(57)【要約】【課題】金型内に離型剤を迅速に供給できるダイカスト成形方法を提供する。【解決手段】このダイカスト成形方法は次の工程を含んでいる。スリーブ２５内に挿入されたプランジャ２６を後退させる。プランジャ２６が後退した状態において、潤滑剤成分と離型剤成分とを含有するペレットＰをスリーブ２５内に供給する。スリーブ２５内に供給されたペレットＰの離型剤成分をスリーブ２５の熱で気化させる。スリーブ２５内に溶湯を供給する。プランジャ２６を金型２０，２１に向けて前進させる。スリーブ２５とプランジャ２６との摺動部分をペレットＰの前記潤滑剤成分によって潤滑する。プランジャ２６の前進により、キャビティ２２内のガスをベント孔２９から放出するとともに、前記離型剤成分をキャビティ２２の内面に付着させる。プランジャ２６の前進により、溶湯をキャビティ２２内に射出する。キャビティ２２内で固化した成形品を金型２０，２１から取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブ内に挿入されたプランジャを後退させ、
前記プランジャが後退した状態において潤滑剤成分と離型剤成分とを含有するペレットを前記スリーブ内に供給し、
前記スリーブ内に供給された前記ペレットの前記離型剤成分を前記スリーブの熱で気化させ、
前記スリーブ内に溶湯を供給し、
前記プランジャを金型に向けて前進させ、
前記プランジャと前記スリーブとの間を前記ペレットの前記潤滑剤成分により潤滑し、
前記プランジャの前進により前記金型内のガスをベント孔から放出するとともに前記離型剤成分を前記金型のキャビティの内面に付着させ、
前記プランジャの前進により前記溶湯を前記キャビティに射出し、
前記キャビティ内で固化した成形品を前記金型から取り出すこと、
を具備したことを特徴とするダイカスト成形方法。
【請求項２】
前記ペレットの前記潤滑剤成分がグラファイトであり、前記離型剤成分がワックスであることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト成形方法。
【請求項３】
前記ペレットを前記スリーブに供給する供給口を、前記スリーブの溶湯供給口よりも前記プランジャの前進側に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のダイカスト成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイカスト成形方法に係り、特に金型の内面に離型剤が供給されるダイカスト成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイカスト成形機は、ラドルによって汲み取られた金属の溶湯をスリーブ（ショットスリーブとも称される）に供給したのち、スリーブ内の溶湯をプランジャ（ショットピストンあるいはチップとも称される）によって金型内のキャビティに高速かつ高圧で射出するようになっている。
【０００３】
このようなダイカスト成形機では、成形された成形品が金型に固着することを防ぐために、適宜のタイミングでキャビティの内面に離型剤が塗布されている。例えば下記の特許文献１に開示されているように、金型スプレイロボットを用いることにより、金型の内面に離型剤を塗布することが知られている。しかしスプレイロボットを用いる場合には、ダイカスト成形機の周辺設備が大掛かりとなり、設備のコストも高くつく。
【０００４】
そこで特許文献２の図７と図１０に記載されているように、射出用のスリーブ内に離型剤を供給し、スリーブ内のプランジャを金型に向けて前進させることにより、離型剤を金型に送り込むという離型剤の供給方法が提案されている。この場合、離型剤を金型に供給したのち、再びプランジャを後退させ、溶湯をスリーブ内に供給し、さらにプランジャを前進させ、溶湯を金型内に供給することにより、射出工程が行なわれる。また特許文献２の図１〜図６等に記載されているように、射出用のスリーブとは別の位置に、離型剤専用の供給ノズルと供給通路を固定側金型に設けるようにした供給装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５２０１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１のようにスプレイロボットを用いる場合にはダイカスト成形機の周辺設備が大掛かりとなり、設備に要するコストも高くつく。しかも離型剤の塗布工程と射出工程とが別々に実施されるため、成形サイクルタイムが長くなってしまう。一方、特許文献２の図７と図１０に記載された離型剤の供給方法では、離型剤を供給するための設備は簡略化されるが、離型剤の供給工程のためにプランジャが１回往復したのち、射出工程のために再びプランジャが往復するため、成形サイクルタイムが長くなるという問題がある。また特許文献２の図１〜図６等に記載されている供給装置では、射出用のスリーブとは別に離型剤専用の供給ノズルが必要であるため、金型の構造が複雑となり、金型のコストが高くつくという問題がある。
【０００７】
従って本発明の目的は、省設備でかつ迅速に離型剤を金型のキャビティに供給することができるダイカスト成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のダイカスト成形方法は、スリーブ内に挿入されたプランジャを後退させ、前記プランジャが後退した状態において潤滑剤成分と離型剤成分とを含有するペレットを前記スリーブ内に供給し、前記スリーブ内に供給された前記ペレットの前記離型剤成分を前記スリーブの熱で気化させ、前記スリーブ内に溶湯を供給し、前記プランジャを金型に向けて前進させ、前記プランジャと前記スリーブとの間を前記ペレットの前記潤滑剤成分により潤滑し、前記プランジャの前進により前記金型内のガスをベント孔から放出するとともに前記離型剤成分を前記金型のキャビティの内面に付着させ、前記プランジャの前進により前記溶湯を前記キャビティに射出し、前記キャビティ内で固化した成形品を前記金型から取り出すこと、を具備している。
【０００９】
本発明の１つの実施形態では、前記ペレットの前記潤滑剤成分がグラファイトであり、前記離型剤成分がワックスである。また前記ペレットを前記スリーブに供給するための供給口を、前記スリーブの溶湯供給口よりも前記プランジャの前進側に設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のダイカスト成形方法によれば、離型剤をキャビティ内面に供給する際に射出用のスリーブとプランジャを利用することができるため省設備であり、しかも射出工程で金型に向かって前進するプランジャの動きを利用してペレットの潤滑剤成分によって前記プランジャの潤滑をなすとともに、離型剤（ペレットの離型剤成分）を金型のキャビティに迅速に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るダイカスト成形方法に使用するダイカスト成形機を模式的に示す正面図。
【図２】図１に示されたダイカスト成形機のペレット計量部の断面図。
【図３】図２に示されたペレット計量部の計量部材が前進した状態の断面図。
【図４】図１に示されたダイカスト成形機のスリーブに溶湯を供給する様子を模式的に示す正面図。
【図５】図１に示されたダイカスト成形機のプランジャが前進した状態を模式的に示す正面図。
【図６】本発明の１つの実施形態に係るダイカスト成形方法の成形サイクルを示すタイムチャート。
【図７】従来のダイカスト成形方法の成形サイクルを示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の１つの実施形態に係るダイカスト成形方法について、図１から図６を参照して説明する。  
図１は、ダイカスト成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイカスト成形機１０を模式的に示している。このダイカスト成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４（２本のみ示す）と、ダイプレート駆動機構１５などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１５は、移動ダイプレート１２をタイバー１３,１４に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１３】
ダイカスト成形機１０は、操作パネル１６を有するコントローラ１７によって操作される。コントローラ１７には、成形動作および型締動作等を制御するためのコンピュータプログラムとメモリ等が組込まれている。操作パネル１６は、作業員がダイカスト成形機１０を操作する際に使用するヒューマンマシン・インタフェースとして機能する。
【００１４】
固定ダイプレート１１に固定側の金型２０が取付けられている。移動ダイプレート１２に移動側の金型２１が取付けられている。図４に示されるように金型２０，２１が閉じた状態において、金型２０，２１間に成形品に応じた形状のキャビティ２２が形成される。キャビティ２２は溶湯通路２３を介して溶湯供給機構２４に連通している。
【００１５】
溶湯供給機構２４は、スリーブ２５と、スリーブ２５に挿入されたプランジャ２６と、プランジャ２６を駆動するための駆動源２７などを含んでいる。溶湯供給機構２４から溶融金属がキャビティ２２に供給されることにより、ダイカスト成形品が成形される。金型２０，２１の上部には、キャビティ２２内のガスを放出させるためのベント孔２９が１箇所以上形成されている。
【００１６】
このダイカスト成形機１０はペレット供給装置３０（図１に示す）を備えている。ペレット供給装置３０は、ペレットＰをスリーブ２５の供給口２５ａに供給する機能を有している。ペレットＰは、潤滑成分と離型剤成分とを含有する多機能複合ペレットである。ペレットＰの粒径は例えば１ｍｍ前後であるが、これ以外の粒径であってもよい。ペレットＰの潤滑成分の一例はグラファイト等の固形潤滑剤であり、この潤滑成分はスリーブ２５とプランジャ２６との摺動部分を潤滑することができる。ペレットＰの離型剤成分の一例はワックスである。この離型剤成分がキャビティ２２の内面に付着することにより、離型剤として機能することができる。
【００１７】
図１に示すようにペレット供給装置３０は、ペレット計量部３１と、ペレット移送管３２と、ペレット吐出部３３と、ペレット供給装置３０の動作をつかさどる制御手段であるシーケンサ３４（図１ではコントローラ１７に設けられている）と、ヒューマンマシン・インタフェースとして機能する入力部３５および表示部３６とを有している。入力部３５と表示部３６は、ダイカスト成形機１０の操作パネル１６に配置されていてもよい。ペレット吐出部３３はスリーブ２５の供給口２５ａの上方に配置され、ペレット吐出部３３から吐出されるペレットＰを供給口２５ａに投入するようになっている。
【００１８】
図２と図３は、ペレット供給装置３０の一部をなす計量機構４０の一例を示している。この計量機構４０は、ペレット収容部５０と、ペレット収容部５０の下方に設けられた上壁５１および下壁５２と、計量部材５３と、計量部材５３を駆動するためのエアシリンダ５４と、ペレット溜め部５５を有する底部材５６とを備えている。計量部材５３はエアシリンダ５４のロッド５４ａに連結されている。図２は、計量部材５３が第１の位置に移動している状態を示している。図３は、計量部材５３が第２の位置に移動している状態を示している。
【００１９】
計量部材５３には、上下方向に貫通する計量室６０が形成されている。計量室６０の容積は、所定量（例えば０．５グラム）のペレットＰを収容できる大きさである。計量部材５３はエアシリンダ５４によって、図２に示す第１の位置と、図３に示す第２の位置とにわたって往復移動することができるようになっている。
【００２０】
計量機構４０の上壁５１に、エア流通孔６１と、ペレット供給孔６２とが、互いに水平方向に離れた位置に形成されている。エア流通孔６１は、計量部材５３が第１の位置（図２）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。ペレット供給孔６２は、計量部材５３が第２の位置（図３）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。エア流通孔６１は、エア配管６６を介して、圧縮エアの供給源６７に接続されている。
【００２１】
計量機構４０の下壁５２に、ペレット落とし孔７０が形成されている。このペレット落とし孔７０は、計量部材５３が第１の位置（図２）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。ペレット落とし孔７０の下方にペレット溜め部５５が形成されている。ペレット溜め部５５にペレット移送管３２の一端３２ａが接続されている。ペレット移送管３２の他端３２ｂ（図１）は、ペレット吐出部３３に接続されている。これらペレット移送管３２やエア流通孔６１、エア配管６６などによって、ペレット溜め部５５内のペレットをエアによって送り出すためのペレット移送機構７１が構成されている。
【００２２】
計量機構４０の動作は以下の通りである。  
計量部材５３が第１の位置（図２に示す）で待機しているとき、ペレット収容部５０内のペレットＰは計量室６０内に落ちることが阻止される。ペレット供給信号がコントローラ１７から出力されると、エアシリンダ５４のロッド５４ａが伸びることにより、計量部材５３が第２の位置（図３に示す）まで前進し、計量室６０がペレット供給孔６２に連通する。このためペレット収容部５０内のペレットＰがペレット供給孔６２を通って計量室６０内に落下し、規定量のペレットＰが計量室６０に収容される。
【００２３】
そののちエアシリンダ５４によって計量部材５３が第１の位置（図２）に後退する。計量部材５３が第１の位置に後退すると、計量室６０がペレット落とし孔７０に連通することにより、計量室６０内のペレットＰがペレット落とし孔７０を通ってペレット溜め部５５内に落下する。
【００２４】
以上述べた計量動作が所定回数（少なくとも１回）行なわれることにより、所望量のペレットＰがペレット溜め部５５に収容される。計量動作の回数は、入力部３５からコントローラ１７に入力することができる。計量回数が所定数に達すると、計量部材５３が前記第１の位置に停止した状態で、開閉弁（図示せず）が開弁することにより、圧縮エアの供給源６７から送られるエアが、エア流通孔６１から計量室６０とペレット溜め部５５を通ってペレット移送管３２に高速で流れる。このエア（ペレット移送用エア）により、ペレット溜め部５５内のペレットがペレット移送管３２を経てペレット吐出部３３に送られ、スリーブ２５の供給口２５ａに供給される。なお、ペレットＰをスリーブ２５内に供給するためのペレット用の供給口を、溶湯の供給口２５ａよりもプランジャ２６の前進側に設けてもよい。
【００２５】
図１は、金型２０，２１が開きかつプランジャ２６が後退した状態を模式的に示している。金型２０，２１が閉じ、プランジャ２６が後退した状態において、前記ペレット供給装置３０によってペレットＰがスリーブ２５内に供給される。スリーブ２５内に供給されたペレットＰの離型剤成分（ワックス）は、スリーブ２５の熱によって気化する。
【００２６】
図４は、金型２０，２１が閉じた状態でスリーブ２５の供給口２５ａに溶湯Ｍが供給されている様子を模式的に示している。  
図５は、プランジャ２６が金型２０，２１に向けて前進した状態を示している。
【００２７】
図６は、本実施形態のダイカスト成形機１０による成形サイクルを示している。図６中の型締工程Ｓ１では、金型２０，２１がダイプレート駆動機構１５によって閉じられる。ペレット投入工程Ｓ８では、プランジャ２６が後退した状態において、スリーブ２５内にペレットＰが供給される。ペレットＰがスリーブ２５内に供給されると、ペレットＰの離型剤成分がスリーブ２５の熱によって気化する。気化した離型剤成分は、下記のプランジャ前進工程Ｓ３においてプランジャ２６の前進に伴いキャビティ２２内に供給され、キャビティ２２の内面に付着する。ペレットＰの潤滑剤成分は、プランジャ２６が前進する際にスリーブ２５とプランジャ２６との摺動部分の潤滑をなす。
【００２８】
そののち、図６中の注湯工程Ｓ２において、図４に示すようにスリーブ２５内に溶湯Ｍが供給される。  
図６中のプランジャ前進工程Ｓ３において、プランジャ２６が前進すると、スリーブ２５とプランジャ２６との間の摺動部分がペレットＰの潤滑剤成分により潤滑される。図５に示されるようにプランジャ２６が前進することに伴い、キャビティ２２内のガスＧがベント孔２９から放出されるとともに、スリーブ２５内で気化した前記離型剤成分がキャビティ２２に送られることにより、離型剤成分がキャビティ２２の内面に付着する。
【００２９】
前記プランジャ前進工程Ｓ３においてプランジャ２６が前進し、溶湯が加圧されることにより、スリーブ２５内の溶湯がキャビティ２２に射出される。キャビティ２２内に射出された溶湯は、保圧冷却工程Ｓ４において保圧されかつ冷却されることにより固化し、キャビティ２２に応じた形状の成形品となる。
【００３０】
図６中の型開工程Ｓ５において、金型２０，２１が開く。つまり移動側の金型２１が、ダイプレート駆動機構１５によって固定側の金型２０から離される。こうして金型２０，２１が開くと、成形品は移動側の金型２１に付着した状態となっている。
【００３１】
成形品取り出し工程Ｓ６では、移動側の金型２１に付着している成形品がエジェクタピン（図示せず）によって移動側の金型２１から押し出されるとともに、ロボットによって成形品が移動側の金型２１から取り出される。キャビティ２２の内面には前記離型剤成分が付着しているため、成形品を金型２０，２１から容易に離型させることができる。そしてプランジャ後退工程Ｓ７においてプランジャ２６が後退する。以上述べた本実施形態の成形サイクルタイム（図６に示す）はＴ１である。
【００３２】
図７は、従来の成形サイクルの一例を示している。図７中の工程Ｓ１〜Ｓ７は前記実施形態（図６）の工程Ｓ１〜Ｓ７と同じである。しかし従来の成形サイクル（図７）では、離型剤塗布工程Ｓ１０と潤滑剤供給工程Ｓ１１とが必要であり、しかも離型剤塗布工程Ｓ１０と潤滑剤供給工程Ｓ１１が互いに異なる時間に実施されるため、離型剤塗布工程Ｓ１０に要する時間ｔ１が必要である。このため離型剤塗布工程Ｓ１０の分だけ成形サイクルタイムＴ２が長くなっている。
【００３３】
これに対し本実施形態の成形サイクル（図６）では、従来の離型剤塗布工程Ｓ１０と潤滑剤供給工程Ｓ１１に代わって１回のペレット投入工程Ｓ８のみで済むため、成形サイクルタイムＴ１を従来の成形サイクルタイムＴ２よりも短縮することができた。
【００３４】
以上説明したように本実施形態のダイカスト成形方法は、下記の工程を含んでいる。  
（１）型締を行なう。  
（２）プランジャ２６が後退した状態において、スリーブ２５内に潤滑剤成分と離型剤成分とを含有するペレットＰを供給する。  
（３）スリーブ２５内に供給されたペレットＰの離型剤成分をスリーブ２５の熱で気化させる。  
（４）スリーブ２５内に溶湯Ｍを供給する。  
（５）プランジャ２６を金型２０，２１に向けて前進させる。  
（６）スリーブ２５とプランジャ２６との摺動部分をペレットＰの潤滑剤成分により潤滑する。  
（７）プランジャ２６の前進により、キャビティ２２内のガスをベント孔２９から放出するとともに、ペレットＰの離型剤成分をキャビティ２２の内面に付着させる。  
（８）スリーブ２５内に供給された溶湯をプランジャ２６の前進によりキャビティ２２に射出する  
（９）型を開き、キャビティ２２内で固化した成形品を金型２０，２１から取り出す。
【００３５】
なお本発明を実施するに当たって、ダイカスト成形機の具体的な構成をはじめとして、ダイカスト成形方法を構成する種々の要素の具体的な態様を必要に応じて変更して実施できることは言うまでもない。また本発明は、潤滑剤成分と離型剤成分とを含有するペレットを用いるダイカスト成形機であれば同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ダイカスト成形機、２０，２１…金型、２２…キャビティ、２５…スリーブ、２５ａ…供給口、２６…プランジャ、２９…ベント孔、３０…ペレット供給装置、Ｐ…ペレット、Ｍ…溶湯、Ｇ…ガス。
【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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