JP2022134173A - ダイカスト用装置およびダイカスト法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型からダイカスト品を取り出す際の破損や製品落下等の不具合発生を防止する。【解決手段】ダイカスト用装置１は、キャビティ５３と該キャビティ５３に連通するランナー５０を画成するダイカスト金型１０と、第１加圧手段２４，２５と、第２加圧手段４０，４１，４３と、を備え、第２加圧手段４０，４１，４３がダイカスト金型１０の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する加圧ロッド４３を備え、第１加圧手段２４，２５によるキャビティ５３内への溶湯の射出が行われるとともに、第２加圧手段４０，４１，４３によるランナー５０内の溶湯の加圧が行われることで、ランナー５０内で凝固したダイカスト品６０のランナー部６３には、加圧ロッド４３の進出によって中空部６４が形成され、ランナー部６３における中空部６４が形成される箇所の外周にリブ６５が形成されるように、ランナー５０が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、ダイカスト用装置およびダイカスト法に係り、特に、ダイカスト金型のランナーを加圧する為の加圧手段を備えたダイカスト用装置および当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法に関するものである。

従来から、キャビティと該キャビティに連通するランナーを画成するダイカスト金型と、該キャビティ内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段と、該ランナーの溶湯を加圧する第２加圧手段とを備え、該第２加圧手段が該ダイカスト金型の型開き方向に略直交する方向に向けて進退する加圧ロッドを備えたダイカスト用装置が公知である（例えば、下記特許文献１参照）。かかるダイカスト用装置によれば、ランナー内の溶湯を第２加圧手段によって加圧することで、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を向上させることが可能となっている。

特開２０１１－２２４６５０号公報

しかしながら、上掲した特許文献１に開示されたダイカスト用装置では、第１加圧手段によるキャビティ内への溶湯の射出が行われるとともに、第２加圧手段によるランナー内の溶湯の加圧が行われることで、ランナー内で凝固したダイカスト品のランナー部には、加圧ロッドの進出によって中空部が形成されることとなる。この中空部が形成される箇所では、溶湯の逆流防止と押湯効果の向上のために、第２加圧手段と金型（ランナー）とのクリアランスを少なくする必要があり、そのために、中空部が形成されたダイカスト品のランナー部は、薄肉となってしまう。このような薄肉のランナー部を備えるダイカスト品を、型開きさせた金型から取り出そうとする場合には、破損や製品落下等が発生する虞があり、改善の余地があった。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、ランナー内の溶湯の加圧を行うことでダイカスト品のランナー部に中空部が形成される形式のダイカスト用装置において、金型からダイカスト品を取り出す際に破損や製品落下等の不具合が発生することの無いダイカスト用装置を提供することにある。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係るダイカスト用装置（１）は、キャビティ（５３）と該キャビティ（５３）に連通するランナー（５０）を画成するダイカスト金型（１０）と、前記キャビティ（５３）内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段（２４，２５）と、前記ランナー（５０（５０Ｂ））内の溶湯を加圧する第２加圧手段（４０，４１，４３）と、を備え、前記第２加圧手段（４０，４１，４３）が前記ダイカスト金型（１０）の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する加圧ロッド（４３）を備えるダイカスト用装置（１）であって、前記第１加圧手段（２４，２５）による前記キャビティ（５３）内への溶湯の射出が行われるとともに、前記第２加圧手段（４０，４１，４３）による前記ランナー（５０（５０Ｂ））内の溶湯の加圧が行われることで、前記ランナー（５０（５０Ｂ））内で凝固したダイカスト品（６０）のランナー部（６３）には、前記加圧ロッド（４３）の進出によって中空部（６４）が形成され、前記ランナー部（６３）における前記中空部（６４）が形成される箇所の外周にリブ（６５）が形成されるように、前記ランナー（５０（５０Ｂ））が形成されることを特徴とするものである。

また、本発明に係るダイカスト用装置（１）において、前記リブ（６５（６５ａ，６５ｂ））は、前記ダイカスト金型（１０）を構成する固定型（２０）と可動型（３０）の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することが好適である。

本発明に係るダイカスト法は、上記したいずれかのダイカスト用装置（１）によりダイカストを行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、ランナー内の溶湯の加圧を行うことでダイカスト品のランナー部に中空部が形成される形式のダイカスト用装置において、金型からダイカスト品を取り出す際に破損や製品落下等の不具合が発生することの無いダイカスト用装置およびダイカスト法を提供することができる。

本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが後退位置にある状態を示す断面図である。 本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが前進位置にある状態を示す断面図である。 本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部の形状を示す外観斜視図である。 図３中のＢ－Ｂ’線の横断面を示す断面図である。 本実施形態に係るダイカスト用装置と、当該ダイカスト装置によって製造されるダイカスト品の要部構成を説明するための模式図であり、図中の分図（ａ）は、ダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部が成形される箇所の金型の形状を模式的に示しており、分図（ｂ）は、分図（ａ）で示された金型によって成形されたダイカスト品の一部を示している。 本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部と、第２ランナー部の箇所に対して進退移動する加圧ロッドの先端部の形状例を示す図である。 本実施形態に係るダイカスト用装置の動作制御例を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

本発明の一実施形態に係るダイカスト用装置１について、図１および図２を用いて説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが後退位置にある状態を示す断面図である。また、図２は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが前進位置にある状態を示す断面図である。

図１に示されるように、ダイカスト金型１０は、固定型２０と可動型３０とを備えている。固定型２０は固定ホルダー２１および固定ダイス２２からなり、固定ホルダー２１には射出スリーブ２３（スリーブ）が配設されている。射出スリーブ２３内にはプランジャロッド２４の先端に連結されたプランジャチップ２５が配設されている。図示せぬ射出シリンダを作動させて該プランジャチップ２５を射出スリーブ２３内で摺動させることで射出スリーブ２３の図示せぬ給湯孔から供給されたアルミニウム合金等の溶湯を、後述のキャビティ５３内に充填可能である。プランジャチップ２５、プランジャロッド２４、および図示せぬ射出シリンダが、本発明に係る第１加圧手段を構成する。

可動型３０は、可動ホルダー３１、可動ダイス３２、および分流子３３からなり、矢印Ａ←→Ａ’で示される可動型３０の移動方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に移動可能である。図１および図２に示す型締め状態においては、ダイカスト金型１０の内部にはランナー５０、ゲート５２、およびキャビティ５３が画成され、射出スリーブ２３内の空間はランナー５０およびゲート５２を介してキャビティ５３と連通する。ランナー５０は、射出スリーブ２３の軸線方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に対して僅かな傾き角度を持った方向に延びる第１ランナー５０Ａと、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向に延びる第２ランナー５０Ｂとを備えている。第１ランナー５０Ａは、固定型２０に配設された射出スリーブ２３と可動型３０の分流子３３とにより画成されている。第２ランナー５０Ｂは、射出スリーブ２３と分流子３３とにより画成される部分と、固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成される部分とを有している。ゲート５２およびキャビティ５３は、固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成されている。

分流子３３には、図示せぬブラケットを介して油圧シリンダ４０が固定されている。油圧シリンダ４０のピストンロッド４１には、カップリング４２を介して加圧ロッド４３が連結されている。加圧ロッド４３は、分流子３３に形成された貫通孔３４に挿入され、加圧ロッド４３の先端部４３Ａが貫通孔３４の上側開口３４Ａを塞いでいる。加圧ロッド４３は、油圧シリンダ４０の作動によりダイカスト金型１０の型開き方向に略直交する方向に向けて進退可能とされ、油圧シリンダ４０を作動させた場合には、図１に示す後退位置から第２ランナー５０Ｂ内に進入し、図２に示す前進位置まで進出可能である。したがって、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、加圧ロッド４３を第２ランナー５０Ｂ内に進出させることにより、第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を介してキャビティ５３内の溶湯を加圧することが可能である。油圧シリンダ４０、ピストンロッド４１、および加圧ロッド４３は、本発明に係る第２加圧手段を構成する。

なお、加圧ロッド４３の先端部４３Ａは、円柱形状とされている。そして、第２ランナー５０Ｂは加圧ロッド４３の先端部４３Ａの横断面形状と対応するように円形状に形成された対応形状部５１を備え、この対応形状部５１を画成する面５１Ａと加圧ロッド４３の先端部４３Ａとの周方向の隙間が、例えば、０．５～３．０ｍｍの範囲に設定されている。隙間が０．５ｍｍ未満の場合には、隙間で凝固した薄肉部分がダイカスト品の取り出し時に切断されてしまう。また、隙間が３．０ｍｍを超える場合には、加圧ロッド４３で第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を加圧した際に溶湯が隙間から逆流することを充分に防ぐことができず、キャビティ５３内の溶湯に充分な押湯効果を与えることができない。第２ランナー５０Ｂ内の溶湯の流動性が良い場合には、隙間から逆流が生じやすいので、キャビティ５３内への溶湯の充填完了前に加圧ロッド４３で第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を加圧する場合には、第２ランナー５０Ｂの対応形状部５１を画成する面５１Ａと加圧ロッド４３の先端部４３Ａとの隙間を３．０ｍｍ以下とすることが好適である。

以上、本実施形態に係るダイカスト用装置１の基本構成を説明した。次に、図３～図７を用いて、本実施形態に係るダイカスト用装置１が有する特徴的な構成を説明する。ここで、図３は、本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部の形状を示す外観斜視図である。また、図４は、図３中のＢ－Ｂ’線の横断面を示す断面図である。さらに、図５は、本実施形態に係るダイカスト用装置と、当該ダイカスト装置によって製造されるダイカスト品の要部構成を説明するための模式図であり、図中の分図（ａ）は、ダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部が成形される箇所の金型の形状を模式的に示しており、分図（ｂ）は、分図（ａ）で示された金型によって成形されたダイカスト品の一部を示している。またさらに、図６は、本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第１ランナー部、および第２ランナー部と、第２ランナー部の箇所に対して進退移動する加圧ロッドの先端部の形状例を示す図である。さらにまた、図７は、本実施形態に係るダイカスト用装置の動作制御例を説明するための図である。

まず、図３を参照して、本実施形態に係るダイカスト用装置１によって製造されたダイカスト品６０の一部であるビスケット部６１、第１ランナー部６２、および第２ランナー部６３の形状を説明する。

図２を参照すれば明らかなように、ビスケット部６１は、射出スリーブ２３とプランジャチップ２５と分流子３３とで囲まれた領域に形成される部位である。また、第１ランナー部６２は、第１ランナー５０Ａ内で形成される部位である。さらに、第２ランナー部６３は、第２ランナー５０Ｂ内で形成される部位である。

第２ランナー５０Ｂは、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向に延びる領域であり、第１ランナー５０Ａは、射出スリーブ２３の軸線方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に対して僅かな傾き角度（例えば、水平面に対して５°の角度）を持った方向に延びる領域であるため、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向に延びて形成される第２ランナー部６３に対して、第１ランナー部６２は、略直角な角度を持った状態で接続している。

また、上述したように、本実施形態の加圧ロッド４３は、油圧シリンダ４０の作動によりダイカスト金型１０の型開き方向に略直交する方向に向けて進退可能とされている。したがって、油圧シリンダ４０を作動させた場合には、加圧ロッド４３が第２ランナー５０Ｂ内に進入することで、第２ランナー部６３には、中空部６４が形成されることとなる。

本実施形態では、第２ランナー部６３における中空部６４が形成される箇所の外周に複数のリブ６５が形成されるように、第２ランナー５０Ｂが形成されている。この複数のリブ６５は、図４で示すように、ダイカスト金型１０を構成する固定型２０と可動型３０の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することを特徴としている。すなわち、図４において、紙面下方が固定型２０であり、紙面上方が可動型３０であり、可動型３０は、矢印Ａ←→Ａ’で示される可動型３０の移動方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に移動可能である。そして、本実施形態では、第２ランナー部６３に形成された複数のリブ６５のうち、固定型２０と可動型３０の型抜き方向に対して平行方向に延びる形状を有するリブ６５ａが４つ形成されており、固定型２０と可動型３０の型抜き方向に対して垂直方向に延びる形状を有するリブ６５ｂが２つ形成されている。本実施形態のリブ６５（６５ａ，６５ｂ）をこのような形状とすることで、ダイカスト金型１０の型開き動作を阻害しないダイカスト品形状を得ることができる。

図３および図４で示されるように、本実施形態では、第２ランナー部６３における中空部６４が形成される箇所の外周に対して、複数のリブ６５が形成されている。第２ランナー部６３において、中空部６４が形成される箇所は薄肉となってしまうので、リブ６５が存在しない従来技術のダイカスト品では、型開きさせた金型から取り出そうとする場合に、ダイカスト品に破損や製品落下等の不具合が発生する虞があった。しかしながら、本実施形態では、中空部６４が形成される薄肉の箇所に複数のリブ６５を形成したことで第２ランナー部６３の強度が向上し、ダイカスト金型１０を型開きしてダイカスト品６０を取り出す場合にも、破損や製品落下等の不具合が発生しないという効果を得ることが可能となった。

また、本実施形態では、図３で示されるように、第２ランナー部６３における複数のリブ６５が形成される箇所に絞り形状部６６を形成することとした。ここで、本実施形態の絞り形状部６６を説明するために図５を参照する。なお、図５では、説明の便宜のために、第２ランナー部６３に形成された複数のリブ６５については、図示を省略してある。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態のダイカスト品６０には、第２ランナー部６３における中空部６４が形成される箇所の外周であって、複数のリブ６５が形成される箇所に対して、径寸法が小さくなる絞り形状部６６を形成した。この絞り形状部６６を形成したのは、加圧ロッド４３が第２ランナー５０Ｂ内に進入して溶湯を加圧したときに、溶湯の逆流を好適に防止できるという効果を得るためである。そして、この絞り形状部６６は、図５（ａ）に示すように、絞り形状部６６が形成される箇所と対応する固定型２０と可動型３０の対応箇所に突形状２０ａ，３０ａを形成することで、成形することが可能となる。本実施形態のダイカスト品６０を構成する第２ランナー部６３に対して絞り形状部６６を形成することで、加圧ロッド４３による溶湯の加圧時に溶湯の逆流を好適に防ぐことが可能なダイカスト用装置１を実現することができる。

さらに、本実施形態では、加圧ロッド４３の先端部４３Ａの形状に改良を加えることとした。すなわち、図６で示されるように、本実施形態の加圧ロッド４３の先端部４３Ａの先端面の角度を、第１ランナー部６２の傾き角度と同一の角度を持った傾斜面とした。つまり、本実施形態において、第２ランナー部６３は、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向、すなわち垂直方向に延びて形成される部位であるのに対して、第１ランナー部６２は、射出スリーブ２３の軸線方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に対して僅かな傾き角度（例えば、水平面に対して５°の角度）を持った方向に延びる部位である。そこで、僅かな傾き角度を持った第１ランナー部６２と同一の傾斜角度を持つように、加圧ロッド４３の先端部４３Ａの先端面を傾斜面とした。かかる形状を採用することで、加圧ロッド４３から加圧を受ける溶湯の流動性が向上し、高い品質を有するダイカスト品６０を得ることが可能となった。

なお、図５を用いて説明した絞り形状部６６については、図６で示すように、加圧ロッド４３の先端部４３Ａの先端面と同様に、第１ランナー部６２の傾き角度と同一の角度を持った傾斜凹部として形成することも可能である。本実施形態の絞り形状部６６についても第１ランナー部６２の傾き角度と同一の角度を持った傾斜凹部とすることで、加圧ロッド４３から加圧を受ける溶湯の流動性が向上し、高い品質を有するダイカスト品６０を得ることが可能となる。

さらに、本実施形態では、第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を介してキャビティ５３内の溶湯を加圧する加圧ロッド４３の動作制御方法についても改良を行った。すなわち、本実施形態のダイカスト法では、図７で示すように、加圧ロッド４３による溶湯の加圧動作を１速目から５速目までの５段階とし、時間（ｍＳｅｃ）とバルブ開度（％）と圧力（ＭＰａ）との３種類の条件を制御することとした。ここで、バルブ開度（％）については、加圧ロッド４３を動作させる油圧シリンダ４０に対する作動油の供給経路中にある不図示の電磁弁の動作条件を示しており、不図示の電磁弁のバルブ開度（％）を制御することで、加圧ロッド４３の動作速度を制御できることを示している。

そして、図７で示すように、本実施形態では、加圧ロッド４３の動作の初期段階では加圧ロッド４３の圧力を低くして速度（バルブ開度）を最大限とし、加圧ロッド４３が第２ランナー５０Ｂ内に進出するにしたがって徐々に減速しながら高圧化する設定となっている。そして、この速度と圧力の変化は、第２ランナー５０Ｂ内の溶湯の凝固収縮に応じて規定されたものとなっている。図７で示す加圧ロッド４３の動作制御方法によるダイカスト法の実行によって、加圧ロッド４３動作時の溶湯の逆流等が好適に防止されるので、成形されるダイカスト品６０の品質が向上する。特に、図７で示す本実施形態の方法によれば、溶湯の流動性が最適化されるので、成形されるダイカスト品６０の偏析発生や凝固収縮巣の発生が防止され、ダイカスト品６０の内部品質および外部品質が、従来技術に比べて向上する効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

すなわち、図７で示した実施形態に係る加圧ロッド４３の動作制御方法は、加圧ロッド４３による溶湯の加圧動作を１速目から５速目までの５段階とし、時間（ｍＳｅｃ）とバルブ開度（％）と圧力（ＭＰａ）との３種類の条件を制御するものであった。この動作制御方法については、例えばリニア制御を導入することで、加圧ロッド４３の制御動作を安定して実行させることが可能となる。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ダイカスト用装置、１０ ダイカスト金型、２０ 固定型、２０ａ 突形状、２１ 固定ホルダー、２２ 固定ダイス、２３ 射出スリーブ（スリーブ）、２４ プランジャロッド（第１加圧手段）、２５ プランジャチップ（第１加圧手段）、３０ 可動型、３０ａ 突形状、３１ 可動ホルダー、３２ 可動ダイス、３３ 分流子、３４ 貫通孔、３４Ａ 上側開口、４０ 油圧シリンダ（第２加圧手段）、４１ ピストンロッド（第２加圧手段）、４２ カップリング、４３ 加圧ロッド（第２加圧手段）、４３Ａ 先端部、５０ ランナー、５０Ａ 第１ランナー、５０Ｂ 第２ランナー（ランナー）、５１ 対応形状部、５１Ａ 面、５２ ゲート、５３ キャビティ、６０ ダイカスト品、６１ ビスケット部、６２ 第１ランナー部、６３ 第２ランナー部（ランナー部）、６４ 中空部、６５，６５ａ，６５ｂ リブ、６６ 絞り形状部。

Claims (3)

1. キャビティと該キャビティに連通するランナーを画成するダイカスト金型と、
   前記キャビティ内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段と、
   前記ランナー内の溶湯を加圧する第２加圧手段と、
   を備え、前記第２加圧手段が前記ダイカスト金型の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する加圧ロッドを備えるダイカスト用装置であって、
   前記第１加圧手段による前記キャビティ内への溶湯の射出が行われるとともに、前記第２加圧手段による前記ランナー内の溶湯の加圧が行われることで、前記ランナー内で凝固したダイカスト品のランナー部には、前記加圧ロッドの進出によって中空部が形成され、
   前記ランナー部における前記中空部が形成される箇所の外周にリブが形成されるように、前記ランナーが形成されることを特徴とするダイカスト用装置。
2. 請求項１に記載のダイカスト用装置において、
   前記リブは、前記ダイカスト金型を構成する固定型と可動型の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することを特徴とするダイカスト用装置。
3. 請求項１又は２に記載のダイカスト用装置によりダイカストを行うことを特徴とするダイカスト法。

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