(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した金属が供給されるプランジャスリーブと、
前記プランジャスリーブ内を摺動するプランジャチップと、
前記プランジャチップに機械的接続なく当接するプランジャロッドと、
を具備し、
前記プランジャチップにおけるプランジャロッドの当接面には凹部が形成され、
前記凹部の径は、前記プランジャロッドにおけるプランジャチップとの当接側端部の径よりも大きく、
前記プランジャロッドは、前記凹部に機械的接続なく当接する、
ダイカストマシンの射出プランジャ構造。
【請求項２】
溶融した金属が供給されるプランジャスリーブと、
前記プランジャスリーブ内を摺動するプランジャチップと、
前記プランジャチップに機械的接続なく当接するプランジャロッドと、
を具備するダイカストマシンの射出プランジャ構造を用いて、溶融した金属を金型のキャビティ内に射出する、
ダイカストマシンの射出方法であって、
前記プランジャチップにおけるプランジャロッドの当接面には凹部が形成され、
前記凹部の径は、前記プランジャロッドにおけるプランジャチップとの当接側端部の径よりも大きく、
前記プランジャロッドを前記凹部に機械的接続なく当接させて、
前記プランジャロッドによって前記プランジャチップを押圧することで該プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で前進させて溶融した金属を前記金型のキャビティ内に射出し、
射出完了した後に前記金型を開放し、
前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて、前記プランジャチップを回収し、
前記プランジャスリーブ内の射出後進限側にて、回収した前記プランジャチップを装填する、
ダイカストマシンの射出方法。
【請求項３】
前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて前記プランジャチップを回収した後、回収したプランジャチップの良否判定を行い、
回収したプランジャチップが良品であれば、当該プランジャチップをプランジャスリーブ内の射出後進限側に装填する、
請求項２に記載のダイカストマシンの射出方法。
【請求項４】
前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて前記プランジャチップを回収した後、回収したプランジャチップの外周に潤滑剤を塗布する、
請求項２に記載のダイカストマシンの射出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融した金属を金型のキャビティ内に射出するダイカストマシンの射出プランジャ構造および射出方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融した金属をダイカストマシンによって金型に圧入する金型鋳造設備としてのダイカストマシンの技術は公知である。ダイカストマシンは、プランジャロッドによってプランジャチップを押圧し、このプランジャチップをプランジャスリーブ内で前進させて溶融した金属を金型のキャビティ内に射出する射出プランジャ構造を具備している。例えば、特許文献１は、ダイカストマシンの射出プランジャ構造を開示している。
【０００３】
プランジャチップ外周は、プランジャスリーブとの摺動部であるため、使用によって摩耗する。しかし、プランジャチップはプランジャスリーブに常時嵌合しているため、プランジャチップ外周の寸法管理は困難である。また、プランジャチップの交換は、ダイカストマシンの停止、ダイカストマシンから金型の取り外し、工具によるプランジャチップの脱着ならびに射出前進および射出後進の操作、ダイカストマシンへ金型の取り付けおよびダイカストマシンの再起動、が必要であって容易にできる作業ではない。そのため、プランジャチップ外周の摩耗は、バリ差し等の異常が発生してから初めて認知することが多く、常時、寸法公差内の外周のプランジャチップを使用することは困難である。
【０００４】
また、プランジャチップ外周とプランジャスリーブ内周との間には潤滑剤が必要である。しかし、プランジャチップはプランジャスリーブに常時嵌合しているため、プランジャチップの後進ストロークエンド側のブランジャスリーブ内周に溝を設け、プランジャスリーブ上部から潤滑剤を滴下している。このような手段では、潤滑剤塗布は成り行き任せであって、適切な潤滑剤量の管理ができておらず、かつ、プランジャチップ周方向への潤滑剤の確実な塗布が保証できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−２９７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題は、常時、寸法公差内の外周のプランジャチップを使用でき、適正量の潤滑剤をプランジャチップ外周に塗布できるダイカストマシンの射出プランジャ構造および射出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、溶融した金属が供給されるプランジャスリーブと、前記プランジャスリーブ内を摺動するプランジャチップと、前記プランジャチップに機械的接続なく当接するプランジャロッドと、を具備し、前記プランジャチップにおけるプランジャロッドの当接面には凹部が形成され、前記凹部の径は、前記プランジャロッドにおけるプランジャチップとの当接側端部の径よりも大きく、前記プランジャロッドは、前記凹部に機械的接続なく当接するものである。
【０００９】
請求項２においては、溶融した金属が供給されるプランジャスリーブと、前記プランジャスリーブ内を摺動するプランジャチップと、前記プランジャチップに機械的接続なく当接するプランジャロッドと、を具備するダイカストマシンの射出プランジャ構造を用いて、溶融した金属を金型のキャビティ内に射出する、ダイカストマシンの射出方法であって、前記プランジャチップにおけるプランジャロッドの当接面には凹部が形成され、前記凹部の径は、前記プランジャロッドにおけるプランジャチップとの当接側端部の径よりも大きく、前記プランジャロッドを前記凹部に機械的接続なく当接させて、前記プランジャロッドによって前記プランジャチップを押圧することで該プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で前進させて溶融した金属を前記金型のキャビティ内に射出し、射出完了した後に前記金型を開放し、前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて、前記プランジャチップを回収し、前記プランジャスリーブ内の射出後進限側にて、回収した前記プランジャチップを装填するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて前記プランジャチップを回収した後、回収したプランジャチップの良否判定を行い、回収したプランジャチップが良品であれば、当該プランジャチップをプランジャスリーブ内の射出後進限側に装填するものである。
【００１１】
請求項４においては、前記プランジャスリーブ内の射出前進限側にて前記プランジャチップを回収した後、回収したプランジャチップの外周に潤滑剤を塗布するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のダイカストマシンの射出プランジャ構造および射出方法によれば、常時、寸法公差内の外周のプランジャチップを使用でき、適正量の潤滑剤をプランジャチップ外周に塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係わるダイカストマシンのプランジャ構造の構成を示した模式図。
【図２】同じくプランジャチップとプランジャロッドの当接を示した側面図および背面図。
【図３】本発明の実施形態に係わるダイカストマシンの射出工程を示したフロー図。
【図４】同じく射出工程の一部の構成を示した模式図。
【図５】同じくプランジャチップ交換工程の一部の構成を示した模式図。
【図６】同じくプランジャチップ交換工程の一部の構成を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係わるダイカストマシンのプランジャ構造の構成を示した模式図、図２は同じくプランジャチップとプランジャロッドの当接を示した側面図および背面図、図３は本発明の実施形態に係わるダイカストマシンの射出工程を示したフロー図である。図４は同じく射出工程の一部の構成を示した模式図、図５は同じくプランジャチップ交換工程の一部の構成を示した模式図、図６は同じくプランジャチップ交換工程の一部の構成を示した模式図である。
【００１５】
図１を用いて、本発明の実施形態であるダイカストマシン１００のプランジャ構造５について説明する。なお、図１、図４乃至図６において、矢印Ａの方向にプランジャチップ２０はプランジャスリーブ３０内を摺動するものとし、矢印Ａが示す向きを前側、逆向きを後側とする。
ダイカストマシン１００は、可動金型３と、固定金型４と、プランジャ構造５と、湯道６と、キャビティ７と、を具備しており、溶融したアルミニウム等（以下、溶湯Ｙとする）を可動金型３および固定金型４によって形成されるキャビティ７に圧入する金型鋳造設備である。
【００１６】
キャビティ７は、ダイカストマシン１００に固定される固定金型４と、固定金型４に対して近接又は離間する方向へ移動する可動金型３との間に形成され、製品形状を構成する空間である。固定金型４は、プランジャ構造５を具備している。
【００１７】
プランジャ構造５は、プランジャロッド１０と、プランジャチップ２０と、プランジャスリーブ３０と、から構成されており、棒状のプランジャロッド１０によって円柱状のプランジャチップ２０を押圧することで、プランジャチップ２０を中空状のプランジャスリーブ３０内で前進させて溶湯Ｙをキャビティ７に射出する構造である。
【００１８】
プランジャスリーブ３０の上面には、固定金型４からプランジャスリーブ２０の摺動方向の後側に向かって、溶湯Ｙをプランジャスリーブ３０内に供給する給湯口３５と、プランジャチップ２０をプランジャスリーブ３０内に装填する装填口３６と、が形成されている。
【００１９】
プランジャチップ２０は、プランジャスリーブ３０内において、射出後進限３０Ｂから射出前進限３０Ａまでを前進する。「射出前進限３０Ａ」とは、プランジャスリーブ３０内においてプランジャチップ２０が摺動するときのプランジャチップ２０前面の前端位置であって、プランジャチップ２０がそれ以上前進できない位置を示す。また、「射出後進限３０Ｂ」とは、プランジャスリーブ３０内においてプランジャチップ２０が摺動するときのプランジャチップ２０前面の前端位置であって、プランジャチップ２０がそれ以上後進できない位置を示す。本実施形態では、射出後進限３０Ｂの位置と装填口３６の前端位置とは同じ位置とされている。
【００２０】
図２を用いて、本発明の実施形態であるプランジャロッド１０とプランジャチップ２０との当接について説明する。なお、図２において、（Ａ）はプランジャチップ２０の側面図を示しており、（Ｂ）はプランジャチップ２０の背面図を示している。
本発明のプランジャ構造５の特徴として、プランジャロッド１０とプランジャチップ２０とが機械的接続なく当接していることが挙げられる。「機械的接続」とは、ネジ等によって接続されていることであって、作業者が工具を用いてその接続を解除することができる接続であることを示す。すなわち、本発明のプランジャ構造５では、プランジャロッド１０とプランジャチップ２０とは、作業者が工具を用いることなく、その接続を解除できるものを全て含む。
【００２１】
本実施形態のプランジャチップ２０のプランジャロッド１０に押圧される後面の中央部には、プランジャチップ２０の径方向の断面視において凹状であって、かつ、プランジャチップ２０の摺動方向の断面視において円状に形成される凹部２０Ａを具備している。一方、プランジャロッド１０は、略半球体状に形成される先端部１０Ａを具備している。プランジャチップ２０の摺動方向の断面視において、凹部２０Ａの径は、プランジャロッド１０の先端部１０Ａの径よりも十分に大きい径とされている。
【００２２】
プランジャロッド１０の先端部１０Ａがプランジャチップ２０の凹部２０Ａの一部に当接する構成のみによって、プランジャロッド１０はプランジャチップ２０を押圧する。そのため、プランジャロッド１０はプランジャチップ２０を前進させることはできるが、プランジャロッド１０はプランジャチップ２０を後進させることはできない。つまり、プランジャロッド１０を前進移動することによってプランジャチップ２０が押圧されて前進するが、プランジャロッド１０を後進移動した場合には、プランジャロッド１０の先端部がプランジャチップ２０の凹部２０Ａから抜け出て、プランジャロッド１０とプランジャチップ２０とが離間し、プランジャチップ２０はその場に留まる。
【００２３】
また、プランジャ構造５では、プランジャチップ２０の摺動方向の断面視において、凹部２０Ａの径はプランジャロッド１０の径よりも十分に大きい径とされるため、プランジャチップ２０とプランジャロッド１０とは嵌合することなく、プランジャロッド１０の先端部１０Ａは、プランジャチップ２０の凹部２０Ａの一部に対して当接するのみの構成となる。つまり、プランジャロッド１０は先端部１０Ａをプランジャチップ２０の凹部２０Ａに当接させるとき、或いは、プランジャロッド１０は先端部１０Ａをプランジャチップ２０の凹部２０Ａに当接させて押圧するときには、先端部１０Ａの当接位置が凹部２０Ａ内でずれた場合であっても、プランジャロッド１０はプランジャチップ２０を押圧できる。
【００２４】
このような構成とすることで、プランジャロッド１０によってプランジャチップ２０を押圧するときには、プランジャチップ２０中心、すなわち、必ずしもプランジャスリーブ３０の摺動方向の中心軸に沿って、プランジャロッド１０を押圧する必要はない。言い換えれば、凹部２０Ａにおいてプランジャチップ２０の中心からずれた部分をプランジャロッド１０の先端部１０Ａで押圧した場合であっても、プランジャスリーブ３０内においてプランジャチップ２０を押圧できる。また、プランジャロッド１０の押圧方向がプランジャスリーブ３０の摺動方向の中心軸からずれた場合であっても、プランジャスリーブ３０内においてプランジャチップ２０を押圧できる。
【００２５】
図３を用いて、本発明の実施形態であるダイカストマシン１００の射出工程Ｓ１００について説明する。
ダイカストマシンの射出工程Ｓ１００は、上述したダイカストマシン１００を用いて、溶湯Ｙを可動金型３および固定金型４によって形成されるキャビティ７に圧入する工程である。
【００２６】
射出工程Ｓ１００は、注湯工程Ｓ１１０と、射出前進工程Ｓ１２０と、可動金型開き工程Ｓ１３０と、プランジャチップ交換工程Ｓ２００と、を具備している。なお、注湯工程Ｓ１１０、射出前進工程Ｓ１２０、および可動金型開き工程Ｓ１３０は従来から存在する工程であって、プランジャチップ交換工程Ｓ２００は本発明の特徴となる工程である。
【００２７】
プランジャチップ交換工程Ｓ２００は、プランジャチップ突き出し工程Ｓ２１０と、プランジャチップ回収工程Ｓ２２０と、プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０と、プランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０と、潤滑剤塗布工程Ｓ２５０と、プランジャチップ供給工程Ｓ２６０と、プランジャチップ装填工程２７０と、を具備している。以下、各工程について説明する。
【００２８】
図４を用いて、注湯工程Ｓ１１０、射出前進工程Ｓ１２０および可動金型開き工程Ｓ１３０について説明する。
注湯工程Ｓ１１０は、プランジャスリーブ３０の給湯口３５に溶湯Ｙを供給する工程である。給湯口３５より供給された溶湯Ｙは、プランジャスリーブ３０内において、可動金型３と、プランジャチップ２０との間に形成される空間に滞留する。このとき、プランジャチップ２０は、給湯口３５より後側に位置されている。
【００２９】
射出前進工程Ｓ１２０は、プランジャスリーブ３０内において、プランジャロッド１０によってプランジャチップ２０を押圧し、プランジャチップ２０を前進させる工程である。プランジャチップ２０を前進させることで、溶湯Ｙはキャビティ７内に射出される。このとき、プランジャロッド１０の先端部１０Ａがプランジャチップ２０の凹部２０Ａの一部に当接している構成のみによって、プランジャロッド１０は、プランジャチップ２０を押圧する。
【００３０】
可動金型開き工程Ｓ１３０は、溶湯Ｙがキャビティ７内において凝固して鋳物Ｙ´となってから、可動金型３を開いてキャビティ７を開放する工程である。このとき、鋳物Ｙ´は、可動金型３に抱かれて固定金型４およびプランジャ構造５から離間する。
【００３１】
図５を用いて、プランジャチップ突き出し工程Ｓ２１０、プランジャチップ回収工程Ｓ２２０およびプランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０について説明する。
プランジャチップ突き出し工程Ｓ２１０は、キャビティ７を開放した状態で、可動金型３から鋳物Ｙ´を取り出し、プランジャ構造５においてプランジャチップ２０を前進方向へ突き出す工程である。このとき、プランジャチップ２０は、プランジャロッド１０によって押圧され、プランジャスリーブ３０内において射出前進限３０Ａまで突き出される。
【００３２】
プランジャチップ回収工程Ｓ２２０は、作業者によってプランジャチップ２０をプランジャ構造５から回収する工程である。このとき、プランジャチップ２０とプランジャロッド１０とは機械的接続なく当接しているため、作業者は、工具などを用いることなく、射出前進限３０Ａまで突き出されたプランジャチップ２０を前進方向へ引き抜くだけで、容易にプランジャチップ２０をプランジャロッド１０から取り外すことができる。また、同様の作業を装置によって自動的に行う構成でも、プランジャチップ２０をプランジャロッド１０から取り外すことができる。
【００３３】
プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０は、プランジャスリーブ３０内を摺動して溶湯Ｙを射出したプランジャチップ２０、すなわち、プランジャチップ回収工程Ｓ２２０にて回収したプランジャチップ２０の寸法を確認する工程である。ここで、プランジャチップ２０の寸法を確認するとは、プランジャチップ２０の外周長さ又は外径が寸法公差以内であるかどうかの確認を行う、すなわち、回収したプランジャチップ２０の良否判定を行うことである。本実施形態では、レーザー計測装置７０によって、プランジャチップ２０の外径が寸法公差以内であるかどうかの確認を行う。
【００３４】
図６を用いて、プランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０、潤滑剤塗布工程Ｓ２５０、プランジャチップ供給工程Ｓ２６０およびプランジャチップ装填工程Ｓ２７０について説明する。
プランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０は、プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０においてプランジャチップ２０の外径が寸法公差以内であれば、すなわち、回収したプランジャチップ２０が良品であれば、そのプランジャチップ２０を再度使用するものとして、ダイカストマシン１００内またはダイカストマシン１００の外部に設けた第一保管部５１に保管する工程である。また、プランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０は、プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０においてプランジャチップ２０の外径が寸法公差以内でなければ、そのプランジャチップ２０は不良品として射出工程Ｓ１００から排出し、新品のプランジャチップ２０を第一保管部５１に補給する工程である。
【００３５】
潤滑剤塗布工程Ｓ２５０は、プランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０において、第一保管部５１に保管された寸法公差内のプランジャチップ２０、或いは、新品のプランジャチップ２０の外周に潤滑剤を塗布する工程である。本実施形態の潤滑剤塗布工程Ｓ２５０では、作業者によってプランジャチップ２０の外周に潤滑剤が塗布され、余剰な潤滑剤は除去される。また、装置によって潤滑剤を自動的に塗布し、余剰な潤滑剤を自動的に除去する構成であっても良い。潤滑剤塗布工程Ｓ２５０において潤滑剤が塗布されたプランジャチップ２０は、ダイカストマシン１００内またはダイカストマシン１００の外部に設けた第二保管部５２に保管される。
【００３６】
プランジャチップ供給工程Ｓ２６０は、潤滑剤塗布工程Ｓ２５０において適正量の潤滑剤が塗布され第二保管部５２に保管されたプランジャチップ２０を射出後進限３０Ｂに供給する工程である。このとき、プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０から潤滑剤塗布工程Ｓ２５０までを経た複数のプランジャチップ２０を、第二保管部５２に保管しておき、順次、プランジャチップ供給工程Ｓ２６０に投入する構成としても良い。
【００３７】
プランジャチップ装填工程Ｓ２７０は、プランジャチップ供給工程Ｓ２６０において供給されたプランジャチップ２０に対しプランジャロッド１０を機械的接続なく当接する工程である。つまり、プランジャチップ装填工程Ｓ２７０においては、プランジャチップ供給工程Ｓ２６０において射出後進限３０Ｂに供給されたプランジャチップ２０の凹部２０Ａにプランジャロッド１０が当接される。プランジャチップ装填工程Ｓ２７０が終了すれば、再度、注湯工程Ｓ１１０に戻って次の射出工程の準備を行う。
【００３８】
なお、プランジャチップ突き出し工程Ｓ２１０からプランジャチップ装填工程２７０までのプランジャチップ交換工程Ｓ２００については、作業者が行うと説明した作業を機械によって行い、全ての工程を自動化する構成としても良い。
【００３９】
このような構成とすることで、以下の効果が得られる。
すなわち、本実施形態によれば、ショット（射出工程Ｓ１００）毎に、プランジャチップ寸法確認工程Ｓ２３０においてプランジャチップ２０の外周が寸法公差内であるかどうか確認し、プランジャチップ２０の外周が寸法公差内でなければプランジャチップ排出および補給工程Ｓ２４０においてプランジャチップ２０を新品に交換するので、常時、寸法公差内の外周のプランジャチップ２０を使用できる。
【００４０】
また、本実施形態によればショット（射出工程Ｓ１００）毎に、潤滑剤塗布工程Ｓ２５０においてプランジャチップ２０の外周に潤滑剤を塗布し、かつ、余剰な潤滑剤を除去するため、常時、適正量の潤滑剤をプランジャチップ２０外周に塗布できる。そのため、潤滑剤不足によるプランジャチップ２０の摺動不良（焼き付き、かじり等）、或いは、潤滑剤過多による鋳造品質への悪影響も確実に防止することができる。
【００４１】
さらに、プランジャチップ２０とプランジャロッド１０とは機械的な接続なく当接しているため、プランジャスリーブ３０が摺動方向に凹状に湾曲するように熱変形した場合であっても、プランジャチップ２０をプランジャスリーブ３０の変形に追従して摺動させることができる。そのため、かじりを抑制することができ、特別にプランジャチップフローティング機構を設ける必要がないため、簡易な構造でプランジャ構造を実現できる。なお、「かじり」とは、プランジャチップ２０とプランジャロッド１０とが固着された状態を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１０      プランジャロッド
１０Ａ    先端部
２０      プランジャチップ
２０Ａ    凹部
３０      プランジャスリーブ
Ｓ２２０  プランジャチップ回収工程
Ｓ２７０  プランジャチップ装填工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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