JP2024086187A - ダイカスト金型 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の入子金型と第２の入子金型との段替えタイミングが異なっていても、成形品のバリの発生を抑制可能なダイカスト金型を実現する。【解決手段】本開示の一態様に係るダイカスト金型（１）は、主型金型（３）に対して第１の入子金型（４）及び第２の入子金型（５）が段替え可能なダイカスト金型であって、第１の入子金型（４）における第２の入子金型（５）の側への移動及び第２の入子金型（５）の側に対して逆側への移動を案内する案内機構（６）と、第１の入子金型（４）を第２の入子金型（５）の側に押し込む押し込み機構（７）と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、ダイカスト金型に関する。

一般的なダイカスト金型において、金型同士の隙間に溶湯が入り込んで成形品にバリが発生しないように、金型同士に隙間が発生しない構成とされていることが好ましい。例えば、特許文献１の鋳造用金型は、主型金型に設けられたテコによって当該主型金型の凹部に挿入された第１の入子金型と第２の入子金型との隙間を塞ぐことで、当該隙間に溶湯が入り込んで成形品にバリが発生することを抑制している。

特開２０２０－２８８８７号公報

一般的なダイカスト金型を説明する。なお、一般的なダイカスト金型は、固定型と可動型とを備えるが、可動型を代表して説明する。図３（ａ）は、一般的なダイカスト金型の可動型をキャビティ面の側から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、各金型を明確に区別できるようにハッチングを用いて示している。

一般的なダイカスト金型１００の可動型１０１は、例えば、図３（ａ）に示すように、主型金型１０２の金型挿入部１０２ａに第１の入子金型１０３及び第２の入子金型１０４が挿入されており、第１の入子金型１０３と第２の入子金型１０４とで連続するキャビティ面１０５を形成している。

ここで、図３（ｂ）に示すように、第１の入子金型１０３に形成された制限凸部１０３ａが主型金型１０２に形成された制限凹部１０２ｂに嵌め込まれることで、第１の入子金型１０３が主型金型１０２に固定されている。

このような一般的なダイカスト金型１００において、第２の入子金型１０４が第１の入子金型１０３に対して段替え（交換）タイミングが早い場合、第２の入子金型１０４のみが段替えされる。

このとき、主型金型１０２及び第１の入子金型１０３に余熱が残っており、主型金型１０２及び第１の入子金型１０３と、第２の入子金型１０４と、の温度差によって、第１の入子金型１０３と第２の入子金型１０４との間に隙間Ｃが発生し、当該隙間Ｃに溶湯が入り込んで成形品にバリが発生するおそれがある。

なお、特許文献１では、第１の入子金型及び第２の入子金型の熱膨張を考慮して形成された主型金型と第１の入子金型及び第２の入子金型との隙間に溶湯が入り込んで成形品にバリが発生するおそれがある。

本開示は、第１の入子金型と第２の入子金型との段替えタイミングが異なっていても、成形品のバリの発生を抑制可能なダイカスト金型を実現する。

本開示の一態様に係るダイカスト金型は、主型金型に対して第１の入子金型及び第２の入子金型が段替え可能なダイカスト金型であって、
前記第１の入子金型における前記第２の入子金型の側への移動及び当該第２の入子金型の側に対して逆側への移動を案内する案内機構と、
前記第１の入子金型を前記第２の入子金型の側に押し込む押し込み機構と、
を備える。

本開示によれば、第１の入子金型と第２の入子金型との段替えタイミングが異なっていても、成形品のバリの発生を抑制可能なダイカスト金型を実現する。

（ａ）は、実施の形態１のダイカスト金型の可動型をＸ軸＋側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 実施の形態２のダイカスト金型における図１（ｂ）と対応する位置での断面図である。 （ａ）は、一般的なダイカスト金型の可動型をキャビティ面の側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態のダイカスト金型の構成を説明する。本実施の形態のダイカスト金型は、固定型と可動型とを備えており、例えば、固定型を可動型と略等しい構成とすることができるため、可動型の構成を代表して説明する。なお、以下の説明では、説明を明確にするため、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。

図１（ａ）は、本実施の形態のダイカスト金型の可動型をＸ軸＋側から見た図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）では、各金型を明確に区別できるようにハッチングを用いて示している。

本実施の形態のダイカスト金型１の可動型２は、図示を省略した駆動機構によってＸ軸方向に移動可能であり、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、主型金型３、第１の入子金型４、第２の入子金型５、案内機構６、押し込み機構７及び変位センサ８を備えている。

主型金型３は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の入子金型４が挿入される第１の金型挿入部３ａ、及び第２の入子金型５が挿入される第２の金型挿入部３ｂを備えている。これらの第１の金型挿入部３ａ及び第２の金型挿入部３ｂは、例えば、図１（ａ）に示すように、Ｘ軸方向から見て略Ｔ字形状である。

第１の金型挿入部３ａ及び第２の金型挿入部３ｂは、例えば、図１（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向及びＺ軸方向から見て略矩形状である。但し、第１の金型挿入部３ａ及び第２の金型挿入部３ｂは、第１の入子金型４及び第２の入子金型５の形状に応じて、適宜、変更することができる。

第１の入子金型４は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の入子金型４のＸ軸＋側の面にキャビティ面４ａを備えている。第１の入子金型４は、主型金型３の第１の金型挿入部３ａに挿入されている。なお、第１の入子金型４は、主型金型３の一部を構成していてもよい。

このとき、図１（ｂ）に示すように、第１の入子金型４のＸ軸－側の面から突出する制限凸部４ｂを主型金型３に形成された制限凹部３ｃに挿入し、第１の入子金型４のＹ軸方向の移動を許容しつつ、主型金型３における第２の金型挿入部３ｂの側に対して逆側への移動を制限するとよい。これにより、ダイカスト金型１に溶湯を鋳込んだ際の衝撃で、第１の入子金型４が主型金型３の第２の金型挿入部３ｂの側に対して逆側に移動することを制限できる。

第２の入子金型５は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第２の入子金型５のＸ軸＋側の面にキャビティ面５ａを備えている。第２の入子金型５は、主型金型３の第２の金型挿入部３ｂに挿入されている。

このとき、第１の入子金型４における第２の入子金型５の側の面と、第２の入子金型５における第１の入子金型４の側の面と、は略面接触している。そして、第１の入子金型４のキャビティ面４ａと、第２の入子金型５のキャビティ面５ａと、が略連続して一つのキャビティ面９を形成している。

案内機構６は、例えば、第１の入子金型４をＹ軸方向に案内する。案内機構６は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の入子金型４のＺ軸＋側の面と主型金型３の第１の金型挿入部３ａのＺ軸＋側の面とを接続すると共に、第１の入子金型４のＺ軸－側の面と主型金型３の第１の金型挿入部３ａのＺ軸－側の面とを接続するように、配置されている。

案内機構６は、例えば、第１の入子金型４のＺ軸＋側の面並びにＺ軸－側の面から突出し、Ｙ軸方向に延在する案内凸部、及び主型金型３の第１の金型挿入部３ａのＺ軸＋側並びにＺ軸－側の面に形成され、Ｙ軸方向に延在する案内凹部を備えており、Ｚ軸方向で対向する案内凸部と案内凹部とが嵌め合わされた構成である。

これにより、案内機構６は、第１の入子金型４をＹ軸方向に案内することができる。但し、案内機構６は、第１の入子金型４をＹ軸方向に案内することができれば、上述の構成に限らず、例えば、案内凸部が主型金型３の第１の金型挿入部３ａに設けられ、案内凹部が第１の入子金型４に設けられてもよい。

押し込み機構７は、第１の入子金型４を第２の入子金型５の側に押し込む。押し込み機構７は、例えば、図１（ｂ）に示すように、カム部７ａ及び押し込み部７ｂを備えている。カム部７ａは、例えば、Ｚ軸方向から見て第１の入子金型４のＸ軸－側の面から突出する円弧面７ｃを備えている。カム部７ａは、第１の入子金型４のＹ軸方向への移動を阻害しないように、主型金型３に配置されている。

押し込み部７ｂは、例えば、Ｘ軸方向に移動可能なスライドピン７ｄを備えており、スライドピン７ｄが図示を省略したコイルバネなどの弾性体によってＸ軸＋側に付勢されている。スライドピン７ｄのＸ軸＋側の端部は、図１（ｂ）に示すように、カム部７ａの円弧面７ｃの頂点を挟んで第２の入子金型５の側に対して逆側の面に接触している。

これにより、スライドピン７ｄがカム部７ａを押し込んだ際のＹ軸方向の成分の力が第１の入子金型４を第２の入子金型５の側に押し込むことになる。このとき、スライドピン７ｄのＸ軸＋側の端部には、当該端部がカム部７ａの円弧面７ｃとの接触によって摩耗しないように、Ｚ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能なローラ７ｅが設けられているとよい。

変位センサ８は、第１の入子金型４のＹ軸方向の変位を検出する。このとき、変位センサ８が検出した第１の入子金型４における第２の入子金型５の側への変位量が予め設定された変位量以下の場合、鋳造工程を司る制御装置は、第１の入子金型４と第２の入子金型５との間に隙間が発生していると判断し、ダイカスト金型１への溶湯の鋳込みを中止するとよい。なお、変位センサ８は、第１の入子金型４のＹ軸方向の変位を検出することができれば、一般的なセンサを用いることができる。

次に、本実施の形態のダイカスト金型の可動型において、第２の入子金型５を段替えする流れを説明する。ダイカスト金型１において、第１の入子金型４と第２の入子金型５との段替えタイミングが異なり、第２の入子金型５のみを段替えする場合、現在の第２の入子金型５を主型金型３の第２の金型挿入部３ｂから抜去する。

このとき、第１の入子金型４は、押し込み機構７によって第２の入子金型５の側に押し込まれているため、主型金型３の第２の金型挿入部３ｂの側に押し込まれつつ案内機構６によって案内される。

これにより、第１の入子金型４における主型金型３の第２の金型挿入部３ｂの側の端部が当該第２の金型挿入部３ｂに突出する。ここで、第２の入子金型５の抜去時に当該第２の入子金型５が第１の入子金型４などと干渉しないように、第２の入子金型５はアンダーカットにならない形状とされている。

そして、新たな第２の入子金型５を主型金型３の第２の金型挿入部３ｂに挿入すると、第２の入子金型５によって第１の入子金型４が当該第２の入子金型５の側に対して逆側に押し込まれつつ案内機構６によって案内される。

このときも、第１の入子金型４は、押し込み機構７によって第２の入子金型５の側に押し込まれている。そのため、第１の入子金型４における第２の入子金型５の側の面と、第２の入子金型５における第１の入子金型４の側の面と、を略面接触させることができる。

次に、本実施の形態のダイカスト金型１を用いて成形品を成形する流れを説明する。可動型２とＹＺ平面を対称面とする面対称の構成とされた固定型と、可動型２と、を型閉じして、固定型と可動型２とで形成するキャビティに溶湯を鋳込む。

このとき、固定型の第１の入子金型における第２の入子金型の側の面と、第２の入子金型における第１の入子金型の側の面と、が略面接触し、可動型２の第１の入子金型４における第２の入子金型５の側の面と、第２の入子金型５における第１の入子金型４の側の面と、が略面接触しているため、各々の第１の入子金型と第２の入子金型との間に隙間が発生することを抑制できる。そのため、成形品にバリが発生することを抑制できる。

このように本実施の形態のダイカスト金型１は、第１の入子金型４を押し込み機構７によって第２の入子金型５の側に押し込んでいる。そのため、第１の入子金型４と第２の入子金型５との段替えタイミングが異なり、第２の入子金型５のみを段替えする場合であっても、第１の入子金型４における第２の入子金型５の側の面と、第２の入子金型５における第１の入子金型４の側の面と、を良好に略面接触させることができ、第１の入子金型４と第２の入子金型５との間に隙間が発生することを抑制できる。これにより、本実施の形態のダイカスト金型１は、第１の入子金型４と第２の入子金型５との段替えタイミングが異なっていても、成形品にバリが発生することを抑制できる。

なお、本実施の形態の押し込み部７ｂは、スライドピン７ｄを弾性体で付勢する構成としたが、油圧シリンダで構成してもよい。この場合、油圧シリンダの変位量などに基づいて、鋳造工程を司る制御装置は、第１の入子金型４と第２の入子金型５との間に隙間が発生しているか否かを判断するとよく、変位センサ８を省略することができる。また、カム部７ａは、円弧面７ｃを備えている場合に限らず、角度の付いた面を備えていてもよい。さらに、スライドピン７ｄのＸ軸＋側の端部は、カム部７ａとの摩擦による損傷を抑制することができれば、蒲鉾形状や角度の付いた面形状であってもよい。

＜実施の形態２＞
図２は、本実施の形態のダイカスト金型における図１（ｂ）と対応する位置での断面図である。なお、図２では、各金型を明確に区別できるようにハッチングを用いて示している。本実施の形態のダイカスト金型は、実施の形態１のダイカスト金型１と略等しい構成とされているが、第１の入子金型４における第２の入子金型５の側に対して逆側の面を押し込み機構２１で当該第２の入子金型５の側に押し込む構成とされている。

このとき、押し込み機構２１は、コイルバネなどの弾性体や油圧シリンダなどで構成することができる。ここで、実施の形態１のダイカスト金型１と同様に、押し込み機構２１を弾性体で構成する場合、変位センサ８を備えていることが好ましく、押し込み機構２１を油圧シリンダで構成する場合、変位センサ８を省略することができる。

本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態のダイカスト金型は、固定型を可動型と略等しい構成としているが、固定型の第１の入子金型を可動型の第１の入子金型４の動きと連動させることができる構成とされていれば、固定型は可動型と異なる構成とされていてもよい。

１ ダイカスト金型、２ 可動型、３ 主型金型、４ 第１の入子金型、５ 第２の入子金型、６ 案内機構、７、２１ 押し込み機構

Claims (1)

1. 主型金型に対して第１の入子金型及び第２の入子金型が段替え可能なダイカスト金型であって、
   前記第１の入子金型における前記第２の入子金型の側への移動及び当該第２の入子金型の側に対して逆側への移動を案内する案内機構と、
   前記第１の入子金型を前記第２の入子金型の側に押し込む押し込み機構と、
   を備える、ダイカスト金型。

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