JP2020082183A - 中空ダイカスト品、ダイカスト法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した品質のダイカスト製品を得る。【解決手段】この中空ダイカスト品（ダイカスト製サブフレーム５０）は、中央に開口部５１を有するとともに当該開口部５１を取り囲む枠形状部５２を有する。当該中空ダイカスト品５０をダイカスト鋳造するダイカスト装置は、固定型１０と、当該固定型１０に対して進退可能な可動型２０とを有するダイカスト用金型１に形成されるキャビティ１ａに対し、溶湯２を充填するための鋳込口１ｂがキャビティ１ａの下方に配置された形式のものであり、鋳込口１ｂから上方に向けてメインランナー６２が設けられ、当該メインランナー６２の先端が開口部５１の形成位置に配置されるように導入され、当該メインランナー６２の先端から複数の湯道が形成されて枠形状部５２の内周面に接続するように構成される。【選択図】図８

Description

本発明は、中空ダイカスト品と、この中空ダイカスト品を得るために用いられるダイカスト法に関するものである。

従来から、車体に車両部品を取り付ける際に、当該車両部品を支承する強度部材として用いられるダイカスト製サブフレームが公知である。この種のダイカスト製サブフレームは、中央に開口部を有するとともに外郭形状が略四角形状をした枠形状部と、この枠形状部の四隅それぞれから外方に延びて形成されるアーム部と、を備えることで全体形状が略井桁形状をして構成されている。そのような従来のダイカスト製サブフレームを開示する先行技術文献として、例えば、下記特許文献１が存在する。

下記特許文献１には、中央に形成された開口部の位置に鋳込口を配置できる形式のダイカスト装置によって鋳造されたダイカスト製サブフレーム（特許文献１の図４参照）と、中央に形成された開口部の外側であって、略四角形状をした枠形状部の下方の位置に鋳込口を配置した形式のダイカスト装置によって鋳造されたダイカスト製サブフレーム（特許文献１の図５参照）とが開示されている。

そして、下記特許文献１に記載されたダイカスト製サブフレームでは、井桁型のサブフレームに複数個のアーム取付部が設置されており、これら複数個のアーム取付部に臨むように鋳込口からの湯道を配置してダイカストを実施することで、湯道の出口付近の鋳物が緻密となって他の部分より強度が高まり、アーム取付部の強度を十分に高めることができるという効果を発揮できるとされている。

特開２００２−１３７７５８号公報

しかしながら、上掲した特許文献１の図５で示された形式のダイカスト製サブフレームの場合、鋳込口が下方に位置しており、キャビティに繋がる湯道はダイカスト製サブフレームの下方のみに接続することになるので、ダイカスト鋳造を実施する際に湯周り性が悪く、安定した品質を有するダイカスト品を製造し難いといった課題が存在していた。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、キャビティの下方の位置に鋳込口が配置されたダイカスト装置を使用して中空ダイカスト品をダイカスト鋳造する場合であっても、安定した品質の製品を得ることができる特徴を備えた中空ダイカスト品と、この中空ダイカスト品を得るために用いられる新たなダイカスト法を提供することにある。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係る中空ダイカスト品（５０）は、中央に開口部（５１）を有するとともに当該開口部（５１）を取り囲む枠形状部（５２）を有する中空ダイカスト品（５０）であって、当該中空ダイカスト品（５０）をダイカスト鋳造するダイカスト装置が、固定型（１０）と、当該固定型（１０）に対して進退可能な可動型（２０）とを有するダイカスト用金型（１）に形成されるキャビティ（１ａ）に対し、溶湯（２）を充填するための鋳込口（１ｂ）が前記キャビティ（１ａ）の下方に配置された形式のものであり、前記鋳込口（１ｂ）から上方に向けてメインランナー（６２）が設けられ、当該メインランナー（６２）の先端が前記開口部（５１）の形成位置に配置されるように導入され、当該メインランナー（６２）の先端から複数の湯道が形成されて前記枠形状部（５２）の内周面に接続するように構成されることを特徴とするものである。

また、本発明に係る中空ダイカスト品（５０）において、前記メインランナー（６２）は、一対かつ左右横並びで配置されることとすることができる。

さらに、本発明に係る中空ダイカスト品（５０）では、前記ダイカスト用金型（１）に形成される前記キャビティ（１ａ）における前記枠形状部（５２）の下部が形成される箇所にはダイカスト鋳造時に下中子（２５）が設けられ、当該下中子（２５）によって前記メインランナー（６２）が、前記枠形状部（５２）の下部を乗り越えるように形成されることで、前記枠形状部（５２）の下部には前記下中子（２５）との接触痕（５２ａ）が形成されることとすることができる。

またさらに、本発明に係る中空ダイカスト品（５０）において、前記鋳込口（１ｂ）には、左右方向に向けて一対のサブランナー（６５，６５）が設けられ、当該一対のサブランナー（６５，６５）それぞれの先端には前記枠形状部（５２）の下部の左右両端部近傍に接続する湯道が形成されることで、前記枠形状部（５２）の下部の左右両端部近傍には湯道痕が形成されることとすることができる。

さらに、本発明に係る中空ダイカスト品（５０）が、中央に前記開口部（５１）を有するとともに外郭形状が略四角形状をした前記枠形状部（５２）と、前記枠形状部（５２）の四隅それぞれから外方に延びて形成されるアーム部（５３）と、を備えることで全体形状が略井桁形状をしており、車体に車両部品を取り付ける際に、当該車両部品を支承する強度部材として用いられるダイカスト製サブフレーム（５０）であることとすることができる。

本発明に係るダイカスト法では、上述した中空ダイカスト品（５０）を、前記ダイカスト装置を用いたダイカスト鋳造によって得ることができる。

本発明によれば、キャビティの下方の位置に鋳込口が配置されたダイカスト装置を使用して中空ダイカスト品をダイカスト鋳造する場合であっても、安定した品質の製品を得ることができる特徴を備えた中空ダイカスト品と、この中空ダイカスト品を得るために用いられる新たなダイカスト法を提供することができる。

一般的なダイカスト用金型を備えたダイカスト装置の全体構成例を示す断面図であり、特に、溶湯の充填前の状態を示している。 一般的なダイカスト用金型を備えたダイカスト装置の全体構成例を示す断面図であり、特に、溶湯の充填後の状態を示している。 本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの正面図である。 本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの背面図である。 本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの全体構成を示した外観斜視図である。 一般的なダイカスト装置によって製造された本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの製造直後の形態を示す図であり、特に、正面視を示している。 一般的なダイカスト装置によって製造された本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの製造直後の形態を示す図であり、特に、背面視を示している。 図６で示したダイカスト製サブフレームと、ダイカスト法実施時に用いられる下中子との位置関係を説明するための図である。 図７で示したダイカスト製サブフレームと、ダイカスト法実施時に用いられる下中子との位置関係を説明するための図である。 本実施形態に係るダイカスト製サブフレームと下中子が固定型に配置された状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

本実施形態に係る中空ダイカスト品と、この中空ダイカスト品を得るために用いられるダイカスト法について説明する前に、まずは図１および図２に基づいて、本実施形態に係るダイカスト用金型１が用いられる一般的なダイカスト装置の全体構成についての説明を行う。ここで、図１および図２は、一般的なダイカスト用金型１を備えたダイカスト装置の全体構成例を示す断面図であり、特に、図１は溶湯の充填前の状態を示しており、図２は溶湯の充填後の状態を示している。図１および図２に示されるように、ダイカスト用金型１は、ダイカストを行うダイカスト装置の主要構成部材として設けられている。

例示の一般的なダイカスト用金型１は、固定ダイス１２と固定ホルダ１１とを備える固定型１０と、可動ダイス２２と可動ホルダ２１とを備える可動型２０とを有している。固定ダイス１２と可動ダイス２２とによって、キャビティ１ａが画成される。また、ダイカスト用金型１には、スリーブ３０が設けられている。スリーブ３０は、ビスケット形成部１ｂ、ランナー形成部１ｃ、およびゲート形成部１ｄを介してキャビティ１ａと連通している。また、スリーブ３０内には、プランジャーチップ３１が設けられている。プランジャーチップ３１は、スリーブ３０内を進退可能である。さらに、プランジャーチップ３１の前進方向対向位置であるビスケット形成部１ｂの位置には、分流子４０が設けられている。プランジャーチップ３１がスリーブ３０内を前進して溶湯２を押圧すると、溶湯２は鋳込口であるビスケット形成部１ｂ、ランナー形成部１ｃ、およびゲート形成部１ｄを介してキャビティ１ａに充填される。なお、図１に示される状態から、図２に示される状態へとプランジャーチップ３１を前進させることにより、プランジャーチップ３１によって押圧されてスリーブ３０内を送られてきた溶湯２が、分流子４０に衝突する。そして、分流子４０に衝突した溶湯２は、分流子４０によってランナー形成部１ｃおよびゲート形成部１ｄへと導かれるように構成されている。

つぎに、本実施形態に係る中空ダイカスト品の具体的な形状について、図３〜図５を用いて説明を行う。

なお、本実施形態で例示する中空ダイカスト品は、ダイカスト製サブフレーム５０として構成されるものであり、例えば、電気自動車のリア側に設置され、電気自動車で用いられるバッテリや燃料電池、モータ等の車両部品を車体に対して確実に取り付けるために用いられる中間部材としての強度部材となっている。また、本実施形態で例示するダイカスト製サブフレーム５０は、アルミニウム合金の溶湯２をダイカスト法を用いて鋳造して形成したアルミニウム合金製の鋳造材であることを想定している。

ここで、図３は、本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの正面図であり、図４は、本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの背面図であり、図５は、本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの全体構成を示した外観斜視図である。

本実施形態に係るダイカスト製サブフレーム５０は、中央に開口部５１を有するとともに外郭形状が略四角形状をした枠形状部５２と、この枠形状部５２の四隅それぞれから外方に延びて形成されるアーム部５３と、を備えることで全体形状が略井桁形状をして構成されたものである。

アーム部５３の先端には、丸形状で貫通して開口した取付孔５３ａが形成されており、この取付孔５３ａを利用して車体に対するダイカスト製サブフレーム５０の取り付けが実施できるようになっている。

また、枠形状部５２には、種々の取付部が配置されており、これら複数の取付部を利用して、ダイカスト製サブフレーム５０と車体側の部品との結合や、各種の車両部品の取り付けが実施可能となっている。このような構成を備えることで、本実施形態に係るダイカスト製サブフレーム５０は、車体に車両部品を取り付ける際に、当該車両部品を支承する強度部材として用いることが可能となっている。

以上説明した本実施形態に係る中空ダイカスト品としてのダイカスト製サブフレーム５０を製造するに際しては、その製造の際に実施されるダイカスト法について種々の改良が行われている。そこで次に、図６〜図１０を用いて、本実施形態に係るダイカスト製サブフレーム５０を得るために用いられるダイカスト法の具体的内容について説明を行うこととする。なお、図６および図７は、一般的なダイカスト装置によって製造された本実施形態に係るダイカスト製サブフレームの製造直後の形態を示す図であり、特に、図６が正面視を、図７が背面視を示している。また、図８および図９は、図６および図７でそれぞれ示したダイカスト製サブフレームと、ダイカスト法実施時に用いられる下中子との位置関係を説明するための図である。さらに、図１０は、本実施形態に係るダイカスト製サブフレームと下中子が固定型に配置された状態を示す斜視図である。

上述したように、本実施形態で想定するダイカスト装置は、固定型１０と、当該固定型１０に対して進退可能な可動型２０とを有するダイカスト用金型１に形成されるキャビティ１ａに対し、溶湯２を充填するための鋳込口がキャビティ１ａの下方に配置された形式のものである。そのため、図６および図７に示すように、製造直後のダイカスト製サブフレーム５０は、下方の位置にビスケット６１が設けられている。

そして、本実施形態では、ビスケット６１から上方に向けて一対のメインランナー６２，６２が設けられており、これら一対のメインランナー６２，６２の先端は、ダイカスト製サブフレーム５０に形成された開口部５１の形成位置に左右横並びで配置されるように導入されている。さらに、一対のメインランナー６２，６２それぞれの先端からは、複数の湯道が形成されており、枠形状部５２の内周面にゲート６３を介して接続するように構成されている。

ここで、一対のメインランナー６２，６２が枠形状部５２の下部を乗り越えるように配置するために、本実施形態では、図８および図９で示すように、下中子２５が用いられている。この下中子２５は、一対のメインランナー６２，６２が枠形状部５２の下部を乗り越えるように配置するために用いられるものである。

なお、一対のメインランナー６２，６２の先端が、ダイカスト製サブフレーム５０に形成された開口部５１の形成位置に左右横並びで配置されるように導入したのは、開口部５１を有する複雑な略井桁形状をしたダイカスト製サブフレーム５０を製造するに際して湯周り性を向上させるために採用された形態である。図６〜図９で示すようにメインランナー６２と湯道およびゲート６３を配置することで、品質の良い中空ダイカスト品としてのダイカスト製サブフレーム５０を安定して製造することが可能となる。

また、本実施形態では、図６〜図９で示す一対のメインランナー６２，６２と複数の湯道およびゲート６３からなる構成を採用したので、ダイカスト法終了時にゲート６３等の不要部分が切断除去された最終製品としてのダイカスト製サブフレーム５０には、枠形状部５２の内周面に対して左右対称のゲート痕が形成されることとなる。また、下中子２５の使用によって、最終製品としてのダイカスト製サブフレーム５０には、枠形状部５２の下部に対して下中子２５との接触痕としての平面部５２ａが形成されることとなる。

さらに、枠形状部５２の下部に形成される平面部５２ａについては、ダイカスト用金型１を構成する固定型１０に対する可動型２０の開き方向に対して直交する方向の垂直な平面として構成されることが好ましい。ダイカスト鋳造が終了して型開きが行われる際、下中子２５は下方向に向けて移動することになる（図１０参照）。この際、スムーズな下中子２５の移動を考慮して、平面部５２ａを抜き勾配のための角度を持った平面として形成することが考えられる。しかしながら、平面部５２ａを斜面として形成してしまうと、その後に平面形状を形成するための追加工が必要となってしまうこととなる。そこで、本実施形態では、平面部５２ａについて、ダイカスト用金型１を構成する固定型１０に対する可動型２０の開き方向に対して直交する方向の垂直な平面として構成しておき、下中子２５については下方向に向けて移動する際に角度をつけて移動するようにした。このような構成・方法を採用することで、余分な後工程での加工を必要とすることなく、スムーズな型開き動作が可能なダイカスト法を実現することが可能となる。

さらに、本実施形態では、図６および図７に示すように、ビスケット６１に対して、左右方向に向けて延びる一対のサブランナー６５が設けられている。また、これら一対のサブランナー６５，６５それぞれの先端には、枠形状部５２の下部の左右両端部近傍にゲート６６を介して接続する複数の湯道が形成されている。このような構成を採用したのは、開口部５１を有する複雑な略井桁形状をしたダイカスト製サブフレーム５０の湯周り性を考慮したものであり、メインランナー６２から上側に向けて流れ易い溶湯２の特性を考慮して配置されたものである。よって、枠形状部５２の下部の左右両端部近傍には、ゲート痕が形成されることとなる。なお、一対のサブランナー６５を設けることで、一対のメインランナー６２，６２の先端から下方に向けて延びる湯道およびゲート６３の本数を少なくしたり、省略したりすることも可能である。

また、本実施形態では、図６〜図９で示す一対のサブランナー６５，６５と複数の湯道およびゲート６６からなる構成を採用したので、ダイカスト法終了時に湯道およびゲート６６等の不要部分が切断除去された最終製品としてのダイカスト製サブフレーム５０には、枠形状部５２の下部の左右両端部近傍に対して複数のゲート痕が形成されることとなる。

さらに、図６〜図９で示す一対のメインランナー６２，６２と複数の湯道およびゲート６３からなる構成を採用したダイカスト法を実施するに際しては、ダイカスト鋳造時における溶湯２の射出速度を適切に制御することが好適である。例えば、ダイカスト鋳造時における溶湯２の射出速度については、一対のメインランナー６２，６２それぞれの先端から下方に向けて形成された湯道およびゲート６３の手前に溶湯２が到達したときに、低速から高速となるように切り替えることが好ましい。このようにすることで、下方に向いた湯道およびゲート６３内で溶湯２が重力の作用により不適切な状態で落ち込んでしまう、いわゆる垂れ込みと呼ばれる不具合の発生を好適に防止することが可能となる。このように、溶湯２の射出速度を適切に制御することで、キャビティ１ａ内での湯周り性が更に向上し、高い品質のダイカスト製サブフレーム５０を鋳造することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

上述した実施形態では、本発明に係る中空ダイカスト品がダイカスト製サブフレーム５０である場合を例示して説明を行った。しかし、本発明が適用可能な中空ダイカスト品は、上述した実施形態に限られるものではなく、中空形状を有する様々な形態に対して適用可能である。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ダイカスト用金型、１ａ キャビティ、１ｂ ビスケット形成部（鋳込口）、１ｃ ランナー形成部、１ｄ ゲート形成部、２ 溶湯、１０ 固定型、１１ 固定ホルダ、１２ 固定ダイス、２０ 可動型、２１ 可動ホルダ、２２ 可動ダイス、２５ 下中子、３０ スリーブ、３１ プランジャーチップ、４０ 分流子、５０ ダイカスト製サブフレーム（中空ダイカスト品）、５１ 開口部、５２ 枠形状部、５２ａ 平面部（下中子との接触痕）、５３ アーム部、５３ａ 取付孔、６１ ビスケット、６２ メインランナー、６３ ゲート、６５ サブランナー、６６ ゲート。

Claims (6)

1. 中央に開口部を有するとともに当該開口部を取り囲む枠形状部を有する中空ダイカスト品であって、
   当該中空ダイカスト品をダイカスト鋳造するダイカスト装置が、固定型と、当該固定型に対して進退可能な可動型とを有するダイカスト用金型に形成されるキャビティに対し、溶湯を充填するための鋳込口が前記キャビティの下方に配置された形式のものであり、
   前記鋳込口から上方に向けてメインランナーが設けられ、当該メインランナーの先端が前記開口部の形成位置に配置されるように導入され、当該メインランナーの先端から複数の湯道が形成されて前記枠形状部の内周面に接続するように構成されることを特徴とする中空ダイカスト品。
2. 請求項１に記載の中空ダイカスト品において、
   前記メインランナーは、一対かつ左右横並びで配置されることを特徴とする中空ダイカスト品。
3. 請求項１又は２に記載の中空ダイカスト品において、
   前記ダイカスト用金型に形成される前記キャビティにおける前記枠形状部の下部が形成される箇所にはダイカスト鋳造時に下中子が設けられ、当該下中子によって前記メインランナーが、前記枠形状部の下部を乗り越えるように形成されることで、前記枠形状部の下部には前記下中子との接触痕が形成されることを特徴とする中空ダイカスト品。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空ダイカスト品において、
   前記鋳込口には、左右方向に向けて一対のサブランナーが設けられ、当該一対のサブランナーそれぞれの先端には前記枠形状部の下部の左右両端部近傍に接続する湯道が形成されることで、前記枠形状部の下部の左右両端部近傍には湯道痕が形成されることを特徴とする中空ダイカスト品。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の中空ダイカスト品が、
   中央に前記開口部を有するとともに外郭形状が略四角形状をした前記枠形状部と、
   前記枠形状部の四隅それぞれから外方に延びて形成されるアーム部と、
   を備えることで全体形状が略井桁形状をしており、
   車体に車両部品を取り付ける際に、当該車両部品を支承する強度部材として用いられるダイカスト製サブフレームであることを特徴とする中空ダイカスト品。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の中空ダイカスト品を、前記ダイカスト装置を用いたダイカスト鋳造によって得ることを特徴とするダイカスト法。

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