JP2736491B2 - 金型内ガス排出方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金型内ガス排出方法及び
その装置に関し、特にダイカストにおける金型内ガス排
出方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりダイカストマシン等の射出成形
機にて鋳造するに際し、巣のない鋳造品を製造する目的
から金型内のガス抜き技術が提案されており、金型キャ
ビティと外部とを選択的に連通させるガス抜き弁が設け
られている。例えば、実開昭６１−１９５８５３号で
は、ガス抜き弁に真空ポンプを接続し、射出時に金型キ
ャビティ内を減圧してガスを吸引する技術が記載されて
いる。またダイカストにおいては、型開き後に金型に冷
却水をスプレーして型冷却を行ったり、金型表面への離
型剤塗布が行われる。

【０００３】しかし型閉め後に金型温度が依然高温であ
ると、金型内の離型剤や冷却水の残りが汚染ガスとして
発生する。そして射出スタートにより射出スリーブ内へ
金属溶湯が注湯されると、金属溶湯が高温であるため、
かかる汚染ガスの発生がより一層助長される。この汚染
ガスは水分を含んでいるため、金型内への金属溶湯充填
中に水蒸気爆発を起こし、湯流れをみだす。そのためガ
スの巻込みや湯廻り不良等製品に欠陥を生ずる。

【０００４】かかる従来の欠点を克服するため特開昭６
０−１２７０６３号公報記載の発明では、ガス抜き弁を
通して金型内に熱風を送り込むことによって、金型内の
ガスを射出スリーブの注湯口より逃すようにしている。

【０００５】また特開昭５８−８４６５８号公報記載の
発明では、型閉めと同時にガス抜き弁の開弁状態で真空
タンクからの負圧により射出プランジャの注湯口から空
気を金型内に導入する掃気工程と、金型内に溶湯を充填
する工程と、該注湯口がプランジャチップにより塞がれ
た後に再度ガス抜き弁を所定時間開弁させて鋳造を実行
する真空鋳造工程からなる真空ダイカスト鋳造法を記載
している。

【０００６】更に、特開昭６０−３９５９号公報記載の
発明では、鋳造砂中に造型されたキャビティを前提とし
て、鋳込み時に発生するガスをキャビティから除去する
目的から、溶湯の鋳込みに際してキャビティ内を密封閉
塞しあらかじめ減圧状態に保持し、注湯終了までキャビ
ティ内を強制排気する技術を記載している。具体的には
キャビティ上方に排気口を形成して排気ブロアと接続
し、注湯口開口部を溶解可能な薄板で覆う。また、キャ
ビティに上方に押湯口を形成し、その開口を溶解可能な
薄板で覆う。よってキャビティ内は薄板で密封され、か
かる状態で排気ブロアを作動してキャビティ内の減圧が
行われる。減圧中に高温溶湯を注湯口から注ぐと、注湯
口の薄板が溶解して溶湯がキャビティ内に流入する。溶
湯が押湯口の薄板に触れ該薄板が溶解することで注湯が
終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし特開昭６０−１
２７０６３号公報記載の発明では、圧力熱風を吹き込む
と、金型内のガスは四方八方に逃げようとするので、注
湯口から十分に汚染ガスを排出できない。また金型内が
バイパス経路のような袋小路になっている部分では、ガ
スの逃げ場がなく排出することが極めて困難である。ま
た実際の鋳造に際しては、金型内への熱風の送り込み
は、射出スリーブへの金属溶湯注湯前には終了させなけ
ればならないが、それまでに蒸発せずに残った水や油
が、熱風の送り込み停止後に金型内に充満する可能性が
ある。

【０００８】また特開昭５８−８４６５８号公報記載の
発明では、掃気工程において、真空タンクにより金型内
ガスを吸引しガス排気を行っているので、真空タンク圧
力は上昇するが、真空鋳造工程で真空吸引を行うために
は再び真空タンク圧力を低下させなければならない。し
かし、掃気工程のガス排気を十分行うと真空タンクの圧
力上昇が大きくなるので、真空鋳造工程の真空鋳造開始
までに、真空タンクの圧力を充分低下させるためにはか
なりの時間が必要となり、ショットサイクルが長くなる
という欠点がある。また溶湯を注湯口より射出スリーブ
内に注湯しプランジャチップが注湯口を遮断する間は掃
気されないので、溶湯温度により発生した汚染ガスは再
び金型内に充満し掃気されないという欠点がある。

【０００９】更に、特開昭６０−３９５９号公報記載の
発明をダイカストに適用することは困難である。即ちダ
イカストにおいては、射出スリーブの注湯口や金型の隙
間がある上、型閉め後金型内に外冷水や離型剤がガスと
なり充満するため、キャビティ内を減圧状態に保持させ
ておくのが困難であるからである。また、該公報の発明
では、鋳込み前のキャビティ内の汚染ガスの存在は前提
としておらず、減圧、強制排気は鋳込時に発生するガス
の排気を目的としているのみであって、鋳込み前からキ
ャビティ内に充満している汚染ガスを正常な空気と置換
することは構成上不可能である。

【００１０】そこで本発明は鋳込み前の段階から金型内
に発生している汚染ガスを連続して排気し清浄なガスと
の置換が可能であり、また鋳込中に発生するガスによる
ガス巻き込みや湯廻り不良を防止することが可能な金型
内ガス排出方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金型キャビティに連通するガス抜き路に設
けたガス抜き弁を介して真空ポンプにより該キャビティ
内を減圧して該キャビティ内のガスを吸引する減圧工程
を有する金型内ガス排出方法において、型閉め後であっ
て注湯口から射出スリーブ内に溶湯を注湯する前に該ガ
ス抜き弁を介して該真空ポンプとは独立したブロア吸引
手段により該金型キャビティ内を吸引して該注湯口から
金型内に外気を導入してキャビティ内の汚染ガスを空気
と交換する換気工程を該減圧工程開始まで実行する金型
内ガス排出方法を提供している。

【００１２】本発明は更に、金型キャビティに連通する
ガス抜き路に設けたガス抜き弁を介して真空ポンプによ
り該キャビティ内を減圧して該キャビティ内のガスを吸
引する減圧手段を有する金型内ガス排出装置において、
該減圧手段とは独立して設けられ、該ガス抜き弁に接続
されて金型内のガスを吸引して金型キャビティ内を強制
換気するブロア吸引手段と、該ブロア吸引手段の強制換
気動作終了後直ちに該減圧手段を動作させるために該減
圧手段と該ブロア吸引手段とに接続された制御手段とを
有する金型内ガス排出装置を提供している。

【００１３】

【作用】本発明の金型内ガス排出方法及び装置によれ
ば、型閉め後の時点であって溶湯が注湯される前から、
換気工程において金型内で発生している汚染ガスを連続
してブロア吸引手段により強制排気することにより、射
出スリーブの注湯口から空気が入り込むので、金型キャ
ビティ内が清浄な空気に置換される。よって、次工程で
溶湯がキャビティ内に充填されても水分による水蒸気爆
発が発生しなくなる。溶湯がキャビティ内に充填される
ことにより新たな汚染ガスが発生する可能性があるが、
該汚染ガスは該減圧工程により取り除かれる。よってガ
ス巻き込み、湯廻り不良等の欠陥を最小限にとどめるこ
とが可能となる。換言すれば、本発明では、射出前から
金型キャビティ内に存在する可能性ある汚染ガスを強制
的に排出しており、１ショットサイクルでみたときキャ
ビティ内の汚染ガスを最大限に排出可能としている。

【００１４】

【実施例】本発明による金型内ガス排出方法を実施する
金型内ガス排出装置の１実施例にについて図１に基づき
説明する。ダイカストマシン等の鋳造機は、固定金型１
１と固定金型１１に対して移動可能な可動金型１２を有
し、両金型１１、１２によりキャビティ１３が画成され
る。キャビティ１３に連通して注湯口１６が形成された
射出スリーブ１５が設けられ、射出スリーブ１５内をプ
ランジャチップ１７が摺動可能に設けられている。プラ
ンジャチップ１７はストライカ１８が設けられたシリン
ダロッド１９ａを介して射出シリンダ１９により駆動さ
れる。該ストライカ１８はシリンダロッド１９ａの移動
過程で、真空スタートリミットスイッチ２０や高速リミ
ットスイッチ２１と当接可能に設けられており、これら
リミットスイッチ２０、２１は制御回路１０に接続され
ている。

【００１５】ガス抜き装置は金型内に存在していたガス
や注湯により生じたガスを負圧により金型外に排出する
ために設けられている。ガス抜き装置は、キャビティ１
３に連通して固定金型１１内に形成されたガス抜き路１
４と接続されたガス抜き弁５と、該ガス抜き弁５に接続
された第１電磁弁８と、該第１電磁弁８に接続された真
空タンク７と、真空タンク７に接続された真空ポンプ６
により構成され、これらは排気ライン４（４ａ，４ｅ）
により接続されている。第１電磁弁８は制御回路１０に
接続されており、制御回路１０は第１電磁弁８を真空タ
ンク７とガス抜き弁５との連通を与える第１の切替位置
８Ｘと、両者の接続を遮断する第２の切替位置８Ｙとに
切替可能なように弁切替信号を出力可能に構成されてい
る。

【００１６】次に金型換気装置は、第２、第３電磁弁
３、９と、吸引器（ブロア）１とにより主に構成され
る。第２電磁弁３は排気ライン４（４ａ，４ｂ）を介し
てガス抜き弁５と接続され、吸引器１は排気ライン４
（４ｃ）を介して第２電磁弁３と接続されている。第２
電磁弁３は制御回路１０と接続され制御回路１０からの
信号によりガス抜き弁５と吸引器１とを連通させる第１
の切替位置３Ｘと，該連通を遮断する第２の切替位置３
Ｙに切替可能に設けられている。更に第３電磁弁９は排
気ライン４（４ａ，４ｄ）を介して第１、第２電磁弁
８、３の上流側でガス抜き弁５に接続され、第３電磁弁
９は制御回路１０からの信号により排気ライン４と大気
との連通を遮断する第１の切替位置９Ｘと、排気ライン
４を大気に連通させる第２の切替位置９Ｙとに切替可能
に設けられている。

【００１７】次に上記金型内ガス排出装置による金型内
ガス排出動作について図２のフローチャートに基づき説
明する。

【００１８】鋳造前の状態では前回のショットサイクル
の型開き状態にあり、ガス抜き弁５は閉弁状態にある。
また第１電磁弁８は第２切替位置８Ｙにあって真空タン
ク７とガス抜き弁５とを遮断している。更に第２電磁弁
３は第２切替位置３Ｙにあって吸引器１とガス抜き弁５
とを遮断している。そして第３電磁弁９は第１切替位置
９Ｘにあって、排気ライン４を大気から遮断している。

【００１９】ステップＳ１にてエアブロー信号が出力さ
れると、ステップＳ２でガス抜き弁５に開弁信号が出力
され、ステップＳ３で型閉めがなされ、ステップＳ４で
第２電磁弁３が第１切替位置３Ｘに切替られる。この状
態では第１電磁弁８は第２切替位置８Ｙにあり、第３電
磁弁９は第１切替位置９Ｘにある。よって、型閉め状態
では、ガス抜き弁５、第２電磁弁３を介して吸引器１に
より金型内の汚染ガスや水分が排出されるとともに、注
湯口１６から外気が金型内に導入され、キャビティ１３
内の汚染ガスが空気と交換される。このようにして、鋳
造前の段階において掃気がなされ、金型内の汚染ガスを
積極的にキャビティ外に排出する。

【００２０】次にステップＳ５にて注湯口１６から注湯
が行われ、ステップＳ６にて射出シリンダ１９へ駆動信
号を出力して射出を開始する。よってプランジャチップ
１７の前進に伴ってストライカ１８が前進し、ステップ
Ｓ７においてプランジャチップ１７が注湯口１６を遮断
しストライカ１８が真空スタートリミットスイッチ２０
に衝接してそれをＯＮ動作させると、ステップＳ８で第
２電磁弁３は第２切替位置３Ｙに切替えられる。

【００２１】射出の開始により、キャビティ１３内は徐
々に高温の溶湯で充填されていくが、金型内の離型剤や
冷却水の残りが汚染ガスとして新たに発生する。この汚
染ガスを排出するため、第２電磁弁３が第２切替位置３
Ｙに切替らてた後直ちにステップＳ９にて、第１電磁弁
８を第１の切替位置８Ｘに切替るための切替信号が出力
される。このことにより減圧が開始され、キャビティ１
３やガス抜き路１４内の汚染ガスは負圧吸引され、該汚
染ガスはガス抜き弁５、第１電磁弁８を介して真空タン
ク７内に導入される。

【００２２】即ちステップＳ７〜Ｓ９では、注湯口１６
がプランジャチップ１７により遮断されると、ストライ
カ１８が真空リミットスイッチ２０に衝接し、それをＯ
Ｎ動作して第２電磁弁３を第２切替位置３Ｙに切替えて
吸引器１による吸引動作を停止させ、引き続いて直ちに
第１電磁弁８を第１切替位置８Ｘに切替えて減圧を開始
するようにしている。

【００２３】ストライカ１８が高速リミットスイッチ２
１に当接すると、射出シリンダの駆動速度が増加し、プ
ランジャチップ１７を高速で移動させ、キャビティ内へ
の溶湯の充填を促進させる。そして、ステップＳ１０で
該ガス抜き弁５からの溶湯の漏れを防ぐために所定のタ
イミングにてガス抜き弁５を閉弁させ、溶湯の充填が完
了する。ガス抜き弁５が閉弁すると、もはや負圧吸引の
意味がなくなるのでステップＳ１１にて第１電磁弁８は
第２切替位置８Ｙに切替えられる。

【００２４】溶湯充填完了後、ステップＳ１２で制御回
路１０により第３電磁弁９を第２切替位置９Ｙに切替て
排気ライン４内を大気圧に戻し、所定時間経過後ステッ
プＳ１３で第３電磁弁９を第１切替位置９Ｘに切替え
る。次にステップＳ１４で、型開きがなされ、鋳造品が
取出され、また金型に冷却水がスプレーされ、離型剤の
塗布が行われる。そしてステップＳ１５に移行し、鋳造
機の鋳造停止ボタンがＯＮされたか否かが判断される。
ＯＮされていなければ（Ｓ１５：Ｎｏ）ステップＳ１に
戻り、同様な処理が繰り返される。またＯＮされていれ
ば処理が終了する。

【００２５】以上の動作において、金型内の換気終了の
タイミング（ステップＳ８における第２電磁弁３の閉弁
タイミング）をステップＳ７の真空スタートリミットス
イッチのＯＮ動作に応答させているが、ステップＳ６の
射出スタート信号に基づいてもよい。いずれにせよキャ
ビティー１３内の減圧開始までに第２電磁弁３を第２切
替位置３Ｙに切替えれば良い。

【００２６】尚、本発明は上記実施例に何等限定される
こと無く、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内で種々の変更・改良が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述した本発明の金型内ガス排出方
法及びその装置によれば、型閉め後から、金型内で発生
している汚染ガスを連続して強制排気することにより、
射出スリーブの注湯口から清浄な空気が入り込むので、
次工程で溶湯がキャビティ内に充填されても水分による
水蒸気爆発が発生しなくなり、またガスの巻込みや湯廻
り不良等の欠陥を排除できる。換言すれば射出工程以前
に既に金型内で換気が行われているので、水分を含んだ
ガスの濃度を極めて低レベルまで下げることができ、よ
って射出開始後の減圧工程においては水蒸気爆発を防止
できる。また溶湯充填により新たに発生する汚染ガスは
負圧吸引により金型外に排出され、ガス巻き込みや湯廻
り不良の欠陥を排除できる。

【００２８】また、ガス抜き弁を通して金型内ガスを強
制排気するので、金型内でガス抜き弁に向かう負圧状態
の流れが発生してまわりのガスが負圧吸引を受け、その
ため袋小路になっている部分であっても汚染ガスを排出
することができる。また注湯中や射出工程中の初期段階
においても、連続して強制排気が出来るので金型内に汚
染ガスが充満することはなく清浄な空気との置換が出来
る。更に真空タンク７とは別に吸引器１を使用している
ため、真空鋳造に影響を与えることはなくショットサイ
クルの延長をもたらすことはない。即ち金型内の真空ポ
ンプによる掃気工程という特別な工程を設ける必要がな
いので、ショットサイクルを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による金型ガス排出方法を実施する金型
ガス排出装置の１実施例を示す概略図。

【図２】本発明による金型ガス排出方法の手順を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１： 吸引手段たる吸引器 ５： ガス抜き弁 ６： 減圧手段たる真空ポンプ １０： 制御手段たる制御回路 １１： 固定金型 １２： 可動金型 １３： キャビティ １４： ガス抜き路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−132760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−207445（ＪＰ，Ａ) 実公 昭64−2469（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型キャビティに連通するガス抜き路に
   設けたガス抜き弁を介して真空ポンプにより該キャビテ
   ィ内を減圧して該キャビティ内のガスを吸引する減圧工
   程を有する金型内ガス排出方法において、 型閉め後であって注湯口から射出スリーブ内に溶湯を注
   湯する前に該ガス抜き弁を介して該真空ポンプとは独立
   したブロア吸引手段により該金型キャビティ内を吸引し
   て該注湯口から金型内に外気を導入してキャビティ内の
   汚染ガスを空気と交換する換気工程を該減圧工程開始ま
   で実行することを特徴とする金型内ガス排出方法。
2. 【請求項２】 金型キャビティに連通するガス抜き路に
   設けたガス抜き弁を介して真空ポンプにより該キャビテ
   ィ内を減圧して該キャビティ内のガスを吸引する減圧手
   段を有する金型内ガス排出装置において、 該減圧手段とは独立して設けられ、該ガス抜き弁に接続
   されて金型内のガスを吸引して金型キャビティ内を強制
   換気するブロア吸引手段と、 該ブロア吸引手段の強制換気動作終了後直ちに該減圧手
   段を動作させるために該減圧手段と該ブロア吸引手段と
   に接続された制御手段とを有することを特徴とする金型
   内ガス排出装置。