特開 2022-102252 成形機用金型及び成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022102252

(43)【公開日】2022-07-07

(54)【発明の名称】成形機用金型及び成形機

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/22 20060101AFI20220630BHJP

   B22C 9/00 20060101ALI20220630BHJP

【ＦＩ】

B22D17/22 E

B22C9/00 E

B22D17/22 B

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020216883

(22)【出願日】2020-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100178984

【弁理士】

【氏名又は名称】高下 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】辻 眞

(72)【発明者】

【氏名】吉田 浩

(72)【発明者】

【氏名】野田 三郎

(57)【要約】

【課題】サージ圧を低減できる局部加圧装置を備えた成形機用金型を提供する。
【解決手段】実施形態の成形機用金型は、成形面と成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、局部加圧装置は、一端が本体部の成形面の側に露出する加圧ピンと、本体部の支持面の側に設けられ、加圧ピンを駆動するアクチュエータと、加圧ピンと本体部との間に加圧ピンを囲んで設けられ、一端が本体部の成形面の側に露出する圧力減衰部材と、圧力減衰部材と支持面との間に設けられた弾性体と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形面と前記成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が前記本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、
前記局部加圧装置は、
一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する加圧ピンと、
前記本体部の前記支持面の側に設けられ、前記加圧ピンを駆動するアクチュエータと、
前記加圧ピンと前記本体部との間に前記加圧ピンを囲んで設けられ、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する圧力減衰部材と、
前記圧力減衰部材と前記支持面との間に設けられた弾性体と、
を含むことを特徴とする成形機用金型。

【請求項2】

前記局部加圧装置は、前記圧力減衰部材と前記本体部との間に前記圧力減衰部材を囲んで設けられた環状の第１のシール部材を、更に含むことを特徴とする請求項１記載の成形機用金型。

【請求項3】

前記第１のシール部材は鋳鉄又はスチールを含むことを特徴とする請求項２記載の成形機用金型。

【請求項4】

前記局部加圧装置は、前記加圧ピンと前記圧力減衰部材との間に前記加圧ピンを囲んで設けられた環状の第２のシール部材を、更に含むことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の成形機用金型。

【請求項5】

前記加圧ピンは前記圧力減衰部材の他端に接触可能な環状の凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項6】

前記加圧ピンの位置をモニタする位置センサを、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項7】

前記弾性体は皿ばねであることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項8】

前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端と面一か前記成形面の側に突出した位置にあることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項9】

前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端よりも前記支持面の側にあることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項10】

前記請求項１ないし請求項９いずれか一項記載の成形機用金型を備える成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型内の空洞に射出装置を用いて溶湯を充填することで成形品を製造する成形機用金型、及び成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

成形機の一例であるダイカストマシンは、型締装置を用いて型締めされた金型内の空洞（キャビティ）に、射出装置を用いて溶湯を充填することで、成形品（ダイカスト品）を製造する。ダイカストマシンでは、特に成形品の大型化や薄肉化に対応するために、金型内の空洞に短時間で溶湯を充填することが要求される。

【0003】

短時間で溶湯を充填するために、射出装置の射出速度を高速化する必要がある。しかし、射出速度を高速化すると、射出プランジャの慣性力によって溶湯に生じるサージ圧により、バリが吹きやすくなるという問題が生じる。したがって、サージ圧の低減を実現することが望まれる。

【0004】

また、成形品の品質を向上させるために、成形品の内部の引け巣を抑制することが望まれる。引け巣を抑制する方法として、例えば、溶湯が金型内で凝固を開始してから、金型に設けた加圧ピンを成形品に押し込む局部加圧法がある。

【0005】

特許文献１には、ばねを用いて溶湯に生じるサージ圧を減衰する圧力減衰装置が記載されている。また、特許文献２には、ばねの力を用いて加圧ピンを成形品に押し込む局部加圧装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公昭５９－２５８０号公報

【特許文献2】実開平２－８１７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、サージ圧を低減できる局部加圧装置を備えた成形機用金型及び成形機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の成形機用金型は、成形面と前記成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が前記本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、前記局部加圧装置は、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する加圧ピンと、前記本体部の前記支持面の側に設けられ、前記加圧ピンを駆動するアクチュエータと、前記加圧ピンと前記本体部との間に前記加圧ピンを囲んで設けられ、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する圧力減衰部材と、前記圧力減衰部材と前記支持面との間に設けられた弾性体と、を含む。

【0009】

上記態様の成形機用金型において、前記局部加圧装置は、前記圧力減衰部材と前記本体部との間に前記圧力減衰部材を囲んで設けられた環状の第１のシール部材を、更に含むことが好ましい。

【0010】

上記態様の成形機用金型において、前記第１のシール部材は鋳鉄又はスチールを含むことが好ましい。

【0011】

上記態様の成形機用金型において、前記局部加圧装置は、前記加圧ピンと前記圧力減衰部材との間に前記加圧ピンを囲んで設けられた環状の第２のシール部材を、更に含むことが好ましい。

【0012】

上記態様の成形機用金型において、前記加圧ピンは前記圧力減衰部材の他端に接触可能な環状の凸部を有することが好ましい。

【0013】

上記態様の成形機用金型において、前記加圧ピンの位置をモニタする位置センサを、更に備えることが好ましい。

【0014】

上記態様の成形機用金型において、前記弾性体は皿ばねであることが好ましい。

【0015】

上記態様の成形機用金型において、前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端と面一か前記成形面の側に突出した位置にあることが好ましい。

【0016】

上記態様の成形機用金型において、前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端よりも前記支持面の側にあることが好ましい。

【0017】

本発明の一態様の成形機は、上記態様の成形機用金型を備える。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、サージ圧を低減できる局部加圧装置を備えた成形機用金型及び成形機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施形態の成形機の全体構成を示す模式図。

【図2】第１の実施形態の成形機用金型の模式断面図。

【図3】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図4】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図5】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図6】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図7】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図8】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図9】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図10】第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図11】第１の実施形態の成形機の動作の一例を示すグラフ。

【図12】第２の実施形態の成形機用金型の模式断面図。

【図13】第２の実施形態の成形機用金型の模式断面図。

【図14】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図15】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図16】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図17】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図18】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図19】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図20】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【図21】第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0021】

なお、本明細書では、液圧の一例として、油圧を用いて説明する。例えば、液圧回路の一例として油圧回路、液圧アクチュエータの一例として油圧アクチュエータ、液圧装置の一例として油圧装置を用いて説明する。油圧にかえて、例えば、水圧を用いることも可能である。また、本明細書では、作動液の一例として、作動油を用いて説明する。

【0022】

（第１の実施形態）
第１の実施形態の成形機用金型は、成形面と成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、局部加圧装置は、一端が本体部の成形面の側に露出する加圧ピンと、本体部の支持面の側に設けられ、加圧ピンを駆動するアクチュエータと、加圧ピンと本体部との間に加圧ピンを囲んで設けられ、一端が本体部の成形面の側に露出する圧力減衰部材と、圧力減衰部材と支持面との間に設けられた弾性体と、を含む。第１の実施形態の成形機用金型は、加圧ピンが後退限に位置する場合の加圧ピンの一端は、圧力減衰部材が前進限に位置する場合の圧力減衰部材の一端と面一か成形面の側に突出した位置にある。

【0023】

また、第１の実施形態の成形機は、上記構成の成形機用金型を備える。

【0024】

図１は、第１の実施形態の成形機の全体構成を示す模式図である。図１は、一部に断面図を含む側面図である。第１の実施形態の成形機は、ダイカストマシン１００である。ダイカストマシン１００は、コールドチャンバ式のダイカストマシンである。

【0025】

ダイカストマシン１００は、型締装置１０、押出装置１２、射出装置１４、金型１８、制御ユニット２０、ベース２２、固定ダイプレート２４、可動ダイプレート２６、リンクハウジング２８、及びタイバー３０を備える。

【0026】

ダイカストマシン１００は、金型１８の内部（図１中の空洞Ｃａ）に液状金属（溶湯）を射出して充填し、その液状金属を金型１８内で凝固させることにより、ダイカスト品を製造する機械である。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、又は、マグネシウム合金である。

【0027】

金型１８は、固定型１８ａと可動型１８ｂを含む。金型１８は、型締装置１０と射出装置１４との間に設けられる。

【0028】

固定型１８ａは、本体部４０と局部加圧装置５０を備える。固定型１８ａは、第１の実施形態の成形機用金型の一例である。

【0029】

固定ダイプレート２４はベース２２の上に固定される。固定ダイプレート２４は、固定型１８ａを保持することが可能である。

【0030】

可動ダイプレート２６は、ベース２２の上に型開閉方向に移動可能に設けられる。型開閉方向とは、図１に示す型開方向及び型閉方向の両方向を意味する。可動ダイプレート２６は、可動型１８ｂを固定型１８ａに対向して保持することが可能である。

【0031】

リンクハウジング２８は、ベース２２の上に設けられる。リンクハウジング２８には、型締装置１０を構成するリンク機構の一端が固定される。

【0032】

固定ダイプレート２４とリンクハウジング２８は、タイバー３０により固定される。タイバー３０は、固定型１８ａと可動型１８ｂに型締力が加えられている間は、型締力を支える。

【0033】

型締装置１０は、金型１８の開閉及び型締めを行う機能を有する。射出装置１４は、金型１８の空洞Ｃａに溶湯を射出して、金型１８の空洞Ｃａの中に溶湯を充填し、溶湯を加圧する機能を有する。押出装置１２は、製造されたダイカスト品を金型１８から押し出す機能を有する。

【0034】

制御ユニット２０は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。制御ユニット２０は、型締装置１０、押出装置１２、射出装置１４、及び局部加圧装置５０を用いたダイカストマシン１００の成形動作を制御する機能を有する。

【0035】

入力装置３４は、オペレータの入力操作を受け付ける。オペレータは、入力装置３４を用いて、ダイカストマシン１００の成形条件等の設定が可能となる。入力装置３４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイを用いたタッチパネルである。

【0036】

表示装置３６は、例えば、ダイカストマシン１００の成形条件、動作状況等を画面に表示する。表示装置３６は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。

【0037】

制御装置３２は、各種の演算を行って、ダイカストマシン１００の各部に制御指令を出力する機能を有する。制御装置３２は、例えば、成形条件等を記憶する機能を有する。制御装置３２は、例えば、射出装置１４の動作を制御する。制御装置３２は、例えば、金型１８の空洞Ｃａの中への溶湯の充填状況に基づき、局部加圧装置５０の動作を制御する。

【0038】

制御装置３２は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御装置３２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、半導体メモリ、及び半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。

【0039】

図２は、第１の実施形態の成形機用金型の模式断面図である。図２は、固定型１８ａと可動型１８ｂとが接触した状態、言い換えれば、固定型１８ａと可動型１８ｂとが型締めされた状態を示す。固定型１８ａと可動型１８ｂで挟まれた領域が、空洞Ｃａである。

【0040】

固定型１８ａは、本体部４０と局部加圧装置５０を含む。局部加圧装置５０の少なくとも一部は、本体部４０に組み込まれる。

【0041】

本体部４０は、成形面４０ｘと支持面４０ｙを有する。支持面４０ｙは成形面４０ｘに対向する。成形面４０ｘは、空洞Ｃａの側の面である。支持面４０ｙは固定ダイプレート２４の側の面である。

【0042】

局部加圧装置５０は、加圧ピン５２、アクチュエータ５４、圧力減衰部材５６、第１のシール部材５８、第２のシール部材６０、皿ばね６２（弾性体）、及び位置センサ６４を含む。加圧ピン５２は、第１の凸部５２ａ（凸部）を有する。アクチュエータ５４は、シリンダ５４ａ、ピストン５４ｂ、位置センサ用ロッド５４ｃ、ロッド側室５４ｘ、キャップ側室５４ｙを有する。圧力減衰部材５６は、第２の凸部５６ａを有する。

【0043】

皿ばね６２は、弾性体の一例である。第１の凸部５２ａは、凸部の一例である。

【0044】

加圧ピン５２は、成形面４０ｘから支持面４０ｙに向かう方向に伸長する。加圧ピン５２は、型開閉方向に伸長する。

【0045】

加圧ピン５２は、一端が本体部４０の成形面４０ｘの側に露出する。加圧ピン５２の一端は、空洞Ｃａに突出可能に設けられる。加圧ピン５２の他端は支持面４０ｙの側に設けられる。加圧ピン５２の他端は、例えば、アクチュエータ５４のピストン５４ｂに固定される。

【0046】

加圧ピン５２は、例えば、円柱形状である。加圧ピン５２の直径は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

【0047】

加圧ピン５２の少なくとも一部は、圧力減衰部材５６に囲まれる。加圧ピン５２の少なくとも一部は、本体部４０に囲まれる。加圧ピン５２は、圧力減衰部材５６に対して、摺動可能に設けられる。

【0048】

第１の凸部５２ａは、加圧ピン５２の一部である。第１の凸部５２ａは、例えば、円環形状である。第１の凸部５２ａは、例えば、フランジ形状である。第１の凸部５２ａは、圧力減衰部材５６の支持面４０ｙの側の端部に接触可能に設けられる。

【0049】

第１の凸部５２ａは、例えば、加圧ピン５２の後退限の位置を規定する。第１の凸部５２ａが本体部４０に接することで、加圧ピン５２の後退が止まる。

【0050】

加圧ピン５２は、ダイカスト品の製造時に、空洞Ｃａの中に充填された溶湯が凝固を開始してから、溶湯の一部を加圧する機能を有する。加圧ピン５２は、例えば、製品領域の溶湯の一部を加圧する機能を有する。

【0051】

アクチュエータ５４は、本体部４０の支持面４０ｙの側に設けられる。アクチュエータ５４は、例えば、支持面４０ｙに固定される。

【0052】

アクチュエータ５４は、例えば、液圧装置である。アクチュエータ５４は、例えば、油圧装置である。

【0053】

ピストン５４ｂは、シリンダ５４ａの中を摺動可能に設けられる。ピストン５４ｂの本体部４０側には、加圧ピン５２が固定される。ピストン５４ｂの加圧ピン５２と反対側には、例えば、位置センサ用ロッド５４ｃが固定される。

【0054】

ロッド側室５４ｘ及びキャップ側室５４ｙには、図示しない油圧回路を用いて作動油を供給することが可能である。また、図示しない油圧回路を用いて作動油を、ロッド側室５４ｘ及びキャップ側室５４ｙから排出することが可能である。

【0055】

アクチュエータ５４は、加圧ピン５２を駆動する機能を有する。

【0056】

圧力減衰部材５６は、加圧ピン５２と本体部４０との間に加圧ピンを囲んで設けられる。圧力減衰部材５６は、一端が本体部４０の成形面４０ｘの側に露出する。圧力減衰部材５６の一端は、成形面４０ｘの空洞Ｃａに露出する。加圧ピン５２の他端は、例えば、加圧ピン５２の第１の凸部５２ａに接触可能である。

【0057】

圧力減衰部材５６は、例えば、円筒形状である。圧力減衰部材５６の外周の直径は、例えば、３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。

【0058】

圧力減衰部材５６の少なくとも一部は、本体部４０に囲まれる。圧力減衰部材５６は、加圧ピン５２及び本体部４０に対して摺動可能に設けられる。

【0059】

第２の凸部５６ａは、圧力減衰部材５６の一部である。第２の凸部５６ａは、例えば、フランジ形状である。第２の凸部５６ａの成形面４０ｘ側の端部は、例えば、本体部４０に接触可能に設けられる。第２の凸部５６ａの支持面４０ｙ側の端部は、例えば、皿ばね６２に接触する。

【0060】

第２の凸部５６ａは、圧力減衰部材５６の前進限の位置を規定する。第２の凸部５６ａが本体部４０に接触することで、圧力減衰部材５６の前進が止まる。

【0061】

圧力減衰部材５６は、ダイカスト品の製造時に、溶湯に生じるサージ圧を低減する機能を有する。

【0062】

加圧ピン５２が後退限に位置する場合の加圧ピン５２の空洞Ｃａ側の一端は、圧力減衰部材５６が前進限に位置する場合の圧力減衰部材５６の空洞Ｃａ側の一端と面一か成形面４０ｘの側に突出した位置にある。

【0063】

第１のシール部材５８は、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に設けられる。第１のシール部材５８は、圧力減衰部材５６を囲む環状である。第１のシール部材５８は、例えば、圧力減衰部材５６に固定される。

【0064】

第１のシール部材５８は、耐熱性の高い材料である。第１のシール部材５８は、例えば、金属である。第１のシール部材５８は、例えば、鋳鉄又はスチールを含む。第１のシール部材５８は、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯が侵入することを抑制する機能を有する。

【0065】

第２のシール部材６０は、加圧ピン５２と圧力減衰部材５６との間に設けられる。第２のシール部材６０は、加圧ピン５２を囲む環状である。第２のシール部材６０は、例えば、圧力減衰部材５６に固定される。

【0066】

第２のシール部材６０は、耐熱性の高い材料である。第２のシール部材６０は、例えば、金属である。第２のシール部材６０は、例えば、鋳鉄又はスチールを含む。第２のシール部材６０は、加圧ピン５２と圧力減衰部材５６との間に溶湯が侵入することを抑制する機能を有する。

【0067】

皿ばね６２は、圧力減衰部材５６と支持面４０ｙとの間に設けられる。皿ばね６２は、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に設けられる。皿ばね６２は、第２の凸部５６ａと支持面４０ｙとの間に設けられる。皿ばね６２は、第２の凸部５６ａと本体部４０との間に設けられる。

【0068】

皿ばね６２は、例えば、直列に複数個が組み合わされる。皿ばね６２は、ダイカスト品の製造時にたわむことにより、溶湯に生じるサージ圧を吸収する機能を有する。

【0069】

位置センサ６４は、位置センサ用ロッド５４ｃの近傍に設けられる。位置センサ６４は、位置センサ用ロッド５４ｃの位置を検出する機能を有する。位置センサ６４は、位置センサ用ロッド５４ｃの位置を検出することで、間接的に加圧ピン５２の位置をモニタする。

【0070】

位置センサ６４は、例えば、光学式又は磁気式のリニアエンコーダである。

【0071】

次に、第１の実施形態の局部加圧装置５０の動作の一例について説明する。図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、及び図１０は、第１の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図である。

【0072】

ダイカスト品の製造前は、固定型１８ａと可動型１８ｂは離間した状態にある（図３）。加圧ピン５２の第１の凸部５２ａは、例えば、本体部４０に接している。加圧ピン５２は後退限の位置にある。圧力減衰部材５６は前進限の位置にある。

【0073】

次に、可動ダイプレート２６を移動させ、可動ダイプレート２６に固定された可動型１８ｂを固定型１８ａに接触させる（図４）。可動型１８ｂと固定型１８ａとの間に空洞Ｃａが形成される。その後、型締装置１０を用いて、可動型１８ｂと固定型１８ａの型締めが行われる。

【0074】

次に、射出装置１４を用いて、金型１８の空洞Ｃａの中に溶湯７０を充填する（図５）。射出装置１４により溶湯７０に圧力が印加され、溶湯７０の圧力が上昇する。

【0075】

溶湯７０の圧力が上昇すると、溶湯７０の圧力で圧力減衰部材５６が後退する。皿ばね６２がたわみ、溶湯７０の圧力を吸収する。溶湯７０の圧力と皿ばね６２の弾性力とがつり合った時点で圧力減衰部材５６の後退が止まる（図６）。

【0076】

その後、皿ばね６２の弾性力により圧力減衰部材５６が前進する。第２の凸部５６ａが本体部４０に接した時点で圧力減衰部材５６の前進が止まる（図７）。第２の凸部５６ａが本体部４０に接した位置が圧力減衰部材５６の前進限となる。

【0077】

次に、アクチュエータ５４を用いて、加圧ピン５２を前進させる（図８）。加圧ピン５２により凝固を開始した溶湯７０の一部が加圧される。

【0078】

加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングは、例えば、射出装置１４の射出速度の変化と連動させる。加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングは、例えば、制御装置３２が局部加圧装置５０を制御することで、制御される。

【0079】

加圧ピン５２の前進量は、例えば、加圧ピン５２の位置を位置センサ６４でモニタすることで制御可能である。加圧ピン５２の前進量は、例えば、制御装置３２が局部加圧装置５０を制御することで、制御される。

【0080】

溶湯７０が完全に凝固した後、型締装置１０を用いて型開きが行われる。製造されたダイカスト品は、押出装置１２を用いて可動型１８ｂから押し出される。加圧ピン５２は、例えば、アクチュエータ５４を用いて、後退限まで後退させる（図９）。

【0081】

次に、例えば、アクチュエータ５４を用いて、加圧ピン５２を前進させる（図１０）。加圧ピン５２を、例えば、前進限まで前進させる。加圧ピン５２の第１の凸部５２ａが圧力減衰部材５６に接した位置が、加圧ピン５２の前進限となる。

【0082】

例えば、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯７０が侵入し凝固することで、圧力減衰部材５６が前進限まで戻っていなかった場合を考える。この場合でも、加圧ピン５２により圧力減衰部材５６を押すことにより、圧力減衰部材５６を前進限まで戻すことが可能である。

【0083】

次に、第１の実施形態の成形機用金型及び成形機の作用及び効果について説明する。すなわち、第１の実施形態の固定型１８ａ及びダイカストマシン１００の作用及び効果について説明する。

【0084】

ダイカスト品の品質を向上させるために、ダイカスト品の内部の引け巣を抑制することが望まれる。第１の実施形態の固定型１８ａは、局部加圧装置５０を備える。溶湯７０が金型１８内で凝固を開始してから、局部加圧装置５０の加圧ピン５２を溶湯７０に押し込むことで、溶湯７０を局部的に加圧することが可能である。

【0085】

溶湯７０を局部的に加圧することで、引け巣を抑制することが可能となる。したがって、第１の実施形態の固定型１８ａ及びダイカストマシン１００によれば、ダイカスト品の品質を向上させることが可能となる。

【0086】

図１１は、第１の実施形態の成形機の動作の一例を示すグラフである。横軸は時間である。図１１では、時間が経過するほど、プロットされる点は紙面右側に位置する。紙面左側の縦軸は、射出速度、すなわち射出装置の射出プランジャの速度を示している。また、紙面右側の縦軸は、空洞Ｃａ内の溶湯に加えられる圧力を示している。

【0087】

図１１中、実線Ｃｖは射出プランジャの速度である。図１１中、点線Ｃｐ０及び実線Ｃｐ１は溶湯に加えられる圧力である。点線Ｃｐ０は比較例の成形機用金型を用いた場合、実線Ｃｐ１は第１の実施形態の成形機用金型を用いた場合である。比較例の成形機用金型は、局部加圧装置５０を備えない点で、第１の実施形態の成形機用金型と異なる。

【0088】

図１１中点線Ｃｘは、バリ吹き臨界曲線である。溶湯に加えられる圧力がバリ吹き臨界曲線を超えると、溶湯に加えられる圧力が型締力を上回りバリ吹きが発生するおそれがある。

【0089】

射出速度は、初期は溶湯への気体の巻き込みを抑制する観点から低速度である。射出速度は途中から、溶湯の空洞への充填時間を短縮するために高速度となる。

【0090】

特に、ダイカスト品の大型化や薄肉化に対応するためには、金型内の空洞に短時間で溶湯を充填することが要求される。このため、射出速度を高速化することが必要となる。

【0091】

しかし、射出速度を高速化すると、射出プランジャの慣性力によって溶湯に生じるサージ圧により、バリが吹きやすくなるという問題が生じる。例えば、比較例の場合、点線Ｃｐ０で示すように、溶湯に加えられる圧力がバリ吹き臨界曲線Ｃｘを超え、バリ吹きが発生するおそれがある。

【0092】

バリ吹きが発生すると、例えば、ダイカスト品の品質が低下し不良品となる。また、例えば、安全上の大きな問題となり得る。

【0093】

第１の実施形態の成形機用金型、すなわち固定型１８ａは、局部加圧装置５０を備える。局部加圧装置５０は、圧力減衰部材５６を備える。

【0094】

金型１８の空洞Ｃａに溶湯７０が充填された際、溶湯に加えられる圧力が上昇すると圧力減衰部材５６が後退し、溶湯に加えられた圧力が減衰する。したがって、実線Ｃｐ１で示すように、サージ圧が低減される。よって、第１の実施形態の成形機用金型を用いることにより、ダイカスト品の品質が向上する。

【0095】

局部加圧装置５０は、第１のシール部材５８を有することが好ましい。例えば、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯７０が侵入し凝固すると、圧力減衰部材５６の移動が妨げられる。特に、溶湯７０が皿ばね６２が設けられた領域にまで侵入し凝固すると、圧力減衰部材５６が全く機能しなくなる。

【0096】

第１のシール部材５８を設けることで、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯７０が侵入することが抑制され、局部加圧装置５０の動作の信頼性が向上する。

【0097】

また、加圧ピン５２は第１の凸部５２ａを有することが好ましい。第１の凸部５２ａにより圧力減衰部材５６を押すことが可能となる。例えば、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯７０が侵入し凝固することで、圧力減衰部材５６が前進限まで戻っていない場合を考える。この場合でも、第１の凸部５２ａにより圧力減衰部材５６を押すことにより、圧力減衰部材５６を前進限まで戻すことが可能となる。よって、局部加圧装置５０の動作の信頼性が向上する。

【0098】

また、第１の凸部５２ａを設けることで、圧力減衰部材５６が前進限まで戻っていることを確認することが容易となる。

【0099】

局部加圧装置５０は、第２のシール部材６０を有することが好ましい。例えば、加圧ピン５２と圧力減衰部材５６との間に溶湯７０が侵入し凝固すると、加圧ピン５２及び圧力減衰部材５６の移動が妨げられる。

【0100】

第２のシール部材６０を設けることで、加圧ピン５２と圧力減衰部材５６との間に溶湯７０が侵入することが抑制され、局部加圧装置５０の動作の信頼性が向上する。

【0101】

局部加圧装置５０の弾性体は、皿ばね６２であることが好ましい。皿ばね６２を用いることで、短い変位量で高い圧力を吸収することが可能となる。

【0102】

また、局部加圧装置５０は、加圧ピン５２を用いた局部加圧機構と、圧力減衰部材５６を用いたサージ圧低減機構を一体化させることで、局部加圧機構とサージ圧低減機構の小型化を実現することが可能である。

【0103】

以上、第１の実施形態によれば、サージ圧を低減できる局部加圧装置を備えた成形機用金型及び成形機を実現することが可能となる。

【0104】

（第２の実施形態）
第２の実施形態の成形機用金型は、加圧ピンが後退限に位置する場合の加圧ピンの一端は、圧力減衰部材が前進限に位置する場合の圧力減衰部材の一端よりも支持面の側にある点で、第１の実施形態の成形機用金型と異なる。また、第２の実施形態の成形機は、上記金型を備える点で第１の実施形態の成形機と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する場合がある。

【0105】

図１２は、第２の実施形態の成形機用金型の模式断面図である。図１２は、固定型１８ａと可動型１８ｂとが接触した状態、言い換えれば、固定型１８ａと可動型１８ｂとが型締めされた状態を示す。固定型１８ａと可動型１８ｂで挟まれた領域が、空洞Ｃａである。

【0106】

固定型１８ａは、本体部４０と局部加圧装置５０を含む。局部加圧装置５０の少なくとも一部は、本体部４０に組み込まれる。

【0107】

本体部４０は、成形面４０ｘと支持面４０ｙを有する。支持面４０ｙは成形面４０ｘに対向する。成形面４０ｘは、空洞Ｃａの側の面である。支持面４０ｙは固定ダイプレート２４の側の面である。

【0108】

局部加圧装置５０は、加圧ピン５２、アクチュエータ５４、圧力減衰部材５６、第１のシール部材５８、第２のシール部材６０、皿ばね６２（弾性体）、及び位置センサ６４を含む。加圧ピン５２は、第１の凸部５２ａ（凸部）を有する。アクチュエータ５４は、シリンダ５４ａ、ピストン５４ｂ、位置センサ用ロッド５４ｃ、ロッド側室５４ｘ、キャップ側室５４ｙを有する。圧力減衰部材５６は、第２の凸部５６ａを有する。

【0109】

皿ばね６２は、弾性体の一例である。第１の凸部５２ａは、凸部の一例である。

【0110】

図１３は、第２の実施形態の成形機用金型の模式断面図である。図１３は、加圧ピン５２が後退限に位置する状態を示す。図１３では、圧力減衰部材５６は前進限に位置する状態を示す。

【0111】

加圧ピン５２の後退限の位置は、第１の凸部５２ａが本体部４０に接触する位置で規定される。圧力減衰部材５６の前進限の位置は、第２の凸部５６ａが本体部４０に接触する位置で規定される。

【0112】

図１３に示すように、加圧ピン５２が後退限に位置する場合の加圧ピン５２の空洞Ｃａ側の一端は、圧力減衰部材５６が前進限に位置する場合の圧力減衰部材５６の空洞Ｃａ側の一端よりも支持面４０ｙの側にある。言い換えれば、加圧ピン５２の空洞Ｃａ側の端部は、圧力減衰部材５６の空洞Ｃａ側の端部よりも、支持面４０ｙの側にある。

【0113】

次に、第２の実施形態の局部加圧装置５０の動作の一例について説明する。図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９、図２０、及び図２１は、第２の実施形態の局部加圧装置の動作の説明図である。

【0114】

ダイカスト品の製造前は、固定型１８ａと可動型１８ｂは離間した状態にある（図１４）。加圧ピン５２の第１の凸部５２ａは、例えば、圧力減衰部材５６と本体部４０との間の位置にある。圧力減衰部材５６は前進限の位置にある。

【0115】

次に、可動ダイプレート２６を移動させ、可動ダイプレート２６に固定された可動型１８ｂを固定型１８ａに接触させる（図１５）。可動型１８ｂと固定型１８ａとの間に空洞Ｃａが形成される。その後、型締装置１０を用いて、可動型１８ｂと固定型１８ａの型締めが行われる。

【0116】

次に、射出装置１４を用いて、金型１８の空洞Ｃａの中に溶湯７０を充填する（図１６）。射出装置１４により溶湯７０に圧力が印加され、溶湯７０の圧力が上昇する。

【0117】

溶湯７０の圧力が上昇すると、溶湯７０の圧力で圧力減衰部材５６が後退する。皿ばね６２がたわみ、溶湯７０の圧力を吸収する。溶湯７０の圧力と皿ばね６２の弾性力とがつり合った時点で圧力減衰部材５６の後退が止まる。

【0118】

また、溶湯７０の圧力が上昇すると、溶湯７０の圧力で加圧ピン５２が後退する。例えば、キャップ側室５４ｙの作動油が圧縮され、溶湯７０の圧力を吸収する。溶湯７０の圧力とキャップ側室５４ｙの作動油の圧力とがつり合った時点で加圧ピン５２の後退が止まる（図１７）。

【0119】

その後、皿ばね６２の弾性力により圧力減衰部材５６が前進する。第２の凸部５６ａが本体部４０に接した時点で圧力減衰部材５６の前進が止まる。第２の凸部５６ａが本体部４０に接した位置が圧力減衰部材５６の前進限となる。

【0120】

また、アクチュエータ５４を用いて、加圧ピン５２を前進させる（図１８）。加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングは、例えば、位置センサ６４の測定結果に基づく。例えば、溶湯７０の圧力による加圧ピン５２の後退を位置センサ６４で検知し、加圧ピン５２の後退から所定の時間経過した後に、加圧ピン５２を前進させる。加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングは、例えば、制御装置３２が位置センサ６４の測定結果に基づき局部加圧装置５０を制御することで、制御される。

【0121】

次に、アクチュエータ５４を用いて、加圧ピン５２を更に前進させる（図１９）。加圧ピン５２により凝固を開始した溶湯７０の一部が加圧される。加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングは、例えば、制御装置３２が局部加圧装置５０を制御することで、制御される。

【0122】

加圧ピン５２の前進量は、例えば、加圧ピン５２の位置を位置センサ６４でモニタすることで制御可能である。加圧ピン５２の前進量は、例えば、制御装置３２が局部加圧装置５０を制御することで、制御される。

【0123】

溶湯７０が完全に凝固した後、型締装置１０を用いて型開きが行われる。製造されたダイカスト品は、押出装置１２を用いて可動型１８ｂから押し出される。加圧ピン５２は、例えば、アクチュエータ５４を用いて後退させる（図２０）。

【0124】

次に、例えば、アクチュエータ５４を用いて、加圧ピン５２を前進させる（図２１）。加圧ピン５２を、例えば、前進限まで前進させる。加圧ピン５２の第１の凸部５２ａが圧力減衰部材５６に接した位置が、加圧ピン５２の前進限となる。

【0125】

例えば、圧力減衰部材５６と本体部４０との間に溶湯７０が侵入し凝固することで、圧力減衰部材５６が前進限まで戻っていなかった場合を考える。この場合でも、加圧ピン５２により圧力減衰部材５６を押すことにより、圧力減衰部材５６を前進限まで戻すことが可能である。

【0126】

次に、第２の実施形態の成形機用金型及び成形機の作用及び効果について説明する。すなわち、第２の実施形態の固定型１８ａ及びダイカストマシン１００の作用及び効果について説明する。

【0127】

第２の実施形態の固定型１８ａ及びダイカストマシン１００によれば、第１の実施形態と同様、局部加圧装置５０を備えることにより、引け巣を抑制することが可能となる。したがって、第２の実施形態の固定型１８ａ及びダイカストマシン１００によれば、ダイカスト品の品質を向上させることが可能となる。

【0128】

第２の実施形態の成形機用金型、すなわち固定型１８ａは、局部加圧装置５０を備える。局部加圧装置５０は、圧力減衰部材５６を備える。

【0129】

圧力減衰部材５６を備えることにより、第１の実施形態と同様、サージ圧が低減される。また、金型１８の空洞Ｃａに溶湯７０が充填された際、溶湯に加えられる圧力が上昇すると、加圧ピン５２も後退する。圧力減衰部材５６に加え、加圧ピン５２が後退することにより、更にサージ圧が低減される。よって、第２の実施形態の成形機用金型を用いることにより、ダイカスト品の品質が向上する。

【0130】

また、第２の実施形態によれば、加圧ピン５２の前進を開始させるタイミングを、加圧ピン５２の後退を位置センサ６４で検知することで設定することが可能である。したがって、溶湯７０を加圧するタイミングを、最適なタイミングに設定することが可能である。よって、第２の実施形態の成形機用金型を用いることにより、ダイカスト品の品質が更に向上する。

【0131】

以上、第２の実施形態によれば、サージ圧を低減できる局部加圧装置を備えた成形機用金型及び成形機を実現することが可能となる。
る。

【0132】

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、成形機用金型及び成形機などで、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、成形機用金型及び成形機などに関わる要素を適宜選択して用いることができる。

【0133】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、本発明の成形機用金型が固定型１８ａである場合を例に説明したが、本発明の成形機用金型は可動型１８ｂであっても構わない。すなわち、可動型１８ｂが局部加圧装置５０を備える構成であっても構わない。

【0134】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、局部加圧装置５０が空洞Ｃａの製品領域を加圧する場合を例に説明したが、局部加圧装置５０が空洞Ｃａの非製品領域を加圧する構成とすることも可能である。非製品領域は、例えば、ランナー、オーバーフロー、エアベントなどである。

【0135】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、弾性体が皿ばね６２の場合を例に説明したが、弾性体は皿ばね６２以外、例えば、コイルばねや板ばねであっても構わない。

【0136】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、局部加圧装置５０を成形機用金型に１個設ける場合を例に説明したが、成形機用金型に複数個の局部加圧装置５０を設けることも可能である。

【0137】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ダイカストマシンを成形機の例として説明したが、本発明を射出成形機等に適用することも可能である。

【0138】

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての成形機用金型及び成形機は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。

【符号の説明】

【0139】

４０ 本体部
４０ｘ 成形面
４０ｙ 支持面
５０ 局部加圧装置
５２ 加圧ピン
５２ａ 第１の凸部（凸部）
５４ アクチュエータ
５６ 圧力減衰部材
５８ 第１のシール部材
６０ 第２のシール部材
６２ 皿ばね（弾性体）
６４ 位置センサ
１００ ダイカストマシン
Ｃａ 空洞

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【手続補正書】

【提出日】2022-06-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形面と前記成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が前記本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、
前記局部加圧装置は、
一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する加圧ピンと、
前記本体部の前記支持面の側に設けられ、前記加圧ピンを駆動するアクチュエータと、
前記加圧ピンと前記本体部との間に前記加圧ピンを囲んで設けられ、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出し、溶湯に生じるサージ圧を低減する機能を有する圧力減衰部材と、
前記圧力減衰部材と前記支持面との間に設けられ、前記圧力減衰部材の前記機能を発揮する手段である弾性体と、
を含み、
前記加圧ピンは前記圧力減衰部材の他端に接触可能な環状の凸部を有することを特徴とする成形機用金型。

【請求項2】

前記局部加圧装置は、前記圧力減衰部材と前記本体部との間に前記圧力減衰部材を囲んで設けられた環状の第１のシール部材を、更に含むことを特徴とする請求項１記載の成形機用金型。

【請求項3】

前記第１のシール部材は鋳鉄又はスチールを含むことを特徴とする請求項２記載の成形機用金型。

【請求項4】

前記局部加圧装置は、前記加圧ピンと前記圧力減衰部材との間に前記加圧ピンを囲んで設けられた環状の第２のシール部材を、更に含むことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の成形機用金型。

【請求項5】

前記加圧ピンの位置をモニタする位置センサを、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項6】

前記弾性体は皿ばねであることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項7】

前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端と面一か前記成形面の側に突出した位置にあることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項8】

前記加圧ピンが後退限に位置する場合の前記加圧ピンの前記一端は、前記圧力減衰部材が前進限に位置する場合の前記圧力減衰部材の前記一端よりも前記支持面の側にあることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか一項記載の成形機用金型。

【請求項9】

前記請求項１ないし請求項８いずれか一項記載の成形機用金型を備える成形機。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本発明の一態様の成形機用金型は、成形面と前記成形面に対向する支持面を有する本体部と、少なくとも一部が前記本体部に組み込まれた局部加圧装置と、を備え、前記局部加圧装置は、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出する加圧ピンと、前記本体部の前記支持面の側に設けられ、前記加圧ピンを駆動するアクチュエータと、前記加圧ピンと前記本体部との間に前記加圧ピンを囲んで設けられ、一端が前記本体部の前記成形面の側に露出し、溶湯に生じるサージ圧を低減する機能を有する圧力減衰部材と、前記圧力減衰部材と前記支持面との間に設けられ、前記圧力減衰部材の前記機能を発揮する手段である弾性体と、を含み、前記加圧ピンは前記圧力減衰部材の他端に接触可能な環状の凸部を有する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】削除

【補正の内容】