JP2004337914A - ダイキャスト装置、中子の交換方法およびダイキャスト成型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中子を消耗品として取扱うことにより、中子が損傷した場合、金型を鋳造機から取り外すことなく、迅速且つ容易に中子を交換することを可能としたダイキャスト装置を提供すること。
【解決手段】中子２０を引き抜く際に（即ち中子２０の軸方向の動き）、スライドガイド３０に設けられたピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２により冷却を行う。ピン冷却用エアーノズル７０は、エアーを吹き付けることで、中子２０の水分を飛ばし、且つエアーにより冷却を行う。また、離型剤吹きつけノズル７２は、中子２０と製品の離脱（引く抜き）をスムーズに行うための離型剤を中子２０の表面に吹き付ける。同時に中子２０を冷却する働きもする。このピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２は、図６に示すように、上下に２対設けてもよいし、３対、４対設けるようにしてもよい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い中子を用いることが可能なダイキャスト装置、中子の交換方法およびダイキャスト成型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にダイキャスト（鋳型鋳造）とは、溶融金属（例えば溶融アルミニウム）を砂などで作った鋳型に流し込み製品を作る方法をいい、寸法精度が高く後の工程で加工を減らすことができ、また、大量生産に適した製法である。さらに、このダイキャストは、製品の表面が滑らかで優れているためメッキや塗装等の表面処理が容易であるという特徴を有している。
このダイキャスト製法は、原材料であるアルミニウム、ダイキャストマシーンおよび金型の３つの要素からなり、溶けたアルミを（溶湯）を金型の中に高圧で流し込むことで、原材料から短時間で製品を得ることがでる。このダイキャストマシーンは固定型と可動型という２種の金型を備えており、この可動型を開くことにより製品を取り出せるようになっている。
このような可動型を用いたダイキャスト製品の製造に関する技術として、以下の文献をあげることができる。
【特許文献１】
特許第２９５０４９６号
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、ダイキャスト鋳造において、細長い穴（断面の幅に対して深さがその約１０倍以上）を中子のみによって形成することは、困難とされてきた。
その理由は、（１）鋳造時の溶融金属の流入圧力による変形及び中子引抜き時の引張力により中子に大きな応力が発生してしまい、中子の疲労による破断を生じやすい。そのため、頻繁に金型を鋳造機から取り外して修理しなければならなくなり、安定した製造ができない。（２）中子の全長にわたって冷却するために冷却用流体（冷却水）の通路を窄設すると、細い中子の場合（幅約１０ｍｍ以下）断面係数の減少割合が多く、応力が増大して破断につながるほか、中子のコストも増大してしまう。
このため、前記のような穴を形成するには、鋳造後の機械加工によるのが通例であったが、加工に手間がかかるのと同時に、加工によって鋳造面の緻密な組織（チル層）が切除され、ポーラスな組織が露出してしまうという問題があった。また、中子は型の一部として構成されていたため、これが破損すると型を取り外して交換しなければならず、場合によっては数時間を要することもあった。
【０００４】
そこで、本発明の第１の目的は、中子を消耗品として取扱うことにより、中子が損傷した場合、金型を鋳造機から取り外すことなく、迅速且つ容易に中子を交換することを可能としたダイキャスト装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、中子が損傷した場合、金型を鋳造機から取り外すことなく、迅速且つ容易に中子を交換することを可能とした中子の交換方法を提供することである。
また、本発明の第３の目的は、中子の冷却は内部に穴をあけず、鋳造工程中の中子の軸方向の移動を利用して、金型の一部に取付けられた冷却手段によって冷却を行なうようにし、中子の強度低下を防止することを可能としたダイキャスト装置およびダイキャスト成型方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、この中子を保持する保持部材と、この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、を備え、前記保持部材が前記中子を着脱自在に保持していることにより、前記第１の目的を達成する。
請求項２記載の発明では、一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、
この中子を保持する保持部材と、この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、を備えたダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、ダイキャスト鋳造終了後、前記金型を開く第１のステップと、この第１のステップで金型が開いた状態で、この金型をこのダイキャスト装置から取り外すことなく前記保持部材に保持されている中子を交換する第２のステップとから中子の交換方法により、前記第２の目的を達成する。
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記保持部材による中子の保持がボルトによる保持であることを特徴とする。
【０００６】
請求項４記載の発明では、ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、この中子を保持する保持部材と、この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、この駆動手段により前記中子を金型外部に取り出す際に、この中子を冷却する冷却手段と、を備えたことにより、前記第３の目的を達成する。
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、この冷却手段がエアーノズルであることを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記冷却手段として、離型剤吹きつけノズルをさらに備えたことを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記エアーノズルと離型剤吹きつけノズルを複数対設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項８記載の発明では、一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、この中子を保持する保持部材と、この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段とを備えた、ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、前記駆動手段により前記中子を装置外部に取り出す第１のステップと、この第１のステップで装置外部に取り出された中子にエアーを吹き付ける第２のステップと、さらに、この中子に離型剤を吹き付ける第３のステップからなることダイキャスト成型方法により、前記第３の目的を達成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１ないし図７を参照して、詳細に説明する。
図１は、本実施例に係るダイキャスト装置１０によりダイキャスト製品を作成しているところ（可動側が閉じているところ）を示した図である。ここでは、細長い中子２０を用いてアルミダイキャスト製品の内部に細長い孔を形成している。
図２は、この中子２０をダイキャスト装置１０に取り付けるところ示している。本実施例では、この中子２０を中子ピンホルダー２２を介してボルト２４で固定している。そのため、もし中子２０が破損してもボルト２４を外すことで、簡単に他の中子２０を交換することができる。従って、中子２０を予め複数用意しておけば、仮に中子２０が破損したとしても短時間で新しい中子２０に取り替えることが可能である。
【０００９】
図２に示すように、中子２０は、中子ピンホルダー２２と係合しており、この中子ピンホルダー２２は、カップリング２６によりスライド２８に保持、固定されている。このスライド２８は、スライドガイド３０によりガイドされて図中の矢印方向に油圧シリンダ３２により摺動可能となっている。
即ち、中子２０は中子ピンホルダー２２を介し、引抜き用シリンダによってカップリング２６を介して駆動用のスライド２８に、ボルト２４によって着脱可能に取付けられている。こうすることで、中子２０を容易に交換でき、破損に簡単に対応することができる。この例では、中子２０の交換は約５分程で行うことができる。
【００１０】
図３は、この細い中子２０を用いて、ダイキャスト製品を製造しているところを示した図である。この図では、金型の固定側４０に可動側５０が接触し、両者で形成されているキャビティ６０に中子２０が配置されている。この状態で、溶けたアルミ（溶湯、６８０℃から７０００℃）をキャビティ６０中に高圧で流し込むことでダイキャスト製品を製造する。
図４は、金型の固定側４０の平面図であり、図５は、可動側５０の平面図である。
【００１１】
次に、このダイキャスト装置１０の動作手順を説明する。
図３に示す状態、即ち型を閉じた状態で溶湯をキャビティ６０中に高圧で流し込み、射出成型を行う。そして、一定の凝固時間、この例では、３０秒経過後、中子２０を油圧シリンダ３２により引き抜く。このとき、ダイキャスト製品に中子２０の形状に対応した細長い穴が形成されている。
その後、可動型５０を動かすことで型を開く。型を開く方向は中子２０の引き抜き方向と直交する方向である。型が開くと製品を型から取り出す。この例では、押し出しピンを用いて製品を落下させることにより取り出しを行う。
【００１２】
一方、型から引き抜かれた中子２０は、高温の溶湯の中に位置していたため、かなりの高温になっている。そのため、中子２０の耐久性を保つ意味でも、中子２０を冷却する必要がある。
この例では、中子２０を引き抜く際に（即ち中子２０の軸方向の動き）、スライドガイド３０に設けられたピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２により冷却を行う。ピン冷却用エアーノズル７０は、エアーを吹き付けることで、中子２０の水分を飛ばし、且つエアーにより冷却を行う。また、離型剤吹きつけノズル７２は、中子２０と製品の離脱（引く抜き）をスムーズに行うための離型剤を中子２０の表面に吹き付ける。同時に中子２０を冷却する働きもする。
このピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２は、図６に示すように、上下に２対設けてもよいし、例えば、３対、４対設けるようにしてもよい。
このように、中子２０の引き抜き動作を利用して、ピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２により、冷却を行うこととしたので、中子２０内部に穴を設けて水冷を行う必要がなくなる。さらに、中子２０の引き抜き動作を利用しているので、ピン冷却用エアーノズル７０と離型剤吹きつけノズル７２自体は固定位置で動かす必要がない。
【００１３】
中子２０を冷却した後、中子２０を再び油圧シリンダ３２により型の内部で移動させる。その後、可動側５０を閉じて、溶湯をキャビティ６０中に高圧で流し込み、射出成型を行う。この作業の１サイクルを約４０秒で行う。
なお、この例で用いる中子２０は、長さ３００ｍｍ以上、径６〜８ｍｍである。また、抜き勾配６〜８分である。
図７に、本実施例に係るダイキャスト装置により製造された製品を示してある。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１、請求項２および請求項３記載の発明では、中子を消耗品として取扱うことにより、中子が損傷した場合、金型を鋳造機から取り外すことなく、迅速且つ容易に中子を交換することができる。
【００１５】
請求項４から請求項８記載の発明では、鋳造工程中の中子の軸方向の移動を利用して、金型の一部に取付けられた冷却手段によって冷却を行なうようにし、中子に特別の作業をせずに、効率的に冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るダイキャスト装置の構成を示した図である。
【図２】中子の着脱を説明する図である。
【図３】この実施例に係るダイキャスト装置により射出成型をしているところを示す図である。
【図４】金型の固定側の平面図である。
【図５】金型の可動側の平面図である。
【図６】中子を引き抜く際に、ピン冷却用エアーノズルと離型剤吹きつけノズルにより冷却を行うところ示した図である。
【図７】本実施例に係るダイキャスト装置により製造された製品を示した図である。
【符号の説明】
１０ ダイキャスト装置
２０ 中子
２２ 中子ピンホルダー
２４ ボルト
２６ カップリング
２８ スライド
３０ スライドガイド
３２ 油圧シリンダ
４０ 固定側
５０ 可動側
６０ キャビティ
７０ ピン冷却用エアーノズル
７２ 離型剤吹きつけノズル

Claims (8)

1. ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、
   一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、
   この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、
   この中子を保持する保持部材と、
   この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、を備え、
   前記金型を前記ダイキャスト装置から取り外すことなく、前記保持部材が前記中子を着脱可能に保持していることを特徴とするダイキャスト装置。
2. 一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、
   この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、
   この中子を保持する保持部材と、
   この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、を備えたダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、
   ダイキャスト鋳造終了後、前記金型を開く第１のステップと、
   この第１のステップで金型が開いた状態で、この金型をこのダイキャスト装置から取り外すことなく前記保持部材に保持されている中子を交換する第２のステップとからなることを特徴とする中子の交換方法。
3. 前記保持部材による中子の保持がボルトによる保持であることを特徴とする請求項１記載のダイキャスト装置。
4. ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、
   一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、
   この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、
   この中子を保持する保持部材と、
   この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段と、この駆動手段により前記中子を金型外部に取り出す際に、この中子を冷却する冷却手段と、を備えたことを特徴とするダイキャスト装置。
5. この冷却手段がエアーノズルであることを特徴とする請求項４記載のダイキャスト装置。
6. 前記冷却手段として、離型剤吹きつけノズルをさらに備えたことを特徴とする請求項５記載のダイキャスト装置。
7. 前記エアーノズルと前記離型剤吹きつけノズルを複数対設けたことを特徴とする請求項６記載のダイキャスト装置。
8. 一方向に開閉可能で、鋳物の外殻を形成する１対の金型と、この金型内で射出成形を行う際、製品の内部形状を規定する中子と、この中子を保持する保持部材と、この保持部材を前記金型の開閉方向と直交する方向に駆動させ、結果として、前記保持部材に保持された中子を前記金型の内外に出し入れさせる駆動手段とを備えた、ダイキャスト鋳造により製品を得るダイキャスト装置において、
   前記駆動手段により前記中子を装置外部に取り出す第１のステップと、
   この第１のステップで装置外部に取り出された中子にエアーを吹き付ける第２のステップと、
   さらに、この中子に離型剤を吹き付ける第３のステップとからなることを特徴とするダイキャスト成型方法。

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