JP2019188427A - ダイカスト鋳造装置およびダイカスト鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人件費および設備費を抑制しつつ効率的に方案部を分割する。【解決手段】製品部１３と、製品部から分割される方案部１４とを備えた鋳造部品Ｂを製造するためのダイカスト鋳造装置が提供される。ダイカスト鋳造装置は、固定金型２と、可動金型３と、可動金型にスライド可能に設けられ、鋳造部品の成形後にスライドして方案部を製品部から引きちぎるスライド金型１６とを備える。【選択図】図２

Description

本開示はダイカスト鋳造に係り、特に製品部と、製品部から分割される方案部とを備えた鋳造部品を製造するためのダイカスト鋳造装置およびダイカスト鋳造方法に関する。

一般に、ダイカスト鋳造によって製造される鋳造部品は、後に製品となる部分である製品部と、後に製品部から分割される方案部（ランナー部とも称される）とを一体に備える。製品部から方案部を分割する際には、ハンマー等の工具を使用して人手で分割するほか、トリム型を備えたプレス機で分割する方法がある。

特開２００６−２４０２７９号公報 特開昭６２−１９８４２４号公報

しかし、人手による方法では効率が悪く人件費も嵩んでしまう。プレス機を用いた方法では、プレス機およびトリム型が必要であるため設備費が嵩んでしまう。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、人件費および設備費を抑制しつつ効率的に方案部を分割できるダイカスト鋳造装置およびダイカスト鋳造方法を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
製品部と、前記製品部から分割される方案部とを備えた鋳造部品を製造するためのダイカスト鋳造装置であって、
固定金型と、
可動金型と、
前記可動金型にスライド可能に設けられ、前記鋳造部品の成形後にスライドして前記方案部を前記製品部から引きちぎるスライド金型と、
を備えたことを特徴とするダイカスト鋳造装置が提供される。

好ましくは、前記ダイカスト鋳造装置は、前記固定金型、前記可動金型および前記スライド金型の少なくとも一つに設けられ、前記方案部の分割位置に切り欠きを成形する突起をさらに備える。

好ましくは、前記ダイカスト鋳造装置は、前記可動金型に設けられたカム面であって、前記製品部から引きちぎられ前記スライド金型と共に移動する前記方案部に係合して前記方案部を前記スライド金型から押し剥がすカム面をさらに備える。

好ましくは、前記方案部は、前記カム面の位置まで延びる延在部を有し、
前記カム面は、前記延在部に係合して前記延在部を前記スライド金型から離間する方向に押し出す。

本開示の他の態様によれば、
製品部と、前記製品部から分割される方案部とを備えた鋳造部品を製造するためのダイカスト鋳造方法であって、
固定金型と可動金型の間で、前記製品部と前記方案部が一体となった前記鋳造部品を成形する第１ステップと、
前記固定金型から前記可動金型を離間させ、前記可動金型上に前記鋳造部品を付着保持する第２ステップと、
前記可動金型に設けられたスライド金型により、前記方案部を前記製品部から引きちぎる第３ステップと、
を備えたことを特徴とするダイカスト鋳造方法が提供される。

好ましくは、前記ダイカスト鋳造方法は、前記可動金型に設けられたカム面により、前記製品部から引きちぎられ前記スライド金型と共に移動する前記方案部に係合して前記方案部を前記スライド金型から押し剥がす第４ステップをさらに備える。

本開示によれば、人件費および設備費を抑制しつつ効率的に方案部を分割できる。

ダイカスト鋳造装置を示す概略縦断側面図である。 図１のＩＩ部詳細図である。 鋳造後の型開き状態を示す図であり、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のｃ−ｃ断面図である。 方案部の分割時の様子を示す図であり、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のｃ−ｃ断面図である。 方案部の取り出し時の様子を示す図であり、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のｃ−ｃ断面図である。 左右切り欠きを成形する突起を示す縦断正面図である。 連結部の後面に前後切り欠きを成形する突起を示す縦断側面図である。 連結部の前面および後面に前後切り欠きを成形する突起を示す縦断側面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係るダイカスト鋳造装置の全体を示す概略縦断側面図である。本実施形態のダイカスト鋳造装置Ｍは横射出式であり、その前後左右上下の各方向を図示する通りとする。ダイカスト鋳造装置Ｍは、固定金型２と、固定金型２に対し近接離反移動可能な可動金型３とを備える。可動金型３は水平方向に移動する。可動金型３が固定金型２に接近する方向が前、可動金型３が固定金型２から離反する方向が後である。

本実施形態のダイカスト鋳造装置Ｍは、例えばアルミ製車両部品である鋳造部品を製造するために使用される。しかしながら鋳造部品の種類は任意である。ダイカスト鋳造装置は縦射出式であってもよい。

本実施形態では便宜上、各部の形状を直方体等のシンプルな形状とし、各部の寸法も誇張して示した。しかしながら、形状、寸法等は任意であり、より複雑な形状であってもよく、異なる寸法であってもよい。

固定金型２はダイカスト鋳造装置Ｍの固定プラテン４に固定され、可動金型３はダイカスト鋳造装置Ｍの図示しない可動プラテンに固定される。固定金型２と可動金型３の間には、鋳造部品Ｂを成形するためのキャビティ１２と、キャビティ１２に溶湯を注入するための注入ランナー１１とが形成されている。

可動金型３には分流子１が固定されている。固定金型２には、これに可動金型３が型締めされた際に分流子１が同軸に嵌合挿入される円筒状の分流子ブッシュ５と、分流子ブッシュ５の前方に隣接して同軸配置された円筒状の湯口スリーブ６とが固定される。固定プラテン４には、湯口スリーブ６の前方に隣接して同軸配置された円筒状のマシンスリーブ７が固定される。これら分流子ブッシュ５、湯口スリーブ６、マシンスリーブ７はあたかも１本の管の如く機能し、この管内で同軸にスライド可能となるようプランジャチップ８が配置される。なお符号Ｃは分流子１等の中心軸を示す。

鋳造時、可動金型３が固定金型２に型締めされた後、プランジャチップ８が後方に移動され、マシンスリーブ７内に注入された溶湯がプランジャチップ８によって分流子１に向かって押し出される。この押し出された溶湯は、先ず分流子１の前端面９によって受けられ、次いで分流子１の溝１０に沿って流れ、半径方向外側のランナー通路１１に案内される。そして溶湯は、ランナー通路１１を経てキャビティ１２内に加圧状態で充満される。キャビティ１２内の溶湯が冷却および固化されることで、鋳造部品Ｂが成形される。

その後、可動金型３が固定金型２から離反され型開きされる。成形された鋳造部品Ｂは、図３（Ａ）に示すように、可動金型３に付着した状態で保持される。

鋳造部品Ｂは、後に製品となる部分である製品部１３と、製品部１３から後に分割される方案部（ランナー部とも称される）とを一体に備える。方案部は、上側方案部１４と下側方案部１５を含む。上側方案部１４は製品部１３の上端に接続され、下側方案部１５は製品部１３の下端に接続される。但し本実施形態において、下側方案部１５は要部ではないので詳細な説明は省略する。下側方案部１５は、プランジャチップ８から注入ランナー１１までの間の領域で成形される。下側方案部１５は、上側方案部１４よりもマシンスリーブ７の湯口に近い湯口側方案部であり、上側方案部１４は、下側方案部１５よりも図示しない空気抜き穴（ベント）に近いベント側方案部である。

図２は図１のＩＩ部詳細を示す。また図３（Ａ）は、図２の状態から型開きして固定金型２が外された状態の鋳造部品Ｂおよび可動金型３を示す縦断側面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を前方から見たときの正面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のｃ−ｃ断面図である。

図２および図３に示すように、可動金型３にはスライド金型１６がスライド可能に設けられる。スライド金型１６は、可動金型３の移動方向すなわち前後方向に垂直な方向に移動可能である。本実施形態のスライド金型１６は上下方向に移動可能である。可動金型３の前面３Ａには、その前面３Ａから後方に窪んで上下方向に延びるスライド溝１７が形成される。スライド金型１６は、スライド溝１７内にスライド可能に嵌合されている。本実施形態の場合、スライド金型１６の前面１６Ａが可動金型３の前面３Ａと面一となるようにされているが、両者は段差状に配置されてもよい。

スライド金型１６の前面１６Ａには凸部１８が形成され、上側方案部１４の後面１４Ａには、凸部１８が嵌合して係合される凹部１９が形成される。なお上側方案部１４の後面１４Ａおよび凹部１９は、鋳造時にスライド金型１６の前面１６Ａおよび凸部１８によって成形されるものである。

後に詳述するが、スライド金型１６は、上方にスライドして上側方案部１４を製品部１３から引きちぎる役割を果たす。このため、スライド金型１６の凸部１８が上側方案部１４の凹部１９に係合されている。上側方案部１４における凹部１９の周辺部、すなわち凹部形成部２０は、凸部１８からの上向き荷重によって変形せぬよう、十分な強度、大きさおよび肉厚に設定されている。

他方、上側方案部１４は連結部２１をも有し、凹部形成部２０の下端と製品部１３の上端とは、比較的低強度で薄肉の連結部２１によって連結されている。連結部２１は、上下に延びかつ凹部形成部２０より左右幅の小さい帯状に形成され、上下方向に引っ張られたとき破断し易いようになっている。それ故、スライド金型１６によって上側方案部１４が上方に引っ張られたとき、上側方案部１４を連結部２１の位置で確実に破断、分割できる。

特に本実施形態では、分割を容易にしかつ分割位置をコントロールするため、連結部２１に切り欠き（ノッチ）が設けられている。この切り欠きは、連結部２１の前後厚さを減少するための前後切り欠き２２と、連結部２１の左右幅を減少するための左右切り欠き２３Ａ，２３Ｂとを含む。

前後切り欠き２２は、左右方向に延びて連結部２１の前面に断面Ｖ字状に形成される。左右切り欠きは、連結部２１の左側端縁部に形成された左側左右切り欠き２３Ａと、連結部２１の右側端縁部に形成された右側左右切り欠き２３Ｂとを含む。これらはいずれもＶ字状である。

上側方案部１４において分割を生じさせる分割位置Ｌが、連結部２１、特にその中間部に設定されている。左右切り欠き２３Ａ，２３ＢのＶ字先端の位置と、前後切り欠き２２のＶ字先端の位置とが、分割位置Ｌに合わせられ（図３（Ｂ）参照）、分割位置Ｌで確実に破断、分割が起こるようにされている。これにより分割を最大限容易化し、分割位置を非常に正確にコントロールすることができる。

これら切り欠き２２，２３Ａ，２３Ｂを成形する突起が、固定金型２、可動金型３およびスライド金型１６の少なくとも一つに設けられる。本実施形態の場合、それら突起は、固定金型２のみに設けられる。図２に、前後切り欠き２２を成形する突起２４を示す。また図６に、左右切り欠き２３Ａ，２３Ｂを成形する突起２５Ａ，２５Ｂを示す。

また本実施形態は、製品部１３から引きちぎられスライド金型１６と共に移動する上側方案部１４を、スライド金型１６から押し剥がすようにも構成されている。そのため可動金型３には、押し剥がしを行うカム面２６が固定して設けられている。本実施形態の場合、カム面２６はカムブロック２７に形成され、このカムブロック２７が可動金型３に固定されている。

詳細には、スライド金型１６が、上下に延びるスライド溝１７内にスライド可能に嵌合され、スライド溝１７の左右両側に近接した可動金型３の前面３Ａの位置に、カム面２６を前方に向けてカムブロック２７が固定されている。カムブロック２７は図３（Ｃ）に示すように断面三角状であり、カム面２６は、下方から上方に向かうにつれ、可動金型前面３Ａからの高さが高くなる傾斜面とされる。

図３（Ｂ）に示すように、上側方案部１４の凹部形成部２０は、スライド金型１６と固定金型２によって成形され、スライド金型１６およびスライド溝１７より小さい左右幅を有し、スライド金型１６およびスライド溝１７から左右に突出していない。このままでは、凹部形成部２０がカム面２６に係合することができないので、この係合を可能にすべく、凹部形成部２０には左右に延びる延在部が形成される。

延在部は、左側のカム面２６に係合する左側延在部２８Ａと、右側のカム面２６に係合する右側延在部２８Ｂとを含む。これら延在部２８Ａ，２８Ｂは、スライド金型１６およびスライド溝１７よりも左右外側に位置する可動金型前面３Ａおよびカム面２６の位置まで、左右方向に羽根状に延びる。延在部２８Ａ，２８Ｂは、前後厚さが薄い帯板状の部材であり、上下方向の同一位置に左右対称に形成される。延在部２８Ａ，２８Ｂの後面は、スライド金型１６の前面１６Ａと可動金型３の前面３Ａとにより成形される。このため延在部２８Ａ，２８Ｂの後面は、図３（Ｃ）に示すように初期状態（鋳造部品Ｂの成形直後の時点）において、カム面２６の高さ方向の最低位置もしくは基点と同じ高さに位置される。なお延在部２８Ａ，２８Ｂの後面以外の部分は固定金型２により成形される。

図３に示すように、初期状態では延在部２８Ａ，２８Ｂがカム面２６より上下方向下方に位置され、カム面２６にまだ係合していない。この後、上側方案部１４がスライド金型１６により上昇移動されると、延在部２８Ａ，２８Ｂがカム面２６に係合し、延在部２８Ａ，２８Ｂがカム面２６により前方（スライド金型１６から離間する方向）に押し出される。これにより上側方案部１４はスライド金型１６から押し剥がされる。

次に、ダイカスト鋳造装置Ｍを用いたダイカスト鋳造方法について説明する。

まず図１に示すように、可動金型３が固定金型２に型締めされた後、固定金型２と可動金型３の間に溶湯が注入され、固定金型２と可動金型３の間で、製品部１３と上側方案部１４と下側方案部１５が一体となった鋳造部品Ｂが成形される（第１ステップ）。

次に、可動金型３が固定金型２から離間移動されて型開きされる（第２ステップ）。こうなると図３に示した状態となる。鋳造部品Ｂは可動金型３上に付着保持される。

次に、図４に示すように、スライド金型１６が可動金型３に対し上方にスライド移動される。なおこのスライド移動は図示しない油圧機構により行われる。すると、スライド金型１６の凸部１８が上側方案部１４の凹部１９に係合しているので、スライド金型１６の上昇と共に、上側方案部１４の凹部形成部２０と連結部２１とが上方に引っ張られる。これにより、上側方案部１４のうち最も脆弱な位置である切り欠き２２，２３Ａ，２３Ｂの位置、すなわち分割位置Ｌで、連結部２１が引きちぎられ、その結果、上側方案部１４は製品部１３から引きちぎられる（第３ステップ）。

このように、鋳造終了直後、スライド金型１６の移動により上側方案部１４を製品部１３から分割できるので、人手によらず分割が可能であり、人件費を抑制できる。またスライド金型１６の移動だけで分割できるので、非常に高効率で分割が可能である。プレス機およびトリム型も不要なので設備費を抑制でき、それらの維持管理に必要なランニングコストも不要となる。それ故、人件費および設備費を抑制しつつ効率的に上側方案部１４を分割することが可能である。

さらに本実施形態では、この後、上側方案部１４をスライド金型１６から自動的に取り出せるようになっている。すなわち、図５に示すように、スライド金型１６は可動金型３に対しさらに上昇移動され、これと共に上側方案部１４もさらに上昇移動される。すると、上側方案部１４の左右の延在部２８Ａ，２８Ｂが左右のカム面２６に係合し、延在部２８Ａ，２８Ｂがカム面２６上をスライド上昇する結果、延在部２８Ａ，２８Ｂがカム面２６によってスライド金型１６から離間する方向、すなわち前方に押し出される。これにより上側方案部１４がスライド金型１６から前方に押し剥がされる（第４ステップ）。剥がされた上側方案部１４はそのまま落下して適宜回収される。

このように本実施形態によれば、上側方案部１４を製品部１３から分割できるだけでなく、分割後の上側方案部１４をスライド金型１６から自動的に取り出すことができる。しかも取り出しを、分割に続くスライド金型１６の上昇というワンアクションで行うことができる。従って上側方案部１４を非常に効率的に取り出すことができる。また人手や別の機械も不要であり、人件費および設備費を抑制できる。一般的に設けられているイジェクトピンを省略し、金型を簡素化することもできる。なおバックアップ用にイジェクトピンを設けることは可能である。

落下回収された上側方案部１４は、その後、溶解されてリサイクルされる。この際、回収された上側方案部１４が鋳造直後の状態であり、非常に高温である。このため、上側方案部１４を容易に溶解でき、溶解に必要な燃料を削減できる。他方、一般的な人手等による方法だと、鋳造終了から回収までの間に冷却工程等があり、時間がかかるので、上側方案部１４が冷えてしまう。よって本実施形態の方法は一般的方法よりもリサイクル用燃料を削減でき、燃料費を節約できる。

本実施形態では、左右の延在部２８Ａ，２８Ｂを左右のカム面２６で同時に押し出すため、上側方案部１４をバランスよく、左右均等に押し剥がすことができ、取り出しを高効率で行うことができる。

上側方案部１４の取り出し後、製品部１３と下側方案部１５が一体となった鋳造部品Ｂが可動金型３から取り出される。そして下側方案部１５は製品部１３から適宜な方法で分割され、回収、リサイクルされる。製品部１３は、現段階ではまだ粗材であり、後に機械加工等されて最終製品に成形される。この際、上側方案部１４および下側方案部１５との接続部に残ったバリが機械的に除去される。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態および変形例も可能である。

（１）分割用切り欠きは上述のものに限られない。例えば図７に示すように、前後切り欠き２２を連結部２１の後面に設けてもよい。この場合、前後切り欠き２２を成形する突起２４はスライド金型１６に設けられる。あるいは図８に示すように、前後切り欠き２２を連結部２１の前面と後面の両方に設けてもよい。この場合、前後切り欠き２２を成形する突起２４は固定金型２およびスライド金型１６の両方に設けられる。

スライド金型１６の外側に分割位置Ｌを設け、切り欠きを成形することも可能である。この場合、可動金型３に突起を設けてもよい。

（２）切り欠き２２，２３Ａ，２３Ｂの断面形状はＶ字状に限らず、円弧状等の他の形状であってもよい。切り欠き２２，２３Ａ，２３Ｂの位置は、より製品部１３に近づけてもよく、より製品部１３から遠ざけてもよく、互いに異ならせてもよい。切り欠き２２，２３Ａ，２３Ｂの一部を省略してもよい。

（３）カム面および延在部は、左右の一方のみに設けてもよい。また左右のカム面および延在部を、互いに異なる上下方向位置に配置してもよい。方案部が延在部無しでカム面に係合可能な場合は延在部を省略してもよい。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

Ｂ 鋳造部品
Ｍ ダイカスト鋳造装置
２ 固定金型
３ 可動金型
１３ 製品部
１４ 方案部
１６ スライド金型
１９ 前後切り欠き
２３Ａ，２３Ｂ 左右切り欠き
２４，２５Ａ，２５Ｂ 突起
２６ カム面
２８Ａ，２８Ｂ 延在部

Claims (6)

1. 製品部と、前記製品部から分割される方案部とを備えた鋳造部品を製造するためのダイカスト鋳造装置であって、
   固定金型と、
   可動金型と、
   前記可動金型にスライド可能に設けられ、前記鋳造部品の成形後にスライドして前記方案部を前記製品部から引きちぎるスライド金型と、
   を備えたことを特徴とするダイカスト鋳造装置。
2. 前記固定金型、前記可動金型および前記スライド金型の少なくとも一つに設けられ、前記方案部の分割位置に切り欠きを成形する突起をさらに備えた
   請求項１に記載のダイカスト鋳造装置。
3. 前記可動金型に設けられたカム面であって、前記製品部から引きちぎられ前記スライド金型と共に移動する前記方案部に係合して前記方案部を前記スライド金型から押し剥がすカム面をさらに備えた
   請求項１または２に記載のダイカスト鋳造装置。
4. 前記方案部は、前記カム面の位置まで延びる延在部を有し、
   前記カム面は、前記延在部に係合して前記延在部を前記スライド金型から離間する方向に押し出す
   請求項３に記載のダイカスト鋳造装置。
5. 製品部と、前記製品部から分割される方案部とを備えた鋳造部品を製造するためのダイカスト鋳造方法であって、
   固定金型と可動金型の間で、前記製品部と前記方案部が一体となった前記鋳造部品を成形する第１ステップと、
   前記固定金型から前記可動金型を離間させ、前記可動金型上に前記鋳造部品を付着保持する第２ステップと、
   前記可動金型に設けられたスライド金型により、前記方案部を前記製品部から引きちぎる第３ステップと、
   を備えたことを特徴とするダイカスト鋳造方法。
6. 前記可動金型に設けられたカム面により、前記製品部から引きちぎられ前記スライド金型と共に移動する前記方案部に係合して前記方案部を前記スライド金型から押し剥がす第４ステップをさらに備えた
   請求項５に記載のダイカスト鋳造方法。

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