JP2009269050A - ダイカスト金型 - Google Patents

Abstract

【課題】中子の周囲の溶湯の流動性をより向上させ、中子の寿命もより長くすることができるダイカスト金型を提供する。
【解決手段】金型と、金型によって形成されるキャビティＣ内に配置される中子Ｎとを備え、金型における中子Ｎと向かい合う位置に、キャビティＣ内に溶湯を注入する注入口であるゲートＧ１、Ｇ２が設けられたダイカスト金型において、ゲートＧ１、Ｇ２まで溶湯を導く湯道Ｒ１、Ｒ２におけるゲートＧ１、Ｇ２の直前部は、ゲートＧ１、Ｇ２からキャビティＣ内に注入された溶湯の流れる方向が、ゲートＧ１、Ｇ２と向かい合っている中子Ｎの表面に沿う方向となるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、金型と、当該金型によって形成されるキャビティ内に配置される中子と、を備えたダイカスト金型に関する。

従来より、中空部を有する種々のダイカスト品が製造されており、中空部の形成には、一般的に中子が用いられる。
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、キャビティ内に溶湯を注入する入口であるゲートを、キャビティ内の中子の表面に溶湯が直接衝突しない位置（中子に向かい合わない位置）の金型の複数個所に設け、頭部が中空のピストンを、要求強度を満たしつつ薄肉に製造する、斜板式圧縮機用ピストンの製造方法が開示されている。
また、特許文献２に記載された従来技術では、キャビティ内に金属中子と砂中子を配置し、溶湯を金属中子に衝突させて流速を小さくした後、砂中子に到達するようにゲートを配置し、砂中子の破損を抑制する、中空部を有する鋳造品の製造方法が開示されている。
特開２００３−２２５７３５号公報 特開２００４−３４０９２号公報

特許文献１に記載された従来技術では、溶湯を注入するゲートが中子と向かい合わない位置に設けられており、中子の表面に溶湯が直接衝突しないようにしているため、中子の周囲の溶湯の流動性が悪化し、欠肉や鋳巣が発生する可能性がある。
また、特許文献２に記載された従来技術では、ゲートから注入される溶湯は金属中子に直接衝突するが、砂中子には直接衝突しない。このため、砂中子の周囲では溶湯の流動性が悪化し、欠肉や鋳巣が発生する可能性がある。
また、中子の面に対して垂直に近い角度で溶湯を衝突させた場合、中子に直接溶湯を衝突させない場合より溶湯の流動性が向上することを期待できるが、中子の磨耗が増加し、中子の寿命が短くなる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、中子の周囲の溶湯の流動性をより向上させ、中子の寿命もより長くすることができるダイカスト金型を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのダイカスト金型である。
請求項１に記載のダイカスト金型は、金型と、当該金型によって形成されるキャビティ内に配置される中子と、を備え、前記金型における前記中子と向かい合う位置に、前記キャビティ内に溶湯を注入する注入口であるゲートが設けられたダイカスト金型において、前記ゲートまで溶湯を導く湯道における前記ゲートの直前部は、前記ゲートから前記キャビティ内に注入された溶湯の流れる方向が、前記ゲートと向かい合っている中子の表面に沿う方向となるように形成されている。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのダイカスト金型である。
請求項２に記載のダイカスト金型は、請求項１に記載のダイカスト金型であって、前記中子は略円柱状であり、前記キャビティ内における溶湯の流路は、略円柱状の中子の軸を挟んで一方の流路と他方の流路となるように形成されている。
また、前記ゲートは２つ設けられており、当該２つのゲートが、前記中子の曲面部と対向するように、且つ前記中子の軸方向に沿って並べて配置されている。
そして、一方のゲートの直前部における前記湯道は、前記中子における前記一方の流路の側の表面に沿う方向、且つ前記一方の流路の方向に向けて形成されており、他方のゲートの直前部における前記湯道は、前記中子における前記他方の流路の側の表面に沿う方向、且つ前記他方の流路の方向に向けて形成されている。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのダイカスト金型である。
請求項３に記載のダイカスト金型は、請求項１または２に記載のダイカスト金型であって、前記金型は、内燃機関のスロットル装置のスロットルボディを成形する金型であり、前記中子は、前記スロットルボディにおけるモータを収容するハウジング部を成形する略円柱状の中子である。
そして、前記ゲートは、前記ハウジング部と対向する位置に設けられており、前記ゲートの直前部における前記湯道は、前記ハウジング部の表面に沿う方向に形成されている。

請求項１に記載のダイカスト金型を用いれば、中子と向かい合う位置にゲートを設けているが、ゲートの直前部の湯道の方向を適切に設定することで、ゲートから注入する溶湯が中子の表面に沿う方向に流れるようにする。
これにより、ゲートから注入する溶湯が中子に勢いよく衝突することを回避できるので、キャビティの奥まで溶湯が流れ込み、成形性が良くなるとともに、中子の磨耗を低減して寿命を延ばすことができる。
また、中子の周囲の溶湯の流動性をより向上させることができるので、欠肉や鋳巣の発生をより抑制することができる。

また、請求項２に記載のダイカスト金型によれば、中子の一方の側の表面からキャビティ内の一方の側の流路へと、また、中子の他方の側の表面からキャビティ内の他方の側の流路へと、流動性を維持した状態で効率よく溶湯を注入することができる。
これにより、中子の両側（軸を挟んで一方の側と他方の側）から溶湯を流し込むことにより、キャビティへの溶湯の充填性を向上させ、欠肉や鋳巣の発生をより抑制することができる。

また、請求項３に記載のダイカスト金型によれば、例えば図１の例に示すダイカスト品のスロットルボディの製造において、ゲートの近傍に中子を設け、ゲートから遠い位置にボア部を設けても、溶湯の流動性が良く、欠肉や鋳巣の発生をより抑制して、歩留まりを向上させることができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のダイカスト金型を用いて鋳造したダイカスト品Ｄ（図１の例ではスロットルボディ）の外観の斜視図を示している。なお、全ての図においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交しており、Ｚ軸は鉛直上向き方向を示している。

●［ダイカスト品Ｄの例（図１）と、ダイカスト金型のゲート位置と湯道形状（図２）］
図１に示すダイカスト品Ｄは、内燃機関のスロットル装置のスロットルボディの例を示している。なお、当該ダイカスト品Ｄは、電動モータを収容するハウジング部Ｈを有しており、ハウジング部Ｈは中空状に形成されており、鋳造時には中子Ｎが用いられる。
また、ダイカスト品Ｄは、吸入した空気の流路であるボアＢと、ボアＢ内で回動することでボアＢを開閉する円板状のスロットルバルブを回動可能に支持するシャフトを挿通するシャフト穴部Ｓが形成されている。
本実施の形態にて説明するダイカスト品Ｄは、略円柱状の中子Ｎの曲面部に向かい合う位置ＭにゲートＧ１、Ｇ２を配置したダイカスト金型（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）にて鋳造されている。

次に、図２を用いて、図１に示すダイカスト品Ｄを鋳造するためのダイカスト金型について説明する。
本実施の形態にて説明する金型は、内燃機関のスロットル装置のスロットルボディであるダイカスト品Ｄを鋳造するダイカスト金型であり、中子Ｎは電動モータを収容するハウジング部Ｈを成形する略円柱状の金属中子である。
図２（Ａ）は、ダイカスト金型によって形成されるキャビティＣ、キャビティＣ内に配置された中子Ｎ（この場合、金属中子）、キャビティＣ内に溶湯を注入する注入口であるゲートＧ１、Ｇ２、ゲートＧ１、Ｇ２まで溶湯を導く湯道Ｒ１、Ｒ２の概略形状と位置を示している。

ダイカスト金型は、金属性のベース金型と中子Ｎを備えている。なお、ベース金型にはキャビティＣの形状が彫り込まれているのであるが、図２の例ではキャビティＣの周囲のベース金型の記載を省略（ベース金型の実体部分の記載を省略）しており、ベース金型に掘り込まれたキャビティＣ、ベース金型に設けられたゲートＧ１、Ｇ２及び湯道Ｒ１、Ｒ２を示している。
ゲートＧ１、Ｇ２は、ベース金型における中子Ｎと向かい合う位置に設けられている（形成されている）。
湯道Ｒ１、Ｒ２におけるゲートＧ１、Ｇ２の直前部は、ゲートＧ１、Ｇ２からキャビティＣ内に注入された溶湯の流れる方向が、ゲートＧ１、Ｇ２と向かい合っている中子Ｎの表面に沿う方向となるように、ベース金型に形成されている。

また、図２（Ａ）に示すように、本実施の形態にて説明する中子Ｎは略円柱状であり、キャビティＣにおける溶湯の流路は、円柱状の中子Ｎの軸を挟んで上側の流路（図２（Ａ）におけるキャビティＣのほぼ上半分の形状であり、一方の流路Ｙ２に相当）と、下側の流路（図２（Ａ）におけるキャビティＣのほぼ下半分の形状であり、他方の流路Ｙ１に相当）となるように形成されている。なお、キャビティ内の「流路」とは、溶湯が充填されてダイカスト品Ｄの肉となる部分である。
また、図２（Ｂ）の左図は図２（Ａ）におけるゲートＧ１、Ｇ２の周囲の拡大図を示しており、図２（Ｂ）の右図は図２（Ｂ）の左図をＢＢ方向から見た図を示している。
また、ゲートは図２（Ｃ）の概略斜視図に示すようにゲートＧ１、Ｇ２の２つが設けられている。そして、２つのゲートＧ１、Ｇ２は、中子Ｎの曲面部（円筒部）と対向するように、且つ中子Ｎの軸方向に沿って並べて配置されている（図２（Ｂ）の右図及び図２（Ｃ）参照）。

そして、ゲートＧ２（一方のゲートに相当）の直前部における湯道Ｒ２は、中子Ｎの上側の表面（一方の流路Ｙ２の側の表面に相当）に沿う方向、且つキャビティＣのほぼ上半分の形状（一方の流路Ｙ２に相当）の方向に向けて形成されており、この場合、下側から上側に向かうように形成されている。
また、ゲートＧ１（他方のゲートに相当）の直前部における湯道Ｒ１は、中子Ｎの下側の表面（他方の流路Ｙ１の側の表面に相当）に沿う方向、且つキャビティＣのほぼ下半分の形状（他方の流路Ｙ１に相当）の方向に向けて形成されており、この場合、上側から下側に向かうように形成されている。

従来では、中子Ｎの曲面部に向かい合う位置Ｍ（図１参照）にゲートを設け、当該ゲートから図１に示すＡＡ方向（中子Ｎの表面にほぼ垂直な方向）に向けて溶湯を注入していた。
しかし、本実施の形態にて説明したダイカスト金型では、ゲートの位置は同じ位置Ｍであるが、溶湯を流す方向が異なり、中子Ｎの表面に沿うように、上方向と下方向のそれぞれの方向に向けて、ゲートＧ２、Ｇ１から溶湯を注入する。
このように上下の両側から溶湯を注入し、中子Ｎの周囲の溶湯の流動性をより向上させることができるとともに、中子Ｎの表面に垂直に近い角度で勢いよく溶湯が衝突することを回避できるので中子Ｎの磨耗を低減して中子Ｎの寿命をより長くすることができる。また、中子Ｎの先の流路における溶湯の流動性もよく、欠肉や鋳巣の発生をより抑制することができる。

本発明のダイカスト金型は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明では、ゲートが２つ（Ｇ１、Ｇ２）の例を説明したが、ゲートの数、湯道Ｒ１、Ｒ２の方向等は、キャビティＣの形状（すなわち流路の形状）、中子Ｎの形状と配置位置、等を考慮して、１つのゲートや３つ以上のゲートにしてもよく、溶湯を上下方向でなく左右方向に流すように構成してもよい。

ダイカスト品Ｄの例を説明する図である。 ダイカスト品Ｄを鋳造するためのダイカスト金型におけるキャビティＣ、中子Ｎ、ゲートＧ１、Ｇ２、湯道Ｒ１、Ｒ２の概略形状と、互いの位置関係を説明する図である。

符号の説明

Ｃ キャビティ
Ｄ ダイカスト金型
Ｂ ボア
Ｎ 中子
Ｇ１、Ｇ２ ゲート
Ｒ１、Ｒ２ 湯道
Ｈ ハウジング部

Claims (3)

1. 金型と、
   当該金型によって形成されるキャビティ内に配置される中子と、を備え、
   前記金型における前記中子と向かい合う位置に、前記キャビティ内に溶湯を注入する注入口であるゲートが設けられたダイカスト金型において、
   前記ゲートまで溶湯を導く湯道における前記ゲートの直前部は、前記ゲートから前記キャビティ内に注入された溶湯の流れる方向が、前記ゲートと向かい合っている中子の表面に沿う方向となるように形成されている、
   ダイカスト金型。
2. 請求項１に記載のダイカスト金型であって、
   前記中子は略円柱状であり、
   前記キャビティ内における溶湯の流路は、略円柱状の中子の軸を挟んで一方の流路と他方の流路となるように形成されており、
   前記ゲートは２つ設けられており、当該２つのゲートが、前記中子の曲面部と対向するように、且つ前記中子の軸方向に沿って並べて配置されており、
   一方のゲートの直前部における前記湯道は、前記中子における前記一方の流路の側の表面に沿う方向、且つ前記一方の流路の方向に向けて形成されており、
   他方のゲートの直前部における前記湯道は、前記中子における前記他方の流路の側の表面に沿う方向、且つ前記他方の流路の方向に向けて形成されている、
   ダイカスト金型。
3. 請求項１または２に記載のダイカスト金型であって、
   前記金型は、内燃機関のスロットル装置のスロットルボディを成形する金型であり、
   前記中子は、前記スロットルボディにおけるモータを収容するハウジング部を成形する略円柱状の中子であり、
   前記ゲートは、前記ハウジング部と対向する位置に設けられており、
   前記ゲートの直前部における前記湯道は、前記ハウジング部の表面に沿う方向に形成されている、
   ダイカスト金型。
   
   

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