JP2022134173A - Die casting device and die casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイカスト用装置およびダイカスト法に係り、特に、ダイカスト金型のランナーを加圧する為の加圧手段を備えたダイカスト用装置および当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法に関するものである。 The present invention relates to a die-casting apparatus and a die-casting method, and more particularly to a die-casting apparatus equipped with pressurizing means for pressurizing a runner of a die-casting mold and a die-casting method using the die-casting apparatus.
従来から、キャビティと該キャビティに連通するランナーを画成するダイカスト金型と、該キャビティ内に向けて溶湯を充填する第1加圧手段と、該ランナーの溶湯を加圧する第2加圧手段とを備え、該第2加圧手段が該ダイカスト金型の型開き方向に略直交する方向に向けて進退する加圧ロッドを備えたダイカスト用装置が公知である(例えば、下記特許文献1参照)。かかるダイカスト用装置によれば、ランナー内の溶湯を第2加圧手段によって加圧することで、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を向上させることが可能となっている。
Conventionally, a die casting mold defining a cavity and a runner communicating with the cavity, a first pressurizing means for filling molten metal toward the cavity, and a second pressurizing means for pressurizing the molten metal in the runner. , and the second pressurizing means includes a pressurizing rod that advances and retracts in a direction substantially orthogonal to the die opening direction of the die casting mold (see, for example,
しかしながら、上掲した特許文献1に開示されたダイカスト用装置では、第1加圧手段によるキャビティ内への溶湯の射出が行われるとともに、第2加圧手段によるランナー内の溶湯の加圧が行われることで、ランナー内で凝固したダイカスト品のランナー部には、加圧ロッドの進出によって中空部が形成されることとなる。この中空部が形成される箇所では、溶湯の逆流防止と押湯効果の向上のために、第2加圧手段と金型(ランナー)とのクリアランスを少なくする必要があり、そのために、中空部が形成されたダイカスト品のランナー部は、薄肉となってしまう。このような薄肉のランナー部を備えるダイカスト品を、型開きさせた金型から取り出そうとする場合には、破損や製品落下等が発生する虞があり、改善の余地があった。
However, in the die casting apparatus disclosed in
本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、ランナー内の溶湯の加圧を行うことでダイカスト品のランナー部に中空部が形成される形式のダイカスト用装置において、金型からダイカスト品を取り出す際に破損や製品落下等の不具合が発生することの無いダイカスト用装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems existing in the prior art, and its object is to form a hollow part in the runner part of a die cast product by pressurizing the molten metal in the runner. To provide a die-casting device of the type that does not cause troubles such as breakage and dropping of a die-casting product when it is taken out from a mold.
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, the reference numbers of the attached drawings are added in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated forms.
本発明に係るダイカスト用装置(1)は、キャビティ(53)と該キャビティ(53)に連通するランナー(50)を画成するダイカスト金型(10)と、前記キャビティ(53)内に向けて溶湯を充填する第1加圧手段(24,25)と、前記ランナー(50(50B))内の溶湯を加圧する第2加圧手段(40,41,43)と、を備え、前記第2加圧手段(40,41,43)が前記ダイカスト金型(10)の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する加圧ロッド(43)を備えるダイカスト用装置(1)であって、前記第1加圧手段(24,25)による前記キャビティ(53)内への溶湯の射出が行われるとともに、前記第2加圧手段(40,41,43)による前記ランナー(50(50B))内の溶湯の加圧が行われることで、前記ランナー(50(50B))内で凝固したダイカスト品(60)のランナー部(63)には、前記加圧ロッド(43)の進出によって中空部(64)が形成され、前記ランナー部(63)における前記中空部(64)が形成される箇所の外周にリブ(65)が形成されるように、前記ランナー(50(50B))が形成されることを特徴とするものである。 A die-casting apparatus (1) according to the present invention comprises a die-casting mold (10) defining a cavity (53) and a runner (50) communicating with the cavity (53); First pressurizing means (24, 25) for filling the molten metal, and second pressurizing means (40, 41, 43) for pressurizing the molten metal in the runner (50 (50B)), A die casting apparatus (1) in which pressure means (40, 41, 43) includes a pressure rod (43) that advances and retreats in a direction substantially orthogonal to a mold opening direction of the die casting mold (10). Then, the molten metal is injected into the cavity (53) by the first pressurizing means (24, 25), and the runner (50 (50B )) is pressurized, the runner (63) of the die-cast product (60) solidified in the runner (50 (50B)) is advanced by the pressurizing rod (43). A hollow portion (64) is formed, and the runner (50 (50B)) is formed such that a rib (65) is formed on the outer circumference of the portion of the runner portion (63) where the hollow portion (64) is formed. It is characterized by being formed.
また、本発明に係るダイカスト用装置(1)において、前記リブ(65(65a,65b))は、前記ダイカスト金型(10)を構成する固定型(20)と可動型(30)の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することが好適である。 In addition, in the die casting apparatus (1) according to the present invention, the ribs (65 (65a, 65b)) are used to separate the fixed die (20) and the movable die (30) that constitute the die casting die (10). It is preferred to have a shape that extends parallel or perpendicular to the direction.
本発明に係るダイカスト法は、上記したいずれかのダイカスト用装置(1)によりダイカストを行うことを特徴とするものである。 A die-casting method according to the present invention is characterized by performing die-casting using any one of the above-described die-casting apparatuses (1).
本発明によれば、ランナー内の溶湯の加圧を行うことでダイカスト品のランナー部に中空部が形成される形式のダイカスト用装置において、金型からダイカスト品を取り出す際に破損や製品落下等の不具合が発生することの無いダイカスト用装置およびダイカスト法を提供することができる。 According to the present invention, in a die-casting apparatus in which a hollow portion is formed in the runner portion of a die-cast product by pressurizing the molten metal in the runner, damage, product drop, etc., are prevented when the die-cast product is removed from the mold. It is possible to provide a die-casting apparatus and a die-casting method that do not cause the above defects.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to each claim, and not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention. .
本発明の一実施形態に係るダイカスト用装置1について、図1および図2を用いて説明する。ここで、図1は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが後退位置にある状態を示す断面図である。また、図2は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、加圧ロッドが前進位置にある状態を示す断面図である。
A
図1に示されるように、ダイカスト金型10は、固定型20と可動型30とを備えている。固定型20は固定ホルダー21および固定ダイス22からなり、固定ホルダー21には射出スリーブ23(スリーブ)が配設されている。射出スリーブ23内にはプランジャロッド24の先端に連結されたプランジャチップ25が配設されている。図示せぬ射出シリンダを作動させて該プランジャチップ25を射出スリーブ23内で摺動させることで射出スリーブ23の図示せぬ給湯孔から供給されたアルミニウム合金等の溶湯を、後述のキャビティ53内に充填可能である。プランジャチップ25、プランジャロッド24、および図示せぬ射出シリンダが、本発明に係る第1加圧手段を構成する。
As shown in FIG. 1, the
可動型30は、可動ホルダー31、可動ダイス32、および分流子33からなり、矢印A←→A’で示される可動型30の移動方向(ダイカスト金型10の型開き方向)に移動可能である。図1および図2に示す型締め状態においては、ダイカスト金型10の内部にはランナー50、ゲート52、およびキャビティ53が画成され、射出スリーブ23内の空間はランナー50およびゲート52を介してキャビティ53と連通する。ランナー50は、射出スリーブ23の軸線方向(ダイカスト金型10の型開き方向)に対して僅かな傾き角度を持った方向に延びる第1ランナー50Aと、射出スリーブ23の軸線方向に略直交する方向に延びる第2ランナー50Bとを備えている。第1ランナー50Aは、固定型20に配設された射出スリーブ23と可動型30の分流子33とにより画成されている。第2ランナー50Bは、射出スリーブ23と分流子33とにより画成される部分と、固定ダイス22と可動ダイス32とにより画成される部分とを有している。ゲート52およびキャビティ53は、固定ダイス22と可動ダイス32とにより画成されている。
The
分流子33には、図示せぬブラケットを介して油圧シリンダ40が固定されている。油圧シリンダ40のピストンロッド41には、カップリング42を介して加圧ロッド43が連結されている。加圧ロッド43は、分流子33に形成された貫通孔34に挿入され、加圧ロッド43の先端部43Aが貫通孔34の上側開口34Aを塞いでいる。加圧ロッド43は、油圧シリンダ40の作動によりダイカスト金型10の型開き方向に略直交する方向に向けて進退可能とされ、油圧シリンダ40を作動させた場合には、図1に示す後退位置から第2ランナー50B内に進入し、図2に示す前進位置まで進出可能である。したがって、本実施形態に係るダイカスト用装置1では、加圧ロッド43を第2ランナー50B内に進出させることにより、第2ランナー50B内の溶湯を介してキャビティ53内の溶湯を加圧することが可能である。油圧シリンダ40、ピストンロッド41、および加圧ロッド43は、本発明に係る第2加圧手段を構成する。
A
なお、加圧ロッド43の先端部43Aは、円柱形状とされている。そして、第2ランナー50Bは加圧ロッド43の先端部43Aの横断面形状と対応するように円形状に形成された対応形状部51を備え、この対応形状部51を画成する面51Aと加圧ロッド43の先端部43Aとの周方向の隙間が、例えば、0.5~3.0mmの範囲に設定されている。隙間が0.5mm未満の場合には、隙間で凝固した薄肉部分がダイカスト品の取り出し時に切断されてしまう。また、隙間が3.0mmを超える場合には、加圧ロッド43で第2ランナー50B内の溶湯を加圧した際に溶湯が隙間から逆流することを充分に防ぐことができず、キャビティ53内の溶湯に充分な押湯効果を与えることができない。第2ランナー50B内の溶湯の流動性が良い場合には、隙間から逆流が生じやすいので、キャビティ53内への溶湯の充填完了前に加圧ロッド43で第2ランナー50B内の溶湯を加圧する場合には、第2ランナー50Bの対応形状部51を画成する面51Aと加圧ロッド43の先端部43Aとの隙間を3.0mm以下とすることが好適である。
Note that the
以上、本実施形態に係るダイカスト用装置1の基本構成を説明した。次に、図3~図7を用いて、本実施形態に係るダイカスト用装置1が有する特徴的な構成を説明する。ここで、図3は、本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第1ランナー部、および第2ランナー部の形状を示す外観斜視図である。また、図4は、図3中のB-B’線の横断面を示す断面図である。さらに、図5は、本実施形態に係るダイカスト用装置と、当該ダイカスト装置によって製造されるダイカスト品の要部構成を説明するための模式図であり、図中の分図(a)は、ダイカスト品の一部であるビスケット部、第1ランナー部、および第2ランナー部が成形される箇所の金型の形状を模式的に示しており、分図(b)は、分図(a)で示された金型によって成形されたダイカスト品の一部を示している。またさらに、図6は、本実施形態に係るダイカスト用装置によって製造されたダイカスト品の一部であるビスケット部、第1ランナー部、および第2ランナー部と、第2ランナー部の箇所に対して進退移動する加圧ロッドの先端部の形状例を示す図である。さらにまた、図7は、本実施形態に係るダイカスト用装置の動作制御例を説明するための図である。
The basic configuration of the
まず、図3を参照して、本実施形態に係るダイカスト用装置1によって製造されたダイカスト品60の一部であるビスケット部61、第1ランナー部62、および第2ランナー部63の形状を説明する。
First, referring to FIG. 3, the shapes of a
図2を参照すれば明らかなように、ビスケット部61は、射出スリーブ23とプランジャチップ25と分流子33とで囲まれた領域に形成される部位である。また、第1ランナー部62は、第1ランナー50A内で形成される部位である。さらに、第2ランナー部63は、第2ランナー50B内で形成される部位である。
As is clear from FIG. 2, the
第2ランナー50Bは、射出スリーブ23の軸線方向に略直交する方向に延びる領域であり、第1ランナー50Aは、射出スリーブ23の軸線方向(ダイカスト金型10の型開き方向)に対して僅かな傾き角度(例えば、水平面に対して5°の角度)を持った方向に延びる領域であるため、射出スリーブ23の軸線方向に略直交する方向に延びて形成される第2ランナー部63に対して、第1ランナー部62は、略直角な角度を持った状態で接続している。
The
また、上述したように、本実施形態の加圧ロッド43は、油圧シリンダ40の作動によりダイカスト金型10の型開き方向に略直交する方向に向けて進退可能とされている。したがって、油圧シリンダ40を作動させた場合には、加圧ロッド43が第2ランナー50B内に進入することで、第2ランナー部63には、中空部64が形成されることとなる。
Further, as described above, the
本実施形態では、第2ランナー部63における中空部64が形成される箇所の外周に複数のリブ65が形成されるように、第2ランナー50Bが形成されている。この複数のリブ65は、図4で示すように、ダイカスト金型10を構成する固定型20と可動型30の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することを特徴としている。すなわち、図4において、紙面下方が固定型20であり、紙面上方が可動型30であり、可動型30は、矢印A←→A’で示される可動型30の移動方向(ダイカスト金型10の型開き方向)に移動可能である。そして、本実施形態では、第2ランナー部63に形成された複数のリブ65のうち、固定型20と可動型30の型抜き方向に対して平行方向に延びる形状を有するリブ65aが4つ形成されており、固定型20と可動型30の型抜き方向に対して垂直方向に延びる形状を有するリブ65bが2つ形成されている。本実施形態のリブ65(65a,65b)をこのような形状とすることで、ダイカスト金型10の型開き動作を阻害しないダイカスト品形状を得ることができる。
In this embodiment, the
図3および図4で示されるように、本実施形態では、第2ランナー部63における中空部64が形成される箇所の外周に対して、複数のリブ65が形成されている。第2ランナー部63において、中空部64が形成される箇所は薄肉となってしまうので、リブ65が存在しない従来技術のダイカスト品では、型開きさせた金型から取り出そうとする場合に、ダイカスト品に破損や製品落下等の不具合が発生する虞があった。しかしながら、本実施形態では、中空部64が形成される薄肉の箇所に複数のリブ65を形成したことで第2ランナー部63の強度が向上し、ダイカスト金型10を型開きしてダイカスト品60を取り出す場合にも、破損や製品落下等の不具合が発生しないという効果を得ることが可能となった。
As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, a plurality of
また、本実施形態では、図3で示されるように、第2ランナー部63における複数のリブ65が形成される箇所に絞り形状部66を形成することとした。ここで、本実施形態の絞り形状部66を説明するために図5を参照する。なお、図5では、説明の便宜のために、第2ランナー部63に形成された複数のリブ65については、図示を省略してある。
In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the narrowed
図5(b)に示すように、本実施形態のダイカスト品60には、第2ランナー部63における中空部64が形成される箇所の外周であって、複数のリブ65が形成される箇所に対して、径寸法が小さくなる絞り形状部66を形成した。この絞り形状部66を形成したのは、加圧ロッド43が第2ランナー50B内に進入して溶湯を加圧したときに、溶湯の逆流を好適に防止できるという効果を得るためである。そして、この絞り形状部66は、図5(a)に示すように、絞り形状部66が形成される箇所と対応する固定型20と可動型30の対応箇所に突形状20a,30aを形成することで、成形することが可能となる。本実施形態のダイカスト品60を構成する第2ランナー部63に対して絞り形状部66を形成することで、加圧ロッド43による溶湯の加圧時に溶湯の逆流を好適に防ぐことが可能なダイカスト用装置1を実現することができる。
As shown in FIG. 5(b), in the die-
さらに、本実施形態では、加圧ロッド43の先端部43Aの形状に改良を加えることとした。すなわち、図6で示されるように、本実施形態の加圧ロッド43の先端部43Aの先端面の角度を、第1ランナー部62の傾き角度と同一の角度を持った傾斜面とした。つまり、本実施形態において、第2ランナー部63は、射出スリーブ23の軸線方向に略直交する方向、すなわち垂直方向に延びて形成される部位であるのに対して、第1ランナー部62は、射出スリーブ23の軸線方向(ダイカスト金型10の型開き方向)に対して僅かな傾き角度(例えば、水平面に対して5°の角度)を持った方向に延びる部位である。そこで、僅かな傾き角度を持った第1ランナー部62と同一の傾斜角度を持つように、加圧ロッド43の先端部43Aの先端面を傾斜面とした。かかる形状を採用することで、加圧ロッド43から加圧を受ける溶湯の流動性が向上し、高い品質を有するダイカスト品60を得ることが可能となった。
Furthermore, in the present embodiment, the shape of the
なお、図5を用いて説明した絞り形状部66については、図6で示すように、加圧ロッド43の先端部43Aの先端面と同様に、第1ランナー部62の傾き角度と同一の角度を持った傾斜凹部として形成することも可能である。本実施形態の絞り形状部66についても第1ランナー部62の傾き角度と同一の角度を持った傾斜凹部とすることで、加圧ロッド43から加圧を受ける溶湯の流動性が向上し、高い品質を有するダイカスト品60を得ることが可能となる。
5, as shown in FIG. 6, similarly to the tip surface of the
さらに、本実施形態では、第2ランナー50B内の溶湯を介してキャビティ53内の溶湯を加圧する加圧ロッド43の動作制御方法についても改良を行った。すなわち、本実施形態のダイカスト法では、図7で示すように、加圧ロッド43による溶湯の加圧動作を1速目から5速目までの5段階とし、時間(mSec)とバルブ開度(%)と圧力(MPa)との3種類の条件を制御することとした。ここで、バルブ開度(%)については、加圧ロッド43を動作させる油圧シリンダ40に対する作動油の供給経路中にある不図示の電磁弁の動作条件を示しており、不図示の電磁弁のバルブ開度(%)を制御することで、加圧ロッド43の動作速度を制御できることを示している。
Furthermore, in the present embodiment, the operation control method of the
そして、図7で示すように、本実施形態では、加圧ロッド43の動作の初期段階では加圧ロッド43の圧力を低くして速度(バルブ開度)を最大限とし、加圧ロッド43が第2ランナー50B内に進出するにしたがって徐々に減速しながら高圧化する設定となっている。そして、この速度と圧力の変化は、第2ランナー50B内の溶湯の凝固収縮に応じて規定されたものとなっている。図7で示す加圧ロッド43の動作制御方法によるダイカスト法の実行によって、加圧ロッド43動作時の溶湯の逆流等が好適に防止されるので、成形されるダイカスト品60の品質が向上する。特に、図7で示す本実施形態の方法によれば、溶湯の流動性が最適化されるので、成形されるダイカスト品60の偏析発生や凝固収縮巣の発生が防止され、ダイカスト品60の内部品質および外部品質が、従来技術に比べて向上する効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the pressure of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. Various changes or improvements can be added to the above embodiments.
すなわち、図7で示した実施形態に係る加圧ロッド43の動作制御方法は、加圧ロッド43による溶湯の加圧動作を1速目から5速目までの5段階とし、時間(mSec)とバルブ開度(%)と圧力(MPa)との3種類の条件を制御するものであった。この動作制御方法については、例えばリニア制御を導入することで、加圧ロッド43の制御動作を安定して実行させることが可能となる。
That is, in the operation control method of the
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is clear from the description of the scope of the claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.
1 ダイカスト用装置、10 ダイカスト金型、20 固定型、20a 突形状、21 固定ホルダー、22 固定ダイス、23 射出スリーブ(スリーブ)、24 プランジャロッド(第1加圧手段)、25 プランジャチップ(第1加圧手段)、30 可動型、30a 突形状、31 可動ホルダー、32 可動ダイス、33 分流子、34 貫通孔、34A 上側開口、40 油圧シリンダ(第2加圧手段)、41 ピストンロッド(第2加圧手段)、42 カップリング、43 加圧ロッド(第2加圧手段)、43A 先端部、50 ランナー、50A 第1ランナー、50B 第2ランナー(ランナー)、51 対応形状部、51A 面、52 ゲート、53 キャビティ、60 ダイカスト品、61 ビスケット部、62 第1ランナー部、63 第2ランナー部(ランナー部)、64 中空部、65,65a,65b リブ、66 絞り形状部。
1 die
Claims (3)
前記キャビティ内に向けて溶湯を充填する第1加圧手段と、
前記ランナー内の溶湯を加圧する第2加圧手段と、
を備え、前記第2加圧手段が前記ダイカスト金型の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する加圧ロッドを備えるダイカスト用装置であって、
前記第1加圧手段による前記キャビティ内への溶湯の射出が行われるとともに、前記第2加圧手段による前記ランナー内の溶湯の加圧が行われることで、前記ランナー内で凝固したダイカスト品のランナー部には、前記加圧ロッドの進出によって中空部が形成され、
前記ランナー部における前記中空部が形成される箇所の外周にリブが形成されるように、前記ランナーが形成されることを特徴とするダイカスト用装置。 a die casting mold defining a cavity and a runner communicating with the cavity;
a first pressurizing means for filling the molten metal into the cavity;
a second pressurizing means for pressurizing the molten metal in the runner;
wherein the second pressurizing means comprises a pressurizing rod that advances and retracts in a direction substantially orthogonal to the mold opening direction of the die casting mold,
The molten metal is injected into the cavity by the first pressurizing means, and the molten metal in the runner is pressurized by the second pressurizing means, so that the die-cast product solidified in the runner is removed. A hollow portion is formed in the runner portion by advancing the pressure rod,
A die-casting apparatus, wherein the runner is formed so that a rib is formed on an outer circumference of a portion of the runner where the hollow portion is formed.
前記リブは、前記ダイカスト金型を構成する固定型と可動型の型抜き方向に対して平行方向又は垂直方向に延びる形状を有することを特徴とするダイカスト用装置。 The die casting apparatus according to claim 1,
A die-casting apparatus, wherein the rib has a shape extending in a direction parallel or perpendicular to a drawing direction of the fixed mold and the movable mold that constitute the die-casting mold.
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