JPH11179518A - 真空ダイカスト鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティ内のガスの排出を短時間で行うと
ともに、このガスの排出動作を溶融金属のキャビティへ
の充填完了まで行えるようにする。 【解決手段】 キャビティ２１に連通する一方のガス排
出通路３５に、可動金型１５と固定金型の相互の接合面
に形成した凹凸部によって階段状の通路に屈曲形成され
るエアベント３９を設け、エアベント３９は電磁弁５１
を介して真空ポンプ４７に連通する。他方のガス排出通
路３７には、シリンダ５９によって開閉するシャットオ
フ弁５３を設け、シャットオフ弁５３の開閉によりキャ
ビティ２１が真空ポンプ４７に連通遮断される。エアベ
ント３９によるガス排出動作は、溶融金属のキャビティ
２１への射出開始後、溶融金属のキャビティ２１への充
填完了まで行う一方、シャットオフ弁５７を介してのガ
ス排出動作は充填完了以前に終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金型のキャビテ
ィ内のガスを排出しつつ溶融金属をキャビティ内に供給
して成形を行う真空ダイカスト鋳造装置および鋳造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属をキャビティ内に供給する際
に、キャビティ内のガスを真空装置によって排出するこ
とで、ダイカスト鋳造時に、ガスの巻き込みによる鋳巣
の発生が回避され、高品質な鋳造品が得られる。このよ
うな真空ダイカスト鋳造装置としては、例えば特公平２
−３８０６６号公報や特公平２−３８０６７号公報に記
載されたものがある。図７は、これら公報に記載された
可動金型１の正面図で、キャビティ３には二つのオーバ
フロー５を介してエアベント７がそれぞれ接続され、エ
アベント７には連通溝９を介して真空ホール１１が連通
している。真空ホール１１は、吸引口１３を介して図示
しない真空ポンプなどの真空装置に連通されている。

【０００３】エアベント７は、図示しない固定金型との
相互の接合面にそれぞれ形成した凹凸部によって通路が
階段状に屈曲形成されたチルベントであり、この階段状
通路を、真空装置によるガス排出後に溶融金属が通過す
る際に、抵抗を受けて慣性力が次第に低下し、ここで溶
融金属が凝固してキャビティと真空装置との連通が遮断
され、これにより溶融金属のキャビティへの充填が終了
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなエアベントを設けた真空ダイカスト鋳造装置におい
ては、キャビティ内のガスを排出した後に溶融金属がエ
アベントを通過する際に凝固してキャビティと真空装置
とを遮断するので、溶融金属をキャビティに充填完了す
るまで真空吸引でき、したがってより高品質な鋳造品を
得ることができる。しかしながら、エアベントは、階段
状に形成された通路であることから、通気抵抗が大き
く、このためキャビティ内のガスの排出速度が遅く、鋳
造時間が長いものとなる。

【０００５】これに対し、キャビティと真空装置とを連
通するいわゆるガス排出通路に、上記エアベントに代え
てシャットオフ弁を設け、これによりガス排出通路を開
放遮断する方法がある。シャットオフ弁は、ガス排出通
路を単に開放遮断するものであるので、エアベントのよ
うに大きな通気抵抗は発生せず、このためガス排出が極
めて速く行える利点があるものの、溶融金属のキャビテ
ィへの充填完了まで開放して、真空引きを継続すると、
溶融金属がガス排出通路を経て真空装置まで流出してし
まい、真空装置を破損させたり、配管の詰まり引き起こ
すことになる。このためシャットオフ弁を使用した場合
には、ガス排出動作を溶融金属の充填完了まで行うこと
ができず、高品質な鋳造品が得られないという問題があ
る。

【０００６】そこで、この発明は、キャビティ内のガス
の排出を短時間で行うとともに、このガスの排出動作を
溶融金属の充填完了まで行えて高品質な鋳造品を得るよ
うにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、金型のキャビティに、ガス排出
通路を介して真空装置を接続し、前記キャビティ内のガ
スを外部に排出するとともに溶融金属を前記キャビティ
内に供給して成形する真空ダイカスト鋳造装置におい
て、前記ガス排出通路を複数設け、この複数のガス排出
通路のうちの一つに、キャビティ内と真空装置とを連通
遮断可能なシャットオフ弁を設け、他のガス排出通路
に、ガスの排出後に流出する溶融金属の凝固によってガ
ス排出通路を遮断する屈曲形成されたエアベントを設け
た構成としてある。

【０００８】このような構成の真空ダイカスト鋳造装置
によれば、エアベントおよびシャットオフ弁によるガス
排出動作は、いずれも溶融金属のキャビティへの射出開
始後に行い、ガス排出動作の停止は、エアベントについ
てはキャビティへの溶融金属の充填完了まで行い、シャ
ットオフ弁については上記充填完了以前に停止させるよ
うにする。これにより、ガス排出動作は溶融金属の充填
完了まで行えると同時に、シャットオフ弁を同時に使う
ことでガス排出動作が短時間に行え、多量のガスを吸収
することができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、シャットオフ弁は電気的駆動手段の作動に基
づき油圧で開閉する構成とし、エアベントの真空装置側
のガス排出通路にこの通路を開放遮断する電磁弁を設
け、射出スリーブ内の溶融金属をキャビティに射出する
射出プランジャの射出位置を検出する位置検出器を設
け、この位置検出器が検出する射出プランジャの射出位
置によって前記電気的駆動手段および電磁弁がバラバラ
のタイミングで作動してガス排出動作を行わせるものと
してある。

【００１０】上記構成によれば、射出プランジャの射出
位置を位置検出器が検出し、この検出した射出位置によ
って、電気的駆動手段が作動してシャットオフ弁が開閉
するとともに、電磁弁が開閉動作し、これによりシャッ
トオフ弁およびエアベントによるガス排出動作がなされ
る。

【００１１】請求項３の発明は、金型のキャビティに、
複数のガス排出通路を介して真空装置を接続し、前記複
数のガス排出通路のうちの一つに、キャビティ内と真空
装置とを連通遮断可能なシャットオフ弁を設け、他のガ
ス排出通路に、ガスの排出後に流出する溶融金属の凝固
によってガス排出通路を遮断する屈曲形成されたエアベ
ントを設け、前記シャットオフ弁は、開弁によるガス排
出動作の開始後一気にキャビティ内のガスを吸収し、キ
ャビティへの溶融金属の充填完了以前に遮断させる一
方、前記エアベントによるガスの排出動作は、キャビテ
ィへの溶融金属の充填完了まで行う鋳造方法としてあ
る。

【００１２】上記した真空ダイカスト鋳造方法によれ
ば、シャットオフ弁を通しての溶融金属の真空装置側へ
の流出を回避しつつガス排出動作を短時間に行え、また
エアベントを使用することによりガス排出動作は溶融金
属の充填完了まで行えて高品質な鋳造品が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１４】図１は、この発明の実施の一形態を示す真
空ダイカスト鋳造装置の全体構成図で、ここでの可動金
型１５は、前記図７におけるものと同様に正面図として
示してある。この可動金型１５の、図２に示されている
固定金型１７との接合面１９には、キャビティ２１が形
成されるとともに、キャビティ２１に連通する部分に分
流子２３が設けられている。分流子２３は、可動金型１
５を固定金型１７に接合したときに、固定金型１７に連
結された射出スリーブ２５に対向配置されるもので、こ
の射出スリーブ２５内には、射出シリンダ２７により駆
動されて溶融金属をキャビティ２１内に射出する射出プ
ランジャ２９が収容されている。射出スリーブ２５の図
中で左側端部の上部には、溶融金属注入口２５ａが開口
している。射出プランジャ２９の射出位置（図２中で左
右方向位置）は、プランジャロッド３１に形成された溝
を検知する位置検出器３３によって検出される。

【００１５】図１に示すように、キャビティ２１の上部
には、キャビティ２１内のガスを排出するための２本の
ガス排出通路３５，３７が形成されている。一方のガス
排出通路３５には、前記図７に示したものと同様なエア
ベント３９が形成されている。すなわち、このエアベン
ト３９は、図２に示すように、固定金型１７との相互の
接合面にそれぞれ形成した凹凸部によって通路が階段状
に屈曲形成されたチルベントである。

【００１６】ガス排出通路３５の可動金型１５における
外部への開口部は、配管４１を介してサージタンク４３
に接続され、サージタンク４３は配管４５を介して真空
装置としての真空ポンプ４７に接続されている。配管４
１には、可動金型１５側からフィルタ４９および電磁弁
５１が設けられている。

【００１７】他方のガス排出通路３７の可動金型１５に
おける外部への開口部には、キャビティ２１内と真空ポ
ンプ４７側とを連通遮断可能なシャットオフ弁５３が配
置されている。シャットオフ弁５３は、上記した開口部
に下端が装着される筒体５５と、筒体５５の下端開口を
開閉可能な弁体５７と、弁体５７を上下方向に移動させ
るシリンダ５９とから構成されている。

【００１８】筒体５５は、配管６１を介してサージタン
ク４３に接続され、配管６１にはフィルタ６３が設けら
れている。シリンダ５９には配管６５，６７を介して電
気的駆動手段としての電磁弁６９が接続され、電磁弁６
９の切替動作によりシリンダ５９が動作し、これに伴い
弁体５７が上下動して筒体５５の下端開口を開閉する。
弁体５７が図１に示す上方に位置しているときには、筒
体５５の下端開口が閉塞され、これによりキャビティ２
１と真空ポンプ４７側との連通が遮断された状態とな
り、弁体５７が図１の状態から下方に移動して筒体５５
の下端開口を開放したときには、キャビティ２１と真空
ポンプ４７側とが連通した状態となる。

【００１９】上記した電磁弁５１および６９は、前記図
２に示した位置検出器３３の検出信号の入力を受ける図
示しない制御部により作動するものである。

【００２０】次に、上記したような真空ダイカスト鋳造
装置の動作を説明する。

【００２１】可動金型１５が図示しない駆動装置により
固定金型１７に向けて移動し、図２に示すように両金型
１５，１７相互が接合された状態で、射出スリーブ２５
内の溶融金属をキャビティ２１内に射出する準備がなさ
れる。このとき、電磁弁５１は閉、シャットオフ弁５３
の弁体５７は筒体５５の下端開口を閉じた状態で、電磁
弁６９も閉とし、この状態で配管４１，６１内は、真空
ポンプ４７を作動させて所定の真空度を保持しておく。

【００２２】溶融金属注入口２５ａから溶融金属が射出
スリーブ２５内に注入された状態で、射出シリンダ２７
の動作により射出プランジャ２９が、溶融金属注入口２
５ａより前方に移動し、位置Ｓ１に達すると、これを位
置検出器３３が検出して、電磁弁５１が開となる。これ
により、キャビティ２１は、エアベント３９および電磁
弁５１を介して真空ポンプ４７側に連通した状態とな
り、キャビティ２１内のガスが排出されて圧力が徐々に
低下し真空度が高まっていく。

【００２３】図２中で、射出スリーブ２５の上方にある
グラフ中の実線および破線（破線は後述する他の例に対
応している）は、射出プランジャ２９の射出位置Ｓ（横
軸）に対するキャビティ２１内の圧力Ｐ（縦軸）を示し
たもので、同グラフ中の一点鎖線は、射出プランジャ２
９の射出位置（横軸）に対する射出プランジャ２９の移
動速度である。キャビティ２１内の圧力は、射出プラン
ジャ２９が射出開始前の図２に示す位置にあるときには
Ｐ１であり、その後射出プランジャ２９が溶融金属注入
口２５ａを超えると僅かに上昇し、位置Ｓ１に達した時
点でエアベント３９側の電磁弁５１を開とする。これに
より、キャビティ２１内は、配管４１，４５を介して真
空ポンプ４７側に連通し、キャビティ２１内のガスが排
出されて圧力が徐々に低下し真空度が増大する。

【００２４】射出プランジャ２９が、射出スリーブ２５
のほぼ中央付近の位置Ｓ２に達すると、圧力はＰ２まで
低下しており、このときシャットオフ弁５３側の電磁弁
６９を作動させ、シリンダ５９を弁体７が筒体５５の下
端開口を開放するよう動作させる。すなわち、このとき
弁体５７は下方に移動し、キャビティ２１と真空ポンプ
４７側とが配管６１，４５を介して連通状態となる。

【００２５】シャットオフ弁５３は、通路が階段状に屈
曲形成されたエアベント３９に対し通気抵抗は小さく、
このため開弁によるキャビティ２１内のガスの排出動作
は速いものとなっている。シャットオフ弁５３を通して
のガスの排出時には、エアベント３９によるガスの排出
も同時に行っており、この状態でキャビティ２１内の圧
力がＰ３となる位置に対応する位置Ｓ３に射出プランジ
ャ２９が達すると、電磁弁６９を作動させ、シリンダ５
９を弁体５７が筒体５５の下端開口を閉塞するよう動作
させ、シャットオフ弁５３を介してのガスの排出動作を
停止する。

【００２６】シャットオフ弁５３の閉弁後も、電磁弁５
１は開状態を保持してエアベント３９によるガス排出動
作は継続して行っており、この過程で射出プランジャ２
９が位置Ｓ４に達して溶融金属のキャビティ２１への充
填が完了すると、溶融金属はエアベント３９にも達し、
このエアベント３９の階段状通路を溶融金属が抵抗を受
けて通過する際に、溶融金属が凝固し、ガス排出通路３
５が遮断される。これにより、エアベント３９を介して
のガスの排出動作も停止し、キャビティ２１と真空ポン
プ４７側との連通が遮断されることになる。

【００２７】図３は、上記したエアベント３９によるガ
ス排出動作と、シャットオフ弁５３を通してのガス排出
動作とを、射出プランジャ２９の移動動作に対応して示
したもので、前者については射出開始後の位置Ｓ１から
充填終了（Ｓ４）まで行い、後者については位置Ｓ２か
ら充填完了以前の位置Ｓ３まで行っている。

【００２８】エアベント３９によるガス排出動作につて
は、溶融金属が階段状の通路にて凝固することで停止す
るので、溶融金属のキャビティ２１への充填完了まで行
っても、溶融金属が電磁弁５１や真空ポンプ４７まで流
出せず、配管の詰まりや真空ポンプ４７の破損などの問
題が発生することはない。一方、シャットオフ弁５３を
通してのガス排出動作は、上記充填完了以前に停止して
いるので、溶融金属がシャットオフ弁５３側に流出せ
ず、シャットオフ弁５３の作動不良などの不具合の発生
が防止される。

【００２９】シャットオフ弁５３を通してのガス排出動
作は、前述したように素速く行われる利点を有してお
り、このようなシャットオフ弁５３によるガス排出動作
を、充填完了まで排出動作を行える利点を有したエアベ
ント３９と組み合わせて使用することで、溶融金属をキ
ャビティ２１に充填完了するまで真空吸引してより高品
質な鋳造品が得られると同時に、ガス排出動作を短時間
で行え、鋳造作業性の向上に寄与することができる。

【００３０】図４は、エアベント３９およびシャットオ
フ弁５３によるガス排出動作の他の例を示しており、こ
の例でのガス排出動作によるキャビティ２１内の圧力変
化は図２の破線に対応している。この例では、射出プラ
ンジャ２９が位置Ｓ１と位置Ｓ２との間の位置Ｓ０でシ
ャットオフ弁５３を開いて、シャットオフ弁５３による
ガス排出動作をまず行い、その後位置Ｓ２で電磁弁５１
を開いてエアベント３９によるガス排出動作を開始す
る。

【００３１】シャットオフ弁５３のガス排出動作の終了
は、図３の例と同様に、充填完了以前の位置Ｓ３とし、
エアベント３９のガス排出動作は充填完了まで行う。こ
の例においても、ガス排出動作についてエアベント３９
およびシャットオフ弁５３の双方の利点を利用している
ので、図３の例と同様の作用効果が得られる。

【００３２】なお、エアベント３９によるガス排出動作
を充填完了まで行うとともに、シャットオフ弁５３によ
るガス排出動作を充填完了以前に終了させることを実行
すれば、エアベント３９およびシャットオフ弁５３によ
るガス排出動作の開始時期は、前述した図３および図４
の例に限ることはない。

【００３３】図５は、図１におけるエアベント３９を備
えたガス排出通路３５を四つ設けた場合の、エアベント
３９およびシャットオフ弁５３によるガス排出動作例を
示すものである。四つのガス排出通路３５には、それぞ
れ個別の配管４１にフィルタ４９および電磁弁５１が設
けられてサージタンク４３に接続されている。シャット
オフ弁５７は図１の例同様一つである。

【００３４】この場合、四つのエアベント３９によるガ
ス排出動作を、射出開始後、射出プランジャ２９の位置
Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２、Ｓ３でそれぞれ開始し、一方シャッ
トオフ弁５３によるガス排出動作は四つ目のエアベント
３９の動作開始時である位置Ｓ３で開始する。ガス排出
動作の終了は、四つのエアベント３９のいずれについて
も充填完了までとし、シャットオフ弁５３については、
充填完了以前の位置Ｓ５とする。これにより、キャビテ
ィ２１内の圧力変化は、図６のグラフにおける実線のよ
うになり、この例においても、エアベント３９によりガ
ス排出動作を充填完了まで行え、かつシャットオフ弁５
３により短時間のガス排出も行えるものとなる。

【００３５】なお、上記図５の例では、前記図３および
図４の例でも言えることであるが、シャットオフ弁５３
によるガス排出動作は、射出開始後、充填完了以前であ
ればどの位置であってもよい。但し、このシャットオフ
弁５３を射出開始直後に開放すると、溶融金属が、勢い
よく排出されるガスとともに吸引されてシャットオフ弁
５３側に流出し、その弁体５７に溶融金属が付着して凝
固し、作動不良を起こすなどの不具合が発生する恐れが
あるので、シャットオフ弁５３の開放によるガス排出動
作は、なるべく充填完了付近が好ましい。

【００３６】上記図５の例では、エアベント３９を四つ
設けているが、これに限ることはなく、エアベント３９
を二つあるいは三つもしくは五つ以上設けても構わな
い。すなわち、この場合、複数のエアベント３９による
ガス排出動作を順次開始し、そのうち少なくとも一つを
充填完了まで行い、一方シャットオフ弁５３について
は、充填完了以前にガス排出動作を停止させるようにす
る。

【００３７】また、上記実施の形態では、エアベント３
９およびシャットオフ弁５３によるガス排出動作の開始
時期は、すべて射出プランジャ２９の射出位置によって
決定しているが、図３の例でのシャットオフ弁５３、図
４の例でのエアベント３９、図５の例での二つ目以降の
エアベント３９およびシャットオフ弁５３のそれぞれの
ガス排出動作の開始時期を、キャビティ２１内の圧力
を、固定金型１７側に設けた図示しない真空圧センサで
検知し、この検知した圧力が所定の圧力（真空度）に達
した時点としてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、屈曲形成された通路を備えたエアベント
と、キャビティ内と真空装置とを連通遮断可能なシャッ
トオフ弁とを組み合わせて、キャビティ内のガスの排出
を行うようにしたので、溶融金属をキャビティに充填完
了するまで真空吸引してより高品質な鋳造品が得られる
と同時に、ガス排出動作を短時間で行え、鋳造作業性の
向上に寄与することができる。

【００３９】請求項２の発明によれば、射出プランジャ
の射出位置を位置検出器が検出し、この検出した射出位
置に応じて電気的駆動手段および電磁弁がそれぞれ作動
し、これによりシャットオフ弁およびエアベントによる
ガス排出動作を行うことができる。

【００４０】請求項３の発明によれば、シャットオフ弁
を溶融金属の充填完了以前に遮断するようにして使用す
ることで、溶融金属の真空装置側への流出を回避しつつ
ガス排出動作を短時間に行え、またエアベントを使用す
ることによりガス排出動作は溶融金属の充填完了まで行
えて高品質な鋳造品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態を示す真空ダイカスト
鋳造装置の全体構成図である。

【図２】図１の真空ダイカスト鋳造装置における射出プ
ランジャの射出位置とキャビティ内の圧力との関係を示
す説明図である。

【図３】図１の真空ダイカスト鋳造装置におけるエアベ
ントおよびシャットオフ弁によるガス排出動作例を示す
説明図である。

【図４】他の例を示す図３に相当する説明図である。

【図５】さらに他の例を示す図３に相当する説明図であ
る。

【図６】図５の例における射出プランジャの射出位置と
キャビティ内の圧力との相関図である。

【図７】従来例を示す可動金型の正面図である。

【符号の説明】

１５ 可動金型 ２１ キャビティ ３３ 位置検出器 ３５，３７ ガス排出通路 ３９ エアベント ５１ 電磁弁 ５３ シャットオフ弁 ６９ 電磁弁（電気的駆動手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型のキャビティに、ガス排出通路を介
   して真空装置を接続し、前記キャビティ内のガスを外部
   に排出するとともに溶融金属を前記キャビティ内に供給
   して成形する真空ダイカスト鋳造装置において、前記ガ
   ス排出通路を複数設け、この複数のガス排出通路のうち
   の一つに、キャビティ内と真空装置とを連通遮断可能な
   シャットオフ弁を設け、他のガス排出通路に、ガスの排
   出後に流出する溶融金属の凝固によってガス排出通路を
   遮断する屈曲形成されたエアベントを設けたことを特徴
   とする真空ダイカスト鋳造装置。
2. 【請求項２】 シャットオフ弁は電気的駆動手段の作動
   に基づき油圧によって開閉する構成とし、エアベントの
   真空装置側のガス排出通路にこの通路を開放遮断する電
   磁弁を設け、射出スリーブ内の溶融金属をキャビティに
   射出する射出プランジャの射出位置を検出する位置検出
   器を設け、この位置検出器が検出する射出プランジャの
   射出位置によって前記電気的駆動手段および電磁弁がバ
   ラバラのタイミングで作動してガス排出動作を行わせる
   ことを特徴とする請求項１載の真空ダイカスト鋳造装
   置。
3. 【請求項３】 金型のキャビティに、複数のガス排出通
   路を介して真空装置を接続し、前記複数のガス排出通路
   のうちの一つに、キャビティ内と真空装置とを連通遮断
   可能なシャットオフ弁を設け、他のガス排出通路に、ガ
   スの排出後に流出する溶融金属の凝固によってガス排出
   通路を遮断する屈曲形成されたエアベントを設け、前記
   シャットオフ弁は、開弁によるガス排出動作の開始後一
   気にキャビティ内のガスを吸収し、、キャビティへの溶
   融金属の充填完了以前に遮断させる一方、前記エアベン
   トによるガスの排出動作は、キャビティへの溶融金属の
   充填完了まで行うことを特徴とする真空ダイカスト鋳造
   方法。