JP4317323B2 - 回転子のダイカスト装置及びその方法 - Google Patents

回転子のダイカスト装置及びその方法 Download PDF

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Description

【0001】
技術分野
本発明はモータ用回転子を成形するダイカスト装置及び方法に関し、より詳しくはモールドの形状を変更することにより、旋削加工やブローチ削り加工などの再加工工程を除去することができ、製造工程を単純化させることができる回転子のダイカスト装置及びその方法に関する。
【0002】
背景技術
図1は従来のダイカスト装置の一部分を示した部分断面図である。
【0003】
従来のダイカスト装置は、図1に示されたように、パーティングラインPLを基準として右側には固定ダイプレート5及び中間ダイプレート15を、左側には可動ダイプレート21及びベースダイプレート23を有する。また、ダイカストされた回転子を抽出するための抽出板10が上記固定ダイプレート5と中間ダイプレート15との間に取り付けられる。
【0004】
上記固定ダイプレート5には、溶融アルミニウムの主通路3を有するインサート4が設けられている。
【0005】
上記中間ダイプレート15には、環状の第1キャビティ13及び多数の湯口12を有する第1モールド11が設けられている。上記可動ダイプレート21には、環状のスリーブ31及び第2モールド37が取り付けられ、上記第2モールド37には回転子の予備積層成形物33が挿入される。
【0006】
上記予備積層成形物33は、多数の円形積層部34、中央ボア32、及び円形に配列された多数の開口部35から構成される。
【0007】
上記した構成を有するダイカスト装置を用いた回転子の製造方法は次の通りである。
【0008】
アルミニウム溶湯が上記主通路3から上記多数の湯口12を介して環状の第1キャビティ13へ高温、高圧状態で流入する。その後、溶湯は上記予備積層成形物33の多数の開口部を通過して環状の第2キャビティ39に流入する。
【0009】
この流入したアルミニウム溶湯を冷却させると、ダイカストされた回転子が完成されるものである。
【0010】
上記のような従来のダイカスト装置によれば、アルミニウム溶湯が高圧で注入されるため、第1モールド11と上記中間ダイプレート15に対向する可動ダイプレート21の対向面との間の結合部へ溶湯が漏出するようになる。図2は従来のダイカスト装置によって成形された回転子の斜視図である。図2に示されたように、従来のダイカスト装置によってダイカストされた回転子40では、漏出した溶湯が上記予備積層成形物33の上端外周部で凝固し、よって突起42が形成されるという問題点があった。
【0011】
また、上記溶融金属が環状の第1モールド11に充填され冷却された後、上記第1モールド11が分離されるとき、少量の溶融金属が多数の湯口ゲート14に沿って突出した状態で凝固する。
【0012】
このため、多数の湯口ゲートが位置していた上記ダイカストされた回転子の上端部には多数の突起が形成される。さらに、アルミニウム溶湯が高温、高圧で噴射されるため、スリーブ31に取り付けられた予備積層成形物33の内径が変形され、ダイカストされた回転子の内部同心度が不均一になった。従って、従来のダイカスト装置によってダイカストされたモータ用回転子40は回転子の内径及び外径を正確に製作するために、ダイカスト工程後、別のブローチ削り加工及び旋削加工によって再加工されなければならないという問題点があった。
【0013】
発明の開示
本発明は上記のような問題点を解決するためのものであり、本発明の第1の目的はダイカスト後、ブローチ削り加工や旋削加工などの別の再加工工程を施せず、正確な内径及び外径を有する回転子を一度にダイカストすることができるダイカスト装置を提供することにある。
【0014】
本発明の第2の目的は、サイジングバー又はロケータの噴射孔を通して高圧の水を噴出させてプレートを自動に洗浄することができるダイカスト装置を提供することにある。
【0015】
本発明の第3の目的は、ダイカスト製造工程を単純化させることにより、工程時間及び製造コストを節減することができるダイカスト装置及び方法を提供することにある。
【0016】
上記課題を達成するために、本発明によるダイカスト装置は、溶湯の主通路及び多数のボアを有するインサートが取り付けられる固定ダイプレートと、ダイカスト完了後に金属スクラップを抽出し、上記固定ダイプレートのインサート側へ中心軸に沿って移動可能に上記インサートの対向部に位置付けられる抽出板と、多数の第1モールドを取り付け、上記中心軸に沿って上記固定ダイプレート側に移動して上記抽出板を収容する中間ダイプレートと、予備積層成形物をそれぞれ装入するための多数のスリーブ及び多数の第2モールドを取り付け、上記中間ダイプレートと接して押し出すことにより上記固定ダイプレート側に一緒に進行する可動ダイプレートと、上記固定ダイプレートにナットにより固定され、上記プレートを洗浄するための多数の噴射孔がそれぞれ形成された多数のロケータとを含む。
【0017】
また、上記第1モールドの環状内側壁及び環状外側壁は、上記スリーブ内に所定の深さだけ挿入されるように、上記可動ダイプレートに対向する上記中間ダイプレートの対向面に対して長く延びる。
【0018】
上記両側壁の間には、環状の第1キャビティが形成され、多数の湯口が上記第1モールドの上面から上記第1キャビティまで貫通形成されている。
【0019】
更に、上記環状の第1キャビティの底部から突出した多数の湯口ゲートが形成されている。
【0020】
発明を実施するための最良の形態
以下、添付した図面を参照して本発明によるダイカスト装置の好ましい実施例を詳細に説明する。
【0021】
図3は本発明の一実施例による回転子のダイカスト装置の概略図である。
【0022】
図3に示されたように、本発明によるダイカスト装置はパーティングラインPLを基準として右側に固定ダイプレート100、抽出板115、及び中間ダイプレート110を、また左側に可動ダイプレート130及びベースダイプレート140を有する。
【0023】
上記抽出板115は上記固定ダイプレート100と上記中間ダイプレート110との間に位置付けられ、上記可動ダイプレート130は上記中間ダイプレート110と上記ベースダイプレート140との間に位置付けられる。
【0024】
これらプレートは固定ダイプレート100の中心部からベースダイプレート140の中心部を貫通する中心軸Xに沿って配置されている。
【0025】
図4は本発明によるダイカスト装置の結合前の状態であって、多数のスリーブのうちいずれかのスリーブ及びその内に収容された一つの予備積層成形物の部分断面図である。
【0026】
図4に示されたように、予備積層成形物135は多数の円形積層部134、中央ボア136、及び円形に配列された多数の開口部137から構成される。
【0027】
上記固定ダイプレート100には、溶湯の主通路103及び多数のボア106を有するインサート104が取り付けられ、また上記インサート104の多数のボア106を貫通した多数のサイジングバー又はロケータ160がナット170によって取り付けられる。
【0028】
上記サイジングバー又はロケータ160が上記インサート104のボア106内における所定の範囲内で往復運動自在に上記サイジングバー160と上記インサート104との間に第1空間部Aが形成されており、上記サイジングバー160が上記ナット170を中心として所定の範囲内で旋回自在に上記サイジングバー160と上記インサート104のボア106との間に第2空間部Bが形成されている。
【0029】
上記のような第1及び第2空間部A、Bを設ける理由は次のようである。上記サイジングバー160の外径は上記多数のボアの内径とほぼ同一であるため、上記サイジングバー160がボアを貫通する時、非常に大きい圧力が上記サイジングバー160に加えられる。
【0030】
従って、もし第1及び第2空間部A、Bが設けられていなければ、上記サイジングバー160が折れる虞があるからである。
【0031】
上記抽出板115は上記固定ダイプレート100のインサート104側へ上記中心軸Xに沿って移動可能に設置され、ダイカスト完了後に中間ダイプレート110から金属スクラップを抽出する機能をする。
【0032】
上記中間ダイプレート110はその中心に上記可動ダイプレート130と対向する対向部に第1モールド120を有する。
【0033】
上記可動ダイプレート130は、予備積層成形物135が収容されるスリーブ132と、上記スリーブ内に設置される第2モールド133とを有する。上記予備積層成形物135は上記スリーブ132の内壁に沿って第2モールド133の一端面まで挿入されるが、この際上記スリーブ132内に収容された予備積層成形物135は上記中間ダイプレート110に対向する可動ダイプレート130の対向面から所定の深さCだけ離れて位置付けられている。
【0034】
更に、その他に本願発明のダイカスト装置には、溶湯を冷却させるために上記ダイプレート内に設置された冷却水通路(図示省略)、上記可動ダイプレート130及び上記ベースダイプレート140を上記固定ダイプレート100側へ移動させるためのアクチュエータ(図示省略)、及び金型作業からオペレータを保護するための保護カバー(図示省略)が設置される。
【0035】
図5は本発明による抽出板及び中間ダイプレートの分解斜視図である。
【0036】
図5に示されたように、上記抽出板115は、その中央部にて縦方向に長く延びた延長部152と、該延長部152の両側に形成された2つの開口部151とを含む。
【0037】
また、上記抽出板115は、各角部に孔153を有し、上記固定ダイプレート100から延びて上記孔153を貫通した多数のロッド124と、上記ロッドを囲むスプリング125とによって保持される。
【0038】
上記抽出板115に対向する上記中間ダイプレート110の対向部には、上記抽出板115の延長部152を収容することができる収容部156と、上記抽出板115の開口部151に挿入される突出部155とが形成されている。上記可動ダイプレート130に対向する上記中間ダイプレート110の対向部には、回転子をダイカストするための第1モールド120が取り付けられる。
【0039】
6つのサイジングバー160が貫通するようにそれぞれに対応する6つのボア108が上記突出部155に形成され、溶湯の多数の通路109が上記各ボア108の外周に沿って形成されている。
【0040】
図6は本発明による第1モールドを示す斜視図である。
【0041】
図6に示されたように、上記第1モールド120は上記可動ダイプレート130内へ所定の深さCだけ挿入されるように、上記可動ダイプレート130に対向する上記中間ダイプレート110の対向面に対し長く延びた環状内側壁111及び環状外側壁112を有する。この環状内側壁111と環状外側壁112との間には環状の第1キャビティ113が形成され、多数の湯口118が上記第1モールド120の上面から上記第1キャビティ113まで貫通形成されている。また、多数の湯口ゲート117は上記環状の第1キャビティ113の底部から突出している。
【0042】
図7は本発明によるサイジングバーを示す斜視図である。
【0043】
図7に示されたように、上記サイジングバー又はロケータ160は、ネジ部162及び非ネジ部163からなる第1円筒部161と、上記第1円筒部161より大きい直径を有する第2円筒部164と、上記第1円筒部161と同じ直径を有する第3円筒部165と、テーパ部166とが順次形成されている。
【0044】
上記第2円筒部164は高圧の水を噴射するための多数の噴射孔167を有し、上記テーパ部166はその一端面に多数の噴射孔168を有する。
【0045】
上記第1円筒部のネジ部162はナット170により上記固定ダイプレート100に取り付けられ、上記非ネジ部163は上記インサート104のボアに挿持される。
【0046】
次に、上記のような構成を有する本発明のダイカスト装置の作動について説明する。
【0047】
図8は、本発明によるダイカスト装置の結合後の状態であって、多数のスリーブのうちいずれかスリーブ及びその内に収容された一つの予備積層成形物の部分断面図である。
【0048】
図8に示されたように、予備積層成形物135をスリーブ132内に挿入し、ダイカスト装置を作動させると、可動ダイプレート130及びベースダイプレート140はアクチュエータ(図示省略)によって中間ダイプレート110側へ水平移動する。このとき、上記第1モールド120の環状内側壁111及び環状外側壁112が上記可動ダイプレート110のスリーブ132内に収容される。
【0049】
その後、上記中間ダイプレート110が抽出板115を収容したまま可動ダイプレート130と共に固定ダイプレート100側へ水平移動する。この時、上記サイジングバー160が第1及び第2空間部A、Bを介して往復運動及び旋回運動をしながら予備積層成形物135のボアに挿入される。
【0050】
これにより、上記サイジングバー160に加えられる大きな荷重が、第1空間部A及び第2空間部Bにより緩衝されることにより、上記サイジングバー160の破損を防止することができる。
【0051】
予備積層成形物135のボア136に挿入されたサイジングバー160は、高温、高圧の溶湯により上記予備積層成形物135の内径が変形されることを防止する役割をする。
【0052】
上記可動ダイプレート130、中間ダイプレート110、及び固定ダイプレート100が結合されると、溶湯は主通路103及び上記中間ダイプレート110の突出部155に形成された多数の通路109を介して多数の湯口118に送られる。上記湯口118は多数の湯口ゲート117を介して第1キャビティ113へ高圧の溶湯を噴射し、上記溶湯は上記予備積層成形物135の多数の開口部を介して第2キャビティ部131に流入する。
【0053】
このように、第1モールド120と第2モールド133との間に充填された溶湯は上記ダイプレート内に流れる冷却水(図示省略)によって冷却される。
【0054】
ダイカストが完了されると、上記抽出板115、中間ダイプレート110、可動ダイプレート130、及び上記ベースダイプレート140は、水平移動して上記固定ダイプレート100から分離される。
【0055】
上記抽出板115が上記中間ダイプレート110から分離されるとき、上記抽出板115の延長部152が金属スクラップを保持し、上記中間ダイプレート110から抽出することができる。
【0056】
上記金属スクラップは上記主通路103、通路109、及び湯口118内に残っていた溶湯が冷却されて形成されたものである。
【0057】
ダイカストされた回転子180はアクチュエータ(図示省略)の作動によって可動ダイプレート130から離脱して回転子の収集箱(図示省略)へ移動する。
【0058】
図9は前述のような工程によって成形された回転子の斜視図である。
【0059】
図9に示されたように、溶湯の冷却時、多数の湯口ゲートが突出形成され、多数の凹部181がダイカストされた回転子180の上面に形成されているため、別の再加工が不要となる。
【0060】
上記ダイプレートが完全に分離された後、上記多数のサイジングバーまたはロケータ160は多数の噴射孔167、168を通して高圧の水を噴射し、抽出板115及びダイプレートを洗浄する。これによって、本願発明によるダイカスト装置の全てのダイカスト工程が終了する。
【0061】
以上説明したように、本発明のダイカスト装置及び方法によれば、上記サイジングバー160が回転子の内径の同心度を一定に維持させ、上記第1モールド120は上記予備積層成形物135の上方の外周面へ溶湯が漏出することを防止する。
【0062】
従って、別の旋削加工やブローチ削り加工などが不要なダイカストされたモータ用回転子を量産することで、回転子の加工時間及び製造コストを大幅に節減することができる。
【0063】
以上、本発明を望ましい実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更及び改良が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 回転子を生産するための従来のダイカスト装置の一部分を示した部分断面図である。
【図2】 図1のダイカスト装置によって成形された回転子の斜視図である。
【図3】 本発明の一実施例による回転子のダイカスト装置の概略図である。
【図4】 図3のダイカスト装置の結合前の状態であって、多数のスリーブのうちいずれかのスリーブ及びその内に収容された一つの予備積層成形物の部分断面図である。
【図5】 本発明の一実施例による抽出板及び中間ダイプレートを示した分解斜視図である。
【図6】 本発明の一実施例による第1モールドを示した斜視図である。
【図7】 本発明の一実施例によるサイジングバーを示した斜視図である。
【図8】 図4のダイカスト装置の結合後の状態であって、多数のスリーブのうちいずれかのスリーブ及びその内に収容された一つの予備積層成形物の部分断面図である。
【図9】 図8のダイカスト装置によって成形された回転子の斜視図である。

Claims (9)

  1. 溶湯の主通路及び多数のボアを有するインサートが取り付けられる固定ダイプレートと、
    ダイカスト完了後に金属スクラップを抽出し、上記固定ダイプレートのインサート側へ中心軸に沿って移動可能に上記インサートの対向部に位置付けられる抽出板と、
    多数の第1モールドを取り付け、上記中心軸に沿って上記固定ダイプレート側に移動して上記抽出板を収容する中間ダイプレートと、
    ダイカストの際に回転子の本体として用いられる予備積層成形物をそれぞれ装入するための多数のスリーブ及び多数の第2モールドを取り付け、上記中間ダイプレートと接して押し出すことにより上記固定ダイプレート側に一緒に進行する可動ダイプレートと、
    上記固定ダイプレートにナットにより固定され、上記プレートを洗浄するための多数の噴射孔がそれぞれ形成された高温、高圧の溶湯によって上記予備積層成形物の内径が変わることを防止する多数のロケータと、
    を含み、
    上記抽出板は、
    その中央部にて縦方向に延びた延長部と、
    上記延長部の両側に形成された2つの開口部と
    を含み、
    上記中間ダイプレートは、上記抽出板の上記延長部を収容することができる収容部と、上記抽出板の上記開口部のそれぞれに挿入される突出部とを含み、多数のボアが上記中間ダイプレートの突出部に形成され、上記各ボアの外周には溶湯が流動する多数の通路が形成される
    ことを特徴とする回転子のダイカスト装置。
  2. 上記第1モールドは、上記スリーブ内に挿入されるように、上記可動ダイプレートに対向する上記中間ダイプレートの対向面に対して長く延びた環状内側壁及び環状外側壁と、
    上記環状内側壁と上記環状外側壁との間に形成された環状の第1キャビティと、
    上記第1モールドの上面から上記第1キャビティまで貫通形成された多数の湯口と、
    上記環状の第1キャビティの底部から突出した多数の湯口ゲートと、
    を含むことを特徴とする請求項1記載の回転子のダイカスト装置。
  3. 上記ロケータは、ネジ部及び非ネジ部からなる第1円筒部と、
    上記第1円筒部より大きい直径を有し、高圧の水を噴射するための多数の噴射孔が形成された第2円筒部と、
    上記第1円筒部と同じ直径を有する第3円筒部と、
    多数の噴射孔が一端部に形成されたテーパ部と、
    を含むことを特徴とする請求項1記載の回転子のダイカスト装置。
  4. 上記ロケータが上記インサートのボア内における所定の範囲内で往復運動自在に上記ロケータと上記インサートとの間に第1空間部が形成され、
    上記ロケータが上記ナットを中心として所定の範囲内で旋回自在に上記ロケータと上記インサートのボアとの間に第2空間部が形成されることを特徴とする請求項3記載の回転子のダイカスト装置。
  5. 上記スリーブ内に収容された上記予備積層成形物は、上記中間ダイプレートに対向する可動ダイプレートの対向面から離れて位置付けられていることを特徴とする請求項2記載の回転子のダイカスト装置。
  6. 溶湯の主通路及び多数のボアを有するインサートが取り付けられる固定ダイプレートと、
    ダイカスト完了後に金属スクラップを抽出し、上記固定ダイプレートのインサート側へ中心軸に沿って移動可能に上記インサートの対向部に位置付けられ、その中央部にて縦方向に延びた延長部と、上記延長部の両側に形成された2つの開口部とからなる抽出板と、
    可動ダイプレートと対向する中間ダイプレートの対向面に対して長く延びた環状内側壁及び環状外側壁と、上記環状内側壁と上記環状外側壁との間に形成された環状の第1キャビティと、第1モールドの上面から上記第1キャビティまで貫通形成された多数の湯口と、上記環状の第1キャビティの底部から突出した多数の湯口ゲートを有する多数の第1モールドを取り付け、上記中心軸に沿って上記固定ダイプレート側に移動して上記抽出板を収容し、上記抽出板の上記延長部を収容することができる収容部と、上記抽出板の各開口部に挿入される突出部とからなる中間ダイプレートと、
    ダイカストの際に回転子の本体として用いられる予備積層成形物をそれぞれ装入する多数のスリーブ及び多数の第2モールドを取り付け、上記中間ダイプレートと接して押し出すことにより、上記固定ダイプレート側へ一緒に進行する可動ダイプレートと、
    上記第1モールドは上記スリーブに挿入され、上記固定ダイプレートにナットにより固定され、上記プレートを洗浄するための多数の噴射孔がそれぞれ形成された多数のロケータであり、ネジ部と非ネジ部とからなる第1円筒部と、上記第1円筒部より大きい直径を有し、高圧の水を噴射するための多数の噴射孔が形成された第2円筒部と、上記第1円筒部と同じ直径を有する第3円筒部と、多数の噴射孔が一端部に形成されたテーパ部とからなるロケータと
    を含み、
    多数のボアが上記中間ダイプレートの突出部に形成され、上記各ボアの外周には溶湯が流動する多数の通路が形成される
    ことを特徴とする回転子のダイカスト装置。
  7. 溶湯の主通路及び多数のボアを有するインサートが取り付けられる固定ダイプレートと、
    ダイカスト完了後に金属スクラップを抽出し、上記固定ダイプレートのインサート側へ中心軸に沿って移動可能に上記インサートの対向部に位置付けられる抽出板と、
    多数の第1モールドを取り付け、上記中心軸に沿って上記固定ダイプレート側に移動して上記抽出板を収容する中間ダイプレートと、
    ダイカストの際に回転子の本体として用いられる予備積層成形物をそれぞれ装入するための多数のスリーブ及び多数の第2モールドを取り付け、上記中間ダイプレートと接して押し出すことにより上記固定ダイプレート側に一緒に進行する可動ダイプレートと、
    上記固定ダイプレートにナットにより固定され、上記プレートを洗浄するための多数の噴射孔がそれぞれ形成された高温、高圧の溶湯によって上記予備積層成形物の内径が変わることを防止する多数のロケータと、を含み、
    上記抽出板は、
    その中央部にて縦方向に延びた延長部と、
    上記延長部の両側に形成された2つの開口部と、を含み、
    上記中間ダイプレートは、上記抽出板の上記延長部を収容することができる収容部と、上記抽出板の上記開口部のそれぞれに挿入される突出部とを含み、多数のボアが上記中間ダイプレートの突出部に形成され、上記各ボアの外周には溶湯が流動する多数の通路が形成される装置を用いて、
    可動ダイプレート内に取付けられたスリーブ内に予備積層成形物を収容する段階と、
    中間ダイプレート内に設けられた第1モールドの環状内側壁及び環状外側壁を上記スリーブ内へ挿入する段階と、
    上記可動ダイプレート及び上記中間ダイプレートを固定ダイプレートに密着させてロケータを上記予備積層成形物のボアに進入させる段階と、
    上記第1モールドの湯口を介して溶湯を流入させる段階と、
    上記可動ダイプレート及び上記中間ダイプレートを上記固定ダイプレートから分離させることにより、上記スリーブから回転子を抽出し、抽出板を用いて上記中間ダイプレートから金属スクラップを抽出する段階と、
    上記ロケータに形成された多数の噴射孔を通して高圧の水を噴射し、上記中間ダイプレート、抽出板、及び上記固定ダイプレートを洗浄する段階と
    を含むことを特徴とする回転子のダイカスト方法。
  8. 上記予備積層成形物は多数の円形積層部、中央ボア、円形に配列された多数の開口部からなることを特徴とする請求項1及び6のいずれかに記載の回転子のダイカスト装置。
  9. 上記予備積層成形物は多数の円形積層部、中央ボア、円形に配列された多数の開口部からなることを特徴とする請求項7記載の回転子のダイカスト方法。
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