JPH01104454A - 薄肉鋳物の鋳造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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製造
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
肉に容岳が可変であるキャビティヘゲートを介してプラ
ンジャチップにより所定の＠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侵退させ
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形成されるウェルに対し開閉ピン
を開放して流入させ、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。

〈従来技術〉 周知の如く、多くの機械装置等の製品には！８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
トが断面積が小さい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１０００〜１２０
０ＫＩ　ｆ　／　ｃＭ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
してキャビティ内のガスの背圧を減少させて充填したり
、或は、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、上述した如く、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、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４Ｆ
Ｍ１以上であるような場合には３．５ｓ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、吸引鋳造ヤ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、厚さが１．５ｓ以下の超薄肉鋳物にお
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
とに起因する瀉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り、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、その模型締めする方法
もあるが、溶湯の充填時に湯漏れがあるため型開き量が
０．１〜１Ｍ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＠公報発明等もあるが、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もあり
、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。

しかしながら、核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
瑣であるというデメリットがあった。

そこで、出願人の技術では、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、
進退装置４を後退させてカップリング５を介して肉厚調
整入子６をバックストローク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４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、所定時間後に進退装置４を前
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、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２〜８Ｍ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雑いという難点
があった。

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
ムース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ＩＲ最のバラツキもな
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。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範皿を要旨とするこの出願の発明の構成
は前述問題点を解決するために、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ツクス
トロークさせ、キャビティに肉厚調整キャビティをプラ
スして拡大させ、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、肉厚調整入子を前進させて肉
厚調整キャビティ分だけキャビティを縮小させて充填溶
湯を°抑圧し、キャビティに隣接するオーバーフローキ
ャビティにウェルを介し該ウェルを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さ
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２−ト部分を容易に切断除去す
るようにした技術的手段を講じたものである。

〈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、−股部の厚ざＴのキャビティ７
に対しフルバツクではＴ１、フルストロークではＴ２の
肉厚（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、その
プランジャはゲート１０を介してキャビティ７に接続自
在にされている。

又、キャビティ７の上部にはウェル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、ウェル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＠１３にカップリン
グ１４を介して開閉ピン１５が設けられてキャビティ７
とオーバーフローキャビティ１２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、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をフルバツクさせ、肉
厚調整キャビティ８をＴ１の厚さに拡大しておき、そこ
でプランジャデツプ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の前進によりフル
ストローク前進してキャビティ７とオーバーフローキャ
ビティ１２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
した初期状態の直後にプランジャチップ９による押圧力
を印加した状態で進退装置４を前進させカップリング９
を介し肉厚調整入子をフルストローク前進させると共に
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ェル１１が開ぎ、キ
ャビテイ７とオーバーフローキャビティ１２が連通状態
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ウェル１１
を介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Ｔ２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、薄肉部に確実に
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、キャビティの
本来的な厚ざＴ２を維持出来るようにオーバーフローキ
ャピテイ１２とウェル１１の容積の和の分だけ肉厚調整
キャビティ１８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からウェル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、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１
５を前進させてウェル１１内の溶湯を押圧することによ
り、より更にＴ２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
型開きし工薄肉鋳物を取り出し、ゲートの部分を切断除
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、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、ウェ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
により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押圧することにより、
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、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
ャピテイが大きく加わるために小さくし、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スに溶
湯を充填することが出来る効果が奏される。

又、キャビティ（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７０−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、開閉ピンがウェルを介してキャビデイとオーバーフ
ローキャビティとを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
充填する時に開閉ピンがウェ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但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−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・・・ウェル、　１５・・・開閉
ピン菓１図 ７−千−σ仔イ　　　　　　　　１トケ一ヒ９−−プラ
ンシーシリア　　　　１−一一面定！１３−−−可動盟
　　　　　　　６−ゑ町（５）！λ÷１２−−７−ｎ−
フローニヤごティ　　１１−一ワジレ＋５−＝ｔｊｌ閂
ごン 第２図 □ 手続補正書 昭和　町　訓２２日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　　殿 １、事件の表示 特願昭６２−２６１７９３号 ２、発明の名称 薄肉鋳物の鋳造方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　愛知県曹田市トヨタ町１番地 名　　称　　（３２０）トヨタ自動車株式会社代表者　
　松　本　　　清 ４、代理人　〒１０５ 住　所　　東京都港区西新橋１丁目１９番３号６、補正
により増加する発明の数　　　な　　し　、−１数２」
を挿入。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容量可変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、最初狭小キャビテ
   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
   品状に縮小し余剰溶湯を該キャビティに隣接接続したオ
   ーバーフローキャビティに流入させるようにしたことを
   特徴とする薄肉鋳物の鋳造方法。
2. （２）容量可変キャビティに接続するプランジャを有す
   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
   物の鋳造装置において、上記キャビティに肉厚調整入子
   が進退装置に連結して設けられており、而して該キャビ
   ティに連設したオーバーフローキヤビテイへのウェルに
   開閉ピンが進退装置に連結して臨まされていることを特
   徴とする薄肉鋳物の鋳造装置。