JP5194820B2

JP5194820B2 - 減圧ダイカスト装置

Info

Publication number: JP5194820B2
Application number: JP2008007291A
Authority: JP
Inventors: 亮菊池; 詔一土屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: JP2009166091A

Description

本発明は、金型内を減圧しつつダイカスト成形を行う場合に用いる減圧ダイカスト装置の技術に関する。

従来、金型内を減圧しつつダイカスト成形を行う減圧ダイカスト成形方法が広く採用されており、公知となっている。そして、減圧ダイカスト成形を行うことができる減圧ダイカスト装置が広く用いられている。
金型内の圧力を大気圧に比して減圧し、真空度を高めた状態でダイカスト成形を行うことによって、ダイカスト成形時に空気の巻き込みによって発生する鋳巣欠陥を低減したり、金型内に残留する水分等に起因して発生する水残り欠陥を低減したりすること等に効果を奏することが知られている。

従来の減圧ダイカスト装置は、例えば、以下に示す特許文献１および特許文献２等に開示されている。
係る特許文献１および特許文献２に開示されている従来の減圧ダイカスト装置では、ダイカスト品の離型手段を備えており、金型に形成されるピン孔に押し出しピンを貫装して離型手段を構成している。そして、従来の減圧ダイカスト装置では、ピン孔と押し出しピンとの隙間をＯリングによって封止する構成としている。

しかしながら、ピン孔と押し出しピンとの隙間をＯリングによって封止する構造では完全なシール性を得ることが難しく、金型内を減圧状態とすると、Ｏリングによるシール部でリークが起こり、容易に金型内（より詳しくは金型内に形成されるキャビティ）に空気が流入してしまう状況が生じていた。このため、従来の減圧ダイカスト装置では、キャビティ内の真空度を３５０Ｔｏｒｒ程度（約４．６７×１０⁴Ｐａ）にしか高めることができず、鋳巣欠陥をさらに低減するという観点においては改良の余地が残されていた。

また、金型内にリークした空気が流入する際には、ピン孔と押し出しピンとの隙間に残留する水分等が、空気と共に金型内（より詳しくは金型内に形成されるキャビティ）に流入してしまい、水残り欠陥が発生する要因ともなっていた。

ここで、従来構成に係るピン孔３１および押し出しピン３２を備える金型３０について説明をする。図１３は従来の押し出しピンを示す模式図である。
図１３に示す如く、従来構成に係る金型３０にはピン孔３１を形成しており、該ピン孔３１に押し出しピン３２を挿通している。
ピン孔３１の金型面３０ａ側の一端には縮径部３１ａを形成し、他端側には拡径部３１ｂを形成している。

縮径部３１ａの孔径は、押し出しピン３２の軸部３２ａの軸径に応じて定めており、軸部３２ａが縮径部３１ａ内を摺動可能な孔径に設定している。また、拡径部３１ｂの孔径は、Ｏリング３３のリング径に応じて定めている。

そして、縮径部３１ａと軸部３２ａによって形成する隙間３４を可能な限り狭くして、かつ、拡径部３１ｂと軸部３２ａによって形成する隙間３５はＯリング３３によって封止する構成としている。

このように、従来構成に係る金型３０においても、隙間３４・３５を通じて金型面３０ａ側に空気等が流通することを防止し、金型面３０ａ等により形成するキャビティ３６の気密性を確保する構成としているが、Ｏリング３３のみによって、完全なシール性を得ることは困難であった。

また、従来構成に係る押し出しピン３２の一端には掛止部３２ｂを形成している。そして、該掛止部３２ｂを連結部材３７によって掛止し、複数の押し出しピン３２・３２・・・を連結する構成としている。
連結部材３７は、基板３７ａと掛止板３７ｂにより構成しており、ボルト３８によって基板３７ａに対して掛止板３７ｂを締結することにより一体化している。

掛止板３７ｂの基板３７ａと当接する面には凹部３７ｃを形成しており、さらに、該凹部３７ｃから掛止板３７ｂの基板３７ａと当接する面とは反対側の面まで貫通する挿通孔３７ｄを形成している。このように、連結部材３７の内部で、挿通孔３７ｄに比して拡径する凹部３７ｃを形成し、該凹部３７ｃに押し出しピン３２の掛止部３２ｂを嵌め込むことにより、連結部材３７によって押し出しピン３２を確実に掛止する構成としている。

また、複数の押し出しピン３２・３２・・・を連結部材３７で連結することにより、連結部材３７の変位に応じて、複数の押し出しピン３２・３２・・・がピン孔３１内を同じストロークで往復摺動する構成としている。

このように、従来の押し出しピン３２では、押し出しピン３２が往復摺動する際の摺動面を含む隙間３４・３５をＯリング３３で封止する構成としており、完全なシール性を得ることが困難であった。

また、押し出しピン３２の往復摺動に伴って、Ｏリング３３に劣化が生じ、あるいは、経年変化によってもＯリング３３には劣化が生じるため、ダイカスト成形の回数を重ねるごとにＯリング３３による隙間３４・３５のシール性が損なわれていき、キャビティ３６の気密性が低下していた。そこで、従来構成に係る金型３０では、定期的にメンテナンスを行って、Ｏリング３３の交換を行い、Ｏリング３３によるシール性を確保することによりキャビティ３６の気密性を確保するようにしていた。

つまり、従来の構成では、Ｏリング３３によって良好なシール性を確保することができる場合であっても、Ｏリング３３の劣化によるシール性の低下という問題を避けることはできず、隙間３５において常に安定したシール性を確保することが困難であった。

そして、Ｏリング３３のシール性が損なわれている状況でキャビティ３６内の圧力を減圧すると、隙間３４・３５からキャビティ３６内に空気等が流入するため、キャビティ３６内の真空度を高めることができなかった。このため、キャビティ３６内に多量の空気が残存している状態でダイカスト成形を行うこととなり、空気の巻き込みにより発生する鋳巣欠陥を十分に低減できないという問題が生じていた。

さらに、隙間３４・３５からキャビティ３６内に空気等が流入する際には、隙間３４・３５に浸入し滞留していた水分が空気と共にキャビティ３６内に流入していた。このため、キャビティ３６に水分がある状態でダイカスト成形を行うこととなり、水残り欠陥が発生してしまうという問題が生じていた。
特開２００１−７１１０６号公報特開２００３−１３６２１７号公報

本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、ダイカスト品の品質向上に寄与するために、ピン孔と押し出しピンとの隙間のシール性を確保した減圧ダイカスト装置を提供することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、固定型と可動型からなり、前記固定型に形成する固定側金型面と前記可動型に形成する可動側金型面によってダイカスト品の形状たるキャビティを形成する金型と、前記可動型に形成するピン孔に摺動可能に貫装され、前記キャビティに突出して前記ダイカスト品を押圧する押し出しピンと、前記押し出しピンと連結され、該押し出しピンを軸心方向に往復変位させる駆動部と、を備え、前記キャビティの内圧を大気圧に比して減圧し、減圧状態でダイカスト成形を行う減圧ダイカスト装置であって、前記ピン孔は、前記キャビティと連通する前記可動型の一端側に形成される拡径孔部と、前記可動型の他端側に形成される縮径孔部と、前記拡径孔部と前記縮径孔部を連通するテーパ孔部と、を備え、前記押し出しピンは、前記キャビティ側に位置する一端部に形成される拡径軸部と、他端部に形成される縮径軸部と、前記縮径軸部と前記拡径軸部を繋ぐテーパ軸部と、を備え、前記ピン孔のテーパ孔部と、前記押し出しピンのテーパ軸部とが当接可能であり、前記駆動部は、前記押し出しピンを往復変位させる油圧シリンダを備え、前記押し出しピンは、前記油圧シリンダのストロークを短縮することにより、押し出しピンとピン孔とが接触する方向へ変位され、前記油圧シリンダのストロークを伸長することにより、押し出しピンがキャビティに突出する方向へ変位され、前記油圧シリンダは、前記ダイカスト成形における離型剤塗布工程、型閉め工程、および型開き工程では、ストローク量を一定に保持して前記押し出しピンに積極的に張力を付与せず、前記ダイカスト成形における減圧工程および減圧ダイカスト工程では、ストロークを短縮して前記押し出しピンに積極的に張力を付与するものである。

請求項２においては、前記押し出しピンと、前記ピン孔は、前記テーパ軸部における、その外径が前記縮径孔部の内径と一致する部位と、テーパ孔部の縮径孔部側端部とにおいて互いに線接触するものである。

請求項３においては、前記押し出しピンと、前記駆動部は、弾性部材を介して連結され、前記キャビティ内の減圧時に、前記押し出しピンが前記弾性部材により前記テーパ孔部とテーパ軸部とが当接する方向へ付勢されるものである。

請求項４においては、前記押し出しピンは、前記縮径軸部と前記拡径軸部と前記テーパ軸部が形成される本体部と、前記縮径軸部の端部に螺設される掛止部と、を備え、前記掛止部を前記駆動部に掛止することで、該駆動部と押し出しピンとが接続されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、Ｏリング等の消耗部材を用いることなく、キャビティ内を減圧する際にリークが発生することを防止できる。

請求項２においては、ピン孔と押し出しピンとの隙間のシール性を確保することができる。これにより、減圧時におけるピン孔と押し出しピンとの隙間からリークする空気量を減少させて、ダイカスト成形時におけるキャビティ内の真空度を高めることができる。

請求項３においては、テーパ孔部とテーパ軸部の接触部における接触力を適度に保持することができる。これにより、テーパ孔部とテーパ軸部の接触部におけるシール性を確保するとともに、ピン孔および押し出しピンの摩耗を防止することができる。

請求項４においては、テーパ軸部を備える押し出しピンの駆動部への組み付けを容易にすることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置の全体構成を示す模式図、図２は本発明の一実施例に係るピン孔の全体構成を示す模式図、図３は本発明の一実施例に係る押し出しピンの全体構成を示す模式図、図４は本発明の一実施例に係る押し出しピンの掛止部を示す模式図、図５は本発明の一実施例に係るピン孔を示す模式図、図６は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（離型剤塗布工程）を示す模式図、図７は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（型閉め工程）を示す模式図、図８は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（減圧工程）を示す模式図、図９は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧性能を示す図、図１０は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（減圧ダイカスト成形工程）を示す模式図、図１１は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（型開き工程）を示す模式図、図１２は本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（離型工程）を示す模式図である。

まず始めに、本発明を適用する装置の一例である減圧ダイカスト装置１の全体構成について説明をする。
図１に示す如く、減圧ダイカスト装置１は、金型２、スリーブ３、プランジャ４、油圧シリンダ５・６、押し出しピン７・７・・・および連結部材８等により構成している。

金型２は、固定型２ａと可動型２ｂにより構成しており、固定型２ａに形成する固定側金型面２ｃと、可動型２ｂに形成する可動側金型面２ｄによって製品形状を有した空隙部たるキャビティ９を形成している。

固定型２ａは、図示しない基礎等に固設しており、一定の位置を保持する構成としている。一方、可動型２ｂは、図示しない油圧シリンダ等の変位手段に固設しており、図示しない変位手段により変位可能な構成としている。そして、可動型２ｂを変位することにより、可動型２ｂを固定型２ａと合体して金型２を閉じたり、あるいは可動型２ｂを固定型２ａから離間して金型２を開いたりすることができる構成としている。

また、固定型２ａにはスリーブ３を接続しており、スリーブ３をキャビティ９と連通する構成としている。スリーブ３には湯口３ａを形成するとともに、湯口３ａを塞ぐ蓋３ｂを備えている。そして、蓋３ｂを開いた状態で、湯口３ａからスリーブ３内に溶湯を投入し、蓋３ｂを閉めた後に、プランジャ４および油圧シリンダ５によってスリーブ３内に滞留する溶湯をキャビティ９に圧入して、ダイカスト成形を行うようにしている。

また、可動型２ｂには押し出しピン７・７・・・を挿通するためのピン孔１０・１０・・・を形成している。
ピン孔１０は、可動型２ｂの背面２ｅから可動側金型面２ｄまで貫通する孔であり、押し出しピン７・７を設ける箇所に形成している。尚、本実施例に係る減圧ダイカスト装置１では、押し出しピン７・７・・・を４本備える構成としており、それに応じて４箇所のピン孔１０・１０・・・を形成している例を示しているが、本発明に係る減圧ダイカスト装置１に備える押し出しピン７・７・・・およびピン孔１０・１０・・・の本数をこれに限定するものではない。

さらに、可動型２ｂにはキャビティ９と連通する排気口１１を形成している。
排気口１１は、真空排気設備と接続しており、該真空排気設備によって、キャビティ９内の空気を排気することができる。本実施例では、排気口１１を真空排気設備の一例である真空ポンプ１２と接続し、真空ポンプ１２によって、キャビティ９内の空気を排気することにより、キャビティ９内を大気圧以下の圧力に減圧するようにしている。

排気口１１の経路中には開閉弁１３を備えており、真空ポンプ１２によってキャビティ９内の空気を排気するときには、開閉弁１３を開として、排気口１１によってキャビティ９内と真空ポンプ１２を連通するようにしている。また、キャビティ９内の圧力が所望する真空度に到達したときには開閉弁１３を閉として、キャビティ９を密閉状態に保持し、キャビティ９内を所望する真空度に保持する構成としている。

また、本実施例では複数の押し出しピン７・７・・・を用いており、連結部材８によって、複数の押し出しピン７・７・・・を一体的に連結する構成としている。
連結部材８は、基板８ａと掛止板８ｂにより構成しており、基板８ａを油圧シリンダ６と連結している。そして、油圧シリンダ６のストロークを変化させることにより、連結部材８を押し出しピン７・７・・・の軸心方向に往復変位させて、この連結部材８の変位量に等しいストローク量で、各押し出しピン７・７・・・を等しく往復変位させる構成としている。
つまり、連結部材８は、各押し出しピン７・７・・・を連結する機能に加えて、各押し出しピン７・７・・・を軸心方向に往復変位させる駆動部の機能も備えている。

次に、ピン孔１０の構造について説明をする。
図２に示す如く、可動型２ｂの背面２ｅ側のピン孔１０の端部には縮径孔部１０ａを形成している。また、可動側金型面２ｄ側のピン孔１０の端部には拡径孔部１０ｂを形成している。さらに、ピン孔１０の縮径孔部１０ａと拡径孔部１０ｂを連通する部位には、縮径孔部１０ａの孔径から漸次拡径する円錐状のテーパ部であるテーパ孔部１０ｃを形成している。

次に、押し出しピン７の構造について説明をする。
図３に示す如く、押し出しピン７は本体部７ａと掛止部７ｂにより構成している。
本体部７ａは、略棒状の部材であり、該本体部７ａのキャビティ９側に位置する一端側には拡径軸部７ｃを形成している。拡径軸部７ｃの直径は、当該拡径軸部７ｃがピン孔１０の拡径孔部１０ｂ内で摺動可能な直径としている。

また、本体部７ａの他端側には縮径軸部７ｄを形成しており、該縮径軸部７ｄの端部には雄ネジ７ｆを形成している。縮径軸部７ｄの直径は、当該縮径軸部７ｄがピン孔１０の縮径孔部１０ａ内で摺動可能な直径としている。また、縮径軸部７ｄの端部には、掛止部７ｂを螺設するための雄ネジ７ｆを形成している。

そして、本体部７ａの拡径軸部７ｃと縮径軸部７ｄを繋ぐ部位には、拡径軸部７ｃの軸径から縮径軸部７ｄの軸径まで漸次縮径する円錐状のテーパ部であるテーパ軸部７ｅを形成している。

さらに、本体部７ａの拡径軸部７ｃ側の端面には、ダイカスト品１６と当接し該ダイカスト品１６を押圧するための押圧面７ｈを形成している。また、本体部７ａの縮径軸部７ｄ側の端面には、連結部材８の基板８ａと当接する当接面７ｋを形成している。

掛止部７ｂは、リング状の部材であり、後述する連結部材８の掛止板８ｂに形成する凹部８ｃに挿入可能なリング径に形成している。また、掛止部７ｂの軸心上には本体部７ａの縮径軸部７ｄを螺合するための雌ネジ７ｇを形成している。そして、本体部７ａの雄ネジ７ｆと掛止部７ｂの雌ネジ７ｇを螺合することにより本体部７ａと掛止部７ｂを一体化して、全体として押し出しピン７を構成している。

次に、連結部材８による押し出しピン７・７・・・の連結部分の構成について説明をする。
図４（ａ）・（ｂ）に示す如く、連結部材８は、基板８ａと掛止板８ｂにより構成しており、ボルト１４・１４・・・によって基板８ａに対して掛止板８ｂを締結することにより一体化している。

掛止板８ｂの基板８ａと接する側の面には凹部８ｃを形成しており、該凹部８ｃに押し出しピン７の掛止部７ｂとバネ部材１７を装入する構成としている。
また、掛止板８ｂには、凹部８ｃから掛止板８ｂの基板８ａと接する側の面とは反対側の面に向かって貫通する挿通孔８ｄを形成している。挿通孔８ｄには、押し出しピン７の縮径軸部７ｄを挿通している。

連結部材８は、基板８ａを押し出しピン７の駆動部となる油圧シリンダ６と連結している。また、連結部材８の掛止板８ｂと押し出しピン７の掛止部７ｂとの間には弾性部材たるバネ部材１７を介設している。

このような構成とすることにより、図４（ａ）に示す如く、油圧シリンダ６のストロークを短縮すると、連結部材８は図４（ａ）中に示す矢印ａの方向に変位する。このとき、押し出しピン７の掛止部７ｂは、掛止板８ｂによってバネ部材１７を介して押圧される。これにより、押し出しピン７には矢印Ａの方向に張力を付与することができる。

また、図４（ｂ）に示す如く、油圧シリンダ６のストロークを伸長すると、連結部材８は図４（ｂ）中に示す矢印ｂの方向に変位する。このとき、押し出しピン７の当接面７ｋは、基板８ａによって押圧される。これにより、押し出しピン７を矢印Ｂの方向に押圧することができる。

次に、連結部材８の変位による押し出しピン７・７・・・の作動状況について説明をする。
図５（ａ）に示す如く、図４（ａ）で示した押し出しピン７に付与される矢印Ａの方向への張力によって、押し出しピン７が矢印Ａの方向に変位し、テーパ孔部１０ｃとテーパ軸部７ｅが線接触する配置となると、この線接触する位置においてシール部１５を形成する。そして、このシール部１５により、拡径孔部１０ｂと拡径軸部７ｃが形成する隙間１８と縮径孔部１０ａと縮径軸部７ｄが形成する隙間１９との間で気密が保持されるようになる。
つまり、連結部材８が図４（ａ）中の矢印ａの方向に変位すると、前記押し出しピン７・７・・・が、前記バネ部材１７により前記テーパ孔部１０ｃとテーパ軸部７ｅとが当接する方向へ付勢され、前述のように線接触するテーパ孔部１０ｃとテーパ軸部７ｅとによりシール部１５が形成される。

図４（ａ）に示す如く、このとき押し出しピン７に付与する張力は、バネ部材１７の伸縮によって吸収されて一定の張力に保持されている。このため、シール部１５におけるテーパ軸部７ｅとテーパ孔部１０ｃの接触力も一定となり、シール部１５において安定したシール性を得るとともに、テーパ軸部７ｅおよびテーパ孔部１０ｃの摩耗を防止する構成としている。

また、図５（ｂ）に示す如く、図４（ｂ）で示した矢印Ｂの方向へ基板８ａによって押圧された押し出しピン７は矢印Ｂの方向に変位し、押圧面７ｈがキャビティ９に突出する状態となる。これにより、キャビティ９内で成形されたダイカスト品を押し出しピン７の押圧面７ｈによって押圧し、ダイカスト品を離型することができる。

即ち、押し出しピン７と、押し出しピン７の駆動部たる油圧シリンダ６は、弾性部材たるバネ部材１７を介して連結する構成としている。
これにより、テーパ孔部１０ｃとテーパ軸部７ｅの接触部（即ち、シール部１５）における接触力を適度に保持することができ、テーパ孔部１０ｃとテーパ軸部７ｅによるシール部１５におけるシール性を確保するとともに、ピン孔１０および押し出しピン７の摩耗を防止することができるのである。

次に、押し出しピン７の連結部分の組立方法について説明をする。
図１３に示す如く、従来の押し出しピン３２は、一側端部に掛止部３２ｂを形成している。この掛止部３２ｂは、本発明に係る押し出しピン７の掛止部７ｂとは異なり、軸部３２ａと一体的に形成している。尚、軸部３２ａと掛止部３２ｂを、本発明に係る押し出しピン７と同様に、分離可能な構成とすることも可能である。

そして、従来の押し出しピン３２では、軸部３２ａを凹部３７ｃ側から挿通孔３７ｄに挿入し、掛止部３２ｂを凹部３７ｃに装入した後に、連結部材３７の基板３７ａと掛止板３７ｂを一体化することにより、掛止部３２ｂを凹部３７ｃに隠蔽しつつ連結部分を組立てることが可能であった。

尚、この従来の組立方法は、押し出しピン３２の軸部３２ａが一定の軸径である場合に限らず、軸部３２ａの途中に拡径部を形成している場合であっても、掛止部３２ｂ側から軸部３２ａの端部に向けて先細りしていくように拡径部を有する押し出しピンにおいても適用することができる。また、掛止部３２ｂ側から軸部３２ａの端部に向けて先細りしていく方向にテーパ面を形成する場合も同様に従来の組立方法を適用することができる。

一方、図４および図５に示す如く、本発明に係る押し出しピン７では、本体部７ａの掛止部７ｂが螺設される側から反対側の端部に向けて先太りしていくように拡径軸部７ｃおよびテーパ軸部７ｅを形成しているため、本体部７ａを拡径軸部７ｃ側から挿通孔８ｄに挿通することができない。つまり、本発明に係る押し出しピン７では、本体部７ａを凹部８ｃ側から挿通孔８ｄに挿入して、掛止部７ｂを凹部８ｃに装入するという従来の組立方法を採用することができない。

このため、押し出しピン７を本体部７ａと掛止部７ｂに分割可能な構成として、本体部７ａの縮径軸部７ｄを凹部８ｃが形成される側とは反対側の面から挿通孔８ｄに挿入する組立方法を採用し、凹部８ｃに予め装入しておいた掛止部７ｂの雌ネジ７ｇと雄ネジ７ｆを螺合し、本体部７ａと掛止部７ｂを一体化することにより、掛止部７ｂを凹部８ｃに隠蔽しつつ連結部分を組立てるようにしている。

即ち、本発明に係る押し出しピン７は、縮径軸部７ｄと拡径軸部７ｃとテーパ軸部７ｅが形成される本体部７ａと、縮径軸部７ｄの端部に螺設される掛止部７ｂと、を備える構成としており、これにより、テーパ軸部７ｅを備える押し出しピン７の連結部材８への組み付けを容易にすることができるのである。

次に、減圧ダイカスト装置１による減圧ダイカスト工程の概略と、各工程における押し出しピン７の作動状況について説明をする。

（離型剤塗布工程）
図６に示す如く、金型２を開いた（即ち、固定型２ａと可動型２ｂを離間させた）状態で、キャビティ９を形成する固定側金型面２ｃおよび可動側金型面２ｄに離型剤を塗布する。

離型剤塗布工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・がピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出しない位置を保持し、拡径軸部７ｃ側の押圧面７ｈと可動型２ｂの可動側金型面２ｄとの面が略一致するようにしている。また、このとき、テーパ軸部７ｅとテーパ孔部１０ｃが接しておりシール部１５を形成している。但し、離型剤塗布工程においては、押し出しピン７・７・・・には積極的に張力を付与していないため、シール部１５のシール性は成り行きの状態としている。

即ち、離型剤塗布工程においては、油圧シリンダ６のストローク量を一定に保持していればよく、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与する必要はない。但し、離型剤塗布工程において、油圧シリンダ６のストロークを短縮させて、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与し、シール部１５のシール性を高めておくことも可能である。

また、可動型２ｂの可動側金型面２ｄに塗布された離型剤の一部は、押し出しピン７の拡径軸部７ｃとピン孔１０の拡径孔部１０ｂによって形成する隙間１８にも浸入するが、シール部１５によって、押し出しピン７の縮径軸部７ｄとピン孔１０の縮径孔部１０ａによって形成する隙間１９にまで離型剤が浸入することを抑制するようにしている。

（型閉め工程）
図７に示す如く、可動型２ｂを固定型２ａ側に変位させて金型２を閉じ、内面に離型剤が塗布された状態のキャビティ９を形成する。
また、この状態でスリーブ３に形成された湯口３ａから溶湯を投入し、スリーブ３内に溶湯が滞留した状態とする。

型閉め工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、離型剤塗布工程と同様に、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・がピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出しない位置を保持し、押圧面７ｈと可動側金型面２ｄとの面が略一致するようにしている

即ち、型閉め工程においても、離型剤塗布工程と同様に、油圧シリンダ６のストローク量を一定に保持していればよく、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与する必要はない。
但し、型閉め工程において、油圧シリンダ６のストロークを短縮させて、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与し、シール部１５のシール性を高めておくことも可能である。

（減圧工程）
図８に示す如く、減圧工程では、まず湯口３ａの蓋３ｂを閉じた状態とし、キャビティ９が密閉した領域となるようにする。
そして、排気口１１に設けた開閉弁１３を開とし、排気口１１と接続する真空ポンプ１２を運転する。これにより、キャビティ９内の空気が排気されて、キャビティ９内が大気圧に比して減圧された状態となる。

減圧工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・がピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出しない位置を保持しつつ、油圧シリンダ６のストロークを短縮させて、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与することによりテーパ軸部７ｅとテーパ孔部１０ｃの接触力を増大させて、シール部１５のシール性を高めるようにしている。
これにより、キャビティ９内部の真空度が高まった場合であっても、隙間１９側から隙間１８側に空気が流通する（即ち、リークが起こる）ことを防止できる十分なシール性を確保するようにしている。

このように、本発明に係る押し出しピン７およびピン孔１０を用いることにより、隙間１９に離型剤等が浸入し残存していた場合であっても、減圧工程の際に隙間１９側から隙間１８側に空気が流通することがないため、キャビティ９内に離型剤等が流入することがなく、減圧ダイカスト成形における水残り欠陥の発生を低減することができるのである。

図９に示す如く、従来構成に係る押し出しピンおよびピン孔を用いた場合には、減圧工程において、キャビティ内の状態は点Ｘのようになり、真空度を３５０Ｔｏｒｒ（約４．６７×１０⁴Ｐａ）程度まで高めることが限界であった。このとき、キャビティ内のガス（空気）比率は５０％程度となっており、キャビティ内の空気量には削減する余地が残される状況であった。

一方、本発明に係る押し出しピン７およびピン孔１０を用いた場合には、減圧工程において、キャビティ９内の状態は点Ｙのようになり、真空度を１００Ｔｏｒｒ（約１．３３×１０⁴Ｐａ）程度にまで高めることができる。このとき、キャビティ９内のガス（空気）比率は２０％程度となっており、従来に比してキャビティ９内の空気量を削減している。

つまり、本発明に係る押し出しピン７およびピン孔１０を用いることにより、キャビティ９内の空気を従来に比してより低減した状態でダイカスト成形を行うことが可能となり、ダイカスト成形時の空気の巻き込みによる鋳巣欠陥の発生を低減することができるのである。

即ち、本発明に係る押し出しピン７と、ピン孔１０は、テーパ軸部７ｅの外径が縮径孔部１０ａの内径と一致する部位において互いに線接触する構成としており、これにより、ピン孔１０と押し出しピン７との隙間１８・１９のシール性を確保することができ、減圧時におけるピン孔１０と押し出しピン７との隙間１８・１９からのリークを減少させて、ダイカスト成形時のキャビティ９内の真空度を改善することができるのである。

（減圧ダイカスト工程）
図１０に示す如く、キャビティ９内が減圧された状態で、油圧シリンダ５を伸長させることによってプランジャ４を変位させて、スリーブ３内に滞留する溶湯をキャビティ９に圧入するようにしている。

減圧ダイカスト工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、減圧工程と同様に、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・がピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出しない位置を保持しつつ、油圧シリンダ６のストロークを短縮させて、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与することによりシール部１５のシール性を高めるようにしている。これにより、キャビティ９内部の真空度を保持した状態でダイカスト成形を行うようにしている。

（型開き工程）
図１１に示す如く、可動型２ｂを固定型２ａ側から離間する方向に変位させて金型２を開放する。このとき、成形されたダイカスト品１６は可動型２ｂに付着した状態で可動型２ｂともに変位し、固定型２ａから離型される。

型開き工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・がピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出しない位置を保持し、拡径軸部７ｃ側の押圧面７ｈと可動型２ｂの可動側金型面２ｄとの面が略一致するようにしている。また、このとき、テーパ軸部７ｅとテーパ孔部１０ｃが接しておりシール部１５を形成している。但し、型開き工程においては、押し出しピン７・７・・・には積極的に張力を付与していないため、シール部１５のシール性は成り行きの状態としている。

即ち、型開き工程においては、油圧シリンダ６のストローク量を一定に保持していればよく、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に張力を付与する必要はない。

（離型工程）
図１２に示す如く、可動側金型面２ｄに付着したダイカスト品１６を離型するべく、油圧シリンダ６を固定型２ａ側に伸長させる。これにより、連結部材８が固定型２ａ側に変位し、押し出しピン７・７・・・が固定型２ａ側に押圧されて、ピン孔１０・１０・・・から突出した状態となる。
そして、押し出しピン７・７・・・により、ダイカスト品１６を押圧し、ダイカスト品１６を可動型２ｂの可動側金型面２ｄから離型するようにしている。

離型工程における押し出しピン７・７・・・の位置は、油圧シリンダ６のストロークを伸長させて、連結部材８を介して押し出しピン７・７・・・に積極的に押圧し、拡径軸部７ｃ・７ｃ・・・をピン孔１０・１０・・・からキャビティ９側に突出させる位置をとるようにしている。また、このとき、テーパ軸部７ｅとテーパ孔部１０ｃは離間しており、シール部１５は形成していない。つまり、本発明に係る減圧ダイカスト装置１では、キャビティ９内の気密性を保持する必要がある場合にのみ、押し出しピン７とピン孔１０により形成する隙間１８・１９のシール性を確保するようにしている。

そして、押し出しピン７・７・・・によってダイカスト品１６を押圧して、可動型２ｂからダイカスト品１６を離型するようにしている。離型したダイカスト品１６は、図示しないロボット等によって搬送して、金型２の内部から除去する。
このようにして、一連の減圧ダイカスト成形の工程を完了する。

即ち、本発明に係る減圧ダイカスト装置１は、固定型２ａと可動型２ｂからなり、固定型２ａに形成する固定側金型面２ｃと可動型２ｂに形成する可動側金型面２ｄによってダイカスト品１６の形状たるキャビティ９を形成する金型２と、可動型２ｂに形成するピン孔１０・１０・・・に摺動可能に貫装され、キャビティ９に突出してダイカスト品１６を押圧する押し出しピン７・７・・・と、押し出しピン７・７・・・と連結され、該押し出しピン７・７・・・を軸心方向に往復変位させる駆動部たる油圧シリンダ６と、を備え、キャビティ９を減圧手段たる真空ポンプ１２に接続し、該真空ポンプ１２によってキャビティ９の内圧を大気圧に比して減圧し、減圧状態でダイカスト成形を行うものであって、ピン孔１０は、キャビティ９と連通する前記可動型２ｂの一端側に形成される拡径孔部１０ｂと、前記可動型２ｂの他端側に形成される縮径孔部１０ａと、拡径孔部１０ｂと縮径孔部１０ａを連通するテーパ孔部１０ｃと、を備え、かつ、押し出しピン７は、前記キャビティ９側に位置する一端部に形成される拡径軸部７ｃと、油圧シリンダ６と連結する側に位置する他端部に形成される縮径軸部７ｄと、縮径軸部７ｄと拡径軸部７ｃを繋ぐテーパ軸部７ｅと、を備えている。
これにより、Ｏリング３３等の消耗部材を用いることなく、減圧時にキャビティ９内へのリークが発生することを防止できるのである。

本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置の全体構成を示す模式図。本発明の一実施例に係るピン孔の全体構成を示す模式図。本発明の一実施例に係る押し出しピンの全体構成を示す模式図。本発明の一実施例に係る押し出しピンの掛止部を示す模式図。本発明の一実施例に係るピン孔を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（離型剤塗布工程）を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（型閉め工程）を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（減圧工程）を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧性能を示す図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（減圧ダイカスト成形工程）を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（型開き工程）を示す模式図。本発明の一実施例に係る減圧ダイカスト装置による減圧ダイカスト成形の状況（離型工程）を示す模式図。従来の押し出しピンを示す模式図。

１減圧ダイカスト装置
２金型
６油圧シリンダ
７押し出しピン
７ｃ拡径軸部
７ｄ縮径軸部
７ｅテーパ軸部
９キャビティ
１０ピン孔
１０ａ縮径孔部
１０ｂ拡径孔部
１０ｃテーパ孔部

Claims

固定型と可動型からなり、前記固定型に形成する固定側金型面と前記可動型に形成する可動側金型面によってダイカスト品の形状たるキャビティを形成する金型と、
前記可動型に形成するピン孔に摺動可能に貫装され、前記キャビティに突出して前記ダイカスト品を押圧する押し出しピンと、
前記押し出しピンと連結され、該押し出しピンを軸心方向に往復変位させる駆動部と、
を備え、
前記キャビティの内圧を大気圧に比して減圧し、減圧状態でダイカスト成形を行う減圧ダイカスト装置であって、
前記ピン孔は、前記キャビティと連通する前記可動型の一端側に形成される拡径孔部と、前記可動型の他端側に形成される縮径孔部と、前記拡径孔部と前記縮径孔部を連通するテーパ孔部と、を備え、
前記押し出しピンは、前記キャビティ側に位置する一端部に形成される拡径軸部と、他端部に形成される縮径軸部と、前記縮径軸部と前記拡径軸部を繋ぐテーパ軸部と、を備え、
前記ピン孔のテーパ孔部と、前記押し出しピンのテーパ軸部とが当接可能であり、
前記駆動部は、前記押し出しピンを往復変位させる油圧シリンダを備え、
前記押し出しピンは、前記油圧シリンダのストロークを短縮することにより、押し出しピンとピン孔とが接触する方向へ変位され、前記油圧シリンダのストロークを伸長することにより、押し出しピンがキャビティに突出する方向へ変位され、
前記油圧シリンダは、前記ダイカスト成形における離型剤塗布工程、型閉め工程、および型開き工程では、ストローク量を一定に保持して前記押し出しピンに積極的に張力を付与せず、前記ダイカスト成形における減圧工程および減圧ダイカスト工程では、ストロークを短縮して前記押し出しピンに積極的に張力を付与する、
ことを特徴とする減圧ダイカスト装置。
前記押し出しピンと、
前記ピン孔は、
前記テーパ軸部における、その外径が前記縮径孔部の内径と一致する部位と、テーパ孔部の縮径孔部側端部とにおいて互いに線接触する、
ことを特徴とする請求項１記載の減圧ダイカスト装置。
前記押し出しピンと、
前記駆動部は、
弾性部材を介して連結され、
前記キャビティ内の減圧時に、前記押し出しピンが前記弾性部材により前記テーパ孔部とテーパ軸部とが当接する方向へ付勢される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の減圧ダイカスト装置。
前記押し出しピンは、
前記縮径軸部と前記拡径軸部と前記テーパ軸部が形成される本体部と、
前記縮径軸部の端部に螺設される掛止部と、
を備え、
前記掛止部を前記駆動部に掛止することで、該駆動部と押し出しピンとが接続される、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の減圧ダイカスト装置。