JPWO2018110024A1 - 鋳造装置用の射出装置及び鋳造方法 - Google Patents

Abstract

射出装置と真空装置とを備える鋳造装置において、射出装置は、真空装置に接続する吸引口を有するスリーブと射出プランジャとからなり、真空装置は、真空吸引の使用、不用を選択可能にする吸引口選択バルブと、吸引経路を清掃するエアブロウの為の加圧タンクとスリーブ内を真空に引くための真空タンクよりなり、前記スリーブは複数の吸引口からなることを特徴とする。

Description

本発明は、ダイカスト製品の製造に適した、鋳造装置用の射出装置及びそれを用いた鋳造方法に関するものである。

軽金属合金よりなる鋳物を製造する場合には、鋳型内に溶融した材料（溶湯）を加圧充填する方法であるダイカスト鋳造方法が多用されている。ダイカスト鋳造方法は射出スリーブ（以下、射出スリーブのことを「スリーブ」という）内の溶湯を金型に高速で充填する為、生産性がよく、大型の薄物の製品を作ることができる。また寸法精度が高く、鋳造組織が細かく、鋳肌表面がきれいな製品を作ることができるという長所がある。一方、溶湯を高速で充填する為、空気を巻き込みやすく、鋳巣（blow hole、鋳物に生じる穴状欠陥）ができ易いという短所がある。

近年、ダイカスト鋳造方法では、薄肉の大型製品を鋳造することが必要となり、高速領域における射出速度を大きくする、いわゆる高速射出を行うことが多くなっている。しかし、高速射出を行うと、スリーブ内や金型キャビティ（以下、金型キャビティのことを「キャビティ」という）でのエアーや、離型剤等から発生するガスの溶湯内への巻き込みが発生し、製品の鋳造欠陥を引き起こすことになる。そのため、スリーブやキャビティのエアーや発生ガスを排気して真空にすることが必要になってきた。特許文献１には、ダイカスト鋳造方法において、スリーブやキャビティのエアーや発生ガスを排気してそれらを真空にする真空ダイカスト成型方法が開示されている。
このような従来技術では、ダイカストマシンの周辺に真空タンクを設置して、真空バルブ等を使ってスリーブとキャビティのエアーを排気していた。なお、真空バルブとは、シャットオフバルブの一種で、溶湯がバルブの底に衝突してバルブを閉じる構成等を採用し、溶湯を金型外に飛び出さないようにするものである。

上記従来技術では、以下の（１）〜（３）の場合に、スリーブにおける真空タンクに連通する吸引口（以下、「スリーブ側吸引口」という）に、溶湯のカス（小片、particles of aluminum melt）が詰まりやすくなることが考えられる。
（１）給湯量が多い（すなわち、スリーブ充填率が高い）場合。
（２）スリーブ内溶湯の波が大きい場合（溶湯をスリーブ内に給湯する時に発生する波、射出開始時の射出プランジャの飛び出しにより発生する波、低速領域における射出速度設定が大きい時に発生する波）。
（３）スリーブ側の吸引口の位置が、溶湯の充填上不適切な場合。
また、上記特許文献１の従来技術では、スリーブ側吸引口が１箇所しかなく、溶湯のカスが詰まると、十分に減圧できず不良が増加する。スリーブ側吸引口が１箇所のため、給湯量に応じて、スリーブ側吸引口を最適な位置に配置したスリーブを製作する必要があり、汎用性に欠けていた。このため、金型や製品に応じて、消耗品であるスリーブを多種保有する必要があり、スリーブ製作費用が増加する。また、金型交換時に、金型に対応したスリーブに交換する必要があり、段取り時間の増加により、コストアップになっていた。

また、上記特許文献１の従来技術では、溶湯のカス詰まりが発生し、吸引面積が減少または閉塞しても、異常として検知できない。十分に減圧されない状態で鋳造が継続し、不良品を連続生産してしまう。さらには、溶湯のカスが真空ラインに入り込み、真空ＯＮ、ＯＦＦするソレノイドバルブの動作不良が発生することもあった。

特開昭５７−０７２７６６公報

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ダイカスト鋳造方法において、スリーブや金型キャビティ内を効率よく高真空状態にできるようにして、製品不良の低減、安定生産を実現することを課題とするものである。

射出装置と真空装置とを備える鋳造装置において、射出装置は、真空装置に接続する吸引口を有するスリーブと射出プランジャとからなり、真空装置は、真空吸引の使用、不用を選択可能にする選択バルブと、吸引経路を清掃するエアブロウの為の加圧タンクと、スリーブ内を真空に引くための真空タンクよりなり、前記スリーブは複数の吸引口からなるようにした。

前記スリーブの吸引口と選択バルブの間に真空フィルタを設けることにした。

エアブロウ時の吸引経路の圧力を圧力計で監視しエアブロウ時の空気の圧力が上昇し、設定値に達したときは警報を出すようにした。

真空吸引時にスリーブの吸引経路の真空度を圧力計で監視するようにした。

前記鋳造装置を用いた鋳造方法であって、射出プランジャが前進を開始して注湯口を閉塞してから真空タンクによりスリーブを真空に引くステップと、射出プランジャの前進位置に応じて選択バルブを閉とするステップと、射出プランジャの前進限で吸入経路に補足された溶湯のカスを除去するエアブロウを実施するステップと、よりなるようにした。

エアブロウステップでは、吸引経路の溶湯のカスをスリーブ内に吐き出すとともに、射出後退時に、スリーブ内の溶湯のカスを射出プランジャにより外部に掻き出すようにした。

圧力計により真空フィルタの目詰まりを吸引経路の圧力で監視するようにした。

スリーブに、スリーブ側吸引口を複数個設け、各吸引口に吸引口選択バルブを設置し、吸引口の使用、不用を選択可能としたことによって以下の効果が発生した。
（１）不良低減、安定生産
複数のスリーブ側吸引口があるため、吸引面積が増加し、効率よく高真空状態にできるようになった。
（２）溶湯のカス詰まり対策
溶湯のカスが詰まり易い吸引口は、吸引口選択バルブにより不用とすることが出来る。
（３）安定生産
スリーブ側吸引口が複数あるため、不用にした吸引口以外の吸引口によって真空引きが可能で、良品を安定して生産可能になる。
（４）汎用性拡大、コストダウン
金型や製品に応じたスリーブを準備する必要がなく、コストダウンに繋がる。スリーブの種類が減り、管理が容易となる。スリーブ交換時間が削減できる。
（５）不良低減
スリーブ側吸引口の面積が、金型側吸引面積より大きくとれるため、真空引きによる先湯（preceding molten metal）を防止する効果を期待できる。スリーブ真空を先に開始することでより効果的に、先湯を防止することができる。これにより、欠け（製品部分の欠損、chipping）、ハクリ（製品の表面などがはがれる現象、peeling）、メクレ（製品の表面にめくれた状態が発生すること、Stripping for shot blast）などの不良低減が可能である。

（６）各吸引口の真空引き時間の調整可能
吸引口選択バルブを設けることで、各吸引口の真空引き時間を、位置、時間、充填率等で調整が可能となる。
（７）真空タンクの圧力上昇抑制による安定生産
射出プランジャが、スリーブ側吸引口を通過直後に閉塞できる（通過中でも可）ことで、真空タンクの圧力上昇を抑制でき、注湯口から遠い位置にあるスリーブ側吸引口の真空吸引能力を低下させない。
（８）射出プランジャ１２が、各スリーブ側吸引口１４〜１７を通過完了間際まで、真空引きを行うように設定することができるので、射出プランジャ１２とスリーブ１１の隙間を介して真空引きできるため、負圧状態のスリーブ１１内に外気が侵入することを抑制できる。

本発明の一実施形態の射出装置を具備したダイカストマシンの概略側面図（一部断面を表示）である。 本発明の射出装置と真空装置の概略図である。 （ａ）〜（ｄ）は、一実施形態の給湯工程から射出充填工程を説明する説明図である。 ダイカストの鋳造方法のフローチャートである。 本発明の真空装置を用いた鋳造方法のフロ−チャートである。 本発明の他の実施形態の射出装置の説明図である。 本発明の他の実施形態の射出装置の説明図である。

図１は、本発明の一実施形態の射出装置１を具備したダイカストマシンの概略側面図（一部断面を表示）である。
本実施形態のダイカストマシンにおいて、可動プラテン４には可動金型２２が、固定プラテン５には固定金型２１が設置されている。可動プラテン４は、トグルリンク機構やボールねじ機構などの型開閉・型締め機構（図示せず）により、マシンベース８上を固定プラテン５側に移動する。これにより、可動金型２２と固定金型２１が型締め（die clamping）されて、キャビティ２３が形成される。可動プラテン４と固定プラテン５には、４本のタイバー７が挿通孔を介して挿通しており、タイバー７に沿って可動プラテン４が固定プラテン５に対し、進退自在に移動する。固定金型２１と可動金型２２が図１に示すごとく係合することにより、それらの間にキャビティ（製品部）２３を形成し、キャビティ２３にアルミニウムやその合金等の溶湯１８が射出・充填されて鋳造成形品が製造される。

固定プラテン５はスリーブ（射出スリーブ）１１を具備している。溶湯１８を射出するために、射出プランジャ１２のプランジャロッド１９の右端部には、油圧シリンダ（図示せず）が駆動用に設けられており、プランジャロッド１９は、カップリング（図示せず）を介して、同油圧シリンダのシリンダロッドに連結されている。また、固定金型２１には溶湯１８が貯められるスリーブ１１が設けられており、スリーブ１１は、固定金型２１に設けられた孔１０と嵌合して、貯湯室を形成している。貯湯室はランナー２４、ゲート２５を介してキャビティ２３に連通している。給湯機のラドル４３（図３（ａ））で注湯口１３から溶湯１８を注湯し、その後射出プランジャ１２で、溶湯１８を押し込みキャビティ２３の中に充填する。射出プランジャ１２の位置の検知は、一例として、油圧シリンダのストロークに沿ってシリンダロッドに設けられたマークを非接触センサーで検知する。その他、プランジャロッド１９に設けたスイッチレバーと、複数の固定リミットスイッチなどで検知しても良い。

図２は、本発明の射出装置１と真空装置２の概略図であり、本発明の複数の吸引口１４〜１７を有したダイカストマシンのスリーブ１１の構成を示す。注湯口１３に近い位置から金型側へ遠ざかる順に、吸引口１４〜１７が設置されている。
ダイカストマシンのスリーブ１１内部は、固定金型２１と可動金型２２とにより構成されるキャビティ２３に連通しており、注湯口１３から図３（ａ）の給湯機のラドル４３により、スリーブ１１内に注湯された溶湯１８が型内（キャビティ２３）に射出されるものである。スリーブ１１内には射出プランジャ１２が配設され、この射出プランジャ１２を前進させることにより、射出プランジャ１２が溶湯１８をキャビティ２３内に、スリーブ１１より押し出すのである。本実施形態のスリーブ１１にはスリーブ１１の上方に複数の孔があいている。これらの孔を吸引口１４〜１７と呼び、この吸引口１４〜１７からスリーブ１１内とキャビティ２３の空気を抜き、スリーブ１１内とキャビティ２３を真空にする。なお、キャビティ２３の空気の吸引は、真空タンク３６のラインとは別個に設けた他の真空ラインによって金型側から、好適なタイミングで行っても良い。図１、２の場合、吸引口１４〜１７の数は４個であるが、これは一例であって、複数個（少なくとも２個）であればいくつでもよい。また、吸引口１４〜１７の開口位置については、必ずしも同じピッチや規則的な配置でなくても、スリーブ１１内の溶湯挙動を鑑み、異なるピッチや不規則な配置であっても良く、同様に、吸引口１４〜１７の形状や開口面積についても、必ずしも同じ仕様でなくても、スリーブ１１内の溶湯挙動を鑑み、異なる形状や開口面積であっても良い。

図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の給湯工程から射出充填工程を説明する説明図である。図３（ａ）において、給湯機のラドル４３で、スリーブ１１に設置された注湯口１３から溶湯１８を注湯する（給湯工程）。図３（ｂ）にみられるように、射出シリンダが作動して、プランジャロッド１９の先端の射出プランジャ１２が、貯湯室内にある溶湯１８を、ランナー２４、ゲート２５から押出して、図３（ｃ）に示すように、溶湯１８をキャビティ２３の中に充填する（射出充填工程）。具体的には、押し出された溶湯１８がランナー２４を経由してゲート２５に到達するまでは、射出プランジャ１２の前進速度は低く設定され（低速領域）、溶湯１８がゲート２５に到達した後は、キャビティ２３が溶湯１８で満たされるまで、射出プランジャ１２の前進速度は高く設定される（高速領域）。キャビティ２３が溶湯１８で満たされたタイミング（速度・圧力切換点／ＶＰ切換点）で、射出プランジャ１２の前進動作制御が、速度制御から圧力制御（保圧制御／増圧制御）に切り換えられる。その後、溶湯１８は、射出プランジャ１２により保圧力（増圧力）が付与された状態で金型の中で冷却され、十分固化されると可動プラテン４が、図１、３の左側の元の位置に戻り金型が開く。金型が開くと、押出板４１に複数取り付けられた押出ピン４２が、図示しない油圧機構により図１の右側に前進し、製品が取り出される。

次に、一例として吸引口１４〜１７が４個の場合の実施形態について、図２を参照して以下に説明する。図２において、吸引口１４〜１７をそれぞれ、第１吸引口〜第４吸引口と表記する。吸引口１４〜１７からは配管（吸引経路ともいう）によって真空タンク３６まで繋がっている。それぞれの吸引口１４〜１７からは、まず真空フィルタ３１を経由し、順に、圧力計３２、吸引口選択バルブ３３、分配弁３４までが独立した吸引経路５１として構成され、分配弁３４からは、真空／エアブロウ切換弁３５を経由し、配管５５を介して真空タンク３６へと繋がっている。図２では真空タンク３６がスリーブ１１の上方にあるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、真空装置２がスリーブ１１の下方又は側方にあっても構わない。一方、真空／エアブロウ切換弁３５からは、もう一つの別の配管５６を介して加圧タンク３８へと繋がっている。そして、加圧タンク３８にはエアー源３９が接続されている。

各吸引口１４〜１７において、真空装置による真空吸引の使用、不用を選択可能にする吸引口選択バルブ３３は、本実施形態では、分配弁３４と真空フィルタ３１の間に設けられている。真空フィルタ３１は、スリーブ１１内を真空で引く時に、空気といっしょに溶湯のカスを引く場合があるので、設けられている。真空フィルタ３１がないと、溶湯のカスが配管や各バルブ類の中に入っていき、目詰まりを起こしてしまうので、安定した生産の支障になる。そのため、この真空フィルタ３１によって、溶湯のカスをキャッチして、溶湯のカスを配管やバルブ内に持ち込ませないようにしている。真空フィルタ３１の材質は、真空吸引時に排気抵抗が小さいことや、溶湯の高温のカスがはいっても燃焼しない材質が望ましい。安価で交換可能な材料、例えば、パンチングメタル、メッシュ状金網、ステンレスタワシなどのような金属材料が望ましい。

圧力計３２は、本実施形態では、真空フィルタ３１と選択バルブ３３の間に、吸引口１４〜１７のそれぞれの吸引経路５１に設置されている。真空吸引時には、前記各吸引口に対応する各吸引経路の真空度を圧力計３２で監視する。各吸引経路５１の真空度を圧力計３２で監視するので、溶湯のカスが詰まり易い吸引口は、吸引口選択バルブ３３により不用とすることが出来る。すなわち、各吸引経路５１の真空度を圧力計３２で監視して、溶湯のカスが詰まり易いスリーブ側吸引口の真空吸引時間を短くでき、溶湯のカス詰まりを抑制できる。圧力計３２（圧力検出部）は、真空引き時の異常負圧と、エアブロウ時の異常圧力（プラス）の両方を計測可能な圧力計でも良いが、両方計測可能で、計測圧力を電気信号で発信可能な圧力センサー等がより好ましい。圧力検出部としては、圧力計、連成計、圧力センサー等を含む。
加圧タンク３８から吸引口１４〜１７をエアブロウしたときに、溶湯のカスによって配管内や真空フィルタ３１が目詰まりしていると異常な圧力を示すので、溶湯のカスによる配管内や真空フィルタ３１の目詰まりを検知することができる。この際、エアブロウ時に圧力が上昇して設定値に達した場合には、真空フィルタ３１や配管等が目詰まりしているので、警報を出すようにする。目詰まりの警報が出ると、作業を停止して溶湯のカスの清掃をすることになる。溶湯のカスが詰まり易い吸引口は、吸引口選択バルブ３３により不用とすることが出来る。または、吸引口選択バルブ３３を早めに閉めることによって、真空吸引時間を短くでき、溶湯のカス詰まりを抑制できる。
真空吸引時には、指定した吸引経路の真空度を圧力計３２で監視することで、真空引き動作が正常に行われたことを確認できる。つまり、真空／エアブロウ切換弁３５が正常に動作したことを示す。
各吸引経路に溶湯のカス詰まりがなく、真空引き動作が正常に行われたか否かを確認することで、スリーブから連通するキャビティ内も正常に真空引きできたと判断できる。

次に、各吸引口１４〜１７において、真空装置による真空吸引の使用、不用を選択可能にする、吸引口選択バルブ３３について説明する。本実施形態の図１、２の場合であれば、吸引口は４つであるので、それぞれの吸引口１４〜１７に、吸引口選択バルブ３３が１つずつ取り付けられている。「使用設定」された吸引口選択バルブ３３は、スリーブ１１内を真空で引くときや、吸引口１４〜１７にエアブロウをするときには、開とする。真空で引く必要がないとき、あるいはエアブロウをする必要のないときには、閉になる。「不使用設定」された吸引口選択バルブ３３は通常閉状態である。なお、エアブロウ時に開としても良い。４つの吸引口選択バルブ３３の使用、不使用の設定の組合せは、適宜自由に選択できる。

真空／エアブロウ切換弁３５は、（１）スリーブ１１内とキャビティ２３を真空で引くのか、（２）エアブロウによって配管内を清掃するのかを選択するとき、すなわち、上記（１）の場合に吸入口１４〜１７と真空タンク３６を接続するのか、上記（２）の場合に吸入口１４〜１７と加圧タンク３８（又はエアー源３９）を接続するのかを選択するときに、真空引の配管５５とエアブロウの配管５６とを切換えるための切換弁である。

真空タンク３６は、真空ポンプ３７により真空タンク３６内の空気を常時吸引されている。また、真空ポンプ３７はモータによって駆動される。真空タンク３６の真空度は、圧力計４０によって監視され、設定値より悪化した場合には警報を出す。真空タンク３６の真空度はおおよそ−９５ｋＰａ以下に保持される必要がある。

エアブロウのエアーはエアー源３９から加圧タンク３８に一次貯留され、真空／エアブロウ切換弁３５が、エアブロウに切りかわった後、真空／エアブロウ切換弁３５を通過して、吸引口１４〜１７に至ることになる。真空／エアブロウ切換弁３５の切換によって、例えば、エアブロウになったら、加圧タンク３８からエアーが吸引口１４〜１７へ放出されて、吸引経路５１のエアブロウを実施するようになる。

金型の上部で固定金型２１と可動金型２２の合わさる部分には、図１にみられるように、チルベント２７又は真空バルブ（図示せず）が設置されており、これらの部分（チルベント２７の場合には連結口２８）からキャビティ内の空気を引く構成になっている。これらのチルベント２７（又は真空バルブ）と、スリーブ１１の両方から、同時に又はタイミングをずらしてキャビティ２３内とスリーブ１１内の空気を引く構成になっている。なお、チルベント２７は、軽金属の成形製品を高圧ダイカスト法で作製する時に良く使われ、ガス抜きをするため使用される冷し金（chiller）のことである。キャビティ２３のガスを逃がす時に、溶湯１８の流出はチルベント２７により防止される。チルベント２７は、一対のブロックに形成されて、それぞれが、可動金型２２と固定金型２１に固定されており、金型が開くときには分離する。

図４に通常のダイカストの鋳造方法のフローチャートを示す。フローチャートは、ダイカスト鋳造開始から始まり、型締め、注湯、射出開始、スリーブ真空と順に工程が進む。スリーブ真空の工程がない場合（スリーブ真空を不用）には、増圧切換指令、冷却（凝固）、型開き、製品取出、製品検知、金型スプレー、射出後退、チップ潤滑の順に工程が進み、次のサイクルが始まる。この工程のうち、スリーブ真空を使用する場合は、本発明の一実施形態の鋳造方法の回路Ａに進む。

以下、本発明である鋳造方法の回路Ａについて、図５及び図２を参照して説明する。
ステップ１０１（Ｓ１０１、以下同様）では、真空タンク３６が十分に真空になったかを確認し、準備完了の信号を出す。
ステップ１０２では、注湯後、射出プランジャ１２が前進して、注湯口１３を塞いだ位置に来た後に、スリーブ１１の真空を開始する。これを射出プランジャ１２の真空開始位置（図２）と呼ぶ。射出プランジャ１２の設定された真空開始位置への到達検知は、射出プランジャ１２を駆動する油圧シリンダのストロークを、非接触センサーなどで検知する。以下のステップにおける射出プランジャ１２の、各設定位置到達も同様にして検知する。
ステップ１０２では、注湯後、射出プランジャ１２が前進して、注湯口１３を塞いだ位置に来たとき、スリーブ１１の真空を開始する。
ステップ１０３では、真空／エアブロウ切換弁３５を真空の方へ切り換える。
ステップ１０４では、射出プランジャ１２が、第１吸引口１４を閉にする設定位置（図２／第１吸引口閉塞位置）に到達する。
ステップ１０５では、第１吸引口１４を閉にするために、吸引口選択バルブ３３を閉にする。
ステップ１０６では、射出プランジャ１２が、第２吸引口１５を閉にする設定位置（図２／第２吸引口閉塞位置）に到達する。
ステップ１０７では、第２吸引口１５を閉にするために、吸引口選択バルブ３３を閉にする。
ステップ１０８では、射出プランジャ１２が、第３吸引口１６を閉にする設定位置（図２／第３吸引口閉塞位置）に到達する。
ステップ１０９では、第３吸引口１６を閉にするために、吸引口選択バルブ３３を閉にする。
ステップ１１０では、射出プランジャ１２が、第４吸引口１７を閉にする設定位置（図２／第４吸引口閉塞位置）に到達する。ここで、射出プランジャ１２が、第４吸引口１７を閉にする設定位置に到達する直前の段階で、第４吸引口１７の真空度を圧力計３２で測定する。第４吸引口１７の真空度は、上限及び下限の範囲を設けて管理されている。この真空度が、設定された範囲外の圧力であった場合には、ランプやブザーなどで警報を出す。上限及び下限の範囲としては−９０〜−１００ｋＰａが望ましい。
ステップ１１１では、第４吸引口１７を閉にするために吸引口選択バルブ３３を閉にする。
ステップ１１２では、真空／エアブロウ切換弁３５を切にする。
ステップ１１３では、各吸引口１４〜１７の選択バルブを全て開にする。
ステップ１１４では、真空／エアブロウ切換弁３５をエアブロウにする。
ステップ１１５では、エアブロウを行う。この際、各吸引口１４〜１７の選択バルブを全て開の状態でも良いし、選択バルブを順に1個ずつ開にしても良い。
ステップ１１６では、圧力計３２で吸引口１４〜１７の各吸引経路５１の圧力を測定して、配管内や真空フィルタ１４の目詰まりを判定する。目詰まりが発生するとランプやブザーなどにより警報を出す。

尚、ステップ１１５のエアブロウを行うタイミングは、スリーブ１１内に溶湯を供給（注湯）する直前を除き、各吸引口１４〜１７が開口するスリーブ１１内に溶湯がない状態であれば、特に制約はない。例えば、鋳造サイクル中であれば、射出プランジャ１２がスリーブ１１内を前進して、前記注湯口から最も離間した前記吸引口に到達した以降であれば良く、具体的には、射出プランジャ１２が、図２において吸引口１７（第４吸引口１７）に到達した以降や、射出プランジャ１２が、先に説明した、速度・圧力切換点に到達した以降、更には、金型を開く際、製品押出機構を備えた可動金型２２側に、鋳造品が確実に保持されるように、鋳造品とビスケット部分を介して接している射出プランジャをその前進限位置まで押し出す動作における、射出プランジャ１１の前進限位置であっても良い。また、鋳造サイクル中以外では、ダイカストマシンの運転モード（鋳造開始時の１サイクル自動運転モード／全自動運転モード）を切り換えるスイッチを操作して、運転モードを選択する場合、同スイッチの切換操作時に、自動で、ステップ１１５のエアブロウを行わせても良い。

以上フローチャートを説明したが、ここでは吸引口１４〜１７の第１吸引口から第４吸引口までを全て使用してスリーブを真空にしていたが、これ以外に、第３吸引口と第４吸引口の２つを使用するとか、第２吸引口と第３吸引口と第４吸引口の３つを使用するとか、その組合せは自由である。使用する吸引口の数にも制限はない。

次に、「上限スリーブ充填率」の使用か不使用ということについて説明する。「上限スリーブ充填率」とは、スリーブ１１内の溶湯１８の充填率（スリーブ充填率という）が所定値（例えば８０％）に上昇したら、射出プランジャ１２が到達した吸引口からキャビティ２３に近い吸引口の吸引口選択バルブ３３を、すべて閉にする場合の、スリーブ充填率の上限値である。したがって、「上限スリーブ充填率」を使用するということは、スリーブ充填率が所定値に達した場合には、射出プランジャ１２が到達した吸引口からキャビティ２３に近い吸引口に属する吸引口選択バルブ３３を、すべて閉にすることを指す。上限スリーブ充填率は、鋳造を行う前に自由に設定できる。
上限スリーブ充填率の使用の目的は、スリーブ充填率が高くなって、真空引きの際、吸引口１４〜１７から吸引経路５１内に溶湯のカスが進入することを防止するためと、吸入口から吸引経路５１内に溶湯のカスが侵入しない最大限の数の吸入口で、スリーブ１１を真空に引くために用いられる。

次に、図６、７を参照して、真空フィルタ３１の目詰まりをなくすようにした他の実施形態を説明する。
図６の実施形態では、スリーブ１１の吸引口１４〜１７に接続した各吸引経路５１の真空フィルタ３１までの間を、各吸引口から上方に立ち上げ、次に下方に向かうように形成させ、下方に向かう吸引経路に分岐経路５２、５３を設ける。下方に向かう分岐経路５３の下端は、溶湯のカスＳを排出する排出口５７とし、横方向に向かう分岐経路５２は真空フィルタ３１を経由して真空装置に接続した実施形態である。その他の構成は、図２の一実施形態と同じである。
真空引きにより、アルミカスなど溶湯のカスが、気流に乗ってフィルタ３１を目詰まりさせる。この問題を本実施形態では解決するものである。真空引きにより、スリーブ１１内から吸い出された溶湯のカスは、まず吸引経路５１を上昇し、その後下方に向かう吸引経路に入る。下方に向かう吸引経路は、分岐経路５２、５３に分かれており、横方向に向かう分岐経路５２は真空フィルタ３１を経由して真空装置に接続しているので、吸引経路は分岐経路５２に向かって吸引されている。しかしながら、アルミカスなど溶湯のカスＳは、重量があるため、分岐経路５２側には吸引されず、分岐経路５３の下端の排出口５７と接続された密閉構造のアルミカス用ボックス５４へ落ちる。このようにして、横方向に向かう分岐経路５２には、溶湯のカスＳが吸引されず、真空フィルタ３１の目詰まりを抑制することができる。アルミカス用ボックス５４は定期的に清掃する。これにより、フィルタ３１の清掃頻度を下げ、より安定操業を行うことができる。尚、アルミカス用ボックス５４の容積は小さい方が、真空吸引時の同ボックス内の吸引エアー量が少なくて済み、真空度に有利である一方、小さすぎると同ボックスの清掃頻度が高く成るため、真空度及び清掃頻度を鑑み、好適な容積とすることが好ましい。

図７の実施形態は、図６の実施形態に対して、下方に向かう分岐経路５３の排出口５７の手前に、ボールバルブ（開閉弁の一種）５９を追加したもので、その他の点は、図２の一実施形態及び図６の実施形態と構成は同じである。ボールバルブ５９は、電動やエア駆動のアクチュエーター５８によりエアブロウ時に開く。これにより、真空引き時にボールバルブ５９直前に溜っていた溶湯のカスＳが、ボールバルブ５９がエアブロウ時に開くことで、アルミカス用ボックス５４へ排出することができる。これにより、エアブロウ時に、自動的に溶湯のカスＳの清掃作業を行うことができる。そして、真空フィルタ３１の清掃頻度を下げ、より安定操業を行うことができる。

さらに、次のようなエアブロウ作業の実施形態も本発明に含まれる。真空／エアブロウ切換弁３５の切換によって、吸引口１４〜１７に連通する吸引経路５１（分割経路５２、５３）のエアブロウ作業を行う場合、すべての吸引口選択バルブ３３を開にして、エアーを加圧タンク３８から吸引口１４〜１７の方へ放出する。この場合、すべての選択バルブ３３を同時に開けてエアブロウすると、詰まってないところ優先にエアーが出ることから、各吸引口や配管（吸引経路）の詰まり状況が検知し難い。このため、１４、１５、１６、１７の各吸引口選択バル３３を順番に1個ずつ一定時間開くことで、溶湯のカスＳを配管（吸引経路）から除去し、かつ、各圧力計３２で各吸引口や各配管（吸引経路）の詰まりを検知すると良い。これは、複数の吸引口１４、１５、１６、１７があるために必要な工夫である。その他の構成は、図２の一実施形態と同じである。

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
スリーブに、スリーブ側吸引口を複数個設け、各吸引口に吸引口選択バルブを設置し、吸引口の使用、不用を選択可能としたことによって以下の効果が発生した。
（１）不良低減、安定生産
複数のスリーブ側吸引口があるため、吸引面積が増加し、効率よく高真空状態にできるようになった。
（２）溶湯のカス詰まり対策
溶湯のカスが詰まり易い吸引口は、吸引口選択バルブにより不用とすることが出来る。すなわち、溶湯のカスが詰まり易いスリーブ側吸引口の真空時間を短くでき、溶湯のカス詰まりを抑制できる。
（３）安定生産
スリーブ側吸引口が複数あるため、不用にした吸引口以外の吸引口によって真空引きが可能で、良品を安定して生産可能になる。
（４）汎用性拡大、コストダウン
金型や製品に応じたスリーブを準備する必要がなく、コストダウンに繋がる。スリーブの種類が減り、管理が容易となる。スリーブ交換時間が削減できる。
（５）不良低減
スリーブ側吸引口の面積が、金型側吸引面積より大きくとれるため、真空引きによる先湯を防止する効果を期待できる。スリーブ真空を先に開始することでより効果的に、先湯を防止することができる。これにより、欠け、ハクリ、メクレなどの不良低減が可能である。

（６）各吸引口の真空引き時間の調整可能
吸引口選択バルブを設けることで、各吸引口の真空引き時間を、位置、時間、充填率等で調整が可能となる。
（７）真空タンクの圧力上昇抑制による安定生産
射出プランジャが、スリーブ側吸引口を通過直後に閉塞できる（通過中でも可）ことで、真空タンクの圧力上昇を抑制でき、注湯口から遠い位置にあるスリーブ側吸引口の真空吸引能力を低下させない。
（８）射出プランジャ１２が、各スリーブ側吸引口１４〜１７を通過完了間際まで、真空引きを行うように設定することができるので、射出プランジャ１２とスリーブ１１の隙間を介して真空引きできるため、負圧状態のスリーブ１１内に外気が侵入することを抑制できる。

１ 射出装置
２ 真空装置
１１ スリーブ
１２ 射出プランジャ
１３ 注湯口
１４ 吸引口（第１吸引口）
１５ 吸引口（第２吸引口）
１６ 吸引口（第３吸引口）
１７ 吸引口（第４吸引口）
１８ 溶湯
２１ 固定金型
２２ 可動金型
２３ キャビティ
３１ 真空フィルタ
３２ 圧力計
３３ 吸引口選択バルブ
３４ 分配弁
３５ 真空／エアブロウ切換弁
３６ 真空タンク
３７ 真空ポンプ
３８ 加圧タンク
３９ エアー源
４０ 圧力計

Claims (9)

1. 鋳造装置に溶湯を射出する射出装置であって、
   前記射出装置は、吸引経路を介して真空装置に接続する吸引口、及び注湯口を有するスリーブと、射出プランジャを備え、
   前記真空装置は、
   前記真空装置による真空吸引の使用、不用を選択可能にする吸引口選択バルブと、
   前記吸引経路をエアブロウするためのエアーを貯留する加圧タンクと、
   前記スリーブ内を真空に引くための真空タンクを備え、
   前記スリーブには、前記吸引口が複数設けられており、各前記吸引口と前記真空装置を接続する各前記吸引経路には前記吸引口選択バルブがそれぞれ設置されていることを特徴とする射出装置。
2. 前記射出装置は、前記射出プランジャの位置を検知する検知部を備え、該検知部により前記射出プランジャが、前記注湯口、複数の前記吸引口を順次通過したことを検知して、各前記吸引口に対応して設置された前記吸引口選択バルブを、順次又は選択的に閉にすることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
3. 前記スリーブの前記吸引口と前記吸引口選択バルブの間に真空フィルタを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
4. 前記スリーブの前記吸引口に接続した前記吸引経路の前記真空フィルタまでの間を、各吸引口から上方に立ち上げ、次に下方に向かうように形成させ、下方に向かう吸引経路に分岐経路を設け、下方に向かう分岐経路の下端は、溶湯のカスを排出する排出口とし、横方向に向かう分岐経路は前記真空フィルタを経由して真空装置に接続したことを特徴とする請求項３に記載の射出装置。
5. エアブロウ時の前記吸引経路の圧力を圧力検出部で監視し、エアブロウ時の圧力が上昇し、設定値に達したときは警報を出すことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の射出装置。
6. 真空吸引時に、各前記吸引口に対応する各前記吸引経路の真空度を圧力検出部で監視することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の射出装置。
7. 請求項１に記載の射出装置を用いた鋳造方法であって
   前記射出プランジャが前進を開始して前記注湯口を閉塞してから前記真空タンクにより前記スリーブの前記吸引口から、前記スリーブを真空に引くステップと、
   前記射出プランジャの前進位置に応じて前記吸引口選択バルブを閉とするステップと、
   前記射出プランジャが、前記注湯口から最も離間した前記吸引口に到達した以降に、前記吸引口から前記スリーブ内へエアブロウを実施するステップと、
   を備える鋳造方法。
8. 前記エアブロウを実施するステップでは、前記エアブロウ実施後に、前記射出プランジャを後退させることを特徴とする、請求項７に記載の鋳造方法。
9. 圧力検出部により前記真空フィルタの目詰まりを前記吸引経路の圧力で監視するステップを備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の鋳造方法。

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