JP5651082B2 - シールプレート付き金型およびそれを用いた鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空ダイカスト等に用いられる金型に関し、特に複数の金型間を密閉するシールプレートを備えたシールプレート付き金型およびそれを用いた鋳造方法に関する。

この種の金型としては固定型、可動型、摺動型からなるダイカスト用の金型が知られており、例えば、摺動型を可動型に対して摺動させてセットし、次いで、可動型を摺動型ごと固定型に合体させて型締めし、この後、内部に形成されたキャビティを真空引きしてから該キャビティに溶湯を充填するといった過程で鋳造が行われる。このような金型にあっては、溶湯充填時のエアの巻き込みを防止するなどの目的で、合わせられた各型の間を密閉する構造が採られている。

その密閉構造としては、摺動型に対する固定型および可動型の合わせ面の間にＯリング等のシール部材を挟み込む構造（特許文献１）が容易とされる。しかしながらこの構造では、気密性に関するトラブルが生じてエアのリークが発生した際、そのリーク発生箇所の特定が困難であったり、シールを交換するには金型を解体する必要があってメンテナンス性に劣ったりする欠点がある。そこで、固定型と可動型に対する摺動型の境界を外側からシールプレートで覆い、該シールプレートに設けたシール部材を型に圧着させる密閉構造（特許文献２，３）は、シール部材の交換がシールプレートに対する作業になるため容易であり、メンテナンス性の面では問題ないものである。

特開２００４−３３７９５５号公報 特許第３９８４８３６号公報 特開２００５−０１４０７７号公報

上記のようなシールプレートによる密閉構造にあっては、シールプレートと摺動型との間に大気圧下の空隙が生じ、この空隙からキャビティ内にエアがリークしてキャビティの真空度を保持することが困難になるといった問題が生じる。また、固定型や可動型の熱変形や摩耗、あるいは低い組付け精度などに起因して固定型と可動型のシールプレート取付け面が面一ならず段差が生じたり、ゴミやバリなどが付着したりすることによって密閉性が損なわれ、これによりキャビティ内にエアがリークするといった不具合が起こりやすいものであった。

よって本発明は、キャビティ内へのエアのリークが効果的に抑制されるシールプレート付き金型およびそれを用いた鋳造方法を提供することを目的とする。

本発明のシールプレート付き金型は、固定型と、該固定型に対し進退自在に設けられた可動型と、該可動型に対し該可動型の進退方向と交差する方向に摺動して組み込まれる摺動型と、該摺動型に連結されるシリンダロッドを備え、該シリンダロッドの伸縮により前記摺動型を駆動するシリンダと、前記シリンダロッドの伸縮方向に移動可能に係合されるとともに弾性部材によってその移動方向に弾性的に付勢され、型締め状態における前記固定型と前記摺動型との間、および前記可動型と前記摺動型との間の各境界を覆って密閉するシールプレートとを備えたシールプレート付き金型において、前記型締め状態で、前記摺動型と前記シールプレートとの間に空隙が形成され、前記固定型、前記可動型および前記シールプレートのうちの少なくとも１つに、外部から前記空隙に連通するガス通路が形成されていることを特徴とする。

本発明のシールプレート付き金型によれば、例えば、摺動型を可動型に対して摺動させてセットし、次いで、可動型を摺動型ごと固定型に合体させるといった動作で型締め状態を得てから、摺動型とシールプレートとの間に形成される空隙内のエアを、ガス通路を介して吸引して空隙を真空引きすることにより、空隙からキャビティ内へのエアのリークが抑制され、キャビティの真空度が保持される。

次に、本発明の鋳造方法は、上記シールプレート付き金型を用いた鋳造方法であって、鋳造後の型開き前に、前記空隙に前記ガス通路からエアを供給して該空隙を正圧としてから、型開きを行うことを特徴とする。

本発明の鋳造方法によれば、鋳造後、ガス通路から空隙にエアを供給して空隙を正圧とし、この後、型開きしてシールプレートを固定型と摺動型から離間させると、空隙内のエアが大気中に放出される。このとき、シールプレートの固定型および可動型に密着するシール部分に付着物（例えば、ゴミやバリなど）があった場合、その付着物は空隙からの放出エアによって吹き飛ばされ、除去される。したがって、シールプレートの密閉性が保持され、キャビティ内にエアがリークするといった不具合は起こりにくくなる。

本発明の鋳造方法では、鋳造前の型締め時に、前記ガス通路からエアを供給しながら型締めを行う形態を含む。この形態によると、エアを供給しながら型締めを行うことにより上記空隙にエアが供給され、シール部分の付着物除去がなされ、シールプレートの密閉性を向上させることができる。

本発明によれば、シールプレート付き金型において、シールプレートと摺動型との間の空隙からキャビティ内にエアがリークすることを効果的に抑制することができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る金型の構造を示す一部縦断面図である。 図１のII矢視図である。 一実施形態に係る金型の構造および型開きから型締めまでの動作の過程を示す断面図である。 一実施形態に係る金型による鋳造動作の１サイクルを示すフローである。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
（１）金型の構成
図１は、一実施形態に係る真空ダイカスト用のシールプレート付き金型１の構造を示す一部断面図であり、図２は図１のII矢視図である（いずれも型締め状態）。また、図３は金型の動作過程を示している。

金型１は、固定型１０と、可動型２０と、摺動型３０を有している。可動型２０は固定型１０の図中上方に配設され、上下動することにより固定型１０に対して進退自在とされている。固定型１０と可動型２０の互いの対向面には、キャビティＣを構成する凹所１１，２１がそれぞれ形成されている。固定型１０の凹所１１は縁部１２で囲まれており、この縁部１２の内面は、下方に向かうにしたがって前方（摺動型３０の前進方向：図１で左方）にせり出すテーパ面１２ａに形成されている。

可動型２０の凹所２１は図１で右側に開口しており、その開口部２１ａに、摺動型３０が可動型２０の内部に向けて摺動自在にセットされる。摺動型３０の、可動型２０側である前側の端部（図１で左端部）の下面には、ガイド部３１が下方に突出している。このガイド部３１の後側の面は、上方に向かうにしたがって後方（図１で右方）にせり出すテーパ面３１ａに形成されている。

図３（ａ）は、固定型１０から可動型２０を離間させた型開き状態を示している。この型開き状態から、摺動型３０を可動型２０内に摺動させながら前進させると、摺動型３０は、ガイド部３１が固定型１０の縁部１２よりも内側に位置する所定のセット位置に位置付けられる。次いで、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、可動型２０を摺動型３０ごと固定型１０側に向けて前進（下降）させ、可動型２０の下面２０ａおよび摺動型３０の下面３０ａを固定型の縁部１２の上面１２ｂに密着させると型締め状態となり、金型１内に、凹所１１，２１が合体してなるキャビティＣが形成される。

可動型２０が固定型１０側に前進する際には、図３（ｂ）に示すように摺動型３０のガイド部３１のテーパ面３１ａが固定型１０のテーパ面１２ａに沿って摺動して摺動型３０のみがさらに金型１内に前進し、図３（ｃ）に示すようにガイド部３１の先端の下面３１ｂが固定型１０の凹所１１の底面１１ａに接触して型締めが完了する。

摺動型３０は、油圧等の流体圧によって作動する第１シリンダ４０によって駆動される。そしてこの第１シリンダ４０のシリンダロッド４２には、型締めされた状態における固定型１０と摺動型３０との間、および可動型２０と摺動型３０との間の各境界５，６を覆って密閉する長方形板状のシールプレート５０が摺動可能に係合されている。

第１シリンダ４０は、シリンダ本体４１にカップリング４４を介してシリンダロッド４２が伸縮可能に設けられた構成のもので、シリンダロッド４２が、摺動型３０の進退方向と平行に延びた状態で、その先端が摺動型３０の表面の下部に固定されている。シリンダロッド４２は、シールプレート５０を貫通しており、シリンダロッド４２とシールプレート５０は、シリンダロッド４２の軸方向に相対移動可能となっている。

また、摺動型３０には、シリンダロッド４２と平行で外部に延びるガイドシャフト３５が固定されている。ガイドシャフト３５は、シリンダロッド４２から上方に適宜離間した位置に配設されており、シールプレート５０は、ガイドシャフト３５に摺動自在に係合されている。シールプレート５０は、ガイドシャフト３５およびシリンダロッド４２にガイドされて型締め状態の可動型２０の開口部２１ａに対して離接するように、摺動型３０の可動型２０に対する摺動方向と平行に移動可能となっている。

シールプレート５０の、シリンダロッド４２およびガイドシャフト３５が貫通する各貫通孔５０ａ，５０ｂの内周面には、隙間を密閉するＯリング５１，５２がそれぞれ装着されている。また、ガイドシャフト３５には、摺動型３０の内部を冷却する冷却配管３６が貫通固定されている。冷却配管３６は摺動型３０の内部に達しており、冷却配管３６から摺動型３０の内部に冷却媒体が供給される。

シールプレート５０の摺動型３０側の内面の外周部には、シール材５３が装着されている。シールプレート５０は、油圧等の流体圧によって作動する第２シリンダ６０によって駆動される。第２シリンダ６０のシリンダ本体４１は、摺動型３０を駆動する第１シリンダ４０のシリンダ本体４１と一体になっている。第２シリンダ６０は、第１シリンダ４０のシリンダロッド４２と平行なシリンダロッド６２を有しており、伸縮するこのシリンダロッド６２の先端が、シールプレート５０の表面に固定されている。シールプレート５０は、第２シリンダ６０が伸縮することにより、ガイドシャフト３５およびシリンダロッド４２にガイドされて、上記のように型締め状態の可動型２０の開口部２１ａに対して離接するように駆動される。

型締め状態において第２シリンダ６０のシリンダロッド６２が伸びると、シールプレート５０が開口部２１ａに近接し、やがてシール部材５３が固定型１０および可動型２０の外面に圧着する。これにより、図２に示すように、固定型１０と摺動型３０との間の境界５および可動型２０と摺動型３０との間の境界６が、シール部材５３の内側に囲まれた状態でシールプレート５０で覆われ、密閉されるようになっている。

摺動型３０の表面には、シールプレート５０が開口部２１ａに近接した際に、シールプレート５０に弾性的に当接するバネ７０が配設されている。シールプレート５０は、バネ７０によって第２シリンダ６０側すなわち開口部２１ａから離間する方向に弾性的に付勢されてフローティング可能となっており、その付勢力に抗して第２シリンダ６０のシリンダロッド６２が伸びると、シールプレート５０は固定型１０および可動型２０の外面に押付けられ、シール部材が固定型１０および可動型２０の外面に圧着する。

図１に示すように、金型１の型締め状態においては、シールプレート５０と摺動型３０との間に空隙７が生じる。可動型２０には、この空隙７と外部とを連通するガス通路２２が形成されている。ガス通路２２は、可動型２０の下面２１ａから外面２１ｂにわたってＬ字状に形成されており、このガス通路２２の開口には、配管２３を介して、空隙７内のエアを吸引して真空引きしたり、逆に空隙７内にエアを供給したりする図示せぬエア給排気手段が接続される。

（２）鋳造
以上が一実施形態の金型１の構成であり、次いで、この金型１による鋳造の動作を、図４のフローとともに説明する。はじめに、図３（ａ）に示すように固定型１０から可動型２０を後退させた待機状態から、摺動型３０が、第１シリンダ４０により可動型２０に沿って図中左方に摺動しながら前進させられ、摺動型３０のガイド部３１が固定型１０の縁部１２よりも内側に位置する所定のセット位置に位置付けられる。

次いで、可動型２０が摺動型３０ごと固定型１０側に向けて前進（下降）する。すると、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように摺動型３０のガイド部３１のテーパ面３１ａが固定型１０のテーパ面１２ａに沿って摺動し、摺動型３０のみが金型１内にさらに前進する。そして摺動型３０が固定型１０に合わせられて型締めが完了し、金型１内にキャビティＣが形成される。

続いて、第２シリンダ６０によりシールプレート５０が摺動型３０側に移動させられて固定型１０および可動型２０の外面に押付けられ、シール材５１が該外面に圧着させられる。これにより、型締めされた状態の固定型１０と摺動型３０との間の境界５および可動型２０と摺動型３０との間の境界６が、シール部材５３の内側に囲まれた状態でシールプレート５０で覆われ、金型１内が密閉される。

次に、キャビティＣ内のエアが吸引されて真空引きされるとともに、空隙７内のエアが吸引されて真空引きされる。この後、金型１内のキャビティＣ内に溶湯が充填されて鋳造が行われる。

鋳造が完了したら、次いでガス通路２２からエアを空隙７内に供給して空隙７を正圧としてから、シールプレート５０を後退させて固定型１０と可動型２０から離間させ、開口部２１ａを開放する。さらに、可動型２０と摺動型３０をともに上昇させて固定型１０から離間させ型開き状態とし、最後に摺動型３０を待機位置まで後退させる。この状態で、鋳造品を取り出すことができる。

以上が金型による鋳造動作の１サイクルである。なお、鋳造にあたっては、金型１は事前に所定の鋳造温度に加熱、調整される。

上記一実施形態の金型１によれば、型締め状態を得てから、摺動型３０とシールプレート５０との間に形成される空隙７内のエアを、ガス通路２２を介して吸引して空隙７内を真空引きすることにより、空隙７からキャビティＣ内へのエアのリークが効果的に抑制され、キャビティＣの真空度が保持される。

また、鋳造後においては、ガス通路２２から空隙７にエアを供給して空隙７を正圧とし、この後、シールプレート５０を固定型１０と摺動型３０から離間させると、空隙７内のエアが大気中に放出される。このとき、シールプレート５０の固定型１０および可動型２０に密着するシール部分に付着物（例えば、ゴミやバリなど）があった場合、その付着物は空隙７からの放出エアによって吹き飛ばされ、除去される。したがって、次の鋳造の際においてもシールプレート５０の密閉性が保持され、キャビティＣ内にエアがリークするといった不具合は起こりにくくなる。

また、シールプレート５０がバネ７０によりフローティング可能に取付けられているため、摺動型３０の熱膨張はバネ７０で吸収されてシールプレート５０に影響しない。このため、シールプレート５０による確実な密閉状態が保持される。また、鋳造サイクルにおいて、型開き後に成形品を型から取り出した後、離型剤の塗布やバリ除去のためにキャビティＣに対しブローを行うが、その際にシール部分に付着物がある可能性がある。そこで、型締め時にもガス通路２２から空隙７にエアを供給することで付着物を除去することができ、シールプレート５０の密閉性を向上させることができる。

なお、上記一実施形態では、ガス通路は可動型２０に形成されているが、本発明はこれに限定されず、外部から空隙７に連通するガス通路は、固定型１０、可動型２０、あるいはシールプレート５０のうちの少なくとも１つに形成されている形態であればよい。

１…シールプレート付き金型
５，６…境界
７…空隙
１０…固定型
２０…可動型
２２…ガス通路
３０…摺動型
４０…第１シリンダ
４２…シリンダロッド
５０…シールプレート
７０…バネ（弾性部材）
Ｃ…キャビティ

Claims (3)

1. 固定型と、
   該固定型に対し進退自在に設けられた可動型と、
   該可動型に対し該可動型の進退方向と交差する方向に摺動して組み込まれる摺動型と、
   該摺動型に連結されるシリンダロッドを備え、該シリンダロッドの伸縮により前記摺動型を駆動するシリンダと、
   前記シリンダロッドの伸縮方向に移動可能に係合されるとともに弾性部材によってその移動方向に弾性的に付勢され、型締め状態における前記固定型と前記摺動型との間、および前記可動型と前記摺動型との間の各境界を覆って密閉するシールプレートと、
   を備えたシールプレート付き金型において、
   前記型締め状態で、前記摺動型と前記シールプレートとの間に空隙が形成され、
   前記固定型、前記可動型および前記シールプレートのうちの少なくとも１つに、外部から前記空隙に連通するガス通路が形成されていること
   を特徴とするシールプレート付き金型。
2. 請求項１に記載のシールプレート付き金型を用いた鋳造方法であって、
   鋳造後の型開き前に、前記空隙に前記ガス通路からエアを供給して該空隙を正圧としてから、型開きを行うこと
   を特徴とするシールプレート付き金型を用いた鋳造方法。
3. 鋳造前の型締め時に、前記ガス通路からエアを供給しながら型締めを行うことを特徴とする請求項２に記載のシールプレート付き金型を用いた鋳造方法。

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