JPH0768368A - 高圧鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】射出プランジャチップの駆動を多段で切り換え
て制御する鋳造方法において、スリーブに注湯された溶
湯湯量のばらつきとは無関係に射出プランジャチップの
駆動を正確に制御し、鋳造品の品質のばらつきを低減す
る。 【構成】スリーブ２内に注湯された溶湯を射出プランジ
ャチップ２０により押圧して鋳型キャビティ内に充填す
る高圧鋳造方法において、キャビティ１３，１４の所定
位置に湯先を検知するセンサ３１，３２を設け、センサ
３１，３２からの信号に基づいて射出プランジャチップ
２０の押圧速度を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯に加圧力を加えな
がら鋳型キャビティ内に充填する高圧鋳造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のアルミホイールは、例え
ば図３に示すように、その意匠表面が下側となるように
形成された鋳型１００のキャビティ内に、スリーブ１０
１に注湯された溶湯２００を射出プランジャチップ１０
２にて押圧して充填する高圧鋳造法を用いて製造されて
いる。このような製法では、先ず意匠表面を形成する意
匠キャビティ１０３の中央下部の湯口１０４に射出され
た溶湯は、意匠面を形成する意匠キャビティ１０３を放
射状に流れて充填し、リム部を形成するリムキャビティ
１０５が最後に充填される。

【０００３】ところで上記した高圧鋳造法では、キャビ
ティ内を流れる溶湯の速度が大き過ぎると空気の巻き込
みによるブリスタなどの欠陥が発生し易く、速度が小さ
過ぎると湯温の低下により湯境い欠陥が発生し易くなる
ことが知られている。そこで、溶湯の流動先端（以下、
湯先という）がスリーブ１０１から湯口１０４までの間
は湯温の低下防止のために射出速度を大きくし、湯口１
０４から意匠キャビティ１０３の出口までの間はガスの
巻き込みを防ぐために射出速度を小さくし、そして薄肉
であるリムキャビティ１０５内では、湯温の低下を防止
するために高速で射出するような制御を行うことが望ま
しい。

【０００４】このように射出プランジャチップの駆動を
多段で切り換えて制御する方法として、例えば射出プラ
ジャチップの位置をマグネスケール３００などで検出
し、制御装置３０１がスリーブ１０１内の湯量と予め算
出されたキャビティ容積データとを比べてその時点の湯
先位置を推定し、湯先位置が所定位置へ到達したと推定
された時点で射出プランジャチップ１０２の駆動速度を
制御する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがスリーブ１０
１内の湯量とキャビティ容積データを比べる方法では、
スリーブ１０１内に注湯された溶湯の湯量のばらつきに
よって、湯先の実際の位置と射出プランジャチップ１０
２の位置から推定された湯先の位置とにばらつきが発生
し、それによって品質のばらつきが大きいという不具合
があった。

【０００６】すなわち、例えば図３において射出速度の
狙い位置をそれぞれＡ，Ｂの２か所としたとき、高速か
ら低速へ射出速度を変化させるべき狙い位置Ａを湯先が
通過した後に射出プランジャチップ１０２が低速となる
と、意匠キャビティ１０３内に溶湯が高速のまま充填さ
れることとなり空気の巻き込みが発生する。また、湯先
が狙い位置Ａに達する前に射出プランジャチップ１０２
が低速となると、湯温低下により湯境いなどの欠陥が発
生する。

【０００７】また、低速から高速へ射出速度を変化させ
るべき狙い位置Ｂを湯先が通過した後に射出プランジャ
チップ１０２が高速となると、溶湯は低速のままリムキ
ャビティ１０５を充填するため、湯温の低下により湯境
いなどの欠陥が発生する。一方、湯先が狙い位置Ｂに達
する前に射出プランジャチップ１０２が高速となると、
溶湯が意匠キャビティ１０３を充填し終えない間に高速
となるため、意匠キャビティ１０３内において空気の巻
き込みが発生する。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、射出プランジャチップの駆動を多段で切り
換えて制御する鋳造方法において、スリーブに注湯され
た溶湯湯量のばらつきとは無関係に射出プランジャチッ
プの駆動を正確に制御し、鋳造品の品質のばらつきを低
減することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の高圧鋳造方法は、スリーブ内に注湯された溶湯を射
出プランジャチップにより押圧して鋳型キャビティ内に
充填する高圧鋳造方法において、キャビティの所定位置
に溶湯の存在を検知するセンサを設け、センサからの信
号に基づいて射出プランジャチップの押圧速度を制御す
ることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の高圧鋳造方法では、湯先がセンサの存
在位置に到達すると、センサからの信号により射出プラ
ンジャチップの押圧速度が制御され、溶湯の流動速度が
最適に調整される。すなわちセンサによって湯先が所定
の位置に到達したことが直接的に検出でき、それによっ
て射出プランジャチップの押圧速度が制御される構成と
したため、スリーブ内に注湯された溶湯の湯量にばらつ
きが生じてもそれに影響されることなく正確な時点で射
出プランジャチップの押圧速度を変化させることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。図１
に本発明の一実施例で用いた鋳型の断面図を示す。この
鋳型は自動車のアルミホイールを鋳造するためのもので
あり、下型１０、中間型１１及び上型１２からなる鋳型
１と、下型１０に結合されたスリーブ２と、スリーブ２
内を摺動する射出プランジャチップ２０とから構成さ
れ、意匠面を形成する意匠キャビティ１３とリム部を形
成するリムキャビティ１４が形成されている。

【００１２】意匠キャビティ１３は略水平に伸び、薄肉
のリムキャビティ１４は意匠キャビティ１３の周縁部か
ら上方に略垂直に延びている。下型１０は、意匠キャビ
ティ１３の下部中央に湯口１５をもち、湯口１５にスリ
ーブ２が下方へ垂直に延びて結合されている。そして湯
口１５近傍の下型１０には、第１湯先検出センサ３１が
型面の一部を構成するように設けられ、意匠キャビティ
１３とリムキャビティ１４の境界部の中間型１１には、
第２湯先検出センサ３２が型面の一部を構成するように
設けられている。この湯先検出センサ３１、３２は図２
に示すように断面同心円状の所定間隔を隔てた一対の電
極３３、３４からなり、溶湯が接触することにより電極
３３と電極３４とが通電して検知するものである。

【００１３】第１湯先検出センサ３１及び第２湯先検出
センサ３２の信号はそれぞれ制御装置４に入力され、制
御装置４は射出プランジャチップ２０の図示しない駆動
装置を制御している。上記のように構成された鋳型を用
い、アルミホイールを鋳造した。先ず下型１０、中間型
１１及び上型１２を組付け、スリーブ２を下型１０の湯
口１５と連通するように組付けて固定する。スリーブ２
には所定量のアルミニウム合金溶湯が注湯され、図示し
ない駆動手段により射出プランジャチップ２０が高速で
上昇駆動される。これにより湯温が低下するのが防止さ
れている。

【００１４】第１湯先検出センサ３１により、湯先が意
匠キャビティ１３の入口に到達したことが検知される
と、制御装置４は図示しない駆動装置に信号を送り射出
プランジャチップ２０を低速駆動とする。これにより、
溶湯が高速のまま意匠キャビティ１３に充填されるのが
防止され、アルミホイ−ルの意匠部への空気の巻き込み
不良が防止されている。

【００１５】意匠キャビティ１３の入口で低速となった
溶湯は、湯口１５から放射状に広がりながら意匠キャビ
ティ１３を低速で充填する。そして意匠キャビティ１３
が完全に充填されると、湯先は第２湯先検出センサ３２
の位置に到達する。すると第２湯先検出センサ３２が制
御装置４に信号を送り、制御装置４は図示しない駆動装
置に信号を送って射出プランジャチップ２０を高速駆動
とする。これにより溶湯はリムキャビティ１４内を高速
で充填し、鋳型１により熱を奪われやすい薄肉のリムキ
ャビティ１４内での湯温の低下が防止される。

【００１６】すなわち本実施例の高圧鋳造方法によれ
ば、意匠キャビティ１３を充填する溶湯は、そこまでは
高速で移動しているため湯温が高く、湯先は意匠キャビ
ティ１３の入口から出口まで確実に低速で移動する。し
たがって意匠部への空気の巻き込みが防止され、ブリス
タなどの気泡不良の発生が防止されているので、優れた
品質の意匠面が形成される。

【００１７】そして薄肉のリムキャビティ１４の入口で
溶湯は高速となってリムキャビティ１４を充填するた
め、湯温の低下による湯境い不良などが防止されてい
る。そして上記作用効果は、第１湯先検出センサ３１及
び第２湯先検出センサ３２によって湯先がその位置に到
達したことが直接的に検出されることによって奏される
ものであるから、スリーブ２内に注湯される溶湯量には
無関係であり、優れた品質のアルミホイールを安定して
鋳造することができる。

【００１８】

【発明の効果】したがって本発明の高圧鋳造方法によれ
ば、湯先を検出するセンサにより低速充填すべき時点と
高速充填すべき時点を確実に検知できるため、空気の巻
き込みによるブリスタや湯温の低下による湯境いの表出
などの不具合が確実に防止できる。

【００１９】すなわちスリーブ内に注湯された溶湯の湯
量にばらつきが生じても、それに影響されることなく安
定した品質で鋳造することができ、不良率を著しく低減
することができる。さらに従来必要であったマグネスケ
ールなどの射出プランジャチップの位置を検出する装置
が不要となり、設備の保守点検に要する工数が低減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で用いた高圧鋳造用鋳型の断
面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】従来の高圧鋳造用鋳型の断面図である。

【符号の説明】

１：金型 ２：スリーブ ４：
制御装置 １３：意匠キャビティ １４：リムキャビティ １
５：湯口 ２０：射出プランジャチップ ３１，３２：湯先検出
センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ内に注湯された溶湯を射出プラ
   ンジャチップにより押圧して鋳型キャビティ内に充填す
   る高圧鋳造方法において、 該キャビティの所定位置に溶湯の存在を検知するセンサ
   を設け、該センサからの信号に基づいて該射出プランジ
   ャチップの押圧速度を制御することを特徴とする高圧鋳
   造方法。