JPH1034310A - チルベントのガス抜き方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チルベントのガス抜き溝内で溶融物を確実に
凝固させることで、溶融物の流出を防いでキャビティ内
の気密を保ち、かつガス抜き溝の隙間が従来よりも広く
取れることで、ガス抜き効果も高めることのできるチル
ベントのガス抜き方法及びその装置。 【解決手段】 チルベントのガス抜き溝内に冷却液を吐
出し、キャビティ内のガスに続いて排出されてくる溶融
物を直接冷却し、溶融物の直進性を抑え、凝固させる。
また、チルベントのガス抜き溝内に冷却液を吐出する冷
却液供給手段を備える。また、前記冷却液に泡状化した
ものを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカスト金型や
射出成形用金型において、エアー抜きを目的として使用
されるチルベントのガス抜き溝からの溶湯および溶融樹
脂の漏れ防止方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカスト鋳造や射出成形に使用される
金型の分割面に、キャビティ内の空気、もしくは離型剤
より発生するガス等を排出するためのチルベントを設け
る技術が既に知られている。図４は従来のチルブロック
１８、１９からなるチルベント１０を搭載した金型１１
の断面図を示している。金型１１は、固定盤３８に装着
された固定金型３９と、可動盤４０に装着されて固定金
型３９方向へ進退可能な可動金型４１から構成されてい
る。両金型３９、４１の分割面４２には、キャビティ面
４３が刻設されており、可動金型４１が固定金型３９と
当接した際にキャビティ１２が形成されるようになって
いる。また、固定盤３８のスリーブ孔４４には、注湯口
３１を有する射出スリーブ３２が挿入されている。射出
スリーブ３２内には、射出プランジャ３３が摺動可能に
内設されている。射出プランジャ３３は、プランジャロ
ッド４５とプランジャロッド４５先端部に固定されたプ
ランジャチップ３４から構成されている。プランジャロ
ッド４５の他端は射出駆動装置（図示しない）と接続し
ている。プランジャチップ３４の外径は、射出スリーブ
３２の内径と略同一である。射出スリーブ３２内とキャ
ビティ１２とは、ランナ部４６およびその上部に形成さ
れたゲート部４７を介して連通されている。可動金型４
１には、分割面４２に対して略垂直にピン挿入孔５１が
形成されており、そのピン挿入孔５１には、鋳造後、キ
ャビティ１２内で凝固した鋳造品を押し出すための押し
出しピン４８がキャビティ１２内に対して出没可能に設
けられている。この押し出しピン４８は複数本配置され
るもので、その一端は押し出し板４９に連通されてお
り、他端はキャビティ面４３の一部を形成している。キ
ャビティ１２上方の金型３９、４１には、固定チルブロ
ック１８と可動チルブロック１９からなるチルベント１
０が内設されている。両チルブロック１８、１９の分割
面４２には、多数の山形溝の連続する波形形状が形成さ
れており、両チルブロック１８、１９が閉じると、ジグ
ザグ状のガス抜き溝２０が形成される。このガス抜き溝
２０の隙間は、浸入してくる溶湯もしくは溶融樹脂（以
下、溶融物と略す）に対する冷却効果を高めるためと、
隙間が大きすぎると溶融物の浸入量が大きくなるという
理由から、０．５ミリ以下に設定してある。キャビティ
１２内部と開放口３６とは、連通孔１３とガス抜き溝２
０を介して連通されている。開放口３６は、導管３７を
介して真空吸引装置３５と繋がっているか、もしくは大
気に開放されている。

【０００３】上記のようなチルベント１０を搭載する金
型１１で鋳造を行うにあたっては、まず注湯口３１から
射出スリーブ３２内に溶融物１４を供給する。射出スリ
ーブ３２内を摺動可能な射出プランジャ３３のプランジ
ャロッド４５を前進させることによって射出が開始され
る。真空鋳造の場合は、プランジャチップ３４が注湯口
３１を塞ぐ位置に達した時、真空吸引装置３５を作動さ
せてキャビティ１２内部の減圧を開始する。プランジャ
チップ３４によって押し出された溶融物１４は、射出ス
リーブ３２内からランナ部４６、ゲート部４７を経由し
てキャビティ１２内部へ注入される。溶融物１４の注入
に伴い、キャビティ１２内のガスは、チルベント１０内
に形成されるガス抜き溝２０を通過して開放口３６に向
かい、導管３７を介して接続した真空吸引装置３５によ
り吸引されるか、もしくは開放口３６を大気に開放して
おいて、自然排気される。溶融物１４の充填が進み、キ
ャビティ１２内のガスがガス抜き溝２０を通って略全て
排気されると、続いて溶融物１４がガス抜き溝２０内に
流入する。ガス抜き溝２０の隙間は０．５ミリ以下と微
小で抵抗が高く、かつ溶融物１４が両チルブロック１
８、１９によって冷却されるため、溶融物１４の先端部
はガス抜き溝２０内で凝固し、ガス抜き溝２０を閉塞す
る。以上の動作により、溶融物１４の金型１１外部への
流出が阻止され、キャビティ１２内部の気密性が保たれ
る。溶融物１４の充填終了後、さらにキャビティ１２内
の溶融物１４をより緻密にさせるためにプランジャチッ
プ３４によってキャビティ１２内の溶融物１４に最後の
高圧加圧をかけ、押湯効果を与える。その後、一定時間
経過させて溶融物１４の冷却、固化を待ち、凝固を完了
させた後、可動金型４１を固定金型３９より引き離して
押し出し板４９を前進させる。鋳造品は、複数の押し出
しピン４８によってキャビティ１２から離型される。な
お、特開平２−２７４３５９号公報には、図５に示すよ
うな技術が開示されている。これは、チルベント５２の
ガス抜き溝５３の近傍に冷却路５４を設け、冷却路５４
に冷却水を通水することによってチルベント５２を冷却
可能とする、という技術である。この技術によってさら
に冷却効果が高められ、慣性力の大きい溶融物でもチル
ベントで冷却、固化されるため、溶融物が型外に流出し
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来方法にあっても、チルベントで溶融物を間接的に冷却
するものであるため、十分な冷却効果が得られない。こ
のため、ガス抜き溝の隙間を狭める必要があり、ガス抜
き効果の低下を招く。本発明は、上述の問題に鑑みてな
されたものであり、ガス抜き溝に進入してくる溶融物を
直接冷却することで、溶融物の流出を確実に防止し、か
つガス抜き溝の隙間を従来よりも広く取ることのできる
チルベントのガス抜き方法及びその装置を提供すること
を解決すべき課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有するチルベントのガス抜き方法及びその装置に
よって解決される。即ち、請求項１に記載の発明は、チ
ルベントのガス抜き溝内に冷却液を吐出し、キャビティ
内のガスに続いて排出されてくる溶融物を直接冷却する
ことを特徴とする。このため、直接、溶融物の直進性を
抑え、凝固させることで溶融物の漏れを確実に抑えるこ
とができる。また、ガス抜き溝の隙間を従来よりも広く
取ることが可能となる。また、請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載した冷却液が泡状化していることを
特徴とする。このため、冷却液の比重が軽いことから、
冷却液がキャビティ内に浸入することを防ぐことができ
る。また、請求項３に記載の発明は、チルベントのガス
抜き溝内に冷却液を吐出する冷却液供給手段を備えたこ
とを特徴とする。このため、直接、溶融物の直進性を抑
え、凝固させることで溶融物の漏れを確実に抑えること
ができる。また、ガス抜き溝の隙間を従来よりも広く取
ることが可能となる。また、請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載した冷却液が泡状化していることを特徴
とする。このため、冷却液の比重が軽いことから、冷却
液がキャビティ内に浸入することを防ぐことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、従来技術と同
一箇所には、同一の符号および名称を用いて説明するこ
ととする。図２は、本発明の実施の形態に係るチルベン
ト１０を搭載したダイカスト金型１１の断面図である。
キャビティ１２と、隙間が約０．８〜１．２ミリに設定
されたガス抜き溝２０を結ぶ連通孔１３には、通過する
溶湯１４を検知するための溶湯感知センサ１５が、先端
面が連通孔１３の一部を形成するように配置されてい
る。この溶湯感知センサ１５は、信号線２７を介して金
型１１外部のＰＣ（プログラマブルコントローラ）２６
と接続しており、ＰＣ２６は、信号線５５を介して泡剤
供給ポンプ１６と接続している。図１は、図２における
チルベント１０構造の拡大断面図を示している。可動チ
ルブロック１９には、先端部がガス抜き溝２０の上流部
に開口する泡剤排出ピン２１が内設されている。泡剤排
出ピン２１は、可動チルブロック１９内に設けられた貫
通路２２、金型１１外部の泡剤供給路２３を介して泡剤
供給ポンプ１６と連通している。図３は、図１における
泡剤排出ピン２１の拡大断面図である。泡剤排出ピン２
１は、円柱形状の本体２４と、本体２４よりも径の小さ
い先端部２５からなっている。本体２４には、外周面に
沿って溝２８が形成されている。泡剤排出ピン２１の軸
芯には、本体２４と先端部２５に渡って貫通孔２９が形
成されており、貫通孔２９は先端部２５内において吐出
口５０に分岐している。また、貫通孔２９は通路３０を
介して外周溝２８と連通している。先端部２５の外周面
とチルベント１０内壁との間には、吐出口５０とガス抜
き溝２０を繋ぐクリアランスが設けられている。このク
リアランスは、溶湯が浸入して凝固し、泡剤１７の供給
を妨げてしまうことを防止するために、溶湯が浸入しな
い０．２ミリ以下の寸法に設定してある。

【０００７】上記のような泡剤排出ピン２１を内蔵する
チルベント１０を搭載した金型１１で鋳造を行うにあた
っては、注湯口３１から射出スリーブ３２内に溶湯１４
を供給し、プランジャチップ３４によって溶湯１４を押
し出すことによって射出を開始する。プランジャチップ
３４が注湯口３１を塞ぐ位置に達した時、真空吸引装置
３５を用いてキャビティ１２内部の排気を開始する。溶
湯１４は、射出スリーブ３２内からキャビティ１２内部
へ注入される。溶湯１４の注入に伴い、キャビティ１２
内のガスは、キャビティ１２上部に設けられたチルベン
ト１０のガス抜き溝２０を通過して開放口３６に向か
い、開放口３６に導管３７を介して繋がっている真空吸
引装置３５により吸引される。溶湯１４の充填が進み、
キャビティ１２内のガスが略全て排出されると同時に、
溶湯１４が連通孔１３に達する。連通孔１３に配置され
た溶湯感知センサ１５は、溶湯検知信号をＰＣ２６に送
信し、ＰＣ２６が泡剤供給ポンプ１６に泡剤供給信号を
送信することによって加圧された泡剤１７が泡剤供給路
２３、貫通路２２を経由して、泡剤排出ピン２１内に供
給される。泡剤排出ピン２１に達した泡剤１７は、外周
溝２８、通路３０、貫通孔２９を経由して先端部２５の
吐出口５０に送られ、前記クリアランスからガス抜き溝
２０内へ吐出される。泡剤１７は、ガス抜き溝２０上流
側より浸入してくる溶湯１４を直接的に冷却するため、
溶湯１４の先端部はガス抜き溝２０内で凝固する。よっ
て、ガス抜き溝２０は閉塞されるため、溶湯１４は導管
３７には浸入せず、キャビティ１２内部の気密性は保た
れる。

【０００８】なお、本実施の形態では、泡剤排出ピン２
１を可動チルブロック１９側に設けたが、固定チルブロ
ック１８側に設けてもよいことは言うまでもない。ま
た、従来のチルベントのガス抜き溝に比べて、断面積を
拡張することが可能となるため、ガスの排出効果が向上
する。また、チルベント内で凝固した溶湯は、型開きし
た後、取り除かれる。ガス抜き溝２０内へ排出された泡
剤１７は、減圧中は常に下流側の開放口３６へ流れてい
るため、泡剤１７がキャビティ１２側へ浸入して溶湯の
熱によってガス化して鋳造品に巣が生じてしまうという
ような品質劣化を防ぐことができる。また、泡剤１７を
回収して再利用することも可能である。

【０００９】本実施の形態では、キャビティ１２上部の
連通孔１３に配置された溶湯感知センサ１５に溶湯１４
が達した時に、ガス抜き溝２０内に泡剤１７を供給して
いたが、その他の方法でも、例えば射出プランジャ３３
の進出量に応じて泡剤１７を排出するタイミングを計る
ことも可能である。また、本実施の形態で溶湯１４を直
冷する手段として使用した泡剤１７は、水を泡状化させ
たものか、もしくは例えば次に示す方法で溶液を泡状化
させたものである。 起泡成分を持った材料、例えば脂肪酸塩を混入させ
た溶液を、機械的に攪拌するか、あるいは高圧ガスを吹
き込み泡立てる。脂肪酸塩の例として、ラウリン酸ナト
リウム、ステアリン酸ナトリウム、がある。 重炭酸ソーダの粉末とエアーを混合し、溶液と反応
させる。 高圧炭酸ガスを溶液に吹き込む。 溶液に揮発性アルコール成分をもつ発泡剤を圧入す
る。 さらに、上記水や溶液を泡状化させずに直接ガス抜き溝
２０に吐出して冷却させることも可能である。ただし、
水や溶液は比重が重く、キャビティ内に浸入する危険性
があることから、使用する際は泡状化したほうが好まし
い。また、従来、チルベント内で凝固した溶湯を容易に
離型させるために、離型剤を型開きしてからガス抜き溝
にスプレーで塗布していたのを、上記溶液に離型成分を
含ませておくことで、前記工程を省くことができる。さ
らに、通常、繰り返し鋳造作業に使用すると、キャビテ
ィ内に塗布された離型剤の付着堆積によりガス抜き溝の
流路断面積が減少し、所期のガス抜き状態が得られなく
なることから堆積物の除去および清掃を行わなければな
らなかったのが、冷却液が洗浄効果を有することにか
ら、ガス抜き溝内に張り付いた不純物を取り除くことが
可能となる。また、清掃のために鋳造機の運転を停止す
る必要もなくなるため、運転効率が向上する。本発明
は、本実施の形態で使用したチルブロックのガス抜き溝
に対してだけでなく、金型内に穿設したスリットに対し
ても適用することが可能である。

【００１０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、ガス抜
きを目的として使用されるチルベントのガス抜き溝に冷
却液を供給することで溶湯の直進性を抑え、溶融物の流
出を防ぎ、キャビティ内の気密性を保つことが可能とな
る。また、ガス抜き溝の隙間を従来より広く取れること
で、ガス抜き効果も高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るチルベント部の拡大
断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るチルベントを搭載し
た金型の断面図である。

【図３】図１における泡排出ピンの拡大断面図である。

【図４】従来のチルベントを搭載した金型の断面図であ
る。

【図５】従来のチルベント部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０─チルベント １１─金型 １４─溶融物 １７─
冷却液 ２０─ガス抜き溝 ２１─冷却液供給手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チルベントのガス抜き溝内に冷却液を吐
   出し、キャビティ内のガスに続いて排出されてくる溶融
   物を直接冷却することを特徴とするチルベントのガス抜
   き方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した冷却液が泡状化して
   いることを特徴とするチルベントのガス抜き方法。
3. 【請求項３】 チルベントのガス抜き溝内に冷却液を吐
   出する冷却液供給手段を備えたことを特徴とするチルベ
   ントのガス抜き装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載した冷却液が泡状化して
   いることを特徴とするチルベントのガス抜き装置。