JPH0218667B2 - - Google Patents

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JPH0218667B2
JPH0218667B2 JP7276985A JP7276985A JPH0218667B2 JP H0218667 B2 JPH0218667 B2 JP H0218667B2 JP 7276985 A JP7276985 A JP 7276985A JP 7276985 A JP7276985 A JP 7276985A JP H0218667 B2 JPH0218667 B2 JP H0218667B2
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injection
plunger
gas
plunger tip
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JP7276985A
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Sadayuki Dannora
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイカストマシンにおいて射出スリー
ブ内に注入した溶湯を金型のキヤビテイ内へ射出
する射出装置に関するものである。
〔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、この種の鍛造は溶融金属を高速・高圧で
金型のキヤビテイ内へ充填するためにキヤビテイ
内のガスが充分に抜け切らず、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
があつた。
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56−107265号等により鋳込中に金型キ
ヤビテイ内のガスを抜き、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、金型のキヤビテイから金型外へ通
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ヤビテイ内へ射出し、キヤ
ビテイ内の質量の小さいガスがガス排出路を通つ
て排出し終つたときにキヤビテイ内からガス排出
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つて、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、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つて金型キヤビテイ内のガ
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、金型外からキヤビテイ内へすき
間を通つ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つて減圧するものであつて
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、キヤビテイからの排出ガス量とキヤビテ
イへの流入ガス量との差によつて射出スリーブと
プランジヤチツ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
部がキヤビテイ内に発泡状態に近い状態で乱雑に
吸上げられキヤビテイの内面に沿つて薄い凝固層
が生じる。したがつて、この状態になつた後で
は、射出を行なつ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、キヤビテイ
外の水分や離型剤、潤滑剤などをキヤビテイ内へ
吸込んだり、あるいは真空度が上がらないうちに
射出スリーブの溶湯をキヤビテイ内へ吸込んだり
するので、潤滑剤などの不純物が製品に混入して
製微の品質を低下させたり、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
て充分な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つたりして製品の外観を損
なうという不具合があつた。また、プランジヤチ
ツプ端面に密着して形成される溶湯の凝固層によ
つてエアの侵入を遮断しようとしても、第9図に
プランジヤチツ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および上方への吸
引作用により激固層1が収縮して溶湯とともにプ
ランジヤチツプ2の端面から浮上つてしまい、ま
た吸引力で薄い凝固層1の中央部が破れて孔1a
が形成されるので、外部のエアがプランジヤチツ
プ2と射出スリーブ2とのすき間および破れた凝
固層1の孔1aから自由に金型キヤビテイ内へ侵
入し、遮断が困難であつた。
〔問題点を解決するための手段〕
このような問題点を解決するために本発明では
射出スリーブ内に射出用溶湯が供給されている状
態で金型キヤビテイ内のガスを吸引排出する真空
吸引装置を設けるとともに、射出スリーブ内へ摺
動するプランジヤチツプの溶湯接触端面に、プラ
ンジヤチツプの外周径よりも小径で軸線と平行す
る内周面を有する凹部を設けた。
〔作用〕
このように構成することにより、溶湯射出開始
直前に金型キヤビテイ内のガスを吸引排出する
と、プランジヤチツプ端面側に形成された溶湯の
凝固層が端面に密着して外気の侵入が遮断される
とともに、プランジヤ端面と凝固層との間へ外気
が侵入しても凹部の垂直内周面で凹部への侵入が
遮断され凝固層が破れない。
〔実施例〕 第1図ないし第8図は本発明に係るダイカスト
マシンの射出装置の実施例を示し、第1図はその
概略構成図と空気圧配管図、第2図は射出スリー
ブとプランジヤとの拡大断面図、第3図は第2図
のAA断面図、第4図は第2図のBB断面図、第
5図は第2図のCC断面図、第6図はプランジヤ
チツプの一部破断拡大正面図、第7図は金型ガス
抜き装置の縦断面図、第8図は第7図のDD断面
図である。図において、固定金型11と可動金型
12とは、分割面13で接合されて型締されてお
り、その内部にはキヤビテイ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つて可動金型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11,12
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ツド19を備えており、
その作用端には、第2図ないし第6図に詳細を示
すプランジヤ20がカツプリング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
つて、その内孔22aには、プランジヤ20頭部
のプランジヤチツプ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
抜きプランジヤチツプ23を嵌入したまゝ射出シ
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、油圧でピストンロツド19を
前進させることにより、プランジヤチツプ23が
溶湯をキヤビテイ14内へ射出する。
そこで、プランジヤチツプ23の詳細を説明す
る。カツプリング21でピストンロツド19に連
結されたプランジヤロツド24は、上からねじ孔
24a、減圧管支持孔24b、エア通路孔24
c、底部孔24dの順で段状に形成された内孔を
備えており、最上段のねじ孔24aには、ねじ管
25の下側ねじ部25aが段部で止まるまでいつ
ばいに螺入されている。ねじ管25の中央ねじな
し部25bには、上下一対のアダプタ26,27
が遊装されており、ねじ管25の上側ねじ部25
cに螺合された前記プランジヤチツプ23とプラ
ンジヤロツド24とで挾持されて固定されてい
る。28は保持筒28aとこれに溶着された管2
8bとからなる減圧管であつて、底部孔24d側
から挿入されて保持筒28aを底部孔24dの上
端部に嵌合されており、管28bはエア通路孔2
4cを貫通して上部を減圧管支持孔24bに嵌合
されている。また、29は保持軸29aとこれに
溶着された管29bとからなる水冷管であつて、
保持軸29aを底部孔24dに嵌合させて前記保
持筒28aを下方から押えており、管29bは保
持筒28a、管28b、ねじ管25を貫通して先
端をプランジヤチツプ23の空間部23a内へ臨
ませている。30は各所に設けられたシール材と
しての6個のOリングである。30aはプランジ
ヤチツプ23の摺動潤滑用の給油口である。
プランジヤチツプ23の外周部に設た環状溝2
3bとアダプタ26に設けた環状溝26aとはエ
ア通路23cで連通されており、またアダプタ2
7に設けた環状溝27aは、金網製のフイルタ3
1を備えたエア通路27bで連通されている。プ
ランジヤロツド24のエア通路孔24cと管28
bとの間に形成されたエア通路32と、環状溝2
7aとの間はエア通路33で連通されており、エ
ア通路32の下端部に開口された吸引孔34に
は、第1図に示す空気圧回路(後述)の配管35
が接続されている。一方、前記水冷用の管29b
は、下端開口部を冷水通路29dと環状溝29c
とを介して冷水入口35bに連通されており、ま
た上端開口部は、空間部23aと、管29bの周
囲を下方へ延びる冷水通路36および水路37、
環状溝38を介して冷水出口39に連通されてい
る。冷水入口35bはフレキシブルホース等によ
つてポンプ等に接続されており、ポンプの作動で
冷水入口35bへ供給された冷水は、管29b内
を上昇して空間部23a内に充満し、プランジヤ
チツプ23を冷却したのち、冷水通路36を流下
して冷水出口39から排水される。
そして、プランジヤチツプ23には、凹部23
dが、射出スリーブ22内の溶湯80に接触する
側の端面に設けられている。この凹部23dは、
プランジヤ23の外周径よりも小径の円孔であつ
て、プランジヤチツプ23の軸線と平行する内周
面23eを備えている。また、プランジヤチツプ
23の溶湯接触端部はテーパ状に形成されてお
り、この溶湯接触端部と射出スリーブ22の内孔
22aとの間には環状のくぼみ23fが形成され
ている。23gはねじ管25との螺合時にスパナ
を掛ける面取部である。
次に金型ガス抜き装置について説明する。前記
両金型11,12のキヤビテイ14外周部には、
これと連通するガス抜き道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
定されたブラケツト43の上端部にはシリンダ4
4が装着されており、その流体圧で進退するピス
トンロツド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1
1,12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ツド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、また、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とピストンロツド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、重力装置など
の部材が張架されている。ここに引張ばね52を
設けたのは、溶湯圧力でいつたん閉じた弁体56
aが外力を加えなければ再び開かないようにした
ためである。復帰杆51の下方には、円筒部53
aと一対のねじ孔部53bとで一体形成された弁
ガイド53が、スプール46に取付けられてい
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つ
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、射出時におけ
るキヤビテイ14内の溶湯の慣性の作用により着
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の付勢によつて
弁棒56の溝56bと係合するボールであり、ボ
ール57の弁棒56への押付力はボルト54とナ
ツト55の作用で生じるものであり、ボール5
7、圧縮コイルばね58、ボルト54などによつ
て係止機構が形成されており、この係止機構の作
用によつて弁体56aを開き状態に保つておくよ
うにした。勿論、溶湯の慣性力が、開いている弁
体56aに作用すれば、弁棒56の後退にともな
つてボール57が後退し、弁体56aはただちに
閉まる。なお、弁体56aは、復帰杆51の杆部
51aを押し下げることによつて開く。59はシ
リンダ44の作動で上昇するスプール46の上昇
限を規制するストツパであつてブラケツト43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1図に示す空気圧回路(後述)の配管6
1に接続されている。
次に、前記プランジヤ20とガス抜き装置42
との空気圧回路を第1図に基いて説明する。真空
ポンプ62に接続された配管63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6
7とがそれぞれ設けられているとともに、配管6
3,64は、フイルタ68,69を介して前記配
管61,35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、図の状態から電磁弁7
0のソレノイドを励磁するとプランジヤ20内の
エアが吸引され、また電磁弁71のソレノイドを
励磁すると、ガス抜き装置42を介してキヤビテ
イ14内のエアが吸引される。このときの真空度
は例えばプランジヤ20側が200〜300Torr、ガ
ス抜き装置42側が150〜250Torr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
つて達成される。補助真空タンク67は、真空吸
引時には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ヤ20の近
くに設けておく。また、フレキシブルホース35
a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
ておく。
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を備えた配管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7
2,73を開くとにより高圧エアがプランジヤ2
0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を図示の位
置まで移動させて型締を行ない、ガス抜き装置4
2のシリンダ44を作動させて図示のようにスプ
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のピストンロツ
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ヤ
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
を上昇させて図示の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ツド19を上昇
させると、プランジヤ20が上昇して第2図の符
号80で示す溶湯の射出が開始される。このと
き、プランジヤ20には冷水入口35bから冷水
が供給されており、この冷水は管29b内を上昇
したのち空間部23a内にあふれて冷水通路36
内を流下しているので、プランジヤチツプ23な
らびにプランジヤロツド24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
よつて外側から冷却されている。したがつてプラ
ンジヤチツプ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2図および前記第9
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66内と補助真空タン
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、射出開始前に
おいて先ず電磁弁70を開くとプランジヤロツド
24の吸引孔34に負圧が作用し、プランジヤチ
ツプ23の環状溝23b内のエアは、エア通路2
3c、環状溝26a、フイルタ31、エア通路2
7b、環状溝27a、エア通路33、およびエア
通路32の径路で吸引される。また、これと同時
に電磁弁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、キヤビテ
イ14内のガスはガス抜き道40、ガス抜き溝4
1、バイパス48を経て排気孔60から吸引さ
れ、キヤビテイ14内のガスが排出される。この
ようにしてプランジヤ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
キヤビテイ14内と、射出スリーブ22、プラン
ジヤチツプ23間のすき間等が同じ真空度になる
が、プランジヤ20側の真空度をガス抜き装置4
2の真空度よりも大きくしたことにより、第2図
に示すように凝固層1がプランジヤチツプ23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、プランジヤチツプ23の冷却に伴な
つて300〜400℃に冷却されることにより凝固層1
が厚くなる。これにより射出スリーブ22とプラ
ンジヤチツプ23とのすき間からの外気の浸入が
遮断される。また溶湯の射出前にキヤビテイ14
内へ溶湯が差し込むことがない。さらに、本装置
ではプランジヤチツプ23の溶湯接触側の端面に
凹部23dを設けてその内周面23eをプランジ
ヤチツプ23の軸線と平行させたことにより、た
とえば凝固層1がプランジヤチツプ23端面に密
着せずわずかに浮上ることがあつても、凝固層1
の凹部23dへの係入部分は、その周面を垂直内
周面23eに密着していることにより、エアはこ
の密着部によつて遮断され、凹部23dの底面と
凝固層1とのすき間へ侵入しないので、凝固層1
の中央部がエア圧で破れたりすることがなく、外
気の侵入や溶湯の差し込みがさらに少なくなると
ともに、膜が破れないことにより、不良品発生の
原因となるような潤滑油の侵入も遮断される。ま
た、プランジヤチツプ23の端面部に環状のくぼ
み23fが形成されていることにより、凝固層1
がこのくぼみ23fに入り込むように形成される
ので、このくぼみ23fがないときのように凝固
層1がこの箇所から折れて溶湯側へ入り込んだり
するおそれがない。
このようにしてキヤビテイ14内等を真空状態
にしたのち、射出動作に移り、ガス抜きを行ない
ながらプランジヤ23を前進させると、射出スリ
ーブ22内の溶湯80が固定スリーブ17とくび
れ部15とを径てキヤビテイ14内へ射出され、
キヤビテイ14内に溶湯80が充満するとこの溶
湯80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80の質量がガスの
質量と比べてきわめて大きく慣性が大であるた
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5
8を圧縮させながら上昇して弁体56aが弁座4
9を閉塞する。したがつて溶湯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、飛沫状となつて不連
続に弁体56aに当る場合でも、いつたん溶湯8
0で押上げられた弁体56aは張りばね52で上
方へ引張られているので上昇位置が維持され弁体
56aによる排気通路の閉鎖が確実に行なわれ
る。なお、溶湯80の射出に際し、前記凝固層1
はプランジヤチツプ23の上昇によりその端面と
くびれ部15手前の端面との間で押しつぶされる
が、細いくびれ部15を設けたことによりつぶれ
た凝固層1がキヤビテイ14内へ侵入することが
ない。
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との係合を解き、キヤビテイ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56
a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
完了することになる。また、スプール46の上昇
限においては、復帰杆51がストツパ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、次回の鋳込準備が整えられる。
なお、本実施例では、ガス抜き装置42側の吸
引とプランジヤ20側の吸引とを同時に行なう例
を示したが、外気の侵入をより確実に遮断するた
めには、ガス抜き装置42側の吸引をプランジヤ
20側の吸引よりも例えば0.2秒〜1秒程度、で
きれば0.3〜0.5秒程度遅らせるようにタイミング
規正装置を設定することが好ましい。
なお、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たが、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
溶湯注入口が塞がれた直後から行なえば、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。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなように本発明によれ
ばダイカストマシンの射出装置において、射出ス
リーブ内に射出用溶湯が供給されている状態で金
型キヤビテイ内のガスを吸引排出する真空吸引装
置を設けるとともに、射出スリーブ内で摺動する
プランジヤチツプの溶湯接触端面に、プランジヤ
チツプの外周径よりも小径で軸線と平行する内周
面を有する凹部を設けたことにより、プランジヤ
チツプの端面側に形成される溶湯の凝固層がこの
端面に密着し、しかも冷却により厚みが厚くなつ
て強化されるので、プランジヤチツプと射出スリ
ーブとのすき間から侵入しようとする外気がこの
凝固層で遮断されて侵入することがなく、さらに
プランジヤ端面への凝固層の密着が悪くて外気が
プランジヤ端面と凝固層周縁部との間へ侵入する
ことがあつても、これが凹部の垂直内周面で遮断
され凝固層の中央部が破れることがないので、外
気の侵入がさらに少なくなり、金型キヤビテイ内
への溶湯のさし込みがなくなるとともに、溶湯内
への不純物の混入がなくなり、射出が良好に行な
われ、かつ鋳込製品の品質が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第8図は本発明に係るダイカスト
マシンの射出装置の実施例を示し、第1図はその
概略断面図と空気圧配管図、第2図は射出スリー
ブとプランジヤとの拡大断面図、第3図は第2図
のAA断面図、第4図は第2図のBB断面図、第
5図は第2図のCC断面図、第6図はプランジヤ
チツプの一部破断拡大正面図、第7図は金型ガス
抜き装置の縦断面図、第8図は第7図のDD断面
図、第9図は従来の射出装置における凝固層の状
態の説明図である。 11……固定金型、12……可動金型、14…
…キヤビテイ、20……プランジヤ、22……射
出スリーブ、23……プランジヤチツプ、23b
……環状溝、23c……エア通路、23d……凹
部、23e……内周面、24……プランジヤロツ
ド、24c……エア通路孔、26a,27a……
環状溝、27b,32,33……エア通路、42
……ガス抜き装置、62……真空ポンプ、66…
…真空タンク、67……補助真空タンク、80…
…溶湯。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 プランジヤチツプを摺動自在に装入した射出
    スリーブ内に射出用溶湯が供給されている状態で
    金型キヤビテイ内のガスを吸引排出する真空吸引
    装置を備えるとともに、前記プランジヤチツプの
    溶湯接触端面に、外周径よりも小径で軸線と平行
    する内周面を有する凹部を設けたことを特徴とす
    るダイカストマシンの射出装置。
JP7276985A 1985-04-08 1985-04-08 ダイカストマシンの射出装置 Granted JPS61232050A (ja)

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