JPH0221346B2 - - Google Patents

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型締めさ
れた金型のキヤビテイ内へ溶湯を射出する溶湯鋳
込装置に関するものである。

［従来の技術］ ダイカストマシンは、従来、型締方向と射出方
向とが同方向のものが多かつたが、近年、水平方
向に型締した金型のキヤビテイ内へ下方から溶湯
を射出するようにした横型締、竪鋳込型のダイカ
ストマシンが開発されている。（特公昭58−55859
号） この種のダイカストマシンは、スリーブ内にあ
る溶湯の金属への接触する部分の面積が少なく溶
湯の温度をそれ程低下させずに射出成形すること
ができ、従来の横型締横方向の鋳込み方式のダイ
カストマシンに比較して高い品質の成形品を得る
ことができる。又、本出願人によつて開発された
未公開の方法、装置にみられるように金型の鋳込
スリーブ装入穴である鋳込スリーブの金型嵌合部
を真空吸引した後に、キヤビテイ内を真空吸引す
ることで巣の少ない成形品を得ることができるよ
うになつたが、鋳造を繰り返していくと鋳込スリ
ーブと金型嵌合部をにおいて問題があつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 鋳造を繰り返していくと、鋳込スリーブの径は
溶湯に熱せられて膨張するために、鋳込スリーブ
の金型嵌合部の金型内径に比べて鋳込スリーブの
外径が大きくなると、鋳込スリーブが金型嵌合部
に入いらないという状態が発生し、連続鋳造がで
きなかつた。これをさけるための対策としてあら
かじめ、金型嵌合部の内径を、鋳込スリーブの温
度が上昇して膨張しても充分嵌合できる程度の大
きさにしておくことも考えられるが、スリーブの
温度が充分上昇するまでは、鋳込スリーブと金型
嵌合部の隙間が広く、金型嵌合部を真空吸引して
も所望の真空度を得ることができず、キヤビテイ
を真空吸引すると、射出前にキヤビテイ内へ溶湯
が飛び込み、良質の成形品を得ることができな
い。又、本出願人によつて開発された未公開の鋳
込スリーブの外周を冷却する方法では、鋳込スリ
ーブ全体の温度がそれ程上昇せず、鋳込スリーブ
の金型嵌合部の温度も上らないために、金型嵌合
部の真空度を十分な程度に得ることができる。し
かしながら、注湯された溶湯自体を冷却するため
に良い品質の成形品を得ることができない。

［問題点を解決するための手段］ 以上のような問題点を解決するために、本発明
では鋳込スリーブの金型嵌合部を冷却する構造と
した。

そして、本発明においては、金型の下部に縦方
向に設けた鋳込スリーブ装入穴内に金型が型締状
態にあるときに堅鋳込型の鋳込スリーブを毎鋳込
サイクル毎に下方から出し入れ可能に設けた溶湯
鋳込装置において、金型の鋳込スリーブ装入穴内
に装入する鋳込スリーブの上部外周部に金型の鋳
込スリーブ装入穴の内径よりもわずかに小さい外
径を有する冷却ジヤケツトを設け、金型のキヤビ
テイ側および金型の鋳込スリーブ装入穴の内周面
部に真空吸引装置を連結した構造とした。

［作用］ 鋳込スリーブの金型嵌合部を冷却することによ
つて、鋳込スリーブの金型嵌合部の温度はそれ程
上昇せず、鋳込スリーブと金型嵌合部の隙間はス
リーブ嵌合部の真空吸引に対して所望の真空値を
得る程度を維持し、又鋳込スリーブに注湯された
ときの溶湯部を直接冷却していないので、溶湯を
冷やさず、良好な品質の成形品を得ることができ
る。

［実施例］ 第１図は本発明を説明するために示す鋳込スリ
ーブが金型嵌合部に嵌合した状態の図面、第２図
は横型締竪鋳込型のダイカストマシンの縦断面
図、第３図は第２図の一部破断Ａ視正面図、第４
図は射出装置の一部破断正面図、第５図は金型に
取付けたガス抜き装置兼真空発生装置の縦断面
図、第６図は鋳込スリーブの金型嵌合部での金型
温度に対する鋳込スリーブ温度の温度差の変化に
対する鋳込スリーブと金型嵌合部の隙間の変化及
び真空吸収の到達真空値の変化を示したものであ
る。

第２図において、ダイカストマシン２１は、横
型締ユニツト２２と竪鋳込ユニツト２３とを備え
ており、横型締ユニツト２２全体は、床面上に固
定されたマシンベース２４上に固定されている。
マシンベース２４の他端部には、図示しないシリ
ンダプラテンが固定盤２５と対向して設けられて
おり、固定盤２５とシリンダプラテンとは、ナツ
ト２６で固定されたコラム２７によつて４隅を連
結されている。２８は固定盤２５と対向してコラ
ム２７が嵌装された可動盤であつて、マシンベー
ス２４のスライド板２４ａ上を固定盤２５に対す
る遠近方向へ移動自在に形成されており、図示し
ないシリンダプラテンとの間はトツグル機構２９
によつて連結されている。３０は固定盤２５に水
平方向に設けられたキー３１で上下方向への移動
を規制されかつ固定盤２５の中心部において垂直
方向に設けられたキー３１ａにより紙面と直角方
向への位置決めをなされた固定金型であり、ま
た、３２は可動盤２８にキー３３で上下方向への
移動を規制されて装着された可動金型であつて、
これら両金型３０，３２は分割面３４を境にして
水平方向へ開閉自在に接合されている。３９は鋳
込製品をキヤビテイ３５内から押出す製品押出装
置である。

一方、竪鋳込ユニツト２３は、第２〜４図に示
すように、固定盤２５の水平部材２５ａに設けた
ねじ孔に上端を螺入されて垂下する４個のタイロ
ツド４０を備えており、このタイロツド４０はマ
シンベース２４の両支持部材２４ｂ間を通り、床
面下に設けたピツト４１内へ係入されている。４
２は、一対の支持部材４２ａと、その両端同士を
連結部材４２ｂ，４２ｃとで方形枠状に一体形成
されたフレームであつて、各支持部材４２ａに
は、タイロツド４０が２本つづその下端部のねじ
部を挿入されており、各タイロツド４０に上下一
対のナツト４３，４４を螺合して締めることによ
り、フレーム４２が水平状態で強固に支持されて
いる。

そして、第４図に詳細に示す射出装置４５は、
フレーム４２と傾転軸４２ｄによつて傾転自存に
支持されている。すなわち、射出装置４５は、プ
ランジヤ孔を有するロツド側ブロツク４６を備え
た射出シリンダ４７や、上端部に鋳込スリーブ４
８を取付けたスリーブフレーム４９、鋳込スリー
ブ４８中に摺動自存に設けたプランジヤチツプ５
０、プランジヤチツプ５０を射出シリンダ４７の
ピストンロツド５１と連結するプランジヤ５２や
カツプリング５３などからなつている。

５４はロツド側ブロツク４６の両側に固定され
て直立する一対の丸棒状のドツキングラムであつ
て、このドツキングラム５４には、スリーブフレ
ーム４９のシリンダ孔４９ａが摺動自存に嵌合さ
れている。スリーブフレーム４９は、ドツキング
ラム内の縦穴を通してシリンダ孔４９ａへ圧油を
導入することにより図示の位置から上昇するよう
に構成されている。

射出シリンダ４７には、圧油の導油によつて昇
降するピストンロツド５１が設けられており、プ
ランジヤ５２の下端部はカツプリング５３によつ
てピストンロツド５１と同軸心上に連結されてい
る。そして、カツプリング５３の下端外周面は、
スリーブフレーム４９のカツプリング受部４９ｂ
の上面内部に接触したり離れたりし得るようにな
つている。鋳込スリーブ４８の上端部は、スリー
ブフレーム４９の上昇によつて、第２図に示す金
型３０，３２の下端部割面３４部に設けた垂直孔
部３７に嵌入している固定スリーブ３８，３８ａ
と接合され、また、この嵌合後、プランジヤ５３
の頭部が鋳込スリーブ４８と固定スリーブ３８の
内孔に沿つて上昇するように構成されている。３
６は垂直孔部３７の上に設けられているくびれ部
であり、２５ｂは、固定壁２５の水平部材２５ａ
に固定されて鋳込スリーブ４８を案内する芯出し
リングである。

５５は、射出装置４５全体を注湯のために傾転
させるクレビス形の傾転シリンダであり、傾転シ
リンダ５５はフレーム４２の連結部材４２ｂと一
体に設けたブラケツト５６に軸受を介して回動自
存に支持されており、そのピストンロツド５７の
作用端はピン５８によつて射出シリンダ４７部の
連結板５９に枢着されており、圧油によりピスト
ンロツド５７を進退させることにより、射出装置
４５全体が第２図の実線位置と鎖線位置との間で
直立、傾転するように構成されている。

次に、第５図に示したガス排出装置について説
明する。固定金型３０の上端面には、分割面３４
と同一平面上に軸芯を有するエアシリンダ６０が
第２図に示すように、ブラケツト６１によつて装
着されており、そのエア圧で昇降するピストンロ
ツド６２の下端には円筒状のスプール６３が一体
的に設けられていて、その下端部が固定金型３０
と可動金型３２のスプール孔に嵌合されている。
スプール６３内には弁頭６４ａを有する弁６４
が、引張りばね６５により上昇方向へ付勢されて
昇降自在に支持されており、引張りばね６５によ
る弁６４の上昇は、圧縮コイルばね６６ａとこれ
で押圧されたボール６６ｂおよび止めねじ６６ｃ
とからなる係止機構６６のボール６６ｂと弁６４
の段部との係合によつて軽く規制されている。一
方、キヤビテイ３５上端には、ガス排出路６７が
開口されており、その上部開口端には、弁６４の
弁頭６４ａが着座している。また、ガス排出路６
７の途中からは一対のバイパス６８が分岐されて
いて、その上端開口部は、弁頭６４ａの周囲に設
けられたガス通路６９に連通されており、この連
通部は溶湯圧力による弁６４の上昇で弁頭６４ａ
のテーパ面がスプール６３の弁座に着座すること
により閉塞されるように構成されている。また、
ガス通路６９のスプール６３外への開口端には、
電磁切替弁７０を備えた管路７１を介して真空発
生装置７２が接続されており、第５図に示した状
態でキヤビテイ３５内のガスを吸引したり、電磁
切替弁７０を切替えて射出中にキヤビテイ３５内
のガスを大気中に排出させうるように構成されて
いる。なお、型開き時には、ピストンロツド６２
の上昇によりスプール６３が弁６４を保持したま
ま上昇する。

次に、第１図に示した鋳込スリーブ４８と金型
嵌合部の真空吸引装置について説明する。

第１図において、３０は固定金型、３２は可動
金型、３４は両金型の分割面、３５は金型のキヤ
ビテイ、３６はくびれ部、３７は垂直孔、３８，
３８ａはそれぞれ固定金型３０と可動金型３２の
分割面の下端部にはめ込まれている半割状の固定
スリーブ、４８は上下方向に移動可能な鋳込スリ
ーブ、５０はプランジヤチツプ、５２はプランジ
ヤ、１は溶湯である。鋳込スリーブ４８の金型嵌
合部である固定スリーブ３８，３８ａの内周面に
は、真空吸引用の溝２が設けられており、この溝
２に通じて金型外に開孔したきり穴３は、管路
４、電磁切替弁５を介して真空発生装置７２に接
続されて、鋳込スリーブ４８と金型嵌合部を真空
吸引するように構成されている。なお、第１図に
示した電磁切替弁７０は、第５図に示したよう
に、ガス排出装置のガス通路６９に連結されてい
る。

次に、鋳込スリーブ４８の金型嵌合部の冷却装
置について説明する。第１図に示すように鋳込ス
リーブ４８の先端部の外周の金型嵌合部には、冷
却ジヤケツト６が取付けられており、冷却水又は
冷却エアが、供給口７より供給され、鋳込スリー
ブ４８の上端部の温度の上昇を防止している。

以上のように構成されたダイカストマシンの動
作を説明する。

スリーブフレーム４９およびプランジヤ５２が
第２，３図に図示したように下降し、かつ、射出
装置４５が直立している状態において、傾転シリ
ンダ５５のロツドエンド側へ圧油を導入してピス
トンロツド５７を後退させると、射出装置４５全
体が傾転軸４２ｄを中心にして第２図の鎖線位置
へ傾転する。そこで、図示していない給湯装置の
とりべで鋳込スリーブ４８内へ溶湯を注入したの
ち、傾転シリンダ５５のヘツドエンド側へ圧油を
導入して射出装置４５を回動させると、射出装置
４５が直立姿勢で停止する。

これに先だち、一方では型締シリンダによりト
ツグル機構２９を介して可動盤２８が前進してお
り、両金型３０，３２の型締が完了しているの
で、シリンダ孔４９ａと射出シリンダ４７とへ同
時に送油することにより、スリーブフレーム４９
は、プランジヤ５２を鋳込スリーブ４８内で下降
させた溶湯保持状態のままでドツキングラム５４
を残して上昇し、鋳込スリーブ４８が垂直孔部３
７内へ係入して固定スリーブ３８，３８ａの下端
面に押圧される。そこで、射出シリンダ４７へさ
らに送油すると、プランジヤ５２およびプランジ
ヤチツプ５０が上昇し、溶湯が持上げられる。

プランジヤ５２が上昇を開始すると同時に、電
磁切替弁５を励磁させて真空発生装置７２と鋳込
スリーブ４８の金型嵌合部を連通させて真空吸引
する。鋳込スリーブ４８内の溶湯がくびれ部３６
を通過後、電磁切替弁７０を励磁させて真空発生
装置７２とキヤビテイ３５を連通させてキヤビテ
イ３５内を真空吸引する。その後、プランジヤを
高速射出させる。射出終了直前では、溶湯の慣性
力によつて、弁６４が閉じる。

射出完了後、溶湯の固化、冷却が終わりと、シ
リンダ孔４９ａから圧油を抜き射出シリンダ４７
のロツドエンド側へ送油してプランジヤチツプ５
０、プランジヤ５２、スリーブフレーム４９等を
下降させ、鋳込スリーブ４８を金型３０，３２か
ら離間させたのち、型締シリンダを作動させて型
開きを行ない、製品押出装置３９を用いて製品を
可動金型３２から取り出すことにより１サイクル
が終了する。

第６図は鋳込スリーブの金型嵌合部での金型温
度に対する鋳込スリーブの温度変化に対する鋳込
スリーブと金型嵌合部の隙間の変化及び真空吸引
したときの到達する真空値の変化を示したもので
ある。

定常状態において、鋳込スリーブ温度は金型嵌
合部の温度に対して約400℃程高くなる。第６図
では、定常状態でも鋳込スリーブ４８が金型３
０，３２の嵌合部に挿入されるように、冷間状態
で0.5mm程小さめに加工されている。例えば、鋳
込スリーブの外径をφ108mm、金型嵌合部の内径
をφ108.5mmとした。金型及び鋳込スリーブの冷間
状態から鋳造を開始すると、鋳込スリーブ４８は
溶湯１によつて金型３０，３２の嵌合部よりも温
度が上昇する。それに従つて、鋳込スリーブ４８
の外径、すなわち、冷却ジヤケツト６部の外径は
金型嵌合部の内径の広がりよりも大きくなる。即
ち、鋳込スリーブ４８と金型嵌合部の隙間Ｓは小
さくなる。そして、この隙間Ｓが小さくなると真
空吸引したときに金型嵌合部の到達する真空値Ｖ
は高くなる。

一方、ガス排出装置からの真空吸引による真空
値Vcは金型温度にほぼ無関係に常に200Torr前
後に達する。

第６図に示すＡ点（鋳込スリーブと金型嵌合部
の温度差が330℃）に到達するまでは、キヤビテ
イ３５側の真空値Vcが、鋳込スリーブ４８と金
型嵌合部の真空値Ｖに比べて高いため、ガス排出
装置より真空吸引した場合には鋳込スリーブ４８
内の溶湯１は圧力差によつてキヤビテイ３５側に
吸い込まれる。鋳込スリーブ温度がさらに上昇し
てＡ点を過ぎると、鋳込スリーブ４８と金型嵌合
部の到達真空値Ｖの方がキヤビテイ側の真空値
Vcより高くなり、鋳込スリーブ４８内の溶湯１
はキヤビテイ３５側へ吸込まれなくなる。その結
果、キヤビテイ３５内へ外部から空気が吸込まれ
なくなるばかりでなく、ガス排出装置の作用によ
りキヤビテイ３５内の空気は外部に充分に吸引排
出されるので、鋳込製品に空気が入り込むことは
ほとんどなく、巣のない良品質の鋳込製品を得る
ことができ、鋳込製品を熱処理したり溶接したり
することも可能となる。

本発明では、第６図に示すように、例えば、冷
間状態で鋳込スリーブ４８の外径を金型嵌合部に
対して、0.1mm程度小さくしておいて、（例えば、
鋳込スリーブ外径をφ108mm、金型嵌合部内径を
φ108.1mmとした）、鋳込スリーブ４８の金型嵌合
部を冷却することによつて連続的に鋳造しても、
鋳込スリーブ４８の温度上昇を防ぎ、膨張させな
いようにしたものである。鋳込スリーブ４８と金
型嵌合部の隙間が0.1mmのときには、第６図より、
金型嵌合部の真空吸引による到達真空値Ｖは
170Torrとなり、これはキヤビテイ真空値Vc＝
200Torrよりも小さいので、鋳込スリーブ４８部
から外部の空気が鋳込スリーブ内や、キヤビテイ
３５内に吸込まれることはない。

［効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては、金型の下部に縦方向に設けた鋳込スリーブ
装入穴内に金型が型締状態にあるときに堅鋳込型
の鋳込スリーブを毎鋳込サイクル毎に下方から出
し入れ可能に設けた溶湯鋳込装置において、金型
の鋳込スリーブ装入穴内に装入する鋳込スリーブ
の上部外周部に金型の鋳込スリーブ装入穴の内径
よりもわずかに小さい外径を有する冷却ジヤケツ
トを設け、金型のキヤビテイ側および金型の鋳込
スリーブ装入穴の内周面部に真空吸引装置を連結
したので、金型の下部に下方より出し入れする鋳
込スリーブの先端部分を冷却することによつてこ
の鋳込スリーブの先端部分の温度の上昇を極力防
ぎ、この先端部分の外径およびこの鋳込スリーブ
の先端部分の外周に設けた冷却ジヤケツトの外径
を適宜膨張し過ぎないように保つことができ、そ
の結果、冷却ジヤケツトの外周面と金型の鋳込ス
リーブ装入穴の内周面との間の微少な隙間を常に
適宜な値に保つておくことができる。したがつ
て、毎鋳込サイクル毎に、鋳込スリーブを金型の
鋳込スリーブ装入穴内に確実容易に入れたり、出
したりすることができる。勿論、鋳込スリーブを
装入するときに、鋳込スリーブの先端の一部が金
型側の一部に当接して損傷、振動、嵌合不良発生
などの不都合が生じることもない。

また、冷却ジヤケツトの外周面と金型の鋳込ス
リーブ装入穴との間の隙間を微少な値に保つこと
ができるので、鋳込スリーブ装入穴からの真空吸
引も効率良く行うことができ、その結果、巣のな
い製品を得るために、キヤビテイ内の空気をキヤ
ビテイ側から吸引しても、鋳込スリーブ装入穴側
からキヤビテイ側へ空気はほとんど吸引されず、
キヤビテイ内の空気は充分に吸引されて排出さ
れ、巣のない良品質の製品を容易に得ることがで
きる。

また、キヤビテイ部及び鋳込スリーブの金型嵌
合部を真空吸引して連続鋳造した場合、キヤビテ
イ部の到達真空値に対して早い時期に鋳込スリー
ブの金型嵌合部の到達真空値を高めることがで
き、少ない捨打ちによつて良い品質の成形品を得
ることが可能である。また、鋳造を途中で中断し
て鋳込スリーブの温度が低下した場合にも、早期
に正規の鋳造状態に復帰させることができる。

さらに、竪型鋳込スリーブの上端部外周の金型
側へドツキングする部分のみを冷却ジヤケツトに
よつて冷却し、鋳込開始前のプランジヤチツプが
下方位置にある時に鋳込スリーブの内部の下方に
ある溶湯を冷却することがないので、溶湯の温度
が低下せず、鋳込時に湯回り状態も良く、このこ
とによつても良品質の製品を容易に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す縦断面図、第
２図は本発明の装置を適用した横型締、竪鋳込型
ダイカストマシンの縦断面図、第３図は第２図の
一部破断Ａ視正面図、第４図は射出装置部の一部
破断正面図、第５図は金型に取付けたガス抜き装
置兼真空発生装置の縦断面図、第６図は、鋳込ス
リーブの金型嵌合部の温度差と、鋳込スリーブと
金型嵌合部の隙間および金型嵌合部の到達真空値
との関係を示す線図である。 ５，７０…電磁切替弁、６…冷却ジヤケツト、
２１…ダイカストマシン、２２…横型締ユニツ
ト、２３…竪鋳込ユニツト、３０…固定金型、３
２…可動金型、３５…キヤビテイ、３８，３８ａ
…固定スリーブ、４５…射出装置、４７…射出シ
リンダ、４８…鋳込スリーブ、４９…スリーブフ
レーム、５０…プランジヤチツプ、５２…プラン
ジヤ、５３…ドツキングラム、５５…傾転シリン
ダ、６０…エアシリンダ、６３…スプール、６４
…弁、６６…係止機構、７２…真空発生装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金型の下部に縦方向に設けた鋳込スリーブ装
   入穴内に金型が型締状態にあるときに竪鋳込型の
   鋳込スリーブを毎鋳込サイクル毎に下方から出し
   入れ可能に設けた溶湯鋳込装置において、金型の
   鋳込スリーブ装入穴内に装入する鋳込スリーブの
   上部外周部に金型の鋳込スリーブ装入穴の内径よ
   りもわずかに小さい外径を有する冷却ジヤケツト
   を設け、金型のキヤビテイ側および金型の鋳込ス
   リーブ装入穴の内周面部に真空吸引装置を連結し
   たことを特徴とする溶湯鋳込装置。