JPH0716778B2 - 無孔質ダイキャスト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、油圧機器、自動車などを始め、各種産業分野
の部品製作に広く利用可能な無孔質ダイキャスト装置に
関するものである。

［従来の技術］ ダイキャスト装置は、固定型と可動型からなる精密な金
型同士を型締めすることによって金型キャビティを閉成
し、このキャビティ内に溶湯を充填して凝固させること
で短時間のうちに高精度で鋳肌のすぐれた鋳物を大量生
産できる製造装置である。そのプロセスは、基本的に次
の４つからなっている。

固定型と可動型を型締めし、注湯口から溶融した金
属を注湯する。

スリーブ内でプランジャを作動させることにより、
溶湯を押し込みキャビティに充填する。

溶湯を凝固させる。

固定型と可動型を型開きし、可動型に付着した鋳物
を取り出す。

しかして、これらのうち、は鋳物の品質を決定づけ
る最も重要なプロセスであるが、従来からにおいてガ
スの巻き込みによるピンホールを生じ、において溶湯
の凝固収縮時に引け巣を生じるという課題を抱えてい
た。

これに対し、近時のダイキャスト技術は、金型減圧、層
流充填、局部加圧などの新たな手法を導入することで製
品をより無孔質に近づける成果を上げることができるよ
うになってきた。金型減圧はキャビティ内を真空排気手
段によって排気することで湯回りをよくしてガスの巻き
込みの防止を図り、層流充填はプランジャの作動を通じ
て低速で溶湯の打ち込みを行い且つ湯口形状を工夫する
ことで溶湯を層流状態としてガスの巻き込み及びピンホ
ールの防止を図り、局部加圧はキャビティ内において溶
湯が最終的に凝固する部分を加圧することで引け巣の防
止を図ることができるものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、局部加圧に関しては未だ改善の余地が大である
と言える。すなわち、局部加圧の必要な最終凝固部分は
大抵が金型キャビティ内であり、加圧用のピンは該キャ
ビティに向かって適正に挿入されなければならないにも
拘らず、従来ではピンを含めた局部加圧機構を金型の冷
却に必要な冷却水パイプ等が設けられている母型の面に
入れるようにしているため、組付け上の制約が大きく、
適正な部位に取り付けることが困難である場合が非常に
多い。このような制約は製品が小さい程、また製品が複
雑な程より顕著となる傾向にある（可動金型においても
多数の押出し用ピン等が設けられているため同様の事情
がある）。この結果、適正なピン位置、或いは十分なピ
ン径、ストローク等が確保されなければ、加圧圧力が不
足して引け巣防止の効果を実効ならしめることができな
いという不都合を生じることになる。また、既存の設備
を利用して加圧機構を組み込もうとする場合、従来では
ダイプレートの大改造が必要であり、コスト、工数的に
極めて大きな負担を強いられているのが実状である。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、既存の設備を容易に改造できて局部加圧の効果を
有効に発揮させることのできる無孔質ダイキャスト装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、固定型と可動
型とによって閉成される金型キャビティ内に溶湯を充填
して凝固させるように構成されたものにおいて、前記両
金型の分割面に沿って側方から局部加圧用ピンを挿入す
るとともに、この局部加圧用ピンに対して、該ピンに連
結された第１のピストンと、この第１のピストンを付勢
する第１のシリンダと、この第１のシリンダ内に先端を
挿入し前記第１のピストンに対して接離可能な第２のピ
ストンと、この第２のピストンを付勢する第２のシリン
ダとを直列に配設した構成からなる駆動機構を備え、前
記第２のシリンダを作動させ第２のピストンを移動させ
ることで前記第１のピストンを介しピンを付勢して金型
キャビティ内に若干挿入し、さらに第１のシリンダを作
動させ第１のピストンのみを第２のピストンから離反さ
せつつ移動させることでピンを付勢して局部加圧を加え
得るようにしたことを特徴とする。

［作用］ この種のダイキャスト装置では金型の側方に特に主だっ
た構成要素は設けられないため、この位置に局部加圧機
構を構成するようにすれば、ピンの適正な位置、十分な
径、ストローク等を容易に確保することができる。この
結果、局部加圧の条件が充実し、引け巣やピンホール等
を圧潰し内部欠陥のない鋳物をつくるという所期の効果
を存分に発揮させ得るものとなる。

特に、このような構成を前提とすれば、局部加圧用ピン
を付勢するための駆動機構として、第１のピストン、第
１のシリンダ、第２のピストン並びに第２のシリンダを
直列に配設した構成からなる２段ピストン駆動方式のも
のを容易に採用することができる。そして、このような
構成により、第１のシリンダの作動時に局部加圧用ピン
を適正な最大前進位置に挿入して最適なスクイズをかけ
ることができるだけでなく、第２のシリンダの作動時に
局部加圧用ピンを適正な中間位置に位置決めして、溶湯
射出時および取出し時にバリの発生、巻き込みを効果的
に防止し、バリの巻き込みが誘発していた局部加圧用ピ
ンの破損や型の摩耗等を著しく低減化できるという格別
な効果を奏するものとなる。つまり、溶湯充填時に局部
加圧用ピンが金型のピン挿通孔の比較的深い位置に待機
していると、溶湯充填時にピン挿通孔内に溶湯が入り込
み、スクイズ時や取出し時に局部加圧用ピンがそのバリ
を巻き込んだ状態でピン挿通孔内を摺動する結果、ピン
の早期破損や型の摩耗の原因になる。逆に、ピン挿通孔
から突出し過ぎると、スクイズポイントがずれる上に、
スクイズ量がかせげなくなり、スクイズ量をかせぐと製
品中に深い痕跡を残すことになる。したがって、適正な
スクイズ量を確保すると同時に、溶湯充填時には局部加
圧用ピンを適正な待機位置に保持しておく必要があり、
ピンに異なる２位置を精度よくとらしめる構成が必要と
なる。本発明は、このような作動を適正に営むものとな
る。さらに、局部加圧用ピンは第１のピストンに連結さ
れているだけであるから、径の異なるものに取り替える
こと等も容易になる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は、本発明を実施するにあたって、既
存のダイキャスト装置に若干の改造を施したものを示し
ている。当初のダイキャスト装置について説明すると、
金型は固定型１と可動型２とからなっており、両型１、
２の分割面ｐ間に中子1a、2aを入れてキャビティ３が形
成されるようになっている。このキャビティ３にはラン
ナ４を経てスリーブ5aが連設してあり、該スリーブ5aに
設けた注湯口5bから溶湯を充填することができるように
してある。また、スリーブ5aには進退可能にプランジャ
６が嵌合してあり、注湯口5bから注湯した後に作動させ
て溶湯をキャビティ３内に押込み得るようになってい
る。

一方、前記両金型１、２の上部には、バルブ機能を発揮
する強制冷却路７が一体に構成されている。この強制冷
却路７は、本発明者が特願平１−22964号において提案
したもので、キャビティ３と図外の真空排気手段との間
に介在され、通常は通路を開通しておき、溶湯がキャビ
ティ３を満たして上がってきたら溶湯を凝固させ通路を
塞ぐことで溶湯が真空排気手段へ侵入するのを有効に防
止できるものである。図では、固定型１と可動型２との
分割面ｐに櫛歯状の迷路をなして形成され、図示しない
ウォータジャケットにより冷却されている。

このような従来装置に対して、本実施例では、前記両金
型１、２の分割面ｐに沿って局部加圧用のピン11を側方
り挿入するようになっている。具体的に説明すると、金
型１、２には型締めした状態で分割面ｐの面方向に沿っ
てキャビティ３の中心部へ向かう一対のピン挿通孔12が
閉成されるようにしてあり、これらの金型１、２を保持
する母型1b、2bにもそれらの挿通孔12に対応した挿通孔
13が閉成されるようになっている。一方、局部加圧ピン
11は、母型1b、2bの側面に取り付けた駆動機構14によっ
て進退可能とされている。

駆動機構14は、前記ピン11に連結された第１のピストン
15と、このピストン15を付勢する第１のシリンダ16と、
前記シリンダ16内に先端を挿入した第２のピストン17
と、このピストン17を付勢する第２のシリンダ18と、前
記第２のピストン17の進退位置を検出するリミットスイ
ッチ機構19とを備えてなる。そして、両シリンダ16、18
に適宜圧液を導入することで、第１のピストン15を通じ
てピン11を２段階に駆動し得るようにしている。詳述す
ると、第２のシリンダ18に圧液が導入されないときは第
１のピストン15はキャビティ３から後退して第２のピス
トン17の先端に当接されるようになっており、この第２
のピストン17は第２のシリンダ18に圧液が導入されない
ときにキャビティ３から後退するようになっている。す
なわち、両シリンダ16、18ともに圧液が導入されないと
きは前記ピン11が最大後退位置に保持されるようにして
いる。また、第２のシリンダ18に先に圧液が導入される
ことにより、第２のピストン17が前進し、その先端によ
り第１のピストン15を付勢してピン11の中間位置にまで
駆動するようにしている。さらに、第１のシリンダ16に
圧液が導入されることにより、第１のピストン15を付勢
して第２のピストン17から離反させ、ピン11を最大前進
位置にまで駆動するようにしている。ピン11の最大後退
位置はその先端を中子1a、2aよりも外に保持する位置
（便宜上、第１図中右半分に図示）に対応し、中間位置
は先端を中子1a、2a内に僅かに挿入する位置（図示せ
ず）に対応し、最大前進位置は局部加圧によってそれが
最大に駆動される位置（第１図中左半部に図示）に対応
している。20a、20bは鋳物を可動型2bから取り出すため
に設けられている押出し用のピン及びその挿通孔であ
り、21はこれらのピン20aを進退させる駆動部である。

次に、この実施例による鋳物の製造プロセスを略述す
る。先ず、可動型２を移動させ、固定型１との間に中子
1a、2aを介設した状態で型締めする。そして、第２のシ
リンダ18に圧液を導入して局部加圧ピン11を中間位置に
までに挿入するとともに、駆動部21を操作して押出し用
のピン20aをピン挿通孔20aに挿入しておく。次に、注湯
口5bからアルミニウム合金等の溶湯を注入し、プランジ
ャ６を移動させて前記注湯口5bを塞ぎ、しかる後、図外
の真空排気手段によってキャビティ３内を真空排気しな
がら該プランジャ６を駆動して射出を行う。これによ
り、注入した溶湯はランナ４を通ってキャビティ３内に
送り込まれる。プランジャ６の動作終了前には、キャビ
ティ３内に充填された溶湯はさらに上昇して強制冷却路
７に入り、ここで急速に冷却されてある程度進んだとこ
ろで凝固し溶湯の出口を塞ぐ。その前後に溶湯はプラン
ジャ６によって最後の高圧加圧がかけられる。そして、
これとほぼ時を同じくしてシリンダ16に圧液を導入し、
ピン11を最大前進位置にまで駆動して、周辺の溶湯に対
し例えば2500kgf/cm²程度の局部加圧（スクイズ）を加
える。この状態で溶湯は次第に凝固し、最後に局部加圧
が加えられた周辺が加圧凝固することになる。鋳造が完
了したら、可動型２を移動させて型を開き、当該可動型
２の内面から鋳物を取り出す。

しかして、このような装置によると、局部加圧機構を金
型１、２の側方に設けるという新たな着想により、図示
のように押出し用のピン挿通孔21bが数多く設けられて
いるようなものでも局部加圧ピン11の適正な位置、十分
な径、ストローク等を容易に確保することができるよう
になる。このため、局部加圧の条件が充実し、引け巣や
ピンホール等を効果的に圧潰して内部欠陥のない高品質
の鋳物を安定して作ることが可能になる（歩留りを従来
の80〜90％から99、５％にまで向上させることができ
た）。また、このような局部加圧機構であれば、既存の
ダイキャスト装置の母型側面及び金型側面にピン挿通孔
12、13を穿設し、駆動機構14を装着するだけで簡単且つ
安価に装置を構成できるため、極めて利用価値の高いも
のとなり得る。さらに、このような構成を前提として、
局部加圧ピン11を付勢するための駆動機構14に、第１の
ピストン15、第１のシリンダ16、第２のピストン17並び
に第２のシリンダ18を直列に配設した構成からなる２段
ピストン駆動方式のものを容易に組み込むことを可能に
している。そして、このような構成により、第１のシリ
ンダ16の作動時に局部加圧用ピン11を適正な最大前進位
置に挿入して最適なスクイズをかけることができるだけ
でなく、第２のシリンダ18の作動時に局部加圧用ピン11
を適正な中間位置に位置決めし、溶湯射出時および取出
し時にバリの発生、巻き込みを効果的に防止し、バリの
巻き込みが誘発していた局部加圧用ピン11の破損や型の
摩耗等を著しく低減化できるという格別な効果を奏する
ものとなる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、各部の断
面形状等は図示例に限定されるものではない。例えば、
局部加圧ピンは必ずしも一対に設ける必要はなく、片押
しであってもよい。

［発明の効果］ 本発明の無孔質ダイキャスト装置は、以上のように局部
加圧用のピンを制約の少ない金型側面から挿入するよう
にしたため、ピンの位置や径、ストローク等を予定した
通りに設定する上での支障が少なくなり、この結果、局
部加圧の効果を十分に活かして内部欠陥の少ない高品質
の鋳物を安定して製作できる効果が得られる。また、こ
のようなものであるから、コスト高を招くことなく既存
のダイキャスト装置をも容易に改造できるようになる。
さらに、このような構成を前提として、局部加圧用ピン
を付勢するために２段直列ピストン式の駆動機構を組み
込むことができるので、溶湯射出時、スクイズ時、取出
し時に局部加圧用ピンの位置決めを正確に行い、スクイ
ズを適正化するだけでなく、バリの巻き込みを効果的に
防いで、局部加圧用ピンの破損や型の磨耗等を有効に防
止することができるという優れた効果が奏されるものと
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体側断面
図、第２図は第１におけるII−II線断面図である。 １…固定金型 ２…可動金型 ３…キャビティ 11…局部加圧用ピン 15…第１のピストン 16…第１のシリンダ 17…第２のピストン 18…第２のシリンダ ｐ…分割面 14…駆動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定型と可動型とによって閉成される金型
   キャビティ内に溶湯を充填して凝固させるように構成さ
   れたものにおいて、前記両金型の分割面に沿って側方か
   ら局部加圧用ピンを挿入するとともに、この局部加圧用
   ピンに対して、該ピンに連結された第１のピストンと、
   この第１のピストンを付勢する第１のシリンダと、この
   第１のシリンダ内に先端を挿入し前記第１のピストンに
   対して接離可能な第２のピストンと、この第２のピスト
   ンを付勢する第２のシリンダとを直列に配設した構成か
   らなる駆動機構を備え、前記第２のシリンダを作動させ
   第２のピストンを移動させることで前記第１のピストン
   を介しピンを付勢して金型キャビティ内に若干挿入し、
   さらに第１のシリンダを作動させ第１のピストンのみを
   第２のピストンから離反させつつ移動させることでピン
   を付勢して局部加圧を加え得るようにしたことを特徴と
   する無孔質ダイキャスト装置。