JP2003275855A - 粉体離型剤塗布システムおよび鋳造装置 - Google Patents
粉体離型剤塗布システムおよび鋳造装置Info
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- JP2003275855A JP2003275855A JP2002078695A JP2002078695A JP2003275855A JP 2003275855 A JP2003275855 A JP 2003275855A JP 2002078695 A JP2002078695 A JP 2002078695A JP 2002078695 A JP2002078695 A JP 2002078695A JP 2003275855 A JP2003275855 A JP 2003275855A
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Abstract
るキャビティ7に離型剤供給管路8を介して連通された
粉体離型剤供給機3と、前記離型剤供給管路8を前記キ
ャビティ7近傍で開閉する第1開閉器10と、該第1開
閉器10の開閉状態を検知する開閉状態検知手段27、
28と、前記キャビティ7に減圧管路9を介して連通さ
れた減圧装置4と、前記減圧管路9を前記キャビティ7
近傍で開閉する第2開閉器12とが設けられていること
を特徴とする粉体離型剤塗布システム100および鋳造
装置。
Description
テムおよび鋳造装置に関する。
の焼付き防止、製品の離型性向上などの目的で使用され
必要不可欠なものである。これまでは、固体潤滑を含ん
だ水溶性離型剤を多く使用されているが、その特性上、
生産性の低下やガス巻込み巣発生による品質低下、離型
剤飛散による環境悪化といった問題点があった。最近、
これらの問題点を解決するために、溶媒に水を用いず、
型を閉めた状態で塗布することができる粉体離型剤の塗
布技術が開発されている。
48号公報に、キャビティの長手方向の一端に配設され
た粉体離型剤の供給路より粉体離型剤を導入して、他端
に配設された排出路より排気するようにした粉体離型剤
塗布方法が開示されている。本従来技術では、供給路お
よび排出路は、キャビティに隣接された、それぞれのオ
ーバーフロー溝に連通している。供給路、排出路のオー
バーフロー溝近傍には、供給路、排出路を開閉するため
のシャットオフピンが設けられている。供給路は圧縮空
気により粉体離型剤を供給する粉体供給装置に連通さ
れ、排出路は真空タンクに連通されている。こうして、
従来技術は、粉体離型剤をキャビティ内に確実に、かつ
効率よく塗布できるとされている。
術は、シャットオフピンの摺動部にバリ等の異物が入り
込んだり、シャットオフピンを駆動する油圧シリンダの
故障等が発生した場合に、シャットオフピンが所定のタ
イミングで開閉せず、溶湯が供給路や排出路に入り込ん
で詰まりが発生する問題点があった。そのため、キャビ
ティ面に所定量の粉体離型剤が付着していないまま、気
づかずに外観不良品を多く発生させてしまう問題点があ
った。また、キャビティ内の空気が十分に抜ききれず、
製品内に巻込んでしまい、ガス巻込み巣不良が発生する
問題点があった。
不良の発生を抑制できる粉体離型剤塗布システムおよび
鋳造装置を提供する。
るために、本発明の請求項1において講じた技術的手段
(以下、第1の技術的手段と称する。)は、固定金型と
可動金型により形成されるキャビティに離型剤供給管路
を介して連通された粉体離型剤供給機と、前記離型剤供
給管路を前記キャビティ近傍で開閉する第1開閉器と、
該第1開閉器の開閉状態を検知する開閉状態検知手段
と、前記キャビティに減圧管路を介して連通された減圧
装置と、前記減圧管路を前記キャビティ近傍で開閉する
第2開閉器とが設けられていることを特徴とする粉体離
型剤塗布システムである。
のようである。
閉器の閉状態を検知できるので、第1開閉器が所定のタ
イミングで閉状態にならなかったとき鋳造動作を中断で
きるため、製品不良の発生を抑制できる。また、開閉状
態検知手段により第1開閉器の開状態を検知できるの
で、第1開閉器が所定のタイミングで開状態にならなか
ったとき鋳造動作を中断できるため、製品不良の発生を
抑制できる。
の請求項2において講じた技術的手段(以下、第2の技
術的手段と称する。)は、前記開閉状態検知手段が、前
記第1開閉器の全開状態を検知する第1検知器と、前記
第1開閉器の全閉状態を検知する第2検知器とから構成
されていることを特徴とする請求項1記載の粉体離型剤
塗布システムである。
のようである。
全開状態を検知できるので、所定のタイミングで第1検
知器が全開状態を検知できなかったとき不良と判断し鋳
造動作を中断できるため、製品不良の発生を抑制でき
る。第2検知器により第1開閉器の全閉状態を検知でき
るので、所定のタイミングで第2検知器が全閉状態を検
知できなかったとき不良と判断し鋳造動作を中断できる
ため、製品不良の発生を抑制できる。
の請求項3において講じた技術的手段(以下、第3の技
術的手段と称する。)は、前記キャビティの内部圧力を
検知する圧力検知器が設けられていることを特徴とする
請求項1または2記載の粉体離型剤塗布システムであ
る。
のようである。
力を検知できるので、キャビティ内の圧力が所定圧以下
にならない場合、鋳造動作を中断できるため、キャビテ
ィ面への粉体離型剤の付着むらを防止でき、ガス巻き込
み巣の発生を防止でき、製品不良の発生を抑制できる。
の請求項4において講じた技術的手段(以下、第4の技
術的手段と称する。)は、前記減圧管路の途中にサイク
ロン式分離器が設けられていることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の粉体離型剤塗布システムであ
る。
のようである。
管路に入った余剰の粉末離型剤を鋳造装置を止めること
なく連続的に回収できるので、鋳造コストを低コスト化
できる。また、フィルター等の交換が必要ないので、ラ
ンニングコストが低下できる。さらに、空気の通過抵抗
が小さく、粉体離型剤で詰まる恐れもないので、ガス巻
き込み巣を発生させることがないため、製品不良の発生
を抑制できる。
の請求項5において講じた技術的手段(以下、第5の技
術的手段と称する。)は、請求項1〜4のいずれかに記
載の粉体離型剤塗布システムと、固定金型と可動金型に
より形成されるキャビティに金属溶湯を供給する溶湯射
出装置と、前記金属溶湯がキャビティに供給され前記第
2開閉器に到着する直前の前記溶湯射出装置のプランジ
ャ位置を検知するプランジャ位置検知器が設けられてい
ることを特徴とする鋳造装置である。
のようである。
造時にキャビティに供給された金属溶湯が第2開閉器に
到着する直前に第2開閉器を閉めることができるので、
キャビティ内の空気除去が十分できるため、ガス巻き込
み巣の発生を低減でき、製品不良の発生を抑制できる。
図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施例の鋳造
装置の説明図である。本鋳造装置はアルミダイカスト鋳
造に用いられるもので、金型1、溶湯射出装置2、粉体
離型剤塗布システム100、制御装置29、表示器30
などが設けられている。粉体離型剤塗布システム100
には、固定金型5と可動金型6からなる金型1により形
成されるキャビティ7に離型剤供給管路8を介して連通
された粉体離型剤供給機3、離型剤供給管路8をキャビ
ティ7近傍で開閉する第1開閉器10、第1開閉器10
の全開状態を検知する第1検知器27と、第1開閉器1
0の全閉状態を検知する第2検知器28、キャビティ7
に減圧管路9を介して連通された減圧装置4、減圧管路
9をキャビティ7近傍で開閉する第2開閉器12などが
設けられている。
器28で第1開閉器10の開閉状態を検知する開閉状態
検知手段を構成している。図2は第1開閉器10の断面
図である。第1開閉器10は、油圧シリンダ10aとそ
の内部を摺動するシャットピン10bから構成されてい
る。シャットピン10bの摺動部10cには磁性体部1
0dが埋め込まれている。油圧シリンダ10a内部の第
1油室10fと第2油室10gはシールリングにより遮
断されいる。油口10hから第1油室10fに、油口1
0jから第2油室10gに送られる油圧によりシャット
ピン10bが油圧シリンダ10a内部を摺動するするこ
とによって、シャットピン10bの先端部10kにより
離型剤供給管路8が開閉される。
シリンダ10aの外周部に設けられいる。第1検知器2
7は、磁性体部10dが対向する位置に来たことを磁気
検知する近接センサで、第1開閉器10が全開状態とな
ったことを検知する。第1検知器28は、磁性体部10
dが対向する位置に来たことを磁気検知する近接センサ
で、第1開閉器10が全閉状態となったことを検知す
る。
の油圧シリンダとシャットピンで構成され、シャットピ
ンの先端部により減圧管路9を開閉するものであるが、
開閉状態検知手段は設けられていない。
向の一端でキャビティ7に接続され、減圧管路9はキャ
ビティ7の長手方向の他端でキャビティ7に接続されて
いる。減圧管路9は粉体離型剤を排出する排出路であ
る。
ク22、3方電磁弁32の順で連通されて構成され、減
圧管路9に連通されている。減圧装置4は、キャビティ
7内を減圧して空気の流れをつくるためのものであ
る。、減圧管路9の途中には、余剰の粉体離型剤や異物
が真空ポンプ21と真空タンク22に混入して故障が起
きないように、粉体離型剤や異物を回収するためのサイ
クロン式分離器26が設けられている。図3はサイクロ
ン式分離器26の断面図である。導入口26dからサイ
クロン式分離器26内に導かれた粉体離型剤は、分離部
26aにおいて、遠心力の作用により比重の大きい粉体
離型剤26fと、比重の小さい空気とに分離され、粉体
離型剤は自重により落下し排出口26bに導かれた後、
回収容器26c収容されて、回収される。一方、サイク
ロン式分離器26で分離された比重の小さい空気は、排
出口26eを介して真空ポンプ21により吸引される。
間の減圧管路9には、ステンレスダイヤフラム式(電子
式)の真空センサ25が設けられている。真空センサ2
5は、第2開閉器12が開状態のとき、キャビティ7の
内部圧力を検知する圧力検知器である。
湯を供給する溶湯射出装置2が設けられている。溶湯射
出装置2には、固定金型5を貫通したスリーブ14とス
リーブ14内を摺動するプランジャ15とが設けられて
おり、溶湯口16からスリーブ14に供給された溶湯を
プランジャ15のチップ17によって押して、湯道18
を通してキャビティ7に供給するようになっている。溶
湯射出装置2には、プランジャ15の位置を検出する位
置検知器であるリミットスイッチ41〜43が設けられ
ている。リミットスイッチ41はプランジャ15の前進
端を検知する位置検知器であり、リミットスイッチ43
はプランジャ15の後退端を検知する位置検知器であ
る。リミットスイッチ42は粉体離型剤供給開始時のプ
ランジャ15位置を検知する位置検知器である。同時に
リミットスイッチ42は、鋳造時に溶湯が第2開閉器1
2の直前に達するときのプランジャ15位置を検知する
プランジャ位置検知器である。なお、図示されていない
が、プランジャ15のカップリング部31上部のプラン
ジャ15側にはリミットスイッチ41〜43に当接し、
リミットスイッチ41〜43をオンするための接触子が
設けられている。以後、リミットスイッチがプランジャ
15のカップリング部31に当接するとは、この接触子
に当接することを意味している。
19と粉体離型剤供給部20から構成されている。図4
は粉体離型剤供給機3の説明図である。粉体離型剤収納
部19内に収納されている粉体離型剤は、エア供給口1
9aからエアをオン・オフして送ることにより弾性体で
形成された下部タンク壁19bを振動させて粉体離型剤
収納部19の下部に設けられたピストン20aの計量空
間20bに送られる。ピストン20aが前方に移動され
ると、粉体離型剤は供給管20cに落とし込まれる。こ
のとき、エア供給口20gより供給されているエアによ
りゴム製の第2ピンチバルブ20hは閉じられており、
粉体離型剤は空間部20d内に収容される。供給管20
cの空間部20d内に所定量の粉体離型剤が収容される
までピストン20aによる計量動作を繰り返す。空間部
20dに所定量の粉体離型剤が収容されたら、エア供給
口20eよりエアを供給してゴム製の第1ピンチバルブ
20fを閉め、エア供給口20gに供給されているエア
をオフし第2ピンチバルブ20hを開ける。この状態で
エア供給口20jより加圧エアを吹き付け、粉体離型剤
をあらかじめ減圧されたキャビティ7に離型剤供給管路
8を介して供給する。なお、エア供給口20mは、粉体
離型剤収納部19内に収容された粉体離型剤を一旦浮遊
させて、その落下を助けるためにエアを供給するもので
ある。またエア供給口20nは、計量空間20b中の粉
体離型剤を供給管20cに完全に落とすためにエアを供
給するものである。粉体離型剤は、黒鉛、タルクなどの
無機物粉体に、ワックス、樹脂、金属石鹸などの有機物
粉体とで構成され、実施例では、平均粒径25μm、嵩
比重0.28のものを使用した。
介して、溶湯射出装置2、粉体離型剤供給機3、第1開
閉器10、第2開閉器12、真空ポンプ21、真空セン
サ25、第1検知器27、第2検知器28、3方電磁弁
32、リミットスイッチ41〜43に連結されている。
表示器30は、制御装置29の制御状態などを表示する
ものである。
実施例の鋳造装置の動作を説明するフローチャート図で
ある。スタート時には、金型1は開いた状態で、プラン
ジャ15のチップ17を給湯口16より右側の位置すな
わちプランジャ15が後退しリミットスイッチ43がオ
ンになった位置で停止している。
(S1)。次にプランジャ15を前進させる(S2)。
リミットスイッチ42がオンかどうか判断し(S3)、
プランジャ15のカップリング部31に当接しリミット
スイッチ42がオンになるとプランジャ15を停止させ
る(S4)。この状態は図7に示すように、プランジャ
15のチップ17を給湯口16より射出側前方に位置
し、キャビティ7と給湯口16が遮断された状態とな
る。
開き全開させ(S5)、3方向電磁弁32を32aと3
2bのみが連通するように切り替える(S6)。第1検
知器27がオンされているか判断し(S7)、第1検知
器27がオンされていない場合は、制御装置29が表示
器30に信号を送りブザーを鳴らし異常ランプを点灯
し、かつ鋳造サイクルを停止させる(S30)。第1検
知器27がオンされていれば、第1開閉器10が正常に
開かれていると判断でき、真空ポンプ21を起動しキャ
ビティ7を減圧する(S9)。第1検知器27により第
1開閉器10の開状態を検知できるので、第1開閉器1
0が所定のタイミングで開状態にならなかったとき鋳造
動作を中断できるため、第1開閉器10が十分開かずに
粉末離型剤のキャビティ面への塗布不良のまま鋳造する
ことはなく、製品不良の発生を抑制できる。
5で測定し、それが設定値(−0.8MPa)以下にな
っているかどうか判断し(S9)、圧力が設定値より高
い場合は、制御装置29が表示器30に信号を送りブザ
ーを鳴らし異常ランプを点灯し、かつ鋳造サイクルを停
止させる(S30)。その圧力が設定値以下の場合は、
第2開閉器12が正常に開かれていると判断でき、粉体
離型剤供給機3の第2ピンチバルブ20hを開き、粉体
離型剤を減圧されているキャビティ7に離型剤供給管路
8を介して供給する(S10)。真空センサ25でキャ
ビティ内の圧力が所定圧以下にならない場合、鋳造動作
を中断できるため、ガス巻き込み巣の発生を防止でき、
製品不良の発生を抑制できる。また、第1検知器27に
よって第1開閉器10が正常に開かれていることを判断
でき、真空センサ25によって第2開閉器12が正常に
開かれていることを判断できるので、粉体離型剤の供給
・排出経路が確実に開かれ、キャビティ7が確実に減圧
されているので、キャビティ7の内面に確実に粉体離型
剤を付着させることができる。
剤は、排出路9を介してサイクロン式分離器26に到達
する。サイクロン式分離器26に入った粉体離型剤は、
回収容器26cで回収され、空気のみが排出口26eを
介して真空ポンプ21により吸引される。粉体離型剤の
回収率は99.5%以上で、真空ポンプ21側に流れる
粉体離型剤はほとんどなかった。
剤供給機3の第2ピンチバルブ20hを閉じ、真空ポン
プ21を停止し、第1開閉器10を全閉する(S1
1)。次に、第2検知器28がオンされているか判断し
(S12)、第1検知器28がオンされていない場合
は、制御装置29が表示器30に信号を送りブザーを鳴
らし異常ランプを点灯し、かつ鋳造サイクルを停止させ
る(S30)。第1検知器28がオンされていれば、第
1開閉器10が全閉になっていると判断でき、鋳造工程
に移る。第1検知器28により第1開閉器の閉状態を検
知できるので、第1開閉器が所定のタイミングで閉状態
にならなかったとき鋳造動作を中断できるため、鋳造金
属が第1開閉器内に侵入し、異常なバリを発生させた
り、以後の粉末離型剤供給不良を未然に防ぐことがで
き、製品不良の発生を抑制できる。
cのみを連通させ、キャビティ7の減圧を解除するとと
もに、キャビティ7を大気に連通させる(S13)。次
に、プランジャ15を後退させる(S14)。リミット
スイッチ43がオンかどうか判断し(S15)、プラン
ジャ15のカップリング31に当接しリミットスイッチ
43がオンになるとプランジャ15を停止させる(S1
6)。この状態では、プランジャ15は図1のように溶
湯口16が開き、スリーブ14と連通した状態となって
いる。
リーブ14に供給した後(S17)、プランジャ15を
前進させ、アルミ溶湯を湯道18を介してキャビティ7
に供給する(S18)。リミットスイッチ42がオンか
どうか判断し(S19)、プランジャ15のカップリン
グ31に当接しリミットスイッチ42がオンになったと
き、第2開閉器12を全閉する(S20)。リミットス
イッチ42は、鋳造時に溶湯が第2開閉器12の直前に
達するときオンになるので、キャビティ内の空気除去が
十分できるため、ガス巻き込み巣の発生を低減でき、製
品不良の発生を抑制できる。またアルミ溶湯が第2開閉
器12に入る前に第2開閉器12を全閉でき、第2開閉
器12がアルミで詰まることを防止できる。
ットスイッチ41がオンかどうか判断し(S21)、プ
ランジャ15のカップリング31に当接しリミットスイ
ッチ41がオンになったとき、プランジャ15を停止す
る(S22)。このとき、プランジャ15は図8の位置
にあり、アルミ溶湯が完全にキャビティ7に供給されて
いる。あらかじめ決められた所定時間(アルミ溶湯が固
化する時間)の後(S23)に、可動金型7を開いて鋳
造製品を取り出す(S24)。
25)。リミットスイッチ43がオンかどうか判断し
(S26)、リミットスイッチ43がオンになるとプラ
ンジャ15を停止させる(S27)。これで鋳造の1サ
イクルが終了し、スタートの状態に戻っている。
剤を分離回収するためにサイクロン式分離器26が設け
られているが、特に限定されず、排出路9に入った粉体
離型剤を分離し、空気のみを真空ポンプ21で吸引でき
ればよい。例えば、図9の変形例の鋳造装置説明図に示
すように、サイクロン式分離器26の代わりにバックフ
ィルタ式回収器40を使用することができる。図10は
バックフィルタ式回収器の説明断面図である。バックフ
ィルタ式回収器40は、排気口40fを備えたハウジン
グ胴体40b内に袋状のフィルタエレメント40dが設
けてあり、吸気口40eを備えたハウジング蓋40aを
上側に取付けて、Vバンドカップリング40cで締め付
けて一体になっている。バックフィルタ式回収器40は
排出路9の途中に設けられ、吸気口40eはキャビティ
7側に連結され、排気口40fは減圧装置4側に連結さ
れている。吸気口40eから取り入れられた粉体離型剤
を含む気流が、フィルターエレメント40dの前面で濾
過された後、排気口40fから排出される。この場合も
粉体離型剤を回収できるが、フィルターエレメント40
dが粉体離型剤で詰まるたびに交換が必要であるので、
ランニングコストがかかり不経済である。また、フィル
ターエレメント40dの交換時期が遅くなると、減圧装
置4によるキャビティ減圧能力が低下し、キャビティ7
内の空気が十分抜けきれず、ガス巻き込み巣が製品に発
生し、製品不良が発生する。サイクロン式分離器26
は、下降ら旋気流(遠心力)を発生させ、粉体離型剤を
自重と気流で下部の容器に落し込み、回収する構造にな
っているので、鋳造装置を止めることなく連続的に回収
でき、鋳造コストを低コスト化できる。また、エレメン
ト等の交換が必要ないので、ランニングコストが低下で
きる。また、空気の通過抵抗が小さく、粉体離型剤で詰
まる恐れもないので、ガス巻き込み巣を発生させること
がない。
器や第2開閉器の摺動や供給路および排出路の溶湯や異
物が入り込んで、キャビティ面に粉体離型剤が定量供給
できなかった時は、異常を知らせ鋳造サイクルを停止さ
せることにより、外観不良品の多発を未然に防止するこ
とができる。また、キャビティ内の空気ができる限り多
く除去することができることにより、製品内のガス巻き
込み巣を低減でき、製品品質を向上できる。
検出手段として、全開状態を検知する第1検知器と全閉
状態を検知する第2検知器を使用したが、特に限定され
ず、光や音波の走行距離によって位置を検知する一つの
検知器を用いる方法など、様々な検出手段が利用でき
る。開閉状態検出手段は第1開閉器のみに設けられてい
るが、第2開閉器にも設けてもよい。そうすれば、第2
開閉器に異常も直接検出できる。
達するときのプランジャ位置を検知するプランジャ位置
検知器と粉体離型剤供給開始時のプランジャ位置を検知
する位置検知器として、共通のリミットスイッチ42を
使用したが、それぞれ別の検知器を使用してもよい。共
通で使用すれば部品点数を低減でき、別々の検知器を使
用すればプランジャ制御の自由度が上がる。スイッチの
種類もプランジャの位置を検知できれば、どの種類の検
知器も利用できる。さらに真空センサは減圧管路上に設
けられているが、キャビティに連通する別の管路上に設
けてもよい。
説明したが、ダイカスト鋳造以外の鋳造装置としても、
またマグネシウムなどアルミニウム以外の金属の鋳造装
置としても使用できる。
動金型により形成されるキャビティに離型剤供給管路を
介して連通された粉体離型剤供給機と、前記離型剤供給
管路を前記キャビティ近傍で開閉する第1開閉器と、該
第1開閉器の開閉状態を検知する開閉状態検知手段と、
前記キャビティに減圧管路を介して連通された減圧装置
と、前記減圧管路を前記キャビティ近傍で開閉する第2
開閉器とが設けられていることを特徴とする粉体離型剤
塗布システムまたはこの粉体離型剤塗布システムと、固
定金型と可動金型により形成されるキャビティに金属溶
湯を供給する溶湯射出装置と、前記金属溶湯がキャビテ
ィに供給され前記第2開閉器に到着する直前の前記溶湯
射出装置のプランジャ位置を検知するプランジャ位置検
知器が設けられていることを特徴とする鋳造装置である
ので、製品不良の発生を抑制できる。
ート図
ート図
Claims (5)
- 【請求項1】 固定金型と可動金型により形成されるキ
ャビティに離型剤供給管路を介して連通された粉体離型
剤供給機と、前記離型剤供給管路を前記キャビティ近傍
で開閉する第1開閉器と、該第1開閉器の開閉状態を検
知する開閉状態検知手段と、前記キャビティに減圧管路
を介して連通された減圧装置と、前記減圧管路を前記キ
ャビティ近傍で開閉する第2開閉器とが設けられている
ことを特徴とする粉体離型剤塗布システム。 - 【請求項2】 前記開閉状態検知手段が、前記第1開閉
器の全開状態を検知する第1検知器と、前記第1開閉器
の全閉状態を検知する第2検知器とから構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の粉体離型剤塗布システ
ム。 - 【請求項3】 前記キャビティの内部圧力を検知する圧
力検知器が設けられていることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の粉体離型剤塗布システム。 - 【請求項4】 前記減圧管路の途中にサイクロン式分離
器が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の粉体離型剤塗布システム。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の粉体離
型剤塗布システムと、固定金型と可動金型により形成さ
れるキャビティに金属溶湯を供給する溶湯射出装置と、
前記金属溶湯がキャビティに供給され前記第2開閉器に
到着する直前の前記溶湯射出装置のプランジャ位置を検
知するプランジャ位置検知器が設けられていることを特
徴とする鋳造装置。
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