JP2005238299A - 減圧ダイカスト鋳造装置および減圧ダイカスト鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スライドコアを併用する金型構造で減圧ダイカスト鋳造を行う場合に、スライドコアに格別なシールを施さなくても所定の減圧度を維持できる構造を提供する。
【解決手段】製品形状部空間Ｒを取り囲むようにシール材７が付帯している固定型４を第１のカバー１１で、可動型５とスライドコア８を同様に第２のカバー１２でそれぞれ閉ループ状に覆う。型締め時にカバー１１，１２同士を突き合わせて、スライドコア８を含む金型１の周囲に双方のカバー１１，１２をもって密閉空間Ｃを形成する。製品形状部空間Ｒを従来と同様に真空引きを行う一方、金型１の周囲の密閉空間Ｃについても配管１７を介して真空引きを行う。スライドコア８にシールが施されていなくても、製品形状部空間Ｒと密閉空間Ｃが圧力平衡することで製品形状部空間Ｒでの所定の減圧度が維持される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、減圧ダイカスト鋳造装置および減圧ダイカスト鋳造方法に関し、より詳しくは、金型要素として固定型および可動型のほかにスライドコアを備えていて、それらの金型要素によって形成される製品形状部空間を予め減圧した上で、その製品形状部空間に溶湯を充填して鋳造を行う減圧もしくは真空ダイカスト鋳造装置とその鋳造方法に関するものである。

組織の緻密な高品質の鋳物製品の生産に適した減圧ダイカスト法においては、金型内の減圧度もしくは真空度を保つためのシール技術が重要な要素となる。一般的には、金型のキャビティとして機能することになる製品形状部空間を大気から遮断するために金型の型合わせ面（パーティング面）に弾性を有するゴム等のシール材を配置するようにしており、いわゆる主型二分割タイプの金型には有効である。

その一方、より複雑な形状の鋳物製品の鋳造を目的とした金型構造では、主型である固定型や可動型以外にスライドコア（いわゆる可動中子）を併用することが行われており、この場合においても、上記シール技術の延長線として、例えば特許文献１に記載のように、各金型要素同士の合わせ面にシール材を配置することが行われている。
特開平８−５７６２３号公報（図１）

しかしながら、上記のようなスライドコアを併用した金型構造では、シール面自体が単純平面ではなく全体として三次元的なものとなるが故に、シール材の配置だけではそのシール効果が不十分で、必要とするシール性能を長期にわたって維持することがきわめて困難であり、なおも改善の余地を残している。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけスライドコアを併用する減圧ダイカスト鋳造において、スライドコアそのもののシール構造に依存することなく、製品形状部空間を大気から確実に遮断してその減圧度もしくは真空度を維持することができるようにした減圧ダイカスト鋳造装置と減圧ダイカスト鋳造方法を提供しようとするものである。

請求項１に記載の発明は、金型要素として固定型と可動型のほかにスライドコアを備え、それらの金型要素によって形成される製品形状部空間を予め減圧した上で、その製品形状部空間に溶湯を充填して鋳造を行う減圧ダイカスト鋳造装置であって、スライドコアの周囲を密閉空間とした上で、このスライドコアの周囲の密閉空間を製品形状部空間の減圧動作と並行して減圧するべく、少なくともスライドコアの周囲を覆って密閉空間を形成するカバーを設けたことを特徴とする。

もちろん、請求項２に記載のように、スライドコアを含む金型全体の周囲を覆って密閉空間を形成するようにしてもよい。

また、スライドコアを併用する金型構造では、多くの場合に、請求項３に記載のように、固定型と可動型との接近離間動作に基づいてその型締め型開きが行われるようになっているとともに、その型締め型開き方向と直交する方向から固定型または可動型に対してスライドコアが接近離間可能となっていることから、請求項１，２に記載の発明でもこのような金型構造を想定している。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の技術を減圧ダイカスト鋳造方法として捉えたものである。すなわち、金型要素として固定型と可動型のほかにスライドコアを備え、それらの金型要素によって形成される製品形状部空間を予め減圧した上で、その製品形状部空間に溶湯を充填して鋳造を行う減圧ダイカスト鋳造方法であって、少なくともスライドコアの周囲をカバーで覆って密閉空間を形成し、製品形状部空間の減圧動作と並行して、カバー内の密閉空間を減圧することを特徴とする。

したがって、請求項１，６に記載の発明では、少なくともスライドコアの周囲をカバーで覆って密閉空間とした上で、この密閉空間を製品形状部空間の減圧動作と並行して減圧するようにすれば、仮にスライドコア相当部にシールが施されていない場合であっても、実質的に製品形状部空間の内外ではその圧力が平衡化される。これにより、製品形状部空間を大気から遮断して、必要とする減圧度もしくは真空度を維持することが可能となる。

請求項１，６に記載の発明によれば、少なくともスライドコアの周囲を密閉空間とした上でこの空間をも製品形状部空間とともに減圧することで、スライドコア相当部に特別なシールを施さずして、製品形状部空間の減圧度もしくは真空度を確実に維持できるようになり、鋳物製品の品質が向上する。

図１〜３は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、特に図１は型開き状態での金型全体の側面の概略構造を、図２は型締め状態での金型全体の側面の概略構造を、図３の（Ａ），（Ｂ）は固定型および可動型それぞれの正面図をそれぞれ示している。

図１に示すように、金型１の構成要素であって且つ主型として機能する固定型４および可動型５は、それぞれに独立した固定プラテン２および可動プラテン３に個別に固定支持されていて、可動プラテン３は固定プラテン２から立設した複数のタイバー６にスライド可能に案内支持されている。そして、可動プラテン３をタイバー６に沿って固定プラテン２に対して接近離間動作させることにより、固定型４と可動型５の型締め，型開き動作が行われることになる。

ここで、固定型４と可動型５との型合わせ面（パーティング面）には、上記のような型締めに際して製品形状部空間Ｒを密閉空間とするべくシールするためのＯリング等のシール材７（図３参照）を配置してある。

また、可動型５の周囲には、その可動型５および固定型４とともに金型１を構成することになる複数（ただし、図１〜３では１つのもののみ図示）のスライドコア８が配設されている。これらのスライドコア８は、可動プラテン３に固定されたスライドコア駆動用の油圧シリンダ９によって進退駆動されるようになっている。すなわち、各スライドコア８は、固定型４と可動型５との型締め，型開き方向に対してその直交方向に進退駆動される。そして、スライドコア８が前進動作したときには、可動型５側のコア受容凹部１０がスライドコア８を受容して、主型である固定型４および可動型５とともにキャビティたる製品形状部空間Ｒを形成することになる。

なお、型締め完了後の製品形状部空間Ｒでは、予め所定の減圧度もしくは真空度まで減圧された上で溶湯の射出，充填が開始される一方、溶湯の射出，充填が完了する前にその減圧もしくは真空処理が停止されるようになっており、この点に関するかぎり従来の減圧ダイカスト鋳造法と同様である。

図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、固定型４よび可動型５が個別に固定支持されている固定プラテン２および可動プラテン３には、タイバー６を回避しつつ固定型４および可動型５を取り囲むようにして鋼板製の第１のカバー１１もしくは第２のカバー１２がそれぞれ立設されている。これらの第１，第２のカバー１１，１２は、正面視にて互いに同形状の閉ループ状をなすように、固定型４および可動型５と同程度の高さ寸法をもって複数の支柱１３を介して立設されているもので、これらの第１，第２のカバー１１，１２は固定型４および可動型５の関係と同様に型締め，型開き方向で互いに正対している。

そして、固定型４と可動型５が型締めされたときには、同時に第１，第２のカバー１１，１２同士がその開口面をもって互いに突き合わされて、固定型４と可動型５およびスライドコア８からなる金型１の周囲には、その金型１全体を取り囲むような単一の比較的大きな密閉空間Ｃが形成されることになる。

さらに、図１に拡大して示すように、第１，第２のカバー１１，１２の開口面には、互いの突き合わせ面の拡大化を図るべく幅広のフランジ部１４がその全周にわたり形成されていて、いずれか一方のフランジ部１４にはゴム等の弾性体からなるシール材１５が閉ループ状に配置されている。したがって、先に述べた型締め時には第１，第２のカバー１１，１２同士もまたフランジ部１４をもって互いに突き合わされて、なお且つそのシール材１５をもって確実にシールされるように設定されている。なお、シール材１５は第１，第２のカバー１１，１２同士が突き合わされる際の緩衝効果をも発揮するようになっている。

そして、第２のカバー１２側には真空ポンプ１６を減圧源とする減圧用配管１７が接続されていることから、この配管１７を介していわゆる真空引きを行うことで第１，第２のカバー１１，１２で覆われた密閉空間Ｃを減圧することが可能となっている。

なお、スライドコア８を駆動するための油圧シリンダ９はその長さが大きい故に、第１，第２のカバー１１，１２を大きくしないかぎりはそれらのカバー１１，１２内に完全に収容することができないため、本実施の形態では油圧シリンダ９について第２のカバー１２を貫通するように突出させ、その油圧シリンダ９と第２のカバー１２との間にはパッキン等のシール材を介在させることでシールを施してある。

また、図４に示すように、金型要素のうち主型として機能することになる固定型４や可動型５には、製品形状部空間Ｒの減圧用配管１８以外にも冷却水配管１９等が付帯することにあるが、これらの主型に付帯することになる配管１８，１９類については、第１，第２のカバー１１，１２の貫通を回避するために、背面側の固定プラテン２もしくは可動プラテン３を貫通するような取り回しをもって配設してある。もちろん、各プラテン２，３の貫通部には所定のシールを施してある。

ここで、上記の第１，第２のカバー１１，１２によって形成される密閉空間Ｃは、後述するように金型１内部の製品形状部空間Ｒの圧力と平衡させるための空間にほかならないことから、減圧効率を高める上では極力その容積が小さい方が望ましい。そこで、本実施の形態では、固定型４および可動型５の周囲に軽量で且つ剛性のある複数の容積減量用ブロック２０を配置してある。

このように構成された減圧ダイカスト鋳造装置によれば、図１，２に示すように、可動型５に対してスライドコア８を前進動作させるとともに、固定型４と可動型５とを突き合わせるべく型締めを行えば、それらの固定型４と可動型５およびスライドコア８をもって密閉された製品形状部空間Ｒが形成される。同時に、固定プラテン２および可動プラテン３に付帯している第１，第２のカバー１１，１２同士もまた突き合わされて、金型１の周囲に密閉空間Ｃが形成される。

この状態で、公知の真空引きにより製品形状部空間Ｒを減圧する一方、それと同時に第２のカバー１２に付帯している減圧用配管１７を使って真空ポンプ１６にて真空引きを行って、金型１の周囲の密閉空間Ｃを減圧する。

ここで、第１，第２のカバー１１，１２同士の付き合わせ面では図１に示すシール材１５によるシールが施されてはいても、可動型５とスライドコア８との突き合わせ面もしくは摺動部では特別なシールが施されていない。そして、その可動型５とスライドコア８との隙間を通して製品形状部空間Ｒが外部と連通していたと仮定したとしても、金型１の外部空間である密閉空間Ｃも同様に減圧されているために、結果として製品形状部空間Ｒと密閉空間Ｃが圧力平衡することになり、製品形状部空間Ｒの減圧度が低下するようなことはなく、所定の減圧度を維持できることになる。

なお、本実施の形態では、先に述べたように密閉空間Ｃの容積の縮小化を目的として容積減量用ブロック２０を配置してあることから、仮にその密閉空間Ｃの容積が製品形状部空間Ｒの容積に比べて大きい場合であっても、その密閉空間Ｃを速やかに減圧することができる。

また、密閉空間Ｃの容積が小さければ小さいほど、より速やかに所定の減圧度にすることができることは先に述べたとおりである。その意味では、上記のように金型１全体を第１，第２のカバー１１，１２で覆うことなく、少なくともスライドコア８とそれを駆動するための油圧シリンダ９の一部を第１，第２のカバー１１，１２で覆うことでそのスライドコア８の周囲に密閉空間Ｃを形成するようにすればより好ましいものとなる。

製品形状部空間Ｒが所定の減圧度となったならば、減圧処理を継続したままで、図示しない射出スリーブと射出プランジャを使って溶湯の射出，充填を行い、その溶湯の射出，充填が完了する直前に製品形状部空間Ｒ側の減圧を停止する。そして、溶湯の射出，充填が完了して保圧冷却状態に移行したならば金型１の周囲の密閉空間Ｃの減圧を停止する。

その後、所定の保圧冷却時間が経過したならば型開きして鋳物製品を取り出し、以上をもって減圧ダイカスト鋳造のための１サイクルが終了する。

このように本実施の形態によれば、スライドコア８相当部にシールを施さなくても必要な減圧度を容易に維持できることから、減圧ダイカスト鋳造法本来の組織の緻密な鋳物製品を鋳造でき、製品の品質向上に大きく寄与できることになる。

本発明のより具体的な実施の形態を示す図で、型開き状態での金型全体の概略構造を示す側面説明図。 型締め状態での金型全体の概略構造を示す側面説明図。 固定型および可動型それぞれの詳細を示す図で、（Ａ）は可動型の拡大正面説明図、（Ｂ）は固定型の拡大正面説明図。 固定型または可動型における各種配管系の取り回し形態の一例を示す要部拡大説明図。

符号の説明

１…金型
２…固定プラテン
３…可動プラテン
４…固定型（金型要素）
５…可動型（金型要素）
８…スライドコア（金型要素）
９…油圧シリンダ
１１…第１のカバー
１２…第２のカバー
１５…シール材
１６…真空ポンプ
１７…減圧用配管
Ｃ…密閉空間
Ｒ…製品形状部空間

Claims (7)

1. 金型要素として固定型と可動型のほかにスライドコアを備え、それらの金型要素によって形成される製品形状部空間を予め減圧した上で、その製品形状部空間に溶湯を充填して鋳造を行う減圧ダイカスト鋳造装置であって、
   スライドコアの周囲を密閉空間とした上で、このスライドコアの周囲の密閉空間を製品形状部空間の減圧動作と並行して減圧するべく、少なくともスライドコアの周囲を覆って密閉空間を形成するカバーを設けたことを特徴とする減圧ダイカスト鋳造装置。
2. スライドコアを含む金型全体の周囲を密閉空間とした上で、この金型の周囲の密閉空間を製品形状部空間の減圧動作と並行して減圧するべく、スライドコアを含む金型全体の周囲を覆って密閉空間を形成するカバーを設けたことを特徴とする請求項１に記載の減圧ダイカスト鋳造装置。
3. 固定型と可動型との接近離間動作に基づいてその型締め型開きが行われるようになっているとともに、
   その型締め型開き方向と直交する方向から固定型または可動型に対してスライドコアが接近離間可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の減圧ダイカスト鋳造装置。
4. 固定型と可動型のうちいずれか一方の金型要素の周囲を覆う第１のカバーと、スライドコアを含む他方の金型要素の周囲を覆う第２のカバーとを備えていて、
   型締め時に第１，第２のカバー同士が突き合わされることにより、スライドコアを含む金型全体の周囲に密閉空間が形成されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の減圧ダイカスト鋳造装置。
5. 固定型または可動型に接続されることになる各種配管類が、それらの固定型または可動型が固定されているプラテンを貫通して配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の減圧ダイカスト鋳造装置。
6. 金型要素として固定型と可動型のほかにスライドコアを備え、それらの金型要素によって形成される製品形状部空間を予め減圧した上で、その製品形状部空間に溶湯を充填して鋳造を行う減圧ダイカスト鋳造方法であって、
   少なくともスライドコアの周囲をカバーで覆って密閉空間を形成し、
   製品形状部空間の減圧動作と並行して、カバー内の密閉空間を減圧することを特徴とする減圧ダイカスト鋳造方法。
7. スライドコアを含む金型全体の周囲をカバーで覆って密閉空間を形成し、
   製品形状部空間の減圧動作と並行して、カバー内の密閉空間を減圧することを特徴とする請求項６に記載の減圧ダイカスト鋳造方法。

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