JP2010058130A - ホットチャンバーダイカストマシン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融金属材料である溶湯が入れられる溶湯槽10と、溶湯槽から溶湯供給路12を介して溶湯が供給可能に配置されたシリンダ31と、シリンダ内に摺動自在に配置されたプランジャ40と、プランジャの摺動によりシリンダ内の溶湯をノズルに導く溶湯供給路(グーズネック)32とを備えて、ノズル50を鋳造用金型61,62に接続して、プランジャ40の摺動によりノズルから流動した溶湯を鋳造用金型内に充填させるホットチャンバーダイカストマシンである。そして本発明においては、溶湯供給路32の容積を、鋳造用金型内に溶湯を充填させるためにプランジャ40を摺動させたときのシリンダ31内の容積変化量より大きくした。
【選択図】図1
Description
このホットチャンバーダイカストマシンは、従来、例えば図4に示した構成とされる。
図4は、ホットチャンバーダイカストマシンの断面を示した図である。図4において、10は溶湯槽を示し、溶湯槽10内には、例えば700℃程度に加熱された溶融金属材料が満たされている。加熱する機構については省略してある。溶融金属材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金などが使用される。以下の説明では、溶湯槽10内に満たされた溶融金属材料は、溶湯11と称する。
シリンダブロック30内には、円筒形状の空間であるシリンダ31が形成させてあり、そのシリンダ31内に挿入されたプランジャ40が上下に摺動する構成としてある。プランジャ40は、上端42が図示しないマシン側に接続してあり、マシン側の駆動機構による駆動で、シリンダ31内を上下に往復移動する。図4に示した状態は、プランジャ40の下端41が、最も上側の上死点である状態を示している。
シリンダ31の内部の下端には、比較的細い管状のグーズネック32の一端が接続してあり、そのグーズネック32の他端に、ノズル50が接続してある。溶湯槽10の外部のノズル50には、ヒータ51が取り付けてあり、ノズル50の内部の溶湯が高温に保たれる構成としてある。
ノズル50の先端52には、鋳造用金型を構成する固定型61及び可動型62を接続する。
なお、本明細書でプランジャの下死点と述べた場合には、溶湯を金型側に押し出す際にプランジャが最も下側になる位置を意味し、プランジャが機構的に移動できる最も下側の位置よりも上側である場合がある。即ち、プランジャ40を下降させて溶湯を金型側に押し出して、金型内に金属材料15が完全に圧入されて、それ以上プランジャが降りることができなくなった位置を、本明細書では下死点と称する。
この空気溜まりAの空気は、シリンダ31から溶湯槽10側に排出できれば問題ないが、実際には溶湯11とシリンダ内の溶湯13の圧力が釣り合うために、シリンダ31から完全に排出させるのは困難である。
即ち、ノズル50内の空気については、金型への圧入時に、溶融金属材料よりも先に金型内に到達し、金型がもつ空気排出機構(図示せず)により金型から外部に排出されるが、シリンダ31内の空気については、溶融金属材料よりも遅れて金型へ圧入されるため、溶融金属材料に混入した状態で金属が凝固する可能性が高く、ダイカスト鋳造部品の品質を低下させてしまう。
また、シリンダ31内に空気が入ってしまうと、その空気と触れた溶融金属材料が酸化して、その点からもダイカスト鋳造部品の品質を低下させてしまうと共に、酸化した金属材料がプランジャ40やシリンダ31の内壁に付着して、プランジャ40を摩耗させてしまう可能性もある。
そして本発明においては、溶湯供給路の容積を、鋳造用金型内に溶湯を充填させるためにプランジャを摺動させたときのシリンダ内の容積変化量より大きくしたことを特徴とする。
図1は、本実施の形態のホットチャンバーダイカストマシンの構成を断面で示した図である。本実施の形態のホットチャンバーダイカストマシンでダイカスト鋳造する際に適用される金属材料しては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金など、従来からダイカスト鋳造に使用されている各種金属材料が適用可能である。
図1に示したホットチャンバーダイカストマシンの基本的な構成は、図4及び図5に示したものと同一である。図4などの説明と重複するが、再度構成について説明すると、例えば700℃程度に加熱された溶融金属材料(溶湯10)が満たされた溶湯槽10内には、シリンダブロック30が配置してある。シリンダブロック30は、シリンダ保持部材23で周囲を保持させてあり、シリンダ保持部材23が、接続部材22を介してマシン側支柱21と接続させてある。
シリンダブロック30内には、円筒形状の空間であるシリンダ31が形成させてあり、そのシリンダ31内に挿入されたプランジャ40が上下に摺動する構成としてある。シリンダブロック30とプランジャ40は、例えばセラミックで形成させる。プランジャ40は、上端42が図示しないマシン側に接続してあり、マシン側の駆動機構による駆動で、シリンダ31内を上下に往復移動する。図1に示した状態は、プランジャ40の下端41が、最も上側の上死点となった状態を示している。
シリンダ31の内部の下端には、溶湯供給路であるグーズネック32の一端が接続してあり、そのグーズネック32の他端に、ノズル50が接続してある。溶湯槽10の外部のノズル50には、ヒータ51が取り付けてあり、ノズル50の内部の溶湯が高温に保たれる構成としてある。ノズル50は、先端52を溶湯槽10の外部に引き出す構成としてあり、そのノズル50の先端52は、溶湯槽10内の溶湯上面11aよりも上側に配置してある。
ここまでは、図4などで説明した構成と同じである。
即ち、図1にプランジャ40を摺動させた際の上死点から下死点までの移動長さL1を示すと、その長さL1だけ移動させた際に変化するシリンダ31内の容積をVSとする。また、溶湯溜部33を含めたグーズネック32の容積をVGとする。なお、図1のシリンダ31内に示した破線41Lは、プランジャ40を下死点まで摺動させた際の、プランジャ40の下端41の位置を示している。
このとき、VG>VSの関係となるように、溶湯溜部33の容積を決める。
なお、ここでは溶湯溜部33を含めたグーズネック32の容積VGとして、ノズル50内の容積は除いてあるが、ノズル50内の溶湯が通過する管の容積を含めるようにしてもよい。また、ここでの下死点は、金型内に金属材料が完全に圧入されて、それ以上プランジャが降りることができなくなった位置である。
まず、図1に示すように、プランジャ40を上死点として、シリンダ31内に溶湯13を溜めた状態とし、固定型61と可動型62をノズル50の先端に接続して、プランジャ40を下死点まで摺動させる。この摺動により、シリンダ31内の溶湯13を、固定型61側の空間61aと可動型62側の空間62aとに圧入される。
この状態で、固定型61と可動型62をノズル50から離し、プランジャ40を上死点まで戻させる。
ここで本例においては、上述したように、溶湯溜部33を含めたグーズネック32の容積VGを、シリンダ31内の容積変化量VSよりも多くしたので、ノズル50の先端から空気がノズル50内に空気が入ったとしても、その空気はグーズネック32と溶湯溜部33の内部に保たれ、シリンダ31内に空気が入ることがない。
ノズル50とグーズネック32内に入った空気は、溶湯10を金型に圧入させる際に、溶湯10よりも先に金型内に送られるため、金型が持つ空気排出機構で、外部に排出され、ダイカスト鋳造部品内に空気が混入することがない。
従って、ダイカスト鋳造する際に、固定型61と可動型62で構成される金型内に空気が混入することがなく、品質の高いダイカスト鋳造が可能となる。
また、このようにシリンダ31内に空気が入らないことで、シリンダ内で溶湯11(溶融金属材料)と空気が触れることがなくなり、金属材料を酸化させることがなくなり、シリンダ31の内壁やプランジャ40に酸化金属が付着しなくなる。この酸化金属の生成がないことによっても、ダイカスト鋳造部品の品質を向上させることができると共に、酸化金属によるプランジャ40の摩耗を阻止でき、プランジャの長寿命化を図ることができる。
図2は、本実施の形態のホットチャンバーダイカストマシンの構成を断面で示した図である。図2に示したホットチャンバーダイカストマシンの基本的な構成についても、図1、図4及び図5に示したものと同一であり、図1と同一構成の説明は省略する。
本実施の形態の場合には、グーズネックの容積を効率的に増やす構成としたものである。
そして、環状溶湯溜部34の上端からグーズネック32を伸ばして、グーズネック32の先端をノズル50に接続する。
図3に示したように、シリンダ31を囲むように、円形に環状溶湯溜部34が配置してあり、その環状溶湯溜部34の下端とシリンダ31の下端とが、管状の接続部35で接続してある。環状溶湯溜部34と接続部35は、グーズネックの一部と見なすことができる。
そして、環状溶湯溜部34の上端から管状のグーズネック32を伸ばしてあり、そのグーズネック32の先端にノズル50を接続してある。
なお、図3はシリンダブロック30の内部構成の概要を示した図であり、シリンダブロック30の外形形状(特に上面の形状)については図2とは一致していない。
従って、ダイカスト鋳造する際に、固定型61と可動型62で構成される金型内に空気が混入することがなく、品質の高いダイカスト鋳造が可能となる。さらに、シリンダ内での酸化金属の生成が阻止され、その点からも品質の向上が図れると共に、プランジャなどの摩耗防止が図れる。
図2及び図3に示した本実施の形態の場合には、シリンダ31の周囲に円形に環状溶湯溜部34を設ける構成としたので、シリンダブロック30の形状を有効に活用して、効率よく環状溶湯溜部34を設けることができる。
Claims (3)
- 溶融金属材料である溶湯が入れられる溶湯槽と、
前記溶湯槽内に配置され、前記溶湯槽から溶湯供給路を介して溶湯が供給可能に配置されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動自在に配置されたプランジャと、
前記プランジャの摺動により前記シリンダ内の溶湯をノズルに導く溶湯供給路とを備えて、
前記ノズルを鋳造用金型に接続して、前記プランジャの摺動によりノズルから流動した溶湯を前記鋳造用金型内に充填させるホットチャンバーダイカストマシンであって、
前記溶湯供給路の容積を、前記鋳造用金型内に溶湯を充填させるために前記プランジャを摺動させたときのシリンダ内の容積変化量より大きくしたことを特徴とする
ホットチャンバーダイカストマシン。 - 前記溶湯供給路の途中に溶湯溜部を設けて、前記溶湯供給路の容積を、前記シリンダ内の容積変化量より大きくしたことを特徴とする
請求項1記載のホットチャンバーダイカストマシン。 - 前記溶湯溜部は、前記シリンダの周囲に環状に配置したことを特徴とする
請求項1又は2記載のホットチャンバーダイカストマシン。
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2008
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