JPH1190605A - 竪型ダイカストマシンの射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦型ダイカスト法において凝固収縮に対して
充分な補給体積を確保し、効率的加圧を行い良質な緻密
な組織で強度の強い鋳造品を鋳造するには、射出プラン
ジャ内を摺動できるアキュラッドピンを用いて加圧する
方法が望ましい。しかし、これを実現するための射出シ
リンダの構造を簡単にし、しかも充分な加圧の体積およ
び力を確保する必要がある。 【解決手段】 アキュラッドピンを作動するピストンを
射出ピストンの内部に組込む場合、アキュラッドピン用
のピストンの背面をプランジャ用ピストン背面と同一室
にするとともに、作動油供給管を射出シリンダの蓋に固
定しアキュラッドピン用ピストンに摺動しシールするよ
うに取付けピストンロッドに通路穴を開けアキュラッド
ピン用シリンダのロッド側の室の油の供給排出できるよ
うにすることによって、構造および動作を簡単にし内蔵
のシリンダを大きくして加圧の体積および力を大きくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金型キャビティ内へ
溶湯を真下から射出する竪型ダイカストマシンの射出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金の製品を鋳造によって
作るとき強度を必要とする部品の場合、溶湯射出時にお
けるガスの巻込みを防止するために竪型ダイカストマシ
ンを使用することが多い。そして、その品質を良くする
ために、例えば特願平８−６２６０６号公報に示される
ように射出スリーブ内径より小さい径のセンターゲート
とセンターゲート内に入り得るアキュラッドピンをプラ
ンジャに出し入れ自在に設けた装置を用いてダイカスト
することはすでに考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらに用いられる従
来の装置においてはアキユラッドピンを作動するアキュ
ラッドシリンダは射出シリンダのピストンの中に内蔵さ
れている。これを作動するための油圧の作動油は射出ピ
ストンロッドおよびアキユラッドピストンロッドに穴を
開けて供給排出するようになっており、各ロッドの大き
さの寸法制限から充分に大きい通路を確保することは困
難であった。

【０００４】さらに各油圧の供給口も各ロッドの側面に
あるためにロッド寸法は長くなり構造も複雑になり油洩
れなどの故障の原因ともなっていた。また、良質な強度
の強いアルミ合金鋳造品を作るためには溶湯を金型キヤ
ビティ内に充填完了後凝固収縮によって発生するひけ巣
を防止するために充分な体積の溶湯を高圧で有効に補充
する必要があり、このためにアキユラッドピンの径を大
きくし強力な加圧力にするためにアキュラッドシリンダ
の内径を大きくする必要がある。

【０００５】従来の方法では、射出シリンダのピストン
にアキュラッドシリンダを組込むときアキュラッドシリ
ンダの蓋を取付けるために構造的にアキユラッドシリン
ダの内径を大きくすることができずアキュラッドシリン
ダの出力を大きくすることが困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために行ったもので、アキュラッドシリンダ
の蓋をなくすことによって構造的制限を取除きアキュラ
ッドシリンダの内径を大きくすると共に、アキュラッド
シリンダ部の外周円筒部の内外面にほぼ同一圧力が加わ
るようにして強度的制限も少なくして円筒肉厚を薄くで
きるようにした。

【０００７】アキュラッドシリンダのロッド側の油圧室
の作動油の供給排出は射出シリンダの蓋に固定しアキュ
ラッドピン用ピストンに摺動しシールするように取付け
た作動油供給管によって行う。この場合、アキュラッド
ピン用ピストンロッドには作動油供給管の入る長い穴が
開けられその長穴とロッド側の油圧室はロッド側油に開
けられた通路穴によって作動油が供給排出される。

【０００８】したがって、作動油の供給口は１ケ所だけ
であり、しかも射出ピストン、アキュラッドピン用ピス
トンの動作とは無関係の射出シリンダの蓋に固定されて
いるので、流路面積も充分に確保でき、油洩れなどの故
障も少なくなる。

【０００９】アキュラッドシリンダのピストンの背面の
油圧室はプランジャシリンダのピストンの背面の油圧室
と共通であり、両ピストンの動作の連続性が確保できキ
ャビティ内の溶湯の凝固収縮によって発生する可能性の
あるミクロクラック、ミクロポロシティを連続的に加圧
することによって発生を防止し良質な強度のある鋳造品
を鋳造することができる。

【００１０】

【作用】射出スリーブ内に注湯された溶湯は、射出スリ
ーブを固定金型にドッキングした後、射出プランジャを
押上げることにより射出スリーブ内を上昇し、固定金型
の円形ゲートを通過した後、金型キャビティ内に充填さ
れる。この時、アキュラッドピンは射出プランジャと同
時に前進する。

【００１１】また、射出スリーブ内の溶湯表面の外周部
の酸化膜と射出スリーブ内面で冷却され形成されたチル
層は円形ゲートの入口の外周側に残り、円形ゲート内に
は流入せず、製品不良の原因を除去する。

【００１２】金型キャビティ内の溶湯の凝固が進行し、
収縮がはじまると、射出プランジャはビスケットのピス
トンの外周部分が凝固していて前進できないので、抵抗
が増大し射出シリンダのヘッド側の油圧室の圧力が上昇
する。

【００１３】この圧力上昇を検知して油圧バルブを自動
的に切替えるとアキュラッドシリンダのロッド側の油圧
室の作動油を排出しアキュラッドピストンが内蔵のスプ
リング力に打勝ち前進アキュラッドピンを前進させる。

【００１４】この場合、射出プランジャとアキュラッド
ピンの加圧方向は同一であるので、アキュラッドピンの
加圧力は射出プランジャの射出力を減ずることなく前進
でき、ゲート部が凝固の進んでいない時からアキュラッ
ドピンによる加圧をスタートさせ、その体積を有効に活
用し、さらに高い圧力でゲートを通して金型キャビティ
内を加圧できるので、緻密な鋳造品を鋳造することがで
きる。アキュラッドピンを前進させることにより、ゲー
ト入口のビスケットは断面が円筒状で薄く、内部水冷さ
れているアキュラッドピンにより、早期冷却凝固され
る。

【００１５】アキュラッドピン前進完了後、上型の内部
冷却されている加圧ピンを降下前進させ、金型キャビテ
ィを更に加圧する。この場合、ゲート入口は冷却されて
いて、パスカルの原理は射出プランジャ表面に殆ど作用
することはなく、射出プランジャを押戻すことはないの
で、上型加圧ピンを短時間で前進させることで、鋳造時
間の短縮ができる。

【００１６】上型加圧ピンによる加圧完了後、射出プラ
ンジャを後退させ、さらに上型加圧ピンを前進させて、
ビスケットをゲート部で切断後、型開を行って製品を金
型から取出す。

【００１７】アキュラッドシリンダのロッド側の圧力を
ヘッド側の圧力と同じにすると、アキュラッドピストン
はスプリング力で後退しアキュラッドピンも後退する。
アキュラッドピンがプランジャとの間で焼付いたりして
抵抗の大きい時はバブルを切替えでポンプ圧を加えて強
制的に引戻すこともできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る竪型ダイカ
ストマシンの射出装置を図１〜図４を用いて詳細に説明
する。

【００１９】図１は２点鎖線で示した位置で射出スリー
ブに溶湯が注湯され、図示されていない傾転シリンダに
より垂直になった射出装置が固定金型にドッキングする
直前の状態を示す鋳造機の縦断面図である。型締装置は
公知の形式のものを使用するので図示されていない。

【００２０】図２はドッキング、射出、アキュラッドピ
ン加圧、上型内加圧ピン加圧の状態を示す鋳造機の縦断
面図であり、図３は図１の拡大図、図４は図２の拡大図
である。図１、図２において、１は竪型ダイカストマシ
ンないしは竪型スクイズキャスティングマシンの水平な
固定盤、２は水平状態で上下動する可動盤、３はコラ
ム、３ａはコラムナット、４は固定盤１に固定させた固
定金型バックアッププレート、５は下金型である固定金
型、６は上金型である可動金型である。

【００２１】７は固定金型５に対して下方中央部で着脱
できるように設けた射出スリーブ、８は射出スリーブ７
と一体に設けたドッキングフレーム、９は射出シリン
ダ、１０は射出シリンダ８の上部に設けて、射出スリー
ブ７とドッキングフレーム８を上下動させるためのドッ
キングシリンダ、１１は射出スリーブ７内に摺動自在に
設けたプランジャチップ、１２はプランジャ、１３はプ
ランジャ接手、１４は射出シリンダ９のピストンおよび
ピストンロッドであり、ピストンおよびピストンロッド
１４の上下動によりプランジャ１２とプランジャチップ
１１を上下動させることができる。

【００２２】射出シリンダ９の底部は傾転軸１５によっ
て射出シリンダ取付板１６に回動自在に取付けられてお
り、図示していない傾転装置の作動によって、射出シリ
ンダ９と共に射出スリーブ７やプランジャチップ１１等
を、図１に２点鎖線で示すように、ラドル１７で給湯し
易い位置に傾転させることができる。１８は射出シリン
ダ取付タイバーである。

【００２３】プランジャチップ１１およびプランジャ１
２の軸芯部には、軸線方向に摺動自在で、先端がプラン
ジャチップ１１から出入りするアキュラッドピン１９が
設けられている。このアキュラッドピン１９は、従来よ
りインナープランジャとかセンタープランジャとか呼ば
れているものである。

【００２４】射出シリンダ１１のピストンおよびピスト
ンロッド１４の中の軸芯部には、アキュラッドシリンダ
２０が設けられ、アキュラッドシリンダ２０の中にはア
キュラッドシリンダ２０のピストン２１およびピストン
ロッド２２が設けられている。アキュラッドピン１９の
中には、冷却水用通路およびパイプを設けて、アキュラ
ッドピン１９を内部から冷却し得るようにした。２４は
溶湯である。

【００２５】２５は固定金型５の下側中央部に設けた鋳
込口で、この鋳込口２５部には、前記したように、射出
プランジャ７の上端部がドッキングされる。鋳込口２５
の内径は射出スリーブ７の内径と同一であり、鋳込口２
５の内面の一部まで、プランジャチップ１１が上昇す
る。

【００２６】鋳込口２５の軸芯部の上側には、射出スリ
ーブ７の内径より小さくて、金型１、２内のキャビティ
２６に通じた円形ゲート２７が設けてある。円形ゲート
２７の上端部は比較的に小径で、下端はラッパ状に少し
広がっている。円形ゲート２７の入口部分の径はアキュ
ラッドピン１９の直径より例えば１０〜３０ｍｍのよう
に少し大きくした。

【００２７】２８は可動金型２の中央部において下方に
向かって出し入れ自在に設けた加圧ピン、２９は加圧ピ
ン用シリンダであり、加圧ピン２８内には、冷却水用通
路およびパイプを設けて、加圧ピン２８を内部から冷却
し得るようにした。

【００２８】次に、図１〜図４を用いて、作動を説明す
る。

【００２９】型締した後、射出装置が図１の中で２点鎖
線で示す傾転状態にある時、射出スリーブ７に溶湯２４
が注湯され、傾転解除で、図１に実線で示すように、垂
直になり、射出スリーブ７はドッキングフレーム８を介
してドッキングシリンダ１０によって押上げられ固定金
型５にドッキングされる。続いて、プランジャチップ１
１、プランジャ１２は射出シリンダ９のピストンおよび
ピストンロッド１４の作用によって上昇し、金型キャビ
ティ２６内に溶湯２４を充填し、プランジャチップ１１
で加圧する。

【００３０】この時、アキュラッドピン１９を作動させ
るアキュラッドシリンダ２０のアキュラッドピストン２
１はスプリング２３によって後退限にあり、アキュラッ
ドシリンダ２０のロッド側の油圧室３２の油圧は射出シ
リンダ９のヘッド側の油圧室３０とつながっており、同
じ圧力であるので射出シリンダ９のピストン１４に組込
まれたアキュラッドシリンダ２０の中で動かず、したが
ってアキュラッドピン１９はプランジャチップ１１、プ
ランジャ１２と同時に上昇し、金型キャビティ２６内に
溶湯２４を充填する。

【００３１】金型キャビティ２６内に溶湯２４を充填
し、プランジャチップ１１およびアキュラッドピン１９
での加圧が開始されると加圧抵抗が増大し、射出シリン
ダ９のヘッド側の油圧室３０の圧力が上昇する。鋳込口
２５の外周上部は射出スリーブ７内で凝固したチル層が
堆積し、また固定金型５からも冷却されるので早く凝固
し、プランジャチップ１１の加圧抵抗は増大し前進しな
くなるが、最終凝固部となる円形ゲート２７の中央部の
溶湯２４は冷却が遅く溶融状態にある。

【００３２】そこで、射出シリンダ９のヘッド側の油圧
室３０の圧力を検知し、シーケンスバルブ４０を作用さ
せて四方弁３９を動作させるとアキュラッドシリンダ２
０のロッド側の油圧室３２の油はピストンロッド２１に
開けられた通路穴３３および３４を通り、作動油供給管
３５を通って出口管３７に流れ、四方弁３９を通じてタ
ンクに流出される。

【００３３】その結果、ロッド側の油圧室３２の圧力は
低下しアキュラッドピストン２１が前進する。したがっ
て、アキュラッドピン１９が円形ゲート２７に進入する
このときアキュラッドピン１９の作用方向はプランジャ
チップ１１に加圧方向と同じ方向であるので、アキュラ
ッドピン１９の加圧は有効に働き、溶湯２４を金型キャ
ビティ２６に補給するとともに、金型キャビティ２６内
を高圧で加圧する。

【００３４】金型キャビティ２６およびビスケットであ
る押湯４１の凝固が完了すると、プランジャチップ１１
とアキュラッドピン１９を後退させる。このとき、アキ
ュラッドシリンダ２０のロッド側の油圧室３２の圧力を
射出シリンダ９のヘッド側の油圧室３０の圧力と同じに
してもアキュラッドピストン２１はスプリング２３の力
で後退できるが、プランジャチップ１１とアキュラッド
ピン１９の間で焼付などの抵抗があるときは動きが悪い
ので、アキュラッドシリンダ２０のロッド側の油圧室３
２にポンプ圧を加えることにより強制的に後退させる。

【００３５】このとき、押湯（ビスケット）４１は金型
５側に残る。この状態で再度上型の加圧ピン２８を前進
させて円形ゲート２７の最小径部で金型キャビティ２６
内の成型品と押湯４１を切断して押湯４１を突き落と
し、その後型開を行い成型品の取出しを行なう。

【００３６】

【実施例】本発明においては、従来と比較して同じ射出
シリンダ径に対してアキュラッドシリンダ直径を約１０
％大きくできたので、アキュラッドの加圧力を約２０％
大きくすることができ、さらに同じ射出ピストンの長さ
でもアキュラッドシリンダ２０の蓋がない分だけアキュ
ラッドピストン２１のストロークを長くすることができ
たので、アキュラッドピン１９の加圧力および体積の増
加によりアルミ鋳造品の機械性質も向上した。

【００３７】また、アキュラッドシリンダ２０への作動
油の供給口を射出シリンダ９に固定することができたの
で、油圧配管の油洩れなどの故障も減少した。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明では、実施例に記載したように、（１）アキ
ュラッドピンの加圧力、加圧体積を増強することによ
り、緻密な組織の強度のある鋳造品を得ることができ、
（２）油洩れなどの故障を少なくし、（３）機械の射出
部分の長さを短くし、ピットの深さを浅くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の１実施例
を示すもので、射出装置が固定金型にドッキングする直
前の状態を示す鋳造機の縦断面図である。

【図２】本発明におけるドッキング、アキュラッドピン
加圧、加圧ピン加工の状態を示す鋳造機の縦断面図であ
る。

【図３】図１に示す射出シリンダの拡大図である。

【図４】図２に示す射出シリンダの拡大図である。

【符号の説明】

１ 固定盤 ２ 可動盤 ３ タイバ ４ 固定金型バックアップ ５ 固定金型（下金型） ６ 可動金型（上金型） ７ 射出スリーブ ８ ドッキングフレーム ９ 射出シリンダ １０ ドッキングシリンダ １１ プランジャチップ １２ プランジャ １３ カップリング １４ 射出ピストン １５ 傾転軸 １６ 射出プラテン １７ ラドル １８ タイバー １９ アキュラッドピン ２０ アキュラッドシリンダ ２１ アキュラッドピストン ２２ アキュラッドピストンロッド ２３ スプリング ２４ 溶湯 ２５ 鋳込口 ２６ 金型キャビティ ２７ 円形ゲート ２８ 加圧ピン ２９ 加圧ピン用シリンダ ３０ 射出シリンダヘッド側油圧室 ３２ アキュラッドシリンダロッド側油圧室 ３３、３４ 通路 ３５ 作動油供給管 ３６ フランジ ３７ 出口管 ３８、３９ 四方弁 ４０ シーケンスバルブ ４１ 押湯（ビスケット）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下型の固定金型と上側の可動金型と該固
   定金型の下側に設けた射出装置を用いて成型品をダイカ
   ストする竪型ダイカストマシンにおいて、プランジャ、
   プランジャチップ内に摺動自在に取付けたアキュラッド
   ピンを作動させるためのピストンを、プランジャを作動
   させる射出ピストンの内部に組込みアキュラッドピン用
   のピストンの背面を射出ピストン背面と同一室とすると
   ともに、作動油供給管を射出シリンダの蓋に固定しアキ
   ュラッドピン用ピストンに摺動しシールするように取付
   けピストンロッドに通路穴を開けてアキュラッドピン用
   シリンダのロッド側の室の油の供給排出できるようにす
   ることによってアキュラッドピン用ピストンの動作制御
   を容易にできるようにした竪型ダイカストマシンの射出
   装置。