の
供給・停止を切り換えるための油圧供給弁３７が設けら
れている。

【００１１】一方、増圧ピストン３０内には、軸方向に
油路３２が設けられており、油路３２の途中には逆流防
止弁３４が設けられている。この逆流防止弁３４によっ
て、後室２４Ｄから中室２４Ｂへは圧力油が流入する
が、逆方向の中室２４Ｂから後室２４Ｄへの圧力油の流
れは遮断される。ここで、増圧シリンダ２０の背圧室２
４Ｃは、増圧ピストン３０によって、中室２４Ｂおよび
後室２４Ｄから隔離されている。この背圧室２４Ｃ内に
は、油圧源３８から供給される圧力油とは別に、図示し
ない供給口から、背圧印加用の圧力油が充填される。さ
らに、背圧室２４Ｃには、リリーフ配管４０が接続され
ており、リリーフ配管４０の先端は、油タンク４６に導
かれている。リリーフ配管４０の途中にはリリーフ弁４
２が設けられており、このリリーフ弁４２は、開度を全
開状態から全閉状態まで連続的に変化させることができ
る。このリリーフ弁４２の開度は、リリーフ弁制御モー
タ４４によって調節される。リリーフ弁制御モータ４４
には、制御信号線４４ａを通じて、制御ユニット５０か
ら制御出力電圧が印加され、後述するように、この制御
出力電圧の値に応じて、リリーフ弁４２の開度が連続的
に変化する。

【００１２】次に、制御ユニット５０の構成について説
明する。制御ユニット５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）
５２およびＲＡＭ５４，ＲＯＭ５６のメモリ装置を中心
とするコンピュータシステムである。さらに、制御ユニ
ット５０は、外部の装置等との間でデータのやり取りを
行うために、入出力インターフェース５８Ａ，５８Ｂ，
５８Ｃを有している。これらのＣＰＵ５２，ＲＡＭ５
４，ＲＯＭ５６および入出力インターフェース５８Ａ，
５８Ｂ，５８Ｃの間は、データバス５９によって、互い
にデータ転送可能に接続されている。

【００１３】入出力インターフェース５８Ａには、前記
圧力センサ４８から測定信号線４８ａが接続されてお
り、圧力センサ４８によるキャビティ内圧力の測定デー
タは、入出力インターフェース５８Ａを介して制御ユニ
ット５０に入力される。入出力インターフェース５８Ｂ
には、前記リリーフ弁制御モータ４４の制御信号線４４
ａが接続されている。そして、リリーフ弁制御モータ４
４の状態を示すデータ信号が入出力インターフェース５
８Ｂを介して制御ユニット５０に入力されるとともに、
制御ユニット５０からの制御信号が入出力インターフェ
ース５８Ｂから出力される。さらに、入出力インターフ
ェース５８Ｃは、制御信号線６０ａによって、図示しな
い型締め機構等を制御する本体制御部６０と接続されて
おり、ダイカスト鋳造装置本体の運転状態を示す種々の
信号を取り込めるようになっている。この本体制御部６
０には、前記油圧供給弁３７の開閉を制御する制御信号
線３７ａも接続されている。

【００１４】次に、増圧シリンダ２０の背圧室２４Ｃに
発生する背圧の特性について、図２を参照して説明す
る。図２は、本実施例のダイカスト鋳造装置２における
増圧シリンダ２０の背圧特性を示す図である。図２にお
いて、縦軸は増圧シリンダ２０の背圧室２４Ｃに発生す
る背圧ＢＰの大きさを示し、横軸は制御信号線４４ａを
通じてリリーフ弁制御モータ４４に加えられる制御電圧
の出力値（％）を示している。図２に示されるように、
増圧シリンダ２０の背圧室２４Ｃに発生する背圧ＢＰの
大きさは、リリーフ弁制御モータ４４に加えられる出力
値の大きさに正比例する。すなわち、出力値が０％のと
きには背圧ＢＰの大きさは最小値＝０であり、出力値が
増すに従って直線的に増加し、出力値が１００％のとき
に最大の背圧ＢＰ_MAX となる。このように、背圧ＢＰ
が、制御電圧出力値に対して直線的な特性を有するた
め、制御ユニット５０による背圧の制御が極めて容易に
なる。

【００１５】さて、かかる構造を有するダイカスト鋳造
装置２を用いたダイカスト鋳造法の実施の手順につい
て、図１，図２および図３を参照して説明する。図３
は、本実施例のダイカスト鋳造装置２を用いた鋳造工程
における射出圧力の制御手順を示すフローチャートであ
る。図３のフローチャートに示される制御プログラム
は、図１の制御ユニット５０のＲＯＭ５６内に記憶され
ており、主にＣＰＵ５２およびＲＡＭ５４上において実
行される。鋳造工程の開始にあたって、まず、増圧シリ
ンダ２０の背圧室２４Ｃ内に、背圧印加用の圧力油が充
填される。この背圧室２４Ｃ内の圧力油は、以下に説明
する鋳造工程の１サイクルごとに排出されてしまうた
め、鋳造工程の開始に先立って、毎回補充する必要があ
る。このとき、増圧シリンダ２０のプランジャピストン
２８および増圧ピストン３０は、それぞれのストローク
範囲の後端に位置している。また、リリーフ弁４２は全
閉状態になっている。この状態で、図示しない供給口か
ら、背圧室２４Ｃ内に圧力油が充填される。

【００１６】さて、図１の本体制御部６０から制御信号
によって図示しない型締め機構が作動し、可動金型６が
固定金型８に対して型締めされる。鋳造金型４の型締め
完了が確認されると、本体制御部６０から制御信号線３
７ａを通じて制御信号が出力され、油圧供給弁３７が全
開状態とされる。これによって、油圧源３８から油圧配
管３６を通じて、増圧シリンダ２０の後室２４Ｄに圧力
油が供給される。以後、鋳造工程が終了するまで油圧供
給弁３７は全開状態に保たれて、増圧シリンダ２０の後
室２４Ｄに圧力油が連続的に供給される。同時に、本体
制御部６０から制御信号線６０ａ，入出力インターフェ
ース５８Ｃを通じて、射出開始信号が制御ユニット５０
に入力される。この射出開始信号によって、図３のフロ
ーチャートで示される制御プログラムによる射出力の制
御が、ステップＳ１０において開始される。

【００１７】図３のステップ１０において制御が開始さ
れると、まず、リリーフ弁制御モータ４４に加えられる
制御電圧の出力値Ｄが１００％とされる（ステップＳ１
２）。これによって、リリーフ弁４２は全閉状態とな
り、増圧シリンダ２０の背圧室２４Ｃには最大背圧ＢＰ
_MAX がかかる状態となる。従って、油圧配管３６を通じ
て後室２４Ｄに圧力油が供給されても増圧ピストン３０
は移動せず、増圧ピストン３０内の油路３２を通り、逆
流防止弁３４を通過して、中室２４Ｂ内に圧力油が流入
することになる。この圧力油の流入によってプランジャ
ピストン２８が前進し、プランジャ２７およびプランジ
ャヘッド２６も一体に、図１の左方に前進する。これに
よって、プランジャヘッド２６の前方の湯口１６内に供
給されていた溶湯Ｍが、プランジャヘッド２６の射出圧
力によって、ゲート１２を通過してキャビティ１０内に
圧入される。このように、最大の背圧ＢＰ_MAX がかかる
状態とすることによって、プランジャヘッド２６が前進
してキャビティ１０内へ溶湯Ｍが充填された時点におけ
るサージ圧（衝撃力）の発生が防止される。

【００１８】図３の制御プログラムにおいては、続い
て、プランジャヘッド２６による溶湯Ｍの射出が完了し
たか、すなわち溶湯Ｍがキャビティ１０内に完全に充填
されたか否かの判定が行われる（ステップＳ１４）。こ
の判定結果がＮＯであれば、判定がＹＥＳになるまで、
すなわち溶湯Ｍの充填が完了するまで、ステップＳ１４
における判定が繰り返し行われる。ステップＳ１４にお
ける判定がＹＥＳになれば、次に、制御ユニット５０か
らの制御信号によって、リリーフ弁制御モータ４４に加
えられる出力値Ｄが０％とされる（ステップＳ１６）。
これによって、リリーフ弁４２が全開状態とされ、増圧
ピストン３０に加えられる背圧ＢＰは最小値０となる。
すなわち、油圧配管３６から後室２４Ｄに供給される油
圧によって、増圧ピストン３０がプランジャピストン２
８側に前進するとともに、背圧室２４Ｃ内の圧力油がリ
リーフ配管４０から排出される。これによって、中室２
４Ｂ内の圧力油を介してプランジャピストン２８に圧力
が印加され、プランジャヘッド２６からゲート１２，キ
ャビティ１０内の溶湯Ｍに対して射出圧力が印加され
る。

【００１９】このとき、キャビティ１０内の溶湯Ｍに加
えられる圧力（キャビティ内圧力）Ｐが、圧力センサ４
８によって連続的にモニターされる（図３のステップＳ
１８）。この圧力センサ４８によって測定されるキャビ
ティ内圧力Ｐが、上限値Ｐ_Uに達したか否かが、図３の
ステップＳ２０において判定される。この上限値Ｐ_U の
大きさは、鋳造金型４における可動金型６と固定金型８
との合わせ面に垂直な方向についてのキャビティ１０の
投影面積全体にキャビティ内圧力Ｐ_U がかかったとき
に、型締め機構による鋳造金型４の型締め圧を越えない
ように設定されている。このようにして予め決定された
上限値Ｐ_U のデータが、制御ユニット５０のＲＯＭ５６
に記憶されている。この判定結果がＮＯ、すなわちキャ
ビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U 未満であれば、キャビティ
内圧力Ｐが上限値Ｐ_U に達するまで、ステップＳ２０の
判定が繰り返される。この間においてリリーフ弁４２は
全開状態に保たれるため、増圧シリンダ２０が前進を続
けて、プランジャヘッド２６からキャビティ１０内の溶
湯Ｍに対して加えられる射出圧力は徐々に上昇する。

【００２０】ステップＳ２０の判定結果がＹＥＳになれ
ば、続いて出力値Ｄを一定値ΔＤだけ増やす制御が行わ
れる（ステップＳ２２）。これによって、全開状態にあ
ったリリーフ弁４２が少し閉じられて、増圧ピストン３
０に加わる背圧が、最低背圧から一定量増加する。この
結果、増圧ピストン３０の前進は制限され、プランジャ
ヘッド２６から溶湯Ｍに印加される射出圧力は減少し、
これに伴いキャビティ内圧力Ｐも減少する。出力値Ｄが
一定値ΔＤだけ増やされた後に、圧力センサ４８によっ
てキャビティ内圧力Ｐが測定され（ステップＳ２４）、
キャビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U を下回ったか否かが判
定される（ステップＳ２６）。この判定がＮＯで、キャ
ビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U 以下になっていない場合に
は、プランジャヘッド２６から溶湯Ｍに印加される射出
圧力がまだ大きすぎることになる。すなわち、増圧ピス
トン３０に加わる背圧がまだ不足であることになるた
め、ステップＳ２２に戻って、出力値Ｄが再度一定値Δ
Ｄだけ増やされる。

【００２１】一方、ステップＳ２６における判定がＹＥ
Ｓになれば、さらにキャビティ内圧力Ｐが測定され（ス
テップＳ２８）、今度はキャビティ内圧力Ｐが下限値Ｐ
_L まで下がったか否かが判定される（ステップＳ３
０）。出力値Ｄが一定であれば背圧は変化せず、射出圧
力も一定に保持されるが、充填された溶湯Ｍが時間とと
もに冷却固化して圧力の伝達が悪くなるため、キャビテ
ィ内圧力Ｐは次第に減少する。下限値Ｐ_L の大きさは、
キャビティ１０内に充填された溶湯Ｍが冷却固化するま
でに生ずる体積収縮を補うのに十分な押し湯の効果を得
られるの圧力に設定されている。この下限値Ｐ_L のデー
タも、制御ユニット５０のＲＯＭ５６に記憶されてい
る。ステップＳ３０の判定がＮＯであれば、ステップＳ
２６に戻って、再度キャビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U を
下回っているか否かが判定される（ステップＳ２６）。
この再度の判定を行うのは、油圧等の変動によってキャ
ビティ内圧力が短時間に急激に上昇するという異常事態
を考慮したものである。

【００２２】一方、ステップＳ３０における判定がＹＥ
Ｓであれば、キャビティ内圧力Ｐが下がり過ぎているた
め、増圧ピストン３０に加わる背圧を減少させて射出圧
力を増加させるため、出力値Ｄが一定値ΔＤだけ減らさ
れる（ステップＳ３２）。なお、（Ｄ−ΔＤ）が負の値
になる場合には、出力値Ｄが最低値０％とされる。これ
によってリリーフ弁４２が閉じられ、増圧ピストン３０
に加わる背圧が一定量減少するため、プランジャヘッド
２６から溶湯Ｍに加わる射出圧力は再び増加する。続い
て、所定のダイタイム（鋳造時間）が経過したか否かが
判定される（ステップＳ３４）。この判定がＮＯであれ
ば、ステップＳ２６に戻って、ダイタイムが経過するま
で上述した制御が繰り返される。一方、所定のダイタイ
ムが経過すれば、出力値Ｄは最大値１００％に戻される
（ステップＳ３６）。これによってリリーフ弁４２は全
閉となり、背圧室２４Ｃ内の背圧は最大値ＢＰ_MAX とな
るため、増圧ピストン３０の前進は停止する。その後、
本体制御部６０から制御信号線３７ａを通じて制御信号
が出力され、油圧供給弁３７が閉じられる。そして、本
体制御部６０によって図示しない型開き機構が作動し
て、可動金型６が固定金型８から離れて鋳造金型４が開
かれ、冷却固化した鋳造品が取り出されて、一回の鋳造
工程が完了する（ステップＳ３８）。

【００２３】さて、かかる手順に従って行われるダイカ
スト鋳造装置２によるダイカスト鋳造法の制御結果につ
いて、図１〜図３を参照しつつ、図４に従って説明す
る。図４は、本実施例のダイカスト鋳造装置２による射
出圧力およびキャビティ内圧力の制御結果を示す図であ
る。図の縦軸は、射出圧力ＩＰおよびキャビティ内圧力
Ｐの大きさを示しており、図の横軸は時間の経過に対応
している。図４において、時刻Ｔ０が鋳造開始時、すな
わちプランジャヘッド２６の前進開始時点であり、時刻
Ｔ１がキャビティ１０内が完全に充填された時点を示し
ている。ここで、前述した図３のステップ１６の制御が
行われて、リリーフ弁４２が全開とされて増圧ピストン
３０に加えられる背圧が最小となり、プランジャヘッド
２６から溶湯Ｍに対して射出圧力が印加される。この結
果、図４に示されるように、時刻Ｔ１を境として射出圧
力ＩＰ，キャビティ内圧力Ｐともに急激に上昇する。キ
ャビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U に達するまでは、リリー
フ弁４２が全開状態に保たれるため、増圧シリンダ２０
の作動によってプランジャヘッド２６から加えられる射
出圧力ＩＰは徐々に上昇する（図４の期間Ｔａ）。

【００２４】キャビティ内圧力Ｐが上限値Ｐ_U を越えた
時点Ｔ２においては、図３のステップ２２の制御が行わ
れ、リリーフ弁４２が少し閉じられる。これによって、
増圧ピストン３０に加えられる背圧が最小背圧から増加
して、溶湯Ｍに印加される射出圧力ＩＰは減少し、これ
に伴ってキャビティ内圧力Ｐも減少する。以後、キャビ
ティ内圧力Ｐが下限値Ｐ_L まで下がるまでの間は、リリ
ーフ弁４２の開度が維持されるが、前述の如く時間とと
もに溶湯Ｍが冷却固化して圧力の伝達が悪くなるため、
キャビティ内圧力Ｐは次第に減少する（図４の期間Ｔ
ｂ）。キャビティ内圧力Ｐが下限値Ｐ_L を下回った時点
Ｔ３においては、図３のステップＳ３２の制御が行わ
れ、リリーフ弁４２が少し開けられる。これによって、
増圧ピストン３０に加えられる背圧が減少して、溶湯Ｍ
に印加される射出圧力ＩＰは再び増加する。しかし、溶
湯Ｍの冷却固化によって圧力の伝達が悪くなっているた
め、図４に示されるように、射出圧力ＩＰが再び上昇し
てもキャビティ内圧力Ｐは殆ど上昇せず、下限値Ｐ_L に
近い値で推移する（図４の期間Ｔｃ）。

【００２５】そして、ダイタイムが経過した時点Ｔ４に
おいて、図３のステップＳ３６の制御が行われ、リリー
フ弁４２が全閉状態とされる。これによって、増圧ピス
トン３０に加えられる背圧は最大となり、増圧ピストン
３０の前進は停止する。この結果、図４に示されるよう
に、射出圧力ＩＰは急激に下降し、これに伴ってキャビ
ティ内圧力Ｐも最小値まで低下する（図４の期間Ｔ
ｄ）。こうして、時刻Ｔ５において、一回の鋳造工程が
終了する。以上説明したように、本実施例のダイカスト
鋳造装置２においては、キャビティ内圧力の実際の測定
値Ｐを用いて射出圧力ＩＰを制御することによって、キ
ャビティ内圧力Ｐが適切なタイミングで適正な範囲内に
制御される。これによって、簡単な構成で、常に確実に
キャビティ内圧力を適正範囲内に制御することができ、
過大なキャビティ内圧力に起因する湯バリの発生や、キ
ャビティ内圧力の不足による鋳造欠陥等のない、優れた
鋳造品を製造することができる。

【００２６】ここでキャビティ内圧力Ｐは、図４に示さ
れるように、鋳造工程の後半（期間Ｔｃ）において、設
定された下限値Ｐ_L に近い値を長時間維持している。す
なわち、上限値Ｐ_U ，下限値Ｐ_L ，背圧の制御幅ΔＤ等
を適切に設定することによって、キャビティ内圧力Ｐを
一定値以上に長時間にわたって保持することができる。
これによって、薄肉製品や複雑な形状の製品について
も、キャビティの隅々まで溶湯を十分に充填することが
でき、高品質の鋳造品を得ることができる。特に、鋳造
金型の合わせ目に垂直な方向へのキャビティの投影面積
が大きい製品については、充填に必要な射出圧力をかけ
るとキャビティ内面にかかる全圧力が型締め圧を越えて
しまう場合がある。このため、かかる製品については、
鋳造欠陥のない製品を得ることが困難であった。しか
し、本実施例のダイカスト鋳造法によれば、図４に示さ
れるように、低めのキャビティ内圧力を長時間かけるこ
とができるため、キャビティ１０の内面にかかる全圧力
を型締め圧力以下に抑えつつ、キャビティ１０の隅々に
まで溶湯を充填させることができる。これによって、キ
ャビティの投影面積が大きい製品についても、鋳造欠陥
のない、優れた品質の鋳造品を得ることができる。キャ
ビティの投影面積が特に大きい製品の場合には、前述し
た上限値Ｐ_U と下限値Ｐ_L の差を小さくして、上限値Ｐ
_U を低めに、下限値Ｐ_L を高めに設定することによっ
て、欠陥のない製品の鋳造が可能になる。

【００２７】本実施例では、キャビティ内圧力Ｐについ
て上限値Ｐ_U と下限値Ｐ_L の両方を設定して制御を行っ
ているが、上限値のみを設定してキャビティ内圧力の測
定値が上限値を越えたときに射出圧力を減少させる制御
のみを行っても良い。この場合も、キャビティ内圧力が
過大になることは確実に防止できることから射出圧力を
大きめに設定できるため、鋳造欠陥のない製品を確実に
得ることができる。また、キャビティ内圧力の測定値に
基づく制御としては、上限値や下限値を用いるものに限
られず、例えばある基準値に対して一定値以上のずれが
生じたときに射出圧力を増減する等の制御を行っても良
い。さらに、上限値，下限値，基準値等との比較によっ
て単に射出圧力を増減するのではなく、比較結果に応じ
て射出圧力を予め決められたプログラムに従って変化さ
せる等の制御方式を採ることもできる。これによって、
キャビティ内圧力をより理想的に制御することが可能と
なり、さらに優れたダイカスト鋳造法となる。

【００２８】また、本実施例では、背圧を増加させる際
の出力値Ｄの増加量と、背圧を減少させる際の出力値Ｄ
の減少量とを同一の値ΔＤとしているが、これらの値は
一致させる必要はなく、出力値Ｄの増加量・減少量のそ
れぞれについて適切な値を選べばよい。これによって、
製品形状等に対応した、最も適切な制御結果を得ること
ができる。ダイカスト鋳造法の他の工程の構成や、ダイ
カスト鋳造装置の他の部分の構造，形状，大きさ，材
質，数，配置等についても、本実施例に何ら限定される
ものではない。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明においては、キャビティ
内における溶湯の圧力を測定する工程と、測定されたキ
ャビティ内圧力が許容範囲内に入るように射出圧力を制
御する工程とを有するダイカスト鋳造法を創出したた
め、キャビティ内圧力が確実に適正範囲内に制御され
て、湯バリや鋳造欠陥のない優れた品質の鋳造品を得る
ことができる。これによって、高品質の鋳造品を高い歩
留りで効率よく生産することができる極めて実用的なダ
イカスト鋳造法となる。さらに、本発明の波及的な効果
として、射出手段（上記実施例におけるプランジャヘッ
ド２６）がカジリを生じた場合でも、キャビティ内圧力
に基づいて制御しているため射出圧力が低下しないとい
う利点がある。また、カジリの程度が許容限度を越えた
場合には、射出圧力とキャビティ内圧力との関係が正常
範囲からずれるため、容易に検出することができる。

【００３０】また、請求項２の発明においては、請求項
１のダイカスト鋳造法において、鋳造工程の初期におい
てはキャビティ内圧力を上限値に近づけ、鋳造工程の後
期においてはキャビティ内圧力を下限値に近づけるよう
に射出圧力を制御する構成としている。これによって、
過大な射出圧力を必要とすることなく、湯バリや鋳造欠
陥を確実に防止して優れた品質の鋳造品を歩留り良く得
ることができる、極めて実用的なダイカスト鋳造法とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイカスト鋳造法の一実施例を示
す全体構成図である。

【図２】ダイカスト鋳造法の一実施例における増圧シリ
ンダの背圧特性を示す図である。

【図３】ダイカスト鋳造法の一実施例における射出圧力
の制御手順を示すフローチャートである。

【図４】ダイカスト鋳造法の一実施例における射出圧力
およびキャビティ内圧力の制御結果を示す図である。

【図５】従来のダイカスト鋳造法の射出圧力制御方法に
おける射出圧力およびキャビティ内圧力の制御結果を示
す図である。

【符号の説明】

２ ダイカスト鋳造装置 ４ 鋳造金型 １０ キャビティ ＩＰ 射出圧力 Ｍ 溶湯 Ｐ キャビティ内圧力 Ｐ_U 上限値 Ｐ_L 下限値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造金型のキャビティ内に溶湯を圧入し
   て鋳造を行うダイカスト鋳造法であって、 前記キャビティ内における前記溶湯の圧力を測定するキ
   ャビティ内圧力測定工程と、 該測定工程で測定されたキャビティ内圧力が許容範囲内
   に入るように、前記溶湯を圧入する射出圧力を制御する
   射出圧力制御工程、とを有することを特徴とするダイカ
   スト鋳造法。
2. 【請求項２】 前記射出圧力制御工程において、前記溶
   湯の圧入後の一定期間内においては前記キャビティ内圧
   力が前記許容範囲の上限値に近づくように前記射出圧力
   を制御し、前記溶湯の圧入後所定時間が経過した後には
   前記キャビティ内圧力が前記許容範囲の下限値に近づく
   ように前記射出圧力を制御することを特徴とする請求項
   １に記載されたダイカスト鋳造法。