JP5814824B2

JP5814824B2 - ダイカスト成形品の堰折り装置と堰折り方法

Info

Publication number: JP5814824B2
Application number: JP2012042145A
Authority: JP
Inventors: 幸夫黒川
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP2013176789A

Description

本発明は、鋳造されたダイカスト成形品から製品部以外の不要部分を除去するための堰折り装置と堰折り方法に関する。

ダイカスト成形機の一例では、金属の溶湯をスリーブ内に供給したのち、スリーブ内の溶湯をプランジャ（ショットピストンあるいはチップとも称される）によって金型内のキャビティに高速かつ高圧で射出するようになっている。キャビティ内で冷却され固化したダイカスト成形品は、金型が開くことによって金型から取出される。金型から取出されたダイカスト成形品は、製品部と、製品部の周囲で製品部と一体に固化している湯口側凝固部およびオーバーフロー部等のいわゆる“大バリ”を含んでいる。湯口側凝固部には、ビスケット部およびランナー部などが含まれている。また製品部の周囲には金型同士の合わせ面（パーティングライン）に沿ってバリが生じていることもあるが、このようなバリはバフ研磨やグラインダ等による仕上げ加工によって除去される。

前記湯口側凝固部およびオーバーフロー部等の“大バリ”を製品部から分離させるために、特許文献１あるいは特許文献２に開示されている堰折り装置が公知である。例えば特許文献１の「鋳造品の仕上げ方法及び仕上げ装置」では、オーバーフロー部を除去する際にチッピングハンマによってオーバーフロー側の堰部を破断させ、湯口側凝固部を除去する際には、チッピングハンマを水平方向等に移動させたのち、このチッピングハンマによって湯口側の堰部を破断させるように構成されている。

特許文献２の「ダイカストマシン用セキ折り装置」では、オーバーフロー側の堰部を破断させる際にオーバーフロー用のハンマによってオーバーフロー部に上方から打撃を与え、湯口側の堰部を破断させる際には、オーバーフロー用のハンマとは別のハンマによって上方から打撃を与えるようにしている。

特開２０００−３２６０６６号公報特開２０１０−１６７４８２号公報

特許文献１のように、オーバーフロー部と湯口側凝固部とを１つのチッピングハンマによって除去する装置では、破断させる堰部の位置に応じてチッピングハンマを水平方向等に移動させる必要がある。このため、堰部の数によってはチッピングハンマの移動に要する時間が多くなり、移動のための制御が複雑になるばかりか、タクトタイムが長くなるという問題がある。
特許文献２のように、各々の堰部に応じた専用の複数のハンマを備えた装置では、ハンマの種類が多くなるだけでなく、各ハンマを駆動するための専用の駆動機構が必要となるなど、堰折り装置が大掛かりとなり、コストも高くなる。

従って本発明の目的は、上下方向に移動する単一の昇降ユニットによって、複数の堰部を能率良く破断させることができるダイカスト成形品の堰折り装置と堰折り方法を提供することにある。

本発明の堰折り装置は、鋳造されたダイカスト成形品の流入側凝固部を保持するクランプ機構と、昇降ユニットと、昇降ユニットを上下方向に移動させる昇降機構と、ダイカスト成形品の製品部を支える支持体とを備えている。
前記昇降ユニットは、クランプ機構によって保持されたダイカスト成形品の上方に配置され、ダイカスト成形品のオーバーフロー部に向かって突出する第１のプッシャと、第１のプッシャよりも短く前記ダイカスト成形品の製品部に向かって突出する第２のプッシャとを有している。
前記昇降機構は、前記クランプ機構によって保持されたダイカスト成形品に対し、前記昇降ユニットを第１の高さまで下降させることにより前記第１のプッシャの下端を前記オーバーフロー部に当接させるとともに前記第１のプッシャによってオーバーフロー部を下方に押してオーバーフロー側の堰部を破断させ、さらに、前記昇降ユニットを前記第１の高さよりも低い第２の高さまで下降させることにより前記第２のプッシャの下端を前記製品部の上面に当接させるとともに前記第２のプッシャによって製品部を下方に押して湯口側の堰部を破断させる。前記支持体は、前記昇降ユニットが前記第１の高さまで下降するときに前記製品部を支え、前記昇降ユニットが前記第２の高さに下降するときには前記製品部から後退する。

本発明によれば、第１のプッシャと第２のプッシャとを備えた昇降ユニットを第１の高さと第２の高さに下降させるだけの簡単な動作により、オーバーフロー側の堰部と湯口側の堰部を破断させることができ、オーバーフロー部と湯口側凝固部とを製品部から能率良く分離させることができる。

本発明の１つの実施形態に係る堰折り装置とダイカスト成形品を模式的に示す側面図。ダイカスト成形機の一部を示す断面図。ダイカスト成形品のパーティングラインに沿う断面図。図１に示された堰折り装置の昇降ユニットを下方から見た斜視図。図４に示された昇降ユニットの第１および第２のプッシャとダイカスト成形品との位置関係を示す底面図。前記堰折り装置による堰折り処理の流れを示すフローチャート。堰折り装置にダイカスト成形品が搬入された状態を模式的に示す側面図。支持体が前進した状態を模式的に示す側面図。昇降ユニットが前進した状態を模式的に示す側面図。昇降ユニットが第１の高さに下降した状態を模式的に示す側面図。支持体が後退した状態を模式的に示す側面図。昇降ユニットが第２の高さに下降した状態を模式的に示す側面図。

以下に本発明の１つの実施形態に係る堰折り装置と、堰折り方法について、図１から図１２を参照して説明する。
図１にダイカスト成形品Ｗと堰折り装置２０が示されている。ダイカスト成形品Ｗは、例えば図２に一部を示すダイカスト成形機１によって予め鋳造されている。

図２は、ダイカスト成形機１の一例を模式的に示している。このダイカスト成形機１は、固定ダイプレート２と、移動ダイプレート３とを含んでいる。固定ダイプレート２に固定側の金型４が取付けられている。移動ダイプレート３に移動側の金型５が取付けられている。金型４，５が閉じた状態において、金型４，５間にダイカスト成形品Ｗに応じた形状のキャビティ６が形成される。キャビティ６は、湯口であるゲート７と、湯道であるランナー８を介して、溶湯供給機構１０に連通している。

溶湯供給機構１０は、スリーブ１１と、スリーブ１１に挿入されたプランジャチップ１２を有するプランジャ１３と、プランジャ１３を駆動するための駆動源（図示せず）などを含んでいる。注湯口１４からスリーブ１１内に溶融金属が供給されたのち、プランジャ１３が前進することにより、スリーブ１１内の溶融金属がランナー８とゲート７を経て、キャビティ６に供給される。この溶融金属がキャビティ６内で固化することにより、ダイカスト成形品Ｗが鋳造される。

キャビティ６の上方にオーバーフロー空間１５が形成されている。キャビティ６に流入した溶融金属の一部は、オーバーフロー空間１５に入り込んで固化する。また、溶融金属の一部はプランジャチップ１２の先端面とランナー８との間に残留し、固化する。

このためダイカスト成形機１によって鋳造されたダイカスト成形品Ｗは、図３に一例を示すように、製品部Ｗ_１と、製品部Ｗ_１の周囲において製品部Ｗ_１と一体に固化しているオーバーフロー部Ｗ_２と、湯口側凝固部Ｗ_３とを含んでいる。製品部Ｗ_１とオーバーフロー部Ｗ_２との間に、断面積が狭まった形状のオーバーフロー側の堰部Ｗ_４が形成されている。

湯口側凝固部Ｗ_３は、ビスケット部Ｗ_５と、ランナー部Ｗ_６とを含んでいる。ビスケット部Ｗ_５は、プランジャチップ１２（図２に示す）の端面側で凝固したものである。製品部Ｗ_１とランナー部Ｗ_６との間には、断面積が狭まった形状の湯口側の堰部Ｗ_７が形成されている。オーバーフロー側の堰部Ｗ_４と湯口側の堰部Ｗ_７は、堰折り装置２０によって破断させる対象となる堰の一例である。なお、金型４，５の合わせ面（パーティングラインＸ）に沿ってバリが生じることもあるが、このようなバリは、バフ研磨やグラインダ等による仕上げ加工によって除去される。

図１に示す堰折り装置２０は、ダイカスト成形品Ｗを保持するクランプ機構３０と、ダイカスト成形品Ｗの上方に配置される昇降ユニット３１と、ダイカスト成形品Ｗの下方に配置される支持体３２と、制御部として機能するコントローラ３３などを備えている。コントローラ３３には、ダイカスト成形品Ｗに応じて堰折り装置２０を電気的に制御するためのコンピュータプログラムとメモリ等が組込まれている。

クランプ機構３０は、開閉可能なチャック４０，４１と、チャック４０，４１を駆動するチャック駆動機構４２を含んでいる。チャック駆動機構４２は、例えば産業用ロボットを利用でき、チャック４０，４１によって保持されたダイカスト成形品Ｗを所望の位置に向けて上下方向（図１に矢印Ａで示す方向）および水平方向（図１に矢印Ｂで示す方向）に移動させることができるようになっている。チャック４０，４１を閉じると、ダイカスト成形品Ｗのビスケット部Ｗ_５が保持され、チャック４０，４１を開けると、ビスケット部Ｗ_５が解放される。このチャック駆動機構４２は、例えばコントローラ３３によって制御される。

昇降ユニット３１は、昇降機構５０によって上下方向（図１に矢印Ｃで示す方向）に往復するようになっている。昇降機構５０は、例えば上下方向に伸縮する二段シリンダ５１を有し、図９に示す初期位置Ｈ_０から、図１０に示す第１の高さＨ_１と、第１の高さＨ_１よりも低い第２の高さＨ_２（図１２に示す）とにわたって、二段階のストロークで昇降ユニット３１を移動させるものである。

なお、昇降機構５０としては、二段シリンダ５１以外のアクチュエータ、例えばボールねじとサーボモータを用いてもよいし、あるいは上下方向に移動するリニアモータなどが使用されてもよい。要するに初期位置Ｈ_０から第１の高さＨ_１と第２の高さＨ_２との間を移動させることができるものであればよい。この昇降ユニット３１は、位置決め機構５２によって、水平方向（図１に矢印Ｄで示す方向）に移動させることも可能である。これら昇降機構５０と位置決め機構５２は、コントローラ３３によって制御される。

図４は、昇降ユニット３１を下側から見た斜視図である。この昇降ユニット３１は、フレーム５５に固定された基盤５６を有している。この基盤５６には、水平方向に所定ピッチＰ１，Ｐ２で複数の取付孔６０が形成されている。各取付孔６０の一例は、基盤５６を上下方向に貫通するねじ孔である。

基盤５６の下面側には、複数（例えば３本）の第１のプッシャ６１と、１本の第２のプッシャ６２が取付けられている。第１のプッシャ６１と第２のプッシャ６２は、いずれも基盤５６の下面から下方に突出している。図１に示すように第１のプッシャ６１の長さＬ１は、第２のプッシャ６２の長さＬ２よりも大きい。

第１のプッシャ６１は、前記クランプ機構３０によって保持された状態のダイカスト成形品Ｗのオーバーフロー部Ｗ_２と対応した位置に設けられている。すなわち第１のプッシャ６１は、基盤５６に形成された多数の取付孔６０のうち、オーバーフロー部Ｗ_２と対応した位置の取付孔６０を選択して挿入し、ねじ込むことにより、基盤５６に固定されている。このためオーバーフロー部Ｗ_２の形態が異なる複数種類のダイカスト成形品に対応することができる。

第１のプッシャ６１の一例は、頭部に六角穴７０を有する六角穴付きボルトであり、第１のプッシャ６１を基盤５６に取付ける際に六角棒レンチによって回転させることにより、第１のプッシャ６１のねじ部７１を取付孔６０にねじ込むことができるようになっている。

第１のプッシャ６１の長さＬ１は、昇降ユニット３１が初期位置Ｈ_０（図９に示す）にあるときにはオーバーフロー部Ｗ_２の上面に届かないが、昇降ユニット３１が第１の高さＨ_１（図１０に示す）まで下降するとオーバーフロー部Ｗ_２の上面に当接してオーバーフロー部Ｗ_２を下方に突き押すことができる寸法としている。なお、第１のプッシャ６１の数は３つに限ることはなく、要するにオーバーフロー部Ｗ_２の数や形状に応じて基盤５６に設けられていればよい。また、複数本の第１のプッシャ６１のそれぞれの長さＬ１が互いに異なっていてもよい。

第２のプッシャ６２は、ダイカスト成形品Ｗの製品部Ｗ_１と対応した位置に設けられている。第２のプッシャ６２もねじ部７５を有しており、ねじ部７５を基盤５６のいずれかの取付孔６０を選択してねじ込むことによって、基盤５６に固定されている。すなわち第２のプッシャ６２は、基盤５６に形成された多数の取付孔６０のうち、製品部Ｗ_１と対応した位置の取付孔６０を選択して挿入し、ねじ込むことにより、基盤５６に固定されている。このため製品部Ｗ_１の形態が異なる複数種類のダイカスト成形品に対応することができる。

第２のプッシャ６２の長さＬ２は、昇降ユニット３１が第１の高さＨ_１（図１０に示す）にあるときには製品部Ｗ_１の上面に届かないが、昇降ユニット３１が第２の高さＨ_２（図１２に示す）まで下降すると製品部Ｗ_１の上面に当接して製品部Ｗ_１を下方に向けて押すことができる寸法としている。

第２のプッシャ６２の下端には、製品部Ｗ_１に当接した際に製品部Ｗ_１を損傷させることを避けるために、ある程度の弾性を有する耐熱性の保護部材７６が設けられている。またこの第２のプッシャ６２には、プッシャ６２を取付孔６０にねじ込む際にレンチ等の工具によって保持する操作部７７が設けられている。なお、第２のプッシャ６２の数は２つ以上であってもよく、要するに製品部Ｗ₁を上から突き押すことができるように、少なくとも１つ設けられていればよい。

図１に示すように、クランプ機構３０によって保持されたダイカスト成形品Ｗの製品部Ｗ₁の下方に支持体３２が設けられている。この支持体３２は、支持体駆動機構８０によって、上下方向（図１に矢印Ｅで示す方向）と、水平方向（矢印Ｆで示す方向）に移動させることが可能である。支持体駆動機構８０はコントローラ３３によって制御され、支持体駆動機構８０によって支持体３２が前進させられると支持体３２が製品部Ｗ₁の真下に位置し、支持体３２が後退させられると支持体３２が製品部Ｗ₁の下から側方に退避するようになっている。支持体３２の下方には、上面側が開口した堰収容箱９０と製品収容箱９１とが配置されている。上方から見たときの堰収容箱９０の開口面積は製品収容箱９１の開口面積よりも大きい。

次に、前記構成の堰折り装置２０の動作（堰折り処理）について、図６に示すフローチャートと、図７から図１２に示す工程説明図を参照して説明する。
ダイカスト成形機１によって鋳造されたダイカスト成形品Ｗは、図６の動作Ｓ１において堰折り装置２０に搬入される。このダイカスト成形品Ｗは、動作Ｓ２において、図７に示すように、ビスケット部Ｗ_５がクランプ機構３０によって保持される。保持されたダイカスト成形品Ｗは、そのパーティングラインＸが概ね水平となるように横に倒した姿勢となる。このため、製品部Ｗ_１の上面とオーバーフロー部Ｗ_２の上面とが概ね同じ高さとなる。

図６の動作Ｓ３において、図８に示すように、支持体３２がダイカスト成形品Ｗの製品部Ｗ_１の下方の位置まで前進する。さらに図９に示すように、支持体３２が上昇することにより、支持体３２によって製品部Ｗ_１が支持される。また、昇降ユニット３１がダイカスト成形品Ｗの上方の位置まで移動する。このとき昇降ユニット３１は初期位置Ｈ_０にある。このため第１のプッシャ６１がオーバーフロー部Ｗ_２の上面と離間対向し、かつ、第２のプッシャ６２が製品部Ｗ_１の上面と離間対向する。

図６の動作Ｓ４では、図１０に示すように、昇降ユニット３１が前記初期位置Ｈ_０から第１の高さＨ_１まで下降する。そうすると、第１のプッシャ６１の下端がオーバーフロー部Ｗ_２に突き当たり、その位置からさらに下降する。このとき製品部Ｗ_１が支持体３２によって支持されているため、製品部Ｗ_１に対してオーバーフロー部Ｗ_２のみが第１のプッシャ６１によって強制的に押下げられることにより、オーバーフロー側の堰部Ｗ_４が破断し、オーバーフロー部Ｗ_２が堰収容箱９０内に落下する。

図６の動作Ｓ５では、図１１に示すように、支持体３２が製品部Ｗ_１の下方から退避位置まで後退する。そののち、動作Ｓ６において、図１２に示すように、昇降ユニット３１が前記第１の高さＨ_１から第２の高さＨ_２まで下降する。そうすると、第２のプッシャ６２の下端が製品部Ｗ_１に突き当たり、その位置からさらに下降する。このとき湯口側凝固部Ｗ_３がクランプ機構３０によって支持されているため、湯口側凝固部Ｗ_３に対して製品部Ｗ_１のみが第２のプッシャ６２によって強制的に押下げられることにより、湯口側の堰部Ｗ_７が破断し、製品部Ｗ_１が製品収容箱９１内に落下する。

図６の動作Ｓ７において、昇降ユニット３１が上昇する。さらに動作Ｓ８において、クランプ機構３０が所定のビスケット回収部まで移動し、ビスケット部Ｗ_５を解放（アンクランプ）することにより、ビスケット部Ｗ_５がビスケット回収部に回収される。そして動作Ｓ９において、製品収容箱９１に収容された製品部Ｗ_１が、例えばロボットアーム等の移送手段によって所定位置に搬出されることにより、堰折り処理の１サイクルが終了となる。

本実施形態の堰折り装置２０によれば、第１のプッシャ６１と第２のプッシャ６２とを備えた昇降ユニット３１を、昇降機構５０によって初期位置Ｈ_０から第１の高さＨ_１と第２の高さＨ_２に順次下降させるだけで、オーバーフロー側の堰部Ｗ_４と湯口側の堰部Ｗ_７を能率良く破断させることができるものである。このためオーバーフロー部Ｗ_２と湯口側凝固部Ｗ_３とを製品部Ｗ_１から能率良く除去することができる。

なお本発明を実施するに当たって、ダイカスト成形品やダイカスト成形機の具体的な形状や構成をはじめとして、堰折り装置を構成する昇降ユニット、昇降機構、支持体、第１のプッシャおよび第２のプッシャの数や形状および配置等、発明を構成する種々の要素の具体的な態様を必要に応じて変更して実施できることは言うまでもない。

Ｗ…ダイカスト成形品、Ｗ_１…製品部、Ｗ_２…オーバーフロー部、Ｗ_３…湯口側凝固部、Ｗ_４…オーバーフロー側の堰部、Ｗ_５…ビスケット部、Ｗ_７…湯口側の堰部、２０…堰折り装置、３０…クランプ機構、３１…昇降ユニット、３２…支持体、５０…昇降機構、５６…基盤、６０…取付孔、６１…第１のプッシャ、６２…第２のプッシャ。

Claims

鋳造されたダイカスト成形品の流入側凝固部を保持するクランプ機構と、
前記クランプ機構によって保持されたダイカスト成形品の上方に配置される昇降ユニットであって、該ダイカスト成形品のオーバーフロー部に向かって突出する第１のプッシャと、該第１のプッシャよりも短く前記ダイカスト成形品の製品部に向かって突出する第２のプッシャとを有する昇降ユニットと、
前記昇降ユニットを上下方向に移動させる昇降機構であって、前記クランプ機構によって保持されたダイカスト成形品に対し、前記昇降ユニットを第１の高さまで下降させることにより前記第１のプッシャの下端を前記オーバーフロー部に当接させるとともに前記第１のプッシャによってオーバーフロー部を下方に押してオーバーフロー側の堰部を破断させ、さらに、前記昇降ユニットを前記第１の高さよりも低い第２の高さまで下降させることにより前記第２のプッシャの下端を前記製品部の上面に当接させるとともに前記第２のプッシャによって製品部を下方に押して湯口側の堰部を破断させる昇降機構と、
前記昇降ユニットが前記第１の高さまで下降するときに前記製品部を支え、前記昇降ユニットが前記第２の高さに下降するときには前記製品部から後退する支持体と、
を具備したことを特徴とするダイカスト成形品の堰折り装置。
前記昇降ユニットが基盤を備え、該基盤は、前記第１のプッシャの数よりも多い複数の取付孔と前記第２のプッシャの数よりも多い複数の取付孔を有し、これら取付孔のうち前記オーバーフロー部に対応する位置の取付孔に前記第１のプッシャが挿入され、前記製品部に対応する位置の取付孔に前記第２のプッシャが挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の堰折り装置。
鋳造されたダイカスト成形品の製品部からオーバーフロー部と湯口側凝固部とを分離させる堰折り方法であって、
前記湯口側凝固部をクランプ機構によって保持し、
前記オーバーフロー部の上方に昇降ユニットの第１のプッシャを配置するとともに前記製品部の上方に第２のプッシャを配置し、
前記湯口側凝固部を前記クランプ機構によって保持した状態で前記昇降ユニットを第１の高さまで下降させ、前記第１のプッシャの下端を前記オーバーフロー部に突当てて下方に押すことにより、オーバーフロー側の堰部を破断させ、さらに、
前記昇降ユニットを前記第１の高さよりも低い第２の高さまで下降させ、前記第２のプッシャの下端を前記製品部に突当てて下方に押すことにより、湯口側の堰部を破断させることを特徴とするダイカスト成形品の堰折り方法。