JP4235053B2 - 鋳造型の密閉式離型剤塗布システム - Google Patents

Description

この発明は、成型において成形された製品を金型から離型する際に離型が容易なように、予め金型内部に離型剤を塗布するためのシステムに関する。

図４に示すように、例えば従来のコールドチャンバー鋳造型においては、金型１０１の内部に形成される製品部１０３へ、溶湯鋳造機からの溶融した成形材を注入するために、金型１０１に形成され開口した湯口スリーブ１０５へ成形材を供給しシリンダ装置で加圧し、湯口スリーブ１０５の底部に設けられる分流子１０７と呼ばれる部分の上部から射出し、成形された製品を金型から離型する。図中１０９は冷却装置、１１１は製品部１０３へ突出することで、成形された製品を離型させるエジェクターピンである。なお、湯口スリーブ１０５や分流子１０７については、下記の非特許文献１の第１０２６頁に記載がある。
「ｆａｃｅ」型用標準部品 編集・発行 株式会社ミスミ

この離型が容易なように、予め金型内部に液状の離型剤を塗布する。
特開２０００−２５０７８ 特開２００１−１１３３５２ この塗布は、金型を開いた状態で、手動やロボットによっておこなう（特許文献１）が、その際に離型剤が周囲に飛散して、環境を汚染しやすく、離型剤の消費が早く不経済である。このために、金型が閉じた状態で、離型剤を金型の内部に注入して塗布をおこなう技術が提案されている（特許文献２）。

しかしながら、この従来の後者の技術であっても、さらに以下の点で課題があった。すなわち、
（１）分流子は、設計上、金型内部の製品部にもっとも成形材が行き渡る位置に形成されるが、離型剤の注入口は、この分流子と同じ位置にすることは物理上困難なので、異なる位置に設けれることになり、従って離型剤はなかなか金型内部に行き渡らず、ムラができ、うまく離型が行ないにくいものであった。

（２）また、切換弁を用いて、分流子の位置と、離型剤注入口の位置を同じ位置にすることも考えられる。その場合には、分流子以外に切換弁を設けることになり、金型装置全体のコストを高くしてしまうものであった。
そこで、この発明は、離型剤が金型内部に行き渡リやすく、装置のコストを抑止できる鋳造型の密閉式離型剤塗布システムを提供することを課題とする。

以上の課題を解決するために、第一発明は、成形をおこなうための金型と、この金型の内部に形成される製品部へ成形材を注入するために開口する湯口スリーブと、この湯口スリーブに供給された前記成形材を加圧するためのシリンダ装置と、前記湯口スリーブの底部と前記製品部に接し前記加圧された成形材を前記製品部の所定箇所へ導く分流子と、前記成形材が導かれるために前記分流子内部に形成され前記湯口スリーブと前記製品部の所定箇所を連通する分流子ランナーと、を有する鋳造型において、
回転柱状の前記分流子と、前記湯口スリーブと前記製品部に接したまま摺動し回動させ前記連通を断つ回動機構と、前記分流子に接して設けられ加圧された離型剤を導く離型剤通路と、前記回動がなされた回動位置で前記離型剤通路と前記製品部の所定箇所を連通して前記分流子に形成される第２分流子ランナーと、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システムである。

第二発明は、さらに、前記回動機構は、前記回転柱状の分流子の周囲に形成されたピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛み合うラックギヤと、このラックギヤを駆動するシリンダ装置と、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システムである。
第三発明は、さらに、前記回転柱状の分流子の周囲で、前記金型と接する部分に形成されたリング状のエアランナーと、このエアランナーに連通して設けられ加圧されたエアを導くエア通路と、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システムである。

第四発明は、成形をおこなうための金型と、この金型の内部に形成される製品部へ突出することで成形された製品を離型させる突出位置、この突出位置から戻った戻り位置、及び、戻り位置から後退した後退位置を取りうるエジェクターピンと、前記エジェクターピンが収納されるピン孔の内壁に形成され、前記後退位置にあるエジェクターピンとピン孔の間を通って前記製品部へ離型剤を供給するための離型剤供給スペースと、この離型剤供給スペースに接続し離型剤を供給する第２離型剤供給路と、前記突出と前記後退の動作を行うために前記エジェクターピンの後端を支える板材と、この板材の端部に形成された傾斜部に接する楔材と、この楔材を前記エジェクターピンと直行方向へ往復動させうるシリンダ装置と、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システムである。

第一、第二、または第三発明によれば、回動機構により回転柱状の分流子が回動することで、湯口スリーブと金型の製品部の所定箇所を連通を断ち、かわりに離型剤通路と金型の製品部の所定箇所を連通することができる。よって、金型内部の製品部にもっとも成形材が行き渡る位置から離型剤を注入できる。このため、離型剤が金型内部に行き渡リやすい。

また、分流子自体に切換弁の機能を与えることができ、別に切換弁を設ける必要がなくなるので、金型装置全体のコストを抑止できる。
第二発明によれば、さらに、シンプルな機構により回動機構を得ることができる。
第三発明によれば、さらに、分流子と金型の接触面の若干の間隙に漏洩し残った成形材を、エア通路から高圧のエアを導いてエアブローすることで、除去し、分流子の回動が可能な状態を維持する。
第四発明によれば、一般に離型が困難な部分に設けられるエジェクターピンが収納されるピン孔の内壁に、離型剤供給スペースを形成することで、離型が困難な部分に離型剤を注入できる。このため、離型剤が金型内部に行き渡リやすい。

また、別に切換弁を設ける必要がなくなるので、金型装置全体のコストを抑止できる。

この発明の実施形態を、図１〜図３に示す。
（概略）成形をおこなうための金型１の内部に形成される製品部３へ成形材を注入するために、湯口スリーブ５が形成され開口する。この湯口スリーブ５に供給された成形材は、シリンダ装置により加圧され、湯口スリーブ５の底部に接して設けられた分流子７内部に形成される分流子ランナー９を通って、製品部３の所定箇所へ導かれる。

この分流子７は、回転柱状に形成され、湯口スリーブ５と金型１の製品部３に接したまま摺動し回動できる構造を有する。回動機構１１によりこの回動がなされると、分流子ランナー９と製品部３の連通は断たれ、かわりに、分流子７に接して設けられた離型剤通路１３が、分流子７の回動がなされた回動位置で、分流子７に形成された第２分流子ランナー１５と連通し、加圧された離型剤が第２分流子ランナー１５を通って製品部３へ導かれる。エジェクターピン５９を利用しても離型剤が供給される。

（金型１）
金型１は上型１９と下型２１を有し、両型の間に隙間が作られ製品部３が形成される。下型２１の下には、下型２１を支え、色々の装置や機構が設けられる基台２３（脚部の図示を省略する）が配置される。上型１９と下型２１とは、図示しない開閉装置により開閉される。

製品部３に連通する（成形材の流れの）上流側には、上型１９と下型２１との間に型ランナー２５が形成され、成形材を製品部３へ導く。下流側には、製品部から成形材がオーバーフローしたものを溜めるオーバーフロー部２７を経て、チルベント２９と呼ばれる、成形材の流れに対する抵抗部分が設けられる。チルベント２９は図示しない真空ポンプの吸引口へ接続され、よって製品部３には負圧が伝えられ、この負圧により成形材や離型剤が製品部３に行き渡るようになる。

下型２１には複数の温度センサー３１が設けられ、成形材の注入で上昇した型の温度が、その後に下降し１８０度から２２０度程度の適温になったのを確認して、再度の成形材の注入が行われる。
（湯口スリーブ５）
湯口スリーブ５は、上型１９に垂直に形成され、円筒形状を有し、内部に成形材が供給される。この湯口スリーブ５には、図示しない機械シリンダ装置のピストン部３３が嵌合して圧入され、よって成形材を高圧で成形部分に注入できる。

（分流子７）
湯口スリーブ５の底部に接して分流子７が設けられる。分流子７は回転柱状で、分流子７の上端は湯口スリーブ５の下端に嵌合して接触し、両者は同軸に配置される。この軸周りに、回転可能な状態で、接触が行われている。分流子７のこの接触面の一部には、母線方向に溝が切られ、分流子ランナー９を形成する。この分流子ランナー９は、上流側が湯口スリーブ５の底部に連通し、下流側が、金型１の上型１９と下型２１との間に形成される型ランナー２５に連通する位置に設けられる。分流子７の回動により、分流子ランナー９と型ランナー２５の連通はＯＮ／ＯＦＦされる。分流子ランナー９に連通する型ランナー２５は、製品部３のもっとも適した所定箇所と連通する。

また、分流子７の側面周囲のうち上部は、下型２１に嵌合して接触する。すなわち分流子７の軸周りに、回転可能な状態で、接触が行われている。この接触面にリング状のエアランナー３５が形成される。下型２１には、このエアランナー３５に連通して設けられ加圧されたエアを導くエア通路３７が形成される。

回動が可能なためには、接触面に若干の間隙が必要である。そのため、高い圧力で成形材を注入すると、これらの間隙から成形材の漏洩が生じてしまう可能性があり、その場合に漏洩した成形材が残って固化すると、回動しにくくなる。そこで、エア通路３７から高圧のエアを導いてエアブローし、残っていた漏洩成形材を除去する。

分流子７の軸中心には、分流子７の底面から、冷却のための冷却孔３９が開けられ、内筒４１と外筒４３からなる冷却管４５が挿入される。内筒４１は、基台２３に配管された冷却通路４７の往路４９と連通し、外筒４３は同じく復路５１と連通する。内筒４１の先端から噴出した冷却液は冷却孔３９の先端で方向を変え、外筒４３を通って戻る。この冷却は、分流子７の回動角度によらずに行える。

分流子７の底面には、上方に向かって第２分流子ランナー１５が形成され、この第２分流子ランナー１５の下端すなわち下流側は基台２３に配管された離型剤通路１３に連通する。この２分流子ランナー１５の上端すなわち下流側は、上下位置が、分流子ランナー９の下流側と一致する。水平位置は、図２に示すように、分流子７の回動軸を中心に６０度ほどずれている。

図２の位置では、分流子７は、成形材および離型剤の流れを断っている。この位置から右回りにθ１（例えば３０度）回動すると、分流子ランナー９が型ランナー２５に連通し、成形材が注入される。この位置から左回りにθ２（例えば３０度）回動すると、第２分流子ランナー１５が離型剤通路１３と型ランナー２５に連通し、離型剤が注入される。 なお、製品によって上型１９、下型２１、及び分流子７は変更されるが、この変更に際して角度θ１、θ２は例えば３０度から４５度の範囲で、ランナー９,２５の幅寸法などに応じて、変更される。
（回動機構１１）
図２に示すように、回動機構１１は、回転柱状の分流子７の周囲に形成されたピニオンギヤ５３と、このピニオンギヤ５３に噛み合うラックギヤ５５と、このラックギヤ５５を駆動するシリンダ装置５７と、により構成される。

（成形材と離型剤の成分）
この実施形態において成形材の主成分は、亜鉛、アルミニュウム、マグネシュウム、又はこれらの混合物などが用いられる。これらの成形材を用いる鋳造（コールドチャンバー鋳造によるものを含む）は、ダイカストなどと呼ばれる。また、離型剤の主成分は、シリコーン、エステル、アルファーオレフィン、又はこれらの混合物などが用いられる。

（エジェクターピン）
下型２１には、離型が困難になりやすい複数箇所にエジェクターピン１７が設けられる。成形後に、これらエジェクターピン１７が、金型１の内部に形成される製品部３へ突出することで、成形された製品を離型させる。エジェクターピン１７は、この突出位置、及び、後退し戻って金型内壁面と先端部が同一面となる戻り位置を取りうる。

この実施形態では、このような従来のエジェクターピン１７の機構を利用して離型剤を注入する。すなわち図３に示すように、離型剤用エジェクターピン５９が収納されるピン孔６１の内壁には、横断面で９０度毎の位置に、４本の縦溝６３が形成される。この縦溝６３内のスペースが、離型剤供給スペース６５となる。この離型剤供給スペース６５には、離型剤を供給する第２離型剤供給路６７が接続する。そして、戻り位置では、離型剤用エジェクターピン５９の先端面５９Ａが製品部３の内面と同一面になり、さらに離型剤供給スペース６５は閉じられる。なお、この離型剤用エジェクターピン５９は、製品部３のうち離型がむずかしいリブ３Ａの部分に、設けられている。

戻り位置から後退した後退位置にある離型剤用エジェクターピン５９とピン孔６１の間の離型剤供給スペース６５を通って、製品部３へ離型剤が供給される。
突出と後退の動作を行うためにエジェクターピン１７、５９の後端は、エジェクタープレートと称される板材６９によって支えられる。製品部３の形状により、エジェクターピン１７、５９の軸方向の位置は調整されなければならないので、複数枚の板厚の異なる板材６９が層状に重ねられて用いられる。最下層の板材の左右の端部には傾斜部７１が形成される。この傾斜部７１に接する楔材７３が、エジェクターピン１７、５９と直行方向へシリンダ装置７５により往復動させられる。これにより、エジェクターピン１７、５９の突出と後退が可能になる。

層状の板材は、基台２３に対し、戻しスプリング７７により、エジェクターピン１７の後退方向へ付勢され、突出と後退の動作が安定する。

（実施形態の動作手順）
以下、この実施形態に係るシステムの主な動作手順を説明する。
１ 図示しない溶湯鋳造機からの溶融した成形材が、閉じた状態の金型１の湯口スリーブ５に供給される。

２ 図示しない機械シリンダ装置のピストン部３３が湯口スリーブ５に嵌合して圧入され、成形材が高圧に加圧される。加圧された成形材は、湯口スリーブ５の底部から分流子７の分流子ランナー９を通り、型ランナー２５を経て製品部３へ射出、注入される。
３ 製品部３の成形材には、オーバーフロー部２７、チルベント２９を経て、図示しない真空ポンプの吸引口から負圧が伝えられ、この負圧により成形材が製品部３に行き渡る。

４ 分流子と金型１の接触面の若干の間隙に漏洩し残った成形材を、エア通路３７から高圧のエアを導いてエアブローすることで、除去し、分流子７の回動が可能な状態を維持する。
５ 成形材への加圧が終わり、製品が固化すると、金型１が開かれ、エジェクターピン１７が、金型１の内部に形成される製品部３へ突出することで、成形された製品を離型させる。製品が取り出される。

６ 金型１の内部がクリーニングされ、金型１が閉じられる。
７ 分流子７が回転し、第２分流子ランナー１５が離型剤通路１３と型ランナー２５に連通し、離型剤が金型１の内部に注入される。また、離型剤用エジェクターピン５９が後退し、離型剤用エジェクターピン５９とピン孔６１の間の離型剤供給スペース６５を通って、製品部３へ離型剤が注入される。このとき、製品部３には、オーバーフロー部２７、チルベント２９を経て、図示しない真空ポンプの吸引口から負圧が伝えられ、この負圧により離型剤が製品部３に行き渡る。

８ 前記７の離型剤通路１３や離型剤供給スペース６５を通って加圧されたエアが供給され、余剰の離型剤や水分を下流側へ排除する。
９ 前記６とは反対方向へ分流子７が回動して戻り、分流子ランナー９が型ランナー２５に連通する。
１０ 成形材の注入で上昇した型の温度が、冷却などに伴い、その後に下降し１８０度〜２２０度程度の適温になったのを温度センサー３１により確認して、再び、前記１に戻って成形材が供給される。

「実施形態の効果」
この実施形態によれば、離型剤の注入時には、ピニオンギヤ５３とラックギヤ５５を有する回動機構１１により回転柱状の分流子７が回動することで、湯口スリーブ５と金型１の製品部３の所定箇所を連通を断ち、かわりに離型剤通路１３と金型１の製品部３の所定箇所を連通することができる。よって、金型１内部の製品部３にもっとも成形材が行き渡る位置から離型剤を注入できる。このため、離型剤が金型１内部に行き渡リやすい。

また、分流子７を回動させることで、分流子７自体に切換弁の機能を与えることができ、別に切換弁を設ける必要がなくなるので、金型装置全体のコストを抑止できる。

この発明の一実施形態を示す概略全体縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面付近を中心にした水平断面図である。 図１のＩＩＩ部拡大図であり、このうち（ａ）はエジェクターピンが後退した状態を示す縦断面図、（ｂ）はエジェクターピンが突出した状態を示す縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ水平断面図である。 従来例を示す概略全体縦断面図である。

符号の説明

１…金型、３…製品部、５…湯口スリーブ、７…分流子、９…分流子ランナー、１１…回動機構、１３…離型剤通路、１５…第２分流子ランナー、１７…エジェクターピン、１９…上型、２１…下型、２３…基台、２５…型ランナー、２７…オーバーフロー部、２９…チルベント、３１…温度センサー、３３…ピストン部、３５…エアランナー、３７…エア通路、３９…冷却孔、４１…内筒、４３…外筒、４５…冷却管、４７…冷却通路、４９…往路、５１…復路、５３…ピニオンギヤ、５５…ラックギヤ、５７…シリンダ装置、５９…離型剤用エジェクターピン、６１…ピン孔、６３…縦溝、６５…離型剤供給スペース、６７…第２離型剤供給路、６９・・板材、７１・・傾斜部、７３・・楔材、７５・・シリンダ装置、７７・・戻しスプリング。

Claims (4)

1. 成形をおこなうための金型と、この金型の内部に形成される製品部へ成形材を注入するために開口する湯口スリーブと、この湯口スリーブに供給された前記成形材を加圧するためのシリンダ装置と、前記湯口スリーブの底部と前記製品部に接し前記加圧された成形材を前記製品部の所定箇所へ導く分流子と、前記成形材が導かれるために前記分流子内部に形成され前記湯口スリーブと前記製品部の所定箇所を連通する分流子ランナーと、を有する鋳造型において、
   回転柱状の前記分流子と、前記湯口スリーブと前記製品部に接したまま摺動し回動させ前記連通を断つ回動機構と、前記分流子に接して設けられ加圧された離型剤を導く離型剤通路と、前記回動がなされた回動位置で前記離型剤通路と前記製品部の所定箇所を連通して前記分流子に形成される第２分流子ランナーと、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システム。
2. 前記回動機構は、前記回転柱状の分流子の周囲に形成されたピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛み合うラックギヤと、このラックギヤを駆動するシリンダ装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の鋳造型の密閉式離型剤塗布システム。
3. 前記回転柱状の分流子の周囲で、前記金型と接する部分に形成されたリング状のエアランナーと、このエアランナーに連通して設けられ加圧されたエアを導くエア通路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の鋳造型の密閉式離型剤塗布システム。
4. 成形をおこなうための金型と、この金型の内部に形成される製品部へ突出することで成形された製品を離型させる突出位置、この突出位置から戻った戻り位置、及び、戻り位置から後退した後退位置を取りうるエジェクターピンと、前記エジェクターピンが収納されるピン孔の内壁に形成され、前記後退位置にあるエジェクターピンとピン孔の間を通って前記製品部へ離型剤を供給するための離型剤供給スペースと、この離型剤供給スペースに接続し離型剤を供給する第２離型剤供給路と、前記突出と前記後退の動作を行うために前記エジェクターピンの後端を支える板材と、この板材の端部に形成された傾斜部に接する楔材と、この楔材を前記エジェクターピンと直行方向へ往復動させうるシリンダ装置と、を有することを特徴とする鋳造型の密閉式離型剤塗布システム。

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