JPS61286050A - 溶湯鋳込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は溶湯鋳込装置、特に、ダイカストマシンにおけ
る溶湯鋳込装置に関するものである。

［従来の技術］ ダイカストマシンは従来、型締方向と射出方向とが同方
向のものが多かったが、近年、水平方向に型締した金型
内へ下方から溶湯を射出するようにした横型締、竪鋳込
型のダイカストマシンが開発されている。

この種のダイカストマシンは、射出前に鋳込スリーブ内
にある溶湯の長さが短かくて溶湯の温度低下が少ないこ
といことや、溶湯と空気との接触面積または射出時にお
ける溶湯、空気の混り合いが少なくて鋳込スリーブ内の
ガスに起因する巣の発生量が少ないこと、充填完了時に
射出プランジャがキャビティに対向していることにより
圧力が有効的に伝達されることなど、多くの優れた点を
有しているが、射出時の温度低下により鋳込スリーブの
側壁面部で固化した溶湯凝固物がキャビティ内へ侵入し
て製品の品質を低下させるという問題があった。

そこで本出願人はこの凝固物の侵入を防止するものとし
て特公昭５８−５５８５９号公報に示すダイカスト法お
よび装置を提案した。

この装置においては、固定金型と可動金型とに、半割円
筒状の固定スリーブが嵌着されており、この固定スリー
ブの下端と、下方から上昇してきた鋳込スリーブとが接
合する。鋳込スリーブ内には、縦鋳込型の射出シリンダ
によって上下方向に進退するプランジャが嵌合されてい
る。そして、金型のキャビティと固定スリーブの内孔と
の間には、小径のくびれ部が形成されている。

このように構成されていることにより、下降位置にある
鋳込スリーブ内に注湯してこれを上昇させて固定スリー
ブと接合させたのち、プランジャを前進させると、鋳込
スリーブ内の溶湯は固定スリーブの内孔とくびれ部とを
経てキャビティ内へ鋳込まれる。そして、鋳込時に固定
スリーブ内孔の内周面に沿って形成された薄膜円筒状の
凝固物であるシェルを、プランジャとくびれ部子前の段
部平面との間で蛇腹状に圧縮しながら鋳込を行なうこと
により、シェルが固定スリーブ内孔に残留し、キャビテ
ィ内への侵入を大体において防止することができる。鋳
込完了後固化してキャビティ内から取り出された製品に
は、プランジャ上方に残された固形物であるいわゆるビ
スケットが、くびれ部内の固形物を介して付属するが、
くびれ部に相当する細い固形物を折ることによって容易
にこれを除去することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の溶湯鋳込装置において
は、鋳込完了後に鋳込スリーブとプランジャとを下降さ
せると、プランジャの上端面とビスケットが密着してい
ることによりビスケットが鋳込スリーブに付いて下がり
、固形物がくびれ部に相当する細い箇所から切れてビス
ケットを鋳込スリーブ側に残したまま製品が取り出され
ることがあった。特に、鋳込中におけるキャビティ内で
の渇流れ状態を見ることにより良好な鋳造条件を得るこ
とを目的としたパーシャルショット法においては、鋳込
時に駆込動作を途中で止めようとしてキャビティ内に溶
湯が途中まで鋳込まれた適当な位置でプランジャを下降
させるが、この場合にはプランジャの下降時にビスケッ
トがくびれ部から切れ易かった。そして、特にプランジ
ャを鋳込スリーブの途中で止めた場合、ビスケットのう
ち鋳込スリーブの中に残っている部分の長さが、固定ス
リーブの長さよりも長いと、必ずと言ってよい程、ビス
ケットが鋳込スリーブに付いて下降していた。

このようにしてビスケットが鋳込スリーブ側に残るため
に、次の注湯ができないばかりでな（、くびれ部で切れ
たビスケットが鋳込スリーブから突出したままの状態で
射出シリンダを傾転させると、鋳込スリーブから突出し
たビスケットの先端部が固定盤の下端切欠端縁に衝突し
て傾転できないことになる。そこで、ビスケットの鋳込
スリーブからの突出部をガスで切断し、このあと、鋳込
スリーブを溶湯供給位置まで傾転させてプランジャを上
昇させることにより鋳込スリーブ内に残っているビスケ
ットを押出して除去しなければならず、作業能率を著し
く低下させるという不具合があった。またビスケットが
鋳込スリーブから突出している場合、鋳込スリーブを下
降させた状態でプランジャを上昇させてビスケットを鋳
込スリーブから押出そうとしても、鋳込スリーブの下降
間が小さいためにビスケットの先端が固定金型のくぴれ
部下端平面に当るので、やはりガスで切断しないとビス
ケットを鋳込スリーブから取出せない。

なお、従来の固定スリーブ内面は完全な円周面になって
いたので、シェルの溜り部の面積がまだ充分でなく、場
合によっては、シェルがくびれ部から金型キャビティの
中に入り込むこともあった。

また、従来の固定スリーブ内面が完全な円周面になって
いるものを用いて、溶湯を射出した場合は、比較的に大
きな凝固層が金型キャビティの中に入ったときなど、鋳
込製品の表面や内部にそれが残って不良品ができたり、
また、流れず、溶湯が金型キャビティ内に充分にいきわ
たらないことがあった。

本発明の主目的は、溶湯凝固物を鋳込スリーブ内にでき
るだけ残留させることによる、作業能力を向上させ、か
つ、良品質の鋳込製品を得ることができるようにした溶
湯鋳込装置を提供することである。

本発明の他の目的は、溶′ａ凝固物がキャビティ内へ侵
入することを防止しつつ、溶Ｓ　）Ｕ置物の大きさをで
きるだけ小さくする溶湯鋳込装置を提供することである
。

本発明の更に他の目的は、溶Ｓ凝固物の聖地れがよい溶
湯鋳込装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 前記の問題点を解決し、かつ、前記の目的を達成するた
めに、本発明による溶湯鋳込装置は、固定金型と可動金
型とを備え、これ等が水平方向に型締めされたとき金型
キャビティと金型キャビティの下方へ連なる小径のくび
れ部と（びれ部の更に下方へ連なる大径の垂直孔とを形
成し垂直鋳込スリーブから溶湯が鋳込まれるようにした
溶湯鋳込装置であって、垂直孔の内面の上部に凸部を設
けた構造にした。ここで、垂直孔の内面とは、その部分
に固定スリーブを設けた場合は固定スリーブの内面のこ
とを言い、固定スリーブを設けない場合は、金型の一部
の垂直孔部の内面を言う。

［作　用］ 本発明においては、鋳込動作を行ったとき、溶湯は固定
スリーブである垂直孔部を上昇するとき、凸部を越えて
、また、凸部同士の間を通って上昇し、くびれ部から金
型キャビティ内に鋳込まれる。

この場合、溶湯の外周面に生じた凝固層は、凸部を通過
するとき、凸部に当って小さくくだかれ、　　　−小片
になる。凝固層が小片になれば、これが凸部の下側や、
くびれ部の前の天井部に残る。そして、凝固層がくびれ
部を通って金型キャビティ内に入っても、凝固層は小片
なので、濁流れや鋳込製品の品質には悪影響を及ぼさな
い。

また、プランジャを凸部の少し下まで上昇させて鋳込動
作を終ったときは、固定スリーブ内の凸部の下まで溶湯
が残り、その溶湯が固まって、ビスケットとして残る。

そうすると、プランジャを下降させるとき、凸部の作用
で、ビスケットが折れるのが防止され、ビスケットは常
に金型内に鋳込製品とともに残る。

［実施例］ つぎに、図面に示した実施例によって、本発明をさらに
詳細に説明する。

第１図ないし第４図は本発明に係る溶湯鋳込装置の１実
施例を示し、第１図は金型下部の拡大断面図、第２図は
第１図のＩＩ−ＩＩ線断面図、第３図は本発明を実施し
た横型締、竪鋳込型ダイカストマシンの縦断面図、第４
図は第３図のｒＶ−ｒＶ線断面図である。

図において、ダイカストマシン２１は、横型締ユニット
２２と竪鋳込ユニット２３とを備えており、横型締ユニ
ット２２には、床面に固定されたマシンベース２４と、
その一端に固定された固定盤２５と、マシンベース２４
の他端部に移動調節自在に固定されたエンドプラテン〈
図示せず）とが設けられている。２６は固定盤２５とエ
ンドプラテンとの４隅を連結してナツト２７で固定され
たコラムであって、このコラム２６には、可動盤２８が
固定盤２５に対する遠近方向へ進退自在に支持されてお
り、この可動盤２８と、図示しないエンドプラテン側の
型締シリンダとの間は、トラブル機構２９で連結されて
いる。３ｏは固定！ｌＩ２５に装着されてキー３１によ
り上下方向への移動を規制されかつ固定盤２５の中心部
において垂直方向に設けたキー３１ａにより紙面と直角
方向に位置決めされた固定金型、３２は可動盤２８に装
着されてキー３３により上下方向への移動を規制された
可動金型であって、これら両金型３０．３２は、分割面
３４を境にして水平方向へ開閉自在に接合されている。

ここで、固定盤２５の中心部において固定盤２５と固定
金型３０との間に垂直なキー３１ａを設けたのは、固定
金型３０と可動金型３２どの分割面３４の下方に設けた
竪鋳込ユニット２３の鋳込スリーブ５２などと、固定金
型３０横方向の芯を簡単に合わせるようにしたためであ
る。

両金型３０．３２には、鋳込製品と同形状のキャビティ
３５と、その下方に続くくびれ部３６と、その下方に連
続し下方へ開口する大径の垂直孔部３７とが、分割面３
４で分割されてそれぞれ設けられており、くびれ部３６
と垂直孔部３７との境界部には、分割面３４と直交する
平面であるシェル当接面３８が形成されている。ｉだ、
垂直孔部３７には、半割状の固定スリーブ３９が嵌着さ
れている。

そして、例えば、第１．２図に示したように、固定スリ
ーブ３９の内周面上端付近には、これに溶湯が満たされ
たときに、この溶湯の外周付近および凝固層の上昇をさ
またげる凸部３９ａが、全周にわたりいくつか設けられ
ており、溶湯が固化後にプランジャ４７が下降しても、
この固形物であるビスケットの一部が凸部３９ａに引っ
掛かってプランジャ４７とともに下降しないように構成
されている。

この場合、円周方向に数個設けた凸部３９ａは角形の突
起だけでなく、丸形の突起でもよい。また、凸部３９ａ
は１段だけでなく、千鳥状に配して２〜３段にすること
も可能である。また、凸部３９ａは、リング片の凸部だ
けでな（、完全なリング状にすることもできる。ただし
、本装置では凸部３９ａを設けたので、プランジャチッ
プ４７ａの前進限は、第１図に二点鎖線で示すように、
凸部３９ａよりも下にあるようにする。

また、くびれ部３６は、第１．２図に示すよいに、截頭
角ずい状にすることもできる。

４０は鋳込製品をキャビティ３５内から押出す製品押出
装置である。

竪鋳込ユニット２３のフレーム４１は、型締部下方に設
けられたビット４２内に立設されてマシンベース２４の
端部を支持しており、このフレーム４１の内側には、下
側のコラム２６との間を４個の支持棒４３で連結された
鋳込フレーム４４がビット４２の底面に近接して設けら
れている。

４５は鋳込フレーム４４に回動自在に枢支された射出シ
リンダであって、ピストンロッド４６にはプランジャ４
７がカップリング４８を介して連結されており、射出シ
リンダ４５の油圧によりプランジャ４７が昇降するよう
に構成されている。

そして、プランジャ４７は、後述する傾転装置で傾転す
る竪鋳込ユニット２３の鋳込スリーブ５２内へ注入され
た溶湯を、上昇によってキャビティ３５内へ射出するも
のである。プランジャ４７の上端部には、鋳込スリーブ
５２の内径とほぼ同径でプランジャ４７の進退により鋳
込スリーブ５２と固定スリーブ３９の一部との内部を摺
動するプランジャチップ４７ａが一体形成されている。

このプランジャ４７は、通常のプランジャでも良く、ま
た、アウタプランジャとインナープランジャからなる二
重プランジャでも良い。

４つは、射出シリンダ４５の上端面に植設された一対の
ラム５０をラム孔に嵌合させることにより支持されたブ
ロックであって、下端部の孔はピストンロッド４６に係
合しており、このブロック４９に設けたシリンダ５１内
へ導入される圧油によってブロック４９は上昇し、ピス
トンロッド４６の下降によってブロック４９が下降する
ように構成されている。

ブロック４９の上端面には、固定スリーブ３９と同芯同
径の円筒状に形成された鋳込スリーブ５２が固定されて
おり、シリンダ５１の油圧でブロック４９が上昇するこ
とにより鋳込スリーブ５２と固定スリーブ３９とが同心
状に圧接され、ブロック４９が下降することにより、両
スリーブ５２．３つが離間するように構成されている。

符号５３で示すものは、フレーム４１側に枢支された傾
転シリンダであって、そのピストンロッドの作用端を射
出シリンダ４５に枢着されており、ブロック４９を下降
させて両スリーブ３９．５２を離間させた状態で傾転シ
リンダ５３を作動させることにより、！！鋳込ユニット
２３全体が、図に示す鋳込位置と、傾斜した注湯位置と
の間で起立、傾動するように構成されている。５４は射
出シリンダ４５を当接させて鋳込位置側への回動限を規
制する調節自在なストッパである。

以上のように構成されたダイカストマシンの鋳込動作を
説明する。

固定盤２５と可動盤２８とに固定金型３０と可動金型３
２とをそれぞれ装着し、図示しない型締シリンダのピス
トンロッドを前進させると、型開　　　−き位置にあっ
た可動盤２８が、トラブル機構２９を介して図示の型締
め位置へ移動し、型締めが行なわれる。この型締め時に
は、射出シリンダ４５のピストンロッド４６が図示の位
置へ下降しており、またブロック４９が図示の位置より
も下降していて両スリーブ３９．５２が離間しているの
で、傾転シリンダ５３のピストンロッドを前進させると
、竪鋳込ユニット２３全体が傾動し、鋳込スリーブ５２
が固定盤２５の下方より外側（第２図においては右側）
に出る。モして鋳込スリーブ５２内へひしやくなどで溶
湯を注入したのち再び傾転シリンダ５３を作動させて竪
鋳込ユニット２３を垂直状態に起立させ、ブロック４９
のシリンダ５１内へ圧油を送入すると、ブロック４９が
上昇して鋳込スリーブ５２が固定スリーブ３９の下面へ
同心状に圧接される。

こうしたのち、射出シリンダ４５へ圧油を導いてピスト
ンロッド４６を上昇させ、カップリング４８を介しプラ
ンジャ４７を上昇させて金型３０．３２の垂直分割面３
４の真下から金型３０．３２のキャビティ３５内へ鋳込
スリーブ５２内の溶湯を鋳込む。この場合、溶湯は固定
スリーブ３９内において各凸部３９ａ間を通って上昇す
る。また、溶湯鋳込に先だって鋳込スリーブ５２内では
その内壁面に沿った溶湯の一部が固化し始め、薄膜円筒
状の凝固物、いわゆるシェルが発生する。そして、固定
スリーブ３９の内周面に生じた凝固層（シェル）の上端
部は、射出動作が進むにつれて上昇して凸部３９ａの下
面に当って止められ圧縮される。そして、ここでシェル
は折れ、多くの小片となって残る。また、シェルの一部
は折れた状態で凸部３９ａを越え、くびれ部３６の前の
平面部３８に当って１まる。なお、シェルの小片が、仮
に、くびれ部３６から金型キャビティ３５内に入っても
、鋳込製品の品質には、はとんど悪影響を及ぼさない。

また、射出時には、溶湯はシェルから最も遠い部分、す
なわち中心部の温度の高い部分からくびれ部３６を経て
キャビティ３５内へ順次送り込まれる。鋳込が終了し、
キャビティ３５内の溶湯が同化、冷却されて製品になる
と、まず、プランジャ４７を下降させる。そして、シリ
ンダ５１内の圧油を抜いてブロック４９を下降させるこ
とにより鋳込スリーブ５２を固定スリーブ３つから離間
させる。そして、型締シリンダのピストンロッドを後退
させることにより、可動盤２８を固定盤２５から遠ざけ
る方向へ移動させて型開きを行ない、製品押出装置４０
で鋳込製品を押出すことによって１サイクルが終了する
。

なお、型開前のプランジャ４７の下降に際しては、プラ
ンジャチップ４７ａの上端面と、その上方における溶湯
の固化で形成されたビスケット５５が密着し、このビス
ケット５５がプランジャ４７に伴なわれて下降しようと
するが、凸部３９ａの作用によりビスケット５５に凸部
３９ａがくい込んだ状態に形成されるので、ビスケット
５５が製品側に残り、プランジャ４７のみが下降する。

この結果、キャビティ３５から押出された製品には、く
びれ部２６に相当する細いつなぎとビスケット５５とが
付属するので、細いつなぎ部をハンマなどで折ることに
よりビスケット５５が製品から容易に切離される。

第５図は、固定スリーブ３９の途中に凸部３９ａがない
従来のものと凸部３９ａがある本発明のものの、射出作
動中におけるプランジャチップ位置と負荷との関係を示
すグラフである。ただし、プランジャチップ位Ｉｓは、
金型のくびれ部３６の下端位置すなわちシェル当接面３
８に、溶湯の先端が当るプランジャチップ４７ａの位置
を０とし、上方をプラス、下方をマイナスとして表わし
た。また、負荷Ｔは、射出シリンダの出力で表わした。

第５図かられかるように、本発明のように、固定スリー
ブ３９に凸部３９ａがある場合には、金型キャビティ３
５内に溶湯が充分に充填される直前までは、プランジャ
チップにほとんど負荷がかからず、充填完了直前から負
荷が急激に上昇し、溶湯が完全に充填されて鋳込みが完
了するという理想的な負荷曲線と充填状態を示す。

これに対して、従来のよ゛うに、固定スリーブ３９に凸
部３９ａがない場合は、溶湯が金型キャビティ３５内に
入りはじめたら、じわじわと負荷がかかり出し、早く負
荷が増える。そして、プランジャチップ４７ａが充填完
了位置まで上昇していない状態で、負荷が最大値に達す
る。これは。

溶湯が、金型キャビティ３５内に充分に充填されていな
いことを示す。すなわち、欠けた部分がある不良な鋳込
製品ができたことを示す。このような状態は、凝固層が
、くびれ部３６より前で充分に捕獲されず、比較的に大
きなかたまりとしてキャビティ３５内に入り、スムース
な湯温れと力の伝達を阻止するためと考えられる。

このように、固定スリーブ３つに凸部３９ａなどの段部
を設けると、湯まわりも良く、大きな凝固層も入らず、
良品質、高強度の鋳込製品を確実容易に得ることができ
る。

［効　果］ このように、本発明においては、金型キャビティの前の
くびれ部の前において、固定スリーブの内周面に凸部を
設けたので、射出時に凝固層を捕獲したり、小片にした
りすることができ、凝固層が金型キャビティ内に入ろう
とするのを極力おさえることができる。そして、仮に、
凝固層が金型キャビティ内に入っても、その凝固層は小
片であるので、渇流れや鋳込製品の品質を低下させるこ
とはなく、良品質の鋳込製品を容易に得ることができる
。

また、射出終了時には凸部の作用によって、ビスケット
部は固定スリーブの内面にがっちりとく　　　一つつい
ているので、プランジャチップを下降させるとき、ビス
ケット部が金型キャビティの前の細いくびれ部で折れる
ことがなく、その後の鋳込製品とビスケット部の取出し
を円滑に確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面の本発明の１実施例を示すもので、第１図は溶湯鋳
込装置のスリーブ部の縦断面図、第２図は第１図の■−
■線断面図、第３図は本発明を用いたダイカストマシン
の縦断面図、第４図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線断面図、
第５図は固定スリーブの内面に凸部がある場合と無い場
合の射出時におけるプランジャチップの位置と負荷（射
出シリンダの出力）との関係を示す縮図である。 ２２・・・横型締ユニット、２３・・・竪鋳込ユニット
、３０・・・固定金型、３２・・・可動金型、３５・・
・金型キャビティ、３６・・・くびれ部、３７・・・垂
直孔部、３８・・・シェル当接面、３９・・・固定スリ
ーブ、３９ａ・・・凸部、４７・・・プランジャ、４５
・・・射出シリンダ、４９・・・ブロック、５２・・・
鋳込スリーブ、５３・・・傾転シリンダ 特許出願人　　　宇部興産−株式会社 第１図 第５図 ブランジャ千、、アめイ扛１ 第３図 ■」 第４図 て 手続補正書 昭和６０年Ｐ月−＞２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定金型と可動金型とを備え、これ等が水平方向に型締
   めされたとき金型キャビティとこの金型キャビティの下
   方へ連なる小径のくびれ部とこのくびれ部の更に下方へ
   連なる大径の垂直孔とを形成し、垂直鋳込スリーブから
   溶湯を鋳込まれるようにした横型締竪鋳込型の溶湯鋳込
   装置であって、前記垂直孔の内面の上部に凸部を設けた
   溶湯鋳込装置。