JP4274482B2 - ダイカスト装置 - Google Patents

Description

本発明はダイカスト装置に関し、より詳しくはスリーブの内周面と注入ピストンの外周面との間に潤滑油を供給する潤滑油供給手段の改良に関する。

従来、ダイカスト装置として、相互に当接して鋳造空間を形成する少なくとも２つの第１型と第２型と、上記第１型に取付けられて、上記鋳造空間に連通するスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に設けられて、該スリーブ内に供給された溶湯を上記鋳造空間に注入する注入ピストンと、この注入ピストンを往復動させる駆動手段と、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面の間に潤滑油を供給する潤滑油供給手段とを備えたものは周知である。
そして上記潤滑油供給手段として、潤滑油供給源に連通するノズルの先端部をスリーブの端面の上方位置に位置させ、このノズルの先端部からスリーブと注入ピストンとの間隙に向けて潤滑油を滴下するようにしたものが知られている。（特許文献１）
またその他の潤滑油供給手段として、潤滑油を滴下するのではなくスプレーノズルから噴霧状態で供給するようにしたものも知られている。（特許文献２）
特開平１１−７７２７４号公報 特開平６−１４２８７７号公報

しかしながら従来のいずれの潤滑油供給手段であっても、スリーブの端面と注入ピストンの端面との間隙から双方の内周面全体に潤滑油を行き渡らせるのは困難であり、潤滑油が行き渡らない部分若しくは潤滑油が行き渡るまでに時間を要する部分の磨耗が早く進行してしまいスリーブと注入ピストンの寿命に影響を及ぼしていた。
上述した問題を解決するために、潤滑油の供給量を多くすることが考えられるが、必要以上に潤滑油を供給すると余分な潤滑油が鋳込み時に溶湯と反応しガス化して巣発生やメッキ不良を生じてしまうといった欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑み、従来に比較してスリーブと注入ピストンの寿命を向上させる潤滑油供給手段を備えるダイカスト装置を提供するものである。

すなわち本発明では、相互に当接して鋳造空間を形成する少なくとも２つの第１型と第２型と、上記第１型に取付けられて、上記鋳造空間に連通するスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に設けられて、該スリーブ内に供給された溶湯を上記鋳造空間に注入する注入ピストンと、この注入ピストンを往復動させる駆動手段と、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面の間に潤滑油を供給する潤滑油供給手段とを備えたダイカスト装置において、
上記潤滑油供給手段は、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面との間に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面との間にエアを供給するエア供給通路とを備えており、
また上記注入ピストンが後退端となるスリーブの内周面に、該注入ピストンの外周面との間に空間を形成する円周方向に連続した溝部を穿設するとともに、該溝部の中心を上記スリーブの中心よりも上方へオフセットさせて配置し、さらに上記溝部内に上記潤滑油供給通路とエア供給通路とを開口させて、上記潤滑油供給通路の潤滑油をエア供給通路のエアによって注入ピストンの外周面とスリーブの内周面との間に圧送するようにしたものである。

上述した潤滑油供給手段によれば、潤滑油をエアによって圧送しているので、必要最小限の量の潤滑油を注入ピストンの外周面の広範囲にわたってすばやく行き渡らせることができる。
また、上記溝部の中心はスリーブの中心よりも上方へオフセットさせてあるので、溝部の容積は上方に比較して下方で小さくなり、潤滑油供給通路から供給されて溝部の下方に貯溜される潤滑油は少量でもその液面が溝部内で速やかに上昇するようになり、したがって注入ピストンの外周面円周方向全域に速やかに行き渡るようになる。
したがって、従来に比較して少ない潤滑油量でスリーブと注入ピストンの寿命を向上させることができるとともに、スリーブ内で溶湯と反応して発生するガスも抑えることができるので、鋳巣の発生を防止して製品の品質を向上することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、１は本発明の潤滑油供給手段２を適用した小型のダイカスト装置１であり、このダイカスト装置１は、図示しない固定フレームに取付けた第１型としての固定型３と、図示しないシリンダ装置によって進退動されて上記固定型３に接離される第２型としての可動型４（図５参照）とを備えており、上記固定型３に可動型４が圧接されることにより両者間に密閉された鋳造空間５（図５参照）が形成されるようになっている。
上記固定型３には、上記鋳造空間５に連通するとともに、その内部を湯道６とするスリーブ７が設けられており、このスリーブ７内に図示しない駆動手段によって進退動される注入ピストン９を摺動可能に設けている。
上記スリーブ７の末端には、上方部分を切欠いて溶湯を内部に注湯するための注湯口１０を形成してあり、上記注入ピストン９が図１に示す後退端に位置しているときに注湯口１０より溶湯を注湯するようになっている。

ところで、スリーブ７と注入ピストン９のクリアランスはその大きさによっても異なるが一般的には０．０３〜０．０６ｍｍ程度と僅かである。このため、スリーブの端面と注入ピストンの端面との隙間に対して潤滑油を滴下させていただけの従来では、スリーブの内周面または注入ピストンの外周面に潤滑油が行き渡らない部分が生じたり或は潤滑油が行き渡るまでに時間を要する部分が生じていた。そして、このような部分では磨耗の進行が早くなりスリーブと注入ピストンの寿命に影響を及ぼしていた。
しかして本実施例の潤滑油供給手段２は、上述した従来の潤滑油供給手段に比較してスリーブ７と注入ピストン９の寿命を向上させることのできるようにしたものである。
すなわち、潤滑油供給手段２は、図２に示すようにスリーブ７の末端側の外周部に穿設した縦孔１５に接続されて、この縦孔１５を介してスリーブ７内に連通するエア供給通路１６と、上記縦孔１５に連通する横孔１７に接続されて、この横孔１７と縦孔１５を介してスリーブ７内に連通する潤滑油供給通路１９とを備えている。上記エア供給通路１６は、図示しないエア供給源としてのコンプレッサに接続されるとともに、図１に示すように、その途中にこれを開閉するエア供給弁１８が設けられており、また上記潤滑油供給通路１９は、潤滑油供給源としてのエアシリンダに接続されるとともに、このエアシリンダにエアを給排するエア切換え弁、すなわち潤滑油供給弁２０を設けている。

また上記スリーブ７の内周面には、図２、図３に示すように円周方向に連続する断面円弧状の環状の溝部２１が穿設してあり、この溝部２１内に上記縦孔１５が開口している。つまり溝部２１内に上記エア供給通路１６および潤滑油供給通路１９が開口している。
これにより注入ピストン９が後退端に位置したときには、上記溝部２１と注入ピストン９の外周面との間に上記クリアランス（０．０３〜０．０６ｍｍ）よりもクリアランスの大きな環状空間Ｘが形成されるようになる。
また、上記円周方向に連続する溝部２１の中心Ｏ’は、上記スリーブ７の中心Ｏよりも上方へ１〜５ｍｍ程度オフセットされて配置されており、これにより溝部２１の深さは下方で浅く、上方で深くなっている。その結果、溝部２１の容積は上方に比較して下方で小さくなるので、上方の潤滑油供給通路１９から供給されて溝部２１の下方に貯溜される潤滑油は少量でもその液面が溝部２１内で速やかに上昇するようになり、したがって注入ピストン９の外周面円周方向全域に速やかに行き渡るようになる。
また注入ピストン９と駆動手段を連結する連結ロッド２２の外径は注入ピストン９の外径よりも適宜小径に設定しており、これにより連結ロッド２２がスリーブ７内に挿入された際には、スリーブ７の内周面と連結ロッド２２の外周面のクリアランスはスリーブ７と注入ピストン９のクリアランスよりも大きくなる一方で、上記溝部２１と連結ロッド２２の外周面との間にこのクリアランスよりも大きな環状空間Ｙ（図４、図５参照）が形成されるようになっている。

上記エア供給弁１８と潤滑油供給弁２０は、ダイカスト装置１全体を統括制御する制御装置２５によって開閉制御されるようになっており、この制御装置２５は、注入ピストン９と駆動手段を連動させる連結ロッド２２の移動軌跡上に配置した一対の検出器としての第１、第２タッチセンサ２６、２７より注入ピストン９が後退端または前進端に位置したことを入力されるようになっている。
上記第１タッチセンサ２６は駆動手段に接近して配置されるとともに、第２タッチセンサ２７は固定型３に接近させて配置されており、これら第１、第２タッチセンサ２６、２７の各センサ部に対して連結ロッド２２の外周面から半径方向外方に突出させた当接部２８が当接するようになっており、つまり第１タッチセンサ２６により注入ピストン９が図１に示す後退端に位置したのを検出し、第２タッチセンサ２７により注入ピストン９が図３に示す前進端に位置したのを検出するようになっている。

次に制御装置２５について説明する。制御装置２５は、図１に示すように上記第１タッチセンサ２６によって注入ピストン９が後退端に位置したことを入力されたら、鋳込み前に潤滑油供給手段２の潤滑油供給弁２０を所定時間開放させて潤滑油を供給するとともにこれを閉鎖してから、エア供給弁１８を所定時間開放させてエアを供給するとともにこれを閉鎖する。
上記潤滑油供給手段２によって潤滑油とエアを供給したら、次に図４に示すように駆動手段によって注入ピストン９をスリーブ７内に溶湯がない状態で前進端まで前進させる空運転を行なうとともにこの状態で一旦停止させるようになっており、このときエア供給弁１８を所定時間開放してエアを供給するとともにこれを閉鎖する。
上記駆動手段によって注入ピストン９を前進端から後退端に後退させたら、次に注湯手段によりスリーブ７内に例えばアルミニウム合金からなる溶湯を供給し、この後に駆動手段により注入ピストン９を前進させてスリーブ７内の溶湯を鋳造空間５に射出させて鋳込むようになっており、この状態で駆動手段を一時停止させる一方で、注湯手段は次の注湯の準備状態に復帰させる。このとき注入ピストン９は、鋳造空間５内の溶湯に圧力を加えながら前進端と後退端の間で静止した状態となる。

そして鋳造空間５内のアルミニウム合金が凝固したところで可動型４を後退させながら、注入ピストン９を前進端まで前進させて鋳物を取出す。このとき第２タッチセンサ２７に当接部２８が当接して注入ピストン９が前進端に位置したことが入力されたら、潤滑油供給手段２のエア供給弁１８を開放して溝部２１内にエアだけを供給し、溝部２１内に残留する金属小片（バリ）および金属粉を外部に向けて吹き飛ばして除去する一方、注入ピストン９の先端部が冷却されるまで若干待機する。これは、注入ピストン９の先端部は溶湯に直接接触してスリーブ７とのクリアランス以上に膨張しているため、その状態で注入ピストン９を後退させてスリーブ７の内面および注入ピストン９の外周面を損傷させるのを防止するためである。
注入ピストン９の先端部が冷却されたら、図５に示すように駆動手段により注入ピストン９を後退端まで後退させる。このとき、第２タッチセンサ２７によって注入ピストン９が後退端に位置したことが入力されたら、前回と同様に先に潤滑油供給弁２０を所定時間開放して潤滑油を供給するとともに、この後にエア供給弁１８を所定時間開放してエアを供給するようになっており、これ以降制御装置２５は上述した制御を繰り返すようになっている。

以上の構成を有するダイカスト装置１の潤滑油供給手段２の作動について説明すると、固定型３と可動型４が分離されるとともに、注入ピストン９が後退端に位置している図１に示す状態、すなわち鋳込み前の状態では、制御装置２５によって先行して潤滑油供給弁２０を所定時間開放させてエアシリンダを介して送り出した潤滑油を潤滑油供給通路１９、横孔１７および縦孔１５を介して溝部２１内に、より具体的にはスリーブ７の溝部２１と注入ピストン９の外周面との間に形成される広い環状空間Ｘ内に潤滑油を所定量導入する。
このとき、前述したように溝部２１の中心Ｏ’をスリーブ７の中心Ｏよりも上方へオフセットして配置してあるので、潤滑油供給通路１９から供給される潤滑油が少量でも注入ピストン９の外周面円周方向全域に速やかに行き渡らせることができる。
上記環状空間Ｘ内に潤滑油を所定量導入したら、次にエア供給弁１８を所定時間開放してエア供給通路１６および縦孔１５を介して上記環状空間Ｘ内にエアを供給する。これにより環状空間Ｘの内圧が上昇するとともに、これに伴って環状空間Ｘ内のエアがスリーブ７の内周面（末端側）と注入ピストン９の外周面との間隙（クリアランス）を介して外部に向けて逃げるようになり、このとき環状空間Ｘ内に導入されている潤滑油がエアによって両者の間隙内に広範囲にわたって、かつ早く圧送される。

そして上記エア供給弁１８を閉鎖すると、今度は潤滑油をスリーブ７の内周面全体に広げるために、つまり現段階では潤滑油がスリーブ７の末端側の内周面に広がっているに過ぎないので、これを全体に行き渡らせるために潤滑油の塗付された注入ピストン９が溶湯が注湯されていない状態で空往復動するようになっており、このとき注入ピストン９が前進端に位置したことが第２タッチセンサ２７によって検出されると、制御装置２５によってエア供給弁１８を開放して溝部２１内、より具体的には溝部２１とスリーブ７内に挿入される連結ロッド２２の外周面との間にそれ以外の部分よりもクリアランスの大きな環状空間Ｙ内にエアを供給して溝部２１内に残留する金属小片（バリ）および金属粉を外部に向けて吹き飛ばして除去するようになっている。
そして、注入ピストン９が後退されて第２タッチセンサ２７から離隔したらエア供給弁１８が閉鎖される。その後可動型４が固定型３に当接して鋳造空間５が形成される一方、図示しない注湯手段により注湯口１０を介してスリーブ７内に注湯されるようになっており、この注湯が終了すると後退端位置に位置している注入ピストン９が前進端まで前進されて上記鋳造空間５にアルミニウム合金の溶湯が射出される。

そして鋳物を取出すときに第２タッチセンサ２７から注入ピストン９が前進端位置に位置したことが入力されたら、エア供給弁１８が開放されてスリーブ７の溝部２１と連結ロッド２２の外周部との間に形成される環状空間Ｙ内にエアを供給して空往復動時に溝部２１内に持ち込まれた金属小片（バリ）および金属粉を外部に向けて吹き飛ばして除去するようになっている。
そして、これ以降は潤滑油供給手段２は、上述した作動を繰り返し行なうようになっている。
以上の説明より理解されるように、上記潤滑油供給手段２によれば、従来に比較して潤滑油を広範囲にわたって、かつ早く行き渡らせることができるので従来に比較してスリーブ７と注入ピストン９の寿命を向上させることができる。

なお上記実施例では、潤滑油供給弁２０の後にエア供給弁１８を開放させるようにしていたがこれに限定されるものではなく、潤滑油供給弁２０とエア供給弁１８を同時に開放させるようにしてもよく、すなわち潤滑油を環状空間Ｘ内に噴霧するようにしてもよい。

また上記実施例では、空運転時と鋳込み時とにエア供給弁１８を開放させるようにしていたがこれに限定されるものではなく、いずれか一方のみであってもよい。

さらに上記実施例では、第１、第２タッチセンサ２６、２７を用いていたが、これ以外のセンサであってもよい。

本発明の一実施例を示す側面図。 スリーブ７の末端部の拡大断面図。 スリーブ７と注入ピストン９の右側面図。 注入ピストン９の空運転時を示す側面図。 鋳込み状態を示す側面図。

符号の説明

１…ダイカスト装置 ２…潤滑油供給手段
３…固定型（第１型） ４…可動型（第２型）
５…鋳造空間 ７…スリーブ
９…注入ピストン １６…エア供給通路
１８…エア供給弁 １９…潤滑油供給通路
２０…潤滑油供給弁 ２１…溝部

Claims (4)

1. 相互に当接して鋳造空間を形成する少なくとも２つの第１型と第２型と、上記第１型に取付けられて、上記鋳造空間に連通するスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に設けられて、該スリーブ内に供給された溶湯を上記鋳造空間に注入する注入ピストンと、この注入ピストンを往復動させる駆動手段と、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面の間に潤滑油を供給する潤滑油供給手段とを備えたダイカスト装置において、
   上記潤滑油供給手段は、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面との間に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、上記スリーブの内周面と注入ピストンの外周面との間にエアを供給するエア供給通路とを備えており、
   また上記注入ピストンが後退端となるスリーブの内周面に、該注入ピストンの外周面との間に空間を形成する円周方向に連続した溝部を穿設するとともに、該溝部の中心を上記スリーブの中心よりも上方へオフセットさせて配置し、さらに上記溝部内に上記潤滑油供給通路とエア供給通路とを開口させて、上記潤滑油供給通路の潤滑油をエア供給通路のエアによって注入ピストンの外周面とスリーブの内周面との間に圧送するようにしたことを特徴とするダイカスト装置。
2. 上記潤滑油供給通路にはこれを開閉する潤滑油供給弁が設けられる一方、上記エア供給通路にはこれを開閉するエア供給弁が設けられており、これら両供給弁は、注入ピストンが後退端に位置したときに開放して潤滑油とエアとを供給することを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
3. 上記潤滑油供給弁は、エア供給弁よりも先に開放されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト装置。
4. 上記潤滑油供給弁とエア供給弁とは、同時に開放されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト装置。

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