JP4391491B2 - トンネル中子鋳抜きピンの加圧装置及びトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いた鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明はトンネル中子鋳抜きピンの加圧用シリンダに関し、特に鋳造工程におけるキャビティ内溶湯の鋳巣の発生を防止するための加圧ピンを兼ねた鋳抜きピンを備えるトンネル中子鋳抜きピンの加圧用シリンダに関する。

従来、鋳抜きピンが溶湯射出位置、加圧位置、待避位置に移動可能に設けられたトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置が特許文献１に示されるように出願人らにより公知となっている。特許文献１では、一本の加圧用シリンダによりトンネル中子の停止位置を溶湯射出位置、加圧位置、待避位置の三段階に制御可能な構成の加圧装置を開示している。

また特許文献２に示されるように、トンネル中子鋳抜きピンを保持するブッシュが設けられた金型装置が開示されている。この装置では、ブッシュの先端面が金型のキャビティ面と面一になるようにブッシュが金型に配置されている。
特開平８−９０１９９号公報 特開平１０−４３８５１号公報

しかし、特許文献１に示される加圧装置においては、加圧用シリンダが第一室〜第三室の三室構造であるため、制御が複雑であり、加圧用シリンダもその構造が複雑な特注品になっていた。また特許文献２に示されるように、ブッシュを金型に装着することにより、鋳抜きピンを容易に保持することができるが、鋳造を繰り返していると熱膨張や溶湯圧による変形によりブッシュの先端面がキャビティ面から後退してしまうことがある。ブッシュの先端面がキャビティ面から後退すると溶湯が差し込んで凝固し、製品の型抜きの障害となるおそれがあった。

そこで、本発明は、簡単な構成でトンネル中子の停止位置を溶湯射出位置、加圧位置、待避位置の三段階に制御可能であり、鋳造品の型抜きの障害発生を抑制したトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置及びこれを用いた鋳造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、シリンダと、該シリンダにより駆動されて金型キャビティ２０ａ内の溶湯を加圧するトンネル中子鋳抜きピン８と、該シリンダにより駆動されると共に、該トンネル中子鋳抜きピン８周囲に配置されて該トンネル中子鋳抜きピン８を摺動可能に保持するブッシュ１１と、を備えるトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置において、該シリンダは、該トンネル中子鋳抜きピン８及び該ブッシュ１１を溶湯射出位置と待避位置との間で移動可能な第一シリンダ４と、該ブッシュ１１が該溶湯射出位置に配置された状態で該トンネル中子鋳抜きピン８を該溶湯射出位置と加圧位置との間で移動可能な第二シリンダ６とを有し、該溶湯射出位置において該ブッシュ１１の端部は該金型キャビィティ２０ａ内に突出しているトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置１を提供する。

また上記課題を解決するために、前記トンネル中子鋳抜きピンの加圧装置１を使用して鋳造する鋳造方法を提供する。

請求項１記載のトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置によれば、トンネル中子鋳抜きピンを駆動するシリンダを、第一シリンダと第二シリンダとから構成しているため、市販の二室構造のシリンダを第一シリンダ及び第二シリンダとして用いることができる。よってトンネル中子鋳抜きピンを駆動するのに、第一シリンダと第二シリンダとを個別に制御すれば良いため、トンネル中子鋳抜きピンの駆動に係る制御を簡単に行うことができる。

また溶湯の射出時において、トンネル中子鋳抜きピンを保持するブッシュは、第一シリンダによりキャビィティ内の溶湯射出位置に移動され、先端部分がキャビティ面より突出した状態となる。これにより、金型のキャビティ面とブッシュの先端面との間に溶湯が差し込んで凝固することが抑制され、故に製品の型抜きを容易に行うことができる。

請求項２記載のトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いた鋳造方法によれば、上記トンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いて鋳造するので、トンネル中子鋳抜きピンの制御が容易であり、かつ型抜き時にも金型のキャビティ面とブッシュの先端面との間に溶湯が差し込んで凝固することが抑制されるため、好適に加圧を行って、ひけ巣を減少させた鋳抜き製品を安定して鋳造することができる。

本発明の実施の形態によるトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置及びトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いた鋳造方法を図１乃至図５に基づき説明する。図１に示される加圧装置１は、鋳造金型２０に設置されている。鋳造金型２０は、ホルダ２１とダイス２２とから構成されている。図１の紙面上においてダイス２２の右側となるダイス２２の内部にはキャビティ２０ａが画成されており、ダイス２２のキャビティ２０ａを画成する内面にはキャビティ面２２Ａが規定されている。またホルダ２１には、後述の加圧ブッシュ連結ホルダ９が挿入可能な孔２１ａが形成されており、ダイス２２には、後述の加圧ブッシュ１１の外径と略同一径であり、孔２１ａと同一軸上に位置する孔２２ａが形成されている。

加圧装置１は、フランジ２と、支柱３と、中子引き抜き用シリンダ４と、加圧シリンダ７と、加圧ピン８と、加圧ブッシュ１１とから主に構成されている。支柱３は一対設けられ、ネジ３Ａにより一端側でホルダ２１に支持されており、他端側にフランジ２が設けられている。第一シリンダである中子引き抜き用シリンダ４はボルト４Ａによってフランジ２に固定されて設けられている。

中子引き抜き用シリンダ４は、内部に図示せぬピストンを備えている。この図示せぬピストンは、フランジ２からホルダ２１に向かう方向に往復移動可能となっている。また中子引き抜き用シリンダ４は、フランジ２を挟んでホルダ２１側位置で、図示せぬピストンのロッドに引き抜き中子ジョイント５が連結されている。

フランジ２とホルダ２１との間であって一対の支柱３、３の間には、第二シリンダである加圧シリンダ７をボルト７Ａにより固定して内蔵する加圧ホルダ６が配置されている。加圧ホルダ６は引き抜き中子ジョイント５に連結されている。故に加圧ホルダ６及び加圧シリンダ７は、引き抜き中子ジョイント５を介して中子引き抜き用シリンダ４によって、フランジ２からホルダ２１に向かう方向に往復移動可能となっている。尚、中子引き抜き用シリンダ４及び加圧シリンダ７は、何れも市販の加圧用シリンダであり、中子引き抜き用シリンダ４及び加圧シリンダ７から本発明のシリンダが構成されている。

加圧ホルダ６のホルダ２１側位置には、ホルダ２１側へと向かって延出された加圧ブッシュ連結ホルダ９が加圧ホルダ６を構成するプレート６Ａにより固定されて設けられている。加圧ブッシュ連結ホルダ９の内部には、トンネル中子鋳抜きピンである加圧ピン８が配置されており、加圧ピン８は、加圧シリンダ７の図示せぬピストンのロッドに連結されている。加圧シリンダ７の図示せぬピストンはフランジ２からホルダ２１に向かう方向に往復移動可能であるため、加圧ピン８は加圧ホルダ６に対してフランジ２からホルダ２１に向かう方向に往復移動可能となっている。また加圧ピン８は、その基端側に段部８Ａを有しており、加圧ピン８がホルダ２１側に移動した際に、段部８Ａと加圧ブッシュ連結ホルダ９とが当接して加圧ピン８の移動量が規制されている。

図２に示されるように、加圧ブッシュ連結ホルダ９の先端部分には加圧ブッシュ１１が加圧ブッシュ連結ナット１０Ａ、１０Ｂにより固定されている。加圧ブッシュ１１は円筒状に構成されており、内部に加圧ピン８の先端部が配置されている。加圧ブッシュ１１の円筒部分であって先端部分の内径は加圧ピン８の外径とほぼ同じ大きさに構成されている。よって加圧ピン８が加圧ブッシュ１１内に摺動可能に保持される。

また加圧ブッシュ１１は加圧ブッシュ連結ナット１０Ａ、１０Ｂにより加圧ブッシュ連結ホルダ９に接続されているため、加圧ブッシュ１１が使用により劣化等した場合には、加圧ブッシュ連結ナット１０Ａ、１０Ｂを外すことにより、加圧ブッシュ１１を容易に取り替えることが可能である。また加圧ブッシュ連結ホルダ９は、プレート６Ａを外すことにより、容易に取り替えることが可能である。

上記構成の加圧装置１の動作及び加圧装置１を用いる鋳造方法について説明する。図１は鋳造の初期状態を示しており、図示せぬスリーブ内に供給されるアルミニウム合金等の溶湯を射出するとき（溶湯射出位置）における加圧装置１の状態を示している。溶湯射出位置において中子引き抜き用シリンダ４は図示せぬピストンがホルダ２１側に移動して、引き抜き中子ジョイント５及び引き抜き中子ジョイント５に連結されている加圧ホルダ６をホルダ２１側に移動する。この状態において、加圧ホルダ６に連結されている加圧ブッシュ１１の先端部分は、キャビティ面２２Ａよりキャビティ２０ａ内に突出している。

また加圧シリンダ７により加圧ピン８は、その先端が加圧ブッシュ１１より僅かに突出し、かつ段部８Ａが加圧ブッシュ連結ホルダ９から離間する位置に配置されている。

この状態を維持し、図示せぬプランジャチップにより溶湯を射出させ、キャビティ２０ａに溶湯を充填させる。上述のように加圧ブッシュ１１の先端がキャビティ面２２Ａよりキャビティ２０ａ内に突出しているため、鋳造金型２０のキャビティ面２２Ａと加圧ブッシュ１１の先端面との間に溶湯が差し込んで凝固することが抑制される。

充填した溶湯が凝固を開始する時期に加圧装置１は加圧動作に移行する。図３に示されるように、加圧シリンダ７により加圧ピン８を動かし、加圧ピン８の先端部分が加圧ブッシュ１１の先端より更に突出する位置（加圧位置）まで移動させる。この時に中子引き抜き用シリンダ４は特に駆動されることなく、少なくとも加圧ホルダ６を溶湯射出位置と同じ位置に保持していればよい。

この加圧動作に伴い加圧シリンダ７に駆動される加圧ピン８の先端は、凝固を始めた溶湯を加圧し、ひけ巣発生部分に溶湯の補給を行い、ひけ巣の発生を防止する。加圧は加圧ピン８の段部８Ａが加圧ブッシュ連結ホルダ９に当接するまで実行される。

加圧動作が終わった後に、図４に示されるように、加圧ピン８が加圧位置から、段部８Ａが加圧ブッシュ連結ホルダ９と離間する位置であって溶湯射出位置と同じ位置まで移動する。

そして図５に示されるように、中子引き抜き用シリンダ４により加圧ホルダ６をフランジ側の位置（待避位置）に移動させる。加圧ホルダ６の待避位置への移動に伴い、加圧ブッシュ１１の先端部分がキャビティ面２２Ａから突出する位置から孔２２ａ内へと移動する。その後に鋳造金型２０の型開きがなされて製品の型抜きが行われる。この場合に、鋳造金型２０のキャビティ面２２Ａと加圧ブッシュ１１の先端面との間に凝固した溶湯の発生が抑制されているため、容易に型抜きを行うことが可能となる。

また加圧ピン８を駆動するシリンダは、中子引き抜き用シリンダ４と加圧シリンダ７とから構成されているが、この中子引き抜き用シリンダ４と加圧シリンダ７とは個別に制御可能であるため、加圧ピン８の駆動に係る制御を簡単に行うことができる。

よって、加圧装置１を用いることにより、好適に加圧を行って、ひけ巣を減少させた鋳抜き製品を安定して鋳造することができる。

本発明によるトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置及びトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いた鋳造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば本実施の形態においては、溶湯射出位置において、加圧ピン８の先端が加圧ブッシュ１１の先端より僅かに突出する構成を採っていたがこれに限らず、少なくとも溶湯射出位置において、加圧ブッシュ１１の先端がキャビティ面２２Ａよりキャビティ２０ａ内に突出していれば、加圧ピン８の先端が加圧ブッシュ１１の先端より突出していなくても良い。

本発明のトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置及びトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を用いた鋳造方法は、ダイカスト法等の鋳造の分野において有用である。

本発明の実施の形態に係る加圧装置の溶湯射出位置での断面図。 本発明の実施の形態に係る加圧装置の溶湯射出位置でのブッシュ周辺を示す部分断面図。 本発明の実施の形態に係る加圧装置の加圧位置での断面図。 本発明の実施の形態に係る加圧装置の加圧動作後の断面図。 本発明の実施の形態に係る加圧装置の待避位置での断面図。

符号の説明

１ 加圧装置
２ フランジ
３ 支柱
３Ａ ネジ
４ 中子引き抜き用シリンダ
４Ａ ボルト
５ 引き抜き中子ジョイント
６ 加圧ホルダ
６Ａ プレート
７ 加圧シリンダ
７Ａ ボルト
８ 加圧ピン
９ 加圧ブッシュ連結ホルダ
１０Ａ、Ｂ 加圧ブッシュ連結ナット
１１ 加圧ブッシュ
２０ 鋳造金型
２０ａ キャビティ
２１ ホルダ
２１ａ 孔
２２ ダイス
２２Ａ キャビティ面
２２ａ 孔

Claims (2)

1. シリンダと、
   該シリンダにより駆動されて金型キャビティ内の溶湯を加圧するトンネル中子鋳抜きピンと、
   該シリンダにより駆動されると共に、該トンネル中子鋳抜きピン周囲に配置されて該トンネル中子鋳抜きピンを摺動可能に保持するブッシュと、を備えるトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置において、
   該シリンダは、該トンネル中子鋳抜きピン及び該ブッシュを溶湯射出位置と待避位置との間で移動可能な第一シリンダと、該ブッシュが該溶湯射出位置に配置された状態で該トンネル中子鋳抜きピンを該溶湯射出位置と加圧位置との間で移動可能な第二シリンダとを有し、
   該溶湯射出位置において該ブッシュの端部は該金型キャビィティ内に突出していることを特徴とするトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置。
2. 請求項１に記載のトンネル中子鋳抜きピンの加圧装置を使用して鋳造することを特徴とする鋳造方法。

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