JP2007307609A - 金型および成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、鋳造不良の抑制を図った金型および成形品を得ることにある。
【解決手段】開口部１２を有する成形品４を成形する金型５４は、成形品４の外形に対応するとともに溶湯が注入される第１の空間部７３と成形品４の開口部１２に対応するとともに第１の空間部７３に連通し、開口部１２に湯渡し３２を形成する第２の空間部７４とを規定する型面６１ａ，６２ａと、第２の空間部７４に臨む型面６１ａ，６２ａから第２の空間部７４内に突出するとともに、溶湯の流れ方向に沿って延びる突起部８１〜８５とを具備する。成形品４は、金型５４を用いて鋳造された中間成形品２２から湯渡し３２を切り離すことで製造される。
【選択図】図４

Description

本発明は、金型、および金型を用いて製造される成形品に係り、特に成形品の開口部に湯渡しを形成する金型、および湯渡しが形成された中間成形品から製造される成形品に関する。

例えばポータブルコンピュータのような電子機器の筐体の一例は、マグネシウム合金のような金属材料を鋳造することで成形される。すなわち、溶融された金属材料（以下、溶湯）を金型内部に形成された内部空間（いわゆるキャビティ）に圧入することで所望の製品形状が得られる。

例えば薄型化および軽量化を図った金属筐体の製造方法が提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の金型は、キャビティを形成する金型内表面に凸部が設けられている。このような金型を用いて成形された金属筐体には、凸部に対応する凹部が形成される。この凹部と筐体裏面との段差がリブの役割を担って、金属筐体の剛性および強度が向上する。
特開２００１−３３４３５６号公報

電子機器の筐体は、例えばユーザーに筐体内の一部を開放するためや保守を目的として種々の開口部を有する。このような開口部を有する筐体を鋳造する場合、溶湯の流れが開口部の回りで乱れる。このため、開口部より下流において例えば湯じわと呼ばれる外観不良や、充填不足による形状の欠損不良といった鋳造不良を生じるおそれがある。

例えば特許文献１に記載の金型の凸部は、溶湯の流れを遮らないようにその長手方向が溶湯の流れ方向に沿うように形成されている。しかしこの凸部は、筐体の軽量化を図るため相応の大きさを有する。このような凸部は、例えその長手方向が溶湯の流れ方向に沿っていても溶湯の流れを乱すおそれがある。

本発明の目的は、鋳造不良の抑制を図った金型、および鋳造不良の抑制を図った成形品を得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る金型は、開口部を有する成形品を成形する金型であって、上記成形品の外形に対応するとともに溶湯が注入される第１の空間部と、上記成形品の開口部に対応するとともに上記第１の空間部に連通し、上記開口部に湯渡しを形成する第２の空間部とを規定する型面と、上記第２の空間部に臨む型面から上記第２の空間部内に突出するとともに、上記溶湯の流れ方向に沿って延びる突起部と、を具備する。

上記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る成形品は、後工程で開口部となる領域と、上記領域に設けられる湯渡しと、上記領域に形成される溶湯の流れ方向に沿うスリットとを備える中間成形品を鋳造し、上記中間成形品から上記湯渡しを切り離すことで製造される。

これらの構成によれば、溶湯の流れの乱れが抑えられ、鋳造不良が抑制される。

以下に本発明の実施の形態を、ポータブルコンピュータの筐体の一部を構成する成形品、およびその成形品を製造するための金型に適用した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、本体２と表示ユニット３とを備えている。

本体２は、筐体ベース４と筐体カバー５とを備える。筐体カバー５は、筐体ベース４に上方から組み合わされる。筐体ベース４と筐体カバー５とが互いに協働することで、本体２は、箱状の筐体６を備える。筐体６は、上壁６ａ、周壁６ｂ、および下壁６ｃを有する。

表示ユニット３は、ディスプレイハウジング７と、このディスプレイハウジング７に収容された液晶表示パネル８とを備える。液晶表示パネル８は、表示画面８ａを有する。表示画面８ａは、ディスプレイハウジング７の前面の開口部７ａを通じて、ディスプレイハウジング７の外部に露出されている。

表示ユニット３は、筐体６の後端部にヒンジ装置を介して支持されている。そのため、表示ユニット３は、上壁６ａを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁６ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能である。

次に、図２および図３を参照して筐体ベース４について詳しく説明する。
筐体ベース４は、本発明の請求項でいう成形品の一例である。筐体ベース４の一例は、例えばマグネシウム合金で形成されている。筐体ベース４の基本肉厚の一例は、０．５５ｍｍである。ただし、本発明が適用可能な成形品の基本肉厚はこれに限らない。なお「基本肉厚」とは、その成形品のなかで最も広く全体に取り上げられている厚さのことを指す。「基本肉厚」とは、例えば筐体下壁６ｃの多くの部分が有する肉厚を指す。

図２に示すように、筐体ベース４は、例えば複数の矩形状の開口部１１，１２，１３，１４を有する。筐体ベース４を下面側から見た場合、第１の開口部１１は、筐体ベース４の左前端部に開口している。第２の開口部１２は、第１の開口部１１の右隣に隣接して開口している。第３の開口部１３は、筐体ベース４の右前端部に開口している。第４の開口部１４は、筐体ベース４の後端部に開口している。

第１ないし第４の開口部１１，１２，１３，１４は、それぞれ開口部１１〜１２を取り囲む周囲稜１６を有する。周囲稜１６は、開口部１１〜１４の縁部の一例である。周囲稜１６は、筐体ベース４の長手方向に沿う２つの横稜１６ａ，１６ｂと、横稜１６ａ，１６ｂと例えば直交する方向に沿う２つの縦稜１６ｃ，１６ｄとを有する。

ここでは第２の開口部１２を取り上げ、代表として詳しく説明する。図３に示すように、第２の開口部１２の縁部には、段差部１７が設けられている。段差部１７は、第２の開口部１２の内周面を規定する周壁１７ａと、周壁１７ａの下方から第２の開口部１２の内側を向いて延びる支持壁１７ｂとを有する。すなわち段差部１７は、いわゆるクランク状に形成されている。支持壁１７ｂには、蓋１８が載置される。支持壁１７ｂは、載置された蓋１８を支持する。

筐体ベース４は、さらに第２の開口部１２の縁部から筐体内部を向いて延びるリブ１９を有する。リブ１９は、第２の開口部１２の縁部の強度を補強するとともに、例えば筐体６内に収容されるユニット２０をユーザーから覆い隠す目隠しリブとして機能する。

なお第１、第３、第４の開口部１１，１３，１４も略同様な段差部１７やリブ１９を有する。ただし、段差部１７やリブ１９は周囲稜１６の全周に亘って形成されている必要はなく、段差部１７およびリブ１９は、部分的に形成されていても良い。さらに段差部１７およびリブ１９は、そのどちらか一方が形成されていても良く、両方とも形成されていなくても良い。

次に、図４および図５を参照して、筐体ベース４を製造する元となる中間成形品２２について説明する。
中間成形品２２は、図７に示す金型を用いて鋳造される鋳造品の一例である。中間成形品２２は、後工程で筐体ベース４の開口部１１〜１４となる第１ないし第４の領域１１ａ，１２ａ，１３ａ、１４ａを有する。例えば第１の領域１１ａは、後工程で例えばプレス加工されることで開口部１１となる。

図４に示すように、第１ないし第４の領域１１ａ，１２ａ，１３ａ、１４ａには、第１ないし第４の湯渡し３１，３２，３３，３４（図４中、斜線部分）が形成されている。例えば第１の湯渡し３１は、第１の領域１１ａに設けられている。第２ないし第４の湯渡し３２，３３，３４も同様に、それぞれ対応する第２ないし第４の領域１２ａ，１３ａ，１４ａのいずれかに形成されている。

「湯渡し」とは、成形品の開口部を塞ぐ駄肉部分のことである。すなわち、開口部を有する成形品を直接その形状のまま鋳造しようとする場合、溶湯の流れが開口部回りで乱れ、開口部より下流において鋳造不良を生じるおそれがある。そこで本実施形態では、まず開口部を塞いだ形状の中間成形品を鋳造し、後工程でその塞いだ部分を例えばプレス加工なので取り除くことで所望の製品形状の成形品を得る。本明細書でいう「湯渡し」とは、その開口部を塞ぎ、湯道を形成する駄肉部分のことを指す。

中間成形品２２は、図８中の矢印に沿う方向に溶湯が流されて形成される。すなわち第１ないし第４の開口部１１〜１４の横稜１６ａ，１６ｂは、溶湯の流れ方向に対して直交する方向に延びている。縦稜１６ｃ，１６ｄは、溶湯の流れ方向に対して平行に延びている。

ここでは第２の領域１２ａを取り上げ、代表として詳しく説明する。なお第１、第３、第４の領域１１ａ，１３ａ，１４ａについては、同一の機能を有する構成は同一の符号を付してその説明を省略する。

図４に示すように、第２の領域１２ａには、第２の湯渡し３２が形成されている。第２の湯渡し３２は、二つの横稜１６ａ，１６ｂの間に亘って設けられている。図４において第２の湯渡し３２の左側には、第１のスリット４１が形成されている。第１のスリット４１は、溶湯の流れ方向に沿う開口部１２の一方の縁に沿って延びている。第２の湯渡し３２の右側には、第２のスリット４２が形成されている。第２のスリット４２は、溶湯の流れ方向に沿う開口部１２の他方の縁に沿って延びている。第２の湯渡し３２の略中央部には、第３のスリット４３が形成されている。

第１ないし第３のスリット４１，４２，４３は、溶湯の流れ方向に沿って延びている。第１ないし第３のスリット４１，４２，４３は、二つの横稜１６ａと１６ｂとの間に亘って設けられている。第１ないし第３のスリット４１，４２，４３は、その長手方向の長さがその幅方向の長さに比べて大きく、細長く形成されている。図５に示すように、第１ないし第３のスリット４１，４２，４３は、中間成形品２２を貫通している。

第１のスリット４１は、第２の湯渡し３２を第２の開口部１２の一方の縦稜１６ｃから分断している。第２のスリット４２は、第２の湯渡し３２を第２の開口部１２の他方の縦稜１６ｄから分断している。第３のスリット４３は、第２の湯渡し３２を互いに独立した二つの湯渡し３２ａ，３２ｂに分断している。
同様に、第３の湯渡し３３は、第３のスリット４３により互いに独立した二つの湯渡し３３ａ，３３ｂに分断されている。

以上のように、本実施形態の湯渡し３１〜３４は、それぞれ領域１１ａ〜１４ａの全てに亘って設けられているわけではない。例えば第２の領域１２ａの場合、一つの開口部１２に対して、それぞれ開口部１２の縦稜１６ｃ，１６ｄから分離しているとともに、互いに隣り合う湯渡しからも独立している二つの湯渡し３２ａ，３２ｂが形成されている。第１および第２のスリット４１，４２は、第３のスリット４３に比べてその幅が大きい。

次に、中間成形品２２を鋳造する製造装置について、図６ないし図１０を参照して説明する。図６は、製造装置の一例としてのダイカストマシン５１を開示する。ダイカストマシン５１は、固定側金板５２、移動側金板５３、金型５４、金型型締機構５５、および注湯機構５６を備える。固定側金板５２は、設置されたフレーム５７の上に固定されている。移動側金板５３は、固定側金板５２に対向するとともに、固定側金板５２に近づく方向と離れる方向とに沿って進退自在である。

金型５４は、固定側金型６１（いわゆる金型キャビティ）と移動側金型６２（いわゆる金型コア）とから成る。すなわち、本発明の請求項でいう「金型」とは、固定側金型と移動側金型とから成る一組の金型セットのことである。

固定側金型６１は、例えば製品の表側を形成する。固定側金型６１は、固定側金板５２に固定されている。移動側金型６２は、例えば製品の裏側を形成する。移動側金型６２は、移動側金板５３に固定されている。移動側金型６２は、移動側金板５３に従って固定側金型６１を向いて進退自在である。

固定側金型６１は、移動側金型６２と対向する第１の型面６１ａを有する。第１の型面６１ａは、中間成形品２２の表側の外形に対応して窪んでいる。移動側金型６２は、固定側金型６１と対向する第２の型面６２ａを有する。第２の型面６２ａは、中間成形品２２の裏側の外形に対応して窪んでいる。

固定側金型６１と移動側金型６２とが互いに型締めされると、第１の型面６１ａと第２の型面６２ａとが互いに接する。第１の型面６１ａと第２の型面６２ａとが互いに接すると、第１の型面６１ａと第２の型面６２ａとの間に、中間成形品２２の形状をした内部空間６３（いわゆるキャビティ）が形成される。換言すれば、第１および第２の型面６１ａ，６２ａは、内部空間６３を規定するように形成されている。

金型型締機構５５の一例は、油圧シリンダである。金型型締機構５５は、移動側金板５３に接続され、移動側金板５３を進退させることで、金型５４の型締めを行なう。注湯機構５６は、例えばプランジャや加圧シリンダを有し、溶湯を金型５４の内部空間６３に圧入する。なお本実施形態に係る溶湯の一例は、マグネシウム合金を溶かした溶融材料である。

図７に、ダイカストマシン５１の金型５４の回りを詳しく示す。
固定側金板５２には、開口部５２ａが設けられている。この開口部５２ａを通じて注湯管６５が取り付けられる。注湯管６５には鋳込み口６５ａ（いわゆる注湯口）が開口している。鋳込み口６５ａは、注湯機構５６を金型５４の内部空間６３に連通させる。移動側金板５３の背後には、突き出し板６６が設けられている。突き出し板６６には、いわゆる突き出しピンが設けられている。

図８に、移動側金型６２を詳しく示す。
金型５４内の最上流部には、図示しないビスケットと呼ばれる円筒部分が形成されている。ビスケットには、湯道７１を介してゲート７２が連通している。ゲート７２は、下流になるに従ってその幅が筐体ベース４の横幅と一致するように広がるフィン状に形成されている。ゲート７２は、筐体ベース４の後端部側に対応している。すなわち、ゲート７２を通じて内部空間６３内に導かれた溶湯は、中間成形品２２の後端部から前端部を向いて流れる（図８中、矢印参照）。

図９に示すように、金型５４の内部空間６３は、第１の空間部７３と第２の空間部７４とを有する。第１の空間部７３は、筐体ベース４の外形に対応している。すなわち第１の空間部７３は、筐体ベース４の外形と同じ形状の空間である。

第２の空間部７４は、湯渡しを形成するための空間部である。すなわち、第２の空間部７４は、筐体ベース４の第１ないし第４の開口部１１〜１４となる部位（すなわち第１ないし第４の領域１１ａ〜１４ａ）にそれぞれに対応して設けられている。詳しくは、例えば第２の開口部１２に対応する第２の空間部７４は、第２の湯渡し３２と第１ないし第３のスリット４１，４２，４３とを形成するように設けられている。

第２の空間部７４は、第１ないし第４の開口部の周囲稜１６の内側に設けられている。第２の空間部７４は、第１の空間部７３に連通している。これにより、第１の空間部７３に注入された溶湯は、第２の空間部７４内にも充填される。

図８および図９に示すように、固定側金型６１および移動側金型６２は、それぞれ第１または第２の型面６１ａ，６２ａに突起部を有する。ここでは第２の開口部１２に対応する突起部を取り上げ、代表として詳しく説明する。なお第１、第３、第４の開口部１１，１３，１４も略同様な突起部を有する。

図８に示すように、移動側金型６２は、第１ないし第３の突起部８１，８２，８３を有する。第１の突起部８１は、中間成形品２２の第１のスリット４１の一部に対応している。第２の突起部８２は、第２のスリット４２の一部に対応している。第３の突起部８３は、第３のスリット４３に対応している。

第１ないし第３の突起部８１，８２，８３は、溶湯の流れ方向に沿って、第２の開口部１２の二つの横稜１６ａ，１６ｂの間に亘るように設けられている。図９に示すように、第１ないし第３の突起部８１，８２，８３は、それぞれ第２の空間部７４に臨む第２の型面６２ａから第２の空間部７４内に突出している。第１ないし第３の突起部８１，８２，８３の突出端は、それぞれ第１の型面６１ａに接している。

他方、固定側金型６１は、第４および第５の突起部８４，８５を有する。第４の突起部８４は、第１のスリット４１の一部に対応している。第５の突起部８５は、第２のスリットの一部に対応している。第４および第５の突起部８４，８５は、溶湯の流れ方向に沿って、第２の開口部１２の二つの横稜１６ａ，１６ｂの間に亘るように設けられている。

第４および第５の突起部８４，８５は、それぞれ第２の空間部７４に臨む第１の型面６１ａから第２の空間部７４内に突出している。第４および第５の突起部８４，８５の突出端は、それぞれ第２の型面６２ａに接している。第１ないし第５の突起部８１〜８５の存在により、第２の空間部７４は、実質的に第２の湯渡し３２と同じ外形をした中空空間に形成される。

図１０に示すように、第１および第４の突起部８１，８４が存在する部位に溶湯が充填されないことで第１のスリット４１が形成される。第２および第５の突起部８２，８５が存在する部位に溶湯が充填されないことで第２のスリット４２が形成される。第３の突起部８３が存在する部位に溶湯が充填されないことで第３のスリット４３が形成される。

次に、金型５４の作用について説明する。
固定側金型６１と移動側金型６２とを互いに型締めし、鋳込み口６５ａに溶湯を圧入する。鋳込み口６５ａから圧入された溶湯は、まずビスケットに供給され、ビスケットに連通する湯道７１、ゲート７２を介して金型５４の内部空間６３へと導かれる。溶湯が内部空間６３の第1の空間部７３に充填されることで筐体ベース４の外形が形成される。内部空間６３の第１の空間部７３を流れる溶湯は、第１ないし第４の開口部１２〜１４の回りでその流れが乱れる。

詳しくは、開口部１１〜１４の上流側に位置する段差部１７やリブ１９などの存在により溶湯の流れが乱れる。例えば溶湯は段差部１７に充填される時に、強制的にその流れ方向が転換させられるので、溶湯の流れが乱れる。例えば溶湯はリブ１９に充填される時に、リブ１９が形成するために金型５４に設けられた掘り込み５４ａの中の空気を、掘り込みの５４ａ外に押し出す。この外に押し出された空気が後続の溶湯と衝突して溶湯の流れが乱れる。

この開口部１１〜１４の上流側で流れが乱れた溶湯は、その流れが乱れた状態で湯渡し３１〜３４が形成される第２の空間部７４に流れ込む。第２の空間部７４に流れ込んだ溶湯は、第２の空間部７４を通過する過程で湯渡し３１〜３４を形成するとともにその流れが整流される。すなわち溶湯は、突起部８１〜８５に沿って流れることで、その流れの向きが本来の流れ方向に揃えられる。これにより、開口部１１〜１４の上流側で生じた流れの乱れは整えられる。

溶湯の流れに直交する方向に沿う中間成形品２２の断面積は、開口部１１〜１４を通過する時点で小さくなる。このため溶湯の流路面積が減少し、溶湯の流れは加速される。溶湯は、その流れが加速されることで、流れの指向性が大きくなる。開口部１１〜１４の下流側にも段差部１７やリブ１９といった流れを乱す要素がある。しかし本実施形態に係る溶湯の流れは大きな指向性が得ているので、溶湯はその流れがあまり乱れることなく、段差部１７やリブ１９に充填され、さらに下流側へと流れる。

開口部１１〜１４の下流側では、再び流路断面積が増加する。しかし、溶湯の流れは湯渡し３１〜３４を通過中に加速されている。これにより溶湯は、失速することなく最下流端部にあたる中間成形品２２の前端部にも充填される。

以上のようにして鋳造された中間成形品２２から、例えばプレス加工などにより第１ないし第４の湯渡し３１〜３４を切り離すことで、筐体ベース４が得られる。

このような構成の金型５４および成形品４によれば、溶湯の流れが整えられ、鋳造不良が抑制される。すなわち、開口部１１〜１４を有する成形品４を鋳造しようとする場合、開口部１１〜１４の回りで溶湯の流れが乱れる。

しかし、例えば湯渡し３１〜３４を形成するとともに、湯渡し３１〜３４が形成される空間部７４内に突起部８１〜８５が突出していると、開口部１１〜１４の上流側で乱れた溶湯は、この突起部８１〜８５をガイドとして流れが整流される。これにより開口部１１〜１４の上流側で生じる乱れが減じられる。

また突起部８１〜８５が存在することで、開口部１１〜１４回りでは流路断面積が減少する。これにより溶湯が加速され、流れの指向性が大きくなる。これにより、開口部１１〜１４の下流側での流れの乱れが抑制される。

湯流れの改善を目的とした場合、一見すると第２の空間部７４内に突出する突起部８１〜８５を設けずに、湯道の断面積を大きく確保するのが好ましいようにも思える。しかし、本実施形態ではあえて突起部８１〜８５を設け、湯道の断面積を適当な大きさに減じることで、溶湯の流れを加速させることができる。これにより溶湯の流れの指向性が大きくなり、開口部１１〜１４の下流側での流れの乱れを抑制することができる。

このように溶湯の流れが整えられると、例えば湯じわのような外観欠陥が減少する。さらに溶湯の流れが整えられると、下流端部でも溶湯量の不足が抑制され、充填不足のような形状欠陥が減少する。

例えば上記のような突起部８１〜８５を第１の空間部７３に設けても整流効果は得られるが、筐体ベース４に突起部８１〜８５に対応した凹部が形成されてしまう。一方、このような突起部８１〜８５を湯渡し３１〜３４が形成される第２の空間部７４に設けると、筐体ベース４の外形形状を変更することなく、溶湯の整流効果を得ることができる。

特に、突起部８１〜８５が中間成形品２２にスリット４１〜４３を形成するとさらに整流効果が高まる。すなわち、中間成形品２２がスリット４１〜４３を有することで、スリット４１〜４３を挟んで隣接する部位との間で溶湯の流入や流出が無くなる。すなわち、本来の流れ方向を横切るように溶湯が流れることが制限され、溶湯の整流効果が一段と高くなる。

例えば、開口部１１〜１４の縁に沿ってスリット４１，４２を設けると、溶湯に対する整流効果がさらに高まる。すなわち湯渡し３１〜３４が筐体ベース４から分断されていると、湯渡し３１〜３４の中を流れる溶湯と筐体ベース４の中を流れる溶湯とが互いに干渉せず、それぞれが整流される。

開口部１１〜１４の縁に沿ってスリット４１，４２が形成されていると、開口部１１〜１４の縦稜１６ｃ，１６ｄに沿って設けられている段差部１７やリブ１９を横切るような溶湯の流れが生じない。これは、溶湯の流れが乱れることを抑制する。

なお、本実施形態においては第１および第２のスリット４１，４２は、第３のスリット４３に比べて幅が大きい。これにより湯渡し３１〜３４をプレス加工で取り除くときの容易性が向上する。

例えば、湯渡し３２，３３の略中央部にスリット４３を設けると、溶湯に対する整流効果がさらに高まる。すなわち湯渡し３２，３３を複数の互いに独立した湯渡し３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに分断することで、湯渡し３２，３３のなかにそれぞれ互いに干渉しない二つの流れを作ることができる。これにより溶湯が整流される。

図１１に、スリット４１〜４３を設ける効果を実証する実験結果の一例を示す。図１１は、横軸に成形品としての筐体ベースの基本肉厚を取り、縦軸に筐体ベースの鋳造歩留まりを取る。なお「鋳造歩留まり」とは、複数の実験サンプルのなかで、鋳造不良が製品として問題無いレベル以下であり後工程に回せる中間成形品の割合である。図中「スリット無し」とは、従来の筐体ベースの鋳造状態を示す。「スリット有り」とは、本実施形態に係る開口部にスリットが形成された筐体ベース４の鋳造状態を示す。

詳しくは、実験に用いられた筐体ベースは、外形寸法が約２９０ｍｍ（幅）×約２３０ｍｍ（奥行き）のいわゆるＡ４サイズのノートＰＣの筐体ベースである。材料の成分は、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金であるＡＺ９１Ｄである。鋳造歩留まりを算出した判断基準は、鋳造品の寸法、重量、並びに湯じわ、割れ、ヒケのような外観形状の充填状態を総合的に考慮して判断した。

図１１に示すように、一般に成形品の基本肉厚が小さくなればなるほど、溶湯が流れにくくなり、鋳造歩留まりは低下する。ここで本実験結果から明らかなように、「スリット有り」の成形品の方が「スリット無し」の成形品に比べて鋳造歩留まりが良好であることがわかる。

一つの見方によれば、本発明の実施形態は例えば筐体ベース４の基本肉厚が０．８ｍｍ以下のような薄肉物であると、鋳造不良の抑制効果が顕著であると言える。例えば、筐体ベース４の基本肉厚が１．０ｍｍに近い成形品においては、「スリットが無い」場合でも鋳造歩留まりがそれほど悪いわけでは無い。

一方、基本肉厚が０．８ｍｍ以下の成形品においては、鋳造歩留まりが「スリット無し」の成形品に比べて２割近く改善されることが分かる。これにより、例えば筐体ベース４の基本肉厚が０．８ｍｍ以下のような薄肉物には、本発明の実施形態は特に有効であると言える。

例えば「スリット無し」の場合、基本肉厚が０．８ｍｍ以下になると、基本肉厚が１．０ｍｍの場合に比べて鋳造歩留まりが２割近く低下してしまう。一方、「スリットあり」の場合、基本肉厚が０．８ｍｍ以下になっても、広い範囲において鋳造歩留まりの低下が抑制されている。すなわち、従来の金型では鋳造歩留まりが２割近くも落ち込んでしまう基本肉厚０．８ｍｍ以下の範囲で、本発明の実施形態が有効であると言うことができる。

ここで、筐体ベース４の基本肉厚が０．５ｍｍ未満になると、筐体ベース４としての剛性不足、および現在の鋳造技術の限界に至る。したがって、本実施形態の適用が特に効果的な範囲の一例は、基本肉厚が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲であると言うこともできる。ただしこの０．５ｍｍという下限値は、本発明の実施形態の下限値を限定するものではない。この下限値は新材料の開発、鋳造技術の進歩などにより克服される問題であり、本発明の実施形態は、０．８ｍｍ以下の全ての薄肉物に対して効果的であると言える。

例えば図１１から明らかな通り、基本肉厚が０．４ｍｍ付近においても、依然「スリット有り」の場合が「スリット無し」の場合に比べて高い鋳造歩留まりを維持することが予想される。すなわち本実施形態の適用が特に効果的な範囲の一例は、基本肉厚が０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲であると言うこともできる。

また別の見方によれば、本発明の実施形態は例えば筐体ベース４の基本肉厚が０．６ｍｍ以下のような薄肉物であると、鋳造不良の抑制効果が顕著であると言える。例えば「スリット無し」の場合、基本肉厚が０．６ｍｍ以下になると鋳造歩留まりが急激に低下する。一方、「スリット有り」の場合でも基本肉厚が０．６ｍｍ以下の範囲では鋳造歩留まりに低下が見られるが、「スリット無し」の場合に比べると依然高い鋳造歩留まりを維持し続ける。これにより本発明の実施形態の適用が特に効果的な範囲の一例は、従来の金型では鋳造歩留まりが急激に落ち込む基本肉厚０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲であると言うこともできる。

なお繰り返しになるが、この０．５ｍｍまたは０．４ｍｍという下限値は、本発明の実施形態の下限値を限定するものではない。本発明の実施形態は、０．６ｍｍ以下の全ての薄肉物に対して効果的であると言える。

なお、第３のスリット４３は、その数は一つに限らず、湯渡しの幅に対応して適宜複数本設けても良い。

次に、本発明の第２の実施形態に係る金型９１および成形品としての筐体ベース９２を、図１２ないし図１５を参照して説明する。なお第１の実施形態に係る金型５４および筐体ベース４と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
筐体ベース９２は、筐体カバー５と組み合わされることで、ポータブルコンピュータ１の筐体６の一部を構成する。図１２に示すように、筐体ベース９２は、開口部９３を有する。筐体ベース９２を鋳造する時、溶湯は、図１２中の上から下ヘ向いて流される。

図１２および図１３に示すように、溶湯の流れ方向に沿う開口部９３の上流側には、第１の構造体要素９４が設けられている。第１の構造体要素９４の一例は、筐体６の内側に突出するボスである。溶湯の流れ方向に沿う開口部９３の下流側には、第２の構造体要素９５が設けられている。第２の構造体要素９５の一例は、開口部９３の横稜の一部に設けられた段差部である。

第１および第２の構造体要素９４，９５は、それぞれ溶湯の流れを乱す原因となる。なお第１および第２の構造体要素９４，９５は、ボスや段差部に限らず、溶湯の流れを乱す要素であれば本実施形態を適用することができる。

図１４は、筐体ベース９２を製造する元となる中間成形品９６を示す。中間成形品９６は、後工程で開口部９３となる領域９３ａに湯渡し９７を有する。領域９３ａには、さらに第１ないし第４のスリット１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。第１および第２のスリット１０１，１０２は、溶湯の流れ方向に沿う開口部９３の縁に沿って形成され、湯渡し９７を開口部９３の縦稜１６ｃ，１６ｄから分断している。第３および第４のスリット１０３，１０４は、湯渡し９７に開口し、湯渡し９７を互いに独立した第１ないし第３の湯渡し９７ａ，９７ｂ，９７ｃに分断している。

第１の湯渡し９７ａは、溶湯の流れ方向に沿う第１の構造体要素９４の後方に形成される。なお本明細書でいう「溶湯の流れ方向に沿う後方」とは、溶湯の流れ方向（図１４中、上から下を向く方向）に沿う説明の対象物（ここでは第１の構造体要素９４）の背面側（図４中、下側）にあたる部位のことである。すなわち流れが乱れる前の溶湯の流線の延長線上にあたる。

第２および第３の湯渡し９７ｂ，９７ｃは、溶湯の流れ方向に沿う第２の構造体要素９５の前方を外れて形成される。すなわち、スリット１０３が第２の構造体要素９５の前方に位置するように形成される。なお本明細書でいう「溶湯の流れ方向に沿う前方」とは、溶湯の流れ方向に沿う説明の対象物（ここでは第２の構造体要素９５）の手前側（図４中、上側）にあたる部位のことである。

ダイカストマシン５１の金型９１は、固定側金型６１と移動側金型６２とを有し、その内部に第１の空間部７３と第２の空間部７４とを含む内部空間６３を有する。金型９１は、内部空間６３を規定する第１および第２の型面６１ａ，６２ａを有する。第２の型面６２ａには、第１の構造体要素９４が鋳造される窪み６２ｂ、および第２の構造体要素９５が鋳造される窪み６２ｃが設けられている。

図１５に示すように、第２の型面６２ａからは、第１ないし第４の突起部１１１，１１２，１１３，１１４が第２の空間部７４に突出している。第１ないし第４の突起部１１１〜１１４は、第２の空間部７４内に突出するとともに、その突出端はそれぞれ第１の型面６１ａに接している。第１ないし第４の突起部１１１〜１１４は、溶湯の流れ方向に沿って延びている。第１ないし第４の突起部１１１〜１１４は、二つの横稜１６ａ，１６ｂの間に亘るように設けられている。第１の突起部１１１は、第１のスリット１０１を形成する。同様に、第２ないし第４の突起部１１２〜１１４により、第２ないし第４のスリット１０２〜１０４が形成される。

次に、金型９１の機能について説明する。
図１４に示すように、溶湯の流れは、第１の構造体要素９４により乱れる。この乱れた溶湯の流れは、第１の湯渡し９７ａに流れ込み、第１の湯渡し９７ａで整流される。第２および第３の湯渡し９７ｂ，９７ｃを通過した溶湯の一部は、第２の構造体要素９５に側方または後方から回り込み、第２の構造体要素９５が充填される。

第２および第３の湯渡し９７ｂ，９７ｃを通過した溶湯の残りの部分は、溶湯の下流端部に該当する筐体ベース４の前端部に充填される。

このような構成の金型９１および成形品９２によれば、溶湯の流れが整えられ、鋳造不良が抑制される。すなわち第１の実施形態に係る金型９１と同様の理由で、溶湯には整流効果が働くので、溶湯の流れが整えられ、鋳造不良が抑制される。

例えば流れを乱す構造体要素９４の後方に湯渡し９７ａを形成することで、構造体要素９４により乱された流れをそのまま湯渡し９７ａに引き込み、湯渡し９７ａで整流される。換言すれば、湯渡し９７ａを流れが乱れやすい部位の後方に配置し、乱れた流れを集中して引き込んで整流してやると、乱れが回りに拡散しないので鋳造不良をさらに抑えることができる。

例えば流れを乱す構造体要素９５の前方を避けるように湯渡し９７ｂ，９７ｃが形成されていると、湯渡し９７ｂ，９７ｃを通過した溶湯が構造体要素９５により乱されにくい。これにより、溶湯は乱れを抑えたまま下流端部に向かってさらに流れることができ、鋳造不良を抑えることができる。

以上、第１ないし第２の実施形態に係る金型５４，９１および成形品４，９２について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。例えば、溶湯は、マグネシウム合金に限らず、他の溶融材料でも良い。第１および第２のスリット４１，４２の幅は、第３のスリット４３の幅に対して大きくなくても良い。金型５４，９１で鋳造される中間成形品は、ポータブルコンピュータの筐体以外の成形品であっても良い。例えば本発明の実施形態はダイカストに限らず、その他の鋳造方法、成形方法例えばチクソモールディング用の金型などにも適宜適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 第１の実施形態に係る筐体ベースの斜視図。 図２中に示された筐体ベースのＦ３−Ｆ３線に沿う断面図。 第１の実施形態に係る中間成形品の斜視図。 図４中に示された中間成形品のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図。 第１の実施形態に係るダイカストマシンを模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る金型回りを示す斜視図。 第１の実施形態に係る金型を示す斜視図。 図８中に示された金型のＦ９−Ｆ９線に沿う断面図。 図９中に示された金型に溶湯が充填された状態を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る効果を示すグラフ。 本発明の第２の実施形態に係る筐体ベースの断面図。 図１２中に示された筐体ベースのＦ１３−Ｆ１３線に沿う断面図。 第２の実施形態に係る中間成形品および金型の断面図。 図１４中に示された金型のＦ１５−Ｆ１５線に沿う断面図。

符号の説明

４，９２…筐体ベース、１１〜１４，９３…開口部、１７…段差部、１９…リブ、２２，９６…中間成形品、３１〜３４，９７…湯渡し、４１〜４３，１０１〜１０４…スリット、５４，９１…金型、６１…固定側金型、６１ａ…第１の型面、６２…移動側金型、６２ａ…第２の型面、６３…内部空間、７３…第１の空間部、７４…第２の空間部、８１〜８５，１１１〜１１４…突起部、９４，９５…構造体要素。

Claims (11)

1. 開口部を有する成形品を成形する金型であって、
   上記成形品の外形に対応するとともに溶湯が注入される第１の空間部と、上記成形品の開口部に対応するとともに上記第１の空間部に連通し、湯渡しが形成される第２の空間部とを規定する型面と、
   上記第２の空間部に臨む型面から上記第２の空間部内に突出するとともに、上記溶湯の流れ方向に沿って延びる突起部と、
   を具備することを特徴とする金型。
2. 請求項１に記載の金型において、
   上記突起部は、上記成形品に上記溶湯の流れ方向に沿うスリットを形成することを特徴とする金型。
3. 請求項２に記載の金型において、
   上記スリットは、上記溶湯の流れ方向に沿う上記成形品の開口部の縁に沿って形成され、上記湯渡しを上記縁から分断することを特徴とする金型。
4. 請求項２に記載の金型において、
   上記スリットは、上記湯渡しに形成され、上記湯渡しを互いに独立した複数の湯渡しに分断することを特徴とする金型。
5. 請求項４に記載の金型において、
   上記成形品には上記溶湯の流れを乱す構造体要素が上記開口部より上記溶湯の上流側に設けられ、上記複数の湯渡しの一つは、上記溶湯の流れ方向に沿う上記構造体要素の後方に形成されることを特徴とする金型。
6. 請求項４に記載の金型において、
   上記成形品には上記溶湯の流れを乱す構造体要素が上記開口部より上記溶湯の下流側に設けられ、上記複数の湯渡しは、上記溶湯の流れ方向に沿う上記構造体要素の前方を外れて形成されることを特徴とする金型。
7. 請求項１に記載の金型において、
   上記成形品は、その基本肉厚が０．８ｍｍ以下であることを特徴とする金型。
8. 後工程で開口部となる領域と、上記領域に設けられる湯渡しと、上記領域に形成される溶湯の流れ方向に沿うスリットとを備える中間成形品を成形することを特徴とする金型。
9. 請求項８に記載の金型において、
   上記スリットは、上記溶湯の流れ方向に沿う上記開口部の縁に沿って形成され、上記湯渡しを上記縁から分断することを特徴とする金型。
10. 請求項８に記載の金型において、
    上記スリットは、上記湯渡しに形成され、上記湯渡しを互いに独立した複数の湯渡しに分断することを特徴とする金型。
11. 後工程で開口部となる領域と、上記領域に設けられる湯渡しと、上記領域に形成される溶湯の流れ方向に沿うスリットとを備える中間成形品を成形し、上記中間成形品から上記湯渡しを切り離すことで製造されることを特徴とする成形品。

Images