JPS5914299B2 - ダイカスト鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイカスト鋳造装置に係り、更に詳細にはガ
ス抜き機構を組込まれたダイカスト鋳造装置に係る。

ダイカスト鋳造法は、薄肉で複雑な形状の物品を高精度
にて鋳造する場合に広〈実施されている鋳造法である。

このダイカスト鋳造法は、溶湯の冷却速度が速（また加
圧状態にて鋳造されるので、微細な金属組織が得られ、
金型の転写が良く、美しい鋳肌を有し寸法精度が高い優
れた鋳造品が得られる等の利点を有している。

しかしこの反面、ダイカスト鋳造法は、溶湯が高速度に
てモールドキャビティ内に充填されることにより、モー
ルドキャビティ内のガスを鋳造製品内に巻込み易（、そ
のためガスホール、凝固収縮巣等の鋳造欠陥が生じやす
いという欠点を有している。

かかるダイカスト鋳造法に於ける欠点に鑑み、固定ダイ
カスト金型と可動ダイカスト金型とにより郭定されるモ
ールドキャビティと、一端に於て前記モールドキャビテ
ィと連通ずるガス抜きウェルと、該ガス抜きウェルの他
端と連通ずるガス排出通路と、該ガス排出通路の途中に
設けられたタペット弁型の開閉弁とを有し、該開閉弁は
圧縮コイルばねによって前記ガス抜きウェルど前記ガス
排出通路との連通を許す開弁位置へ向けて付勢されてお
り、溶湯がプランジャによってモールドキャビティ内に
加圧注入され、該モールドキャビティ内より開閉弁を経
てガスが排出された後、前記ガス抜きランナーを経て開
閉弁の上流側へ押し止けられた溶湯によって該開閉弁が
圧縮コイルばねのばね力に抗して閉じられるよう構成さ
れたダイカスト鋳造装置は既に知られている。

しかしかかるガス抜き機構を有する従来のダイカスト鋳
造装置に於ては、プランジャによって溶湯が高速度にて
モールドキャビティ内に充填されるため、モールドキャ
ビティより排出されるガス中に溶湯の微粒子が混入し、
かがる溶湯の微粒子は開閉弁及びその弁座にも付着し、
それらによって吸熱されることによりそれらの壁面上に
パリとなって残存するので、開閉弁の完全なシールを妨
げ、溶湯の高圧鋳造を不可能とするのみならず、溶湯が
開閉弁とその弁座との間にまで侵入し、開閉弁そのもの
が比較的早期に作動し得なくなるので、鋳造装置を安定
した状態にて長期に亙り使用することができない。

また従来のかかるダイカスト鋳造装置に於ては開閉弁は
圧縮コイルばねにてその開弁装置へ向けて付勢されてい
るため、その付勢力は開閉弁が溶湯によって閉弁方向へ
移動されるにつれて線形的に増大する。

従って開閉弁がチャタリング等を起こし易く、良好な状
態にて鋳造を行うのが困難であるのみならず、プランジ
ャによる溶湯の射出速度や射出圧力等の鋳造パラメータ
に応じて、適正なばね特性を有する圧縮コイルばねを選
定する必要がある。

本発明は、従来のダイカスト鋳造装置に於ける上述の如
き不具合に鑑み、耐久性に優れまた鋳造パラメータの如
何に拘らずモールドキャビティより効果的にガスを排出
することができるガス抜き機構を組込まれた改良された
ダイカスト鋳造装置を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、固定ダイカスト金型と
可動ダイカスト金型とにより郭定されるモールドキャビ
ティと、前記モールドキャビティに連通したガス抜きウ
ェルと、シリンダ室と、一端にて前記シリンダ室の周面
の一部に開口したガス排出通路と、一端にて前記ガス抜
きウェルに連通し他端にて前記シリンダ室の周面の一部
に開口したガス抜きランナーと、前記シリンダ室に摺動
式に係合し周面の一部に前記ガス排出孔の前記一端と前
記ガス抜きランナーの前記他端とがなす開口を連通接続
する凹部を有し前記両開口を連通接続する第一の位置と
前記両開口の連通を遮断する第二の位置との間に移動す
るピストン弁体と、前記ピストン弁体を前記第一の位置
へ向けて付勢する手段とを有し、前記ピストン弁体はそ
の一方の端面が前記ガス抜きウェル内の空間に常時露呈
されていて該空間内の圧力が前記付勢手段に抗する所定
値以上に上昇したとき該圧力によって前記第一の位置よ
り前記第二の位置へ向けて駆動されるようになっている
ことを特徴とするダイカスト鋳造装置によって達成され
る。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明をその好ましい実
施例について詳細に説明する。

第１図は本発明によるダイカスト鋳造装置の第一の実施
例の要部を示す解図的部分縦断面図であり、第２図は第
１図の線ＩＩ−ＩＩによる解図的部分断面図である。

これらの図に於て、１は固定ダイカスト金型を示してお
り、２は可動ダイカスト金型を示している。

これら固定ダイカスト金型１と可動ダイカスト金型２と
は互に共働してモールドキャビティ３を郭定するように
なっている。

このモールドキャビティ３には、図には示されていない
が、固定ダイカスト金型１を貫通して設けられた注湯ス
ＩＪ−ブ内を往復動する注湯プランジャにより溶湯が加
圧注入されるようになっている。

またモールドキャビティ３には、固定ダイカスト金型１
と可動ダイカスト金型２とにより郭定されるガス抜きウ
ェル４がその一端部にて連通接続されている。

ガス抜きウェル４はその他端部にてシリンダ室５と連通
しており、該シリンダ室は、可動ダイカスト金型２に形
成されたガス抜き機構装着孔６に嵌合装着されたスリー
ブ７と固定ダイカスト金型１とにより郭定されている。

またこのシリンダ室５とガス抜きウェル４とは、第２図
に詳細に示されている如く、固定ダイカスト金型１と可
動ダイカスト金型２とにより郭定される二つのガス抜き
ランナー８により迂回状態にて連通接続されている。

またシリンダ室５は可動ダイカスト金型２を連通して延
在するガス排出通路９によって可動ダイカスト金型の外
部と連通接続されている。

更にシリンダ室５内には、該シリンダ室をガス抜きウェ
ル４と常に連通ずる第一の室部１０と、ガス排出通路９
と常に連通ずる第二の室部１１とに分離するピストン弁
体１２が配置されており、該ピストン弁体はガス抜きラ
ンナー８と第二の室部１１との連通とを許す第１図に於
て実線にて示された開弁位置と、ガス抜きランナー８と
第二の室部１１との連通を遮断する第１図に於て仮想線
にて示された閉弁位置との間にて、シリンダ室５内を往
復摺動し得るようになっている。

ピストン弁体１２の第二の室部１１の側に位置する端部
には、スリーブ７の端壁１３を貫通して延在するステム
１４が剛固に取付けられている。

このステム１４には円盤形の吸引板１５が剛固に取付け
られており、この吸引板がスリーブ７の端壁１３の外面
に装着された永久磁石１６によって吸引されることによ
り、ピストン弁体１２はソノ開弁位置に付勢されるよう
になっている。

作動に於ては、注湯プランジャによってモールドキャビ
ティ３内に溶湯が加圧注入されると、モールドキャビテ
ィ内に存在していたガスはガス抜きウェル４及びガス抜
きランナー８を経て第二の室部１１へ至り、次いで該第
二の室部よりガス排出通路９を経て可動ダイカスト金型
２外へ放出される。

次いで注湯プランジャによりガス抜きウェル４を経て第
一の室部１０へ押し上げられた溶湯により、ピストン弁
体１２は第１図に於て仮想線にて示された閉弁位置へ駆
動され、ガス排出通路９とガス抜きランナー８との連通
が遮断され、モールドキャピテイ３内の溶湯が所定の加
圧状態にて鋳造される。

モールドキャビティ３内の溶湯が凝固した後、可動ダイ
カスト金型２が図にて左方へ駆動され、図には示されて
いないノックアウトピンによって鋳造品が離型される。

この場合ノックアウトピンを駆動する図には示されてい
ないラム装置等によってステム１４を図にて右方へ駆動
することにより、次の鋳造工程に備えてピストン弁体１
２がその開弁位置へ駆動されるよう構成されていてよい
。

第３図は本発明によるダイカスト鋳造装置の第二の実施
例の要部を示す第２図と同様の解図的部分断面図であり
、第４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶによる解図的部分断面
図であり、第５図は第４図の線Ｖ−■による解図的部分
断面図である。

尚これらの図に於て、第１図及び第２図に示された部材
と実質的に同一の部材には同一の符号が付されている。

この実施例に於ては、ガス抜きランナー８の断面はピス
トン弁体１２の往復動方向の長さｈ及びそれに垂直な方
向の長さ１がそれぞれ５ｍｍ、１２ｍｍの長方形であり
、またガス抜きランナー８の一部は固定ダイカスト金型
１内に鋳込まれた調合金製の入子１７にて形成されてい
る。

この入子１γは固定ダイカスト金型１を貫通して設けら
れた冷却水通路１８に挿通された冷却水導管１９を経て
その裏側に供給される冷却水によって強制冷却されるよ
うになっている。

この第二の実施例はその他の点については前述の第一の
実施例と同様に構成されており、また同様に作動するよ
うになっている。

次にかかる本発明の第−及び第二の実施例によるダイカ
スト鋳造装置を用いて行われた耐久試験について説明す
る。

耐久試験■ 従来のタペット弁型の開閉弁によるガス抜き機構を組込
まれたダイカスト鋳造装置及び本発明の第一の実施例に
よるダイカスト鋳造装置を用いて、以下の鋳造条件にて
シリンダヘッドカバーを鋳造し、それらが何回の鋳造に
耐えるかについての試験を行った。

鋳込み重量：４．５ｋｇ 溶湯材質ニアルミ合金ＡＤＣＩＯ 射出速度：低速０．２ ｍ ／ ｓｅｃ 高速２．５ ｍ／ ｓｅｅ 射出圧カニ７５０ｋｐ、乙− その試験結果を表１に示す。

尚、比較例及び実施例１はピストン弁体の付勢手段とし
て圧縮コイルばねを用いたものであり、また比較例及び
実施例１及び２の何れに於ても開閉弁又はピストン弁体
の開弁位置に於ける付勢力は３ｋｇであった。

この表１より、モールドキャビティ及びガス抜きウェル
とガス排出通路との連通を開閉する弁として、タペット
弁型の開閉弁ではなく本発明に於ける如きピストン弁を
使用すれば、ガス抜き機構の耐久性が著しく向上し、ま
たピストン弁の開弁位置への付勢手段として圧縮コイル
ばねではなく磁石を用いれば更に一層ガス抜き機構の耐
久性が改善されることが分かる。

かくしてガス抜き機構の耐久性が改善されるのは、ピス
トン弁を使用すれば、ガス中の溶湯微粒子がピストン弁
及びシリンダ室の摺動面に付着しても、ピストン弁によ
ってそれらが掻き除かれるからであり、またピストン弁
を磁力作用にて付勢すれば、ピストン弁がその開弁位置
へ向けて移動されるにつれてその付勢力はその移動距離
の２乗に反比例して弱まり、ピストン弁が容易に閉じる
ことができることによるものと考えられる。

耐久試験■ 前述の本発明の第二の実施例によるダイカスト鋳造装置
を用いて以下の鋳造条件にてトランスミッションケース
を鋳造し、耐久試験■と同様の試験を行った。

鋳込み重量１６．７ｋｇ 溶湯材質ニアルミ合金ＡＤＣＩＯ 射出速度：低速０．３ ｍ ／ ｓｅｅ 高速３．２ ｍ ／ ｓｅｅ 射出圧カニ ８５０ ｋｇ／ｃｒｔｉ その試験結果を表２に示す。

尚比較例はガス抜きランナーがｈ ＝８ｍｍ、 １
＝８ｍｍとして５ＫＤ６１製の固定ダイカスト金型によ
って直接形成され、また冷却水による強制冷却も行われ
なかったものである。

実施例３はガス抜きランナーをｈ＝５ｍｍ、 ｌ ＝
１２ｍｍとして構成しその他は比較例と同一に構成さ
れたものであり、実施例４はＪＩＳ Ｃ１７２０Ｂのベ
リリウム銅にて形成された入子により実施例３と同一の
寸法にてガス抜きランナーを構成したものであり、実施
例５は更に冷却水による強制冷却を行ったものである。

この表２の結果より、ガス抜き機構の耐久性はガス抜き
ランナーの形状及び寸法を適正に選択することによって
も改善され、ガス抜きランナーを伝熱性に優れた材料に
て構成すれば一層改善され、更にガス抜きランナーを強
制冷却すれば更に一層改善されることが分かる。

かくしてガス抜き機構の耐久性が改善されるのは、上述
の如くガス抜きランナーの断面を選定することにより、
モールドキャビティ内のガスは効果的に排出されるが、
溶湯がピストン弁体の側部又はシリンダ室の第二の室部
まで至ることが阻止され、またガス中に含まれている溶
湯の微粒子がピストン弁体及びシリンダ室内へ至る前に
冷却され凝固されて、それらがピストン弁体の運動を阻
止することがないことによるものと考えられる。

以上の説明より、本発明によれば、ガス抜き機構の作動
不良を又は作動不能の事態を生じることなく長期に亙り
使用し得る優れた耐久性を有するダイカスト鋳造装置を
得ることができることが理解されよう。

また本発明によれば、モールドキャビティ内よりガスが
効果的に排出されまたモールドキャピテイ内が所定の高
圧状態に維持されるので、ガスホール、凝固収縮巣など
の鋳造欠陥がなく金型の転写が確実に行われた優れた鋳
造品を製造することができる。

以上に於ては本発明を図示の二つの実施例について詳細
に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の修正並びに省略
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば図示の各実施例に於ては、ピストン弁体１２の付
勢手段として永久磁石が使用されているが、電磁石が用
いられてもよく、その場合に電磁石は、ピストン弁体が
その閉弁位置へ向げて僅かに移動されたとき、ステム１
４又は吸引板１・５によってＯＦＦに切換えられるリミ
ットスイッチにより、０Ｎ−ＯＦＦ制御されるのが好ま
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるダイカスト鋳造装置の第一の実施
例の要部を示す解図的部分縦断面図、第２図は第１図の
線■−■による解図的部分断面図、第３図は本発明によ
るダイカスト鋳造装置の第二の実施例の要部を示す第１
図と同様の解図的部分断面図、第４図は第３図の線ＩＶ
−ＩＶによる解図的部分断面図、第５図は第４図の線■
−■による解図的断面図である。 １・・・・・・固定ダイカスト金型、２・・・・・・可
動ダイカスト金型、計・・・・・モールドキャビティ、
４・・・・・・ガス抜きウェル、５・・・・・・シリン
ダ室、６・・・・・・ガス抜き機構装着孔、７・・・・
・・スリーブ、８・・・・・・ガス抜きランナー、９・
・・・・・ガス排出通路、１０・・・・・・第一の室部
、１１・・・・・・第二の室部、１２・・・・・・ピス
トン弁体、１３・・・・・・端壁、１４・・・・・・ス
テム、１５・・・・・・吸引板、１６・・・・・・永久
磁石、１７・・・・・・入子、１８・・・・・・冷却水
通路、１９・・・・・拾却水導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定ダイカスト金型と可動ダイカスト金型とにより
   郭定されるモールドキャビティと、前記モールドキャビ
   ティに連通したガス抜きウェルと、シリンダ室と、一端
   にて前記シリンダ室の周面の一部に開口したガス排出通
   路と、一端にて前記ガス抜きウェルに連通し他端にて前
   記シリンダ室の周面の一部に開口したガス抜きランナー
   と、前記シリンダ室に摺動式に係合し周面の一部に前記
   ガス排出孔の前記一端と前記ガス抜きランナーの前記他
   端とがなす開口を連通接続する凹部を有し前記両開口を
   連通接続する第一の位置と前記両開口の連通を遮断する
   第二の位置との間に移動するピストン弁体と、前記ピス
   トン弁体を前記第一の位置へ向けて付勢する手段とを有
   し、前記ピストン弁体はその一方の端面が前記ガス抜き
   ウェル内の空間に常時露呈されていて該空間内の圧力が
   前記付勢手段に抗する所定値以上に上昇したとき該圧力
   によって前記第一の位置より前記第二の位置へ向けて駆
   動されるようになっていることを特徴とするダイカスト
   鋳造装置。 ２、特許請求の範囲第１項のダイカスト装置に於て、前
   記ピストン弁体を前記第一の位置へ向けて付勢する手段
   は磁力により作用する手段であることを特徴とするダイ
   カスト鋳造装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項のダイカスト鋳造
   装置に於て、前記ガス抜きランナーは少くともその一部
   が熱伝導率の高い材料よりなる入子にて形成されている
   ことを特徴とするダイカスト鋳造装置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかのダイカ
   スト鋳造装置に於て、前記ガス抜きランナーは冷却流体
   にて強制冷却されるようになっていることを特徴とする
   ダイカスト鋳造装置。