JP2000117411A - ダイカスト装置およびダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巣の発生を抑制しうるダイカスト装置を提供
する。 【解決手段】 製品形状のキャビティ３を内部に形成し
た金型２と、この金型２のキャビティ３に向けて溶湯を
押し出す第１のプランジャ４と、一端がキャビティ３に
連通しかつ他端が第１のプランジャ４の押圧面４ａに達
する湯道６とを具える。湯道６は、第１のプランジャ４
の押し出し方向をのびる第１の湯道部６ａと、この第１
の湯道部６ａと交わる向きでのびかつ一端がキャビティ
３に連なる第２の湯道部６ｂとを含む。第２の湯道部６
ｂに、該第２の湯道部６ｂに沿ってキャビティ３側に移
動し押湯を行う第２のプランジャ９を具える第２の加圧
部１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳巣を減じうるダ
イカスト装置およびダイカスト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、ダイカスト装置は、図５に示す如く、製品形状のキ
ャビティａを内部に形成した金型の前記キャビティａ内
に溶融金属を充填し、これを凝固させて所定の鋳造品を
成形する。前記溶融金属は、進退自在な主プランジャｂ
により、上に折れ曲がった湯道ｃを通り前記キャビティ
ａに充填される。

【０００３】ところで、金型のキャビティａ内に充填さ
れた溶融金属は冷却されて凝固するときに、その体積が
収縮して巣が発生することが知られている。また溶湯を
小断面積のゲートから高速でキャビティへと射出する
と、ガスの巻き込みによっても巣が発生する。

【０００４】このような鋳巣を内部に持った鋳造品は、
機械的性能に劣る。従って、従来より鋳巣を減じるため
の種々の提案がなされている。例えば、図５に示す如
く、キャビティａ内に溶融金属を充填した後、該用湯金
属が凝固する前に、主プランジャｂに同軸に内挿された
補助プランジャｅを押し出すことにより溶湯を部分加圧
し押湯するいわゆるアキュラッド法が提案されている。

【０００５】発明者らは、このようなアキュラッド法な
どについてさらに鋭意研究を重ねたところ、従来の方法
では、部分加圧する方向が、湯道ｃの主プランジャｂの
押し出し方向と平行であることに着目した。一般に、部
分加圧する際の溶湯は、完全に凝固はしていないものの
部分的に凝固した箇所が含まれる。このため、溶湯を完
全流体とはみなせず、ひいては湯道ｃ内部で圧力が均一
に作用し得ない場合がある。発明者らは、このような場
合には、湯道ｃのどの部分を加圧するかにより鋳巣の抑
制効果に大きな差があることを知見した。

【０００６】本発明は、以上のような実状に鑑み、押湯
を行う方向などを限定することを基本として、鋳巣の発
生を低減しうるダイカスト装置およびダイカスト方法を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、製品形状のキャビティを内部に形成した金
型と、この金型の前記キャビティ内に向けて溶湯を押し
出す第１のプランジャを有する第１の加圧部と、一端が
前記キャビティに連通しかつ他端が前記第１のプランジ
ャの押圧面に達する湯道とを具えるとともに、前記湯道
は、前記第１のプランジャの押し出し方向をのびる第１
の湯道部と、この第１の湯道部と交わる向きでのびかつ
一端が前記キャビティに連なる第２の湯道部とを含むダ
イカスト装置であって、前記第２の湯道部に、該第２の
湯道部に沿ってキャビティ側に移動し押湯を行う第２の
プランジャを具える第２の加圧部を設けたことを特徴と
している。

【０００８】また請求項２記載の発明は、前記第２のプ
ランジャは、この第２の湯道部の横断面中央部を前記キ
ャビティ側に向けて押圧することを特徴とする請求項１
記載のダイカスト装置である。

【０００９】また請求項３記載の発明は、前記第２のプ
ランジャは、その軸線まわりに回転しながら軸方向に移
動することを特徴とする請求項１又は２記載のダイカス
ト装置である。

【００１０】また請求項４記載の発明は、製品形状のキ
ャビティを内部に形成した金型の前記キャビティ内に、
第１のプランジャにて押し出しされた溶湯を湯道を介し
て充填する溶湯充填工程と、前記第１のプランジャの押
し出し方向と交わる向きでのびしかも一端が前記キャビ
ティに連通する湯道部に、この湯道部をキャビティ側に
移動する第２のプランジャにより押湯を行う押湯工程と
を含むダイカスト方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明のダイカスト装置の実
施の一形態をダイカスト方法とともに図面に基づき説明
する。本実施形態のダイカスト装置１は、図１、図２に
示す如く、製品形状のキャビティ３を内部に形成した金
型２と、この金型２の前記キャビティ３に向けて溶湯を
押し出す第１のプランジャ４を有する第１の加圧部５
と、一端が前記キャビティ３に連通しかつ他端が前記第
１のプランジャ４の押圧面４ａに達する湯道６とを具え
ているものを示す。

【００１２】前記金型２は、本実施形態では図１におい
て右側に位置する固定型２ａと、この固定型２ａに向き
合いかつこの固定型２ａに対して接離可能に配された可
動型２ｂとを含む。前記固定型２ａ、可動型２ｂは、本
例ではほぼ垂直な合わせ面Ｃで互いに面一に接合でき、
かつその４隅部にガイドピンＧ１、ガイドブッシュＧ２
（図２に示す）などを適宜配することにより互いの芯を
位置合わせできる。なお金型２には、例えば慣例に従
い、前記可動型２ａを固定型２ｂに対して接離移動させ
る駆動手段や、これらの各型が離間しないように締め付
ける締結手段、さらには金型２の温度管理などを行う調
温手段など適宜の手段が付設される（図示せず）。

【００１３】本実施形態では、前記固定型２ａ、可動型
２ｂには、固定型ブロック７ａ、可動型ブロック７ｂが
内挿保持される。これらの各ブロック７ａ、７ｂの一方
又は双方、本例では固定型ブロック７ａの一方に製品形
状に応じた所定の窪みを形成している。本例ではこれら
のブロック７ａ、７ｂが互いに接することにより前記製
品形状をなすキャビティ３が形成される。なおキャビテ
ィ３の形状は、必要に応じて種々変更しうるのは言うま
でもない。

【００１４】また本実施形態では、前記可動型２ｂに装
着された可動型ブロック７ｂの下方に溶湯の流れる湯道
を前記固定型ブロック７ａなどと協働して形成しうる分
流用ブロック１２を配している。該分流用ブロック１２
は、本例では前記可動型２ｂに装着される基部１２Ａ
と、この基部１２Ａから固定型２ｂ側に突出する突出部
１２Ｂとを有している。これについては後述する。

【００１５】前記第１の加圧部５は、本例では固定型２
ａに設けられるものを例示する。該第１の加圧部５は、
前記第１のプランジャ４と、溶湯が供給されるとともに
前記第１のプランジャ４の進退移動を案内する筒状のス
リーブ７とを含む。

【００１６】前記第１のプランジャ４は、図示しないア
クチュエータなどによりこのスリーブ７内を進退移動で
き、その押圧面４ａにより該スリーブ７内のアルミ、亜
鉛などの各種溶融金属からなる溶湯を前記キャビティ３
内へと充填しうる。なお本実施形態では、このプランジ
ャの移動速度を非常にゆっくりと行なういわゆる低速充
填を採用している。但し、低速充填に限定されるもので
はない。

【００１７】なお前記第１のプランジャ４は、本例では
水平方向に移動するものを例示している。またスリーブ
７は、その端部に前記合わせ面Ｃに近づくにつれて内径
を増大するテーパ内周面７Ａを具える。また図３に示す
如く、スリーブ７は、前記合わせ面Ｃから軸方向に切り
欠いた上、下の切欠部１５、１６を有しているものを例
示している。

【００１８】また前記分流用ブロック１２の前記突出部
１２Ｂは、金型２の合わせ面Ｃが接することにより、前
記スリーブ７のテーパ内周面７Ａに面一に接する先細の
テーパ外周面１７と、このテーパ外周面１７を凹ませた
溝部１９を該突出部１２Ｂの上面に形成しているものを
示す。

【００１９】このような固定型２ａ、可動型２ｂを前記
合わせ面Ｃで閉じ合わせることにより、本例では前記ス
リーブ７から前記分流用ブロック１２の前記溝部１９を
通り、分流用ブロック１２とスリーブ７の前記上の切欠
部１５との間、および前記固定型ブロック７ａ、可動型
ブロック７ｂとの間を抜けて前記キャビティ３に通じる
湯道６が形成されうる。

【００２０】前記湯道６は、本例では第１の湯道部６ａ
と第２の湯道部６ｂとを含む。前記第１の湯道部６ａ
は、前記第１のプランジャ４の押し出し方向、すなわち
本例ではほぼ水平方向にのびる。この第１の湯道部６ａ
は、少なくとも前記スリーブ７と分流用ブロック１２の
溝部１９との間を通ってのびる。

【００２１】また前記第２の湯道部６ｂは、本例では前
記第１の湯道部６ａと交わる向きでのびかつ一端が前記
キャビティ３に連なりかつ他端が前記第１の湯道部６ａ
に連なるものを例示している。より具体的には前記第２
の湯道部６ｂは、前記第１の湯道部６ａから垂直に立ち
上がって前記キャビティ３に達するものを例示してい
る。このように、本例の第２の湯道部６ｂは、キャビテ
ィ３へ屈曲せずに直接通じる最も下流側の湯道部とな
る。なお第１の湯道部６ａと第２の湯道部６ｂとの間
に、適宜の他の湯道部を設けても良い。

【００２２】そして、本実施形態では、前記第２の湯道
部６ｂに沿ってキャビティ３側に移動し押湯を行う第２
のプランジャ９を具える第２の加圧部１０を設けたこと
を特徴としている。

【００２３】このように、本例では前記第２の湯道部６
ｂ、すなわち、キャビティ３へ直接通じる最も下流側の
湯道部をこの湯道部に沿ってキャビティ３側に移動して
押湯を行うことにより、押湯により発生する加圧エネル
ギーを効率良くキャビティ３の内部に作用させることが
でき、巣の発生を大幅に抑制しうる。このため、本発明
の装置によれば、機械的強度に優れた鋳造品Ｍの製造が
可能となる点で好ましい。

【００２４】なお第２のプランジャ９は、キャビティ３
の内部までは突出しない。このため、キャビティ３で形
成される鋳造品の形状が損なわれるのを防止でき、成形
後の加工手間を防止できる。また第２の湯道部６ｂ以外
を押湯した場合には、加圧エネルギーがキャビティ３へ
作用する効率が著しく低下し、本発明のように鋳巣を大
幅に低減させる効果が得られ難い。

【００２５】前記第２の加圧部１０は、本例では、前記
第２のプランジャ９と、この第２のプランジャ９の基端
部に継ぎ手２０を介して接続されるロッドを具えたアク
チュエータ２１と、前記第２のプランジャ９を案内する
案内部材２２とを含む。

【００２６】前記アクチュエータ２１は、種々のものが
用いられるが、本例では油圧シリンダであって、ブラケ
ットＢを介して前記可動型２ｂの下部に取り付けされて
いる。前記継ぎ手２０は、例えばカバー付きフランジカ
ップリングであって、第２のプランジャ９の熱が前記ア
クチュエータ２１のロッドへ伝達されるのを防止するも
のが好ましい。また案内部材２２は、本例では前記分流
用ブロック１２の突出部１２Ｂを上下に貫通して配され
たスリーブ部材からなるものを示す。

【００２７】本例の第２のプランジャ９は、前記第２の
湯道部６ｂの横断面中央部を上（キャビティ３側）に向
けて押圧しており、より効率的に巣の発生を低減する。
なお横断面中央部から偏芯するにつれて鋳巣の防止効果
は相対的に低下する傾向がある。

【００２８】また第２のプランジャ９の押湯工程の際
に、該第２のプランジャ９の焼き付きなどを防止するた
めに、該第２のプランジャ９を、その軸線まわりに回転
させながらその軸方向に移動、即ち、押圧、引き抜きさ
せることも好ましく実施しうる。これは、例えば前記継
ぎ手２０と前記プランジャ９とをキーなどの締結手段で
一体化し、継ぎ手２０を適宜の駆動手段で回転させるこ
とにより容易になしうる。

【００２９】このようなダイカスト装置１は、まず前記
可動型２ａと固定型２ａとを合わせ面Ｃで閉じ、キャビ
ティ３内に、第１のプランジャ４を用いて押し出しされ
た溶湯を湯道６を介して充填する溶湯充填工程を行う。
このとき、第２のプランジャ９の押圧面は、分流用ブロ
ック１２の前記溝部１９の表面と同一面となるよう位置
している。次に、本実施形態では、この溶湯充填工程後
一定時間を隔てて、前記第２のプランジャ９をキャビテ
ィ３側へと移動してその押圧力を一定時間保持する押湯
工程を行う。

【００３０】他方、前記第１のプランジャ４は、本例で
は溶湯を充填する前記押し出し方向に押し放しの状態に
ある。ここで問題になるのは第２のプランジャ９の圧力
に負けて第１のプランジャ４が後退することである。後
退すれば押湯の圧損が発生するからである。本実施形態
では、第２の湯道部６ｂよりも第１の湯道部６ａの厚み
（断面積）の方が薄い（小さい）こと、また第１の湯道
部６ａに接触する第１のプランジャ４に焼き付き防止の
ため冷却を施していることなどにより、押湯部分よりも
先に第１のプランジャ４部分付近が凝固完了するので、
前記第１のプランジャ４の後退を好適に防止している。

【００３１】このため、キャビティ３、湯道６で形成さ
れている容積が第２のプランジャ９の押し上げによる移
動量だけ減じられ、かつその押湯の方向乃至位置を限定
したことにより、未凝固であるキャビティ３内への材料
充填効率がより一層高まり、製品内部での巣の発生が防
止できる。

【００３２】なお前記押湯工程は、製品形状によっても
異なるが、例えば溶湯充填工程後０〜２５秒、好ましく
は２５秒以上遅らせて、行うのが望ましい。また前記第
２のプランジャ９をキャビティ３側へと移動させた後、
これを製品内部が完全に凝固完了するまで一定圧力のも
とで保持しなければならない。

【００３３】そして、ダイカスト鋳造品Ｍは、製品部３
０と、これに連なりかつ第２のプランジャ９による孔部
３４が形成された第２のランナー部３１と、この第２の
ランナー部３１に交わる向きにのびる第１のランナー部
３２と、この第１のランナー部３２の一端に連なるビス
ケット部３３が形成される。

【００３４】図４には、本発明の他の実施形態を示して
いる。本例では、前記第１の湯道部６ａと、第２湯道部
６ｂとの間に、これらを継いで斜めにのびる橋渡しのた
めの第３湯道部６ｃを設けるとともに、前記第２の湯道
部６ｂのキャビティ３側の端部に湯道の厚さ（断面積）
を減じたゲート部６ｄを設けたものを例示している。

【００３５】本例では、半凝固状態で流動性に劣る溶湯
に対して第１のプランジャ４のみならず、第２のプラン
ジャ９によって押湯することによりキャビティ３内によ
り多くの材料を充填させ巣の発生を抑制することを主眼
としている。

【００３６】前記ゲート部６ｄは、例えば鋳造される製
品の平均肉厚程度の厚さに設定される。そして、基本的
には溶湯を前記低速充填にてガスの巻き込みなどを防止
するが、場合によっては中速又は高速で溶湯を充填し、
第２のプランジャ９による押湯によって微細な鋳巣を押
しつぶすことが可能となる。

【００３７】また第２のプランジャ９は、例えば第１の
プランジャ４による溶湯のキャビティ３内への充填完了
よりも前に、好ましくは完了直前に押湯をすることがで
きる。

【００３８】

【実施例】上記実施形態で作られた鋳造品（アルミニウ
ム合金）と、一般的なダイカスト方法で作られた同一形
状の鋳造品とにおいて、製品部の密度を測定した（ｎ＝
５０の平均値）。その結果、一般的なダイカスト方法に
より得られた鋳造品の密度を１００とした場合、本実施
形態のそれは１０２であり、本発明方法の押湯が効率良
く行われていることが確認できた。

【００３９】また、各鋳造品Ｍ中に含まれるアルミ１０
０ｇ中のガス容量を比較したところ、普通ダイカスト法
による残存ガス量は１０〜３０ｃｃであるのに対し、本
実施形態の場合、０．６〜０．８ｃｃと非常に少ないこ
とが確認できた。

【００４０】

【発明の効果】上述したように、請求項１、２又は４記
載の発明では、製品形状をなすキャビティへ直接通じる
最も下流側の湯道部をキャビティ側に移動して押湯を行
うことにより、押湯エネルギーの効率を最大限に高めて
キャビティ内に作用させ、鋳巣の発生を大幅に抑制で
き、機械的強度に優れた鋳造品の製造が可能となる。

【００４１】また、請求項３記載の発明では、前記押湯
に際しての第２のプランジャの焼き付きなどを好適に防
止でき、装置の耐久性を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の断面図である。

【図２】その斜視図である。

【図３】その分解斜視図である。

【図４】他の実施形態を示す概念図である。

【図５】従来のアキュラッド法を説明する概略断面図で
ある。

【符号の説明】

２ 金型 ３ キャビティ ４ 第１のプランジャ ５ 第１の加圧部 ６ 湯道 ６ａ 第１の湯道部 ６ｂ 第２の湯道部 ９ 第２のプランジャ １０ 第２の加圧部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品形状のキャビティを内部に形成した金
   型と、この金型の前記キャビティ内に向けて溶湯を押し
   出す第１のプランジャを有する第１の加圧部と、一端が
   前記キャビティに連通しかつ他端が前記第１のプランジ
   ャの押圧面に達する湯道とを具えるとともに、 前記湯道は、前記第１のプランジャの押し出し方向をの
   びる第１の湯道部と、この第１の湯道部と交わる向きで
   のびかつ一端が前記キャビティに連なる第２の湯道部と
   を含むダイカスト装置であって、 前記第２の湯道部に、該第２の湯道部に沿ってキャビテ
   ィ側に移動し押湯を行う第２のプランジャを具える第２
   の加圧部を設けたことを特徴とするダイカスト装置。
2. 【請求項２】前記第２のプランジャは、前記第２の湯道
   部の横断面中央部を前記キャビティ側に向けて押圧する
   ことを特徴とする請求項１記載のダイカスト装置。
3. 【請求項３】前記第２のプランジャは、その軸線まわり
   に回転しながら軸方向に移動することを特徴とする請求
   項１又は２記載のダイカスト装置。
4. 【請求項４】製品形状のキャビティを内部に形成した金
   型の前記キャビティ内に、第１のプランジャにて押し出
   しされた溶湯を湯道を介して充填する溶湯充填工程と、 前記第１のプランジャの押し出し方向と交わる向きでの
   びしかも一端が前記キャビティに連通する湯道部に、こ
   の湯道部をキャビティ側に移動する第２のプランジャに
   より押湯を行う押湯工程とを含むダイカスト方法。