JP2554982B2 - コ−ルドチャンバ形ダイカストマシンの溶湯センサ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コ−ルドチャンバ形ダ
イカストマシンに係り、特に巣のない鋳造品を得るため
のダイカストマシンに係わる溶湯センサ機構に関する。

【０００２】

【従来技術】従来のコ−ルドチャンバ形ダイカストマシ
ンは、通常、溶解炉中の溶湯をラドルで汲みあげてから
プランジャスリ−ブに溶湯を充填率４０％前後に給湯し
射出プランジャを低速で前進させ低速射出工程で湯先が
金型のゲ−ト部に達する頃を想定して予め設定されてい
るリミットスィッチの信号で射出プランジャを高速射出
速度になるように油圧弁を切換えて高速射出工程でキャ
ビティに極めて短時間に溶湯を射出・充填するようにし
ていた。

【０００３】また電磁ポンプ等の溶湯給送装置による給
湯の場合は、例えば電磁ポンプの作動時間をタイマ−で
制御して給湯量を設定しているので給湯量のバラツキが
大きくなる問題がある。しかし、溶湯が空気に接するこ
となく給湯できるので酸化物の混入のない良質の鋳造製
品が得られた。しかしながらプランジャスリ−ブに充填
率４０％前後の給湯をしており、湯先がゲ−ト部に達す
るまではラドル給湯の場合と同様に低速射出速度で射出
プランジャを前進させる低速射出工程が必要であった。
射出プランジャの低速前進中の速度が早いとプランジャ
スリ−ブ内の湯面の波立が大きく空気を巻き込んでしま
い巣のない鋳造品を製造することは不可能であった。

【０００４】そこで、実公昭４４−２２３３０号公報に
開示されている定量充填検知装置、すなわち溶湯センサ
機構が提案され実用化研究がなされた。一方、この種の
せンサーとしては電極と溶湯の通電によるものおよび実
公昭５６−１４９２３号公報による感熱センサーが知ら
れているが、ダイカスト金型のキャビティ内に水溶性の
離型剤の微粉、溶湯スプラッシュによる金属微粉および
その酸化物等が上記センサの電極に付着し、かつ高温で
あり極め悪い環境で前記電極棒を常に清浄に維持するこ
とは到底不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ラドル給湯から電磁ポ
ンプなど密閉した溶湯給送装置にすることによって空気
に接することが少なくなり酸化物の混入のない良質の鋳
造品が得られるようになったがプランジャスリ−ブとそ
れに連通するキャビティが密閉されているので給湯に伴
いその内圧が上昇し、電磁ポンプの圧送圧力以上になる
と給湯できなくなると云う問題があった。また給湯量は
電磁ポンプの運転時間をタイマ−で制御しており、前記
キャビテイ内圧が変化するので給湯量のバラツキがさら
に大きくなると云う問題があった。

【０００６】本発明は前記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところはダイカスト金型のキャビテ
ィ内の極めて悪い環境に対し清浄に維持することができ
るコ−ルドチャンバ形ダイカストマシンの溶湯センサ機
構を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するため手段】固定金型および移動金型に
より形成されたキャビティにゲート部を介して接続した
プランジャスリーブ内に電磁ポンプなどの溶湯給送装置
により溶湯を充填し該溶湯給送装置によりゲート部に溶
湯が充填されたことを検知してから射出プランジャ装置
により溶湯をキャビティに射出した際に、前記プランジ
ャスリーブの内面の最上部よりも上に位置するゲート部
に溶湯が充填されたことを検知するコールドチャンバ形
ダイカストマシンの溶湯センサ機構において、前記移動
金型に装着され小径及び大径を有する孔に連通し前記ゲ
ート部に開口する端部に同ゲート部に向けて次第に直径
を小さくする円錐面穴を形成するスリーブと、同スリー
ブの小径の孔に摺動自在に嵌入され大径の孔に遊挿して
前記スリーブの円錐面穴とは微小隙間を有しガスを通過
させて溶湯を通過させないオリフィスを形成するスプー
ルと、同スプールを前後進させるくさび機構の押出バー
と、前記スプールを常時前記押出バーに押圧する弾性部
材と、前記オリフィスにガスを供給するとともに同オリ
フィスが溶湯で遮断されたとき該オリフィスの背圧を検
出して制御信号を発する圧カスイッチを備えたガス供給
部とからなるコールドチャンバ形ダイカストマシンの溶
湯センサ機構。

【０００８】

【作用】給湯に先だって、真空バルブ機構を開いて真空
源或は大気に連通してキャビティ内の圧力の上昇を除去
しながら溶湯給送装置で溶湯がプランジャスリ−ブ内に
給湯されると、溶湯はゲ−ト部に設けたセンサ機構のオ
リフィスを開いて微圧ガスを放出し、溶湯がオリフィス
に到達して溶湯自身でオリフィスを塞ぐとガスの放出が
妨げられてオリフィスの背圧が上昇する。このオリフィ
スの背圧が上昇すると圧力スイッチが作動して信号を発
信し、該信号で溶湯給送装置を制御するとともに射出プ
ランジャを高速前進して給湯口を閉じるので給湯量の定
量精度を高く制御できる。従って、低速射出から高速射
出に切換えるリミットスィッチなどの調整は不要となり
操作性を向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について実施例を示した図によ
り説明する。図１は固定および移動の両金型とプランジ
ャスリ−ブ等を示した断面図であって、固定金型１１は
固定ダイプレ−ト１２に固着され、移動金型１３は不図
示の移動ダイプレ−トに固着されており、固定ダイプレ
−ト１２に取付けられたプランジャスリ−ブ１４は電磁
ポンプ１５が給湯管３０，３１を介して溶解炉１６に接
続されている。プランジャスリ−ブ１４の後端（図にお
いて右端）には内部の溶湯１７をキャビティ２０に射出
するためのプランジャ１８が摺動自在に設けてあり、不
図示の射出シリンダを油圧装置で制御する。前記プラン
ジャスリ−ブ１４の先端（図において左端）はゲ−ト部
１９を介してキャビティ２０に接続されている。

【００１０】固定金型１１と移動金型１３のパ−ティン
グライン上方には真空バルブ機構２１が取付けてありそ
の詳細は後述する。移動金型１３のゲ−ト１９部に接す
る部分にはガス放出式のセンサ機構２２が取付けてあ
る。２６はセンサ機構２２に接続されているガス供給部
で、同供給部２６は酸素ガス（Ｏ２ ）を蓄積したボン
ベ２３と、ボンベ２３より吐出されるガス圧を調整する
圧力調整弁２４と、電磁ポンプ１５の駆動源、プランジ
ャ１８の駆動装置である不図示の射出シリンダの油圧
弁、真空バルブ機構２１の不図示の駆動源および上記セ
ンサ機構２２のオリフィスを閉じる押出バ−４３（図２
参照）の駆動源に夫々作動信号を発する圧力スィッチ２
５とで構成されている。

【００１１】上記したセンサ機構２２の細部を図２によ
り説明する。プランジャスリ−ブ１４の内面の最上部よ
りも上にあって移動金型１３（移動金型１３側に限定し
ない）のゲ−ト部１９に接する部分には、中心に小径の
孔３１及び大径の孔３２を備え、大径の孔３２の右方に
ゲ−ト部１９に向かって次第に直径の小さくなる円錐面
３３を有するスリ−ブ３４が挿入されており、大径の孔
３２の端部は圧力スイッチ２５（図１参照）に連通する
管路３５に接する軸直角方向の孔３６があけてある。前
記スリ−ブ３４は２個のネジ３７により移動金型１３に
固着されており、スリ−ブ３４の小径の孔３１にはスプ
−ル３８が摺動自在に挿入され、スプ−ル３８の図にお
いて右端は円錐面３３と同一角度の円錐面３９が形成さ
れ、かつ両円錐面３３と３９とは０．２ｍｍ程度の微小
隙間を有し、ガスを通過させて溶湯を通過させないオリ
フィス４０が形成されている。

【００１２】前記スプ−ル３８の左端は大径になってお
り該大径を一端を斜面にしたカップリング４２に螺着す
るネジ４１で押圧することにより同カップリング４２に
固着され、その斜面にはシリンダ（図示せず）により上
下動する押出バ−４３が接している。ネジ３７とカップ
リング４２の他端との間にはスプリング４４が設けてあ
るためスプ−ル３８は常時左方に押圧され、その位置は
押出バ−４３により規制されている。なお前記スプリン
グ４４は実施例ではサラバネで説明したが、サラバネに
限定されず弾性体であればよい。

【００１３】例えばネジ４１、カップリング４２を取外
し、サラバネの代わりに圧縮コイルバネをスプ−ル３８
の軸部に挿着しその両端をネジ３７とスプ−ル３８の頭
部に接触させ、かつスプ−ル３８の頭部を押出バ−４３
に接触させてよい。スプ−ル３８が図の状態のときオリ
フィス４０は開いているため通路３５内のガスはオリフ
ィス４０から噴出可能であるが、押出バ−４３を上昇さ
せるとスプ−ル３８はカップリング４２を介して右進し
てオリフィス４０を閉じる。５０はスリ−ブ３４の端面
にネジ３７を介して装着されたシ−ルで、通路３５より
供給される酸素ガスの漏れを防止している。

【００１４】前述した真空バルブ機構２１は細部を図３
により説明する。図３は図１において固定金型１１のパ
−ティングラインを移動金型１３側から見た一部の断面
図で、パ−ティングライン上に中心を置いた支持体５１
が固定金型１１に取付けられており、支持体５１の上面
には２個の管路５２および５３を有するアクチュ−タ５
４が固着され、アクチュ−タ５４のピストンロッド５５
は支持体５１を摺動自在に貫通し先端にフタ５６を螺着
している。フタ５６と一体になって下方に孔５７を有す
るバルブ本体５８により形成されたシリンダ５９内には
弁体６０が摺動自在に挿入され、弁体６０にはシリンダ
５９に接続した管路６１および６２に流体が流入排出す
ることにより上下動或は前進後退する。

【００１５】弁体６０は下降（前進）したときバルブ本
体５８の孔５７を開き上昇（後退）したとき孔５７を閉
じる。またこの孔５７はキャビティ２０からの折れ曲が
った通路６３に連通すると共に管路６４により不図示の
真空源或は大気に接続している。真空バルブ機構は図示
の構成に限定しない。なお前述の説明では溶湯１７の給
送手段として電磁ポンプ１５を例にして説明したが、こ
のほか溶解炉を密閉し上部に空圧をかけるとか或は機械
的なポンプを使用しても良い。

【００１６】次に前述した実施例の動作について説明す
る。移動金型１３が前進して固定金型１１に密着する
と、両金型１１，１３の密着した信号により真空バルブ
機構２１の管路５２および６１に流体が送られてバルブ
本体５８および弁体６０は下降しキャビティ２０は通路
６３と管路６４を介して真空源に接続され、キャビティ
２０は減圧され同時にセンサ機構２２のオリフィス４０
からガスが流入してキャビティ２０内を減圧すると共に
空気をパ−ジする。なおボンベ２３のガスは反応性ガス
として酸素ガスが好ましい。

【００１７】次いで電磁ポンプ１５を駆動することによ
り、給湯管３０，３１を介して溶解炉１６の溶湯１７を
プランジャスリ−ブ１１内に圧送しプランジャスリ−ブ
１１内とゲート部１９に溶湯が充満されると、オリフィ
ス４０はガスを通過させて溶湯を通過させないので溶湯
１７はオリフィス４０に侵入せず該オリフィスを溶湯１
７により密閉されるため、オリフィス４０の入口側のガ
ス圧が上昇して圧力スイッチ２５は作動する。この信号
により電磁ポンプ１５は停止すると共にセンサ機構２２
の押出バ−４３は前記不図示のシリンダの作動により上
昇（図示）してスプ−ル３８によりオリフィス４０を閉
じ、かつ同信号により、真空バルブ機構２１の管路６２
に圧力流体が送られて弁体６０は上昇（後退）してバル
ブ本体５８の孔５７を閉じてキャビティ２０と真空源と
の連通を断つ。

【００１８】さらに圧力スイッチ２５の信号は上記と同
時にプランジャ１８を駆動する前記不図示の射出シリン
ダの油圧弁を作動させ、プランジャ１８を高速射出速度
で前進させ溶湯１７をキャビティ２０に射出する。この
ときキャビティ２０に空気はなく良質の微圧の酸素ガス
が充満しているため巣のない良質の製品が得られる。良
質のガスとは反応性ガスの場合溶湯とガスが反応して化
合物を作り固体化してガスは消失するため、巣の原因を
除去することができる。前述の説明では固定および移動
の両金型１１および１３が密着した後、キャビテイ２０
は真空源に接続するようにしたが、キャビティ２０を真
空源に接続することなく大気に接続するようにしてもよ
い。このようにしてもオリフィス４０からのガスにより
キャビティ２０内の空気はパ−ジされるためほぼ同等の
効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は溶湯の湯面がオリフィスの位置
まで上昇するとプランジャスリ−ブ内にはその内容積の
１００％が溶湯で充填され、次いでプランジャは最初か
ら高速前進即ち高速射出するので、鋳造サイクルは短縮
されて生産性が向上すると共に油圧制御は簡単になって
コストを低くする。またプランジャスリ−ブへの溶湯充
填を電磁ポンプなどの給送装置にしたため空気に触れて
酸化することがなく熱の放熱が少ないので省エネルギ−
効果もある。さらにまた、真空バルブ機構を真空源に連
通して減圧する時間が従来に比し格段に長くできるので
キャビティ内を十分減圧することが容易である。このよ
うに、給湯量制御、射出制御開始、真空バルブ機構閉塞
制御等をオリフィスからの信号で制御しているため、制
御装置が単純になりコストは低く確実性が高い等の利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示した全体的な断面図。

【図２】センサ機構の断面図。

【図３】真空バルブ機構の断面図。

【符号の説明】

１１ 固定金型 １２ 固定ダイプレート １３ 移動金型 １４ プランジャスリ−ブ １５ 電磁ポンプ１９ ゲート部 ２０ キャビティ ２１ 真空バルブ機構 ２２ センサ機構 ２３ ボンベ ２４ ガス圧力調整弁 ２５ 圧力スィッチ ２６ ガス供給部 ３０，３１ 給湯管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型および移動金型により形成され
   たキャビティにゲート部を介して接続したプランジャス
   リーブ内に電磁ポンプなどの溶湯給送装置により溶湯を
   充填し該溶湯給送装置によりゲート部に溶湯が充填され
   たことを検知してから射出プランジャ装置により溶湯を
   キャビティに射出した際に、前記プランジャスリーブの
   内面の最上部よりも上に位置するゲート部に溶湯が充填
   されたことを検知するコールドチャンバ形ダイカストマ
   シンの溶湯センサ機構において、前記移動金型に装着さ
   れ小径及び大径を有する孔に連通し前記ゲート部に開口
   する端部に同ゲート部に向けて次第に直径を小さくする
   円錐面穴を形成するスリーブと、同スリーブの小径の孔
   に摺動自在に嵌入され大径の孔に遊挿して前記スリーブ
   の円錐面穴とは微小隙間を有しガスを通過させて溶湯を
   通過させないオリフィスを形成するスプールと、同スプ
   ールを前後進させるくさび機構の押出バーと、前記スプ
   ールを常時前記押出バーに押圧する弾性部材と、前記オ
   リフィスにガスを供給するとともに同オリフィスが溶湯
   で遮断されたとき該オリフィスの背圧を検出して制御信
   号を発する圧力スイッチを備えたガス供給部とからなる
   コールドチャンバ形ダイカストマシンの溶湯センサ機
   構。