JP2866215B2 - ダイカストマシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダイカストマシンに係
り、特に、溶湯を常時満たした加圧室をもち、且つ、金
型機構（型締機構）が立型配置された立型のダイカスト
マシンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ホットチャンバ式のダイカストマシンは
公知であり、該種ダイカストマシンは一般的に図２に示
したような構成となっている。

【０００３】図２において、５０は、溶融アルミニウム
や溶融亜鉛等の溶湯５１を貯えた溶解炉で、該溶解炉５
０内の溶湯５１の湯面レベルは公知の湯面高さ調整機構
により一定高さを維持されるようになっている。５２は
射出シリンダで、そのピストンロッドがカップリング５
３を介してプランジャチップ５４に連結されている。５
５は、上記溶解炉５０内に固設されたプランジャスリー
ブで、該プランジャスリーブ５５内を上記プランジャチ
ップ５４が摺動するようになっている。上記プランジャ
スリーブ５５の側面には透孔５５ａが形成されていて、
該透孔５５ａから溶解炉５０内の溶湯５１がプランジャ
スリーブ５５内に供給されるようになっている。５６は
ティポットネック状の湯道管で、その一端側は溶解炉５
０の底面側に固着されて上記プランジャスリーブ５５の
下部と連通していると共に、その他端側にはノズルチッ
プ５７を介してノズル５８の基端側が固着・連通されて
いる。また、上記ノズル５８の先端側は、固定ダイプレ
ート５９に取付けられた固定金型６０の湯口ブッシュ６
１に押し付けられている。なお、６２は可動金型６３を
取付けた可動ダイプレートであり、可動ダイプレート６
２は図示せぬ型締シリンダ等によって駆動されるように
なっている。

【０００４】上記した構成において、射出行程の前に
は、溶湯５１は大気圧により前記湯道管５６の中途まで
満たされている（溶解炉５０内の湯面と同一高さまで満
たされている）。この状態で型締が行われ、図２に示し
たように前記固定金型６０と可動金型６３とのＰＬ面
（パーティングライン面）が圧接された型締完了後にお
ける所定タイミングで、前記射出シリンダ５２が駆動さ
れて前記プランジャチップ５４が押し下げられ、このプ
ランジャチップ５４の移動による押圧力で溶湯５１が前
記ノズル５８、湯口ブッシュ６１を介して型締された金
型６０，６３のキャビティ（製品鋳造用空間）に圧入・
充填される。そして、所定の冷却期間をおいた後、型開
きが行われ、製品が取り出されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したホ
ットチャンバ式のダイカストマシンにおいては、溶解炉
５０側に射出メカニズムが設けられており、このため、
射出加圧部と金型との間に湯道管５６を必要として、射
出加圧部とキャビティとの間の距離が嵩み、鋳造圧力ロ
スが大きくエネルギ効率が悪いという問題がある上、湯
道管５６にも大きな鋳造圧力が加わるため、湯道管５６
から溶湯５１がリークする虞もあり、安全性の点でも問
題があった。また、射出前には、前記したように湯道管
５６の中途までしか溶湯５１が満たされていないため
（湯道管５６の上部やノズル５８等に空気が存在してい
るため）、溶湯圧入時に空気が溶湯５１内に巻き込まれ
易く、鋳造品質を低下させると言う問題もあった。さら
には、上記した空気の溶湯５１内への巻き込み防止のた
め、通常、射出初期に空気を金型外へリークさせるため
の低速射出行程を必要とすること等により、鋳造サイク
ルをアップさせるにも自ずと限界のあるものであった。

【０００６】なお、本願出願人によって、金型機構を立
型配置とし溶解炉と金型の中間位置に加圧装置を配設し
た鋳造機が、特開昭６４ー６２２５８号公報に、また、
金型機構を立型配置とし溶解炉内に給湯ポンプを配設し
た鋳造機が、特開平１ー９５８５６号公報にそれぞれ開
示されているが、これら先願においても、図２の従来技
術と略同様の問題をもつものであった。

【０００７】従って、本発明の解決すべき技術的課題は
上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあり、
その目的とするところは、鋳造圧力ロスが少なくて、湯
道管からの溶湯のリークがなく、また、鋳造製品への空
気の巻き込みを可及的に低減でき、さらに、鋳造サイク
ルがアップ可能な、謂わばホットチャンバ方式の射出形
態をとるダイカストマシンを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるダイカスト
マシンは上記した目的を達成するため、溶湯を貯えた溶
解炉と、該溶解炉内の湯面を常に略一定高さに保つため
の湯面高さ調整手段と、立型配置された金型機構と、該
金型機構の固定金型の底面に設けられた溶湯注入孔と、
該溶湯注入孔に密着しその先端部近傍部位の高さが前記
溶解炉内の湯面と略同一高さとなるように配設されたノ
ズル部と、該ノズル部の下部と連通してノズル部の直下
に位置すると共に前記溶解炉内の溶湯が湯道管を介して
満たされるホットランナ溶湯室と、該ホットランナ溶湯
室と前記湯道管との間に設けられた弁手段と、前記ホッ
トランナ溶湯室内の溶湯を前記ノズル部から金型内に押
し上げ供給するための溶湯加圧手段とを具備し、前記弁
手段によって溶湯の前記湯道管側への逆流が阻止された
状態で、前記溶湯加圧手段により前記ホットランナ溶湯
室内の溶湯を前記ノズル部から金型内に圧入するよう
に、構成される。

【０００９】

【作用】湯道管により溶解炉と連結され加圧室として機
能するホットランナ溶湯室は、固定金型の略直下に位置
し、また、ホットランナ溶湯室と固定金型の溶湯注入孔
とを連結する垂直配置のノズル部の先端近傍部位は、湯
面レベルが一定に調整されている溶解炉の湯面と同一高
さにあるようにされている。射出前にはノズル部内の先
端位置に近い部分までは溶湯が満たされた状態にあり、
この状態で、ホットランナ溶湯室と湯道管との間に配設
された開閉弁（チェック弁）を閉じた後、プランジャチ
ップを射出シリンダで駆動して、ホットランナ溶湯室内
の溶湯を加圧することにより、溶湯はノズル部から型締
された金型のキャビティ内に直ちに充填される。

【００１０】斯様にすることにより、ホットランナ溶湯
室（加圧室）と金型との距離が非常に短いので、鋳造圧
力の圧力ロスが僅少なものとなって鋳造効率を高めこと
が可能となり、また、射出前にはノズル部内の先端位置
に近い部分まで溶湯が満たされているので、金型への溶
湯圧入時に空気が製品（溶湯）に巻き込まれる虞が殆ど
なくなり、良品（無孔性で欠陥のない）鋳造に大いに寄
与する。また、溶湯充填のための溶湯圧入流路が短く応
答性がよいことと、空気の巻き込みの虞が殆どないこと
とが相俟って、高速充填によるハイサイクル化が容易に
達成可能となる。しかも、従来と相違して鋳造圧力が湯
道管には加わらない構成となっているので、湯道管から
溶湯がリークがするという事態を招来する虞が殆どな
く、安全性も高まる。さらにはまた、従来とは異なり溶
解炉と加圧室並びに加圧機構とが分離配置されているの
で、メンテナンス性も改善され、また、溶解炉を機種や
金型種別とは関係なく、比較的自由に取替え・選択可能
となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図１に示した１実施例によっ
て説明する。図１は本実施例に係る立型ダイカストマシ
ンの一部切断した説明図である。

【００１２】図１において、１は溶解炉で、アルミニウ
ム、亜鉛等の金属材料を溶解して溶湯２とし、該溶湯２
の温度を一定の鋳造温度に維持させるようになってい
る。すなわち、本実施例においては、保護管３ａに内蔵
された温度センサ３ｂをもつ溶湯温度測定センサ３で溶
湯２の温度を測定し、この温度検出情報に基づき適宜熱
源４（実施例ではＬＰＧガスバーナとしているが、電気
ヒータや石油バーナ等を用いることもある）をＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御して、溶湯２を所定温度に保持するようになっ
ている。また、本実施例による上記溶解炉１は、溶湯２
の湯面レベルを常時一定に保つための公知の適宜湯面高
さ調整機能が具備されたものとされていて、例えば本実
施例においては、湯面検出センサ５の検出情報に基づ
き、湯面調整用シリンダ６を駆動制御して湯面調整フロ
ート７の溶湯２中への浸漬量を制御し、これにより湯面
レベルを一定に保つ構成を採っているが、これ以外に公
知の任意の湯面高さ調整手段を用いることができる。

【００１３】８は固定配置されたボトムプラテン、９は
ボトムプラテン８に対して所定上方位置に配置されたト
ッププラテンで、ボトムプラテン８とトッププラテン９
との間には複数本のタイバー１０が架設されている。１
１はタイバー１０に挿通された可動プラテンで、トップ
プラテン９に設置された型締シリンダ１２によって上下
方向に駆動されるようになっている。なお、１３は、該
種立型ダイカストマシンの射出シリンダ（油圧シリン
ダ）１２において常用される公知の補助油タンクであ
る。

【００１４】１４は前記ボトムプラテン８に取付けられ
た固定金型、１５は前記可動プラテン１１に取付けられ
た可動金型で、図１に示した型締状態では、該両金型１
４，１５により製品鋳造用空間たるキャビティ１６が形
成されるようになっている。１７は可動プラテン１１に
取付けられた押出し（イジェクト）シリンダ、１８は、
該押出しシリンダ１７により可動プラテン１１（可動金
型１５）に対して相対的に上下駆動される押出し板、１
９は該押出し板１８に植設された押出しピンであり、こ
の３者１７，１８，１９で構成されるイジェクト機構に
よって、型開き時に上記した可動金型１５側に被着して
一体となって上昇した製品を、可動金型１５から突出し
・分離させるようになっている。

【００１５】前記固定金型１４の底面には、前記キャビ
ティ１６に連通する溶湯注入孔２０が設けられており、
本実施例においてはこの溶湯注入孔２０は複数個設けら
れているが、これは単一のものとして分流子等の分流機
能をもつもつのとの組合せとしてもよい。なお、溶湯注
入口２０からキャビティ１６までの距離は本実施例のよ
うに可及的に短くするのが好ましい。２１は、上記各溶
湯注入孔２０にその先端面部をそれぞれ密着させたノズ
ル部で、その基端部は加圧室たるホットランナ溶湯室２
２の上壁面に固着されていて、このノズル部２１によっ
て前記キャビティ１６とホットランナ溶湯室２２とが連
通されるようになっている。なお、ノズル部２１の最先
端部の位置は、前記した溶解炉１内の前記した溶湯２の
湯面レベルよりも若干量だけ高い位置にあるように設定
されている。

【００１６】前記ホットランナ溶湯室２２は、前記固定
金型１４の直下に前記ノズル部２１の高さ分だけの僅か
の距離をおいて配設され、湯道管２３を介して前記溶解
炉１とその底部同志が連通されていて、これにより、該
ホットランナ溶湯室２２には溶湯２が満たされるように
なっている。また、ホットランナ溶湯室２２と湯道管２
３との連通部位には、開閉用シリンダ２４で上下駆動さ
れる開閉弁（チェック弁）２５が設けられており、後述
する射出・充填行程には開閉弁２５は閉じられて、ホッ
トランナ溶湯室２２から湯道管２３側への溶湯２の逆流
を阻止する逆止弁として機能するようになっている。一
方、射出行程の前には開閉弁２５は開放されていて、こ
の結果溶解炉１内の湯面にかかる大気圧により、前記ノ
ズル部２１内には前記した溶解炉１内の湯面レベルと同
一高さまで、すなわち、ノズル部２内にはその先端部近
傍まで溶湯２が満たされるようになっている。

【００１７】２６は、前記ホットランナ溶湯室２２の外
筐体２７の保持部材２８に適宜支持手段を介して取付け
られた射出シリンダ、２９は上記外筐体２７にシールし
て嵌め込まれた射出スリーブ、３０は、上記射出シリン
ダ２６によって上記射出スリーブ２９内を水平方向に駆
動されるプランジャチップであり、これら部材２６，２
９，３０によってホットランナ溶湯室２２内の溶湯２に
対する加圧機構が構成されている。そして、前記開閉弁
２５が閉じられた状態で、プランジャチップ３０がホッ
トランナ溶湯室２２内へ侵入する方向へ前進駆動される
ことにより、ホットランナ溶湯室２２内の溶湯２が前記
ノズル部２１から前記キャビティ１６内へ溶湯２が圧入
・充填されるようになっている。

【００１８】なお図示していないが、前記ホットランナ
溶湯室２２の外筐体２７の保持部材２８は、ノズルタッ
チシリンダによって上方への押圧力を受けており、これ
によって前記ノズル部２１の先端が前記固定金型１４の
溶湯注入孔２０に所定押し付け力をもって密着するよう
になっている。また上述した構成において、前記金型１
４，１５以外で溶湯２と接する部材は、耐熱性に優れた
セラミック製の部材とされていて、且つ、前記ノズル部
２１，ホットランナ溶湯室２２の外筐体２７，湯道管２
３等にはヒータ３１が内蔵されている。

【００１９】次に、上述した構成に基づく本実施例の動
作を説明する。いま、前記可動プラテン１１が上方位置
にある型開き状態においては、前記開閉弁２５は開放さ
れていて、溶湯２は前記ノズル部２１の先端近くまで満
たされている。この状態で、前記型締シリンダ１２によ
って可動プラテン１１が下降駆動されて、前記可動金型
１５が固定金型１４に所定型締力で密着するように型締
行程が実行される。図１はこの型締完了直後の状態を示
しており、この後前記開閉用シリンダ２４によって開閉
弁２５が閉じられる。そして、この後の所定タイミング
で、前記射出シリンダ２６により前記プランジャチップ
３０が前進駆動され、これによって、ホットランナ溶湯
室２２内の溶湯２が前記ノズル部２１から前記キャビテ
ィ１６内へ圧入・充填される。

【００２０】上記した射出終了後、所定の冷却時間を経
たタイミングで、前記射出シリンダ２６の前進油圧力が
ＯＦＦとされる（射出前進加圧力がＯＦＦとされる）と
共に、前記開閉用シリンダ２４によって開閉弁２５が開
放されて、ホットランナ溶湯室２２と前記溶解炉１とが
前記湯道管２３によって連通される。この後、射出シリ
ンダ２６によってプランジャチップ３０が戻され、この
プランジャチップ３０の後退による体積変化分に相当す
るだけの量の溶湯２が、溶解炉１からホットランナ溶湯
室２２に補充される。なお、これに伴って溶解炉１の湯
面レベルは若干量だけ低下されんとするが、これは前記
した湯面高さ調整手段によって直ちに元の所定湯面レベ
ルに調整され、溶解炉１の湯面レベルは常時一定の高さ
を維持されるようになっている。

【００２１】製品（鋳造品）が冷却・固化された後、型
締シリンダ１２によって可動プラテン１１が上昇駆動さ
れて型開きが開始され、これによって可動金型１５が製
品をホールドしたまま固定金型１４から離脱する。そし
て例えば、可動プラテン１１が上昇限に至った時点で、
前記押出しシリンダ１７によって押出し板１８並びに押
出しピン１９を下降・駆動させて、これにより製品を可
動金型１５から突出し・分離させるようになっている。

【００２２】上述したように本実施例によれば、ホット
ランナ溶湯室（加圧室）２２と金型との距離が可及的に
短い構成としているので、鋳造圧力のロスが僅少なもの
となって鋳造効率を高めことが可能となり、また、射出
前にはノズル部２１内の先端位置に近い部分まで溶湯２
が満たされているので、金型への溶湯圧入時に空気が製
品（溶湯）に巻き込まれる虞が殆どなくなり、鋳造品品
質が向上する。また、溶湯充填のための溶湯圧入流路が
短く応答性がよいことと、空気の巻き込みの虞が殆どな
いこととが相俟って、高速充填によるハイサイクル化が
容易に達成可能となる。しかも、従来と相違して鋳造圧
力が湯道管２３には全く加わらない構成となっているの
で、湯道管２３からの溶湯リークの虞が殆どなく、安全
性も高まる。さらにはまた、従来とは異なり溶解炉１と
加圧室並びに加圧機構とが分離配置されているので、メ
ンテナンス性も改善され、また、溶解炉１を機種や金型
種別とは関係なく、比較的自由に取替え・選択可能とな
る。

【００２３】以上本発明を図示した実施例によって説明
したが、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能であり、例えば前記開閉弁２４は、射出
時には湯道管２３側への逆流を流体圧力で阻止し、加圧
室（ホットランナ溶湯室２２）が無負荷状態となった時
には湯道管２３からの溶湯２の流入を許容するものであ
ってもよい。

【００２４】

【発明の効果】叙上のように本発明によれば、鋳造圧力
ロスが少なくて、湯道管からの溶湯のリークがなく、ま
た、鋳造製品への空気の巻き込みを可及的に低減でき、
さらに、鋳造サイクルがアップ可能なダイカストマシン
を提供でき、その価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るダイカストマシンの一部
切断した説明図である。

【図２】従来のホットチャンバ式のダイカストマシンを
示す説明図である。 １ 溶解炉 ２ 溶湯 ３ 溶湯温度検出センサ ４ 熱源 ５ 湯面検出センサ ６ 湯面調整用シリンダ ７ 湯面調整フロート ８ ボトムプラテン ９ トッププラテン １１ 可動プラテン １２ 型締シリンダ １４ 固定金型 １５ 可動金型 １６ キャビティ ２０ 溶湯注入口 ２１ ノズル部 ２２ ホットランナ溶湯室（加圧室） ２３ 湯道管 ２４ 開閉用シリンダ ２５ 開閉弁（チェック弁） ２６ 射出シリンダ ２９ 射出スリーブ ３０ プランジャチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 17/02 B22D 17/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶湯を貯えた溶解炉と、該溶解炉内の湯
   面を常に略一定高さに保つための湯面高さ調整手段と、
   立型配置された金型機構と、該金型機構の固定金型の底
   面に設けられた溶湯注入孔と、該溶湯注入孔に密着しそ
   の先端部近傍部位の高さが前記溶解炉内の湯面と略同一
   高さとなるように配設されたノズル部と、該ノズル部の
   下部と連通してノズル部の直下に位置すると共に前記溶
   解炉内の溶湯が湯道管を介して満たされるホットランナ
   溶湯室と、該ホットランナ溶湯室と前記湯道管との間に
   設けられた弁手段と、前記ホットランナ溶湯室内の溶湯
   を前記ノズル部から金型内に押し上げ供給するための溶
   湯加圧手段とを具備し、前記弁手段によって溶湯の前記
   湯道管側への逆流が阻止された状態で、前記溶湯加圧手
   段により前記ホットランナ溶湯室内の溶湯を前記ノズル
   部から金型内に圧入するようにしたことを特徴とするダ
   イカストマシン。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記溶湯加圧手
   段は、射出シリンダと、該射出シリンダによって前進駆
   動され前記ホットランナ溶湯室内の溶湯を加圧可能なプ
   ランジャチップとを含むことを特徴とするダイカストマ
   シン。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、前記弁手段は、
   駆動源によって駆動制御される開閉弁（チェック弁）で
   あることを特徴とするダイカストマシン。