JP2002103013A - 金属成形用金型及び金属成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリの発生を防止し得、もって、バリの除去
工程を省略できると共に原料の無駄を抑えることができ
てコスト削減を図れ、さらには作業環境を安全、清潔な
ものとし得る金属成形用金型及び金属成形方法を提供す
る。 【解決手段】 溶融金属や半溶融金属を鋳込んで金属を
成形する金型１、２において、前記金型１、２における
バリ７を生じさせる部位である、例えば、固定型と可動
型が接触するパーティング面１５に生じるすきま１６
や、エジェクタピン２２の外周面とガイド面２５との間
に生じるすきま２６などに磁場を印加させる磁場印加手
段１３、１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカストや射出
成形など、溶融金属あるいは半溶融金属を注入して金属
の成形品を得る金属成形用金型及び金属成形方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６、図７は従来より知られている金型
を示す側面図であり、図６は金型が閉じた状態を示す
図、図７は金型が開いた状態を示す図である。図６にお
いて、１は固定型、２は可動型、３は可動型２を前後に
移動させ、且つ可動型２を固定型１に押し付ける金型開
閉装置である。固定型１、可動型２にはそれぞれ製品形
状に従った窪みが形成されており、金型が閉じられた状
態では両方の窪みが合わさって空間（キャビティ）４が
形成される。５は外部からキャビティ４に溶融金属を供
給するための通路、６は溶融金属を供給する溶融金属供
給装置である。

【０００３】次に従来の金型の動作について説明する。
金型開閉装置３により可動型２は前方に移動され、図６
のように固定型１と合わさった状態となり、可動型２と
固定型１の間にはキャビティ４が形成される。次いで、
溶融金属供給装置６から通路５を通じて溶融金属がキャ
ビティ４に供給される。キャビティ４に満たされた溶融
金属はやがて冷却、凝固しキャビティ４の形状の金属成
形品が得られる。

【０００４】キャビティ４に導入される溶融金属はある
圧力を有するので、キャビティ４に流れ込む過程及び充
満した後にキャビティ内壁に金型を開こうとする力を及
ぼす。金型開閉装置３は適切な圧力で可動型２を固定型
１に押し付けて、金型が開くことを防止するようになっ
ている。このように金型が開くことを防止することによ
り、バリの発生を防止しようとする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶融金属成形用
金型は以上のように構成されているが、溶融金属はその
粘性が極めて低いので、固定型１と可動型２の間である
パーティング面にごくわずかのすきまがあってもそこに
入り込み、薄い金属片、いわゆるバリを形成する。この
ようなバリはパーティング面のみならず、キャビティに
接する可動部材とそのガイド面とのすきまにも生じる。
すなわち、スライドコアのスライド面、製品突き出しの
ためのエジェクタピンと金型との摺動面などにも生じる
ことがある。バリは成形品を製品として使用する上で不
要であるばかりでなく、表面処理や塗装の邪魔になった
り、電気製品に組み立てられた後電気回路をショートさ
せるなどするため、これを除去する工程が必要とされ、
結果的に金属成形品のコストアップの原因となってい
る。また、バリは成形作業場に散らばって作業環境を汚
し、安全上も好ましくないものである。さらにバリとな
った原料が無駄となる。

【０００６】従来、バリの発生を防止する対策として、
上述のように金型開閉装置３により適切な力で可動型２
を固定型１に押し付け、パーティング面が開くのを防止
することが行われている。またスライドコアやエジェク
タピンの摺動面はできるだけすきまができないように加
工することが対策として行われている。

【０００７】しかしながら、凝固速度の大きい溶融金属
を金型の隅々まで充填させるためには、溶融金属を高
速、且つ高圧で鋳込んでやる必要があり、このため金型
が金型開閉装置の力に逆らって、僅かながら開くことが
あり、その場合はパーティング面にバリが生じる。また
スライドコアやエジェクタピンの摺動面は摺動を可能に
するためにごく僅かのすきま（クリアランス）を持って
おり、高圧で圧入された溶融金属がそのすきまに入り込
みバリを形成する。また新品のときはバリが生じなかっ
た金型でも使用期間が長くなってパーティング面や摺動
面が摩耗したり、変形したりしてすきまができることが
あり、やはりバリが生じる。このように、溶融金属の成
形においてバリの発生は望ましくないものの、これを防
止し得る対策は未だ十分ではない。

【０００８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、バリの発生を防止し得、もって、バリの除
去工程を省略できると共に原料の無駄を抑えることがで
きてコスト削減を図れ、さらには作業環境を安全、清潔
なものとし得る金属成形用金型及び金属成形方法を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、溶融金属や半溶融金属を注入して金属
を成形する金型（１１，１２）又は（２１）において、
前記金型（１１，１２）又は（２１）におけるバリ
（７）を生じさせる部位（１６，２６）に磁場を印加さ
せる磁場印加手段（１３，１４）又は（２３，２４）を
設けたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明において、前記磁場印加手段
（１３，１４）又は（２３，２４）は成形時の所定時間
にわたって通電を行い磁場を発生する電磁石で構成され
ることを特徴とする。

【００１１】また、本発明において、前記バリ（７）を
生じさせる部位は固定型（１１）と可動型（１２）が接
触するパーティング面（１５）のすきま（１６）である
ことを特徴とする。

【００１２】また、本発明において、前記磁場発生手段
は、その磁界がパーティング面（１５）に対して略垂直
となるように固定型（１１）と可動型（１２）に設けら
れることを特徴とする。

【００１３】また、本発明において、前記バリ（７）を
生じさせる部位はエジェクタピン（２２）の外周面とガ
イド面（２５）との間に生じるすきま（２６）のごと
く、キャビティに接する可動部材とそのガイド面とのす
きまであることを特徴とする。

【００１４】また、本発明において、前記磁場発生手段
（２３，２４）は、その磁界がエジェクタピン（２２）
などのキャビティに接する可動部材の外周面とガイド面
（２５）に対して略垂直となるように可動型（２１）と
エジェクタピン（２２）などの可動部材に設けられるこ
とを特徴とする。

【００１５】さらに、本発明は、溶融金属や半溶融金属
を金型（１１，１２）又は（２１）に注入して金属を成
形する金属成形方法において、前記金型（１１，１２）
又は（２１）の成形時に、バリ（７）を生じさせる部位
（１６，２６）に磁場を印加させるようにしたことを特
徴とする。

【００１６】本発明の構成のように、金型のバリが発生
する箇所に磁場を生じさせると、その磁場中を溶融金属
が流動すると流動している溶融金属中に誘導電流が発生
する。この誘導電流と磁場との相互作用により金属の流
動方向と逆方向の力学的な力が生じ、その力が溶融金属
の流動を抑えてバリの発生を抑止することができる。

【００１７】一般に、溶融金属の流動方向に垂直に磁場
を印加すると、流動金属中には、流動方向と磁力線の方
向との両方に垂直な方向の誘導電流が生じる。図３はこ
れら相互の関係を示したものである。この電流Ｉと印加
された磁場Ｈとの相互作用により溶融金属には流動方向
と逆方向の電磁気力が制動力として働く。従ってこの力
により金属の流動には抑制力が生じて流動が止まること
となる。この電磁気的作用を金型のバリの発生する箇所
に適用することにより、バリの発生を防止することがで
きる。

【００１８】なお、実際には、磁場の方向が溶融金属の
流動方向に垂直でなくても、磁場と溶融金属の流動によ
り誘導電流が生じ、その誘導電流と磁場の相互作用によ
る力が生じて、溶融金属の流動を抑える効果が生じる。
また、磁場を印加するために磁石を使用するが、使用す
る磁石は永久磁石でも電磁石でも良い。また、電磁石を
用いる場合は、バリが発生すると予想される工程におけ
る時間、すなわち、鋳込まれた溶湯がバリの発生が予想
される部位に到達する時間の前後の短時間のみ、電磁石
に通電して磁石として機能させるようにしても良い。ま
た、永久磁石では、バリが発生すると予想される工程に
おける時間のみ効力を与えるために可動式としても良
い。

【００１９】図４、図５は本発明によりバリの発生を抑
制できる作用について説明する図である。図４（ａ）は
金型のキャビティに連なった、本来存在するべきでない
すきま１６を示している。このようなすきま１６は、金
型の摩耗、金型部品の熱膨張によるズレ、鋳込まれた溶
湯の圧力による金型の開き等が原因で生じるものであ
る。この状態で溶融金属を金型に鋳込むと、このすきま
１６に溶融金属が入り込んで、図４（ｂ）に示すように
成形品にはバリ７が生じる。そこで、図５に示すよう
に、すきま１６の面に垂直に磁場１７を印加すると、こ
のすきま１６に流れ込んでくる溶融金属にはこの図の紙
面に垂直な方向の誘導電流が生じる。この誘導電流は印
加されている磁場１７と相互作用して溶融金属の流動方
向（紙面上方向）と逆方向の力を生じ、その動きを抑制
する。従って溶融金属はそれ以上すきま１６の中に進入
することができず、バリ７の発生は抑えられる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。 実施の形態１．図１は実施の形態１における金型のパー
ティング面を含む構成部分を示した側面図である。図１
において、１１は固定型、１２は可動型、１３は固定型
に設置された磁石、１４は可動型に設置された磁石であ
る。１５は固定型と可動型が接触するパーティング面で
あり、本来ここにはすきまが生じない部分であるが、何
らかの原因ですきま１６が生じた状態を示している。こ
こに溶融金属が進入するとバリとなる。しかし、パーテ
ィング面１５の両側に設置された磁石１３，１４によ
り、このすきま１６にほぼ垂直の方向の磁場１７が印加
され、このすきま１６に進入しようとする溶融金属流に
は、図の紙面に垂直な方向に誘導電流が生じる。この誘
導電流と、印加されている磁場１７との間に発生する電
磁気力は、溶融金属の流動方向と逆方向に働く。よって
溶融金属がこのすきま１６へ進入することは妨害されて
バリの発生が防止されることとなる。

【００２１】実施の形態２．図２は実施の形態２を示す
エジェクタピンとそのガイド面との周辺における金型の
側面図を示している。すなわち、実施の形態２はキャビ
ティ２８に接するエジェクタピンとそのガイド面との間
に発生するバリを抑制するための構成を示している。図
２において、２１は可動型、２２はエジェクタピン、２
３は可動型２１に設置された磁石、２４はエジェクタピ
ン２２に設置された磁石である。２５は可動型２１とエ
ジェクタピン２２が接触するガイド面である。エジェク
タピン２２はガイド面２５に沿って前後に自在に摺動す
る必要があるため、エジェクタピン２２の外周面とガイ
ド面２５との間には僅かながらすきま２６が存在する。
ここに溶融金属が進入するとバリとなる。そこで、ガイ
ド面の両側に設置された磁石２３，２４により、このす
きま２６にほぼ垂直の方向の磁場２７を印加するように
する。

【００２２】したがって、このすきまに進入しようとす
る溶融金属流には、金属流の方向と印加されている磁場
の磁力線との両方に垂直な方向の誘導電流が生じる。こ
の誘導電流と、印加されている磁場との間に発生する電
磁気力は、溶融金属の流動方向と逆方向に働く。よって
溶融金属がこのすきま２６へ進入することが妨げられて
バリの発生が抑制される。なお、ここで使用される磁石
は永久磁石でも電磁石でも良い。また電磁石を用いる場
合は、バリが発生すると予想される時間、すなわち、鋳
込まれた溶融がバリの発生が予想される部位に到達する
時間の前後の限られた時間のみ、電磁石に通電して磁石
として機能させても良い。また、上記のエジェクタビン
と同様にキャビティに接する可動部材たとえば、スライ
ドコアに磁石を設置し、スライドコアのガイド面近傍に
磁石を設置すれば、両者のすきまに生じるバリが抑制さ
れる。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、バリ
の発生を防止し得、もって、バリの除去工程を省略でき
ると共に原料の無駄を抑えることができてコスト削減を
図れ、さらには作業環境を安全、清潔なものとし得る金
属成形用金型及び金属成形方法を提供することができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態２を示す側面図である。

【図３】本発明の作用を示す概念図である。

【図４】バリの発生を示す図である。

【図５】本発明の作用を示す概念図である。

【図６】従来の技術における金型が閉じた状態を示す側
面図である。

【図７】従来の技術における金型が開いた状態を示す側
面図である。

【符号の説明】

１、１１ 固定型、２、１２ 可動型、３ 金型開閉装
置、４ キャビティ、１３，１４，２３，２４ 磁石、
１５ パーティング面、１６、２６ すきま、２２ エ
ジェクタピン、２５ ガイド面。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属や半溶融金属を注入して金属を
   成形する金型（１１）（１２）又は（２１）において、 前記金型（１１，１２）又は（２１）におけるバリ
   （７）を生じさせる部位（１６，２６）に磁場を印加さ
   せる磁場印加手段（１３，１４）又は（２３，２４）を
   設けたことを特徴とする金属成形用金型。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の金型において、 前記磁場印加手段（１３，１４）又は（２３，２４）は
   成形時の所定時間にわたって通電を行い磁場を発生する
   電磁石で構成されることを特徴とする金属成形用金型。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の金型にお
   いて、 前記バリを生じさせる部位は固定型（１１）と可動型
   （１２）が接触するパーティング面（１５）に生じるす
   きま（１６）であることを特徴とする金属成形用金型。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の金型において、 前記磁場発生手段（１３，１４）は、その磁界がパーテ
   ィング面（１５）に対して略垂直となるように固定型
   （１１）と可動型（１２）に設けられることを特徴とす
   る金属成形用金型。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の金型において、 前記バリを生じさせる部位はキャビティに接する可動部
   材（２２）の外周面とそのガイド面（２５）との間に生
   じるすきま（２６）であることを特徴とする金属成形用
   金型。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の金型において、 前記磁場発生手段（２３，２４）は、その磁界がキャビ
   ティに接する可動部材（２２）の外周面とそのガイド面
   （２５）に対して略垂直となるように可動型（２１）と
   キャビティに接する可動部材（２２）に設けられること
   を特徴とする金属成形用金型。
7. 【請求項７】 溶融金属や半溶融金属を金型（１１，１
   ２）又は（２１）に注入して金属を成形する金属成形方
   法において、 前記金型（１１，１２）又は（２１）の成形時に、バリ
   （７）を生じさせる部位（１６，２６）に磁場を印加さ
   せるようにしたことを特徴とする金属成形方法。