(57)【要約】【課題】減圧バルブの高温化と潤滑剤の発火を抑制する。【解決手段】ダイカスト鋳造装置１は、型１１と、スリーブ本体２１ａと、スリーブ本体２１ａに溶湯を供給する給湯口２１ｂと、を有するスリーブ２１と、スリーブ本体２１ａ内で溶湯の押し出しを行うプランジャーチップ２２と、を有する射出部１２と、型１１の下流に配置された減圧バルブ３１と、減圧バルブ３１を通過するエアを冷却する第１の冷却部３２と、を有する減圧部１３と、減圧部１３の下流でエアと潤滑剤が流入する潤滑剤回収容器４１と、潤滑剤をトラップするトラップ部４２と、潤滑剤を冷却する第２の冷却部４３と、を有する潤滑剤回収部１４と、を備え、スリーブ２１は、給湯口２１ｂより型１１側にスリーブ本体２１ａに加熱用エアの導入できるエア導入口２１ｃを有し、プランジャーチップ２２により給湯口２１ｂが閉塞された状態で、エア導入口２１ｃから加熱用エアを導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスリーブ本体と、前記スリーブ本体の壁面に設けられ前記スリーブ本体内に溶湯を供給可能である給湯口と、を有するスリーブと、前記スリーブ本体内に設けられ前記スリーブ本体内に供給された溶湯を押し出す動作を行うプランジャーチップと、を有する射出部と、
前記射出部の先端に接続され、キャビティを形成する一対の型と、
前記型の下流側に配置された減圧バルブと、前記型から排出され前記減圧バルブを通過するエアを冷却する第１の冷却部と、を有する減圧部と、
前記減圧部の下流に配置され、前記エアとともに前記エアによって溶融や気化した潤滑剤が流入する潤滑剤回収容器と、前記潤滑剤回収容器内において前記潤滑剤をトラップするトラップ部と、前記潤滑剤回収容器内の前記潤滑剤を冷却して凝固させる第２の冷却部と、を有する潤滑剤回収部と、を備え、
前記スリーブは、
前記スリーブ本体の前記壁面において前記給湯口より前記型側に設けられているとともに、外部から前記スリーブ本体内に加熱用エアの導入が可能であるエア導入口を有し、
前記プランジャーチップの動作により前記給湯口が閉塞された状態で、前記エア導入口から前記スリーブ本体内に前記加熱用エアを導入することにより、前記型の予熱を行う、
ダイカスト鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００７−００７６８１号公報がある。この公報に記載されたダイカストの鋳造金型の予熱方法では、スリーブの給湯口下流に加熱用エアの吹き込み口が設けられており、鋳造金型装置を予熱する場合には、スリーブ内のプランジャーチップを前進させて給湯口を塞いだ状態で、加熱用エアを吹き込む。吹き込まれた加熱用エアは、エアベントから放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−００７６８１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、前述した従来の予熱方法のように、型内部の冷却孔に蒸気を流して加熱する場合、温度のバランスが悪くなり品質が悪化することや、冷却孔の錆びが発生すること、あるは、射出部である射出スリーブに冷却回路を設けられずに予熱ができないこと等の問題が有る。また、ダイカスト鋳造装置において固形チップ潤滑剤を用いる際に、スリーブ内で溶融するはずの潤滑剤が溶融せずに射出スリーブから射出されることや、連続鋳込み中に減圧によりチップ潤滑剤蒸気が減圧ラインに入り、再度固形化することで、配管やバルブ類を閉塞させてしまう場合がある。
【０００５】
また、鋳造装置のキャビティ下流側に高圧鋳造時にキャビティ内を減圧するための減圧バルブが設けられている状態で、熱風による予熱を行う場合、減圧バルブが設けられた箇所では流路が絞られているため圧力損失が大きく、熱風のリークが発生することがある。ここで漏れ出た熱風によって、設備に付着した固形チップ潤滑剤が発火することや、熱風出口近傍の減圧バルブの作動油が発火点に達するおそれがある。また、減圧バルブ周辺に施されているシールが破損することや、減圧バルブ下流に設けられている配管やバルブが高熱のエアにより破損するおそれがある。
本発明は、ダイカストの金型及び射出系を鋳込み開始から連続鋳込み中に近い型温に加熱するとともに、設備の故障を抑制するダイカスト鋳造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるダイカスト鋳造装置は、筒状のスリーブ本体と、前記スリーブ本体の壁面に設けられ前記スリーブ本体内に溶湯を供給可能である給湯口と、を有するスリーブと、前記スリーブ本体内に設けられ前記スリーブ本体内に供給された溶湯を押し出す動作を行うプランジャーチップと、を有する射出部と、前記射出部の先端に接続され、キャビティを形成する一対の型と、前記型の下流側に配置された減圧バルブと、前記型から排出され前記減圧バルブを通過するエアを冷却する第１の冷却部と、を有する減圧部と、前記減圧部の下流に配置され、前記エアとともに前記エアによって溶融や気化した潤滑剤が流入する潤滑剤回収容器と、前記潤滑剤回収容器内において前記潤滑剤をトラップするトラップ部と、前記潤滑剤回収容器内の前記潤滑剤を冷却して凝固させる第２の冷却部と、を有する潤滑剤回収部と、を備え、前記スリーブは、前記スリーブ本体の前記壁面において前記給湯口より前記型側に設けられているとともに、外部から前記スリーブ本体内に加熱用エアの導入が可能であるエア導入口を有し、前記プランジャーチップの動作により前記給湯口が閉塞された状態で、前記エア導入口から前記スリーブ本体内に前記加熱用エアを導入することにより、前記型の予熱を行う。
これにより、予熱時の高温のエアが減圧バルブを通過する際に冷却部の動作により減圧バルブが高温化することを抑制するとともに、高温のエアにより溶融した潤滑剤を冷却部の動作により冷却して再凝固させトラップして回収することで、潤滑剤の発火を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、ダイカストの金型及び射出系を鋳込み開始から連続鋳込み中に近い型温に加熱するとともに、設備の故障を抑制するダイカスト鋳造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ダイカスト鋳造装置の構成を示す模式図である。
【図２】溶湯をスリーブ本体内に供給した状態の射出部の断面の模式図である。
【図３】減圧部に配置される可動側の入子に設けられた第１の冷却部を示す図である。
【図４】潤滑剤回収部の内部を模式的に示す図である。
【図５】ダイカスト鋳造装置の予熱の動作の一例を示す図である。
【図６】配管内の潤滑剤が溶融し気化して排出される状態を示す配管断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、ダイカスト鋳造装置１は、型１１と、溶湯を型１１に挿入可能であるように型１１に接続された射出部１２と、型１１に接続されており型１１の下流に設けられた減圧部１３と、減圧部１３の下流に設けられた潤滑剤回収部１４と、を備える。
【００１０】
型１１は、典型的には一対である第１の型と第２の型から構成され、第１の型と第２の型が閉じた状態において、溶湯が注湯されるキャビティが形成された状態となる。例えば、ダイカスト鋳造装置１の予熱を行う際には、後述する絞りバルブ５１が絞られた状態とすることで、型１１内の圧力を高めた状態とする。これにより、型１１からエアが排出されにくく、かつ型１１からエアを圧送することができる。また、型１１内の圧力が上がることでエア密度が増加し、単位体積あたりの熱量が増加する。さらに、エアからの型１１への熱の伝達が行われる際のエアの温度低下を抑制できる。また、エアと型１１の温度差が大きい状態が保持されやすくなり、熱伝達が促進され、短時間で型１１の温度を上昇させることができる。
【００１１】
なお鋳込みを行う際には、絞りバルブ５１を開いた状態とすることで、型１１から下流に向けてエアが流れやすい状態とすることができる。すなわち、絞りバルブ５１を全開とすることで、型１１内の減圧にかかる時間を短くすることができる。
【００１２】
射出部１２は、筒状のスリーブ本体２１ａを有するスリーブ２１と、スリーブ本体２１ａ内に配置されたプランジャーチップ２２と、を備える。また例えば、スリーブ２１には潤滑剤が用いられている。
【００１３】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、射出部１２の断面の模式図である。スリーブ２１は、筒状であるスリーブ本体２１ａと、スリーブ本体２１ａの壁面に設けられた給湯口２１ｂと、スリーブ本体２１ａの壁面に設けられたエア導入口２１ｃと、を備える。
【００１４】
スリーブ本体２１ａは、水平方向に延在するように設けられた略円柱状であるものとして説明する。なお、スリーブ本体２１ａにおいて、型１１に近い方向を前方とする。スリーブ本体２１ａの前方側の先端部は、型１１と接続されている。これにより、スリーブ本体２１ａ内に供給されている溶湯は、プランジャーチップ２２が前方に移動し、溶湯を型１１に向けて押し込むことで、型１１内に挿入される。なお溶湯には、アルミ溶湯を用いることができる。
【００１５】
スリーブ本体２１ａの壁面を貫通するように、給湯口２１ｂと、エア導入口２１ｃが、それぞれ形成されている。例えば、給湯口２１ｂと、エア導入口２１ｃはそれぞれ、水平方向に中心軸を有する略円柱状のスリーブ本体２１ａにおいて、上方側の壁面を貫通するように設けられている。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、スリーブ本体２１ａ内には、プランジャーチップ２２が給湯口２１ｂの位置より後方に配置されている状態で、給湯口２１ｂを介して溶湯が供給される。
【００１７】
ここで、プランジャーチップ２２は、筒状であるスリーブ本体２１ａの中空の径と略同径の円柱状であり、スリーブ本体２１ａ内で動作する。なお注湯時において、図２（ａ）に示すように、プランジャーチップ２２を前方に押し込む前の状態では、プランジャーチップ２２の前方側の端部は、給湯口２１ｂの後方側の端部より後方に配置されており、図２（ｂ）に示すように、プランジャーチップ２２を前方に押し込んだ状態では、プランジャーチップ２２の後方側の端部が給湯口２１ｂの前方側の端部より前方に配置される。
【００１８】
ここで、プランジャーチップ２２を前方に押し込んだ状態とは、図２（ａ）に示すようにプランジャーチップ２２を前方に押し込む前にスリーブ本体２１ａ内に所定の量の溶湯を給湯した状態でプランジャーチップ２２を前方に移動させ、図２（ｃ）に示すように溶湯の面が推移して、図２（ｂ）に示すように溶湯がスリーブ本体２１ａの上面に到達した状態であるものとする。
【００１９】
エア導入口２１ｃは、プランジャーチップ２２を前方に押し込んだ状態におけるプランジャーチップ２２の前方側の端部と、給湯口２１ｂの前方側の端部との間に形成されている。スリーブ２１では、スリーブ本体２１ａの外部からエア導入口２１ｃを介して、スリーブ本体２１ａ内に、加熱用エアを導入することができる。
【００２０】
なお図２（ａ）に示すように、エア導入口２１ｃは、エアの供給を行う配管などを接続しやすくするために、スリーブ本体２１ａの上方に突出した円筒状に形成されていてもよい。
【００２１】
ここで、スリーブ本体２１ａ内において、プランジャーチップ２２の前方側の空間と、プランジャーチップ２２の後方側の空間を分断された状態とすることができる。さらに、スリーブ本体２１ａにおいて、エア導入口２１ｃから供給された加熱用エアが給湯口２１ｂから吹き出さないように、プランジャーチップ２２を用いて給湯口２１ｂを閉塞した状態にすることができる。
【００２２】
なおエア導入口２１ｃは、エアをスリーブ本体２１ａ内に供給するためだけに用いるものであってもよく、スリーブ本体２１ａの減圧流路として用いることが可能であってもよい。
【００２３】
減圧部１３は、型１１の下流側に設けられている。減圧部１３には、型１１に供給されたエアが減圧部１３に流れてきた場合に、エアの通過状態を調整できる減圧バルブ３１と、このエアを冷却する第１の冷却部３２と、を備える。
【００２４】
例えば減圧バルブ３１は、型１１の下流に接続されたパイプ等の流路に設けられている。減圧バルブ３１は、入子によって周囲を囲まれて配置されているものとして説明する。この減圧バルブ３１には、型１１から排出される高温のエアとともに、例えば射出部１２等に用いられていた潤滑剤であって、熱によって溶融や気化した潤滑剤が流れる。または、型１１の表面に塗布された離型剤が流れる。
【００２５】
減圧バルブ３１は、バルブの開閉状態を変更することによって、型１１内部でかかるエア圧力の状態を変更できることとしてもよい。言い換えると、減圧バルブ３１の状態を変更することで、潤滑剤が減圧バルブ３１内や減圧バルブ３１に接続された配管内で留まらないように、エアの流量を調整可能であるものとしてもよい。
【００２６】
第１の冷却部３２は、例えば減圧バルブ３１を囲う入子の内部に形成されている冷却孔である。ここで、減圧バルブ３１を囲う入子は、減圧バルブ３１に対して固定された固定側と、この固定側に対して移動可能である可動側との組み合わせにより形成されている。図３は、可動側の入子に設けられた第１の冷却部の一例を示した図である。
【００２７】
第１の冷却部３２では、冷却孔の内部に冷却媒体を流すことによって、減圧バルブ３１を流れるエアおよび潤滑剤、離型剤の冷却を実行できる。これにより、減圧バルブ３１に用いられているシールを熱から保護することや、潤滑剤として用いられる作動油の発火を防止できる。
【００２８】
また例えば第１の冷却部３２では、ダイカスト鋳造装置１の動作が、予熱中であるか、鋳込み中であるかに応じて、冷却媒体を選択して冷却孔に流すことができる。冷却媒体には、水、油、エアなどを選択して用いることができるが、これらに限られない。
【００２９】
典型的には、第１の冷却部３２では、減圧バルブ３１を通過する際のエアの温度が、潤滑剤として用いられる作動油の発火点である（例えば約１８０℃〜２４０℃）と、シールの耐熱温度（例えば約１５０℃）のうちの低い方（約１５０℃）よりさらに低い温度であって、かつ、潤滑剤の融点（例えば約８０℃）より高い温度となるように、エアを冷却する。エアをこのような温度にすることにより、減圧部１３では、潤滑剤が減圧バルブ３１を通過する際に凝固した状態にはならず、かつ、減圧バルブ３１に施されているシールへの影響を抑制することができる。
【００３０】
潤滑剤回収部１４は、減圧部１３の下流に設けられている。すなわち、型１１から排出されたエア、潤滑剤及び潤滑剤は、減圧部１３を通過して潤滑剤回収部１４に到達する。
【００３１】
図４に示すように、潤滑剤回収部１４は、潤滑剤回収容器４１と、潤滑剤回収容器４１内に設けられたトラップ部４２と、潤滑剤回収容器４１を囲むように配置された第２の冷却部４３と、を備える。
【００３２】
潤滑剤回収容器４１は、例えば縦長の直方体の箱状である。潤滑剤回収容器４１内の上下方向における中央付近には、トラップ部４２が設けられている。ここでトラップ部４２は、潤滑剤回収容器４１内を上下に仕切るフィルタを有する。
【００３３】
第２の冷却部４３は、潤滑剤回収容器４１を外側から冷却する。これにより、第２の冷却部４３は、減圧バルブ３１を通過して潤滑剤回収容器４１に供給されるエアと潤滑剤の冷却を行う。第２の冷却部４３には、熱交換器などを用いることができる。
【００３４】
なお、潤滑剤回収容器４１内の下部に対して、減圧部１３からのエア及び潤滑剤が供給される。トラップ部４２のフィルタでは、気化されている潤滑剤のトラップを行う。トラップ部４２においてトラップされる潤滑剤は、第２の冷却部４３による冷却によって、凝固する。
【００３５】
なお、トラップ部４２で凝固した潤滑剤は、落下して潤滑剤回収容器４１内の下部に蓄積される。そのため典型的には、潤滑剤回収容器４１内の下部に蓄積された潤滑剤を除去する清掃は、定期的に実行する。
【００３６】
なお潤滑剤回収部１４には、潤滑剤と同様に、型１１の表面に塗布されていた離型剤の一部が流入する。この離型剤は、第２の冷却部４３の動作により冷却され、潤滑剤回収容器４１内の下部に蓄積され、回収される。
【００３７】
また、潤滑剤回収容器４１内において、トラップ部４２潤滑剤が除去されたエアは、潤滑剤回収容器４１の上部に接続された配管から、図示しない減圧タンクや、ポンプ、バルブスタンドに排出される。
【００３８】
絞りバルブ５１は、減圧部１３と、潤滑剤回収部１４と、を接続するパイプ等の流路に設けられている。典型的には、絞りバルブ５１は、型１１の予熱を行う際には絞り状態としてエアの通過を抑制するとともに、予熱後にはバルブを開いた状態とすることで、エアが型１１から減圧部１３や潤滑剤回収部１４に向けて送出可能である状態とする。すなわち、絞りバルブ５１を絞り状態とした状態で、射出部１２に加熱用エアを供給することにより、型１１及び射出部１２を、高温高圧の状態にすることができる。なお、絞りバルブ５１が設けられている箇所は、減圧部１３と潤滑剤回収部１４の間に限られない。
【００３９】
ここで図５を参照して、ダイカスト鋳造装置１の予熱を行う動作の一例を説明する。
【００４０】
射出部１２において、プランジャーチップ２２をスリーブ本体２１ａ内で移動させ、プランジャーチップ２２によって給湯口２１ｂが閉塞された状態とする（Ｓ１）。
【００４１】
エア導入口２１ｃから加熱用エアをスリーブ本体２１ａ内に供給する（Ｓ２）。このとき、給湯口２１ｂは閉塞された状態であり、すなわち、給湯口２１ｂからエアが抜けない状態である。したがって、エア導入口２１ｃからスリーブ本体２１ａ内に供給されたエアは、型１１に挿入される。
【００４２】
型１１では、射出部１２のスリーブ本体２１ａから供給された加熱用エアによって、予熱が行われる（Ｓ３）。このとき絞りバルブ５１は絞られ、閉塞された状態であって、型１１には高圧の状態でエアが留まる状態とすることで、熱容量が増加し、型１１の予熱時間を短縮できる。
【００４３】
型１１が十分に加熱された後に、絞りバルブ５１を開いた状態とし、減圧部１３にエアを排出する（Ｓ４）。すなわち、型１１を予熱した後の高温のエアが、型１１から減圧部１３に流れる。なおこのとき、例えば射出部１２で用いられている潤滑剤が、高温のエアによって溶融した状態で、エアとともに減圧部１３に向けて流れる場合がある。
【００４４】
減圧部１３では、第１の冷却部３２により、通過する高温のエアの冷却を行う（Ｓ５）。この冷却により、型１１から減圧部１３に流れるエアの温度が、所定の温度となるように低下する。このエアの所定の温度とは、潤滑剤の発火点または減圧バルブ３１に用いられたシールの耐熱温度のいずれか低い方よりさらに低く、かつ、潤滑剤の融点より高い温度である。
【００４５】
ここで減圧部１３を通過した高温のエアは、図６（ａ）に示すように、減圧部１３と潤滑剤回収部１４との間を繋ぐ配管内において固化している潤滑剤があるような場合に、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように潤滑剤を溶融させて気化させ、潤滑剤回収部１４に流すことができる。
【００４６】
潤滑剤回収部１４では、潤滑剤回収容器４１内にエアとともに流入した潤滑剤を、トラップ部４２でトラップするとともに、第２の冷却部４３の動作により冷却して凝固させる（Ｓ６）。これにより、潤滑剤回収容器４１の下部に凝固した潤滑剤が蓄積された状態となる。なお同様に、型１１に塗布されていた離型剤の一部が潤滑剤回収部１４に流入した場合についても、第２の冷却部４３の動作によりこの離型剤を冷却し、潤滑剤回収容器４１に蓄積させ、回収することが可能である。
【００４７】
このように減圧部１３では、高温のエアが減圧バルブ３１を通過する際、第１の冷却部３２による冷却によって潤滑剤が凝固しない程度にエアの温度を下げるとともに、減圧バルブ３１に施されているシールに対して、高熱のエアにより破損等が発生することを抑制できる。
【００４８】
さらに、高温のエアによって溶融した潤滑剤は、潤滑剤回収部１４においてトラップ部４２においてトラップされ、第２の冷却部４３によって冷却されることによって凝固し、回収される。このとき、減圧部１３から潤滑剤回収部１４まで流れるエアは、潤滑剤の発火点より低い温度で潤滑剤を溶融状態や気化状態にしており、その後、潤滑剤回収部１４において潤滑剤を冷却して凝固させて回収するため、ダイカスト鋳造装置１において潤滑剤が発火することを抑制できる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００５０】
例えば、減圧バルブ３１を囲う入子に第１の冷却部３２を設けるものとして説明したが、さらにこの入子を囲うように第２の入子を設けておき、この第２の入子から冷却を行うことで、間接的に減圧バルブ３１及び減圧バルブ３１を流れる流体を冷却することとしてもよい。
【００５１】
また例えば、絞りバルブ５１は絞り状態を変更することでエア等の流量等を変更するものとして説明したが、流路抵抗の異なる２系列の流路をあらかじめ形成しておき、流路を切り替えることによって、エア等が流れる状態を変更するものであってもよい。
【００５２】
絞りバルブ５１は、排気を閉塞させず隙間を持たせた状態として温度が低下したエアを排出するとともに、エア導入口２１ｃから高温の新しいエアを供給することで、型１１内のエアを高温に保つことも可能である。もしくは、時間や内部温度に応じて絞りバルブ５１の動作を制御し、定期的にエアを入れ替えることで、型１１内のエアを高温に保つことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１            ダイカスト鋳造装置
１１            型
１２            射出部
１３            減圧部
１４            潤滑剤回収部
２１            スリーブ
２１ａ            スリーブ本体
２１ｂ            給湯口
２１ｃ            エア導入口
２２            プランジャーチップ
３１            減圧バルブ
３２            第１の冷却部
４１            潤滑剤回収容器
４２            トラップ部
４３            第２の冷却部
５１            絞りバルブ
【図１】
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【図２】
2020163451.tif 000004
【図３】
2020163451.tif 000005
【図４】
2020163451.tif 000006
【図５】
2020163451.tif 000007
【図６】
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