JPS61289955A - 溶湯鋳込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の産業上の利用分野は、溶湯鋳込装置に係り、さ
らに詳しくは金型キャビティ内を減圧して鋳込みを行な
う形式の溶湯鋳込装置である。

〔従来の技術〕

従来よりダイカストマシンによる鋳造は、精密な製品を
多量に製造する方法として広く普及しているが、この種
の鋳造は溶融金属を高速・高圧で金型のキャビティ内へ
充填するためにキャビティ内のガスが充分に抜は切らず
、溶融金属と混合して製品中に巣として残存することが
あるので、巣のない健全性を重視される製品には適さな
い場合があった。

このような不都合を解消するものとして本出願人は実願
昭５６−１（１７２６５号等により鋳込中に金型キャビ
ティ内のガスを抜き、ガスの巻き込みをなくして健全な
ダイカスト製品が得られる金型用ガス抜き装置を開発提
案した。

この装置は、金型のキャビティから金型外へ通じるガス
排出路内にガス抜き弁を設けてこの弁を開いた状態で溶
湯をキャビティ内へ射出し、キャビテ（内の質量の小さ
いガスがガス排出路を通って排出し終った時にキャビテ
ィ内からガス排出路へ進入してきた質量の大きい溶湯の
慣性力を前記弁に作用させてこれを閉じさせることによ
り溶湯の流出を遮断するようにしたものであって、金型
内のガス抜きを確実かつ容易に行なうことができる。

また１本出願人は前記ガス排出路を真空発生装置と連結
することによって金型キャビティ内のガスを積極的に排
出する減圧または真空式のダイカスト法およびその装置
も開発している。この減圧ダイカスト法は、金型外から
キャビティ内へすき間を通って流入するガス量以上の量
のガスを外部から吸引することによって減圧するもので
あってこれにより金型内のガス抜きをより確実にするこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の鋳込方法においては、
キャビティからの排出ガス量とキャビティへの流入ガス
量との差によって射出スリーブとプランジャチップとの
すき間等には外から内へのガスの流れが発生していて、
これが原因で真空引きとともに、射出前に射出スリーブ
内の溶湯の一部がキャビティ内に発泡状態に近い状態で
乱雑に吸上げられキャビティの内面に沿って薄い凝固層
が生じる。したがって、この状態になった後では。

射出を行なってもまともな射出製品が得られない。

また射出を行なおうとしても、キャビテイ外の水分や離
型剤、潤滑剤などをキャビティ内へ吸込んだり、あるい
は真空度が上がらないうちに射出スリーブ内の溶湯をキ
ャビティ内へ吸込んだりするので、潤滑剤などの不純物
が製品に混入して製品の品質を低下させたシ、あるいは
水分が射出溶湯と接触してガス化することにより巣が発
生して充分々真空効果が発揮できないことがあるばかり
でなく、所定の真空度に達しないうちに溶湯が吸込まれ
ることによりこれがガスを巻込んだり、あるいはこの後
の高速射出領域で射出されてくる溶湯と充分融和しなか
ったりして製品の外観を損なうという不具合があった。

また、プランジャチップ端面に密着して形成される溶湯
の凝固層によってエアの侵入を遮断しようとしても、第
５図にプランジャチップ近傍の断面図を示すように、減
圧のために吸引すると断熱冷却により凝固層１が収縮し
てプランジャチップ２の端面から浮上ってしまい、また
吸引力で薄い凝固層１の中央部が破れるので、外部のエ
アがプランジャチップ２と射出スリーブ６とのすき間お
よび破れた凝固層１の孔から自由に金型キャビティ内へ
侵入し、遮断が困難であった。

また、射出スリーブ乙は熱のため多少たいこ状にふくら
むが、従来の、プランジャ２ａの先端部にプランジャチ
ップ２が１個しかないものでは、プランジャチップ２が
射出スリーブ乙の中央部まで前進したとき。

プランジャチップ２の外周面と射出スリーブもの内周面
間にすきまができ、真空度がおちていた。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明では以上のような問題点を解決するために、先端
部に設けたプランジャチップの後方に。

スリーブ内面に接して摺動可能なブロック部をプランジ
ャチップから離して設け、ブロック部に真空吸引口を設
けた構造を採用した。

〔作　用〕

このような構造を採用すると、チップが２段に形成され
たことにカリ、チップとスリーブとの間の隙間が２重に
封じられ、空気を吸引しにくくなる他に後段のチップ部
分に真空吸引口を設けであるため、ガス抜き装置側から
キャビティ内の空気を吸引しても、外部の空気はキャビ
ティ内の溶湯に混入しない。

〔実施例〕

以下１図面に示す実施例に基づいて本考案の詳細を説明
する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するもので９
図において、固定金型１１と可動金型１２とは９分割面
１３で接合されて型締されてお勺。

その内部にはキャビティ１４とくびれ部１５および垂直
孔部１６とが分割面１３の両側に形成されていて垂直孔
部１６には固定スリーブ１７が嵌着されている。本実施
例のダイカストマシンは横型締、竪鋳込型のものであっ
て可動金型１２を水平方向へ移動させることにより、型
締、型開が行なわれ、また射出シリンダ１８は金型（１
＼１，１２の真下に配設されている。射出シリンダ１８
は油圧で進退するピストンロッド１９を備えており、そ
の作用端には、プランジャ２０がカップリング２１で同
心状に連結されている。２２は固定スリーブ１７と同径
に形成されて図示しないシリンダで昇降し固定スリーブ
１７に対して接離される射出スリーブであって、その内
孔２２ａには、プランジャ２０の頭部のプランジャチッ
プ２３が摺動自在に嵌入されており、鋳込スリーブ２２
を固定スリーブ１７から抜きプランジャチップ２ろを嵌
入したまま射出シリンダ１８とともに図示しない傾転シ
リンダで傾転させて鋳込スリーブ２２内へ溶湯を注入す
るように構成されている。そして注湯後。

射出シリンダ１８を起立させて鋳込スリーブ２２を固定
スリーブ１７に挿入し１油圧でピストンロッド１９を前
進させることにより、プランジャチップ２３が溶湯をキ
ャビティ１４内へ射出する。

一方、プランジャチップ２３の後方にはプランジャチッ
プ２３とほぼ同一の直径を有するブロック２４が所定距
離離して設けられている。

プランジャ２０の中心部を貫通して通路２５がプランジ
ャチップ２３に達するまで形成されており、プランジャ
チップ２３の中心部には空間２３ａが形成されている。

通路２５と空間２３ａとは連通しており１通路２５中に
は同心状に配管２６が前記空間２３ａ中に達する状態で
配置されている。

この配管２６を設けることにより、冷却水用通路２６ａ
が同心状に形成されたことになり２通路２６ａにはプラ
ンジャ２０の側面に形成された供給口２６１）から冷却
水が供給され、冷却水はプランジャチップ２乙を冷却し
た後、排出口２６ｃより排出される。

まだ、ブロック２４の周囲には環状の溝２４ａが全周に
渡って形成されておし、この環状の溝　　　　　２４ａ
はプランジャ２０を貫通して形成されている通路２４ｂ
と連通している。

この通路２４ｂの下端は、開口部２４ｃを介して、フレ
キシブルホース３５ａや配管３５を含む後述するガス抜
き装置側に連結されている。

次に金型ガス抜き装置について説明する。前記両金型１
１．１２のキャビテイ１４外周部には。

これと連通ずるガス抜き道４０およびガス抜き溝４１が
分割面１３の両側に形成されており、全体を符号４２で
示す金型ガス抜き装置はこのガス抜き溝４１の真上に位
置して例えば可動金型１２側に固定されている。すなわ
ち、可動金型１２に固定されたブラケット４３の上端部
にはシリンダ４４が装着されておシ、その流体圧で進退
するピストンロッド４５の作用端である下端フランジ部
には。

円筒状のスプール４６が下端部を両金型１１．１２の上
端面円孔へ挿抜自在に係入させて固定されている。そし
て、型締、型開に際しては、シリンダ４４の作動により
ピストンロッド４５を介してスプール４６が金型１１，
１２に対して抜き挿しされるように構成されている。金
型１１，１２に挿入されたスプール４６の下方には、弁
室４７と。

横へ迂回して弁室４７．ガス抜き道４０間を連通させる
バイパス４８とが設けられており、まだ。

スプール４６の下端面には弁室４７へ臨む弁座４９が形
成されている。スプール４６の外周壁に設けた一対の長
孔５０には、復帰杆５１の両杆部５１ａが摺動自在に係
合されており、復帰杆５１とピストンロッド４５のフラ
ンジ部との間には、復帰杆５１を上方へ付勢する引張り
ばね５２やシリンダ。

ソレノイド装置１型力装置などの部材が張架されている
。復帰杆５１の下方には２円筒部５３ａと一対のねじ取
付部５３ｂとで一体形成された弁ガイド５３がねじ取付
部５３ｂを長孔５０に係合されて固定されている。円筒
部５３ａには、上端ねじ部を復帰杆５１のねじ孔に螺入
された弁棒５６が摺動自在に軸支されている。弁棒５６
の下端にはその上昇によって前記弁座４９に着座する弁
体５６ａが設けられており、開いていた弁体５６ａは、
キャビティ１４内からの溶湯の慣性力によシ着座してス
プール４６の内室と、ガス抜き溝４１゜バイパス４８と
の間を遮断するように構成されている。５７は圧縮コイ
ルばね５８の付勢によって弁棒５６の溝５．６１）と係
合するボール、５４はボルト、５５はナツト、５８は圧
縮ばねであって。

これらによって係止機構が形成されており、溶湯圧力で
いったん閉じた弁体５６ａが外力を加えなければ再び開
かないように構成されている。なお。

弁体５６ａは、復帰杆５１の杆部５１ａを押し下げるこ
とによって開く。５９はシリンダ４４の作動で上昇する
スプール４６の上昇限を規制するストッパであってブラ
ケット４乙に固定されている。

そして、スプール４６の下端部には、排気孔６０が開口
されており、この排気孔６０は第２図に示す空気圧回路
（後述）の配管６１に接続されている。

次に、前記プランジャ２０とガス抜き装置４２との空気
圧回路を第２図に基いて説明する。真空ポンプ６２に接
続された配管６ろは、途中で配管６４と配管６５とに分
岐されており、配管６３゜６４上には、真空タンク６６
と補助真空タンク６７とがそれぞれ設けられているとと
もに、配管６ろ。

６４は、フィルタ６８．６９を介して配管６１゜′５５
にそれぞれ接続されている。そして、配管６４．６５上
には、電磁弁７０．７１がそれぞれ配設されており２図
示の状態から電磁弁７０のソレノイドを励磁するとプラ
ンジャ２０内のエアが吸引され、まだ電磁弁７１のソレ
ノイドを励磁すると、ガス抜き装置４２を介してキャビ
ティ１４内のエアが吸引される。この場合１図示しない
タイミング規正装置からの指令により、ガス抜き装置４
２側の吸引がプランジャ２０側の吸引よりも例えば０．
２〜１秒程度、好ましくは０．６〜０，５秒程度遅れる
ように設定されている。また真空度は例えばプランジャ
２０側が２００〜ろＯＯＴｏｒｒ　。

ガス抜き装置４２側が１５０〜２５０　Ｔｏｒｒ程度に
設定され、これは補助真空タンク６７を設けたことによ
って達成される。補助真空タンク６７は。

真空吸引時に比較的に細い配管部や通路などで発生する
抵抗を考慮してできるだけプランジャ２００近くに設ケ
ておく。また、フレキシブルホース３５ａを有する配管
３５は、できるだけ短かくて管径が例えば１インチのよ
うに比較的大きいものにし、さらに、電磁弁７０．７１
の他方のポートには電磁弁７２．７３を備えた配管７４
．７５がそれぞれ接続されており、これらの配管７４．
７５は、可変絞り弁７６を備えだ配管７７に合流されて
例えば工場の空気圧縮機７８に接続されている。

そして、電磁弁７０．７１を閉じて電磁弁７２゜７ろを
開くことにより高圧エアがプランジャ２０およびガス抜
き装置４２に送られて内部清掃用のスプレーに供せられ
る。

以上のように構成されたダイカストマシンによる鋳込方
法を説明する。可動金型１２を移動させて型締を行ない
、ガス抜き装置４２のシリンダ４４を作動させて第６図
に図示しだようにスプール４６を金型１１，１２のスプ
ール孔に係入させる。このとき射出シリンダ１８のピス
トンロッド１９ならびに射出スリーブ２２が下降してい
るので、射出シリンダ１８を傾転させてプランジャ２０
が下降している射出スリーブ２２内へ溶湯を注入し。

再び起立させたのち、射出スリーブ２２を上昇させて、
第２図に示したように固定スリーブ１７と係合させる。

そして、真空引きをしたのち、射出シリンダ１８に送油
してピストンロッド１９を上昇させると、プランジャ２
０が上昇して第１図の符号４で示す溶湯の射出が開始さ
れる。このとき。

プランジャ２０には冷水入口２６ｃから冷水が供給され
ており、この冷水は管２６内を上昇したのち空間部２３
ａ内にあふれて冷水通路２６ｂ内を流下しているので、
プランジャチップ２３．ブロック２４ならびにプランジ
ャ２０が冷却されている。また、射出スリーブ２２も図
示しない冷却装置によって外側から冷却されている。し
たがってプランジャチップ２３の上端面とこれに続く射
出スリーブ２２の内壁面とには、第１図に符号１で示す
溶湯固化による凝固層が生成される。そして。

真空タンク６０内と補助タンク６７内とはあらかじめ真
空ポンプ６２で吸引することにより減圧されているので
、低速で射出開始してブロック２４に設けた溝２４ａ部
が射出スリーブ２２内に入ったとき、先ず、電磁弁７０
を開くとプランジャ２０の吸引孔２４ｃに負圧が作用し
、ブロック２４の環状の溝２４ａの部分が負圧状態とな
る。このとき、射出スリーブ２２内の溶湯の上部は、金
型１１．１２のくびれ部１５の中に若干入っているよう
にした。

そして、これにより例えば０．３〜０．５秒遅れて電磁
弁７１が開かれると、このときガス抜き装置４２の弁体
５６ａが開いているので、キャビティ１４内のガスはガ
ス抜き道４０．ガス抜き溝４１゜バイパス４８を経て排
気孔６０から吸引され、キャビティ１４内のガスが排出
される。このようにしてプランジャ２０側とガス抜き装
置４２側との両方から吸引することにより、結果的には
キャビティ１４内と、射出スリーブ２２．プランジャチ
ップ２乙およびブロック２４間のすき間等が同じ真空度
になるが、プランジャ２０側をわずかに早く吸引するこ
とと、プランジャ２０側の真空度をガス抜き装置４２　
（ｉｌｌの真空度よりも太きくしだことにより、第１図
に示すように凝固層１がプランジャチップ２ろの端面と
その周囲の環状凹部とに密着して強化されるとともに、
プランジャチップ２３の冷却に伴なって３００〜４００
°Ｃに冷却されることにより凝固層１が厚く々る。そし
て、射出スリーブ２２が熱のために若干だいと形にふく
らんでいる状態で、プランジャチップ２３が、ふくらん
だ射出スリーブ２２の中央部分に位置しているとき、射
出スリーブ２２の下端部にブロック２４があり、その時
、ブロック２４部から真空が引かれる。これらにより、
射出スリーブ２２とプランジャチップ２ろとのすき間か
らの外気の侵入が遮断される。まだ溶湯の射出前にキャ
ビティ１４内へ溶湯が差し込むことがない。

このようにしてキャビティ１４内等を真空状態にしたの
ち、高速射出動作に移り、ガス抜きを行ないながらプラ
ンジャ２３を前進させると、射出スリーブ２２内の溶湯
４がキャビティ１４内へ射出され、キャビティ１４内に
溶湯４が充満するとこの溶湯４がガス抜き溝４１内を上
昇してガスとともに弁体５６ａの下面に当接する。この
とき。

弁体５６ａに加わる衝撃は、溶湯４の質量がガスの質量
と比べてきわめて大きく慣性が犬であるため、ガスが弁
体５６ａに与える衝撃よりも大きく。

弁体５６ａはボール５７で圧縮コイルばね５８を圧縮さ
せながら上昇して弁体５６ａが弁座４９を閉塞する。し
たがって溶湯８０が弁座４９からの流出を遮断されてガ
ス抜き道４０およびガス抜き溝４１内でガスと混り、飛
沫状と橙って不連続に弁体５６ａに当る場合でも、いっ
たん溶湯４で押上げられた弁体５６ａは引張りばね５２
で上方へ引張られているので上方位置が維持され弁体５
６ａによる排気通路の閉鎖が確実に行なわれる。

弁体５６ａが閉じた状態で所定時間加圧冷却したのち可
動金型１２を開き、ガス抜き装置４２のシリンダ４４で
スプール４６を上昇させて可動金型１２との保合を解き
、キャビティ１４内から製品を取り出す。

なお、スプール４６の上昇に際しては弁体５６ａと凝固
金属との分離抵抗によりスプール４６のみが上昇して弁
棒５６が遅れて上昇するので、この結果、弁棒５６の溝
５６ｂから外れていたボール５７が再び溝５６ｂと係合
し次回の鋳込準備が完了することに々る。また、スプー
ル４６の上昇限においては、復帰杆５１がストッパ５９
に当接して弁棒５６を押し下げるので、弁体５６ａが確
実に開き１次回の鋳込準備が整えられる。

なお１本実施例は本発明を竪鋳込型のダイカストマシン
に実施した例を示しだが、これは真空引きのタイミング
を、射出開始後に射出スリーブの溶湯注入口がブロック
で塞がれた直後から行なえば１．横鋳込型ダイカストマ
シンにも同様に実施することができる。

〔効果〕

以上の説明から明らかなように２本発明によれば、先端
部に設けたプランジャチップの後方に。

射出スリーブの内面に接して摺動可能なブロック部をプ
ランジャチップから所定距離離して設け。

ブロック部に真空吸引口部を設けた構造を採用し・　で
いるため、ブロック部が射出スリーブ内に入ったとき、
プランジャ部とスリーブとの間を負圧にすることができ
、外部からの空気が金型キャビティ内へ浸入しないよう
に構成でき、溶湯内への空気の巻込みによる巣の発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するもので、
第１図はプランジャ部分の拡大断面図。 第２図は空気回路図、第６図はガス抜き装置の縦断側面
図、第４図は第６図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は従
来構造を説明する断面図である。 １１・・・・固定金型、１２・・・・可動金型、１４・
・・・・キャビティ、２０・・・・プランジャ、２２・
・・・・・射出スリーブ、２３・・・・プランジャチッ
プ。 ２４・・・・ブロック、２４ａ・・・・環状溝、２４ｂ
・・・・・通路、４２・・・・ガス抜き装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に設けたプランジャチップの後方に、スリーブ内
   面に接して摺動可能なブロックを先端のプランジャチッ
   プから所定距離離して設け、ブロック部に真空吸引口部
   を設けたことを特徴とする溶湯鋳込装置。