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発明の名称 ダイカスト装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−7669(P2007−7669A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−188374(P2005−188374)
出願日 平成17年6月28日(2005.6.28)
代理人 【識別番号】110000110
【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所
発明者 西岡 輝
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。
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





 

 


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