JP2012011408A - 鋳造装置及び鋳造ワークの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造装置における離型不良を防止できる鋳造装置及び鋳造ワークの製造方法を提供する。
【解決手段】固定プラテン１１及び可動プラテン１２にそれぞれ固定される固定金型２１及び可動金型２２によって形成される金型空間でワークを鋳造する鋳造装置において、可動プラテンは、可動金型の移動によって突出して可動金型からワークを離型させる離型ピン１３ａ、１３ｂを備え、可動金型は、離型方向に分割可能な第１の金型２２１と第２の金型２２２と備え、第２の金型は、第１の金型からの移動範囲を規制する規制部２２２ａを備え、離型ピンの突出によって、第２の金型と第１の金型とが分離することで、ワークが前記可動金型から離型する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造製品の離型不良を防止する鋳造装置及び鋳造ワークの製造方法に関する。

ダイカストマシンに代表される鋳造金型を用いる鋳造装置は、射出成形後、鋳造ワークを離型ピンで押し出すことによって、鋳造ワークを取り出している。

このような鋳造装置として、分割された金型間に形成されたキャビティでワークを鋳造し、鋳造後のワークを金型に出没自在に設けた複数の離型ピンの押出し動で離型させるようにした鋳造装置の離型装置が知られている（特許文献１参照。）。

特開平０６−３１３８１号公報

このような鋳造装置では、ワークの高さが、金型に対して高い場合には離型抵抗が大きくなり、離型不良が発生する可能性がある。離型不良を防止するため型の抜き勾配を大きくすればよいが、抜き勾配を大きくした場合は、離型後の鋳造ワークをさらに切削等によって仕上げるための工程が増加し、加工サイクルタイムが伸びてしまうという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、鋳造装置における離型不良を防止して、コストを低減させることができる鋳造装置及び鋳造ワークの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、固定プラテン及び可動プラテンにそれぞれ固定される固定金型及び可動金型によって形成される金型空間でワークを鋳造する鋳造装置である。この鋳造装置において、可動プラテンは、可動金型の移動によって突出して、可動金型からワークを離型させる離型ピンを備える。可動金型は、離型方向に分割可能な第１の金型と第２の金型と備える。第２の金型は、第１の金型からの移動範囲を規制する規制部を備える。ワークを離型するときに、離型ピンの突出によって、第２の金型と第１の金型とが分離することで、ワークが可動金型から離型する。

本発明によると、第１の金型と第２の金型が分離することによって離型抵抗が分散されるので、離型抵抗が低減される。これにより、ワークの抜き勾配を小さく設定することが可能になるので、最終製品とするための切削等の加工工程を削減できと共に、加工取代削減による粗材量の重量を削減でき、製造コストを低減することができる。また、このような構成によって離型抵抗を低くできるので、離型不良を防止することができる。

本発明の実施形態の鋳造装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態の鋳造装置における鋳造工程の説明図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態の鋳造装置１０の構成を示す説明図である。

鋳造装置１０は、固定プラテン１１及び可動プラテン１２と、これら固定プラテン１１及び可動プラテン１２にそれぞれ固定された固定金型２１及び可動金型２２とによって構成される。

また、可動プラテン１２の上方にはアッパープラテン１８が備えられている。アッパープラテン１８と固定プラテン１１とは、ガイド１７によって連結されている。可動プラテン１２は、このガイド１７に沿って、上下方向に移動可能に構成される。

これら固定金型２１と可動金型２２との間に形成された金型空間（キャビティ）２０Ａに、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属の溶湯を射出し、これを凝固させることによって、鋳造ワーク５０が形成される。

可動プラテン１２は、移動装置３１によって固定プラテン１１との相対位置を移動可能に構成される。可動プラテン１２を固定プラテン１１へと最も接近したときに固定金型２１と可動金型２２とが閉塞されて、キャビティ２０Ａが形成される。

可動プラテン１２は、鋳造後に可動金型２２から鋳造ワーク５０を取り外すための複数のインジェクタピン１３（１３ａ、１３ｂ）を備える。インジェクタピン１３は、インジェクタプレート１４に連結されており、インジェクタプレート１４の上下移動に伴ってインジェクタピン１３が上下移動する。

インジェクタプレート１４は、可動プラテン１２に備えられる複数のインジェクタバー１６（１６ａ、１６ｂ）によって移動される。インジェクタバー１６は、それぞれバネ１６１（１８１ａ、１６１ｂ）が備えられており、このバネ１６１によってアッパープラテン側に付勢されている。

鋳造後、鋳造ワークを取り外すときは、移動装置３１によって可動プラテン１２が上昇されて、インジェクタバー１６が可動プラテン１２の上方に固定されているアッパープラテン１８の下面に突き当たる。このとき、アッパープラテンに１８によってインジェクタバー１６がバネ１６ａの付勢力に抗して下側に移動される。

これにより、インジェクタバー１６がインジェクタプレート１４を下方に移動させる。インジェクタプレート１４の移動に伴ってインジェクタピン１３が下方に移動する。インジェクタピン１３によって鋳造ワーク５０が下方に移動させられることによって、可動金型２２から鋳造ワーク５０が取り外される。

このように構成された鋳造装置において、上下方向（可動プラテンの可動方向）の高さが高い鋳造ワーク５０を形成する場合は、可動金型２２からの離型抵抗が上昇する。離型抵抗の上昇は離型不良の発生につながる。

離型不良を防止するためには、可動金型２２のキャビティ面の鉛直方向に対する傾き（抜き勾配）を大きく設定する必要がある。例えば、抜き勾配を３°とすることが従来一般的であった。

これにより、離型抵抗が低減されて離型不良は改善されるが、鋳造ワーク５０の外形が、最終的な製品に対して抜き勾配の分だけ大きくなる。そのため、鋳造ワーク５０に対して切削等の加工工数が増加する。

そこで、本発明の実施形態では、次に説明するような特徴的な構成によって、抜き勾配を抑えつつ、離型不良を防止できる鋳造装置を構成した。

図１に示すように、可動金型２２は、上側に位置する第１の可動金型２２１と、下側に位置する第２の可動金型２２２とに分割されている。従って、キャビティ２０Ａは、これら第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とによって分割可能に構成される。

第１の可動金型２２１は、可動プラテン１２に固定されている。第２の可動金型２２２は、第１の可動金型２２１を貫通して設けられ、第１の可動金型２２１に対して鉛直方向に移動可能に構成されている。

第２の可動金型２２１は、第１の可動金型２２１の内部を貫通して可動プラテン１２側に露出している。この露出部分は、第１の可動金型２２１の貫通孔の径よりも大きくフランジ状に張り出したストッパ２２２ａが形成されている。このストッパ２２２ａの存在によって、第２の可動金型２２２の下方への移動範囲が規制される。

なお、ストッパ２２２ａと第１の可動金型２２１の上端部との間には、第２の可動金型２２２のストッパ２２２ａが第１の可動金型２２１の上端部に接触するときの衝撃を緩和するバネ２３０が介装されている。

このバネ２２３は、例えば円環状かつ波状の波バネによって構成されているが、皿バネやコイルバネであってもよい。

第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とは、鋳造時にその外周がキャビティ２０Ａの壁面を形成する。一方、鋳造後、鋳造ワーク５０を取り外すときに、キャビティ２０Ａの壁面において、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とが分離するように構成されている。

なお、このキャビティ２０Ａの壁面において、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２との分割部分に隙間が生じて鋳造時に溶湯が入り込みバリが発生することを防止するために、これらの接触部分を次のように構成した。

すなわち、第１の可動金型２２１の下端部のエッジ部２２１ｅの角度ｆを、第２の可動金型２２２の肩部２２２ｅの角度ｇよりも鋭角とした。このように構成することによって、第１の可動金型２２１の下端部のエッジ部２２１ｅと第２の可動金型２２２の肩部２２２ｅとが、常に外周側で線接触する。

図２は、本発明の実施形態の鋳造装置１０における、鋳造後の鋳造ワーク５０鋳造工程を示す説明図である。

まず図２（Ａ）において、鋳造時は、可動プラテン１２が下降して、可動金型２２と固定金型２１とが密着し、これら可動金型２２と固定金型２１とで形成されるキャビティ２０Ａに溶湯が射出され、この溶湯が凝固することによって鋳造ワーク５０が鋳造される。

このとき、第１の可動金型２２１の下端面が、第２の可動金型２２２の外周部の下端面を下側に押し付けることによって可動金型２２の外周が面一となっている。

鋳造後、鋳造ワーク５０を取り外す場合は、可動プラテン１２が上昇することによって可動金型２２が上昇する。そして、可動プラテン１２のインジェクタバー１６の上端部がアッパープラテン１８に突き当たることによってインジェクタピン１３が下側に移動させられ、鋳造ワーク５０が取り外し方向である下側に移動させられる。

このインジェクタピン１３の移動によって、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とが分離する方向に力が働く。

図２（Ｂ）において、このとき、可動金型２２は、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とに分離するすので、鋳造ワーク５０と可動金型２２との離型抵抗が上下二つに分散される。これにより、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とのそれぞれの離型抵抗は、分割されない場合と比較すると略半減する。

この結果、インジェクタピン１３の突出長さが第２の可動金型２２２の移動可能範囲内である場合は、まず、第１の可動金型２２１において、鋳造ワーク５０が離型する。

図２（Ｃ）において、その後、さらに可動プラテン１２が上昇した場合は、第２の可動金型２２２の移動可能範囲を超えてインジェクタピン１３が突出する。これにより、第２の可動金型２２２において、鋳造ワーク５０が離型する。離型した鋳造ワーク５０は、受台５１が保持し次の工程へと搬送される。

なお、鋳造ワーク５０が第１の可動金型２２１から離型し、さらに第２の可動金型２２２から離型するときに、第２の可動金型２２２は下側に力を受ける。このとき第２の可動金型２２２のストッパ２２２ａが第１の可動金型２２１の上端部に接触するが、この接触が繰り返されるとストッパ２２２ａが破損する可能性がある。

本実施形態では、このストッパ２２２ａと第１の可動金型２２１との間にバネ２３０を介装し、このバネ２２３によってストッパ２２２ａと第１の可動金型２２１とが接触するときの衝撃を緩和する。

以上のように本発明の実施の形態は、可動金型２２と固定金型２１との間に形成されたキャビティ２０Ａで鋳造ワーク５０を鋳造する鋳造装置１０において、可動金型２２を、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とで分割可能に構成した。また、第２の可動金型２２２は、ストッパ２２２ａによって移動範囲が規制されている。

このような構成によって、鋳造ワーク５０を取り外すときに、可動金型２２において第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２とに離型抵抗が分散されるので、離型抵抗を低減することができる。これにより、鋳造ワーク５０の抜き勾配を小さく設定することが可能になる（例えば１°）ので、最終製品とするための切削等の加工工程を削減できると共に、加工取代削減による粗材量の重量を削減でき、製造コストを低減することができる。また、第２の可動金型２２２はストッパ２２２ａによって移動範囲が規制されているので、離型時に可動プラテン１２から外れることがない。

また、このような構成によって離型抵抗を低くできるので、離型不良を防止することができるので、製造コストを削減することができる。

また、第１の可動金型２２１の下端部のエッジ部２２１ｅの角度ｆを、第２の可動金型２２２の肩部２２２ｅの角度ｇよりも鋭角として、第１の可動金型２２１の下端部のエッジ部２２１ｅと第２の可動金型２２２の肩部２２２ｅとが、常に外周側で線接触するように構成した。

このような構成によって、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２との分割部分に隙間が生じることを防止してバリの発生を防止できるので、離型不良を防ぐことができる。

また、第２の可動金型２２２の移動を規制するストッパ２２２ａと第１の可動金型２２１との間にバネ２３０を介装して、バネ２２３によってストッパ２２２ａと第１の可動金型２２１とが接触するときの衝撃を緩和したので、可動金型２２の破損を防止することができ、金型部品の寿命を向上することができる。

なお、本実施形態では、可動金型２０は、第１の可動金型２２１と第２の可動金型２２２との二つに分離する例を示したが、これに限られない。離型時にインジェクタピン１３の突出に伴って分離し、この分離の移動範囲がストッパによって規制される３以上の可動金型が分離する構成としてもよい。

また、本実施形態の鋳造装置１０は、縦型の鋳造装置を例に説明したが、横型の鋳造装置であっても同様に本発明を適用することができる。

１０ 鋳造装置
１１ 固定プラテン
１２ 可動プラテン
１３ インジェクタピン
１４ インジェクタプレート
１６ インジェクタバー
１８ アッパープラテン
２０Ａ キャビティ（金型空間）
３１ 移動装置
５０ 鋳造ワーク
２２１ 第１の可動金型
２２２ 第２の可動金型
２２２ａ ストッパ
２２３ バネ

Claims (4)

1. 固定プラテン及び可動プラテンにそれぞれ固定される固定金型及び可動金型によって形成される金型空間でワークを鋳造する鋳造装置において、
   前記可動プラテンは、前記可動金型の移動によって突出する離型ピンを備え、
   前記可動金型は、離型方向に分割可能な第１の金型と第２の金型と備え、
   前記第２の金型は、前記第１の金型からの移動範囲を規制する規制部を備え、
   前記離型ピンの突出によって、前記第２の金型と前記第１の金型とが分離することで、前記ワークが前記可動金型から離型することを特徴とする鋳造装置。
2. 前記第１の金型と前記第２の金型とは、前記金型空間の壁面において線接触することを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
3. 前記規制部と前記第１の金型との間にバネを配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳造装置。
4. 固定プラテン及び可動プラテンにそれぞれ固定される固定金型及び可動金型によって形成される金型空間においてワークを鋳造する第１の工程と、
   前記ワークの離型時に、前記可動金型を前記固定金型から分離する第２の工程と、
   前記可動プラテンから、前記可動金型から前記ワークを離型させる離型ピンを突出させると共に、前記可動金型を第１の金型と第２の金型とに分離させ、前記第１の金型とワークとを離型させる第３の工程と、
   前記離型ピンをさらに突出させて、前記第２の金型から前記ワークを離型させる第４の工程と、
   を備えることを特徴とする鋳造ワークの製造方法。

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