JP2022171079A - ダイカスト用装置およびダイカスト法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランナー内で凝固したダイカスト品から加圧ロッドが抜けなくなることを防止する。
【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、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、ランナー５０内の溶湯を加圧する第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円筒軸状の第２加圧ロッド４３を含み、第２加圧ロッド４３の先端部４３Ａに、当該先端部４３Ａが先細形状となるように勾配を形成した。
【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第２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加圧手段の第２加圧ロッド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、ランナー内の溶湯を加圧した第２加圧手段の第２加圧ロッドが、ランナー内で凝固したダイカスト品から抜けなくなる虞があり、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、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を維持しながらも、ランナー内で凝固したダイカスト品から第２加圧手段の第２加圧ロッドが抜けなくなるといった不具合が発生することの無いダイカスト用装置と、当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法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）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第２加圧ロッド（４３）を含むダイカスト用装置（１）であって、前記第２加圧ロッド（４３）の先端部（４３Ａ）に、当該先端部（４３Ａ）が先細形状となるように勾配を形成したことを特徴とするものである。

本発明に係るダイカスト用装置（１）において、前記勾配は、０．１°～０．３°の角度で形成することができる。

また、本発明に係るダイカスト用装置（１）では、前記第２加圧ロッド（４３）の先端部（４３Ａ）以外の軸径φＡに対して、前記第２加圧ロッド（４３）の先端部（４３Ａ）の径寸法φａが、（φＡ－０．６０ｍｍ）＜φａ＜（φＡ－０．０３ｍｍ）なる不等式が成り立つように形成されていることとすることができる。

さらに、本発明に係るダイカスト用装置（１）では、前記第２加圧ロッド（４３）が加圧する溶湯が存在する前記ランナー（５０）に対して部分的に切欠部（５０Ｃ）を設けることで、前記第２加圧ロッド（４３）の周囲で溶湯が凝固して形成される凝固金属の厚み寸法が部分的に薄くなる箇所を設けることができる。

またさらに、本発明に係るダイカスト用装置（１）において、前記切欠部（５０Ｃ）は、前記ダイカスト金型（１０）を構成する可動型（３０）に形成された堰（３５）により形成することができる。

本発明に係る別のダイカスト用装置（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）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円筒軸状の第２加圧ロッド（４３）を含むダイカスト用装置（１）であって、前記キャビティ（５３）内に向けた溶湯の充填と前記第２加圧手段（４０，４１，４３）による前記ランナー（５０）内の溶湯の加圧が終了した後、前記ダイカスト金型（１０）の型開きが開始された後に前記第２加圧ロッド（４３）の後退動作が開始されるように構成されていることを特徴とするものである。

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、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を維持しながらも、ランナー内で凝固したダイカスト品から第２加圧手段の第２加圧ロッドが抜けなくなるといった不具合が発生することの無いダイカスト用装置と、当該ダイカスト用装置を用いて行う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が備える加圧ロッドの形状を示す図である。 本実施形態に係るダイカスト用装置の特徴的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が加圧ロッドの周辺を示す断面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）におけるＡ－Ａ線断面を示す横断面図である。 図４で示した本実施形態に係るダイカスト用装置の可動型を示す図であり、図中の分図（ａ）が型開き方向で見た側面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）の中心部の縦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の動作説明を行うための断面図である。

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の基本形態について、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。また、プランジャロッド２４が、本発明に係る第１加圧ロッドを構成する。

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。本実施形態では、第２ランナー５０Ｂにおける射出スリーブ２３と分流子３３とにより画成される部分が円筒形の内部空間を有する円筒形ランナーとして形成されており、第２ランナー５０Ｂにおける固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成される部分が台形の内部空間を有する台形ランナーとして形成されている。また、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。また、加圧ロッド４３は、本発明に係る第２加圧ロッドを構成する。

なお、加圧ロッド４３は、円筒軸状をした形状とされている。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６を参照図面に加えて、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が備える加圧ロッドの形状を示す図である。また、図４は、本実施形態に係るダイカスト用装置の特徴的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）が加圧ロッドの周辺を示す断面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）におけるＡ－Ａ線断面を示す横断面図である。また、図５は、図４で示した本実施形態に係るダイカスト用装置の可動型を示す図であり、図中の分図（ａ）が型開き方向で見た側面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）の中心部の縦断面を示す断面図である。なお、図５（ａ）では、説明の便宜のために加圧ロッド４３の図示を省略してある。さらに、図６は、本実施形態に係るダイカスト用装置の動作説明を行うための断面図である。

図３に示すように、本実施形態に係るダイカスト用装置１が備える加圧ロッド４３については、その先端部４３Ａの形状が先細形状となるように、勾配を形成したことを特徴としている。加圧ロッド４３の先端部４３Ａに形成された勾配については、０．１°～０．３°の角度で形成されている。また、加圧ロッド４３の先端部４３Ａの形状については、加圧ロッド４３の先端部４３Ａ以外の軸径φＡに対して、加圧ロッド４３の先端部４３Ａの径寸法φａが、
（φＡ－０．６０ｍｍ）＜φａ＜（φＡ－０．０３ｍｍ）
なる不等式が成り立つように形成されていることを特徴としている。加圧ロッド４３の先端部４３Ａの形状について、このような条件にて形成することで、第２ランナー５０Ｂ内に溶湯を充填して加圧ロッド４３で第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を加圧する場合に、勾配の形成箇所に溶湯が差し込まずにスムーズな加圧ロッド４３の進退動作が可能となる。特に、上記した不等式における「φａ＜（φＡ－０．０３ｍｍ）」の条件については、φＡとφａの寸法差が－０．０３ｍｍ以下になると勾配付与の効果が小さくなってしまい、一方で、上記した不等式における「（φＡ－０．６０ｍｍ）＜φａ」の条件については、φＡとφａの寸法差が－０．６０ｍｍ以上になると勾配が付与された箇所に溶湯が差し込んでしまい、スムーズな進退動作に悪影響を与えることとなる。なお、これらの条件は、発明者による鋭意研究によって見出され、決定された条件値である。

また、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、図４で示すように、加圧ロッド４３が加圧する溶湯が存在するランナー５０に対して部分的に切欠部５０Ｃを設けることで、加圧ロッド４３の周囲で溶湯が凝固して形成される凝固金属の厚み寸法が部分的に薄くなる箇所を設けるようにした（特に、図４（ｂ）参照）。図４で示す本実施形態の場合、可動型３０側と固定型２０側のそれぞれに１つずつ、合計２つの切欠部５０Ｃが設けられている。このように、加圧ロッド４３の周囲を取り囲む凝固金属の一部分に２つの切欠部５０Ｃを設けることで、凝固金属による加圧ロッド４３の抱き付き力が低減されるので、加圧ロッド４３を後退させてダイカスト品から加圧ロッド４３を引き抜く動作を行う際に、スムーズな後退動作を実現することが可能となる。

なお、本実施形態の切欠部５０Ｃは、横断面視において台形形状をしており、この台形形状は、上辺寸法が２ｍｍ、下辺寸法が３ｍｍ、縦方向の長さ寸法が７０ｍｍ程度となっている。また、本実施形態の切欠部５０Ｃは、図５に示されるように、ダイカスト金型１０を構成する可動型３０（もしくは、固定型２０）に形成された堰３５により形成することができる。この堰３５の形成条件については、例えば、加圧ロッド４３の進退動作のストロークが８０ｍｍの場合、加圧ロッド４３のストローク開始位置の１０ｍｍ上の位置からストロークエンドの位置まで、つまり、７０ｍｍの長さで形成することが好ましいことが、発明者による研究によって明らかとなっている。切欠部５０Ｃや堰３５を上記のような寸法条件で形成することで、加圧ロッド４３を後退させてダイカスト品から加圧ロッド４３を引き抜く動作を行う際に、よりスムーズな後退動作を実現することが可能となる。

さらに、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、ダイカスト金型１０の型開き動作と加圧ロッド４３の後退動作の動作条件についても改良を行っている。すなわち、図６で示すように、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、キャビティ５３内に向けた溶湯の充填と加圧ロッド４３によるランナー５０内の溶湯の加圧が終了した後に、ダイカスト金型１０の型開きが開始された直後から加圧ロッド４３の後退動作が開始される動作条件を採用した。ここで、従来技術では、一般的に、加圧ロッド４３の後退動作が完了した後で、ダイカスト金型１０の型開きが行われる動作条件が採用されていた。しかし、ダイカスト金型１０の型開きが行われていない状態は、ダイカスト品を可動型３０と固定型２０で押え付けた状態となっており、この押え付け力が、加圧ロッド４３の後退動作を阻害する作用を及ぼすものであった。しかし、本実施形態では、ダイカスト金型１０の型開きが開始された直後から、加圧ロッド４３の後退動作が開始される動作条件を採用したので、ダイカスト品に対する可動型３０と固定型２０による押え付け力が解除された状態で加圧ロッド４３をダイカスト品から引き抜くことができる。また、本実施形態の動作条件は、ダイカスト法を実行する上でのタイムサイクルを悪化させることもないので、生産性を維持しながらも製品品質と装置寿命の向上に寄与することができる。

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。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、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、第１加圧ロッド）、２５ プランジャチップ（第１加圧手段）、３０ 可動型、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、３５ 堰、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、第２加圧ロッド）、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）、５０Ｃ 切欠部、５１ 対応形状部、５１Ａ 面、５２ ゲート、５３ キャビティ。

Claims (7)

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第２加圧ロッドを含むダイカスト用装置であって、
   前記第２加圧ロッドの先端部に、当該先端部が先細形状となるように勾配を形成した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、
   前記勾配は、０．１°～０．３°の角度で形成されていることを特徴とするダイカスト用装置。
3. 請求項２に記載のダイカスト用装置において、
   前記第２加圧ロッドの先端部以外の軸径φＡに対して、前記第２加圧ロッドの先端部の径寸法φａが、（φＡ－０．６０ｍｍ）＜φａ＜（φＡ－０．０３ｍｍ）なる不等式が成り立つように形成されていることを特徴とするダイカスト用装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のダイカスト用装置において、
   前記第２加圧ロッドが加圧する溶湯が存在する前記ランナーに対して部分的に切欠部を設けることで、前記第２加圧ロッドの周囲で溶湯が凝固して形成される凝固金属の厚み寸法が部分的に薄くなる箇所を設けたことを特徴とするダイカスト用装置。
5. 請求項４に記載のダイカスト用装置において、
   前記切欠部は、前記ダイカスト金型を構成する可動型に形成された堰により形成されることを特徴とするダイカスト用装置。
6. 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円筒軸状の第２加圧ロッドを含むダイカスト用装置であって、
   前記キャビティ内に向けた溶湯の充填と前記第２加圧手段による前記ランナー内の溶湯の加圧が終了した後、前記ダイカスト金型の型開きが開始された後に前記第２加圧ロッドの後退動作が開始されるように構成されていることを特徴とするダイカスト用装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項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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