JP2010269320A - ダイカスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャチップ４の交換作業の際に、金型２４、２５及びスリーブ１７（鋳込み口ブッシュ１６）、又はプランジャ装置２を分解せずに交換作業を行え、且つ、交換作業の安全性を向上した鋳造装置を提供すること。
【解決手段】プランジャロッド３の先端にプランジャチップ４を設けたプランジャ装置２を有する鋳造装置１において、前記プランジャロッド３を少なくとも３つの部品に分割し、プランジャロッド先端部３ａとプランジャロッド中間部３ｂ、又は前記プランジャロッド中間部３ｂとプランジャロッド後端部３ｃの少なくとも一方をカップリング機構９により着脱可能に連結し、前記プランジャロッド先端部３ａとプランジャチップ４とを、着脱可能に連結していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属、及びその合金等を材料とするダイカスト鋳造装置に関するものである。

金属製の部品等を生産する方法の１つとして、鋳造が知られており、特に鋳造により鋳造品を効率的に生産するダイカスト鋳造装置が知られている。

図６に従来技術の鋳造装置１Ｘの概略を示し、この鋳造装置１Ｘは、固定盤２６と可動盤２７の内側に、固定型２４と可動型２５からなる金型を設置し、この２つの金型を密接させて内側に形成する空間（キャビティ２９）に、融解した金属材料である溶湯ｍを流し込んで、鋳造品を生産するように構成している。

キャビティ２９への溶湯ｍの供給は、溶湯ｍをラドル（ひしゃく）２３等の給湯装置により、給湯口２８からスリーブ１７に供給し、スリーブ１７に供給した溶湯ｍを、プランジャ装置２Ｘに設置したプランジャチップ４Ｘで金型内に圧入する構成としている。

ここで、プランジャチップ４Ｘは、鋳造装置１Ｘのスペースの問題で、スリーブの入口付近より下げる（図６の右方向）ことはできない。また、溶湯ｍを圧入する場合、可動型２５との衝突等を防止するために、鋳込み口ブッシュ１６の端部よりも進まないように構成している。

ところで、プランジャチップ４Ｘは、スリーブ１７内を摺動して摩耗等による損傷が激しいため、定期的に交換する必要がある。以下に、プランジャチップ４Ｘの交換作業について説明する。

図７に、鋳造装置１Ｘのスリーブ１７周辺の拡大図を示し、プランジャチップ４Ｘが最も下がった位置（図７の右方向）にある際の様子を示している。図７に示す様に、プランジャチップ４Ｘとスリーブ１７の間のスペースｄは非常に小さくなっているため、従来、プランジャロッド３Ｘと連結しているプランジャチップ４Ｘの交換は金型側（図７の左方向）から行っていた。

プランジャチップ４Ｘの交換作業は、まず、可動盤２７を移動して、可動型２５を図７の左方向に下げる。次に、固定型２４を固定盤２６から取り外し、同時に鋳込み口ブッシュ１６を取り除き、プランジャチップ４Ｘを前進させる。その後、図８に示す様に、プランジャチップ４Ｘを天井クレーン等の吊りベルト１８で支えながら、回転させ、プランジャチップ４Ｘとプランジャロッド３Ｘの螺合を解除する。最後に、新しいプランジャチップ４Ｘをプランジャロッド３Ｘのネジ部１９にねじ込み、鋳込み口ブッシュ１６及び固定型２４を元の位置に戻して、プランジャチップ４Ｘの交換作業を完了する。

ここで、ネジ部１９の長さＤ１は、プランジャチップ４Ｘとプランジャロッド３Ｘの連結の強度を保つのに必要な長さとなるため、ある程度長くなってしまう。そのため、ネジ部１９の長さＤ１は、図７に示すプランジャチップ４Ｘとスリーブ１７の間のスペースｄよりも大きくなってしまい、プランジャチップ４Ｘをプランジャ装置２Ｘ側から交換することは不可能な構造となっている（例えば、特許文献１及び２参照）。

前述のプランジャチップ４Ｘの交換作業は、２〜３万ショット毎に必要となり、作業時
間は、大型の鋳造装置で２〜３時間、小さいものでは２０〜３０分程度となるため、その都度、鋳造装置１Ｘを停止し、鋳造品の生産作業を停止する必要がある。このため、鋳造装置１Ｘの生産効率が低下し、鋳造品のコストが高くなるという問題を有している。

また、プランジャチップ４Ｘの交換作業は、固定盤２６と可動盤２７の間で行うため、作業スペースが狭く、足場も悪く、交換作業には危険が伴う。特に、大型の鋳造装置（例えば１２５０〜４０００ｔ級）の場合、プランジャチップ４Ｘは１０〜３０ｋｇとなり、更に、固定型２４は３００〜５００ｋｇとなり、足場の不安定な作業スペースでは、交換作業が困難となるという問題を有している。

上記の問題に対して、スペースｄを広げて、プランジャ装置２Ｘ側からプランジャチップ４Ｘを交換可能にする方法を考えた。しかしながら、この方法では、スペースｄの拡大に伴い、鋳造装置１Ｘ全体のサイズが大きくなり、またプランジャロッド３ｃの長さが長くなるため、鋳造装置１Ｘ自体の製造コストが大幅に増加してしまう。更に、鋳造装置１Ｘを設置する工場における容積率が悪化してしまう。そのため、鋳造品の生産コストを抑制することが困難であった。

特開２０００−１５８１１４号公報 特開２００１−１５０１１６号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、プランジャチップの交換作業の際に、金型及びスリーブ（鋳込みブッシュ）、又はプランジャ装置等を分解せずに交換作業を行え、且つ、交換作業の安全性を向上した鋳造装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る鋳造装置は、プランジャロッドの先端にプランジャチップを設けたプランジャ装置を有する鋳造装置において、前記プランジャロッドを少なくとも３つの部品に分割し、プランジャロッド先端部とプランジャロッド中間部、又は前記プランジャロッド中間部とプランジャロッド後端部の少なくとも一方をカップリング機構により着脱可能に連結し、前記プランジャロッド先端部とプランジャチップとを、着脱可能に連結している。

上記の鋳造装置において、前記プランジャロッド先端部と前記プランジャロッド中間部、及び前記プランジャロッド中間部と前記プランジャロッド後端部の双方とも前記カップリング機構により着脱可能に連結したことを特徴とする。

上記の鋳造装置において、前記プランジャロッド中間部を前部と後部に分割し、且つユニバーサルジョイントにより連結していることを特徴とする。

上記の鋳造装置において、前記カップリング機構をバヨネット構造としたことを特徴とする。

本発明に係る鋳造装置によれば、複数に分割したプランジャロッドの少なくとも１箇所をカップリング機構で連結する構成により、従来の螺合による連結に比べ、プランジャロ
ッドの分割時に必要となる長手方向のストロークが短くなるため、プランジャ装置側でプランジャロッドを分解することが可能となる。そのため、プランジャチップの交換作業の際に、金型を分解することが不要となり、作業時間を短縮することができる。また、交換作業を行う作業領域が、プランジャ装置側となるため、交換作業の安全性を向上することができる。

更に、分割したプランジャロッドの複数個所をカップリング機構で連結する構成により、従来の螺合による連結に比べ、連結の着脱作業が容易となり、作業時間を短縮することが可能となる。特に、プランジャロッドのメンテナンス時における作業性を向上することができる。また、分割したプランジャロッド同士の軸の回転方向の位置合わせが容易となるため、冷却水等を供給する供給路をプランジャロッドの軸芯以外の場所に形成することが可能となる。

更に、プランジャロッド中間部（ジョイント）にユニバーサルジョイントを採用する構成により、プランジャチップの軸芯とピストンロッド（プランジャロッド後端部）の軸芯を自動的に調心できるため、スリーブ内におけるプランジャチップの摺動を円滑にすることができる。

本発明に係る実施の形態の鋳造装置のプランジャロッドの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の鋳造装置のプランジャロッドの断面を示す図である。 バヨネット構造を採用したカップリング機構を示す図である。 本発明に係る実施の形態の鋳造装置のプランジャチップの交換作業の様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態の鋳造装置のプランジャチップの交換作業の様子を示す図である。 従来技術の鋳造装置の概略を示す図である。 従来の鋳造装置のプランジャチップの交換作業の様子を示す図である。 従来の鋳造装置のプランジャチップの交換作業の様子を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の鋳造装置について、図面を参照しながら説明する。図１にプランジャチップ４とプランジャロッド３の分解図を示し、プランジャロッド３を、プランジャロッド前部３ａと、ジョイント（プランジャロッド中間部）３ｂと、ピストンロッド（プランジャロッド後端部）３ｃの３つに分割している。

プランジャチップ４は、溶湯ｍをキャビティ２９に押込むための押圧面６を有しており、外周には、チップリング５及び後端チップリング５ｂを有している。また、プランジャロッド前部３ａは、プランジャチップ４と連結するためのピストンリング８を有している。更に、プランジャロッド前部３ａとジョイント３ｂ、及び、ジョイント３ｂとピストンロッド３ｃの連結を、カップリング機構９により行っている。

図２にプランジャチップ４とプランジャロッド３の断面図を示す。プランジャチップ４とプランジャロッド前部３ａは、ピストンリング８によりワンタッチに接続を可能としている。プランジャチップ４とプランジャロッド前部３ａは、冷却水室１２を形成している。冷却水を、冷却水供給路１３から冷却水室１２に供給し、冷却水排水路１４から排出するように構成している。この冷却水室１２から冷却水が漏洩することを防止するために、プランジャロッド前部３ａにＯリング７を設置している。

なお、冷却水はプランジャチップ４を冷却し、このプランジャチップ４の冷却に伴いキャビティ２９に圧入した溶湯ｍを冷却するために使用している。また、プランジャチップ４は、スリーブ１７と接触して、摩耗等の劣化が特に激しい外周部に、交換可能なチップリング５及び後端チップリング５ｂを有している。

更に、ジョイント３ｂは、前後に分割したユニバーサルジョイントを採用し、プランジャチップ４の軸芯とピストンロッド３ｃの軸芯が自動的に調心できるように構成することが望ましい。また、ジョイント３ｂ及びピストンロッド３ｃの内部に、冷却水供給路１３と冷却水排出路１４を形成している。

このカップリング機構９は、連結及び連結解除が容易であり、且つ、プランジャロッド３の長手方向のスペースが小さい場合であっても、着脱を可能とする構造を有している。このカップリング機構９には、例えば、バヨネット構造や、ボールジョイント構造等を採用することができる。

なお、図１及び図２ではプランジャロッド３を３分割し、それぞれの連結部をカップリング機構９により行っているが、本発明はこの構成に限られるものではない。即ち、プランジャロッド３の分割数は、２つ又は４つ以上でもよく、カップリング機構９は、連結部の少なくとも１つに採用すればよい。

上記の構成により、プランジャチップ４の交換やプランジャロッド３のメンテナンス等の作業において、プランジャ装置２を分解することなく、プランジャ装置２側でこの作業を行うことが可能となる。そのため、プランジャチップ４の交換やメンテナンス等の作業を短時間に、且つ、安全性の高い状態で行うことができる。

図３にカップリング機構９の１例として、バヨネット構造を採用した連結部を示す。バヨネット構造は、雄側に複数の羽部１０を有し、雌側に羽部１０に対応した複数の孔部１１を有している。このバヨネット構造は、羽部１０と孔部１１の位置を合わせ、勘合した後に回転することで、雄雌を連結することができる。また、羽部１０にピン孔１５を設置してもよい。このピン孔１５は、カップリング機構９の連結時に、雌側から突出した位置決めピン（図示しない）が嵌合し、連結部が回転しないように構成している。

このバヨネット構造により、カップリング機構９の連結部分の長さが、従来の螺合によるネジ部１９に比べて短くなるため、プランジャ装置２側において、プランジャチップ４を取外すことができる。更に、連結部の長さが短くなったにも関わらず、連結の力は強くなっており、プランジャチップ４の連結が不意に解除するような事故を防止できる。

また、バヨネット構造により、例えば、軸芯以外の場所に冷却水や潤滑油等の流体を搬送する供給路２０を設けた場合であっても、この雄側と雌側における供給路２０の位置合わせが容易となる。なお、羽部１０の数は、図３に示す４枚以外でも、１枚から１０枚、又はそれ以上の枚数であってもよく、プランジャロッド３の直径等に応じて変更することができる。また、羽部１０の数により、カップリング機構９の連結及び連結解除の際に、連結部を回転する角度が決まる。例えば、羽部１０が４枚である場合は、軸の回転方向に４５°回転して連結及び連結解除を行う。

次に、本発明の実施の形態の鋳造装置１におけるプランジャチップ４の交換作業について説明する。図４に、鋳造装置１のスリーブ１７周辺の拡大図を示しており、プランジャチップ４が最も下がった位置（図４の右方向）にある際の様子を示している。

ここで、プランジャチップ４を交換する場合は、まず、プランジャチップ４を天井クレーン等の吊りベルト１８で支えながら回転させ、プランジャロッド前部３ａとジョイント３ｂの間のカップリング機構９の連結を解除する。その後、図５に示す様に、プランジャロッド前部３ａをプランジャチップ４と共に、軸の長手方向（図４の左方向）に引き抜き、鋳造装置１から取り出す。最後に、プランジャロッド前部３ａに新しいプランジャチップ４を接続し、元の位置に戻してプランジャチップ４の交換作業を完了する。

このとき、プランジャロッド前部３ａとプランジャチップ４を、軸の長手方向（図４の左方向）に引き抜くために必要な長さが、プランジャチップ４とスリーブ１７の間のスペースｄより小さくてすむため、プランジャ装置２側からプランジャチップ４を取外すことができる。

つまり、カップリング機構９は、従来のプランジャチップ４Ｘとプランジャロッド３Ｘを連結していたネジ部１９と比べて、長手方向に短く構成した連結機構でありながら、ネジ部１９と同等以上の連結強度を有している。このように、プランジャロッド３を分割し、その連結にカップリング機構９を採用することでプランジャチップ４の交換作業等を、プランジャ装置２側で行うことが可能な鋳造装置１を提供することができる。

以上、プランジャチップ４の交換作業に関して説明したが、同様に、プランジャロッド３を分解してメンテナンス等の他の作業も短時間で行うことができる。なお、プランジャチップ４の交換作業は、従来２〜３時間かかっていたものを、本発明により約５分程度まで短縮することができる。

１ 鋳造装置
２ プランジャ装置
３ プランジャロッド
３ａ プランジャロッド前部
３ｂ プランジャロッド中間部（ジョイント）
３ｃ プランジャロッド後端部（ピストンロッド）
４ プランジャチップ
９ カップリング機構

Claims (4)

1. プランジャロッドの先端にプランジャチップを設けたプランジャ装置を有する鋳造装置において、
   前記プランジャロッドを少なくとも３つの部品に分割し、プランジャロッド先端部とプランジャロッド中間部、又は前記プランジャロッド中間部とプランジャロッド後端部の少なくとも一方をカップリング機構により着脱可能に連結し、前記プランジャロッド先端部とプランジャチップとを、着脱可能に連結していることを特徴とする鋳造装置。
2. 前記プランジャロッド先端部と前記プランジャロッド中間部、及び前記プランジャロッド中間部と前記プランジャロッド後端部の双方とも前記カップリング機構により着脱可能に連結したことを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
3. 前記プランジャロッド中間部を前部と後部に分割し、且つユニバーサルジョイントにより連結していることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳造装置。
4. 前記カップリング機構をバヨネット構造としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の鋳造装置。

Images