JPH0790347B2 - 金型用ガス抜き装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカストマシンや射出成形機等の射出成形
装置による射出成形時に、金型のキャビティからガスを
抜き取る金型用ガス抜き装置に関するものである。

〔従来の技術〕

本発明に類する従来技術としては特開昭63−60059号公
報に記載されている技術がある。この技術は、お互いに
絶縁された２電極から成る溶湯検知センサにキャビティ
よりの溶湯が到達して溶湯検知センサが短絡し、これに
よりスイッチング回路が直ちに作用して、エア電磁弁ま
たは電磁コイルが作動することによりガス抜き弁を閉じ
るものである。

このような従来技術においては、キャビティからの溶湯
が塊状になってガス抜き通路内を移動してくる場合には
容易に溶湯を検知でき、ガス抜き弁を閉じることにより
溶湯はガス抜き弁内に侵入することはない。しかしなが
ら、実際の鋳造時には、キャビティからの溶湯が塊状に
なってガス抜き通路内を移動してくることは希であり、
一般にはフレーク状であったり粒状であったりすること
が多い。溶湯検知センサがお互いに絶縁された２電極か
らなっているため、これらのフレークや粒を検知するこ
とができず、したがってガス抜き弁を閉じることができ
ず、該ガス抜き弁内に溶湯のフレークや粒が侵入し、こ
れらが弁のシート面に噛み込むことにより、大量に溶湯
がガス抜き弁内に侵入することがあった。

これに対して特願昭63−299447号記載の発明が提案され
た。この発明は、金型キャビティからガス抜き用通路内
の終端部にガス抜き用の弁を備え、溶湯の通過を溶湯が
該通路壁面に衝突する際に発生する弾性波を検出するこ
とにより認識する検出手段を溶湯通路の途中に配置し、
検出信号レベルを基準レベルと比較し、検出信号レベル
が基準レベルより大きい場合に電気信号により前記弁を
閉じるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術においては、キャビティからの溶湯が塊状
になってガス抜き通路内を移動してくる場合には、溶湯
が該通路壁面に衝突する際の検出信号レベルは充分大き
く、基準レベルを大きく設定することにより容易に溶湯
を検出でき、ガス抜き弁を閉じることにより溶湯はガス
抜き弁内に侵入することはない。しかしながら、実際の
鋳造時にはキャビティからの溶湯が塊状になってガス抜
き通路内を移動してくることは希であり、一般にはフレ
ーク状であったり粒であったりすることが多い。これら
が通路壁面に衝突した際に発生する弾性波は小さいた
め、これらを検出できず、従ってガスき弁も閉じること
ができず、これらがガス抜き弁内に侵入したり、弁のシ
ート面に噛み込むことにより、大量に溶湯がガス抜き弁
内に侵入することがあった。また、溶湯の検出精度を上
げるために弾性波の基準レベルを小さくすると、高速射
出の開始時あるいは射出途中にスリーブ内等で発生し該
ガス抜き通路まで伝播した弾性波を検出しガス抜き弁を
閉じるため、キャビティ内のガスが充分に排出されない
ことがあった。

〔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の第１の発明
は、ガス抜き用通路の途中に形成された屈曲部の壁面に
配置されて溶湯が壁面に衝突する際に発生する弾性波を
検出することにより溶湯の通過を認識する弾性波検出手
段と、この弾性波検出手段から出力される検出信号レベ
ルと基準レベルとを比較し、検出信号レベルが基準レベ
ルを越える毎に所定長さのパルス状の電気信号を発生す
るパルス信号発生手段と、パルス状の電気信号を計数
し、予め設定された計数値に達すると電気信号を発生す
るパルスカウンタと、このパルスカウンタの電気信号に
より弁を閉じる弁閉機構とを設けるようにしたものであ
る。

また、本発明の第２の発明は、前記弾性波検出器と、こ
の弾性波検出器からの検出信号を基準信号と比較し、検
出信号のレベルが基準信号のレベルを越える毎に所定長
さのパルス状の電気信号を発生する比較手段と、パルス
状の電気信号の累計出力時間を計測し累計出力時間が予
め設定された時間に達すると電気信号を発生する計時手
段と、この計時手段の出力によりガス抜き用の弁を閉じ
る弁閉機構とを設けるようにしたものである。

〔作用〕

本発明においては、パルスカウンタを使用する場合に
は、パルスカウンタの計数値が予め設定された値に達す
ると、パルスカウンタから発生される電気信号によりガ
ス抜き弁を閉じる。

また、計時手段を使用する場合には、比較手段から出力
されるパルス状の電気信号の累計出力時間が予め設定さ
れた時間に達すると、計時手段から発生される電気信号
によりガス抜き弁を閉じる。

〔実施例〕

第２図および第３図に一般的な金型用ガス抜き装置と金
型を示す。

第２図は金型用ガス抜き装置とこれを実施した金型の一
部を示すもので第３図のII−II線断面図、第３図は第２
図のIII−III線断面図である。

第２図および第３図において、２は可動金型、３は固定
金型、７は製品キャビティ、９は溶湯、10は押出板、11
は押出ピンであって、可動金型２の上部の凹部にはガス
抜き弁１がはめ込まれ、可動金型２とともに前後摺動可
能になっている。また、製品キャビティ７は、ガス抜き
溝８を経由してガス抜き弁１に連通している。ガス抜き
溝８は第３図に示すように折れ曲がっており、その途中
に、溶湯９の壁面への衝突時に発生する弾性波の振幅の
大きさを検出することによって溶湯９が到達したことを
検出する検出装置19が配設されている。ガス抜き弁１は
弁体4,弁棒5,ガス排出孔6,弁座12,ガス排出室13,コア2
0,継手21,圧縮コイルばね22およびソレノイド23から構
成されており、コア20は継手21を介して弁棒５の後部に
連結され、弁棒５の前部には弁体４が連結されている。

また、コア20の周囲に沿ってソレノイド23が設けてあ
り、通電するとコア20が第２図の左方向に移動すること
で、第２図に示すように、弁体４が弁座12から離れてガ
ス抜き弁１は開き、ソレノイド23への通電を停止すなわ
ち電気回路を遮断することにより、圧縮コイルばね22の
伸び作用で弁体４が弁座12に密着してガス抜き弁１は閉
じるように形成されている。溶湯９が到達したことを検
出する検出装置19はセンサブロック24と弾性波センサ25
から形成され、検出装置19で検出されたデータ、すなわ
ち溶湯９の衝突時に発生する弾性波の振幅の大きさは、
基準弾性波設定装置17であらかじめ設定してある基準数
値、すなわちあらかじめ経験ないしテストによって求め
ておいた溶湯９が到達したことを検知できる最低限の弾
性波の振幅の大きさとパルス信号発生器26で比較され
て、上記データが基準数値以上の場合、一応溶湯９が到
達したと判断し、後述のパルスカウンタへ所定長さのパ
ルス信号を送出する。そして、このパルス信号の計数値
が基準パルス数より多いときに弁閉の指令信号をソレノ
イド23に出力する。

なお、コア20,継手21,圧縮コイルばね22およびソレノイ
ド23は弁閉機構（第１図の29）を構成し、27はパルスカ
ウンタである。

第１図は、本発明による金型用ガス抜き装置の一実施例
を示すブロック系統である。第１図の装置の動作を第２
図，第３図を用いて説明する。ガス抜き溝８内を直進す
る溶湯９がセンサブロック24に衝突する時に発する弾性
波を弾性波検出装置19のセンサブロック24で受信し、受
信したセンサ19の出力信号（レベルSaの信号）を前置増
幅器14で増幅し、帯域フィルタ15を通し、主増幅器16に
て再度増幅してレベルSbの信号とした後、あらかじめ基
準弾性波設定装置17で設定してパルス信号発生器26に入
力してある基準信号のレベルScと比較し、Sb≧Scになる
毎にパルス信号発生器26は所定長さ（例えば1m秒）のパ
ルス信号を発生する。このパルス信号をパルスカウンタ
27で計数し、計数したパルス数Sdが基準パルス数設定装
置28からの設定パルス数Se（例えば10〜20パルス程度）
より多ければ弁閉信号を弁閉機構29へ出力する。弁閉信
号の出力により、ソレノイド23の電気回路が遮断され、
圧縮コイルばね22の復元力によって弁棒５に付随した弁
体４が弁座12に密着して、ガス抜き溝８からガス排出室
13を経由して行なわれているガス排出孔６からのガス排
出が停止されることになる。パルス信号発生器26として
は、例えばモノマルチバイブレータ等が使用される。

次に、第１図のブロック系統を有する金型用ガス抜き装
置の動作について説明する。製品キャビティ７に溶湯が
射出されるより前から、パルスカウンタ27によりソレノ
イド23は通電され、その作用力は圧縮コイルばね22のそ
れより大きく、ガス抜き弁１は開いている。この状態で
溶湯９が製品キャビティ内に射出される。溶湯は製品キ
ャビティ７内をほぼ充填した後、ガス抜き溝８に到達す
る。ガス抜き溝８内を直進する溶湯９はセンサブロック
24に衝突する。弾性波センサ25はこの衝突時に発生する
弾性波を検出し、信号を前置増幅器14,帯域フィルタ15,
主増幅器16を介してパルス信号発生器26に送る。パルス
信号発生器26は、弾性波センサ25の検出信号を増幅した
信号のレベルSbをあらかじめ定めておいた基準レベルSc
と比較し、レベルSbが基準レベルScを越える毎にパルス
信号発生器26は所定長さのパルス信号を発生し、このパ
ルス数をパルスカウンタ27で計数する。パルスカウンタ
27は、この計数したパルス数Sdと設定されたパルス数Se
とを比較し、Sd≧Seの場合にソレノイド23への電流を遮
断し、この結果、ガス抜き弁１は圧縮コイルばね22の作
用により閉じる。ガス抜き弁１が閉じた後に溶湯９がガ
ス抜き弁１に到達するようにガス抜き溝８の長さを設定
することにより、溶湯９はガス抜き弁１内に侵入しな
い。

上記実施例の構成の金型用ガス抜き装置は、パルスカウ
ンタ27でパルス数Sdの設定パルス数Seとを比較するよう
にしたことにより誤動作を防止できる。この理由につい
て述べる。高速射出の開始時あるいは射出途中にスリー
ブ内等で発生し該ガス抜き通路まで伝播した弾性波（以
下「スリーブ内等発生弾性波」という）は連続的に多数
発生することは少なく単発的である。このことを考慮し
て、フレーク状あるいは粒状の溶湯を検出できるよう弾
性波の基準レベルを下げ、基準パルス数設定装置28にお
ける基準パルス数を、スリーブ内等発生弾性波によりパ
ルスカウンタ27が弁閉信号を出力することがないように
設定する。このようにすることにより、スリーブ内等発
生弾性波で誤動作することなく、フレーク状あるいは粒
状の溶湯による弾性波を確実に検出できる。また、溶湯
がガス抜き弁１に到達する前に弁１が閉となるように、
ガス抜き溝８の長さを考慮して上記基準パルス数を設定
すれば、溶湯がガス抜き弁１内に侵入することもない。

他の金型用ガス抜き装置の例を第４図に示す。同図にお
いて、31は弾性波検出装置、32はセンサブロック、33は
鋳込み口、34はキャビティ、35は金型、８はガス抜き
溝、36はガス抜き弁である。ガス抜き弁36は弁座タイプ
となつており、図示したように弁頭部36aが下降して開
いているときは、ガス抜き溝８の終端部は、弁頭部36a
の回りおよび弁頭部36aの外周の一部から開いている弁
頭部36aの根本部分に迂回して通じているバイパス8aを
介して、ガス抜き弁36内に設けているガス排出穴に通じ
ている。弁頭部36aが上昇して閉じれば通路は遮断され
てガスと溶湯はガス抜き弁36内に入らないようになつて
いる。

第５図は本発明を適用したHVSCの動作を示すタイムチャ
ートである。同図において、S1は弾性波検出装置19の検
出信号によるパルス信号発生器26からのパルスのカウン
ト積算値を示し、S2は射出プランジャ速度、S3は射出プ
ランジャストローク、S4はガス抜き弁の開閉状態を示
す。第５図において、T1はガス抜き弁が閉となる時刻で
ある。これに対し時刻T2は、溶湯の検出精度を上げるた
めに弾性波の基準レベルを小さくした従来の金型用ガス
抜き装置においてガス抜き弁が閉となる時刻の例であ
る。このように上記従来の金型用ガス抜き装置において
はガス抜き弁が早く閉じ、キャビティ内のガスが十分に
排出されない場合がある。

次に、一般的なHVSCについて第６図および第７図を用い
て説明する。第７図は第６図のVII−VII線断面図であ
る。第６図，第７図において、Ａは横型締ユニット、Ｂ
は竪鋳込ユニットである。横型締ユニットＡにおいて、
41は固定盤、42は可動盤、43は固定金型、44は可動金
型、45は型締型開用のトツグルリング機構、46は製品押
出装置、47はコラム、48はマシンベース、49は固定金型
43と可動金型44をそれぞれ固定盤41と可動盤42に連結し
ておくためのキーであり、図示していない通常の型締シ
リンダの作動によって可動盤42と可動金型44を第６図に
おいて左右に移動させて型締型開きしうるようにした。
なお、金型43,44に対しては、型締力の作動方向と直角
な方向から鋳込力が作用するが、鋳込時には金型43,44
と固定盤41,可動盤42間は型締力で押さえつけられてい
るので、キー49の保持力は型締力の約10分の１で良い。
50は金型43,44のキャビティ、51は金型43,44の垂直な分
割面、52はキャビティ50下部のくびれ部、53は連結する
比較的に大きな垂直穴部、55は鋳込スリーブである。く
びれ部52の周囲でかつ垂直穴部53の上壁面部は、鋳込ス
リーブ55等の内壁面に沿ってできた溶湯の薄膜状の凝固
部であるシェルがキャベティ50内に入らないようにする
ほぼ水平なシェル侵入防止部69とした。70はシェル溜め
部である。

竪鋳込ユニットＢにおいて、56は射出プランジャ、57は
射出シリンダ、58は給湯用のひしゃくである。射出プラ
ンジャ56は下端は、射出シリンダ57のピストンロッド57
aに連結されている。

鋳込スリーブ55は、型締したときの金型43,44の下部の
垂直穴部53に垂直方向に着脱自在に設け、射出プランジ
ャ56を鋳込スリーブ55中に装入した状態で、金型43,44
の下面から離した鋳込スリーブ55を横方向に移動可能に
設けた。

金型43,44の垂直穴部53の下面と鋳込スリーブ55の上端
面は着脱容易となるようにいんろうを形成している。鋳
込スリーブ55の下端部は、シリンダ59を形成しているブ
ロック60と一体になっており、射出シリンダ57の上部に
固定したラム61をシリンダ59内に配置し、シリンダ59と
ラム61の作動により、鋳込スリーブ55を上下動させうる
ようにした。シリンダ59とラム61は、射出シリンダ57の
ピストンロッド57aと平行に設け、ブロック60の下端部
はピストンロッド57aに対しても摺動自在に設けた。射
出シリンダ57は軸62を中心に傾転可能な構造とし、傾転
用シリンダ63により操作し、射出位置はストッパ64によ
り規制する。

鋳込スリーブ55や射出シリンダ57は軸62によって摺動自
在に保持した鋳込フレーム65から垂直に数本の支持棒66
を設け、支持棒66の上端部を下コラム47に取り付けた。
支持棒66の途中にはブラケット67を取り付け、ブラケッ
ト67には傾転用シリンダ63の本体を軸68によって揺動自
在に取り付けた。なお第６図，第７図で、71は弾性波検
出装置内蔵のガス抜き弁である。

次に、第６図，第７図のHVSCの動作について説明する。
鋳込スリーブ55中に射出プランジャ56を装入した状態で
鋳込スリーブ55を第６図に２点鎖線で示す位置におき、
ひしゃく58により溶湯を鋳込スリーブ55へ注ぐ。次に傾
転用シリンダ63を作動させ、軸62を中心に回転し、竪鋳
込ユニットＢを垂直状態にひきおこす。さらに、シリン
ダ59とピストンロッド57aを同時に作動させて鋳込スリ
ーブ55と射出プランジャ56を第６図に実線で示す位置ま
で上昇させ、鋳込スリーブ55を型締完了後の金型43,44
の分割面51の下面に押し付ける。

一方ではこの動作以前に横型締ユニットＡの型締動作が
完了していて、鋳込スリーブ55押し付け完了後、直ちに
射出シリンダ57へ圧油を導き、金型43,44の垂直な分割
面51の直下から金型43,44内に溶湯の射出を行なう。こ
の場合、溶湯が射出される前に、鋳込スリーブ55内で
は、鋳込スリーブ55の内周壁面に沿った溶湯の一部が固
まり出して、いわゆる死んだ湯やかすが生じるが、これ
らきれいな溶湯の外周面部に薄く生じた完全円筒状のシ
ェルと呼ばれる凝固物は、溶湯の射出時に、金型キャビ
ティ50の下部のくびれ部52と垂直穴部53との間に形成さ
れている段部、すなわち、シェル侵入防止部69のすぐ下
のシェル溜り部70に溜る。シェルは薄く、しかも形状は
完全円筒状であり、射出プランジャ56が前進した際、シ
ェルは円筒状を保持して側壁面に沿って上昇し、シェル
侵入防止部69に当たり、ジャバラ状に圧縮され、ビスケ
ットとして完全に射出プランジャ56の先端付近に残留す
る。一方、溶湯はこのシェルから最も遠い部分、すなわ
ち中央上部の温度の高い部分からくびれ部52の穴内およ
びキャビティ50内へ順次送り込まれる。このように、溶
湯の充填方法としては、ほぼ理想の形態をたどる。した
がって、キャビティ50内にはこれら凝固物が射出される
ことはなく、きれいな溶湯のみが中央上部の高温部から
先に射出され、良好な鋳込製品が得られる。射出が完了
し製品の冷却が終了すると、鋳込スリーブ55を金型43,4
4から離し、製品を取り出すために可動金型44を開く。
製品と押湯部分は製品押出装置46で押し出す。一方、前
記したように、射出プランジャ56は下降し、シリンダ59
の作動により鋳込スリーブ55も同時に下降する。双方の
下降が完了すれば傾転用シリンダ63が作動し、竪鋳込湯
Ｂは２点鎖線で示す給湯位置へ傾転し、１サイクルを終
了する。

なお、第２図，第４図の金型用ガス抜き装置のガス抜き
弁1,36はHVSC（横型締竪鋳込型ダイカストマシン）だけ
でなく、一般の横型締横鋳込型ダイカストマシンや竪型
締竪鋳込型ダイカストマシン（VSC）にも使用しうる。

第８図は、本発明による金型用ガス抜き装置の他の実施
例を示すブロック系統である。

第８図の装置の動作を第２図，第３図および第９図を用
いて説明する。ガス抜き溝８内を直進する溶湯９が屈曲
部の壁面に配置されたセンサブロック24に衝突する時に
発する衝突時の弾性波を弾性波検出装置19のセンサブロ
ック24で受信し、受信したセンサ19の出力信号（レベル
Saの信号）を前置増幅器14で増幅し、帯域フィルタ15を
通し、主増幅器16にて再度増幅してレベルSb（第９図
（ａ）参照）の信号とした後、あらかじめ基準弾性波設
定装置17で設定してパルス信号発生回路26aに入力して
ある基準信号のレベルSc（第９図（ａ）参照）と比較
し、Sb≧Scの場合にパルス信号発生回路26aはパルス信
号Sdaを発生する。このパルス信号Sdaは、検出信号レベ
ルSbが基準レベルScを越える毎に所定時間Trだけ「Ｈ」
レベルとなり、この所定時間Tr内に検出信号レベルが基
準レベルを越えた時には、さらにその時点から所定時間
Trだけ「Ｈ」を続けるため、「Ｈ」レベルが連続するこ
とになる。すなわち、パルス信号発生回路26aは、Sb≧S
cの信号によりリトリガされる回路である。例えばリト
リガブルマルチバイブレータ等が使用される。

なお、基準弾性波設定装置17から出力される基準信号の
レベルScの大きさは、あらかじめ経験ないしテストによ
って求めておいた、溶湯９が到達したことを検知できる
最低限の弾性波の大きさを示すレベルである。

時間比較回路27aは、信号Sdaのパルス信号と基準時間設
定装置28aからの基準時間信号Seaとを入力し、信号Sda
の溶湯検出パルスの累計発生時間と基準時間信号Seaの
示す時間とを比較し、信号Sdaの溶融検出パルス信号の
累計出力時間ＴRが所定時間Trより長い基準時間ＴSを越
えると、弁閉機構29を閉とするため閉信号Sfをソレノイ
ド23へ出力する。

すなわち、パルス信号Sdaは、第９図（ｂ）に示すよう
に、検出信号Sbがａ（第９図（ａ）参照）の時点でSb≧
Scとなつたときに所定時間Trだけ「Ｈ」になる。パルス
信号Sdaが「Ｌ」になつた後、一定時間Tdの間はｂの時
点のように検出信号SbがSb≧Scとなつても「Ｈ」にはな
らない。これは真の衝撃弾性波のほかに内部で反射して
遅れて検出される反射波があり、この反射波の影響を避
けるために、一定の不感時間を設けたものである。次の
ｃの時点で再び検出信号SbがSb≧Scとなつてパルス信号
Sdaが「Ｈ」になり、連続して信号が入力されないのでT
r後に「Ｌ」になる。さらに、ｄの時点で再度パルス信
号Sdaが「Ｈ」になり、Tr経過する前にｅの時点で検出
信号SbがSb≧Scとなると、ここでリトリガされてさらに
Trが延びる。そしてTrが経過する前にさらにｆ時点およ
びｇ時点で同様に検出信号SbがSb≧Scとなると、パルス
信号Sdaは「Ｈ」を継続してその累計出力時間がＴRにな
る。

時間比較回路27aは、上記パルス信号Sdaが連続して
「Ｈ」レベルとなる時間ＴRが基準時間Tsを越えたとき
に弁閉信号Sf（第９図（ｃ））を出力し、弁閉機構29を
閉とするように動作する。

この実施例では、Trは64,128または256μ秒にし、ＴSは
10〜20m秒にした。ガス抜き弁１を閉とする時期は、所
定時間Trや基準時間Tsとガス抜き溝８の長さ等により調
整が可能である。

時間比較回路27aの代わりにパルスカウンタを設け、単
にパルス信号Sdaをカウントして基準パルス数と比較す
る方法では、所定時間Trより短い周期で連続してSb≧Sc
が成立する場合には信号Sdaのパルス幅のみが長くな
り、カウント数は増加せず、溶湯がセンサブロック24に
衝突した事を検知できず、この場合にはガス抜き弁１に
溶湯が流れ込んでしまう。上記基準時間と比較する方法
においては、このような不具合は生じない。

上記閉信号Sfの出力により、ソレノイド23の電気回路が
遮断され、圧縮コイルばね22の復元力によって弁棒５に
付随した弁体４が弁座12に密着して、ガス抜き溝８から
ガス排出室13を経由して行なわれているガス排出孔６か
らのガスの排出が停止されることになる。

本実施例においては、溶湯検出時にパルス信号発生回路
は正論理のパルスを発生するとして説明したが、負論理
のパルスを発生するようにしてもよい。

なお、第９図（ｄ）に示した実施例は、所定時間Trとノ
イズ不感時間Tdの連続が続き、その累計出力時間が基準
時間Tsを越えた時に、弁閉信号を出力するものである。

第10図は、ガス抜き通路内の溶湯の通過を認識するため
の弾性波検出器31を備えたセンサブロック32にノズル33
から水流33aを衝突させた状態を示す。

第11図は、センサブロック32を金型に取り付け、図示し
ないダイカストマシン上に載せた状態を示す。

第12図に、種々の場合に検出された弾性波のFFT解析結
果を示す。第13図に、この時の機器構成を示す。第13図
において、31は弾性波検出器、33は前置増幅器、34は主
増幅器、35は波形解析装置である。

第12図で、第12図（ａ）はセンサブロック単体で水流無
しの場合を示し、第12図（ｂ）はセンサブロック単体で
水流（4.2m/s）有りの場合、第12図（ｃ）はセンサブロ
ック型内組み込み、DCマシン停止、型開き、水流無しの
場合、第12図（ｄ）はセンサブロック型内組み込み、DC
マシン運転、型開き、水流無しの場合、第12図（ｅ）は
センサブロック型内組み込み、DCマシン停止、型開き、
水流（2.0m/s）有りの場合、第12図（ｆ）はセンサブロ
ック型内組み込み、DCマシン運転、型閉め、水流無しの
場合、第12図（ｇ）はセンサブロック型内組み込み、DC
マシン停止、型閉め、水流（2.0m/s）有りの場合であ
る。

第12図（ｇ）においては、水流は型外からセンサブロッ
クに受けて衝突させた。第12図（ａ）および（ｂ）か
ら、センサブロック単体の場合、水流の有無により検出
された弾性波の実行値は40dBの差があり、この方法によ
る水流の検出が充分実用的であることがわかる。第12図
（ｄ）および（ｆ）より、ダイカストマシンを運転する
と、比較的低周波数領域での実効値が大きくなることが
わかる。また第12図（ｇ）より、型締めの状態でも水流
の検出が可能であることがわかる。一般に溶湯の密度は
水よりも大きいので、溶湯の衝突の有無による弾性波の
実効値の差は水の場合より大きいと考えられる。また、
100kHz〜200kHz程度のハイパスフィルタの使用により、
精度良く溶湯の通過の検出ができるであろうことがわか
る。また、溶湯の衝突時に検出される弾性波の実効値
は、かなり小さいので、溶湯の検出精度を上げるために
は、ログアンプよりもリニアアンプの使用が適当であ
る。

次に、横型のダイカストマシンを使用して水の射出実験
を実施した。第14図にその方法を示す。第14図で、31は
弾性波検出器、36は検出信号処理装置（例えばゲイン20
dBハイパスフィルタのリニアアンプ）、37はダイカスト
マシン速度変位変換器、38はレコーダ、39はゴム板、40
は金型用ガス抜き弁、41はロードセル、42はDCアンプで
ある。同図に示したロードセル41により、ガス抜き弁40
に水が衝突したタイミングを得ている。

また、第15図に、第14図中の検出信号処理装置の構成を
示す。第15図で、31は弾性波検出器、33は前置増幅器、
34は主増幅器、43は周波数フィルタ、44はパルス発生
器、45は基準信号設定器である。

同図のパルス発生器44は第８図のパルス信号発生回路と
同じ動作をするもので、検出信号と基準信号を比較し、
検出信号レベルが基準信号レベルを越える毎に長さTrの
パルス状の電気信号を発生する。このパルス発生器44も
前記と同様にパルス時間Trの後にTdのノイズ除去用の不
感時間を有する。衝突により弾性波が発生すると同時に
いくつかの反射波も発生する。この反射波がセンサに到
達するまでの時間は反射経路により差があり、速いもの
もあれば遅くれてくるものもある。Trの間に到達した反
射波はセンサに感じないが、これを経過した後に到達し
た反射波は感じてしまう。このため、反射波が来なくな
る時間までは次の波を検出しないようにしたものであ
る。したがつて、TrとTdを加えた時間は、最も遅い反射
波の到達時間以上に設定される。

また、周波数フィルタ43は100kHzハイパスフィルタを使
用した。

第16図に低速射出時のデータ、第17図に高速射出時のデ
ータをそれぞれ示す。第16図および第17図において、S1
1はロードセル荷重、S12は射出プランジャ変位、S13は
射出プランジャ速度、S14は検出信号処理装置36からレ
コーダ38に入力されたパルスカウントの累計値を示す波
形である。低速射出・高速射出のいずれにおいても、ロ
ードセルに荷重が作用する直前から、パルスカウント累
計値が急激に増加しており、ダイカストマシンでの射出
動作中にこの方法でガス抜き通路中の水の通過を認識で
きることが確認された。また、低速および高速射出の開
始時にはパルスは発生していないことがわかる。これ
は、周波数フィルタ43の使用により射出時に発生する機
械的ノイズが分離されたものである。周波数フィルタを
使用しない場合には、低速および高速射出の開始時に多
くのパルスが出力された。

また、第14図に示すように、金型キャビティからガス抜
き通路へつながる部分即ちベントゲート部の断面積をゴ
ム板39により変化させ、同様の計測を行なったところ、
ベントゲート断面積が小さいほどパルス発生数が多いこ
とがわかった。このことより、金型キャビティ内のガス
の排気能力を損なわない範囲でベントゲート断面積を小
さくすることによりパルス発生数が多くなり、溶湯の通
過の認識に有利であることがわかった。

第18図（ａ）および（ｂ），（ｃ）に、横型締め竪射出
方式ダイカストマシン（HVSC）よりアルミニウム合金を
低速射出した場合の射出ストローク（特性線S21）とパ
ルスカウント（特性線S22）の時間的変化の様子および
検出された弾性波のFFT解析結果を示す。第18図（ｂ）
は時点T11のFFT解析結果、（ｃ）は時点T12のFFT解析結
果を示す。第18図（ａ）から、射出完了の直前でパルス
カウントが急激に増加していることがわかる。第18図
（ａ）の時点T11のパルスカウントはプランジャチップ
の若干のかじりにより発生した弾性波を検出したもので
ある。パルスカウントが急激に増加するタイミングは、
溶湯が金型キャビティ内を完全に充填した後ベントゲー
トを通過しセンサブロックに衝突するタイミングにほぼ
一致している。第18図（ａ）の時点T12のパルスカウン
トはセンサブロックに溶湯が衝突した際の弾性波による
ものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の第１の発明は、溶湯通路の
途中に配置されて溶湯の通過を溶湯が溶湯通路壁面に衝
突する際に発生する弾性波を検出し、その検出信号レベ
ルが基準レベルを越える毎に所定長さのパルス状の電気
信号を発生し、パルス状の電気信号を計数し、その計数
値が予め設定された計数値に達すると電気信号を発生
し、この電気信号により弁を閉じるようにしたことによ
り、フレーク状あるいは粒状の溶湯を検出できるよう弾
性波の基準レベルを下げ、予め設定する設定計数値をス
リーブ内等発生弾性波により弁閉信号が出力されること
のない値に設定すれば、スリーブ内等発生弾性波により
早期にガス抜き弁を閉じること無く、また、溶湯がガス
抜き弁内に侵入すること無く、常に安定して製品キャビ
ティ内のガス抜きができる効果がある。

さらに、本発明の第２の発明は、ガス抜き用通路の途中
に配置されて溶湯の通路を溶湯が前記通路の壁面に衝突
する際に発生する弾性波を検出し、その検出信号を基準
信号と比較し、その検出信号のレベルが基準信号のレベ
ルを越える毎に一定時間パルスの電気信号を発生し、こ
のパルス状の電気信号の累計出力時間を計測し、累計出
力時間が予め設定された時間に達すると電気信号を発生
し、この電気信号によりガス抜き弁を閉じるようにした
ことにより、本発明の第１の発明と同様の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明による金型用ガス抜き装置
の一実施例を示すブロック系統図、第２図および第３図
は一般的な金型用ガス抜き装置と金型を示す断面図、第
４図は他の金型用ガス抜き装置の例を示す構成図、第５
図は本発明を適用したHVSCの動作を説明するためのタイ
ムチャート、第６図は一般的なHVSCを示す断面図、第７
図は第６図のVII−VII線断面図、第８図は本発明の第２
の発明による金型用ガス抜き装置の一実施例を示すブロ
ック系統図、第９図は第８図の装置の動作を説明するた
めのタイムチャート、第10図はセンサブロックに水流を
衝突させた状態を示す説明図、第11図はセンサブロック
を金型に取り付けて図示しないダイカストマシンに載せ
た状態を示す説明図、第12図は弾性波FFT解析結果を示
すグラフ、第13図はFFT解析のための機器構成を示すブ
ロック系統図、第14図は水の射出実験のための機器構成
を示す構成図、第15図は第14図の検出信号処理装置の構
成図、第16図および第17図は低速射出時のデータおよび
高速射出時のデータを示すタイムチャート、第18図はア
ルミニウム合金を低速射出した場合の射出ストロークと
パルスカウントを示すタイムチャートである。 １……ガス抜き弁、２……可動金型、３……固定金型、
４……弁体、５……弁棒、６……ガス排出孔、７……製
品キャビティ、８……ガス抜き溝、９……溶湯、14……
前置増幅器、15……帯域フィルタ、16……主増幅器、17
……基準音波設定装置、19……音波検出装置、20……コ
ア、22……圧縮コイルばね、23……ソレノイド、24……
センサブロック、25……音波センサ、26……パルス信号
発生器、27……パルスカウンタ、28……基準パルス数設
定装置、29……弁閉機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型キャビティからのガス抜き用通路内の
   終端部にガス抜き用の弁を備えた金型用ガス抜き装置に
   おいて、前記ガス抜き用通路の途中に形成された屈曲部
   の壁面に配置されて溶湯が前記壁面に衝突する際に発生
   する弾性波を検出することにより溶湯の通過を認識する
   弾性波検出手段と、この弾性波検出手段から出力される
   検出信号レベルと基準レベルとを比較し、前記検出信号
   レベルが前記基準レベルを越える毎に所定長さのパルス
   状の電気信号を発生するパルス信号発生手段と、パルス
   状の電気信号を計数し、予め設定された計数値に達する
   と電気信号を発生するパルスカウンタと、このパルスカ
   ウンタの電気信号により前記弁を閉じる弁閉機構とを備
   えたことを特徴とする金型用ガス抜き装置。
2. 【請求項２】金型キャビティからのガス抜き用通路内の
   終端部にガス抜き用の弁を備えた金型用ガス抜き装置に
   おいて、前記ガス抜き用通路の途中に形成された屈曲部
   の壁面に配置されて溶湯が前記壁面に衝突する際に発生
   する弾性波を検出することにより溶湯の通過を認識する
   弾性波検出器と、この弾性波検出器からの検出信号を基
   準信号と比較し、前記検出信号のレベルが前記基準信号
   のレベルを越える毎に所定長さのパルス状の電気信号を
   発生する比較手段と、パルス状の電気信号の累計出力時
   間を計測し前記累計出力時間が予め設定された時間に達
   すると電気信号を発生する計時手段と、この計時手段の
   出力により前記弁を閉じる弁閉機構とを備えたことを特
   徴とする金型用ガス抜き装置。