JPS60250866A - ダイカスト機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特殊鋳造法の一つであるダイカスト法におけ
るダイカスト機に関し、一層詳細には溶融金属に対して
効果的に振動を付与してキャビティ隅部までその溶湯金
属を導出し且つ、成形後に製品不良となる巣の発生等を
未然に防止するように構成したダイカスト機に関する。

一般に、ダイカスト機においては油圧シリンダに連動す
るプランジャ等により溶融金属（以下溶湯という）を複
雑な形状を有する金型のキャビティに圧入しこれを凝固
させて製品を得ている。

ところが、前記７′Ｓ′湯は金型のキャビティに連通ず
るスリーブ内孔を高速度で流動しつつ急速に凝固して硬
化することがら、キャビティ全般に亘って溶湯が行きわ
たらず、あるいは巣等が発生し、このため欠陥の少ない
製品を得ることは容易でなく、特に複雑な形状を有する
製品を生産する場合、製品の不良率は４０％を超えるこ
とがある。

そのため、従来では一般鋳造で行われている溶湯に対す
る加振作用に着目し、ダイカスト機においても溶湯に振
動を付与して可及的に製品の質的向上と安定化をはかっ
ている。すなわち、一般に、溶湯に振動を付与すると、
当該溶湯は振動している状態で液体から結晶が生まれて
凝固するようになるので、製品の厚肉部における金属組
織の微細化が良好となり、実体強度の１５％程度の増大
、製品の表面におけるシワ及びピンホール等の軽減など
の効果が得られる。

しかしながら、このような従来のダイカスト機にあって
は、溶湯に接触する金型の部品である中子または押出ピ
ンを介して振動を溶湯に付与するようになっていたため
、溶湯の先端部にまで振動が十分進行せず、溶湯先端部
の流動性の低下により金型の内孔の細隙部まで溶湯が流
入しないので、製品の形状欠陥による不良品の発生が多
いという問題点があった。

また、中子、押出ピン等に対する冷却が構造上十分に行
なわれ得ないことから、前記中子、押出ピンがその動作
時溶湯と接触して高温度となり、溶湯の溶解作用に基づ
く侵食作用で短期間で変形または機能不良となって前述
と同様に不良製品が発生したりまたダイカスト機の運転
継続が不可能になるという問題点もあった。

本発明は、前記の不都合を解消するためになされたもの
であって、ダイカスト機を構成するプランジャに起振器
を装着すると共にプランジャの先端部に冷却装置を付設
し、前記プランジャにより溶湯に振動を付与して、溶湯
の先端部まで十分に振動を伝達し且つプランジャの冷却
も容易に行って製品の一層の質的向上と安定化をはかる
と同時にダイカスト機の耐久性の向上をもはかるよう構
成したダイカスト機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明では金型に係合して
いるスリーブの中を摺動可能なプランジャで溶融金属を
押圧し前記金型に画成されたキャビティに溶融金属を圧
入して成形品を得るダイカスト機において、前記プラン
ジャの外周の一部に当該プランジャを介して前記溶融金
属に振動を付与する起振器を設けることを特徴とする。

以下、本発明に係るダイカスト機について好適な実施例
を挙げ、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明のダイカスト機の第１の実施例を示す
断面図である。第１図に示すように、ダイカスト機の構
成部品であるダイプレート１０には固定金型１２が取付
られ、この固定金型１２にはこれと対をなす可動金型１
４が対設される。前記ダイプレート１０および固定金型
１２にはスリーブ１６が貫挿され、その先端開口部は前
記固定金型１２並びに可動金型１４によって画成される
キャビティ１８に連通ずる。一方、前記スリーブ１６の
内孔２０にはその壁面上部に注入口２１を形成する。

後述するようにこの注入口２１を介して図示しない所定
の手段により内孔２０に溶湯２２が注入される。スリー
ブ１６の内孔２０には、さらに後端開口部より押圧ヘッ
ド２４を有するプランジャ２６が摺動自在に挿入される
。前記プランジャ２６の後端部は前記ダイプレート１０
に支持台２８を介して取付うした油圧シリンダ３０のビ
スＩ−ンロソド３２に連結される。

次に、前記プランジャ２６は、第２図にも示すように、
そのシャフト３４の一端に前述した押圧ヘッド２４を有
し、他端にスペーサ３６を介して後述する起振器３８が
嵌挿固着される。前記押圧ヘッド２４には内部に室４０
が形成され、この室４０にはシャフト３４の内部に嵌挿
された給水管４２より冷却水が循環されるようになって
いる（第２図中の矢印ａ参照）。なお、図中、参照符号
４４は給水管４２のシャフト３４側給水口を示す。

一方、前記起振器３８は、第３図並びに第４図に示すよ
うに、円筒形の磁性材料からなると共に一端部において
スペーサ３６を介してシャフト３４に固着される振動子
４６とこの振動子４６に巻装されると共に高周波電流が
流れるコイル４８とから構成される。この場合、前記振
動子４６はニッケルの薄板を巻いて筒体にしたあと、コ
イル４８の入るスリットが円周方向に沿って複数個画成
され、その角柱状の胴部４６Ａの周囲にループをなすよ
うにコイル４８が巻かれている。

本発明のダイカスト機は以上のように構成され、次にそ
の作用並びに効果について説明する。

注入口２１を介して図示しない溶湯注入手段により溶湯
２２がスリーブ１６内に注入されると、先ず、油圧シリ
ンダ３０によりプランジャ２６が第１図中の矢印すの方
向に移動する。このため、スリーブ１６内の溶湯が前記
金型１２．１４間のキャビティ１８に圧入される。低温
状態にある金型１２．１４間のキャビティ１８に流入し
た溶湯は逐次冷却されて凝固し、可動金型１４が固定金
型１２により引き離された際に所望の製品となって取り
出される。

その際、本実施例ではプランジャ２６の後端部に設けた
起振器３８に対し、コイル４８を介して高周波電流が流
れる。これにより、振動子４６の胴部４６Ａは磁化され
、前記高周波電流の周期的な増減に応して第２図中の矢
印Ｃの方向に伸縮し、結局、振動子４６は前記高周波電
流と同じ周波数の高周波振動を惹起する。そして、前記
振動はスペーサ３６及びシャフト３４を第２図中の矢印
ｄの方向に伝わり、押圧ヘッド２４に達する。そこで、
前記へンド２４に達した振動は液体である溶湯２２に伝
達され、その内部を進行して溶湯２２の先端部２２Ａ（
第５図参照）に至り、当該先端部２２Ａをも振動させる
。この結果、先端部２２Ａの流動性は非常に良好となり
、キャビティ１８の細隙部１８Ａ（第５図参照）まで溶
湯２２が十分流入する。なお、前記振動はプランジャ２
６が移動を開始すると略同時に溶湯２２に対して付与さ
れ、溶湯２２がキャビティ１８の中で凝固を完了するま
で続けられる。溶湯２２への振動の付与継続時間は製品
の肉厚、大きさによって変化するが０．５〜１３秒程度
である。なお、その際、本実施例では溶湯２２を押圧す
る押圧ヘッド２４が前述した給水管４２を介して冷却水
で効果的に冷却される。

従って、前記押圧ヘッド２４の前面部２４Ａは低温度に
保たれ、前面部２４Ａにある溶湯２２は直ちに硬化して
凝固層５０（第５図参照）を生ずるようになり、ヘッド
２４に伝えられた振動は凝固層５０を介して溶湯２２に
伝達される。すなわち、高温の溶湯に対し、押圧ヘッド
２４の前面部２４Ａは直接接触することなく、このため
前面部２４Ａは全＜溶湯２２の侵食作用を受けることは
ない。また、本実施例において起振器３８を構成する円
筒形の振動子４６ば従来の一般的な角形の打抜積層方式
で作られた振動子とは異なり、特に薄い（０，０１〜０
．０８ｍｍ）ニッケルの薄板を巻いて作られている。従
って、コイル４８を流れる高周波電流による渦電流、振
動に伴う内部摩擦及び磁気ヒステリシス効果等振動の周
波数の増加に伴って大きくなる振動子４６の躯幹におけ
る発熱は比較的少なく、高周波電流として与えられる電
気エネルギを効率良く振動に変換することができる。例
えば、本実施例では振動の周波数が１９ＫＨｚ、振動の
強さはヘッドの前面部２４Ａにおいて９２Ｗａｔｔ／ｃ
ｎｌで設定すると好適な結果が得られた。

また、より高い周波数の振動（例えば３０ＫＨｚ）を発
生させる場合には、振動子４６の発熱量が増大するので
、振動子４６に対する空冷等の強制冷却方法が考えられ
るが、振動を生しさせるための高周波電流をコイル４８
に流す時間は短く、ダイカスト機の全運転時間の０．５
％程度であるので、はとんどの場合前記強制冷却は不要
となる。

加えて、本実施例における起振器３８はシャフト３４に
嵌挿され、一方の端のみが固着されており、溶湯２２を
高圧でキャビティ１８の中に圧入するために油圧シリン
ダ３０のピストンロッド３２より加えられる大きな力が
シャフト３４に付加されても振動子４６は自由に振動し
、発生した振動は完全に溶湯２２に伝えられる。また、
略円筒形を有する起振器３８は外形が小型であるが発生
する振動の強さは比較的大きく、さらにダイカスト機の
構造上、起振器３８の位置する近傍は未利用の空間であ
るために本発明の実施に際して必要なダイカスト機の部
分改造は小規模なものにとどまる。

次に、第６図に本発明のダイカスト機の第２の実施例を
示す。

この実施例では起振器３８をフェライト磁器で作られた
円筒形の振動子５２．５４、導磁リング５６．５８及び
前記振動子５２の円周方向にループをなすように巻き付
けられたコイル６０等で構成し、コイル６０に高周波電
流が付与されると振動子５２．５４が磁化されて第６図
中の矢印ｅの方向に振動するようにしている。

この実施例によれば、振動子５２．５４のフェライト磁
器は電気抵抗が極度に高い絶縁体であり、コイル６０を
流れる高周波電流によって生ずる渦電流は少なく、特に
周波数の高い振動（例えば５２ＫＨｚ）を発生するのに
適しているが機械的強度が低く、強い振動を発生するこ
とが容易でないので、小型のダイカスト機で緻密な製品
を作る際の起振器３８として好適となる。

なお、本発明の以上の実施例はアルミニウム系合金を取
扱う一般的な横型ダイカスト機を対象にして説明した。

然しなから、製品の形状が簡単且つ厚肉で金型のキャビ
ティに圧入する際の溶湯に付加する圧力が小さい低圧ダ
イカスト機、または、プランジャの周辺に未利用の空間
の多い立型ダイカスト機等においては、市販されている
一般的な超音波加工機等に用いられる超音波振動子を起
振器としてプランジャに固定して設けることにより本発
明を実施することができることは言うまでもない。

本発明によれば、以上のように成形時にプランジャを介
して溶湯へ振動を付与するようにしたので、振動を利用
した一般鋳造にみられる実体強度の増大等の副次的な特
徴の他に、キャビティの細隙部にまでも溶湯が容易に流
入するので製品の形状欠陥による不良品の発生が著しく
減少する。

しかも、金型に係合するスリーブ内を摺動するプランジ
ャの外周の一部に起振器を設けるようにした未利用空間
の効果的活用と共に溶湯に対して効果的に振動を付与で
き、製品の一層の質的向上と安定化が計れると同時にダ
イカスト機の耐久性の向上をも計れるという効果が得ら
れる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイカスト機の第１の実施例の断面図
、第２図は第１図のダイカスト機の要部拡大断面図、第
３図は第１図のＡ−Ａ線拡大断面図、第４図は第３図の
Ｂ−Ｂ線断面図、第５図は第１図のダイカスト機の作用
状態を示す断面図、第６図は本発明のダイカスト機の第
２の実施例の断面図である。 １０・・グイプレート１２・・固定金型１４・・可動金
型　１６・・スリーブ １８・・キャビティ　１８Ａ・・細隙部２０・・内孔　
２２・・溶湯 ２２Ａ・・先端部　２４・・押圧ヘッド２４Ａ・・前面
部　２６・・プランジャ２８・・支持台　３０・・油圧
シリンダ３２・・ピストンロッド　３４・・シャフト３
６・・スペーサ　３８・・起振器 ４０・・室　４２・・給水管 ４４・・給水口　４６・・振動子 ４６Ａ・・胴部　４８・・コイル ５０・・凝固層　５２・・振動子 ５４・・振動子　５６・・導磁リング ５８・・導磁リング　６０・・コイル 特許出願人　０東芝機械株式会社 出願人代理人　弁理士　千葉　剛宏、１゛。 、・７．／ ・、シ′ Ｆｉｇ、１ １ノ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、３ ６ Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１，１金型に係合しているスリーブの中を摺動可能な
   プランジャで溶融金属を押圧し前記金型に画成されたキ
   ャビティに溶融金属を圧入して成形品を得るダイカスト
   機において、前記プランジャの外周に当該プランジャを
   介して前記溶融金属に振動を付与する起振器を設けるこ
   とを特徴とするダイカスト機。 （２、特許請求の範囲第１項記載のダイカスト機におい
   て、前記起振器は円筒形の磁性材料からなると共にプラ
   ンジャの後端部より嵌挿されてその一端部においてプラ
   ンジャに固定される振動子と、この振動子に巻装される
   と共に高周波電流が流れるコイルとから構成されてなる
   ダイカスト機。 （３）特許請求の範囲第２項記載のダイカスト機におい
   て、前記振動子はニッケルの薄板を巻いて形成されてな
   るダイカスト機。 （４）特許請求の範囲第２項記載のダイカスト機におい
   て、前記振動子はフェライト磁器で形成されてなるダイ
   カスト機。 （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載のダイカスト機において、前記プランジャの先端部に
   内部に室を備えた押圧ヘッドが設けられてなるダイカス
   ト機。 （６）特許請求の範囲第５項記載のダイカスト機におい
   て、前記押圧ヘッドの内部室にはプランジャの内部を貫
   通する給水管によって冷却水が循環するように構成され
   てなるダイカスト機。