JPH08281408A - ダイカスト方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品自体にスクイズ痕を残さないで鋳巣の発
生を防止する。 【構成】 金型のキャビティ３０外に湯道３１から分岐
する導入ゲート６４を介して連通するスクイズ用ボス部
６５を設け、ボス部６５をキャビティ３０の部分加圧部
６２に導出ゲート６６を介して連通するとともに、ボス
部６５内に進退可能な加圧プランジャー３６を備える。
スクイズ用ボス部６５に湯道３１から分岐して充填され
た溶湯を加圧プランジャー３６によって加圧し、その溶
湯をキャビティ３０の部分加圧部６２に押し出すことに
よりキャビティ３０内の溶湯を間接的に部分加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型のキャビティ内に
湯道を通じて充填された溶湯を部分加圧するダイカスト
方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカスト方法では、金型のキャビティ
内に充填した溶湯が冷却されて凝固するときにその体積
が収縮することにより鋳巣（ひけ巣ともいう）が発生す
る。この鋳巣の発生を防止するために、従来、製品部を
形成するキャビティ内に充填した溶湯が凝固する前に加
圧プランジャーを前記キャビティ内に突出すなわち前進
させることにより溶湯を部分加圧するものがある（たと
えば特公昭６０−２９４７号公報参照）。なお本明細書
において、キャビティは製品部形状の彫り込み部分のみ
をさしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイカスト方法
によると、製品部を形成するキャビティ内の溶湯を加圧
プランジャーで直接に部分加圧するスクイズ法であるた
め、キャビティで鋳造される製品自体に加圧プランジャ
ーによる痕跡（スクイズ痕ともいう）が残ることにな
る。このため、 (1) スクイズ痕を考慮した製品部形状に変更せざるを得
ないこと。 (2) 前記(1) によりスクイズ痕の後加工の追加が必要と
なること。 (3) 前記(1) および(2) によりコストアップを余儀なく
されること。 (4) 前記(1) により製品重量が増加すること。 等の理由から採用できない場合が多かった。

【０００４】本発明が解決しようとする技術的課題は、
製品自体にスクイズ痕を残さないで鋳巣の発生を防止す
ることができるダイカスト方法およびその装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、金型のキャビティ内に湯道を通じて充填
された溶湯を部分加圧するに際し、キャビティ外に設け
たスクイズ用ボス部に前記湯道から分岐して充填された
溶湯を加圧プランジャーによって加圧し、その溶湯を前
記キャビティの部分加圧部に押し出すことにより前記キ
ャビティ内の溶湯を間接的に部分加圧するダイカスト方
法である。請求項２の発明は、金型のキャビティ外に湯
道から分岐する導入ゲートを介して連通するスクイズ用
ボス部を設け、そのボス部をキャビティの部分加圧部に
導出ゲートを介して連通するとともに、前記ボス部内に
進退可能な加圧プランジャーを備えたダイカスト装置で
ある。請求項３の発明は、導入ゲートの通路断面積Ｓ_B
と導出ゲートの通路断面積Ｓ _A をＳ_B ＜Ｓ_A の関係をも
って設定した請求項２記載のダイカスト装置である。請
求項４の発明は、溶湯の通過を損なわないゲート最小厚
さをＴ_min 、ダイカスト品の堰折り可能なゲート最大厚
さをＴ_max としたとき、導入ゲートのゲート厚さＴ_B お
よび導出ゲートのゲート厚さＴ_A をＴ_min ＜Ｔ_B ＜Ｔ_A
＜Ｔ_max の関係をもって設定した請求項３記載のダイカ
スト装置である。なお本明細書においては、断面におい
て短手方向の長さを厚さと呼称し、同じく長手方向の長
さを幅と呼称することにする。

【０００６】

【作用】請求項１の発明のダイカスト方法によると、金
型のキャビティ外のスクイズ用ボス部内の溶湯が加圧プ
ランジャーの加圧によってキャビティの部分加圧部に押
し出されることによりキャビティ内の溶湯を間接的に部
分加圧する。これによって鋳巣の発生を防止できる一
方、キャビティで鋳造される製品に加圧プランジャーの
スクイズ痕が残らない。請求項２の発明のダイカスト装
置によると、金型のキャビティ内に溶湯が湯道を通じて
充填されるに伴い、その湯道から分岐した導入ゲートを
通じてスクイズ用ボス部および導出ゲートにも溶湯が充
填される。そしてスクイズ用ボス部内の溶湯が加圧プラ
ンジャーの前進によって加圧されることで導出ゲートを
通じてキャビティの部分加圧部へ押し出される。このボ
ス部内からキャビティへ押し出された溶湯によって、キ
ャビティ内の部分加圧部の溶湯を間接的に部分加圧する
ことにより鋳巣の発生を防止する。請求項３の発明のダ
イカスト装置によると、導入ゲートの通路断面積Ｓ_B よ
りも導出ゲートの通路断面積Ｓ_A が大きいことにより、
加圧プランジャーによるスクイズ効果を導入ゲートの側
へ逃げにくくしかつキャビティ内へ効果的に伝達するこ
とができる。請求項４の発明のダイカスト装置による
と、導入ゲートのゲート厚さＴ_B がゲート最小厚さＴ
_min よりも大きいので、溶湯充填時におけるスクイズ用
ボス部への溶湯の供給が損なわれない。また導出ゲート
のゲート厚さＴ_A が前記ゲート厚さＴ_B よりも大きくか
つゲート最大厚さＴ_max よりも小さいので、加圧プラン
ジャーによるスクイズ効果を導入ゲートの側へ逃げにく
くしかつキャビティ内へ効果的に伝達する一方、ダイカ
スト品においては導出ゲート部分において容易に堰折り
することができる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面にしたがって説明す
る。まずダイカスト装置の概要について述べ、その後で
要部について詳述する。なお本ダイカスト装置の基本的
構成は、前記特公昭６０−２９４７号公報に開示されて
いる装置とほぼ同様であるから一部省略して述べる。ダ
イカスト装置を断面図で示した図２において、工場等の
床面等に固定した装置の固定台１には射出シリンダ保持
台２，３を介して射出シリンダ４が設置されている。射
出シリンダ４内には射出ピストン５が摺動自在に設けら
れている。射出ピストン５は、射出シリンダ４の両端に
開口した第１，第２信号油圧パイプ６，７よりの油圧を
受けて射出シリンダ４内を図示左右方向に変位する。

【０００８】信号油圧は、図示しない油圧ポンプより入
力パイプ８を介して導入され、電磁弁製の油圧切り換え
バルブ９によって第１，第２のいずれか一方の信号油圧
パイプ６，７に選択供給され、また射出ピストン５によ
って押し出された射出シリンダ４内の油は、信号圧力の
供給されなかった側の信号油圧パイプ７又は６及び油圧
切り換えバルブ９を介して出力パイプ１０より図示しな
い油圧ポンプ側へ送り出される。また第１信号油圧パイ
プ６の途中に配設された圧力スイッチ１１は、その信号
油圧パイプ６内の油圧が所定圧以上となった時に、後述
する油圧切り換えバルブ４２へ電気信号を印加する。前
記射出ピストン５の変位は射出棒１２を介して射出プラ
ンジャー１３に伝えられ、射出プランジャー１３は射出
スリーブ１４内を図示左右方向に摺動する。金属溶湯の
給湯口１５は、射出スリーブ１４の上方側面のうち、射
出プランジャー１３が最も後退した時（図２の状態）に
開口する位置に設けられている。

【０００９】前記固定台１上に固定した固定型支持体１
６には固定型１８が固定してある。また前記射出スリー
ブ１４は固定型支持体１６および固定型１８を貫通し
て、固定型１８の端面に開口している。前記固定型支持
体１６は、図２では緊締棒２２の左端部にしか示されて
いないが、実際には緊締棒２２の右端部にも設けられて
いる。この両固定型支持体１６には上下各２本の緊締棒
２２が架設されている。前記緊締棒２２が貫通する可動
型支持体２３は、図示しないピストンの駆動力を受けて
前記固定台１上を図示左右方向に変位可能となってい
る。その可動型支持体２３には、側面の締め付け板２４
と上下の締め付け板２５とを介して可動型２６が固定し
てある。なお可動型２６と固定型１８とを総称して金型
という。

【００１０】そして、図示しないピストンの駆動力によ
り可動型支持体２３を変位させることによって可動型２
６を固定型１８に密接させ、この両型１８，２６により
製品鋳造用の型空間すなわち製品彫り込み部であるキャ
ビティ３０と、このキャビティ３０へ溶湯を射出する湯
道３１が形成される。また、湯道３１のキャビティ３０
側の端部には通路径を絞る湯口３４が形成されており、
湯道３１より供給された溶湯が高速となってキャビティ
３０へ射出される。

【００１１】前記キャビティ３０の溶湯を部分加圧すべ
く可動型２６に形成される円筒孔（後に詳述する）内に
は、加圧プランジャー３６が摺動可能に挿入されてい
る。この加圧プランジャー３６は、あとで詳述するよう
にキャビティ３０内の溶湯を間接的に部分加圧する。前
記加圧プランジャー３６の後端側に設けられた加圧ピス
トン３８は、加圧シリンダ３９内を摺動して加圧プラン
ジャー３６に前進、後退の変位を与える。加圧シリンダ
３９には射出シリンダ４と同様に第３，第４信号油圧パ
イプ４０，４１が開口しており、電磁弁製の油圧切り換
えバルブ４２によって油圧ポンプ（図示せず）より入力
された信号油圧を制御して加圧ピストン３８の前進、後
退を行うようになっている。この加圧シリンダ３９は、
前記締め付け板２４に固定されており可動型２６と一体
で移動する。

【００１２】また、前記可動型２６を貫通して先端がキ
ャビティ３０内に臨んでいるエジェクタピン４４は、可
動型２６を後退させて型開きした後にキャビティ３０内
で凝固しているダイカスト品を可動型２６より押し離す
ものであり、エジェクタプレート４５、押し出しロッド
４６、押し出しプレート４７および押し出し棒４８を介
して押し出しピストン４９の変位を受けて図示左右方向
に変位する。なお押し出しロッド４６は、可動型２６に
設けられた図示しない摺動穴内を摺動する。

【００１３】前記押し出しピストン４９を変位させる押
し出しシリンダ５０は、射出シリンダ４や加圧シリンダ
３９と同様に、第５，第６信号油圧パイプ５１，５２が
開口しており、油圧ポンプ（図示せず）より入力された
信号油圧を電磁弁製の油圧切り換えバルブ５３によって
制御し、押し出しピストン４９の前進、後退を行うよう
になっている。

【００１４】引き続き、前記ダイカスト装置の鋳造工程
について述べる。まず可動型支持体２３を前進させるこ
とによって型閉じすなわち図２に示されるように可動型
２６を固定型１８に密接させる。次に、溶湯注入器を用
いて溶湯を給湯口１５より射出スリーブ１４内に注湯す
る。その後、油圧切り換えバルブ９を切り換えて、信号
油圧を第１信号油圧パイプ６側に供給して射出ピストン
５と共に射出プランジャー１３を前進させることによ
り、溶湯を金型のキャビティ３０内へ充填する。溶湯の
充填が完了すると、加圧プランジャー３６の油圧切り換
えバルブ４２に前進の信号を出力されることにより、加
圧プランジャー３６が前進し、製品部の部分加圧（この
部分加圧はあとで詳しく説明する。）を行い凝固完了時
まで加圧し続ける。

【００１５】製品部の凝固が完了すると、予め決められ
た時間経過後に、油圧切り換えバルブ４２によって信号
油圧の切り換えを行い、加圧プランジャー３６を後退さ
せた後、可動型支持体２３を図２で右方向に後退させる
ことによって型開きすなわち可動型２６を固定型１８よ
り引き離す。金型が開かれると、油圧切り換えバルブ５
３が作動することによって押し出しピストン４９を図２
で左方へ移動させ、この押し出しピストン４９の移動に
よってエジェクタピン４４がダイカスト品を押し出し、
１サイクルを終了する。

【００１６】次に、前記キャビティ内に充填された溶湯
の部分加圧に関する要部構成について詳述する。なお説
明の都合上、前記ダイカスト装置により鋳造されるダイ
カスト品を述べながら装置構造を述べることにし、また
金型空間のキャビティ以外の各部とその金型空間によっ
て形成されるダイカスト品の製品部以外の各部とは共通
名称を使用することにする。前記ダイカスト装置により
鋳造されるダイカスト品の一例が図３に正面図で示され
ている。図３に示されるダイカスト品６０は、車載用エ
ンジンのスロットルボディを製品部６１としその製品部
６１に湯道３１がつながっている。さらに湯道３１から
は導入ゲート６４が分岐し、その導入ゲート６４にスク
イズ用ボス部６５がつながり、そのボス部６５につなが
る導出ゲート６６が製品部６１の部分加圧部（図３にお
ける網目部分をいう）６２とつながっている。前記スク
イズ用ボス部６５の周辺部分が図４に拡大して示されて
いる。図４（ａ）は正面図、同（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
線断面図である。なおダイカスト品６０の製品部６１以
外の各部３１，６４，６５，６６を除去することによっ
て前記製品部６１が製品として完成する。

【００１７】前記スクイズ用ボス部６５の周辺部の金型
空間が図１に示されている。図１において、固定型１８
と可動型２６の型閉じにより形成される金型空間には、
前記ダイカスト品６０の製品部６１以外の各部と対応す
る部分には同一符号が記されている。前記金型空間のス
クイズ用ボス部６５には、ダスカスト装置における加圧
プランジャー３６が進退可能に対向している。この加圧
プランジャー３６は、図１の二点鎖線で示される位置よ
り実線で示される位置に前進する。

【００１８】また図１および図４において、前記導入ゲ
ート６４における通路断面積（図示されないが符号Ｓ_B
を付す）は、ゲート厚さＴ_B 、ゲート幅Ｗ_B のほぼ四角
形状をなしている。また導出ゲート６６における通路断
面積（図示されないが符号Ｓ _A を付す）は、ゲート厚さ
Ｔ_A 、ゲート幅Ｗ_A のほぼ四角形状をなしている。各ゲ
ート厚さＴ_B ，Ｔ_A はＴ_B ＜Ｔ_A 、またゲート幅Ｗ_B ，
Ｗ_A はＷ_B ＜Ｗ_A に設定されており、各ゲート６４，６
６の通路断面積Ｓ_B ，Ｓ_A は、 Ｓ_B ＜Ｓ_A の関係をもって設定されている。なお各通路断面積
Ｓ_B ，Ｓ_A は、各ゲート６４，６６における最小の通路
断面積をいう。

【００１９】また、導入ゲート６４のゲート厚さＴ
_B は、溶湯の通過を損なわないゲート最小厚さをＴ_min
とするとＴ_min ＜Ｔ_B に設定されている。また導出ゲー
ト６６のゲート厚さＴ_A は、ダイカスト品６０の堰折り
可能なゲート最大厚さをＴ_max とするとＴ_A ＜Ｔ_max に
設定されている。すなわちゲート厚さは、 Ｔ_min ＜Ｔ_B ＜Ｔ_A ＜Ｔ_max の関係をもって設定されている。具体的には、アルミニ
ウム合金をダイカスト材料としてスロットルボディを鋳
造する場合において、ゲート厚さＴ_A は、薄いとスクイ
ズ効果が伝達しにくく、逆に厚過ぎると後処理（堰折
り）が困難となるため、４±１ mm に設定されている。
また導入ゲート６４の厚さＴ_B は、薄いと溶湯の供給が
少なく、逆に厚過ぎるとスクイズ効果が逃げるため、２
±１ mm に設定されている。

【００２０】前記スクイズ用ボス部６５を備えたダイカ
スト装置による鋳造において、型閉じした金型のキャビ
ティ３０内に溶湯が湯道３１を通じて充填されるに伴
い、その湯道３１から分岐した導入ゲート６４を通じて
スクイズ用ボス部６５および導出ゲート６６にも溶湯が
充填され、さらにはキャビティ３０内へ充填される。溶
湯の充填が完了すると、加圧プランジャー３６が前進
し、スクイズ用ボス部６５内の溶湯が加圧されること
で、鋳巣発生分相当の溶湯が導出ゲート６６を通じてキ
ャビティ３０（製品部６１）の部分加圧部６２へと押し
出される。このボス部６５内からキャビティ３０へ押し
出される溶湯によって、キャビティ３０内の部分加圧部
６２の溶湯が間接的に部分加圧される。その後、溶湯の
凝固完了すれば、前に述べたように型開きしてダイカス
ト品６０が取り出される。

【００２１】上記ダイカスト装置によると、加圧プラン
ジャー３６によりスクイズ用ボス部６５内の溶湯を加圧
し、キャビティ３０内の溶湯を間接的に部分加圧するの
で、鋳巣およびスクイズ痕のない高品質の製品を安定し
て生産することができる。また製品自体にスクイズ痕が
残らないため、従来必要とされた製品部形状の変更が不
要であり、これにともなう後加工の追加、コストアッ
プ、製品重量の増加といった不具合も解消されることに
より、従来のスクイズ法で採用できなかった製品であっ
てもその採用が可能となる。

【００２２】また導入ゲート６４の通路断面積Ｓ_B より
も導出ゲート６６の通路断面積Ｓ_Aを大きくしたことに
より、加圧プランジャー３６によるスクイズ効果を導入
ゲート６４の側へ逃げにくくしかつキャビティ３０内の
溶湯の部分加圧に効率良く伝達させることができ、この
ため良好な鋳巣の防止効果を得ることができる。

【００２３】また、導入ゲート６４のゲート厚さＴ_B が
ゲート最小厚さＴ_min よりも大きいので、溶湯充填時に
スクイズ用ボス部６５への溶湯の供給が損なわれず、そ
の溶湯の供給が円滑に行われる。また導出ゲート６６の
ゲート厚さＴ_A がゲート最小厚さＴ_min よりも大きくか
つゲート最大厚さＴ_max よりも小さいので、加圧プラン
ジャー３６によるスクイズ効果が導出ゲート６６へ効果
的に伝達され、高品質のダイカスト品６０が得られると
ともに、ダイカスト品６０において導出ゲート６６を容
易に堰折りことによってボス部６５を容易に除去するこ
とができ、後処理に好都合なダイカスト品６０を得るこ
とができる。

【００２４】ところで、前記ダイカスト装置によりアル
ミニウム合金をダイカスト材料としてスロットルボディ
を鋳造する場合において、スクイズを実施したスクイズ
品とスクイズを実施しないスクイズなし品を鋳造し、図
５（ａ）に正面図で示されるようにスロットルボディの
部分加圧部６２回りに第１〜６の測定箇所を設定し、各
測定箇所において比重値を測定したところ、図５（ｂ）
に示される測定結果が得られた。図５（ｂ）において、
●印がスクイズ品の測定値を示し、また○印がスクイズ
なし品の測定値が示されている。この図から明らかなよ
うに、スクイズ品の方がスクイズなしのものよりも比重
値が高く、良好なスクイズ効果が認められる。なお前記
スロットルボディの鋳造に係る加圧プランジャー３６の
スクイズタイムは１．０秒、射出シリンダーの充填圧は
１０００kg/cm²、加圧シリンダーのスクイズ圧は２５０
０kg/cm²で行った。また前記スロットルボディの鋳造に
おいて、溶湯充填完了後に加圧プランジャー３６を前進
させるスクイズタイムと、ダイカスト品６０の部分加圧
部６２における比重値との関係を測定したところ図６に
示される測定結果が得られた。図６によると、スクイズ
ダイム１．０±０．５秒において目標値以上の比重値が
得られる最適なタイミングが得られることが判明した。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明のダイカスト方法による
と、金型のキャビティ内に充填した溶湯をキャビティ外
の溶湯の加圧によって間接的に部分加圧する方法である
ため、キャビティで鋳造される製品にスクイズ痕を残さ
ないで鋳巣の発生を防止することができる。請求項２の
発明のダイカスト装置によると、加圧プランジャーによ
りスクイズ用ボス部内の溶湯を加圧し、キャビティ内の
溶湯を間接的に部分加圧する装置であるので、鋳巣およ
びスクイズ痕のない高品質の製品を安定して生産するこ
とができる。請求項３の発明のダイカスト装置による
と、加圧プランジャーによるスクイズ効果がキャビティ
内の溶湯の部分加圧に効率良く伝達されるので、良好な
鋳巣の防止効果を得ることができる。請求項４の発明の
ダイカスト装置によると、スクイズ用ボス部への溶湯の
供給が円滑に行われるとともに、加圧プランジャーによ
るスクイズ効果の高いものが得られることにより高品質
の製品が得られるだけでなく、ダイカスト品のボス部を
導出ゲートの堰折りによって容易に除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイカスト装置の要部を示す説明図である。

【図２】ダイカスト装置の概要を示す断面図である。

【図３】ダイカスト品を示す正面図である。

【図４】ダイカスト品のボス部を示す説明図である。

【図５】スクイズ効果を示す説明図である。

【図６】加圧プランジャーのスクイズタイムを示す図で
ある。

【符号の説明】

３０ キャビティ ３１ 湯道 ３６ 加圧プランジャー ６２ 部分加圧部 ６４ 導入ゲート ６５ スクイズ用ボス部 ６６ 導出ゲート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型のキャビティ内に湯道を通じて充填
   された溶湯を部分加圧するに際し、キャビティ外に設け
   たスクイズ用ボス部に前記湯道から分岐して充填された
   溶湯を加圧プランジャーによって加圧し、その溶湯を前
   記キャビティの部分加圧部に押し出すことにより前記キ
   ャビティ内の溶湯を間接的に部分加圧することを特徴と
   するダイカスト方法。
2. 【請求項２】 金型のキャビティ外に湯道から分岐する
   導入ゲートを介して連通するスクイズ用ボス部を設け、
   そのボス部をキャビティの部分加圧部に導出ゲートを介
   して連通するとともに、前記ボス部内に進退可能な加圧
   プランジャーを備えたことを特徴とするダイカスト装
   置。
3. 【請求項３】 導入ゲートの通路断面積Ｓ_B と導出ゲー
   トの通路断面積Ｓ_AをＳ_B ＜Ｓ_A の関係をもって設定し
   たことを特徴とする請求項２記載のダイカスト装置。
4. 【請求項４】 溶湯の通過を損なわないゲート最小厚さ
   をＴ_min 、ダイカスト品の堰折り可能なゲート最大厚さ
   をＴ_max としたとき、導入ゲートのゲート厚さＴ_B およ
   び導出ゲートのゲート厚さＴ_A をＴ_min ＜Ｔ_B ＜Ｔ_A ＜
   Ｔ_max の関係をもって設定したことを特徴とする請求項
   ３記載のダイカスト装置。