JP6906472B2 - ダイカスト装置及び加圧鋳造品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はダイカスト装置及び加圧鋳造品の製造方法に関する。

特許文献１に従来のダイカスト装置が開示されている。このダイカスト装置は、金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介してキャビティ内のガスを外部に排出することでキャビティ内を酸素で置換し、キャビティ内に充填した溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造する。

特開２００４−２２３６１０号公報

しかし、上記従来のダイカスト装置において、キャビティは、例えば袋小路形状部のようなガスが澱み易い部分を含んでいることが多く、その澱み易い部分を酸素で置換することが不十分になる可能性がある。この場合、加圧鋳造品にガス巣が発生することを抑制し難くなるおそれがあり、ひいては、加圧鋳造品の後工程における不良率が増加するおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、加圧鋳造品にガス巣が発生することを抑制でき、ひいては、加圧鋳造品の後工程における不良率の低下を実現できるダイカスト装置及び加圧鋳造品の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のダイカスト装置は、金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換し、前記キャビティ内に充填した溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造するダイカスト装置であって、
前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
前記第１排出路は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記キャビティ内と連通することで前記キャビティ内のガスを排出する一方、前記スクイズピンが前記キャビティ内から後退した状態で前記キャビティ内との連通が遮断され、
前記ダイカスト装置は、さらに、
前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を備え、
前記排出経路は、一端が前記金型内で前記第１排出路に接続され、他端が前記酸素濃度測定手段に接続された第３排出路を含み、
前記酸素濃度測定手段は、前記スクイズピンの進退によって、前記キャビティ内との連通及び遮断が切り替えられていることを特徴とする。

本発明のダイカスト装置では、スクイズピンに形成された第１排出路は、スクイズピンがキャビティ内に進入した状態で、キャビティ内と連通する。そして、キャビティ内に酸素が供給されることにより、第１排出路がキャビティ内のガスを排出する。このため、キャビティの澱み易い部分にスクイズピンを配置することで、その澱み易い部分を酸素でより一層置換できる。

さらに、このダイカスト装置では、酸素濃度測定手段が第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する。この際、酸素濃度測定手段は、第１排出路とは異なる経路で排出されるガスの酸素濃度を測定する場合と比較して、キャビティの澱み易い部分に対応する酸素濃度を好適に測定できる。そして、酸素濃度測定手段によって測定された酸素濃度に基づいて、キャビティの澱み易い部分を酸素で置換できたか否かを判断できるので、加圧鋳造品の良否を精度良く判定できる。

したがって、本発明のダイカスト装置では、加圧鋳造品にガス巣が発生することを抑制でき、ひいては、加圧鋳造品の後工程における不良率の低下を実現できる。

本発明のダイカスト装置は、金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換し、前記キャビティ内に充填した溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造するダイカスト装置であって、
前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
前記第１排出路は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記キャビティ内と連通することで前記キャビティ内のガスを排出する一方、前記スクイズピンが前記キャビティ内から後退した状態で前記キャビティ内との連通が遮断され、
前記ダイカスト装置は、さらに、
前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を備え、
前記排出経路は、前記第１排出路とは別に、前記キャビティ内と外部とを連通する第２排出路を含み、
前記ダイカスト装置は、さらに、
前記第２排出路を開放及び遮断可能な制御弁を備え、
前記第１排出路が前記キャビティ内と連通するときに、前記制御弁が前記第２排出路を遮断することを特徴とする。

この場合、キャビティ内のガスが第１排出路のみを介して排出される期間を設けることができる。その結果、キャビティの澱み易い部分を酸素でより一層置換できる。

本発明のダイカスト装置は、キャビティ内に酸素を供給する供給時間を制御する酸素供給制御手段をさらに備えていることが望ましい。そして、酸素供給制御手段は、酸素濃度測定手段によって測定された酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、供給時間を長くし、酸素濃度が所定の閾値よりも大きい場合には、供給時間を短くすることが望ましい。

この場合、不良品の発生を抑制しつつ、キャビティ内に酸素を供給する供給時間を短くできるので、生産性の向上を実現できる。

本発明の加圧鋳造品の製造方法は、金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換する酸素置換工程と、
前記キャビティ内に溶湯を充填し、前記溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造する鋳造工程と、を有する加圧鋳造品の製造方法であって、
前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
前記酸素置換工程は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記第１排出路を前記キャビティ内と連通させ、前記第１排出路を介して前記キャビティ内のガスを排出する排出工程を含み、
前記製造方法は、さらに、
前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を酸素濃度測定手段によって測定する酸素濃度測定工程を有し、
前記排出経路は、一端が前記金型内で前記第１排出路に接続され、他端が前記酸素濃度測定手段に接続された第３排出路を含み、
前記酸素濃度測定手段は、前記スクイズピンの進退によって、前記キャビティ内との連通及び遮断が切り替えられることを特徴とする。

本発明の加圧鋳造品の製造方法では、酸素置換工程は、スクイズピンがキャビティ内に進入した状態でスクイズピンに形成された第１排出路を介してキャビティ内のガスを排出する排出工程を含んでいる。この排出工程では、第１排出路がキャビティ内と連通し、キャビティ内に酸素が供給されることにより、第１排出路がキャビティ内のガスを排出する。このため、キャビティの澱み易い部分にスクイズピンを配置することで、その澱み易い部分を酸素でより一層置換できる。

さらに、この加圧鋳造品の製造方法では、酸素濃度測定工程において第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する。この際、酸素濃度測定工程では、第１排出路とは異なる経路で排出されるガスの酸素濃度を測定する場合と比較して、キャビティの澱み易い部分に対応する酸素濃度を好適に測定できる。そして、酸素濃度測定工程において測定された酸素濃度に基づいて、キャビティの澱み易い部分を酸素で置換できたか否かを判断できるので、加圧鋳造品の良否を精度良く判定できる。

したがって、本発明の加圧鋳造品の製造方法では、加圧鋳造品にガス巣が発生することを抑制でき、ひいては、加圧鋳造品の後工程における不良率の低下を実現できる。

本発明の加圧鋳造品の製造方法は、金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換する酸素置換工程と、
前記キャビティ内に溶湯を充填し、前記溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造する鋳造工程と、を有する加圧鋳造品の製造方法であって、
前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
前記酸素置換工程は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記第１排出路を前記キャビティ内と連通させ、前記第１排出路を介して前記キャビティ内のガスを排出する排出工程を含み、
前記製造方法は、さらに、
前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定工程を有し、
前記排出経路は、前記第１排出路とは別に、前記キャビティ内と外部とを連通する前記第２排出路を含み、
前記排出工程では、前記第２排出路を遮断することを特徴とする。

この場合、酸素置換工程において、キャビティ内のガスが第１排出路のみを介して排出される期間を設けることができる。その結果、キャビティの澱み易い部分を酸素でより一層置換できる。

酸素置換工程では、酸素濃度測定工程において測定された酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、キャビティ内に酸素を供給する供給時間を長くし、酸素濃度が所定の閾値よりも大きい場合には、供給時間を短くすることが望ましい。

この場合、不良品の発生を抑制しつつ、キャビティ内に酸素を供給する供給時間を短くできるので、生産性の向上を実現できる。

本発明のダイカスト装置及び加圧鋳造品の製造方法は、加圧鋳造品にガス巣が発生することを抑制でき、ひいては、加圧鋳造品の後工程における不良率の低下を実現できる。

図１は、実施例のダイカスト装置の模式断面図であって、鋳造工程において溶湯の充填を開始する状態を示す図である。 図２は、実施例のダイカスト装置の部分模式断面図であって、型開きされた状態を示す図である。 図３は、図２と同様の部分模式断面図であって、酸素置換工程を説明する図である。 図４は、図２と同様の部分模式断面図であって、鋳造工程を実行する前の状態を示す図である。 図５は、図２と同様の部分模式断面図であって、鋳造工程において溶湯が充填された状態を示す図である。 図６は、図２と同様の部分模式断面図であって、鋳造工程において充填された溶湯がスクイズピンによって局所的に加圧された状態を示す図である。 図７は、図２と同様の部分模式断面図であって、鋳造工程の後、型開きされた状態を示す図である。 図８は、実施例のダイカスト装置による加圧鋳造品の製造工程を説明するフローチャートの前半を示す図である。 図９は、実施例のダイカスト装置による加圧鋳造品の製造工程を説明するフローチャートの後半を示す図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
図１に示すように、実施例のダイカスト装置１は、本発明の「ダイカスト装置」の具体的態様の一例である。また、ダイカスト装置１によって加圧鋳造品を製造する方法は、本発明の「加圧鋳造品の製造方法」の具体的態様の一例である。ダイカスト装置１によって製造される加圧鋳造品は、本実施例では、各種の機械を構成するハウジングや可動部品等のアルミダイカスト製品である。なお、本発明は、アルミニウム以外の金属を素材とする加圧鋳造品にも適用可能である。

図１に示すように、ダイカスト装置１は、金型１１、油圧シリンダ５、油圧制御回路１０Ｃ、スクイズピン４、スクイズピン位置検出機２０及びダイカスト制御部１０を備えている。金型１１の近傍には、ダイカスト装置１に連動して動作する製品取出装置５０が設置されている。

図１〜図７に示すように、金型１１は、固定金型１２と可動金型１３とからなる。固定金型１２と可動金型１３とは、図示しない型締装置に保持されている。可動金型１３は、図示しない型締装置が作動することにより、固定金型１２に対して当接及び離間する。図１及び図３〜図６に示すように、固定金型１２と可動金型１３との間に、キャビティ１１Ａが形成される。キャビティ１１Ａはカップ形状となっており、そのカップ形状の中央部に、有底丸穴である袋小路形状部１１Ｆが形成されている。

図１等に示すように、固定金型１２には、プランジャスリーブ１５及び射出プランジャ１６が設けられている。プランジャスリーブ１５は、円筒状をなして固定金型１２に接続されている。射出プランジャ１６は、プランジャスリーブ１５内に進退可能に収容されている。

プランジャスリーブ１５の内部空間は、ゲート１５Ｇを介してキャビティ１１Ａに連通している。ゲート１５Ｇは、キャビティ１１Ａのカップ形状の周縁部の下端に設けられている。プランジャスリーブ１５における固定金型１２から突出する部分には、注湯口１５Ｈ及び酸素供給孔１５Ｂが径方向において貫通するように形成されている。

図３に示すように、射出プランジャ１６は、プランジャスリーブ１５内で後退することにより、注湯口１５Ｈを閉じた状態でプランジャスリーブ１５内と酸素供給孔１５Ｂとを連通させる。また、図１及び図４に示すように、射出プランジャ１６は、プランジャスリーブ１５内でさらに後退することにより、注湯口１５Ｈを開放する。図１に示すように、注湯口１５Ｈが開放された状態で、ラドル１５Ａによって、プランジャスリーブ１５内に溶湯Ａ１が供給される。

図１等に示すように、可動金型１３には、押し出しピン１３Ａが進退可能に設けられている。図示は省略するが、押し出しピン１３Ａは、可動金型１３及び固定金型１２が型開きした状態で、キャビティ１１Ａ内に突出可能となっている。

図１等に示すように、油圧シリンダ５は、固定金型１２に設けられている。油圧シリンダ５は、シリンダ室５Ａとピストン５Ｂとを有している。シリンダ室５Ａにおけるキャビティ１１Ａとは反対側には、油圧配管５Ｃの一端が接続されている。シリンダ室５Ａにおけるキャビティ１１Ａ側には、油圧配管５Ｄの一端が接続されている。油圧配管５Ｃの他端と油圧配管５Ｄの他端とは、図１に示す油圧制御回路１０Ｃに接続されている。

油圧制御回路１０Ｃは、図示しない流路切替弁、油圧ポンプ及び作動油タンク等を含んで構成されている。ピストン５Ｂは、シリンダ室５Ａ内に進退可能に収容されている。ピストン５Ｂにおけるキャビティ１１Ａ側を向く前面と、ピストン５Ｂにおけるキャビティ１１Ａとは反対側を向く背面とによって、シリンダ室５Ａが２つに分割されている。

シリンダ室５Ａにおけるピストン５Ｂの前面と対向する面には、ストッパ５Ｓが形成されている。ストッパ５Ｓは、ピストン５Ｂに向かって円筒状に突出している。

スクイズピン４は、ピストン５Ｂに一体に形成された略円柱軸体である。スクイズピン４は、ピストン５Ｂの前面からキャビティ１１Ａに向かって突出している。スクイズピン４は、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに進入可能な位置に配置されている。

図６に示すように、ピストン５Ｂの背面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間に油圧配管５Ｃを経由して作動油が供給される一方で、ピストン５Ｂの前面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間から油圧配管５Ｄを経由して作動油が排出されることにより、スクイズピン４が前進してキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに進入する。

そして、図２に示すように、ピストン５Ｂの背面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間に作動油がさらに供給される一方で、ピストン５Ｂの前面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間から作動油がさらに排出されることにより、スクイズピン４がさらに前進する。そして、ピストン５Ｂの前面がストッパ５Ｓに当て止まることにより、スクイズピン４は、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに最も進入した状態、すなわち、前進限まで移動した状態となる。

図３に示すスクイズピン４の状態も、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに最も進入した状態、すなわち、前進限まで移動した状態である。

図４に示すように、ピストン５Ｂの前面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間に油圧配管５Ｄを経由して作動油が供給される一方で、ピストン５Ｂの背面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間から油圧配管５Ｃを経由して作動油が排出されることにより、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆから後退する。そして、ピストン５Ｂの後面がシリンダ室５Ａにおけるキャビティ１１Ａとは反対側に位置する内壁面に当て止まることにより、スクイズピン４は、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆから最も後退した状態、すなわち、後退限まで移動した状態となる。

図１及び図５に示すスクイズピン４の状態も、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆから最も後退した状態、すなわち、後退限まで移動した状態である。

図６及び図７に示すスクイズピン４の状態は、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに進入しているが、前進限まで移動していない状態である。

図１に示すスクイズピン位置検出機２０は、本実施例ではダイカスト制御部１０とは別体の装置であって、ダイカスト制御部１０との間で各種信号を送受信可能に構成されている。なお、スクイズピン位置検出機２０をダイカスト制御部１０の一部として構成することも可能である。

スクイズピン位置検出機２０は、スクイズピン４が図２等に示す前進限の位置にあるか否か、また、スクイズピン４が図１等に示す後端限の位置にあるか否か、を図示しない位置検出センサによって検出する。

また、スクイズピン位置検出機２０は、図１に示す流量センサ２０Ｓによって、油圧配管５Ｃ、５Ｄ内を流通する作動油の流量に検出し、スクイズピン４が図１等に示す後端限の位置からどのくらい前進したか、また、スクイズピン４が図２等に示す前端限の位置からどのくらい後退したか、を間接的に検出する。

スクイズピン位置検出機２０によって検出されたスクイズピン４の位置情報は、ダイカスト制御部１０に伝達される。

図１に示すダイカスト制御部１０は、ＣＰＵ等の演算処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置と、電動モータ、油圧ポンプ、電磁弁等を制御する制御装置とを含んで構成されている。

ダイカスト制御部１０は、図示しない型締装置の型締めや型開きの動作、射出プランジャ１６の進退動作、ラドル１５Ａの注湯動作、及び押し出しピン１３Ａの進退動作等を制御する。

また、ダイカスト制御部１０は、スクイズピン位置検出機２０によって検出されたスクイズピン４の位置情報を参照しつつ油圧制御回路１０Ｃを作動させて、スクイズピン４の進退動作を制御する。

図１に示すように、ダイカスト装置１は、さらに、酸素供給制御装置４０、第１排出路７１、第２排出路７２、第３排出路７３、酸素濃度測定機３０、換気制御弁７３Ｖ及び制御弁７２Ｖを備えている。これらは、無孔性（Ｐｏｒｅ Ｆｒｅｅ）ダイカスト法を実施するためのものである。

酸素供給制御装置４０は、本発明の「酸素供給制御手段」の一例である。酸素濃度測定機３０は、本発明の「酸素濃度測定手段」の一例である。

酸素供給制御装置４０は、本実施例ではダイカスト制御部１０とは別体の装置であって、ダイカスト制御部１０との間で各種信号を送受信可能に構成されている。なお、酸素供給制御装置４０をダイカスト制御部１０の一部として構成することも可能である。

酸素供給制御装置４０は、ＣＰＵ等の演算処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置と、図示しない酸素供給源からの酸素の供給を制御する電磁弁とを含んで構成されている。酸素供給制御装置４０は、酸素供給経路４１によって、図示しない酸素供給源とプランジャスリーブ１５の酸素供給孔１５Ｂとを接続している。

図３に示すように、酸素供給制御装置４０は、射出プランジャ１６が後退して注湯口１５Ｈを閉じ、かつプランジャスリーブ１５内と酸素供給孔１５Ｂとが連通した状態で、酸素供給経路４１を介してキャビティ１１Ａ内に酸素を供給する。

第１排出路７１、第２排出路７２及び第３排出路７３は、キャビティ１１Ａ内のガスを金型１１の外部に排出する排出経路を構成している。

第１排出路７１は、複数本の直線溝７１Ａと、円環溝７１Ｂとを含んでいる。各直線溝７１Ａは、スクイズピン４の外周面に凹設されてスクイズピン４の軸心方向に延びている。円環溝７１Ｂは、スクイズピン４の外周面を一周するように凹設されて、各直線溝７１Ａと連通している。

第１排出路７１の各直線溝７１Ａにおけるキャビティ１１Ａ側の端部は、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに最も進入した状態、すなわち、前進限まで移動した状態において、キャビティ１１Ａ内と連通する。

その一方、図１等に示すように、第１排出路７１の各直線溝７１Ａにおけるキャビティ１１Ａ側の端部は、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆから最も後退した状態、すなわち、後退限まで移動した状態において、キャビティ１１Ａ内との連通が遮断される。

図示は省略するが、各直線溝７１Ａにおけるキャビティ１１Ａ側の端部と、キャビティ１１Ａ内との連通及び遮断の切り替えは、スクイズピン４が前進限と後退限との間で移動する途中に行われる。

図１〜図７に示すように、第１排出路７１の各直線溝７１Ａにおけるキャビティ１１Ａから離間した部位には、スクイズピン４の進退にかかわらず、第３排出路７３の一端が接続されている。第３排出路７３は、第１排出路７１と直列に接続されるように金型１１の内部に形成され、金型１１の外部まで延びている。

図１に示すように、酸素濃度測定機３０は、第３排出路７３の他端に接続されている。酸素濃度測定機３０は、本実施例ではダイカスト制御部１０とは別体の装置であるが、ダイカスト制御部１０の一部として構成することも可能である。また、酸素濃度測定機３０は、本実施例では酸素供給制御装置４０とは別体の装置であるが、酸素供給制御装置４０の一部として構成することも可能である。酸素濃度測定機３０は、酸素供給制御装置４０との間で各種信号を送受信可能に構成されている。

酸素濃度測定機３０は、第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出されるガスの酸素濃度Ｍ１を測定する。酸素濃度測定機３０としては、各種の測定原理によって酸素濃度を測定する複数種類の酸素センサから適宜選択することができる。それらの酸素センサの構成は周知であるので、説明は省略する。

換気制御弁７３Ｖは、第３排出路７３の他端側に接続されている。換気制御弁７３Ｖは、酸素供給制御装置４０からの制御信号によって開閉し、第３排出路７３を換気可能となっている。

換気制御弁７３Ｖの開閉制御は、酸素濃度測定機３０による酸素濃度測定の精度向上を実現するように適宜選択される。本実施例では、換気制御弁７３Ｖは、酸素濃度測定機３０が第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出されるガスの酸素濃度Ｍ１を測定する前に一時的に開いて第３排出路７３を換気する。

第２排出路７２は、固定金型１２と可動金型１３とが型締された状態で、固定金型１２と可動金型１３との間に形成される通路である。第２排出路７２の下端は、キャビティ１１Ａのカップ形状の周縁部の上端に接続している。第２排出路７２は、固定金型１２及び可動金型１３の上端まで上向きに延びている。つまり、第２排出路７２は、第１排出路７１及び第３排出路７３とは別に、キャビティ１１Ａ内と金型１１の外部とを連通する。

制御弁７２Ｖは、第２排出路７２の上端に接続されている。制御弁７２Ｖは、酸素供給制御装置４０からの制御信号によって、第２排出路７２を開放及び遮断可能となっている。

制御弁７２Ｖの開閉制御は、酸素供給制御装置４０がキャビティ１１Ａ内に酸素を供給するときに、キャビティ１１Ａ内の酸素置換効率の向上を実現するように適宜選択される。本実施例では、制御弁７２Ｖは、第１排出路７１がキャビティ１１Ａ内と連通する期間のうちの一部の期間において、第２排出路７２を遮断する。

このような構成であるダイカスト装置１は、図８及び図９に示すフローチャートに従って、ダイカスト制御部１０及び酸素供給制御装置４０が連携して制御を行うことにより、図７に示す加圧鋳造品Ａ２の製造を行う。

初めに、ステップＳ１０１において、酸素供給制御装置４０は、無孔性ダイカスト法を実施するための初期設定を行う。具体的には、酸素供給制御装置４０は、後述するステップＳ１２１で用いる酸素濃度の所定の閾値Ｇ１を設定する。また、酸素供給制御装置４０は、第１供給時間Ｔ１及び第２供給時間Ｔ２を設定する。第１供給時間Ｔ１と第２供給時間Ｔ２との合計がキャビティ１１Ａ内に酸素を供給する供給時間である。本実施例では、第１供給時間Ｔ１は変動する値である。第２供給時間Ｔ２は一定値である。さらに、酸素供給制御装置４０は、第１供給時間Ｔ１の下限値Ｔ１ｍｉｎと、第１供給時間Ｔ１の補正値Ｔｃｖとを設定する。

次に、ステップＳ１０２に移行すると、酸素供給制御装置４０は、換気制御弁７３Ｖを一時的に開いて第３排出路７３を換気する。

次に、ステップＳ１０３に移行すると、ダイカスト制御部１０は、油圧制御回路１０Ｃを作動させてスクイズピン４を前進させる。そして、図２に示すように、ダイカスト制御部１０は、スクイズピン４をキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに最も進入した状態、すなわち、前進限まで移動した状態として、キャビティ１１Ａ内と第１排出路７１とを連通させる。

次に、ステップＳ１０４に移行すると、ダイカスト制御部１０は、型開きされた固定金型１２及び可動金型１３に対して離型剤をスプレー塗布した後、図示しない型締装置を制御して、固定金型１２及び可動金型１３を型締する。

次に、ステップＳ１０５に移行すると、図３に示すように、ダイカスト制御部１０は、射出プランジャ１６を後退させ、注湯口１５Ｈを閉じ、かつプランジャスリーブ１５内と酸素供給孔１５Ｂとが連通した状態とする。これにより、酸素供給制御装置４０の酸素供給経路４１と、プランジャスリーブ１５とが接続される。

次に、ステップＳ１０６に移行すると、酸素供給制御装置４０は、制御弁７２Ｖを制御して、第２排出路７２を遮断する。

次のステップＳ１１１〜Ｓ１１６は、本発明の「酸素置換工程」及び「排出工程」の一例である。つまり、本実施例では、酸素置換工程の最初から最後まで、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内に進入した状態で第１排出路７１をキャビティ１１Ａ内と連通させ、第１排出路７１を介してキャビティ１１Ａ内のガスを排出する排出工程が実行される。

ステップＳ１１１に移行すると、図３に示すように、酸素供給制御装置４０は、キャビティ１１Ａ内への酸素供給を開始するとともに、タイマ計測を開始する。キャビティ１１Ａ内のガスは、キャビティ１１Ａ内に到達した酸素に押し出されて、第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出される。

次に、ステップＳ１１２に移行すると、酸素供給制御装置４０は、タイマ計測時間が第１供給時間Ｔ１を経過したか否かを判断する。ステップＳ１１２において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１１１、Ｓ１１２を繰り返す。その一方、ステップＳ１１２において「Ｙｅｓ」の場合、タイマ計測をリセットしてステップＳ１１３に移行する。第１供給時間Ｔ１は、キャビティ１１Ａ内のガス、特に袋小路形状部１１Ｆにおいて澱んだガスが第１排出路７１のみを介して排出される時間でもある。

ステップＳ１１３に移行すると、酸素供給制御装置４０は、制御弁７２Ｖを制御して、第２排出路７２を開放する。

次に、ステップＳ１１４に移行すると、酸素供給制御装置４０は、キャビティ１１Ａ内への酸素供給を継続するとともに、タイマ計測を再び開始する。キャビティ１１Ａ内のガスは、キャビティ１１Ａ内にさらに到達した酸素に押し出されて、第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出されるとともに、第２排出路７２を介して金型１１の外部に排出される。

次に、ステップＳ１１５に移行すると、酸素供給制御装置４０は、タイマ計測時間が第２供給時間Ｔ２を経過したか否かを判断する。ステップＳ１１５において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１１４、Ｓ１１５を繰り返す。その一方、ステップＳ１１５において「Ｙｅｓ」の場合、キャビティ１１Ａ内への酸素供給を終了するとともに、タイマ計測をリセットしてステップＳ１１６に移行する。第２供給時間Ｔ２は、キャビティ１１Ａ内のガスが第１排出路７１及び第２排出路７２を介して排出される時間でもある。

ステップＳ１１６に移行すると、酸素供給制御装置４０は、制御弁７２Ｖを制御して、第２排出路７２を遮断する。このようなステップＳ１１１〜Ｓ１１６により、キャビティ１１Ａ内のガスが酸素で置換される。

次のステップＳ１２０は、本発明の「酸素濃度測定工程」の一例である。ステップＳ１２０に移行すると、酸素供給制御装置４０は、酸素濃度測定機３０に制御信号を伝達し、第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出されるガスの酸素濃度Ｍ１を酸素濃度測定機３０に測定させる。そして、酸素供給制御装置４０は、酸素濃度測定機３０によって測定された酸素濃度Ｍ１の情報を取得する。

次にステップＳ１２１に移行すると、酸素供給制御装置４０は、酸素置換工程において酸素置換を良好に実施できたか否かの判定を行う。具体的には、酸素供給制御装置４０は、酸素濃度測定機３０によって測定された酸素濃度Ｍ１が所定の閾値Ｇ１よりも大きいか否かを判断する。

ステップＳ１２１において「Ｙｅｓ」の場合、キャビティ１１Ａ内の特に澱み易い袋小路形状部１１Ｆの酸素置換を良好に実施できたと推測できる。この場合、酸素供給制御装置４０は、酸素置換工程において酸素置換を良好に実施できたと判断し、ステップＳ１２２に移行する。

その一方、ステップＳ１２１において「Ｎｏ」の場合、キャビティ１１Ａ内の特に澱み易い袋小路形状部１１Ｆの酸素置換を良好に実施できなかったと推測できる。この場合、酸素供給制御装置４０は、酸素置換工程において酸素置換を良好に実施できなかったと判断し、ステップＳ１２４に移行する。ステップＳ１２４の処理については、後で説明する。

ステップＳ１２１からステップＳ１２２に移行すると、酸素供給制御装置４０は、第１供給時間Ｔ１が下限値Ｔ１ｍｉｎと等しい否かを判断する。ステップＳ１２２において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１２３に移行して、第１供給時間Ｔ１から補正値Ｔｃｖを減算した後、ステップＳ１３１に移行する。これにより、次回に行われる酸素置換工程において、第１供給時間Ｔ１が短くなる。その結果、タクトタイムを短縮できる。その一方、ステップＳ１２２において「Ｙｅｓ」の場合、第１供給時間Ｔ１を下限値Ｔ１ｍｉｎに維持したまま、ステップＳ１３１に移行する。

次のステップＳ１３１〜Ｓ１３６は、本発明の「鋳造工程」の一例である。ステップＳ１３１に移行すると、図４に示すように、ダイカスト制御部１０は、射出プランジャ１６を後退させて、注湯口１５Ｈを開放する。

次に、ステップＳ１３２に移行すると、ダイカスト制御部１０は、油圧制御回路１０Ｃを作動させてスクイズピン４を後退させる。そして、ダイカスト制御部１０は、スクイズピン４をキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆから最も後退した状態、すなわち、後退限まで移動した状態として、キャビティ１１Ａ内と第１排出路７１との連通を遮断する。

次に、ステップＳ１３３に移行すると、酸素供給制御装置４０は、制御弁７２Ｖを制御して、第２排出路７２を開放する。

次に、ステップＳ１３４に移行すると、図１に示すように、ダイカスト制御部１０は、ラドル１５Ａによって、注湯口１５Ｈからプランジャスリーブ１５内に溶湯Ａ１を供給する。この際、酸素供給制御装置４０は、プランジャスリーブ１５内に酸素を少量吹き込む。この酸素少量吹き込みは、酸素の流量を絞った状態で溶湯Ａ１の供給が終了するまで継続され、ステップＳ１３５に移行する際に停止される。

次に、ステップＳ１３５に移行すると、図５に示すように、ダイカスト制御部１０は、射出プランジャ１６をプランジャスリーブ１５内でキャビティ１１Ａに向かって前進させることにより、キャビティ１１Ａ内に溶湯Ａ１を射出する。この際、ゲート１５Ｇを通過する溶湯Ａ１が粒状の液滴となり、その液滴がキャビティ１１Ａ内の酸素によって酸化されることにより、キャビティ１１Ａ内が減圧状態となる。その結果、キャビティ１１Ａ内に充填された溶湯Ａ１がガス巣の原因となる気泡を抱き込むことが抑制される。

次に、ステップＳ１３６に移行すると、図６に示すように、ダイカスト制御部１０は、油圧制御回路１０Ｃを作動させてスクイズピン４を前進させ、キャビティ１１Ａ内に充填した溶湯Ａ１をスクイズピン４によって局所的に加圧する。この際、スクイズピン４は、キャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆを特に加圧するので、袋小路形状部１１Ｆに充填された溶湯Ａ１が気泡を抱き込むことが一層抑制される。

なお、ステップＳ１３６では、キャビティ１１Ａ内に充填した溶湯Ａ１の凝固の進行状況に考慮しながらスクイズピン４を前進させることにより、溶湯Ａ１が第１排出路７１に入り込むことを抑制している。

このようなステップＳ１３１〜Ｓ１３６によって、加圧鋳造品Ａ２が製造される。本実施例では、説明を簡略化するため、酸素供給制御装置４０は、ステップＳ１２１で、酸素置換工程において酸素置換を良好に実施できたと判断した場合、鋳造工程も良好に実施できたと判断する。なお、ステップＳ１３１〜Ｓ１３６の実施後、鋳造工程の良否についての判定を実施することもできる。

次に、ステップＳ１４１に移行すると、酸素供給制御装置４０は、製造された加圧鋳造品Ａ２が良品であるという良品信号を製品取出装置５０に発信する。その後、ステップＳ１４３に移行する。

ステップＳ１２１からステップＳ１２４に移行すると、酸素供給制御装置４０は、酸素置換工程における酸素置換の不良を解消するために第１供給時間Ｔ１に補正値Ｔｃｖを加算した後、ステップＳ１４２に移行する。これにより、次回に行われる酸素置換工程において、第１供給時間Ｔ１が長くなる。

ステップＳ１４２に移行すると、酸素供給制御装置４０は、酸素置換を良好に実施できなかったと判断した酸素置換工程に続けて鋳造工程を実施した場合に、得られる加圧鋳造品Ａ２が不良品になると判断する。そして、酸素供給制御装置４０は、鋳造工程（ステップＳ１３１〜Ｓ１３６）を実施することなく、不良品信号を製品取出装置５０に発信する。その後、ステップＳ１４３に移行する。

ステップＳ１４１又はステップＳ１４２からステップＳ１４３に移行すると、図７に示すように、ダイカスト制御部１０は、図示しない型締装置を制御して、固定金型１２及び可動金型１３を型開きする。ここで、ステップＳ１４１において良品信号が製品取出装置５０に発信されていれば、ダイカスト制御部１０は、押し出しピン１３Ａをキャビティ１１Ａ内に突出させて、加圧鋳造品Ａ２を脱型する。製品取出装置５０は、脱型された加圧鋳造品Ａ２を取り出し、受信した良品信号に基づいて良品置き場に移送する。その一方、ステップＳ１４２において不良品信号が製品取出装置５０に発信されていれば、押し出しピン１３Ａ及び製品取出装置５０は動作しない。

次に、ステップＳ１４４に移行すると、ダイカスト制御部１０は、鋳造を繰り返すか否かを判断する。ステップＳ１４４において「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０２に戻る。その一方、ステップＳ１４４において「Ｎｏ」の場合、加圧鋳造品Ａ２の製造工程を終了する。

＜作用効果＞
実施例のダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、酸素置換工程（ステップＳ１１１〜Ｓ１１６）の最初から最後まで、第１排出路７１を介してキャビティ１１Ａ内のガスを排出する排出工程を実施する。より詳しくは、図３に示すように、スクイズピン４に形成された第１排出路７１は、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内の袋小路形状部１１Ｆに最も進入した状態で、すなわち、前進限まで移動した状態で、キャビティ１１Ａ内と連通する。そして、キャビティ１１Ａ内に酸素が供給されることにより、キャビティ１１Ａ内のガスが第１排出路７１を介して第３排出路７３に排出される。また、排出工程の後半に、第１排出路７１及び第３排出路７３に加え、制御弁７２Ｖによって開放された第２排出路７２を介して、キャビティ１１Ａ内のガスが金型１１の外部に排出される。この際、キャビティ１１Ａの澱み易い部分、すなわち袋小路形状部１１Ｆにスクイズピン４及び第１排出路７１が配置されているので、その澱み易い袋小路形状部１１Ｆを酸素でより一層置換できる。

さらに、このダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、酸素濃度測定工程（ステップＳ１２０）において、酸素濃度測定機３０が第１排出路７１を介して排出されるガスの酸素濃度Ｍ１を測定する。この際、酸素濃度測定機３０は、第１排出路７１とは異なる経路、具体的には、第２排出路７２を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する場合と比較して、キャビティ１１Ａの澱み易い部分、すなわち袋小路形状部１１Ｆに対応する酸素濃度Ｍ１を好適に測定できる。そして、酸素供給制御装置４０は、酸素濃度測定機３０によって測定された酸素濃度Ｍ１に基づいて、キャビティ１１Ａ内の特に袋小路形状部１１Ｆを酸素で置換できたか否かを判断できるので、酸素置換工程における酸素置換の良否、ひいては、加圧鋳造品Ａ２の良否を精度良く判定できる。

したがって、実施例のダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、加圧鋳造品Ａ２にガス巣が発生することを抑制でき、ひいては、加圧鋳造品Ａ２の後工程、具体的には、凹凸形状等を形成する切削工程や表面仕上げ工程における不良率の低下を実現できる。特に本実施例では、酸素供給制御装置４０は、ステップＳ１２１において、酸素置換工程（ステップＳ１１１〜Ｓ１１６）を良好に実施できなかったと判断した場合、鋳造工程（ステップＳ１３１〜Ｓ１３６）を実施することなく、ステップＳ１４２において、不良品信号を製品取出装置５０に発信する。これにより、加圧鋳造品Ａ２の製造工程における不良率の低下も実現できる。

また、このダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、排出工程の前半（ステップＳ１１１〜Ｓ１１２）において、制御弁７２Ｖが第２排出路７２を遮断し、排出工程の後半（ステップＳ１１３〜Ｓ１１５）において、制御弁７２Ｖが第２排出路７２を開放する。つまり、制御弁７２Ｖは、第１排出路７１がキャビティ１１Ａ内と連通する期間のうちの少なくとも一部の期間において、第２排出路７２を遮断する。これにより、キャビティ１１Ａ内のガスが第１排出路７１のみを介して排出される期間を設けることができる。その結果、キャビティ１１Ａの袋小路形状部１１Ｆを酸素でより一層置換できる。

さらに、このダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、酸素供給制御装置４０は、ステップＳ１２１において、酸素濃度測定機３０によって測定された酸素濃度Ｍ１が所定の閾値Ｇ１よりも大きい場合、ステップＳ１２２〜Ｓ１２３において、第１供給時間Ｔ１から補正値Ｔｃｖを減算する。その結果、次回の酸素置換工程において、第１供給時間Ｔ１が短くなる。その一方、酸素供給制御装置４０は、ステップＳ１２１において、酸素濃度測定機３０によって測定された酸素濃度Ｍ１が所定の閾値Ｇ１以下である場合、ステップＳ１２４において、第１供給時間Ｔ１に補正値Ｔｃｖを加算する。その結果、次回の酸素置換工程において、第１供給時間Ｔ１が長くなる。これにより、このダイカスト装置１及び加圧鋳造品Ａ２の製造方法では、加圧鋳造品Ａ２の不良品の発生を抑制しつつ、キャビティ１１Ａ内に酸素を供給する供給時間を短くできるので、生産性の向上を実現できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施例では、第１排出路７１が複数の直線溝７１Ａと、円環溝７１Ｂとを含んでいるが、この構成には限定されない。例えば、第１排出路は、スライドピンの外周面に凹設された１本の溝であってもよい。また、第１排出路は、スライドピンを貫設された孔を含んでいてもよい。

実施例では、第１排出路７１を介してキャビティ１１Ａ内のガスを排出する排出工程において、第１供給時間Ｔ１が経過するまで第２排出路７２を制御弁７２Ｖによって遮断し、第１供給時間Ｔ１が経過した後、第２排出路７２を制御弁７２Ｖによって排出工程の最後まで開放するが、これには限定されない。例えば、排出工程の前半に第２排出路７２を制御弁７２Ｖによって開放し、排出工程の後半に第２排出路７２を制御弁７２Ｖによって遮断してもよい。また、排出工程の途中に一時的に第２排出路７２を制御弁７２Ｖによって遮断してもよい。さらに、制御弁７２Ｖを無くして第２排出路７２が常に開放された構成も本発明に含まれる。

実施例では、酸素置換工程（ステップＳ１１１〜Ｓ１１６）の開始から終了まで、第１排出路７１を介してキャビティ１１Ａ内のガスを排出する排出工程を実行するが、これには限定されない。例えば、酸素置換工程の前半に、第１排出路７１を介する排出工程を実行した後、スクイズピン４を後退限まで移動させ、酸素置換工程の後半に、第２排出路７２のみを介してキャビティ１１Ａ内のガスを金型１１の外部に排出してもよい。また、スクイズピン４を後退限まで移動させた状態で酸素置換工程を開始し、酸素置換工程の前半に、第２排出路７２のみを介してキャビティ１１Ａ内のガスを金型１１の外部に排出した後、スクイズピン４を前進限まで移動させ、酸素置換工程の後半に、第１排出路７１を介してキャビティ１１Ａ内のガスを排出する排出工程を実行してもよい。

本発明はダイカスト装置及び加圧鋳造品に利用可能である。

１…ダイカスト装置
１１…金型
１１Ａ…キャビティ
Ａ１…溶湯
４…スクイズピン
Ａ２…加圧鋳造品
７１、７２、７３…排出経路（７１…第１排出路、７２…第２排出路、７３…第３排出路）
３０…酸素濃度測定手段（酸素濃度測定機）
Ｍ１…酸素濃度
７２Ｖ…制御弁
Ｔ１、Ｔ２…供給時間（Ｔ１…第１供給時間、Ｔ２…第２供給時間）
４０…酸素供給制御手段（酸素供給制御装置）
Ｇ１…所定の閾値
Ｓ１１１〜Ｓ１１６…酸素置換工程
Ｓ１１１〜Ｓ１１６…排出工程
Ｓ１２０…酸素濃度測定工程
Ｓ１３１〜Ｓ１３６…鋳造工程

Claims (6)

1. 金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換し、前記キャビティ内に充填した溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造するダイカスト装置であって、
   前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
   前記第１排出路は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記キャビティ内と連通することで前記キャビティ内のガスを排出する一方、前記スクイズピンが前記キャビティ内から後退した状態で前記キャビティ内との連通が遮断され、
   前記ダイカスト装置は、さらに、
   前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を備え、
   前記排出経路は、一端が前記金型内で前記第１排出路に接続され、他端が前記酸素濃度測定手段に接続された第３排出路を含み、
   前記酸素濃度測定手段は、前記スクイズピンの進退によって、前記キャビティ内との連通及び遮断が切り替えられることを特徴とするダイカスト装置。
2. 金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換し、前記キャビティ内に充填した溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造するダイカスト装置であって、
   前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
   前記第１排出路は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記キャビティ内と連通することで前記キャビティ内のガスを排出する一方、前記スクイズピンが前記キャビティ内から後退した状態で前記キャビティ内との連通が遮断され、
   前記ダイカスト装置は、さらに、
   前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を備え、
   前記排出経路は、前記第１排出路とは別に、前記キャビティ内と外部とを連通する第２排出路を含み、
   前記ダイカスト装置は、さらに、
   前記第２排出路を開放及び遮断可能な制御弁を備え、
   前記第１排出路が前記キャビティ内と連通するときに、前記制御弁が前記第２排出路を遮断することを特徴とするダイカスト装置。
3. 前記キャビティ内に酸素を供給する供給時間を制御する酸素供給制御手段をさらに備え、
   前記酸素供給制御手段は、前記酸素濃度測定手段によって測定された前記酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、前記供給時間を長くし、
   前記酸素濃度が前記所定の閾値よりも大きい場合には、前記供給時間を短くする請求項１又は２記載のダイカスト装置。
4. 金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換する酸素置換工程と、
   前記キャビティ内に溶湯を充填し、前記溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造する鋳造工程と、を有する加圧鋳造品の製造方法であって、
   前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
   前記酸素置換工程は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記第１排出路を前記キャビティ内と連通させ、前記第１排出路を介して前記キャビティ内のガスを排出する排出工程を含み、
   前記製造方法は、さらに、
   前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を酸素濃度測定手段によって測定する酸素濃度測定工程を有し、
   前記排出経路は、一端が前記金型内で前記第１排出路に接続され、他端が前記酸素濃度測定手段に接続された第３排出路を含み、
   前記酸素濃度測定手段は、前記スクイズピンの進退によって、前記キャビティ内との連通及び遮断が切り替えられることを特徴とする加圧鋳造品の製造方法。
5. 金型のキャビティ内に酸素を供給し、排出経路を介して前記キャビティ内のガスを外部に排出することで前記キャビティ内を酸素で置換する酸素置換工程と、
   前記キャビティ内に溶湯を充填し、前記溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧して加圧鋳造品を製造する鋳造工程と、を有する加圧鋳造品の製造方法であって、
   前記排出経路は、前記スクイズピンに形成された第１排出路を含み、
   前記酸素置換工程は、前記スクイズピンが前記キャビティ内に進入した状態で前記第１排出路を前記キャビティ内と連通させ、前記第１排出路を介して前記キャビティ内のガスを排出する排出工程を含み、
   前記製造方法は、さらに、
   前記第１排出路を介して排出されるガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定工程を有し、
   前記排出経路は、前記第１排出路とは別に、前記キャビティ内と外部とを連通する第２排出路を含み、
   前記排出工程では、前記第２排出路を遮断することを特徴とする加圧鋳造品の製造方法。
6. 前記酸素置換工程では、前記酸素濃度測定工程において測定された前記酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、前記キャビティ内に酸素を供給する供給時間を長くし、
   前記酸素濃度が前記所定の閾値よりも大きい場合には、前記供給時間を短くする請求項４又は５記載の加圧鋳造品の製造方法。

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