JP2001212659A5 - - Google Patents

Description

【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
翼状部材例えば多翼ファン（シロッコファン）の羽根車は、円板部（主板）の外周側部位に、軸方向に見て直径方向に対してやや傾斜すると共に、軸方向に長く延びる薄板状をなす多数枚の翼状部（羽根）を設けて構成されている。このような羽根車を、アルミニウム等の金属で製造するにあたっては、従来では、一般に、円板部と個々の翼状部と別途に形成しておき、円板部に多数枚の翼状部を取付けることが行われていた。

【０００３】
ところが、上記したような、別体に形成された円板部と多数枚の翼状部と製作し、その円板部に翼状部のそれぞれを接合、組付けして羽根車を製造するものでは、製造に手間がかかり、製造コストが高くなる不具合がある。そこで、ダイカスト鋳造によりそのような翼状部材を製造することが考えられ、ダイカスト鋳造によって円板部と多数枚の翼状部とを一体に形成することができれば、製造の簡単化を図ることが可能となる。しかしながら、上記のような翼状部材の製造にダイカスト鋳造を採用するにあたっては、次のような欠点が生ずる。

【０００５】
このような事情により、ダイカスト鋳造によって円板部と多数枚の翼状部とを一体に形成する場合、回転体としての回転バランス及び回転翼状部材としての機能を十二分に発揮するための形状等を考慮して、翼状部について所定の寸法精度を出さなければならず、それを出すためには、鋳造後に鋳造品（翼状部）に対して精密な切削加工等を施すことが必要となり、結局、後加工に非常に手間がかかるものとなるため、製造の簡単化やコストダウンを図り得るものとはなっていなかったのである。円板部と多数枚の翼状部とを一体成形することは、ダイカストにおいては、鋳造が甚だ難しいと考えられるので、現在のところ、未だ量産化されていないのが実情である。

【０００７】
【課題を解決するための手段】
ダイカスト鋳造にあって、金型から鋳造品の薄板状の長尺な部分をその長手方向に抜く場合には、金属溶湯の凝固時の収縮に起因する応力の発生によりスムーズに抜けなくなることを未然に防止するため、キャビティに抜き勾配を必要としていた。これに対し、本発明者は、金属溶湯の凝固収縮前の半凝固状態、より具体的には鋳造品の表面部においては凝固状態であるが内部については未だ融体又はゲル状態である時点で、鋳造品の薄板長尺状部分をキャビティから脱出させるようにすれば、収縮に起因する締付け力の発生がほとんどなく、キャビティの抜き勾配を零としても脱出（離型）が可能であることを確認したのである。

【０００８】
本発明の翼状部材のダイカスト鋳造方法は、軸線の回りに配置され軸線方向に長く延びる複数の翼状部を、連結部にて一体的に連結した形状を有する翼状部材をダイカスト鋳造により製造するための方法であって、前記翼状部材の外形に対応したキャビティを形成する金型を、前記軸線方向に一致した方向に型締め，型開きされるように構成すると共に、前記キャビティの前記翼状部を形成する部分を実質的に抜き勾配を有しないように形成し、前記キャビティ内に充填された金属溶湯の凝固収縮前に、前記金型の型開きを行って、前記キャビティ内に充填された金属溶湯の表面部においては凝固状態であるが、内部については未だ溶融状態又はゲル状態である半凝固状態の鋳造品を金型から離型させるところに特徴を有する（請求項１の発明）。

【００１０】
このとき、上述のように、金属溶湯の凝固収縮前、つまり凝固収縮による応力の発生のないあるいは少ない半凝固状態で、鋳造品を金型から離型させることにより、キャビティの翼状部に対応する部分の抜き勾配を零としても取出しが可能となるから、鋳造後の翼状部に対する寸法を出すための精密な切削加工が不要となる。従って、取出された鋳造品に対して何ら後加工をせずにあるいはバリ取り等の僅かな仕上げ加工を施すだけで、製品とすることが可能となる。

【００２６】
また、図７に示すように、可動型６９の型材７５には、前記キャビティ７０（円形穴８３）を囲むようにして細幅リング状の湯道７１が凹設されている。この湯道７１の下端部が前記溶湯案内溝７８に接続されている。そして、このリング状の湯道７１の内周と前記リング状凹部８５とを繋ぐようにして、複数本の湯口７１ａが設けられている。この湯口７１ａは、キャビティ７０のうちの羽根６３形成部分の外周端縁部に対応して設けられている。尚、図７に示すように、前記押出装置８２の押出ピン８２ａは、キャビティ７０のうちの円板部６２の各羽根６３形成部分の内周端部に対応した位置及び個数で設けられている。

【００３１】
即ち、まず第１工程にて、金型６７の型開き状態で、スプレー装置による離型剤の噴霧塗布が行われ、第２工程にて、型駆動機構５６による金型６７の型締めが行われると共に、移動機構（油圧シリンダ）が駆動されて中子ピン８７が突出位置に移動される。この型締めにより、図５に示すように、固定型６８と可動型６９との間にキャビティ７０，湯道７１及び溶湯案内溝７８等が形成されるようになる。尚、第１工程から第６工程まで、温度調整装置は継続して動作され、金型６７は所定の温度に制御されるようになっている。

【００３２】
続く第３工程では、金型６７の型締め状態において、減圧装置が作動されてキャビティ７０内の空気（ガス）が吸引されて負圧状態となると共に、射出機構５３により所定量の金属溶湯が、溶湯案内溝７８，湯道７１を順に通って湯口７１ａからキャビティ７０内に射出充填されるようになる。キャビティ７０内への金属溶湯の充填が完了すると、キャビティ７０内の金属溶湯の温度が下がり始めるのであるが、次の第４工程では、金型６７の型締め状態を保ったまま、金属溶湯が半凝固状態となるのを待つ。この金属溶湯の半凝固状態とは、より具体的には、キャビティ７０内の金属溶湯が、表面部においては凝固状態であるが、内部については未だ融体状態又はゲル状態であり、凝固収縮が始まる前の状態を云う。またここでいう融体とは、その固さを感覚的に表現すると、餅のような状態、あるいはプリンや豆腐のような状態を云う。

【００３４】
このとき、薄板状をなす多数枚の羽根６３部分の金型６７（固定型６８）からの抜出しは、溶湯金属の凝固収縮前、つまり凝固収縮に起因する応力の発生のない或いはほとんどない状態で行われるようになり、キャビティ７０の抜き勾配が零でもスムーズに抜出すことができる。尚、羽根６３の先端外周を繋ぐリング部６４については、羽根６３の外周側に位置しているため、円板部６２と軸方向つまり鋳造品の抜き方向にラップすることはなく、抜出しが可能となる。

【００３７】
このような本実施例によれば、複数枚の羽根６３を円板部６２及びリング部６４にて一体的に連結した形状の鋳造品（羽根車６１）を製造するにあたって、金型６７のキャビティ７０の羽根６３を形成する部分を抜き勾配を有しないように形成し、キャビティ７０内に充填された金属溶湯の凝固収縮前に、鋳造品を金型６７から離型させるようにしたので、円板部と薄板状の羽根とを夫々別体に形成しておき円板部に多数枚の羽根を取付けるようにしていた従来と異なり、鋳造において正規の寸法の羽根６３を一体にて形成することを可能とした。

【００３９】
しかも、本実施例では、金属溶湯の半凝固状態にて、中子ピン８７を鋳造品から抜出すと共に、鋳造品を中子８６から抜出すようにしたので、鋳造において正規の寸法のボス部６５を形成することを可能とすると共に小孔６６についての形成をも可能とし、また、リング部６４も正規寸法に形成でき、その上、抜き勾配のない翼状部６３をも形成することが可能で、やはり、鋳造品のボス部６５の内面及び小孔６６の内周面並びにリング部６４の内周面に対する寸法を出すための精密な切削加工が不要となり、鋳造後の面倒な孔明け、内面切削、研削加工等の機械加工を不要とすることができるようになったのである。

【００４１】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明の翼状部材のダイカスト鋳造方法によれば、複数の翼状部を連結部にて一体的に連結した形状の翼状部材をダイカスト鋳造により製造するにあたって、翼状部材の外形に対応したキャビティを形成する金型を翼状部材の軸方向に一致した方向に型締め，型開きされるように構成すると共に、キャビティの翼状部を形成する部分を実質的に抜き勾配を有しないように形成し、キャビティ内に充填された金属溶湯の凝固収縮前に、金型の型開きを行って、前記キャビティ内に充填された金属溶湯の表面部においては凝固状態であるが、内部については未だ溶融状態又はゲル状態である半凝固状態の鋳造品を金型から離型させるようにしたので、鋳造において正規の寸法の翼状部を形成することを可能として、面倒な後加工を不要とし、ひいては製造コストの大幅な低減を図ることができるという優れた効果を奏する。

Claims (3)

1. 軸線の回りに配置され軸線方向に長く延びる複数の翼状部を、連結部にて一体的に連結した形状を有する翼状部材をダイカスト鋳造により製造するための方法であって、
   前記翼状部材の外形に対応したキャビティを形成する金型を、前記軸線方向に一致した方向に型締め，型開きされるように構成すると共に、前記キャビティの前記翼状部を形成する部分を実質的に抜き勾配を有しないように形成し、
   前記金属溶湯の凝固収縮前に、前記金型の型開きを行って、前記キャビティ内に充填された金属溶湯の表面部においては凝固状態であるが、内部については未だ溶融状態又はゲル状態である半凝固状態の鋳造品を金型から離型させることを特徴とする翼状部材のダイカスト鋳造方法。
2. 前記翼状部材は、複数の翼状部が、その軸線方向一端側において連結部により内周側で連結され、軸線方向他端側において連結部により外周側で連結される形状を有することを特徴とする請求項１記載の翼状部材のダイカスト鋳造方法。
3. 前記軸線方向一端側の連結部は、中心部が回転軸に連結可能な円板部からなり、軸線方向他端側の連結部は、前記翼状部の外周側を繋ぐリング部からなることを特徴とする請求項２記載の翼状部材のダイカスト鋳造方法。

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