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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-28
(45)【発行日】2022-03-08
(54)【発明の名称】鋳造装置
(51)【国際特許分類】
   B22C 9/06 20060101AFI20220301BHJP
   B22D 18/06 20060101ALI20220301BHJP
   B22D 17/22 20060101ALI20220301BHJP
   B22D 29/04 20060101ALI20220301BHJP
【FI】
B22C9/06 A
B22D18/06 509B
B22D17/22 K
B22D29/04 C
B22C9/06 P
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2019092929
(22)【出願日】2019-05-16
(65)【公開番号】P2020185600
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2021-01-12
(73)【特許権者】
【識別番号】593025859
【氏名又は名称】株式会社メッツ
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中島 寛之
【審査官】池ノ谷 秀行
(56)【参考文献】
【文献】特表2017-517400(JP,A)
【文献】特開2006-334649(JP,A)
【文献】特開2006-263797(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第102642007(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B22C 9/06
B22D 18/06
B22D 17/22
B22D 29/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金型に形成された挿通孔に摺動可能に挿入された押出ピンをキャビティ内に突出させることで、鋳造品を離型させる鋳造装置であって、
前記金型は、当該金型のキャビティ面裏側に配置され、前記金型との間に減圧空間を形成すると共に、前記挿通孔の開口部を覆う減圧空間形成体を有し、
前記減圧空間形成体は、前記挿通孔から延出する前記押出ピンを挿通する押出ピン挿通孔を有すると共に、前記押出ピン挿通孔に連通して前記押出ピンを挿通するシール孔を有するシール材を備え、
前記シール材は、前記シール孔に前記押出ピンを挿通した状態で、前記押出ピン挿通孔の前記金型側の開口端に配置され、
前記押出ピンは、拡径した拡径部を有し、背面側に後退したときに、前記拡径部が前記シール材を押圧して前記シール孔を閉塞し、前記減圧空間を密閉状態にすること
を特徴とする鋳造装置。
【請求項2】
前記シール材は、前記シール孔を有する筒状部材から成り、
前記減圧空間形成体は、前記押出ピン挿通孔を有して前記減圧空間を形成する減圧空間形成部材と、
前記シール材を設置するためのシール材設置孔を有して前記減圧空間形成部材の背面に設置されるシール材押え板と、を備えていること、
を特徴とする請求項に記載の鋳造装置。
【請求項3】
前記シール材は、前記シール孔を有する板状部材から成り、
前記減圧空間形成体は、
前記押出ピン挿通孔を有して前記減圧空間を形成する縦断面視して逆凹形状の減圧空間形成部材と、
前記拡径部を挿通する拡径部挿通孔を有して前記減圧空間形成部材の前記減圧空間側に配置されたシール材押え板と、
前記減圧空間形成部材と前記シール材押え板との間に配置された前記シール材と、
を備え
前記押出ピン挿通孔と前記拡径部挿通孔と前記シール孔とが互いに連通していること、
を特徴とする請求項に記載の鋳造装置。
【請求項4】
前記減圧空間形成体には、前記減圧空間内の空気を吸引して前記減圧空間内を減圧するための吸引孔が形成されていること、
を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、鋳造装置では、金型で鋳造した鋳造品を金型から取り出す場合、金型に貫通して配置された押出ピン(イジェクトピン)をキャビティ方向に突き出して鋳造品を離型させている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に記載の押出ピンは、基端側の鍔部(43a)がイジェクトプレート(41,43)間に挟持されて、先端部側が本体型(21)の遊嵌孔(23b)及び可動型(20)の貫通孔(23)を挿通してキャビティ(C)まで延設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2011-147981号公報(図1及び図2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載された真空鋳造用金型では、溶湯へのガス・エアーの巻き込みを減らすために、キャビティ(C)内を吸引して減圧する際に、凹部(22b)内の空気が遊嵌孔(23b)及び貫通孔(23)の隙間からキャビティ(C)内に侵入する。このため、キャビティ(C)は、内圧が下がり難く、減圧状態を保ち難いという問題点があった。
【0006】
そこで、本発明は、前記問題点を解消すべく発明されたものであり、キャビティ内を減圧状態に保つことができる鋳造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明は、金型に形成された挿通孔に摺動可能に挿入された押出ピンをキャビティ内に突出させることで、鋳造品を離型させる鋳造装置であって、前記金型は、当該金型のキャビティ面裏側に配置され、前記金型との間に減圧空間を形成すると共に、前記挿通孔の開口部を覆う減圧空間形成体を有し、前記減圧空間形成体は、前記挿通孔から延出する前記押出ピンを挿通する押出ピン挿通孔を有すると共に、前記押出ピン挿通孔に連通して前記押出ピンを挿通するシール孔を有するシール材を備え、前記シール材は、前記シール孔に前記押出ピンを挿通した状態で、前記押出ピン挿通孔の前記金型側の開口端に配置され、前記押出ピンは、拡径した拡径部を有し、背面側に後退したときに、前記拡径部が前記シール材を押圧して前記シール孔を閉塞し、前記減圧空間を密閉状態にすること、を特徴とする。
ここで、「キャビティ面と裏側」とは、例えば、固定型と可動型とを備えた金型において、可動型が配置されている可動型側(後側)をいう。つまり、「キャビティ面と裏側」とは、可動型において、キャビティ面が形成されている面に対して反対側(背面側)をいう。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、キャビティ内を減圧状態に保つことができる鋳造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の実施形態に係る鋳造装置を模式的に示す概略縦断面図である。
図2】鋳造装置を模式的に示す要部概略拡大縦断面図である。
図3】本発明の実施形態に係る鋳造装置の第1変形例を模式的に示す要部概略拡大縦断面図である。
図4】本発明の実施形態に係る鋳造装置の第2変形例を示す図で、(a)、(b)、(c)は押出ピンの拡径部のその他の形状を示す要部概略拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る鋳造装置1を説明する。
なお、本発明の実施形態では、後側(キャビティ面2aの背面側)に配置した可動型21が前後方向(表側方向及び裏側方向)に移動する場合を例に挙げて説明すると共に、便宜上、図面の上下左右方向を前後左右方向として説明する。
【0011】
<鋳造装置>
図1に示すように、鋳造装置1は、金型2の可動型21と、固定型22との間に形成されたキャビティ20内に溶湯を注湯して冷却することで、鋳造品を形成する装置である。鋳造装置1は、金型2に形成されたキャビティ20内に溶湯を充填して鋳造品を鋳造した後、金型2に形成された挿通孔29に摺動可能に挿入された押出ピン3をキャビティ20内に突出させることで、鋳造品を離型させる。
【0012】
鋳造装置1は、金型2と、複数の押出ピン3と、金型2の後側に減圧空間40を形成するための減圧空間形成体4と、押出ピン3を作動させるダイカストマシン6と、減圧空間40を減圧させるための減圧装置7と、キャビティ20内を減圧させるための減圧装置8と、を主に備えている。
なお、鋳造装置1は、可動型21が横方向に動く横型の装置でもよく、また、可動型21が上下方向に動く縦型の装置であってもよい。以下、その一例として、横型タイプの鋳造装置1を説明する。
【0013】
<金型>
金型2は、移動可能な可動型21と、可動型21に対向配置された固定型22と、を主に備えて成る鋳造用金型である。金型2は、複数面に割った水平割のものであってもよく、形状、構造等は特に限定されない。金型2内のキャビティ20には、鋳造時に、この金型2の前方に配置された保持炉(図示省略)等からアルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等の溶湯が供給される。金型2のキャビティ面2aの背面側には、押出ピン3を挿通する挿通孔29の後側(背面側)に、減圧空間40を形成する減圧空間形成体4が配置されている。
【0014】
可動型21は、固定型22に対して、ダイカストマシン6に設けられた進退機構(図示省略)によって前進及び後退可能な金型から成る。可動型21は、可動主型25のキャビティ20側に配置された可動入子23と、可動入子23を後側から覆うように配置された可動主型25と、可動主型25の後面側に固定されたダイベース27と、を備えて構成されている。可動型21には、鋳型品の後側半体を形成するためのコアや、キャビティ面2aが形成されている。可動型21及び可動入子23には、押出ピン3が前後方向に進退自在に挿入される挿通孔29が形成されている。
【0015】
固定型22は、ダイプレート(図示省略)に固定された前側金型から成る。固定型22は、可動入子23の前側に対向配置された固定入子24と、可動主型25の前側に対向配置された固定主型26と、固定入子24の外側から前方向に向けて配置された鋳込入ブッシュ28と、を備えて構成されている。固定型22は、鋳型品の前側半体を形成するための固定型側キャビティを有している。可動型21の前面と、固定型22の後面には、位置合わせ用の位置決めキー(図示省略)と、この位置決めキーに係合して自動的に可動型21と固定型22の位置を位置合わせする凹部(図示省略)と、が対向配置されている。
【0016】
<押出ピン>
押出ピン3は、図2に示すように、後端に鍔部3bを有し、略中央部に拡径した拡径部3aを有する略円柱形状(棒状)の離型ピンである。押出ピン3は、後側(背面側)に後退したときに、拡径部3aが減圧空間40を密閉状態にするように配置されている。つまり、押出ピン3は、背面側に後退したときに、拡径部3aがシール材43を押圧してシール孔43aを閉塞する。押出ピン3は、押出機構61によって前後方向に進退する。なお、押出ピン3は、図1及び図2ではその本数を省略して記載しているが、鋳造装置1に、例えば、20本~30本程度設けられている。
【0017】
拡径部3aは、中央部に形成された円柱形状の摺動部3cと、摺動部3cの前後に形成されたテーパ面3dと、で構成されている。押出ピン3は、テーパ面3dがシール材43に押し当たることによって、押出ピン挿通孔4aを閉塞して、減圧空間40内の密閉状態を維持している。
鍔部3bは、押出ピン3の後端に形成された厚板状の部位である。
【0018】
<減圧空間形成体>
減圧空間形成体4は、挿通孔29がある可動主型25の後側(裏側)に設置することによって、可動主型25の後側に減圧された減圧空間40から成る密閉部屋を形成するための部材である。減圧空間形成体4は、減圧空間形成部材41と、シール材押え板42と、シール材43と、シール材O1と、締結ボルト(図示省略)と、を備えて構成されている。
【0019】
図2に示すように、減圧空間形成部材41には、押出ピン3が挿通される押出ピン挿通孔4aと、吸引ホース71が接続される吸引孔4bと、減圧空間40を形成する凹部4cと、支柱部4dと、が形成されている。減圧空間形成部材41は、シール材O1を介在して締結ボルト(図示省略)によって可動主型25の後面に固定されている。
【0020】
押出ピン挿通孔4aは、押出ピン3の拡径部3aが前後方向に移動自在に挿入される孔である。押出ピン挿通孔4aは、減圧空間形成部材41の凹部4c内の前面から後側のシール材押え板42を貫通して、減圧空間形成部材41からシール材押え板42に亘って形成されている。
【0021】
吸引孔4bは、減圧装置7に連結された吸引ホース71が取り付けられた貫通孔である。吸引孔4bは、凹部4cの壁面を貫通して形成されている。
凹部4cは、減圧空間形成部材41の前面に凹設された逆凹形状の空間を形成する溝から成る。凹部4cは、複数の挿通孔29の開口部を覆っている。この凹部4cは、全て繋がっていて、1つの吸引孔4bから吸引可能になっている。
支柱部4dは、凹部4c内に形成された柱形状の部位である。
【0022】
シール材押え板42は、減圧空間形成部材41の後側にシール材43を介在して締結ボルト(図示省略)によって固定される厚板状部材である。シール材押え板42には、前記した押出ピン挿通孔4aと、シール材押え板42の押出ピン挿通孔4aの前側開口端に形成されたシール材設置孔42aと、が形成されている。
【0023】
シール材43は、シール材押え板42のシール材設置孔42aに係合されて、押出ピン挿通孔4aを密閉させるためのゴム製部材から成る。シール材43は、押出ピン3を挿通するシール孔43aを有する筒状部材から成る。
【0024】
シール材O1は、減圧空間形成部材41と可動型21との間に配置されて、減圧空間40を密閉するための部材であり、例えば、Oリング等の環状パッキンから成る。シール材O1は、減圧空間形成部材41の前面において、外周部寄りの位置に配置されている。なお、シール材O2は、可動入子23と可動主型25との間に配置されて、挿通孔29の周囲を密閉するための部材であり、例えば、Oリング等の環状パッキンから成る。
【0025】
<ダイカストマシン>
図1に示すように、ダイカストマシン6は、可動型21を前進及び後退させる進退装置(図示省略)と、押出ピン3を前進及び後退させる押出機構61と、を主に備えて構成されている。
【0026】
進退装置(図示省略)は、可動型21を固定型22の後面(背面)に配置して型締めしたり、固定型22から後側に離間させたりするための装置である。
【0027】
押出機構61は、金型2内の鋳造品を押圧して離型させるための装置である。押出機構61は、前側押出板62と、後側押出板63と、締結ボルトB1と、押出機構連結棒64と、を備えて構成されている。
【0028】
前側押出板62は、押出ピン3の鍔部3bを係合して支持する平板状部材である。後側押出板63は、押出ピン3の鍔部3bを前側押出板62とで挟持する平板状部材である。複数の締結ボルトB1は、後側押出板63と前側押出板62とを固定するための固定具である。押出機構連結棒64は、前端部が後側押出板63の後面に連結されて、後端部が押出機構61の駆動部(図示省略)に連結された連結棒である。その駆動部(図示省略)は、例えば、ピストン(図示省略)を有する油圧シリンダ装置から成る。
【0029】
<減圧装置>
減圧装置7,8は、減圧空間40内またはキャビティ20内を減圧させるための装置である。減圧装置7は、例えば、減圧空間40内の空気を吸引する空気ポンプから成る。減圧装置8は、例えば、キャビティ20内の空気を吸引する空気ポンプから成る。減圧装置7,8は、吸引ホース71,81によって減圧空間40またはキャビティ20に連通するように取り付けられている。
【0030】
<保持炉>
保持炉(図示省略)は、金型2内に注湯するアルミニウム等の溶湯を加温された状態に貯留する炉である。
【0031】
≪作用≫
次に、図1及び図2を参照して本発明の実施形態に係る鋳造装置1の作用を鋳造工程順に説明する。
【0032】
まず、図1に示すように、固定入子24を装着した固定型22の後側に、可動入子23を装着した可動型21を載せてセットして型閉めする。これにより、金型2内にキャビティ20が形成される。
【0033】
次に、金型2を予熱した後、減圧装置8によってキャビティ20内の空気を吸引して減圧し、キャビティ20内を負圧状態にする。さらに、減圧装置7を駆動させて減圧空間40内を負圧状態にする。このとき、押出ピン3の拡径部3aが押出ピン挿通孔4aを塞いでいる。これにより、減圧空間40内の空気が挿通孔29と押出ピン3との隙間からキャビティ20内に侵入するのを阻止して、キャビティ20内の圧力が下がり難くなるのを解消することができる。
【0034】
続いて、保持炉(図示省略)内の溶湯を金型2内に供給して、キャビティ20内に溶湯を充満するように送り込む。このとき、キャビティ20内は、負圧状態になっているため、容易にキャビティ20内に溶湯を供給することができる。金型2内に溶湯が供給されると、金型2は、溶湯の熱が伝わって加熱される。
【0035】
次に、溶湯及び金型2の温度を所望温度にした後、可動型21を進退装置(図示省略)によって後退させて、固定型22から分離させる。続いて、押出機構61によって押出ピン3を前進させて鋳造品を固定型22から離型させる。これにより、鋳造装置1による鋳造品の鋳造が完了する。
【0036】
このように、本発明は、図1及び図2に示すように、金型2に形成された挿通孔29に摺動可能に挿入された押出ピン3をキャビティ20内に突出させることで、鋳造品を離型させる鋳造装置1であって、金型2は、キャビティ面2aと裏側に減圧空間40を形成する減圧空間形成体4を有し、減圧空間形成体4は、挿通孔29の開口部を覆っている。
【0037】
これにより、本発明に係る鋳造装置1は、金型2のキャビティ面2aと裏側(後側)に減圧空間40を形成する減圧空間形成体4を有している。さらに、減圧空間形成体4は、挿通孔29の開口部を覆っているので、押出ピン3を挿通する挿通孔29の背面側を減圧状態にすることができる。このため、減圧空間形成体4は、減圧空間40から挿通孔29を介してキャビティ20内に空気が流れ込むのを阻止することができるので、キャビティ20内を減圧状態に保つことができる。その結果、キャビティ20内の溶湯にガス・エアーが巻き込まれるのを抑制することができる。
【0038】
また、図2に示すように、減圧空間形成体4は、挿通孔29から延出する押出ピン3を挿通する押出ピン挿通孔4aを有すると共に、押出ピン3を挿通するシール孔43aを有するシール材43が配置され、前記押出ピン3は、拡径した拡径部3aを有し、背面側に後退したときに、拡径部3aが減圧空間40を密閉状態にする。
【0039】
これにより、押出ピン3は、背面側に後退したときに、拡径部3aが減圧空間40を密閉状態にすることで、押出ピン3を挿通する押出ピン挿通孔4aから外気が減圧空間40内に流れ込むのを阻止することができる。また、減圧空間40は、負圧状態が維持されて、減圧空間40内の空気が挿通孔29を介してキャビティ20内に流れ込むのを阻止することができる。このため、減圧空間40内の圧力と、キャビティ20内の圧力との圧力差を小さくすることができる。
【0040】
また、図2に示すように、シール材43は、シール孔43aを有する筒状部材から成り、押出ピン3が背面側に後退したときに、拡径部3aがシール材43を押圧してシール孔43aを閉塞する。
【0041】
これにより、シール材43は、シール孔43aを有する筒状部材から成ることによって、シール材43を小型化することができる。また、シール材43は、押出ピン3が背面側に後退したときに、拡径部3aがシール孔43aを閉塞するので、減圧空間40の密閉状態を維持することができる。
【0042】
また、図2に示すように、減圧空間形成体4には、減圧空間40内の空気を吸引して減圧空間40内を減圧するための吸引孔4bが形成されている。
これにより、減圧空間形成体4は、減圧空間40内を減圧するための吸引孔4bが形成されていることで、減圧空間40内の空気を吸引孔4bから吸引して、減圧空間40内を負圧状態にするこができる。
【0043】
[第1変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図3は、本発明の実施形態に係る鋳造装置の第1変形例を模式的に示す要部概略拡大縦断面図である。
【0044】
前記実施形態では、減圧空間形成体4の一例として、図2に示すように、円筒形状のシール材43を設けた場合を説明したが、この形状に限定されるものではない。
図3に示すように、シール材43Aは、シール孔43Aaを有するシート状部材から成り、押出ピン3が背面側に後退したときに、拡径部3aがシール材43Aを押圧してシール孔43Aaを閉塞するようにしてもよい。
【0045】
この場合、金型2のキャビティ面2aの背面側には、押出ピン3を挿通して、挿通孔29の背面側に減圧空間40Aを形成する減圧空間形成体4Aが設置されている。減圧空間形成体4Aは、押出ピン3を挿通する押出ピン挿通孔4Aaを有すると共に、押出ピン挿通孔4Aaに連通して押出ピン3を挿通するシール孔43Aaを有する1枚の板状のシール材43Aが配置されている。
【0046】
押出ピン3は、背面側に後退したときに、拡径部3aがシール材43Aを押圧してシール孔43Aaを閉塞し、減圧空間40Aを密閉状態にする。減圧空間形成部材41Aは、縦断面視して逆凹形状の空間を有している。その減圧空間形成部材41Aの逆凹形状の空間の天井面には、シール材43Aを介してシール材押え板42Aが内嵌されている。減圧空間形成部材41Aは、シール材43Aを介在してシール材押え板42Aに締結ボルトB3によって固定されている。シール材押え板42Aは、シール材O1,O3を介在して可動主型25に締結ボルトB2によって固定されている。なお、締結ボルトB2,B3は、複数箇所に設けられている。
シール材O3は、可動主型25とシール材押え板42Aとの間において、締結ボルトB2が設置された周囲に配置されている。シール材O3は、例えば、Oリング等の環状パッキンから成る。
また、減圧空間形成体4Aには、減圧空間40A内の空気を吸引して減圧空間40A内を減圧するための減圧装置7(図1参照)の吸引ホース71を連結した吸引孔4Abが形成されている。
【0047】
これにより、シール材43Aは、シール孔43Aaを有するシート状部材であっても、押出ピン3が挿通される押出ピン挿通孔4aを密閉状態に維持して、減圧空間40A内を負圧状態に保つことができる。
【0048】
[第2変形例]
図4は、本発明の実施形態に係る鋳造装置の第2変形例を示す図で、(a)、(b)、(c)は押出ピンの拡径部のその他の形状を示す要部概略拡大縦断面図である。
【0049】
押出ピン3の拡径部3aは、シール材43に当接して押出ピン挿通孔4aを塞ぐ部位を有するものであればよく、図2に示す形状に限定されるものではない。
【0050】
例えば、拡径部3aは、図4(a)に示すように、押出ピン3の外周面から断面視して半円状、湾曲状、あるいは、円弧状に突出した環状突起から成る拡径部3a1であってもよい。
また、図4(b)に示すように、押出ピン3の外周面から断面視して鍔状に突出した環状突起から成る拡径部3a2であってもよい。
また、図4(c)に示すように、押出ピン3の外周面から断面視してテーバ状に拡径して外径を太くした拡径部3a3であってもよい。
【0051】
[その他の変形例]
前記実施形態では、図2に示すように、シール材43の一例として円筒形状のものを例に挙げて説明したが、その形状に限定されるものではない。シール材43は、押出ピン挿通孔4aを密閉状態にできるものであればよく、断面視して円形のOリングや、断面視して楕円形や、断面視して四角形等の多角形状のパッキンであってもよい。
【0052】
また、前記変形例では、シール材43Aの一例として1枚のシート状部材から成るものを例に挙げて説明したが、その枚数は設置状態等によって2枚以上に適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【0053】
1,1A 鋳造装置
2 金型
2a キャビティ面
3 押出ピン
3a 拡径部
4,4A 減圧空間形成体
4a,4Aa 押出ピン挿通孔
20 キャビティ
29 挿通孔
40,40A 減圧空間
43,43A シール材
43a,43Aa シール孔
図1
図2
図3
図4