JPS6011590B2 - 金型用ガス抜き装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ダイカストマシンや射出成形機等の成形機
において、成形時の金型のキャピティから大量のガスを
抜き取るための金製用ガス抜き装置に関するものである
。

従来より、ダィカストは精密な製品を多量に製造する成
形法として広く普及しているが、製品内部に巣のない健
全性を重要視される品物には適さない場合があった。

それは、高速、高圧で溶融金属をキャビティ内に充填す
るため、キャビテイ内のガスが充分抜け切らずに、溶融
金属と混合して、製品中に残存することがあるためであ
る。

その対策として、従来より、キャビティ内を活性ガスで
直摸して、溶融金属と化合させ、固定化する無孔性ダィ
カスト法や、減圧する方法などが考えられているが、こ
れらは金型や装置が複雑となり、一般的ではなかった。

この発明の発明者は、ダイカストモデルでェャベントの
面積と鋳込製品の比重値との関係を調べたところ、ェャ
ベントの面積が増すに従って、銭込製品の比重値も上る
ことを見し、出した。しさしながら、ェャベントの数は
製品の大きさで制限されるし、また、ェヤベントの厚み
は、溶融金属を通過させないために約０．１柳以上には
とれない。この発明は、そのような製品や金型構造に制
約されずに、大量のガスを抜き、ガスの巻込みを、なく
して、健全なダイカスト製品を得るための弁装置を提供
するものである。すなわち、この発明は、金型のキャビ
ティから金型外に通じるガス排出路を、スプール状の弁
の作用で開いておいた状態で射出を行い、キヤビティ内
の質量の小さいガスをガス排出路を通してほぼ排出し終
った時点で、キヤビテイ内から進んで釆た質量の大きい
被射出溶融物を前記弁の移動方向と同一方向から前記弁
へ直綾作用させることにより前記弁を確実にかつすばや
く移動させて前記ガス排出路を遮断し、このガス排出路
からの被射出溶融物の流出を防せぎうるようにして、射
出時に金型内のガス抜きを確実容易に行いうるようにし
たものである。

つぎに、図面に示した実施例によって、この発明を説明
する。

第１，２図に示した実施例において、１は固定盤、２は
可動盤、３は固定金型、４は可動金型、５は押出板、６
は押出ピン、７は可動金型４のキャビティ、８は被射出
溶融物である溶融金属の鰭込穴である。

可動金型４において、キャビティ７の回りの固定金型３
に面する部分には、充分な面積を有する薄いガス抜き道
９を設け、ガス抜き道９の上端部に連結して上方に伸び
たガス抜き溝１０を、可動金型４の分割面または２個の
金型３，４の分割面に設けた。そして、金型４のキャビ
ティ７から導かれたガス抜き溝１０部に、キャビティ７
から進んで来る溶融金属の作用によって、溶融金属の作
用方向に直接動かされる弁１４を設けた。弁１４として
は、弁１４の移動方向と同−方向からの溶融金属の作用
によって直接動かされることにより、後記するバイパス
１５などからなるガス排出路を同一の弁１４で直接遮断
するようにしたものを１個だけ設けた。すなわち、ガス
抜き溝１０１こ続いて、２個の金型３，４の両分割面部
に、半割にできる弁室１１を上方に向って配置し、弁室
１１中には、上下方向に向って摺敷可能な弁１４を内蔵
した。弁１４は、スプール状やプランジャ状やピストン
状などと呼ばれる藤線方向に超動可能な弁とした。この
発明では、弁１４をスプール弁とも呼ぶ。弁１４の外周
面の途中には、麹線方向に延びたガス排出路１２を例え
ば２条設けた。ガス排出路１２の上端部は常に金型４外
の外気に通じているようにし、ガス排出路１２の下端部
は、弁１４の上下方向の位置によって、後記するバイパ
ス１５と通じたり、遮断されるようにした。弁室１１の
直前のガス抜き溝１０より、弁１４の移動路の側面であ
る弁室１１の側面下部との間には、弁１４部を迂廻した
ガス排出用の通路であるバイパス１５を設け、弁１４の
作動により、バイパス１５と金型外部間のガス排出路の
蓬通、遮断を直接規制しうるようにした。ガス抜き溝１
０とバイパス１５の入口部とのなす交差角のま鋭角か直
角にした。弁室１１に面したガス抜き溝１０の口部１６
は／ズル状に狭くした弁１４の上部にはフランジ部１４
ａを設けて、フランジ部１４ａは、金型３，４の外部に
おいて弁１４の軸線方向に移動可能に設けた円筒状のス
リーブ１７内に摺動可能に設けた。スリーブ１７内には
、弁１４用のストツパ１８部を設け、弁１４の上端面と
スリーブ１７との間に圧縮ばね１９を配した。スリーブ
１７押え用やスリーブ１７引上げ用のシリンダ２０を、
フレーム２１によって、固定金型３の頂部に固定して設
けた。なお、第２図に示した１実施例において、左右に
設けたバイパス１５は、それぞれ２箇所の屈折部を有す
るコ字形および逆コ字形に形成した溝にしたが、それぞ
れの溝の屈折部の１箇所または２箇所には、バイパス１
５部における湯まわりのタイミングを遅らせるために、
屈折部に至る前側の直線部を屈折点よりもさらに奥の方
まで伸ばして湯だまり部を設けた。

この湯だまり部は、図示したように、直線部と同じ幅に
しても良いし、奥に直線部よりも幅の広い部分を設けて
も良い。このようにしておくと、このバイパス１５内を
溶融金属が進む時、最初に進んで来る溶融金属は屈折部
ですぐ曲らずに、一度この通路の延長部である湯だまり
部内に入り、この湯だまり部が溶融金属でいっぱいに満
たされた後、溶融金属ははじめて屈折部を曲つて次の通
路中に進んで行く。したがって、このバイパス１５中に
おける溶融金属の湯だまりは、その分だけおくれ、弁１
４が確実に締つた後に、溶融金属は縦つた弁１４の側面
部に到達するので、溶融金属がガス排出部１２内や金製
の外まで進行することはなく、安全であり、かつ、弁作
動がより確実となる。つぎに、この発明の前記実施例の
作動順序について説明する。

弁室１１内に弁１４を装入した状態で型縦を行えば、第
１，２図に示したように、シリンダ２０と圧縮ばね１９
の作用により、弁１４は下向に押付けられ、バイパス１
５は、弁１４の外周部に設けられているガス排出路１２
の下部に通じている。この状態で、銭込穴８より溶融金
属をキャビテイ７内に鋳込めば、キャビテイ７内への溶
濠充填中に、キャビティ７内のガスはガス抜き道９、ガ
ス抜き溝１０、バイパス１５、ガス排出路１２を通って
、金型３，４外に排出される。

この間、第３図ａに示すように弁１４は弁室１１の下部
に押付けられたままの状態を保っており、大量のガスは
矢印で示すように、バイパス１５を通って抜ける。キャ
ビティ７内への溶融金属の充填がほぼ完了すると、溶融
金属２２がガス抜き溝１０内を上昇して来て、弁１４の
下面に衝突し、その結果弁１４は圧縮ばね１９に抗して
押上げられる。

そして、溶融金属２２は弁１４を押上げるとともに、一
部がバイパス１５へ進入し始める。この時の状態を第３
図Ｍこ示す。やがて、溶融金属２２の押上作業によって
、弁１４の上昇はストッパ１８によって止められ、バイ
パス１５とガス排出路１２との間は閉じられ、溶融金属
２２はせき止められる。

この時、バイパス１５を通って抜けていったガスは、ほ
とんど抜けていて、バイパス１５の終端部近くに若干残
っているだけの状態になるが、これは銭込製品には何ら
悪影響は及ぼさない。この時の状態を第３図ｃに示す。
なお、バイパス１５中に入った溶融金属２２は弁１４の
側面部まで進むが、この時、溶融金属２２は、バイパス
１５自体の迂廻通路およびバイパス１５中に設けた湯だ
まり部の作用で弁１４が締まるまでの時間よりも充分に
長い時間を要して弁１４の側面部に到達するので、溶融
金属２２が、弁１４に設けたガス排出路１２中や金型の
外部まで進行することはない。

銭込作業が終れば、シリンダ２０を作動させて、弁１４
を押えていたスリーブ１７を持ち上げた後、型開きを行
う。

この時の状態を第３図ｄに示す。続いて、押出ピン６の
作動により、可動金型４より銭込製品を取出すと同時に
、ガス抜き溝１０、弁室１ １下部およびバイパス１５
中の凝固金属２２ａをいつしよに取出す。この発明は、
ガスと溶融金属との比重差、例えば、空気と溶融アルミ
ニウムとの比重が約１：２０００であるという比重差、
および、この比重差に基づく慣性力の差を利用したもの
である。

そして、金型４のキャビティ７から導ぴかれたガス抜き
溝１０部に、ガス抜き溝１０の鞠線と同一方向に摺動す
る１個の弁１４を設け、かつ、ガス抜き溝１０から弁１
４部の側面に迂廻して通じたガス排出用の通路であるバ
イパス１５を設けた金型４を用い、キヤビティ７から金
型３，４の外へ通じるガス排出路１２を弁１４の作用で
開いた状態で射出を行い、まず、キャビティ７から進ん
で来た質量の小さいガスが弁１４のガス抜き溝１０側の
端面に作用しているときは、弁１４が質量の小さいガス
によって押されることなく、ガス抜き溝１０側の端部に
あり、バイパス１５と弁１４部などからなる迂廻したガ
ス排出路を通してガスを排出し、その途中で、質量の小
さいガスに続いてキャビティ７から進んで来た質量の大
きい被射出溶融物である溶融金属が、弁１４の移動方向
と同一方向から弁１４のガス抜き溝１０側の端面に直接
作用することにより、弁１４を移動させて、弁１４でガ
ス排出路１２を直接遮断し、溶融金属が弁１４部から毅
部へ排出されないようにして、金型３，４内のガス抜き
を行いながら射出しうるようにしたものである。

なお、ガス抜き溝１０内を上昇したきた溶融金属２２が
直接バイパス１５内に飛込まないようにするために、そ
して弁１４が閉じる前に、その溶融金属２２がガス抜き
路１２内に入らないように、ノズル部１６のすぐ下のガ
ス抜き溝１０とバイパス１５の入口部とのなす角は、鋭
角または直角にした。

勿論、これは鋭角にする方が、より効果的である。弁１
４は、型開きのたびにごとに毎回、若干上昇させるか、
第３図ｄに示す程度上昇させるか、あるいは完全に金型
３，４の外まで上昇させる。

型縦を行う場合は、弁１４の下端部を固定金型３の弁室
１１内で弁室１１の下端部から若干浮かしておいた状態
で型緒を行い、続いてシリング２０を作動させて弁１４
を下端限まで移動させるか、あるいは、弁１４の下端部
を固定金型３の弁室１１内で下端限まで移動させた後、
型緒を行って第１，２図に示した状態にしておく。なお
、前記実施例においては、弁１４とスプ−ル１７の間に
圧縮ばね１９を設けて弁１４を元に戻すようにしたが、
これは、他の都材、例えば、シリンダなどを用いて、弁
１４を降下させた後、下方への押圧力を０にしておくよ
うにしておいても良い。

この場合、弁１４に係合ごせて設けた圧縮ばね１９やシ
リンダなどの部材は、弁１９を前進位置に戻す作用を行
う部材と言うことができる。また、弁１４の下面に当っ
た溶融金属が弁１４の外方向に飛ばないように、弁１４
の下面には皿状の凹みを設けてもよいが、その場合は、
型閥を行う前に、必ずその凹みの厚み以上に弁１４を上
昇させる。

この実施例においては、この発明の金型用ガス抜き装置
を、固定金型３と可動金型４の分割両部に設けたが、こ
れは、可動金型４と中子用金型とのように、その他の金
型の分離薗部や接触面部に設けるようにしても良い。

以上の実施例においては、ガス排出路１２を溝状にして
弁１４の外周面に設けたが、これは、第４図に示すよう
に、穴状にして弁１４の内部に設けても良い。

また、第５図に示すように、弁１４の下端部のみを大径
部にし、弁室１１を直にガス排出路として使用するよう
にしても良い。

また、弁１４は円柱形にするだけでなく、角柱形にする
こともできる。

第４図に示した形状の弁１４において、弁１４を円柱形
にすれば、弁１４の回り止めを設ける必要があるが、弁
１４を四角柱等にすれば、回り止めは不要になる。前記
実施例では、ガス排出路１２の出口を外気に開放して、
ガスの排出を自然に行うようにしたが、これは、外部の
ガス吸引装置を用いて、積極的に行っても良い。

その場合は、ガス排出路１２からのガスの吸引を射出シ
リンダの射出動作と同調させて行っても良いし、真空装
置を用いて行っても良い。さらに、前記実施例において
は、弁１４を垂直方向に上下動させるようにして、ダィ
カストマシンに使用したものを示したが、これは弁１４
を斜め上方向や水平方向に移動させるようにしても良い
し、また射出成形機用として使用したも良い。

このように、この発明においては特許請求の範囲に記載
したような構造にしたので、従来の減圧法のように真空
ポンプや減圧タンクなどを用いる必要もなく、構造が極
めてシンプルである。さらに、各回の銭込動作に完全に
同調して、自動的にガス抜きが行なわれるので、減圧開
始のタイミングが狂うことがなく、ガス抜き作動が安定
している。したがって、ガス抜きが完全に、かつ、正確
、容易に行われる。また「 この他に、つぎのような効
果がある。

｛１｝ ガス抜き溝を直進して釆る被射出溶融物の進行
方向に、被射出溶融物で直接押される弁によって、ガス
の排出略を遮断するようにしたので、弁の作動が早く、
かつ、確実であり、ガス抜きと、弁部からの被射出溶融
物の排出防止を確実容易に行える。‘２｝ 射出時にガ
ス抜きを充分に行えるので、射出製品中の残存ガスが大
幅に減少し、射出製品の湯まわり、耐圧、気密性が著し
く向上する。

‘３｝ キャビティ外周のェャベント部におけるバリの
発生が減少するので、バリをのけなくても良く、金型に
傷をつけることがない。その結果、自動化が容易になり
、金型の寿命も延びる。‘４１ ガス抜きが充分に行わ
れるので、低い射出圧力で良い射出製品が得られる。勿
論、このために、自動化が容易になり、金型の寿命も延
びる。■ ガス抜きが充分に行なわれるので、射出条件
の幅が拡大するとともに、謎打時間の短縮と射出製品の
品質の安定化がはかれる。

従来より、射出圧力、射出速度、高速射出スタート位置
の良い条件をさがし、ガス抜きの良好なとるにセットし
ていたが、この条件を見つけるのに時間がかかり、かつ
、この条件も射出時に次第に変わっていたが、この発明
を用いれば、ガス抜きが充分に行われるので、射出条件
を選択する幅がかなり拡大する。‘６１ 従来より、真
空装置により金型間の薄い溝を通してキャビティ内の空
気を外に抜くことも考えられていたが、この場合、キヤ
ビティ内の空気の抜き量が少ないと、固定金型と可動金
型の合わせ面から外の空気が入り、キャビテイが真空に
ならないが、この発明では、多量の空気を抜くので、金
型の合わせ面の精度はそれ程問題にならず、キャビティ
の空気を充分に抜くことができる。

したがって、減圧法と併用すれば、効果はさらに増大す
る。‘７’キャビティ内を酸素などの活性ガスの雰囲気
にして射出する無孔性ダイカスト法と併用すれば、効果
が大きい。

この場合、この発明のガス抜き装置の開いた弁部から、
活性ガスをキャピティ内に入れた後、射出する。射出中
にも活性ガスをキャビティ内に入れることもできる。【
８｝ マグネシウムのダイカストに用いれば、効果が大
きい。すなわち、アルミニウムのダィカストでは、ゆっ
くり射出して、キヤピティ内のガスをペント部から抜く
ように試みることもできたが、マグネシウム合金は凝固
速度が早いので、低速射出することができず、射出開始
後、すぐ高速射出に移る必要があった。もともと、射出
時には、キャビティの容積の約２倍の容積を有するキャ
ピテイ内と射出スリーブ内の多量のガスを金型外へ逃す
必要があるが、マグネシウムのダィカストの場合は、ア
ルミニウムのダィカストに比べて、高速射出する必要が
あるので、どうしても射出製品へのガスのまき込みが大
きかった。しかし、この発明を用いれば、ガス抜きが充
分に行われるので、マグネシウムのダイカストでも、気
泡のない良質の射出製品を確実容易に得ることができる
■ ホットチャンパー式ダィカストにも用いることがで
きる。

皿 従来より、型閥後、金型に冷却水や水瀞性の離型剤
をスブレーしていたが、型緒を行ったとき、金型に水滴
が残っていると水蒸気の逃げ場がなく、そのまま射出す
ると、射出製品の表面が黒くなったり、湯まわりが悪く
なり、良質の射出製品を得ることができない。

したがって、金型表面の水滴が充分に乾燥してなくなっ
た後、型締を行う必要があった。しかし、この発明を用
いれば、型綿時にガス抜き装置の開いている弁を通して
、金型内に熱風を送り込み、金型内の水蒸気を射出スリ
ーブ内を通して外へ逃がすことができる。この熱風の送
り込みは型締後や給湯時にも行える。したがって、型締
時にガス抜き装置を通してキャビティ内に熱風を送り込
むようにすれば、スプレー後、す早く型締をすることが
でき、サイクルが短くなる。（１１）勿論、恒久的な弁
装置として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図のローロ線断面図、第３図ａ〜ｄは第１，２図に
示した摺動弁部の作動説明図、第４，５図はそれぞれこ
の発明の他の実施例を示す縦断面図である。 １・・・…固定盤、２……可動盤、３……固定金型、４
・・・・・・可動金型、７・・・・・・キャビティ、９
…・・・ガス抜き道、１０……ガス抜き溝、１１……弁
室、１２・・・・・・ガス排出路、１４…・・・弁、１
５…・・・バイパス、１７……スリーブ、１８……スト
ツパ、１９・・・・・・圧縮ばね「 ２０・・・・・・
シリンダ、２２・・・・・・溶融金属。 亥３函 女‘図 茅Ｚ図 〆４便 斧タ′８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金型の分離面部に、キヤビテイから導かれたガス抜
   き溝、ガス抜き溝の端部で、キヤビテイから進んで来る
   被射出溶融物の直接作用により、ガス抜き溝の軸線方向
   に摺動するスプール弁、およびガス抜き溝の途中から前
   記スプール弁部の側面に通じたガス排出用の通路を設け
   、この通路と外部との連通、遮断を前記スプール弁の軸
   線方向への移動によって直接規制しうる通路をスプール
   弁部に設け、スプール弁を摺動自在に支持し、スプール
   弁用のストツパを有するスリーブを、スプール弁の軸線
   方向に移動可能に設け、スプール弁を前進位置に戻す作
   用を行う部材をスプール弁に係合させて設けた金型用ガ
   ス抜き装置。