特開 2022-171078 ダイカスト用装置およびダイカスト法

(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】P2022171078

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】ダイカスト用装置およびダイカスト法

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/22 20060101AFI20221104BHJP

【ＦＩ】

B22D17/22 E

B22D17/22 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021077471

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006943

【氏名又は名称】リョービ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128749

【弁理士】

【氏名又は名称】海田 浩明

(72)【発明者】

【氏名】水草 康行

(57)【要約】

【課題】ランナー内で凝固したダイカスト品から加圧ロッドが抜けなくなることを防止する。
【解決手段】ダイカスト用装置１は、キャビティ５３と該キャビティ５３に連通するランナー５０を画成するダイカスト金型１０と、キャビティ５３内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段２４，２５と、ランナー５０内の溶湯を加圧する第２加圧手段４０，４１，４３と、を備え、第２加圧手段４０，４１，４３が、ダイカスト金型１０の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する円筒軸状の第２加圧ロッド４３を含み、ランナー５０内の溶湯を加圧する第２加圧手段４０，４１，４３を補助する第３加圧手段６３を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャビティと該キャビティに連通するランナーを画成するダイカスト金型と、
前記キャビティ内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段と、
前記ランナー内の溶湯を加圧する第２加圧手段と、
を備え、
前記第２加圧手段が、前記ダイカスト金型の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する円筒軸状の第２加圧ロッドを含むダイカスト用装置であって、
前記ランナー内の溶湯を加圧する前記第２加圧手段を補助する第３加圧手段を備えることを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項2】

請求項１に記載のダイカスト用装置において、
前記第３加圧手段は、前記ランナー内の溶湯を加圧する円筒軸状の第３加圧ロッドを含み、
前記第２加圧ロッドと前記第３加圧ロッドは、前記ランナー内の溶湯を加圧したときに、互いに干渉しないように配置されていることを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のダイカスト用装置において、
前記第３加圧ロッドによって加圧される前記ランナーの溶湯加圧位置には、前記第３加圧ロッドの方向に膨出するボス形状が形成されていることを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のダイカスト用装置において、
前記ランナー内の溶湯を加圧する前記第２加圧ロッドの加圧ストロークは、前記第２加圧ロッドの軸径の略１．５倍の距離であり、
前記ランナー内の溶湯を加圧する前記第３加圧ロッドの加圧ストロークは、前記第２加圧ロッドの距離の略半分の距離であることを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のダイカスト用装置において、
前記第３加圧手段は、前記ダイカスト金型を構成する可動型側に設置されていることを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のダイカスト用装置において、
前記第２加圧手段と前記第３加圧手段は、それぞれが個別の制御手段により動作制御され、
前記第２加圧手段の前記第２加圧ロッドが前記ランナー内の溶湯に対する加圧動作を開始した後に、前記第３加圧手段の前記第３加圧ロッドが前記ランナー内の溶湯に対する加圧動作を遅れて開始することを特徴とするダイカスト用装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のダイカスト用装置によりダイカストを行うことを特徴とするダイカスト法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイカスト用装置およびダイカスト法に係り、特に、ダイカスト金型のランナーを加圧する為の加圧手段を備えたダイカスト用装置および当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、キャビティと該キャビティに連通するランナーを画成するダイカスト金型と、該キャビティ内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段と、該ランナーの溶湯を加圧する第２加圧手段とを備え、該第２加圧手段が該ダイカスト金型の型開き方向に略直交する方向に向けて進退する第２加圧ロッドを備えたダイカスト用装置が公知である（例えば、下記特許文献１参照）。かかるダイカスト用装置によれば、ランナー内の溶湯を第２加圧手段の第２加圧ロッドによって加圧することで、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を向上させることが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２２４６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上掲した特許文献１に開示されたダイカスト用装置では、ランナー内の溶湯を加圧した第２加圧手段の第２加圧ロッドが、ランナー内で凝固したダイカスト品から抜けなくなる虞があり、改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を維持しながらも、ランナー内で凝固したダイカスト品から第２加圧手段の第２加圧ロッドが抜けなくなるといった不具合が発生することの無いダイカスト用装置と、当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

【0007】

本発明に係るダイカスト用装置（１，２）は、キャビティ（５３）と該キャビティ（５３）に連通するランナー（５０）を画成するダイカスト金型（１０）と、前記キャビティ（５３）内に向けて溶湯を充填する第１加圧手段（２４，２５）と、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧する第２加圧手段（４０，４１，４３）と、を備え、前記第２加圧手段（４０，４１，４３）が、前記ダイカスト金型（１０）の型開き方向に対して略直交する方向に向けて進退する円筒軸状の第２加圧ロッド（４３）を含むダイカスト用装置（１，２）であって、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧する前記第２加圧手段（４０，４１，４３）を補助する第３加圧手段（６３）を備えることを特徴とするものである。

【0008】

また、本発明に係るダイカスト用装置（１，２）において、前記第３加圧手段（６３）は、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧する円筒軸状の第３加圧ロッド（６３）を含み、前記第２加圧ロッド（４３）と前記第３加圧ロッド（６３）は、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧したときに、互いに干渉しないように配置することができる。

【0009】

さらに、本発明に係るダイカスト用装置（１）において、前記第３加圧ロッド（６３）によって加圧される前記ランナー（５０）の溶湯加圧位置には、前記第３加圧ロッド（６３）の方向に膨出するボス形状（５０Ｃ）を形成することができる。

【0010】

またさらに、本発明に係るダイカスト用装置（１，２）において、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧する前記第２加圧ロッド（４３）の加圧ストロークは、前記第２加圧ロッド（４３）の軸径の略１．５倍の距離であり、前記ランナー（５０）内の溶湯を加圧する前記第３加圧ロッド（６３）の加圧ストロークは、前記第２加圧ロッド（４３）の距離の略半分の距離であることが好適である。

【0011】

さらにまた、本発明に係るダイカスト用装置（１，２）において、前記第３加圧手段（６３）は、前記ダイカスト金型（１０）を構成する可動型（３０）側に設置することができる。

【0012】

また、本発明に係るダイカスト用装置（１，２）において、前記第２加圧手段（４０，４１，４３）と前記第３加圧手段（６３）は、それぞれが個別の制御手段により動作制御され、前記第２加圧手段（４０，４１，４３）の前記第２加圧ロッド（４３）が前記ランナー（５０）内の溶湯に対する加圧動作を開始した後に、前記第３加圧手段（６３）の前記第３加圧ロッド（６３）が前記ランナー（５０）内の溶湯に対する加圧動作を遅れて開始することができる。

【0013】

本発明に係るダイカスト法は、上記したいずれかのダイカスト用装置（１，２）によりダイカストを行うことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、キャビティ内で成形されるダイカスト品の品質を維持しながらも、ランナー内で凝固したダイカスト品から第２加圧手段の第２加圧ロッドが抜けなくなるといった不具合が発生することの無いダイカスト用装置と、当該ダイカスト用装置を用いて行うダイカスト法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係るダイカスト用装置において、主加圧ロッドが後退位置にある状態を示す断面図である。

【図2】本実施形態に係るダイカスト用装置において、主加圧ロッドが前進位置にある状態を示す断面図である。

【図3】本実施形態に係るダイカスト用装置の特徴的な構成を説明するための図であり、特に、主加圧ロッドの周辺を示す断面図である。

【図4】図３で示した本実施形態に係るダイカスト用装置の動作説明を行うための断面図である。

【図5】本発明が取り得る多様な変形形態の一例を示す図であり、図中の分図（ａ）が変形形態に係るダイカスト用装置の断面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面を示す横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0017】

本発明の一実施形態に係るダイカスト用装置１の基本形態について、図１および図２を用いて説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、主加圧ロッドが後退位置にある状態を示す断面図である。また、図２は、本実施形態に係るダイカスト用装置において、主加圧ロッドが前進位置にある状態を示す断面図である。

【0018】

図１に示されるように、ダイカスト金型１０は、固定型２０と可動型３０とを備えている。固定型２０は固定ホルダー２１および固定ダイス２２からなり、固定ホルダー２１には射出スリーブ２３（スリーブ）が配設されている。射出スリーブ２３内にはプランジャロッド２４の先端に連結されたプランジャチップ２５が配設されている。図示せぬ射出シリンダを作動させて該プランジャチップ２５を射出スリーブ２３内で摺動させることで射出スリーブ２３の図示せぬ給湯孔から供給されたアルミニウム合金等の溶湯を、後述のキャビティ５３内に充填可能である。プランジャチップ２５、プランジャロッド２４、および図示せぬ射出シリンダが、本発明に係る第１加圧手段を構成する。また、プランジャロッド２４が、本発明に係る第１加圧ロッドを構成する。

【0019】

可動型３０は、可動ホルダー３１、可動ダイス３２、および分流子３３からなり、矢印Ａ←→Ａ’で示される可動型３０の移動方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に移動可能である。図１および図２に示す型締め状態においては、ダイカスト金型１０の内部にはランナー５０、ゲート５２、およびキャビティ５３が画成され、射出スリーブ２３内の空間はランナー５０およびゲート５２を介してキャビティ５３と連通する。ランナー５０は、射出スリーブ２３の軸線方向（ダイカスト金型１０の型開き方向）に対して僅かな傾き角度を持った方向に延びる第１ランナー５０Ａと、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向に延びる第２ランナー５０Ｂとを備えている。第１ランナー５０Ａは、固定型２０に配設された射出スリーブ２３と可動型３０の分流子３３とにより画成されている。第２ランナー５０Ｂは、射出スリーブ２３と分流子３３とにより画成される部分と、固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成される部分とを有している。本実施形態では、第２ランナー５０Ｂにおける射出スリーブ２３と分流子３３とにより画成される部分が円筒形の内部空間を有する円筒形ランナーとして形成されており、第２ランナー５０Ｂにおける固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成される部分が台形の内部空間を有する台形ランナーとして形成されている。また、ゲート５２およびキャビティ５３は、固定ダイス２２と可動ダイス３２とにより画成されている。

【0020】

分流子３３には、図示せぬブラケットを介して油圧シリンダ４０が固定されている。油圧シリンダ４０のピストンロッド４１には、カップリング４２を介して主加圧ロッド４３が連結されている。主加圧ロッド４３は、分流子３３に形成された貫通孔３４に挿入され、主加圧ロッド４３の先端部４３Ａが貫通孔３４の上側開口３４Ａを塞いでいる。主加圧ロッド４３は、油圧シリンダ４０の作動によりダイカスト金型１０の型開き方向に略直交する方向に向けて進退可能とされ、油圧シリンダ４０を作動させた場合には、図１に示す後退位置から第２ランナー５０Ｂ内に進入し、図２に示す前進位置まで進出可能である。したがって、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、主加圧ロッド４３を第２ランナー５０Ｂ内に進出させることにより、第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を介してキャビティ５３内の溶湯を加圧することが可能である。油圧シリンダ４０、ピストンロッド４１、および主加圧ロッド４３は、本発明に係る第２加圧手段を構成する。また、主加圧ロッド４３は、本発明に係る第２加圧ロッドを構成する。

【0021】

なお、主加圧ロッド４３の先端部４３Ａは、円筒軸状をした形状とされている。そして、第２ランナー５０Ｂは主加圧ロッド４３の先端部４３Ａの横断面形状と対応するように円形状に形成された対応形状部５１を備え、この対応形状部５１を画成する面５１Ａと主加圧ロッド４３の先端部４３Ａとの周方向の隙間が、例えば、０．５～３．０ｍｍの範囲に設定されている。隙間が０．５ｍｍ未満の場合には、隙間で凝固した薄肉部分がダイカスト品の取り出し時に切断されてしまう。また、隙間が３．０ｍｍを超える場合には、主加圧ロッド４３で第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を加圧した際に溶湯が隙間から逆流することを充分に防ぐことができず、キャビティ５３内の溶湯に充分な押湯効果を与えることができない。第２ランナー５０Ｂ内の溶湯の流動性が良い場合には、隙間から逆流が生じやすいので、キャビティ５３内への溶湯の充填完了前に主加圧ロッド４３で第２ランナー５０Ｂ内の溶湯を加圧する場合には、第２ランナー５０Ｂの対応形状部５１を画成する面５１Ａと主加圧ロッド４３の先端部４３Ａとの隙間を３．０ｍｍ以下とすることが好適である。

【0022】

以上、本実施形態に係るダイカスト用装置１の基本構成を説明した。次に、図３および図４を用いて、本実施形態に係るダイカスト用装置１が有する特徴的な構成を説明する。ここで、図３は、本実施形態に係るダイカスト用装置の特徴的な構成を説明するための図であり、特に、主加圧ロッドの周辺を示す断面図である。また、図４は、図３で示した本実施形態に係るダイカスト用装置の動作説明を行うための断面図である。

【0023】

本実施形態に係るダイカスト用装置１は、ランナー５０内の溶湯を加圧する主加圧ロッド４３を補助するための補助加圧ロッド６３を含む第３加圧手段を備えている。本実施形態の第３加圧手段は、油圧シリンダ（不図示）、ピストンロッド（不図示）、ならびに補助加圧ロッド６３を備えて構成されている。なお、補助加圧ロッド６３は、本発明に係る第３加圧ロッドを構成する部材である。

【0024】

本実施形態において、図３で示す補助加圧ロッド６３は、円筒軸状の部材であり、ランナー５０内の溶湯を加圧することができるようになっている。また、本実施形態に係る補助加圧ロッド６３は、ダイカスト金型１０を構成する可動型３０側の可動ダイス３２に設置されている。そして、ランナー５０内の溶湯を加圧する主加圧ロッド４３と補助加圧ロッド６３については、ランナー５０内の溶湯を加圧したときに、互いに干渉しないように配置されている。

【0025】

ここで、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、補助加圧ロッド６３によって加圧されるランナー５０の溶湯加圧位置には、補助加圧ロッド６３の方向に膨出するボス形状５０Ｃが形成されている。より具体的には、ボス形状５０Ｃは、射出スリーブ２３の軸線方向に略直交する方向に延びる第２ランナー５０Ｂ内に形成されており、第２ランナー５０Ｂの一部を形成する可動ダイス３２に凹部を形成することで、当該凹部に流れ込んだ溶湯がボス形状５０Ｃを形成することとなる。そして、補助加圧ロッド６３は、第２ランナー５０Ｂに形成されたボス形状５０Ｃの箇所から溶湯を加圧することで、主加圧ロッド４３による溶湯への加圧力を補助する補助加圧力を溶湯に対して加えることができるようになっている。このように、補助加圧ロッド６３による溶湯の加圧箇所にボス形状５０Ｃを設けることで、第２ランナー５０Ｂ内に存在する溶湯への加圧効果をより高めることができる。

【0026】

さらに、図４に示される本実施形態に係るダイカスト用装置１の状態は、補助加圧ロッド６３が溶湯に対する加圧動作を開始する直前の状態が示されている。すなわち、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、主加圧ロッド４３がランナー５０内の溶湯の加圧を開始して、主加圧ロッド４３の先端部が第２ランナー５０Ｂの下方の入口を塞ぐタイミングで、補助加圧ロッド６３の加圧動作を開始する。

【0027】

また、本実施形態に係るダイカスト用装置１では、ランナー５０内の溶湯を加圧する主加圧ロッド４３の加圧ストロークが、主加圧ロッド４３の軸径の略１．５倍の距離となり、ランナー５０内の溶湯を加圧する補助加圧ロッド６３の加圧ストロークが、主加圧ロッド４３の距離の略半分の距離となるように動作制御が実行される。すなわち、補助加圧ロッド６３が存在しない従来のダイカスト用装置では、ダイカスト品の品質を維持するためには、ランナー５０内の溶湯を加圧する主加圧ロッド４３の加圧ストロークが、主加圧ロッド４３の軸径の略３．０倍の距離が必要であった。しかし、このように主加圧ロッド４３の加圧ストロークが長い距離の場合には、ダイカスト品から主加圧ロッド４３が抜けなくなるという不具合が生じる場合が存在していた。そこで、本実施形態のように、主加圧ロッド４３の加圧力を補助する補助加圧ロッド６３を設置することで、主加圧ロッド４３の加圧ストロークを短くすることができ、ダイカスト品から主加圧ロッド４３が抜けなくなるという不具合の発生を防止することが可能となった。また、主加圧ロッド４３の加圧ストロークを短くしたとしても、補助加圧ロッド６３による加圧が加わることで、ダイカスト品を形成する溶湯に対する加圧量のボリュームは従来技術の場合と同様に確保することができるので、本実施形態に係るダイカスト用装置１によれば、ダイカスト品の品質を維持しながらも、生産性を阻害する不具合発生を確実に防止することが可能となっている。

【0028】

なお、図４を用いて説明した主加圧ロッド４３と補助加圧ロッド６３による２系統での動作制御は、単一の制御手段では実現が困難であるため、本実施形態に係るダイカスト用装置１において、第２加圧手段と第３加圧手段は、それぞれが個別の制御手段により動作制御される構成が採用されている。すなわち、本実施形態では、第２加圧手段の主加圧ロッド４３がランナー５０内の溶湯に対する加圧動作を開始した後に、第３加圧手段の補助加圧ロッド６３がランナー５０内の溶湯に対する加圧動作を遅れて開始するように、動作制御が実行されている。この様な動作制御を２系統の制御手段で実行させることで、制御の容易化と制御手段の簡略化を図ることが可能となる。

【0029】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

【0030】

例えば、上述した実施形態では、補助加圧ロッド６３による溶湯の加圧箇所にボス形状５０Ｃを設ける場合の形態例を示したが、ボス形状５０Ｃについては省略することができる。そこで、上述した実施形態のボス形状５０Ｃを省略した場合の形態例を、図５に示す。ここで、図５は、本発明が取り得る多様な変形形態の一例を示す図であり、図中の分図（ａ）が変形形態に係るダイカスト用装置の断面図であり、分図（ｂ）が分図（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面を示す横断面図である。

【0031】

図５（ａ）で示す変形形態例の場合、ダイカスト用装置２が有する第２ランナー５０Ｂについては、Ｂ－Ｂ線の下方が円筒形をしたランナー形状となっており、Ｂ－Ｂ線の上方が台形をしたランナー形状となっている。そして、ボス形状５０Ｃを省略したランナー形状の場合には、符号Ｃで示す円筒形をしたランナー形状の長さが約１０ｍｍ以上あることが好ましい。この円筒形ランナーの長さ条件は、シール効果を得るために必要な条件となっている。また、それ以外の条件については、図３および図４で示した条件を適用することが好ましい。すなわち、本発明のダイカスト装置については、ボス形状５０Ｃの有無に関わらず、補助加圧ロッド６３である第３加圧ロッドを設けることで、従来技術に比べてダイカスト品の品質を維持しながらも、生産性を阻害する不具合発生を確実に防止することが可能なダイカスト用装置を実現することが可能となっている。

【0032】

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0033】

１，２ ダイカスト用装置、１０ ダイカスト金型、２０ 固定型、２１ 固定ホルダー、２２ 固定ダイス、２３ 射出スリーブ（スリーブ）、２４ プランジャロッド（第１加圧手段、第１加圧ロッド）、２５ プランジャチップ（第１加圧手段）、３０ 可動型、３１ 可動ホルダー、３２ 可動ダイス、３３ 分流子、３４ 貫通孔、３４Ａ 上側開口、４０ 油圧シリンダ（第２加圧手段）、４１ ピストンロッド（第２加圧手段）、４２ カップリング、４３ 主加圧ロッド（第２加圧手段、第２加圧ロッド）、４３Ａ 先端部、５０ ランナー、５０Ａ 第１ランナー、５０Ｂ 第２ランナー（ランナー）、５０Ｃ ボス形状、５１ 対応形状部、５１Ａ 面、５２ ゲート、５３ キャビティ、６３ 補助加圧ロッド（第３加圧手段、第３加圧ロッド）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】