JPH0825018A - ダイカストの給湯方法および酸化物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム合金あるいはマグネシウム合金
などの高圧鋳造時に製品内部へ酸化物の混入量を少なく
する。 【構成】 上戸状の容器を介してとりべから射出スリー
ブへ給湯を行う際、前記上戸状の容器の細径部を有した
スロート部とその下方にベルマウス部を設け、最下端に
ドーナツ状の酸化物除去板を設ける。そして、スロート
部の中央部に環状隙間を有した固定軸とその固定軸の下
部に、前記酸化物除去板間で環状を有した円板状の溶湯
分散板を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化物の混入が少なく
機械的性質に優れた鋳造製品を得るためのダイカストの
給湯方法および酸化物除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のビスケットの正面図であ
る。ダイカストマシンなどの射出成形装置は、固定盤に
装着された固定金型と、可動盤に装着された可動金型と
を備えており、型締されたこれら両金型の接合部にはキ
ャビティが形成されている。また、固定金型のスリーブ
孔には、キャビティとの間をゲートで連通された固定ス
リーブが嵌着されており、この固定スリーブには、固定
盤側に支持された射出シリンダの射出スリーブが着脱自
在に接合されている。このように構成されていることに
より、射出スリーブに溶湯を供給して固定スリーブに接
合し、射出シリンダ内に設けたプランジャチップを油圧
などで前進させて射出シリンダ内の溶湯を押すと、溶湯
は固定スリーブとゲートとを経てキャビティ内へ射出さ
れる。

【０００３】キャビティ内の溶湯が固化することにより
製品となるので、型開して製品を取出すが、この時、射
出スリーブ内とゲート内とには、鋳造余剰材が製品と切
離されて残される。すなわち、溶湯が固化することによ
り、金型キャビティ内には、一般にビスケットと呼ばれ
る大径薄型円柱状の溶湯固化物が残り、またゲート内に
も溶湯固化物と一体でその中心部から突出する小径円柱
状の溶湯固化物が残る（なお、このあとスリーブ内の溶
湯固化物とゲート内の溶湯固化物とからなる鋳造余剰材
全体をビスケットという。また、スリーブ内の溶湯固化
物を大径部材８２と呼び、ゲート内の溶湯固化物を小径
部材８３という）。そして鋳造に際しては、溶湯の酸化
物などの非金属介在物がキャビティ内に侵入すると、製
品の品質が低下するので、一般にゲート内には図１０に
符号８４で示す金網が１ショットごとに装填されること
がある。そして、この金網は小径部材内に埋設状態で残
される。このようにしてできた鋳造製品からビスケット
８１を切離す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにゲート内に金網を下方より装填した後、射出スリ
ーブ内に注湯したアルミニウム合金をプランジャチップ
によって押上げて金型キャビティ内に充填すると、溶湯
表面の酸化物や非金属介在物は金網８４によって製品内
部への混入の一部は妨げられるが、残りの酸化物や非金
属介在物は金網８４によって細かく破砕されて溶湯とと
もにキャビティへ充填される。このため良好な機械的性
質が得られていた。しかし、従来のビスケット８１は上
記のように大径部材８２と小径部材８３で一体形成され
ており、ゲート内固化物である小径部材７３には金網８
４が埋設されたままになっていることにより、このまま
回収して再使用することができないので材料の歩留りが
悪いといった問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、ア
ルミニウム合金あるいはマグネシウム合金などの高圧鋳
造時に製品内部へ酸化物混入量が少ない給湯方法および
酸化物除去装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の第１の発明では、上戸状の容器の下
端部に竪型射出スリーブ間で環状の隙間を有する酸化物
除去板と前記酸化物除去板の中央部に位置し前記酸化物
除去板より小径の溶湯分散板を固着して射出スリーブと
同軸方向に上下動可能な酸化物除去装置を用い、前記射
出スリーブ内の適宜な高さに位置した状態で上戸状の容
器の上方より給湯し、途中スロート部を介して流下させ
るとともに、溶湯の湯面上昇速度に併せて前記上戸状の
容器を上昇させ、給湯完了時に前記酸化物除去板と溶湯
分散板を湯面と交差するように位置させた後、湯面より
露出した部分に酸化物を捕捉して前記酸化物除去板およ
び溶湯分散板と一体的に取出すようにした。さらに、第
２の発明では、とりべから射出スリーブへ上戸状の容器
を介して給湯を行い溶湯中の酸化物を除去するようにし
た酸化物除去装置であって、前記上戸状の容器の下部を
細径部を有したスロート部から末広がり状のベルマウス
部に構成し、前記ベルマウス部の最下端にドーナツ状の
酸化物除去板を設け、前記スロート部の中央部に環状隙
間を有した固定軸を同軸的に配設し、前記固定軸の下部
に前記酸化物除去板間に環状隙間を有した溶湯分散板を
設けた。

【０００７】

【作用】射出スリーブ内に挿入した上戸状の容器を介し
てとりべから溶湯を給湯すると、溶湯は一旦貯留部へ貯
留されスロート部の隙間を通って流下し溶湯分散板上で
左右に分流し溶湯分散板の隙間から射出スリーブ内へ流
出し、射出スリーブ内へ貯留される。このため、射出ス
リーブ内へ給湯された溶湯は乱流を伴う飛散が防止さ
れ、射出スリーブ内で溶湯金属が新たに酸化されること
が少なくなる。給湯完了時に前記酸化物除去板を湯面と
交差するように位置させた状態で上戸状の容器をさらに
引上げると酸化物除去板と溶湯分散板上に酸化物が捕捉
される。このため酸化物除去が簡単でかつ酸化物混入量
が少ない鋳造品が得られる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る酸化物混入量が少ない
鋳造品の製造方法の具体的実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【０００９】図１は本発明の実施例に係る酸化物除去装
置と射出スリーブの相対状態を示す概要図、図２ないし
図５は本発明の実施例に係る射出スリーブへ注湯時に混
入した酸化物の除去方法を説明する図、図６は上戸状の
容器の縦断面図、図７は図６のＡ〜Ａからみた断面図、
図８は竪鋳込型ダイカストマシンの正面図、図９は竪型
射出装置の縦断面図である。

【００１０】図８および図９において、床面下には平面
視長方形状のピット１が設けられており、このピット１
の両端には、鋼板や形鋼などにより枠組形状された一対
のマシンベース２が床面上に延びて立設されており、こ
れらのマシンベース２の一方の端部には、ほぼ正方形状
に形成された固定プラテン３が載置されてその脚部３ａ
をボルト締めによって固定されている。

【００１１】また、マシンベース２の他端部には、エン
ドプラテン４が移動調節自在に立設されて固定されてお
り、固定プラテン３とエンドプラテン４とは、４個のタ
イロッド５で４隅を連結されて移動調節後、ナット６で
固定されている。７はタイロッド５に４隅の孔を嵌合さ
れて固定プラテン３に対する遠近方向へ進退自在に形成
された可動プラテンであって、型締シリンダ８のピスト
ンロッド９との間をトッグル機構１０を介して連結され
ており、油圧でピストンロッド９を進退させることによ
り、固定プラテン３に対して進退するように構成されて
いる。

【００１２】固定プラテン３と可動プラテン７には、キ
ャビティ１１ａ、１２ａとビスケット部１５を有する固
定金型１１と可動金型１２とがそれぞれ装着されてお
り、型締シリンダ８に駆動されて可動プラテン７が型開
状態から前進することにより図１に示すように型締が行
われる。

【００１３】次に、前記ピット１内に配設された竪鋳込
型の射出装置１３について説明する。符号２０はピット
１の底面に固設された受座１８にピン１９を介して回動
自在に枢支された射出シリンダであって、下段側から順
次射出シリンダ２０、ドッキングフレーム２２、射出ス
リーブ２４が段設された構成となっている。射出シリン
ダ２０内にはピストン２６が設置され、該ピストン２６
には上方に向って延びるロッド２８が連結されている。
ドッキングフレーム２２には上下方向に延びるシリンダ
孔３０が設けられており、該シリンダ孔３０内にはドッ
キングラム３２が挿入され、該ドッキングラム３２の下
端は射出シリンダ２０の上面に形成されたフランジ３４
に固着されている。

【００１４】射出スリーブ２４は連結部材３６を介して
ドッキングフレーム２２の上側に連結されており、その
上端はビスケット部１５の下端に挿入可能とされてい
る。射出スリーブ２４内にはプランジャチップ３８が摺
動自在に設置されており、該プランジャチップ３８を保
持するプランジャ４０は、その下端がカップリング４２
を介して前記ロッド２８の上端に連結されている。ピッ
ト１の側面壁には傾転シリンダ４４が受座４６およびピ
ン４８を介して傾動自在に枢支されており、該傾転シリ
ンダ４４のピストン５０に連結されているロッド５２
は、その先端が継手５４およびピン５６を介して射出シ
リンダ２０のフランジ３４の側面に枢着されている。

【００１５】符号６０は酸化物除去装置であり、上戸状
の容器６２、酸化物除去板６４から構成され、さらに前
記上戸状の容器６２は貯留部６５、スロート部６６、ベ
ルマウス部６７から構成されている。

【００１６】この上戸状の容器６２はとりべ６８から給
湯された溶湯６９にひねりなどの乱流を発生することな
くスロート部６６で整流となって射出スリーブ２４の底
部に向って流下するようにするものである。

【００１７】前記上戸状の容器６２の上部には、図１に
示す如く拡径部を有しとりべ６８から給湯された溶湯６
９を一時貯留する貯留部６５が設けられている。

【００１８】また、上戸状の容器６２の中部には貯留部
６５に貯留された溶湯６９が、貯留部６５の下部に細径
部を有したスロート部６６を通って流下する時整流とな
り、ひねりなどの乱流を生じない構造となっている。

【００１９】さらに、上戸状の容器６２のスロート部６
６の下部には、下方に向って末広状のベルマウス部６７
が配設され、このベルマウス部６７の最下端にはドーナ
ツ状の酸化物除去板６４が固着されている。図６に示す
ように、前記スロート部６６の軸芯方向にはこのスロー
ト部６６の内径より小径の固定軸７５が四方に放射状に
伸びるフレーム７６で固定され、スロート部６６の内径
と前記固定軸７５間に溶湯６９の流下するスロート部６
６の隙間７７が設けられている。

【００２０】図７に示すように、前記固定軸７５の下端
部には、この固定軸７５と直交する方向に円板状の溶湯
分散板７４が固着され、ドーナツ状の酸化物除去板６４
の内径部と前記溶湯分散板７４の外径部間に溶湯分散板
の隙間７８を有した構成となっている。

【００２１】なお、溶湯分散板７４の配設位置は酸化物
除去板６４より若干下方へ位置させることが望ましい。
これは溶湯分散板７４上に捕捉された酸化物７２を圧縮
エア７０を吹付けて除去しやすくするためである。

【００２２】この酸化物除去板６４投影断面Ａ1 が射出
スリーブ２４の断面積Ａ2 の８０〜９５％、望ましくは
７５〜９０％となるような径を有する平板となってい
る。

【００２３】前記Ａ1 ／Ａ2 が８０％以下では酸化物除
去板６４と射出スリーブ２４間の隙間７３が大きくな
り、給湯時に溶湯６９内に混入するかあるいは新たに２
次的に生成した酸化物７２の除去が困難である。

【００２４】前記Ａ1 ／Ａ2 が９５％以上では、とりべ
６８から上戸状の容器６２を介して射出スリーブ２４内
へ給湯された溶湯６９は、射出スリーブ２４内で貯留さ
れるにしたがって隙間７３の下方から上方に向って流れ
る際に流動抵抗が増し、溶湯６９の液深が上昇しにくく
給湯量が低下しやすくなる。

【００２５】また、隙間７３における下方から上方への
溶湯６９流れが抑えられる結果、溶湯６９に同伴した酸
化物７２の量も少なくなり、酸化物７２の除去効率が低
下する。

【００２６】酸化物除去装置６０の材質はアルミニウム
合金やマグネシウム合金の溶湯に対して溶損しない例え
ば金属、非金属、あるいはその複合材が用いられる。な
お、符号５７はゲート部、５８は固定スリーブ、５９は
金型スリーブ、７３は酸化物除去板６４と射出スリーブ
２４間に設けられた環状の隙間を示す。

【００２７】以上のように構成された竪型射出装置の動
作を説明する。

【００２８】まず、型締シリンダ８によって可動プラテ
ン７を前進させて金型１１、１２を型締した後、図８に
示すように傾転シリンダ４４のロッド５２を前進させて
鎖線位置へ傾動させ、射出スリーブ２４へ図示しない潤
滑剤噴霧装置から潤滑剤を噴霧供給する。次いで、図示
しないロボットなどの把持装置で酸化物除去装置６０を
把持した状態で、射出スリーブ２４の軸方向に下降さ
せ、酸化物除去板６４と射出スリーブ２４間に均一な環
状の隙間を有するように位置させるとともに、図２に示
すように射出スリーブ２４内での酸化物除去板６４の高
さを射出スリーブ２４の高さＨ1 の例えば２／５になる
ように位置させる（図２）。

【００２９】次いで、とりべ６８によって図示しない溶
湯保持炉から例えばアルミニウム合金溶湯６９を汲上げ
た後射出スリーブ２４上で傾転しながら一旦溶湯６９を
上戸状の容器６２上へ静かに給湯を開始すると、一旦貯
留部６５へ貯留された溶湯６９はスロート部の隙間７７
で整流となって流下し、ベルマウス部６７で自然と末広
がり状に拡散した後、溶湯分散板の隙間７８から射出ス
リーブ２４内へ流出するのである。

【００３０】この時、溶湯６９の渦流をできる限り緩慢
にし、空気の巻込みを防止し、かつ溶湯６９中への酸化
物７２の巻込みも少なくするのである。

【００３１】引続き射出スリーブ２４内へ上戸状の容器
６２を介して溶湯６９を給湯すると、先に射出スリーブ
２４内へ給湯された溶湯６９は隙間７３を通り湯面は少
しづつ漸増する際に酸化物７２も同伴される。

【００３２】射出スリーブ２４への給湯中は、酸化物除
去板６４より溶湯６９の湯面が絶えず上方に位置するよ
うに注意しながら上戸状の容器６２を上昇させる（図
３）。

【００３３】そして、射出スリーブ２４への給湯完了と
ともに、上戸状の容器６２を少し引上げ、酸化物除去板
６４と溶湯６９の湯面とを交差方向に位置させ、酸化物
除去板６４の左側半分と溶湯分散板７４の一部を湯面よ
り露出させると、溶湯６９の湯面上に浮遊した酸化物７
２が酸化物除去板６４と溶湯分散板７４により捕捉され
る。

【００３４】なお、この時酸化物除去板６４の右側半分
と溶湯分散板７４の大部分は溶湯６９中に浸漬したまま
の状態であり、右側半分の酸化物除去板６４上には酸化
物７２が湯面上に浮遊したままであり未捕捉である（図
４）。

【００３５】前記した状態で上戸状の容器６２を引上げ
ると右側半分の酸化物除去板６４と溶湯分散板７４も湯
面上に露出し、酸化物７２が載置され、残りの酸化物７
２も捕捉される。

【００３６】こうして、酸化物除去板６４と溶湯分散板
７４の上面に酸化物７２を捕捉した状態で射出スリーブ
２４から一体的に引上げた後は、このまま適宜な位置へ
移動する。

【００３７】酸化物除去板６４や溶湯分散板７４上に捕
捉された酸化物７２は、酸化物除去装置６０を適宜な位
置に移設した後、例えば圧縮エア７０などを吹付けて除
去するのである（図５）。酸化物７２の吹付け除去に圧
縮エア７０を用いた場合について述べたが、窒素ガスな
どを吹付けてもよい。

【００３８】さらに、酸化物７２を除去する場合、圧縮
エア７０を吹付けた場合について述べたが、酸化物７２
を外部加熱、振動、吸引あるいは掴むなどして除去して
もよい。

【００３９】一方、射出スリーブ２４への注湯が完了す
ると傾転シリンダ４４のピストンロッド５２側に圧油を
導入して射出装置１３を起立させる。次いでシリンダ孔
３０に圧油を導入するとドッキングフレーム２２は所定
の速度で上昇を開始し、射出スリーブ２４を固定スリー
ブ５８に当接させる。さらに、ピストン２６のヘッド側
に圧油を導入してプランジャチップ３８を上昇させ溶湯
６９を射出スリーブ２４内へ上昇させる。最後に射出シ
リンダ２０へ圧油を導入してプランジャチップ３８をさ
らに上昇させてキャビティ１１ａ、１２ａ内へ溶湯６９
を充填させる。キャビティ１１ａ、１２ａ内へ溶湯６９
の凝固が終了した後は、プランジャチップ３８とドッキ
ングフレーム２２を下降させ、図９に示す鎖線位置に傾
転するとともに、金型１１、１２を開いてキャビティ１
１ａ、１２ａ内の鋳造品を取出し１サイクルを完了す
る。製品とビスケット８１は後工程で切断分離する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る第１の発明では、上戸状の容器の下端
部に竪型射出スリーブ間で環状の隙間を有する酸化物除
去板と前記酸化物除去板の中央部に位置し前記酸化物除
去板より小径の溶湯分散板を固着して射出スリーブと同
軸方向に上下動可能な酸化物除去装置を用い、前記射出
スリーブ内の適宜な高さに位置した状態で上戸状の容器
の上方より給湯し、途中スロート部を介して流下させる
とともに、溶湯の湯面上昇速度に併せて前記上戸状の容
器を上昇させ、給湯完了時に前記酸化物除去板と溶湯分
散板を湯面と交差するように位置させた後、湯面より露
出した部分に酸化物を捕捉して前記酸化物除去板および
溶湯分散板と一体的に取出すようにする。さらに、第２
の発明では、とりべから射出スリーブへ上戸状の容器を
介して給湯を行い溶湯中の酸化物を除去するようにした
酸化物除去装置であって、前記上戸状の容器の下部を細
径部を有したスロート部から末広がり状のベルマウス部
に構成し、前記ベルマウス部の最下端にドーナツ状の酸
化物除去板を設け、前記スロート部の中央部に環状隙間
を有した固定軸を同軸的に配設し、前記固定軸の下部に
前記酸化物除去板間に環状隙間を有した溶湯分散板を設
けたことにより、溶湯金属中への外気および酸化物の巻
込みが防止できるため、従来の鋳造製品に比べきわめて
品質の優れた鋳造製品が得られる。また、ビスケット部
に金網が埋設されないため鋳造余剰材（ビスケット）を
有効に利用することができ、歩留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る酸化物除去装置と射出ス
リーブの相対状態を示す概要図である。

【図２】射出スリーブへの給湯前の状態を示す給湯部の
断面図である。

【図３】射出スリーブへの給湯状態を示す説明図であ
る。

【図４】射出スリーブ内の酸化物の除去方法を説明する
図である。

【図５】射出スリーブ内で除去した酸化物を処理する説
明図である。

【図６】上戸状の容器の縦断面図である。

【図７】図６のＡ〜Ａからみた断面図である。

【図８】竪鋳込式ダイカストマシンの正面図である。

【図９】竪型射出装置の縦断面図である。

【図１０】従来のビスケットの正面図である。

【符号の説明】

３ 固定プラテン ４ エンドプラテン ５ タイロッド １０ トッグル機構 １１ 固定金型 １２ 可動金型 １１ａ、１２ａ キャビティ １３ 射出装置 １５ ビスケット部 ２０ 射出シリンダ ２２ ドッキングフレーム ２４ 射出スリーブ ３２ ドッキングラム ３８ プランジャチップ ４０ プランジャ ４４ 傾転シリンダ ５８ 固定スリーブ ６０ 酸化物除去装置 ６２ 上戸状の容器 ６４ 酸化物除去板 ６５ 貯留部 ６６ スロート部 ６７ ベルマウス部 ６８ とりべ ６９ 溶湯 ７０ 圧縮エア ７２ 酸化物 ７３ 隙間 ７４ 溶湯分散板 ７５ 固定軸 ７７ スロート部の隙間 ７８ 溶湯分散板の隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上戸状の容器の下端部に竪型射出スリー
   ブ間で環状の隙間を有する酸化物除去板と前記酸化物除
   去板の中央部に位置し前記酸化物除去板より小径の溶湯
   分散板を固着して射出スリーブと同軸方向に上下動可能
   な酸化物除去装置を用い、前記射出スリーブ内の適宜な
   高さに位置した状態で上戸状の容器の上方より給湯し、
   途中スロート部を介して流下させるとともに、溶湯の湯
   面上昇速度に併せて前記上戸状の容器を上昇させ、給湯
   完了時に前記酸化物除去板と溶湯分散板を湯面と交差す
   るように位置させた後、湯面より露出した部分に酸化物
   を捕捉して前記酸化物除去板および溶湯分散板と一体的
   に取出すようにしたことを特徴とするダイカストの給湯
   方法。
2. 【請求項２】 とりべから射出スリーブへ上戸状の容器
   を介して給湯を行い溶湯中の酸化物を除去するようにし
   た酸化物除去装置であって、前記上戸状の容器の下部を
   細径部を有したスロート部から末広がり状のベルマウス
   部に構成し、前記ベルマウス部の最下端にドーナツ状の
   酸化物除去板を設け、前記スロート部の中央部に環状隙
   間を有した固定軸を同軸的に配設し、前記固定軸の下部
   に前記酸化物除去板間に環状隙間を有した溶湯分散板を
   設けたことを特徴とする酸化物除去装置。