JPH11239857A - 縦形ダイカスト法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大形の自動ラドル給湯装置を採用しながらス
リーブ内の溶融金属の温度低下を防止した、縦形ダイカ
スト法と装置を提供する。 【解決手段】 ラドル給湯装置24と、プレス装置20上部
に配設され上下可動に移動する上盤21と、この上盤下部
に配設の上型ラム７と、プレス装置中央部に配設され水
平方向で前後と左右に移動する夫々の搬送台車４を搬送
載置する搬送台22と、この搬送台下部に配設され側壁内
に発熱体を有するスリーブ１と、スリーブ内に配設され
上下可動に移動するプランジャーチップ２と、スリーブ
内でチップ２頭部端面との空間にルツボ26を形成した装
置で、チップ２頭部端面に、熱伝導度が10〜15W/°K の
断熱鋳鉄製の断熱板９が植設されている縦形ダイカスト
装置。該装置を使用し、ゲートプレート5,下型6,ワーク
10を載置した搬送台車４とを、夫々中間待機位置（Ｂ位
置）で待機させ、ラドル24からスリーブ内のルツボに溶
融金属の給湯直後に、両搬送台車を射出位置に移動させ
て行う鋳込法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦形ダイカスト鋳
造でスリーブ内に給湯された溶融金属の温度低下を防止
するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、回転電機の回転子鉄心の溝に導
体となるアルミニウム，アルミニウム合金等の溶融金属
を鋳込む時、従来の給湯方式で横形ダイカストマシンで
は、自動ラドル給湯方式が一般的に採用されている。し
かし、回転子鉄心が大型となると縦形ダイカスト鋳造が
採用されているが、その給湯方式は給湯量が鋳造する製
品（回転子鉄心）によりバラツキがあって自動化困難の
為、手作業による給湯方法が大半を占めている。又、縦
形ダイカストの場合は溶融金属をスリーブ内に注ぎ、そ
の後ダイカストマシンの型締めが開始されて溶融金属を
金型内に圧入する手順となり、鋳造サイクルが長くなる
欠点がある。最近では縦形ダイカストマシンの給湯方式
として、電磁ポンプを応用し型締め後にスリーブ内径部
に保温材を用いることなく電磁ポンプ給湯方式を採用し
た方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】横形ダイカストマシン
の場合は、型締め後に給湯，射出と短時間に完了するの
で、スリーブ内での溶融金属の温度低下および溶融金属
の凝固層の形成も少ない。しかし、縦形ダイカストマシ
ンの場合は、金型直下にスリーブがある構造の為に、給
湯の際は金型が邪魔になって給湯時は金型の一時移動を
要する。その為に、給湯後に金型の移動，型締め，射出
と給湯から射出までの時間を要し、溶融金属の温度低下
に起因した鋳造欠陥が発生する恐れがある。そこで、温
度低下を防止する為に、スリーブ内径部にシート状の断
熱材をセットし溶融金属を保温する方法が用いられてい
る。このシート状の断熱材を使用した保温材が混入した
ビスケットを再利用する場合は、再溶融した金属内に断
熱材が懸濁して規定の材料特性を得られない恐れがあ
り、再溶融，瀘過と溶解工程が複雑且つ精度を要求され
る。

【０００４】一方、手作業による給湯の場合は、給湯量
に個人差によるバラツキと保温の為に設けた断熱材が射
出時に製品内に巻き込む等の不具合により、製品特性
（回転子鉄心の導体特性）にバラツキが発生する恐れが
ある。又、作業者の湯汲み作業に疲労負担がかかる。電
磁ポンプ給湯方式では、給湯量に限界があり鋳造対象と
なる製品によっては十分な溶融量を得られない場合があ
る。

【０００５】これらを解決する一手段として、スリーブ
内に電磁誘導コイルを埋設し、該コイルに各種周波数を
供給してスリーブ内の溶融材料を凝固させずに鋳込する
方法が特開平９−５７４１８号公報で開示されている。
しかし、この方法は各種周波数を供給する電源設備を要
して設備費が高価となる。

【０００６】本発明はこれらの課題を解決するもので、
大形の自動ラドル給湯装置を採用しながらスリーブ内の
溶融金属の温度低下を防止した、縦形ダイカスト法と装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における縦形ダイ
カスト装置は、請求項１では、ラドル給湯装置と、プレ
ス装置の上部に配設され締圧機構で上下可動に移動する
上盤と、この上盤の下部に配設されワークのキャビティ
を内部に有する上型ラムと、プレス装置の中央部に配設
され水平方向で前後と左右に移動する夫々の搬送台車を
搬送載置する搬送台と、この搬送台の下部に配設され側
壁内に発熱体を有するスリーブと、このスリーブ内に嵌
合配設され締圧機構で上下可動に移動するプランジャー
チップと、前記スリーブ内でプランジャーチップ頭部端
面との空間にルツボを形成して成る縦形ダイカスト装置
において、前記プランジャーチップ頭部端面に、熱伝導
度が１０〜１５Ｗ／°Ｋの断熱鋳鉄材料でなる断熱板が
植設されていることを特徴とする。このように構成すれ
ば、初期段取り終了後（Ａ位置）の、ゲートプレートを
載置した搬送台車と下型及びワークを載置した搬送台車
とを、夫々中間待機位置（Ｂ位置）で待機させ、ラドル
給湯装置からスリーブ内のルツボに溶融金属が給湯され
た直後に、両搬送台車を射出位置に移動させてキャステ
ィングを行うので、溶融金属の温度低下が防止され凝固
層がなくなり所定通りの鋳込み作業が段取り時間も短縮
されて行える。

【０００８】請求項２では、前記プランジャーチップ頭
部先端の角部外周に３０〜６０度の面取りを設けてあ
る。このように構成すると、スリーブ内のルツボに給湯
された高温の溶融金属は角部で凝固層を形成し、射出時
の圧力によりスリーブとプランジャーチップの隙間に溶
融金属の侵入を防止して、スリーブ内でのプランジャー
チップの動きを円滑にしている。

【０００９】請求項３は、前記プランジャーチップの材
料を熱間工具鋼材製とし、この熱間工具鋼材より熱膨脹
係数が１〜２×Ｅ６大きい材料を使用して形成の前記断
熱板をプランジャーチップに焼嵌めにより植設したもの
である。このように構成すると、鋳造時の温度変化によ
る脱落を防止することができる。

【００１０】請求項４では、前記ルツボは、スリーブ内
でプランジャーチップの頭部先端の角部外周には３０〜
６０度の面取りが形成され、同じく頭部端面には熱伝導
度が１０〜１５Ｗ／°Ｋの断熱鋳鉄材料でなる断熱板が
植設された空間で形成されている。このように構成する
と、断熱板の断熱特性がよく、スリーブ内のルツボに給
湯された高温の溶融金属は断熱板により保温されて温度
低下が防止され、しかも断熱板と直に接する部分に発生
する凝固層形成を薄く抑えることができる。

【００１１】請求項５では、予めスリーブ内のヒータに
通電して該スリーブを保温し、次に一方の搬送台車上に
はゲートプレートを載置すると共に他方の搬送台車上に
はワークを載置した下型を載置し両方の搬送台車を移動
させてプレス装置近くで夫々中間待機させ、続いてラド
ル給湯装置にて所定の溶融金属をスリーブ内のルツボに
給湯後、前記中間待機中の夫々の搬送台車を移動させて
下型とワークをスリーブ上にセットし、続いて下型とワ
ークを降下してきた上型ラムと型合せを行って型締めと
同時に安全扉を降下させ、下部の締圧機構を可動させて
プランジャーチップを上昇させてルツボ内にある溶融金
属を前記ワーク内に鋳込む縦形ダイカスト法である。こ
の方法によれば、請求項１と同様の作用効果が得られ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の１実施例について図
１乃至図５を参照し説明する。図１は金型と射出機構を
示す概略横断面図、図２はプランジャースリーブを示す
概略横断面図、図３は従来と本発明の１実施例の動作時
間を示すマシンチャート図、図４はチップとゲートプレ
ートとの位置関係を示す断面図、図５はチップに断熱鋳
鉄板を装着した断面図である。

【００１３】図１において、プレス装置２０の上部には
型締機構である上部型締め油圧シリンダー２３ａで上下
可動に配設された上盤２１があって、この上盤２１の下
部にワーク１０である回転子鉄心のエンドリングを形成
するキャビティ７ａを内部に有する上型ラム７が固定さ
れている。プレス装置２０の中央部には図で左右方向
（Ａ〜Ｃ位置移動）とこれと直角水平方向に移動する搬
送台車４，４ａを搬送載置する搬送台２２，２２ａがあ
る（図１では、左右方向移動の搬送台車４とこれに対応
する搬送台２２を表示してあり、搬送台２２ａと搬送台
車４ａは図１では手前側に夫々配置される）。この搬送
台２２の下部には、側壁内に螺旋状に埋設されたニクロ
ム線でなるヒータ８を有する筒状のスリーブ１が配設さ
れ、このスリーブ１内部には該スリーブ１内に嵌合され
後述する熱間工具鋼材製のプランジャーチップ２が、下
盤２５に配設の型締機構である油圧シリンダー２３ｂで
上下可動に配設されている。上記プランジャーチップ２
頭部端面には、熱伝導度が１０〜１５Ｗ／°Ｋの断熱鋳
鉄材料でなる断熱板９が焼嵌めにより植設され、又、プ
ランジャーチップ２の頭部先端の角部２ａ外周は３０〜
６０度の面取りを設けている。そして、前記プランジャ
ーチップ２の頭部端面とスリーブ１内空間で溶融金属を
蓄えるルツボ２６が形成される。尚、自動ラドル給湯装
置２４は、図１でプレス装置２０の中央部右側面に配置
されてＸ1 −Ｘ2 方向に移動する。

【００１４】次に、このように構成されたプレス装置２
０によって、ワーク１０である回転子鉄心の溝に導体と
なるアルミニウム，アルミニウム合金（銅，銅合金も含
む）等の溶融金属を鋳込む作業について説明する。

【００１５】まず、予めスリーブ１内のヒータ８に通電
してスリーブ１を１５０℃以上に保温しておく。次に、
初期段取位置（Ａ位置）で、搬送台車４上にはゲートプ
レート５を載置し、搬送台車４ａ上にはキャビティ６ａ
を有する下型６とワーク１０である回転子鉄心を順に載
置し、搬送台車４，４ａを移動させて夫々の中間待機位
置（Ｂ位置）で待機する。続いて、自動ラドル給湯装置
２４にて正確に重量管理された溶融金属３をスリーブ１
内のルツボ２６に給湯する。給湯完了後にＢ位置で待機
中の搬送台車４，４ａを射出位置（Ｃ位置）に移動させ
てスリーブ１上にセットし、搬送台車４，４ａは夫々段
取位置（Ａ位置）に戻す。次に、スリーブ１上にセット
された下型６とワーク１０は、降下してきた上型ラム７
と型合せが行われ、上部型締め油圧シリンダー２３ａに
て締付けられ、型締めと同時に図示しない安全扉が降下
し射出準備が完了する。その後、下部の油圧シリンダー
２３ｂを可動させてプランジャーチップ２を上昇させ、
ルツボ２６内にある溶融金属３をゲートプレート５のゲ
ートを経て回転子鉄心の溝内に圧入されて所定製品が形
成される。

【００１６】上記製造工程をマン・マシンチャートで従
来と本実施例を比較しながら説明する。但し、スリーブ
１の保温状態に差はなし。従来は、ルツボ内にラドル
給湯ａされると、図１でＡ位置のゲートプレート５と
下型６が移動（ゲートプレート前進ｂ，下型前進ｅ）し
スリーブ１上に位置すると、ゲートプレート下降ｃし
て、ゲートプレートホルダー後退ｄ後に、上型ラム
下降ｆと安全扉下降ｇが同時進行して、型締めｈが行
われて段取準備が完了し（図１のＣ位置）、射出ｉが
行われる。即ち、のゲートプレート前進ｂと下型前進
ｅが図１のＡ位置からＣ位置まで直行する。

【００１７】これに対し本実施例は、まず図１でＡ位
置のゲートプレート５と下型６が移動してゲートプレー
ト前進ｂ1 と下型前進ｅ1 の中間待機位置（図１のＢ位
置）で停止して待機し、ルツボ内にラドル給湯ａ1 さ
れると、中間待機位置で停止待機中のゲートプレート
５と下型６が前進ｂ1 ，前進ｅ1 から移動してスリーブ
１上に位置すると前進ｂ2 ，前進ｅ2 （図１のＣ位置）
となり、後工程は従来の工程→と同じである。即
ち、従来の工程（ラドル給湯ａ）の前に、ゲートプレ
ート５と下型６が中間待機位置（図１のＢ位置）で待機
する工程のあることが異なる。

【００１８】上記製造過程で、まず機能面での作用効果
を説明する。従来は、ラドル給湯装置２４からスリーブ
１内に溶融金属３が給湯された直後に、ゲートプレート
５及び下型６が搬送台車４によって移動され鋳込み作業
が行われていたので、溶融金属３の温度低下が避けられ
ずワーク１０である回転子鉄心の溝へ挿入され形成の導
体に湯境や巣の発生するものがあり、これの検出に時間
を要することもあつた。

【００１９】これに対し本実施例は、初期段取り終了後
（Ａ位置）の、ゲートプレート５を載置した搬送台車４
と下型６及びワーク１０を載置した搬送台車４ａとを、
夫々中間待機位置（Ｂ位置）で待機させ、ラドル給湯装
置２４からスリーブ１内のルツボ２６に溶融金属３が給
湯された直後に、搬送台車４，４ａを射出位置に移動さ
せて鋳込みを行うので、溶融金属３の温度低下が防止さ
れ凝固層がなくなり上記従来の問題が解決される。

【００２０】又、プランジャーチップ２頭部端面に熱伝
導度が１０〜１５Ｗ／°Ｋの断熱鋳鉄製の断熱板９が植
設されているので断熱板９の断熱特性がよい。この為、
スリーブ１内のルツボ２６に給湯された高温の溶融金属
３は断熱板９により保温されて温度低下が防止され、し
かも断熱板９と直に接する部分に発生する凝固層形成を
薄く抑え従来の１／３に減少させることができるので、
射出時のプランジャー圧力を溶融金属３に対して最小限
に抑えて伝達できて給湯時の溶融金属３量も軽減され
る。そして、断熱板９とプランジャーチップ２は熱膨張
特性が近いので、プランジャーチップ２の熱変化に対し
て断熱板９は追随して寸法変化が少なく、プランジャー
チップ２から断熱板９が遊離することなく隙間も発生し
ない。両者の熱膨張特性が近いことは、プランジャーチ
ップ２に断熱板９を嵌着後の頭部端面を加工するのも寸
法変化が少ないことから加工が容易である。更に、スリ
ーブ１内に残るビスケットにおいても、スリーブ１内径
部に従来のような断熱材を使用しないので、鋳造後直ち
に溶解炉へ投入が可能となり溶解熱効率も向上する。

【００２１】次に、プランジャーチップ２の頭部先端の
角部２ａ外周は３０〜６０度の面取りを設けているの
で、スリーブ１内のルツボ２６に給湯された高温の溶融
金属３は角部２ａで凝固層を形成し、射出時の圧力によ
りスリーブ１とプランジャーチップ２の隙間に溶融金属
３の侵入を防止して、スリーブ１内でのプランジャーチ
ップ２の動きを円滑にしている。上記面取り角度は、溶
融金属３が低粘度の時は３０度方向の低い方が良く、高
粘度の時は６０度方向へ夫々角度を変え、通常は４５度
を採用する。

【００２２】以上の個々の作用によっても溶融金属３の
鋳込性は良くなるが、これらを組み合わせた相乗作用は
更に良くなって、ワーク１０である回転子鉄心の溝に鋳
込まれた溶融金属３には巣の発生や湯境による導体切れ
の現象を防止し、鋳造の歩留りが向上する。

【００２３】又、熱間工具鋼材製のプランジャーチップ
２に焼嵌め植設される断熱板９は、熱間工具鋼材より熱
膨脹係数が１〜２×Ｅ６（１０の６乗）大きい材料を使
用しているので、鋳造時の温度変化による脱落を防止す
ることができる。

【００２４】次に製造時間での効果を説明する。初期段
取位置（Ａ位置）から射出位置（Ｃ位置）及び返却時に
移動させる時の搬送台車４，４ａの移動速度は、位置精
度を要求されない移動距離部分である「Ａ位置からＢ位
置への移動」と「Ｃ位置からＡ位置へ戻る返却時」は高
速走行とし、位置精度が要求される距離である「Ｂ位置
からＣ位置への移動」は高速走行の約１／２低速走行さ
せることにより、移動時間を短縮させる。これによって
製造時間を短縮させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ワークで
ある回転子鉄心の溝に鋳込まれた溶融金属には巣の発生
や湯境による導体切れの現象を防止して鋳造の歩留りが
向上し、製造時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す金型と射出機構を示す
概略横断面図、

【図２】本発明のプランジャースリーブを示す概略横断
面図、

【図３】従来と本発明の実施例の動作時間を示すマシン
チャート図、

【図４】チップとゲートプレートとの位置関係を示す断
面図、

【図５】チップに断熱鋳鉄板を装着した断面図。

【符号の説明】

１…スリーブ、 ２…プランジャーチ
ップ、２ａ…角部、 ３…溶融金
属、４，４ａ…搬送台車、 ５…ゲートプレ
ート、６…下型、 ７…上型ラ
ム、８…ヒータ、 ９…断熱板、１
０…ワーク（回転子鉄心）、 ２０…プレス装置、２
１…上盤、 ２２，２２ａ…搬送
台、２３ａ，２３ｂ…型締機構（油圧シリンダー）、２
４…自動ラドル給湯装置、 ２６…ルツボ。

フロントページの続き (72)発明者 若井 直人 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラドル給湯装置と、プレス装置の上部に
   配設され締圧機構で上下可動に移動する上盤と、この上
   盤の下部に配設されワークのキャビティを内部に有する
   上型ラムと、プレス装置の中央部に配設され水平方向で
   前後と左右に移動する夫々の搬送台車を搬送載置する搬
   送台と、この搬送台の下部に配設され側壁内に発熱体を
   有するスリーブと、このスリーブ内に嵌合配設され締圧
   機構で上下可動に移動するプランジャーチップと、前記
   スリーブ内でプランジャーチップ頭部端面との空間にル
   ツボを形成して成る縦形ダイカスト装置において、前記
   プランジャーチップ頭部端面に、熱伝導度が１０〜１５
   Ｗ／°Ｋの断熱鋳鉄材料でなる断熱板が植設されている
   ことを特徴とする縦形ダイカスト装置。
2. 【請求項２】 前記プランジャーチップ頭部先端の角部
   外周に３０〜６０度の面取りを設け請求項１記載の縦形
   ダイカスト装置。
3. 【請求項３】 前記プランジャーチップの材料を熱間工
   具鋼材製とし、この熱間工具鋼材より熱膨脹係数が１〜
   ２×Ｅ６大きい材料を使用して形成の前記断熱板をプラ
   ンジャーチップに焼嵌めにより植設した請求項１及び２
   記載の縦形ダイカスト装置。
4. 【請求項４】 前記ルツボは、スリーブ内でプランジャ
   ーチップの頭部先端の角部外周には３０〜６０度の面取
   りが形成され、同じく頭部端面には熱伝導度が１０〜１
   ５Ｗ／°Ｋの断熱鋳鉄材料でなる断熱板が植設された空
   間で形成された請求項１記載の縦形ダイカスト装置。
5. 【請求項５】 予めスリーブ内のヒータに通電して該ス
   リーブを保温し、次に一方の搬送台車上にはゲートプレ
   ートを載置すると共に他方の搬送台車上にはワークを載
   置した下型を載置し両方の搬送台車を移動させてプレス
   装置近くで夫々中間待機させ、続いてラドル給湯装置に
   て所定の溶融金属をスリーブ内のルツボに給湯後、前記
   中間待機中の夫々の搬送台車を移動させて下型とワーク
   をスリーブ上にセットし、続いて下型とワークを降下し
   てきた上型ラムと型合せを行って型締めと同時に安全扉
   を降下させ、下部の締圧機構を可動させてプランジャー
   チップを上昇させてルツボ内にある溶融金属を前記ワー
   ク内に鋳込むことを特徴とする縦形ダイカスト法。