JP6068930B2 - Die casting mold equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ダイカスト用金型装置に関する。 The present invention relates to a die casting die apparatus.
従来より金属の鋳造方法として、ダイカスト鋳造が知られている。ダイカスト鋳造では、金型に形成されたキャビティに溶湯を高圧で導入し固化させることで製品を製造(鋳造)する。ダイカスト鋳造で用いられる金型は一般に耐強度に優れた鋼(例えばダイカスト金型用鋼)により形成される。また、溶湯としては例えばアルミニウムが用いられる。 Conventionally, die casting is known as a metal casting method. In die casting, a product is manufactured (cast) by introducing a molten metal into a cavity formed in a mold at high pressure and solidifying it. A mold used in die casting is generally formed of steel having excellent strength resistance (for example, steel for die casting mold). As the molten metal, for example, aluminum is used.
金型には、キャビティ内のガスを外部に抜くためのガス抜き孔が形成されている場合がある(例えば特許文献1参照)。この場合、キャビティ内に溶湯を注入する際、キャビティ内のガスがガス抜き孔を通じてキャビティ外部に排出されるため、溶湯がキャビティ内のガスを巻き込んでガスを含んだ状態で固化されてしまうのを防止することができる。これにより、製品内部に鋳巣ができてしまうのを防止することができる。 The mold may have a gas vent hole for venting the gas in the cavity to the outside (see, for example, Patent Document 1). In this case, when the molten metal is injected into the cavity, the gas in the cavity is discharged to the outside of the cavity through the gas vent hole, so that the molten metal entrains the gas in the cavity and solidifies in a state containing the gas. Can be prevented. Thereby, it is possible to prevent a cast hole from being formed inside the product.
ところで、溶湯は金型内(キャビティ)に高温状態で導入されるものであり、しかも同じ金属である金型(鋼)との親和性が高いため、溶湯が金型内へ導入されると金型が溶損してガス抜き孔が目詰まりを起こしてしまうおそれがある。特に、ガス抜き孔は溶湯がキャビティ外部に漏れ出さないようにするためにその孔径が非常に小さい寸法に設定されるため、金型がわずかに溶損しただけでもガス抜き孔が目詰まりを起こしてしまうおそれがある。この場合、目詰まりした部分を金型の補修や部品交換により元通りに直す作業が頻繁に発生し、大きな手間となる。 By the way, the molten metal is introduced into the mold (cavity) at a high temperature, and has a high affinity with the mold (steel) which is the same metal, so when the molten metal is introduced into the mold, The mold may be melted and the vent hole may be clogged. In particular, since the hole diameter of the vent hole is set to a very small size so that the molten metal does not leak outside the cavity, the vent hole is clogged even if the mold is slightly melted. There is a risk that. In this case, the work of repairing the clogged portion to the original state by repairing the mold or exchanging parts frequently occurs, resulting in a great effort.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、長期間に亘ってキャビティ内のガス抜きを行うことが可能なダイカスト用金型装置を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a die casting mold apparatus capable of venting gas from a cavity over a long period of time.
上記課題を解決すべく、第1の発明のダイカスト用金型装置は、溶湯が導入されて製品の鋳造が行われるキャビティが形成された金型と、前記キャビティに露出した状態で前記金型に組み込まれた入れ駒と、を備え、前記入れ駒は、セラミックスにより形成され、前記キャビティ内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔を有していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a die casting die apparatus according to a first aspect of the present invention includes a die having a cavity in which a molten metal is introduced and a product is cast, and the die is exposed to the cavity. And a built-in insert piece, wherein the insert piece is formed of ceramics and has a gas vent hole for discharging the gas in the cavity to the outside.
本発明によれば、入れ駒がセラミックスにより形成され、その入れ駒にガス抜き孔が形成されている。セラミックスは耐熱性に優れ、しかも溶湯との親和性が金型と比べて低いため、キャビティに導入された溶湯により入れ駒が溶損するのを抑制でき、ひいてはガス抜き孔に目詰まりが生じるのを抑制できる。これにより、長期に亘ってキャビティ内のガス抜きを行うことができる。 According to the present invention, the insert piece is formed of ceramics, and the vent hole is formed in the insert piece. Ceramics are excellent in heat resistance and have low affinity with the molten metal compared to the mold, so that the molten metal introduced into the cavity can be prevented from damaging the insertion piece, and clogging of the vent hole can be prevented. Can be suppressed. Thereby, degassing in the cavity can be performed over a long period of time.
また、セラミックスは成形性の面で金型(金属)よりも劣るが、入れ駒は金型の一部に局所的に組み込めばよいため、成形性の低下を抑制しながら上記の効果を得ることができる。 Also, ceramics are inferior to molds (metals) in terms of formability, but the insert piece only needs to be incorporated locally in a part of the mold, so that the above effect can be obtained while suppressing deterioration of formability Can do.
第2の発明のダイカスト用金型装置は、第1の発明において、前記ガス抜き孔は、前記キャビティで鋳造された製品を当該キャビティから取り出す際の取り出し方向と同方向に延びる向きで形成されていることを特徴とする。 In a die casting die apparatus according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the gas vent hole is formed in a direction extending in the same direction as a take-out direction when taking out a product cast in the cavity from the cavity. It is characterized by being.
ところで溶湯をキャビティに導入する際には、溶湯がガス抜き孔にも少なからず入り込むことが想定される。その場合、溶湯が固化されるとガス抜き孔に入り込んだ部分(以下、入り込み部分という)も固化されるため、固化された製品をキャビティから取り出す際には上記入り込み部分をガス抜き孔から取り出す必要がある。ここで通常、製品をキャビティから取り出す方向は所定方向に定められているため、ガス抜き孔がその所定方向と異なる方向に延びている場合は、製品をキャビティから取り出す際に上記入り込み部分がガス抜き孔で引っ掛かってしまい、当該入り込み部分周辺で製品の破損が生じるといった不具合が生じるおそれがある。この点本発明では、ガス抜き孔が製品の取り出し方向と同方向に延びているため、製品の取り出しに際し上記入り込み部分がガス抜き孔で引っ掛かるのを回避することができ、その結果上述の不具合を回避することができる。 By the way, when the molten metal is introduced into the cavity, it is assumed that the molten metal enters the gas vent hole. In that case, when the molten metal is solidified, the portion that has entered the gas vent hole (hereinafter referred to as the “entrance portion”) is also solidified. Therefore, when taking out the solidified product from the cavity, it is necessary to remove the above-mentioned entrance portion from the gas vent hole. There is. Here, since the direction in which the product is taken out from the cavity is normally determined in a predetermined direction, when the gas vent hole extends in a direction different from the predetermined direction, the entry portion is degassed when the product is taken out from the cavity. There is a risk that the product will be caught by the hole and the product may be damaged around the entry portion. In this regard, in the present invention, since the gas vent hole extends in the same direction as the product removal direction, it is possible to avoid the entrance portion from being caught by the gas vent hole when the product is taken out. It can be avoided.
第3の発明のダイカスト用金型装置は、第1又は第2の発明において、前記入れ駒には、前記ガス抜き孔が複数形成されており、前記各ガス抜き孔は、その流路断面積が、当該ガス抜き孔の長さ方向の途中位置を基準として一方側では小さく、他方側では大きくなっていることを特徴とする。 A die casting mold apparatus according to a third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention, wherein the insertion piece is formed with a plurality of the gas vent holes, and each of the gas vent holes has a cross-sectional area of the flow path. However, it is characterized in that it is small on one side and large on the other side with reference to the midway position of the gas vent hole in the length direction.
ところで、キャビティに導入される溶湯がガス抜き孔を通じて外部に漏れ出さないようにするためにはガス抜き孔の流路断面積を小さくする必要がある。これに対して、入れ駒を形成するセラミックスは金型(例えば鋼)と比べて加工性の点で劣るため、小さい流路断面積で孔を加工するのが難しい。そこで本発明では、この点に鑑みて、ガス抜き孔の流路断面積を、ガス抜き孔の長さ方向の途中位置を境に一方側では小さく、他方側では大きくしている。この場合、ガス抜き孔において流路断面積の小さい部分で溶湯の漏れを防止することができるとともに、流路断面積の小さい部分の長さを短くする(流路断面積の大きい部分の長さを長くする)ことでガス抜き孔の加工をし易くすることができる。 By the way, in order to prevent the molten metal introduced into the cavity from leaking outside through the vent hole, it is necessary to reduce the flow passage cross-sectional area of the vent hole. On the other hand, since the ceramic forming the insert piece is inferior in workability as compared with a mold (for example, steel), it is difficult to process a hole with a small flow path cross-sectional area. Therefore, in the present invention, in view of this point, the flow passage cross-sectional area of the gas vent hole is small on one side and large on the other side with respect to the middle position in the length direction of the gas vent hole. In this case, it is possible to prevent the molten metal from leaking at a portion where the flow passage cross-sectional area is small in the vent hole, and shorten the length of the portion where the flow passage cross-sectional area is small (the length of the portion where the flow passage cross-sectional area is large). Can be made easier to process the vent hole.
また、入れ駒の厚みを小さく設定すれば、入れ駒にガス抜き孔をその長さ方向(入れ駒の厚み方向)全域に亘って小さい流路断面積で形成することができるため、溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔の加工容易性との両効果を得ることは可能である。しかしながら、その場合入れ駒の耐強度を十分確保することが困難となり、キャビティへの溶湯導入時に入れ駒が破損する等の問題が発生するおそれがある。この点本発明によれば、入れ駒の厚みを大きく設定することができるため、入れ駒の耐強度を確保しつつ上述の効果を得ることができる。 Moreover, if the thickness of the insert piece is set small, the vent hole can be formed in the insert piece with a small cross-sectional area over the entire length direction (thickness direction of the insert piece). It is possible to obtain both the effects of the ease of processing the vent hole. However, in that case, it is difficult to ensure sufficient strength resistance of the insert piece, and there is a possibility that problems such as breakage of the insert piece when the molten metal is introduced into the cavity may occur. In this respect, according to the present invention, since the thickness of the insert piece can be set large, the above-described effect can be obtained while ensuring the strength of the insert piece.
第4の発明のダイカスト用金型装置は、第3の発明において、前記ガス抜き孔は、その流路断面積が、前記長さ方向の途中位置を基準として前記一方側である前記キャビティ側では小さく、前記他方側である前記キャビティとは反対側では大きくなっていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a die casting mold apparatus according to the third aspect, wherein the gas vent hole has a flow passage cross-sectional area on the cavity side, which is the one side with respect to the midway position in the length direction. It is small, and is large on the opposite side to the cavity which is the other side.
上記第3の発明において、ガス抜き孔の流路断面積の大きい部分をキャビティ側、流路断面積の小さい部分をキャビティ側とは反対側に設定した場合、溶湯をキャビティに注入した際に溶湯がガス抜き孔の流路断面積が大きい部分に入り込み易い。そのため、溶湯が固化した後、ガス抜き孔に入り込んだ部位を当該孔から取り除く等の作業が発生し易い。この点本発明では、流路断面積の小さい部分をキャビティ側、流路断面積の大きい部分をキャビティとは反対側に設定しているため、ガス抜き孔に溶湯が入り込みにくく上記のような煩わしい作業が発生するのを抑制することができる。 In the third aspect of the invention, when the portion of the gas vent hole having a large channel cross-sectional area is set on the cavity side and the portion of the small channel cross-sectional area is set on the side opposite to the cavity side, the molten metal is injected into the cavity. However, it is easy to enter a portion where the flow passage cross-sectional area of the vent hole is large. Therefore, after the molten metal has solidified, an operation such as removing a portion that has entered the gas vent hole from the hole is likely to occur. In this respect, in the present invention, the small channel cross-sectional area is set on the cavity side, and the large channel cross-sectional area is set on the opposite side of the cavity, so that the molten metal is difficult to enter the vent hole. Generation of work can be suppressed.
第5の発明のダイカスト用金型装置は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記金型は2つの金型部分を有しており、それら金型部分が組み合わせられることで前記キャビティが形成されており、前記キャビティは、前記2つの金型部分の対向部分の間に形成された対向空間部と、一方の金型部分に形成されるとともに前記対向空間部から他方の金型部分とは反対側に延びて袋状をなす袋状空間部とを有し、前記袋状空間部に前記ガス抜き孔が通じていることを特徴とする。 A die casting mold apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the die casting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the mold has two mold parts, and the mold parts are combined to form the cavity. And the cavity is formed in an opposing space formed between the opposing portions of the two mold portions, and is formed in one mold portion, and the other mold portion extends from the opposing space portion. A bag-like space portion extending in the opposite direction to form a bag shape, and the gas vent hole communicates with the bag-like space portion.
キャビティの一部に袋状の空間部が設けられている場合、キャビティへの溶湯の導入の際、その袋状空間部にガスが溜まり易い。この点本発明では、ガス抜き孔が袋状空間部に通じているため、袋状空間部からガスを効率よく外部に排出することができる。 When a bag-like space is provided in a part of the cavity, gas tends to accumulate in the bag-like space when the molten metal is introduced into the cavity. In this respect, in the present invention, since the gas vent hole communicates with the bag-like space portion, the gas can be efficiently discharged from the bag-like space portion to the outside.
第6の発明のダイカスト用金型装置は、第1乃至第5のいずれかの発明において、前記金型には、前記ガス抜き孔を介して前記キャビティと連通し当該キャビティ内のガスを吸引するための吸引用通路が設けられていることを特徴とする。 A die casting mold apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the mold communicates with the cavity through the gas vent and sucks the gas in the cavity. A suction passage is provided for the purpose.
本発明によれば、キャビティへの溶湯の導入に際し、キャビティ内のガスを吸引用通路を介して吸引しながら排出することができる。これにより、キャビティ内のガスを単にガス抜き孔を通じて外部に排出する場合(大気開放する場合)と比べ、キャビティ内のガス抜きを促進させることができる。 According to the present invention, when the molten metal is introduced into the cavity, the gas in the cavity can be discharged while being sucked through the suction passage. Thereby, compared with the case where the gas in a cavity is only discharged | emitted outside through a vent hole (when open | released to air | atmosphere), the degassing in a cavity can be accelerated | stimulated.
第7の発明のダイカスト用金型装置は、第6の発明において、前記吸引用通路において前記入れ駒に面した空間部に当該入れ駒を冷却するための冷却水を供給する給水通路を備え、前記冷却水は、前記吸引用通路を介した前記キャビティ内のガス吸引に伴い前記空間部へ前記給水通路を通じて引き込まれることを特徴とする。 A die casting die apparatus according to a seventh aspect of the present invention includes, in the sixth aspect of the invention, a water supply passage for supplying cooling water for cooling the insertion piece to the space facing the insertion piece in the suction passage, The cooling water is drawn into the space through the water supply passage as the gas in the cavity is sucked through the suction passage.
本発明によれば、キャビティへの溶湯導入時に、キャビティ内のガスが吸引されることで冷却水が吸引通路における入れ駒に面した空間部に引き込まれる。これにより、冷却水により入れ駒を冷却することができ、ひいては入れ駒を介して溶湯を冷却することができるため、キャビティ内のガス抜きの促進を図りながら溶湯の固化の促進を図ることができる。 According to the present invention, when the molten metal is introduced into the cavity, the gas in the cavity is sucked so that the cooling water is drawn into the space facing the insertion piece in the suction passage. As a result, the insert piece can be cooled by the cooling water, and the molten metal can be cooled via the insert piece, so that the solidification of the melt can be promoted while promoting the degassing in the cavity. .
また、冷却水を上記空間部に吸引によって引き込むようにしたため、冷却水を上記空間部に圧送する場合とは異なり、上記空間部において冷却水を空間外周部に沿って流すことができ、ひいては入れ駒に沿って流すことができる。このため、冷却水により入れ駒を効果的に冷却することができる。 Further, since the cooling water is drawn into the space by suction, the cooling water can flow along the outer periphery of the space in the space unlike the case where the cooling water is pumped to the space. Can flow along the piece. For this reason, the insert piece can be effectively cooled by the cooling water.
以下、金型装置の一実施の形態について説明する。この実施形態では、金型装置はダイカスト装置として具体化しており、このダイカスト装置がアルミニウムの鋳造製品を製造することを想定している。 Hereinafter, an embodiment of a mold apparatus will be described. In this embodiment, the mold apparatus is embodied as a die casting apparatus, and it is assumed that the die casting apparatus produces an aluminum casting product.
図1に示すように、ダイカスト装置10は、固定型11と、可動型12とを備える。可動型12は、固定型11に対して接近及び離間する方向(型開閉方向)に移動可能に設けられている。固定型11と可動型12とが一体的に組み合わせられて型閉状態となることにより、溶湯が注入される鋳造用空間としてキャビティ13が形成される。
As shown in FIG. 1, the
固定型11は、固定母型15と、固定側入れ子16とを備える。固定母型15は鋼製のブロック体よりなり、ダイカスト装置10に設けられた固定型取付部(図示略)に取り付けられている。固定母型15において可動型12側を向く部分には、入れ子用の収容溝18が形成されている。この収容溝18に固定側入れ子16が嵌まった状態で固定されている。なお、固定母型15は、必ずしも鋼製である必要はなく、ダクタイル鋳鉄により形成してもよい。また、図1では、型閉状態にあるダイカスト装置10を示している。
The fixed
固定型11には、キャビティ13にアルミニウムの溶湯を注入する(鋳込む)ための湯口22が形成されており、その湯口22にはスリーブ23が接続されている。スリーブ23から溶湯が押し出されると、溶湯が湯口22を通じて金型内に導かれる。
The fixed
可動型12は、可動母型25と、可動側入れ子26とを備える。可動母型25は鋼製のブロック体よりなる。可動母型25は、ダイカスト装置10に設けられた可動型取付部(図示略)に取り付けられている。可動型取付部の駆動により可動母型25は固定型11に対して接近及び離間する方向(型開閉方向)に移動可能とされている。可動母型25が固定型11から離間する側へ移動することで型開きが行われ、可動母型25が固定型11に接近する側へ移動することで型閉じ動作が行われる。なお、可動母型25は、必ずしも鋼製である必要はなく、ダクタイル鋳鉄により形成してもよい。
The
可動型12には、キャビティ13にアルミニウムの溶湯を注入する(鋳込む)ための湯道(ランナ)21が形成されている。湯道21には湯口22から溶湯が導かれ、その導かれた溶湯が湯道21よりキャビティ13に注入される。また、可動型12には、その他にキャビティ13からあふれ出した溶湯を受け止めるためのオーバーフロー部等が設けられている。
The
可動型12(具体的には可動母型25及び可動側入れ子26)には、キャビティ13で鋳造(固化)された製品をキャビティ13から取り出すべく製品を押し出すための押し出しピン(図示略)が設けられている。また、押し出しピンの押し出し方向(換言すると製品の取り出し方向)は型開閉方向と同方向とされている。
The movable die 12 (specifically, the movable mother die 25 and the movable side insert 26) is provided with an extrusion pin (not shown) for extruding the product cast (solidified) in the
可動母型25において固定型11を向く部分には、入れ子用の収容溝28が形成されている。この収容溝28には、固定側入れ子16と対をなす可動側入れ子26が嵌まった状態で固定されている。固定側入れ子16における可動型12を向いた面(以下、合わせ面32という)には可動型12側に凸となる隆起部29が形成されている。一方、可動側入れ子26における固定型11側を向く面(以下、合わせ面33という)には隆起部29を収容する収容凹部30が形成されている。
A
型閉状態においては、可動側入れ子26の合わせ面33における収容凹部30の周辺部分と、固定側入れ子16の合わせ面32における隆起部29の周辺部分とが当接する構成となっている。両入れ子16,26は、上述のごとく合わせ面32,33同士が当接した状態にて、隆起部29及び収容凹部30が隙間を隔てて対向するように形成されている。このようにして形成される隙間35により、上記キャビティ13の大半が構成されている。なお、この隙間35が対向空間部に相当する。
In the mold closed state, the peripheral portion of the
次に、可動側入れ子26及びその周辺の構成について図2及び図3に基づいて説明する。なお、図2は可動側入れ子26及びその周辺構成を示す断面図である。図3は(a)が同構成の一部を示す平面図、(b)が底面図である。
Next, the
図2及び図3に示すように、可動側入れ子26は、耐熱鋼(ダイカスト金型用鋼)により形成されたブロック体からなる。可動側入れ子26には、上述したように収容凹部30が形成されている。収容凹部30は、固定型11側に開放された円板状をなしている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
可動側入れ子26における収容凹部30の底面30aには袋状凹部36が形成されている。袋状凹部36は、収容凹部30の底面30aから固定型11とは反対側に延びた袋状をなしており、この袋状凹部36が袋状空間部に相当する。袋状凹部36は、幅狭の空間部とされており、その横断面が略矩形形状をなし、より詳しくは長円形状をなしている。また、袋状凹部36は、収容凹部30の底面30aにおける略中央部に配置され、その深さ寸法が収容凹部30よりも深く(大きく)なっている。そして、袋状凹部36と上記隙間35とにより(より詳しくは、後述するように入れ駒40の凹み部45をさらに含めて)キャビティ13が構成されている。
A bag-
なお、横断面とは、ダイカスト装置10の型開閉方向と直交する方向の断面をいう。また、以下の説明では、袋状凹部36の横断面における長手方向を袋状凹部36の長さ方向といい、短手方向を袋状凹部36の幅方向という。
In addition, a cross section means the cross section of the direction orthogonal to the type | mold opening / closing direction of the die-
可動側入れ子26において固定型11とは反対側の面には後述する押え部材41を収容する収容凹部38が形成されており、その収容凹部38の底面には後述する入れ駒40を収容する収容凹部39が形成されている。収容凹部38は、固定型11とは反対側に向けて開放されており、袋状凹部36の長さ方向に延びる柱状をなしている(図3(b)参照)。収容凹部39は、収容凹部38の底面から固定型11側に延びて袋状凹部36に通じている。収容凹部39は、袋状凹部36の長さ方向に延びる長尺状(長円形状)をなしており、袋状凹部36の底面全域と連続している。
An
収容凹部39には入れ駒40が収容されている。以下、入れ駒40について図2及び図3に加え図4を用いながら説明する。なお、図4において(a)が入れ駒40の構成を示す平面図であり、(b)が同構成を示す断面図である。
A
入れ駒40は、耐熱性に優れたセラミックスにより形成されており、具体的には窒化ケイ素(シリコンナイトライド)により形成されている。図2乃至図4に示すように、入れ駒40は、所定の厚みを有して形成され、袋状凹部36の長さ方向に延びる長尺状(長円形状)をなしている。具体的には、入れ駒40は、収容凹部39と同じ形状を有して形成されており、収容凹部39に嵌まった状態で固定されている。
The
入れ駒40は、収容凹部39において、固定型11側の面が袋状凹部36に面した状態で配置されている。この場合、袋状凹部36の底部全域に亘って入れ駒40が配置されている。
The
入れ駒40における固定型11側の面には袋状凹部36と連続するように凹み部45が形成されている。凹み部45は、袋状凹部36の横断面形状(すなわち長円形状)と同じ形状をなしており、袋状凹部36と位置合わせして配置されている。この場合、凹み部45は、袋状凹部36と隙間35とともにキャビティ13を構成している。なお詳細には、凹み部45はその周縁部全域が円弧面となっている。
A
入れ駒40には、キャビティ13内のガスを外部に抜く(排出する)ための複数(具体的には4つ)のガス抜き孔47が形成されている。ガス抜き孔47は、入れ駒40を厚み方向に貫通するように形成されており、ダイカスト装置10の型開閉方向(換言すると押し出しピンの押出方向)と同方向に延びている。各ガス抜き孔47は、入れ駒40の長手方向に沿って所定の間隔(詳細には等間隔)で配置され、いずれも凹み部45から後述する流体通路部53へと延びている。
The
各ガス抜き孔47はそれぞれ、長さ方向の途中位置を境として孔径が大小変化している。具体的には、ガス抜き孔47は、長さ方向の途中位置よりもキャビティ13側では孔径が小さくされた小径部47aとされており、当該途中位置よりもキャビティ13とは反対側(換言すると固定型11とは反対側)では孔径が大きくされた大径部47bとされている。
Each of the vent holes 47 has a hole diameter that changes in size from the middle position in the length direction. Specifically, the
具体的には、小径部47aはその孔径が0.1mmに設定されている。これにより、キャビティ13内に注入された溶湯が小径部47a(ガス抜き孔47)を通じて外部に漏れ出すことが防止されている。なお、小径部47aの孔径は必ずしも0.1mmとする必要はなく、0.2mm以下であれば溶湯の漏れ出しを防止することができる。なお、溶湯の漏れ出しを確実に防止する上では、小径部47aの孔径を0.05〜0.1mmとするのが望ましい。
Specifically, the hole diameter of the
ガス抜き孔47において小径部47aの長さ寸法は大径部47bの長さ寸法よりも小さくされている。詳しくは、小径部47aの長さ寸法は1mmに設定されている。一般に、セラミックスは鋼と比べて加工性が劣るため、入れ駒40に径の小さい孔加工を行うことは難しい。この点、本実施形態では、ガス抜き孔47のうち小径部47aの長さ寸法をできるだけ短くすることで、小径部47aの孔加工を可能としている。
In the
可動側入れ子26の収容凹部38には、入れ駒40を押さえるための押え部材41が収容されている。押え部材41は鋼製のブロック材により形成されており、収容凹部38に収容された状態で可動側入れ子26にボルト48により固定されている。具体的には、押え部材41には、ボルト48を挿通するための一対の挿通孔部49が形成され、可動側入れ子26にはそれら各挿通孔部49に対応する位置にそれぞれ固定孔部51が形成されている。そして、押え部材41の各挿通孔部49にそれぞれボルト48が挿通され、それらのボルト48が可動側入れ子26の各固定孔部51にそれぞれねじ込まれている。
A holding
押え部材41において入れ駒40との対向面41aには凹状の流体通路部53が形成されている。流体通路部53は、各ガス抜き孔47に跨がって延びる長尺状をなしており、各ガス抜き孔47にそれぞれ通じている。なお、この流体通路部53が、吸引用通路において入れ駒40に面した空間部に相当する。
A concave fluid passage portion 53 is formed on a surface 41 a of the pressing
押え部材41の上記対向面41aには、流体通路部53を囲むように環状をなす溝部54が形成されている。溝部54にはシール部材としてのOリング55が配設されている。Oリング55は、押え部材41の対向面41aと可動側入れ子26との間に挟み込まれた状態で設けられている。これにより、流体通路部53の気密性が保たれている。
An
押え部材41には、流体通路部53に通じる流体通路57が形成されている。流体通路57は、押え部材41における固定型11とは反対側の面で開放され、その開放部分が接続口58となっている。接続口58には、ガス抜き用配管61が接続されている。このガス抜き用配管61と流体通路57と流体通路部53とにより吸引用通路が構成されている。
A
ガス抜き用配管61は、吸引機器としての真空ポンプ(図示略)に接続されており、真空ポンプを駆動させることでガス抜き用配管61を介して流体通路部53を負圧にすることが可能となっている。これにより、キャビティ13内のガスをガス抜き孔47を通じて流体通路部53に引き込み、その後ガス抜き用配管61を通じて外部に排出できるようになっている。
The
ガス抜き用配管61の内側には、流体通路部53へ冷却水を供給するための給水配管62が配設されている。この場合、ガス抜き用配管61と給水配管62とは内外二重に配された二重管として構成されている。給水配管62は、その一端側がガス抜き用配管61の端部開口から延出して流体通路部53まで延びている。また、給水配管62は、その他端側の途中でガス抜き用配管61の外に引き出され、その他端部が冷却水が蓄えられた水タンク(図示略)に接続されている。なお、これらの配管62,63は可動母型25に形成された挿通孔59を通じてダイカスト装置10外部に引き出されている。
A
かかる構成において、真空ポンプの駆動により流体通路部53が負圧とされると、それに伴い水タンクより冷却水が給水配管62を通じて流体通路部53に引き込まれる。これにより、その冷却水により入れ駒40が冷却され、ひいては入れ駒40を介してキャビティ13内に導入された溶湯が冷却される。つまり本実施形態では、真空ポンプの駆動によって、キャビティ13内のガス抜きと、キャビティ13に導入された溶湯の冷却とが併せて行われるようになっている。なお、冷却水は、流体通路部53に供給された後、ガスとともにガス抜き用配管61を通じて外部に排出される。
In such a configuration, when the fluid passage portion 53 is set to a negative pressure by driving the vacuum pump, accordingly, cooling water is drawn from the water tank into the fluid passage portion 53 through the
次に、上述したダイカスト装置10を用いてアルミニウム製品の鋳造を行う際の作用について説明する。
Next, the effect | action at the time of casting an aluminum product using the die-casting
鋳造に際しては、ダイカスト装置10を型閉状態としてキャビティ13を形成する。そして、その型閉状態で、溶湯をスリーブ23から湯口22に押し出して湯道21からキャビティ13に注入する。
At the time of casting, the
溶湯のキャビティ13への注入に際しては真空ポンプを駆動させる。これにより、キャビティ13内のガスがガス抜き孔47を通じて流体通路部53に引き込まれ、その後ガス抜き用配管61を通じてダイカスト装置10外部に排出される。この場合、溶湯の注入に際し溶湯がキャビティ13内のガスを巻き込んでしまうのを防止することができ、その結果固化された溶湯(製品)内部に鋳巣が発生するのを防止することができる。
When injecting the molten metal into the
また、真空ポンプの駆動に伴い、水タンクから冷却水が流体通路部53に導入される。これにより、導入された冷却水により入れ駒40を介して溶湯が冷却され、溶湯の固化が促進される。また、流体通路部53を負圧とすることで冷却水を同通路部53に引き込むようにしているため、冷却水を流体通路部53に圧送する場合とは異なり、冷却水を流体通路部53において通路外側に沿って、すなわち入れ駒40(における流体通路部53への露出面)に沿って流すことができる。そのため、冷却水により入れ駒40を効果的に冷却することができる。
Further, as the vacuum pump is driven, cooling water is introduced from the water tank into the fluid passage portion 53. Thereby, the molten metal is cooled via the
キャビティ13内に溶湯を注入してから所定の冷却期間が経過すると、溶湯が固化して製品Xが鋳造される。その後、可動型12を固定型11に対して離間させてダイカスト装置10を型開状態とする。この際、製品Xは、可動型12の移動に伴い、可動側入れ子26の収容凹部30と袋状凹部36とに入り込んだ状態で固定型11から離間する側に移動する。その後、可動型12に設けられた押し出しピン(図示略)により製品Xを固定型11側に押し出す。これにより、製品Xが可動側入れ子26の収容凹部30等から取り出される。
When a predetermined cooling period elapses after the molten metal is injected into the
ところで、溶湯のキャビティ13への導入時には溶湯がガス抜き孔47にも少なからず入り込むことが想定される。その場合、溶湯が固化するとその入り込んだ部分(以下、入り込み部分という)も固化されるため、固化された製品Xの取り出しに際しその入り込み部分をガス抜き孔47から引き出す必要がある。ここで本実施形態では、ガス抜き孔47が押し出しピン(図示略)の押し出し方向(製品Xの取り出し方向)と同方向に延びているため、製品Xの取り出しに際し上記入り込み部分がガス抜き孔47で引っ掛かってしまうのを回避することができ、ひいては引っ掛かりに伴い当該入り込み部分周辺で製品Xの破損が生じる等の不具合が生じるのを回避することができる。
By the way, when the molten metal is introduced into the
なお、鋳造後、製品Xは袋状凹部36で形成されたリブ部分の底面(シール面)が切削加工等が施されることにより滑らかに仕上げられる。
In addition, after casting, the product X is smoothly finished by cutting the bottom surface (seal surface) of the rib portion formed by the bag-shaped
以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。 As mentioned above, according to the structure of this embodiment explained in full detail, the following outstanding effects are acquired.
キャビティ13に面した状態でセラミックス製の入れ駒40を可動型12(具体的には可動側入れ子26)に組み込み、その入れ駒40にキャビティ13内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔47を形成した。セラミックスは耐熱性に優れ、しかも溶湯との親和性が金型(鋼)と比べて低いため、キャビティ13に導入された溶湯により入れ駒40が溶損するのを抑制することができ、ひいてはガス抜き孔47に目詰まりが生じるのを抑制することができる。これにより、長期に亘ってキャビティ13内のガス抜きを行うことができる。
A
また、セラミックスは成形性の面で金型(金属)よりも劣るが、入れ駒40は可動型12の一部に局所的に組み込めばよいため、成形性の低下を抑制しながら上記の効果を得ることができる。
Ceramics are inferior to molds (metals) in terms of formability. However, since the
ガス抜き孔47について、その孔径(換言すると流路断面積)を当該ガス抜き孔47の長さ方向の途中位置を基準としてキャビティ13側では小径に(小さく)、キャビティ13とは反対側では大径に(大きく)設定した。これにより、小径部47aで溶湯の漏れを防止することができるとともに、小径部47aの長さを短くする(換言すると大径部47bの長さを長くする)ことでガス抜き孔47の加工をし易くすることができる。
With respect to the
また、入れ駒40の厚みを小さく設定すれば、入れ駒40にガス抜き孔47をその長さ方向(入れ駒の厚み方向)全域に亘って小さい孔径で形成することができるため、溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔47の加工容易性との両立を図ることは可能である。しかしながら、その場合入れ駒40の耐強度を十分確保することが困難となり、キャビティ13への溶湯導入時に入れ駒40が破損する等の問題が発生するおそれがある。この点上述の構成によれば、入れ駒40の厚みを大きくすることができるため、入れ駒40の耐強度を確保しつつ上述した両効果を得ることができる。
Further, if the thickness of the
大径部47b及び小径部47aのうち、小径部47aをキャビティ13側に配置したため、ガス抜き孔47に溶湯を入り込みにくくすることができる。これにより、溶湯が固化した(製品が鋳造された)後、ガス抜き孔47に入り込んで固化された部分を製品から取り除く等の煩わしい作業が発生するのを抑制することができる。
Of the large-
可動型12(具体的には可動側入れ子26)に、キャビティ13において固定型11と可動型12とが対向する対向部分の隙間35から固定型11とは反対側に延びて袋状をなす袋状凹部36を形成し、その袋状凹部36にガス抜き孔47を通じさせた。この場合、ガスの溜まり易い袋状凹部36にガス抜き孔47が通じているため、袋状凹部36からガスを効率よく外部に排出することができる。また、袋状凹部36が幅狭に形成されている上記の構成では、特に袋状凹部36にガスが溜まり易く、袋状凹部36にガス抜き孔47を通じさせたことの意義は大きい。
The movable mold 12 (specifically, the movable side insert 26) is formed into a bag shape extending from the
さらに、上記実施形態では、製品Xの鋳造後、袋状凹部36に形成されたリブ部分の底面を切削加工等を施すことで滑らかに仕上げているため、袋状凹部36に導入された溶湯にガスが巻き込まれて固化されると、切削加工等の際、リブ部分内部の鋳巣が加工面(シール面)に露出し不良品となってしまうおそれがある。この点、袋状凹部36にガス抜き孔47を通じさせることで、かかる不良品が発生するのを抑制することができる。
Furthermore, in the above embodiment, after casting the product X, the bottom surface of the rib portion formed in the bag-
可動型12(具体的には押え部材41)に、ガス抜き孔47を介してキャビティ13と連通しキャビティ13内のガスを吸引するための吸引用通路(具体的には流体通路57及びガス抜き用配管61)を設けたため、キャビティ13への溶湯の導入に際し、キャビティ13内のガスを吸引用通路を介して吸引しながら排出することができる。これにより、キャビティ13内のガスを単にガス抜き孔47を通じて外部に排出する場合(つまり大気開放する場合)と比べ、キャビティ13内のガス抜きを促進させることができる。
A suction passage (specifically, the
入れ駒40に面した流体通路部53に冷却水を供給する給水配管62を設け、ガス抜き用配管61を介したキャビティ13内のガス吸引に伴い流体通路部53に冷却水を給水配管62を通じて引き込むようにした。これにより、冷却水により入れ駒40を冷却することができ、ひいては入れ駒40を介して溶湯を冷却することができるため、キャビティ13内のガス抜きの促進を図りながら溶湯の固化の促進を図ることができる。
A
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
(1)上記実施形態では、キャビティ13内のガスをガス抜き孔47を通じて排出するにあたり真空ポンプの駆動によるガス吸引を行ったが、かかる吸引を行わないでガスを排出するようにしてもよい。つまり、図5に示すように、可動型12においてキャビティ13をガス抜き孔47を通じて外部に開放させるだけの構成としてもよい。同図5では、上記実施形態とは異なり、押え部材65に流体通路部53が設けられておらず、その代わりに各ガス抜き孔47にそれぞれ対応させて複数の孔部66が設けられている。これらの孔部66はそれぞれ押え部材65を貫通するように形成され、対応する各々のガス抜き孔47をダイカスト装置10の外部に開放している。
(1) In the above-described embodiment, gas suction by driving the vacuum pump is performed when the gas in the
かかる構成では、溶湯がキャビティ13へ注入されると、キャビティ13内のガスが溶湯に押しやられるようにしてガス抜き孔47及び孔部66を通じて外部に排出される。このため、かかる構成においても、キャビティ13への溶湯の注入に際し溶湯にキャビティ13内のガスが巻き込まれるのを防止することができ、製品内部に鋳巣が発生するのを防止することができる。
In such a configuration, when the molten metal is injected into the
(2)上記実施形態では、入れ駒40を長尺状に形成したが、入れ駒の形態(形状)は必ずしもこれに限定されない。図6に入れ駒の別形態を示す。図6(a)及び(b)に示す入れ駒71は円柱状に形成されており、具体的には外径の異なる大径部71a及び小径部71bを有している。
(2) In the above embodiment, the
入れ駒71には、軸線方向に貫通するようにガス抜き孔72が形成されている。ガス抜き孔72は、入れ駒71における軸線方向の一端側(大径部71a側)で開放された大径部72aと、大径部72aから入れ駒71の軸線方向の他端まで延びる複数の小径部72bとを有する。すなわち、本例のガス抜き孔72では、一の大径部72aに対して複数の小径部72bが設けられている。
The
大径部72aは、入れ駒71の軸線方向ほぼ全域に亘って延びている。これにより、本実施形態では、入れ駒71における大径部72aの孔底(換言すると軸線方向における大径部72aの他端)から入れ駒71の軸線方向の他端までの部分73について、その厚みが1mmとなっている。
The
入れ駒71の上記部分73には、上記複数(具体的には8つ)の小径部72bが形成されている。各小径部72bは、上記部分73を厚み方向に貫通するように形成されている。各小径部72bはそれぞれその孔径が0.1mmに設定されている。各小径部72bは、入れ駒71の中心軸を中心とする大小2つの同心円C1、C2上に並べて配置されている。具体的には、小径部72bは各同心円C1、C2上にそれぞれ4つずつ90°間隔で配置され、それら各同心円C1、C2上の4つの小径部72b同士は互いに45°ずらして配置されている。この場合、所定範囲に複数の小径部72bを密集させて配置し易い。
The
ここで、小径部72bは溶湯のキャビティ13からの漏れ出しを防止するためにその孔径を小さくせざるをえない一方、キャビティ13内のガス抜きを十分に行うためにはガス抜き孔72の流路断面積をある程度確保しなければならない。そこで本例では、入れ駒71に複数の小径部72bを設けるようにしている。このように複数の小径部72bを設けるにあたり、上述のように各小径部72bを密集させて配置すれば、入れ駒71の小型化を図ることができるため、溶湯のキャビティ13への(高圧)注入時に入れ駒71に過大な荷重が加わるのを抑制でき、入れ駒71が破損する等の不具合が生じるのを抑制できる。
Here, the small diameter portion 72b has to have a small hole diameter in order to prevent the molten metal from leaking out from the
上記の入れ駒71は、例えば図6(c)に示すように、底部が平坦状をなすキャビティ75のガス抜きに用いることが考えられる。同図6(c)では、キャビティ75の底面を形成する金型76に当該金型76を貫通する挿通孔部77が形成されており、その挿通孔部77に入れ駒71が挿通されている。この場合、入れ駒71は挿通孔部77に嵌合されることで固定されている。また、入れ駒71は、小径部72bをキャビティ75側に向けて配置されている。この場合にも、キャビティ75内のガスをガス抜き孔72を通じて排出することができる。また、入れ駒71を金型76において複数箇所に設けてもよい。
For example, as shown in FIG. 6C, the
また、図7に示すように、入れ駒81を短尺状の円柱状に形成してもよい。この入れ駒81にも、上記入れ駒71と同様に、軸線方向に貫通するガス抜き孔82が形成され、そのガス抜き孔82が大径部82aと複数の小径部82bとを有している。
Further, as shown in FIG. 7, the
(3)上記実施形態では、ガス抜き孔47の孔径をガス抜き孔47の長さ方向の途中位置を境に大小変化させたが、ガス抜き孔47の孔径を上記長さ方向全域に亘って同じとしてもよい。例えば、ガス抜き孔47の孔径を長さ方向全域に亘って0.1mmとすることが考えられる。また、上記実施形態では、一の入れ駒40に複数のガス抜き孔47を設けたが、一の入れ駒40にガス抜き孔47を1つだけ設けてもよい。
(3) In the above embodiment, the hole diameter of the
(4)上記実施形態では、ガス抜き孔47の大径部47b及び小径部47aのうち、小径部47aをキャビティ13側に配置したが、大径部47bをキャビティ13側に配置してもよい。この場合でも、キャビティ13からの溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔47の加工容易性との両立を図ることができる。
(4) In the above-described embodiment, the small-
(5)上記実施形態では、ガス抜き孔47を円形状に形成したが、長孔形状や四角形状等その他の形状で形成してもよい。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態では、入れ駒40を形成するセラミックスとして窒化ケイ素を用いたが、コージライトや単価ケイ素等、その他のセラミックスを用いてもよい。
(6) In the above embodiment, silicon nitride is used as the ceramic for forming the
(7)上記実施形態では、溶湯としてアルミニウムを用いた場合を説明したが、溶湯としてアルミニウム以外の金属(例えば、亜鉛、マグネシウム、銅、鉛、錫、これらの合金等)を用いてもよい。 (7) Although the case where aluminum was used as the molten metal was described in the above embodiment, a metal other than aluminum (for example, zinc, magnesium, copper, lead, tin, or an alloy thereof) may be used as the molten metal.
10…ダイカスト装置、11…金型部分としての固定型、12…金型部分としての可動型、13…キャビティ、35…対向空間部としての隙間、36…袋状空間部としての袋状凹部、40…入れ駒、47…ガス抜き孔、53…空間部としての流体通路部、61…ガス抜き用配管、62…給水配管。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記キャビティに面した状態で前記金型に組み込まれた入れ駒と、
を備え、
前記入れ駒は、セラミックスにより形成され、前記キャビティ内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔を複数有しており、
前記各ガス抜き孔は、当該ガス抜き孔の長さ方向の途中位置よりも前記キャビティ側では孔径が小さくされた小径部とされており、当該途中位置よりも前記キャビティとは反対側では孔径が大きくされた大径部とされており、
前記小径部の長さ寸法は前記大径部の長さ寸法よりも小さくされていることを特徴とするダイカスト用金型装置。 A mold having a cavity in which molten metal is introduced and casting of the product is performed;
A slot built into the mold in a state facing the cavity;
With
The insert piece is formed of ceramics and has a plurality of gas vent holes for discharging the gas in the cavity to the outside .
Each of the gas vent holes is a small diameter portion having a smaller hole diameter on the cavity side than the midway position in the length direction of the gas vent hole, and the hole diameter is on the opposite side of the cavity from the midway position. It is considered to be a large diameter part,
2. The die casting die apparatus according to claim 1, wherein a length dimension of the small diameter portion is smaller than a length dimension of the large diameter portion .
前記キャビティは、前記2つの金型部分の対向部分の間に形成された対向空間部と、一方の金型部分に形成されるとともに前記対向空間部から他方の金型部分とは反対側に延びて袋状をなす袋状空間部とを有し、
前記袋状空間部に前記各ガス抜き孔が通じていることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイカスト用金型装置。 The mold has two mold parts, and the cavity is formed by combining the mold parts,
The cavity is formed in an opposing space formed between the opposing parts of the two mold parts, and is formed in one mold part and extends from the opposing space part to the opposite side to the other mold part. And a bag-like space portion that forms a bag shape,
3. The die casting die apparatus according to claim 1, wherein each of the gas vent holes communicates with the bag-like space portion.
前記冷却水は、前記吸引用通路を介した前記キャビティ内のガス吸引に伴い前記空間部へ前記給水通路を通じて引き込まれることを特徴とする請求項4に記載のダイカスト用金型装置。 A water supply passage for supplying cooling water for cooling the insert piece to the space facing the insert piece in the suction passage;
5. The die casting die apparatus according to claim 4 , wherein the cooling water is drawn into the space through the water supply passage as the gas in the cavity is sucked through the suction passage.
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