(57)【要約】【課題】  プランジャチップとスリーブの摩耗を抑制することが可能なダイカスト装置を実現する。【解決手段】  ダイカスト装置は、金型と、スリーブと、プランジャチップ４０と、プランジャロッド３１を備えている。金型は、キャビティと、そのキャビティを外部に連通させるゲートを有している。スリーブは、金型に固定されており、ゲートを介してキャビティに連通している。プランジャチップ４０は、スリーブ内にスライド可能に配置されている。プランジャロッド３１は、先端にプランジャチップ４０が揺動中心５０周りに揺動可能な状態で装着されており、プランジャチップ４０を金型に向けて前進させる。そして、プランジャチップ４０の重心は、プランジャチップの揺動中心５０よりも反金型側に位置している。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティと、そのキャビティを外部に連通させるゲートを有する金型と、
金型に固定されており、ゲートを介してキャビティに連通しているスリーブと、
スリーブ内にスライド可能に配置されているプランジャチップと、
先端にプランジャチップが揺動中心周りに揺動可能な状態で装着されており、プランジャチップを金型に向けて前進させるプランジャロッドを備えており、
プランジャチップの重心は、プランジャチップの揺動中心よりも反金型側に位置していることを特徴とするダイカスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型と、射出機と、スリーブを備えているダイカスト装置が知られている。金型は、内部に形成されているキャビティと、キャビティを外部に連通させるゲートを有している。射出機は、シリンダとプランジャロッドとプランジャチップを持っている。シリンダは、プランジャロッドを金型に向けて伸展させる。スリーブは、金型に固定されているとともにゲートを介してキャビティに連通しており、プランジャチップをスライド可能に案内する。プランジャロッドが伸展すると、金型に向けてプランジャチップが前進する。プランジャチップが前進することによって、スリーブ内に入れられている溶湯がゲートを通過して金型のキャビティに充填される。
特許文献１には、プランジャチップを、隙間を設けた状態でプランジャロッドの先端に取り付ける技術が開示されている。この構成によれば、スリーブの軸とプランジャロッドの軸が芯ずれしていても、前進するプランジャチップがスリーブの内面をこじることが防止され、プランジャチップとスリーブの摩耗を抑制することができると記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４２８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている技術では、プランジャチップの後端面は、重心を中心とする球面に沿う形状に形成されている。プランジャロッドの前端面は、凹球状に形成されており、そこにプランジャチップの後端面が入り込んでいる。従って、プランジャチップは、重心回りに揺動可能である。金型のキャビティに溶湯を充填するときには、プランジャロッドの前端面がプランジャチップの後端面を押す。プランジャロッドの前端面がプランジャチップの後端面を押すと、プランジャチップが前進する。
プランジャチップが前進すると、その重心に慣性力が作用する。プランジャチップの重心と揺動中心は、製造上のバラツキ等の要因によって、完全に一致するとは限らない。プランジャチップの重心が揺動中心よりも反シリンダ側に位置していると、プランジャチップの重心に作用する慣性力によって、プランジャチップの軸をスリーブの軸に対して傾斜させようとするモーメントが発生する。そのため、プランジャチップの角部がスリーブ内面に押し当てられる。プランジャチップの角部がスリーブ内面に押し当てられると、プランジャチップがスリーブの内面をこじることによって、それらが早く摩耗してしまう。
本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、プランジャチップとスリーブの摩耗を抑制することが可能なダイカスト装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のダイカスト装置は、金型と、スリーブと、プランジャチップと、プランジャロッドを備えている。金型は、キャビティと、そのキャビティを外部に連通させるゲートを有している。スリーブは、金型に固定されており、ゲートを介してキャビティに連通している。プランジャチップは、スリーブ内にスライド可能に配置されている。プランジャロッドは、先端にプランジャチップが揺動中心周りに揺動可能な状態で装着されており、プランジャチップを金型に向けて前進させる。そして、プランジャチップの重心は、プランジャチップの揺動中心よりも反金型側に位置している。
このダイカスト装置では、プランジャチップの重心が、揺動中心よりも反金型側に位置している。このため、プランジャチップが前進するときに、その重心に作用する慣性力によって、プランジャチップの軸とスリーブの軸がより平行になるように、プランジャチップを回動させようとするモーメントが発生する。すなわち、プランジャチップの重心を揺動中心よりも反金型側に積極的に位置させることによって、プランジャチップの軸とスリーブの軸をより平行にすることができる。このため、プランジャチップの角部がスリーブ内面に押し当てられず、プランジャチップがスリーブ内面をこじることが防止される。よって、プランジャチップとスリーブの摩耗を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、プランジャチップの重心を、プランジャチップの揺動中心よりも反金型側に位置させることによって、プランジャチップとスリーブの摩耗を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の好適な実施形態を例示する。
（形態１）
金型と、
金型に固定されているスリーブと、
スリーブ内に配置されているプランジャチップと、
プランジャロッドを金型に向けて伸展させるシリンダを備えており、
金型は、内部に形成されているキャビティと、キャビティを外部に連通させるゲートを有しており、
スリーブは、プランジャチップをスライド可能に案内するとともに、ゲートを介してキャビティに連通しており、
プランジャチップには、シリンダ側からゲート側に向かって軸芯に沿って伸びる凹部が形成されており、
プランジャロッドの先端は、凹部に侵入しており、
プランジャチップとプランジャロッドは、スリーブの内面を摺動するプランジャチップの摺動面のゲート側の端部とシリンダ側の端部を摺動方向に２分する位置よりもゲート側の位置において、相互に当接していることを特徴とするダイカスト装置。
（形態２）
プランジャチップとプランジャロッドが、揺動可能に当接していることを特徴とする請求項１のダイカスト装置。
【実施例】
【０００８】
本発明のダイカスト装置に係る一実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、ダイカスト装置１０は、基台１１と、金型１２と、スリーブ３７と、射出機１４と、一対のタイロッド５２を備えている。
金型１２は、基台１１上に配置されている。図２、図３に示すように、金型１２は、固定プラテン２０、固定金型２１、可動金型２３、可動プラテン２２、４本のタイバー２４を備えている。固定プラテン２０は、基台１１に固定されている。固定金型２１は、固定プラテン２０に取り付けられている。可動金型２３は、可動プラテン２２に取り付けられている。可動プラテン２２は、開閉機構（図示省略）に支持されており、基台１１上を水平方向に移動することができる。タイバー２４は、固定プラテン２０と可動プラテンを接続しており、可動プラテン２２の水平移動を案内する。可動プラテン２２は、開閉機構に駆動されて、固定プラテン２０に接近した型締位置と離反した型開き位置との間を移動する。図２、図３は、可動プラテン２２が型締位置に配置された状態を示している。
可動プラテン２２が型締位置に配置されると、固定金型２１と可動金型２３によって、鋳造製品成形用のキャビティ２５が形成される。可動プラテン２２が型開き位置に配置されると、固定金型２１と可動金型２３が開き（離反し）、キャビティ２５で成形された鋳造製品を取り出すことができる。
スリーブ３７は、円筒状に形成されたおり、固定プラテン２０を貫通している。スリーブ３０内とキャビティ２５は、固定金型２１に設けられているゲート２６を介して連通している。
【０００９】
射出機１４は、ベース部材３２、支持部材３３、射出シリンダ３０、プランジャチップ４０を備えている。
ベース部材３２は、基台１１に固定されている。図４に示すように、支持部材３３の下端部３４は、水平方向に移動可能であるとともに、上下方向の移動が拘束された状態で、ベース部材３２に装着されている。
図２、図３に示すように、射出シリンダ３０は、シリンダ本体３５とプランジャロッド３１とシリンダプレート３８を持っている。シリンダ本体３５は、支持部材３３に固定されているとともに、ピストン（図示省略）を内蔵している。プランジャロッド３１は、そのピストンに固定されている。シリンダプレート３８は、シリンダ本体３５の金型１２側の端部に固定されている。シリンダ本体３５には、油圧が供給されており、その油圧をピストンの一方側に作用させるか、他方側に作用させるかを切り替えることによって、シリンダ本体３５内でピストンが移動する。ピストンの移動にともなって、プランジャロッド３１が伸縮する。図２、図３は、プランジャロッド３１が収縮した状態を示している。プランジャチップ４０は、プランジャロッド３１の先端部４１に取り付けられた状態で、スリーブ３７内に挿入されている。
【００１０】
図５に示すように、プランジャロッド３１の先端部４１は、略球形状に形成されている。先端部４１とロッド本体４２には、それらを貫通する貫通孔４８が形成されている。プランジャチップ４０には、略半球状の凹部４３が形成されている。その凹部４３に、プランジャロッド３１の先端部４１が入り込んでいる。リング状部材４４が、複数のボルト４５によってプランジャチップ４０内に固定されている。リング状部材４４の内周面の一部である部位４６は、先端部４１に摺接している。プランジャチップ４０は、プランジャロッド３１の先端部４１に装着された状態で、揺動中心５０回りに揺動することができる（首を振ることができる）。
プランジャチップ４０には、プランジャロッド３１の貫通孔４８に連通する冷却孔６４が形成されている。貫通孔４８と冷却孔６４には、図示を省略する冷却往路配管と冷却復路配管が通過している。冷却源から冷却往路配管を経由してプランジャチップ４０に送り込まれた冷却液は、図示を省略する冷却流路を流れてプランジャチップ４０を冷却してから、冷却復路配管を経由して冷却源に戻る。
【００１１】
図５に示すように、プランジャチップ４０の重心６３は、揺動中心５０よりも射出シリンダ３０側に位置している。
図１、図３に示すように、タイロッド５２は、固定プラテン２０と射出シリンダ３０のシリンダプレート３８を接続している。タイロッド５２の軸は、スリーブ３７の軸と同方向に延びているとともに、スリーブ３７の軸に対して対称位置に配置されている。
【００１２】
図２、図３に示すように、ダイカスト装置１０で鋳造製品を成形するときには、スリーブ３７内に供給湯道（図示省略）を経由して溶湯５４を供給する。スリーブ３７内に溶湯５４を供給してから、射出シリンダ３０のプランジャロッド３１を急速に伸展する。プランジャロッド３１が伸展すると、それにともなってプランジャチップ４０が固定金型２１側に前進する。前進するプランジャチップ４０は、固定金型２１のゲート２６を経由してキャビティ２５に溶湯５４を充填する。図６、図７は、キャビティ２５に溶湯５４が充填された状態を図示している。キャビティ２５に充填された溶湯５４は、金型２１、２３の冷却流路（図示省略）を通過している冷却液によって冷却される。冷却された溶湯５４は、凝固する。溶湯５４が凝固してから、可動プラテン２２を型開き位置に移動し、鋳造製品をダイカスト装置１０から取り出す。
【００１３】
キャビティ２５に溶湯５４を充填するときに、プランジャチップ４０は、プランジャロッド３１とともに急速に前進しながら、狭いゲート２６に溶湯５４を強く押し込む。このため、金型１２と射出シリンダ３０には、互いを離反させる大きな反力（例えば、８００トン）が作用する（以下、その反力を「射出反力」と言う）。射出反力が作用すると、タイロッド５２が伸びる。タイロッドが伸びると、支持部材３３がベース部材３２に対してスライドし、それとともに射出シリンダ３０が金型１２から離反する方向に移動する。キャビティ２５への溶湯５４の充填が終了すると、射出反力が作用しなくなり、タイロッド５２が縮むことよって、射出シリンダ３０は元の位置に復帰する。
これに対して、射出機１４が基台１１に固定されていると、射出反力によって、シリンダプレート３８、シリンダ本体３５、支持部材３３、基台１１が大きく変形する。固定プラテン２０は、それ自体に作用する射出反力によっても変形するが、それ以上にシリンダプレート３８、シリンダ本体３５、支持部材３３、基台１１の変形の影響を受けて大きく複雑に変形する。固定プラテン２０が変形すると、金型２１、２３も変形する。金型２１、２３が変形すると、鋳造製品が所望の形状に成形されなかったり、金型２１、２３間に隙間ができてしまったりする。金型２１、２２間に隙間ができると、溶湯５４が外部に漏れてしまう。
かといって、射出反力による変形が小さくなるように各部の剛性を大きくすると、ダイカストマシンが巨大化してしまう。
【００１４】
本実施例のダイカスト装置１０は、射出反力によって、タイロッド５２が伸びるとともに射出シリンダ３０が移動する。既に説明したように、タイロッド５２の軸は、スリーブ３７の軸と同方向に延びているとともに、スリーブ３７の軸に対して対称位置に配置されている。このため、固定プラテン２０には、タイロッド５２の軸方向であるとともに、スリーブ３７の軸に対して対称な力のみが作用する。スリーブ３７の軸に対して対称な力のみが作用することによって、固定プラテンが大きく複雑に変形することがない。すなわち、固定プラテン２０の変形が抑制される。固定プラテン２０の変形が抑制されると、金型２１、２２の変形も抑制される。よって、鋳造製品の製品精度が向上するとともに、金型２１、２３の外部に溶湯５４が漏れてしまったりするのが防止される。
タイロッド５２を３本以上設けることもできる。その場合には、各タイロッド５２をスリーブ３７の軸周りに略等間隔に配置する。このように構成することによって、各々のタイロッド５２の軸方向に作用する力の合力、すなわち射出反力に等しい力が、スリーブ３７の軸を中心として固定プラテン２０に作用する。このため、固定プラテン２０の変形を抑制することができる。
【００１５】
既に説明したように、本実施例のダイカスト装置１０では、プランジャチップ４０の重心６３が、プランジャチップ４０の揺動中心５０よりも射出シリンダ３０側に位置している。このため、プランジャロッド３１が伸展するときに、プランジャチップ４０の軸とスリーブ３７の軸をより平行にしようとするモーメントがプランジャチップ４０に作用する。すなわち、プランジャチップ４０の重心６３をプランジャチップ４０の揺動中心５０よりも射出シリンダ３０側に位置させることによって、プランジャチップ４０の軸とスリーブ３７の軸を積極的に平行な状態に近づける。このため、スリーブ３７の内面５７とプランジャチップ４０の側面５８は、面同士が安定した状態で摺動する。このため、スリーブ３７やプランジャチップ４０の摩耗が抑制され、それらの寿命が長くなる。また、スリーブ３７の内面をプランジャチップ４０がこじることが防止されるので、プランジャチップ４０を前進させる推力が少ないことが許容されるとともに、射出反力も小さくなる。
【００１６】
これに対して、図８に示すように、プランジャチップ４０の重心６３が、プランジャチップ４０の揺動中心５０よりも反射出シリンダ３０側に位置していると、プランジャロッド３１が伸展してプランジャチップ４０が前進するときに、プランジャチップ４０の軸がスリーブ３７の軸に対して傾斜するように、プランジャチップ４０を回動させようとするモーメントが作用する。従って、Ａ部に示すように、スリーブ３７の内面５７にプランジャチップ４０の角部が押し当てられ、プランジャチップ４０がスリーブ内面５７をこじってしまう。このため、プランジャチップ４０やスリーブ３７が摩耗してしまい、それらの寿命が短くなってしまう。また、プランジャチップ４０がスリーブ３７の内面５７をこじると、射出反力も大きくなってしまう。
【００１７】
プランジャチップ４０の揺動中心と重心を一致させようとしても、実際には、製造上の誤差や、プランジャチップ４０やプランジャロッド３１等の熱変形によって、揺動中心と重心を一致させるのは難しい。プランジャチップ４０の揺動中心と重心が一致せず、プランジャチップ４０の重心６３が揺動中心５０よりも反射出シリンダ３０側に位置していると、プランジャチップ４０が前進するときに、図８に示したのと同じ事象が発生する。
【００１８】
プランジャチップ４０の揺動中心を、その軸方向の長さを２分する位置よりもゲート側に位置させることもできる。このように構成すると、プランジャチップ４０が前進するときに、プランジャチップ４０の軸とスリーブ３７の軸がより平行に配置される。よって、プランジャチップ４０やスリーブ３７の摩耗が抑制される。
【００１９】
プランジャチップ４０がプランジャロッド３１に対して揺動不能に取り付けられていても、プランジャチップ４０の重心６３をプランジャチップ４０の揺動中心５０よりも反射出シリンダ３０側に位置させることや、プランジャチップ４０の揺動中心をその軸方向の長さを２分する位置よりもゲート側に位置させることは、プランジャチップ４０とスリーブ３７の摩耗抑制に有効である。プランジャチップ４０やプランジャロッド３１の変形によって、プランジャチップ４０の軸とスリーブ３７の軸がより平行に配置されるからである。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ダイカスト装置の模式的斜視図。
【図２】ダイカスト装置の縦部分断面図。
【図３】ダイカスト装置の水平部分断面図。
【図４】基台とベース部材と支持部材の断面図。
【図５】プランジャロッドにプランジャチップが装着された状態の断面図。
【図６】ダイカスト装置の縦部分断面図。
【図７】ダイカスト装置の水平部分断面図。
【図８】スリーブとプランジャチップとプランジャロッドの模式的断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０：ダイカスト装置
１１：基台
１２：金型
１４：射出機
２０：固定プラテン
２１：固定金型
２２：可動プラテン
２３：可動金型
２４：タイバー
２５：キャビティ
２６：ゲート
３０：射出シリンダ
３１：プランジャロッド
３２：ベース部材
３３：支持部材
３４：下端部
３５：シリンダ本体
３７：スリーブ
３８：シリンダプレート
４０：プランジャチップ
４２：ロッド本体
４３：凹部
４４：リング状部材
４６：部位
４８：貫通孔
５０：揺動中心
５２：タイロッド
５４：溶湯
６３：重心
６４：冷却孔
【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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【図７】
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【図８】
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