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JP3410331B2 - 低融点金属中子の製造装置 - Google Patents

低融点金属中子の製造装置

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Publication number
JP3410331B2
JP3410331B2 JP17320197A JP17320197A JP3410331B2 JP 3410331 B2 JP3410331 B2 JP 3410331B2 JP 17320197 A JP17320197 A JP 17320197A JP 17320197 A JP17320197 A JP 17320197A JP 3410331 B2 JP3410331 B2 JP 3410331B2
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JP
Japan
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mold
loose piece
hole
low melting
tip
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JP17320197A
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JPH115150A (ja
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哲司 松井
憲啓 浅野
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Sintokogio Ltd
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Sintokogio Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックを成
形する際に使用する低融点金属中子の製造装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プラスチック製品においては、機能上や
部品の一体化のため、中空部やアンダーカット形状を持
つ場合がある。このような形状を持つプラスチック製品
の一体成形は一般的に困難で、成形に当たってはいろい
ろと工夫がなされている。その1つにロストコアを使う
方法がある。これは製品の中空箇所やアンダーカット部
分と同じ内部形状を持つ低融点合金の中子すなわちロス
トコアを作り、これをプラスチック成形用の金型内にセ
ットして中子の周囲にプラスチックを成形し、後にこの
ロストコアを溶出して所定形状の製品を得る方法であ
る。このロストコアはBi、Sn、Pbなどからなる合
金で鋳造によって作られる場合が多い。しかしながら大
きなプラスチック製品を作ろうとした場合には、ロスト
コアも大きくなって重量が非常に重くなり、ハンドリン
グしにくくなったり溶出に時間がかかったりする。
【0003】本出願人はこれを改善するため、特開平9
−38761号公報に開示したような低融点金属中子の
製造方法を開発した。該方法はロストコアを中空化して
重量を減らすことを要旨としており、より具体的には、
ヒータ内蔵のルーズピースを金型の天井部に嵌合挿入し
た状態で、保持炉内の低融点金属の溶湯をストークを介
して金型のキャビティに押し上げて鋳造を行なうと共
に、溶湯の充填状態を所定時間維持し、未凝固溶湯が中
央部に残っている状態で溶湯の押し上げ鋳造を解除する
と共に、ルーズピースを金型の天井部から抜き出して外
気を金型キャビティ内へ導入することにより、未凝固溶
湯を保持炉へ戻すようにしている。
【0004】しかし上記方法は、両端を開口した筒状の
ロストコアを鋳造するのには適しているが、一端のみが
開口した袋状の製品を鋳造する場合は、溶湯の凝固途中
で加圧を解除してもロストコア外周が凝固しているた
め、外部(金型の隙間など)から金型キャビティ内へ空
気が入らず、未凝固の金属が保持炉内に戻りにくいと共
に、戻るタイミングが一定しない。このため安定した中
空品にならないという問題があった。安定した中空品に
ならないと、ロストコアの肉厚が一定にならずにプラス
チックの成形時に成形圧力に耐えられずに変形したり、
成形後の溶出条件が一定にならず自動化が図りにくいと
いう問題が発生する。また生産性を上げるためには、金
型の温度を下げてキャビティ内の溶湯の凝固時間を短縮
する必要があるが、上記方法はルーズピースにヒータを
内蔵させているため、金型の急速冷却が困難である。
【発明が解決しようとする課題】
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みて成され
たものであり、一端のみが開口した袋状のロストコアを
鋳造する場合でも、安定した中空の製品が鋳造できる装
置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】本発明は上記課題を解決するため、低圧鋳
造機の金型に、一端が該金型のキャビティに開口すると
共に他端が該金型の上面に開口する透孔と、一端が該透
孔に連通接続すると共に他端が該金型の側面に開口する
気体導入孔とを穿設し、上記透孔に先端を尖らせたルー
ズピースを摺動自在に挿入している。そして、ルーズピ
ースの先端を金型のキャビティに突出させた状態で保持
炉内の低融点金属の溶湯をストークを介してキャビティ
に押し上げて鋳造を行なうと共に、溶湯の充填状態を所
定時間維持し、未凝固溶湯が中央部に残っている状態で
溶湯の押し上げ鋳造を解除すると共に、ルーズピースを
引き上げて気体導入孔と透孔とを連通させ、外気をキャ
ビティ内へ導入するようにしている。
【0007】
【実施例1】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1は本発明に係る低融点金属中子の製
造装置の要部縦断図、図2及び図3は該装置の作動を説
明する図1A部の拡大図である。図において、1は密閉
された保持炉であり、該保持炉1内の溶融金属2は図示
しない温度検出手段と制御機器によって温度制御される
ヒータ3により一定の温度に保持されている。4はスト
ークであり、該ストーク4の下部は保持炉1内の溶融金
属2に浸漬されていると共に上部は保持炉1を貫通して
上方に突出している。該ストーク4の上方には上型5と
下型6とから成る金型7が下ダイベース8上に載置され
て配設されており、ストーク4の上端部は、下ダイベー
ス8の中央開口部を経て上記金型7の湯口12に圧着連
通している。
【0008】上記下ダイベース8上には門形の枠体13
が立設されており、該枠体13の天井部には金型開閉シ
リンダ14が下向きに取り付けられている。該シリンダ
14のピストンロッド15は上ダイベース16を介して
上記上型5に連結しており、該上型5は上記ピストンロ
ッド15の伸縮作動によって昇降自在にされている。上
記保持炉1内には図示しない加圧制御装置から配管17
を解して圧縮空気が供給され、該圧縮空気が炉1内を加
圧して溶融金属2をストーク4を通して金型7のキャビ
ティ18内に押し上げるように成してある。
【0009】上記上ダイベース16と上型5とを貫通し
て2本の透孔19が垂直に穿設されており、該透孔19
の下端はそれぞれ金型7のキャビティ18の適所に開口
している。該透孔19の各々は、一端が上型5の側壁に
開口するよう該上型5内に水平に穿設された気体導入口
21の他端と連通接続しており、大気が該気体導入口2
1及び透孔19を経て上記キャビティ18内に流入可能
に成してある。上記透孔19には、先端を30°の角度
に尖らせた丸棒状のルーズピース22(図4(A)参
照)が摺動可能に挿入されている。該ルーズピース22
の基端は上記上ダイベース16上に下向きに設置された
シリンダ23のピストンロッド24に連結しており、該
ピストンロッド24が伸長作動したときは、ルーズピー
ス22が上記透孔19と気体導入口21との連通を遮断
すると共に、その先端が上記キャビティ18内に突出
し、これと反対に該ピストンロッド24が縮引動したと
きは、ルーズピース22の先端が上記透孔19と気体導
入口21との接続個所付近まで上昇して両者を連通させ
るように成してある。
【0010】上記のように構成された装置において、金
型開閉シリンダ14のピストンロッド15が伸長作動し
て金型7が閉じられ、ついでシリンダ23のピストンロ
ッド24が伸長作動してルーズピース22の先端が金型
7のキャビティ18内に所定寸法突出する。次に図示し
ない制御装置により圧縮気体で保持炉1内を加圧し、ス
トーク4を介して上記キャビティ18に溶融金属2を押
し上げて充填する。そのときの図1A部の状態を図2に
示す。所定時間加圧を保持した後、該加圧を解除すると
共に、シリンダ23のピストンロッド24を縮引作動さ
せて透孔19と気体導入口21とを連通させると、上記
キャビティ18内に大気が流入し、該大気の圧力により
該キャビティ18内、及びストーク4内の未凝固の金属
2がスムーズに保持炉1内に戻る。そのときの図1A部
の状態を図3に示す。製品Wが金型7内で十分冷却され
たところで金型7を開いて製品Wを取り出す。
【0011】上記装置を用いて、低融点金属2( Sn
43wt%−Bi 57wt%の合金: 融点138
℃)を保持炉1内に180℃で保持して、炉1内を圧縮
エアで加圧して型温50℃の金型7に充填して30秒加
圧してから、加圧力を解除すると共にルーズピース22
を引き上げて未凝固の溶融金属2を炉1内に戻した。溶
融金属2をキャビティ18全部に充填して凝固させると
重量が10kgになるが、本発明装置では7.2±0.2
5kgという非常に重量のばらつきが少ない中空のロス
トコアWが得られた。なお、該ロストコアWのルーズピ
ース22先端当接部には穴が明いていた。このようにし
て得られたロストコアWでプラスチック製品を成形した
ところ、変形の問題もなく安定して成形できた。
【0012】
【実施例2】図4(B)には、本発明装置で使用したルー
ズピース22の一変形が示されている。該ルーズピース
22は、その先端が細径の段付き部に形成されていると
共に、該段付き部が30°の角度に尖らせてある以外は
実施例1と同様の物である。該ルーズピース22を用い
て実施例1と同様に鋳造したところ、7.2±0.2k
gという、実施例1よりも更に重量のばらつきが少ない
中空のロストコアWが得られた。
【0013】
【比較例1】図4(C)には、比較のために使用したルー
ズピース22の一例が示されている。該ルーズピース2
2は、その先端が50°の角度に尖らせてある以外は実
施例1と同様の物である。該ルーズピース22を用いて
実施例1と同様に鋳造したところ、得られたロストコア
Wのルーズピース22先端当接部には穴が明いていなか
った。また得られたロストコアWの重量は7.5〜9.
7kgとばらつきが多く、重量の重いものは内部が十分
に中空になっていなかった。
【0014】
【比較例2】図4(D)には、比較のために使用したルー
ズピース22の変形例が示されている。該ルーズピース
22は、横断面が正方形であり、先端が90°の角度に
尖らせてある。該ルーズピース22を用いて実施例1と
同様に鋳造したところ、得られたロストコアWのルーズ
ピース22先端当接部には穴が明いていなかった。また
得られたロストコアWの重量は7.7〜9.8kgとば
らつきが多く、重量の重いものは内部が十分に中空にな
っていなかった。
【0015】
【発明の効果】上記ような本発明によれば、一端のみが
開口した袋状のロストコアを鋳造する場合でも、安定し
た中空の製品が得られ、プラスチックの成形も安定し、
溶出の自動化も図りやすくなる。また本発明で使用する
ルーズピースはヒータを使用しないため、金型の急速冷
却が可能になり、生産性が向上する。なお上記実施例及
び比較例から明らかなように、ルーズピースの先端は4
5°以下、望ましくは30°以下の角度に尖らせること
が必要である。それ以上の角度になると、ルーズピース
先端部の熱容量が大きくなり、その周辺の溶融金属が凝
固して、ルーズピースを引き上げても外気がキャビティ
内へ入りにくくなる。
【0016】上記実施例では、ルーズピースは胴部が丸
棒状で先端部が円錐形にされているが、胴部を角棒状に
し、先端部を角錐形にしてもよい。また先端が細径の段
付き部に形成されているものについては、胴部を丸棒状
にして先端部を角錐形にしたり、逆に胴部を角棒状にし
て先端部を円錐形にしてもよい。またルーズピースは、
内部を中空にしたり、材質をセラミックスのような金型
よりも熱容量が小さいものにしてもよい。これにより、
鋳造中に先端部の温度が上昇しやすくなり、先端部付近
の溶湯の凝固が周囲のそれよりも遅くなって、ルーズピ
ースの金型キャビティからの引き上げがスムーズにな
る。更に上記実施例では、ルーズピースを2個使用して
いるが、ロストコアの形状により個数を増減することが
できる。また上記実施例では鋳造方法は低圧鋳造によっ
て行っているが、本発明の効果を妨げなければ、低圧鋳
造のみならず、吸引鋳造やプランジャーによる加圧鋳
造、あるいはその併用でもよい。その他本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々のバリエーションが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の要部縦断図である。
【図2】図1A部の拡大図で、溶湯充填時の状態を示す
図面である。
【図3】図1A部の拡大図で、未凝固の溶湯を排出した
状態を示す図面である。
【図4(A)】本発明装置で使用したルーズピースの一
例である。
【図4(B)】本発明装置で使用したルーズピースの変
形例である。
【図4(C)】比較のために使用したルーズピースの一
例である。
【図4(D)】比較のために使用したルーズピースの変
形例である。
【符号の説明】
1 保持炉 2 溶湯 4 ストーク 7 金型 18 キャビティ 19 透孔 21 気体導入孔 22 ルーズピース

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保持炉1内に貯溜される低融点金属の溶
    湯2を加圧してストーク4中を上昇させ、該ストーク4
    上部に配置した金型7のキャビティ18に該溶湯2を充
    填して成形を行なう低融点金属中子の製造装置であっ
    て、 上記金型7に穿設されて、一端が該金型7のキャビティ
    18に開口すると共に他端が該金型7の上面に開口する
    透孔19と、 同じく上記金型7に穿設されて、一端が上記透孔19に
    連通接続すると共に他端が該金型7の側面に開口する気
    体導入孔21と、 先端を45°以下の角度に尖らせて上記透孔19に摺動
    自在に挿入されたルーズピース22とを備え、 該ルーズピース22の先端部が、上記金型7のキャビテ
    ィ18内空部に突出する位置と、上記透孔19と気体導
    入孔21との連通接続個所付近との間を往復動自在にさ
    れていることを特徴とする低融点金属中子の製造装置。
  2. 【請求項2】 上記ルーズピース22の先端が30°以
    下の角度に尖らせてあることを特徴とする請求項1記載
    の低融点金属中子の製造装置。
  3. 【請求項3】 上記ルーズピース22の先端が細径の段
    付き部に形成されていると共に、該段付き部が30°以
    下の角度に尖らせてあることを特徴とする請求項1記載
    の低融点金属中子の製造装置。
  4. 【請求項4】 上記ルーズピース22の材質が上記金型
    7のそれよりも熱容量が小さいことを特徴とする請求項
    1,2又は3記載の低融点金属中子の製造装置。
  5. 【請求項5】 上記ルーズピース22が中空の棒状に形
    成されていることを特徴とする請求項1,2,3又は4
    記載の低融点金属中子の製造装置。
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