JP2649726B2 - 金型用ガス抜き装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダイカストマシンや射出成形機等の射出成
形装置による射出成形時に、金型キャビティからガスを
抜き取る金型用ガス抜き装置に関するものである。

［従来の技術］ 真空ダイカストを行なう場合には、射出プランジャが
所定の位置に到達したことをミリットスイッチ等により
検出し、単に電磁弁を動作させ真空タンクと金型キャビ
ティを連通させることにより金型キャビティ内のガス抜
きを行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術においては、一般に溶湯が金型キャビテ
ィ内に射出される以前に射出プランジャが所定の位置に
到達すると電磁弁が全開するため、金型キャビティおよ
び射出スリーブの空間部は急速に減圧される。このた
め、プランジャーチップと射出スリーブの隙間から吸い
込まれた空気により、射出スリーブ内の溶湯に空気が巻
き込まれたり空気の流れにより飛沫化した溶湯が金型キ
ャビティに入り込んだりするため、成形品中に多数の巣
ができたり鋳肌を劣化させるなどして強度や気密性を低
下させることがあった。

また、堅型スリーブを用いた低速充填方式の鋳造法に
おいては、プランジャチップと射出スリーブの隙間から
吸い込まれた空気は全て溶湯を撹拌するため、真空ダイ
カストにより成形品の品質が劣化する場合があった。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために、本発明において
は、金型キャビティからのガス抜き用通路の終端部にガ
ス抜き用の弁を備え、このガス抜き弁を通して真空装置
と連通させ、射出プランジャが溶湯を金型キャビティに
圧入する動作に併行して、射出スリーブおよび金型キャ
ビティ内のガスを前記真空装置により吸引して金型キャ
ビティ内を減圧する金型用ガス抜き装置において、金型
キャビティ内の真空度を制御する可変絞りを前記ガス抜
き弁と真空装置の間に設けるとともに、金型キャビティ
の射出速度に応じて前記可変絞りを制御するコントロー
ラとを併設した構成にした。

［作用］ 金型キャビティの真空吸引開始時には緩やかに金型キ
ャビティおよび射出スリーブ内を減圧していくことによ
り、射出スリーブ内のガスは型外に排出される。このと
き射出スリーブ内の減圧は緩やかなため、射出プランジ
ャーと射出スリーブの隙間から流入する空気の量は少な
く抑えられる。つぎに、高速射出時には、可変絞りの開
度を大きくし、金型キャビティ内の減圧度をあげること
により、成形品中に残存するガス量を減らすことが可能
である。すなわち、真空吸引の前半では真空の過度特性
を制御し、後半では到達真空度を制御する。

［実施例］ 第１図はガス抜き装置とこれを実施した金型の一部破
断側面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
低速射出のみの場合の射出開始後の時間と射出速度およ
び可変絞り開度との関係を説明する線図、第４図は低速
射出ならびに高速射出の場合の射出開始後の時間と射出
速度および可変絞り開度との関係を説明する線図を示
す。

つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

本発明のガス抜き装置を実施する場合には、第１図に
示すように、金型装置部40とガス抜き装置部41から構成
される。

まず、金型装置部40の構成を説明する。

第１図および第２図において、２は可動金型、３は固
定金型、７は金型キャビティ、９は溶湯、10は押出板、
11は押出ピンであって、可動金型２の上部の凹部にはガ
ス抜き弁１がはめ込まれ、可動金型２とともに前後摺動
可能になっている。また、金型キャビティ７の上部に
は、ガス抜き溝８を経由してガス抜き弁１が取付けられ
ており、ガス抜き溝８は第２図に示すように、折れ曲が
っており、その途中に、溶湯９の衝突時に発生する音波
の振幅の大きさを検出することによって溶湯９が到達し
たことを検出する検出装置19が配設されている。ガス抜
き弁１は、弁体4,弁棒5,ガス排出孔6,弁座12,ガス排出
室13,コア20,継手21,圧縮コイルばね22およびソレノイ
ド23から構成されており、コア20は継手21を介して弁棒
５の後部に連結され、弁棒５の前部には弁体４が連結さ
れている。また、コア20の周辺に沿ってソレノイド23が
設けてあり、通電するとコア20が第１図の左方向に移動
することで、第１図に示すように、弁体４が弁座12から
離れてガス抜き弁１は開き、ソレノイド23への通電を停
止、すなわち、電気回路を遮断することにより、圧縮コ
イルばね22の伸び作用で弁体４が弁座12に密着してガス
抜き弁１は閉じるように形成されている。溶湯９が到達
したことを検出する検出装置19はセンサブロック24と音
波センサ25から形成され、検出装置19で検出されたデー
タ、すなわち、溶湯９の衝突時に発生する音波の振幅の
大きさは、基準音波設定装置であらかじめ設定してある
基準数値、すなわち、あらかじめ経験ないしはテストに
よって求めておいた溶湯９が到達したことを検知できる
最低限の音波の振幅の大きさと、比較器26で比較され
て、前記データが基準数値以上の場合、溶湯９が到達し
たと判断し、弁閉の指令信号をソレノイド23に出すよう
に形成されている。

つぎに、金型装置部40のガス排出室13と管路31で継が
れたガス抜き装置41から、金型キャビティ７からのガス
真空ポンプによって排除されることになる。ここで、ガ
ス抜き装置41の構成について説明する。

第１図に示されるように、ガス抜き装置41は、特殊フ
ィルタ32,真空タンク34,電磁弁35,真空ポンプ36,排気清
浄器37,可変絞り38およびコントローラ39からなってい
る。

36はモータによって伝達駆動される真空ポンプであ
り、空気パイロット駆動の電磁弁35を切り替えることに
より真空タンク内の排気を行なう。金型キャビティ７
は、ガス抜き弁１および可変絞り38の動作により管路3
1,33を通じて真空タンク34と連通し、減圧される。32は
異物が真空ポンプ36,真空タンク34,可変絞り38、およ
び、電磁弁35に入るのを防止する特殊フィルタである。
また、38は可変絞り、および、39は可変絞り38を制御す
るコントローラであって、図示されない射出プランジャ
ーの一端に固設されて一体に動くストライカ上に薄板状
の磁気記録媒体に一定間隔で磁化して磁気目盛を施した
磁気スケール上の所定の位置に検知器を設け、ストライ
カの移動量を検知する仕組みになっている。この移動量
で射出プランジャが溶湯９を金型キャビティ７内に圧入
するタイミングをキャッチしてコントローラ39に伝達さ
れ、さらに、コントローラ39からの信号を可変絞り38に
送られるようになっている。

また、可変絞り38はバルブ型にし、弁部がスピンドル
の上下に伴なってガス流通部の開度を変更させるような
形にし、このときスピンドル部はガイド部に噛合する
か、あるいは、電磁的に摺動して弁部を上下させること
がガス流通部の開度を変更させてもよい。

なお、37は本発明の金型用ガス抜き装置の最終段に配
設された排気清浄器である。

以上のように構成された金型用ガス抜き装置を、横型
締竪鋳込みの場合を例にとって動作を説明する。

射出に先立って真空ポンプ36およびモータは運転され
ており、電磁弁35も通電されて、真空タンク34はあらか
じめ減圧されている。図示しない射出スリーブ内に給湯
され、射出プランジャが前進するより前から、比較器26
によりソレノイド23は通電され、その作用力は圧縮コイ
ルばね22のそれより大きく、ガス抜き弁１は開いてい
る。さらに、移動金型２は図示しない型締装置によって
移動ダイプレートと協動して型締め（図示の状態）の状
態にされる。この状態で固定金型３と移動金型２が一体
になり金型キャビティ７が形成され、同時にその接触面
に型締力が発生する。この状態で射出プランジャは低速
射出を開始する。射出プランジャは、所定位置まで低速
で前進する際、射出プランジャと係合したストライカの
移動量をストライカ上に貼付けた磁気スケールで検知
し、可変絞り38のコントローラ39を電圧でコントローラ
できるように電気信号として伝達され、さらに、コント
ローラ39からの信号に応じて可変絞り38部の開度（絞り
程度）を適宜変更させることが可能なようになってい
る。所定位置まで低速で前進した後、高速度射出され
る。

このように、低速射出中は可変絞り38を絞った状態に
し、金型キャビティ７内の減圧度を小さくまたその変化
を緩やかにすることにより、射出プランジャと射出スリ
ーブの隙間から流入する空気の量を少なく抑え、射出ス
リーブ内の溶湯９に巻き込まれる空気の量を減らすこと
になる。

つぎに、高速射出時には可変絞り38の開度を大きく
し、金型キャビティ７内の減圧度をあげることにより、
成形品中に残存するガス量を減らす。以上の動作時に、
射出プランジャは溶湯９を金型キャビティ７内に圧入す
るに最も理想的な速度および圧力に制御されて前進を続
け、これと関連しながら可変絞り38の開度をコントロー
ルし、金型キャビティ７からスムースにガスが排出され
る。

この時、可変絞り38の開度制御は、例えば、第３図に
示すように、射出開始から終了まで低速射出のみが行な
われる場合は、可変絞り38を真空吸引開始時になると徐
々に開き、その後、金型キャビティ７内が所定の真空度
になるような開度まで開く。この場合、可変絞りの開度
が、例えば、Ｓ字型応答を示すように制御する。これに
より、真空吸引開始時の射出スリーブ内の減圧は緩やか
なため、射出プランジャと射出スリーブの隙間から流入
する空気の量は少なく抑えられる また、第４図に示すように、射出開始から終了まで低
速射出と高速射出が行なわれる場合は、高速射出開始の
直前に、可変絞り38の開度を大きくし金型キャビティ７
からの排気能力を大きくし射出の高速化により金型キャ
ビティ７内のガスが抜けにくくなることが無いようにす
る。この場合、高速射出開始時の可変絞り38の開度はＳ
字型応答を示すように制御しても良いし、しなくても良
い。

こうして、金型キャビティ７内に溶湯９の充填が完了
した後、ガス抜き溝８に到達する、つぎに、ガス抜き溝
８内を直進する溶湯９はセンサブロック24に衝突する。
音波センサ25はこの衝突音を検出し、信号を比較器26に
送る。比較器26は、音波センサ25の検出信号レベルをあ
らかじめ定めておいた基準レベルと比較し、基準レベル
よりも大きい場合には、ソレノイド23への電流を遮断
し、したがって、ガス抜き弁１は圧縮コイルばね22の作
用により閉じる。この時、ガス抜き弁１が閉じた後に溶
湯９がガス抜き弁１部に到達するように、ガス抜き溝８
の長さを設定することにより、溶湯９はガス抜き弁１内
に侵入しない。

ガス抜き弁１内に侵入してもさしつかえのない程度の
溶湯９のフレークや粒がセンサブロック24に衝突する時
の最大の検出信号レベルを基準レベルとすれば、溶湯９
がガス抜き弁１内へ侵入することなしに、常に安定して
金型キャビティ７内に残留するガス量を少なくするよう
にガス抜きできる。

前記実施例においては、横型締竪鋳込みについて述べ
たが、これに限定されるものでなく、横型締横鋳込み，
竪型締竪鋳込みおよび竪型締横鋳込みの装置においても
容易に実施できる。

また、金型キャビティ７からのガスの排出は、射出プ
ランジャと係合したストライカの移動量をストライカ上
に貼りつけた磁気スケールで検知して行なったが、前記
ストライカが射出プリンジャの前進に伴なって移動する
とき、ストライカ上部に配設されたリミットスイッチを
けることで検知し、コントローラ39を介して可変絞り38
の開度を制御してもよいし、さらに、金型キャビティ７
の上部域にセンサを取付けておき、射出プランジャが溶
湯９を金型キャビティ７内に圧入するタイミングをキャ
ッチしてコントローラ39に伝達し、可変絞り38の開度制
御を行なうことも可能である。以上述べたように、溶湯
金属や射出成形装置の種類によって最適の操作条件を容
易に設定したり変更できる。

実施例においては、ソレノイドによって操作されるガ
ス抜き弁で本発明を説明したが、流体圧により操作され
るガス抜き弁を用いてもよい。また、特願昭62−288515
号の公報にあるように溶湯の衝突力によっても閉じ得る
構造としてもよい。また、ガス抜き弁は固定金型に取り
付けることもできる。さらには、ガス排出孔６を大気に
開放している状態のものを図示して説明したが、ガス排
出孔６に真空吸引装置を連結し金型キャビティ７内を減
圧状態にして溶湯を射出することもできる。

また、コントローラ39に図示しない射出プランジャの
位置情報を入力し、射出プランジャの速度が多段に変化
する場合でも可変絞り38の開度をこれに追従させること
もできる。また、本実施例においては、流量調整形であ
る可変絞り38を用いて金型キャビティ７内の減圧度を調
整するものを示したが、圧力調整形のものを用いても良
い。

さらに、可変絞りによらず、弁体４の開度を例えばパ
ルスモータ等により制御して金型キャビティ内の真空度
を調整しても良い。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように本発明によれば、金型
用ガス抜き装置において、金型キャビティの真空吸引開
始時には緩やかに金型キャビティおよび射出スリーブ内
を減圧していくことにより、射出スリーブ内のガスは型
外にスムースに排出され、射出プランジャと射出スリー
ブの隙間から流入する空気の量は少なく抑えられる。そ
のため、成形品中に多数の巣ができたり鋳肌を劣化させ
るなどして強度や気密性を低下させることが無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図および第４図は本発明に係る金
型用ガス抜き装置の１実施例を示し、第１図はガス抜き
装置とこれを実施した金型の一部破断側面図、第２図は
第１図のII−II線断面図、第３図は低速射出のみの場合
の射出開始後の時間と射出速度および可変絞り開度との
関係を説明する線図、第４図は低速射出ならびに高速射
出の場合の射出開始後の時間と射出速度および可変絞り
開度との関係を説明する線図を示す。 １……ガス抜き弁、２……可動金型、 ３……固定金型、４……弁体、 ５……弁棒、６……ガス排出孔、 ７……金型キャビティ、９……溶湯、 24……センサブロック、25……音波センサ、 26……比較器、32……特殊フィルタ、 34……真空タンク、35……電磁弁、 36……真空ポンプ、37……排気清浄器、 38……可変絞り、39……コントローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型キャビティからのガス抜き用通路の終
   端部にガス抜き用の弁を備え、このガス抜き弁を通して
   真空装置と連通させ、射出プランジャが溶湯を金型キャ
   ビティに圧入する動作に併行して、射出スリーブおよび
   金型キャビティ内のガスを前記真空装置により吸引して
   金型キャビティ内を減圧する金型用ガス抜き装置におい
   て、金型キャビティ内の真空度を制御する可変絞りを前
   記ガス抜き弁と真空装置の間に設けるとともに、金型キ
   ャビティの射出速度に応じて前記可変絞りを制御するコ
   ントローラとを併設したことを特徴とする金型用ガス抜
   き装置。