JP2006102806A - 金型用移動中子 - Google Patents

Abstract

【課題】移動中子を分割構成とするとともに、さらに、キャビティの内外を連通する通気路を通じてキャビティの気体排出を行い、溶湯の速やかな充填と、製品への気泡の混入を防止することの可能な、移動中子の構造について提案する。
【解決手段】金型に取り付けられ、金型とともにキャビティ１６を画成するためキャビティ１６内へ進退自在とされる移動中子１５を、溶湯に接触し製品を形作る入子部１９と、該入子部１９を支持するホルダ部２０とで構成した。そして、入子部１９を、ホルダ部２０に対して相対位置固定された固定入子１９Ａと、ホルダ部２０に対して相対位置可動とされた可動入子１９Ｂとに分割構成し、移動中子１５内部にキャビティ１６の内外を連通させる通気路を形成した。通気路は、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間隙と、固定入子１９Ａの内部と、ホルダ部２０内部とを連通して形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、金型に備えられる移動中子の構造に関する。

従来、ダイカスト金型等の金型には、移動中子（可動中子ともいう）が備えられる。移動中子は、金型の開閉方向と異なる角度を成す方向に摺動可能に構成され、これより、製品に自在に凹部や孔を形成することを可能とするものである。
金型は、通常固定金型と可動金型とから成り、型締め状態にある固定金型と可動金型との境界面に製品キャビティが形成される。そして、移動中子はキャビティに対して進退可能に設けられ、該移動中子には油圧式シリンダ等の移動のための駆動手段が備えられる。
型締め状態にある金型のキャビティに、例えば、アルミニウム合金等の溶湯が射出され、溶湯が凝固して製品となったのち、移動中子が製品から引き抜かれる。このとき、移動中子は溶湯が凝固収縮することにより強固に締め付けられるため、製品から容易に引き抜くことができない。すなわち、製品の締め付け力に打ち勝って移動中子を引き抜くためには、相当な力を必要とし、製品が大物の場合には、４０〜８０ｔにもなることがあった。
このように、従来の移動中子では、鋳造後製品から移動中子を引き抜くために多大な力を必要とし、このため、油圧シリンダ等の引き抜きのための駆動手段が大型化し、金型が大型化して大きな設置空間を要する等の不具合があった。

そこで、特許文献１に記載の技術では、移動中子を、溶湯に直接接触する入子部と、該入子部を保持するホルダ部とで構成し、さらに、入子部を固定入子と可動入子とに分割構成して、固定入子はホルダ部と一体化され、また、可動入子はホルダ部に対して、所定距離移動可能とされている。これに加え、固定入子と接触する可動入子の摺動面に、部分的に非接触の空間が形成されている。

これにより、溶湯が凝固したのち、製品から移動中子を引き抜く際に、まず、可動入子が製品に挟持された状態で固定入子のみが製品から離脱し、次いで、固定入子が所定距離移動したのちに、可動入子が製品の挟持力に抗して製品から離脱する。すなわち、可動入子と固定入子とが、製品に対して差動するため、移動中子を引き抜く際に要する力を、従来の一体構造に比較して大幅に低減させている。これに伴い、油圧シリンダ等の引き抜きのための駆動手段を小型化することを可能としている。また、可動入子と固定入子との接触面に非接触の空間を形成したため、入子間の摺動抵抗を低減させることができ、且つ、入子間の鋳張り（鋳型の境界からはみ出した地金）を差動により除去することができるようにしている。
実開昭６１−４６０５１号公報

キャビティに溶湯が射出される際に、溶湯を速やかに充填させるためには、キャビティの気体の排出を促すことが好ましい。また、キャビティの気体を排出することによって、溶湯に気泡が混入されることを抑制する効果が期待される。しかし、上記従来技術に見られる移動中子では、キャビティの内外を連通する通気路が設けられてはいない。

そこで、本発明では、上記特許文献１に記載の技術のように、移動中子を分割構成とするとともに、この分割構造を利用して、キャビティの内外を連通する通気路を通じてキャビティの気体排出を行い、溶湯の速やかな充填と、製品への気泡の混入を防止することの可能な、移動中子の構造について提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、金型に取り付けられ、金型とともに製品キャビティを画成するため製品キャビティ内へ進退自在とされる移動中子を、溶湯に接触する入子部と、該入子部を支持するホルダ部とで構成し、入子部を、ホルダ部に対して相対位置固定された固定入子と、ホルダ部に対して相対位置可動とされた可動入子とに分割構成し、移動中子内部に製品キャビティの内外を連通させる通気路を形成するものである。

請求項２においては、前記通気路を、固定入子と可動入子との間隙と、固定入子内部と、ホルダ部内部とを連通して形成するものである。

請求項３においては、前記通気路に減圧回路を接続するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１及び請求項２においては、移動中子に形成された通気路を通じてキャビティ内の気体をキャビティの外へ排出することが可能となる。従って、溶湯射出時にキャビティ内の気体がこの通気路を通じてキャビティ外へ排出されることによって、溶湯をキャビティに速やかに充填させることができ、また、気泡の溶湯への混入を抑制することができる。これにより、製品の成形不良の低減に寄与することができる。

請求項３においては、移動中子に形成された通気路を通じて、キャビティの気体をキャビティ外部へ排出させ、キャビティを減圧することができる。これにより、成形品の気泡等を低減させ成形不良の低減を図ることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る移動中子を備える金型の構成を示した図、図２は移動中子の構造を示す図、図３は移動中子の構造を示す断面図である。図４は図３におけるＸ−Ｘ矢視図、図５は固定入子が製品より離脱した移動中子の様子を示す断面図、図６は可動入子が製品より離脱した移動中子の様子を示す断面図である。

図１では、型締め状態の金型の様子を示している。金型の大部分は固定金型１２及び可動金型１３で構成され、固定金型１２に対して可動金型１３は近接移動可能に構成される。固定金型１２又は可動金型１３には、移動中子１４・１５が備えられる。移動中子１４・１５は、固定金型や可動金型に形成された摺動孔に挿通され、金型の開閉方向と異なる角度を成す方向に摺動可能に構成され、これより、製品に自在に凹部や孔を形成することを可能とするものである。
移動中子１４・１５にはロッド１１・１１・・・が連結され、駆動手段１０・１０・・・にてロッドが伸縮駆動されることにより、移動中子１４・１５が移動する。

そして、型締め状態の固定金型１２、可動金型１３、移動中子１４・１５等にて、製品が成形されるキャビティ１６が画成される。
このキャビティ１６に、金属等の溶湯が射出され、溶湯が凝固して製品となったのち、移動中子１４・１５が製品から引き抜き離脱され、型開きされて製品が固定金型１２や可動金型１３から離型される。

例えば、金型で成形される製品として、自動車等のエンジンのシリンダブロックがある。シリンダブロックには複数のシリンダが備えられる。このシリンダの内径（ボア）を形成するために、移動中子が利用される。図３では移動中子１５がこれに相当する。
このような移動中子は、例えば円柱状であって、筒状のシリンダ筒が形成される。移動中子の外周面は溶湯に接することになり、溶湯が凝固したのち、移動中子を製品から離脱させる際に、接触面積が大きいために大きな離脱力が必要となる。
そこで、本発明に係る移動中子では、移動中子を製品から離脱させる際に必要となる力を低減させるための構造が備えられる。

図２に示す如く、移動中子１５は、溶湯に直接触れ製品を型造る入子部１９と、該入子部１９を支持するホルダ部２０とで構成され、油圧シリンダ等の駆動手段１０により製品キャビティ内に向かって進退自在とされる。
移動中子１５は、可動金型１３に形成された摺動孔１７に挿通され、ホルダ部２０は駆動手段１０のロッド１１と連結され、この駆動手段１０によりホルダ部２０の外周が摺動孔１７を摺動するよう駆動される。

さらに、前記入子部１９は、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとで構成され、ホルダ部２０に固定入子１９Ａが接続され、固定入子１９Ａに可動入子１９Ｂが接続される。
そして、固定入子１９Ａはホルダ部２０に対して相対位置固定であり、可動入子１９Ｂはホルダ部２０に対して相対位置移動可能に構成される。

図３に示す如く、前記固定入子１９Ａは、ホルダ部２０に固定入子１９Ａを固定するための接続部材２１と、キャビティ１６の形状を形成する入子部材２２とで構成される。
前記接続部材２１には、接続部材２１とホルダ部２０とを接続固定するための接続部２１ａと、接続部材２１と入子部材２２とを結合するための結合部２１ｂとが一体的に形成される。
一方、ホルダ部２０には、接続部材２１の接続部２１ａを挿入可能な連結穴２０ｂが形成され、該連結穴２０ｂに接続部材２１の接続部２１ａが螺結される。

前記入子部材２２は両端開放の筒状体であって、筒状体の一側において内周には、接続部材２１を結合するための結合部２２ｂが形成される。そして、この結合部２２ｂに接続部材２１の結合部２１ｂが螺結される。このようにして、接続部材２１と入子部材２２とが結合され、固定入子１９Ａが構成される。
なお、本実施例においては、組み付けの便を図って固定入子１９Ａを接続部材２１と入子部材２２との分割構成としているが、溶接等して一体的に構成することもできる。

また、本実施例においては、ホルダ部２０と接続部材２１、接続部材２１と入子部材２２、それぞれを螺結する構成としているが、これらの部材の接続形式は螺結に限定されるものではなく、メンテナンスや組み立て等のために脱着可能な接続形態であればよく、例えば、嵌合等を採用することができる。

前記可動入子１９Ｂは、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとを相対位置可動に連結するための接続部材２３と、キャビティ１６の形状を形成する入子部材２４とで構成される。
入子部材２４には、接続部材２３を結合するための連結穴２４ａが形成され、該連結穴２４ａに接続部材２３が螺入結合される。
なお、本実施例においては、組み付けの便を図って可動入子１９Ｂを接続部材２３と入子部材２４との分割構成とし、螺結するようにしているが、溶接等して可動入子１９Ｂを一体的に構成したり、或いは、接続部材２３と入子部材２４とを嵌合にて結合したりすることもできる。

また、接続部材２３には、固定入子１９Ａの入子部材２２の内部に嵌入される係止部２３ａと、該係止部２３ａよりも小径であって入子部材２４と係止部２３ａとの間に位置するネック部２３ｃとが一体的に形成される。
一方、固定入子１９Ａの入子部材２では、可動入子１９Ｂを接続する側の端部において、その内周に内周側へ凸となる環状の係止突起２２ｃが形成される。

固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとが接続された状態において、接続部材２３の係止部２３ａは、固定入子１９Ａの入子部材２２の内部に位置し、ネック部２３ｃの外周が係止突起２２ｃの内周に対峙し、接続部材２３の係止部２３ａと係止突起２２ｃを挟んで反対側に入子部材２４が位置する。
なお、固定入子１９Ａが、可動入子１９Ｂに対して移動可能となるように、ネック部２３ｃは係止突起２２ｃよりも長く形成され、移動ストローク（図３に示すＨ）が確保される。
また、固定入子１９Ａの入子部材２２の係止突起２２ｃに接続部材２３の係止部２３ａが当接することによって、可動入子１９Ｂが固定入子１９Ａより脱落不能に接続される。

さらに、図４にも示す如く、上述の移動中子１５において、キャビティ１６の内外を連通させる通気路が形成される。
以下に通気路について具体的に説明する。

ホルダ部２０には、ホルダ部２０の摺動方向に貫通する通気孔２０ａが形成される。
また、入子部１９の固定入子１９Ａを構成する接続部材２１と入子部材２２とには、通気孔２０ａと合致する位置に通気溝２１ｃ・２２ａが形成される。
さらに、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間隙（固定入子１９Ａの入子部材２２と可動入子１９Ｂの入子部材２４との間隙（Ｆ１）と、入子部材２２の係止突起２２ｃと接続部材２３のネック部２３ｃとの間隙（Ｆ２）と、入子部材２２の係止突起２２ｃと接続部材２３の係止部２３ａとの間隙（Ｆ３））を通じて、キャビティ１６と固定入子１９Ａ内部とが、連通され通気可能とされる。

すなわち、移動中子１５には、ホルダ部２０の通気孔２０ａと、固定入子１９Ａの通気溝２１ｃ・２２ａと、固定入子１９Ａの内部と、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間隙とからなる、キャビティ１６の内外を連通させる通気路が形成されているのである。この通気路を通じて、キャビティ１６内の気体をキャビティ１６の外へ排出することが可能とされている。

なお、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間隙は、可動入子１９Ｂが固定入子１９Ａに対して相対的に移動することによって、固定入子１９Ａの入子部材２２と可動入子１９Ｂの入子部材２４との間隙（Ｆ１）の巾が変動されるため、通気量を変動させることが可能である。

上述の如く構成された移動中子１５において、製品からの離脱過程を説明する。
図３に示す如く、金型が型締め状態にあり、キャビティ１６に溶湯が射出されようとする状態においては、移動中子１５は、固定入子１９Ａの入子部材２２と可動入子１９Ｂの入子部材２４との間隙（Ｆ１）が僅かに残され、或いは、殆ど無い状態に接続された状態にある。

なお、この状態において、上述の如く移動中子１５に形成された通気路を通じて、キャビティ１６内の気体をキャビティ１６の外へ排出することが可能である。溶湯射出時に気体がこの通気路を通じてキャビティ１６外へ排出されることによって、溶湯をキャビティ１６に速やかに充填させることができ、また、気泡の溶湯への混入を抑制することができる。これにより、製品の成形不良の低減に寄与することができる。

また、移動中子１５のホルダ部２０に設けられた通気孔２０ａに減圧回路を接続することもできる。この場合、移動中子１５に形成された通気路を通じて、キャビティ１６の気体をキャビティ１６外部へ排出させ、キャビティ１６を減圧することができる。これにより、成形品の気泡等を低減させ成形不良の低減を図ることができる。

そして、キャビティ１６に溶湯が射出され、溶湯が凝固すれば、製品Ｗから移動中子１５を離脱させる。
駆動手段１０にてロッド１１が操作され、移動中子１５をキャビティ１６から後退させる方向に移動させる力が移動中子１５に作用する。これによって、図５に示す如く、移動中子１５のホルダ部２０と、入子部１９のうち固定入子１９Ａとが一体的に移動し、可動入子１９Ｂを製品Ｗに残した状態で固定入子１９Ａが製品Ｗから離脱される。なお、このとき、移動中子１５は、前述の移動ストローク（図５に示すＨ）だけ移動する。

この状態において、固定入子１９Ａが可動入子１９Ｂから離れるため、これら二つの部材の間に間隙が生じ、キャビティ１６とキャビティ１６外部とを連通させる通気路が拡がる。これにより減圧状態のキャビティ１６に気体が入り込み、移動中子１５を製品から離脱させる際に必要とされる離脱力が低減される。

さらに、移動中子１５をキャビティ１６から後退させる方向に移動させれば、図６に示す如く、今度は、可動入子１９Ｂも含めて移動中子１５が一体的に移動し、可動入子１９Ｂが製品Ｗから離脱される。
上述の如く、移動中子１５では、まず固定入子１９Ａが製品Ｗから離脱され、続いて、可動入子１９Ｂが製品Ｗから離脱される。このように、固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとが差動することにより、製品から移動中子１５を離脱させるために同時に必要な離脱力の低減を図ることができ、移動中子１５を駆動する駆動手段１０の規模を小さくすることができる。

また、上述の固定入子１９Ａに対する可動入子１９Ｂの相対的移動は、射出成形ごとに繰り返される。射出毎に固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間隙の巾の拡大縮小動作が行われるため、この動作によって、移動中子１５を構成する固定入子１９Ａと可動入子１９Ｂとの間に離型剤やアルミ粉や鋳ばり等が固着しても除去され、間隙を保持することができる。

本発明の実施例に係る移動中子を備える金型の構成を示した図。 移動中子の構造を示す図。 移動中子の構造を示す断面図。 図３におけるＸ−Ｘ矢視図。 固定入子が製品より離脱した移動中子の様子を示す断面図。 可動入子が製品より離脱した移動中子の様子を示す断面図。

符号の説明

１２ 固定金型
１３ 可動金型
１５ 移動中子
１６ キャビティ
１９ 入子部
１９Ａ 固定入子
１９Ｂ 可動入子
２０ ホルダ部
２０ａ 通気孔
２１ 接続部材
２２ 入子部材
２３ 接続部材
２４ 入子部材

Claims (3)

1. 金型に取り付けられ、金型とともに製品キャビティを画成するため製品キャビティ内へ進退自在とされる移動中子を、
   溶湯に接触する入子部と、該入子部を支持するホルダ部とで構成し、
   入子部を、ホルダ部に対して相対位置固定された固定入子と、ホルダ部に対して相対位置可動とされた可動入子とに分割構成し、
   移動中子内部に製品キャビティの内外を連通させる通気路を形成する
   ことを特徴とする金型用移動中子。
2. 前記通気路を、
   固定入子と可動入子との間隙と、
   固定入子内部と、
   ホルダ部内部とを連通して形成する、
   請求項１に記載の金型用移動中子。
3. 前記通気路に減圧回路を接続する、
   請求項１又は請求項２に記載の金型用移動中子。

Images