(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中型に装着される積層したコア用鉄心の外周部に形成されたスロット部と前記コア用鉄心に対して上型および下型に形成されたエンドリング成形部とを有し型締めされる金型キヤビテイに、給湯機構を接続した射出スリーブに挿通する射出プランジャにより前記下型に設けた湯口から下型の湯口側エンドリング成形部に連通する放射状の複数の第１の湯道を介して溶湯を充填、加圧して鋳造成形されるモータロータのダイカスト装置であって、
前記上型に設けた反湯口側エンドリング成形部に連通する、前記反湯口側エンドリング成形部と同心となる中心点から放射状に延びる複数の第２の湯道と、
一端を前記複数の第２の湯道の前記中心点に連通し他端を前記上型外に開口する内孔を有し前記上型に嵌装するスリーブと、
前記内孔に摺動自在に挿通され前記上型外部に設けたアクチュエータに連結する加圧ピストンと、
前記内孔他端側の内周に設け外部へ開放される複数の溝と、
前記上型外への開口部を密封するカバーと、
該カバーに接続される真空装置と、
前記コア用鉄芯と前記上型との間に配置され、前記コア用鉄芯の前記上型側の部分に対して前記下型側へ当接可能であり、前記上型との間に前記複数の第２の湯道を形成するゲートリングと、
を有し、
溶湯の射出充填開始前に、前記加圧ピストンの先端を前記内孔他端の溝の位置まで後退させ、前記真空装置を作動して前記金型キヤビテイ内を減圧させた後、前記加圧ピストンの先端を前記溝の遮断位置まで前進させ、減圧を保持した状態で溶湯を射出充填するとともに、
溶湯の充填完了後、前記反湯口側エンドリング成形部の湯道から前記内孔まで到達した溶湯に対して前記加圧ピストンの先端を前進させて押し込み、反湯口側エンドリング成形部を加圧する
モータロータのダイカスト装置。
【請求項２】
前記反湯口側エンドリング成形部は、当該反湯口側エンドリング成形部の円周方向に沿って均等に配置され、前記スロット部とは逆側に突出する複数の冷却フィン成形部を有し、
前記複数の第２の湯道は、前記複数の冷却フィン成形部に相対して設けられている
請求項１に記載のモータロータのダイカスト装置。
【請求項３】
前記コア用鉄芯に挿通される軸と、
前記軸と前記下型との間に配置され、前記軸を前記上型側へ付勢する圧縮バネと、
を有し、
前記ゲートリングは、前記軸の前記上型側端部に載置されている
請求項１又は２に記載のモータロータのダイカスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータロータのダイカスト装置に係るもので、特にこのダイカスト装置によって成形されるモータロータの品質向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示すように、一般に、モータロータ６０の構造は、多数の薄鋼板を積層したコア用鉄心６２と、この鉄心６２の外周部に切欠きされた多数のスロット部６４に成形される細い棒状の導体６５と、鉄心６２の両端部に成形され導体６５を短絡する環状のエンドリング６６、６７とから構成される。
【０００３】
図４は、モータロータ６０を鋳造成形する従来のダイカスト装置の金型７０を主とする要部のみを示し、通常のダイカスト装置に具備される型締、射出、給湯機構および製品搬出等の付属装置は図示を省略する。図において、金型７０は、移動ダイプレート７１に取り付けた移動金型となる上型７２と、この上型７２が図示しない型締機構により型開き、型締めされる中型７３および中型７３を載置する下型７４からなる固定金型とから構成され、鋳造に際して、中型７３にコア用鉄心６２を装着して型締めすることにより、上型７２および下型７４にエンドリング６６、６７を成形する部分と中型７３に装着したコア用鉄心６２の多数のスロット部６４とからなる金型キャビティ７５が形成される。下型７４は、固定ダイプレート７６に取り付けたボルスタ７７上に摺動可能に保持される。固定ダイプレート７６およびボルスタ７７を貫装しボルスタ７７上面側の開口する射出スリーブ７８が設けられ、ボルスタ７７上の下型７４に形成された湯口穴７９に連結している。下型７４の湯口穴７９と金型キャビティ７５とは湯道（ゲート）８０によって連通されている。射出スリーブ７８には、例えばアウタプランジャ８１と同心のインナプランジャ８２とからなる射出プランジャ８３が挿通され、図示しない射出シリンダを含む射出機構が連結されている。また、射出スリーブ７８下部側壁には給湯管８４を連結し、不図示の給湯機構からアルミニウムなどの溶湯が供給される。
【０００４】
このような従来のダイカスト装置によってモータロータを鋳造成形するには、薄鋼板を多数積層し軸６１で締付固定したコア用鉄心６２を段取りし、不図示のワーク移動装置を利用して中型７３に装着し、型締機構を作動し移動金型である上型７２を前進させ型締めし、給湯機構により給湯管８４を介して射出スリーブ７８上部に溶湯を所定量だけ供給し、射出機構を作動して射出プランジャ８３を前進させ、湯口穴７９および湯道８０を経て金型キャビティ７５内に溶湯を加圧充填する。この場合に、先きにアウタプランジャ８１を前進して充填を完了し、次ぎにインナプランジャ８２を前進することにより加圧成形することができる。成形が完了した後、上型７２が後退して型開きし、中型７３を載置した下型７４に取着したアクチュエータを作動してボルスタ７７上を摺動させることにより湯口穴７９の凝固部で切断される。さらに、ワーク移動装置等を利用して中型７３から鋳造成形されたモータロータを搬出して、新しい鉄心６２を中型７３に装着することによって鋳造サイクルが繰り返される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダイカスト装置による鋳造成形の特徴は、溶湯を高速で充填し充填時間が短く、高圧力を加え、溶湯の冷却速度も速いことなどから、生産性が良好となり大量生産に適しているとされている。しかしながら、上記のようなモータロータのダイカスト装置の場合に、射出スリーブ７８上部に供給された溶湯が、アウタプランジャ８１の前進によって金型キャビティ７５に充填される状態は、下型７４の湯口穴７９から湯道８０を経て下型７４のエンドリング６６成形部に充填され、続いて中型７３に装着された鉄心６２のスロット部６４に充填され、最後に上型７２のエンドリング６７成形部へ到達するように充填が行なわれる。したがって、どうしてもこの上型７２（反湯口側）のエンドリング６７成形部への溶湯の充填（湯回り）が悪くなり易いという問題がある。さらに、アウタプランジャ８１による充填後にインナプランジャ８２を前進させ充填を補いつつ凝固途中の溶湯を加圧することにより、凝固収縮に伴う引け巣および空気や水素ガスの巻き込み巣などの発生を防止することが行なわれるけれども、細い棒状のスロット部６４に成形される導体６５が、上型７２のエンドリング６７成形部よりも熱容量が小さく先に凝固し、遅れて凝固する上型７２のエンドリング６７成形部にインナプランジャ８２の加圧力が十分に作用されないため、上型７２のエンドリング６７成形部に引け巣が発生し易くなるという問題がある。モータロータの種類によっては、図３に示すようにエンドリング６６，６７に冷却フィン６８を有しているものが多数あり、この場合には、上述した湯回り不良や引け巣発生の問題が一層起こり易くなる。
【０００６】
図５は、モータロータのエンドリングに引け巣が発生することを防止するために提案された金型装置で、その構成および作用を簡単に説明する。図５（ａ）に示すように、成形前のコア用鉄心９２と下金型９５を圧縮バネ８７および８８、８９を介して移動可能に浮動させて保持しておき、溶湯の充填が行なわれると、図５（ｂ）に示すように、凝固が進行する段階で、先ず熱容量が小さい湯口９９および鉄心９２のスロット部９４の凝固が進み、湯口側エンドリング成形部９６に対し射出プランジャ９３からの加圧力が遮断された状態となって高まり、下金型９５を浮動させている圧縮バネ８７を収縮し、下金型９５が湯口側エンドリング成形部９６へ向かって移動される。この下金型９５の移動とスロット部９４の凝固進行との相乗作用により湯口側エンドリング成形部９６が容積を減じて加圧されると同時に、鉄心９２を浮動させている圧縮バネ８８、８９を収縮し、鉄心９２が反湯口側エンドリング成形部９７へ向かって移動され、反湯口側エンドリング成形部９７も容積を減じ加圧されるというものである。
【０００７】
しかしながら、上記のように鉄心および金型の一部を浮動させ、これらを凝縮進行に伴って移動させ成形される方法では、その移動量が溶湯の凝固に依存するばかりでなく、鉄心および金型を移動可能にする外周の隙間に溶湯が進入し易くその凝固により移動性を悪化することが避けられず、その対策も困難であって、両エンドリングの仕上り形状にバラツキが発生し易く、安定した製品を大量生産することに問題があると懸念される。また、前述の冷却フィンを有したエンドリングに起こり易い湯回り不良の問題に対処できるものではない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ダイカスト法による鋳造成形の利点を生かしつつ、上記の湯回り不良および引け巣の発生し易い問題を防止し、安定して品質を向上させ、生産性に優れたモータロータのダイカスト装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、中型に装着される積層したコア用鉄心の外周部に形成されたスロット部と前記コア用鉄心に対して上型および下型に形成されたエンドリング成形部とからなり型締めされる金型キヤビテイに、給湯機構を接続した射出スリーブに挿通する射出プランジャにより前記下型に設けた湯口から下型の湯口側エンドリング成形部に連通する放射状の複数の湯道を介して溶湯を充填、加圧して鋳造成形されるモータロータのダイカスト装置において、前記上型に設けた反湯口側エンドリング成形部に連通する放射状の複数の湯道と、一端を前記湯道に連通し他端を前記上型外に開口する内孔を有し前記上型に嵌装するスリーブと、前記内孔に摺動自在に挿通され前記上型外部に設けたアクチュエータに連結する加圧ピストンと、前記内孔他端側の内周に設け外部へ開放される複数の溝と、前記上型外への開口部を密封するカバーと、該カバーに接続される真空装置と、から構成し、
溶湯の射出充填開始前に、前記加圧ピストンの先端を前記内孔他端の溝の位置まで後退させ、前記真空装置を作動して前記金型キヤビテイ内を減圧させた後、前記加圧ピストンの先端を前記溝の遮断位置まで前進させ、減圧を保持した状態で溶湯を射出充填し、ガス巻き込みおよび湯回り不良を防止するとともに、
溶湯の充填完了後、前記反湯口側エンドリング成形部の湯道から前記内孔まで到達した溶湯に対して前記加圧ピストンの先端を前進させて押し込み、反湯口側エンドリング成形部を加圧して引け巣の発生を防止することを特徴とするモータロータのダイカスト装置とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るモータロータのダイカスト装置で、図３の従来装置の場合と同様に金型２０を主とする要部のみを示し、通常のダイカスト装置に具備される型締、射出、給湯機構および製品搬出等の付属装置は図示を省略する。図１において、金型２０は、不図示の移動ダイプレートに取着した移動金型である上型２２と、この上型２２が図示しない型締機構により型開閉する中型２３および中型２３を載置する下型２４からなる固定金型とから構成される。中型２３に多数のスロット部１４を有するコア用鉄心１２が装着されることにより、上型２２および下型２４のエンドリング成形部１６、１７とスロット部１４を連通して金型キャビティ２５が形成される。下型２４は、固定ダイプレート２６に取り付けたボルスタ２７上に摺動可能に保持される。射出スリーブ２８は，固定ダイプレート２６およびボルスタ２７を貫装しボルスタ２７上面側の開口して設けられ、下型２４に形成された湯口穴２９に連結している。下型２４の湯口穴２９と金型キャビティ２５とは湯道３０により連通されている。射出スリーブ２８は、アウタプランジャ３１と同心に内挿したインナプランジャ３２とからなるダブル式射出プランジャ３３が挿通され、図示しない射出シリンダを含む射出機構が連結されている。さらに、射出スリーブ２８下部に不図示の給湯管と給湯機構が連結されており、アルミニウムなどの溶湯が供給される。これらの基本的な構成の範囲は、前述の従来装置の該当部材と共通した周知の技術内容からなるものである。
【００１１】
しかるに、本発明においては、反湯口側エンドリング成形部１７におけるガス巻き込み巣、湯回り不良および引け巣の発生を防止するために次のような構成を付加させている。すなわち、スリーブ４１が上型２２にエンドリング成形部１７と同心に嵌装され、その内孔４２の一端を上型２２上面に開口させ、他端をエンドリング成形部１７と連通する放射状の湯道４３に導通させる。内孔４２には加圧ピストン４４が先端を湯道４３に向けて進退可能に挿通し、後端を上型２２上部に設けたアクチュエータとする油圧シリンダ４５のピストンロッド４６に連結する。アクチュエータはサーボモータとボールネジで構成しても良い。ピストンロッド４６の前進ストロークは、例えば、ストロークセンサ５０を設けることにより少なくとも２段階にストローク位置制御される。また、上型２２上面に開口した内孔４２の一端側の内周に上型２２上面に開放する複数の溝４７を形成するとともに、ピストンロッド４６をシールを介して貫通し上型２２上面の開口部を囲む密封空間を形成するカバー４８を上型２２上面に取着する。カバー４８には吸引口を設け、内部を減圧するための真空装置４９を接続する。さらに、コア用鉄心１２を挿通した軸１１が、下型２４側端部には下型２４に穿設した穴に埋設した圧縮バネ５１により保持され、上型２２側端部にはゲートリング５２が位置決めインローなどにより同心に載置される。このゲートリング５２は、鉄心１２に相対する側が平面で、上型２２側はエンドリング成形部１７と連通する放射状の湯道４３の一側を形成する。なお、この放射状の湯道４３はエンドリング成形部１７に冷却フィン成形部１８の有る際にはその位置に相対して設けると好適である。
【００１２】
次ぎに、上記本発明の装置における鋳造成形する際の作用について説明する。先ず、段取りによって軸１１に挿通されゲートリング５２を載置したコア用鉄心１２が中型２３に装着され、型締機構により上型２２を中型２３および下型２４に向けて前進させ金型２０の型締めが行なわれる。このとき、ゲートリング５２には上型２２の型締力が放射状の湯道４３と湯道４３の間で直に押圧作用して、ゲートリング５２が軸１１を介して軸１１端部の圧縮バネ５１を押し鉄心１２側の平面を鉄心１２の積層面に押接させることにより鉄心１２の適正なコア厚みとコア押圧を保持する。
【００１３】
型締め後、金型キャビティ２５内への溶湯の射出充填の開始前に、図２に示すように、上型２２に設けたスリーブ４１内のピストンロッド４６の先端を溝４７の位置まで後退させ、反湯口側エンドリング成形部１７に連通する放射状の湯道（ランナー）４３がスリーブ４１の内孔４２から溝４７を介してカバー４８内の空間に導通した状態とし、カバー４８に接続した真空装置４９を作動させることにより、反湯口側エンドリング成形部１７から鉄心１２のスロット部１４および湯口側エンドリング成形部１６に至る金型キャビティ２５内が排気減圧され、次いで、この減圧状態を維持したままスリーブ４１の内孔４２とカバー４８との連通を遮断するため、ピストンロッド４６を、先端が図２で仮想線で示すように溝４７を越える位置まで前進させることにより、金型キャビティ２５内が減圧された状態に保たれる。
【００１４】
この減圧された状態の金型キャビティ２５内に対して、前述の従来装置の場合と同様に、射出スリーブ２８上部に供給された溶湯を、射出機構を作動して射出プランジャ３３のアウタプランジャ３１を前進させ、湯口穴２９および湯道３０を経て金型キャビティ２５内に溶湯が加圧充填されるので、湯口３０から湯口側エンドリング成形部１６および鉄心１２のスロット部１４を経て反湯口側エンドリング成形部１７にまで到達させる溶湯の充填が金型キャビティ２５内の減圧によって促進され、特に反湯口側エンドリング成形部１７に起こり易いガス巻き込みおよび湯回り不良を防止することができる。なお、下型２４中央部の湯口穴２９から分流子により放射状の複数の湯道３０を湯口側エンドリング成形部１６の冷却フィンの箇所で連通するよう形成することによって溶湯の充填加圧が良好になる。また、射出スリーブ２８内径を小さくすることが可能な場合には射出スリーブ２８の断面積が小さくなるので射出圧力から得られる鋳造圧力を大きくすることができる。
【００１５】
金型キャビティ２５内へ溶湯の充填が完了すると、この完了状態を図示しない検知手段により検知した信号、例えば予め設定した時間を経過したタイマー信号によって金型キャビティ２５内に充填された溶湯を加圧することが行なわれる。図１は、この加圧状態を示している。この場合に、湯口３０側からは、前述の従来装置の場合と同様に、先きにアウタプランジャ８１を前進して溶湯を充填し、充填完了の設定時間経過後のタイマー信号によりインナプランジャ８２を前進させて加圧が行なわれる。さらに、本発明では、反湯口側エンドリング成形部１７に対して、上型２２に設けた湯道４３およびスリーブ４１の内孔４２にまで充填された溶湯に向けてスリーブ４１に嵌装した加圧ピストン４４を前進させて加圧することにより、特に反湯口側エンドリング成形部１７における引け巣の発生を防止できる。この場合、加圧する油圧シリンダ４５内のピストン径を連結させた加圧ピストン４４の径より大とするによって増圧が図られることは当然である。また、放射状の湯道４３は、湯口側の場合と同様に、反湯口側エンドリング成形部１７の冷却フィンの箇所で連通するよう形成すると好適である。
【００１６】
加圧成形が完了した後、前述の従来装置と同様に、上型２２を型開きし、中型２３を載置した下型２４を移動して湯道穴２９の凝固部で切断し、鋳造成形されたモータロータを中型２３から搬出する。なお、湯道３０、４３は搬出した後にエンドリングから切り離される。
【００１７】
【発明の効果】
上記の本発明に係るモータロータのダイカスト装置によれば、従来周知のダイカスト鋳造成形の利点を生かしつつ、反湯口側から金型キャビティ内を減圧する機構および反湯口側に充填完了後の加圧機構を設けることによって、特に反湯口側エンドリング成形部に対するガス巻き込み、湯回り不良および引け巣の発生を防止することができるので、製品の品質が安定、かつ向上し、引け巣の無い製品によって回転バランス調整も最少となり安定した回転特性を有するモータロータが得られ、優れた生産性を発揮できるダイカスト装置と成る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータロータのダイカスト装置の実施例の要部を示す断面図。
【図２】図１の装置における射出充填開始前の状態に関して一部分を示す断面図。
【図３】一般的なモータロータの構造を示す斜視図。
【図４】従来のモータロータのダイカスト装置の要部を示す断面図。
【図５】他の従来例の場合のモータロータの金型装置で、（ａ）は溶湯充填前、（ｂ）は凝固進行中の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１１，６１  軸
１２，６２，９２  コア用鉄心
１４，６４，９４  スロット部
１６，９６  エンドリング成形部（湯口側）
１７，９７  エンドリング成形部（反湯口側）
１８  冷却フィン成形部
２０，７０  金型
２２，７２  上型
２３，７３  中型
２４，７４，９５  下型
２５，７５  金型キャビティ
２６，７６  固定ダイプレート
２７，７７  ボルスタ
２８，７８，９８  射出スリーブ
２９，７９，９９  湯口穴
３０，８０  湯道
３１，８１  アウタプランジャ
３２，８２  インナプランジャ
３３，８３，９３  射出プランジャ
４１  スリーブ
４２  内孔
４３  湯道（ランナー）
４４  加圧ピストン
４５  油圧シリンダ
４６  ピストンロッド
４７  溝
４８  カバー
４９  真空装置
５０  ストロークセンサー
５１  圧縮バネ
５２  ゲートリング
６０  モータロータ
６５  導体
６６、６７  エンドリング
６８  冷却フィン
７１  移動ダイプレート
８４  給湯管
８７、８８、８９  圧縮バネ
【図１】
0004233687.tif 000002
【図２】
0004233687.tif 000003
【図３】
0004233687.tif 000004
【図４】
0004233687.tif 000005
【図５】
0004233687.tif 000006