JP5755215B2 - ダイカスト品の製造方法およびこれに用いるダイカスト金型 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト品の製造方法およびそのダイカスト鋳造に用いるダイカスト金型に関する。

アルミニウムなどのダイカスト品は対向する金型の可動型と固定型の間に形成したキャビティに溶湯を加圧充填して製造されるが、ダイカスト品がボス部などの厚肉部を備える場合、残留空気による巣の発生を抑えるために、溶湯が充填された後にキャビティの厚肉部形成部位に加圧ピンを進入させて２次加圧するスクイズ工法が行われている。
この工法の実施に当たっては、例えば特開２００９−１４８８０６号公報に開示されるように、金型（可動型）に対して加圧ピンを往復させると互いの摺動部が磨耗するので、可動型にブッシュを取り付けて、このブッシュの孔内を加圧ピンが往復する構成が一般である。

特開２００９−１４８８０６号公報に示されたものでは、図７に示すように、可動型１２’の外壁１４からキャビティ１７に面する形状面１３までブッシュ保持孔２０’が貫通し、ブッシュ保持孔２０’の外壁１４側開口端は大径のフランジ収容部２４’となっている。
ブッシュ３０’はブッシュ保持孔２０’と整合する外径を有する小径部３２’と、その外方端に、フランジ収容部２４’に対応する大径部３４’（フランジ）とを有し、小径部３２’と大径部３４’を通じて加圧ピン５が往復可能な貫通孔３６’を有している。
ブッシュ３０’の小径部３２’をブッシュ保持孔２０’に挿入し、大径部３４’がブッシュ保持孔２０’の段差部に着座した状態で、ブッシュ３０’（小径部３２’）の先端が可動型１２’の厚肉部形成部位の形状面１３と面一になるように設定されている。ブッシュ３０’は不図示の固定部材により大径部３４’が段差部に着座したこの状態を保持する。

ダイカスト品の製造に際しては、溶湯が厚肉部形成部位を含むキャビティ１７内に充填された後、ブッシュ３０’の貫通孔３６’に保持した加圧ピン５を、溶湯の冷却過程の所定のタイミングにおいて不図示の油圧シリンダで実線で示す後退位置から厚肉部形成部位の仮想線で示す前進位置まで摺動進入させて２次加圧する。
冷却後、加圧ピン５を後退させるとともに可動型１２’を固定型１１から離間させ、不図示の押し出しピンにより押し出すことにより製品を可動型１２’から取り出す。

特開２００９−１４８８０６号公報

以上のようにブッシュ３０’を設けることにより、加圧ピン５摺動部の金型側の磨耗は防止されるが、加圧ピン５と直接接触するブッシュ３０’は、とくにキャビティ１７に流れ込む溶湯の衝撃を受けやすい内端側（形状面１３側）が磨耗することになるので、ブッシュ３０’の交換が必要となる。
ここで、従来のブッシュ３０’は可動型１２’の外壁１４側から挿入して取り付けるため可動型１２’の形状面１３から外壁１４までに及ぶ長さを有する大サイズであり、消耗品としてコストの高いものとなっている。同じく、ブッシュ３０’は可動型１２’の外壁１４側から挿入、抜き出しを行う構成であり、交換の都度、ブッシュ３０’を押さえている固定部材等の取り外しと再取り付けを行わねばならず、ブッシュ３０’の交換に多大な工数を必要とする。

したがって本発明は、上記の問題点にかんがみ、スクイズ用のブッシュがより低コストでしかも交換作業が容易なダイカスト品の製造方法およびこれに用いるダイカスト金型を提供することを目的とする。

このため本発明のダイカスト品の製造方法は、溶湯を２次加圧する加圧ピンが摺動可能な貫通孔を有するブッシュを、金型におけるキャビティに面する形状面から所定範囲に形成され当該形状面に開口したブッシュ保持孔に保持し、ブッシュ保持孔は上記開口より大径のフランジ収容部を有し、ブッシュはフランジ収容部に受容されるフランジを有して、ブッシュを弾性的に縮径させて上記開口からブッシュ保持孔に挿入し、その後、フランジをフランジ収容部内に弾性で拡径させることによりブッシュをブッシュ保持孔に対して抜け止めするものとした。

また、ダイカスト金型は、金型における形状面寄りに形成されて当該形状面に開口を有するブッシュ保持孔に、加圧ピンが摺動可能な貫通孔を有するブッシュを弾性的に縮径させて上記開口から挿入して保持させ、ブッシュ保持孔は開口より大径のフランジ収容部を有し、ブッシュはフランジ収容部に受容されるフランジを有して、ブッシュ保持孔に対して抜け止めされるものとした。

本発明の製造方法およびダイカスト金型によれば、ブッシュが金型の外壁側から取り付けるものに比較して小サイズとなりコスト低減するとともに、パーティング面側の形状面の開口から取り付け、また取り外しもできるので交換作業が容易となる。

実施の形態の構成を示す金型の部分断面図である。 ブッシュを示す拡大図である。 可動型におけるブッシュ保持孔を示す拡大断面図である。 ブッシュをブッシュ保持孔に挿入する際の縮径要領を示す図である。 ダイカスト品に形成される穴とブッシュ保持孔の開口径の関係を示す説明図である。 ブッシュ交換時の抜き出し要領を示す図である。 従来例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は実施の形態にかかる金型の部分断面図である。
金型１０は対向配置されて両者でキャビティ１７を形成する固定型１１と可動型１２からなり、図は厚肉部としてのボス部４２（図５参照）形成部位まわりを示し、鋳造後にはボス部４２中心に穴４４（図５参照）を形成することが想定されている。
可動型１２には、ボス部４２形成部位の中心に向けて外壁１４側から延び、加圧ピン５を貫通させる案内孔１５が形成され、キャビティ１７に面する形状面１３から所定範囲は拡径したブッシュ保持孔２０となっている。ブッシュ保持孔２０に保持されたブッシュ３０は、案内孔１５と同心となる貫通孔３６を有して加圧ピン５を摺動可能に保持する。

図２はブッシュ３０を拡大して示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部断面図、（ｃ）は背面図である。
ブッシュ３０は合金工具鋼またはステンレス鋼からなる耐熱バネ材で形成し、高い弾性を有する。
ブッシュ３０の外形は、前端を最小径Ｄａとするテーパ状で後方に行くほど拡径する円錐面を有するとともに、後端に軸方向所定幅Ｗの大径部３４を有している。以下では、大径部３４より前方をテーパ小径部３２と呼ぶ。
例えば、ブッシュ３０の全長Ｌを１２ｍｍとし、貫通孔３６の径Ｄｂを加圧ピン５に対応する８ｍｍ、前端の外径（Ｄａ）を９ｍｍ、テーパ小径部３２の長さを１０ｍｍ、外周面の傾斜を５°、大径部３４の幅Ｗを２ｍｍ、外径Ｄｃを１１．７６ｍｍとする。テーパ小径部３２と大径部３４間の段差部３３の径方向高さは０．５ｍｍとなり、大径部３４はテーパ小径部３２に対するフランジとなる。
ブッシュ３０には周方向１箇所において全長に渡る幅Ｓの切り割り３８を設けてある。

図３は可動型１２のブッシュ保持孔２０部分の拡大断面図である。
ブッシュ保持孔２０はブッシュ３０の外形に対応させて、形状面１３にブッシュ３０の最小径Ｄａで開口しテーパ小径部３２と整合するテーパ部２２と、ブッシュ３０の大径部３４を収容するとともに軸方向には大径部３４の幅Ｗより所定量長いフランジ収容部２４とからなる。
フランジ収容部２４に配置されたブッシュ３０は、その大径部３４（フランジ）がフランジ収容部２４とテーパ部２２間の段差部２３に着座したとき、前端縁が形状面１３と面一になる。

ブッシュ３０をブッシュ保持孔２０に配置するには、図４に示すように、ブッシュ３０の切り割り３８部で対向する周方向一端を他端の内側に丸め込み、形状面１３のブッシュ保持孔２０の開口径（Ｄａ）まで縮径して、大径部３４を先にして形状面１３の開口２１から押し込み挿入して組み込む。すなわち、可動型１２の外壁１４とは反対側のパーティング面側から取り付けることになる。
挿入されたブッシュ３０は弾性により拡径して初期形状に戻り、テーパ小径部３２はブッシュ保持孔２０のテーパ部２２に位置し、大径部３４はフランジ収容部２４に受容される。
これにより、可動型１２の外壁１４側からの加圧ピン５は案内孔１５を経てブッシュ３０の貫通孔３６内に延びる。（図１参照）

以上の構成になる金型１０では、加圧ピン５が形状面１３からボス部４２形成部位のキャビティ１７に充填された溶湯内に進入する際に、ブッシュ３０が摩擦で形状面１３側へ付勢される。このため、たとえブッシュ３０の大径部３４がフランジ収容部２４内で外壁１４寄りに位置していても、フランジ（大径部３４）が段差部２３に係止する位置まで形状面１３方向へ移動する。（図１参照）
この間、テーパ小径部３２がブッシュ保持孔２０のテーパ部２２との楔効果により縮径方向に圧縮力を受けて、テーパ部２２の内周面とテーパ小径部３２の外周面が密接するとともに、貫通孔３６の内周面と加圧ピン５の外周面も密接する。これにより、形状面１３において可動型１２（ブッシュ保持孔２０）、ブッシュ３０および加圧ピン５の各面間の隙間がゼロまたは微少となりバリの発生を防止できる。

なお、ブッシュ３０のテーパ小径部３２の最小外径、したがって形状面１３におけるブッシュ保持孔２０の開口径（Ｄａ）は、図５に示すように、ダイカスト品４０のボス部４２に形成する面取り部４５を含む穴４４の最大径Ｄｄよりも小さくなるように設定される。なお、図５では可動型１２、ブッシュ３０、加圧ピン５を仮想線で示している。
これにより、万一形状面１３における可動型１２、ブッシュ３０および加圧ピン５の各面間の隙間によりバリが発生したとしても、当該バリは穴４４加工の際の切削範囲に入り加工と同時に切除されるから、別途バリ除去のためだけのボス部４２の端面の切削加工などは不要である。

つぎに、貫通孔３６などの磨耗に応じてブッシュ３０を交換する場合には、まず、図６の（ａ）に示すように、可動型１２の形状面１３におけるブッシュ保持孔２０の開口２１からブッシュ３０のテーパ小径部３２（の外周面）とブッシュ保持穴２０のテーパ部２２（の内周面）の間にマイナスドライバ７などを差し込んで抉り、切り割り３８部の一端をブッシュ保持穴２０の内周面から浮かせる。そして、当該浮かせた部位をペンチ８で把持する。
それから、（ｂ）に示すように、ブッシュ３０をペンチ８まわりに巻き取って縮径し、ブッシュ保持孔２０の開口２１から抜き出せばよい。磨耗したブッシュ３０はすでに使用不能品であるから、抉りや巻き取りによって破壊状態となっても問題はない。

本実施の形態では、大径部３４が発明におけるフランジに該当する。また、ボス部４２が厚肉部に該当する。

実施の形態は以上のように構成され、可動型１２における形状面１３寄りにブッシュ保持孔２０を形成して形状面１３に開口させ、溶湯を２次加圧する加圧ピン５が摺動可能な貫通孔３６を有するブッシュ３０を弾性的に縮径させて開口から挿入してブッシュ保持孔２０に保持させ、ブッシュ保持孔２０は前記開口より大径のフランジ収容部２４を有し、ブッシュ３０はフランジ収容部２４に受容される大径部３４を有するものとしたので、ブッシュ保持孔２０に挿入されたブッシュ３０は弾性で拡径するとともに抜け止めされる。
これにより、ブッシュ３０は可動型１２の外壁１４側から取り付けるものに比較して小サイズとなりコスト低減するとともに、パーティング面側の形状面１３の開口からペンチ等で抜き出しもできるので交換作業も容易となる。
（請求項１、４に対応する効果）

ブッシュ３０は周方向１箇所に全長にわたる切り割り３８を有しているので、ブッシュ保持孔２０に挿入する際、その切り割り３８で対向する一端を他端の内側に巻き込んで容易に縮径することができる。（請求項２、６に対応する効果）

また、ブッシュ３０は前端の外径をブッシュ保持孔２０の開口２１に対応させた最小径とするテーパ状で、大径部３４を後端に備える一方、ブッシュ保持孔２０は開口２１に連なる内周面をブッシュ３０に対応するテーパ状としているので、ブッシュ３０をその後端からブッシュ保持孔２０に挿入すれば、大径部３４がフランジ収容部２４に受容されると同時にブッシュ３０は拡径してテーパ状の外周面がフランジ収容部２４のテーパ状の内周面に整合する。
このため、ブッシュ３０がキャビティ１７の溶湯内に進入する加圧ピン５に付勢されて移動するとテーパによる楔効果で縮径方向に圧縮力を受ける。この結果、形状面１３におけるブッシュ保持孔２０、ブッシュ３０および加圧ピン５が密接し、互いの各面間の隙間がゼロまたは微少となりバリの発生を防止できる。
（請求項３、５に対応する効果）

可動型１２の形状面１３が、ダイカスト品４０における端面に穴４４が加工されるボス部４２の当該端面に対応する面であり、ブッシュ保持孔２０の開口２１が穴４４の最大径より小径に設定してあるので、万一ブッシュ保持孔２０とブッシュ３０間などに隙間が生じてバリが発生しても穴４４の加工と同時に切除されるから、別途バリ除去のためだけのボス部４２の端面の切削加工などは不要である。（請求項７に対応する効果）

なお、実施の形態では可動型１２からキャビティ１７内へ加圧ピン５を進入させるものとし、ブッシュ３０を可動型１２に保持させたが、これに限定されず、本発明はブッシュ３０を固定型１１に保持させて加圧ピン５を固定型１１からキャビティ１７内へ進入させる構成にも適用される。

５ 加圧ピン
７ マイナスドライバ
８ ペンチ
１０ 金型
１１ 固定型
１２ 可動型
１３ 形状面
１４ 外壁
１５ 案内孔
１７ キャビティ
２０ ブッシュ保持孔
２１ 開口
２２ テーパ部
２３ 段差部
２４ フランジ収容部
３０ ブッシュ
３２ テーパ小径部
３３ 段差部
３４ 大径部
３６ 貫通孔
３８ 切り割り
４０ ダイカスト品
４２ ボス部
４４ 穴
４５ 面取り部

Claims (7)

1. 加圧ピンで溶湯を２次加圧して鋳造するダイカスト品の製造方法において、
   前記加圧ピンが摺動可能な貫通孔を有するブッシュを、金型におけるキャビティに面する形状面から所定範囲に形成され当該形状面に開口したブッシュ保持孔に保持し、
   前記ブッシュ保持孔は前記開口より大径のフランジ収容部を有し、
   前記ブッシュは前記フランジ収容部に受容されるフランジを有して、
   前記ブッシュを弾性的に縮径させて前記開口から前記ブッシュ保持孔に挿入し、その後、前記フランジを前記フランジ収容部内に弾性で拡径させることにより前記ブッシュを前記ブッシュ保持孔に対して抜け止めすることを特徴とするダイカスト品の製造方法。
2. 前記ブッシュには全長にわたる切り割りを設け、該切り割りで対向する一端を他端の内側に巻き込んで縮径することを特徴とする請求項１に記載のダイカスト品の製造方法。
3. 前記ブッシュは前端の外径を前記ブッシュ保持孔の前記開口に対応させた最小径とするテーパ状で、前記フランジを後端に備え、
   前記ブッシュ保持孔は前記開口に連なる内周面を前記ブッシュに対応するテーパ状とし、
   前記ブッシュをその後端から前記ブッシュ保持孔に挿入することを特徴とする請求項１または２に記載のダイカスト品の製造方法。
4. 溶湯を２次加圧する加圧ピンを備えるダイカスト金型であって、
   金型におけるキャビティに面する形状面から所定範囲に形成されて当該形状面に開口を有するブッシュ保持孔に、前記加圧ピンが摺動可能な貫通孔を有するブッシュを弾性的に縮径させて前記開口から挿入して保持させ、
   前記ブッシュ保持孔は前記開口より大径のフランジ収容部を有し、
   前記ブッシュは前記フランジ収容部に受容されるフランジを有して、前記ブッシュ保持孔に対して抜け止めされることを特徴とするダイカスト金型。
5. 前記ブッシュは前端の外径を前記ブッシュ保持孔の前記開口に対応させた最小径とするテーパ状で、後端に前記フランジを備え、
   前記ブッシュ保持孔は前記開口に連なる内周面が前記ブッシュに対応するテーパ状であることを特徴とする請求項４に記載のダイカスト金型。
6. 前記ブッシュは周方向１箇所に全長にわたる切り割りを有していることを特徴とする請求項４または５に記載のダイカスト金型。
7. 前記形状面が、ダイカスト品における端面に穴が加工される厚肉部の当該端面に対応する面であり、
   前記ブッシュ保持孔の前記開口が前記穴の最大径より小径であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１に記載のダイカスト金型。

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