JPH0224181B2

JPH0224181B2 -

Info

Publication number: JPH0224181B2
Application number: JP60030539A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Dannora
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1990-05-28
Also published as: JPS61189857A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は金型のキヤビテイ内を吸引により減圧
して鋳込を行なうダイカストマシンの鋳込方法に
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、この種の鋳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（実開昭57−13873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
射出スリーブ内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
て製品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８
図にプランジヤチツプ近傍の断面図を示すよう
に、減圧のためにキヤビテイを吸引すると、キヤ
ビテイの真空度に比較してプランジヤチツプと鋳
込スリーブのすき間の真空度が低いために、溶湯
を持上げる力が作用して、溶湯はプランジヤチツ
プの端面から浮上つてしまい、溶湯底面とプラン
ジヤチツプ端面に流込んだ空気が断熱して、溶湯
底面に生成されていた凝固層は溶湯の熱によつて
柔らかくなり、キヤビテイとプランジヤチツプ端
面の空気の圧力差によつて中央部が破れるので、
外部のエアがプランジヤチツプ２と射出スリーブ
３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
プランジヤチツプの外周面に金型キヤビテイとす
き間で連通する環状溝を設け、また金型キヤビテ
イにガス抜き装置を設けてプランジヤチツプの前
進開始前ないしは前進途中に環状溝内の空気を外
部へ吸引し始めたのち少し遅れて金型キヤビテイ
内の空気をガス抜き装置経由で外部へ吸引するよ
うにした。

〔作用〕

こうすることにより、プランジヤチツプの前進
開始前ないしは前進途中にその外周面の環状溝か
ら空気を外部へ吸引すると、凝固層がプランジヤ
チツプの端面に密着し、このあと少し遅れて金型
キヤビテイ内の空気をガス抜き装置側から吸引し
ても、外部の空気は凝固層で遮断され、金型キヤ
ビテイ内の溶湯に混入しない。

〔実施例〕

第１図ないし第７図は本発明に係るダイカスト
マシンの鋳込方法を説明するために示す図であつ
て、第１図は鋳込装置の概略構成図、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図は金型ガス抜き装置の縦断面図、第７
図は第６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５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２
３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２
２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
ぱ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の外周部に設けた環状溝
２３ｂ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
２７に設けた環状溝２７ａは、金網製のフイルタ
３１を備えたエア通路２７ｂで構成されている。
プランジヤロツド２４のエア通路孔２４ｃと管２
８ｂとの間に形成されたエア通路３２と、環状溝
２７ａ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。

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、ガス抜き溝４１
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。復帰杆５１の下方に
は、円筒部５３ａと一対のねじ孔部５３ｂとで一
体形成された弁ガイド５３が、ねじ孔部５３ｂを
長孔５０内部に取付けて、スプール４６に固定さ
れており、その円筒部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５６
ａが設けられており、キヤビテイ１４内のガス圧
では開いていた弁体５６ａは、キヤビテイ１４内
から高速で進行して来る溶湯の慣性力により着座
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、５４はボル
ト、５５はナツトであつて、これらによつて係止
機構が形成されている。溶湯圧力でいつたん閉じ
た弁体５６ａは外力を加えなければ、引張りばね
５２などの部材の作用で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つて開く。５９
はシリンダ４４の作動でスプール４６とともに上
昇する復帰杆５１の杆部５１ａ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６１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。この場合、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４２側の吸引がプランジヤ２０側の吸
引よりも例えば0.2秒〜１秒程度、好ましくは0.3
〜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６
７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
ヤ２０の近くに設けておく。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を開くことにより高圧エアがプランジヤ
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８
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６
７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、射出開始前ないし
は射出途中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２３ｃ、環状溝２６ａ、フイルタ３
１、エア通路２７ｂ、環状溝２７ａ、エア通路３
３、およびエア通路３２の往路で吸引される。ま
た、これより例えば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、キヤビテイ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側をわずかに早く吸引することと、プランジ
ヤ２０側の真空度をガス抜き装置４２側の真空度
よりも大きくしたことにより、第１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。

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８０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鋳込方法において、プラ
ンジヤチツプの外周面に金型キヤビテイとすき間
で連通する環状溝を設け、また金型キヤビテイに
ガス抜き装置を設けてプランジヤチツプの前進開
始前ないしは前進途中で環状溝内の空気を外部へ
吸引し始めたのち、少し遅れて金型キヤビテイ内
の空気をガス抜き装置経由で外部へ吸引するよう
に構成することにより、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、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７図は本発明に係るダイカスト
マシンの鋳込方法を説明するために示す図であつ
て、第１図は鋳込装置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図は金型ガス抜き装置の縦断面図、第７
図は第６図のDD断面図、第８図は従来の鋳込方
法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、２４……プラ
ンジヤロツド、２４ｃ……エア通路孔、２６……
アダプタ、２６ａ……環状溝、２７……アダプ
タ、２７ａ……環状溝、２７ｂ……エア通路、２
８……減圧管、３１……フイルタ、３２，３３…
…エア通路、４２……金型ガス抜き装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１鋳込のために射出スリーブ内を前進するプラ
ンジヤチツプの前進開始前ないしは前進途中にこ
のプランジヤチツプの外周面に設けた環状溝内の
空気を外部へ吸引し始め、これよりわずかに遅れ
て金型キヤビテイ内の空気をガス抜き装置を介し
て外部へ吸引し始めるとともに、これら環状溝と
金型キヤビテイからの吸引を続けながら鋳込を行
なうことを特徴とするダイカストマシンの鋳込方
法。