(57)【要約】【課題】キャビティに複数のガス抜きランナーが連通される場合、キャビティ内の背圧の除去順序を制御し、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできるダイカスト鋳造方法及び鋳造装置を提供する。【解決手段】各ガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部付近への溶湯の到達を検知し、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナー１０〜１５から順次閉塞され、キャビティ３の背圧抜き順序が制御されるので、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内の背圧を複数のガス抜きランナーにより除去しつつ、該キャビティに溶湯を加圧充填するダイカスト鋳造方法であって、
各ガス抜きランナーの前記キャビティとの接続部位付近への溶湯の到達を検知し、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞することで、キャビティ内の背圧抜き順序を制御することを特徴とするダイカスト鋳造方法。
【請求項２】
前記各ガス抜きランナーには、減圧手段が連通されることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト鋳造方法。
【請求項３】
金型のキャビティ内の背圧を複数のガス抜きランナーにより除去しつつ、該キャビティに溶湯を加圧充填するダイカスト鋳造装置であって、
前記各ガス抜きランナーの前記キャビティとの接続部位付近に、該ガス抜きランナーを閉塞する閉塞部材と、溶湯の到達を検知する溶湯検知センサーとを備えていることを特徴とするダイカスト鋳造装置。
【請求項４】
前記溶湯検知センサーと前記閉塞部材とが一体に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のダイカスト鋳造装置。
【請求項５】
前記閉塞部材はピン部材で、前記溶湯検知センサーは渦流センサーであり、前記ピン部材に前記渦流センサーが内蔵されることを特徴とする請求項３または４に記載のダイカスト鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト鋳造方法及び鋳造装置に関し、特に、金型のキャビティ内の背圧を除去しつつ、該キャビティに溶湯を加圧充填するダイカスト鋳造方法及び鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のダイカスト鋳造では、金型のキャビティ内の背圧を除去することで、キャビティへの溶湯の射出に応じて発生するガスが金型の外部に放出され、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品が得られるようにしている。
ところで、鋳造すべき製品が複雑な形状で大型であると、キャビティの１箇所からガス抜きを行うだけではガス抜きが不十分となる。このため、鋳造すべき製品が複雑な形状で大型である場合には、キャビティに連通するガス抜きランナーを複数備え、キャビティの複数箇所からガス抜きを行うようにしている。
【０００３】
また、キャビティに連通する各ガス抜きランナーは主ガス抜きランナーに集合され、該主ガス抜きランナーの端部が減圧バルブを介して減圧手段に連通されるか、あるいは減圧バルブを介して金型の外方に大気開放されている。
そこで、キャビティの背圧除去を制御する際には、例えば、主ガス抜きランナーの減圧バルブの手前に溶湯検知センサーを備え、該溶湯検知センサーが溶湯の到達を検知した際に減圧バルブを閉塞して、背圧除去を制御している。
【０００４】
しかしながら、この形態の場合、キャビティに連通するガス抜きランナーが１箇所であれば問題にならないが、上述したように、キャビティに連通するガス抜きランナーが複数備えられた場合には、溶湯がキャビティから、あるガス抜きランナーに先行して流れて減圧バルブにまで到達してしまうと、該溶湯の到達が検知されて減圧バルブが閉じてしまい、他のガス抜きランナーからの背圧の除去が全て停止されることになり、ガスがキャビティ内に充満したままで鋳造され、ガスの巻込みによる不良品が形成されるようになる。
【０００５】
なお、特許文献１には、鋳造金型ガス抜きピン制御方法が開示されている。
すなわち、特許文献１の鋳造金型ガス抜きピン制御方法は、キャビティ内の溶湯最終充填部位近傍に設けられたガス抜き孔より溶湯流れ方向上流側に溶湯の存在を検出する溶湯検出センサーを設け、溶湯検出センサーからの信号に基づいてガス抜きピンの駆動を制御し、溶湯先端を直接的に検出することで、ガス抜き孔からの溶湯の流出を防止すると共に、ガス巻込みによる不良品の発生を防止している。
【特許文献１】特開平７−８８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の鋳造金型ガス抜きピン制御方法では、溶湯最終充填部位が予め特定できており、該溶湯最終充填部位にガス抜き孔が設けられ、単に、ガス抜き孔より溶湯流れ方向上流側に溶湯が到達したらガス抜き孔が閉塞されるだけの構成であり、この特許文献１の鋳造金型ガス抜きピン制御方法は、鋳造すべき製品が複雑な形状で且つ大型で、キャビティ内に複数のガス抜きランナーが連通される形態を想定していない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、キャビティに複数のガス抜きランナーが連通される場合、キャビティ内の背圧の除去順序を制御し、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできるダイカスト鋳造方法及び鋳造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、特に、本発明のダイカスト鋳造方法は、各ガス抜きランナーのキャビティとの接続部位付近への溶湯の到達を検知し、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞することで、キャビティ内の背圧抜き順序を制御することを特徴としている。
これにより、鋳造すべき製品が複雑な形状で且つ大型で、キャビティに複数のガス抜きランナーが連通される場合、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞され、キャビティ内の背圧抜き順序を制御できるので、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできる。
なお、本発明のダイカスト鋳造方法及び鋳造装置の各種態様およびそれらの作用については、以下の（発明の態様）の項において詳しく説明する。
【０００９】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等に参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項乃至（５）項の各々が、請求項１乃至５の各々に相当する。
【００１０】
（１）金型のキャビティ内の背圧を複数のガス抜きランナーにより除去しつつ、該キャビティに溶湯を加圧充填するダイカスト鋳造方法であって、各ガス抜きランナーの前記キャビティとの接続部位付近への溶湯の到達を検知し、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞することで、キャビティ内の背圧抜き順序を制御することを特徴とするダイカスト鋳造方法。
従って、（１）項のダイカスト鋳造方法では、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞され、キャビティ内の背圧抜き順序を制御することができるので、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできる。
【００１１】
（２）前記各ガス抜きランナーには、減圧手段が連通されることを特徴とする（１）項に記載のダイカスト鋳造方法。
従って、（２）項のダイカスト鋳造方法では、減圧手段によりキャビティ内の背圧を強制的に除去するので、背圧の除去作用が促進される。
【００１２】
（３）金型のキャビティ内の背圧を複数のガス抜きランナーにより除去しつつ、該キャビティに溶湯を加圧充填するダイカスト鋳造装置であって、前記各ガス抜きランナーの前記キャビティとの接続部位付近に、該ガス抜きランナーを閉塞する閉塞部材と、溶湯の到達を検知する溶湯検知センサーとを備えていることを特徴とするダイカスト鋳造装置。
従って、（３）項のダイカスト鋳造装置では、溶湯の到達が検知されたガス抜きランナーから順次閉塞され、キャビティ内の背圧抜き順序を制御することができるので、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできる。
【００１３】
（４）前記溶湯検知センサーと前記閉塞部材とが一体に構成されていることを特徴とする（３）項に記載のダイカスト鋳造装置。
（５）前記閉塞部材はピン部材で、前記溶湯検知センサーは渦流センサーであり、前記ピン部材に前記渦流センサーが内蔵されることを特徴とする（３）項または（４）項に記載のダイカスト鋳造装置。
従って、（４）項及び（５）項のダイカスト鋳造装置では、その構造を簡素化できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャビティに複数のガス抜きランナーが連通される場合、キャビティ内の背圧の除去順序を制御し、ガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできるダイカスト鋳造方法及び鋳造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図５に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るダイカスト鋳造装置１は、図１及び図２に示すように、金型２と、該金型２のキャビティ３に溶湯を加圧充填するための射出装置４と、キャビティ３内の背圧を強制的に除去するための減圧手段５と、から概略構成されており、金型２には、型閉め状態で、キャビティ３に連通される複数のガス抜きランナー１０〜１５が備えられ、これらガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部付近には、その開口を閉塞する閉塞部材であるピン部材２０が備えられ、該ピン部材２０内に溶湯検知センサーである渦流センサー２１が一体に備えられている。
【００１６】
一般に、図１及び図２に示すように、鋳造成形の金型２は、可動金型２ａと固定金型２ｂとからなり、固定金型２ｂに可動金型２ａを合わせ閉じた状態で、可動金型２ａと固定金型２ｂとの間に製品形状のキャビティ３が形成される。また、型閉じ状態で、可動金型２ａと固定金型２ｂとの間には、キャビティ３に開口する複数のゲート２５と、該ゲート２５に、射出装置４が接続される湯口部２６を連絡する溶湯ランナー２７とが形成される。
射出装置４は、固定金型２ｂの湯口部２６に結合された射出スリーブ２８と、該射出スリーブ２８内に摺動可能に配設された射出プランジャー２９とから構成されている。この射出プランジャー２９は駆動手段（図示略）により射出スリーブ２８内を進退動可能になっている。また、射出スリーブ２８の後端側上部には、溶湯の給湯口３０が形成されている。
そして、溶湯を給湯口３０から射出スリーブ２８内に給湯した後、射出プランジャー２９を前進させることにより、溶湯が固定金型２ｂの湯口部２６から溶湯ランナー２７、各ゲート２５を経てキャビティ３内へ射出される。
【００１７】
また、型閉じ状態で、可動金型２ａと固定金型２ｂとの間には、キャビティ３に開口する複数のガス抜きランナー１０〜１５と、各ガス抜きランナー１０〜１５が集合される主ガス抜きランナー３１とが形成されている。この主ガス抜きランナー３１が減圧バルブ３２を介して減圧手段５と連通・遮断可能になる。
【００１８】
さらに、固定金型２ｂには、図１〜図３に示すように、各ガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部位付近に、該ガス抜きランナー１０〜１５を閉塞するピン部材２０が備えられている。このピン部材２０の後端部には駆動手段３５が連結され、ピン部材２０を駆動手段３５により各ガス抜きランナー１０〜１５の開口を横切るように進退動させることで、各ガス抜きランナー１０〜１５を開放・閉塞できる構成になっている。
ピン部材２０には、溶湯検知センサーの渦流センサー２１が内蔵され、該渦流センサー２１がピン部材２０が前進する方向に向かって電磁場を放射し、その変化を捉えることで、溶湯の到達を非接触で検知している。
渦流センサー２１と、ピン部材２０を進退動させる駆動手段３５とは電気的に接続されており、渦流センサー２１により溶湯の到達を検知した信号が駆動手段３５に入力されると、駆動手段３５が駆動されてピン部材２０が前進されることで、各ガス抜きランナー１０〜１５が閉塞されるようになっている。
【００１９】
なお、本実施の形態では、ピン部材２０と渦流センサー２１とを一体に構成しているが、これらピン部材２０と渦流センサー２１とを別体として、互いに近接するように固定金型２ｂにそれぞれ配置してもよい。この形態の場合には、ピン部材２０と渦流センサー２１とを並設し、渦流センサー２１を各ガス抜きランナー１０〜１５に対してそのキャビティ３側に配置する方が好ましい。
また、本実施の形態では、溶湯の到達を検知する溶湯検知センサーは、非接触型の渦流センサー２１が採用されているが、溶湯検知センサーを、円柱状の中央電極と、該中央電極と間隔をあけ同軸芯上に配置された円筒状の外部電極とから構成し、溶湯が中央電極と外部電極との間に流れたとき通電することで溶湯の到達を検知する接触型のセンサーで構成することもできる。
【００２０】
減圧手段５は、図２に示すように、真空タンク３６と、該真空タンク３６に蓄える負圧を発生する真空ポンプ３７とから構成されており、真空タンク３６内は、真空ポンプ３７の間欠運転により所定の真空度に維持されるようになっている。
なお、本実施の形態では、キャビティ３内の背圧を強制的に除去すべく減圧手段５が主ガス抜きランナー３１の一端に減圧バルブ３２を介して接続されているが、必ずしも、背圧を強制的に除去する必要はなく、主ガス抜きランナー３１の一端を、金型２の外部に単純に大気開放させてもよい。
【００２１】
次に、以上説明した本ダイカスト鋳造装置１によるダイカスト鋳造方法を、図１〜図５に基いて詳細に説明する。
鋳造の開始に際しては、減圧バルブ３２が閉じられ、各ガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部位付近に備えられたピン部材２０は固定金型２ｂ内に配置され、各ガス抜きランナー１０〜１５は全て開放された状態となっている。
この状態で、給湯口３０を通して射出スリーブ２８内に所定量の溶湯が供給され、射出装置４の射出プランジャー２９が所定速度で前進する。この射出プランジャー２９の前進により、射出スリーブ２８内の溶湯が、金型２内の溶湯ランナー２７から各ゲート２５を経てキャビティ３内に射出される。
【００２２】
そして、射出スリーブ２８内へ溶湯を供給し、射出プランジャー２９が給湯口３０を塞ぐ位置まで前進したタイミングに合わせて、減圧バルブ３２が開弁される。
すると、真空タンク３６内の負圧が、主ガス抜きランナー３１及び各ガス抜きランナー１０〜１５を経てキャビティ３内へ導入され、これにより、キャビティ３内の背圧が強制的に真空タンク３６内へ除去されるようになる。
そして、例えば、図４に示すように、キャビティ３内への溶湯の充填が進行され、溶湯が各ガス抜きランナー１１、１４、１５のキャビティ３との接続部位付近に先行して到達される。すると、図３（ａ）に示すように、各ガス抜きランナー１１、１４、１５のキャビティ３との接続部位付近に備えた渦流センサー２１が溶湯の到達を検知して、図３（ｂ）に示すように、駆動手段３５によりピン部材２０が前進して、各ガス抜きランナー１１、１４、１５が閉塞されて、各ガス抜きランナー１１、１４、１５内への溶湯の進入を防ぐ。
【００２３】
続いて、図５に示すように、背圧が溶湯と共にガス抜きランナー１０、１２、１３側に流動して、背圧が、開放されている各ガス抜きランナー１０、１２、１３及び主ガス抜きランナー３１を経由して真空タンク３６へ除去される。
そして、これら各ガス抜きランナー１０、１２、１３のキャビティ３との接続部付近にも溶湯が到達すると、各ガス抜きランナー１０、１２、１３のキャビティ３との接続部位付近に備えた渦流センサー２１が溶湯の到達を検知して、ピン部材２０が各ガス抜きランナー１０、１２、１３を閉塞して、全てのガス抜きランナー１０〜１５が閉塞される。
その結果、キャビティ３内の背圧が、各ガス抜きランナー１０〜１５から真空タンク３６内へ円滑に除去されると共に、キャビティ３内への溶湯の充填が完了する。
【００２４】
なお、主ガス抜きランナー３１の減圧バルブ３２の手前に、溶湯の到達を検知する溶湯検知センサーが備えられている金型２を使用する場合には、溶湯の到達順序が最後であると特定できるガス抜きランナー１０〜１５には溶湯検知センサーを備える必要がない。すなわち、この金型２を使用する場合には、最後に溶湯が到達されるガス抜きランナー１０〜１５がそのまま開放した状態であっても、溶湯が最後のガス抜きランナー１０〜１５から主ガス抜きランナー３１に流れ込み、減圧バルブ３２の手前に到達された時点で減圧バルブ３２が閉弁されるので、溶湯の到達順序が最後であると特定できるガス抜きランナー１０〜１５には溶湯検知センサーを備える必要がない。
【００２５】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、各ガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部位付近に、各ガス抜きランナー１０〜１５を閉塞するピン部材２０と、該ピン部材２０に内蔵され、溶湯の到達を検知する渦流センサー２１とを備えており、各ガス抜きランナー１０〜１５のキャビティ３との接続部位付近に溶湯が到達すると、渦流センサー２１により溶湯の到達が検知され、該ガス抜きランナー１０〜１５がピン部材２０で閉塞される。
これにより、溶湯が到達したガス抜きランナー１０〜１５から順次閉塞されるので、キャビティ３内の背圧抜き順序が容易に制御されると共に湯流れを制御することができガスの巻込みの少ない良好な品質の鋳造品を得ることのできる。
また、各ガス抜きランナー１０〜１５には、真空ポンプ３７と真空タンク３６とから構成される減圧手段５が減圧バルブ３２を介して連通されているので、キャビティ３内の背圧を強制的に真空タンク３６に除去することができ、背圧の除去作用を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るダイカスト鋳造装置を示す金型内の断面図である。
【図２】図２は、図１と同様で、本発明の実施の形態に係るダイカスト鋳造装置を示す金型内の断面図である。
【図３】図３（ａ）は渦流センサーにより溶湯の到達を検知する様子を示し、（ｂ）はピン部材が前進してガス抜きランナーを閉塞する様子を示した断面図である。
【図４】図４は、キャビティ内へ溶湯が充填される途中段階を示す断面図である。
【図５】図５は、キャビティ内へ溶湯が充填完了した際の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ダイカスト鋳造装置，２  金型，２ａ  可動金型，２ｂ  固定金型，３  キャビティ，４  射出装置，５  減圧手段，１０〜１５  ガス抜きランナー，２０  ピン部材（閉塞部材），２１  渦流センサー（溶湯検知センサー），３６  真空タンク，３７  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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