JP2020082175A - ダイカスト鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカスト鋳造装置における鋳造時のバリの発生を抑制する。【解決手段】ダイカスト鋳造装置は、減圧装置に接続され、キャビティと連通するオーバーランナー部を有し、前記オーバーランナー部は、所定の注入圧力により溶湯が注入された場合に、オーバーランナー部の容積を増大させる容積増大手段３３を備えることを特徴とする。前記したダイカスト鋳造装置において、前記容積増大手段は、オーバーランナー部に連通する連通空間３６と、前記連通空間内に配置され、一端部をオーバーランナー部に露出し、前記連通空間内で往復移動可能な移動部材３４と、前記移動部材の他端部を前記オーバーランナー部に向けて、前記注入圧力より低い維持圧力で押圧する圧力供給手段３５とを備えていてもよい。【選択図】図３

Description

本発明は、キャビティに溶湯を高圧で注入して鋳造製品を製造するためのダイカスト鋳造装置に関する。

従来より、キャビティに溶湯を高圧で注入して鋳造製品を製造するためのダイカスト鋳造装置がある。ダイカスト鋳造装置は、固定型と可動型とを備え、固定型に対して可動型を重ね合わせることにより鋳造製品の形状をしたキャビティが形成され、キャビティ内の溶湯が凝固することで鋳造製品が製造される。

ところで、ダイカスト鋳造においては、溶湯をキャビティ内で短時間に充填するため、充填時にキャビティ内の空気が溶湯内に巻き込まれ、鋳造製品がガスを含有した状態で冷却されてガス欠陥が生じてしまうことがある。その対策として、減圧鋳造と称されるように、キャビティに対して真空引きしながら溶湯を注入される。

そのようにすれば、鋳造製品への空気の巻き込みを防止するとともに、溶湯圧力の高まりによるバリの発生を抑制することができる。例えば、特許文献１に記載の減圧鋳造用金型を利用した減圧鋳造では、鋳造製品が形成されるキャビティに連通するオーバーフローランナーを介してキャビティが減圧装置に接続され、真空引きしながら溶湯が注入される。

特開２０１３−１７３１６３号公報

しかし、上述のようなダイカスト鋳造装置では、ガス欠陥を防止することはできても、キャビティやオーバーフローランナーから溶湯が漏れ出すことにより発生するバリを十分に抑制することができず、さらなる改善が必要となっていた。特に、そのようなバリが発生すると、キャビティやオーバーフローランナーの周囲に積層されることで、型開きや型破壊の原因となるため、金型交換の頻度が高くなってしまうという課題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑み、ダイカスト鋳造装置におけるバリの発生を抑制する。

（１）本発明に係るダイカスト鋳造装置は、減圧装置に接続され、キャビティと連通するオーバーランナー部を有し、前記オーバーランナー部は、所定の注入圧力により溶湯が注入された場合に、オーバーランナー部の容積を増大させる容積増大手段を備えることを特徴とする。

このようなダイカスト鋳造装置によれば、減圧された状態で、キャビティから余剰の溶湯が注入圧力でオーバーランナー部に流れ込む。流れ込んだ溶湯は、注入圧力を維持したままではオーバーランナー部から漏れ出してしまうところ、本発明のダイカスト鋳造装置では、オーバーランナー部は、容積を増大させる容積増大手段を備えるため、溶湯が注入圧力で流れ込むことにより、オーバーランナー部の容積が増大し、オーバーランナー部内の圧力上昇が抑制される。これにより、オーバーランナー部から溶湯が漏れ出バリが形成されることを防止できる。

（２）前記したダイカスト鋳造装置において、前記容積増大手段は、オーバーランナー部に連通する連通空間と、前記連通空間内に配置され、一端部をオーバーランナー部に露出し、前記連通空間内で往復移動可能な移動部材と、前記移動部材の他端部を前記オーバーランナー部に向けて、前記注入圧力より低い維持圧力で押圧する圧力供給手段とを備えていてもよい。

このようなダイカスト鋳造装置によれば、溶湯が注入された際に、オーバーランナー部に一端部を露出する移動部材が注入圧力を受ける。移動部材は他端部を維持圧力で押圧されているが、維持圧力は溶湯の注入圧力より低いため、注入圧力によって、移動部材は他端部側に移動し、オーバーランナー部の容積を増大することができる。これにより、オーバーランナー部の容積を増大させ、溶湯がオーバーランナー部から漏れ出すことを抑制できる。

（３）前記したダイカスト鋳造装置において、前記移動部材は型開き方向に移動可能とされていてもよい。そのようにすれば、容積増大手段により増大した容積部分に流入した溶湯が凝固した後にアンダーカットになることなく、鋳造製品が取出しの際に容易に離型できる。

（４）前記したダイカスト鋳造装置は、前記容積増大手段を備えたオーバーランナー部が形成された入子構造となっていてもよい。このようなダイカスト鋳造装置によれば、オーバーランナー部が入子構造となっているため、溶湯が凝固するオーバーランナー部を容積増大装置と一体的に容易に交換可能となる。

本発明は、ダイカスト鋳造装置におけるバリの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るダイカスト鋳造装置の概略図を示す。 図１に示すダイカスト鋳造装置のオーバーランナー構造部における可動型部の平面図を示す。 図２におけるＡ−Ａの断面図を示す。

本発明の実施形態に係るダイカスト鋳造装置１について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るダイカスト鋳造装置１の概略を示す側断面図である。図１に示すように、ダイカスト鋳造装置１は、例えばハイプレッシャーダイカスト製品を鋳造する装置であり、射出機構１０と、金型構造部２０と、オーバーランナー構造部３０と、減圧装置４０とを備える。

射出機構１０は、金型構造部２０に接続する筒状の射出スリーブ１１と、射出駆動部（図示なし）によって射出スリーブ１１内を進退し、射出スリーブ１１内に供給される溶湯（例えば、アルミニウム等の金属）を押し出すプランジャ１２とを有する。射出スリーブ１１には、金型構造部２０に接続する側と反対側に射出スリーブ１１内に溶湯を供給するための溶湯供給口（図示なし）が設けられている。

射出機構１０は、プランジャ１２が金型に向けて押圧されることにより、所定の注入圧力によりキャビティに溶湯を注入する。注入圧力として、例えば、数十ＭＰａの圧力が印加される。

金型構造部２０は、固定型２１と、固定型２１に対向するように配置された可動型２２とを備える。固定型２１と可動型２２は、それぞれ、固定プラテン２５と可動プラテン２６に固着され、可動型２２は固定型２１に対して進退可能とされており、固定型２１と可動型２２とが重ねられて当接することで鋳造製品の形状に対応したキャビティ２０ｓが形成される。本実施形態において、固定型２１と可動型２２とは、横方向に対向して配置されており、横方向に型開き可能である。

オーバーランナー構造部３０は、固定型部３１と可動型部３２とを備え、金型構造部２０の可動型２２が固定型２１に対して進退するのに連動して、可動型部３２が固定型部３１に対して進退する。本実施形態において、固定型部３１と可動型部３２とは、金型構造部２０の可動型２２が固定型２１と連動するため、型開き方向に対向して配置されている。

オーバーランナー構造部３０において、固定型部３１と可動型部３２とが重ねられて当接することで、金型構造部２０のキャビティ２０ｓに連通するオーバーランナー部３０ｓが形成される。また、オーバーランナー構造部３０は、入子構造となっており、固定型部３１および可動型部３２は、それぞれ、固定型２１と可動型２２に対して着脱可能となっている。すなわち、オーバーランナー部３０ｓは、金型構造部２０から容易に交換可能な構造となっている。なお、固定型部３１および可動型部３２は、合金工具鋼材のような高強度の金属材料から形成されている。

減圧装置４０は、オーバーランナー部３０ｓに接続される真空バルブ４１と、真空バルブ４１に接続される真空ポンプ４２とを備え、オーバーランナー部３０ｓを介して金型構造部２０のキャビティ２０ｓ内を減圧することができる。これにより、溶湯注入時にキャビティ２０ｓ内に溶湯が注入された際に空気が溶湯に巻き込まれることにより生じるガス欠陥を抑制することができる。なお、真空バルブ４１は、固定型部３１に内蔵されていてもよい。

本発明の実施形態に係るオーバーランナー構造部３０は、金型構造部２０のキャビティ２０ｓに連通するオーバーランナー部３０ｓと、オーバーランナー部３０ｓの容積を増大することができる複数の容積増大手段３３とを備える。これらについて、図２および図３を用いてさらに詳細に説明する。なお、図２は、ダイカスト鋳造装置１のオーバーランナー構造部３０における可動型２２と可動型部３２の平面図を示し、図３は、図２におけるＡ−Ａの断面図を示す。

図２に示すように、オーバーランナー部３０ｓは、可動型部３２において凹所に形成され、キャビティ２０ｓに連通し（図２の矢印Ｄを参照）、溶湯が流れ込む。また、オーバーランナー部３０ｓは、減圧装置４０により真空引きされた状態でキャビティ２０ｓ内を溶湯が円滑に流れ出てガス欠陥が生じないように前記した凹所が所定の形状に形成されている。

オーバーランナー部３０ｓを形成する凹所は、ガス欠陥が生じないようにできれば、どのような形状であってもよい。なお、減圧装置４０は、固定型部３１に接続しており（図１を参照）、閉じた状態でオーバーランナー部３０ｓを減圧する。

図３に示すように、容積増大手段３３は、オーバーランナー部３０ｓに連通する連通空間３６と、連通空間３６内に配置された移動部材３４と、移動部材３４をオーバーランナー部３０ｓ側に押圧する圧力供給手段３５とを備える。

移動部材３４は、一端をオーバーランナー部３０ｓの底面に露出させ、他端に向けて直線状に延在する円柱状の延在部３４ａと、延在部３４ａより径の大きい円柱状のフランジ部３４ｂと、フランジ部３４ｂより径の小さい円柱状の柄部３４ｃとを備える。延在部３４ａ、フランジ部３４ｂおよび柄部３４ｃは、軸心を同一に連続して一体的に形成されている。

連通空間３６は、移動部材３４が所定の範囲で移動可能となるように、オーバーランナー部３０ｓに連通しながら可動型２２に向けて直線状に延在する円柱状の延在空間３６ａと、延在空間３６ａより径の大きい円柱状のフランジ空間３６ｂと、フランジ空間３６ｂより径の小さい円柱状の柄空間３６ｃとを備える。延在空間３６ａ、フランジ空間３６ｂおよび柄空間３６ｃは、軸心を同一にして連通している。

延在空間３６ａ、フランジ空間３６ｂおよび柄空間３６ｃは、それぞれ、延在部３４ａ、フランジ部３４ｂおよび柄部３４ｃに対して、わずかに大きく形成されているため、移動部材３４は、連通空間３６内を往復移動可能とされている。

圧力供給手段３５は、従来よく知られるガススプリングにより構成されている。圧力供給手段３５は、オーバーランナー部３０ｓに溶湯が注入される注入圧力よりも低い維持圧力で移動部材３４を押圧して維持する。これにより、移動部材３４は、溶湯が注入されるまでは、オーバーランナー部３０ｓの底面部に移動部材３４の一端が面一となるように連通空間３６内に位置し、溶湯が注入された場合は、オーバーランナー部３０ｓの容積を拡大するように、他端方向へ移動する。

図３においては、説明を容易にするために、図の左側の移動部材３４は、他端方向へ移動した状態を示し、図の右側の移動部材３４は、オーバーランナー部３０ｓの底面部に移動部材３４の一端が面一となるように移動した状態を示す。ただし、本来は、複数の移動部材３４は、それぞれ、溶湯が注入されるまでは、オーバーランナー部３０ｓの底面部に移動部材３４の一端が面一となるように位置し、溶湯の注入に応じて、ほぼ同時に、他端方向へ移動する。

左側の移動部材３４は、他端側に移動することにより、右側の移動部材３４と比較して、オーバーランナー部３０ｓの底部の下側に空隙ｔが形成される。この空隙ｔによりオーバーランナー部３０ｓの容積が増大し、溶湯が空隙ｔに流れ込むことで溶湯の注入圧力が緩和され、オーバーランナー部３０ｓの側部に漏れ出すバリが抑制される。

また、溶湯が凝固した後に、型を開いて鋳造製品を取り出す際に、容積増大手段３３の移動部材３４は、一端方向に移動して、空隙ｔにおいて凝固した製品材料の一部を押し出す。これにより、オーバーランナー部にて凝固した製品材料を容易に取り出すことができるようになる。

本発明の実施形態において、移動部材３４は、延在部３４ａ、フランジ部３４ｂおよび柄部３４ｃからなり、移動部材３４が移動する連通空間３６は、延在空間３６ａ、フランジ空間３６ｂおよび柄空間３６ｃからなる形態について説明した。しかし、移動部材３４は、連通空間３６内で、オーバーランナー部３０ｓの容積を拡大するように移動すれば、他の形状であってもよく、また、連通空間３６は、移動部材３４が所定の移動範囲で移動できる形状であれば、他の形状であってもよい。

本実施の形態において、圧力供給手段３５は、ガススプリングである形態について説明した。しかし、圧力供給手段３５は、移動部材３４に所定の圧力を供給できれば、コイルバネ等の他の押圧手段であってもよい。

本実施形態において、容積増大手段３０は、可動型部３２に設けられる形態について説明した。しかし、容積増大手段３０は、固定型部３１に設けられてもよい。

本実施形態において、固定型部３１および可動型部３２が入子構造である形態について説明した。しかし、金型構造部２０における固定型２１および可動型２２のキャビティ２０ｓを形成する部分が入子構造であってもよい。

本発明の実施形態において、固定型部３１と可動型部３２とは、横方向に型開き可能である形態について説明した。しかし、固定型部３１と可動型部３２とは、上下方向に対向するように配置され、上下方向に型開き可能であってもよい。

以上、本発明の具体的な態様の例を、上記の実施形態により説明したが、本発明は、当該実施形態に限定されるものではない。

１ ダイカスト鋳造装置
１０ 射出機構
２０ 金型構造部
２０ｓ キャビティ
３０ オーバーランナー構造部
３０ｓ オーバーランナー部
３３ 容積増大手段
３４ 移動部材
３５ 連通空間
３６ 圧力供給手段
４０ 減圧装置

Claims (1)

1. 減圧装置に接続され、キャビティと連通するオーバーランナー部を有し、
   前記オーバーランナー部は、所定の注入圧力により溶湯が注入された場合に、オーバーランナー部の容積を増大させる容積増大手段を備えることを特徴とする、ダイカスト鋳造装置。

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