WO1997034719A1

WO1997034719A1 - Procede et appareil de moulage sous pression vertical

Info

Publication number: WO1997034719A1
Application number: PCT/JP1997/000888
Authority: WO
Inventors: Kiyoshi Fujino; Minoru Okamura
Original assignee: U-Mold Co., Ltd.
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1997-09-25
Also published as: US5839497A; JP3275052B2

Description

明細害竪型ダイカスト法および装匱

1. 技術分野

この発明は、例えば、アルミホイール等の鋅造品を得るために、溶攝を金型の下から金型キヤビティ内に鋅込み充填させる竪型ダイカスト法および装置に関するものである。

2. 背景技術

アルミホイール等の強度を必要とする銬造品をダイ力ストで得る場合は、溶湯铸込時にガスの巻込みを防止するため、 S型ダイカストマシンを用いることが多い。

自動車用アルミホイ —ルを整型ダイカストマシンを用いて銥造する方法において、例えば、特公平 3 - 4 2 9 7号（特開平 6 3 - 1 4 0 7 4 7号）公報や U S P 4 8 4 0 5 5 7号公報に示されているように、鋅込スリーブ内径より小さい怪のゲートと、ゲート內怪よりわずかに小さい径の加圧ビンを上方の可動金型から下方のゲートに向かって出し入れ自在に設けた装置を用いて鋅造することは既に知られている。

特公平 3 — 4 2 9 7号公報や U S P 4 8 4 0 5 5 7号公報に圮戦されているのの主要部は図 8に示すようになっている。

図 8において、 5 は下金型である固定金型、 6は上金型である可動金型、 7 は固定金型 5の鋅込ロ 2 5に下方からドッキングさせた鋅込スリーブ、 1 2 は筠込用のブランジャ、 1 1 はプランジャ 1 2の先端部に取付けられていて踌込スリーブ 7内に摺動自在に投けられているブランジャチップである。

ブランジャチップ 1 1 の上面は平面になっている。また、ブランジャチップ 1 1 の内部にはブランジャィンサ— トブロック 6 0の外周面および上面との問に冷却水用の通路 6 1 が設けられ、プランジャインサートブロック 6 0 とブランジャ 1 2の軸芯部には導管 6 2 と通路 6 3が設けられており、冷却水を流すことによつてプランジャチップ 1 1 を冷却し得るよ όになっている。 - - 竪型ダイカスト法では、溶港の酸化物の混入、铱込スリ - ブ 7内面部で溶場内に発生するチル層の金型キヤビティ 2 6内への混入を防止するため、あるいは、アルミホイ一ル等の鋒造品の形状から、铸込ロ 2 5より小怪のゲ一ト 2 7を有する固定金型 5を使用することが多い。 2 8は可動金型 6側に設けた加圧ビンで、溶湯を金型キヤビティ 2 6へ鋅込んだ後に下方に前進させて押湯作用を行わせるとともに、ゲート 2 7部まで下降させて «固した製品部とビスケット部を切断するためのものである。

また、例えば、実公平 8 — 4 1 9 8号公報に示されているように、鋅込スリ一ブの內怪よりも小さい怪のセンターゲートと、センターゲート内に入り得るセン夕—ブランジャをァゥ夕ブランジャに出し入れ自在に設けた装 gを用いてダイ力ス卜することも公知である。

また、特開平 1 一 1 3 8 0 5 1号公報に示されているように、锌込スリーブ内の溶湯を锌込スリ一ブに対して上下動可能なブランジャにより ¾口を通して上方にある金型キヤビティに押し込み溶渙蛾造する溶缟緞造法において、金型に互いに独立に上下動可能な上型、下型を含め、ブランジャをァウタブランジャとィンナブランジャとの複動ブランジャとし、港口を铸込スリーブ怪より小怪かつィンナブランジャより大径とした装 fiを用い、まず、ァゥ夕ブランジャとインナブランジャを同時に上昇させて铸込スリーブ内の溶湯をキヤビティ内に注入し、次にインナブランジャを港口に突入するように作動させてキヤビティ内の溶湯を加圧し、適度に凝固させた後に金型とブランジャを锌込スリ ―ブに対して同時に上昇させ一定の高さまで上昇した時点で下型とァウタブランジャの上昇を停止させて上型とインナブランジャを上昇させることによつて製品部とビスケット部を切断し、製品部とビスケット部を取出すことも知られている。

3 . 発明の開示

[発明が解決しようとする錁題]

特公平 3 — 4 2 9 7号公報や U S P 4 8 4 0 5 5 7号公報に示されているものにおいては、ゲート直 Sおよびゲート上部の湯溜りの髙さはホイ一ルの軸穴およびホイ一ルのデザィンによつて決まり、溶港の凝固収縮に必要な溶港補給に対しては必ずしも充分ではなかつた。また、加圧ビンの加圧方向がブランジャチップの加圧方向と逆であり、加圧ビンの作用でブランジャチップが後退し、その結果、金型キヤビティ内に作用する加圧力が小さくなり、加圧効果を减じていた。

更に、ビスケットのゲート入口部は厚肉で、溶湯の冷却凝固に時間がかかり、鋅造時間が長くなつていた。

図 8 に示すような装置を用いて铸造する埸合、溶溻をキヤビティ 2 6 に充填するゲート 2 7の中央内部、すなわち、図 8において 6 4 として示すビスケットの部分は肉厚が厚いために、铸造時に溶湯から放出される熱置が多く、また、上面が平面となつているブランジャチップ 1 1 と溶場が接している表面種が小さいので、ビスケットの冷却 ¾固の時間が長くなり、鋅造のサィクルタイムが長くなつて生産性が悪かった。

溶湯をキヤビティ 2 6 に铸込充填したら金型からの冷却により溶湯の外側が早急に凝固収縮し、キヤビティ 2 6内の铸造品の表面にクラックが発生し、内部の溶湯がクラック部から外に出てくる。例えば、アルミユウム合金の場合は、 S 1 は融点が低いので外に出易く、偏析が生じ、強度が低下する。したがって、本来は、铸込が終了したら直ちに加圧ビン 2 8を作用させて押湯動作に入りたいが、锊込終了後、加圧ビン 2 8をすぐに前進させると、铸込側の溶湯がまだ液状になつていて加圧ビン 2 8 の作用でブランジャチップ 1 1 が押戻され、充分な押埸作用が得られないので、铱込終了後、 3〜 5秒経過して加圧ビン 2 8を作動させていた。

そして、従来は、自動車用のホイールの埸合、ホイールの大きさ、形状によつて幾分異なるが、通常、ビスケットの冷却に 2 2〜 2 5秒を要し、全体のサイクルタイムとして例えば 5 2〜 5 5秒を要していた。

溶港の冷却時間を短縮し、生産性を向上させるためには、ビスケットの体穰をできるだけ小さくしてその放出熱を少なくするとともに、ブランジャチップの冷却能力ないし熱吸収能力を增加させる必要がある。また、ブランジャチップの寿命を長くするためには、ブランジャチッブに発生する熱応力をできるだけ小さくする必要がある。

—方、実公平 8— 4 1 9 8号公報に示されているものにおいては、钫込プランジャ内にィンナブランジャとも言うべきセンターブランジャが組込まれており、このセンターブランジャの作用でスクイズすることを狙っているようであるが、これではセンタ —ブランジャの前進ストロ—クを比較的に多く取らないと良いスクイズ効果を得ることができない。

また、これでは、ビスケットの冷却のことは何ら考慮されていない。

また、これでは、センターブランジャでビスケットをセンターゲ一卜の所で切断はできるが、この場合、ビスケットの取出が雜しくなり、別の動作を必要とする o

すなわち、ビスケットを取出す場合は、キヤビティ内に溶港が铸込まれて筠造品が有る状態で、まず、上の移動金型とともに下の移動金型を同時に持上げて、その下の固定金型から比校的に遠く離した後、鋅込ブランジャを上昇させて、ビスケットを铸込スリ一ブ內から上に突出す必要がある。勿論、铸造品をキャビティ内から取出すためには、下の移動金型を途中で停止させた伏態で、上の移動金型のみを更に上昇させる必要があり、動作が複雑となり、かつ、サイクルタイムも長くなる。

また、実公平 8 — 4 1 9 8号公報のものでは、センタープランジャ搔とセン夕ーゲート径とはほぼ同じ Sでなければならない。

ところが、センターブランジャはダイカストマシンに設 fiされ、センターゲ一トは金型のデザインで決まるので、金型のゲート怪が変わる毎にセンタープランジャを取換える必要があり、極めて不便である。

なお、良質な強度の強いアルミニューム合金の鋅造品を作るためには、溶湯を金型キヤビティ内に充填完了後、溶湯の凝固収縮によって発生するひけ果を防止するために、充分な体積の溶濕を高圧で有効に補充し、製品の不良の原因となる铸込スリ一ブに注湯された溶湯の表面にある酸化膜や筠込スリーブの内面で冷却されて発生するチル届の製品への混入を防止するとともに、製品およびビスケットの取出を容易に行う必要がある。

また、特開平 1 — 1 3 8 0 5 1号公報に示されているものも、固定金型側にスクイズブランジャと呼ぶ加圧ビンを有する他は、実公平 8 - 4 1 9 8号公報のものとほぼ同様な構造および製品とビスケットの取出勦作になっているので、実公平 8 — 4 1 9 8号公報のものとほぼ同様な問題点を有している。

また、特開平 1 一 1 3 8 0 5 1 号公報に示されているものでは、加圧ビンはィンナブランジャによる押湯作用が不充分なときに補助的に設けて少し下降させるものであり、これで製品の中央部に铸抜穴を明けることはできない。

なお、アルミホイールを鋒造する場合、加圧ビンの作動で製品の中央部に鋅抜穴を明けることができれば、その後の工程でいろいろな効果が得られる。すなわち、水冷による熱処理時に冷却速度が速くなり、冷却効果が向上し材料強度が增強されたり、機械加工時間が短縮されたりする。

[課題を解決するための手段]

本発明は、このような課题を解決するために行ったもので、第 1 の方法の発明では、下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に锊込プランジャを有する縦の铸込スリ一ブを固定金型の下側の铸込口に着脱自在に取付けた筠込装 Sと、固定金型内の锊込口の上側に铸込口と同芯に設けた鎵込口より小怪の縱のゲートで、下側が最大直径部で上側に最小直怪部を有する裁頭円錐形状のゲートと、ゲートの最小直径よりもわずかに小径で可動金型の下面からゲートの少なくとも最小直径部内まで下降可能に設けた内部冷却型の加圧ビンとを有し、筠込ブランジャをァウタブランジャとァウタプランジャの粬芯部に設けてゲート内まで抻入する内部冷却型のィンナブランジャとで構成した竪型ダイカスト装を用い、

鋅込ブランジャを前進させて溶湯を鋅込口からゲートを通して金型キヤビティ内に鋅込んで充填さ ^たら、インナブランジャをァウタプランジャから突出させゲート内の最小直径部の下まで挿入させて押湯作用を行わせ、

次に、加圧ビンをゲート内の最小直径部付近まで下降させて再度押溻作用を行わせ、キヤビティ内の成形品やビスケットが凝固したら铸込スリ —ブと畴込ブランジャを下降させ、加圧ビンを更に下降させてゲートの内面と加圧ビンの外周面間でビスケットを成形品から切断して落下させるようにした。

牛ャビティ内への溶湯の铱込充填が終了したら、すぐにインナブランジャの前進を開始し、インナブランジャの前進が終了したら、直ちに加圧ビンを下降させ始める。

また、第 2の方法の発明では、銬込ブランジャをァウタブランジャとァゥタブランジャの軸芯部に設けゲート内まで挿入する常時ァゥ夕ブランジャから突出している内部冷却型のィンナブランジャとで構成した竪型ダイカスト装置を用い、鋅込ブランジャを前進させて溶湯を踌込ロからゲートを通して金型キヤビティ内に铸込んで充填させ、この時、ァウタブランジャから突出しているインナブランジャをゲート内の最小直怪部の下まで挿入させるようにした。

本発明においては、加圧ビンとィンナブランジャの内部の冷却媒体通路に冷却媒体を流し、成形品のハブ部とビスケツト部の溶場の冷却を行い、冷却時間を短くするようにした。

また、第 1 の装置の発明では、下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に铸込ブランジャを有する «の鋅込スリ—ブを固定金型の下側の铸込口に S脱自在に取付けた鋅込装置と、固定金型内の铸込口の上側に钫込口と同芯に設けた鋅込口より小径の縱のゲ一トで下側が最大直怪部で上側に最小直 S部を有する裁頭円維形状のゲートと、ゲートの最小直怪ょりもわずかに小怪で可動金型の下面からゲートの少なくとも最小直 S部内まで下降可能に設けた加圧ビンとを有する竪型ダイカスト装匱において、

铸込プランジャをァウタブランジャとァウタプランジャの聿由芯部に摺動自在に設けたインナブランジャとで構成し、インナブランジャはゲートの最大直怪ょりも小径で、锊込後にァウタブランジャの上面から突出させてゲート内まで押入可能に設け、かつ、インナブランジャとァウタブランジャと加圧ビンの内部にそれぞれ冷却媒体通路を設けた。

第 2の装匿の発明では、鋒込ブランジャをァウタブランジャとァウタブランジャの軸芯部に固定して設けたィンナプランジャとで構成し、インナブランジャはゲートの最小直径よりも大径でゲートの最大直径よりも小径で、ァウタプランジャの上面から突出していて銥込時にゲ— ト内まで挿入可能な突出部を有する構造にした。

また、本発明においては、ゲート内に挿入する部分のィンナブランジャの直径をゲー卜の入口の最大直径より 1 0〜 3 O m m小さくした。

また、インナブランジャがゲート內に挿入されてから数秒後に加圧ビンをゲート内の最小直搔部付近まで下降させ、キヤビティ内の成形品やビスケットが凝固する時間が経過したら铸込スリ一ブと铸込ブランジャを下降させ、加圧ビンを更に下降させる作動指令装置を設けた。

[効果]

本発明においては、销求の範囲に記載したようにしたので、次のような効果が得られる。

( 1 ) 鋅込スリーブよりも小怪のゲ一トを設けることにより、溶濕充填時に溶港表面の酸化物のキャビティへの流入を少なくし、鋅込スリ一ブの内壁で発生した凝固チル届のキヤビティへの流入を防止して製品内の異物を少なくし、 »造製品の不良を少なくすることができる。

( 2 ) 上金型である可動金型側の加圧ビンに加えて、铸込ブランジャにアキユラッドビンとも呼ぶィンナブランジャを設けることにより、凝固収縮時に充分な体積の溶湯を補給すると共に、ビン加圧を有効に作用させることによって、緻密な組織の強度のある铸造製品を得ることができる。

( 3 ) インナブランジャと加圧ビンの冷却効果で、 t§造のサイクルタイムを短くして、生産性を向上させることができる。

( 4 ) 可勦金型側の加圧ビンによりビスケッ卜の切断を行い、鋅造製品の後処理工程を容易にすることができる。

また、アルミホイールを铸造する埸合、加圧ビンの作動で 1§造製品の中央部に铸抜穴を明けることができるので、水冷による熱処理時に冷却速度が速くなり、冷却効果が向上し材料強度が增強し、かつ、機械加工時間が短縮される。

( 5 ) 溶瀑の重量を小さくすることができ、したがって、給濕量を少なくすることができる。

特に、本発明においては、アルミホイ -ルを铸造する埸合、

( 6 ) 比較的に大怪のインナブランジャを裁頭円維形状のゲ— ト内の最小直径部の下まで挿入させて押湯作用を行わせ、ィンナブランジャを冷却するようにしたので、ビスケットの厚肉部が無くなると共に冷却効果が増大し、ビスケットの冷却時間を 1 5〜 1 8秒に短くすることができる。これは、従来のものに比べて、 5〜 8秒程度短くすることができることとなり、生産性が良くなる。

なお、铸込後にィンナブランジ.ャをァウタブランジャから突出させれば、铸込側からの押湯効果と冷却効果は両方とも大きいが、インナブランジャを突出させた伏態でァウタブランジャと一体にしたものを用いれば、冷却効果の向上が主体となる。

ィンナブランジャを突出させた状態でァゥ夕ブランジャと一体にしたものを用いても、ィンナブランジャを円形のゲートの入口径より 1 0〜 3 O m m小さくしておくことによって、溶湯をキヤビティ内に充填する時に必要な通路面積を確保しながら、突出部からの冷却による溶湯の冷却凝固を早くすることができる。 ( 7 ) また、本発明を用いれば、ビスケット部の肉厚が薄くなることとインナブランジャからの冷却作用により、冷却効果が大きくなり、ビスケット部の凝固が早まり、かつ、铸込終了後、加圧ビンを作動させるまでにはインナブランジャを作動させる閱係上、多少時間が経過しており、加圧ビンの加圧力がブランジャチッブ側に伝わらなくなるので、 II込後にィンナブランジャの突出が終了したら加圧ビンを直ちに突出させることができて、サイクルタイムをかなり短縮させることができる。

ィンナブランジャを突出させた状態でァウタブランジャと一体にしたものを用いても、ビスケット部の肉厚が薄くなることとインナブランジャからの冷却作用により、冷却効果が大きくなり、ビスケット部の凝固が早まる関係上、加圧ビンの加圧力がブランジャチッブ側に伝わりにくくなるので、 t#込後は例えば 1 秒以内のように比較的に早く加圧ビンを突出させることができて、サイクルタイムを短縮させることができる。

( 8 ) また、本発明においては、インナブランジャは円形のゲートの入口径より 1 0 ~ 3 0 m m小さくすれば良く、寸法に幅があり、锊造するアルミホイールのデザィンの関係で金型の円形のゲート寸法が変わっても、実用的にはィンナブランジャを取換えることはなく、共用して用いることができるので、非常に便利である。

( 9 ) 更に、本発明においては、インナブランジャをビスケットに押込むので、ビスケットの重置が軽くなり、铸造時の溶湯使用量が、アルミホイールの場合、約 0 . 4 k g程度少なくなり、コストダウンになり、その分の放熱量が少なくなつて金型の涅度上昇が少なく、金型の寿命が長くなり、また、離型剤が少なくなる効果もある。

( 1 0 ) また、本発明においては、ゲートとインナブランジャの怪の間に隙間があり、インナブランジャを後退させても、ビスケットは金型に残り、しかる後、加圧ビンの作用でビスケットを切断して突落すので、ビスケットの取出が容易になる。

また、ゲ— トの内面をゲ— ト入口〜上方に向かって小径となるテ―パ面とすることによって、铸込時の溻流れ、铸込圧の伝達を良好にすると共に、ビスケットの下方への取出が容易を容易にすることができる。

( 1 1 ) なお、インナブランジャを突出させた状態でァウタブランジャと一体にしたものを用いる場合、ァウタブランジャとィンナブランジャとを互いに分割して製作し一体に組立てて形成したものを用いれば、熱応力の発生は比較的に小さくなり、ブランジャの寿命は比較的に長くなる。

( 1 2 ) 実用上、操作が容易な構造のものを提供できる。

4. 図面の簡単な説明

図 1 は本発明の方法を実施するための装匿の第 1実施例を示すもので、 1§込装 gが固定金型にドッキングする直前の状態を示す铸造機の縦断面図である。

図 2 は第 1実施例においてィンナブランジャと加圧ビンが作動している状態を示す縱断面図である。

図 3 A〜図 3 Cは第 1実施例における溶濕のキヤビティ内への充填前から溶潙充填、インナブランジャ作用までの作動順序を示す縱断面図である。

図 4 A, 4 8は図3 八~図3 (：に统く作動順序を示す縱断面図である。

図 5は本発明の方法を実施するための装 (1の第 2実施例をアルミホイ — ルの例を用いて示す拔断面図である。

図 6 は第 2実施例のブランジャチッブ部の 1実施例を示す縱断面図である。図 7 はブランジャチッブ部の第 3実施例を示す縦断面図である。

図 8は本発明に類した従来のブランジャチップ部の 1例を示す弒断面図である。

5. 発明を実施するための最良の形態

[第 1実施例]

図 1 , 図 2, 図 3 A〜図 3 C, 図⁴ Aおよび図 4 Bは本発明の第 1 実施例を示す。

図 1 は 2点鎮線で示した位置で錡込スリ ―ブに溶湯が注湯され、図示されていない傾転シリンダにより垂直になつた鯓込装置が固定金型にドッキングする直前の伏態を示す铸造機の縦断面図である。型締装置は公知のものを使用するので図示されていない。

図 2 はドッキング、鋅込、インナブランジャ加圧、加圧ビン加圧の伏態を示す铸造機の ¾断面図であり、図 3 A〜図 3 C、図 4 A、図 4 Bは溶湯のキヤビティ内充填からビスケット突落しまでの作勳順序図である。

図 1、図 2 において、 1 は竪型ダイカストマシンないしは S型スクイズキャスティングマシンの水平な固定盤、 2 は水平状態で上下する可動盤、 3はコラム、 3 a はコラムナット、 4 は固定盤 1 に固定させた固定金型バックアップブレ— ト、 5は下金型である固定金型、 6は上金型である可動金型である。

7 は固定金型 5 に対して下方中央部で着脱できるように設けた込スリーブ、 8は铸込スリーブ 7 と一体に投けたドッキングフレ一ム、 9 は钧込シリンダ、 1 0は铸込シリンダ 9の上部に設けて、铸込スリーブ 7 とドッキングフレーム 8を上下動させるためのドッキングシリンダ、 1 1 は铸込スリーブ 7内に摺動自在に設けたァゥ夕プランジャとも呼ぶブランジャチップ、 1 2 は铱込用のブランジャ、 1 3 はプランジャ樾手、 1 4 は铸込シリンダ 9 のビストンおよびビストンロッドであり、ビストンおよびビストンロッド 1 4 の上下動によりブランジャ 1 2 とブランジャチップ 1 1 を上下動させることができる。

钫込シリンダ 9の底部は傾転軸 1 5によって銥込シリンダ取付板 1 6 に回動自在に取付けられており、図示していない傾転装置の作動によって、铸込シリンダ 9 と共に铸込スリーブ 7やプランジャチップ 1 1等を、図 1 に 2点縝線で示すように、ラドル 1 7で給濕し易い位 Sに傾転させることができる。 1 8は铸込シリンダ取付タイバーである。

ブランジャチップ 1 1 およびブランジャ 1 2 の軸芯部には、軸線方向に摺動自在で、先端がブランジャチップ 1 1 から出入りするインナブランジャ 1 9 が設けられている。このィンナブランジャ 1 9は従来よりアキユラッドビンとかセンタ一ブランジャとも呼ばれているものである。第 1実施例では、ブランジャチップ 1 1 が外側にあるので、以後、 1 1 をァゥ夕ブランジャ、 1 9をインナブランジャと呼ぶ。したがって、ァウタブランジャ 1 1 とインナブランジャ 1 9で鋅込ブランジャが構成される。

铸込シリンダ 9 のビストンおよびビストンロッド 1 4 の中の紬芯部には、ィンナシリンダ 2 0が設けられ、インナシリンダ 2 0 の中にはィンナシリンダ 2 0 のビストンおよびビストンロッド 2 1 が設けられている。

インナブランジャ 1 9 の中には、図 3 A〜図 4 Bに示すように、冷却水用通路 2 2およびパイブ 2 3を設けて、インナブランジャ 1 9を内部から冷却し得るようにした。 2 4は溶濕である。

なお、ァウタブランジャ 1 1 の先端部内部のィンナブランジャ 1 9の貫通部に、例えば、 0 . 0 5〜 1 m m程度の幅で、深さ 1 0 m m程度の抜き勾配を持ったリング状の凹部を設けておくこともできる。

この凹部を設けておくと、溶湯 2 4を铸込スリーブ 7内に袷港したとき、溶港 2 4がこの凹部に入り、早期に凝固することによって、インナブランジャ 1 9 とァウタブランジャ 1 1 との隙間に溶湯 2 4が流入することを防ぎ、ビストンリングの役割をさせることができると共に、インナプランジャ 1 9の焼付を防止することもできる。

2 5 は固定金型 5 の下側中央部に設けた锊込口で、この铱込ロ 2 5部には、前 S己したように、铸込スリーブ 7の上端部がドッキングされる。鋅込ロ 2 5の内径は鋅込スリーブ 7の内径と同一であり、鋅込ロ 2 5の内面の一部までァゥタブランジャ 1 1が上昇する。

鋅込ロ 2 5 の軸芯部の上側には、鋅込スリーブ 7の内径より小さくて、金型 4、 5内のキヤビティ 2 6に通じた円形のゲート 2 7が設けてある。

ゲート 2 7 の上端部は比較的に小径で、下側はラッパ状に広がっている。即ち、下側が最大直径部で上側に最小直径部を有する裁頭円錐形状のゲート 2 7 となつている。インナブランジャ 1 9はゲート 2 7の最小直怪ょりも大怪にするなど比較的に大径にすることができるので、ゲート 2 7の入口部分の怪はィンナブランジャ 1 9の直怪ょり例えば 1 0〜 3 0 m mのように少し大きくし、インナブランジャ 1 9がゲ一ト 2 7内まで挿入するようにした。ゲート 2 7 とインナブランジ _ ャ 1 9 の間に隙間を設けたのは、錄造するアルミホイールのデザイン面のデザィンが少し位変わっても、その都度、ィンナブランジャ 1 9の怪を変えなくてすむようにしたためである。

2 8 は可動金型 6の中央部において下方に向かって出し入れ自在に設けた加圧ビン、 2 9 は加圧ビン用シリンダであり、加圧ビン 2 8内には、図 3 A〜図 4 B に示すように、冷却水用通路 3 0およびパイブ 3 1 を設け、加圧ビン 2 8を内部から冷却し得るようにした。

加圧ビン 2 8 の直径は、円形ゲート 2 7 の最小直径部の内径よりも、例えば、 0 . 2〜 0 . 5 m mのように、わずかに小さい径とし、加圧ビン 2 8が下降前進した時は、加圧ビン 2 8の先端部がゲート 2 7内まで入り得るようにした。

次に、図 1〜図 4 Bを用いて、この作動を説明する。

型締した後、铸込装置が図 1 の中で 2点鎮線で示す傾転状態にある時、钫込スリーブ 7 に溶湯 2 4が注湯され、傾転解除で、図 1 に示すよ 0に、垂直になり、铸込スリーブ 7 はドッキングフレーム 8を介してドッキングシリンダ 1 0 によつて押上げられ固定金型 5 の銥込ロ 2 5 にドッキングされる。ドッキングさせた後、鋅込を開始した時の状態を図 3 Αに示す。

統いて、ァウタプランジャ 1 1 、ブランジャ 1 2 とインナブランジャ 1 9 は锊込シリンダ 9 のビストンおよびビストン口 '；；ド 1 4 の作用によって同時に上昇し、港港 2 4 をゲート 2 7 を通して金型キャビティ 2 6内に充填し、ァゥ夕プランジャ 1 1 とインナブランジャ 1 9からなるブランジャチッブで加圧する。この状態を図 3 B に示す。

なお、溶湯充填時には、鋅込スリーブ 7内の溶湯表面の外周部の酸化膜と鋅込スリーブ 7内面で冷却され形成されたチル層は、铸込ロ 2 5 のゲート 2 7 入口の外周の天井部分の隅に残り、ゲ- ト 2 7内には流入せず、製品不良の原因を排除する。

铸込シリンダ 9の作勦圧力の上昇または移動位置を検知することによって溶湯充填が完了したことを検知したら、溶場充填完了後に溶溻の凝固収縮が始まるので、铸込シリンダ 9 のビストンおよびビストンロッド 1 4 に内蔵されているィンナシリング 2 0のビストンおよび.ビストンロッド 2 1 を直ちに前進させ、ィンナ - _ ブランジャ 1 9を直ちに前進させてゲート 2 7内の最小直 S部の下まで突入させ押湯作動を行わせる。この状態を図 3 Cに示す。

铸込ロ 2 5 の外周上部は、铸込スリーブ 7内で凝固したチル層 3 2が堆積し、また、固定金型 5からも冷却されるので、早く *ί固するが、図 3 Βに示すよ όに、本来、最終凝固部 3 3 となる円形ゲ- ト 2 7の中央部の溶湯 2 4 は冷却が遅く、溶融状態であり、ァウタブランジャ 1 1 による加圧方向と同じ方向に作用するィンナブランジャ 1 9 による加圧は有効に働き、溶港 2 4を金型キャビティ 2 6内に補袷するとともに、金型キャビティ 2 6内を高圧で加圧する。

この場合、インナプランジャ 1 9 とァゥ夕ブランジャ 1 1 の加圧方向は同一なので、インナブランジャ 1 9 による加圧カはァウタブランジャ 1 1 の加圧カを减ずることなく前進でき、 ¾固の進んでいない時からインナブランジャ 1 9による加圧をスター卜させ、その体稱を有効に活用し、更に髙ぃ圧力でゲ― ト 2 7を通して金型キヤビティ 2 6内を加圧できるので、緻密な鋅造品を铸造することができる ο

また、下側が最大直径部で上側に最小直怪部を有する裁頭円錐形状のゲート 2 7内に例えばゲート 2 7 の最小直径よりも大怪のように比較的に大径のィンナブランジャ 1 9をゲ— ト 2 7内まで挿入するので、インナブランジャ 1 9 の前進ストロークは比較的に少なくてすむ。

インナブランジャ 1 9 の前進が完了すると、ゲート 2 7 の入口部の溶湯 2 4 は下金型である固定金型 5 とインナブランジャ 1 9 の両方から冷却され、早く冷却される。この場合、インナブランジャ 1 9の前進によりゲート 2 7の入口部の溶濕 2 4は断面が円形で薄くなつていて、内部を水冷されているィンナブランジャ 1 9 によっても冷却されるので、ビスケツトは早期に冷却凝固される。

そして、引統いて、上金型である可動金型 6の加圧ビン 2 8を前進させ、金型キヤビティ 2 6への溶港補給および加圧を梡けて再度押湯作動を行わせる。

その場合、可動金型 6の加圧ビン 2 8の先端はゲ- ト 2 7の上部の最小 ii部直前ないしは最小怪部で停止させる。この状態を図 2および図 4 Aに示す。

この埸合、ゲート 2 7 の入口部は冷却されていて、バスカルの原理はァゥタブランジャ 1 1 とインナブランジャ. 1 9からなるブランジャチッブの表面に殆ど作 - H - 用することはなく、ブランジャチッブを押戾すことはないので、加圧ビン 2 8を直ちに前進させることができ、铸造時間を短縮できる。

なお、インナブランジャ 1 9 の前進と加圧ビン 2 8 の前進は両方とも、例えば 2 ~ 3秒かけて比較的にゆっくりと行う。これは、キヤビティ 2 6内の溶港の収縮進行状態に応じて、時間経過に対する前進位匿を予め定めておいて、設定カーブに倣うように制御すると良い。

金型キャビティ 2 6 およびビスケット 3 4 の凝固が完了すると、ァウタブランジャ 1 1 とインナブランジャ 1 9を後退させる。このとき、ゲ一ト 2 7 とインナブランジャ 1 9の間には隙間があるので、ァウタブランジャ 1 1 とインナブランジャ 1 9を後返させても、ビスケット 3 4 は固定金型 5側に残る。

この状態で、再度、上金型である可動金型 6 の加圧ビン 2 8を前準させてゲート 2 7の最小怪部で金型キャビティ 2 6内の钫造品とビスケット 3 4 を切断して、ビスケット 3 4を突落す。この状態を図 4 Bに示す。

その後、型開を行い、鍩造品の取出を行う。

[第 2実施例]

図 5、図 6 に本発明の第 2実施例を示す。

図 5、図 6 において、図 1〜図 4 Bと同じ部分は同じ符号で示し、その説明は省略する。

図 1、図 2に示すものは、下金型である固定金型 5 と、上金型である可勤金型 6 と、円周方向に 4分割したスライドコア 4 0を用いて自動車のアルミホイールをダイ力スト铸造する例を示す。

ブランジャチップ 4 1 は、同芯のァウタブランジャチップ部 4 2 とァウタブランジャチップ部 4 2 の上面から常時突出した突出部 4 3 を有するインナプランジャチップ部 4 4 とで構成し、突出部 4 3の外怪は円形のゲ— ト 2 7の入口径より小さくした。

ゲート 2 7 の内面はゲート 2 7の入口部から上方に向かって小怪となるテ―パ面 4 5 とし、インナブランジャチッブ部 4 4 の突出部 4 3 の外径をゲート 2 7 の入口径より 1 0〜 3 O m m小さくした。これは、溶場 2 4 を牛ャビティ 2 6内に充填ォるときに必要な通路面積を有し、ビスケット部の冷却凝固を早くするため _ にできるだけ薄くし、ビスケットを加圧ビン 2 8によって突落すために必要な力を伝えるのに充分な厚さにしておくためである。

図 6 に示すものは、互いに分割したィンナブランジャチッブ部 4 4 とァゥタブランジャチッブ部 4 2 とを一体に組立ててブランジャチップ 4 1 を形成した。インナブランジャチッブ部 4 4 とァウタブランジャチッブ部 4 2 の内面に冷却水用通路を設けた。

ブランジャチップ 4 1 を上昇させて溶場 2 4を金型キャビティ 2 6内に鋅込む時は、インナブランジャチツプ部 4 4 の突出部 4 3がゲート 2 7内の奥深くまで入り込むので、押湯体積はその分だけ小さく、放熱量も少なくなる。

ィンナブランジャチップ部 4 4 とァウタブランジャチップ部 4 2 に吸収された熱置はブランジャチップ 4 1 内を流れる冷却媒体によって持去られ、各ブランジャチッブ部 4 2、 4 4 の極度な温度上昇を抑えてビスケット部を冷却する。このとき、突出部 4 3を設けてその内部も冷却することにより、インナブランジャチッブ部 4 4の外表面積および内部の冷却媒体通路面積は従来のものより大きくなつているので、冷却能力が大きく、放熱置が少なくなることと相まって弒固時間を短縮することができる。

プランジャチップ 4 1 を冷却する冷却媒体は、锌込ブランジャ 1 2 の中心に明けられた穴 4 6に通したパイブ 2 3を通じて供給され、ィンナブランジャチップ部 4 4 の先 ¾内で噴出し、インナブランジャチップ部 4 4 の内周を冷却しながら下降し、インナブランジャチップ部 4 4 の下部に明けられた通路 4 8を通ってァウタブランジャチップ部 4 2 の内部に入り、隔壁 4 9を介して内外面を流れ、了ウタブランジャチッブ部 4 2 を冷却する。そして、錄込ブランジャ 1 2 に明けられた通路 5 0から穴 4 6内に流入し、外部に排出される。

仕切ブラグ 5 1 は冷却媒体がァウタプランジャチップ部 4 2 に流れるようにした仕切である。矢印は冷却媒体の流れを示す。

インナブランジャチッブ部 4 4 とァウタブランジャチッブ部 4 2は同芯でそれぞれブランジャ 1 2 にねじ込まれてい取付けられている。そして、その間はパッキン 5 2で冷却媒体が流れ出さないようにシールされている。

このように、インナブランジャチッブ部 4 4 とァウタプランジャチッブ部 4 2 _ _ を別体で作り、一体に組立てて用いれば、各々の熱応力の発生は少なく、疲労破壊までの寿命は長くなる。

この第 2実施例のものにおいては、金型キヤビティ 2 6内に溶港 2 4 を铸込充填させたら、加圧ビン 2 8を第 1 実施例のものと同様に作動させる。

この第 2実施例のものでは、ビスケット部 3 4 の肉厚が薄くなることとインナブランジャチップ部 4 4 の突出部 4 3からの冷却作用により、冷却効果が大きくなり、ビスケット部 3 の弒固が早まる関係上、加圧ビン 2 8 の加圧力がブランジャチップ 4 1側に伝わりにくくなるので、铸込後は例えば 1秒以内のように比較的に早く加圧ビン 2 8を突出させることができ、サイクルタイムを短縮させることができる。

[第 3実施例]

図 7 は本発明の他の実施例を示すもので、ァウタブランジャチップ部 4 2 と突出部 4 3を有するインナブランジャチッブ部 4 を初めから一体にしてブランジャチップ 4 1 を形成したものである。

ブランジャチップ 4 1 内には、ブランジャィンサートブロック 5 3やパイブ 2

3等を用いて冷却媒体通路を形成した。

充填時においては、アルミ -ゥム合金等の溶饞 2 4の凝固熱および顕熱の放出が短時間に行われ、冷却媒体による熱吸収能力が不足した場合は、インナブランジャチップ部 4 4の温度は上昇する。一方、凝固が完了すると、溶港 2 4からの放熱童は無くなり冷却媒体による内部冷却が進み、インナブランジャチップ部 4 の温度は低下する。この温 Κ変化はァウタブランジャチップ部 4 2 に比較してインナブランジャチッブ部 4 4の方が大きい。

したがって、ブランジャチップ 4 1 のァウタブランジャチップ部 4 2 とインナブランジャチッブ部 4 4が図 7 に示すように完全な一体であると、ブランジャチプ 4 1 の中での温度差が大きくなり、比較的に大きな緣返し熱応力が発生し、疲労破壊が生じて寿命が短くなる可能性がある。その点では、ァウタブランジャチップ部 4 2 とィンナブランジャチッブ部 4 4が図 6に示すように 2分割したものの方が図 7 に示したものよりも優れていると言える。

勿 ½、図 7 に示すものでも、ビスケット部の体積が弒少すると共に、ブランジ - —

チップ 4 1 内からの冷却によって、ビスケット部の冷却が早くなる。

Claims

¾ 求の 15 囲

( 1 ) 下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に銪込ブランジャを有する縱の铸込スリーブを固定金型の下側の銪込口に着脱自在に取付けた铸込装置と、固定金型内の铸込口の上側に踌込口と同芯に設けた筠込口より小怪の縱のゲ- トで、下側が最大直径部で上側に最小直怪部を有する裁頭円锥形状のゲ- トと、ゲートの最小直怪よりもわずかに小怪で可動金型の下面からゲ- トの少なくとも最小直径部内まで下降可能に設けた内部冷却型の加圧ビンとを有し、筠込ブランジャをァゥ夕ブランジャとァゥ夕ブランジャの Μ芯部に設けてゲート内まで挿入する内部冷却型のィンナブランジャとで構成した竪型ダイカスト装匮を用い、铸込ブランジャを前進させて溶濕を锊込口からゲートを通して金型キヤビティ内に鋅込んで充填させたら、インナブランジャをァゥ夕ブランジャから突出させゲート内の小直 S部の下まで挿入させて押湯作用を行わせ、

次に、加圧ビンをゲート内の最小直径部付近まで下降させて再度押湛作用を行わせ、キヤビティ内の成形品ゃビスケットが凝固したら铸込スリーブと鋅込ブランジャを下降させ、加圧ビンを更に下降させてゲ一トの内面と加圧ビンの外周面間でビスケットを成形品から切断して落下させるようにした竪型ダイカスト法。

( 2 ) 金型キヤビティ内への溶纔の铸込充填が終了したら、すぐにインナブランジャの前進を開始し、インナブランジャの前進が終了したら、直ちに加圧ビンを下降させ始めるようにした S育求項 1記載の竪型ダイカスト法。

( 3 ) 下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に钫込ブランジャを有する縦の铸込スリ一ブを固定金型の下側の铸込口に着脱自在に取付けた锊込装匱と、固定金型内の铸込口の上側に铸込口と同芯に設けた鋅込口より小怪の縱のゲ- トで、下側が最大直怪部で上側に最小直怪部を有する裁頭円維形状のゲ- トと、ゲ- トの最小直径よりもわずかに小怪で可勦金型の下面からゲートの少なくとも最小直径部内まで下降可能に設けた内部冷却型の加圧ビンとを有し、钫込ブランジャをァウタブランジャとァウタブランジャの釉芯部に設けゲート内まで挿入する常時ァウタブランジャから突出している内部冷却型のィンナブランジャとで構成した竪型ダイ力スト装置を用い、銪込プランジャを前進させて溶湯を锌込口からゲートを通して金型キヤビティ内に铸込んで充填させ、この時、ァウタブランジャから突出しているインナブランジャをゲ— ト内の最小直径部の下まで挿入させ、

次に、若干秒後に加圧ビンをゲート内の最小直怪部付近まで下降させて押濕作用を行わせ、キヤビティ内の成形品やビスケットが凝固したら銥込スリーブと铸込ブランジャを下降させ、加圧ビンを更に下降させてゲートの内面と加圧ビンの外周面間でビスケットを成形品から切断して落下させるようにした竪型ダイ力スト法。

( 4 ) 铸込ブランジャとして互いに分割したインナブランジャ部とァウタブランジャ部とを一体に組立てて形成したものを用いた S求項 3 S己載の竪型ダイ力スト法。

( 5 ) 加圧ビンとインナブランジャの内部の冷却媒体通路に冷却媒体を流し、成形品のハブ部とビスケ y ト部の溶溻の冷却を行い、冷却時間を短くするようにした S育求項 1 ないし Ϊ育求項 4 S己載の竪型ダイカスト法。

( 6 ) ィンナブランジャの直怪をゲ— トの入口の最大直怪より 1 0 ~ 3 O m m小さくした装匮を用いてダイカストするようにした請求項 1 ないし講求項 5圮載の竪型ダイカスト法。

( 7 ) 下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に铸込ブランジャを有する縱の鋅込スリ -ブを固定金型の下側の鋅込口に着脱自在に取付けた铸込装置と、固定金型内の鋅込口の上側に铸込口と同芯に設けた踌込口より小径の縱のゲ一トで下側が最大直怪部で上側に最小直径部を有する裁頭円錐形状のゲートと、ゲートの最小直径よりもわずかに小径で可勦金型の下面からゲ- トの少なくとも最小直部内まで下降可能に設けた加圧ビンとを有する竪型ダイカスト装匱において、鵠込ブランジャをァゥ夕ブランジャとァゥ夕ブランジャの軸芯部に摺動自在に設けたインナブランジャとで構成し、インナブランジャはゲートの最大直径よりも小径で、铸込後にァウタブランジャの上面から突出させてゲート内まで挿入可能に設け、かつ、インナブランジャとァウタブランジャと加圧ビンの内部にそれぞれ冷却媒体通路を設けた竪型ダイ力スト装置。

( 8 ) ィンナブランジャをゲートの最小直怪よりも大径で、ゲートの最大直怪ょりも小怪でとした S育求項 7記載の竪型ダイカスト装置。

( 9 ) 下側の固定金型と、上側の可動金型と、内部に «込ブランジャを有する縱の鋅込スリ -ブを固定金型の下側の鋅込口に着脱自在に取付けた錤込装匱と、固定金型内の铸込口の上側に銥込口と同芯に投けた锊込口より小 ¾の縦のゲートで下側が最大直怪部で上側に最小直 ii部を有する裁頭円錐形状のゲートと、ゲートの最小直径よりもわずかに小径で可動金型の下面からゲ- トの少なくとも最小直径部内まで下降可能に設けた加圧ビンとを有する竪型ダイカスト装置において、錤込ブランジャをァウタブランジャとァウタブランジャの軸芯部に固定して設けたィンナブランジャとで構成し、インナブランジャはゲ一トの熳大直怪ょりも小径で、ァウタブランジャの上面から突出していて銥込時にゲート内まで挿入可能な突出部を有し、かつ、インナブランジャとァウタブランジャと加圧ビンの内部にそれぞれ冷却媒体通路を設けた竪型ダイ力スト装匱。

( 1 0 ) 互いに分割したィンナブランジャ部とァウタプランジャ部とを一体に組立てて铸込ブランジャを形成した «求項 9妃載の竪型ダイカスト装。

( 1 1 ) ゲートの内面をゲートの上方に向かつて小怪となるテ—パ面とし、ゲート内に挿入する部分のィンナブランジャの直 Sをゲートの入口の最大直怪より 1 0〜 3 0 m m小さくした講求項 7 ないし有求項 1 0 S己載の竪型ダイカスト装置。

( 1 2 ) インナブランジャがゲート内に挿入されてからすぐにまたは若干秒後に加圧ビンをゲート内の ft小直怪部付近まで下降させる作動指令装置を有する S育求項 7 または S育求項 9記載の竪型ダイカスト装置。

( 1 3 ) インナブランジャがゲート内に揷入されてからすぐにまたは若干秒後に加圧ビンをゲ- ト内の最小直怪部付近まで下降させ、キヤビティ内の成形品やビスケツトが凝固する時間が経過したら I 込スリーブと鋅込ブランジャを下降させ、加圧ビンを更に下降させる作動指令装置を設けた冑求項 7 または請求項 9 SB 載の竪型ダイ力スト装置。