JP7132814B2 - 成形装置及びその成形装置による成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティに溶湯を流し込んで環状の成形品を得るための成形装置及びその成形装置による成形方法に関するものである。

互いに近接又は衝合することによりキャビティを形成可能な固定型及び可動型を有し、キャビティ内にアルミ等の溶湯を流し込んで成形品を得るための成形装置（鋳造装置）は、通常、キャビティ内で生じたガスを外部に放出し得るオーバーフローやベントと称される部位を具備している。しかし、かかるオーバーフローやベントでは、キャビティ内で生じたガスを十分に排出することができない場合があり、ガスが成形品内に残って鋳巣となってしまう虞がある。

特に、環状の成形品を成形する場合、キャビティの内側に空気が残り易くなっていることから、従来、キャビティ内で生じたガスを外部に排出するための排出孔をキャビティの内側に設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の成形装置は、キャビティの内側に凹凸状の流路を構成するブロックを配設し、その流路にてキャビティ内のガスを流通させた後、排出孔から外部に排出し得るよう構成されていた。これにより、キャビティで生じたガスをブロックの流路にて流動させた後、排出孔から外部に排出させることができるとともに、キャビティに流し込まれた溶湯が流路を流通する過程で冷却固化されるので、排出孔まで溶湯が至ってしまうのを抑制することができる。

特開２００８－８０３９１号公報

しかしながら、上記従来技術においては、ブロックに形成された流路にてキャビティの内側からガスを排出させることができるものの、その流路の面積が溶湯を冷却固化させるに足りない場合があった。しかして、溶湯が流路を流れる過程で冷却固化しない場合があり、排出孔まで溶湯が至ってしまい、当該排出孔内で冷却固化して閉塞させてしまう虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、キャビティ内で生じたガスを排出孔を介して円滑且つ十分に外部に排出することができるとともに、溶湯が排出孔に至ってしまうのを抑制することができる成形装置及びその成形装置による成形方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、環状のキャビティを形成可能な第１成形型及び第２成形型と、前記第１成形型及び第２成形型における前記キャビティの内側に形成されるとともに、前記キャビティと連通する流路を形成可能とされ、当該流路にて前記キャビティ内で生じたガス及び溶湯を流通させ得る第１ブロック及び第２ブロックと、前記第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方に形成され、前記流路にて流通したガスを外部に排出可能な排出孔とを具備し、前記キャビティに溶湯を流し込んで環状の成形品を得るための成形装置において、前記第１ブロック及び第２ブロックは、前記流路の形成面が前記キャビティの内周形状に倣った外周形状とされるとともに、前記第１ブロック及び第２ブロックのそれぞれに形成された溝形状を対峙させることにより、前記排出孔の周囲に凹凸状の前記流路を形成するものとされ、且つ、前記溝形状は、前記排出孔を中心として同心状に複数形成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の成形装置において、前記第１成形型及び第２成形型には、前記キャビティの内側において当該キャビティの内周形状に倣った貫通部がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部に前記第１ブロック及び第２ブロックが配設されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の成形装置において、前記第１ブロック又は第２ブロックの略中央位置に前記排出孔が形成されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１～３の何れか１つに記載の成形装置において、前記キャビティの内周形状及び前記流路の形成面の外周形状は、円形から成ることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、環状のキャビティを形成可能な第１成形型及び第２成形型と、前記第１成形型及び第２成形型における前記キャビティの内側に形成されるとともに、前記キャビティと連通する流路を形成可能とされ、当該流路にて前記キャビティ内で生じたガス及び溶湯を流通させ得る第１ブロック及び第２ブロックと、前記第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方に形成され、前記流路にて流通したガスを外部に排出可能な排出孔とを具備し、前記キャビティに溶湯を流し込んで環状の成形品を得るための成形装置による成形方法において、前記第１ブロック及び第２ブロックは、前記流路の形成面が前記キャビティの内周形状に倣った外周形状とされるとともに、前記第１ブロック及び第２ブロックのそれぞれに形成された溝形状を対峙させることにより、前記排出孔の周囲に凹凸状の前記流路を形成するものとされ、且つ、前記溝形状は、前記排出孔を中心として同心状に複数形成され、前記キャビティ内で生じたガスを前記流路を通過させて前記排出孔から外部に排出させることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の成形装置による成形方法において、前記第１成形型及び第２成形型には、前記キャビティの内側において当該キャビティの内周形状に倣った貫通部がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部に前記第１ブロック及び第２ブロックが配設されたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の成形装置による成形方法において、前記第１ブロック又は第２ブロックの略中央位置に前記排出孔が形成されることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５～７の何れか１つに記載の成形装置による成形方法において、前記キャビティの内周形状及び前記流路の形成面の外周形状は、円形から成ることを特徴とする。

請求項１、５の発明によれば、第１ブロック及び第２ブロックは、流路の形成面がキャビティの内周形状に倣った外周形状とされたので、キャビティの内側の領域をほとんど流路として利用することができ、キャビティ内で生じたガスを排出孔を介して円滑且つ十分に外部に排出することができるとともに、溶湯が排出孔に至ってしまうのを抑制することができる。
また、第１ブロック及び第２ブロックは、それぞれ溝形状が形成されるとともに、当該溝形状を対峙させることにより、排出孔の周囲に凹凸状の流路を形成するので、キャビティから排出孔に至る流路の面積をより大きく形成することができ、溶湯が排出孔に至ってしまうのをより確実に回避することができる。

請求項２、６の発明によれば、第１成形型及び第２成形型には、キャビティの内側において当該キャビティの内周形状に倣った貫通部がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部に第１ブロック及び第２ブロックが配設されたので、第１成形型及び第２成形型に対して第１ブロック及び第２ブロックを容易に配設することができる。

請求項３、７の発明によれば、第１ブロック又は第２ブロックの略中央位置に排出孔が形成されるので、第１ブロック又は第２ブロックの流路の形成面をより有効に活用することができる。

請求項４、８の発明によれば、キャビティの内周形状及び流路の形成面の外周形状は、円形から成るので、流路にて冷却固化したバリの強度を向上させることができ、離型性を向上させることができるとともに、当該バリを一括して除去することができる。

本発明の実施形態に係る成形装置の第１成形型としての固定型を示す平面図 図１におけるＩＩ－ＩＩ線断面図 同固定型における第１ブロックを取り外した状態を示す平面図 図３におけるＩＶ－ＩＶ線断面図 同固定型に取り付けられる第１ブロックを示す平面図及び側面図 図５におけるＶＩ－ＶＩ線断面図 本発明の実施形態に係る成形装置の第２成形型としての可動型を示す平面図 図７におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図 同可動型における第２ブロックを取り外した状態を示す平面図 図９におけるＸ－Ｘ線断面図 同可動型に取り付けられる第２ブロックを示す平面図及び側面図 図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図 同固定型と可動型とによって形成されるキャビティ、及び第１ブロック及び第２ブロックによって形成される流路を示す模式図 本発明の実施形態に係る成形装置で成形された成形品を示す平面図及び裏面図 図１４におけるＸＶ－ＸＶ線断面図 本発明の他の実施形態に係る成形装置を示す模式図 本発明の更に他の実施形態に係る成形装置を示す模式図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る成形装置は、キャビティに溶融したアルミ等の溶湯を流し込んで環状の成形品（円環状の鋳造品）を得るための鋳造装置であり、図１～１３に示すように、固定型Ｄ１（第１成形型）及び可動型Ｄ２（第２成形型）と、固定型Ｄ１に取り付けられた第１ブロックＢ１（固定入子）及び可動型Ｄ２に取り付けられた第２ブロックＢ２（可動入子）とを具備して構成されている。

固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２は、同種複数成形（同種の成形品を複数（本実施形態においては２個）同時に成形）するための金型から成り、これら固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２が合致することにより、環状の成形品Ｗ（図１４、１５参照）の形状が形成された複数のキャビティＣ（図１３参照）を形成可能なものである。なお、固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２は、同種複数成形が可能なものに限らず、同種且つ１つのキャビティＣを形成可能なもの、異種且つ複数のキャビティＣを形成可能なもの、或いは異種且つ１つのキャビティＣを形成可能なものであってもよい。

固定型Ｄ１は、図１～４に示すように、ビスケット１と、ランナー２と、ゲート３と、製品部４と、オーバーフロー５と、エアベント６とが形成された金型から成り、固定型Ｄ１の製品部４と可動型Ｄ２の製品部７とが合致してキャビティＣが形成されるようになっている。かかる固定型Ｄ１におけるキャビティＣ（製品部４）の内側には、キャビティＣの内周形状（円形状）に倣った形状及び寸法の貫通部Ｈ１（貫通孔）が形成されており、当該貫通部Ｈ１には、第１ブロックＢ１が挿入されて取り付けられている。

可動型Ｄ２は、図７～１０に示すように、製品部７が形成された金型から成り、固定型Ｄ１の製品部４と可動型Ｄ２の製品部７とが合致してキャビティＣが形成されるようになっている。かかる可動型Ｄ２におけるキャビティＣ（製品部７）の内側には、キャビティＣの内周形状（円形状）に倣った形状及び寸法の貫通部Ｈ２（貫通孔）が形成されており、当該貫通部Ｈ２には、第２ブロックＢ２が挿入されて取り付けられている。

第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２は、既述のように、固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２におけるキャビティＣの内側（内径側）に形成される円筒状部材から成る。これら第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２は、貫通部Ｈ１、Ｈ２にそれぞれ挿通されて各突端面に形成された溝形状Ｂ１ａ、Ｂ２ａを対峙させ得るよう構成されており、当該溝形状Ｂ１ａ、Ｂ２ａが対峙することにより、図１３に示すように、キャビティＣと連通する流路Ｒを形成し得るようになっている。

すなわち、第１ブロックＢ１の流路Ｒの形成面（突端面）には、図５、６に示すように、凹部から成る複数の溝形状Ｂ１ａが同心円状に複数形成されるとともに、第２ブロックＢ２の流路Ｒの形成面（突端面）には、図１１、１２に示すように、凹部から成る複数の溝形状Ｂ２ａが同心円状に複数形成されており、図１３に示すように、固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２にてキャビティＣが形成されると、第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２にて凹凸状の流路Ｒが形成されるのである。そして、この流路Ｒによって、キャビティＣ内で生じたガス及び溶湯を流通させ得るようになっている。

さらに、本実施形態に係る第２ブロックＢ２には、図８、１１、１２に示すように、その流路Ｒの形成面の略中央にて開口した排出孔Ｂ２ｂが形成されている。かかる排出孔Ｂ２ｂは、第２ブロックＢ２の突端面（流路Ｒの形成面）の略中央位置に形成されるとともに、第２ブロックＢ２の軸方向に延設されており、流路Ｒにて流通したガスを外部に排出可能とされている。すなわち、第２ブロックＢ２の略中央位置に排出孔Ｂ２ｂが形成されるとともに、当該排出孔Ｂ２ｂの周囲に溝形状Ｂ２ａが複数形成されているのである。

しかして、第２ブロックＢ２の突端面（流路Ｒの形成面）の略中央位置に排出孔Ｂ２ｂが形成されるとともに、その排出孔Ｂ２ｂの開口を中心として同心円状に複数の溝形状Ｂ２ａが形成されているので、キャビティＣから流れ込んだ溶湯は、溝形状Ｂ１ａ、Ｂ２ａで構成される流路Ｒを流通する過程で冷却固化されるとともに、キャビティＣ内で生じたガスは、排出孔Ｂ２ｂから外部に排出されることとなる。なお、本実施形態に係る排出孔Ｂ２ｂは、第２ブロックＢ２に形成されているが、第１ブロックＢ１に形成されていてもよく、第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２の両方に形成されていてもよい。

一方、可動型Ｄ２には、製品部７と貫通部Ｈ２との間の境界には、円弧状の凸部ａが形成されるとともに、その一部が切欠きｂとされている。凸部ａは、ゲート３側に位置してキャビティＣと流路Ｒとを区分けするとともに、切欠きｂは、ゲート３と反対側（遠い側）に位置してキャビティＣと流路Ｒとを連通するようになっている。これにより、キャビティＣに流し込まれた溶湯は、図１の矢印で示すように、円環状のキャビティＣに沿って流れ、ゲート３に対して遠い側の位置（切欠きｂの位置）で流路Ｒに向かって流れるようになっている。

ここで、本実施形態に係る第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２は、流路Ｒの形成面（対峙する突端面）がキャビティＣの内周形状（本実施形態においては円形）に倣った外周形状とされている。より具体的には、固定型Ｄ１（第１成形型）及び可動型Ｄ２（第２成形型）には、キャビティＣの内側において当該キャビティＣの内周形状（円形）に倣った貫通部（Ｈ１、Ｈ２）がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部（Ｈ１、Ｈ２）に第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２が配設されており、これら第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２の外周形状が貫通部（Ｈ１、Ｈ２）の内周形状、すなわちキャビティＣの内周形状に倣って形成されているのである。

これにより、キャビティＣの内側の部位の略全域に亘って流路Ｒとすることができ、円環状の成形品の中央の貫通部分を利用して、流路Ｒの面積を最大限大きく設定することができるので、キャビティＣから流路Ｒに流れ込んだ溶湯は、比較的長い寸法の流路Ｒを流れる過程で冷却固化することとなり、溶湯が排出孔Ｂ２ｂまで至ってしまうのを抑制することができる。特に、本実施形態においては、排出孔Ｂ２ｂの周囲に複数の円環状の溝形状Ｂ２ａ（凹凸状の流路Ｒ）が形成されているので、外側の溝形状Ｂ２ａから内側の溝形状Ｂ２ａに亘って順次に溶湯が流れることとなり、溶湯が中心位置の排出孔Ｂ２ｂに至ってしまうのをより確実に抑制することができる。

本実施形態に係る成形装置（鋳造装置）によって、図１４、１５に示すように、バリＷａを有した成形品Ｗ（鋳造品）を得ることができる。かかるバリＷａは、流路Ｒを流通する過程で冷却固化した部位から成り、本鋳造装置から取り出された後、例えばトリミング加工装置にて他のバリと同様にトリミングされることとなり、円環状の製品を得ることができるようになっている。

上記実施形態によれば、第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２は、流路Ｒの形成面がキャビティＣの内周形状に倣った外周形状（円形）とされたので、キャビティＣの内側の領域をほとんど流路Ｒとして利用することができ、キャビティＣ内で生じたガスを排出孔Ｂ２ｂを介して円滑且つ十分に外部に排出することができるとともに、溶湯が排出孔Ｂ２ｂに至ってしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態に係る固定型Ｄ１（第１成形型）及び可動型Ｄ２（第２成形型）には、キャビティＣの内側において当該キャビティＣの内周形状に倣った貫通部（Ｈ１、Ｈ２）がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部（Ｈ１、Ｈ２）に第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２が配設されたので、固定型Ｄ１（第１成形型）及び可動型Ｄ２（第２成形型）に対して第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２を容易に配設することができる。

さらに、本実施形態に係る第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２は、それぞれ溝形状（Ｂ１ａ、Ｂ２ａ）が形成されるとともに、当該溝形状（Ｂ１ａ、Ｂ２ａ）を対峙させることにより、排出孔Ｂ２ｂの周囲に凹凸状の流路Ｒを形成するので、キャビティＣから排出孔Ｂ２ｂに至る流路Ｒの面積をより大きく形成することができ、溶湯が排出孔Ｂ２ｂに至ってしまうのをより確実に回避することができる。

またさらに、第１ブロックＢ１（又は第２ブロックＢ２）の略中央位置に排出孔Ｂ２ｂが形成されるとともに、当該排出孔Ｂ２ｂの周囲に溝形状（Ｂ１ａ、Ｂ２ａ）が複数形成されるので、第１ブロックＢ１又は第２ブロックＢ２の流路の形成面をより有効に活用することができる。また、本実施形態において、キャビティＣの内周形状及び流路Ｒの形成面の外周形状（第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２の突端面の外周形状）は、円形から成るので、流路Ｒにて冷却固化したバリＷａ（図１４、１５参照）の強度を向上させることができ、離型性を向上させることができるとともに、当該バリを一括して除去することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２における流路Ｒの形成面が環状のキャビティＣの内周形状に倣った外周形状とされていれば足りる。例えば図１６に示すように、環状のキャビティＣの内周形状が矩形状とされ、第１ブロックＢ１及び第２ブロックＢ２における流路Ｒの形成面が当該矩形状に倣った外周形状とされたものであってもよい。また、例えば図１７に示すように、複数の溝形状Ｂ１ａ、Ｂ２ａが互いに異なった中心を有するものであってもよい。

さらに、本実施形態においては、溶融したアルミ等の溶湯をキャビティＣに流し込んで成形品を得る鋳造装置に適用されているが、他の金属を溶融して溶湯としたもの、或いは溶融した樹脂材等をキャビティＣに流し込んで成形品を得るダイカスト装置等、他の成形装置に適用してもよい。

第１ブロック及び第２ブロックの流路の形成面がキャビティの内周形状に倣った外周形状とされた成形装置及びその成形装置による成形方法であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１ ビスケット
２ ランナー
３ ゲート
４ 製品部
５ オーバーフロー
６ エアベント
７ 製品部
Ｄ１ 固定型（第１成形型）
Ｄ２ 可動型（第２成形型）
ａ 凸部
ｂ 切欠き（連通部）
Ｈ１、Ｈ２ 貫通部
Ｂ１ 第１ブロック
Ｂ１ａ 溝形状
Ｂ２ 第２ブロック
Ｂ２ａ 溝形状
Ｂ２ｂ 排出孔
Ｃ キャビティ
Ｒ 流路

Claims (8)

1. 環状のキャビティを形成可能な第１成形型及び第２成形型と、
   前記第１成形型及び第２成形型における前記キャビティの内側に形成されるとともに、前記キャビティと連通する流路を形成可能とされ、当該流路にて前記キャビティ内で生じたガス及び溶湯を流通させ得る第１ブロック及び第２ブロックと、
   前記第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方に形成され、前記流路にて流通したガスを外部に排出可能な排出孔と、
   を具備し、前記キャビティに溶湯を流し込んで環状の成形品を得るための成形装置において、
   前記第１ブロック及び第２ブロックは、前記流路の形成面が前記キャビティの内周形状に倣った外周形状とされるとともに、前記第１ブロック及び第２ブロックのそれぞれに形成された溝形状を対峙させることにより、前記排出孔の周囲に凹凸状の前記流路を形成するものとされ、且つ、前記溝形状は、前記排出孔を中心として同心状に複数形成されたことを特徴とする成形装置。
2. 前記第１成形型及び第２成形型には、前記キャビティの内側において当該キャビティの内周形状に倣った貫通部がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部に前記第１ブロック及び第２ブロックが配設されたことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
3. 前記第１ブロック又は第２ブロックの略中央位置に前記排出孔が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成形装置。
4. 前記キャビティの内周形状及び前記流路の形成面の外周形状は、円形から成ることを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の成形装置。
5. 環状のキャビティを形成可能な第１成形型及び第２成形型と、
   前記第１成形型及び第２成形型における前記キャビティの内側に形成されるとともに、前記キャビティと連通する流路を形成可能とされ、当該流路にて前記キャビティ内で生じたガス及び溶湯を流通させ得る第１ブロック及び第２ブロックと、
   前記第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方に形成され、前記流路にて流通したガスを外部に排出可能な排出孔と、
   を具備し、前記キャビティに溶湯を流し込んで環状の成形品を得るための成形装置による成形方法において、
   前記第１ブロック及び第２ブロックは、前記流路の形成面が前記キャビティの内周形状に倣った外周形状とされるとともに、前記第１ブロック及び第２ブロックのそれぞれに形成された溝形状を対峙させることにより、前記排出孔の周囲に凹凸状の前記流路を形成するものとされ、且つ、前記溝形状は、前記排出孔を中心として同心状に複数形成され、前記キャビティ内で生じたガスを前記流路を通過させて前記排出孔から外部に排出させることを特徴とする成形装置による成形方法。
6. 前記第１成形型及び第２成形型には、前記キャビティの内側において当該キャビティの内周形状に倣った貫通部がそれぞれ形成されるとともに、当該貫通部に前記第１ブロック及び第２ブロックが配設されたことを特徴とする請求項５記載の成形装置による成形方法。
7. 前記第１ブロック又は第２ブロックの略中央位置に前記排出孔が形成されることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の成形装置による成形方法。
8. 前記キャビティの内周形状及び前記流路の形成面の外周形状は、円形から成ることを特徴とする請求項５～７の何れか１つに記載の成形装置による成形方法。

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