JP5998877B2 - ダイカスト装置およびそれを用いた鋳造製品の製造方法 - Google Patents
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本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、制御弁を駆動する構成を簡素にしたダイカスト装置、及びそれを用いた鋳造製品の製造方法を提供することを目的とする。
駆動手段は、排気制御弁および粉体制御弁を第1位置、第2位置及び第3位置に切り換える。
第1位置において、排気通路の内壁と排気弁本体との摺接により排気通路と製品部とが遮断され、且つ、摺動孔の内壁と粉体弁本体との摺接により粉体通路と製品部とが遮断され、且つ、製品部と溶湯収容室とが連通する状態となる。
第3位置において、排気弁本体が排気通路から抜け出ることにより排気通路と製品部とが連通し、且つ、粉体弁本体の外壁に設けられた粉体通路の開口と製品部とが連通し、且つ、製品部と溶湯収容室とが遮断される状態となる。
第2位置において、排気弁本体および粉体弁本体が第1位置と第3位置との間に位置し、且つ、排気弁本体が排気通路から抜け出ることにより排気通路と製品部とが連通し、且つ、摺動孔の内壁と粉体弁本体との摺接により粉体通路と製品部とが遮断され、且つ、製品部と溶湯収容室とが連通する状態となる。
これにより、排気制御弁と粉体制御弁とを駆動する駆動手段の個数を少なくすることが可能になる。したがって、駆動手段の構成を簡素にすることにより、ダイカスト装置の体格を小型化し、その製造コストを低減することができる。
これにより、ダイカスト装置を用いた鋳造製品の製造方法において、排気制御弁および粉体制御弁を一体で駆動し、鋳造製品を製造することが可能である。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるダイカスト装置を図1〜図5に示す。ダイカスト装置1は、金型10のキャビティ11に例えばアルミニウム合金などの溶湯を射出し、鋳造を行なうものである。ダイカスト装置は、金型10、真空ポンプ20、射出スリーブ30、粉体貯留源40および駆動手段50などを備える。
金型10は、固定母型12、可動母型13および入子14,15などから構成される。ダイカスト装置本体の固定盤2に取り付けられた固定母型12に入子14が固定され、ダイカスト装置本体の可動盤3に取り付けられた可動母型13に入子15が固定される。
母型12,13と入子14,15は、鋳造製品が形成される製品部16、その製品部16に連通する排気通路17および溶湯通路18を含むキャビティ11を有する。
排気通路17に往復移動可能に設けられた排気制御弁21は、排気通路17を開放又は閉塞する。排気制御弁21は、排気弁本体22と排気弁ロッド23とを有する。排気弁本体22は、排気通路17の内壁と摺接して排気通路17を閉塞し、排気通路17からキャビティ内に移動して排気通路17を開放する。排気弁ロッド23は、排気弁本体22と駆動手段50とを接続している。
スリーブ31およびスプールブッシュ32の内側にはプランジャ34が往復移動可能に設けられ、ガイドブッシュ33およびスプールブッシュ32の内側には粉体制御弁41が往復移動可能に設けられる。
なお、本実施形態では、粉体制御弁41が往復移動可能なガイドブッシュ33およびスプールブッシュ32の内側を摺動孔42と称する。
スプールブッシュ32の外壁には、溶湯通路18に連通する送出孔37が設けられる。そのため、溶湯収容室35および摺動孔42は、送出孔37および溶湯通路18を通じて製品部16に連通する。
粉体通路43は、粉体制御弁41の内部に形成され、一端が粉体貯留源40に連通し、他端が粉体制御弁41の外壁に開口している。
粉体制御弁41は、粉体弁本体44と粉体弁ロッド45とを有する。粉体弁本体44は、摺動孔42の内壁と摺接して粉体通路43の開口431を閉塞し、摺動孔42を移動して粉体通路43の開口431とスプールブッシュ32の送出孔37とを連通する。粉体弁ロッド45は、粉体弁本体44と駆動手段50とを接続している。
図5に示すように、駆動手段50が排気制御弁21および粉体制御弁41を第1位置にするとき、排気制御弁21のキャビティ側の端面、および粉体制御弁41の溶湯収容室35側の端面は、いずれも破線Aの位置にある。このとき、排気制御弁21は、排気弁本体22が排気通路17の内壁と摺接して排気通路17を閉塞する。一方、粉体制御弁41は、摺動孔42の内壁と摺接して粉体通路43の開口を閉塞する。図5では、排気弁本体22と排気通路17の内壁とが摺接する箇所、および、粉体制御弁41と摺動孔42の内壁とが摺接する箇所を、それぞれ破線の楕円で示している。
(型締工程)
型締工程では、図1に示すように、ダイカスト装置本体の可動盤3を動かし、可動母型13及びその入子15と、固定母型12及びその入子14とを当接する。このとき、駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第1位置にする。
次に、離型剤塗布工程では、図2に示すように、プランジャ34を左側へ移動し、注湯孔36を閉塞する。
駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第3位置にする。そのため、排気通路17はキャビティ11の製品部16に連通し、粉体通路43は送出孔37および溶湯通路18を通じてキャビティ11の製品部16に連通する。ここで、真空ポンプ20を駆動し、キャビティ11を所定の真空度に減圧する。すると、キャビティ11の減圧により、粉体貯留源40に貯留された粉体離型剤は、粉体通路43、送出孔37及び溶湯通路18を通り、キャビティ11の製品部16に吸い出され、製品部16の内壁に塗布される。
注湯工程では、図2の状態からプランジャ34を右側へ移動し、注湯孔36を開く。そして、注湯孔36から溶湯収容室35へ溶湯を所定量注入する。
(真空引き工程)
真空引き工程では、図3に示すように、プランジャ34を左側へ移動し、注湯孔36を閉塞する。
駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第2位置にする。そのため、排気通路17はキャビティ11の製品部16に連通し、粉体通路43はその開口431が粉体制御弁41によって閉塞される。ここで、真空ポンプ20を駆動し、キャビティ11と溶湯収容室35の溶湯よりも上側に存在する空気を吸引し、キャビティ11および溶湯収容室35を真空にする。これにより、この後の射出工程において、溶湯への空気の混入が防がれ、鋳造製品の健全さを保つことができる。なお、真空引き工程により、粉体離型剤の塗布厚さを均一にすることができる。
射出工程では、図4に示すように、駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第1位置にする。そのため、排気通路17は排気制御弁21によって閉塞され、粉体通路43はその開口431が粉体制御弁41によって閉塞される。その後、プランジャ34を左側に高速移動し、溶湯収容室35から溶湯通路18を通じて製品部16へ溶湯を一気に射出する。
凝固工程では、型締め状態を一定時間保つことにより、キャビティ11に射出された溶湯が冷却され凝固する。
(製品取出し工程)
製品取出し工程では、ダイカスト装置本体の可動盤3を動かし、可動母型13及びその入子15と、固定母型12及びその入子14とを型開きする。このとき、キャビティ11で成形された製品は、例えば可動母型13の入子15の内壁に張り付いた状態にある。その後、ダイカスト装置本体に設けられた図示しない押出ピンを駆動し、可動母型13の入子15の内壁から製品を取り外す。その後、取り出された製品の不要部分を切断し、鋳造製品が完成する。
(1)第1実施形態では、ダイカスト装置1は、1個の駆動手段50により、排気制御弁21と粉体制御弁41とを一体で駆動する。これにより、駆動手段50の構成が簡素になるので、ダイカスト装置1の体格を小型化し、その製造コストを低減することができる。
本発明の第2実施形態によるダイカスト装置を図6〜図9に示す。以下複数の実施形態において、上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態において、金型10は、説明を簡単にするため、可動金型101と固定金型102から構成されるものとしている。
なお、射出スリーブ30は、第1実施形態のように、射出スリーブ30と同軸に形成されたキャビティ11の空間110に挿入してもよい。
粉体制御弁41は、摺動孔46を往復移動可能に設けられる。粉体制御弁41は、摺動孔46の内壁と摺接して粉体通路43の開口431を閉塞し、摺動孔46から溶湯通路18に移動して粉体通路43の開口431を開放する。なお、粉体制御弁41が粉体通路43の開口431を開放するとき、その開口431は製品部側に向いている。
第1位置、第2位置、第3位置に関し、粉体制御弁41および排気制御弁21の動作は第1実施形態と同じである。
(型締工程)
型締工程では、図6に示すように、ダイカスト装置本体の可動盤3を動かし、可動金型101と固定金型102とを当接する。このとき、駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第1位置にする。
(離型剤塗布工程)
次に、離型剤塗布工程では、図7に示すように、プランジャ34を左側へ移動し、注湯孔36を閉塞する。
駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第3位置にする。そのため、排気通路17と粉体通路43はキャビティ11の製品部16に連通する。ここで、真空ポンプ20を駆動し、キャビティ11を所定の真空度に減圧すると、粉体貯留源40から粉体離型剤が吐出し、製品部16の内壁に塗布される。
注湯工程では、図7の状態からプランジャ34を右側へ移動し、注湯孔36を開く。そして、注湯孔36から溶湯収容室35へ溶湯を所定量注入する。
(真空引き工程)
真空引き工程では、図8に示すように、プランジャ34を左側へ移動し、注湯孔36を閉塞する。
駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第2位置にする。そのため、排気通路17はキャビティ11の製品部16に連通し、粉体通路43は閉塞される。ここで、真空ポンプ20を駆動し、キャビティ11と溶湯収容室35の溶湯よりも上側に存在する空気を吸引し、キャビティ11および溶湯収容室35を真空にする。
射出工程では、駆動手段50は、粉体制御弁41および排気制御弁21を第1位置にする。そのため、排気通路17と粉体通路43は閉塞される。その後、プランジャ34を左側に高速移動し、溶湯収容室35から溶湯通路18を通じて製品部16へ溶湯を一気に射出する。
(凝固工程、製品取出し工程)
凝固工程および製品取出し工程は、第1実施形態と同じである。
本発明の第3実施形態によるダイカスト装置を図10に示す。図10には、金型10の製品部16に連通する押出通路60に摺動可能に設けられた押出ピン61が示されている。押出ピン61は、ダイカスト装置を用いた鋳造製品の製造工程のうち、製品取出し工程において、可動金型101の内壁から製品を押し出すために用いられる。押出ピン61は、ダイカスト装置が本来的に備えている駆動装置51により動作する。なお、図10では、その駆動装置51のロッドのみを示している。
排気制御弁21および粉体制御弁41が第3位置にあるとき、押出ピン61の製品部側の端面は製品部16の内壁と同一平面となり、押出ピン61は押出通路60に格納される。
第3実施形態では、駆動装置51が特許請求の範囲に記載の「駆動手段」に相当する。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
10・・・金型
20・・・真空ポンプ
21・・・排気制御弁
34・・・プランジャ
35・・・溶湯収容室
40・・・粉体貯留源
41・・・粉体制御弁
50・・・駆動手段
51・・・駆動装置(駆動手段)
Claims (8)
- 製品が形成される製品部(16)を含むキャビティ(11)を有する金型(10)と、
前記製品部に連通する排気通路(17)を通じて接続される真空ポンプ(20)と、
前記排気通路の内壁に摺接する排気弁本体(22)を有し、前記排気通路に往復移動可能に設けられる排気制御弁(21)と、
前記製品部に連通する溶湯通路(18)を通じて連通し、溶湯が収容される溶湯収容室(35)と、
前記溶湯収容室に収容される溶湯を前記溶湯通路を通じて前記製品部へ射出するプランジャ(34)と、
粉体離型剤を貯留する粉体貯留源(40)と、
前記金型に設けられた摺動孔(42,46)の内壁に摺接する粉体弁本体(44)を有し、前記摺動孔に往復移動可能に設けられる粉体制御弁(41)と、
一端が前記粉体弁本体の外壁に開口し、他端が前記粉体貯留源に連通する粉体通路(43)と、
前記排気制御弁および前記粉体制御弁を一体で駆動し、前記排気制御弁および前記粉体制御弁を第1位置、第2位置及び第3位置に切り換える駆動手段(50,51)と、を備え、
前記第1位置において、前記排気通路の内壁と前記排気弁本体との摺接により前記排気通路と前記製品部とが遮断され、且つ、前記摺動孔の内壁と前記粉体弁本体との摺接により前記粉体通路と前記製品部とが遮断され、且つ、前記製品部と前記溶湯収容室とが連通する状態となり、
前記第3位置において、前記排気弁本体が前記排気通路の前記製品部側の開口から抜け出ることにより前記排気通路と前記製品部とが連通し、且つ、前記粉体弁本体の外壁に設けられた前記粉体通路の開口と前記製品部とが連通し、且つ、前記製品部と前記溶湯収容室とが遮断される状態となり、
前記第2位置において、前記排気弁本体および前記粉体弁本体が前記第1位置と第2位置との間に位置し、且つ、前記排気弁本体が前記排気通路の前記製品部側の開口から抜け出ることにより前記排気通路と前記製品部とが連通し、且つ、前記摺動孔の内壁と前記粉体弁本体との摺接により前記粉体通路と前記製品部とが遮断され、且つ、前記製品部と前記溶湯収容室とが連通する状態となることを特徴とするダイカスト装置(1)。 - 前記溶湯収容室は前記製品部よりも重力方向下側に設けられ、
前記駆動手段が前記排気制御弁および前記粉体制御弁を前記第1位置および前記第2位置にしたとき、前記溶湯収容室は前記溶湯通路を通じて製品部に開放されることを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。 - 前記排気制御弁は、
前記排気通路の内壁と摺接して前記排気通路を閉塞し、又は前記排気通路から前記製品部内に移動して前記排気通路を開放する排気弁本体(22)と、
前記排気弁本体と前記駆動手段とを接続する排気弁ロッド(23)とを有することを特徴とする請求項1または2に記載のダイカスト装置。 - 前記粉体通路は、前記粉体制御弁に形成され、
前記粉体制御弁は、前記溶湯通路に連通する摺動孔(46)に設けられ、前記摺動孔の内壁により前記粉体通路の開口(431)を閉塞し、前記摺動孔から前記溶湯通路に移動して前記粉体通路の前記開口を開放することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のダイカスト装置。 - 前記摺動孔は、前記溶湯収容室と前記製品部との間に設けられることを特徴とする請求項4に記載のダイカスト装置。
- 前記摺動孔は、前記溶湯収容室よりも重力方向上側に設けられることを特徴とする請求項4または5に記載のダイカスト装置。
- 前記製品部に連通する押出通路(60)に摺動可能に設けられ、前記製品部から製品を押し出す押出ピン(61)を備え、
前記駆動手段(51)は、前記押出ピン、前記排気制御弁および前記粉体制御弁を一体で駆動することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のダイカスト装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のダイカスト装置を用いた鋳造製品の製造方法は、
前記駆動手段が前記排気制御弁および前記粉体制御弁を前記第3位置に移動し、前記粉体貯留源に貯留された前記粉体離型剤を前記真空ポンプの吸引によって前記製品部に充満させる離型剤塗布工程と、
前記駆動手段が前記排気制御弁および前記粉体制御弁を前記第2位置に移動し、前記真空ポンプによって前記製品部および前記溶湯収容室の空気を吸引する真空引き工程と、
前記駆動手段が前記排気制御弁および前記粉体制御弁を前記第1位置に移動し、前記プランジャが前記溶湯収容室に収容された溶湯を前記製品部へ射出する射出工程を含むことを特徴とするダイカスト装置を用いた鋳造製品の製造方法。
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