JP5616180B2 - 鋳造用金型及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造用金型及びその製造方法に関し、詳しくは、略Ｌ字形状のキャビティを形成する入子と、該入子を保持する金型本体とを備えた鋳造用金型及びその製造方法に関する。

従来、鋳造用金型は、ダイキャストマシンの固定側に取付けられた固定金型と、可動側に取付けられた可動金型とから構成されている。
固定金型は、キャビティを形成する凹部が形成された入子を備え、可動金型は、凹部内に臨む凸部を有し固定金型の入子と協働してキャビティを形成する入子を、通常備えていが、製造する製品の形状によっては、可動金型がキャビティを形成する凹部が形成されている入子を備え、固定金型がこの凹部内に臨む凸部を有し可動金型の入子と協働してキャビティを形成する入子を備える場合もある。
また、複雑な形状の製品を鋳造する場合には、可動金型は、分割構造にされ、天側スライド型、地型スライド型、右側スライド型、左側スライド型等のスライド型から構成される。この場合、例えば、可動金型にキャビティを形成する凹部が形成される入子をスライド型にその凹部内に臨む凸部を有し、可動金型の入子と協働してキャビティを形成する入子を配置することもある。
このキャビティを形成する入子は、ダイキャスト鋳造に適合する硬度や靭性を付与する為、熱処理が行われる。

近年では、鋳造される製品サイズが拡大していることや、従来別々に鋳造している製品をコストダウンを目的に一体成形で鋳造するために、あるいは一組の金型で多数の製品を鋳造するために、入子が大型化している。ところが、入子が大型化することで、熱処理を均一に施しづらくなる。入子は、熱処理が均一に施されないと、硬度や靭性が不均一となりクラックが発生する場合がある。

特許文献１には、これらの対策として、金型本体に保持される第１の入子と、この第１の入子に嵌合し保持された第２の入子とから構成され、第２の入子を、キャビティ用凹部を囲む最小限度の大きさに形成されたダイキャスト鋳造用金型が記載されている。
このダイキャスト鋳造用金型によれば、入子を第１の入子と第２の入子とから構成し、第２の入子をキャビティ用凹部を囲む最小限度の大きさに形成し、各入子を小型化したので、入子の熱処理を均一に施すことができる。

ＷＯ２００７／０１８０６３号公報

しかしながら、入子を分割し、各入子の形状を小型化すると、熱処理を均一に行うことができるが、分割しすぎると、金型として組み付けた際の組み付け精度が十分に確保できず、分割された各入子同士の間に生じた隙間により、鋳造された製品にバリが発生したり、分割された各入子同士の接合部にズレが生じ、組み付けた金型が変形してしまう等の虞があった。

本発明は、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供することを目的とする。

（１）略Ｌ字形状のキャビティ（例えば、キャビティ５０）を形成する入子（例えば、可動側入子１２）と、該入子を保持する金型本体（例えば、可動側金型本体１１）とを備えた鋳造用金型において、前記金型本体は、略Ｌ字形状の前記キャビティに即して分割された前記入子を保持するための略Ｌ字形状の凹部（例えば、凹部１１０）を備えており、前記入子は、略Ｌ字形状の前記凹部の底面に相当する位置（例えば、位置１１１）に配置される第１の入子（例えば、第１の入子１２１）と、前記第１の入子に対面する位置（例えば、位置１１２）に配置される第２の入子（例えば、第２の入子１２２）と、前記第１の入子と前記第２の入子の間に配置される第３の入子（例えば、第３の入子１２３）と、略Ｌ字形状の前記凹部の上部一側面（例えば、上部一側面１１４）に配置される第４の入子（例えば、第４の入子１２４）とを備え、前記第１の入子、前記第２の入子、前記第３の入子及び前記第４の入子のそれぞれが一定の厚さに形成された鋳造用金型（例えば、鋳造用金型１）。

（１）によれば、略Ｌ字形状のキャビティを形成する入子は、金型本体の略Ｌ字形状の凹部の底面に相当する位置に配置される第１の入子と、この第１の入子に対面する位置に配置される第２の入子と、これら第１の入子と第２の入子の間に配置される第３の入子と、金型本体の略Ｌ字形状の凹部の上部一側面に配置される第４の入子とを備えた。

これにより、略Ｌ字形状のキャビティを形成する入子を、キャビティの形状に即して分割したので、それぞれの入子の大きさを小さく、かつ一定の厚さに形成できるので、熱処理時に入子が歪むことを防止できる。また、熱処理時に均熱化されるので、均一な熱処理が施せる。
さらに、キャビティが略Ｌ字形状であるが、この略Ｌ字形状に即して入子を分割したので、分割された入子の組み付け精度を低下することなく、鋳造用金型を形成できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供できる。

（２）前記第２の入子は、略Ｌ字形状の前記キャビティの上部一側面（例えば、キャビティ上部一側面５１）まで達しない長さであって、前記金型本体の略Ｌ字形状の前記凹部の上部一側面以上に達する長さに形成された突出部（例えば、突出部１２２ａ）を備えており、前記第４の入子は、前記突出部に係合する切り欠き部（例えば、切り欠き部１２４ａ）を備え、前記金型本体と前記第２の入子に印籠嵌合することを特徴とする（１）に記載の鋳造用金型。

（２）によれば、第２の入子は、略Ｌ字形状のキャビティの上部一側面まで達しない長さであって、金型本体の凹部の上部一側面以上に達する長さに形成された突出部（例えば、突出部１２２ａ）を備え、第４の入子は、この突出部に係合する切り欠き部（例えば、切り欠き部１２４ａ）を備え、金型本体と第２の入子に印籠嵌合した。

これにより、第４の入子は、切り欠き部が第２の入子の突出部に係合するとともに、金型本体と第２の入子に印籠嵌合したので、キャビティを形成する入子のコーナー部分の組み付け精度を向上できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供できる。

（３）（１）又は（２）記載の鋳造用金型の製造方法において、前記凹部の略Ｌ字形状の底面に相当する位置及び該位置に対面する位置に、前記第１の入子及び前記第２の入子をそれぞれ配置し前記金型本体に固定する工程と、前記第１の入子及び前記第２の入子の間に前記第３の入子を配置し前記金型本体に固定する工程と、前記凹部の上部一側面に前記第４の入子を配置する工程とを備えることを特徴とする鋳造用金型の製造方法。

（３）によれば、まず、金型本体における凹部の略Ｌ字形状の底面に相当する位置及び該位置に対面する位置に、第１の入子及び第２の入子をそれぞれ配置し金型本体に固定する。次に、これら第１の入子及び第２の入子の間に第３の入子を配置し金型本体に固定する。そして、凹部の上部一側面に第４の入子を配置する。

これにより、第１の入子と第３の入子、第２の入子と第３の入子及び第２の入子と第４の入子のように互いに隣接する入子を、一方の入子を金型本体に固定してから他方の入子を金型本体に固定又は配置したので、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるように分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型の製造方法を提供できる。

この発明によれば、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る鋳造用金型の構成を示す図である。 前記実施形態に係る可動側金型の斜視図である。 前記実施形態に係る可動側金型の製造方法を説明する図である。（ａ）は、第１の入子及び第２の入子を可動側金型本体に固定する工程を説明する図である。（ｂ）は、第３の入子を可動側金型本体に固定する工程を説明する図である。（ｃ）は、第４の入子を可動側金型本体に配置する工程を説明する図である。 前記実施形態に係る鋳造用金型によりキャビティを形成する手順を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る鋳造用金型１の構成を示す図である。
鋳造用金型１は、ダイキャストマシン（図示無し）の可動側に取り付けられる可動側金型１０と、ダイキャストマシンの固定側に取り付けられる固定側金型２０と、ダイキャストマシンのシリンダユニット（図示無し）に取り付けられ可動側金型１０及び固定側金型２０の間に形成される空洞１１５において所定の位置まで挿入されるスライド型３０と、を備える。
鋳造用金型１は、可動側金型１０、固定側金型２０及びスライド型３０により、略Ｌ字形状のキャビティ５０を形成する。このキャビティ５０に溶湯が流入されることで、略Ｌ字形状の製品が鋳造される。

可動側金型１０は、略Ｌ字形状のキャビティ５０の一部を形成する可動側入子１２と、この可動側入子１２を保持し、ダイキャストマシン（図示無し）に取り付けられる可動側金型本体１１と、を備える。
可動側金型本体１１は、可動側入子１２を保持するための略Ｌ字形状の凹部１１０を備える。可動側金型本体１１は、後述する固定側金型２０の固定側金型本体２１の固定側金型本体接合面２１ａと接合する可動側金型本体接合面１１ａを有する。
凹部１１０は、略Ｌ字形状の底面（図１中矢印Ｂ側）に相当する位置１１１と、この位置１１１と対面する位置１１２と、位置１１１と位置１１２との間に形成された下部一側面１１３と、位置１１２より矢印Ｔ側に形成された上部一側面１１４と、を備える。

可動側入子１２は、凹部１１０の底面に相当する位置１１１に配置される第１の入子１２１と、凹部１１０の位置１１２に配置される第２の入子１２２と、凹部１１０の下部一側面１１３に配置される第３の入子１２３と、凹部１１０の上部一側面１１４に配置される第４の入子１２４と、を備える。

第１の入子１２１は、ボルト（図示無し）によって、可動側金型本体１１の位置１１１に固定される。第１の入子１２１の先端は、可動側金型本体接合面１１ａから突出し、後述する固定側金型本体２１の第１の入子係合部２１ｂと係合する。これにより、可動側金型本体１１と固定側金型本体２１との接合部分からキャビティ５０に流入された溶湯が流出するのを防止できる。
第２の入子１２２は、ボルト（図示無し）によって、可動側金型本体１１の位置１１２に固定される。また、第２の入子１２２は、第４の入子１２４によって形成されるキャビティ５０のキャビティ上部一側面５１まで達しない長さであって、可動側金型本体１１の凹部１１０の上部一側面１１４以上に達する長さに形成された突出部１２２ａを備える。突出部１２２ａは、第４の入子１２４の厚みの略半分の長さに形成されている。
第１の入子１２１及び第２の入子１２２は、焼き入れ材により形成されている。これにより、第１の入子１２１及び第２の入子１２２は、硬度が高くなり、溶湯の熱等による変形を抑制できる。

第３の入子１２３は、ボルト（図示無し）によって、第１の入子１２１と第２の入子１２２とに挟まれるように可動側金型本体１１の下部一側面１１３に固定される。これにより、第３の入子１２３は、硬度が高い第１の入子１２１と第２の入子１２２によって、矢印Ｔ側又はＢ側への変形やずれを防止できる。

第４の入子１２４について、図２を参照して説明する。
図２は、前記実施の形態に係る可動側金型１０の斜視図である。
図２では、可動側金型本体１１に第１の入子１２１、第２の入子１２２及び第３の入子１２３が固定され、第４の入子１２４が固定されていない状態を示している。
第４の入子１２４は、可動側金型本体１１の上部一側面１１４に配置される。第４の入子１２４は、第２の入子１２２の突出部１２２ａに係合する切り欠き部１２４ａを備え、可動側金型本体１１と第２の入子１２２に印籠嵌合によって固定される。これにより、第４の入子１２４は、矢印ＬＲ側の移動が可動側金型本体１１により規制され、矢印ＴＢ側の移動が可動側金型本体１１及び第２の入子１２２により規制される。

図１に戻って、固定側金型２０は、キャビティ５０の一部を形成する固定側入子２２と、この固定側入子２２を保持し、ダイキャストマシン（図示無し）に取り付けられる固定側金型本体２１と、を備える。
固定側金型本体２１は、固定側入子２２を保持するための略コの字形状の凹部２１０を備える。固定側金型本体２１は、可動側金型１０の可動側金型本体１１の可動側金型本体接合面１１ａと接合する固定側金型本体接合面２１ａを有する。また、固定側金型本体２１は、第１の入子１２１の先端と係合する第１の入子係合部２１ｂと、スライド型３０の先端と係合するスライド型係合部２１ｃと、を備える。
固定側入子２２は、ボルト（図示無し）によって、凹部２１０に固定される。

図２に示すように、スライド型３０は、ＬＲ軸上で互いに対向するように２つ設けられ、ダイキャストマシン（図示無し）のシリンダユニット（図示無し）によって、矢印Ｌ側から矢印Ｒ側及び矢印Ｒ側から矢印Ｌ側にそれぞれ挿入される。スライド型３０は、シリンダユニット（図示無し）に取り付けられる中子ベース３１と、中子ベース３１から互いに対向する方向に形成された中子３２と、を備える。
また、図１に示すように、スライド型３０は、空洞１１５において所定の位置まで挿入されと、その先端が可動側金型本体接合面１１ａから突出し、固定側金型本体２１のスライド型係合部２１ｃと係合する。これにより、溶湯が流入されたときの射出圧やサージ圧により、スライド型が拡がるのを防止できる。

鋳造用金型１は、可動側金型１０と固定側金型２０とが合体すると、可動側金型１０の第１の入子１２１、第２の入子１２２、第３の入子１２３及び第４の入子１２４と固定側金型２０の固定側入子２２とで４方が囲まれた空洞１１５が形成される。
鋳造用金型１は、この空洞１１５の両端からそれぞれスライド型３０が所定位置まで挿入され配置され、キャビティ５０を形成する。

次に、可動側金型１０の製造方法について説明する。
図３は、可動側金型１０の製造方法を説明する図である。（ａ）は、第１の入子１２１及び第２の入子１２２を可動側金型本体１１に固定する工程を説明する図である。
（ｂ）は、第３の入子１２３を可動側金型本体１１に固定する工程を説明する図である。
（ｃ）は、第４の入子１２４を可動側金型本体１１に配置する工程を説明する図である。

まず、図３（ａ）に示すように、可動側金型本体１１の位置１１１に、第１の入子１２１を配置し、可動側金型本体１１にボルト（図示無し）で固定する。これにより、可動側金型本体１１の空洞１１５を形成する側面１１ｂと、第１の入子１２１の空洞１１５を形成する面１２１ａとが略面一となる。
また、図３（ａ）に示すように、可動側金型本体１１の位置１１２に、第２の入子１２２を配置し、可動側金型本体１１にボルト（図示無し）で固定する。これにより、可動側金型本体１１の空洞１１５を形成する側面１１ｂと、第２の入子１２２の空洞１１５を形成する面１２２ｂとが略面一となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１の入子１２１及び第２の入子１２２の間の可動側金型本体１１の下部一側面１１３に、第３の入子１２３を配置し、可動側金型本体１１にボルト（図示無し）で固定する。これにより、可動側金型本体１１の空洞１１５を形成する底面１１ｃと、第３の入子１２３の空洞１１５を形成する面１２３ａとが略面一となる。

次に、図３（ｃ）に示すように、可動側金型本体１１の上部一側面１１４に第４の入子１２４を配置する。具体的には、第４の入子１２４の切り欠き部１２４ａを第２の入子１２２の突出部１２２ａに係合させ、可動側金型本体１１の上部一側面１１４に押し込み、第４の入子１２４を可動側金型本体１１と第２の入子１２２に印籠嵌合させる。これにより、第２の入子１２２の空洞１１５を形成する面１２２ｂと、第４の入子１２４の空洞１１５を形成する面１２４ｂとが略面一となる。

次に、鋳造用金型１によりキャビティを形成する手順について説明する。
図４は、鋳造用金型１によりキャビティを形成する手順を説明する図である。図４では、理解便宜のため、可動側金型１０と固定側金型２０とを異なる軸上に配置しているが、可動側金型１０と固定側金型２０とは同一軸上に配置されている。
まず、ダイキャストマシン（図示無し）は、シリンダユニット（図示無し）によって、空洞１１５の両端からスライド型３０を所定の位置まで挿入させる。
次に、ダイキャストマシンは、可動側金型１０を固定側金型２０側に移動させ、固定側入子２２の内部に第４の入子１２４を配置させ、第１の入子１２１の先端を第１の入子係合部２１ｂに係合させ、スライド型３０の先端をスライド型係合部２１ｃに係合させ、可動側金型本体１１の可動側金型本体接合面１１ａと固定側金型本体２１の固定側金型本体接合面２１ａとを接合させ、可動側金型１０と固定側金型２０とスライド型３０とを合体させる。これにより、可動側金型１０、固定側金型２０及びスライド型３０で囲まれたキャビティが形成される。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態の鋳造用金型１によれば、略Ｌ字形状のキャビティ５０を形成する可動側入子１２は、可動側金型本体１１の略Ｌ字形状の凹部１１０の底面に相当する位置１１１に配置される第１の入子１２１と、この第１の入子１２１に対面する位置１１２に配置される第２の入子１２２と、これら第１の入子１２１と第２の入子１２２の間に配置される第３の入子１２３と、可動側金型本体１１の略Ｌ字形状の凹部１１０の上部一側面１１４に配置される第４の入子１２４とを備えた。

これにより、略Ｌ字形状のキャビティ５０を形成する可動側入子１２を、キャビティ５０の形状に即して分割したので、第１の入子１２１〜第４の入子１２４それぞれの大きさを小さく、かつ一定の厚さに形成できるので、熱処理時に入子が歪むことを防止できる。また、熱処理時に均熱化されるので、均一な熱処理が施せる。
さらに、キャビティ５０が略Ｌ字形状であるが、この略Ｌ字形状に即して可動側入子１２を分割したので、分割された第１の入子１２１〜第４の入子１２４の組み付け精度を低下することなく、鋳造用金型１を形成できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供できる。

また、第２の入子１２２は、略Ｌ字形状のキャビティ５０のキャビティ上部一側面５１まで達しない長さであって、可動側金型本体１１の凹部１１０の上部一側面１１４以上に達する長さに形成された突出部１２２ａを備え、第４の入子１２４は、この突出部１２２ａに嵌合する切り欠き部１２４ａを備え、可動側金型本体１１と第２の入子１２２に印籠嵌合した。

これにより、第４の入子１２４は、切り欠き部１２４ａが第２の入子１２２の突出部１２２ａに係合するとともに、可動側金型本体１１と第２の入子１２２に印籠嵌合したので、キャビティ５０を形成する可動側入子１２のコーナー部分の組み付け精度を向上できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるとともに、分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型を提供できる。

また、本実施形態の鋳造用金型１の製造方法によれば、まず、可動側金型本体１１の略Ｌ字形状の凹部１１０の略Ｌ字形状の底面に相当する位置１１１及び位置１１１に対面する位置１１２に、第１の入子１２１及び第２の入子１２２をそれぞれ配置し可動側金型本体１１に固定する。次に、これら第１の入子１２１及び第２の入子１２２の間に第３の入子１２３を配置し可動側金型本体１１に固定する。そして、可動側金型本体１１の略Ｌ字形状の凹部１１０の上部一側面１１４に第４の入子１２４を配置する。

これにより、第１の入子１２１と第３の入子１２３、第２の入子１２２と第３の入子１２３及び第２の入子１２２と第４の入子１２４のように互いに隣接する入子を、一方の入子を可動側金型本体１１に固定してから他方の入子を可動側金型本体１１に固定又は配置したので、分割された可動側入子１２の組み付け精度が低下することを防止できる。
したがって、熱処理を均一に施すことができるように分割された入子の組み付け精度が低下することを防止できる鋳造用金型の製造方法を提供できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ 鋳造用金型
１１ 可動側金型本体
１１０ 凹部
１１１ 位置
１１２ 位置
１１４ 上部一側面
１２ 可動側入子
１２１ 第１の入子
１２２ 第２の入子
１２３ 第３の入子
１２４ 第４の入子
５０ キャビティ

Claims (3)

1. 略Ｌ字形状のキャビティを形成する入子と、該入子を保持する金型本体とを備えた鋳造用金型において、
   前記金型本体は、略Ｌ字形状の前記キャビティに即して分割された前記入子を保持するための略Ｌ字形状の凹部を備えており、
   前記入子は、
   略Ｌ字形状の前記凹部の底面に相当する位置に配置される第１の入子と、
   前記第１の入子に対面する位置に配置される第２の入子と、
   前記第１の入子と前記第２の入子の間に配置される第３の入子と、
   略Ｌ字形状の前記凹部の上部一側面に配置される第４の入子とを備え、
   前記第１の入子、前記第２の入子、前記第３の入子及び前記第４の入子のそれぞれが一定の厚さに形成されることを特徴とする鋳造用金型。
2. 前記第２の入子は、略Ｌ字形状の前記キャビティの上部一側面まで達しない長さであって、前記金型本体の略Ｌ字形状の前記凹部の上部一側面以上に達する長さに形成された突出部を備えており、
   前記第４の入子は、前記突出部に係合する切り欠き部を備え、前記金型本体と前記第２の入子に印籠嵌合することを特徴とする請求項１に記載の鋳造用金型。
3. 請求項１又は２に記載の鋳造用金型の製造方法において、
   前記凹部の略Ｌ字形状の底面に相当する位置及び該位置に対面する位置に、前記第１の入子及び前記第２の入子をそれぞれ配置し前記金型本体に固定する工程と、
   前記第１の入子及び前記第２の入子の間に前記第３の入子を配置し前記金型本体に固定する工程と、
   前記凹部の上部一側面に前記第４の入子を配置する工程とを備えることを特徴とする鋳造用金型の製造方法。

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