(57)【要約】【課題】スリーブ、ランナ及びゲートのいずれにおいても気体巻き込みの可能性の低い状況を、ランナ及びゲートの形状にて現出し、これにより、安価に特殊な大幅変更を金型に加えることなく溶湯への気体巻き込みの防止を図る。【解決手段】  金型１１・１２にて形成されたキャビティ１３に、スリーブ１６からランナ１５及びゲート１４を通じて溶湯を射出する射出成形金型１０において、前記ランナ１５の形状を、スリーブ１６よりキャビティ１３へ向かう第一方向Ｈにおいて、溶湯の流路が連続Ｚ字形状とし、且つ、前記第一方向と略直交する第二方向Ｗにおいて、溶湯の流路を略直線形状とした。さらに、少なくともゲート１４の第二方向Ｗの幅を、キャビティ１３のゲート１４が形成された面の第二方向Ｗの全幅と略等しいものとし、ランナ１５の流路面積を第一方向Ｈに向かって増加する形状とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型にて形成されたキャビティに、スリーブからランナ及びゲートを通じて溶湯を射出する射出成形金型において、
前記ランナの、スリーブよりキャビティへ向かう第一方向の流路形状を略連続Ｚ字形状とし、且つ、前記第一方向と略直交する第二方向の流路形状を略直線形状とすることを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
少なくとも前記ゲートの第二方向の幅を、キャビティのゲートが形成された面の第二方向の全幅と略等しいものとするとともに、前記ランナを、その流路面積が第一方向に向かって増大する形状とする、請求項１記載の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形金型の構造に関し、詳しくは、キャビティへの溶湯射出の際の気体巻き込みを抑制するためのランナ及びゲートの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト成形においては、型締めされた射出成形金型のキャビティへ溶湯を充填し、金型内で冷却固化したのち、型開きしてダイカスト成形品を得ている。
金型のキャビティ内に溶湯を充填する工程では、溶湯は射出スリーブからランナを介して金型のゲートと呼ばれる狭い通路を通ってキャビティ内へ充填される。溶湯がキャビティ内に射出されるときに、ゲートを通過した溶湯はゲート前方の一部の流れが突出して、ゲートから急速に直線的にキャビティ内に流れ込むことにより、この突出した溶湯の流れのゲート部近傍は気体が取り残され、製品に気体の巻き込み巣、湯皺、湯境等の鋳造欠陥を発生させる要因となっている。
【０００３】
上述の不具合を解消するために、以下のような技術が提案されている。
第一に、金型に形成されたランナに突起を設けて、ランナを通過する溶湯の流れを乱すものである（特許文献１及び特許文献２）。ゲートを通過する溶湯の流れを分散させることによって、溶湯がキャビティ内に急速に直線的に射出されることを防止して、溶湯がキャビティを形成する金型の表面に段階的に満遍なく接触するようにして、これにより製品部での気体巻き込みの抑制が図られている。
【０００４】
第二に、金型に形成されたランナを、スリーブからキャビティに向かって流路面積が増大するテーパ状に形成したものである（特許文献１）。溶湯がランナを通過するうちに、拡散する方向へ流動することになり、ゲートを通過する溶湯の流れを分散させることによってキャビティ内での気体の巻き込みを抑制することができるが、一方で、スリーブからランナに流入する際に、ランナにおいて気体を巻き込む可能性があり、ランナで巻き込まれた気体は溶湯の流れによりキャビティ内へ流れて、製品に気体が巻き込まれてしまう恐れがある。
【０００５】
第三に、金型のゲートに溶湯通過面積の拡大・縮小を可能とする機構を設けて、充填途中まではゲート断面積を拡大させることによって溶湯を層流として射出してキャビティ内に充填させ、充填後の凝固収縮過程でゲート断面積を縮小するものである（特許文献３）。
鋳造製品への気体巻き込みの抑制と、鋳造後の鋳造製品のランナ部分離作業の困難化回避とを、両立させるため、ゲート断面積を制御しているが、ゲートを駆動するための機構が必要となり、イニシャルコスト及びメンテナンスの観点からコストアップを避けることが困難となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９５４７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９７５９号公報
【特許文献３】特開平１１−３０９５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の如く、キャビティ内へ溶湯を射出する際に、溶湯はスリーブ、ランナ及びゲートを介してキャビティに供給されるが、これらのいずれにおいても気体の巻き込みが発生する可能性がある。
本発明では、前述の従来技術に鑑み、これらのいずれにおいても気体巻き込みの可能性の低い状況を、ランナ及びゲートの形状にて現出し、これにより、安価に特殊な大幅変更を金型に加えることなく気体巻き込みの防止を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
即ち、請求項１においては、金型にて形成されたキャビティに、スリーブからランナ及びゲートを通じて溶湯を射出する射出成形金型において、
前記ランナの、スリーブよりキャビティへ向かう第一方向の流路形状を略連続Ｚ字形状とし、且つ、前記第一方向と略直交する第二方向の流路形状を略直線形状とするものである。
【００１０】
請求項２においては、少なくとも前記ゲートの第二方向の幅を、キャビティのゲートが形成された面の第二方向の全幅と略等しいものとするとともに、前記ランナを、その流路面積が第一方向に向かって増大する形状とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、スリーブよりキャビティに向かう方向への流路抵抗が増大することによって、進行方向に対して略直交する方向へ拡散する溶湯の流れが発生し、ランナの流動面積一杯に溶湯が拡散するため、ランナにおいて溶湯への気体の巻き込みを防止することができる。
【００１３】
請求項２においては、ゲートからキャビティに射出される溶湯の流れは、ゲートから急速に直線的に流れるものではなく、ゲートからキャビティ内へ拡散する方向に流入し、ゲート近傍から段階的に溶湯が充填されるため、気体を巻き込む空間が発生せず、キャビティ内の気体を順次排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る射出成形金型を示す断面図、図２は図１におけるＸ方向矢視図である。
【００１５】
まず、本実施例に係る射出成形金型１０の構成について説明する。但し、本発明に係る射出成形金型１０に特徴的なランナ１５及びゲート１４の形状を備える射出成形金型１０は、本実施例に限定されるものではない。
図１に示す如く、射出成形金型１０は、固定盤２１に装着された固定金型１１と、可動盤２２に装着され固定金型１１に対して遠近方向へ進退することにより型締め・型開きされる可動金型１２とを備えており、型締めされた両金型１１・１２の分割面１１ａ・１２ａの両側にはキャビティ１３が形成される。固定盤２１に形成されたスリーブ孔には注湯口１８ａを有する射出スリーブ１８が挿入されており、該射出スリーブ１８の内孔とキャビティ１３とが、両金型１１・１２間に亘って設けたスリーブ１６と、ランナ１５と、ゲート１４とを介して連通されている。
【００１６】
射出スリーブ１８と同芯上に配設された射出シリンダ（図示せず）には、油圧力で進退するプランジャロッド１７が設けられ、プランジャロッド１７の頭部に連結されたプランジャチップ１７ａは、射出スリーブ１８の内孔に進退自在に嵌入されている。
【００１７】
次に、一連の成形サイクルを説明する。
まず、プランジャロッド１７を後退した状態で、溶湯を注湯口１８ａから射出スリーブ１８内に供給し、次に、射出シリンダの油圧力でプランジャロッド１７を前進させると、プランジャチップ１７ａが射出スリーブ１８内とスリーブ１６内とを前進する。プランジャチップ１７ａの前進によりスリーブ１６側へ押し出された溶湯は、ランナ１５を通り、ゲート１４を通過してキャビティ１３内に射出される。
【００１８】
上述の如くキャビティ１３内に溶湯が射出され、充填されると、引き続き射出シリンダに所定の油圧力を作用させることにより、キャビティ１３内の成形に適した型内圧力を保持させ、キャビティ１３内の溶湯の冷却・凝固の完了を待って、型開きして鋳造品をキャビティ１３から取り出し、一連の成形サイクルが完了する。
【００１９】
ここで、本発明に係る射出成形金型１０のランナ１５及びゲート１４について詳細に説明する。
本発明に係る射出成形金型１０では、ランナ１５及びゲート１４の特徴的な形状の効果により、溶湯の気体の巻き込みの防止を図り、鋳巣の発生を抑制し、鋳造欠陥の抑制を図ることを目的としている。すなわち、ランナ１５において、溶湯の進行方向に対して略直交する方向へ拡がりながら進行する溶湯の流れを形成し、ゲート１４において、拡がる流れとして溶湯をキャビティ１３に浸入させるようにして、ランナ１５及びキャビティ１３での気体の巻き込みを防止する。
【００２０】
以後、図１及び図２に示す如く、スリーブ１６からキャビティ１３を仮に直線状のランナ１５で繋いだときに、溶湯が流れる方向を『第一方向Ｈ』とし、該第一方向Ｈと略直交する方向を『第二方向Ｗ』とする。
なお、本実施例に係る射出成形金型１０では、スリーブ１６はキャビティ１３の下方に位置し、溶湯は下方に位置するスリーブ１６内から上方に位置するキャビティ１３へ流れる。また、『第一方向Ｈ』は下方から上方への略上下方向（図１において紙面下方から上方に向かう方向）であり、『第二方向Ｗ』は第一方向Ｈに略直交する略水平方向（図１において紙面手前から奥又はその逆に向かう方向）である。
【００２１】
図１及び図２に示す如く、スリーブ１６とキャビティ１３を繋ぐランナ１５は、第一方向Ｈにおいてその流路がぎざぎざ（連続Ｚ字形状）に屈曲し、且つ、第二方向Ｗにおいてその流路が略直線状となるように形成されている。従って、ランナ１５の第一方向Ｈの流路を連続Ｚ字形状に形成する屈曲線１５ａ・１５ａ・・・は、第二方向Ｗの流路と略平行であって、連続する屈曲線１５ａと屈曲線１５ａとの間は略平面に形成されて、ランナ１５は全体として階段状に形成されている。
また、キャビティ１３とランナ１５の境界であるゲート１４の、少なくともその第二方向Ｗの幅を、キャビティ１３のゲート１４が形成された面の第二方向Ｗの全幅と略等しい大きさとし、ランナ１５は、スリーブ１６からキャビティ１３にかけてその流路面積が第一方向Ｈに向かって増大するテーパ形状に形成されている。
【００２２】
上述のランナ１５形状によって、スリーブ１６からキャビティ１３へ流れる溶湯は、ランナ１５の内壁に当接して進行方向を変化させながら第一方向Ｈへ進むことになる。
これにより、スリーブ１６からランナ１５へ第一方向Ｈに浸入してきた溶湯は、第一方向Ｈへの流路抵抗が増大することによって、第一方向Ｈと略直交する方向への流れが促進され、第二方向Ｗへ拡がりながら第一方向Ｈへ進む溶湯の流れがランナ１５において形成される。このような第二方向Ｗへの流れによって、流路面積が徐々に増大するテーパ状に形成されたランナ１５の流路を満たすように溶湯が拡散され、気体を巻き込むことなく溶湯がランナ１５を通過することができる。
【００２３】
そして、キャビティ１３の溶湯浸入面の第二方向Ｗの略全幅に亘って設けられたゲート１４より、キャビティ１３内に射出される溶湯は、第一方向Ｈに移動しながらも第二方向Ｗに拡がる流れを有し、キャビティ１３を形成する金型１１・１２の表面に満遍なくゲート１４側から段階的に接触するため、キャビティ１３内の気体を順次排出しながら、金型１１・１２の表面に気体溜まりを残さずに、キャビティ１３に溶湯を充填させることができる。
【００２４】
上述の如く、スリーブ１６とキャビティ１３を接続するランナ１５及びゲート１４の形状を有する射出成形金型１０では、溶湯がキャビティ１３内に射出充填される際に、キャビティ１３内に射出された溶湯が金型１１・１２の表面に満遍なく接触することにより、ランナ１５やキャビティ１３内で気体を巻き込むことがなく、従って、巻き込み巣の発生を防止し、湯皺、湯境等の鋳造欠陥の発生を防止することができ、射出成型品の生産性の向上に寄与することができる。
【００２５】
なお、前記ランナ１５及びゲート１４は、固定金型１１と可動金型１２の分割面１１ａ・１２ａに形成されている。これにより、ランナ１５は屈曲した形状であるが、金型を型開きする際に、固定金型１１に対して可動金型１２が離れることによって、ランナ１５の形状に関わらず容易に鋳造品を金型から離型させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形金型を示す断面図。
【図２】図１におけるＸ方向矢視図。
【符号の説明】
【００２７】
１０    射出成形金型
１１    固定金型
１２    可動金型
１３    キャビティ
１４    ゲート
１５    ランナ
１６    スリーブ 
【図１】
2005052886.tif 000003
【図２】
2005052886.tif 000004