JP2020114594A - ダイカスト鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することが可能なダイカスト鋳造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るダイカスト鋳造方法は、材料押出部材（例えばプランジャチップ１４）を前進動作させることにより鋳物材料を射出させ、射出させた後、離型剤塗布中に材料押出部材の再度の前進動作である再前進動作を行う。そして、このダイカスト鋳造方法では、上記再前進動作時の動作抵抗を計測する。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカスト鋳造方法に関する。

特許文献１には、金型の分割面に貼り付いた鋳バリを剥離させる残留物除去装置が記載されている。特許文献１に記載の残留物除去装置では、エア吹出口からエアを吹き出させて、鋳バリを除去している。

特開２０１７−０８７２７６号公報

ところで、ダイカスト鋳造機においては、金型の分割面だけでなく、射出プランジャのプランジャスリーブ内にも残留物が生じることがある。しかしながら、このような残留物の除去に特許文献１に記載された技術を適用したとしても、エアのみでの除去であるため、十分に残留物が除去できるとは言えない。そして、プランジャスリーブ内に残留した残留物は、次のサイクルで鋳造される鋳物製品に鋳包まれることになり、鋳物製品が品質不良となってしまう。

そこで、本発明の目的は、鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することが可能なダイカスト鋳造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一態様に係るダイカスト鋳造方法は、材料押出部材を前進動作させることにより鋳物材料を射出させ、射出させた後、離型剤塗布中に前記材料押出部材の再度の前進動作である再前進動作を行い、前記再前進動作時の動作抵抗を計測する、ものである。

この一態様に係るダイカスト鋳造方法では、鋳物材料を射出させた後に、材料押出部材を再前進動作させ、その際に動作抵抗を計測している。よって、この一態様に係るダイカスト鋳造方法によれば、鋳物材料の射出後であって次の鋳物についての射出前に、残留物の排出処理と残留物が存在するか否かの確認処理を行うことが可能になる。これにより、この一態様に係るダイカスト鋳造方法によれば、鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することができる。

本発明によれば、鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することが可能なダイカスト鋳造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るダイカスト鋳造方法で用いられるダイカスト鋳造機の一例を示す概略断面図である。 図１のダイカスト鋳造機における給湯工程の様子を示す概略断面図である。 図１のダイカスト鋳造機における射出前進工程の様子を示す概略断面図である。 図１のダイカスト鋳造機における型開き工程の様子を示す概略断面図である。 図１のダイカスト鋳造機における鋳物取り出し工程の様子を示す概略断面図である。 図１のダイカスト鋳造機における再前進工程の様子を示す概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るダイカスト鋳造方法について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係るダイカスト鋳造方法（以下、本鋳造方法）は、鋳物を製造する方法であり、（１）型締め工程、（２）給湯工程、（３）射出前進工程、（４）型開き工程、（５）鋳物取り出し工程、（６）再前進工程を順に実施することができる。

まず、図１を参照しながら、本鋳造方法で用いられるダイカスト鋳造機の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るダイカスト鋳造方法で用いられるダイカスト鋳造機の一例を示す概略断面図であり、型締め工程の様子を示す図である。なお、図１及び後述の図２〜図６においては、便宜上、プランジャロッド及びプランジャチップにおける断面を示すハッチングを省略している。

本鋳造方法で用いられるダイカスト鋳造機１は、図１に示すダイカスト鋳造機１のように、固定金型１１、可動金型１２、プランジャスリーブ１３、プランジャチップ１４、及びプランジャロッド１５を備えることができる。固定金型１１は可動金型１２とともに金型を形成し、固定金型１１と可動金型１２とにより湯道部１１ａが形成されている。

プランジャスリーブ１３、プランジャチップ１４、及びプランジャロッド１５等により、射出プランジャポンプが構成される。プランジャチップ１４は材料押出部材の一例であり、射出ピストンと称することもある。プランジャスリーブ１３は、材料押出部材の動作経路（鋳物材料の移送経路を含む）となるシリンダの一例であり、給湯口１３ａを有することができる。また、プランジャスリーブ１３における固定金型１１に嵌め込まれた筒状の部分は、鋳物材料の移送経路の一部をなし、スプルブッシュと称することができる。但し、プランジャスリーブ１３は、スプルブッシュとそれ以外の部分とを別部品で構成しておくこともできる。

プランジャチップ１４は、プランジャロッド１５の先端に設けられ、プランジャスリーブ１３の内側形状に合った外形を有する。プランジャチップ１４は、プランジャロッド１５を図１における左右方向（前進、後進方向）に移動させることで、プランジャスリーブ１３内で前進方向や後進方向に移動させることが可能になっている。そして、プランジャチップ１４の前進や後進の繰り返しにより、スプルブッシュを含めプランジャスリーブ１３には、内周部に摩耗部（内径摩耗部）Ｋやスプルブッシュとの境目の段差部に段差摩耗部（図示せず）が生じ得る。また、プランジャチップ１４にも摩耗部が生じ得る。

また、ダイカスト鋳造機１は、図示しないが、可動金型１２を可動させる機構、プランジャロッド１５を可動（前進動作や後進動作）させる機構、並びにそれらを制御する制御部を備えることができる。

次に、上述した（１）〜（６）のそれぞれの工程について説明する。
（１）型締め工程
型締め工程は、矢視方向に金型を締め、図１に示すような状態にする工程である。つまり、型締め工程では、固定金型１１に対して可動金型１２を移動させることにより型が締められる。このとき、鋳物材料を投入するために、プランジャチップ１４の位置は原位置としておく。この原位置では、プランジャスリーブ１３に設けられた給湯口１３ａの位置より、後退側（図１における右側）にプランジャチップ１４の先端が位置する。

（２）給湯工程
図２を参照しながら、型締め工程に次いで実施される給湯工程について説明する。図２は、図１のダイカスト鋳造機１における給湯工程の様子を示す概略断面図である。給湯工程では、図２に示すように、給湯口１３ａからプランジャスリーブ１３の内部へ向けて鋳物材料Ｃの溶湯が投入される。なお、鋳物材料Ｃとしては、例えばアルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金、鉛合金、錫合金などが挙げられるが、これらに限ったものではない。

（３）射出前進工程（鋳造工程）
図３を参照しながら、給湯工程に次いで実施される射出前進工程について説明する。図３は、図１のダイカスト鋳造機１における射出前進工程の様子を示す概略断面図である。射出前進工程では、給湯工程において所定量の鋳物材料Ｃの給湯がなされた状態で、湯道部１１ａに射出させるために、プランジャロッド１５を前進させることで、鋳物材料Ｃで湯道部１１ａが満たされるまでプランジャチップ１４を前進させる（射出前進させる）。

この状態で溶湯が凝固し、鋳物が形成される。形成される鋳物は、製品部分Ｐ１とビスケット部分Ｐ２とを含む。製品部分Ｐ１は、鋳物製品となる部分であり、湯道部１１ａに対応する形状を有することができる。ビスケット部分Ｐ２は、湯道部１１ａへの湯口となる部分で形成される鋳物であり、湯口ビスケットと称されることもある。ビスケット部分Ｐ２は、鋳造後に製品部分Ｐ１から切り離され、後に鋳物材料Ｃの原料としてリサイクルされる。また、内径摩耗部Ｋや段差摩耗部には、チップバリＲが生成されることになる。

（４）型開き工程
次に、図４を参照しながら、射出前進工程に次いで実施される型開き工程について説明する。図４は、図１のダイカスト鋳造機１における型開き工程の様子を示す概略断面図である。型開き工程では、プランジャチップ１４を射出前進限位置Ｌまで移動させる。これにより、プランジャチップ１４が固定金型１１と可動金型１２との見切り面より露出することになる。

（５）鋳物取り出し工程
次に、図５を参照しながら、型開き工程に次いで実施される鋳物取り出し工程について説明する。図５は、図１のダイカスト鋳造機１における鋳物取り出し工程の様子を示す概略断面図である。

型開き工程後は、図示しない離型剤塗布機構による離型剤の塗布がなされるが、鋳物取り出し工程では、その離型剤塗布中にプランジャチップ１４を射出後退させ、原位置へ戻す。このとき、残留チップバリＲはプランジャチップ１４の後方へ排出される（掻き出される）こともあるが、図５に示す状態のように残留チップパリＲは内径摩耗部等のプランジャスリーブ１３の内部に残留したままとなることがある。そして、このような残留チップバリＲは、次サイクルの給湯内へ混入し、そのまま鋳物製品内に鋳包まれることがあり、そのような状況になった場合には、例えば圧漏れ欠陥や機械加工面欠陥などの品質不良へと繋がる。

（６）再前進工程
次に、図６を参照しながら、鋳物取り出し工程に次いで実施される本実施形態の主たる特徴である再前進工程について説明する。図６は、図１のダイカスト鋳造機における再前進工程の様子を示す概略断面図である。

再前進工程では、離型剤塗布中に再度の前進動作（再前進動作）を行う。この再前進動作は、射出対象が空（但し残留物がある場合もある）の状態での前進動作であるため、空前進動作と称することもできる。

これにより、プランジャスリーブ１３の内部に残留したままとなっていた残留チップバリＲを、図６に示すように、確実にプランジャチップ１４の前方に排出することができる。なお、前進及び後進の動作を複数回実施することもでき、これにより、より確実に残留した残留チップバリＲをプランジャチップ１４の前方又は後方から外部に排出させることができる。

さらに、再前進工程では、残留チップバリＲの確認のために、油圧計１６により上記再前進動作時の抵抗（つまり動作抵抗）を計測する。再前進動作時の動作抵抗は、例えば射出動作油圧の変動などを計測することにより計測することができる。

また、計測結果により、残留チップバリＲが内部に存在するか否かを判定し、存在する場合に、前進及び後進の動作（往復動作）を繰り返すようにすることもできる。このように、再前進工程では、プランジャスリーブ１３やプランジャチップ１４の摩耗状態（チップバリ噛み込みによるカジリなど）をショット毎に把握及び管理することができ、製品品質の向上を図ることができる。また、上述したように、この計測時には残留チップバリＲを排出することができ、この点で残留チップバリＲの除去性を向上させることができると言える。

このような再前進動作により、エアブロー吹き付け等による間接的な手段に比べ、既存の構成を有効活用しながら簡単且つ確実で直接的な残留チップバリＲの排出が可能となり、残留チップバリＲの鋳物製品内に混入する品質不良発生を防止することができる。さらに、このような再前進動作により、プランジャスリーブ１３やプランジャチップ１４の摩耗（カジリ）状態を連続操業中に外部より、且つショット毎に把握することが可能となる。

再前進工程後は、射出後退動作によりプランジャチップ１４を原位置へ復帰させ、次サイクルへ進む（上記型締め工程に戻る）。

以上に説明したように、本鋳造方法では、鋳物材料Ｃを射出させた後に、プランジャチップ１４を再前進動作させ、その際に動作抵抗を計測している。これにより、バリ除去性が向上するとともに、プランジャチップ１４の摩耗状態（チップバリ噛み込みによりカジリなど）をショット毎に把握することができる。つまり、本鋳造方法によれば、鋳物材料の射出後であって次の鋳物についての（次のサイクルでの）射出前に、残留物の排出処理と残留物が存在するか否かの確認処理を行うことが可能になる。

よって、本実施形態では、残留物の目視や射出時の異音の確認や累積ショット数の管理を行わなくても、プランジャチップ１４やプランジャスリーブ１３の寿命を判断することができる。また、プランジャチップ１４の摩耗の進行により残留チップバリＲの発生に留まらず、射出進行方向後方への湯漏れ（バックフラッシュ）を発生させ、連続操業に支障をきたす場合があるが、本実施形態ではこのような問題も防ぐことができる。

以上のように、本実施形態によれば、鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することができる。また、本実施形態では、上述したような再前進動作及び計測を行うことで、鋳物材料の射出後に残留物の存在を確認できるダイカスト鋳造機、つまり鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することが可能なダイカスト鋳造機を提供することもできる。

＜代替例＞
以上において、本鋳造方法の一例について説明したが、この方法において用いられるダイカスト鋳造機、鋳物の形状や、鋳物材料（つまり鋳物の材質）などは例示したものに限らない。例えば、固定金型１１、可動金型１２、湯道部の形状は例示したものに限らない。また、本鋳造方法は、上述したような再前進動作及びその際の計測動作を行うものであればよく、他の工程は例示したものに限らない。

また、本鋳造方法について横型に設置されたプランジャポンプを用いた例を挙げて説明したが、縦型に設置されたプランジャポンプを用いても同様であり、用いられる本数も複数本であってもよい。また、本鋳造方法は、プランジャポンプを用いるに限ったものではなく、縦型又は横型のピストンポンプ等を用いることもできる。なお、ピストンポンプの場合、プランジャチップ１４で例示した材料押出部材としては射出ピストンが該当し、プランジャスリーブ１３で例示したシリンダは射出シリンダが該当する。

さらに、本実施形態について、油圧計１６を用いて動作抵抗を計測した例を挙げたが、再前進動作時の抵抗を計測できるものであればよい。また、本実施形態では、動作抵抗の計測値を表示部に表示する、スピーカから通知のための音声を出力する、或いは外部機器に出力するなどにより、計測値を作業者に提示することができる。さらに、本実施形態では、計測値に閾値処理を施して所定値以上の計測値であった場合には、警告表示画像又は警告音を出力するように構成することもできる。

以上に、本実施形態について説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有する。
即ち、上記実施形態に係るダイカスト鋳造方法は、材料押出部材を前進動作させることにより鋳物材料を射出させ、射出させた後、離型剤塗布中に材料押出部材の再度の前進動作である再前進動作を行う。そして、このダイカスト鋳造方法では、上記再前進動作時の動作抵抗を計測する。

以上のダイカスト鋳造方法では、鋳物材料を射出させた後に、材料押出部材を再前進動作させ、その際に動作抵抗を計測している。よって、以上のダイカスト鋳造方法によれば、鋳物材料の射出後であって次の鋳物についての射出前に、残留物の排出処理と残留物が存在するか否かの確認処理を行うことが可能になる。これにより、以上のダイカスト鋳造方法によれば、鋳物材料の射出後に残留物が内部に残留することを防止することができる。

１ ダイカスト鋳造機
１１ 固定金型
１１ａ 湯道部
１２ 可動金型
１３ プランジャスリーブ
１３ａ 給湯口
１４ プランジャチップ
１５ プランジャロッド
１６ 油圧計
Ｃ 鋳物材料
Ｋ 内径摩耗部
Ｐ１ 鋳物の製品部分
Ｐ２ 鋳物のビスケット部分
Ｒ 残留チップバリ

Claims (1)

1. 材料押出部材を前進動作させることにより鋳物材料を射出させ、
   射出させた後、離型剤塗布中に前記材料押出部材の再度の前進動作である再前進動作を行い、
   前記再前進動作時の動作抵抗を計測する、
   ダイカスト鋳造方法。

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