(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型とで形成されるキャビティ内から、前記固定金型と可動金型内で前記キャビティと連通して形成される真空吸引路及び該真空吸引路に接続された吸引管を介して空気を吸引して前記キャビティ内を減圧する減圧装置と、前記キャビティと連通し、給湯装置により溶湯が注入され、内部を移動するプランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブに酸素送出管が接続され、該酸素送出管を介して、酸素ボンベから前記キャビティ及びスリーブの内部に酸素を供給する酸素充填装置と、前記減圧装置による空気の吸引、前記酸素ボンベからの酸素の供給を制御する制御部とを一つの基台上に一体的に設けたＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置であって、
前記制御部は、前記減圧装置によりキャビティ内の空気を吸引してキャビティ内を減圧させた後に空気の吸引を停止させ、その後に前記酸素ボンベから酸素を、最初は流量を多くして供給し、所定時間後に流量を少なくし、それと同時に前記給湯装置による溶湯の注入を行わせるための鋳込み指令信号を発することを特徴とするＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記プランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出させる際に、前記酸素ボンベからの酸素の供給を、射出途中で停止させることを特徴とする請求項１に記載のＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【請求項３】
前記真空吸引路と前記減圧装置との間の経路中に開放バルブを設け、前記制御部は、前記プランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出させる際に、前記開放バルブを作動させて、キャビティ内の酸素を、前記真空吸引路を通して、外部に放出させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【請求項４】
前記スリーブと前記酸素ボンベとの間の経路中に真空計を設け、前記制御部は、前記キャビティの減圧を開始してから所定時間後に、前記真空計の真空圧が所定値まで低下しないとき、異常を通知することを特徴とする請求項１，２又は３に記載のＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【請求項５】
前記真空吸引路と前記減圧装置との間の経路中、及び前記スリーブと前記酸素ボンベとの間の経路中に、エアーブロー用のエアーバルブと圧力計を設け、前記制御部は、製品を金型から押し出した後、前記エアーバルブを所定時間だけ開けて減圧経路及び酸素供給経路をエアーブローする際に、前記圧力計の圧力が所定値を超えたとき、異常を通知することを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【請求項６】
前記酸素ボンベと前記キャビティ内への酸素供給路を開閉するバルブとの間にフローメータを設け、前記制御部は、酸素充填時以外の期間に該フローメータが流量を検知したとき、異常を通知することを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＦ(Pore Free)ダイカスト装置において、金型キャビティ内を減圧してから、酸素を充填するための、ＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＦダイカスト装置は、真空ポンプにより金型キャビティ内を減圧した後、キャビティ内に酸素を充填し、溶湯を充填しながら溶湯と酸素とを反応させて、一時的に高真空状態にさせることにより、製品中のガス欠陥を低減させるようにしたもので、例えば、特許文献１〜３に示されるように従来から知られている。
【０００３】
図４は、従来のＰＦダイカスト装置を示す図である。図４において、１は固定金型、２は可動金型、３はキャビティ、４はスリーブ、５はプランジャチップ、６は給湯口、７は真空吸引路、８は酸素ノズルである。
【０００４】
固定金型１と可動金型２とで型締めを行ってキャビティ３を形成し、給湯口６より溶湯Ｍを給湯後、プランジャチップ５を金型側に、給湯口６を塞ぐ位置まで移動させる。その状態で真空ポンプＰを作動させ、バルブＶＰを開いて、キャビティ３及びスリーブ４内を減圧する。その後、バルブＶＢを開き、酸素ボンベＢから酸素ノズル８を通して、スリーブ４内に酸素を注入する。そして、減圧と酸素注入を行いながら、プランジャチップ５をスリーブ４の最奥部まで急激に移動させて、溶湯Ｍをキャビティ３内に射出する。
【０００５】
このようにすれば、射出時に、アルミニウム，アルミニウム合金等の軽金属溶湯と酸素とが反応し、キャビティ３内が一時的に高真空状態になって、製品内に発生するガス欠陥が非常に少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２５１５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３５５７号公報
【特許文献３】特開２００５−４６９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のＰＦダイカスト装置では、作業開始前に、真空ポンプＰとバルブＶＰ、及び、酸素ボンベＢとバルブＶＢをダイカスト装置に取り付け、さらに、真空ポンプＰ，バルブＶＰ，バルブＶＢの制御装置を接続する必要があって、準備作業に非常に手間がかかるという問題点があった。
【０００８】
また、真空ポンプＰを運転して減圧を行いながら、酸素注入を行うため、酸素を無駄に消費するだけでなく、作業時に酸素が周囲に拡散して非常に危険な状態になるという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、そのような問題点に鑑み、作業開始前の準備作業を簡単化するとともに、作業時に酸素の無駄な消費を抑え、安全が確保できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本願の請求項１にかかる発明は、固定金型と可動金型とで形成されるキャビティ内から、前記固定金型と可動金型内で前記キャビティと連通して形成される真空吸引路及び該真空吸引路に接続された吸引管を介して空気を吸引して前記キャビティ内を減圧する減圧装置と、前記キャビティと連通し、給湯装置により溶湯が注入され、内部を移動するプランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブに酸素送出管が接続され、該酸素送出管を介して、酸素ボンベから前記キャビティ及びスリーブの内部に酸素を供給する酸素充填装置と、前記減圧装置による空気の吸引、前記酸素ボンベからの酸素の供給を制御する制御部とを一つの基台上に一体的に設けたＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置であって、前記制御部は、前記減圧装置によりキャビティ内の空気を吸引してキャビティ内を減圧させた後に空気の吸引を停止させ、その後に前記酸素ボンベから酸素を、最初は流量を多くして供給し、所定時間後に流量を少なくし、それと同時に前記給湯装置による溶湯の注入を行わせるための鋳込み指令信号を発することを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記制御部は、前記プランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出させる際に、前記酸素ボンベからの酸素の供給を、射出途中で停止させることを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項３にかかる発明は、請求項１又は２にかかる発明において、前記真空吸引路と前記減圧装置との間の経路中に開放バルブを設け、前記制御部は、前記プランジャチップによりキャビティ内に溶湯を射出させる際に、前記開放バルブを作動させて、キャビティ内の酸素を、前記真空吸引路を通して、外部に放出させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項１，２又は３にかかる発明において、前記スリーブと前記酸素ボンベとの間の経路中に真空計を設け、前記制御部は、前記キャビティの減圧を開始してから所定時間後に、前記真空計の真空圧が所定値まで低下しないとき、異常を通知することを特徴とする。
【００１４】
また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項１，２，３又は４にかかる発明において、前記真空吸引路と前記減圧装置との間の経路中、及び前記スリーブと前記酸素ボンベとの間の経路中に、エアーブロー用のエアーバルブと圧力計を設け、前記制御部は、製品を金型から押し出した後、前記エアーバルブを所定時間だけ開けて減圧経路及び酸素供給経路をエアーブローする際に、前記圧力計の圧力が所定値を超えたとき、異常を通知することを特徴とする。
【００１５】
また、本願の請求項６にかかる発明は、請求項１，２，３，４又は５にかかる発明において、前記酸素ボンベと前記キャビティ内への酸素供給路を開閉するバルブとの間にフローメータを設け、前記制御部は、酸素充填時以外の期間に該フローメータが流量を検知したとき、異常を通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項１にかかる発明においては、固定金型と可動金型とで形成されるキャビティ内を減圧するための減圧装置と、前記キャビティの内部及び該キャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブの内部に充填するための酸素を供給する酸素充填装置と、前記減圧及び酸素供給等を制御する制御部とを一つの基台上に一体的に設けた。その結果、作業開始前、本装置をダイカスト装置の近くに持ってきて、減圧用の真空吸引路へ吸引管を接続し、スリーブへ酸素送出管を接続し、通信用のコネクタ等を接続するだけで準備が完了するので、作業開始前の準備作業が非常に簡単になる。また、減圧装置によりキャビティ内の空気を吸引してキャビティ内を減圧させた後に空気の吸引を停止させ、その後に前記酸素ボンベから酸素を、最初は流量を多くして供給し、所定時間後に流量を少なくし、それと同時に前記給湯装置による溶湯の注入を行わせるようにしたので、酸素充填中、酸素を周囲に撒き散らすことがなくなって、酸素の無駄な消費を抑え、安全が確保できる。
【００１７】
また、請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかるＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置において、溶湯をキャビティ内に射出する際には、酸素の供給を射出途中で停止させるようにしたので、より一層、酸素の無駄な消費を抑え、かつ、安全が確保できる。
【００１８】
また、請求項３にかかる発明においては、請求項１又は２にかかるＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置において、溶湯をキャビティ内に射出する際に、開放バルブを作動させて、キャビティ内の酸素を、前記キャビティを減圧する際に用いる吸引通路を通して、外部に放出させるようにしたので、減圧作業を停止させた状態でも、キャビティ内の酸素を安全に逃がすことができる。
【００１９】
また、請求項４にかかる発明においては、請求項１，２又は３にかかるＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置において、キャビティの減圧開始後、所定時間後に、前記スリーブと酸素ボンベとの間の経路中に設けられた真空計の真空圧が所定値まで低下しないとき、異常を通知するようにしたので、減圧不足による不良品の発生を防止できる。
【００２０】
また、請求項５にかかる発明においては、請求項１，２，３又は４にかかるＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置において、前記真空吸引路と前記減圧装置との間の経路中、及び前記スリーブと前記酸素ボンベとの間の経路中に、エアーブロー用のエアーバルブと圧力計を設け、エアーブローする際に、減圧経路及び酸素供給経路の圧力が所定値を超えたとき、異常を通知するようにしたので、減圧経路及び酸素供給経路の詰まりを簡単に検知して、不良品の発生を防止できる。
【００２１】
また、請求項６にかかる発明においては、請求項１，２，３，４又は５にかかるＰＦダイカスト装置用減圧・酸素充填装置において、前記酸素ボンベと前記キャビティ内への酸素供給路を開閉するバルブとの間にフローメータを設け、酸素充填時以外の期間に該フローメータが流量を検知したとき、異常を通知するようにしたので、酸素供給路に酸素漏れが生じたとき、それを確実に検知して、酸素の無駄な消費を防止するとともに、安全が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の減圧・酸素充填装置を適用したＰＦダイカスト装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る減圧・酸素充填装置の概略構成図である。
【図３】本発明の減圧・酸素充填装置の動作説明図である。
【図４】従来のＰＦダイカスト装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の減圧・酸素充填装置を適用したＰＦダイカスト装置の一例を示す図である。符号は、図４のものに対応しており、９は吸引通路接続部、１０は酸素ノズル接続部、１３は吸引管コネクタ、１４は吸引管、１５は酸素送出管コネクタ、１６は酸素送出管である。
【００２５】
ダイカスト装置制御部１１は、可動金型２の開閉、給湯口６への溶湯の注入、プランジャチップ５の作動等を行う作動機構を制御する。減圧・酸素充填装置１２には、キャビティ３内を減圧するための真空ポンプ，キャビティ３やスリーブ４内へ酸素を充填するための酸素ボンベ、配管の各部を開閉して真空ポンプや酸素ボンベによる減圧や酸素充填を行う各種バルブ、及び、それら真空ポンプや各種バルブ等の各部を制御するための制御部を一つの基台上に一体的に設けている。制御部は、シーケンサー又はＰＬＣ(Programmable Logic Controller)と呼ばれているコントローラにより構成されている。また、タッチパネル式の表示器も備えている。
【００２６】
減圧・酸素充填装置１２には、吸引管コネクタ１３付きの吸引管１４と酸素送出管コネクタ１５付きの酸素送出管１６とが設けられている。そして、減圧・酸素充填装置１２をダイカスト装置の近傍に運び、電源ケーブル及び信号ケーブルをダイカスト装置に接続した後、吸引管コネクタ１３をダイカスト装置の吸引通路接続部９に接続し、酸素送出管コネクタ１５を酸素ノズル接続部１０に接続するだけで準備が完了する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施例に係る減圧・酸素充填装置の概略構成図である。符号１３〜１６は、図１のものに対応しており、１７は真空引きする際にバリ等を取り除くためのフィルタ、１８は電磁式の型側圧開放バルブ、１９は電磁式の型側開閉バルブ、２０は電磁式の型側圧力計開閉バルブ、２１は型側圧力計、２５はサージタンク、２２は電磁式の真空計開閉バルブ、２３は真空元側真空計、２４は電磁式の真空元開閉バルブ、２６は真空ポンプ、２７は型側真空計開閉バルブ、２８は型側真空計で、キャビティ３内を減圧するためのものである。
【００２８】
また、２９は酸素ノズル側圧力計、３０は電磁式の酸素大量バルブ、３１，３４はフローメータ、３２，３５は流量調整弁、３３は電磁式の酸素少量バルブ、３６は電子フローメータ、３７は酸素元圧力計、３８は電磁式の酸素元開閉バルブ、３９は切換弁、４０，４１は酸素ボンベで、キャビティ３，スリーブ４内に酸素を充填するためのものである。
【００２９】
そして、４２は電磁式の酸素側エアーバルブ、４３は電磁式の真空側エアーバルブ、４４は手動のエアーストップバルブで、エアーストップバルブ４４は、作業準備段階で開けておく。また、酸素側エアーバルブ４２と真空側エアーバルブ４３は、出来上がった製品を金型から取り外した後に開いて、減圧側及び酸素充填側の系統のエアーブローを行うためのものである。
【００３０】
次に、この減圧・酸素充填装置１２の動作を説明する。図３は、この減圧・酸素充填装置の動作説明図である。まず、真空元開閉バルブ２４，真空計開閉バルブ２２を開けて、真空元側真空計２３により真空圧を確認する。この時、真空元側真空計２３の真空圧が、所定時間、例えば３秒間、設定値、例えば、−５００Torr（５００Torrの負圧）以下にならなければ、真空元圧が異常であると判定して、その後の作業を停止させる。
【００３１】
また、切換弁３９により酸素ボンベ４０，４１の一方を接続し、酸素元開閉バルブ３８を開けて、酸素元圧力計３７により酸素圧力を確認する。この時、酸素元圧力計３７の圧力が、所定時間、例えば３秒間、設定圧、例えば、０．２５MPa以上にならなければ、酸素元圧が異常であると判定して、その後の作業を停止させる。
【００３２】
真空圧及び酸素圧力に異常がなければ、固定金型１と可動金型２の型締めを行った後、ダイカスト装置制御部１１から真空引き開始信号を受けて、型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９を開いて真空引きを開始する。型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９は、タイマにより、予め設定された時間だけ開かれる。この時、型側真空計２８の真空圧が、所定時間、例えば２秒後に設定値、例えば、−５０Torr以下にならなければ、キャビティ３内の真空圧に異常があると判定する。そして、出来上がった製品を金型から取り出して、良品・不良品の振り分けを行うロボットに異常発生を通知して、捨て打ち動作をさせる。
【００３３】
型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９が開かれた時点からタイマの設定時間が経過して、型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９が閉じられ、減圧が完了したら、酸素大量バルブ３０と酸素少量バルブ３３とが開けられて、大量の酸素が酸素ボンベ４０，４１から酸素送出管１６，酸素ノズル８を通して、スリーブ４及びキャビティ３内に供給される。酸素大量バルブ３０は、タイマにより、予め設定された時間だけ開かれる。なお、酸素大量バルブ３０，酸素少量バルブ３３を流れる酸素の流量は、それぞれ流量調整弁３２，３５により調整される。
【００３４】
タイマの設定時間が経過して酸素大量バルブ３０が閉じられた時、ダイカスト装置制御部１１に対して鋳込み指令信号を送信する。ダイカスト装置制御部１１は、その鋳込み指令信号を受けて、給湯装置により給湯口６からスリーブ４の中に溶湯を注入させる。その際、酸素少量バルブ３３を通して、酸素ノズル８から少流量の酸素が供給され続ける。給湯が完了したら、ダイカスト装置制御部１１は、プランジャチップ５を作動させて射出を開始するとともに、減圧・酸素充填装置１２に対して射出信号を送信する。減圧・酸素充填装置１２は、射出の途中で酸素の供給が停止されるように、射出信号を受けてから少し遅らせて酸素少量バルブ３３を閉じる。また、溶湯を射出させる際には、型側圧開放バルブ１８を作動させて、キャビティ３内の酸素を、真空吸引路７を通して、外部に放出させる。
【００３５】
ダイカスト装置制御部１１は、射出が終わったら、金型内の製品が冷えた後、可動金型２を移動させて金型を開いて、製品を金型から押し出すとともに、押出信号を減圧・酸素充填装置１２に送信する。減圧・酸素充填装置１２は、その押出信号を受けて、酸素側エアーバルブ４２と真空側エアーバルブ４３を、タイマにより、予め設定された時間だけ開
き、さらに、型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９、型側圧力計開閉バルブ２０も開いて、エアーブローを行う。その際、型側真空計２８にエアーの圧力が型側真空計２８に加わらないように型側真空計開閉バルブ２７を閉じる。そしてこの時、型側圧力計２１の圧力が、所定時間、例えば１秒間、設定圧、例えば、０．１２MPaを超えたら、金型につながる経路に詰まりがあると判定し、また、酸素ノズル側圧力計２９の圧力が、所定時間、例えば１秒間、設定圧、例えば、０．３MPaを超えたら、酸素ノズル８が詰まっていると判定して、その後の作業を停止させる。
これで作業の１サイクルが終わる。
【００３６】
このようなサイクルを繰り返し行うが、作業の途中、減圧時等、酸素大量バルブ３０，酸素少量バルブ３３及び酸素側エアーバルブ４２が閉じている時で、本来、電子フローメータ３６に酸素が流れないはずの時に、電子フローメータ３６が流量を検知したら、酸素漏れのおそれがあって危険なので、赤色ランプを点灯させる等して警報を発するとともに、作業を停止させる。
【００３７】
また、作業サイクル中、減圧時に型側圧開放バルブ１８，型側開閉バルブ１９を開く時間や、酸素充填時に酸素大量バルブ３０と酸素少量バルブ３３を開く時間等をタイマで制御するようにしているが、それらのタイマの設定や、各部の異常を検知する際の基準圧力の設定等は、予め、タッチパネルに設定画面を表示し、タッチパネルでキー入力することにより行う。また、それらの設定値は、適用するダイカスト装置別に識別番号等を付けて保存しておき、必要に応じてそれらを読み出して使うようにしてもよい。そのようにすれば、ダイカスト装置が変わる毎に、いちいち各設定項目を入力しなくても、一括して読み出して設定することが可能になる。
【００３８】
また、上記実施例では、キャビティ３内を減圧するのに真空ポンプ２６を用いたが、真空ポンプ２６の代わりに、その他の減圧装置、例えば、ブロワーの吸い込み側を利用して減圧するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  固定金型
２  可動金型
３  キャビティ
４  スリーブ
５  プランジャチップ
６  給湯口
７  吸引通路
８  酸素ノズル
９  吸引通路接続部
１０  酸素ノズル接続部
１１  ダイカスト装置制御部
１２  減圧・酸素充填装置
１３  吸引管コネクタ
１４  吸引管
１５  酸素送出管コネクタ
１６  酸素送出管
１７  フィルタ
１８  型側圧開放バルブ
１９  型側開閉バルブ
２０  型側圧力計開閉バルブ
２１  型側圧力計
２２  真空計開閉バルブ
２３  真空元側真空計
２４  真空元開閉バルブ
２５  サージタンク
２６  真空ポンプ
２７  型側真空計開閉バルブ
２８  型側真空計
２９  酸素ノズル側圧力計
３０  酸素大量バルブ
３１，３４  フローメータ
３２，３５  流量調整弁
３３  酸素少量バルブ
３６  電子フローメータ
３７  酸素元圧力計
３８  酸素元開閉バルブ
３９  切換弁
４０，４１  酸素ボンベ
４２  酸素側エアーバルブ
４３  真空側エアーバルブ
４４  エアーストップバルブ
【図１】
0005550613.tif 000002
【図２】
0005550613.tif 000003
【図３】
0005550613.tif 000004
【図４】
0005550613.tif 000005