JP5836837B2 - 鋳造用金型 - Google Patents

Description

本発明は、チルベントを備えた鋳造用金型に関する。

ダイカスト製品は、アルミニウム等の金属の溶湯を金型のキャビティに短時間で充填して鋳造されている。そのため、充填時にキャビティ内の空気が溶湯内に巻き込まれてしまうことがあり、製品がガスを含有するガス欠陥が生じ、製品の品質悪化の原因となっている。
その対策として、製品部の溶湯最終充填部位に、溶湯をオーバーフローさせる複数のオーバーフローランナーを接続し、オーバーフローランナーの先に、金型中の空気のみを金型外に排出させ、溶湯の金型外への吹き出しを防止するチルベントを設け、製品への空気の巻き込みを防止し、製品品質を向上させるのが一般的である。（例えば、特許文献１参照）。チルベントは、凸条部及び凹条部を交互に設けて形成した波状のガス抜き通路（チルベント部）を有している。

特開平０９−００１３０７号公報

ところで、チルベントは、凸条部及び凹条部が鉛直方向を向くように配置することがあるが、この場合、凹条部に発生する粉バリが落下し、凹条部の下部に堆積してしまう。そのまま金型を閉じると、粉バリが金型間に挟まり、金型の型合わせが不十分となり、金型内でバリが発生するおそれがある。
また、チルベントは、メンテナンスや交換のために取り外す必要があるが、粉バリが金型間に挟まることにより、金型に凹みが発生して、その凹みによりチルベントをかしめた状態となり、チルベントの取り外しが困難であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、バリの堆積を防止可能な鋳造用金型を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、金型の合わせ面にチルベントを設けた鋳造用金型において、前記チルベントは、上下方向に延びる凸条部及び凹条部を交互に備え、前記凹条部の下端に、当該凹条部の溝底から前記金型の合わせ面に延出する斜面を形成したことを特徴とする。
上記構成によれば、凹条部に発生した粉バリが金型を開いた際に斜面から落下するので、チルベントの下部に粉バリが堆積することを抑制できる。

上記構成において、前記チルベントは、前記金型の合わせ面に形成された凹みに配置されて前記合わせ面において対向する少なくとも一対のブロックを有し、前記ブロックの下方に、当該ブロックを支持する支持部材を設け、前記支持部材と前記ブロックとの接触面を前記合わせ面側から下方に傾斜するテーパ面としてもよい。
上記構成によれば、支持部材を先に取り外すことにより、ブロックを金型から容易に取り外すことができる。

本発明によれば、チルベントが備える上下方向に延びる凹条部の下端に、当該凹条部の溝底から金型の合わせ面に延出する斜面を形成したため、凹条部に発生した粉バリが金型を開いた際に斜面から落下するので、チルベントの下部に粉バリが堆積することを抑制できる。その結果、金型内にバリが発生することを防止でき、歩留まりを向上させることができる。

また、チルベントは、金型の合わせ面に形成された凹みに配置されて合わせ面において対向する少なくとも一対のブロックを有し、ブロックの下方に、当該ブロックを支持する支持部材を設け、支持部材とブロックとの接触面を合わせ面側から下方に傾斜するテーパ面としたため、支持部材を先に取り外すことにより、ブロックを金型から容易に取り外すことができる。

本発明の実施の形態に係る鋳造装置を示す断面図である。 可動型を合わせ面側から示す図である。 図２のチルベントを拡大して示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面から見た金型を示す図である。 図３のＶ−Ｖ断面を示す図である。 本発明の変形例に係る鋳造用金型の断面を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る鋳造装置を示す断面図である。図２は、可動型を合わせ面側から示す図である。なお、図１及び図２では、図の上方が鉛直上方であり、下方が鉛直下方である。
鋳造装置１は、例えばハイプレッシャーダイカスト製品を鋳造する装置であり、図１に示すように、金型（鋳造用金型）１０と、射出機構３０と、チルベント４０とを備えて大略構成されている。金型１０は、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂを有し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが対向することで、所望製品の形状に対応したキャビティ１１が形成される。固定型１０Ａは固定ダイベース１３に支持され、可動型１０Ｂは、図示しない駆動機構によって駆動される可動ダイベース１５に支持され、固定型１０Ａに対して進退方向に移動するようになっている。

射出機構３０は、固定型１０Ａに設けた筒状の射出スリーブ３１と、射出駆動部（不図示）によって射出スリーブ３１内を進退し、射出スリーブ３１内に供給される溶湯を押し出すプランジャ３３とを有する。射出スリーブ３１には、射出スリーブ３１内に溶湯（例えば、アルミニウム等の金属）を供給するための溶湯供給口３１Ａが設けられている。射出スリーブ３１は、その先端部が固定型１０Ａに挿入され、射出スリーブ３１内と金型１０のキャビティ１１とが、キャビティ１１の下側に形成された射出口１７、ランナー１９及びゲート２１を介して連通するようになっている。
キャビティ１１には、図２に示すように、溶湯最終充填部位となる上部に、複数（本実施の形態では、４つ）のオーバーフローランナー２３が接続され、複数のオーバーフローランナー２３は、大気開放されたチルベント４０に接続されている。

図３は、図２のチルベント４０を拡大して示す図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面から見た金型１０を示す図であり、図５は図３のＶ−Ｖ断面を示す図である。
チルベント４０は、固定型１０Ａの合わせ面ＰＬに設けられる固定型ブロック（ブロック）４１と、可動型１０Ｂの合わせ面ＰＬに設けられる可動型ブロック（ブロック）４３とを備えて構成されている。固定型ブロック４１は、合わせ面ＰＬから突出して上下に延びる凸条部４１Ａを有し、凸条部４１Ａ間に形成される凹条部４１Ｂの溝底４１Ｂ２が合わせ面ＰＬと同一面に位置している。一方、可動型ブロック４３は、合わせ面ＰＬから凹んで上下に延びる凹条部４３Ｂを有し、凹条部４３Ｂ間に形成される凸条部４３Ａの頂部４３Ａ１が合わせ面ＰＬと同一面に位置している。

これらの固定型ブロック４１及び可動型ブロック４３を対向させることで、凸条部４１Ａと凹条部４３Ｂが噛み合う。凸条部４１Ａと凹条部４３Ｂとの噛み合い部４５は、凸条部４１Ａと凹条部４３Ｂとが隙間無く噛み合う合わせ部４５Ａと、この合わせ部４５Ａの上下に設けられ、凸条部４１Ａと凹条部４３Ｂとが隙間を空けて噛み合う波状のチルベント部４５Ｂとを有している。また、可動型ブロック４３には、チルベント部４５Ｂの上流側に設けられ、オーバーフローランナー２３とチルベント部４５Ｂとを連通する上流側凹部４７Ａと、チルベント部４５Ｂの下流側に設けられ、チルベント部４５Ｂと外部に繋がる穴部（不図示）とを連通する下流側凹部４７Ｂとが形成されている。これらのチルベント部４５Ｂ、上流側凹部４７Ａ、下流側凹部４７Ｂがチルベント４０のガス抜き通路４９を構成している。

固定型ブロック４１は、固定型１０Ａの合わせ面ＰＬに形成された凹み１０Ａ１に配置され、図示しない固定手段によって固定型１０Ａに固定される。また、可動型ブロック４３は、可動型１０Ｂの合わせ面ＰＬに形成された凹み１０Ｂ１に配置され、図示しない固定手段によって可動型１０Ｂに固定される。各凹み１０Ａ１，１０Ｂ１は、ブロック４１，４３よりも上下方向に長く形成されており、ブロック４１，４３の下方に支持部材５０を嵌め込むことで、ブロック４１，４３が支持部材５０に支持される。この支持部材５０は、図示しない固定手段によって金型１０に固定される。ブロック４１，４３の下面４４と支持部材５０の上面５１とは、金型１０の合わせ面ＰＬから下方に所定のテーパ角度θ（例えば、２°〜６°程度）で傾斜するテーパ面となっている。

図３及び図５に示すように、可動型ブロック４３の凹条部４３Ｂの下端４３Ｂ２には、凹条部４３Ｂの溝底４３Ｂ１から金型１０の合わせ面ＰＬに向けて下方に延出する斜面５３が形成されている。斜面５３の傾斜角度Φは、粉バリが堆積し難い角度、例えば、水平Ｈから４５°以上、に設定されている。斜面５３は、図３に示すように、両側の側辺５３Ａが斜めに延在するように形成されており、正面視で台形となっている。
なお、固定型１０Ａの支持部材５０は、斜面５３が形成されていない以外、可動型１０Ｂの支持部材５０と同一の構成のため、図示を省略する。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
固定型ブロック４１を固定型１０Ａに取り付ける際には、固定型ブロック４１を固定型１０Ａの凹み１０Ａ１に配置し、固定型ブロック４１の下方に支持部材５０を挿入する。ここで、ブロック４１，４３の下面４４と、この下面４４と接触する支持部材５０の上面５１が、金型１０の合わせ面ＰＬから下方に傾斜するテーパ面となっているため、固定型ブロック４１が支持部材５０によって押し込まれて支持される。そして、固定型ブロック４１及び支持部材５０を図示しない固定手段で固定型１０Ａに固定することで取り付けが完了する。

可動型ブロック４３についても同様に、可動型ブロック４３を可動型１０Ｂの凹み１０Ｂ１に配置し、固定型ブロック４１の下方に支持部材５０を挿入することで、可動型ブロック４３が支持部材５０によって押し込まれて支持される。そして、可動型ブロック４３及び支持部材５０を図示しない固定手段で可動型１０Ｂに固定することで取り付けが完了する。

鋳造工程においては、まず、可動ダイベース１５を前進させ、可動型１０Ｂを固定型１０Ａに当接しキャビティ１１を形成する。次に、射出スリーブ３１の溶湯供給口３１Ａより、射出スリーブ３１内に溶湯を供給する。そして、プランジャ３３を前進させ、射出口１７、ランナー１９、ゲート２１を介して、キャビティ１１内に溶湯を充填する。キャビティ１１の充填が完了してキャビティ１１内の溶湯が固化した後、可動ダイベース１５を作動して可動型１０Ｂを固定型１０Ａから離し、製品を取り出す。

このとき、ガス抜き通路４９で溶湯が固化した成形片も製品と一緒に金型１０から外されるが、可動型ブロック４３の凹条部４３Ｂは合わせ面ＰＬから凹んでいるため、凹条部４３Ｂに比較的小さなバリ（粉バリ）が残り、この粉バリが凹条部４３Ｂから剥がれ落ちた粉バリが落下することがある。本実施の形態では、凹条部４３Ｂの下端４３Ｂ２に、凹条部４３Ｂの溝底４３Ｂ１から金型１０の合わせ面ＰＬに延出する斜面５３を設けているため、粉バリが金型１０を開いた際に斜面５３に沿って落下する。
そして、ブロック４１，４３をメンテナンスや交換等の為に取り外す際には、支持部材５０を先に引き抜くことで、ブロック４１，４３を容易に取り外すことができるので、ブロック４１，４３の取り外し作業時間を短縮できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、チルベント４０は、上下方向に延びる凸条部４１Ａ及び凹条部４３Ｂを交互に備え、凹条部４３Ｂの下端４３Ｂ２に、当該凹条部４３Ｂの溝底４３Ｂ１から金型１０の合わせ面ＰＬに延出する斜面５３を形成する構成とした。この構成により、凹条部４３Ｂに発生した粉バリが金型１０を開いた際に斜面５３から落下するので、凹条部４３Ｂの下部に粉バリが堆積することを抑制できる。その結果、金型１０内にバリが発生することを防止でき、歩留まりを向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、チルベント４０は、金型１０の合わせ面ＰＬに形成された凹み１０Ａ１，１０Ｂ１に配置されて合わせ面ＰＬにおいて対向する少なくとも一対のブロック４１，４３を有し、ブロック４１，４３の下方に、ブロック４１，４３を支持する支持部材５０を設け、支持部材５０とブロック４１，４３との接触面である上面５１及び下面４４を合わせ面ＰＬ側から下方に傾斜するテーパ面とする構成とした。この構成により、支持部材５０を先に取り外すことにより、ブロック４１，４３を容易に取り外すことができる。

但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、ブロック４１，４３を支持する支持部材５０を設け、支持部材５０に斜面５３を形成したが、支持部材５０を設けない場合には、ブロック４１，４３、或いは金型１０に斜面５３を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、固定型ブロック４１において、凹条部４１Ｂの溝底４１Ｂ２が合わせ面ＰＬと同一面に位置しており、凹条部４１Ｂの下端に粉バリが溜まり難くいため、凹条部４１Ｂの下端に斜面５３を形成せず、可動型ブロック４３の凹条部４３Ｂの下端４３Ｂ２のみに斜面５３を形成していたが、これに限定されず、斜面５３は合わせＰＬから凹む凹条部の下端に設ければよい。例えば、図６に示すように、固定型ブロック４１及び可動型ブロック４３の両方において、凸条部１４１Ａ，１４３Ａの頂部１４１Ａ１，１４３Ａ１が合わせ面ＰＬから突出した位置にあり、凹条部１４１Ｂ，１４３Ｂの溝底１４１Ｂ１，１４３Ｂ１が合わせ面ＰＬから凹んでいる場合には、固定型ブロック１４１及び可動型ブロック１４３の凹条部１４１Ｂ，１４３Ｂの下端に斜面を形成すればよい。なお、図６では、図４と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。

１ 鋳造装置
１０ 金型（鋳造用金型）
１０Ａ１ 凹み
１０Ｂ１ 凹み
４０ チルベント
４１ 固定型ブロック（ブロック）
４１Ａ 凸条部
４３ 可動型ブロック（ブロック）
４３Ｂ 凹条部
４３Ｂ１ 溝底
４３Ｂ２ 下端
５０ 支持部材
５３ 斜面
ＰＬ 合わせ面

Claims (2)

1. 金型の合わせ面にチルベントを設けた鋳造用金型において、
   前記チルベントは、上下方向に延びる凸条部及び凹条部を交互に備え、
   前記凹条部の下端に、当該凹条部の溝底から前記金型の合わせ面に延出する斜面を形成したことを特徴とする鋳造用金型。
2. 前記チルベントは、前記金型の合わせ面に形成された凹みに配置されて前記合わせ面において対向する少なくとも一対のブロックを有し、
   前記ブロックの下方に、当該ブロックを支持する支持部材を設け、
   前記支持部材と前記ブロックとの接触面を前記合わせ面側から下方に傾斜するテーパ面としたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造用金型。

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