JPH0852556A - ダイカスト用金属供給システム、ダイカスト装置、注入装置および密閉ショットダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、回転動作式クロージュア部材を
有する密閉ショットダイカスト金属供給システムを提供
することを課題とする。 【解決手段】 このシステムは内孔とその内孔に連通す
る横充填穴とを有するショットスリーブを備えている。
クロージュア部材がショットスリーブに回動自在に取り
付けられ、ウインドーを定めている。このクロージュア
部材は、ウインドーが充填穴に位置合わせされる充填位
置とクロージュア部材が充填穴を密閉する鋳込位置との
間で回転する。充填物からの過剰な溶融材料は、クロー
ジュア部材が回転するのにしたがってそこから流れ出
す。好ましい実施例においては、クロージュア部材が内
孔に対して偏心して取付けられ、かつ交差している。こ
の場合、クロージュア部材は、クロージュア部材が鋳込
位置にあるときに内孔と位置合わせされる弧状の凹部を
区画しており、プランジャが内孔の中を往復運動するこ
とを可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融材料のダイカ
ストの方法および装置に関し、特に、ダイキャビティー
に溶融材料を射出する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストは、溶融金属から物品を形成
するための広く知られた技術である。通常、ダイカスト
装置は、鋳造される物品の一部に対応するボイドがそれ
ぞれに形成された一対のダイハーフを備えている。これ
らのダイハーフを適正に位置合わせすると、それぞれの
ボイドが共同して鋳造される物品の形状に対応するダイ
キャビティーを形成する。このダイキャビティーに溶融
材料を入れ、硬化させる。一般に、硬化工程において
は、溶融材料を冷却して凝固させることを必要とする。
材料が充分に硬化したら、これらのダイハーフを開き、
鋳造品を取り出す。

【０００３】過去においては、ショットシリンダを用い
て溶融金属をダイキャビティーに注入していた。このシ
リンダは、内部の孔を定めるショットスリーブと、溶融
金属をショットスリーブのなかに流れ込ませる横方向の
充填開口とを備えている。作動させると、シリンダプラ
ンジャが横方向開口を密封すると共に溶融金属を金型キ
ャビティーに注入する。充填穴が開いていると、空気が
スリーブ内に捕捉され得るので問題となる。過剰に充填
がされると、プランジャが充填穴を密封する以前にショ
ットスリーブの圧力が上昇し、プランジャが前進するの
にしたがって充填穴を介して溶融材料が逆噴出すること
が起こり得る。噴出を防ぐためにショットスリーブを適
正に充填した場合でも、スリーブの内部に空気が捕捉さ
れて、溶融材料と共に型の中に注入され、多数の孔を有
する鋳造となってしまう場合がある。

【０００４】これらの問題を解決するユニークな密閉シ
ョットダイカスト構成が、１９９３年４月２７日発行の
Ｓｈｉｍｍｅｌｌの米国特許第５，０２５，３３８号に
開示されている。この米国特許は、ショットスリーブに
交わり、かつ往復運動をするすべり弁を備える充填シリ
ンダを開示している。ショットスリーブの内部孔が溶融
材料で充填された後、このすべり弁を作動してショット
スリーブの充填開口を封ずる。この結果、ショットスリ
ーブは、プランジャが前進する以前に完全に充填、密閉
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た米国特許の密閉ショットダイカスト構成では、その製
造に際して比較的複雑な機械加工を必要とする。また、
この充填シリンダはショツトスリーブ構造の縦断面を増
大させるものであり、すべての望ましいダイカスト設備
に取り入れ得るものではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題は、回転作動式
密閉ショットダイカストシステムが比較的細い縦断面を
有し、比較的簡単な機械工作によって製造される本発明
によって解決される。すなわち、このシステムは、内孔
を定めるショットスリーブと、横方向の充填穴とを含ん
でいる。ウインドーを定める回転クロージュアが充填穴
の周りにおいてショットスリーブ上に設けられ、ウイン
ドーと充填穴のアライメントが一致する充填位置と、ウ
インドーと充填穴が一致しない鋳造位置との間で動くこ
とができるようにされている。充填位置においては、ク
ロージュアのウインドーが充填穴にアライメントで一致
し、溶融材料をショットスリーブの内孔内へ通過させ
る。充填がなされると、クロージュアをショットスリー
ブの周りで回転させて充填穴を密閉し、過剰な溶融材料
を流しとる。

【０００７】開示される実施例においては、この回動自
在のクロージュアを、ショットスリーブ孔に対して偏心
した環状凹部に取り付ける。充填位置にある場合、この
クロージュアはプランジャがクロージュアを越えて移動
することを防いでいる。鋳造位置にある場合、クロージ
ュアは、溶融金属をダイキャビティーの中に押し込むた
めにプランジャを作動するのを可能にするスリーブ壁の
一部の形状を定める。製造に際して、シリンダ孔は、鋳
造位置にクロージュアが存在する状態で形成され、クロ
ージュアによって定められるスリーブ壁の部分が孔の残
りの部分と完全に位置合わせするようにしている。

【０００８】本発明は、空気が閉じ込められるのを防ぎ
ながら、ショットスリーブの内部孔を充填かつ密閉する
簡単かつ効果的な方法を提供する。この金属供給システ
ムは、ＯＥＭダイカスト設備および既存のシステムの両
方に組み入れることができる。また、このシステムは、
比較的コンパクトな縦断面を有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。この発明の一実施形態に係
る密閉ショットダイカスト装置１０を図１に示す。この
装置１０は、ダイアセンブリ１１と金属供給システム１
３とを備えている。溶融金属が金属供給システムから金
型の中に押し込まれて、鋳造金属物体を作り出す。

【００１０】図１において、ダイアセンブリ１１は、金
型１２と金型取付板１８および２０を備えている。金型
１２は、可動金型取付板１８に取り付けられるエジェク
タダイ１４と、静止金型取付板２０に取り付けられるカ
バーダイ１６とを備えている。エジェクタダイ１４の内
側面１４ａは、鋳造する物品の断面の第１の部分と一致
する輪郭をしている。同様に、カバーダイ１６の内側面
１６ａは、鋳造する物品の断面の第２の部分に一致する
輪郭をしている。エジェクタおよびカバーダイ１４およ
び１６の内側面１４ａおよび１６ａを引き合わせると、
これらの輪郭が共同して、鋳造する物品の形状を定める
ボイドまたはダイキャビティー２６を形成する。可動金
型取付板１８は従来の油圧式手段（図示せず）に取り付
けられており、エジェクタダイ１４に適切な動きをもた
らす。

【００１１】金属供給システム１１はショットスリーブ
２２、駆動システム１５、および回転可能なクロージュ
ア２４を備えている。ショットスリーブ２２は静止金型
取付板２０およびカバーダイ１６の中に取り付けられて
おり、ダイキャビティー２６において終端している。シ
ョットスリーブ２２はほぼ円柱状であり、ダイキャビテ
ィー２６と流体連通する同心内孔２８を含んでいる。

【００１２】図３において最もよく示されるように、第
１の偏心環状凹部３０が、外側端２２ａ近辺においてシ
ョットスリーブ２２の周りに形成される。この第１環状
凹部３０は、それのほぼ上側３分の２においてショット
スリーブ２２と交わっており、ショットスリーブ２２の
最上部に中心を有する幾分三日月型をしたボイドを生じ
ている。

【００１３】第２の環状凹部３２が、第１環状凹部３０
上を中心としてかつそれと同心に整列してショットスリ
ーブ２２の周りに形成されている。第２環状凹部３２は
第１環状凹部３０よりも幅が狭くかつ直径が小さい。こ
のため、第２環状凹部３２の軸方向の両端において、一
対の尾根３６ａおよび３６ｂがショットスリーブの周り
に部分的に形成される。第２環状凹部３２は内孔２８の
最上部と交わっており、ショットスリーブ２２の上面を
貫通して内孔２８と流体連通した状態で充填穴３４を形
成している。環状凹部３２の最下部がショットスリーブ
２２の下端と一致することが好ましい。

【００１４】次に図２および図３において、クロージュ
ア２４が、充填位置と鋳造位置との間で回転可能にショ
ットスリーブ２２上に取り付けられている。上述したよ
うに、クロージュア２４は充填および鋳造位置の間でほ
ぼ４５度回転する。クロージュア２４は、ショットスリ
ーブ２２の周りを挟み付けかつ第１および第２環状凹部
３０および３２によって定められる断面と嵌合する上側
および下側Ｃ字型部材６０および６２で構成されてい
る。上側および下側部材６０および６２は、それぞれ取
り付け面６０ｂと６０ｃの間および６２ｂと６２ｃの間
に延びる弧状部分６０ａおよび６２ａを含んでいる。弧
状部分６０ａおよび６２ａのそれぞれの内径は、第２環
状凹部３２によって定められるショットスリーブの偏心
部分の外径にほぼ等しい。また、クロージュア部材６０
および６２のそれぞれの内側面にそって軸方向の両端に
は、一対の環状切欠き部６４ａ，６４ｂおよび６６ａ，
６６ｂが形成される。環状切欠き部６４ａ，６４ｂおよ
び６６ａ，６６ｂは、尾根３６ａおよび３６ｂと嵌合す
るような大きさになっている。

【００１５】上側クロージュア部材６０は、径方向に延
びる流し込み穴６８および過剰充填トラフ７０を備えて
いる。流し込み穴６８は上側クロージュア部材を貫通
し、クロージュア２４が充填位置にあるときに、充填穴
３４と位置合わせされ、または流体連通の状態に配置さ
れる。過剰充填トラフ７０は流し込み穴６８と流体連通
しており、前壁６８ｂから鋭角に外向きに延びて溶融材
料を流し込み穴６８から流れ出させる。

【００１６】また、上側クロージュア部材６０は、内孔
２８の半径と等しい曲率半径を有する軸方向の弧状凹部
７２を区画している。クロージュア部材６０が鋳造位置
にあるとき、弧状凹部７２は穴２８と位置合わせされ、
プランジャロッド４８がショットスリーブ２２中を往復
運動することを可能にしている。凹部７２の中心は、充
填および鋳込位置の間の角距離によって流し込み穴６８
の中心から角度的にオフセットしている。また、一対の
取付穴７４が各取り付け面６０ｂおよび６０ｃを貫通し
ている。下側クロージュア部材６２は、上側クロージュ
ア部材６０の取付穴７４のそれぞれと整列するねじ式の
取付穴７６を備えている。

【００１７】一対のシム７８および８０が上側および下
側クロージュア部材６０および６２の間に挟持されてい
る。シム７８および８０は上側および下側部材６０およ
び６２を隔てて、クロージュア２４がショットスリーブ
２２の周りを回転するための充分なすきまをもたらして
いる。シム７８および８０は、それぞれが一対の取付穴
８２および８４を備えており、取付けボルト８６ａ〜８
６ｄがそこを通ることができるようになっている。

【００１８】図１、図６および図７に示すように、クロ
ージュア部材２４を作動するために油圧シリンダ９０が
設けられている。油圧シリンダ９０はブラケット９２に
回動可能に取り付けられており、それが取付けボルト８
６ｃおよび８６ｄによってクロージュア２４に固定され
ている。

【００１９】次に図７において、確実なストップ部材９
６がクロージュア２４の過剰な回転を防いでいる。この
確動ストップ部材９６は、充填穴３４が完全に密閉され
かつ過剰な溶融材料が流し込み穴６８から流れ出た後に
取付け面６２ｂと当接するようにショットスリーブ２２
に燐接して取付けることが好ましい。

【００２０】金属供給システム１３は、ショットスリー
ブ２２の内孔２８からダイキャビティー２６の中に溶融
材料を放出する油圧手段３８をさらに備えている。この
油圧手段３８は、油圧式ショットシリンダ４０、ロッド
４４、クロスヘッドアダプタ４６、およびプランジャロ
ッド４８を備えている。ショットシリンダ４０はショッ
トスリーブ２２とアライメントが一致し、ロッド４４に
往復運動をもたらすように動作する。ロッド４４はクロ
スヘッドアダプタ４６およびプランジャロッド４８に接
続して、プランジャロッド４８に往復運動を付与する。
プランジャロッド４８は孔２８に対してすべり嵌め状態
にあり、金型１２に向けてのロッド４８の動きが、ショ
ットスリーブ２２からダイキャビティー２６の中に溶融
材料を突き出す。

【００２１】動作に際しては、適切な輪郭のエジェクタ
ダイ１４およびカバーダイ１６が、それぞれ可動および
静止金型取付板１８および２０に取付けられている。次
に、エジェクタダイ１４をカバーダイ１６と接触するよ
うに移動して、ダイキャビティー２６を形成する。必要
な場合には、油圧ショットシリンダ４０を後退させて、
図１に示すようにプランジャロッド４８を完全に抜き出
す。

【００２２】次に図６において、クロージュア２４はま
ず充填位置にある。ショットスリーブ２２の内孔２８が
溢れるまで満たされかつ溢れたものが流し込み穴６８を
部分的に満たすまで、溶融材料を流し込み穴６８を介し
てショットスリーブに注ぎ込む。

【００２３】次に、油圧シリンダ９０を後退させて、ク
ロージュア２４をショットスリーブ２２の周りで回転さ
せる。油圧シリンダ９０の後退は、クロージュア２４が
確動ストップ部材９６に当接するまで継続する。クロー
ジュア２４が回転するのにしたがって、充填穴３４は上
部クロージュア部材６０の内側面によって徐々に閉じら
れていき、過剰な溶融金属がトラフ７０を介して流し込
み穴６８から流れ出す。受け皿（図示せず）をショット
スリーブ２２の下に配置して、回転するクロージュアか
ら流れ出した溶融金属を捕捉することができる。クロー
ジュアが確動ストップ部材９６に当接すると、充填穴は
完全に密閉され、過剰な溶融金属はすべて流し込み穴６
８から流れ出す。また、凹部７２が、ショットスリーブ
２２の中心に定められた内孔２８と位置合わせされる。

【００２４】トラフ７０がないと、流し込み穴６８の後
壁６８ａが水平方向より下に回転するのにしたがって空
気が内部孔に入る場合がある。トラフ７０は、後壁６８
ａを水平方向より下に回転する必要をなくすことによっ
て、空気が巻き込まれることを防いでいる。あるいは、
流し込み穴６８および充填穴３４が充分に細い場合は、
後壁６８ａが水平方向より下に回転する地点に先だって
充填穴３４が密閉することからトラフ７０をなくしても
よい。

【００２５】ショットスリーブ２２が溶融金属で充填さ
れかつクロージュアが鋳造位置に回転すると、油圧ショ
ットシリンダ４０が延ばされ、ショットスリーブ２２の
中心の内孔２８を通してプランジャロッド４８を軸方向
に押す。延びていくプランジャロッド４８が溶融金属を
ショットスリーブ２２からダイキャビティー２６に押し
込み、そこでそれを硬化させる。スクイーズキャスティ
ングのために溶融金属の中に高圧を生じさせることも随
意である。

【００２６】物品が一般に冷却によって充分に硬化され
た後に、エジェクタダイ１４とカバーダイ１６とが分離
されて、鋳造物品が金型から取り外され、ダイカスト装
置は次の動作サイクルへの準備が整う。

【００２７】あるいは、本発明は、全動作サイクルを通
じてクロージュア２４を充填位置に保持するだけで、従
来の金型鋳造機として動作することができる。まず、プ
ランジャロッド４８を後退位置にし、クロージュア２４
を充填位置にする。適切な量の溶融金属をショットスリ
ーブ２２に流し込み、油圧ショットシリンダ４０がプラ
ンジャロッド４８を延ばすように動作し、これによって
溶融金属をショットスリーブ２２からダイキャビティー
２６に押し込む。

【００２８】本発明は、薄肉物品の鋳造が可能な高速ダ
イカスト機械として動作することも可能である。高速ダ
イカストに必要な正確なタイミングのパラメータは、シ
ョットスリーブ２２の内孔２８に入れられた既知の量の
溶融材料の関数として求めることができる。

【００２９】また、本発明は、例えば、上述したように
ショットスリーブの外側端２２ａに環状凹部３０および
３２を機械加工し、回転動作クロージュア２４を付すこ
とによって既存のダイカスト装置を容易に改造可能なも
のである。

【００３０】上述の説明は、本発明の好適な一実施形態
のものであるが、特許請求の範囲に明示した本発明の要
旨を逸脱することなしに、多様な変化および変更をなす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイカスト装置を示す側面図であ
る。

【図２】本発明のダイカスト装置の一部を示す斜視図で
ある。

【図３】ショットスリーブおよびクロージュアを示す分
解斜視図である。

【図４】上側クロージュア部材を示す正面図である。

【図５】ショットスリーブに取付けられたクロージュア
を示す側面図である。

【図６】充填位置におけるクロージュアおよびショット
スリーブを示す正面図である。

【図７】鋳込位置におけるクロージュアおよびショット
スリーブを示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 密閉ショットダイカスト装置 １１ ダイアセンブリ １２ 金型 １３ 金属供給システム １４ エジェクタダイ １５ 駆動システム １６ カバーダイ １８ 可動金型取付板 ２０ 静止金型取付板 ２２ ショットスリーブ ２４ クロージュア ２６ ダイキャビティー ２８ 同心内孔 ３０ 偏心環状凹部 ３２ 第２環状凹部 ３４ 充填穴 ３６ａ，３６ｂ 尾根 ３８ 油圧手段 ４０ 油圧式ショットシリンダ ４４ ロッド ４６ クロスヘッドアダプタ ４８ プランジャロッド ６０，６２ クロージュア部材 ６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ 環状切欠き部 ６８ 流し込み穴 ７０ 過剰充填トラフ ７２ 弧状凹部 ７４ 取付穴 ７６ 取付穴 ７８，８０ シム ８２，８４ 取付穴 ８６ｃ，８６ｄ 取付けボルト ９０ 油圧シリンダ ９２ ブラケット ９６ 確動ストップ部材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内孔とこの内孔に連通する充填穴とが形
   成されたショットスリーブと、 流し込み穴が形成されると共に、前記流し込み穴が前記
   充填穴と位置合わせされる充填位置と前記充填穴が閉じ
   られる鋳込位置との間で前記ショットスリーブを中心と
   して回転自在に前記ショットスリーブ上に取付けられた
   クロージュア部材とを備えることを特徴とするダイカス
   ト用金属供給システム。
2. 【請求項２】 前記流し込み穴から延びる過充填トラフ
   が前記クロージュア部材に形成され、前記トラフは前記
   クロージュア部材が前記充填位置にある場合に過充填の
   溶融金属を受け入れ、前記充填位置から前記鋳込位置へ
   の前記クロージュア部材の動きが前記過充填トラフから
   溶融金属を流れ出させることを特徴とする請求項１記載
   のシステム。
3. 【請求項３】 前記クロージュア部材が前記鋳造位置に
   ある場合に前記ショットスリーブの前記内孔に位置合わ
   せされる弧状凹部が前記クロージュア部材に形成された
   ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
4. 【請求項４】 ダイキャビティーを有する金型と、 前記ダイキャビティーと流体連通する内孔とこの内孔に
   連通する充填穴とを有するショットスリーブと、 前記ショットスリーブに取付けられると共に、流し込み
   穴が形成されかつ前記流し込み穴が前記充填穴に流体連
   通する充填位置と前記流し込み穴が前記充填穴に流体連
   通しない鋳込位置との間で移動可能であるクロージュア
   とを備えることを特徴とするダイカスト装置。
5. 【請求項５】 前記クロージュアは、前記クロージュア
   が鋳込位置にある場合に前記充填穴を閉じることを特徴
   とする請求項４記載のダイカスト装置。
6. 【請求項６】 前記クロージュアは、前記クロージュア
   が充填位置から鋳造位置に移動するのにしたがって前記
   流し込み穴から溶融金属を流れ出させる前記流し込み穴
   と連通する過充填トラフをさらに有することを特徴とす
   る請求項４記載のダイカスト装置。
7. 【請求項７】 前記ショットスリーブは前記クロージュ
   アを受け入れるための、前記内孔に対して偏心する環状
   凹部を有することを特徴とする請求項４記載のダイカス
   ト装置。
8. 【請求項８】 前記環状凹部は、前記内孔と交差して前
   記充填穴を形成することを特徴とする請求項４記載のダ
   イカスト装置。
9. 【請求項９】 充填位置と鋳込位置との間で前記クロー
   ジュアを移動する駆動手段をさらに備えることを特徴と
   する請求項４記載のダイカスト装置。
10. 【請求項１０】 金型のキャビティー内に溶融材料を注
    入する装置において、 ダイキャビティーに流体連通する内孔と、前記内孔に連
    通する充填穴と、前記内孔に対して偏心する環状凹部と
    が形成され、前記環状凹部は前記内孔と交差し、前記充
    填穴は前記環状凹部の前記内孔との交差部分によって区
    画されるショットスリーブと、 前記内孔内において往復動作可能に取り付けられるプラ
    ンジャと、 前記プランジャを駆動するための駆動手段と、 前記環状凹部内において前記ショットスリーブに取付け
    られると共に、流し込み穴が形成され、前記流し込み穴
    が前記充填穴に流体連通するような充填位置と前記充填
    穴が覆われる鋳込位置との間で移動可能であり、鋳造位
    置にある場合に前記ショットスリーブの前記内孔と位置
    合わせされる弧状凹部が形成されたクロージュアと、 充填位置と鋳込位置との間で前記クロージュアを回転す
    る駆動手段とを備えることを特徴とする注入装置。
11. 【請求項１１】 前記クロージュアは、前記クロージュ
    アが前記鋳造位置に移動した場合に前記流し込み穴から
    の溶融材料を流し出すために前記流し込み穴と連通する
    過充填トラフをさらに有することを特徴とする請求項１
    ０記載の装置。
12. 【請求項１２】 金型のキャビティーに流体連通する軸
    方向の内孔とこの内孔に流体連通する充填穴とを有する
    ショットスリーブを設け、 充填位置と鋳込位置との間で回転動作可能で、充填位置
    にある場合に充填穴に流体連通する流し込み穴を有し、
    鋳込位置にある場合に充填穴を閉じる回転動作式クロー
    ジュアをショットスリーブに対して偏心して取付け、 クロージュアを充填位置に回転し、 溶融材料が内孔を満たしかつ過剰な溶融材料が流し込み
    穴を部分的に満たすまで流し込み穴および充填穴を介し
    てショットスリーブの内孔内に溶融材料を導入し、 クロージュアを鋳込位置まで回転して充填穴を密閉し、
    過剰な溶融材料を流し込み穴から流出させ、 ショットスリーブの内孔内でプランジャを前進させて溶
    融材料を金型のキャビティー内に注入することを特徴と
    する密閉ショットダイカスト方法。