(57)【要約】【課題】非常停止時の溶湯の逆流による減圧カップ内への溶湯の吹き溢れを好適に防止することのできる減圧鋳造装置を提供する。【解決手段】射出スリーブ６の反金型側の端部を囲繞する減圧カップ９を備え、金型（キャビティー４）及び減圧カップ９の内部を減圧した状態で鋳造を行う減圧鋳造装置において、大気開放バルブ１７を開いて減圧カップ９を大気開放することで、非常停止時の減圧カップ９の内圧を金型（キャビティー４）の内圧よりも高くするようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出スリーブの反金型側の端部を囲繞する減圧カップを備え、金型及び前記減圧カップの内部を減圧した状態で鋳造を行う減圧鋳造装置において、
当該鋳造装置の非常停止時に、前記減圧カップの内圧を前記金型の内圧よりも高くする減圧カップ内昇圧手段を備える
ことを特徴とする減圧鋳造装置。
【請求項２】
前記減圧カップ内昇圧手段は、前記減圧カップ内を大気開放可能とする大気開放バルブである
請求項１に記載の減圧鋳造装置。
【請求項３】
前記減圧カップ内昇圧手段により前記減圧カップの内圧をその内部への溶湯の飛散を防止可能な圧力まで上昇させるために要する時間は、非常停止から前記金型のシール部が開くまでの時間よりも短くなるように設定されてなる
請求項１又は２に記載の減圧鋳造装置。
【請求項４】
前記金型を型締めする油圧回路を備えるとともに、前記減圧カップの内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となるまで、前記金型の型締めを維持する油圧維持手段を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の減圧鋳造装置。
【請求項５】
前記金型を型締めする油圧回路を備えるとともに、前記減圧カップの内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となってから前記金型の型締めを解除する型締め解除手段を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の減圧鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出スリーブの反金型側の端部を囲繞する減圧カップを備え、金型及び前記減圧カップの内部を減圧した状態で鋳造を行う減圧鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製品や樹脂製品の鋳造を行う装置として、鋳造に先立ってキャビティー内を減圧することで、成型品に気泡が巻き込まれるのを防止する、真空ダイキャスト装置のような減圧鋳造装置が知られている。そして従来、例えば特許文献１及び２に見られるように、射出スリーブの反金型側の端部を囲繞する減圧カップを備え、金型及び減圧カップの内部を減圧した状態で鋳造を行う減圧鋳造装置が実用されている。
【０００３】
そうした減圧鋳造装置の構成を、図４に示す。図示しないダイカストマシンプラテンに固定された固定型５０の隣には、この固定型５０に対して近接、離間可能に配設された可動型５１が設けられている。そして固定型５０と可動型５１とを密接することで、それらの間にキャビティー５２が形成されるようになっている。
【０００４】
固定型５０には、筒状の射出スリーブ５４が付設され、その反金型側の端部付近には、溶湯を供給するための給湯口５５が形成されている。射出スリーブ５４の内部には、その内部に供給された溶湯を押し出してキャビティー５２に射出するための射出チップ５６が摺動可能に配設されている。また射出スリーブ５４の反金型側の端部には、同端部を囲繞可能に減圧カップ５７が設けられている。なお、キャビティー５２及び減圧カップ５７には、それらの内部からエアを抜くための減圧ホース５８、５９がそれぞれ接続されている。
【０００５】
以上のように構成された減圧鋳造装置では、鋳造に際してはまず、図示しない型締め油圧シリンダーによって、固定型５０と可動型５１との型締めが行われる。そして給湯口５５より射出スリーブ５４内に溶湯を供給した後、減圧カップ５７を閉じて射出スリーブ５４の反金型側の端部の周囲を密閉させる。その後、キャビティー５２及び減圧カップ５７の内部をそれぞれ減圧した上で、射出スリーブ５４内の溶湯を射出チップ５６により押し出して、キャビティー５２に射出することで製品の鋳造が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０９３７１２号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、こうした減圧鋳造装置では、状況によっては、溶湯の射出途中に非常停止が掛けられることがある。そしてこの場合、稀にではあるが、溶湯の逆流が生じて、減圧カップ５７内に溶湯が吹き溢れてしまうことがある。
【０００８】
この原因は、次の通りである。すなわち、非常停止が掛けられると、型締め油圧シリンダーのシリンダー油圧が低下され、固定型５０と可動型５１との型締めが解除される。すると、両金型に対する拘束が無くなることから、熱による金型の反りが発生し、金型間のシール部が開いてしまうことがある。シール部が開くと、その開いたシール部から減圧されたキャビティー５２内にエアが流入し、そのエアは、やはり減圧された減圧カップ５７に勢い良く流れ込むようになる。そして両金型の下部のシール部が開いたときには、図５に示すように、射出スリーブ５４内の溶湯Ｍを持ち上げる方向にエアが流れるようになる。そのため、溶湯Ｍが吹き上げられて給湯口５５から減圧カップ５７内に吹き溢れてしまうことがある。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、非常停止時の溶湯の逆流による減圧カップ内への溶湯の吹き溢れを好適に防止することのできる減圧鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、射出スリーブの反金型側の端部を囲繞する減圧カップを備え、金型及び減圧カップの内部を減圧した状態で鋳造を行う減圧鋳造装置としての請求項１に記載の発明は、当該鋳造装置の非常停止時に、減圧カップの内圧を金型の内圧よりも高くする減圧カップ内昇圧手段を備えている。
【００１１】
上記構成では、非常停止により、金型の型締めが解除されて、金型間のシール部が開いたとしても、減圧カップ内昇圧手段によって減圧カップの内圧が金型の内圧よりも高くされるため、開いたシール部から流入したエアは、減圧カップに向っては流れないようになる。そのため、溶湯の逆流が抑制されて、非常停止時の溶湯の逆流による減圧カップ内への溶湯の吹き溢れは好適に防止されるようになる。なお、減圧カップ内昇圧手段としては、請求項２によるような、減圧カップ内を大気開放可能とする大気開放バルブを用いることができる。
【００１２】
また非常停止時の溶湯の逆流を確実に防止したいのであれば、請求項３によるように、減圧カップ内昇圧手段により減圧カップの内圧をその内部への溶湯の飛散を防止可能な圧力まで上昇させるために要する時間を、非常停止から金型のシール部が開くまでの時間よりも短くなるように設定すると良い。
【００１３】
更に、金型を型締めする油圧回路を備える場合には、請求項４によるような、減圧カップの内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となるまで、金型の型締めを維持する油圧維持手段や、請求項５によるような、減圧カップの内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となってから金型の型締めを解除する型締め解除手段を備えることで、より確実な溶湯の逆流の防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る減圧鋳造装置の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施の形態の減圧鋳造装置における非常停止前後のシリンダー油圧、減圧カップ内圧及び型開き量の推移を示す略図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る減圧鋳造装置の構成を模式的に示す略図。
【図４】従来の減圧鋳造装置の構成を模式的に示す略図。
【図５】同じく従来の減圧鋳造装置の非常停止後の状態を模式的に示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の減圧鋳造装置を具体化した一実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の減圧鋳造装置には、固定プラテンに固定された状態で固定型１が配設されている。固定型１の図中左隣りには、油圧シリンダー２によって、固定型１に近接、離間するよう駆動される可動型３が配設されている。そして可動型３が固定型１に密接されたときには、両金型の間にキャビティー４が形成されるようになっている。なお、可動型３には、鋳造された製品を離型させるための押し出しピン５が配設されている。
【００１７】
固定型１には、筒状の射出スリーブ６が付設されている。射出スリーブ６の反金型側の端部付近には、その内部に溶湯を供給するための給湯口７が形成されている。また射出スリーブ６の内部には、その内部に供給された溶湯を押し出してキャビティー４に射出するための射出チップ８が摺動可能に配設されている。なお、給湯口７の形成された射出スリーブ６の反金型側の端部には、同端部を囲繞する減圧カップ９が設けられている。
【００１８】
一方、キャビティー４及び減圧カップ９には、それらの内部からエアを抜くための減圧ホース１０、１１がそれぞれ接続されている。本実施の形態の減圧鋳造装置では、減圧カップ９に接続される減圧ホース１１の途中に、エアの吸入を遮断する減圧遮断バルブ１２が設置されている。そして両減圧ホース１０、１１は、エアの吸入をオン／オフする減圧切換バルブ１３、一定容積の減圧タンク１４を介して、エアを吸入する減圧ポンプ１５に接続されている。
【００１９】
更に、本実施の形態の減圧鋳造装置では、先端が大気開放された大気開放パイプ１６が、減圧カップ９に接続されている。大気開放パイプ１６には、大気開放バルブ１７が設置され、その開弁に応じて減圧カップ９内が大気開放されるようになっている。なお、本実施の形態の減圧鋳造装置では、これら大気開放パイプ１６及び大気開放バルブ１７が、当該鋳造装置の非常停止時に、減圧カップ９の内圧を金型の内圧（キャビティー４の内圧）よりも高くする減圧カップ内昇圧手段に相当する構成となっている。
【００２０】
次に以上のように構成された本実施の形態の作用について説明する。
製品の鋳造に際しては、キャビティー４の内周面に離型剤を吹き付けた後、油圧シリンダー２によって、可動型３が固定型１に密接される。なお、油圧シリンダー２には、その後も油圧が印加され続け、それにより両型の型締めがなされるようになっている。
【００２１】
続いて、給湯口７より射出スリーブ６の内部に溶湯が供給される。そして溶湯の供給が終わると、減圧カップ９が閉じられて、給湯口７の形成された射出スリーブ６の反金型側の端部が密閉される。
【００２２】
減圧カップ９が閉じられると、減圧遮断バルブ１２及び減圧切換バルブ１３が開かれる。そして、それにより減圧ポンプ１５による、キャビティー４及び減圧カップ９の内部からのエア抜きが行われる。そしてキャビティー４及び減圧カップ９の内部が十分に減圧されると、射出チップ８が進出して、射出スリーブ６内の溶湯がキャビティー４に射出される。
【００２３】
キャビティー４に射出された溶湯が冷え固まると、油圧シリンダー２によって可動型３が固定型１から離間される。そして押し出しピン５によって、鋳造された製品が可動型３から離型される。
【００２４】
なお、こうした減圧鋳造装置では、状況により、鋳造作業の途中でその作業を非常停止することがある。次に、本実施の形態の減圧鋳造装置における非常停止時の作用について説明する。
【００２５】
溶湯を注湯して減圧カップ９を閉じた後、減圧を開始した状態で非常停止が指示されると、まず、射出チップ８による溶湯の押し出しと、油圧シリンダー２へのシリンダー油圧の印加とが停止される。またこのとき本実施の形態の減圧鋳造装置では、減圧遮断バルブ１２が閉じられるとともに、大気開放バルブ１７が開かれる。そしてこれにより、減圧された減圧カップ９の内部が大気開放される。
【００２６】
このときのシリンダー油圧Ｐｍ、減圧カップ内圧Ｐｃ及び型開き量Ｌの推移を、図２に示す。同図に示すように、非常停止がなされると、油圧シリンダー２に印加される油圧（シンリダー油圧Ｐｍ）は急速に低下されるようになる。そしてシリンダー油圧Ｐｍが低下して、固定型１、可動型３の型締め力が低下すると、熱による金型の反りが発生して、両型のシール部が開いてしまうようになる。そのため、シリンダー油圧Ｐｍの低下とともに、固定型１、可動型３のシール部の開き量（型開き量Ｌ）は増大するようになる。
【００２７】
一方、本実施の形態の減圧鋳造装置では、非常停止とともに減圧カップ９は大気開放されるため、非常停止後、減圧カップ内圧Ｐｃは大気圧まで次第に上昇するようになる。したがって、型開きが発生する前に、キャビティー４側からの急激なエアの逆流を生じさせない程度まで減圧カップ内圧Ｐｃを上昇させることができれば、型開きに応じたエアの逆流による減圧カップ９内での溶湯の吹き溢れを防止することができる。
【００２８】
ここで、非常停止の指示から減圧カップ内圧Ｐｃが、溶湯の吹き溢れを防止可能な圧力Ｐｘに上昇するまでの時間を「Ｔｃ」、非常停止の指示からシリンダー油圧の低下により型開きが発生するまでの時間を「Ｔｍ」とする。本実施の形態の減圧鋳造装置では、時間Ｔｃが時間Ｔｍよりも短くなるように、大気開放バルブ１７の開弁時の開口面積が設定されている。なお、具体的には、大気開放バルブ１７の開弁時の開口面積を、非常停止時に想定される型開きの面積の２倍以上とすることで、キャビティー４側から減圧カップ９内へのエアの逆流を効果的に防止できることが確認されている。
【００２９】
こうした本実施の形態の減圧鋳造装置では、型開きが生じても、その時点での減圧カップ９の内部は、キャビティー４側からのエアの逆流に打ち勝てるだけの十分に高い圧力となっている。そのため、この減圧鋳造装置では、非常停止時のエアの逆流による溶湯の吹き溢れは、効果的防止されることになる。
【００３０】
以上の本実施の形態の減圧鋳造装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、非常停止時に、減圧カップ９の内圧を前記金型の内圧よりも高くするための大気開放パイプ１６及び大気開放バルブ１７を設けている。そのため、非常停止時の溶湯の逆流による減圧カップ内への溶湯の吹き溢れを好適に防止することができる。
【００３１】
（２）本実施の形態では、大気開放バルブ１７の開弁により減圧カップ内圧Ｐｃが、溶湯の吹き溢れを防止可能な圧力Ｐｘまで上昇させるのに要する時間Ｔｃを、非常停止によるシリンダー油圧の低下により金型のシール部が開くまでの時間Ｔｍよりも短くするようにしている。そのため、非常停止時の溶湯の逆流を確実に防止することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の減圧鋳造装置を具体化した第２の実施の形態を、図３を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施の形態にあって、上記実施の形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】
第１の実施の形態では、金型のシール部が開くよりも前に減圧カップ内圧Ｐｃを圧力Ｐｘに上昇可能に大気開放バルブ１７を構成することで、非常停止時の逆流による溶湯の吹き溢れを防止するようにしていた。しかしながら、設置可能な大気開放バルブ１７の体格等に制約がある場合には、減圧カップ内圧Ｐｃの上昇時間を十分に短くすることができないことがある。そうした場合にも、非常停止後のシリンダー油圧Ｐｍの低下を遅延させることができれば、溶湯の吹き溢れを防止することが可能となる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となるまで、金型の型締めを維持する油圧維持手段を備えるようにしている。また別の言い方をすれば、本実施の形態では、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となってから金型の型締めを解除する型締め解除手段を備えるようにしている。
【００３５】
図３は、そうした本実施の形態の減圧鋳造装置の構成を示している。同図に示すように、本実施の形態の減圧鋳造装置は、金型を型締めするための油圧回路を備えたものとなっている。
【００３６】
そうした油圧回路には、油圧シリンダー２に印加するシリンダー油圧を供給する油圧ホース１８が設けられている。この油圧ホース１８の途中には、油圧シリンダー２へのオイルの供給を許容する一方で、油圧シリンダー２からのオイルの排出を禁止する逆止弁１９と、オイルの流れを制限する絞り２０とが並列に配設されている。
【００３７】
こうした油圧ホース１８は、逆止弁１９及び絞り２０の上流側において、油圧供給ホース２１と油圧排出ホース２３とに分岐されている。油圧供給ホース２１には、油圧シリンダー２に向けて加圧したオイルを供給するオイルポンプ２４と、そうしたオイルの供給を遮断するオイル供給遮断バルブ２２とが配設されている。一方、油圧排出ホース２３には、同ホースを通じたオイルの排出を遮断するオイル排出遮断バルブ２５が配設されている。
【００３８】
次に、以上のように構成された本実施の形態の減圧鋳造装置の非常停止時の作用について説明する。
本実施の形態の減圧鋳造装置にあっても、非常停止の指示がなされると、射出チップ８による溶湯の押し出しと、油圧シリンダー２へのシリンダー油圧の印加とが停止される。またこのときには、減圧遮断バルブ１２が閉じられるとともに、大気開放バルブ１７が開かれる。そしてこれにより、減圧された減圧カップ９の内部が大気開放される。
【００３９】
一方、本実施の形態の減圧鋳造装置では、非常停止の指示に応じて、オイル供給遮断バルブ２２を閉じて油圧シリンダー２へのオイル供給を停止するとともに、オイル排出遮断バルブ２５を開いて油圧シリンダー２からのオイルの排出を開始する。ただし、このときのオイルの排出は、絞り２０を通じて行われるため、シリンダー油圧Ｐｍは緩やかに低下するようになる。そのため、本実施の形態の減圧鋳造装置では、非常停止時のシリンダー油圧Ｐｍの低下、及びそれに伴う型開き（金型のシール部の開き）は、遅延されるようになる。したがって、本実施の形態では、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力Ｐｘとなるまで、金型の型締めが維持されるようになる。また別の言い方をすれば、本実施の形態では、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となった時点で、実質的な金型の型締めが解除されるようになる。
【００４０】
なお、こうした本実施の形態では、絞り２０が、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となるまで、金型の型締めを維持する油圧維持手段、あるいは減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となった時点で、金型の型締めを実質的に解除する型締め解除手段に相当する構成となっている。
【００４１】
本実施の形態によれば、上記（１）及び（２）の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態では、絞り２０の設置によって、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力Ｐｘとなるまで、金型の型締めが維持されるようになっている。また本実施の形態では、同じく絞り２０の設置によって、減圧カップ９の内圧が溶湯の飛散を抑制可能な圧力となってから金型の型締めが解除されるようになっている。そのため、大気開放バルブ１７の開弁による減圧カップ内圧Ｐｃの上昇を余り早くすることができない場合にも、溶湯の逆流を確実に防止することができる。
【００４２】
なお、上記各実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第２の実施の形態では、油圧ホース１８に逆止弁１９と絞り２０とを設けることで、型開きが生じる時間を遅らせるようにしていたが、油圧ホース１８を遮断する遮断バルブをこれらの代わりに設けることでも、溶湯の逆流防止は可能である。すなわち、非常停止の指示とともにそうした遮断バルブを閉じることで油圧シリンダー２からのオイルの排出を止めて型締めを維持するとともに、減圧カップ内圧Ｐｃが十分に上昇したことが確認されたとき、あるいは減圧カップ内圧Ｐｃを十分に上昇可能な時間が経過したときに遮断バルブを開くようにする。このようにすれば、減圧カップ内圧Ｐｃが溶湯の飛散を抑制可能な圧力Ｐｘとなるまで金型の型締めを維持したり、減圧カップ内圧Ｐｃが溶湯の飛散を抑制可能な圧力Ｐｘとなったりした時点で金型の型締めを解除することが可能となる。
【００４３】
・上記実施の形態では、減圧遮断バルブ１２を閉じて減圧カップ９内の減圧を停止するとともに、大気開放パイプ１６を開いて減圧カップ９内への外気の流入を許容することで、非常停止時の減圧カップ内圧Ｐｃを上昇させるようにしていたが、これら２つのバルブを１つの三方弁で代用することも可能である。この場合、減圧カップ９に接続されたホースに対して、減圧ポンプ１５が設けられた減圧ホース、先端が大気開放された大気開放ホースのいずれかを選択的に接続するように三方弁を構成すれば、上記実施の形態と同様の非常停止時の減圧カップ内圧Ｐｃの上昇を行うことが可能となる。
【００４４】
・上記実施の形態では、減圧カップ９を大気開放することで、非常停止時の減圧カップ内圧Ｐｃを上昇させるようにしていたが、エアポンプ等により加圧されたエアを減圧カップ９内に送り込むことで、非常停止時の減圧カップ内圧Ｐｃを上昇させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ…溶湯、１…固定型、２…油圧シリンダー、３…可動型、４…キャビティー、５…押し出しピン、６…射出スリーブ、７…給湯口、８…射出チップ、９…減圧カップ、１０…減圧ホース、１１…減圧ホース、１２…減圧遮断バルブ、１３…減圧切換バルブ、１４…減圧タンク、１５…減圧ポンプ、１６…大気開放パイプ、１７…大気開放バルブ、１８…油圧ホース、１９…逆止弁、２０…絞り、２１…油圧供給ホース、２２…オイル供給遮断バルブ、２３…油圧排出ホース、２４…オイルポンプ、２５…オイル排出遮断バルブ、５０…固定型、５１…可動型、５２…キャビティー、５４…射出スリーブ、５５…給湯口、５６…射出チップ、５７…減圧カップ、５８…減圧ホース、５９…減圧ホース。
【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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