JPS63278656A

JPS63278656A - 射出成形方法および装置

Info

Publication number: JPS63278656A
Application number: JP62110656A
Authority: JP
Inventors: Toyoaki Ueno; 豊明上野; Sadayuki Dannoura; 壇浦　貞行
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1988-11-16
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: DE3878725T2; EP0290244A2; KR890017021A; EP0290244A3; US4836267A; KR910003761B1; DE3878725D1; JPH067979B2; EP0290244B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、アルミニウム等の鋳物を製造する射出成形方
法および射出成形装置に関するものである。

［従来技術］一般にアンダカット部あるいは空洞部を有する鋳物は、
鋳物砂をフェノール樹脂等で固めた砂中子を利用して比
較的に低圧力な鋳造機である重力鋳造機または、低圧鋳
造機で製造されている。しかしながら低圧力鋳造機は、
サイクルが長い、鋳物の肉厚を薄くできない、品質を安
定させることが難しい等の問題を持っており、近年溶湯
が中子に差し込むのを防ぐ性能の高い崩壊性置中子や射
出成形方法を工夫することによって高圧力鋳造機にて成
形可能なものも出現している。

高圧力鋳造機には鋳込み方向の違いによって横鋳込方式
と竪鋳込方式があり、横鋳込方式としては横型ダイカス
トマシンが知られ、竪鋳込方式としては型締の違いによ
って竪型締と横型締とに分類される。

特に竪鋳込方式の高圧力鋳造機は鋳込スリーブに注湯さ
れた溶湯の金属との接触面積が少ないために溶湯の温度
低下が小さいこと、鋳込スリーブ内においてガスの巻き
込みが少ないこと等、多くの優れた点を有した鋳造機で
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、崩壊性置中子を使用した場合の成形方法およ
び鋳造機に要求される機能は、崩壊性置中子の金型への
装着が容易なこと、鋳造時に溶湯の湯廻り不良のないこ
と、成形品の内部にガスを巻き込んでできるブローホー
ルと呼ばれる欠陥あるいは凝固収縮によって発生する引
は巣等の鋳巣のないこと、また、崩壊性置中子について
は、鋳造時において破損せずに、かつ、目差しと言われ
る砂中子へ溶融金属の差し込みのないこと、鋳造後にお
いては、除去作業が容易に行なえて、かつ、鋳物部分に
砂が残らないことである。

前述したように高圧鋳造機には、型締方向の違いによっ
て横型締方式と竪型線方式があり、鋳込み方向の違いに
よって横鋳込方式と竪鋳込方式とがある。

型締方式についていえば、横型締方式は、竪型線方式と
比較して鋳造時において溶湯がキャビティ内を湧き上が
るように充填されるのでガスの巻き込みが非常に少なく
、また、充填完了まではエアベントと呼ばれる金型分割
面に施されたガス抜きを塞ぐことがないためにブローホ
ール等の鋳造欠陥が発生しにくい。

一方、鋳込み方式についていえば、竪鋳込方式は、横鋳
込方式と比較して鋳込スリーブへ注湯された溶湯の金属
との接触面積が小さいため溶湯の温度低下が小さい、ま
た、鋳込み時において、鋳込スリーブ内でガスを巻き込
むことがない等によりブローホール等の鋳造欠陥が発生
しにくい。

上記の理由によって、崩壊性置中子を使用した高圧鋳造
機としては、横型締竪鋳込型圧力鋳造機が多く使用され
ている。しかしながら、本方式の鋳造機は、鋳造品質に
ついては非常に良好であるが、金型へ崩壊性置中子を装
着する際に装着がやりにくく、特に、崩壊性行中子の支
持方法が可動中子によって支持される場合には、可動中
子が閉じるまで崩壊性置中子を空中で保持しておかなけ
ればならなく、位置がうまく決まらないために金型に当
たって崩壊性置中子を破損させたり、崩壊性置中子の巾
木部分が金型の支持部分に挿入される際、擦れて巾木部
分を構成している砂が落ち鋳造時に巻き込んで欠陥とな
ることがある等、良品を容易に得ることが難しく、まし
てや崩壊性置中子の自動化は基本的にできなかった。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
このような不都合を解消して崩壊性置中子を使用した成
形品の品質を大幅に向上すると同時に、崩壊性置中子の
自動装着を可能とした鋳造機を提供するものである。

即ち、崩壊性置中子を金型に装着する際には、型締装置
が直立し装着を容易にし、鋳込み時には水平状態となっ
て良好な湯温れを得るように姿勢を変化させる。更に詳
述すれば、型締装置は回転軸を中心に自由に回転が可能
となっており、金型へ崩壊性置中子を装着する際には、
押出装置が装着された固定盤、固定金型が、可動盤、可
動金型に対して下となるように直立姿勢をとり、押出装
置が前進して押出装置の先端部を形成している押出ピン
がキャビティ内に突出する。突出した押出ピン上に崩壊
性置中子を支持させれば空中に支持が可能であり、また
押出ピンに対する崩壊性置中子の位置を決めれば、崩壊
性行中子のキャビティに対する位置も容易に決めること
が可能である。

このように位置を決めた後に、鋳込み時に実際に崩壊性
置中子を支持している可動中子を前進させて崩壊性置中
子の巾木部分を可動中子の支持部分に挿入させれば、崩
壊性置中子を破損させることも、巾木部分の砂を落とす
こともなく支持することが可能である。その後、押出装
置が後退して押出ピンを戻し、可動金型が下降して型締
されると崩壊性置中子の金型への装着は完了する。鋳込
み時においては、上記崩壊性置中子を金型に装着する時
の姿勢から型締装置は約９０°回転して型締方向が水平
となるような姿勢をとる。一方、竪鋳込装置は、金型の
分割面に設けられた嵌合部に鋳込スリーブを嵌合させた
後にプランジャを前進させ、鋳込スリーブ内に保持して
いる溶湯をキャビティへ鋳込む、鋳込み装置は竪型であ
るので、鋳込スリーブ内で溶湯が持ち上げられる際にガ
スを巻き込まない、また、キャビティ内へ鋳込まれる場
合も溶湯はキャビティの下からガスを追い出しながら湧
き上がるように充填されていく、充填完了まで金型の分
割面に設置されているエアベントを殺さないためにガス
の金型外への排出も最後まで有効である０以上のように
崩壊性置中子を使用して、上記のように鋳込めば崩壊性
置中子を破損させずにブローホールや引は巣の少ない健
全な成形品を得ることができる。

［実施例］第１図は本発明に係わる崩壊性置中子１０を用いた圧力
鋳造方法を説明するために示すダイカストマシンの縦断
面図である。まずダイカストマシンの構造について説明
する。ダイカストマシンは、型締装Ｍ２０と射出装置６
０と、その各々の装置が装備されて床面１３０に固定さ
れたマシンベース１００とから構成されている。

型締装置２０は、一端に固定盤２１があり、他端に型締
シリンダ盤２３が′ある。固定盤２１．型締シリンダ盤
２３の４隅をナツト２４で拘束したコラム２５があり、
このコラム２５には、可動盤２２が支持されていて、型
締シリンダ盤２３に装備された型締シリンダ２６によっ
て固定盤２１に対する遠近方向へ進退自在に移動可能と
なっている。固定盤２１には固定金型２７、可動盤２２
には可動金型２８が装備されていて分割面２９を境に開
閉自在に接合される。そして、両金型２７゜２８には、
鋳込製品と同形状のキャビティ３・０と、その下方に続
くくびれ部３１と、その下方に続いて下側に開口する大
径の垂直孔部３２と、鋳込スリーブ嵌合孔３３とが、分
割面２９で分割されてそれぞれ設けられている０分割面
２９には鋳造時にキャビティ３０内のガスを金型外に排
出するための薄い溝であるエアベント３４が切れている
。

また、固定金型２７には製品を金型から押し出す押出ピ
ン３６、押出ピン３６を作動させるために固定盤２１に
固定された押出シリンダ４０、押出シリンダ４０と押出
ピン３６とを連結する押出連結棒３８、押出ピン３６と
押出連結棒３８を結合する押出連結板３７．押出シリン
ダ４０と押出連結棒３８を結合する押出板３９からなる
押出装置ｔ３５が装備されている。更に、固定金型２７
には、固定金型２７及びキャビティ３０の一部を形成し
て摺動可能な可動中子４１、可動中子４１を摺動させる
ための中子シリンダ４２．中子シリンダ４２を固定金型
２７に一体的に装備するための中子シリンダ取付ブラケ
ット４３が装備されている。固定金型２７には、そのキ
ャピテイ３０面側にキャビティ３０を形成すると同時に
崩壊性置中子ｌＯを支持するための支持溝４４を有する
固定中子４５が組み込まれている。支持溝４４は可動中
子４１にも設けられており、可動中子４１と固定中子４
５の支持溝４４で崩壊性置中子１０をキャビティ３０の
空中に支持することができる。

固定盤２１の固定金型設置面４６とは反対側には、型締
装置２０全体を回転軸ピン１０２まわりに回転駆動させ
る一対の回転シリンダ１０１とピン４８を介して回転自
在に接合されている一対の軸受部４９が固定盤２１と一
体的に設けられている。更に固定盤２１の下部には、回
転シリンダ１０１の作動によって型締装置２０全体を回
転するためにマシンベース１００より一体的に突起した
軸受部１０３とピン１０２を介して一体的に回転中心を
形成する一対の軸受部４７が突起している。

次に、射出装置６０の構造について述べる。射出装置６
０は、マシンベース１００の下方にマシンベース１００
と一体的に構成される一対の射出装置支持板１０４と回
転軸１０５を介して結合し、回転軸１０５を中心として
型締装置２０の長手方向に揺動自在である。射出装と６
０の揺動は、一端をマシンベース１００と一体的に取り
付いているブラケット１０６、他端を射出シリンダ６１
とクレビス６２を介して結合している傾転シリンダ６３
によって行なわれる。射出シリンダ６１内には、ピスト
ン６４が内蔵されており、ピストン６４の先端ではプラ
ンジャカップリング６５を介してプランジャロッド６６
及びプランジャチップ６７が連結している。射出シリン
ダ６１には一対の丸棒形状で、その内部に油管路６９が
貫通しているドツキングラム６８が一端を射出シリンダ
６１側に固定された状態で、他端をスリーブフレーム７
０の油導入室７１に嵌合された状態で設置されている。

スリーブフレーム７゜の上端には、スリーブカップリン
グ７２を介して鋳込スリーブ７３が固定されている。鋳
込スリーブ７３の内部には、プランジャチップ６７が摺
動自在に係合している。また、鋳込スリーブ７３の内に
溶湯７４が図示しない給油装置によって注ぎ込まれる。

次に、マシンベース１００の構造について説明する。マ
シンベース１００の固定盤２１側の端部には、型締装置
２０全体が崩壊性置中子ｌｏの金型への設置や金型から
製品を取り出すときに１回転軸１０２中心に回転して直
立姿勢をとるが、その位置を決めるためのストッパ１０
７がマシンベース１００と一体的に設けられている。固
定盤２１の下方付近には、前述の回転シリンダ１０１を
回転自在に取り付けているシリンダ軸受１０８がマシン
ベース１００と一体的に設置されている。また、型締装
置２０全体が回転して水平方向の姿勢をとる際、その位
置を決めるためのストッパ１０９が可動＠２２付近のマ
シンベース１００上面に一対マシンベース１００と一体
的に設置されている。

次に、鋳込み時の型締装置１２０浮き上がり防止９置１
１０について説明する。マシンベース１００の上面で型
締シリンダ盤２３付近にマシンベース１００と一体的に
突起した一対の設置板１１１があり、その各々に型締装
置２０浮き上がり防止用シリンダ１１２が設置されてい
る。浮き−にかり防止シリンダ１１２０ッド先端部には
、浮き上がり防止ビン１１３が装着されていて型締シリ
ンダｍ２３の下部にある型締シリンダ盤２３と一体的に
突起しである孔５０に射出時に嵌合して型締装Ｍ２０が
浮き上がるのを防止する。

次に、鋳物のアンダカット部あるいは空洞部を構成する
崩壊性置中子１０について述べる。骨材としてＪＩ３７
号ケイ砂１００部、有機バインダとして熱硬化性のフェ
ノール樹脂２．０部、潤滑剤としてステアリン酸カルシ
ューム０．１部からなるシェルモールド用の砂を用いて
砂中子を造形した。造形条件は金型温度２７０℃、焼成
時間は２０秒である０次に１文の水にバインダとしてコ
ロイダルシリカ（Ｓｉ０２３０％）３００ｃｃ、＠滑剤
としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０ｇ、
消泡剤としてオクチルアルコールＩｇを入れてよく混合
攪拌し、次に、この溶液に３００＋５ｅｓｈ以下に粉砕
されたジルコンフラワ３０ｏｇを添加して、更に、十分
に混合攪拌してスラリ溶液を調整した。そして、このス
ラリ液中に前記のシェル中子を１分間浸漬して砂中子の
表面の隙間を塞いだ後直ちに１２０℃の熱風乾燥機で３
０分間乾燥して表面を硬化させた。

また、水溶性のフェノール樹脂の３％水溶液ｔｉ中に３
００　ｍｅｓｈ以下に粉砕された雲母５００ｇ、潤滑剤
としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０ｇ、
消泡剤としてオクチルアルコール１ｇを入れてよく混合
攪拌したスラリ溶液を：ＪＪ整し、これをへヶで再度上
記砂中子表面に塗布して１２０℃に乾燥された乾燥機で
１時間乾燥した。

以上のように構成されたダイカストマシンの動作につい
て説明する。

まず、崩壊性置中子ｌＯを金型へ装着する際には回転シ
リンダ１０１が引きの状態で型締装置２０全体は二点鎖
線で示すような金型の分割面２９が水平状態、即ち、直
立状態をとっている。

キャビティ３０を形成する可動金型２８は型締シリンダ
２６が後退して型開きしている。また、可動中子４１も
中子シリンダ４２が後退して開いている。この状態で、
押出シリンダ４０のロッドエンド側に油が導かれて押出
ピン３６がキャビティ３０内に突出して崩壊性置中子ｌ
Ｏをキャビティ３０内に装着するときの一時的な支持台
を形成する０次に、図示しない崩壊性置中子自動設置装
置により崩壊性置中子１０を固定金型２７上部へ搬入し
、中本５１部分の一方が固定中子４５の支持溝４４に嵌
合した状態で押出ビン３８上に設置する０次に、中子シ
リンダ４２のヘッドエンド側に油が導かれて可動中子４
１が前進しその支持溝４４部分が崩壊性置中子ｌＯの一
端の中本５１部分に嵌合する。その後押出ピン３８が後
退して崩壊性置中子１０のキャビティ３０内への装着が
完了する０次に、型締シリンダ２６のヘッドエンド側へ
油が導かれて型締シリンダ２６が前進し、型締が完了す
る。型締限にて回転シリンダ１０１のヘッドエンド側へ
油が導かれて刈締装！！１２０全体は型締装置回転軸１
０２回りに回転し水平状態となり可動盤２２がストッパ
１０９に当たった状態で停止する０回転停止にてマシン
ベース１００上に設置している浮き上がり防止シリンダ
１１２のヘッドエンド側へ油が導かれて型締シリンダ盤
２３の孔５０に浮き上がり防止ビン１１３が挿入される
。一方、射出装置６０の動作については、傾転シリンダ
６３が押しの状態、即ち、射出シリンダ６１が傾いた状
態で図示しない自動給湯装置によって鋳込スリーブ７３
内へ溶湯７４が注湯される。注湯が完了すると、傾転シ
リンダ６３のロッドエンド側へ油が導かれて射出装置６
０は回転し直立状態となる０回転限にてドツキングラム
６８の油管路６９を通じてスリーブフレーム７０の油導
入室７１へ油が導かれて鋳込スリーブ７３内の溶湯７４
．鋳込スリーブ７３、スリーブフレーム７０、プランジ
ャチップ６７、プランジャロッド６６、射出シリンダ６
１のピストン６４が一体的に上昇し、鋳込スリーブ７３
の上面が固定金型２７．可動金型２８によって形成され
ている鋳込スリーブ嵌合孔３２の上面に当たって停止す
る。鋳込スリーブ７３の上昇限にて射出シリンダ６１の
ヘッドエンド側へ油が導かれてピストン６４が上昇し溶
湯７４は鋳込スリーブ７３内をガスを巻き込まずに上昇
する。ピストン６４は更に上昇を続け、溶湯７４はキャ
ビティ３０内に鋳込まれるがキャビティ３０内を湧き上
がるように充填するのでキャビティ３０内においてもガ
スを巻き込むことがない、キャビティ３０内のガスは、
溶湯７４によって押し出され金型の分割面２９に設けら
れているガス抜き用のエアベント３４を通って金型外へ
排出される。溶湯７４がキャビティ３０内を完全に充填
完了すると射出シリンダ６１に設定された力が型締装置
２０全体を浮き上がらせるように作用するが、浮き上が
り防止ピン１１３によって浮き上がりが防止される。

所定の時間が経過して、溶湯の固化、冷却が終わると射
出シリンダ６１のロッドエンド側へ油が導かれて、ピス
トン６４が下降する。下降の途中でプランジャカップリ
ング６５がスリーブフレーム７０に当接するとドツキン
グラム６８部のスリーブフレーム７０の油導入室７１の
圧力を抜き、ピストン６４の下降と一体的にプランジャ
カップリング６５によって鋳込スリーブ７３．スリーブ
フレーム７０は押し下げられて下降する。

下降限にて傾転シリンダ６３のヘッドエンド側へ油が導
かれて射出装置６０は傾転し、二点鎖線のような位置に
戻る。一方、５締装置２０は、回転シリンダ１０１のロ
ッドエンド側へ油が導かれて回転軸１０２回りに回転し
、マシンベース１００のストッパ１０７に当接して二点
鎖線の状態、即ち、直立状態となって停止する０回転限
で型締シリンダ２６のロッドエンド側へ油が導かれて型
開きする。また、中子シリンダ４２のロッドエンド側へ
油が導かれて可動中子４１が引き戻される。

その後に押出シリンダ４０のロー２ド側へ油が導かれて
固定金型２７に残っている製品を金型外へ押し出す。押
出限にて押出シリンダ４０のヘッドエンド側へ油が導か
れて押出ビン３６が戻り１サイクルが完了する。

本実験においては、アルミニウム合金ＡＤＣ１２を溶湯
保持温度６８０℃、メタル圧４００Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ
’、プランジャ速度５０ｍｍ／ｓｅｃの条件で鋳造した
。

型外に排出された成形品から砂を取り出し検査した結果
、崩壊性置中子１０表面には砂の噛み込み等は全く見ら
れず、成形品の内部にもブローホール、引は巣等の鋳巣
も全く見られず高品質な成形品を得ることができた。

［発明の効果］以上の説明からも明らかなように金型へ崩壊性置中子を
装着する際には、型締装置を直立させて、金型の分割面
が水平となるような姿勢で装着すれば崩壊性置中子のキ
ャビティに対する位置がきっちりと決められて可動中子
や、可動金型が閉じる際に崩壊性置中子に接触して崩壊
性置中子を破損させたり、砂のこぼれ等の成形品質を悪
くするようなことが起きない、鋳造の際には竪鋳込装置
によって射出装置を水平状態にて鋳込めば溶湯にガスを
巻き込むことなく高品質な成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一部断面にした正面図、第２図は第１
図のＩＩ　−ＩＩ線断面図、第３図は第１図のｍ−ｍ線
側面図である。１０・・・崩壊性置中子、　　２０・・・型締装置、２
１・・・固定盤、　　　　　２２・・・可動盤、２３・
・・型締シリンダ盤、２６・・・型締シリンダ、２７・
・・固定金型、　　　　２８・・・可動金型。３０・・・キャビティ、　　　３５・・・押出装置、４
４・・・支持溝、　　　　　５１・・・山水、６０・・
・射出装置、　　　　６１・・・射出シリンダ、６３・
・・傾転シリンダ、　　６８・・・ドツキングラム、７
３・・・鋳込スリーブ、　　７４・・・溶湯、１００・
・・マシンベース、１０１・・・回転シリンダ、１１０・・・浮き上がり防止装置。特許出願人　　宇部興産株式会社第２図第３図手続補正書印発）昭和６３年り月コ９日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定盤に取り付けられた固定金型と可動盤に取り
付けられた可動金型を垂直上下方向に型開きした状態で
金型への挿入物を設置したのち型締し、金型の型締装置
を金型と共に金型の分割方向が水平方向となる回転をし
たのち、金型の分割面の直下から金型内へ溶湯を鋳込む
ようにした射出成形方法。
（２）金型の分割面が水平あるいは垂直となるように回
転自在に基台に対して取り付けられた型締装置および、
型締装置の姿勢が金型の分割方向が水平方向となるよう
な状態で、金型の分割面の直下で、上方向に向けている
射出スリーブを垂直方向に金型に着脱自在に設けて、射
出プランジャを鋳込スリーブ中に挿入した状態で、金型
の下面から離脱した鋳込スリーブを横方向に摺動あるい
は回転可能に設けたことを特徴とする射出成形装置。
（３）特許請求の範囲第２項において、製品の押出装置
を固定盤あるいは固定金型に装備したことを特徴とする
射出成形装置。
（４）特許請求の範囲第２項において、鋳込スリーブあ
るいは射出プランジャを作動させる射出シリンダユニッ
トを回転軸あるいは摺動面を介して基台より垂下し、基
台に一体的に設置されている型締装置の浮き上がり防止
装置と型締装置の回転軸受部とが射出シリンダユニット
に対して各々反対の位置に位置することを特徴とする射
出成形装置。