JP2000351057A - 軽合金製の三次元構造体およびその製造方法 - Google Patents

軽合金製の三次元構造体およびその製造方法

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JP2000351057A
JP2000351057A JP11167342A JP16734299A JP2000351057A JP 2000351057 A JP2000351057 A JP 2000351057A JP 11167342 A JP11167342 A JP 11167342A JP 16734299 A JP16734299 A JP 16734299A JP 2000351057 A JP2000351057 A JP 2000351057A
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mold
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Masamichi Sobashima
政道 傍嶋
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Araco Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アンダーカット部を有するバックフレームをマ
グネシウム合金を成形素材として、廉価で生産性高く製
造する。 【解決手段】バックフレーム10aを平面的に展開した
形状を呈するマグネシウム合金を成形素材とする鋳造品
である二次元構造体を基体10bとし、基体10bの一
部であるプレート状本体部15と、基体10bの所定の
部位を折曲げ加工して形成されたサイド部16とからな
る構成とした。基体10bは、略二次元構造のキャビテ
ィ25bを有する金型20aで鋳造でき、バックフレー
ム10aを廉価で生産性高く製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽合金製の三次元
構造体、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マグネシウム合金等の軽合金を構造材料
とする試みは、金属製の構造体を軽量化する目的で行わ
れており、軽合金を構造材料とする三次元構造体として
は、その軽量化に加えて高強度および高剛性の達成によ
り、自動車部品、家電部品、OA機器部品、電動工具等
の広い分野に提供されている。当該三次元構造体は、一
般には、軽金属の粉粒体、チップまたはインゴットを金
型内にて固液共存状態または溶融状態で鋳造して成形さ
れる。図1は、当該三次元構造体の一例である車両用シ
ートのシートバックを構成するバックフレームを示して
おり、図2は、当該バックフレームを成形するために成
形金型の可動型を示している。
【0003】当該バックフレーム10は、プレート状本
体11と、プレート状本体11の左右両側縁部にてこれ
と交差して延びる一対のサイド部12を備えているもの
で、サイド部12においては、図1(b)に示すよう
に、平板部12aの前後の部位12b,12cがL字形
状、T字形状に形成されている。
【0004】しかして、当該バックフレーム10をマグ
ネシウム合金等の軽合金を成形素材として鋳造するに
は、軽合金の粉粒体、チップまたはインゴットを採用し
て、同成形素材を金型にて固液共存状態または溶融状態
で鋳造して成形するものである。この場合、金型として
は、図2にその一部を示す金型20を使用する。
【0005】金型20は、可動型21と、図示しない固
定型と一対のスライド型22,23を備えているもの
で、可動型21は固定型の正面に対して進退可能に位置
し、鋳造時には、可動型21は、固定型の正面に対して
前進してその接合面21aを固定型の正面側の接合面に
接合され、鋳造終了後の鋳造品を離型する際には、固定
型の正面から後退して固定型から離間するように構成さ
れている。また、各スライド型22,23は、鋳造に際
しては、可動型21を固定型に接合する前または後にス
ライドさせて前進位置に移動させ、また、鋳造終了後の
離型に際しては、可動型21を固定型から離間する前ま
たは後にスライドさせて後退位置に移動させるように構
成されている。
【0006】当該金型20においては、可動型21の正
面21aにキャビティ24aを備えているとともに、可
動型21、固定型、および各スライド型22,23とに
より形成される一対のキャビティ24bを備えている。
キャビティ24aは、バックフレーム10のプレート状
本体11を形成し、かつ、各キャビティ24bはバック
フレーム10の各サイド部12を形成するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、軽合金を成
形素材とする鋳造では、図2に示すように、成形すべき
構造体に対応するキャビティを有する金型を使用する必
要があり、成形すべき構造体が三次元構造体である場合
には、成形素材のキャビティへの分散性の向上と、成形
体の離型性の向上を図るため、複数に分割された複数の
型からなる金型や、複数のスライド型と、各スライド型
をスライドするための手段を備えた金型を使用する必要
がある。
【0008】このため、従来の軽合金製の三次元構造体
を鋳造するには、複雑で高価な金型が必要であるととも
に、金型の複雑な構造が鋳造品の生産性を阻害してい
る。また、各型は互いに接合する複雑な合わせ面を有す
ることから、合わせ面の境界部にてバリが発生し易く、
バリ取り作業は避けられずに製造コストを引き上げてい
る。
【0009】さらには、当該金型には、各スライド型を
スライドさせるスライド手段が不可欠であるが、各スラ
イド型はかなりの大きさを有して重いことから、スライ
ド手段として油圧機構を採用する場合には、金型の構造
が複雑になるとともに、油圧系統の管理および保全が必
須となる。油圧機構に代わるスライド手段としては、ア
ンギュラピンを用いたスライド手段があるが、このスラ
イド手段を採用する場合には、スライド型のスライド時
にアンギュラピンによるスライド抵抗が大きく、アンギ
ュラピンが早期に摩耗するとともに、製造過程でアンギ
ュラピンの摺動部位への給油等の保全が必要になる。
【0010】従って、本発明の目的は、軽金属製の三次
元構造体を、大きなスライド型のない簡単な構造の金型
にて成形できるようにして、複雑な構造の金型を使用す
ることによる上記した不具合を解消し、かつ、製品の生
産性の向上およびコストの低減を図ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、軽合金製の三
次元構造体およびその製造方法に関するものであり、本
発明に係る三次元構造体は、三次元構造体を平面的に展
開した形状で軽合金を成形素材として金型内で鋳造して
なる二次元構造体を基体とする三次元構造体であり、同
基体の一部である一次加工部と、前記基体の所定の部位
を折曲げ加工して形成された二次加工部とからなること
を特徴とするものである。
【0012】本発明に係る三次元構造体においては、前
記一次加工部および前記二次加工部の少なくともいずれ
かにアンダーカット部を有する構造とすることができ
る。また、当該三次元構造体は、車両用シートを構成す
るシートフレームとし、同シートフレームは、前記一次
加工部であるプレート状本体と、同プレート状本体の左
右両側縁部にて同プレート状本体に対して交差して延び
る前記二次加工部である一対のサイド部を備えた構成と
しまた、同シートフレームは、車両用シートのシートバ
ックを構成するバックフレームとすることができる。
【0013】また、本発明は上記した各三次元構造体の
製造方法であり、当該製造方法は、成形素材として軽合
金の粉粒体、チップまたはインゴットを採用して、同成
形素材を金型にて固液共存状態または溶融状態で鋳造し
て前記基体を形成する成形加工工程と、同基体の所定の
部位を折曲げ加工して前記二次加工部を形成する折曲げ
加工工程とを備えていることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の作用・効果】本発明に係る三次元構造体は、二
次元構造体を基体とする三次元構造体であって、同基体
の一部である一次加工部と、同基体の所定の部位を折曲
げ加工して形成された二次加工部とからなるものであ
る。また、基体は、三次元構造体を平面的に展開した形
状を呈するもので、軽合金を成形素材とする鋳造品であ
る。このため、基体の鋳造には、略二次元構造のキャビ
ティを有する金型を使用すればよい。
【0015】かかる二次元構造のキャビティを有する金
型は、三次元構造のキャビティを有する金型に比較して
構造が簡単で、小型で、廉価であり、かつ、金型の保全
性および寿命が高い。また、キャビティが略二次元構造
であることは、キャビティ内での固液共存状態または溶
融状態の軽合金の流動性がよくて、成形体の品質が向上
し、かつ、バリの発生を大幅に抑制される。
【0016】従って、本発明に係る三次元構造体および
その製造方法は、基体の所定の部位を折曲げ加工すると
いう機械加工を必要とはするが、この不利益は上記した
技術的な利益およびコスト的な利益に比較すれば極めて
小さく、従来のこの種の三次元構造体に比較してそのも
たらす効果は極めて大きい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明すると、図3には、本発明に係る三次元構造体の一例
である車両用シートのシートバックを構成するバックフ
レーム10aが示されている。当該バックフレーム10
aは、図4に示す基体10bを基礎部材とするもので、
基体10bは、バックフレーム10aを平面的に展開し
た形状を呈する二次元構造体である。
【0018】バックフレーム10aは、図4に示す基体
10bの平板部13における各加工線14a,14bに
示す部位を略直交状態に折曲げ加工することにより形成
されているもので、図3の(a)に示すように、平板部
13の一部に対応するプレート状本体15と、各加工線
14a,14bの部位を折曲げ加工して形成された各サ
イド部16を備えている。各サイド部16は、図3の
(b),(c)に示す断面形状を呈するもので、サイド
本体16aの前端縁部にはその所定の位置から下端部ま
でに至る突起部16bを備えているとともに、プレート
状本体15とサイド部16の境界部には、サイド部16
の突起部16bに対応する突起部16cを備えており、
これら両突起部16b,16cはアンダカット部となっ
ている。
【0019】しかして、当該バックフレーム10aの基
礎部材である基体10bは、マグネシウム合金を成形素
材として金型にて鋳造して成形されているもので、図5
には、当該金型の一部が示されている。同図は、図2に
示す金型20に対応するもので、固定型とは離間した可
動型の正面を示している。
【0020】当該金型20aは、図5に示す可動型25
と、図示しない固定型を備えているもので、可動型25
は固定型の正面に対して進退可能に位置し、鋳造時に
は、可動型25は、固定型の正面に対して前進してその
接合面25aを固定型の正面側の接合面に接合され、鋳
造終了後の鋳造品を離型する際には、固定型の正面から
後退して固定型から離間するように構成されている。当
該金型20aにおいては、金型20のごときスライド型
22,23を備えておらず、可動型25には、基体10
bを形成するためのキャビティ25bを備えている。か
かる金型20aで基体10bを成形するには、成形素材
であるマグネシウム合金のチップを固液共存状態また溶
融状態で金型20aの可動型25と固定型間に位置する
キャビティ25bに注入して鋳造して成形し、成形後に
は、可動型25を固定型から後退させて離間し、鋳造品
である基体10bを可動型25のキャビティ25bから
取出す。取出された基体10bに対しては折曲げ加工が
施され、プレート状本体15と両サイド部16を備えた
バックフレーム10aが製造される。
【0021】このように、当該バックフレーム10a
は、二次元構造体である基体10bを基礎部材とする三
次元構造体であって、基体10bの一部であるプレート
状本体15(一次加工部)と、基体10bの所定の部位
を折曲げ加工して形成された各サイド部16(二次加工
部)とにより構成されている。また、基体10bは、三
次元構造体を平面的に展開した形状を呈する軽合金を成
形素材とする鋳造品である。このため、基体10bの鋳
造には、略二次元構造のキャビティ25bを有する金型
20aを使用すればよい。
【0022】略二次元構造のキャビティ25bを有する
金型20aは、三次元構造のキャビティを有する図2に
示す金型20に比較して構造が簡単で、小型で、廉価で
あり、かつ、金型の保全性および寿命が高い。また、キ
ャビティ25bが略二次元構造であることは、キャビテ
ィ25b内での固液共存状態または溶融状態のマグネシ
ウム合金の流動性がよくて基体10bの品質が高く、か
つ、各型の複雑な接合面がなくてバリの発生を大幅に抑
制される。
【0023】従って、当該バックフレーム10aおよび
その製造方法によれば、基体10bの所定の部位を折曲
げ加工するという機械加工を必要とするが、この不利益
は上記した技術的な利益およびコスト的な利益に比較す
れば極めて小さく、従来のこの種の三次元構造体および
その製造方法に比較してそのもたらす効果は極めて大き
いものである。
【0024】なお、本発明の実施の形態では、成形素材
としてマグネシウム合金のチップを採用しているが、こ
れに換えて、マグネシウム合金のインゴットを採用する
ことができ、このインゴットを溶融してダイカスト工法
にて二次元構造体を成形することができる。また、本発
明に係る三次元構造体およびその製造方法は、上記した
ごときシートフレームに限らず、自動車部品、家電部
品、OA機器部品、電動工具等の各種の部品、およびそ
の製造方法として採用することができ、例えば、三次元
構造の状態で所定の部位にアンダーカット部が存在して
いるケース、ケースカバー、その他の部品等を挙げるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】軽合金を成形素材とする従来のバックフレーム
の斜視図(a)、およびその矢印b−b線での横断面図
(b)である。
【図2】同バックフレームを成形するための金型の可動
型の平面図である。
【図3】軽合金を成形素材とする本発明に係るバックフ
レームの斜視図(a)、その矢印b−b線での横断面図
(b)、およびその矢印c−c線での横断面図(c)で
ある。
【図4】同バックフレームの基礎部品である基体の斜視
図である。
【図5】同基体を成形するための金型の可動型の平面図
である。
【符号の説明】
10,10a… バックフレーム、10b…基体、11
…プレート状本体、12…サイド部、12a…平板部、
12b,12c…平板部の前後の部位、13…平板部、
14a,14b…加工線、15…プレート状本体部、1
6…サイド部、16a…サイド部本体、16b,16c
…突起部、20,20a…金型、21…可動型、22,
23…スライド型、24a,24b…キャビティ、25
…可動型、25a…接合面、25b…キャビティ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三次元構造体を平面的に展開した形状で軽
    合金を成形素材として金型内で鋳造してなる二次元構造
    体を基体とする三次元構造体であり、同基体の一部であ
    る一次加工部と、前記基体の所定の部位を折曲げ加工し
    て形成された二次加工部とからなることを特徴とする軽
    合金製の三次元成形構造体。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の三次元構造体において、
    前記一次加工部および前記二次加工部の少なくともいず
    れかにアンダーカット部を有することを特徴とする軽合
    金製に三次元構造体。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の三次元構造体
    は、車両用シートを構成するシートフレームであり、同
    シートフレームは、前記一次加工部であるプレート状本
    体と、同プレート状本体の左右両側縁部にて同プレート
    状本体に対して交差して延びる前記二次加工部である一
    対のサイド部を備えていることを特徴とする軽合金製の
    三次元構造体。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の三次元構造体は、車両用
    シートのシートバックを構成するバックフレームである
    ことを特徴とする軽合金製の三次元構造体。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4に記載の三次元
    構造体の製造方法であり、当該製造方法は、成形素材と
    して軽合金の粉粒体、チップまたはインゴットを採用し
    て、同成形素材を金型にて固液共存状態または溶融状態
    で鋳造して前記基体を形成する成形加工工程と、同基体
    の所定の部位を折曲げ加工して前記二次加工部を形成す
    る折曲げ加工工程とを備えていることを特徴とする軽合
    金製の三次元構造体の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001340951A (ja) * 2000-05-31 2001-12-11 T S Tec Kk 軽量合金製シートフレームの成形方法
JP2010094737A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Dr Ing Hcf Porsche Ag フレーム状の構造部品を製造するための方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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