JPH01313175A - 真空ダイカスト装置 - 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〕 本発明はキャビテー内を比較的高い真空のもとでダイカ
ストＭ造を行なう真空ダイカスト装置に関するものであ
り、アルミニウム合金の精密な鋳物を多量に生産する、
例えば自動車、二輪車等の構成部品の生産に良く使用さ
れる。

〔従来の技術〕

従来、−膜内に使用される真空ダイカスト装置について
第１図により説明する。

１はキャビテーであって固定金型２Ａと可動金型２Ｂと
によって構成される。３は円筒状の射出シリンダースリ
ーブであって、その一端部（図において左側）はキャビ
テー１にランナー７を介して連絡され、他端部の外周近
傍には注湯孔４が穿設される。

また、射出シリンダースリーブ３内にはプランジャーチ
ップ５が摺動自在に配置されるもので、このプランジャ
ーチップ５は図示せぬ射出シリンダーにピストン６にて
一体的に連結される。

尚、説明を容易とする為に、プランジャーチップ５の先
端５Ａよりランナー７側（図において左側）の射出シリ
ンダースリーブ３内をスリーブ室３Ａと呼ぶ。

また、キャビテー１には真空引きベント８が開口し、こ
の真空引きベント８は図示せぬ例えば真空ポンプ等の真
空源に接続される。

そして、プランジャーチップ５が注湯孔４を開口した状
態において、溶湯を注湯孔４を介して射出シリンダース
リーブ３のスリーブ室３Ａ内に注湯し１次いで、射出シ
リンダーにて押圧されるピストン６によって、プランジ
ャーチップ５により射出シリンダースリーブ３のスリー
ブ室３Ａ内の溶湯をキャビテー１内へ低速射出し１次い
で、高速射出するとともにかかる射出時には真空引きベ
ント８よりキャビテー１内へ導入される真空圧力にてキ
ャビテーｌ内を真空に保持して鋳込み、キャビテーｌ内
での溶湯の凝固を待って型開きして、製品を取り出すも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の真空ダイカスト装置によると次の問題点を
有する。射出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａ内
の溶湯は、プランジャーチップ５による低速射出時にお
いて、キャビテー１内へ未だ射出されるものでなく、射
出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａを含むランナ
ー７内を充填するものであるが、かかるキャビテー１へ
の射出開始以前に射出シリンダースリーブ３のスリーブ
室３Ａ内の溶湯がキャビテーｌ内に噴流出する現象が発
生する。（この噴流は第１図にＡとして示される。）こ
れによると、製品に湯境いを作って外観品質を損うとと
もに製品中に無数に大小のブローホールが点在し、気密
性を劣化させるものであった。この噴流出現象は、真空
ダイカストを用いない通常のダイカストにおいて、給湯
量が多過ぎたり、プランジャーチップの低速、高速切換
え位置設定が遅かったりするなどの原因により高速射出
以前に溶湯がランナーを通過してキャビテー内にゆっく
り入り込み、一部が固化して湯境いなどを作る、いわゆ
る「タレ込み現象」とは全く異なり、真空ダイカストに
おける特異な現象であって、キャビテー中に激しい噴流
あるいは噴滴状にてキャビテーの最上部にまで達する程
の勢いで入り込むのが特徴である。

この噴流出現象は、キャビテー及び射出シリンダースリ
ーブのスリーブ室中の減圧度を高める程発生し易くなり
、これを防止する為に減圧度を下げたり、あるいは、ラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大きくして鋳造されること
がある。

然しながら、これらの対応はキャビテー内への噴流出防
出対策の為に止むを得ず行なう手段であり、本来の真空
ダイカストの効果を減じさせるものであった。

〔課題を解決する為の手段〕　〔作用〕本発明になる真
空ダイカスト装置は、キャビテー及び射出シリンダース
リーブのスリーブ室中の減圧度を下げたり、あるいはラ
ンナーゲート部の射出抵抗を大きくしたりすることなく
、キャビテー内への噴流出現象を防止した真空ダイカス
ト装置を提供することにあり、前記目的達成の為に射出
シリンダースリーブ内を摺動するプランジャーチップの
外周に背圧調節室を設けるとともに前記背圧調節室より
ピストン側のプランジャーチップの外周と射出シリンダ
ースリーブの内周との間に気密シール部材を配置し、プ
ランジャーチップによる射出成形時に前記背圧調節室内
に真空圧力を導入したものである。

これによると、プランジャーチップと射出シリンダース
リーブとの間隙より空気がスリーブ室内に流入すること
がなく射出シリンダースリーブのスリーブ室中の減圧下
で体ａｍ張を伴なってキャビテー内へと移動する力によ
って射出シリンダースリーブのスリーブ室中の溶湯をラ
ンナーより一気にキャビテー内へ吹き上げる噴流出現象
を防止できたものである。

〔実施例〕

まず、発明者は、真空ダイカスト装置において、好まし
くない高速射出以前のキャビテー内への噴流出現象の発
生メカニズムを実験により解明した。

実験は、まずキャビテー及び射出シリンダースリーブ中
を真空引きし、その圧力を大気圧より５０Ｔｏｒｒ迄変
化させて行なった。その結果、キャビテー及び射出シリ
ンダースリーブのスリーブ室中の圧力が一定以下に低下
すると、突然キャビテー内への噴流出が始まることが判
明し、噴流限界圧力が存在した。この限界圧力以下の圧
力条件下では必ずキャビテー内への噴流出現象が発生し
、それ以上の圧力条件下では噴流出現象は見られず、溶
湯液面は静かであった。この限界圧力は湯量。

湯温、プランジャーチップと射出シリンダースリーブと
のチップクリヤランス、射出シリンダースリーブ径、ラ
ンナー形状、等の条件で変わるが本実験では４００〜５
５０　Ｔｏｒｒであった。

次いで、プランジャーチップの外周と射出シリンダース
リーブとの間隙に環状の気密シール部材を配置して実験
を行なった。この結果、キャビテー及び射出シリンダー
スリーブのスリーブ室中の圧力を大気圧より５０　Ｔｏ
ｒｒ迄変化させてもスリーブ室中の溶湯がキャビテー内
へ噴流出することは無かった。

すなわち、プランジャーチップと射出シリンダースリー
ブとの間の間隙を無くすことにより噴流出現象が発生し
なくなることが判った。

以上のことから、射出シリンダースリーブのスリーブ室
中の溶湯のキャビテー内への噴流出の原因は、射出シリ
ンダースリーブ内に配置されたプランジャーチップによ
って区分されるランナー側のスリーブ室と注湯孔側の射
出シリンダースリーブとの間の差圧の為に、射出シリン
ダースリーブとプランジャーチップとの間隙（−膜内に
プランジャーチップと射出シリンダースリーブとの間隙
は５０＃Ｌ程有る）を通して、スリーブ室内に注湯孔側
の射出シリンダースリーブ内の空気が流入し。

この流入した空気がスリーブ室内の減圧下で体積膨張を
伴ない真空引きベントのあるキャビテー中へと急速に移
動する。

かかる移動時に発生する力により射出シリンダースリー
ブのスリーブ室中に充たされている溶湯を一気にキャビ
テー内へ吹きあげる事にその原因があることが判明した
。

このことは、射出シリンダースリーブのスリーブ室外部
よりスリーブ室内へ空気の流入を阻止することによって
キャビテー内への溶湯の噴流出現象を防止できることを
示すものである。

以下、本発明になる真空ダイカスト装置の一実施例を第
２図により説明する。尚、第１図と同一構造のものにつ
いては、同一符号を使用して説明を省略する。

ｌＯは射出シリンダースリーブ３内に摺動自在に配置さ
れるとともに射出シリンダー（図示せず）にピストン６
を介して連絡されたプランジャーチップであり、このプ
ランジャーチップ１０の外円周に環状の溝１０Ａが刻設
される。そしてこの環状の溝１０Ａには、プランジャー
チップｌＯ及びピストン６内を貫通する真空圧導入路１
１が連結され、この真空圧導入路１１の端部は図示せぬ
真空圧力源に接続される。

従って、この真空圧導入路１１を介してプランジャーチ
ップｌＯの環状の溝１０Ａ内に真空圧力源に生起する真
空圧力が導入された状態で背圧調節室Ｐとなる。

１２はプランジャーチップｌＯの外周と射出シリンダー
スリーブ３の内周との間に配置される気密シール部材で
あり、より具体的には、背圧調節室Ｐよりピストン６側
（図において右側）のプランジャーチップ１０の外周に
環状の溝１０Ｂを該設し、該構内に例えばピストンリン
グ等の気密シール部材１２を配置するものである。

次にその作用について説明する。

まず、射出に先立ってプランジャーチップ１０をピスト
ン６にて図において右方向に移動させ、注湯孔４と射出
シリンダースリーブ３とを連通状態とする。これによる
と、注湯孔４より溶湯が射出シリンダースリーブ３内に
貯溜される。この貯溜される溶湯の量は、適宜設定され
なければならない。

次に、プランジャーチップ１０をピストン６にて図にお
いて左方向に移動するものであり、これによって、プラ
ンジャーチップｌＯが注湯孔４を閉塞した位置が低速射
出の開始点となる。かかる低速射出の開始点において、
キャビテー１内には真空引きベント８より真空圧力が導
入されて大気圧より低い真空圧力にキャビテー１内及び
スリーブ室３Ａ内は保持されているものであり、一方プ
ランジャーチー２プｌＯの背圧調節室Ｐ内にも真空圧導
入路１１を介して真空圧力が導入されるとともに気密シ
ール部材１２にてプランジャーチップｌＯの外周と射出
シリンダースリーブ３の内周との間隙が気密保持されて
、背圧調節室Ｐ内が真空圧力に保持される。そして、ス
リーブ室３Ａ内に作用するスリーブ室圧力Ｐ１に比較し
て背圧調節室Ｐ内に作用する背圧調節室圧力Ｐ２は大と
するものであり、これによると、スリーブ室３Ａ内に作
用するスリーブ室圧力Ｐ１にて、プランジャーチップｌ
Ｏと射出シリンダースリーブ３との間隙よりスリーブ室
３Ａ内に外部より空気を吸引せんとするも、背圧調節室
Ｐにスリーブ室圧力Ｐ、より大なる背圧調節室圧力Ｐ２
が作用しているので前記間隙よりスリーブ室３Ａ内に吸
引されようとする空気を外部へ吸出して引戻す作用をな
し、もってスリーブ室３Ａ内への空気の流入を阻止する
ものである。

本発明者による実験結果によれば、スリーブ室３Ａより
キャビテー１に対する噴流出現象が抑止できるスリーブ
室３Ａと背圧調節室Ｐとの臨界圧力差ΔＰは次式で表わ
される。

１）スリーブ室３Ａ内の圧力が２００　Ｔｏｒｒ以上で
は、ΔＰ　＝　Ｐ２−　Ｐ　１　＜７０　ＴｏｒｒΔＰ
：噴流出現象を抑止で きる臨界圧力差 Ｐ２：背圧調節室内圧力 Ｐｌ　ニスリーブ室圧力 ２）スリーブ室３Ａ内の圧力が２００　Ｔａｒｔ以下で
は。

Δｐ＝ｐ２−ＰＩ　＜１５０　Ｔｏｒｒ而して、本発明
になる真空ダイカスト装置によると、少なくとも射出シ
リンダースリーブ３内をプランジャーチップｌＯが低速
射出の為に移動する際、背圧調節室Ｐ内に付与した真空
圧力によって、プランジャーチップ１０と射出シリンダ
ースリーブ３との間隙よりスリーブ室３Ａ内に流入する
空気流れを阻止したので、前記間隙を通してスリーブ室
３Ａ内へ外部の空気が流入することがない。

また、背圧調節室Ｐよりピストン６側のプランジャーチ
ップ１０の外周と射出シリンダースリーブ３の内周との
間に気密シール部材１２を配置したことによると、背圧
調節室Ｐ内に導入された真空圧力は、全て背圧調節室Ｐ
よりスリーブ室３Ａ側のプランジャーチップ１０の外周
と射出シリンダースリーブ３との間隙に作用し、背圧効
果（背圧調節室内の真空圧力保持効果）を高めることが
できるので真空圧力導入路より背圧ｍ！ｉ室Ｐ内へ導入
される真空圧力を低下させることができる。（大きな真
空圧力を必要としない） 従って、前記実験結果よりも明らかな如く、射出シリン
ダースリーブ３のスリーブ室３Ａ中の減圧下で空気の体
積膨張を伴なってキャビテー１内へ移動する力によって
射出シリンダースリーブ３のスリーブ室３Ａ中の溶湯を
ランナー７よりキャビテー１内へ吹き上げる噴流出現象
を完全に防止できたものである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明になる真空ダイカスト装置によると
、■真空ダイカストにおけるキャビテー内への溶湯の噴
流出現象は、射出シリンダースリーブのスリーブ室内へ
外部から空気が流入することによって発生するメカニズ
ムを解明し得て、はじめてなされたものであり、キャビ
テー内の減圧度を下げたり、あるいはランナーの射出抵
抗を大きくしたりすることなく本来のブローホールが無
く気密性が秀れ、且つ鋳肌品質の良好な真空ダイカスト
を可能にしたもので真空を用いない通常のダイカストで
は全く不要なもので真空ダイカストにおいてのみ有用な
ものであってその産業上の効果は絶大なものである。

■背圧調節室よりピストン側のプランジャーチップの外
周と射出シリンダースリーブの内周との間隙に気密シー
ル部材を配置したこによると、背圧調節室に導入される
真空圧力は全て背圧調節室よりスリーブ室側のプランジ
ャーチップの外周と射出シリンダースリーブの内周との
間隙に作用し、背圧ｍ！ｉ室よりピストン側のプランジ
ャーチップの外周と射出シリンダースリーブの内周との
間隙よりのエヤーリークを阻止することができたので、
背圧調節室内に導入される真空圧力の真空度を高める必
要がなくなり、背圧調節室内へ導入する真空圧力を発生
させる真空ポンプを小型化できるものであり、更には、
仮に真空ポンプが極めて一時的に圧力低下（大気圧に近
づく）シた際においても気密シール部材にてプランジャ
ーチップと射出シリンダーとの間隙を気密保持すること
ができるので品質の安定度を増すことができたものであ
る。

■背圧調節室への真空圧力の導入の為の真空圧力導入路
をピストンに穿設することによって装置の配管の設計的
自由度を増すことができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空ダイカスト装置を示す要部断面図、
第２図は本発明になる真空ダイカスト装置を示す要部断
面図である。 １　、、、、キャビテー ３　、、、、射出シリンダースリーブ ３Ａ、、、、スリーブ室 ４　、、、、注湯孔　　　　　６　、、、、ピストン７
　、、、、ランナー　　　　８　、、、、真空引きへン
ト１０、、、、プランジャーチップ ＋ＯＡ、、、、環状の溝　　　１１．、、、真空圧導入
路１２、、、、気密シール部材 Ｐ　、、、、背圧調節室 手続補正書 昭和６３年８月　１日 昭和６３年　特許願　第１４４５００号２　発明の名称 真空ダイカスト装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　東京都新宿区新宿四丁目３番１７号名　称
　　　株式会社　京浜精機製作所代表者　岩井　武夫 ４代理人〒２２０ 住　所　　　横浜市西区高島２丁目１１番２号５　補正
命令の日付　　自　発 ６　補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄及び「発明の詳細な説
明」の欄 ７　補正の内容 １、明細書の特許請求の範囲の欄を次の通り補正する。 「（１）キャビテー内を真空に保持して射出シリンダー
スリーブ内の溶湯をプランジャーチップにてキャビテー
内へ射出成形する真空ダイカスト装置において、射出シ
リンダースリーブ内を摺動するプランジャーチップの外
周に背圧調節室を設けるとともに前記背圧調節室よりピ
ストン側のプランジャーチップの外周と射出シリンダー
スリーブの内周との間に気密シール部材を配置し、プラ
ンジャーチップによる射出成形時に前記背圧調節室内に
真空圧力を導入してなる真空ダイカスト装置。 ■背圧調節室内に加えられる真空圧力とスリーブ室内に
加えられる真空圧力との差をスリーブ室よりキャビテー
に対する噴流出を抑止できるスリーブ室と背圧調節室と
の臨界圧力差以下としてなる請求項第１項記載の真空ダ
イカスト装置。 ■前記背圧調節室をプランジャーチップの外周に環状に
設けてなる請求項第１項記載の真空ダイカスト装置。 ■前記背圧調節室をプランジャーチップの外周に環状に
設けるとともに、ピストン内部に穿設せる真空圧導入路
にて真空圧力源と接続してなる請求項第１項記載の真空
ダイカスト装置。 ■前記シール部材をプランジャーチップの外周に設けた
環状溝内に配置してなる請求項第１項記載の真空ダイカ
スト装置、」 ２、明細書第５頁第１５行目のｒグースリーブの拳φ・
拳・高める程」をｒグースリーブのスリーブ室中の真空
度を高める程」と補正する。 ３、明細書第５頁第１６行目の「発生しｍｅ・・・・減
圧度を下」を「発生し易くなり、これを防止する為に真
空度を下」と補正する。 ４、明細書第６頁第６行目の「の減圧度＋１＠・・・ゲ
ート部」を「の真空度を下げたり、あるいはランナーゲ
ート部」と補正する。 ５、明細書第６頁第２０行目の「スリーブ室・・・・伴
なってキャ」を「スリーブ室中の真空下で体積膨張と集
合を伴なってキャ」と補正する。 ６、明細書第７頁第１１行目の「リーブ中を・・・・大
気圧より５０」を「リーブ中を真空引きし。 その真空圧力を５０」と補正す゛る。 ７、明細書第７頁第１４行目の「の圧力が・・・・・キ
ャビテー」を「の真空圧力が一定以下に低下すると、突
然キャビテー」と補正する。 ８、明細書第９頁第４行目〜５行目の「この流入した・
自・・キャビテー中」を「この流入したる。 ９、明細書第１２頁第１行目〜４行目の「ブ室圧力・・
・Φφと射出シ」を「ブ室内真空圧力ＰＬと前圧調節室
Ｐ内に作用する背圧調節室内真空圧力Ｐ２の差は後述す
る臨界圧力差を超えないものであり、これによると、ス
リーブ室３Ａ内に作用するスリーブ室内真空圧力Ｐ１に
て、プランジャーチ・ンプ１０と射出シ」と補正する。 １０、明細書第１２頁第７行目〜１１行目の「Ｐにスリ
ーブ室・・・・阻止するものである。」を「Ｐ出される
のでスリーブ室３Ａ内への空気の流入が阻止され、キャ
ビテー１への溶湯の噴流出を阻止できるものである。」
と補正する。 １１、明細書第１２頁第２０行目の「Ｐｌ：背圧調節室
内圧力」を「Ｐｌ　：背圧調節室内真空圧力（７Ｂｒ）
Ｊと補正する。 １２、明細書第１２頁第１目の「Ｐｌ　ニスリーブ室圧
力」を「Ｐｌ　ニスリーブ室内真空圧力（Ｔｏｒｒ）Ｊ
と補正する。 加する。 「尚、この臨界圧力差は湯量、湯温、プランジャーチッ
プと射出シリンダースリーブとのチップクリヤランス、
射出シリンダースリーブ径、ランナー形状、射出シリン
ダースリーブ温度、等の条件によって変わるもので適正
にこの臨界圧力差は設定されなければならない、」 １４、明細書第１３頁第１Ｏ行目〜１２行目の「空気流
れψ・・会い。」を「空気流れをほとんど阻止したので
、キャビテーｌ内への溶湯の噴流出を生じさせることが
ない、」と補正する。 １５、明細書第１４頁第６行目の「下で空気・・・・・
キャビテー１内へ」を「下で空気の体積膨張と集合を伴
ない、スリーブ室３Ａ中に溶湯の造波現象を与えること
がなく従ってキャビテーｌ内へ」と補正する。 １Ｂ、明細書第１４頁第１８行目の「の減圧度・・−・
・の射出機」を「の真空度を下げたり、あるいはランナ
ーの射出機」と補正する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャビテー内を真空に保持して射出シリンダース
   リーブ内の溶湯をプランジャーチップにてキャビテー内
   へ射出成形する真空ダイカスト装置において、射出シリ
   ンダースリーブ内を摺動するプランジャーチップの外周
   に背圧調節室を設けるとともに前記背圧調節室よりピス
   トン側のプランジャーチップの外周と射出シリンダース
   リーブの内周との間に気密シール部材を配置し、プラン
   ジャーチップによる射出成形時に前記背圧調節室内に真
   空圧力を導入してなる真空ダイカスト装置。
2. （２）背圧調節室内に加えられる真空圧力をスリーブ室
   内に加えられる真空圧力より大なる真空圧力とした請求
   項第１項記載の真空ダイカスト装置。
3. （３）前記背圧調節室をプランジャーチップの外周に環
   状に設けてなる請求項第１項記載の真空ダイカスト装置
   。
4. （４）前記背圧調節室をプランジャーチップの外周に環
   状に設けるとともに、ピストン内部に穿設せる真空圧導
   入路にて真空圧力源と接続してなる請求項第１項記載の
   真空ダイカスト装置。
5. （５）前記シール部材をプランジャーチップの外周に設
   けた環状溝内に配置してなる請求項第１項記載の真空ダ
   イカスト装置。