(57)【要約】【課題】可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、溶湯の流入過程におけるガスもしくはエアの巻き込みを低減することを課題とする。【解決手段】溶湯を案内するスリーブ２と製品部を形成するキャビティ４との間に、ランナ７を形成し、該ランナ７とキャビティ４とを複数のゲート８を介して接続し、キャビティ４内の溶湯検知手段１１を設け、該検知手段１１により作動するゲート８の開閉手段９を複数のゲート８の一部もしくは全部に配設し、溶湯充填時にスリーブ２側に近いゲート８から順次開放する。【選択図】        図５
2005000922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、キャビティ内の溶湯を検出する溶湯検知手段を設け、該検知手段により作動するゲートの開閉手段を複数のゲートの一部もしくは全部に配設していることを特徴とするダイカストマシン。
【請求項２】
可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を配設し、キャビティ内で溶湯もしくはガスの流れ制御を行うことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項３】
可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナをキャビティの長手方向に沿って形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部の開閉により、キャビティ内でガス排出の経路の下流側から溶湯の充填を行うことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項４】
可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を設け、溶湯充填時にスリーブ側に近いゲートから順次開放することを特徴とするダイカストマシン。
【請求項５】
ゲートの開閉手段をスライド入れ子とすることを特徴とする請求項１、２、３もしくは４に記載のダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の射出成形を行うダイカストマシンに関する。より詳しくは、ダイカストマシンにおいて溶湯によるガスの巻き込みを低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストは、溶融金属を金型の中に高圧力を加えて圧入することにより、寸法の正確な部品を製作する鋳造技術である。従来、ダイカスト成形においては、型締された金型のキャビティ空間内へ溶湯を充填し、金型内での冷却固化の後に型開きしてダイカスト成形品を得ている。
金型のキャビティ空間内に溶湯を充填する充填工程では、溶湯は射出スリーブからランナを介して、ゲート部を通ってキャビティ空間内へ充填される。キャビティへの射出は、溶湯が冷却固化しないように、充填時間ができるだけ短時間に溶湯の充填を完了させるようにしている。
【０００３】
短時間で溶湯をキャビティ内に充填する場合には、溶湯が空気を巻き込み成形品内に巣が発生する可能性が高くなる。そこで、ゲート部の溶湯通過面積を調節したり、キャビティの充填率に応じて、溶湯のゲート部の通過速度を調節する技術が示されている（例えば、特許文献１）。
この他に、複数の鋳造品を製造する過程において、キャビティ内の圧力により流動抵抗を調節する技術（例えば、特許文献２を参照）も、知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０９５５８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４６７２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された技術では、１つのゲートを制御するものであり、ゲート部における溶湯の通過速度を調節するものである。このため、キャビティ内に流入する溶湯の単位時間あたりの溶湯流入量はプランジャーの押し出し速度により調節する必要がある。また、ゲート部を通過した後のキャビティ内における溶湯の流入を制御できない。
そして、特許文献２に記載された技術は、各キャビティの充填時間を調節するためのものであり、充填速度を向上させるためのものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は次のような手段を用いる。
請求項１に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、キャビティ内の溶湯を検出する溶湯検知手段を設け、該検知手段により作動するゲートの開閉手段を複数のゲートの一部もしくは全部に配設する。
【０００７】
請求項２に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を配設し、キャビティ内で溶湯もしくはガスの流れ制御を行う。
【０００８】
請求項３に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナをキャビティの長手方向に沿って形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部の開閉により、キャビティ内でガス排出の経路の下流側から溶湯の充填を行う。
【０００９】
請求項４に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を設け、溶湯充填時にスリーブ側に近いゲートから順次開放する。
【００１０】
請求項５に記載のごとく、ゲートの開閉手段をスライド入れ子とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
［第１実施例］
図１はダイカストマシンの構成例を示す側面断面図、図２は同じく後面断面図である。
ダイカストマシン１は、スリーブ２内に注入された溶湯をプランジャチップ３によりキャビティ４内に射出するものである。キャビティ４は固定型５と可動型６とを組み合わせることにより構成されるものであり、固定型５にはスリーブ２が固設されている。スリーブ２内の空間は複数のランナ７に接続されており、ランナ７とキャビティ４は複数のゲート８を介して接続されている。図１、図２においては、ランナ７は２つ構成されており、ゲート８は１つのランナ７に対して３つ設けられている。
【００１２】
ランナ７とゲート８とを接続する部位には、スライドピン９が配設されている。スライドピン９はゲート８の開閉手段であり、ランナ７とゲート８との接続部を開閉可能に構成されている。スライドピン９は入れ子により構成されるものであり、図１において、スライドピン９が左側に摺動することによりランナ７とゲート８との接続が断たれ、右側に摺動することによりランナ７とゲート８とが接続される。
図１および図２において、キャビティ４は上下方向に長い直方体に近い形状をしており、キャビティ４の近傍においてキャビティ４に沿ってランナ７が上下方向に設けられている。ゲート８は、左右にそれぞれ３箇所ずつ、上下方向に並んで構成されており、左右それぞれ上２つのゲート８・８をスライドピン９・９により開閉可能としている。
【００１３】
図３はダイカストマシンにおけるセンサの配置構成の一例を示す図、図４はセンサによる検出構成を示す模式図である。
ダイカストマシンにはセンサ１１・１１が配設されており、キャビティ４内における溶湯の流入量を認識可能している。
図３に示す構成においては、可動型６に超音波センサ１１・１１を配設している。超音波センサ１１によりキャビティ４内に溶湯が流入し、超音波センサ１１の配置位置の高さまで溶湯で満たしたことを認識可能としている。
【００１４】
超音波センサ１１はキャビティ４に向けて配設されて、超音波をキャビティ４に向けて発生させるものである。超音波センサ１１より発生した音波は型とキャビティ４との界面において反射する。そして、反射波が超音波センサ１１により検出される。これにより、超音波センサ１１により、超音波センサ１１の配設高さにおけるキャビティ４の界面状況が認識可能となる。そして、キャビティ４における溶湯の充填を認識可能となるものである。
超音波センサ１１とスライドピン９の駆動機構とは、共に図示しない制御装置に接続されており、超音波センサ１１の検出結果に応じてスライドピン９を摺動してランナ７からゲート８への経路を開閉可能としている。
【００１５】
次に、スライドピンの作動構成について説明する。
図５はスライドピンの開閉構成を示す図であり、図５（ａ）はスライドピンによる経路閉状態を示す図、図５（ｂ）は同じく開状態を示す図である。
スライドピン９は射出開始時において、ランナ７からゲート８ヘと接続する経路を閉ざしている。そして、図５（ａ）に示すごとく、キャビティ４内において、超音波センサ１１の配置高さまで溶湯が充填されるまでは、スライドピン９はランナ７からゲート８ヘと接続する経路を閉じた状態に維持する。
そして、図５（ｂ）に示すごとく、キャビティ４内において、超音波センサ１１の配置高さまで溶湯が充填されると、スライドピン９が摺動して、ランナ７からゲート８ヘと接続する経路を開くものである。
なお、スライドピン９の摺動手段としてはモータを用いたものや、シリンダを用いたものを利用することが可能であり、スライドピン９を摺動可能なものであればよい。
【００１６】
超音波センサを用いて、溶湯の流入を検知するので、キャビティ内の状況に応じてスライドピン９の制御を行い、溶湯の流れを制御可能とするものである。これにより、溶湯制御の信頼性を向上可能であるとともに、検出位置をキャビティ形状に応じて容易に変更することができる。
なお、スライドピン９の摺動制御は、プランジャチップの位置や、射出開始からの時間により行うことも可能である。これらの手法によりスライドピン９の摺動を制御することで制御構成を低コストかつ簡易に行うことができる。
【００１７】
次に、ランナ７からゲート８ヘと接続する経路の開閉による溶湯流の制御について説明する。
本実施例において、ランナ７からゲート８ヘの経路の開閉により、キャビティ４内に流入する溶湯流を制御するものである。スライドピン９の摺動制御を行うことにより、ランナ７とゲート８とを接続する経路の開閉を行い、キャビティ４への溶湯の流入経路を制御する。そして、キャビティ４内における溶湯の流れを制御するものである。
そして、優先的に溶湯を充填するためのゲート８には開閉手段を設けることなく、溶湯の射出による急激な流入を阻止すべく他のゲート８・・に開閉手段を設けるものである。これにより、確実に溶湯を優先的に充填されるべき部位に導き、安定した製品の成形を行うことができる。
【００１８】
図６は溶湯の制御構成を示す模式図、図６（ａ）は従来の溶湯の流れを示す図、図６（ｂ）は本実施例における射出初期における溶湯の流れを示す図、図６（ｃ）は射出後期における溶湯の流れを示す図である。
図６（ａ）において、従来の溶湯の流れについて説明する。ランナ７に複数のゲート８が接続されている構成において、キャビティ４内に溶湯を高速で射出すると、複数のゲート８より溶湯がキャビティ４内に流入する可能性がある。溶湯が複数のゲート８より一斉にキャビティ４内に流入した場合には、キャビティ４内において、溶湯によるガスやエアの巻き込みが発生する。
そこで、本実施例においては、溶湯を下部より順にキャビティ４内に導入して、溶湯がガスやエアを巻き込むことを防ぐものである。
【００１９】
本実施例においては、図６（ｂ）に示すごとく、溶湯の射出初期においては上部のゲート８・８はスライドピン９により閉ざされており、溶湯はキャビティ４内に下部のゲート８を介して導入される。そして、キャビティ４内に導入された溶湯量が一定量、もしくは溶湯が一定の高さに到達した場合に、スライドピン９を下方より順次解放してゆくものである。これにより、図６（ｃ）に示すごとく、キャビティ４内に溶湯を下部より順次導入することができるものであり、溶湯によるガスやエアの巻き込みを防止できるものである。
特に、エンジンのシリンダブロックなど、直方体に近い大物品をダイカストマシンにより成形する場合には、上下方向に設けられたランナ７に沿ってゲート８を複数個設け、製品下部から順次溶湯の充填を行わせることにより、ガスの巻き込みを防止し、キャビティ４内への単位時間あたりの溶湯流入量を増大でき、早期充填を行うことが可能となるものである。
【００２０】
次に、従来例と本実施例との含まれるガス量の比較結果について説明する。
図７は従来例と本実施例の充填方法により製品内に含まれるガス量を示す図である。
直方体に近い大物部品を成形するためのキャビティに対して、下方より徐々にゲートを開放する本実施例と、全ゲートを開放する従来例とにおいて、製品内に含まれるガス量を比較した。
鋳造条件は、ゲートの開放状態以外は同じであり、本実施例と従来例とも溶湯温度は６８０℃であり、ゲート通過時の溶湯速度は３０ｍ／ｓであった。
結果は、図７に示すごとく、本実施例により製品内に含まれるガス量は、従来例によるものの１／２程度となった。
すなわち、本実施例のごとく、キャビティ内に、ゲートを徐々に開放しながら溶湯を充填することにより、製品内に含まれるガス量を大幅に低減するとともに、充填速度を向上できるものである。
【００２１】
［第２実施例］
次に、本発明の第二実施例について説明する。
図８は第二実施例の構成を示す側面断面図、図９は同じく後面断面図である。
第二実施例において、キャビティ４は横方向に長い直方体に近い構成となっている。固定型５の下部にはスリーブ内側空間に接続するビスケット部１２が構成されており、このビスケット部１２の上部に横方向に延出されたランナ７が接続している。そして、ランナ７の上部に複数個のゲート８・８・・が接続されている。ゲート８はランナ７に導入された溶湯を上方に向けてキャビティ４内に供給するものである。
ランナ７の端部とゲート８とを接続する部位には、スライドピン９が配設されている。このスライドピン９の摺動により、ランナ７とゲート８とを断続するものである。キャビティ４の上部には、ガス排出ベント１４・１４が接続されている。ガス排出ベント１４は、溶湯充填時にキャビティ４内のガスを排出するものであり、ガス排出ベント１４はキャビティ４の側端部に接続している。
【００２２】
次に、第二実施例における溶湯流の制御構成について説明する。
図１０は第二実施例における溶湯流制御構成を示す図であり、図１０（ａ）は射出初期を、図１０（ｂ）は射出中期を、図１０（ｃ）は射出後期の溶湯流入状態を示す図である。
図１０（ａ）に示すごとく、射出初期において、スライドピン９により側部に設けられたゲート８が閉じた状態となっている。この状態において、溶湯がビスケット部１２よりランナ７へと流入する。そして、図１０（ｂ）に示すごとく、開口した中央部のゲート８・８よりキャビティ４内に溶湯が流入する。キャビティ４内に一定量の溶湯が流入した後に、スライドピン９が摺動し、図１０（ｃ）に示すごとく、側部に設けたゲート８・８が開かれる。これにより、ゲート８・８・・が全開放となり、全てのゲート８・８・・より溶湯がキャビティ４内に流入する。
【００２３】
このように、射出過程の始めにキャビティ４の中央部より溶湯を流入させ、キャビティ４内に一定量の溶湯が流入した後に全てのゲート８・８・・を開放することにより、キャビティ４の上側部への溶湯の充填を遅延し、キャビティ４の上側部が最後に充填されるようにできるものである。
キャビティ４内において、溶湯の充填をこのように制御することにより、溶湯の充填によりキャビティ４の上側部にガスやエアを追いやり、ガス排出ベント１４よりキャビティ４内のガスを効率的に排出することができ、溶湯に巻き込まれるガス・エア量を低減することができる。
【００２４】
図１１は第二実施例における溶湯検知手段の一例を示す図であり、図１１（ａ）は射出初期状態を示す図、図１１（ｂ）は射出後期状態を示す図である。図１１に示すごとく、キャビティ４を構成する型に超音波センサ１１が配設されており、超音波センサ１１の配置高さにおける溶湯の充填状態を認識可能となっている。
超音波センサ１１は、キャビティ４内面の近傍に配設されており、溶湯の充填状態を確実に認識可能となっている。キャビティ４内の状態を検出すべく超音波センサ１１を用いることにより、キャビティ４の近傍に検知手段を配設可能となり、検出の信頼性が向上する。
【００２５】
超音波センサ１１はゲート８より一定の高さに配設されている。図１１（ａ）に示すごとく、溶湯の射出初期状態において、スライドピン９はゲート８とランナ７との接続を断つ位置に摺動している。そして、溶湯が超音波センサ１１の配置位置まで充填されると、これを超音波センサ１１により検出して、スライドピン９が、図の右側に摺動してゲート８とランナ７とが接続される。これにより、キャビティ４側部に設けられたゲート８・８を介しても溶湯がキャビティ４内に流入するものである。
このように、キャビティ４内における溶湯の流れを制御することにより、キャビティ４の中央部を優先的に充填し、上側部にガスを追いやることが出来る。そして、キャビティ上側部に接続したガス排出ベントより効率的にガスを排出し、製品内に巻き込まれるガスを低減できるものである。
【００２６】
このように、キャビティに接続したゲートに開閉手段を設けて、この開閉手段を溶湯の充填状態により制御することにより、キャビティ内における溶湯の流れを制御することができるものである。そして、キャビティ内のガスやエアの流れを制御して、ガスやエアの巻き込みを防止できる。すなわち、充填速度を速めてもガスの混入を抑制でき、品質の高い製品を製造可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、キャビティ内の溶湯を検出する溶湯検知手段を設け、該検知手段により作動するゲートの開閉手段を複数のゲートの一部もしくは全部に配設するので、
キャビティ内の溶湯の流れを調節しやすく、成形品に応じた溶湯の導入を行うことができる。そして、溶湯によるガスの巻き込みを低減して、品質の高い製品を得ることが出来る。
【００２８】
請求項２に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を配設し、キャビティ内で溶湯もしくはガスの流れ制御を行うので、
キャビティ内において溶湯が激しく混ざることがなく、溶湯に巻き込まれるガスを低減して、製造物の品質を向上できる。
【００２９】
請求項３に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナをキャビティの長手方向に沿って形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部の開閉により、キャビティ内でガス排出の経路の下流側から溶湯の充填を行うので、
重力を利用した、溶湯の導入制御を行うことができ、溶湯によるガスの巻き込みを抑制できる。
【００３０】
請求項４に記載のごとく、可変ゲートを有するダイカストマシンにおいて、
溶湯を案内するスリーブと製品部を形成するキャビティとの間に、ランナを形成し、該ランナとキャビティとを複数のゲートを介して接続し、該複数のゲートの一部もしくは全部にゲートの開閉手段を設け、溶湯充填時にスリーブ側に近いゲートから順次開放するので、キャビティ内のガスやエアを排出しやすく、溶湯によるガスの巻き込みを抑制できる。
【００３１】
請求項５に記載のごとく、ゲートの開閉手段をスライド入れ子とするので、
容易な構成により、確実に開閉可能な開閉手段を得ることができ、高い信頼性で、容易に開閉制御をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイカストマシンの構成例を示す側面断面図。
【図２】同じく後面断面図。
【図３】ダイカストマシンにおけるセンサの配置構成の一例を示す図。
【図４】センサによる検出構成を示す模式図。
【図５】スライドピンの開閉構成を示す図。
【図６】溶湯の制御構成を示す模式図。
【図７】従来例と本実施例の充填方法により製品内に含まれるガス量を示す図。
【図８】第二実施例の構成を示す側面断面図。
【図９】同じく後面断面図。
【図１０】第二実施例における溶湯流制御構成を示す図。
【図１１】第二実施例における溶湯検知手段の一例を示す図。
【符号の説明】
４  キャビティ
７  ランナ
８  ゲート
９  スライドピン
【図１】
2005000922.tif 000003
【図２】
2005000922.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005000922.tif 000009
【図８】
2005000922.tif 000010
【図９】
2005000922.tif 000011
【図１０】
2005000922.tif 000012
【図１１】
2005000922.tif 000013