JP2016124030A - 鋳造用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空ダイカスト法に使用する鋳造用金型において、キャビティ内の減圧時間を短縮でき、チルベントを大型化せずに溶湯の噴出を防止でき、鋳造サイクルを短くして、ダイカスト製品の製造効率をアップできるようにする。【解決手段】 波形状のガス抜き通路３が設けられているチルベント４と、このチルベント４と共に、キャビティ２内のガスを溶湯１の充填時に外部に導く排気路５と、溶湯１をキャビティ２に充填する直前に、排気路５を閉塞して余剰溶湯が外部に流出するのを防止するシャットオフバルブ１５を備えて形成する。この場合、本発明は、チルベント４を形成する固定チルブロック８と可動チルブロック９の型合わせ面に排気路５としての通路５１を形成し、シャットオフバルブ１５を、チルベント４を形成する何れか一方のチルブロックに設けるのが好ましい。【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳造用金型に関し、更に詳しくは真空ダイカスト法に使用する鋳造用金型に関するものである。

従来、この種の金型において、製造効率を高めるには、金型（キャビティの内圧）の減圧時間を短縮し、鋳造サイクルを短くする必要がある。
しかし、この種の金型は、射出時間が１〜２秒程度と、極めて短いのが通例である。従って、減圧時間を短くすると、スリーブ内や溶湯中のガスが、鋳造品に閉じ込められ易くなり、高強度、高品質の品物を得られにくくなる。

またこの種の問題を解消するために減圧時間を長くすると、金型（キャビティ）からの溶湯の噴出量が多くなり、また鋳造サイクルが長くなって製造効率が低下することになる。

而して、従来、キャビティからの溶湯の噴出を防止するため、金型にチルベントを設けることがある（例えば特許文献１を参照）。
チルベントは、固定チルブロックの型合わせ面と、可動チルブロックの型合わせ面に、波形状の隙間（ガス抜き通路）を形成し、この隙間にキャビティから流れ出る溶湯を導き、この隙間の抵抗を利用して金型から溶湯が噴出するのを防止するものである。

ところで、この種のチルベントを備えた金型において、ガスを完全に除去できるよう減圧時間を長くし、高強度、高品質の製品を得ようとすると、それに連れ溶湯の噴出量が増加するため、この場合は、例えばガス抜き通路を長く形成する必要がある。
しかし、そうすると、ガス抜き通路が長い分だけチルベントが大きくなり、ひいてはダイカストマシンの大型化、設置スペースの拡大化を招くことになる。またこの場合は、キャビティの減圧時間が長くなる分、鋳造サイクルが長くなって製造効率が低下する、という問題が生じる。

従って、この種の金型は、キャビティ内を効率良く迅速に排気でき、しかも溶湯の噴出を防止でき、ガスを含まない高強度、高品質の品物を、効率良く製造できるよう形成されているのが望ましい。

特開２０００−３０１３１３号公報

本発明は、このような従来の問題に鑑み、提案されたものである。
従って本発明の解決しようとする技術的課題は、真空ダイカスト法に使用する鋳造用金型において、キャビティ内の減圧時間を短縮でき、チルベントを大型化せずに溶湯の噴出を防止でき、鋳造サイクルを短くして、ダイカスト製品の製造効率をアップできるよう形成した鋳造用金型を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、次のような技術的手段を採る。
即ち本発明は、図１等に示されるように、真空ダイカスト法に用いる鋳造用金型であって、溶湯１が充填されるキャビティ２に連通する波形状のガス抜き通路３が設けられているチルベント４と、このチルベント４と共に、キャビティ２内のガスを溶湯１の充填時に外部に導く排気路５と、溶湯１がキャビティ２に充填される直前に、排気路５を閉塞して余剰溶湯が外部に流出するのを防止するシャットオフバルブ１５を備えて形成されていることを特徴とする（請求項１）。

而して、本発明の場合、チルベント４を形成する固定チルブロック８と可動チルブロック９の型合わせ面に排気路５としての通路５１が形成され、シャットオフバルブ１５が、チルベント４を形成する何れか一方のチルブロックに設けられているのが好ましい（請求項２）。
なぜならこれによると、キャビティ２からの排気をチルベント４を形成するチルブロックにまとめることができ、ガスの流れを整然化でき、その分、金型のコンパクト化、省スペース化を図ることができるからである。

また本発明は、排気路５としての通路５１に浸入して来た溶湯を通路５１の箇所で止めるシャットオフバルブ１５の弁体部分１５ｂが、交換自在に形成されているのが好ましい（請求項３）。
なぜならこの場合は、摩耗する弁体部分１５ｂだけの交換で済み、シャットオフバルブ１５の全体を交換する場合に比べ、ランニングコストを低減できるからである。弁体部分１５ｂの交換は、例えば弁体部分１５ｂをシャットオフバルブ１５のバルブ本体１５ａに螺合可能に形成することで実現される。

本発明の金型は、このようにキャビティに連通する波形状のガス抜き通路が設けられているチルベントと、このチルベントと共に、キャビティ内のガスを溶湯の充填時に外部に導く排気路と、溶湯がキャビティに充填される直前に、排気路を閉塞して余剰溶湯が外部に流出するのを防止するシャットオフバルブを備えて形成されている。

従って、本発明の場合は、キャビティ内のガスを、チルベントのガス抜き通路と共に、シャットオフバルブを備えた排気路を介して迅速に且つ効率良く排気できる。
そのため、本発明によれば、溶湯を射出、充填する際に、キャビティの減圧に要する時間を短縮でき、鋳造サイクルを短くでき、その分、製造効率をアップできる。

また本発明の金型は、キャビティ内のガスを、排気路を介して迅速に、且つ一気に排気できる。
従って、これによれば、チルベントを大型化することなく、溶湯の噴出を防止できる。

本発明金型の好適な一実施形態を示す要部縦断面図である。 Ａは可動チルブロックの要部正面図、Ｂは固定チルブロックの要部正面図である。 同上金型の要部平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 シャットオフバルブの作用を説明するための要部縦断面図である。 シャットオフバルブの作用を説明するための要部縦断面図である。 離型時の鋳造品の要部正面図である。 シャットオフバルブの他の駆動形態を示す要部側面図である。 シャットオフバルブの更に他の駆動形態を示す要部側面図である。

以下、本発明を実施するための好適な一実施形態を添付図面に従って説明する。
本発明は、真空ダイカスト法に用いる鋳造用金型であり、溶湯１が充填されるキャビティ２に連通する波形状のガス抜き通路３が設けられているチルベント４と、このチルベント４と共に、キャビティ２内のガスを溶湯１の充填時に外部に導く排気路５を備えて形成されている。

キャビティ２は、固定金型６と可動金型７の型合せ面に形成されている。またチルベント４は、固定金型６に取り付けられる固定チルブロック８と、可動金型７に取り付けられる可動チルブロック９とで形成されている。ガス抜き通路３（図１、図４参照）は、図２に示されるように、固定チルブロック８の型合わせ面の凹段差状の波形部８１と、可動チルブロック９の型合わせ面の凸段差状の波形部９１が型合わせ時に作る波形状の隙間で形成されている。

また排気路５は、図５等に示されるように、この実施形態では固定チルブロック８の型合せ面の横断面半円形の縦溝８ａが可動チルブロック９の型合わせ面と作る通路５１と、この通路５１と連通する外部配管５２とで形成されている。上記の縦溝８ａには、後述するシャットオフバルブ１５の先端の弁体部分１５ｂが密着する凹み状の受け部８ｂが形成されている。また外部配管５２は、キャビティ２を排気する吸引装置としての真空ポンプ１０（図１参照）に接続されている。

吸引装置としての真空ポンプ１０は、図１に示されるように、真空タンク１１に接続され、真空タンク１１は真空ポンプ１０によって減圧される。そして、真空タンク１１は、外部配管５２、通路５１を介してキャビティ２に連通状に接続されている。また外部配管５２は、この実施形態では適宜位置が分岐され、チルベント４のガス抜き通路３の出口側に連通状に接続されている。なお、図１において、１２はメタルトラップ、１３は真空開閉弁、１４は真空計である。

また本発明は、図１等に示されるように、溶湯１がキャビティ２に充填される直前に、排気路５を閉塞して余剰溶湯が外部に流出するのを防止するシャットオフバルブ１５を備えて形成されている。溶湯１の射出時間は、上記の通り、極めて短時間（１〜２秒程度）である。従って、ここで、溶湯１がキャビティ２に充填される直前に、とは、溶湯１がキャビティ２に充填された後、排気路５としての通路５１に溶湯１が到達する直前に、ということを意味する。

シャットオフバルブ１５は、ピン状のバルブ本体１５ａと、このバルブ本体１５ａに螺合されて交換自在に連結されている先端の弁体部分１５ｂとで形成されている。
なお、本発明は、弁体部分１５ｂを、製品の鋳造時に製品と一緒に作ることができるよう、溶湯１の充填路等に、弁体部分１５ｂ用の成型部が形成されているのが好ましい。

またシャットオフバルブ１５は、この実施形態では可動チルブロック９の横孔９ａに摺動自在に設けられている。また１６は、シャットオフバルブ１５のバルブ本体１５ａに外装されているコイルバネであり、１７はシャットオフバルブ１５を前進させるアクチュエータとしてのシリンダーである。このシリンダー１７のロッド１７ａには、下方に向かって先細り状の楔状部１８が連結されている。

楔状部１８は、図６、図７に示されるように、ロッド１７ａが延伸すると、コイルバネ１６の弾発力に抗してバルブ本体１５ａの基端１５ｃを押し、シャットオフバルブ１５を徐々に前進させて弁体部分１５ｂを受け部８ｂに押し付け、通路５１を閉塞するものである。

なお、図１において、１９は溶湯１を加圧する射出プランジャであり、２０はこの射出プランジャ１９が摺動するスリーブである。本発明の金型は、スリーブ２０の所定位置に、アルミニウムや亜鉛等の溶湯１の注入口２１が形成されている。

また２２は、離型時に鋳造品２３（図８参照）を突き出すための押し出しピンである。本発明の場合、鋳造品２３には、チルベント４のガス抜き通路３に浸入した溶湯１の凝固部分２３ａ（図８参照）や、シャットオフバルブ１５の弁体部分１５ｂで遮断された通路５１の部分に浸入して凝固した部分２３ｂ等がバリとして成型されている。

次に、本発明金型の作用を説明する。
先ず溶湯１が注入口２１からスリーブ２０内に給湯され、次に射出プランジャ１９が前進して溶湯１を加圧する。

そして、射出プランジャ１９が注入口２１を塞ぐと、真空ポンプ１０で減圧されている真空タンク１１の作用で、キャビティ２内のガスが、通路５１と、チルベント４のガス抜き通路３を介して急速に排気され、キャビティ２内が減圧される。溶湯１は、これによりキャビティ２内にくまなく充填される。

その後、アクチュエータとしてのシリンダー１７が駆動し、ロッド１７ａが延伸する。すると、楔状部１８が、コイルバネ１６の弾発力に抗してピン状のバルブ本体１５ａの基端１５ｃを押し、バルブ本体１５ａを前進させて先端の弁体部分１５ｂを受け部８ｂに押し付け、通路５１を閉塞する。

この結果、通路５１に流入した余剰溶湯の流れが、シャットオフバルブ１５の弁体部分１５ｂの位置で止められる。またチルベント４のガス抜き通路３に流入した余剰溶湯は、このガス抜き通路３の波形の凹凸部分が抵抗となってガス抜き通路３内で急冷凝固され、噴出が防止される。

そして、溶湯１の射出、凝固が完了すると、シリンダー１７のロッド１７ａが収縮する。すると、このロッド１７ａと一緒に楔状部１８が上昇し、バルブ本体１５ａの押圧状態が解かれる。この結果、シャットオフバルブ１５が、コイルバネ１６の復元力で復帰し、通路５１が開かれる。

本発明の金型は、このように構成されているから、キャビティ２内のガスが通路５１を介して一気に引かれてキャビティ２内が減圧される。また余剰溶湯は、チルベント４のガス抜き通路３において凝固し、噴出が防止される。
従って、本発明によると、キャビティ２内を短時間で減圧でき、チルベント４を大型化することなく溶湯１の噴出を防止でき、鋳造サイクルを短くできる分、製造効率をアップできる。

以上の処において、本発明の場合、上記のシャットオフバルブ１５の駆動は、図９、図１０に示されるように形成されるのでも良く、上例には限られない。

図９に示される実施形態は、アクチュエータとしてのシリンダー１７のロッド１７ａに、ロッド１７ａの上下方向の動きを横方向の動きに変換するリンク部材２４が接続されている。この実施形態の場合は、ロッド１７ａが延伸すると、リンク部材２４が横方向に移動し、バルブ本体１５ａの基端１５ｃを押し、通路５１を弁体部分１５ｂが閉塞するものである。なお、２５はカップリング、２６は筒状の押さえ部材、２７はカラーである。

また図１０の実施形態は、レバー２８を利用してシャットオフバルブ１５を制御する構造である。レバー２８の下端は、軸２９を介して金型の所定位置に回動可能に取り付けられている。そして、レバー２８の上端は、シリンダー１７のロッド１７ａに取り付けられている。

而して、この実施形態の場合は、ロッド１７ａが延伸すると、レバー２８が傾動し、レバー２８の下端近傍の膨出部２８ａが、コイルバネ１６の弾発力に抗してバルブ本体１５ａの基端１５ｃを押す。その結果、バルブ本体１５ａが前進し、弁体部分１５ｂが通路５１を閉塞するものである。

１ 溶湯
２ キャビティ
３ ガス抜き通路
４ チルベント
５ 排気路
１５ シャットオフバルブ

Claims (3)

1. 真空ダイカスト法に用いる鋳造用金型であって、溶湯が充填されるキャビティに連通する波形状のガス抜き通路が設けられているチルベントと、このチルベントと共に、キャビティ内のガスを溶湯の充填時に外部に導く排気路と、溶湯がキャビティに充填される直前に、排気路を閉塞して余剰溶湯が外部に流出するのを防止するシャットオフバルブを備えて形成されていることを特徴とする鋳造用金型。
2. 請求項１記載の鋳造用金型であって、チルベントを形成する固定チルブロックと可動チルブロックの型合わせ面に排気路としての通路が形成され、シャットオフバルブが、チルベントを形成する何れか一方のチルブロックに設けられていることを特徴とする鋳造用金型。
3. 請求項２記載の鋳造用金型であって、排気路としての通路に浸入して来た溶湯を通路の箇所で止めるシャットオフバルブの弁体部分が、交換自在に形成されていることを特徴とする鋳造用金型。

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