JPH084905B2 - 薄肉鋳物の鋳造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、自動車部品等の金属製の薄肉鋳物製品を
鋳造する技術分野に属する。

而して、この出願の発明は固定型内に設けた厚肉から
薄肉に容量が可変であるキャビティへゲートを介してプ
ランジャチップにより所定の溶湯を充填し、溶湯の凝固
により型開きして薄肉鋳物を鋳造する方法、及び、該方
法に直接使用する装置に関する発明であり、特に、固定
型内に形成したキャビティを肉厚調整入子をして後退さ
せて該キャビティを拡大した状態にてプランジャチップ
により溶湯を充填し、次いで該キャビティを肉厚調整入
子の前進により薄肉製品状に縮小し、その際の余剰溶湯
はキャビティに隣接したオーバーフローキャビティにキ
ャビティからの接続部に対し可動型に形成されたウエル
に対し開閉ピンを開放して流入させ、その後該開閉ピン
を介して溶湯に押圧力を印加して薄肉のダイキャスト鋳
物を鋳造する方法、及び、鋳造装置に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、多くの機械装置等の製品には鋳造による
鋳物製品が多く、このうち、複雑な形状の製品を設計通
りに正確に鋳造するにはダイキャスト鋳造方法、就中、
高圧ダイキャスト鋳造法が広く採用されている。

この場合、通常キャビティに対して溶湯を充填するゲ
ートについてその断面積が小さいこと等により様々な問
題がある。

即ち、例えば、秒速２〜4mの高速で1000〜1200kgf/cm
²の高圧による充填や方案の工夫による溶湯の流れ方向
の整備、又は、キャビティ内を減圧して該キャビティ内
のガスの背圧を減少させて充填したり、或いは、溶湯の
温度を660〜720℃等に高めて鋳造するような方法がとら
れているが、狭断面のゲートを介してキャビティ内に溶
湯が流入されるために、該キャビティ内の溶湯の流れは
製品形状に制限される難点があり、厚肉部と薄肉部が混
在するようなキャビティでは溶湯の流れ抵抗がアンバラ
ンスで肉厚差が4mm以上であるような場合には3.5mm以下
の薄肉部は湯廻り不良が生ずるという欠点があった。

又、低圧鋳造や重力鋳造では溶湯の温度を、例えば、
アルミニウムでは700〜800℃、又は、固定型や可動型の
温度を上げて溶湯を充填したりする方法もあるが同様な
問題があった。

又、吸引鋳造や溶湯を保温炉からキャビティ内に負圧
を介して充填する方法もあるが、当該方法による鋳造も
同様の問題が避けられなかった。

而して、例えば、圧さが1.5mm以下の超薄肉鋳物鋳造
においては製品形状が、たとえ、均一であっても、湯廻
り不良が生ずるという不具合があり、溶湯充填時に流れ
込むキャビティの空間が製品肉厚と同じ程度に狭く、溶
湯と型との接触による摩擦力により溶湯の流動性が阻害
されることに起因する湯廻り不良が生ずるという不利点
があった。

又、高圧ダイキャスト鋳造法においては溶湯の冷却速
度が早いために溶湯の温度を上げておく必要があって、
エネルギー効率が悪いというデメリットがあり、又、溶
湯の粘性を低く抑えるためには高温状態にする必要があ
り、このためにもエネルギーコストが高くつくという不
利点があった。

又、型開き状態で溶湯を充填し、その後型締めする方
法もあるが、溶湯の充填時に湯漏れがあるため型開き量
が0.1〜1mm程度と小さくせざるを得ず、又、溶湯の充填
時のバラツキがあることから製品肉厚の寸法が正確にで
ないというマイナス点があった。

而して、例えば、出願人の先願発明である特開昭55−
68165号公報発明等にあっては、ゲートからの溶湯がキ
ャビティ内に比較的低速で層状に流入するためにガスの
巻き込みを生ずることがなく、ガスホールや収縮巣等の
鋳造欠陥が少い健全な製品が得られるメリットがあり、
キャビティの有効断面積が小さいために製品のキャビテ
ィ部分の切断が容易であるメリットがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、該種先行技術においてはゲート部分が
ツインタイプであるために狭隘なゲート部分での構造が
複雑になって製造コストが高く、又、保守点検整備等が
煩瑣であるという不都合さがあった。

そこで、出願人の先行する在来態様の技術では、例え
ば、第２図に示す様に、可動型１と支持体２に支持され
た可動型３とに対し、油圧シリンダの進退装置４を縮小
させてカップリング５を介して肉厚調整入子６を所定の
バックストローク分だけ後退させてキャビティ７に肉厚
調整キャビティ８を形成させてプランジャチップ９によ
りゲート10を介して溶湯を充分に充填して加圧するよう
にし、而して、所定時間後に油圧シリンダの進退装置４
を伸長前進させて肉厚調整入子６をフルストローク前進
させると共に、プランジャチップ９を相当量後退させて
肉厚調整キャビティ８の溶湯分をプランジャチップ９部
分に戻して加圧状態を維持し薄肉鋳造を行う方式も案出
されたが、当該鋳造方法においては充填した溶湯への加
圧力の作動しない状態が生ずるタイミングがあるため、
凝固収縮による歪や、割れ、鋳巣等の鋳造欠陥が生じ易
い欠陥があり、ダイキャストマシンの射出制御が複雑で
その管理等が煩瑣である難点があり、又、当該ダイキャ
ストでは鋳造後のキャビティ部分の切断除去等の後処理
の問題を後処理性を良くするために溶湯の充填されるゲ
ート部分が２〜8mmと薄くしなければならず、したがっ
て、溶湯は早期に凝固することによって肉厚調整入子６
がフルストローク前進し難く、製品本来の肉厚の寸法の
精度が出難いという難点があった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく厚肉部
と薄肉部が共存するキャビティに対しても溶湯の充填が
スムーズに行われ、良好な湯廻りが行え、薄肉部に於い
ても製品形状が均一で溶湯の流動性が充分に保証され、
熱エネルギーもそれ程多く要せず、充填量のバラツキも
なく、キャビティの切断除去等の後処理性も良く、製品
肉厚の寸法精度が良好に出来るようにして機械製造産業
における鋳造技術利用分野に益する優れた薄肉鋳物の鋳
造方法及び装置を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は前述課題を解決するために、容量可
変のキャビティへゲートを介して溶湯を充填し薄肉鋳物
を鋳造する方法において、当初狭小状態のキャビティと
該キャビティに隣接するオーバーフローキャビティを開
閉ピンにより遮断状態にし、次いで、該当初の狭小状態
のキャビティを拡大して溶湯を充填し、次いで、該キャ
ビティを薄肉製品形状に縮小し余剰溶湯を上記オーバー
フローキャビティに上記遮断している開閉ピンを開いて
流入させ、而して、その後該狭小状態のキャビティの溶
湯に上記開閉ピンを介して押圧力を印加する薄肉鋳物の
鋳造方法とし用いる装置として容量可変のキャビティに
接続するプランジャチップを有する固定型と該固定型に
対設された可動型を有する薄肉鋳物の鋳造装置であっ
て、上記キャビティに対し肉厚調整入子が進退装置に連
結して設けられている鋳造装置において、該キャビティ
に連設したオーバーフローキャビティへ接続する可動型
のウエルに開閉ピンが進退装置に連結して該ウエルに対
し開閉自在に臨まされているようにした技術的手段を講
じたものである。

〈作 用〉 而して、薄肉部を有する鋳物製品を鋳造するに際し、
可動型に対向する固定型のキャビティの肉厚調整入子を
その進退装置をしてフルバックストロークさせ、キャビ
ティに対し肉厚調整キャビティをプラスして拡大させ、
該キャビティにプランジャチップを介して溶湯をゲート
により充填し、次いで、該肉厚調整入子を前進させて肉
厚調整入子の前進分だけキャビティを縮小させて充填溶
湯を押圧し、キャビティに隣接するオーバーフローキャ
ビティにウエルを介し該ウエルを可動側に設けた開閉ピ
ンの後退により開放して押圧充填し、所定の押圧力を維
持して凝固せしめ、薄肉鋳物を形成し、固定型と可動型
を型開きして薄肉鋳物を取り出し、ゲート部分を容易に
切断除去するようにしたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の１実施例を第１図を参照して
説明すれば以下の通りである。尚、第２図と同一態様部
分は同一符号を用いて説明するものとする。

第１図に示す態様において、図示鋳造型はこの出願の
発明の１つの要旨の中心を成す薄肉鋳物鋳造装置であ
り、その固定型１は支持体２に固定されて支持された可
動型３に対設されており、その後端部に設けられた油圧
シリンダ等の進退装置４にはカップリング５を介して肉
厚調整入子６が設けられて、一般部の厚さＴのキャビテ
ィ７に対しフルストロークの前進ではT₁、フルストロー
クバックではT₂の厚さになる肉厚調整キャビティ８を形
成するようにされており、又、下位にはプランジャチッ
プ９が所定の進退装置に連結されて所定ストローク進退
自在にされ、該プランジャチップ９の先端部はゲート10
を介してキャビティ７に接続自在にされている。

又、固定型１のキャビティ７の上部には可動型３の先
端部のウエル11を介してオーバーフローキャビティ12が
可動型３に対設して形成されており、該ウエル11には支
持体２と可動型３との間に設けられた油圧シリンダ等の
進退装置13にカップリング14を介して開閉ピン15が設け
られて該オーバーフローキャビティ12に形成された突起
12′に当接離反しキャビティ７とオーバーフローキャビ
ティ12の接続部を開閉遮断自在にされている。

而して、上述薄肉鋳物鋳造装置において、薄肉鋳物を
鋳造するに際しては、まず、油圧シリンダの進退装置４
を後退させてカップリング５を介し肉厚調整入子６をフ
ルストロークバックさせ、該肉厚調整キャビティ８を
T₁,T₂の厚さに拡大しておき、そこでプランジャチップ
９により溶湯をゲート10を介してキャビティ７、及び、
拡大された肉厚調整キャビティ８に充填する。

この時、開閉ピン15は進退装置13のウエル11に対する
前進によりフルストローク前進してオーバーフローキャ
ビティ12の突起12′に当接しキャビティ７と該オーバー
フローキャビティ12とを遮断しているために、キャビテ
ィ７に充填された溶湯はオーバーフローキャビティ12に
は流入しない。

そして、キャビティ７、及び、肉厚調整キャビティ８
に充分な量で充填された溶湯に対しプランジャチップ９
が所定の押圧力を印加する。

そして、溶湯をキャビティ７、及び、肉厚調整キャビ
ティ８に充填し、充填圧をプランジャチップ９により印
加した状態の直後に該プランジャチップ９による押圧力
を印加した状態で油圧シリンダの進退装置４を前進させ
カップリング５を介し肉厚調整入子６をフルストローク
前進させてキャビティをT₁の厚さに狭めると共に油圧シ
リンダの進退装置13を後退させてカップリング14を介し
開閉ピン15を後退させることによりウエル11が開き、キ
ャビティ７とオーバーフローキャビティ12がそれらの接
続部を介して連通状態になることにより、プランジャチ
ップ９と肉厚調整入子６の押圧力を受けて被圧状態にな
った溶湯は突起12′をオーバーしてオーバーフローキャ
ビティ12に流入し圧力を印加される。

而して、肉厚調整入子６はフルストローク前進した状
態を維持し、プランジャチップ９が押圧力を印加状態に
するために厚さT₁に縮小されたキャビティ７に於ける溶
湯は微小な部分にまで確実に行き亘り、薄肉分に確実に
充填され凝固を開始する。

このようにして、薄肉鋳物製品が形成される。

而して、オーバーフローキャビティ12の容積は肉厚調
整入子６が完全にフルストローク前進し、キャビティ７
の本来的な厚さＴを維持出来るようにオーバーフローキ
ャビティ12とウエル11の容積の和の分だけ肉厚調整キャ
ビティ８の容積が等しいか、それ以上に予め設定されて
おり、又、進退装置４と13の押圧力はプランジャチップ
９による溶湯に対する押圧力の約１割程度高く設定して
キャビティ７からウエル11を介してオーバーフローキャ
ビティ12に溶湯が流入し、且つ、該キャビティ７の薄肉
部に溶湯が行き亘るようにする。

而して、その後、進退装置13を前進させ、開閉ピン15
を前進させてウエル11内の溶湯を押圧することにより、
より更にT₁厚のキャビティ７に於ける薄肉部に溶湯はよ
り確実に充填されて設計通りの正確な薄肉鋳物が製造さ
れる。

而して、鋳物が冷却凝固された後可動型３と固定型１
を型開きして薄肉鋳物を取り出し、ゲート10の部分を切
断除去して所定の薄肉鋳物製品を得ることが出来る。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、肉厚調整入子や開閉ピンに
所定バネ定数の弾圧スプリング等を介装する等種々の態
様が採用可能である。

そして、適用対象は金属製品のみならず、樹脂成形品
等に対しても適用出来るものである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、自動車部品の薄肉鋳
物等の鋳造に際し、薄肉キャビティに肉厚調整入子を進
退自在に介装して肉厚調整キャビティを所定容量のキャ
ビティに対してキャビティを拡大縮小することが出来る
ようにしたことにより、初期溶湯の充填に際し該キャビ
ティに隣接するオーバーフローキャビティを開閉ピンを
介して遮断状態にし、そこで、肉厚調整入子を後退させ
てキャビティに肉厚調整キャビティを加えて拡大し、プ
ランジャチップにより溶湯を充填し、該プランジャチッ
プによる圧力印加と同時に肉厚調整入子を押圧して開閉
ピンを開き、ウエルを介しキャビティに隣接したオーバ
ーフローキャビティに余剰溶湯を流出させ、キャビティ
を所定薄肉の溶湯にして開閉ピンを前進させてキャビテ
ィとオーバーフローキャビティの接続部を遮断し、プラ
ンジャチップにより薄肉溶湯に押圧力を印加することに
よって所定薄肉の鋳物を確実に形成することが出来ると
いう優れた効果が奏される。

又、オーバーフローキャビティにキャビティの溶湯を
流出させるタイミングで開閉ピンを介して押圧力を印加
することにより、キャビティに対するプランジャチップ
により押圧力と相俟ってより確実にキャビティに於ける
薄肉鋳物に押圧力を高圧状態で印加出来ることにより、
薄肉の微小部分にまで溶湯が充填され、正確に精密な薄
肉鋳物が得られるという優れた効果が奏される。

而して、キャビティに溶湯を充填する時の溶湯とキャ
ビティとの間の接触抵抗が、キャビティに加えて肉厚調
整キャビティが大きく加わるために小さくなり、且つ、
均一にすることが出来るために、キャビティ内にスムー
ズに溶湯を充填することが出来るという効果が奏され
る。

又、キャビティに溶湯を充填した直後に肉厚調整入子
を前進させて余分な溶湯をオーバーフローキャビティに
充填するために、肉厚調整入子の前進により本来的な薄
肉鋳物の溶湯を確実に加圧状態に充填することが出来る
という利点がある。

又、可動側に設けた開閉ピンがウエルを介してキャビ
ティとオーバーフローキャビティとの間に形成された突
起に当接離反して遮断開閉自在にすることによりプラン
ジャチップにより初期拡大されたキャビティに溶湯を充
填する時に該開閉ピンがウエルを遮断して充填される溶
湯をオーバーフローキャビティに流出させないという効
果も奏される。

そして、キャビティに肉厚調整入子が進退自在に設け
られていることにより、キャビティの容積が拡大縮小自
在にされるために初期には充分な量の溶湯をキャビティ
に充填し、続いて、肉厚調整入子の前出により薄肉鋳物
に充分な溶湯以上の余分な溶湯をオーバーフローキャビ
ティに流出させるために、第一段的に薄肉鋳物に充分な
溶湯が縮小されたキャビティに確実に充填されて充分な
湯廻りが出来るという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの出願の発明の１実施例の装置の断面図、第
２図は従来技術に基づく薄肉鋳物鋳造装置の型断面図で
ある。 ７……キャビティ、10……ゲート、 ９……プランジャチップ、１……固定型、 ３……可動型、６……肉厚調整入子、 12……オーバーフローキャビティ、11……ウエル、 15……開閉ピン、12′……突起

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−157567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−38770（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−113810（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容量可変のキャビティへゲートを介して溶
   湯を充填し薄肉鋳物を鋳造する方法において、当初狭小
   状態のキャビティと該キャビティに隣接するオーバーフ
   ローキャビティを開閉ピンにより遮断状態にし次いで該
   当初の狭小状態のキャビティを拡大して溶湯を充填し次
   いで該キャビティを薄肉製品形状に縮小し余剰溶湯を上
   記オーバーフローキャビティに上記遮断している開閉ピ
   ンを開いて流入させ、而してその後該狭小状態のキャビ
   ティの溶湯に上記開閉ピンを介して押圧力を印加するこ
   とを特徴とする薄肉鋳物の鋳造方法。
2. 【請求項２】容量可変のキャビティに接続するプランジ
   ャチップを有する固定型と該固定型に対設された可動型
   を有する薄肉鋳物の鋳造装置であって、上記キャビティ
   に対し肉厚調整入子が進退装置に連結して設けられてい
   る鋳造装置において、該キャビティに連設したオーバー
   フローキャビティへ接続する可動型のウエルに開閉ピン
   が進退装置に連結して該ウエルに対し開閉自在に臨まさ
   れていることを特徴とする薄肉鋳物の鋳造装置。