JP2003509215A - ダイカスト鋳造用のホットスプルーシステム - Google Patents

ダイカスト鋳造用のホットスプルーシステム

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JP2003509215A
JP2003509215A JP2001523162A JP2001523162A JP2003509215A JP 2003509215 A JP2003509215 A JP 2003509215A JP 2001523162 A JP2001523162 A JP 2001523162A JP 2001523162 A JP2001523162 A JP 2001523162A JP 2003509215 A JP2003509215 A JP 2003509215A
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ルイス ウィルソン グラハム
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ホットフロー ダイカスティング プロプライエタリー リミテッド
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels

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

Abstract

(57)【要約】 高圧ホットチャンバダイカスト鋳造で使用する、スプルー鋳造を実質的に除去し、溶融物の流れを大幅に向上させたダイ挿入部および方法を開示する。ダイ挿入部は（ｉ）ダイセットの固定ダイブロック（１１２）内に配置するべく採用された、スプルーチャネル（１５６、２６０）を備えた、加熱されたスプルー本体挿入部（１５０、２５８）と、（ii）ダイセットの可動ダイブロック（１１４）内に取り付けるべく採用された、冷却されたスプルー先端挿入部（１５２、２６６）とを設けている。スプルー本体と先端挿入部は同軸上に取り付けられているため、ダイ仕切り線（１１５）の範囲においてそれぞれの内端が互いに合致し、協同で、少なくとも１つの湾曲遷移チャネル（１５８、２６２、２６５）を形成する。この湾曲遷移チャネルは、スプルーチャネル（１５６、２６０）を、仕切り線に沿って形成された少なくとも１つの湯道チャネル（１４０ａ、１４０ｂ、２５４、２５６）と接続する。スプルー本体挿入部とスプルー先端挿入部の温度は、遷移チャネル内で凍結点が生じ、各ショット後に、スプルーチャネル内の溶融物が機械ノズル内に戻れるように制御されているため、スプルー鋳造の形成を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は高圧ダイカスト鋳造の方法および装置に関し、特に、ホットチャンバ
、高圧ダイカスト鋳造とともに使用するホットスプルーシステムに関するもので
ある。
【０００２】 亜鉛、鉛、スズマグネシウム、アルミニウム、そしてこれらの合金から成る小
型ダイカスト鋳造製品を製造するための専用の、非常に大型のホットチャンバ、
高圧、ダイカスト鋳造機械の設置ベースが存在する。図１は、この型における典
型的な機械１０を示す。溶融金属のプール１２が加熱したポット１４内に収容さ
れ、ここから溶融物の「ショット」が、半分浸水したシリンダ１８内で動作する
プランジャ１６によって、グースネック部２０と外部枠状に加熱された接続ノズ
ル２２を通り、固定ダイ２６と可動ダイ２８の間に形成された空洞２４内へ強制
的に排出される。固定ダイ２６は固定圧盤３０上に取り付けられ、可動ダイ２８
は、水圧または空気圧ラムのピストン３４によって固定圧盤の方向へ押圧された
可動圧盤３２上に取り付けられ、タイロッド３６によってクランプ力がかけられ
ている。
【０００３】 ダイ２６、２８の閉鎖時に、空気圧ラム４０のピストン３８によって、プラン
ジャ１６が下方向へ向かってシリンダ１８内へ駆動されることで、溶融物のショ
ットが空洞２４内に強制放出され、これが凍結するまで圧力が維持される。その
後、プランジャ１６が上昇して、ノズル２２とグースネック２０から残りの液体
溶融物を吸引し、溶融物プール１２へ戻す。ショット後に溶融物の流れ戻しを補
助するために、通常、ノズル２２は固定ダイ２６へと上方へ傾斜している。当然
ながら同様の目的で、機械の押圧部分全体（ダイ、圧盤を備える）をノズル２２
へ向けて下方へ若干傾斜させることができる。
【０００４】 ショットの開始時に、溶融物が加熱したノズル２２から、固定ダイ２６の後に
取り付けられたスプルーブッシュ４２と、固定ダイ２６内に形成されたスプルー
チャネル４４を通り、ダイ２６、２８の仲介部または仕切り線４６へと運搬され
る。次に、溶融物は１つまたはそれ以上の湯道チャネル４８によって、ゲート口
４９を通り、仲介部４６に沿って空洞２４内へ運搬される。このような機械にお
ける注入圧力は通常１０〜３０ｍＰａであり、漏出を防ぐために、ノズル２２が
スプルーブッシュ４２とグースネック部２０に対して強く押圧されていなくては
ならない。スプルーブッシュ４２の使用はノズル２２のダイ端部における密封の
形成を補助し、また、ショット後に内部に凍結プラグが形成した際に、容易に交
換できるという利点を備えている。
【０００５】 スプルーチャネル４４は大きく先細りしているため、ダイ仲介部４６がスプル
ーブッシュ４２から溶融物の流れの方向に向かって拡大している。その大きさは
、ショットの終了時に、ブッシュ４２の内側または下流におけるスプルーチャネ
ル４４内で凍結点が生じる程度である。一方で、通常、湯道チャネル（１つまた
は複数）が溶融物の流れの方向において（つまりゲート４９に向かって）狭まっ
ているため溶融物が加速し、空洞内に高速で流入することができる。
【０００６】 このスプルーと湯道チャネルの一般的な配置により、ダイを開いた後に、鋳造
スプルーと湯道（１つまたは複数）を、付着した製品と共に１つの部品としてダ
イから容易に取り外すことができるようになる。通常湯道チャネル４８の各々は
、製品鋳造と取り付けられたその湯道およびスプルー鋳造の間に薄型で容易に破
損する接続部分を形成するために、狭い溝状のゲート４９を介して、対応する空
洞２４と接続している。
【０００７】 本願明細書では、スプルーおよび湯道チャネルが、溶融物を空洞ゲート（１つ
または複数）へ運搬する溶融物通路をダイ内に形成することが上述の説明から理
解できるであろう。スプルーチャネルは、固定ダイの外部（通常は後部）から固
定ダイの前面（または仕切り線）へ溶融物を運搬し、その一方で各湯道が、スプ
ルーチャネルから対応する空洞ゲートへ、固定ダイと可動ダイの間の仲介部に沿
って溶融物を運搬する。スプルー鋳造と湯道鋳造は、ショットの最後に、スプル
ーチャネルと湯道チャネル内でそれぞれ固形化するダイカスト鋳造金属である。
【０００８】 ホットチャンバダイカスト鋳造は非常に一般的で、比較的問題がなく、高品質
の製品を高い生産レートで生産することができるが、この技術の大きな欠点は、
製品内の金属よりも多い大量の金属がスプルー鋳造と湯道鋳造内に含まれている
ことである。製品を取り外した後、一般にスプルー鋳造と湯道鋳造は再溶融およ
び再利用されるが、これには高いエネルギー損失と溶融物の汚染が伴う。従来型
のホットチャンバダイカスト鋳造のこれ以外の著しい欠点は、広く、拡大するス
プルーチャネルと、狭くより狭まる湯道チャネル（１つまたは複数）の間の溶融
物通路における部分および方向の両方における突然の切断であり、この切断によ
って、乱れた、非効率的な溶融物の流れが生じてしまう。
【０００９】 ホットチャンバダイカスト鋳造は、プラスチック材料の射出成形と類似してい
ることが理解されるであろう。両方共、溶融物のショットを、スプルーおよび湯
道システムを介して空洞内へポンピングすることができるが、スプルーおよび湯
道鋳造に関連した損失は射出成形の方が相当に少ない。射出成形では、スプルー
の生成を除去するために、スプルーチャネル内に電気加熱したスプルーチャネル
（射出成形の背景では「ノズル」と呼ばれることが多い）、またはコア（「ホッ
トチップ」と呼ばれる）を採用することが一般的である。
【００１０】 当然、このような装置を使用して空洞内に溶融プラスチックを射出する場合、
湯道とスプルーの両方を排除することができる。さらに、ショットとショットの
間に、溶融プラスチック供給ラインを加圧した状態に保ち、空洞の入口において
チャネルを閉鎖するために、スプルーノズルまたはホットチップ内に機械弁を使
用し、非常に高い生産レートを得ることも可能である。
【００１１】 時折指示されてきたように（Ｃｒａｎｄｅｌｌへの米国特許第４、３０４、５
４４号、第４、７９５、１２６号を参照のこと）、射出成形用に設計された加熱
したノズルとホットチップを直接射出ダイカスト鋳造に使用することが可能であ
るが、これは非実用的であることが証明されている。プラスチックと比べて相当
に高い金属の溶融点、熱伝導性、電気伝導性によって、直接射出成形ダイカスト
鋳造に多くの問題が生じてしまう。
【００１２】 出願者が知るホットチャンバダイカスト鋳造における直接射出の最も注目すべ
き試みは、１９８０年代にBattelle Columbus Laboratories for the Internati
onal Lead Zinc Research Organization［ＩＬＺＲＯ］によって引き継がれてい
る。この研究についての多数の進行レポートが、ＩＬＺＲＯまたはBattelleによ
って準備され発行された。
【００１３】 このレポートは最初に、ＩＬＺＲＯのGroeneveld and Kaiser of Battelle an
d Herrschaftによって、１９８３年１０月３１日から１１月３日にかけてミネア
ポリスで開催されたInternational Diecasting Congress and Expositionにおい
て、“Heated Manifold，Direct-Injection System for Zinc Diecasting”とい
う文書（No. G-T83-066）で発行された。さらに、“Commercial Application of
the Heated-Manifold Direct-Injection System of Zinc Diecasting”という
題の進行レポートが、ワイオミング州ミルウォーキーで１９８５年６月３〜６日
に開催されたExpositionにて文書で発行された。この主要著者はBattelleのGroe
neveldである。
【００１４】 さらに、「直接射出によって数億個の鋳造が製造された」ことを示した、ＩＬ
ＺＲＯの直接射出プロジェクトの進歩レポート（No. 30）（Groeneveld著）が１
９８８年３月に発行された。生産レートおよび製品品質は、湯道とスプルーを用
いた従来のダイカスト鋳造のものと少なくとも等しいと報告された。
【００１５】 直接射出ダイカスト鋳造によって提供される明白で優れた利点にも関わらず、
上述の明細書（特にBattelleによるもの）に開示されている技術は、ダイカスト
鋳造産業で広く使用されてはいない。この主な理由は、従来のホットチャンバダ
イカスト鋳造用のダイ、湯道、スプルー設計技術と同一の便宜性および信頼性に
近い、直接射出用のダイと「ノズル」の設計方法が開発されていないためである
と思われる。
【００１６】 その結果、実験を成功させるためにあらゆる所与の製品、空洞、ダイ、機械、
「ノズル」を組合わせる前に、非常に専門的で非常に高額な実験を多量に行う必
要がある。さらに、複数の空洞ダイにおける直接射出では、既存のダイカスト鋳
造機械を、機械設定および工具変更の長い工程を踏みながら、金属の流れと制御
に関連した大規模な変更が必要である。要約すれば、直接射出ダイカスト鋳造の
実現は、大多数のホットチャンバダイカスタの経済能力と技術能力を超えたもの
であると言える。
【００１７】 本発明は、直接射出ダイカスト鋳造によって提供される利点の重要な部分の実
現を、加熱したスプルーチャネルを実質的に従来の湯道チャネルに採用し、湾曲
遷移チャネルがスプルーチャネルを湯道チャネルに接続する場合には、現在のダ
イ設計に非常に少ない変更を加え、ホットチャンバ機械レイアウトには変更を加
えずに達成することに基づいている。各ショット後に、溶融物がスプルーチャネ
ルから戻れるようにスプルーチャネルの温度を制御することができ、その一方で
、遷移チャネルの温度を内部に凍結点が生じるように変更することができる。
【００１８】 ダイ仕切り線が遷移チャネルを含んでいる場合には、その内部に（湯道鋳造と
一体に）形成される鋳物を、通常の方法で湯道鋳造と共に放出することができる
。遷移チャネルを画定するために個別の合致するダイ挿入部を使用することによ
り、そのチャネルの温度を、スプルー挿入部およびダイ温度から独立して制御す
ることが可能になる。ダイ挿入部の１つは、固定ダイ内の加熱したスプルー本体
挿入部であることが好ましく、一方でもう１つは、可動ダイ内の、合致し、冷却
された、対向するスプルー先端挿入部であることが好ましい。
【００１９】 このような「スプルーなし」のダイカスト鋳造技術は、ダイ設計に最小限の変
更を加えるだけで、また、機械レイアウトは無変更のままで、面倒な弁付き射出
ノズルを使用することなく、スプルーの生成、復元、再溶融を防止することがで
きる（また、直接射出の節約のほとんどを達成する）。さらに、ホットスプルー
ダイ挿入部を使用することにより、この部分に大きな変更を加える必要なく、ダ
イ内の溶融物の流路を流線型の流れにとって最適化することが可能である。当然
、溶融通路の段階的且つ均一な先細りがスプルー入口からゲートにかけて容易に
達成できるため、溶融物が一定且つ滑らかに加速する。スプルーチャネルの逆方
向への先細りにより、スプルー鋳物を引出しの必要を省略することができる。
【００２０】 スプルーチャネルを固定ダイ内で大まかに水平に延ばし、ダイ仕切り線と固定
ダイの後部（従来技術の通り）に対して直交するようにし、また、遷移チャネル
をスプルーチャネルから湯道チャネルにかけて約９０°の角度で張った滑らかな
湾曲にすることが通常である。しかし、スプルーおよび/またはダイ仕切り線を
、普通ではないが、遷移チャネルの湾曲によって張った角度が９０°以外の角度
になるように方向付けることができる。既に述べたように、遷移チャネルを減少
（先細り）するように形成して、溶融物が湯道チャネルへ流入するべく湾曲部分
周辺を流れる際に、溶融物を加速させることができる。
【００２１】 遷移チャネルの部分を画定する可動ダイ内の挿入部が、独自の冷却手段を備え
（例えば、冷却剤循環の提供）、その他の可動ダイに関係なく、その温度を調整
できるようにすることで、遷移チャネル内で凍結が確実に生じるようにすること
が好ましい。この目的のために、挿入部が、自動規制を行えるように温度センサ
手段を備えることが望ましい。同様に、固定ダイ内のスプルー挿入部が温度セン
サ手段を備え、ショット後の溶融物の流れ戻りを確実にするために、十分に高い
温度に保たれるようにすることが望ましい。
【００２２】 遷移チャネルを画定するために必要とされるもののような、合致するダイ挿入
部は、平均的なダイカスト鋳造工具製造者が精通しているものであり、適切な流
れ戻しと凍結をそれぞれ達成するためのスプルーおよび遷移チャネルの適温の設
定は、平均的な機械操作者の能力の範囲内に十分入るものである。ダイ挿入部の
必要性とは別に、通常、工具設計および機械動作が本発明の方法によって影響さ
れることはない。通常の空洞挿入と排出機構を使用することができる。ダイセッ
ト内に１つよりも多い空洞がある場合には、分岐または放射状に延びた遷移チャ
ネルを挿入部内に形成し、スプルーチャネルを様々な湯道チャネルと接続するこ
とができる。
【００２３】 本発明はダイカスト鋳造方法、ダイカスト鋳造装置、ダイカスト鋳造に使用す
るダイ挿入部に関連していることがわかるであろう。本発明の本質を簡単に説明
したが、次に、添付の図面を参照しながら２つの例について説明する。しかし当
業者には、請求項で定義された本発明の範囲から逸脱しない限り、選択した例に
対して多くの応用、変更が可能であることが理解されるであろう。
【００２４】 図２〜図４は従来型のダイカスト鋳造装置１００の或る部分を示しており、こ
れらの図中で、ダイセット１０２は閉鎖しており、固定圧盤１０４と可動圧盤の
間に取り付けられている。ダイセット１０２は、固定圧盤１０４に固定された固
定後ろ板１０８（間に絶縁板１０９が挟まれている）と、可動圧盤１０６に固定
された可動後ろ板１１０を備えている。固定ダイブロック１１２が固定後ろ板１
０８に固定され、可動ダイブロック１１４が可動後ろ板１１０に固定されている
。ダイブロック１１２、１１４の間に設けられた仲介面または仕切り面を１１５
で示す。可動圧盤１０６の力をエゼクタ装置１１８周囲の可動ダイブロック１１
４へ伝達するために、可動後ろ板１１０の各側にはボルスタ１１６が固定されて
いる。エゼクタ装置１１８は、４本で１組の製品エゼクタピン１２２の頭部と、
１本の湯道押し出しピン１２４の頭部を捕える１対のエゼクタ板１２０ａ、１２
０ｂを備えている。
【００２５】 固定ダイブロック１１２内に設けられた固定空洞挿入部１２８の面と、可動ダ
イブロック１１４内に設けられた可動空洞挿入部１３０の面との間に鋳型空洞１
２６が形成されている。固定空洞挿入部１２８はダイブロック１１２内で流体継
手１３４と接続した冷却路１３２（破線で示す）を備え、可動空洞挿入１３０は
ダイブロック１１４内で流体継手１３８と接続した冷却路１３６（破線で示す）
を備えている。ダイブロック１１２、１１４の間に形成された湯道チャネル１４
０ｂと接続しながら、ダイ挿入部１２８、１３０の間に湯道チャネル１４０ａが
形成されており、湯道チャネル１４０ａは、１つまたはそれ以上のゲート１４２
によって空洞１２６に接続している。
【００２６】 ダイセットが閉鎖した状態で（図２、図４に示す状態）、湯道チャネル１４０
に沿って溶融物のショットが鋳型空洞１２６内に注入され、製品と湯道鋳造が形
成される。次に、可動圧盤１０６、可動後ろ板１１０、ボルスタ１１６、ダイブ
ロック１１４、ダイ挿入部１３０がダイセットの固定部分から引出され、一方で
、エゼクタ装置１１８が静止状態に保たれる。これによりダイブロック１１４が
ピン１２２、１２４に沿って滑動すると、空洞１２６と湯道チャネル１４０内に
形成された製品と、関連する湯道鋳造が放出される。
【００２７】 ここまで説明してきたように、ダイセット１０２は極めて従来型のものであり
、ホットチャンバダイカスト鋳造産業で幅広く採用されている典型的なものであ
る。 次に、特に図３の拡大断面展開図と図４の拡大平面図を参照しながら、第１例
のホットスプルーシステムについて説明する。該システムは、固定後ろ板１０８
とダイブロック１２２内に取り付けられた円筒形管状のスプルー本体挿入部１５
０と、これと対向する、可動ダイブロック１１４内に取り付けられた合致円筒形
スプルー先端挿入部１５２とを備えており、挿入部１５０、１５２は同軸上にあ
り、この共通軸１５４は仲介部１１５に対して直交している。
【００２８】 スプルー本体挿入部１５０は、その外端１５６ａからその内端１５６ｂにかけ
て狭まった中心先細りスプルーチャネル１５６を備えている。挿入部１５０の内
端と１５２の内端が仕切り線１１５付近で嵌合して、９０°の角度で張った、ス
プルーチャネル１５６を湯道チャネル１４０へ接続する湾曲遷移チャネル１５８
を画定する。該遷移チャネル１５８の仕切り線を符合１６０で示す。遷移チャネ
ル１５８と湯道チャネル１４０は両方共、ゲート１４２に向かって徐々に狭まっ
ていくことが好ましい。
【００２９】 スプルー本体挿入部１５０の外形は円筒形であり、その周囲には、導線１６４
を介して電力供給される電熱要素１６２が巻着している。本体挿入部１５０は外
部隙間１６６、内部スカート１７０を提供するマッシュルーム型の頭部１６４を
供えており、外部隙間１６６はダイカスト鋳造機械１００の加熱したノズル１６
８（図２）用のソケットを形成し、また、内部スカート１７０によって挿入部１
５０が固定ダイブロック１１２内に配置される。スカート１７０から放射状に延
び、固定ダイブロック１１２の溝１７２内に配置されたピン１７１と、挿入部を
ダイブロック１１２から離間させるリングシム１７３とにより、本体挿入部１５
０の内端が、仕切り線１６０に沿って、先端挿入部１５２の内端と確実且つ正確
に嵌合するようになる。
【００３０】 サーモカップル温度センサ１７４が本体挿入部１５０内に嵌め込まれ、導線１
７６を介して適切な温度測定/制御装置（図示せず）と接続している。加熱要素
線１６４とセンサ線１７６が、スカート１７０に形成された細長い隙間１７８を
通過する（図５も参照のこと）。本体挿入部１５０は、ボルト１８２で固定後ろ
板１０８に固定されたクランプリング１８０によって適所に保持され、挿入部１
５０の内端１８４はダイブロック１１２内にしっかりと嵌合するため、遷移チャ
ネル１５８からダイブロック１１２のスプルー挿入部１５０を収容する空間１８
６内へ溶融物が漏出することがない。
【００３１】 特に図５（電熱要素１６２または導線１６４、１７６は示されていない）を参
照すると、本体挿入部１５０の内端１８４は部分的に円錐形のソケット１９０を
備えており、該ソケットの１側部には、湾曲遷移チャネル１５８（図４）の半分
（符合１５８ａで示す）が形成されている。凸型湾曲肩部１９２が、半分のチャ
ネル１５８ａの各側とソケット１８４の内壁の間の、該半分のチャネル１５８ａ
の各側上に形成されている。
【００３２】 図３、図４、図６を参照すると、スプルー先端挿入部１５２は、その内端に、
本体挿入部１５０のソケット１９２内にしっかりと嵌合する形状の、部分的に円
錐形のプラグ１９４を備えている。プラグ１９４の１側部は、遷移チャネル１５
８の半分を成す湾曲溝１５８ｂのいずれかの側に１対の凸型湾曲肩部１９６を形
成するべく切り取られている。肩部１９６は、スプルー本体挿入部１５０上の相
補的な肩部１９２と接している。挿入部１５２内には中心バッフル冷却路１９８
が形成されており、中心バッフル冷却路１９８は、可動ダイブロック１１４内に
設けられた冷却流体路２００と接続している。
【００３３】 挿入部１５２内には温度センサ２０２が嵌め込まれており、該センサの導線２
０４はダイブロック１１４内を通過して、通路１９８、２００を通る冷却流体の
流れを制御する温度制御装置（図示せず）へと続いている。最後に、スプルー先
端挿入部１５２は、ダイブロック１１４に設けられたそのソケット内に、鍵２０
６の使用によって回転可能に配置されている（図４）。（図６には温度センサ導
線と冷却路は示されていない。）
【００３４】 スプルー挿入部１５０、１５２がそれぞれ対応するダイブロック内に嵌合した
ら、ダイカスト鋳造機械１００を、次に述べる点を除いて、上述した従来の方法
通りに使用する。すなわち、各回のショットの終わりに、（ｉ）スプルーチャネ
ル１５６内の溶融物が、再び迅速にノズル１６８内に排出されるのに適した液体
状態のまま保たれるように、また、（ii）遷移チャネル１５８内に湯道凍結点が
生じるようにスプルー挿入部の温度を調整する。各回のショット後に、ダイセッ
ト１０２の可動構成要素が固定構成要素から引出される際に、空洞１２６から、
エゼクタピン１２２によって製品が放出され、また、湯道チャネル１４０、遷移
チャネル１５８から、関連するエゼクタピン１２４によって湯道鋳造および遷移
鋳造が放出される。
【００３５】 図７に、本発明に従って形成されたホットスプルーシステムの第２例を示す。
第１例と同様に、ダイセットは固定後ろ板１０８、熱絶縁板１０９、固定ダイブ
ロック１１２、可動ダイブロック１１４を備えている。しかしこの第２例では、
対応する湯道チャネル２５４、２５６によって供給される２対のダイ挿入部２５
０、２５２を採用している。この例でも、第１例と同様に、スプルー本体挿入部
２５８は中心先細りスプルーチャネル２６０を画定する。
【００３６】 スプルー本体挿入部２５８はさらに、形成、配置、クランプが第１例と同様に
行われるが、その内端が分岐して、１対の対向する湾曲した半分ずつの遷移チャ
ネル２６２、２６４を形成する点が第１例とは異なっている。遷移チャネル２６
２、２６４は、それぞれ対応する湯道チャネル２５４、２５６と接続している。
同様に、スプルー先端挿入部２６６の内端も分岐しており、２つの対向する湾曲
した半分ずつの遷移チャネル２６８、２７０を形成している。これらの遷移チャ
ネルは、湯道２５４、２５６と接続し、スプルー本体挿入部２５８の関連する半
分の遷移チャネル２６２、２６４と合致する。しかしこの例では、２つのエゼク
タピン２７６、２７８を使用して、各遷移チャネル内に形成された鋳造が、各回
のショット後にダイが離れる際に確実に放出されるようにしている。
【００３７】 上述の説明から、このスプルーを使用しないダイカスト鋳造方法は、工具製造
者、機械設定者/操作者の通常の技術だけで、標準のホットチャンバダイカスト
鋳造機械に容易に導入し、そこで動作することが可能である。機械設定者には、
最も単純な調整および設定方法のみが要求される。しかし、スプルーを使用しな
いダイカスト鋳造は経済性に優れ、多くの利点を備える。
【００３８】 しかしながら、上述したように、本発明の範囲を逸脱しない限り、多くの応用
および変更を加えることが可能である。スプルーと遷移チャネルを先細りさせる
ことは前出の例では利点であるが、必須ではない。先細りしていないチャネルを
使用した場合にも、十分に満足できる結果が得られた。さらに、スプルー挿入部
を対応するダイブロック内に正確に取付けおよび位置付けするための従来より知
られた方法が多くあることが理解されるであろう。
【００３９】 上述の例で開示した方法は、必ずしも全てのダイセットまたは工具製造技術に
適するわけではなく、また容易に変更することが可能である。例えば、調整を行
うために、スプルー本体挿入部ではなくスプルー先端挿入部と共に、またはスプ
ルー本体挿入部に加えて、シムを使用することができる。または、最初に適当な
工作を行っておけば、シミングは不要であるかもしれない。同様に、スプルー挿
入本体を適所に嵌合およびクランプするべく選択した方法も適宜変更することが
可能である。熱絶縁材料をスプルー本体挿入部の熱要素の周囲に形成することで
、固定ダイブロックへの熱損失が最小限に抑えられると予想される。
【００４０】 当然ながら、スプルー先端挿入部を絶縁してダイブロックからの熱の上昇を最
小にすることも可能である。あるいは、スプルー先端挿入部を絶縁したり、先端
挿入部を、遷移チャネル内で確実に冷却する温度に保つために、可動ダイブロッ
クが達する温度に温度制御する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 典型的な従来技術によるホットチャンバダイカスト鋳造機械の部
分断面展開図である。
【図２】 本発明の第１例に従って形成されたスプルー挿入部を備える、典
型的なダイカスト鋳造装置のダイセットを示す概略的な断面展開図である。
【図３】 図２の部分拡大図である。
【図４】 図２のダイセットを、同図中の断面線III−IIIに沿って切った部
分拡大平面図である。
【図５】 図２、図４のスプルー本体挿入部の透視図である。
【図６】 図２、図３、図４のスプルー先端挿入部の透視図である。
【図７】 ２つの対向する湯道チャネルに供給を行うために形成されたスプ
ルーとスプルー先端挿入部を備えるダイセットの断面展開図である。
【符号の説明】
１００…ダイカスト鋳造装置 １０２…ダイセット １０４…固定圧盤 １０８…固定後ろ板 １０６…可動圧盤 １１０…可動後ろ板 １１２…固定ダイブロック １１４…可動ダイブロック １１５…ダイ仕切り線 １１６…ボルスタ １１８…エゼクタ装置 １２２、１２４…ピン １２６…鋳型空洞 １２８…固定ダイ挿入部 １３０…可動ダイ挿入部 １３２…冷却路 １３４…流体継手 １３６…冷却路 １３８…流体継手 １４０…湯道チャネル １４０ａ、１４０ｂ…湯道チャネル １４２…ゲート １５０…スプルー本体挿入部 １５２…スプルー先端挿入部 １５６…スプルーチャネル １５８…湾曲遷移チャネル １６０…仕切り線 １６２…電熱要素 １６４…導線 １６６…外部隙間 １６８…ノズル １７０…スカート １７１…ピン １７２…溝 １７３…リングシム １７４…温度センサ １７６…導線 １７８…隙間 １８０…クランプリング １８２…ボルト １８４…内端 １８６…空間 １９０…ソケット １９２…凸型湾曲肩部 １９４…プラグ １９６…凸型湾曲肩部 １９８…中心バッフル冷却路 ２００…冷却流体路 ２０２…温度センサ ２０４…導線 ２０６…鍵 ２５０、２５２…ダイ挿入部 ２５４、２５６…湯道チャネル ２５８…スプルー本体挿入部 ２６０…中心先細りスプルーチャネル ２６２、２６４…遷移チャネル ２６６…スプルー先端挿入部 ２６８、２７０…遷移チャネル ２７６、２７８…エゼクタピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 17/32 Ｂ２２Ｄ 17/32 Ｊ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 械ノズル内に戻れるように制御されているため、スプル ー鋳造の形成を回避することができる。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホットチャンバ高圧ダイカスト鋳造方法であって、前記方法
    が固定ダイ、可動ダイ、前記固定ダイと前記可動ダイの間に形成された鋳型空洞
    、溶融物通路を採用し、前記溶融物通路が （ｉ）溶融したダイカスト鋳造金属を前記ホットチャンバから前記ダイ内へ運搬
    するための、前記固定ダイ内に形成されたスプルーチャネルと、 （ii）前記固定ダイと前記可動ダイの間に、前記スプルーチャネルに対してある
    角度で形成された、やはり前記固定ダイと前記可動ダイの間に形成されたゲート
    を介して前記スプルーチャネルから前記鋳型空洞内へ溶融金属を運搬するための
    湯道チャネルと、 （iii）前記スプルーチャネルから前記湯道チャネルへ、前記角度を通って溶融
    金属を運搬するための湾曲遷移チャネルとを有し、 前記方法が前記スプルーチャネルを、前記ダイの温度よりも高い温度にまで加
    熱し、前記ダイカスト鋳造金属の溶融点に近付ける段階と、 前記ダイの温度を、前記ダイカスト鋳造金属の溶融点よりも低くなるように制
    御する段階と、 溶融金属のショットを前記スプルーチャネル、遷移チャネル、湯道チャネル、
    鋳型空洞内に注入する段階と、 前記スプルーチャネル内に残った溶融ダイカスト鋳造金属をそこから排出させ
    ることを許容し、その一方で、前記湯道チャネル内と、前記遷移チャネルの１部
    分内のダイカスト鋳造金属が固形化して湯道を形成することを許容し、その一方
    で、前記鋳型空洞内のダイカスト鋳造金属が固形化して製品を形成することを許
    容する段階と、 前記可動ダイを前記固定ダイから分離する段階と、 前記湯道チャネルと前記遷移チャネルの１部分から湯道を放出し、同時に前記
    鋳型空洞から前記製品を放出する段階とを有することを特徴とするダイカスト鋳
    造方法。
  2. 【請求項２】 ホットチャンバ高圧ダイカスト鋳造方法であって、溶融ダイ
    カスト鋳造金属のショットを、溶融物通路を介して、ゲートを通り鋳型空洞内に
    注入する段階を有し、前記溶融物通路が （ｉ）固定ダイ内に形成され、前記固定ダイの外面に入口開口部を備えたスプル
    ーチャネルと、 （ii）前記固定ダイと可動ダイの間に少なくとも部分的に形成された、滑らかに
    湾曲した遷移チャネルとを有し、前記可動ダイが、前記固定ダイと協働して前記
    空洞およびゲートを形成し、前記溶融物通路がさらに、 （iii）前記固定ダイと前記可動ダイの間に形成された湯道チャネルを有し、前
    記湯道チャネルが前記遷移チャネルと前記ゲートの間に延びており、 さらに、前記スプルーチャネルを前記ダイカスト鋳造金属の溶融点よりも高い
    温度に加熱しながら、前記ダイの温度を前記溶融点よりも下に維持する段階と、 前記ショット後に、前記スプルーチャネルと、前記遷移チャネルの１部分内に
    残った溶融ダイカスト鋳造金属を前記スプルーチャネルの前記入口から出て流し
    戻させる段階と、 前記湯道チャネル、前記遷移チャネルの１部分、前記ゲート、前記鋳型空洞内
    のダイカスト鋳造金属を固形化させる段階と、 前記固定ダイから前記可動ダイを分離する段階と、 前記固形化した金属を前記ダイの少なくとも１つから放出する段階とを有する
    ことを特徴とするダイカスト鋳造方法。
  3. 【請求項３】 前記溶融ダイカスト鋳造金属が前記溶融通路に沿って流れる
    際にこれを均一に加速する段階をさらに有し、前記ダイカスト鋳造金属の均一な
    加速が、前記溶融通路の前記チャネルの前記断面範囲を流れの方向に向かって均
    一に減少させることによって拡大される請求項１または２のいずれか１項に記載
    のダイカスト鋳造方法。
  4. 【請求項４】 前記溶融ダイカスト鋳造金属のショットが前記遷移チャネル
    内にある際に、これを約９０°の角度を成して滑らかな湾曲で運搬する段階をさ
    らに有する前出の請求項のいずれか１項に記載のダイカスト鋳造方法。
  5. 【請求項５】 前記遷移チャネルが分岐しているため、その第１部分が前記
    固定ダイによって配置され、その第２部分が前記可動ダイによって配置され、 前記遷移チャネルの前記第２部分を、前記可動ダイの温度とは別の温度で冷却
    し、１回のショット後に、前記ダイカスト鋳造金属の凍結点が前記遷移チャネル
    内で生じるようにする段階を有する請求項１〜３項のいずれか１項に記載のダイ
    カスト鋳造方法。
  6. 【請求項６】 ホットチャンバ、高圧ダイカスト鋳造工程に使用するダイセ
    ットであって、 ・鋳型空洞の１部分、溶融物を前記空洞内に入れるためのゲートの１部分、前記
    溶融物を前記ゲートへ運搬するための湯道チャネルを形成する固定ダイを有し、
    前記固定ダイが外面を有し、 ・同様に前記鋳型空洞の１部分、前記ゲートの１部分、前記湯道チャネルを形成
    する可動ダイを有し、 ・前記固定ダイの外面から溶融物を運搬するための、前記固定ダイ内に形成され
    たスプルーチャネルを有し、前記スプルーチャネルが、前記湯道チャネルに対し
    てある角度を成して配置されており、 ・前記ダイの閉鎖時に、前記スプルーチャネルから、前記角度を通って、前記湯
    道チャネルへ溶融物を運搬するための、前記固定ダイと前記可動ダイの間に形成
    された湾曲遷移チャネルを有し、 ・前記ダイセットの動作中に、前記スプルーチャネルを前記ダイカスト鋳造金属
    の溶融点付近に維持するために採用した前記スプルーチャネルに関連する加熱装
    置手段を有することを特徴とするダイセット。
  7. 【請求項７】 前記スプルーチャネルが、前記固定ダイ内に合致する第１ダ
    イ挿入部によって形成され、前記ダイの閉鎖時に、前記第１挿入部が、前記固定
    ダイの外部に前記スプルーチャネルの入口を形成する外端を有し、前記第１挿入
    部が、前記遷移チャネルの第１部分を形成する内端を有し、 第２ダイ挿入部が、前記第１挿入部に対向して前記可動ダイ内に合致し、前記
    第２挿入部が、前記ダイの閉鎖時に、前記遷移チャネルの第２部分を形成する内
    端を有する請求項６に記載のダイセット。
  8. 【請求項８】 前記加熱装置手段が、前記第１挿入部の周囲に形成された電
    気加熱要素を有し、 前記遷移チャネルの前記第２部分を前記第１ダイ挿入部と別の温度で冷却し、
    動作中に、前記ダイカスト鋳造金属の凍結点を前記遷移チャネル内に生じさせる
    ことができるようにするために、冷却手段が前記第２挿入部に関連されている請
    求項７に記載のダイセット。
  9. 【請求項９】 前記スプルーチャネルの前記断面範囲が、溶融物の流れの方
    向に向かって均一に減少するため、ショット中に、前記スプルーチャネル内にお
    ける前記溶融物の速度が増加する請求項６〜８のいずれか１項に記載のダイセッ
    ト。
  10. 【請求項１０】 前記スプルーチャネル、遷移チャネル、湯道チャネルを備
    えた前記溶融物通路の１部分の前記断面範囲が、溶融物の流れの方向に向かって
    均一に減少するため、前記溶融物通路内での前記溶融物の速度が均一に増加する
    請求項６〜８のいずれか１項に記載のダイセット。
  11. 【請求項１１】 前記角度が実質的に９０°である前出の請求項６〜１０の
    いずれか１項に記載のダイセット。
  12. 【請求項１２】 ショット後、また、前記可動ダイと前記固定ダイを分離し
    た後に、前記遷移チャネル内で固体化したダイカスト鋳造金属を放出するべく前
    記遷移チャネル内へ移動するための、前記ダイの１つ内に滑動可能に配置された
    エゼクタピンを有する請求項６〜１１のいずれか１項に記載のダイセット。
  13. 【請求項１３】 湯道チャネル、ゲート、空洞を画定するべく協働する、そ
    れぞれ対応する仕切り面を有する固定ダイと可動ダイを備えた、高圧、ホットチ
    ャンバダイカスト鋳造装置で使用するスプルー挿入部セットであって、前記スプ
    ルー挿入部セットが、 スプルーチャネルを形成し、前記固定ダイ内に、前記固定ダイの前記仕切り面
    に対してある角度で取り付けるべく採用された管状のスプルー本体挿入部を有し
    、前記本体挿入部が、前記固定ダイの外面に配置するべく採用された前記スプル
    ーチャネルへの入口を画定する外端を有し、また、前記スプルー挿入部が前記固
    定ダイ内に取り付けられている際に、前記スプルー挿入部が、前記固定ダイの前
    記仕切り面の付近に配置するべく採用された出口を画定する内端を有し、 前記本体挿入部と関連した、前記挿入部を加熱するための加熱手段をさらに有
    し、 前記本体挿入部の前記内端内に形成された第１湾曲溝をさらに有し、前記第１
    湾曲溝が、前記可動に関連した第２湾曲溝と協働するべく採用されているため、
    前記本体挿入部が前記固定ダイ内に取り付けられている場合に、前記ダイの閉鎖
    時に、前記第１、第２溝が協働して、前記スプルーチャネルの前記出口を前記湯
    道チャネルと接続する湾曲遷移チャネルを形成するスプルー挿入部セット。
  14. 【請求項１４】 前記スプルーチャネルと前記第１湾曲溝が溶融物の流れの
    方向に向かって均一に先細りしているため、前記挿入部セットが使用中であり、
    前記ダイが閉鎖している際に、前記溶融物が前記スプルーチャネルの出口から前
    記湯道チャネルへ移動するに従ってその速度が増加する請求項１３に記載のスプ
    ルー挿入部セット。
  15. 【請求項１５】 前記角度が実質的に９０°であり、前記第１湾曲溝が実質
    的に９０°で張っている請求項１３または１４のいずれか１項に記載のスプルー
    挿入部セット。
  16. 【請求項１６】 前記スプルー本体挿入部が温度センサ手段を有する請求項
    １３〜１５のいずれか１項に記載のスプルー挿入部セット。
  17. 【請求項１７】 前記スプルー挿入部セットの使用時に、前記スプルー挿入
    部から前記固定ダイへの熱損失を軽減するために、前記スプルー本体挿入部が、
    前記加熱装置手段を包囲する熱絶縁部を有する請求項１３〜１６のいずれか１項
    に記載のスプルー挿入部セット。
  18. 【請求項１８】 前記可動ダイ内に取り付けるべく採用されたスプルー先端
    挿入部を有し、前記先端挿入部が前記第２湾曲溝を形成する内端を有する請求項
    １３〜１７のいずれか１項に記載のスプルー挿入部セット。
  19. 【請求項１９】 前記先端挿入部が、前記先端挿入部に関連した冷却手段を
    有するため、前記挿入部セットの使用時に、前記先端挿入部が前記スプルー本体
    挿入部の温度よりも低い温度に保たれる請求項１８に記載のスプルー挿入部セッ
    ト。
  20. 【請求項２０】 前記先端挿入部が温度センサ手段と、前記第２挿入部と前
    記可動ダイの間の熱伝達を緩和するべく採用された熱絶縁部とを有する請求項１
    ８または１９のいずれか１項に記載のスプルー挿入部セット。
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