JP5827644B2 - 鋳造部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造部品の製造方法に関する。

例えばステッピングモータに用いられるブラケットは、アルミダイカスト法による鋳造部品が用いられている。一例として、図４において、鋳造型として可動型５１と固定型５２を型閉じしてブラケットを鋳造する場合について説明する。可動型５１にはランナ５１ａ及びゲート５１ｂが彫り込まれている。また、固定型５２には、キャビティ５２ａが彫り込まれている。パーティングラインＰＬは、成形品の端面と一致するように形成されている。なお、ゲート位置がパーティングラインＰＬに沿って形成されていない場合（成形品の端面以外に形成される場合）には、成形品の外周面に成形ラインが形成され製品の外形寸法に影響し後工程で除去することになるため好ましくない。このように、成形型のパーティングラインＰＬをブラケットの端面となるように配置し、鋳造後の後工程で成形品の端面を切削加工を行う際にゲート残りの除去も行われている。

アルミダイカスト法で鋳造部品を成形する場合、金属溶湯の温度が高い場合にはゲート近傍や溶湯が強く当たる金型部分が溶損により浸食され、溶損が生じた凹部の厚さだけ成形品の厚さが厚く成形されて、後工程において切削加工が必要になる。
よって、鋳造型にかかる溶損が生じないようにするため、耐摩耗性、耐溶損性を有する被覆膜を形成することが提案されている（特許文献１参照）。
同様に湯口近傍の方案部と冷却水通路を備えた可動型を、方案部が形成された分割型と冷却水通路が形成された分割型とに分割することで、摩耗度の高い方案部のみを交換するようにした鋳造用金型も提案されている（特許文献２参照）。

実開６−６６８４０号公報 特開平８−１７４１４７号公報

上述した図４に示す鋳造型を用いた場合、金属溶湯５３が最初に突き当たるゲート５１ｂに対向するキャビティ底部５２ｂが浸食され易く、窪み（凹部）５２ｃが形成されてしまう。キャビティ５２ａに窪み（凹部）５２ｃが形成されると、成形品に凸部が形成されてしまう。
また、図５に示すように、金属溶湯５３の圧力が比較的高いゲート５１ｂ近傍の容積を増やして減圧するようにしたとしても、パーティングラインＰＬより突出した不要部分が発生して歩留りが低下するうえに、ゲート対向部５１ｃが溶損により浸食されて成形品に凸部が形成されてしまう。
このような成形品の外面に盛り上がった凸部が形成されると、モータ用ブラケットの場合、取付面の精度に影響するため後加工で切削する必要があり、加工コストが増加することになる。

また、特許文献１の金型面に被覆膜を形成したり、特許文献２のように分割型に形成したりする場合には、鋳造金型に特殊な加工や特別な構造を採用するため、製造コストが嵩む。

本発明の目的とするところは、鋳造部品の成形後の加工工数を極力減らすことで製造コストを削減した鋳造部品の製造方法を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するため、以下の構成を備えたことを特徴とする。
金属溶湯を型閉じした鋳造型へ圧送りして鋳造部品を成形する鋳造部品の製造方法であって、前記金属溶湯が圧送りされるランナ及びゲートが形成された一方の金型と、前記ゲートからパーティングラインを跨いで前記金属溶湯が充填されるキャビティが形成され、当該キャビティ内に流入する前記金属溶湯が突き当たるキャビティ底部に相当する部位を他のキャビティ底部より上げ底状に形成された他方の金型を型閉じする工程と、前記一方の金型のランナ及びゲートからとパーティングラインを跨いで前記他方の金型のキャビティへ金属溶湯を充填して成形品の外周縁部に内周側平板部の高さより低い逃げ凹部を形成する工程と、成形後の成形品のパーティングラインに沿った端面を切削加工して合わせてゲート残りを除去する工程と、を含むことを特徴とする。
上記鋳造部品の製造方法を用いれば、一方の金型のランナ及びゲートからとパーティングラインを跨いで他方の金型のキャビティへ金属溶湯を充填して成形品の外周縁部に内周側平板部の高さより低い逃げ凹部を形成するので、キャビティ底部に溶損が発生して成形品に凸部（盛り上がり）が発生しても、逃げ凹部により吸収することができ、後工程で除去する必要がなくなる。また、成形後の成形品のパーティングラインに沿った端面を切削加工して合わせてゲート残りを除去することで、工数を増やすことなく鋳造部品を製造することができる。

上述した鋳造部品の製造方法を用いれば、鋳造部品の成形後の加工工数を極力減らすことで製造コストを削減することができる。

鋳造部品の正面図、断面図、背面図である。 他例に係る鋳造部品の正面図、断面図、背面図である。 鋳造型の半断面図である。 鋳造型の比較例を示す半断面図である。 鋳造型の比較例を示す半断面図である。

以下、本発明に係る鋳造部品の製造方法の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。以下では、一例としてステッピングモータのブラケットをアルミダイカストにより成形する場合について説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ブラケットの正面図、断面図及び底面図である。
ブラケット１は、ロータシャフトを回転可能に軸支し、かつ固定子コアを軸方向に挟み込んで保持するモータ部品である。
図１（Ａ）に示すように、矩形状のブラケット本体２の中央部には、図示しないロータシャフトが挿入されえる軸孔３が貫通して設けられている。軸孔３の周囲には図示しない軸受（ボールベアリング等）が組み付けられる軸受保持部４が設けられている。軸受保持部４の外周側には図示しないステータコアを組み付けるコア載置部５が設けられている。また、ブラケット本体２の４辺には起立壁２ａが設けられている。ブラケット本体２の各コーナー部は面取りされておりその面取り部２ｂの近傍には、ブラケット本体２と図示しないステータコアを一体に組み付けるためのねじ孔２ｃが設けられている（図１（Ｃ）参照）。

また、ブラケット本体２の外周縁部には内周側平板部２ｄ（ブラケット取付面部）より高さが低い逃げ凹部２ｅが設けられている（図１（Ｂ）参照）。この逃げ凹部２ｅは、後述する鋳造型のゲートからキャビティへ金属溶湯（例えばアルミニウム合金）が流入して突き当たるキャビティ底部が溶損により浸食されて凸部（盛り上がり）が形成され易い部位に相当する。
図１（Ａ）に示すように、逃げ凹部２ｅはブラケット本体２の外周縁部に１以上設けられていればよく、本実施例ではブラケット本体２の対向する外周縁部に合計４か所に設けられている。

このような構成を採用することで、後述する鋳造型のキャビティ底部が溶損により窪んで成形品に不要な凸部（盛り上がり）が形成されても、当該凸部の高さを逃げ凹部２ｅが吸収するので、後工程で除去する必要がなくなり、製造コストを低減することができ、金型メンテナンスも軽減することができる。なお、パーティング面側に残るゲート残りは、端面加工を行う際に合わせて除去されるため、工数が増えることはない。

図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は他例にかかるブラケットの正面図、断面図及び底面図である。ブラケット１の構成は図１と同様であるので、同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
図１のブラケット１と異なる点は、ブラケット本体２に設けられる逃げ凹部２ｅが、成形品の外周縁部を周回して形成されている点である。このように構成すると、鋳造型のゲート位置がいずれであっても、成形品の凸部（盛り上がり）を逃げ凹部２ｅによって確実に吸収することができる。

ここで鋳造型の一例と、ブラケットの鋳造方法について図３を参照して説明する。
鋳造型６は、可動型７（一方の金型）と固定型８（他方の金型）とを備え、金属溶湯９を型閉じした鋳造型６へ圧送りしてブラケット１を成形する。
可動型７のパーティング面には、金属溶湯が圧送りされるランナ７ａ及びゲート７ｂが彫り込まれて形成されている。可動型７は図示しない駆動機構により固定型８に対して接離動する。
また、固定型８のパーティング面には、ゲート７ｂからパーティングラインＰＬを跨いで金属溶湯９が充填されるキャビティ８ａが形成されている。金属溶湯９は図示しない射出シリンダにより加圧されてキャビティ８ａに圧送りされる。
キャビティ８ａ内に流入する金属溶湯９が突き当たる外周側キャビティ底部８ｂに相当する部位を他の内周側キャビティ底部８ｃより上げ底状に形成されている。

上述した鋳造型６を型閉じした状態で、可動型７のランナ７ａ及びゲート７ｂからとパーティングラインＰＬを跨いで固定型８のキャビティ８ａへ金属溶湯９を充填する。このとき成形品の外周縁部の高さが内周側平板部２ｄの高さより低い逃げ凹部２ｅ（図１（Ｂ）参照）が形成される。
成形後の成形品のパーティングラインＰＬに沿った端面を切削加工して合わせてゲート残りを除去することにより、ブラケット１を製品として仕上げる。

このように、可動型７のランナ７ａ及びゲート７ｂからとパーティングラインＰＬを跨いで固定型８のキャビティ８ａへ金属溶湯９を充填して成形品の外周縁部の高さが内周側平板部２ｄの高さより低い逃げ凹部２ｅを形成するので（図１（Ｂ）参照）、キャビティ底部８ｂに溶損による窪み（凹部）８ｄが発生して、成形品に凸部（盛り上がり）が発生しても、逃げ凹部２ｅにより吸収することができ、後工程で除去する必要がなくなる。
また、成形後の成形品のパーティングラインＰＬに沿った端面を切削加工して合わせてゲート残りを除去することで、工数を増やすことなく鋳造部品を製造することができる。

上述した実施形態は、モータ部品であるブラケット１を例示して説明したが、これに限定されるものではない。他の鋳造部品及びその鋳造方法にも適用可能である。

１ ブラケット ２ ブラケット本体 ２ａ 起立壁 ２ｂ 面取り部 ２ｃねじ孔 ２ｄ 内周側平板部 ２ｅ 逃げ凹部 ３ 軸孔 ４ 軸受保持部 ５ コア載置部 ６ 鋳造型 ７ 可動型 ７ａ ランナ ７ｂ ゲート ８ 固定型 ８ａ キャビティ ９ 金属溶湯 ８ｂ，８ｃ キャビティ底部 ８ｄ 窪み（凹部） ＰＬ パーティングライン

Claims (1)

1. 金属溶湯を型閉じした鋳造型へ圧送りして鋳造部品を成形する鋳造部品の製造方法であって、
   前記金属溶湯が圧送りされるランナ及びゲートが形成された一方の金型と、前記ゲートからパーティングラインを跨いで前記金属溶湯が充填されるキャビティが形成され、当該キャビティ内に流入する前記金属溶湯が突き当たるキャビティ底部に相当する部位を他のキャビティ底部より上げ底状に形成された他方の金型を型閉じする工程と、
   前記一方の金型のランナ及びゲートからとパーティングラインを跨いで前記他方の金型のキャビティへ金属溶湯を充填して成形品の外周縁部に内周側平板部の高さより低い逃げ凹部を形成する工程と、
   成形後の成形品のパーティングラインに沿った端面を切削加工して合わせてゲート残りを除去する工程と、を含むことを特徴とする鋳造部品の製造方法。

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