JP2019018242A - ダイカスト成形機およびダイカスト成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制しつつ、射出スリーブに投入される半凝固金属から熱が奪われることを抑制することが可能なダイカスト成形機を提供する。【解決手段】このダイカスト成形機１００は、固定型１ａおよび移動型１ｂを含む金型１０５と、固定型１ａに取り付けられた筒形状の射出スリーブ２３と、移動型１ｂを固定型１ａに対して移動させて金型１０５の型締めを行う移動タイプレート駆動機構１０３と、型開き状態にある固定型１ａと移動型１ｂとの間に配置された筒形状の容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３内に押し出して投入するエアシリンダ３と、型締め状態にある金型にエアシリンダ３により射出スリーブ２３内に投入された半凝固金属Ｍを射出するプランジャ２１と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、ダイカスト成形機およびダイカスト成形方法に関し、特に、半凝固金属を射出して成形品を成形するダイカスト成形機およびダイカスト成形方法に関する。

従来、半凝固スラリー状合金（半凝固金属）を射出して成形品を成形するダイカストマシンが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、固定金型および可動金型を含む金型と、固定金型に取り付けられたスリーブと、スリーブ内に投入された半凝固スラリー状合金を金型内に射出するためのプランジャとを備えるダイカストマシンが開示されている。なお、半凝固スラリー状合金は、半凝固スラリー形成用カップ（容器）から金型の外で取り出された後、ロボットチャックに直接保持されて、型開き状態の固定金型と移動金型との間から、スリーブ内に投入される。プランジャは、スリーブ内に投入された半溶融金属を、型締め後に、金型内に射出する。

特開２００６−２３９７０８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたダイカストマシンでは、半凝固スラリー状合金（半凝固金属）をスリーブに投入する際に、半凝固スラリー状合金がロボットチャックに直接保持されることから、半凝固スラリー状合金の形状が崩れてしまうとともに、半凝固スラリー状合金の熱がロボットチャックに奪われてしまうという問題点がある。なお、半凝固スラリー状合金の形状が崩れると、射出時において半凝固スラリー状合金に空気が巻き込まれやすくなるため好ましくない。また、半凝固スラリー状合金の熱がロボットチャックに奪われると、半凝固スラリー状合金の流動性が低下して充填不良が生じやすくなるため好ましくない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制しつつ、射出スリーブに投入される半凝固金属から熱が奪われることを抑制することが可能なダイカスト成形機およびダイカスト成形方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この第１の発明によるダイカスト成形機は、固定型および移動型を含む金型と、固定型に取り付けられた筒形状の射出スリーブと、移動型を固定型に対して移動させて金型の型締めを行う型締機構と、型開き状態にある固定型と移動型との間に配置された筒形状の容器内の半凝固金属を射出スリーブ内に押し出して投入する押出機構と、型締め状態にある金型に押出機構により射出スリーブ内に投入された半凝固金属を射出するプランジャと、を備える。

このダイカスト成形機は、上記のように、型開き状態において、固定型と移動型との間に配置された筒形状の容器内の半凝固金属を射出スリーブ内に押し出して投入する押出機構を設ける。これにより、押出機構によって固定型と移動型との間に配置された容器内の半凝固金属を押し出して直接射出スリーブに投入することができる。その結果、従来のようにロボットチャックなどにより半凝固金属を直接保持する必要がないため、射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制することができる。また、半凝固金属が容器に収容された状態を維持しながら固定型と移動型との間に配置され、押出機構により押し出されて射出スリーブに直接投入されるので、一旦、半凝固金属が容器から出されてロボットチャックに把持される場合と比較して、射出スリーブに投入される半凝固金属から熱が奪われることを抑制することができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、押出機構は、移動型に設けられ、移動型の移動方向から見て、射出スリーブと重なる位置に配置されている。このように構成すれば、射出スリーブが固定型に設けられるとともに、押出機構が移動型に設けられることにより、射出スリーブと押出機構との間に容器が配置されるので、押出機構により、射出スリーブに向けて容器内の半凝固金属を、容易に押し出すことができる。また、移動型の移動方向から見て、押出機構が射出スリーブと重なる位置に配置されるので、押出機構から射出スリーブに向けて真っ直ぐに半凝固金属を押すことができる。その結果、射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制することができる。

この場合において、好ましくは、移動型に設けられた押出機構は、型締機構により移動型とともに固定型側に移動されることにより、容器内の半凝固金属を押し出すように構成されている。このように構成すれば、ダイカスト成形機の型締動作を利用して半凝固金属を容器から押し出すことができるので、大きな外力により半凝固金属を押すことができる。その結果、容器に密着した半凝固金属を容易に剥がすことができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、押出機構は、容器内の半凝固金属に接触して半凝固金属を押し出す押圧部と、移動型の移動方向に押圧部を移動させる本体部とを含む。このように構成すれば、半凝固金属を射出スリーブに投入する際に、半凝固金属に直接接する部分と、接触しない部分とを分けることができる。このため、半凝固金属を射出スリーブに投入する際に、本体部が高温の半凝固金属に直接さらされるのを防止することができる。

この場合において、好ましくは、移動型には、本体部が配置される空間部と、移動型の固定型側の端部と空間部とを連通する貫通穴とが設けられており、押圧部は、貫通穴を塞ぐように、貫通穴に通されている。このように構成すれば、押圧部により貫通穴が塞がれるので、射出時において、貫通穴を介して空間部に半凝固金属が到達することを防止することができる。これにより、射出時において、本体部が高温の半凝固金属に直接さらされるのを防止することができる。

上記押出機構が押圧部と本体部とを含む構成において、好ましくは、押出機構は、型締機構により移動型とともに固定型側に移動されることにより、容器内の半凝固金属を押圧することによって、容器から半凝固金属を剥がした後、本体部により半凝固金属を押し出して、射出スリーブ内に半凝固金属を投入するように構成されている。ここで、一般的に、半凝固金属は、容器に対して強固に密着している。このため、半凝固金属を容器から出すためには、はじめに半凝固金属を容器から剥がすことが必要となり、比較的に大きな外力（押圧力）が必要となる。そこで、上記のように構成すれば、ダイカスト成形機の型締動作を利用して半凝固金属を容器から容易に剥がすことができるとともに、機械的に大きな外力を発揮することができない押出機構であったとしても、容器内から半凝固金属を確実に押し出して射出スリーブに投入することができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、押出機構は、エアシリンダを含む。このように構成すれば、電動式や油圧式の押出機構と比較して、エアシリンダにより、高温環境下で安定した性能を発揮することができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、押出機構は、射出スリーブ内の固定型の分割面近傍に半凝固金属を押し出すように構成されている。このように構成すれば、キャビティに近い位置に半凝固金属を配置することができるので、プランジャにより射出する際に、比較的短い距離を押し出して半凝固金属をキャビティに導入することができる。その結果、プランジャのかじり（焼き付き）を抑制することができるとともに、半凝固金属がスリーブ内を移動される際の空気の巻込みを抑制することができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、固定型が取り付けられる固定ダイプレートをさらに備え、プランジャの移動型側の先端部は、射出のために移動を開始する際に、固定ダイプレートの内側に配置されている。このように構成すれば、プランジャを固定ダイプレートの外側（金型から離間する側）に配置する場合と比較して、射出のためのプランジャの移動距離を短くすることができる。その結果、射出時間を短縮することができるので、成形サイクルを短縮することができる。

上記のダイカスト成形機において、好ましくは、押出機構は、容器の一方開口部に配置され、半凝固金属の凝固した底部を押圧することにより、容器内の底部を含む半凝固金属を押し出すように構成されており、移動型には、金型の湯道とは異なる位置で、移動型の移動方向から見て、射出スリーブと重なる位置に、プランジャにより射出された底部を格納する凹部が設けられている。このように構成すれば、プランジャによって半凝固金属が金型内に押し出される射出時において、移動型の移動方向から見て、湯道とは異なる位置で、射出スリーブと重なる位置に設けられる凹部に半凝固金属の底部を格納することができる。その結果、底部を湯道から逸れた凹部内に置くことができるので、底部が湯道を塞ぐこと、および、底部が湯道を通る半凝固金属の流れを妨げることを抑制することができる。

この第２の発明によるダイカスト成形方法は、半凝固金属が収容された筒形状の容器を保持する搬送装置を用いて、固定型と移動型との間に容器を配置する工程と、移動型に設けられた押出機構を用いて、固定型と移動型との間に配置された容器内の半凝固金属を射出スリーブ内に押し出す工程と、移動型と、押出機構により押し出されて射出スリーブ内に半凝固金属が投入された固定型とを型締めする工程と、プランジャを用いて、射出スリーブ内に押し出された半凝固金属を型締めされた金型内に射出する工程とを備える。

このダイカスト成形方法は、上記のように、移動型に設けられた押出機構を用いて、固定型と移動型との間に配置された筒形状の容器内の半凝固金属を射出スリーブ内に押し出す。これにより、押出機構によって固定型と移動型との間に配置された容器内の半凝固金属を押し出して直接射出スリーブに投入することができる。その結果、従来のようにロボットチャックなどにより半凝固金属を直接保持する必要がないため、射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制することが可能なダイカスト成形方法を得ることができる。また、半凝固金属が容器に収容された状態を維持しながら固定型と移動型との間に配置され、押出機構により押し出されて射出スリーブに直接投入されるので、一旦、半凝固金属が容器から出されてロボットチャックに把持される場合と比較して、射出スリーブに投入される半凝固金属から熱が奪われることを抑制することが可能なダイカスト成形方法を得ることができる。

本発明によれば、上記のように、射出スリーブに投入される半凝固金属の形状が崩れることを抑制しつつ、射出スリーブに投入される半凝固金属から熱が奪われることを抑制することができる。

一実施形態によるダイカスト成形機の全体構成を示した模式図である。 半凝固金属が収容される容器について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第１工程について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第２工程について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第３工程について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第４工程について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第５工程について説明するための図である。 一実施形態による第１成形方法の第６工程について説明するための図である。 一実施形態による第２成形方法の第１工程について説明するための図である。 一実施形態による第２成形方法の第２工程について説明するための図である。 一実施形態による第２成形方法の第３工程について説明するための図である。 一実施形態による第３成形方法の第１工程について説明するための図である。 一実施形態による第３成形方法の第２工程について説明するための図である。 一実施形態による第３成形方法の第３工程について説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［実施形態］
図１〜図１４を参照して、一実施形態によるダイカスト成形機１００の構成について説明する。

（ダイカスト成形機の構成）
図１に示すように、ダイカスト成形機１００は、固定ダイプレート１０１と、移動ダイプレート１０２と、移動ダイプレート駆動機構１０３と、ダイカスト成形用射出装置１０４と、固定型１ａおよび移動型１ｂを含む金型１０５とを備えている。ダイカスト成形機１００は、型締め状態の金型１０５内に、ダイカスト成形用射出装置１０４により半凝固金属Ｍを射出して成形品Ｍ０（図８参照）を形成するための装置である。また、移動ダイプレート駆動機構１０３は、特許請求の範囲の「型締機構」の一例である。

なお、各図においては、移動型１ｂの移動方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向のうち固定ダイプレート１０１から移動ダイプレート１０２に向かう方向をＸ１方向押し、その反対方向をＸ２方向とする。また、上下方向をＺ方向とする。

固定型１ａは、固定ダイプレート１０１に取り付けられ、固定されている。移動型１ｂは、固定ダイプレート１０１のＸ１方向側に設けられる移動ダイプレート１０２に取り付けられ、固定されている。固定ダイプレート１０１は、固定されており、移動ダイプレート１０２は、移動ダイプレート駆動機構１０３によりＸ２方向またはＸ１方向に移動可能に構成されている。また、ダイカスト成形機１００には、移動ダイプレート１０２の移動をガイドするための複数のタイバー１０６が設けられている。タイバー１０６は、Ｘ方向に延びる棒形状を有しており、移動ダイプレート１０２に挿通されている。移動型１ｂは、タイバー１０６に沿った移動ダイプレート１０２のＸ方向への移動に伴って、固定型１ａに対して接近または離れるように構成されている。

移動ダイプレート駆動機構１０３によって固定型１ａに対して移動型１ｂを接近させて型締めすることにより、金型１０５内には、ダイカスト製品（成形品）を成形するためのキャビティ（空洞部分）１ｃ（図７参照）が形成される。固定型１ａには、キャビティ１ｃに通じており、半凝固金属Ｍの流通通路となる湯道１ｄ（図８参照）が設けられている。湯道１ｄは、固定型１ａの移動型１ｂとの合わせ面（分割面）に沿って設けられている。また、湯道１ｄは、後述する射出スリーブ２３に連通している。なお、半凝固金属Ｍとは、固相と液相とが混在した相状態の金属である。

ダイカスト成形用射出装置１０４は、ダイカスト成形機１００に固定され、型締めされた状態の金型１０５内に半凝固金属Ｍを射出するための装置である。ダイカスト成形用射出装置１０４は、プランジャ２１と、駆動ユニット２２と、射出スリーブ２３とを備えている。

射出スリーブ２３は、固定型１ａに取り付けられており、円筒形状を有している。射出スリーブ２３の内周面には、プランジャ２１の先端部（プランジャチップ）２１ａの外周面が嵌合されている。また、プランジャ２１は、Ｘ２方向端部が駆動ユニット２２に接続されている。また、プランジャ２１は、射出スリーブ２３内に投入された半凝固金属Ｍを、金型１０５内に射出するように構成されている。駆動ユニット２２は、プランジャ２１を射出スリーブ２３内においてＸ方向に進退移動させるように構成されている。駆動ユニット２２は、たとえば、油圧回路２２ａによって駆動される油圧シリンダである。なお、エアシリンダ３は、特許請求の範囲の「押出機構」の一例である。

プランジャ２１の移動型１ｂ側（Ｘ１方向側）の先端部２１ａは、射出のために移動を開始する際に、固定ダイプレート１０１の内側に配置されている。すなわち、Ｘ方向において、先端部２１ａは、少なくとも、固定ダイプレート１０１のＸ２方向端面よりもＸ１方向側に配置されている。射出スリーブ２３は、湯道１ｄを介して、金型１０５内に形成されるキャビティ１ｃと連通している。

ここで、図１を参照して、ダイカスト成形用射出装置１０４によるダイカスト成形方法の工程の一例について簡単に説明する。

まず、搬送用ロボットＴにより、半凝固金属Ｍが収納された容器Ｃが搬送用ロボットＴに把持された状態で、型開き状態の固定型１ａと移動型１ｂとの間の所定位置に配置される。次に、移動型１ｂに設けられる後述するエアシリンダ３により、容器Ｃから半凝固金属Ｍが押し出されて、射出スリーブ２３内に半凝固金属Ｍが投入される。なお、搬送用ロボットＴは、特許請求の範囲の「搬送装置」の一例である。

次に、空の容器Ｃを把持する搬送用ロボットＴが退避する。次に、移動ダイプレート駆動機構１０３により、金型１０５が型締めされる。最後に、プランジャ２１が固定型１ａ（湯道１ｄ）に向けて前進（Ｘ１方向に移動）することにより、半凝固金属Ｍが湯道１ｄを介してキャビティ１ｃ内に射出される。なお、ダイカスト成形方法の工程の詳細については後述する。

図２に示すように、容器Ｃは、両端部が開口した円筒形状で、一方開口部Ｃ１から他方開口部Ｃ２に向けて内径および外形が拡がるテーパ形状（逆テーパ形状）を有している。すなわち、一方開口部Ｃ１の内径ｄ１は、他方開口部Ｃ２の内径ｄ２よりも小さい（ｄ２＞ｄ１）。また、容器Ｃの他方開口部Ｃ２近傍の外側面には、一方開口部Ｃ１と他方開口部Ｃ２とが並ぶ方向の所定範囲において外径の大きさが変わらない非テーパ形状部Ｃ３が設けられている。非テーパ形状部Ｃ３は、搬送用ロボットＴに把持される部分である。

搬送用ロボットＴは、容器Ｃを把持する把持部Ｔ１と、把持部Ｔ１が先端に設けられるロボットアーム部Ｔ２とを備えている。搬送用ロボットＴは、把持部Ｔ１により把持した容器Ｃを、ロボットアーム部Ｔ２により、固定型１ａと移動型１ｂとの間で、かつ、Ｘ方向において、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２が射出スリーブ２３のＸ１方向端部に対向する位置に配置するように構成されている。なお、容器ＣのＸ方向の位置決めは、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２を、固定型１ａの平坦な分割面１０ａに突き当てる（当接させる）ことにより行われる。この際、搬送用ロボットＴは、射出スリーブ２３の中心軸線αに容器Ｃの中心軸線が略一致するように容器Ｃを配置する。また、搬送用ロボットＴは、空の容器Ｃを固定型１ａと移動型１ｂとの間から退避させるように構成されている。

ここで、図２を参照して、容器Ｃに収容される半凝固金属Ｍの製造（ダイカスト成形前の準備）について簡単に説明する。

まず、容器Ｃの一方開口部Ｃ１が冷却設置台Ｓに接触するように、空の容器Ｃが冷却設置台Ｓ上に設置される。冷却設置台Ｓは、水などの冷媒が循環される冷媒通路Ｓ１を内部に有している。次に、空の容器Ｃに予め製造された半凝固金属Ｍがラドル（図示せず）などにより流し込まれる。

次に、冷却設置台Ｓにより、容器Ｃの冷却設置台Ｓ近傍に収納された一部の半凝固金属Ｍが凝固されて、固体状の底部（凝固金属）Ｍ１が形成される。この際、底部Ｍ１以外の半凝固金属Ｍが凝固しないように、電磁撹拌装置（図示せず）などを用いて、容器Ｃ内を撹拌してもよい。なお、本実施形態の説明では、便宜上、容器Ｃに収納された半凝固状態の金属部分Ｍ２と、容器Ｃに収納された固体状の金属部分（凝固部分）である底部Ｍ１とを合わせて、半凝固金属Ｍと記す。

（金型の詳細な構成）
次に、図１を参照して金型１０５の詳細な構成について説明する。

移動型１ｂには、エアシリンダ３が設けられている。

エアシリンダ３は、型開き状態において、固定型１ａと移動型１ｂとの間の所定位置に配置された筒形状の容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３内に押し出して投入するように構成されている。エアシリンダ３は、移動型１ｂに設けられ、移動型１ｂの移動方向（Ｘ方向）から見て、射出スリーブ２３と重なる位置に配置されている。

エアシリンダ３は、容器Ｃ内の底部Ｍ１に接触して半凝固金属Ｍを押し出す押圧部３１と、移動型１ｂの移動方向（Ｘ方向）に押圧部３１を移動させる本体部（エアシリンダ本体部）３２とを含んでいる。また、移動型１ｂには、本体部３２が内側に配置される空間部３３と、移動型１ｂの固定型１ａ側の端部（後述する平坦面３５ａ）と空間部３３とを連通する貫通穴３４とが設けられている。

空間部３３は、移動型１ｂのＸ１方向端面からＸ２方向へ向けて凹状に窪むように形成された部分である。また、空間部３３は、移動型１ｂの移動方向（Ｘ方向）から見て、射出スリーブ２３と重なる位置に配置されている。また、空間部３３は、本体部３２を収納可能な大きさのスペースを有している。貫通穴３４は、空間部３３のＸ２方向端部からＸ２方向に延びており、移動型１ｂを貫通している。貫通穴３４は、Ｘ方向に直交する縦断面が円形状を有している。

移動型１ｂには、金型１０５の湯道１ｄとは異なる位置で、移動型１ｂの移動方向（Ｘ方向）から見て、射出スリーブ２３と重なる位置に、凹部３５が設けられている。凹部３５は、射出スリーブ２３の中心軸線上に配置されている。また、凹部３５は、Ｘ方向に直交し、貫通穴３４のＸ２方向端部が接続される平坦面３５ａと、平坦面３５ａの周縁部からＸ２方向に延びる傾斜面３５ｂとを有している。つまり、凹部３５の底面である平坦面３５ａには、貫通穴３４が開口している。傾斜面３５ｂは、平坦面３５ａからＸ２方向に向かうにつれて拡がるテーパ形状を有している。凹部３５は、プランジャ２１により射出された底部Ｍ１を、平坦面３５ａおよび傾斜面３５ｂにより囲まれた所定領域に格納するように構成されている。

押圧部３１は、Ｘ方向に延びる直径ｄ３（図３参照）の丸棒形状の部材である。直径ｄ３は、容器Ｃの一方開口部Ｃ１の内径ｄ１（図２参照）よりも小さい（ｄ１＞ｄ３）。また、押圧部３１は、Ｘ１方向端部が本体部３２に接続されており、Ｘ２方向端部が自由端である。また、押圧部３１の中心軸線は、射出スリーブ２３の中心軸線αと略一致している。また、押圧部３１の外周面は、貫通穴３４の内周面に嵌合している。また、押圧部３１は、移動型１ｂに対して摺動してＸ方向に進退可能なように貫通穴３４に嵌合している。

押圧部３１と貫通穴３４とは、押圧部３１の外周面と貫通穴３４の内周面との間に半凝固金属Ｍが侵入することがない程度の精度により嵌合されている。すなわち、押圧部３１は、貫通穴３４を塞ぐように貫通穴３４に通されている。要するに、押圧部３１および貫通穴３４は、成形品を取り出す際に使用される突き出しピン（図示せず）および突き出しピンの配置穴（図示せず）と同様の構成を有している。

押圧部３１は、本体部３２により、移動型１ｂに対する前進限界位置Ｆと、移動型１ｂに対する後退限界位置Ｂとの間で水平方向（Ｘ方向）に移動される。

後退限界位置Ｂは、移動型１ｂに対して押圧部３１が最もＸ１方向に移動された位置であり、押圧部３１のＸ２方向端部が、凹部３５の平坦面３５ａと略面一になる位置（略同一平面上に配置される位置）である。前進限界位置Ｆは、移動型１ｂに対して押圧部３１が最もＸ２方向に移動されて移動型１ｂから最も突き出した位置である。この際、前進限界位置Ｆでの押圧部３１の移動型１ｂからＸ２方向への突出量は、少なくとも、容器Ｃの長さ（一方開口部Ｃ１と他方開口部Ｃ２との間の距離Ｄ）（図２参照）よりも大きい。

押圧部３１（エアシリンダ３）は、型開き状態で、移動型１ｂと固定型１ａとの間に配置された容器Ｃの一方開口部Ｃ１（図２参照）に配置された底部Ｍ１をＸ１方向側からＸ２方向に押圧するように構成されている。これにより、押圧部３１（エアシリンダ３）は、容器Ｃ内の底部Ｍ１を含む半凝固金属Ｍを押し出す（容器Ｃを空にする）ように構成されている。その結果、射出スリーブ２３に、半凝固金属Ｍが投入される。

押圧部３１（エアシリンダ３）は、射出スリーブ２３内の固定型１ａの分割面１０ａ近傍に半凝固金属Ｍを押し出して投入するように構成されている。すなわち、押圧部３１（エアシリンダ３）は、前進限界位置Ｆ（Ｘ方向において、容器Ｃが配置される範囲を越える位置）まで半凝固金属Ｍを押し出して投入するように構成されている。

（ダイカスト成形方法の工程）
次に、図３〜図１４を参照して、ダイカスト成形機１００によるダイカスト成形方法の工程について説明する。ダイカスト成形方法には第１成形方法、第２成形方法、第３成形方法の３つがある。以下、第１〜第３成形方法について順に説明する。

＜第１成形方法＞
図３〜図８を参照して、第１成形方法の工程を第１〜第６工程の６つの工程に分けて説明する。６つの工程は、第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程の順に行われる。

［第１工程］
図３に示す第１工程は、型開き状態において、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃを固定型１ａと移動型１ｂとの間の所定位置に配置する工程である。詳細には、第１工程では、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃが、搬送用ロボットＴの把持部Ｔ１により把持されて、搬送用ロボットＴのロボットアーム部Ｔ２により射出スリーブ２３の中心軸線α上に配置される。この際、容器Ｃの小径側の一方開口部Ｃ１（図２参照）は、押圧部３１から離間した状態で、押圧部３１のＸ２方向側に配置される。また、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２（図２参照）は、固定型１ａに当接状態で配置される。また、他方開口部Ｃ２は、射出スリーブ２３のＸ１方向側に、射出スリーブ２３と対向するように配置される。

[第２工程]
図４に示す第２工程は、エアシリンダ３により半凝固金属Ｍを容器Ｃから押し出して、半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３に投入する工程である。詳細には、第２工程では、押圧部３１がＸ２方向に前進し、容器Ｃ内に進入して前進限界位置Ｆまで移動することにより、容器Ｃから半凝固金属Ｍが押し出される。押圧部３１により押し出された半凝固金属Ｍは、射出スリーブ２３上に投入される。この際、底部Ｍ１（凝固金属）は、半凝固金属ＭのＸ１方向端部（射出方向の前方）に配置されている。なお、半凝固金属Ｍが容器Ｃに密着しているため、エアシリンダ３は、押圧部３１が半凝固金属Ｍを最初に移動させる際に、比較的大きな力により、半凝固金属Ｍを容器Ｃから剥がす必要がある。このため、本体部３２（エアシリンダ３）が必要な力を発揮して押圧部３１を介して底部Ｍ１を押圧する。

[第３工程]
図５に示す第３工程では、空の容器Ｃ内に配置されている押圧部３１が、容器Ｃから引き抜かれる。そして、押圧部３１が後退限界位置Ｂまで移動されて、押圧部３１のＸ２方向端部と、凹部３５の平坦面３５ａとが略面一になる（略同一平面上に配置される）。

[第４工程]
図６に示す第４工程では、搬送用ロボットＴの把持部Ｔ１に把持される空の容器Ｃが、搬送用ロボットＴのロボットアーム部Ｔ２により固定型１ａと移動型１ｂとの間から退避される。

［第５工程］
図７に示す第５工程では、移動ダイプレート駆動機構１０３により、固定ダイプレート１０１および移動ダイプレート１０２に固定された移動型１ｂがＸ２方向に移動されて型締めが行われる。その結果、金型１０５内に製品形状に対応するキャビティ１ｃが形成される。

[第６工程]
図８に示す第６工程は、半凝固金属Ｍを金型１０５内に射出する工程であり、ダイカスト成形方法の最終工程である。詳細には、第６工程では、後退限界位置Ｂ０に位置するプランジャ２１が、駆動ユニット２２によりＸ１方向に前進されて、前進限界位置Ｆ０まで移動する。そして、第２工程でエアシリンダ３により押し出されて射出スリーブ２３内に投入された半凝固金属Ｍがプランジャ２１により金型１０５内に射出される。この際、底部Ｍ１（凝固金属）は、湯道１ｄを塞いで、キャビティ１ｃに向かう流動性を有する半凝固金属Ｍの流れを妨げないように、移動型１ｂの凹部３５に格納される。その後、型開きされて、突き出しピン（図示せず）により成形品Ｍ０が付き出される。そして、所定の取出装置により、成形品Ｍ０が金型１０５から取り出される。なお、所定の取出装置としては、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃを固定型１ａおよび移動型１ｂの間に配置した搬送用ロボットＴを用いてもよい。

＜第２成形方法＞
図９〜図１１を参照して、第２成形方法の工程を第１〜第８工程の８つの工程に分けて説明する。なお、第２成形方法の第４〜第８工程は、上記第１成形方法の第２〜第６工程と同様であるため説明を省略する。

［第１工程］
図９に示す第１工程では、型開き状態において、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃを固定型１ａと移動型１ｂとの間の所定位置に配置する工程である。詳細には、第１工程では、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃが、搬送用ロボットＴの把持部Ｔ１により把持されて、搬送用ロボットＴのロボットアーム部Ｔ２により射出スリーブ２３の中心軸線α上に配置される。この際、容器Ｃの小径側の一方開口部Ｃ１（図２参照）は、押圧部３１のＸ２方向に、押圧部３１から離間して配置される。また、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２（図２参照）は、固定型１ａに当接状態で配置される。また、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２は、射出スリーブ２３のＸ１方向側に、射出スリーブ２３と対向するように配置される。

［第２工程］
図１０に示す第２工程では、押圧部３１が後退限界位置Ｂから容器ＣのＸ１方向端部（もしくは容器ＣのＸ１方向端部よりもＸ１方向側の所定位置）までＸ２方向に移動して移動型１ｂから突出する。具体例として、押圧部３１が、凹部３５よりもＸ２方向に位置するように移動する。なお、第２工程は、上記第１工程と同時に行われてもよいし、上記第１工程よりも先に行われてもよい。ただし、第２工程を第１工程よりも先に行う場合には、押圧部３１と容器Ｃとが互いに干渉しないようにする必要がある。

［第３工程］
図１１に示す第３工程では、移動ダイプレート駆動機構１０３により、固定ダイプレート１０１および移動ダイプレート１０２に固定された移動型１ｂがＸ２方向に移動されて型締め動作が行われる。ただし、金型１０５は、完全に型締めされるのではなく、押圧部３１が半凝固金属Ｍに接触して、半凝固金属Ｍが僅かにＸ２方向に移動した時点で型締め動作（移動型１ｂが固定型１ａに近づく動作）は一時的に停止（中断）される。すなわち、容器Ｃから半凝固金属Ｍが剥がされた時点で型締め動作は一時的に停止（中断）される。半凝固金属Ｍを容器Ｃから剥がす際、押圧部３１は、半凝固金属Ｍからの反力に押し負けて本体部３２に対してＸ１方向に移動しないようにロックされるのが好ましい。

以降は、上記第１成形方法の第２〜第６工程と同様の工程が行われる。第２成形方法は、エアシリンダ３により容器Ｃから半凝固金属Ｍを剥がす第１成形方法とは異なり、ダイカスト成形機１００の型締め力を利用して、容器Ｃから半凝固金属Ｍを剥がす成形方法である。

＜第３成形方法＞
図１２〜図１４を参照して、第３成形方法の工程を第１〜第７工程の７つの工程に分けて説明する。なお、第３成形方法の第４〜第７工程は、上記第１成形方法の第３〜第６工程と同様であるため説明を省略する。

［第１工程］
図１２に示す第１工程では、型開き状態において、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃを固定型１ａと移動型１ｂとの間の所定位置に配置する工程である。詳細には、第１工程では、半凝固金属Ｍが収容された容器Ｃが、搬送用ロボットＴの把持部Ｔ１により把持されて、搬送用ロボットＴのロボットアーム部Ｔ２により射出スリーブ２３の中心軸線α上に配置される。この際、容器Ｃの小径側の一方開口部Ｃ１（図２参照）は、押圧部３１のＸ２方向に、押圧部３１から離間して配置される。また、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２（図２参照）は、固定型１ａに当接状態で配置される。また、容器Ｃの大径側の他方開口部Ｃ２は、射出スリーブ２３のＸ１方向側に、射出スリーブ２３と対向するように配置される。

［第２工程］
図１３に示す第２工程では、押圧部３１が、後退限界位置Ｂから前進限界位置Ｆまで移動する。すなわち、押圧部３１が限界まで移動型１ｂから突出する。移動型１ｂと固定型１ａとは、Ｘ方向に容器Ｃおよび突出した押圧部３１とを並べて配置できる距離だけ離間している。なお、第２工程は、上記第１工程と同時に行われてもよいし、上記第１工程よりも先に行われてもよい。ただし、押圧部３１と容器Ｃとが互いに干渉しないように、固定ダイプレート１０１と移動ダイプレート１０２との間の距離（ダイハイト）を調整する必要がある。

［第３工程］
図１４に示す第３工程では、移動ダイプレート駆動機構１０３により、固定ダイプレート１０１および移動ダイプレート１０２に固定された移動型１ｂがＸ２方向に移動されて型締め動作が行われる。金型１は、完全に型締めされる。この際、押圧部３１は、半凝固金属Ｍからの反力に押し負けて本体部３２に対してＸ１方向に移動しないようにロックされるのが好ましい。

以降は、上記第１成形方法の第３〜第６工程と同様の工程が行われる。第３成形方法は、半凝固金属Ｍを容器Ｃから剥がすことをダイカスト成形機１００が行ない、半凝固金属Ｍを容器Ｃから押し出すことをエアシリンダ３が行う第２成形方法とは異なり、半凝固金属Ｍを容器Ｃから剥がすこと、および、半凝固金属Ｍを容器Ｃから押し出すことの両方をダイカスト成形機１００が行う成形方法である。

（実施形態の効果）
以下に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態では、上記のように、型開き状態において、固定型１ａと移動型１ｂとの間に配置された筒形状の容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３内に押し出して投入するエアシリンダ３を設ける。これにより、エアシリンダ３によって固定型１ａと移動型１ｂとの間に配置された容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを押し出して直接射出スリーブ２３に投入することができる。その結果、従来のようにロボットチャックなどにより半凝固金属Ｍを直接保持する必要がないため、射出スリーブ２３に投入される半凝固金属Ｍの形状が崩れることを抑制することができる。また、半凝固金属Ｍが容器Ｃに収容された状態を維持しながら固定型１ａと移動型１ｂとの間に配置され、エアシリンダ３により押し出されて射出スリーブ２３に直接投入されるので、一旦、半凝固金属Ｍが容器Ｃから出されてロボットチャックに把持される場合と比較して、射出スリーブ２３に投入される半凝固金属Ｍから熱が奪われることを抑制することができる。また、エアシリンダ３により、電動式や油圧式などの半凝固金属Ｍを押し出す機構と比較して、高温環境下で安定した性能を発揮することができる。

また、本実施形態では、上記のように、エアシリンダ３を、移動型１ｂに設け、移動型１ｂの移動方向から見て、射出スリーブ２３と重なる位置に配置する。これにより、射出スリーブ２３が固定型１ａに設けられるとともに、エアシリンダ３が移動型１ｂに設けられることにより、射出スリーブ２３とエアシリンダ３との間に容器Ｃが配置されるので、エアシリンダ３により、射出スリーブ２３に向けて容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを、容易に押し出すことができる。また、移動型１ｂの移動方向から見て、エアシリンダ３が射出スリーブ２３と重なる位置に配置されるので、エアシリンダ３から射出スリーブ２３に向けて真っ直ぐに半凝固金属Ｍを押すことができる。その結果、射出スリーブ２３に投入される半凝固金属Ｍの形状が崩れることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、移動型１ｂに設けたエアシリンダ３を、移動ダイプレート駆動機構１０３により移動型１ｂとともに固定型１ａ側に移動されることにより、容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを押し出すように構成する。これにより、ダイカスト成形機１００の型締動作を利用して半凝固金属Ｍを容器Ｃから押し出すことができるので、大きな外力により半凝固金属Ｍを押すことができる。その結果、容器Ｃに密着した半凝固金属Ｍを容易に剥がすことができる。

また、本実施形態では、上記のように、エアシリンダ３に、容器Ｃ内の半凝固金属Ｍに接触して半凝固金属Ｍを押し出す押圧部３１と、移動型１ｂの移動方向に押圧部３１を移動させる本体部３２とを設ける。これにより、半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３に投入する際に、半凝固金属Ｍに直接接する部分と、接触しない部分とを分けることができる。このため、半凝固金属Ｍを射出スリーブ２３に投入する際に、本体部３２が高温の半凝固金属Ｍに直接さらされるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、移動型１ｂに、本体部３２が配置される空間部３３と、移動型１ｂの固定型１ａ側の端部と空間部３３とを連通する貫通穴３４とを設け、貫通穴３４を塞ぐように、貫通穴３４に押圧部３１を通す。これにより、押圧部３１により貫通穴３４が塞がれるので、射出時において、貫通穴３４を介して空間部３３に半凝固金属Ｍが到達することを防止することができる。これにより、射出時において、本体部３２が高温の半凝固金属Ｍに直接さらされるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、エアシリンダ３を、移動ダイプレート駆動機構１０３により移動型１ｂとともに固定型１ａ側に移動されることにより、容器Ｃ内の半凝固金属Ｍを押圧することによって、容器Ｃから半凝固金属Ｍを剥がした後、本体部３２により半凝固金属Ｍを押し出して、射出スリーブ２３内に半凝固金属Ｍを投入するように構成する。ここで、一般的に、半凝固金属Ｍは、容器Ｃに対して強固に密着している。このため、半凝固金属Ｍを容器Ｃから出すためには、はじめに半凝固金属Ｍを容器Ｃから剥がすことが必要となり、比較的に大きな外力（押圧力）が必要となる。そこで、上記のように構成することにより、ダイカスト成形機１００の型締動作を利用して半凝固金属Ｍを容器Ｃから容易に剥がすことができるとともに、機械的に大きな外力を発揮することができないエアシリンダ３であったとしても、容器Ｃ内から半凝固金属Ｍを確実に押し出して射出スリーブ２３に投入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、エアシリンダ３を、射出スリーブ２３内の固定型１ａの分割面１０ａ近傍に半凝固金属Ｍを押し出すように構成する。これにより、キャビティ１ｃに近い位置に半凝固金属Ｍを配置することができるので、プランジャ２１により射出する際に、比較的短い距離を押し出して半凝固金属Ｍをキャビティ１ｃに導入することができる。その結果、プランジャ２１のかじり（焼き付き）を抑制することができるとともに、半凝固金属Ｍがスリーブ内を移動される際の空気の巻込みを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、プランジャ２１の移動型１ｂ側の先端部２１ａを、射出のために移動を開始する際に、固定ダイプレート１０１の内側に配置する。これにより、プランジャ２１を固定ダイプレート１０１の外側（金型１０５から離間する側）に配置する場合と比較して、射出のためのプランジャ２１の移動距離を短くすることができる。その結果、射出時間を短縮することができるので、成形サイクルを短縮することができる。

また、本実施形態では、上記のように、エアシリンダ３を、容器Ｃの一方開口部Ｃ１に配置して、半凝固金属Ｍの凝固した底部Ｍ１を押圧することにより、容器Ｃ内の底部Ｍ１を含む半凝固金属Ｍを押し出すように構成し、移動型１ｂに、金型１０５の湯道１ｄとは異なる位置で、移動型１ｂの移動方向から見て、射出スリーブ２３と重なる位置に、プランジャ２１により射出された底部Ｍ１を格納する凹部３５を設ける。これにより、プランジャ２１によって半凝固金属Ｍが金型１０５内に押し出される射出時において、移動型１ｂの移動方向から見て、湯道１ｄとは異なる位置で、射出スリーブ２３と重なる位置に設けられる凹部３５に半凝固金属Ｍの底部Ｍ１を格納することができる。その結果、底部Ｍ１を湯道１ｄから逸れた凹部３５内に置くことができるので、底部Ｍ１が湯道１ｄを塞ぐこと、および、底部Ｍ１が湯道１ｄを通る半凝固金属Ｍの流れを妨げることを抑制することができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、押出機構がエアシリンダからなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押出機構が油圧シリンダやモータなどのエアシリンダ以外の構成からなるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、押出機構が移動型に設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押出機構が固定型に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、押出機構により容器に密着した半凝固金属を剥がす例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押出機構により容器に密着した半凝固金属を剥がすのではなく、専用の剥がし装置などの押出機構以外の構成により、容器に密着した半凝固金属を剥がしてもよい。

また、上記実施形態では、移動型に凹部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、移動型に凹部を設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、プランジャの移動型側の先端部が、射出のために移動を開始する際に、固定ダイプレートの内側に配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プランジャの移動型側の先端部が、射出のために移動を開始する際に、固定ダイプレートの外側に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、押出機構と射出スリーブとが移動型の移動方向において互いに重なる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押出機構と射出スリーブとが移動型の移動方向において互いに重ならなくてもよい。

また、上記実施形態では、所定方向（Ｘ方向）に直線動作をする押出機構を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転動作などの直線動作以外の動作をする押出機構を設けてもよい。

１ａ 固定型
１ｂ 移動型
３ エアシリンダ（押出機構）
１０ａ 分割面
２１ プランジャ
２１ａ プランジャの先端部
２３ 射出スリーブ
３１ 押圧部
３２ 本体部
３３ 空間部
３４ 貫通穴
３５ 凹部
１００ ダイカスト成形機
１０１ 固定ダイプレート
１０３ 移動ダイプレート駆動機構（型締機構）
１０５ 金型
Ｃ 容器
Ｃ１ 一方開口部
Ｍ 半凝固金属
Ｍ１ 底部
Ｔ 搬送用ロボット（搬送装置）
α 射出スリーブの中心軸線

Claims (11)

1. 固定型および移動型を含む金型と、
   前記固定型に取り付けられた筒形状の射出スリーブと、
   前記移動型を前記固定型に対して移動させて前記金型の型締めを行う型締機構と、
   型開き状態にある前記固定型と前記移動型との間に配置された筒形状の容器内の半凝固金属を前記射出スリーブ内に押し出して投入する押出機構と、
   型締め状態にある前記金型に前記押出機構により前記射出スリーブ内に投入された前記半凝固金属を射出するプランジャと、を備える、ダイカスト成形機。
2. 前記押出機構は、前記移動型に設けられ、前記移動型の移動方向から見て、前記射出スリーブと重なる位置に配置されている、請求項１に記載のダイカスト成形機。
3. 前記移動型に設けられた前記押出機構は、前記型締機構により前記移動型とともに前記固定型側に移動されることにより、前記容器内の前記半凝固金属を押し出すように構成されている、請求項２に記載のダイカスト成形機。
4. 前記押出機構は、前記容器内の前記半凝固金属に接触して前記半凝固金属を押し出す押圧部と、前記移動型の移動方向に前記押圧部を移動させる本体部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイカスト成形機。
5. 前記移動型には、前記本体部が配置される空間部と、前記移動型の前記固定型側の端部と前記空間部とを連通する貫通穴とが設けられており、
   前記押圧部は、前記貫通穴を塞ぐように、前記貫通穴に通されている、請求項４に記載のダイカスト成形機。
6. 前記押出機構は、前記型締機構により前記移動型とともに前記固定型側に移動されることにより、前記容器内の前記半凝固金属を押圧することによって、前記容器から前記半凝固金属を剥がした後、前記本体部により前記半凝固金属を押し出して、前記射出スリーブ内に前記半凝固金属を投入するように構成されている、請求項４または５に記載のダイカスト成形機。
7. 前記押出機構は、エアシリンダを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のダイカスト成形機。
8. 前記押出機構は、前記射出スリーブ内の前記固定型の分割面近傍に前記半凝固金属を押し出すように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイカスト成形機。
9. 前記固定型が取り付けられる固定ダイプレートをさらに備え、
   前記プランジャの前記移動型側の先端部は、射出のために移動を開始する際に、前記固定ダイプレートの内側に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のダイカスト成形機。
10. 前記押出機構は、前記容器の一方開口部に配置され、前記半凝固金属の凝固した底部を押圧することにより、前記容器内の前記底部を含む前記半凝固金属を押し出すように構成されており、
    前記移動型には、前記金型の湯道とは異なる位置で、前記移動型の移動方向から見て、前記射出スリーブと重なる位置に、前記プランジャにより射出された前記底部を格納する凹部が設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のダイカスト成形機。
11. 半凝固金属が収容された筒形状の容器を保持する搬送装置を用いて、固定型と移動型との間に前記容器を配置する工程と、
    前記移動型に設けられた押出機構を用いて、前記固定型と前記移動型との間に配置された前記容器内の前記半凝固金属を射出スリーブ内に押し出す工程と、
    前記移動型と、前記押出機構により押し出されて前記射出スリーブ内に前記半凝固金属が投入された前記固定型とを型締めする工程と、
    プランジャを用いて、前記射出スリーブ内に押し出された前記半凝固金属を型締めされた金型内に射出する工程とを備える、ダイカスト成形方法。

Images