JPH0429461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は型締された金型のキヤビテイ内へ金型
の真下方向から溶湯を鋳込む竪型ダイカストマシ
ンの溶湯鋳込装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ダイカストマシンの一種として、型締された金
型のキヤビテイ内へその真下方向にある鋳込スリ
ーブ内の溶湯を鋳込む竪型ダイカストマシンが知
られており、このダイカストマシンは、金型の型
締方向によつてさらに竪型締型と横型締型とに分
類される。

そしてこの種の竪型ダイカストマシンは、鋳込
前に鋳込スリーブ内にある溶湯の長さが短かくて
溶湯の温度低下が少ないことや、溶湯と空気との
接触面積または鋳込時における溶湯と空気との混
り合いが少なくて鋳込スリーブ内のガスに起因す
る巣の発生量が少ないこと、溶湯の充填完了時に
鋳込用のプランジヤがキヤビテイに対向している
ことにより圧力が有効的に伝達されることなど、
多くの優れた点を有するところから、各種の用途
に広く用いられている。しかしながら、この種の
ダイカストマシンにおいては、鋳込時の温度低下
により鋳込スリーブの内周面に接触した溶湯が固
化し、この溶湯凝固物がキヤビテイ内へ侵入して
製品の品質を低下させるという問題があつた。

そこで本出願人はこの凝固物の侵入を防止する
ものとして特公昭58−55859号公報に示すダイカ
スト法および装置を提案した。第６図はその溶湯
鋳込部の断面図であつてこれを同図に基いて説明
すると、分割面１で接合された横締型の固定金型
２と可動金型３とには、半割円筒状の固定スリー
ブ４が嵌着されており、この固定スリーブ４の下
端には、下方のシリンダによつて上昇してきた鋳
込スリーブ５が接合されている。鋳込スリーブ５
内には、竪鋳込型の射出シリンダによつて上下方
向に進退するプランジヤ６が嵌合されている。そ
して、金型２，３のキヤビテイ７と固定スリーブ
４の内孔である大径の垂直孔部８との間には、小
径のくびれ部９が形成されている。

このように構成されていることにより、下降位
置にある鋳込スリーブ５内に注湯してこれを図示
の位置へ上昇させたのち、プランジヤ６を前進さ
せると、鋳込スリーブ５内の溶湯は垂直孔部８と
くびれ部９とを経てキヤビテイ７内へ鋳込まれ
る。そして鋳込時に垂直孔部８の内周面に沿つて
形成された薄膜円筒状の凝固物であるシエル１０
を、プランジヤ６とくびれ部９手前の段部平面と
の間で蛇腹状に圧縮しながら鋳込を行なうことに
より、シエル１０が垂直孔部８内へ残留し、キヤ
ビテイ７内への侵入を防止することができる。鋳
込完了後固化してキヤビテイ７内から取り出され
た製品には、プランジヤ６上方に残された固形物
であるいわゆるビスケツト１１が、くびれ部９内
の固形物を介して付属するが、くびれ部９に相当
する細い固形物を折ることによつて容易にこれを
除去することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の溶湯鋳込装置に
おいては、溶湯の量が多くてシエル１０の発生量
が多い場合やシエル１０の厚みが厚い場合等に
は、くびれ部９のみではこれを捕捉することがで
きず、一部がキヤビテイ７内へ侵入することがあ
つて必ずしも満足した効果を期待することができ
なかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明では
キヤビテイと鋳込スリーブとの間の溶湯通路をく
びれ部とその下方に連続する大径の垂直孔部とで
形成し、垂直孔部の上部に凹溝を設けるととも
に、この凹溝の高さをその上端が垂直孔部の上端
からこの垂直孔部径の0.15倍以内に位置するよう
に設定した。

〔作用〕

このように構成することにより、鋳込スリーブ
の内孔に沿つて形成された溶湯の凝固物は、上昇
するプランジヤチツプの端面と、くびれ部手前の
段差端面との間で圧縮されて座屈破断し、かつ凝
固物の先端部が折れ曲つて環状凹溝で捕捉される
ことにより凹溝内に堆積したり、凹溝内溶湯の断
熱効果で固化が遅れ軟かいまゝ折れたりする。凹
溝による凝固物の捕捉に際して、凝固物はくびれ
部の直前で凹溝内へ押込まれるので直接くびれ部
へ向うことなく、ほとんどが凹溝に捕捉されて堆
積したり折れたりする。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明に係る溶湯鋳込装
置の実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２
図は第１図要部の拡大縦断面図、第３図はこれを
実施した横型締竪型ダイカストマシンの縦断面
図、第４図は第３図のAA断面図である。図にお
いて、ダイカストマシン２１は、横型締ユニツト
２２と竪鋳込ユニツト２３とを備えており、横型
締ユニツト２２には、床面に固定されたマシンベ
ース２４と、その一端に固定された固定盤２５
と、マシンベース２４の他端部に移動調節自在に
固定されたエンドプラテン（図示せず）とが設け
られている。２６は固定盤２５とエンドプラテン
との４隅を連結してナツト２７で固定されたコラ
ムであつて、このコラム２６には、可動盤２８が
固定盤２５に対する遠近方向へ進退自在に支持さ
れており、この可動盤２８と、図示しないエンド
プラテン側の型締シリンダとの間は、トツグル機
構２９で連結されている。３０は固定盤２５に装
着されてキー３１により上下方向への移動を規制
されかつ固定盤２５の中心部において垂直方向に
設けたキー３２により紙面と直角方向に位置決め
された固定金型であり、また３３は可動盤２８に
装着されてキー３４により上下方向への移動を規
制された可動金型であつて、これら両金型３０，
３３は、分割面３５を境にして水平方向へ開閉自
在に接合されている。ここで機械のセンタライン
上において固定盤２５と固定金型３０との間に垂
直なキー３２を設けたのは、機械のセンタライン
上において両金型３０，３３の分割面３５の下方
に設けた竪鋳込ユニツト２３の鋳込スリーブ４７
（後述）などと、固定金型３０の横方向の芯を簡
単に合わせるようにするためである。

一方、竪鋳込ユニツト２３のフレーム３６は、
型締部下方に設けられたピツト３７内に立設され
てマシンベース２４の端部に支持されており、こ
のフレーム３６の内側には、下側のコラム２６と
の間を４個の支持棒３８で連結された鋳込フレー
ム３９がピツト３７の底面に近接して設けられて
いる。４０は鋳込フレーム３９に回動自在に枢支
された射出シリンダであつて、そのピストンロツ
ド４１には、頭部にプランジヤチツプ４２ａを有
するプランジヤ４２がカツプリング４３を介して
連結されており、射出シリンダ４０の油圧により
プランジヤ４２が昇降するように構成されてい
る。４４は射出シリンダ４０の上端面に植設され
た一対のラム４５をラム孔に嵌合させることによ
り支持されたブロツクであつて、下端部の孔はピ
ストンロツド４１と係合しており、このブロツク
４４に設けたシリンダ４６内へ導入される圧油お
よびピストンロツド４１の下降によつてブロツク
４４が昇降するように構成されている。

ブロツク４４の上端面には、円筒状に形成され
た鋳込スリーブ４７が固定されており、シリンダ
４６の油圧でブロツク４４が上昇することによ
り、鋳込スリーブ４７と後述する固定スリーブ５
２とが同心状に圧接され、ブロツク４４が下降す
ることにより、両スリーブ４７，５２が離間する
ように構成されている。符号４８で示すものは、
フレーム３６側に枢支された傾転シリンダであつ
て、そのピストンロツドの作用端を射出シリンダ
４０に枢着されており、ブロツク４４を下降させ
て両スリーブ５２，４７を離間させた状態で傾転
シリンダ４８を作動させることにより、竪鋳込ユ
ニツト２３全体が図に示す鋳込位置と、傾斜した
注湯位置との間で起立、傾動するように構成され
ている。４９は射出シリンダ４０を当接させて鋳
込位置側への回動限を規制する調節自在なストツ
パである。

次に溶湯鋳込装置について説明する。前記両金
型３０，３３には、鋳込製品と同形状のキヤビテ
イ５０が分割面３５で分割されて設けられてい
て、このキヤビテイ５０の下方に設けられたスリ
ーブ孔５１には、円筒状に形成された固定スリー
ブ５２が嵌着されており、またスリーブ孔５１の
一部には、前記鋳込スリーブ４７が上昇時に挿入
されて固定スリーブ５２に接合される。鋳込スリ
ーブ４７とキヤビテイ５０との間の溶湯通路は、
固定スリーブ５２の内孔としての垂直孔部５３
と、その上方に連続する小径のくびれ部５４とで
形成されており、垂直孔部５３の上端近くには、
断面方形の環状に形成された凹溝５５が設けられ
ている。そしてこの凹溝５５の上下方向の位置
は、第２図に示すように垂直孔部５３の上端から
凹溝５５上端までの寸法をｔとし、垂直孔部５３
の径をＤとした場合、ｔ＜Ｄ×0.15となるように
設定されている。第２図において、５７はプラン
ジヤチツプ４７で押上げられている溶湯を示して
おり、また、５８は溶湯５７が両スリーブ４７，
５２の内周面とプランジヤチツプ４２ａの端面と
に接触して冷却されることにより凝固した有底円
筒状のシエルを示している。なお、上記のように
ｔ＝０〜0.15Dとしたのは、プランジヤチツプ４
２ａでシエル５８を押上げたときに、凹溝５５で
シエル５８を確実に捕捉させるようにするためで
ある。すなわち、ｔ＞0.15Dの場合には、いつた
ん凹溝５５内に入つたシエル５８の先端部が凹溝
５５から飛び出すとこれが斜め上方のくびれ部５
４方向へ向うことになり、プランジヤチツプ４２
ａが上昇してもこれに押しつぶされずにくびれ部
５４に侵入するおそれが多い。これに対してｔ＝
０〜0.15Dにすると、シエル５８が凹溝５５から
出てくびれ部５４のある横方向へ向おうとして
も、下からの押圧力で押しつぶされて横方向へ行
きにくく、シエル５８がくびれ部５４に入ること
がほとんどない。

また、凹溝５５の体積については、小さ過ぎて
も捕捉容量が不足してシエル５８のキヤビテイ５
０への侵入を防ぐことができないし、大き過ぎる
とシエル５８を完全に捕捉してもまだ未充填箇所
が存在するために射出最終端において溶けた新鮮
な溶湯５７が充填されて成形品の歩留りを下げる
ことになる。適正な体積は、プランジヤ−チツプ
径φDmmに対して0.5×D²mm³以上で50×D²mm³以下の
範囲である。

下限は湯量が最小の成形品の場合で比較的スリ
ーブ温度が高い状態のときに生成されるシエル５
８の体積（V₁mm³）である。

Ｌmm：シエル５８の周長；Ｈmm：シエル５８の
高さ；ａmm：シエル５８の厚みとすると、 V₁＝Ｌ×Ｈ×ａ ＝π×Ｄ×0.5×Ｄ×0.3 ≒0.5×Ｄmm³ 上限は湯量が最大の成形品の場合で比較的スリ
ーブ温度が低い状態のときに生成される体積
（V₁mm³）である。

V₁＝Ｌ×Ｈ×ａ ＝π×Ｄ×３×Ｄ×５ ≒50×Ｄmm³ また、凹溝５５の寸法については、幅に対して
深さが深いとシエル５８が充分に凹溝５５の深部
へ侵入することができないし、また幅に対して深
さが浅いと５８の堆積に有効な部分の空間が少な
くなつて凹溝５５内へ有効に堆積しなくなるの
で、凹溝５５の深さをＡ、幅をＢとすると、その
比Ａ：Ｂを５：１〜0.5：１程度にすることが効
果的である。

以上のように構成されたダイカストマシンの鋳
込動作を説明する。固定盤２５と可動盤２８とに
固定金型３０と可動金型３３とをそれぞれ装着
し、型締シリンダのピストンロツドを前進させる
と、型開位置にあつた可動盤２８がトツグル機構
２９を介して図示の型締め位置へ移動し型締が行
なわれる。この型締時には、射出シリンダ４０の
ピストンロツド４１が第３図図示の位置へ下降し
ており、またブロツク４４が第３図図示の位置よ
りも下降していて両スリーブ５２，４７が離間し
ているので、傾転シリンダ４８のピストンロツド
を前進させると、竪鋳込ユニツト２３全体が傾動
し、鋳込スリーブ４７が固定盤２５の下方より外
側に出る。そして鋳込スリーブ４７内へひしやく
などで溶湯５７を注入したのち、再び傾転シリン
ダ４８を作動させて竪鋳込ユニツト２３を垂直状
態に起立させ、ブロツク４４のシリンダ４６内へ
圧油を送入すると、ブロツク４４が上昇して鋳込
スリーブ４７が固定スリーブ５２の下面へ同心状
に圧接される。

こうしたのち、射出シリンダ４０へ圧油を導い
てピストンロツド４１を上昇させ、カツプリング
４３を介しプランジヤ４２を上昇させて金型３
０，３３のキヤビテイ５０内へ鋳込スリーブ４７
内の溶湯５７を鋳込む。この鋳込に先だつて、鋳
込スリーブ４７内では、その内壁面ならびにプラ
ンジヤチツプ４２ａの先端面に接触した溶湯５７
が冷却によつて凝固し、薄膜の有底円筒状に形成
されたシエル５８が発生する。このシエル５８は
プランジヤチツプ４２ａとともに上昇し、第２図
に示すように先端がくびれ部５４手前のシエル当
接面５９に当接するかあるいは曲つて凹溝５５内
に先端が侵入する。この場合、凹溝５５の位置が
低いと、シエル５８の先端よりやゝ下部が凹溝５
５に吸い込まれて曲り先端がくびれ部５４の方向
へ向くことによりシエル５８がくびれ部５４に侵
入することがあるが、本装置においては凹溝５５
の上下方向の位置を、ｔがＤ×0.15以下となる上
端近くに設定したので、シエル５８の先端は確実
に凹溝５５内へ侵入する。この状態からプランジ
ヤチツプ４２ａがさらに上昇すると、シエル５８
はプランジヤチツプ４２ａと凹溝５５内のシエル
当接面５９との間で蛇腹状に座屈して折れ、凹溝
５５内の溶湯を追出しながら凹溝５５内の下部か
ら上部へ向つて順次堆積していく。この場合、シ
エル５８が凹溝５５内へ確実に侵入することによ
り、シエル５８の大部分が凹溝５５内に堆積して
残留し、くびれ部５４内へ侵入するおそれがきわ
めて少ない。

また、射出時にシエル５８が凹溝５８を通つた
り凹溝５５で折れたりするとき、凹溝５５内には
空気があり、これが断熱層の役目をはたすので、
シエル５８は幾分軟かくなる。なお、射出時に、
シエル５８のほんの一部が小さくちぎれてくびれ
部５４内に入り、キヤビテイ５０内に入ることが
あるが、その場合、シエル５８がかなり小さいの
で、製品の出来具合にはなんら影響を及ぼさず、
表面の状態のよい鋳込製品が充分に得られる。

第５図は、固定スリーブ５２の途中に凹溝５５
がない従来のものと、凹溝５５がある本発明のも
のとを比較して示す射出作動中におけるプランジ
ヤチツプ位置と負荷との関係線図であつて、点線
は従来のものの線図を示し実線は本発明のものの
線図を示している。たゞし、プランジヤチツプ位
置Ｓは、金型のくびれ部５４の下端位置すなわち
シエル当接面５９に、溶湯５７の先端が当るプラ
ンジヤチツプ４２ａの位置を０とし、上方をプラ
ス、下方をマイナスとして表わした。また、負荷
Ｔは、射出シリンダの出力で表わした。

第５図からわかるように、本発明のように、固
定スリーブ５２に凹溝５５がある場合には、金型
キヤビテイ５０内に溶湯５７が充分に充填される
直前までは、プランジヤチツプ４２ａにほとんど
負荷がかからず、充填完了直前から負荷が急激に
上昇し、溶湯５７が完全に充填されて鋳込みが完
了するという理想的な負荷曲線と充填状態を示
す。

これに対して、従来のように、固定スリーブ４
に凹溝がない場合は、溶湯１１が金型キヤビテイ
７内に入りはじめたら、じわじわと負荷がかかり
出し、早く負荷が増える。そして、プランジヤチ
ツプ６が充填完了位置まで上昇していない状態
で、負荷が最大値に達する。これは、溶湯１１
が、金型キヤビテイ７内へ充分に充填されていな
いことを示す。すなわち、欠けた部分がある不良
な鋳込製品ができたことを示す。このような状態
は、凝固層が、くびれ部９より前で充分に捕獲さ
れず、比較的に大きなかたまりとしてキヤビテイ
７内に入り、スムースな湯流れと力の伝達を阻止
するためと考えられる。

このように、固定スリーブ５２に凹溝５５を設
けると、湯まわりも良く、大きな凝固層も入ら
ず、良品質、高強度の鋳込製品を確実容易に得る
ことができる。

このようにして溶湯５７の鋳込が行なわれ、キ
ヤビテイ５０内に充填された溶湯５７が固化して
冷却されたのち、射出シリンダ４０の圧油を抜い
てプランジヤ４２を下降させ、型締シリンダのピ
ストンロツドを後退させることにより可動盤２８
を固定盤２５から遠ざける方向へ移動させて型開
を行ない、製品押出装置６０で鋳込製品を押出す
ことによつて１サイクルが終了する。

なお、本実施例では凹溝５５の垂直孔部５３の
上端よりもやゝ下方に設けた例を示したが第２図
に符号ｔで示す寸法を０にして凹溝５５を上方へ
開口させるように設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば竪型ダイカストマシンの溶湯鋳込装置におい
て、金型キヤビテイと鋳込スリーブとの間の溶湯
通路をくびれ部とその下方に連続する大径の垂直
孔部とで形成し、垂直孔部の上部に環状の凹溝を
設けるとともに、この凹溝の高さをその上端が垂
直孔部の上端からこの垂直孔部径の0.15倍以内に
位置するように設定したことにより、垂直孔部内
での冷却によつて生成された溶湯の凝固物は、プ
ランジヤの上昇によりくびれ部へ向うことなく上
端部を外方へ曲げられて確実に凹溝内へ侵入し、
凹溝に捕捉されて堆積するので、金型キヤビテイ
内へ侵入するおそれがなく、きわめて健全な鋳込
製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る竪型ダイカ
ストマシンの溶湯鋳込装置の実施例を示し、第１
図はその縦断面図、第２図は第１図要部の拡大縦
断面図、第３図はこれを実施した横型締竪型ダイ
カストマシンの縦断面図、第４図は第３図のAA
断面図、第５図は射出動作中におけるプランジヤ
チツプ位置と負荷との関係線図、第６図は従来に
おける竪型ダイカストマシンの溶湯鋳込装置の縦
断面図である。 ２１……ダイカストマシン、３０……固定金
型、３３……可動金型、４７……鋳込スリーブ、
５０……キヤビテイ、５２……固定スリーブ、５
３……垂直孔部、５４……くびれ部、５５……凹
溝、５７……溶湯、ｔ……垂直孔部上端と凹溝上
端との間の間隔、Ｄ……垂直孔部の直径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直状鋳込スリーブ内の溶湯を、型締された
   金型のキヤビテイ内へその真下方向から鋳込む竪
   型ダイカストマシンの溶湯鋳込装置において、前
   記キヤビテイと鋳込スリーブとの間の溶湯通路を
   くびれ部とその下方に連続する大径の垂直孔部と
   で形成し、前記垂直孔部の上部に環状の凹溝を設
   けるとともに、この凹溝の高さを、その上端が前
   記垂直孔部の上端からこの垂直孔部径の0.15倍以
   内に位置するように設定したことを特徴とする竪
   型ダイカストマシンの溶湯鋳込装置。