(57)【要約】【課題】ガス抜き通路断面積を大きくして射出時間の短縮化を図ることができる成形金型および成形装置を提供する。【解決手段】キャビティに直接開口させ溶湯の湯先凝固を可能としてなるエアーベントを設けている。前記エアーベントは、キャビティから延びる入口エアーベントと、前記入口エアーベントの出口側が接続され、前記入口エアーベントより面積の大きい拡幅された拡大エアーベントと、前記拡大エアーベントから延び、金型外の大気に開放される出口エアーベントとを備えている。前記入口エアーベント及び拡大エアーベントの厚さは略同等の厚さとされ、前記出口エアーベントは、前記拡大エアーベントに複数接続開口されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに直接開口させ溶湯の湯先凝固を可能としてなるエアーベントを設け、前記エアーベントは、キャビティから延びる入口エアーベントと、前記入口エアーベントの出口側が接続され、前記入口エアーベントより面積の大きい拡幅された拡大エアーベントと、前記拡大エアーベントから延び、金型外の大気に開放される出口エアーベントとを備えており、前記入口エアーベント及び拡大エアーベントの厚さは略同等の厚さとされ、前記出口エアーベントは、前記拡大エアーベントに複数接続開口されていることを特徴とする成形金型。
【請求項２】
請求項１記載の成形金型において、前記入口エアーベントは、複数設けられており、その通路は前記拡大エアーベントに対し相対的に狭幅とされていると共に長さを短くされていることを特徴とする成形金型。
【請求項３】
請求項１または２に記載の成形金型を有してなることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成形用金型および成形装置に係り、特に、ダイカスト装置に適用するのに好適な成形用金型および成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト装置は、固定型と移動型とを型合わせした後に、内部に形成されたキャビティ内に溶湯を射出し、キャビティ形状に倣った製品に成形するものである。射出装置から押出された溶湯は、ゲートからキャビティに充填されるが、キャビティ内部にガス（空気）が充満しているので、予めキャビティにはガス抜き通路を開口させており、キャビティへの溶湯充填により内部ガスをガス抜き通路に押出し、ガス抜き通路から大気に開放させている。通常、溶湯は、ガス抜き通路の途中に設けられた酸化物などの残渣の逃がし部分となるオーバーフローと称する湯溜への充填量を含んでいるために、キャビティ体積よりは容量を多く供給され、キャビティ内からガスを追い出すようにしている。
【０００３】
図４は従来のダイカスト装置の模式断面図を示している。ダイカスト装置１は、固定型２ａと可動型２ｂとからなる金型２を有している。そして、固定型２ａと可動型２ｂの合せ面に鋳型となるキャビティ３が形成されている。このキャビティ３には、溶湯射出装置４から押出された溶湯５をキャビティ３に導入するゲート６が接続開口されている。また、排気側通路８が、キャビティ３内の湯流れ方向に沿った下流側に開口形成されている。この排気側通路８は、射出に伴ってキャビティ３に充填された溶湯５の出口となってガス抜きを行なう。
【０００４】
ところで、排気側通路８には、図５〜６に示されているように、キャビティ３に充填されてきた溶湯５の酸化物などの残渣の逃がし部分としてのオーバーフロー（湯溜）８ａが設けられている。このオーバーフロー８ａとキャビティ３との間はオーバーフローゲート８ｂで接続され、さらに、オーバーフロー８ａには大気に通じるエアーベント（ガス抜き口）８ｃが接続開口されている。エアーベント８ｃは、隙間厚さが狭小（０．１ｍｍ前後）とされており、溶湯５はエアーベント中に入り込むが直ぐに冷却されて固化する。したがって、溶湯５は、キャビティ３に充満した後、オーバーフロー８ａに達するまで供給され、溶湯５によって押し出された内部ガスはエアーベント８ｃを経て大気に排気される。溶湯５は、隙間厚さが狭小（０．１ｍｍ前後）となっているエアーベント８ｃ部分で、いわゆる湯先凝固することにより、キャビティ３をシールする。これにより、キャビティ３内部を昇圧できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のダイカスト装置では、湯溜（オーバーフロー）が存在すると、キャビティ３への一次充填後、引き続いて湯溜（オーバーフロー）に溶湯が充填される、いわゆる二次充填現象を起こし、加圧時間の遅れから製品の品質低下を引き起こす問題があり、歩留まり低下や製造現場環境の悪化を招いてしまう欠点があった。また、湯溜（オーバーフロー）に接続されるオーバーフローゲート8bの厚さが、例えば、製品の最小部位の標準肉厚より小である場合にも、オーバーフローゲート8b及び湯溜（オーバーフロー）において二次充填現象を起こしていた。
【０００７】
また、エアーベント（ガス抜き口）はオーバーフローの先に設けていたので、数が制限され、ガス抜き断面積を大きくすることが困難であった。これにより、溶湯を短時間充填することが困難となっていた。
【０００８】
更に、ガスを巻き込む不良対策として、真空装置で強制排気することがあるが、設備・金型のコストアップや動作不良の原因となるばかりか、オーバーフローと同様に二次充填現象を引き起こし、製品の品質低下を来たしてしまう問題があった。
【０００９】
加えて、従来の約半分の時間で金型に溶湯を鋳込むことで、巻き込まれたガスを微細拡散させる短時間充填法が提案されているが、上述した二次充填現象が生じると、この微細拡散現象を起こすことができないという問題と、従来より短時間でガス抜き対応が必要という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、オーバーフローを無くし、加圧時間の遅れの原因となる二次充填現象の発生を極力抑制することができる成形金型およびダイカスト装置を提供することを目的とする。また、排気断面積を大きく確保し、成形品へのガスの巻き込みを防止できる成形金型及びダイカスト装置を提供することを目的とする。更に、ガス抜き断面積を大きくとることができ、これによって、溶湯を短時間充填することができるようにし、もって短時間充填による巻き込みガスを微細拡散させた成形品を製造することができる成形金型およびダイカスト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る成形金型は、キャビティに直接開口させ溶湯の湯先凝固を可能としてなるエアーベントを設け、前記エアーベントは、キャビティから延びる入口エアーベントと、前記入口エアーベントの出口側が接続され、前記入口エアーベントより面積の大きい拡幅された拡大エアーベントと、前記拡大エアーベントから延び、金型外の大気に開放される出口エアーベントとを備えており、前記入口エアーベント及び拡大エアーベントの厚さは略同等の厚さとされ、前記出口エアーベントは、前記拡大エアーベントに複数接続開口されていることを特徴とする。
【００１２】
前記入口エアーベントは、複数設けられており、その通路は前記拡大エアーベントに対し相対的に狭幅とされていると共に長さを短くされている構成とできる。
【００１３】
また、本発明に係る成形装置は、キャビティに直接開口させ溶湯の湯先凝固を可能としてなるエアーベントを設け、前記エアーベントは、キャビティから延びる入口エアーベントと、前記入口エアーベントの出口側が接続され、前記入口エアーベントより面積の大きい拡幅された拡大エアーベントと、前記拡大エアーベントから延び、金型外の大気に開放される出口エアーベントとを備えており、前記入口エアーベント及び拡大エアーベントの厚さは略同等の厚さとされ、前記出口エアーベントは、前記拡大エアーベントに複数接続開口されている金型を備えている。この場合も、前記入口エアーベントは、複数設けられており、その通路は前記拡大エアーベントに対し相対的に狭幅とされていると共に長さを短くされている構成とできる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、オーバーフローを無くし、直接エアーベントをキャビティに開口する構成を採用したので、キャビティに充填された溶湯は、エアーベント部分にて湯先凝固によって溶湯をシャットすることができるので、いわゆる二次充填現象を無くすことができ、充填時間の短縮とともに、品質向上を図ることができる効果をもたらす。すなわち、入口エアーベント及び拡大エアーベントの厚さは略同等とされるようにしたので、入口エアーベント及び拡大エアーベントへの溶湯の流れを製品（キャビティ）部分同様、スムーズに流すことが可能となる。この結果、二次充填されることを防止することが可能となる。
【００１５】
また、入口エアーベントより面積の大きい拡大エアーベントを設けることにより複数の出口エアーベントを接続することが可能となるので、オーバーフローの先に設けていた従来に比較し、ガス抜き断面積を大幅に大としてガス抜き特性を著しく向上することが可能となる。
【００１６】
また、キャビティ外の非製品部分除去等の後処理の容易化のため入口エアーベントの開口面積を大きく取れず、設置数も制限を受けていた従来に比較し、入口エアーベントを狭幅として複数設けるようにしたので、後処理を容易としつつ、ガス抜き断面積を大とすることができる。
【００１７】
更に、入口エアーベントの入口長さを短くすることができるので、離型材の充填によるガス通路が狭窄状態となることを防止でき、また、熱膨張による型の変形狭窄の発生も抑制することができる効果が獲られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る成形金型を有するダイカスト装置の要部概略断面図である。
【図２】本実施形態の成形金型の要部正面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】従来例の成形金型の要部正面図である。
【図５】従来例の成形金型の要部正面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
図１に本実施形態に係るダイカスト装置の概略構成を示す断面図を示す。ダイカスト装置は、基本的に、キャビティを有する金型と、前記金型に配置され前記キャビティに溶湯を射出する入口となるゲート側通路と、前記金型に配置され前記キャビティのガス抜きを行なう排気側通路を備えている。すなわち、図１に示すように、ダイカスト装置１０は、固定型１２ａと可動型１２ｂとからなる金型１２を有している。そして、固定型１２ａと可動型１２ｂの合せ面に鋳型となるキャビティ１４が形成されている。このキャビティ１４には、溶湯射出装置２０から押出された溶湯２２をキャビティ１４に導入するゲート１６が接続開口されている。また、排気側通路１８が、キャビティ１４内の湯流れ方向に沿った下流側に開口形成されている。この排気側通路１８は、射出に伴ってキャビティ１４に充填された溶湯２２の出口となってガス抜きを行なう。
【００２１】
前記溶湯射出装置２０は、金型１２のランナーに接続されており、中空のスリーブ２４と、スリーブ２４内に配置されたプランジャー２６により構成されている。スリーブ２４内には図示しない溶湯供給装置から溶湯２２が供給され、プランジャー２６の押し出しにより溶湯２２がゲート１６を通じてキャビティ１４に射出される。またプランジャー２６は図示しない射出駆動手段により作動される。
【００２２】
このような基本構成において、本実施形態では、排気側通路１８に、従来設けられていたオーバーフローを無くし、直接キャビティ１４にエアーベントを開口させた構造を採用している。すなわち、排気側通路１８をエアーベントそのものによって構成しているのである。具体的構造を図２、３に示す。
【００２３】
図２は、固定型１２ａの排気側通路１８部分の型合わせ面を示している。この図に示されるように、製品を形成するためのキャビティ１４が設けられており、そのキャビティ１４の内部に直接開口させ溶湯の湯先凝固を可能としてなるエアーベントを設けている。このエアーベントは、キャビティ１４から延びる入口エアーベント３０と、前記入口エアーベント３０の出口側が接続され、前記入口エアーベントより面積の大きい拡幅された拡大エアーベント３２とを設けている。そして、更に、前記拡大エアーベント３２から延び、金型１２外の大気に開放される出口エアーベント３３を備えており、前記出口エアーベント３３は、前記拡大エアーベント３２に複数接続開口されている。この出口エアーベント３３を複数設けることによって、一旦、拡大エアーベント３２に溜められたガスが急激に外気に流れることを可能にしている。
【００２４】
また、前記入口エアーベント３０は複数設けられており、その通路は前記拡大エアーベント３２に対し相対的に狭幅とされている。
このエアーベント（排気側通路１８）の厚さ方向の断面形状は、図３に示しているように、キャビティ１４への開口部から入口エアーベント３０及び拡大エアーベント３２が略同じ厚さとされ、その厚さは、例えば、製品の最小部位の標準肉厚より大（１．５〜２．５ｍｍ）に設定される。これにより、入口エアーベント３０及び拡大エアーベント３２への溶湯の流れを、キャビティ１４内、すなわち製品部分同様、スムーズに流すことが可能となる。この結果、二次充填されることを防止することが可能となる。出口エアーベント３３から金型１２の外端面に至る通路の厚さは、０．０８〜０．１ｍｍとされ、途中から金型１２の外端に至るまで勾配を付けて絞込んで大気開放されている。もちろん、キャビティ１４の開口部から金型１２の外端まで一様に勾配を付ける形態とすることもできる。このようにすることで、キャビティ１４に充填された溶湯は、内部ガスをエアーベントから大気に排気するとともに、押し込まれた溶湯２２の湯先がエアーベントに入り込むことにより、金型１２により冷却されて凝固し、通路のシールを行なってキャビティ１４内部の昇圧を可能としている。
【００２５】
ところで、キャビティ１４外の非製品部分除去等の後処理の容易化のため、入口エアーベント３０の排気通路断面積を大きくすることができない。そこで、この実施形態では、入口エアーベント３０を狭幅として複数設けるようにしたので、後処理を容易としつつガス抜き断面積を大きくすることができる。
【００２６】
このように構成された成形金型および成形装置では、溶湯射出装置２０から溶湯２２がキャビティ１４に射出されると、溶湯２２がキャビティ１４に充満されるにしたがって、内部ガスは入口エアーベント３０を通じて排気される。入口エアーベント３０の先には拡大エアーベント３２があり、ここに複数の入口エアーベント３０から排気されてきたガスが一旦集合され、勾配の付けられた出口エアーベント３３から大気に排気される。キャビティ１４から拡大エアーベント３２に至る入口エアーベント３０の通路長さは短いため、この間での排気抵抗を大幅に小さくすることができる。この結果、真空吸引設備を付帯させることなく、排気容量を大きくすることができ、もって低コストで生産効率の高いダイカスト装置を構築できる。また、拡大エアーベント３２に至る入口エアーベント３０の長さは短いため、離型材が入り込んでも、ここに詰まることが無く、拡幅されている拡大エアーベント３２に移行するので、排気通路が詰まることがないメリットも得られる。
【００２７】
また、出口エアーベント３３が複数接続開口されており、このため、一旦溜まったガスも外気に抜け出やすくなっている。これによってもガス排気能力が大きくなっている。
【００２８】
溶湯２２はキャビティ１４に充満した後、入口エアーベント３０及び拡大エアーベント３２を通じて内部ガスを全部排気させ、出口エアーベント３３に浸入し、その先端が凝固してシールする。これによって、キャビティ１４の二次加圧が可能となり、緻密なダイカスト品が製造されることになる。
【００２９】
このような実施形態によれば、オーバーフローが不必要となり、キャビティ外に湯溜がないため、二次充填現象が発生せず、ガスの排気断面積を大きく取ることができるため、製品の内部品質を向上させることができる。また、短時間充填法において巻き込み巣の微細拡散現象を実現することができ、もってダイカスト製品の不良率を低減することができ、捨て打ちショット数の低減ができる。
オーバーフローや真空ランナーが不要なため、製品歩留まりが向上し、真空ダイカスト法を採用する必要がないため、生産コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０………ダイカスト装置、１２………金型、１２ａ………固定型、１２ｂ………可動型、１４………キャビティ、１６………ゲート、１８………排気側通路、２０………溶湯射出装置、２２………溶湯、２４………スリーブ、２６………プランジャー、３０………入口エアーベント、３２………拡大エアーベント、３３………出口エアーベント
【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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