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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2007−14988(P2007−14988A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−199215(P2005−199215)
出願日 平成17年7月7日(2005.7.7)
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
大型化することなく金型の変形を抑制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、一対のプラテン20、22と、金型21、23と、スリーブ37と、シリンダ30と、複数本のタイロッド52と、支持部材32を備えている。金型21、23は、内部にキャビティ25を形成するとともに、そのキャビティ25と外部を連通するゲート26を持っている。スリーブ37は、ゲート26を介してキャビティ25に連通している。シリンダ30は、スリーブ37内をスライドするプランジャチップ40が先端に取り付けられているプランジャロッドを一方のプラテン20に対して伸縮させる。複数本のタイロッド52は、一方のプラテン20とシリンダ30を接続している。支持部材32は、シリンダ30をプランジャロッドの伸縮方向にスライド可能に支持している。
特許請求の範囲
【請求項1】
一対のプラテンと、
各々のプラテンに分割されて固定されており、一対のプラテンが接近して閉じられると内部にキャビティを形成するとともに、そのキャビティと外部を連通するゲートを持っている金型と、
一方のプラテンに固定されており、ゲートを介してキャビティに連通しているスリーブと、
そのスリーブ内をスライドするプランジャチップが先端に取り付けられているプランジャロッドを一方のプラテンに対して伸縮させるシリンダと、
プランジャロッドの伸縮方向に延びており、一方のプラテンとシリンダを接続しているとともに、プランジャロッドの周りに配置されている複数本のタイロッドと、
シリンダを前記一方のプラテンに対してプランジャロッドの伸縮方向にスライド可能に支持している支持部材を備えていることを特徴とするダイカスト装置。
【請求項2】
複数本のタイロッドは、プランジャロッドの軸を中心とする円の周方向に沿って、略等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1のダイカスト装置。
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。詳しくは、金型の変形を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一対のプラテンと、金型と、スリーブと、シリンダを備えるダイカスト装置が知られている。金型は、各々のプラテンに分割されて固定されており、一対のプラテンが接近して閉じられると内部にキャビティを形成するとともに、そのキャビティと外部を連通するゲートを持っている。スリーブは、一方のプラテンに固定されており、ゲートを介してキャビティに連通している。シリンダは、スリーブ内をスライドするプランジャチップが先端に取り付けられているプランジャロッドを一方のプラテンに対して伸縮させる。
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金型のゲートを通過してキャビティに射出される。射出された溶湯がキャビティで冷却されて凝固することによって、成形品が成形される。
シリンダは、金型のキャビティに溶湯を射出するときに、プランジャロッドを介してプランジャチップを勢いよく前進させる。そのため、溶湯を射出したときに、一方のプラテンとシリンダの間には、大きな反力(以下、「射出反力」と言う)が作用する。射出反力によって一方のプラテンが変形すると、それにともなって金型も変形する。金型が変形すると、成形品を精度良く成形することができない。
特許文献1には、一方のプラテンがマシンベース上に水平な状態で固定されており、マシンベースから掘り下げたピットの中にシリンダを垂直に配置する技術が開示されている。シリンダの下端は、ピットの底面に取り付けられている。一方のプラテンとシリンダを強固に拘束することによって射出反力を受け止め、一方のプラテンの変形を抑制している。一方のプラテンの変形を抑制すると、金型の変形も抑制される。
【0003】
【特許文献1】特開平4−262848号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に開示されている技術のように、マシンベースやピットを設けて射出反力を受け止め、それによって金型の変形を抑制するためには、ダイカスト装置の強度が十分に高くなければならない。ダイカスト装置の強度が足りないと、一方のプラテンとシリンダを支持している支持部位(例えば、一方のプラテンとシリンダを固定する基台。特許文献1では、マシンベースや、ピットの周辺構造に相当する)が変形する。一方のプラテンとシリンダの支持部位が変形すると、それにともなって一方のプラテンが大きく変形する。ダイカスト装置は、強度を高くして射出反力を受け止めようとすると、大型化してしまう。
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、大型化することなく金型の変形を抑制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、一対のプラテンと、金型と、スリーブと、シリンダと、複数本のタイロッドと、支持部材を備えている。金型は、各々のプラテンに分割されて固定されており、一対のプラテンが接近して閉じられると内部にキャビティを形成するとともに、そのキャビティと外部を連通するゲートを持っている。スリーブは、一方のプラテンに固定されており、ゲートを介してキャビティに連通している。シリンダは、スリーブ内をスライドするプランジャチップが先端に取り付けられているプランジャロッドを一方のプラテンに対して伸縮させる。複数本のタイロッドは、プランジャロッドの伸縮方向に延びており、一方のプラテンとシリンダを接続しているとともに、プランジャロッドの周りに配置されている。支持部材は、シリンダを一方のプラテンに対してプランジャロッドの伸縮方向にスライド可能に支持している。
このダイカスト装置のタイロッドは、射出反力が作用すると伸びる。タイロッドが伸びた分だけシリンダが反プラテン側にスライドする。射出反力がタイロッドを介して一方のプラテンに作用しても、その変形は抑制される。シリンダがスライドすることにより、一方のプラテンとシリンダの支持部位が変形しないからである。よって、ダイカスト装置を大型化することなく、金型の変形を抑制することができる。
【0006】
上記のダイカスト装置において、複数本のタイロッドは、プランジャロッドの軸を中心とする円の周方向に沿って、略等間隔に配置されていることが好ましい。
このように構成されていると、射出反力は、各タイロッドに均等に分配された状態で一方のプラテンに伝わる。従って、一方のプラテンが複雑に変形しない。よって、金型の変形がより抑制される。
【発明の効果】
【0007】
本発明のダイカスト装置は、プランジャロッドの周りに配置されている複数本のタイロッドが一方のプラテンとシリンダを接続しているとともに、支持部材がシリンダをプランジャロッドの伸縮方向にスライド可能に支持している。このため、大型化することなく金型の変形を抑制可能なダイカスト装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
(1)ダイカスト装置は、金型部と、基台と、スリーブと、射出部と、一対のタイロッドを備えている。
(2)金型部、固定プラテン、固定金型、可動金型、可動プラテンを備えている。固定金型は、固定プラテンに取り付けられている。可動金型は、可動プラテンに取り付けられている。固定金型と可動金型によって、キャビティが形成される。スリーブは、固定プラテンを貫通している状態で、固定金型に設けられているゲートを介してキャビティと連通している。
(3)射出部は、支持部材、台部材、射出シリンダ、プランジャチップを備えている。支持部材は、基台に固定されている。支持部材は、水平方向に移動可能な状態で支持部材に装着されている。射出シリンダは、シリンダ本体とプランジャロッドとシリンダプレートを持っている。シリンダ本体は、支持部材に固定されている。シリンダプレートは、シリンダ本体の端部に固定されている。プランジャロッドは、シリンダ本体から伸縮する。プランジャチップは、プランジャロッドの先端部に取り付けられている。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。プランジャチップは、プランジャロッドの先端部に装着された状態で、揺動中心回りに揺動することができる。プランジャチップの重心は、揺動中心よりも射出シリンダ側に位置している。
(4)タイロッドは、固定プラテンと射出シリンダのシリンダプレートを接続している。タイロッドの軸は、プランジャロッドの軸と同方向に延びているとともに、プランジャロッドの軸を中心とする円の周方向に沿って、等間隔に配置されている。
【実施例】
【0009】
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、金型部12と、スリーブ37と、射出部14と、一対のタイロッド52を備えている。
図2、図3に示すように、金型部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、円筒状に形成されており、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。
【0010】
射出部14は、支持部材32、台部材33、射出シリンダ30、プランジャチップ40を備えている。
支持部材32は、基台11に固定されている。図4に示すように、台部材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、支持部材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、台部材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の金型部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。
【0011】
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。
【0012】
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、プランジャロッド31の軸に対して対称位置に配置されている(プランジャロッド31の軸を中心とする円の周方向に沿って、等間隔に配置されているとみなすこともできる)。
【0013】
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。
【0014】
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、金型部12と射出シリンダ30には、互いを離反させる大きな射出反力(例えば、800トン)が作用する。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、台部材33が支持部材32に対してスライドし、それとともに射出シリンダ30が金型部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、射出部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、台部材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、台部材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。
【0015】
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、プランジャロッド31の軸と同方向に延びているとともに、プランジャロッド31の軸に対して対称に配置されている。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、プランジャロッド31の軸に対して対称な力のみが作用する。プランジャロッド31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をプランジャロッド31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、プランジャロッド31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が複雑に変形するのを抑制することができる。
【0016】
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、射出反力が小さくなる。
【0017】
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。
【0018】
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に示した事象が発生し、プランジャチップ40とスリーブ37が摩耗したり、射出反力が大きくなったりする。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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】
【0022】
【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】基台と支持部材と台部材の断面図。
【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】
【0023】
10:ダイカスト装置
11:基台
12:金型部
14:射出部
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:支持部材
33:台部材
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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