JP6068930B2 - ダイカスト用金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト用金型装置に関する。

従来より金属の鋳造方法として、ダイカスト鋳造が知られている。ダイカスト鋳造では、金型に形成されたキャビティに溶湯を高圧で導入し固化させることで製品を製造（鋳造）する。ダイカスト鋳造で用いられる金型は一般に耐強度に優れた鋼（例えばダイカスト金型用鋼）により形成される。また、溶湯としては例えばアルミニウムが用いられる。

金型には、キャビティ内のガスを外部に抜くためのガス抜き孔が形成されている場合がある（例えば特許文献１参照）。この場合、キャビティ内に溶湯を注入する際、キャビティ内のガスがガス抜き孔を通じてキャビティ外部に排出されるため、溶湯がキャビティ内のガスを巻き込んでガスを含んだ状態で固化されてしまうのを防止することができる。これにより、製品内部に鋳巣ができてしまうのを防止することができる。

特開平９−３０００５８号公報

ところで、溶湯は金型内（キャビティ）に高温状態で導入されるものであり、しかも同じ金属である金型（鋼）との親和性が高いため、溶湯が金型内へ導入されると金型が溶損してガス抜き孔が目詰まりを起こしてしまうおそれがある。特に、ガス抜き孔は溶湯がキャビティ外部に漏れ出さないようにするためにその孔径が非常に小さい寸法に設定されるため、金型がわずかに溶損しただけでもガス抜き孔が目詰まりを起こしてしまうおそれがある。この場合、目詰まりした部分を金型の補修や部品交換により元通りに直す作業が頻繁に発生し、大きな手間となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、長期間に亘ってキャビティ内のガス抜きを行うことが可能なダイカスト用金型装置を提供することを主たる目的とするものである。

上記課題を解決すべく、第１の発明のダイカスト用金型装置は、溶湯が導入されて製品の鋳造が行われるキャビティが形成された金型と、前記キャビティに露出した状態で前記金型に組み込まれた入れ駒と、を備え、前記入れ駒は、セラミックスにより形成され、前記キャビティ内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔を有していることを特徴とする。

本発明によれば、入れ駒がセラミックスにより形成され、その入れ駒にガス抜き孔が形成されている。セラミックスは耐熱性に優れ、しかも溶湯との親和性が金型と比べて低いため、キャビティに導入された溶湯により入れ駒が溶損するのを抑制でき、ひいてはガス抜き孔に目詰まりが生じるのを抑制できる。これにより、長期に亘ってキャビティ内のガス抜きを行うことができる。

また、セラミックスは成形性の面で金型（金属）よりも劣るが、入れ駒は金型の一部に局所的に組み込めばよいため、成形性の低下を抑制しながら上記の効果を得ることができる。

第２の発明のダイカスト用金型装置は、第１の発明において、前記ガス抜き孔は、前記キャビティで鋳造された製品を当該キャビティから取り出す際の取り出し方向と同方向に延びる向きで形成されていることを特徴とする。

ところで溶湯をキャビティに導入する際には、溶湯がガス抜き孔にも少なからず入り込むことが想定される。その場合、溶湯が固化されるとガス抜き孔に入り込んだ部分（以下、入り込み部分という）も固化されるため、固化された製品をキャビティから取り出す際には上記入り込み部分をガス抜き孔から取り出す必要がある。ここで通常、製品をキャビティから取り出す方向は所定方向に定められているため、ガス抜き孔がその所定方向と異なる方向に延びている場合は、製品をキャビティから取り出す際に上記入り込み部分がガス抜き孔で引っ掛かってしまい、当該入り込み部分周辺で製品の破損が生じるといった不具合が生じるおそれがある。この点本発明では、ガス抜き孔が製品の取り出し方向と同方向に延びているため、製品の取り出しに際し上記入り込み部分がガス抜き孔で引っ掛かるのを回避することができ、その結果上述の不具合を回避することができる。

第３の発明のダイカスト用金型装置は、第１又は第２の発明において、前記入れ駒には、前記ガス抜き孔が複数形成されており、前記各ガス抜き孔は、その流路断面積が、当該ガス抜き孔の長さ方向の途中位置を基準として一方側では小さく、他方側では大きくなっていることを特徴とする。

ところで、キャビティに導入される溶湯がガス抜き孔を通じて外部に漏れ出さないようにするためにはガス抜き孔の流路断面積を小さくする必要がある。これに対して、入れ駒を形成するセラミックスは金型（例えば鋼）と比べて加工性の点で劣るため、小さい流路断面積で孔を加工するのが難しい。そこで本発明では、この点に鑑みて、ガス抜き孔の流路断面積を、ガス抜き孔の長さ方向の途中位置を境に一方側では小さく、他方側では大きくしている。この場合、ガス抜き孔において流路断面積の小さい部分で溶湯の漏れを防止することができるとともに、流路断面積の小さい部分の長さを短くする（流路断面積の大きい部分の長さを長くする）ことでガス抜き孔の加工をし易くすることができる。

また、入れ駒の厚みを小さく設定すれば、入れ駒にガス抜き孔をその長さ方向（入れ駒の厚み方向）全域に亘って小さい流路断面積で形成することができるため、溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔の加工容易性との両効果を得ることは可能である。しかしながら、その場合入れ駒の耐強度を十分確保することが困難となり、キャビティへの溶湯導入時に入れ駒が破損する等の問題が発生するおそれがある。この点本発明によれば、入れ駒の厚みを大きく設定することができるため、入れ駒の耐強度を確保しつつ上述の効果を得ることができる。

第４の発明のダイカスト用金型装置は、第３の発明において、前記ガス抜き孔は、その流路断面積が、前記長さ方向の途中位置を基準として前記一方側である前記キャビティ側では小さく、前記他方側である前記キャビティとは反対側では大きくなっていることを特徴とする。

上記第３の発明において、ガス抜き孔の流路断面積の大きい部分をキャビティ側、流路断面積の小さい部分をキャビティ側とは反対側に設定した場合、溶湯をキャビティに注入した際に溶湯がガス抜き孔の流路断面積が大きい部分に入り込み易い。そのため、溶湯が固化した後、ガス抜き孔に入り込んだ部位を当該孔から取り除く等の作業が発生し易い。この点本発明では、流路断面積の小さい部分をキャビティ側、流路断面積の大きい部分をキャビティとは反対側に設定しているため、ガス抜き孔に溶湯が入り込みにくく上記のような煩わしい作業が発生するのを抑制することができる。

第５の発明のダイカスト用金型装置は、第１乃至第４のいずれかの発明において、前記金型は２つの金型部分を有しており、それら金型部分が組み合わせられることで前記キャビティが形成されており、前記キャビティは、前記２つの金型部分の対向部分の間に形成された対向空間部と、一方の金型部分に形成されるとともに前記対向空間部から他方の金型部分とは反対側に延びて袋状をなす袋状空間部とを有し、前記袋状空間部に前記ガス抜き孔が通じていることを特徴とする。

キャビティの一部に袋状の空間部が設けられている場合、キャビティへの溶湯の導入の際、その袋状空間部にガスが溜まり易い。この点本発明では、ガス抜き孔が袋状空間部に通じているため、袋状空間部からガスを効率よく外部に排出することができる。

第６の発明のダイカスト用金型装置は、第１乃至第５のいずれかの発明において、前記金型には、前記ガス抜き孔を介して前記キャビティと連通し当該キャビティ内のガスを吸引するための吸引用通路が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、キャビティへの溶湯の導入に際し、キャビティ内のガスを吸引用通路を介して吸引しながら排出することができる。これにより、キャビティ内のガスを単にガス抜き孔を通じて外部に排出する場合（大気開放する場合）と比べ、キャビティ内のガス抜きを促進させることができる。

第７の発明のダイカスト用金型装置は、第６の発明において、前記吸引用通路において前記入れ駒に面した空間部に当該入れ駒を冷却するための冷却水を供給する給水通路を備え、前記冷却水は、前記吸引用通路を介した前記キャビティ内のガス吸引に伴い前記空間部へ前記給水通路を通じて引き込まれることを特徴とする。

本発明によれば、キャビティへの溶湯導入時に、キャビティ内のガスが吸引されることで冷却水が吸引通路における入れ駒に面した空間部に引き込まれる。これにより、冷却水により入れ駒を冷却することができ、ひいては入れ駒を介して溶湯を冷却することができるため、キャビティ内のガス抜きの促進を図りながら溶湯の固化の促進を図ることができる。

また、冷却水を上記空間部に吸引によって引き込むようにしたため、冷却水を上記空間部に圧送する場合とは異なり、上記空間部において冷却水を空間外周部に沿って流すことができ、ひいては入れ駒に沿って流すことができる。このため、冷却水により入れ駒を効果的に冷却することができる。

ダイカスト装置の断面図。 可動側入れ子及びその周辺構成を示す断面図。 （ａ）が可動側入れ子及びその周辺構成の一部を示す平面図、（ｂ）が底面図である。 （ａ）が入れ駒の構成を示す平面図、（ｂ）が同構成を示す断面図である。 他の実施形態における可動側入れ子及びその周辺構成を示す断面図。 他の実施形態における入れ駒を示す図。 他の実施形態における入れ駒を示す図。

以下、金型装置の一実施の形態について説明する。この実施形態では、金型装置はダイカスト装置として具体化しており、このダイカスト装置がアルミニウムの鋳造製品を製造することを想定している。

図１に示すように、ダイカスト装置１０は、固定型１１と、可動型１２とを備える。可動型１２は、固定型１１に対して接近及び離間する方向（型開閉方向）に移動可能に設けられている。固定型１１と可動型１２とが一体的に組み合わせられて型閉状態となることにより、溶湯が注入される鋳造用空間としてキャビティ１３が形成される。

固定型１１は、固定母型１５と、固定側入れ子１６とを備える。固定母型１５は鋼製のブロック体よりなり、ダイカスト装置１０に設けられた固定型取付部（図示略）に取り付けられている。固定母型１５において可動型１２側を向く部分には、入れ子用の収容溝１８が形成されている。この収容溝１８に固定側入れ子１６が嵌まった状態で固定されている。なお、固定母型１５は、必ずしも鋼製である必要はなく、ダクタイル鋳鉄により形成してもよい。また、図１では、型閉状態にあるダイカスト装置１０を示している。

固定型１１には、キャビティ１３にアルミニウムの溶湯を注入する（鋳込む）ための湯口２２が形成されており、その湯口２２にはスリーブ２３が接続されている。スリーブ２３から溶湯が押し出されると、溶湯が湯口２２を通じて金型内に導かれる。

可動型１２は、可動母型２５と、可動側入れ子２６とを備える。可動母型２５は鋼製のブロック体よりなる。可動母型２５は、ダイカスト装置１０に設けられた可動型取付部（図示略）に取り付けられている。可動型取付部の駆動により可動母型２５は固定型１１に対して接近及び離間する方向（型開閉方向）に移動可能とされている。可動母型２５が固定型１１から離間する側へ移動することで型開きが行われ、可動母型２５が固定型１１に接近する側へ移動することで型閉じ動作が行われる。なお、可動母型２５は、必ずしも鋼製である必要はなく、ダクタイル鋳鉄により形成してもよい。

可動型１２には、キャビティ１３にアルミニウムの溶湯を注入する（鋳込む）ための湯道（ランナ）２１が形成されている。湯道２１には湯口２２から溶湯が導かれ、その導かれた溶湯が湯道２１よりキャビティ１３に注入される。また、可動型１２には、その他にキャビティ１３からあふれ出した溶湯を受け止めるためのオーバーフロー部等が設けられている。

可動型１２（具体的には可動母型２５及び可動側入れ子２６）には、キャビティ１３で鋳造（固化）された製品をキャビティ１３から取り出すべく製品を押し出すための押し出しピン（図示略）が設けられている。また、押し出しピンの押し出し方向（換言すると製品の取り出し方向）は型開閉方向と同方向とされている。

可動母型２５において固定型１１を向く部分には、入れ子用の収容溝２８が形成されている。この収容溝２８には、固定側入れ子１６と対をなす可動側入れ子２６が嵌まった状態で固定されている。固定側入れ子１６における可動型１２を向いた面（以下、合わせ面３２という）には可動型１２側に凸となる***部２９が形成されている。一方、可動側入れ子２６における固定型１１側を向く面（以下、合わせ面３３という）には***部２９を収容する収容凹部３０が形成されている。

型閉状態においては、可動側入れ子２６の合わせ面３３における収容凹部３０の周辺部分と、固定側入れ子１６の合わせ面３２における***部２９の周辺部分とが当接する構成となっている。両入れ子１６，２６は、上述のごとく合わせ面３２，３３同士が当接した状態にて、***部２９及び収容凹部３０が隙間を隔てて対向するように形成されている。このようにして形成される隙間３５により、上記キャビティ１３の大半が構成されている。なお、この隙間３５が対向空間部に相当する。

次に、可動側入れ子２６及びその周辺の構成について図２及び図３に基づいて説明する。なお、図２は可動側入れ子２６及びその周辺構成を示す断面図である。図３は（ａ）が同構成の一部を示す平面図、（ｂ）が底面図である。

図２及び図３に示すように、可動側入れ子２６は、耐熱鋼（ダイカスト金型用鋼）により形成されたブロック体からなる。可動側入れ子２６には、上述したように収容凹部３０が形成されている。収容凹部３０は、固定型１１側に開放された円板状をなしている。

可動側入れ子２６における収容凹部３０の底面３０ａには袋状凹部３６が形成されている。袋状凹部３６は、収容凹部３０の底面３０ａから固定型１１とは反対側に延びた袋状をなしており、この袋状凹部３６が袋状空間部に相当する。袋状凹部３６は、幅狭の空間部とされており、その横断面が略矩形形状をなし、より詳しくは長円形状をなしている。また、袋状凹部３６は、収容凹部３０の底面３０ａにおける略中央部に配置され、その深さ寸法が収容凹部３０よりも深く（大きく）なっている。そして、袋状凹部３６と上記隙間３５とにより（より詳しくは、後述するように入れ駒４０の凹み部４５をさらに含めて）キャビティ１３が構成されている。

なお、横断面とは、ダイカスト装置１０の型開閉方向と直交する方向の断面をいう。また、以下の説明では、袋状凹部３６の横断面における長手方向を袋状凹部３６の長さ方向といい、短手方向を袋状凹部３６の幅方向という。

可動側入れ子２６において固定型１１とは反対側の面には後述する押え部材４１を収容する収容凹部３８が形成されており、その収容凹部３８の底面には後述する入れ駒４０を収容する収容凹部３９が形成されている。収容凹部３８は、固定型１１とは反対側に向けて開放されており、袋状凹部３６の長さ方向に延びる柱状をなしている（図３（ｂ）参照）。収容凹部３９は、収容凹部３８の底面から固定型１１側に延びて袋状凹部３６に通じている。収容凹部３９は、袋状凹部３６の長さ方向に延びる長尺状（長円形状）をなしており、袋状凹部３６の底面全域と連続している。

収容凹部３９には入れ駒４０が収容されている。以下、入れ駒４０について図２及び図３に加え図４を用いながら説明する。なお、図４において（ａ）が入れ駒４０の構成を示す平面図であり、（ｂ）が同構成を示す断面図である。

入れ駒４０は、耐熱性に優れたセラミックスにより形成されており、具体的には窒化ケイ素（シリコンナイトライド）により形成されている。図２乃至図４に示すように、入れ駒４０は、所定の厚みを有して形成され、袋状凹部３６の長さ方向に延びる長尺状（長円形状）をなしている。具体的には、入れ駒４０は、収容凹部３９と同じ形状を有して形成されており、収容凹部３９に嵌まった状態で固定されている。

入れ駒４０は、収容凹部３９において、固定型１１側の面が袋状凹部３６に面した状態で配置されている。この場合、袋状凹部３６の底部全域に亘って入れ駒４０が配置されている。

入れ駒４０における固定型１１側の面には袋状凹部３６と連続するように凹み部４５が形成されている。凹み部４５は、袋状凹部３６の横断面形状（すなわち長円形状）と同じ形状をなしており、袋状凹部３６と位置合わせして配置されている。この場合、凹み部４５は、袋状凹部３６と隙間３５とともにキャビティ１３を構成している。なお詳細には、凹み部４５はその周縁部全域が円弧面となっている。

入れ駒４０には、キャビティ１３内のガスを外部に抜く（排出する）ための複数（具体的には４つ）のガス抜き孔４７が形成されている。ガス抜き孔４７は、入れ駒４０を厚み方向に貫通するように形成されており、ダイカスト装置１０の型開閉方向（換言すると押し出しピンの押出方向）と同方向に延びている。各ガス抜き孔４７は、入れ駒４０の長手方向に沿って所定の間隔（詳細には等間隔）で配置され、いずれも凹み部４５から後述する流体通路部５３へと延びている。

各ガス抜き孔４７はそれぞれ、長さ方向の途中位置を境として孔径が大小変化している。具体的には、ガス抜き孔４７は、長さ方向の途中位置よりもキャビティ１３側では孔径が小さくされた小径部４７ａとされており、当該途中位置よりもキャビティ１３とは反対側（換言すると固定型１１とは反対側）では孔径が大きくされた大径部４７ｂとされている。

具体的には、小径部４７ａはその孔径が０．１ｍｍに設定されている。これにより、キャビティ１３内に注入された溶湯が小径部４７ａ（ガス抜き孔４７）を通じて外部に漏れ出すことが防止されている。なお、小径部４７ａの孔径は必ずしも０．１ｍｍとする必要はなく、０．２ｍｍ以下であれば溶湯の漏れ出しを防止することができる。なお、溶湯の漏れ出しを確実に防止する上では、小径部４７ａの孔径を０．０５〜０．１ｍｍとするのが望ましい。

ガス抜き孔４７において小径部４７ａの長さ寸法は大径部４７ｂの長さ寸法よりも小さくされている。詳しくは、小径部４７ａの長さ寸法は１ｍｍに設定されている。一般に、セラミックスは鋼と比べて加工性が劣るため、入れ駒４０に径の小さい孔加工を行うことは難しい。この点、本実施形態では、ガス抜き孔４７のうち小径部４７ａの長さ寸法をできるだけ短くすることで、小径部４７ａの孔加工を可能としている。

可動側入れ子２６の収容凹部３８には、入れ駒４０を押さえるための押え部材４１が収容されている。押え部材４１は鋼製のブロック材により形成されており、収容凹部３８に収容された状態で可動側入れ子２６にボルト４８により固定されている。具体的には、押え部材４１には、ボルト４８を挿通するための一対の挿通孔部４９が形成され、可動側入れ子２６にはそれら各挿通孔部４９に対応する位置にそれぞれ固定孔部５１が形成されている。そして、押え部材４１の各挿通孔部４９にそれぞれボルト４８が挿通され、それらのボルト４８が可動側入れ子２６の各固定孔部５１にそれぞれねじ込まれている。

押え部材４１において入れ駒４０との対向面４１ａには凹状の流体通路部５３が形成されている。流体通路部５３は、各ガス抜き孔４７に跨がって延びる長尺状をなしており、各ガス抜き孔４７にそれぞれ通じている。なお、この流体通路部５３が、吸引用通路において入れ駒４０に面した空間部に相当する。

押え部材４１の上記対向面４１ａには、流体通路部５３を囲むように環状をなす溝部５４が形成されている。溝部５４にはシール部材としてのＯリング５５が配設されている。Ｏリング５５は、押え部材４１の対向面４１ａと可動側入れ子２６との間に挟み込まれた状態で設けられている。これにより、流体通路部５３の気密性が保たれている。

押え部材４１には、流体通路部５３に通じる流体通路５７が形成されている。流体通路５７は、押え部材４１における固定型１１とは反対側の面で開放され、その開放部分が接続口５８となっている。接続口５８には、ガス抜き用配管６１が接続されている。このガス抜き用配管６１と流体通路５７と流体通路部５３とにより吸引用通路が構成されている。

ガス抜き用配管６１は、吸引機器としての真空ポンプ（図示略）に接続されており、真空ポンプを駆動させることでガス抜き用配管６１を介して流体通路部５３を負圧にすることが可能となっている。これにより、キャビティ１３内のガスをガス抜き孔４７を通じて流体通路部５３に引き込み、その後ガス抜き用配管６１を通じて外部に排出できるようになっている。

ガス抜き用配管６１の内側には、流体通路部５３へ冷却水を供給するための給水配管６２が配設されている。この場合、ガス抜き用配管６１と給水配管６２とは内外二重に配された二重管として構成されている。給水配管６２は、その一端側がガス抜き用配管６１の端部開口から延出して流体通路部５３まで延びている。また、給水配管６２は、その他端側の途中でガス抜き用配管６１の外に引き出され、その他端部が冷却水が蓄えられた水タンク（図示略）に接続されている。なお、これらの配管６２，６３は可動母型２５に形成された挿通孔５９を通じてダイカスト装置１０外部に引き出されている。

かかる構成において、真空ポンプの駆動により流体通路部５３が負圧とされると、それに伴い水タンクより冷却水が給水配管６２を通じて流体通路部５３に引き込まれる。これにより、その冷却水により入れ駒４０が冷却され、ひいては入れ駒４０を介してキャビティ１３内に導入された溶湯が冷却される。つまり本実施形態では、真空ポンプの駆動によって、キャビティ１３内のガス抜きと、キャビティ１３に導入された溶湯の冷却とが併せて行われるようになっている。なお、冷却水は、流体通路部５３に供給された後、ガスとともにガス抜き用配管６１を通じて外部に排出される。

次に、上述したダイカスト装置１０を用いてアルミニウム製品の鋳造を行う際の作用について説明する。

鋳造に際しては、ダイカスト装置１０を型閉状態としてキャビティ１３を形成する。そして、その型閉状態で、溶湯をスリーブ２３から湯口２２に押し出して湯道２１からキャビティ１３に注入する。

溶湯のキャビティ１３への注入に際しては真空ポンプを駆動させる。これにより、キャビティ１３内のガスがガス抜き孔４７を通じて流体通路部５３に引き込まれ、その後ガス抜き用配管６１を通じてダイカスト装置１０外部に排出される。この場合、溶湯の注入に際し溶湯がキャビティ１３内のガスを巻き込んでしまうのを防止することができ、その結果固化された溶湯（製品）内部に鋳巣が発生するのを防止することができる。

また、真空ポンプの駆動に伴い、水タンクから冷却水が流体通路部５３に導入される。これにより、導入された冷却水により入れ駒４０を介して溶湯が冷却され、溶湯の固化が促進される。また、流体通路部５３を負圧とすることで冷却水を同通路部５３に引き込むようにしているため、冷却水を流体通路部５３に圧送する場合とは異なり、冷却水を流体通路部５３において通路外側に沿って、すなわち入れ駒４０（における流体通路部５３への露出面）に沿って流すことができる。そのため、冷却水により入れ駒４０を効果的に冷却することができる。

キャビティ１３内に溶湯を注入してから所定の冷却期間が経過すると、溶湯が固化して製品Ｘが鋳造される。その後、可動型１２を固定型１１に対して離間させてダイカスト装置１０を型開状態とする。この際、製品Ｘは、可動型１２の移動に伴い、可動側入れ子２６の収容凹部３０と袋状凹部３６とに入り込んだ状態で固定型１１から離間する側に移動する。その後、可動型１２に設けられた押し出しピン（図示略）により製品Ｘを固定型１１側に押し出す。これにより、製品Ｘが可動側入れ子２６の収容凹部３０等から取り出される。

ところで、溶湯のキャビティ１３への導入時には溶湯がガス抜き孔４７にも少なからず入り込むことが想定される。その場合、溶湯が固化するとその入り込んだ部分（以下、入り込み部分という）も固化されるため、固化された製品Ｘの取り出しに際しその入り込み部分をガス抜き孔４７から引き出す必要がある。ここで本実施形態では、ガス抜き孔４７が押し出しピン（図示略）の押し出し方向（製品Ｘの取り出し方向）と同方向に延びているため、製品Ｘの取り出しに際し上記入り込み部分がガス抜き孔４７で引っ掛かってしまうのを回避することができ、ひいては引っ掛かりに伴い当該入り込み部分周辺で製品Ｘの破損が生じる等の不具合が生じるのを回避することができる。

なお、鋳造後、製品Ｘは袋状凹部３６で形成されたリブ部分の底面（シール面）が切削加工等が施されることにより滑らかに仕上げられる。

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。

キャビティ１３に面した状態でセラミックス製の入れ駒４０を可動型１２（具体的には可動側入れ子２６）に組み込み、その入れ駒４０にキャビティ１３内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔４７を形成した。セラミックスは耐熱性に優れ、しかも溶湯との親和性が金型（鋼）と比べて低いため、キャビティ１３に導入された溶湯により入れ駒４０が溶損するのを抑制することができ、ひいてはガス抜き孔４７に目詰まりが生じるのを抑制することができる。これにより、長期に亘ってキャビティ１３内のガス抜きを行うことができる。

また、セラミックスは成形性の面で金型（金属）よりも劣るが、入れ駒４０は可動型１２の一部に局所的に組み込めばよいため、成形性の低下を抑制しながら上記の効果を得ることができる。

ガス抜き孔４７について、その孔径（換言すると流路断面積）を当該ガス抜き孔４７の長さ方向の途中位置を基準としてキャビティ１３側では小径に（小さく）、キャビティ１３とは反対側では大径に（大きく）設定した。これにより、小径部４７ａで溶湯の漏れを防止することができるとともに、小径部４７ａの長さを短くする（換言すると大径部４７ｂの長さを長くする）ことでガス抜き孔４７の加工をし易くすることができる。

また、入れ駒４０の厚みを小さく設定すれば、入れ駒４０にガス抜き孔４７をその長さ方向（入れ駒の厚み方向）全域に亘って小さい孔径で形成することができるため、溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔４７の加工容易性との両立を図ることは可能である。しかしながら、その場合入れ駒４０の耐強度を十分確保することが困難となり、キャビティ１３への溶湯導入時に入れ駒４０が破損する等の問題が発生するおそれがある。この点上述の構成によれば、入れ駒４０の厚みを大きくすることができるため、入れ駒４０の耐強度を確保しつつ上述した両効果を得ることができる。

大径部４７ｂ及び小径部４７ａのうち、小径部４７ａをキャビティ１３側に配置したため、ガス抜き孔４７に溶湯を入り込みにくくすることができる。これにより、溶湯が固化した（製品が鋳造された）後、ガス抜き孔４７に入り込んで固化された部分を製品から取り除く等の煩わしい作業が発生するのを抑制することができる。

可動型１２（具体的には可動側入れ子２６）に、キャビティ１３において固定型１１と可動型１２とが対向する対向部分の隙間３５から固定型１１とは反対側に延びて袋状をなす袋状凹部３６を形成し、その袋状凹部３６にガス抜き孔４７を通じさせた。この場合、ガスの溜まり易い袋状凹部３６にガス抜き孔４７が通じているため、袋状凹部３６からガスを効率よく外部に排出することができる。また、袋状凹部３６が幅狭に形成されている上記の構成では、特に袋状凹部３６にガスが溜まり易く、袋状凹部３６にガス抜き孔４７を通じさせたことの意義は大きい。

さらに、上記実施形態では、製品Ｘの鋳造後、袋状凹部３６に形成されたリブ部分の底面を切削加工等を施すことで滑らかに仕上げているため、袋状凹部３６に導入された溶湯にガスが巻き込まれて固化されると、切削加工等の際、リブ部分内部の鋳巣が加工面（シール面）に露出し不良品となってしまうおそれがある。この点、袋状凹部３６にガス抜き孔４７を通じさせることで、かかる不良品が発生するのを抑制することができる。

可動型１２（具体的には押え部材４１）に、ガス抜き孔４７を介してキャビティ１３と連通しキャビティ１３内のガスを吸引するための吸引用通路（具体的には流体通路５７及びガス抜き用配管６１）を設けたため、キャビティ１３への溶湯の導入に際し、キャビティ１３内のガスを吸引用通路を介して吸引しながら排出することができる。これにより、キャビティ１３内のガスを単にガス抜き孔４７を通じて外部に排出する場合（つまり大気開放する場合）と比べ、キャビティ１３内のガス抜きを促進させることができる。

入れ駒４０に面した流体通路部５３に冷却水を供給する給水配管６２を設け、ガス抜き用配管６１を介したキャビティ１３内のガス吸引に伴い流体通路部５３に冷却水を給水配管６２を通じて引き込むようにした。これにより、冷却水により入れ駒４０を冷却することができ、ひいては入れ駒４０を介して溶湯を冷却することができるため、キャビティ１３内のガス抜きの促進を図りながら溶湯の固化の促進を図ることができる。

本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

（１）上記実施形態では、キャビティ１３内のガスをガス抜き孔４７を通じて排出するにあたり真空ポンプの駆動によるガス吸引を行ったが、かかる吸引を行わないでガスを排出するようにしてもよい。つまり、図５に示すように、可動型１２においてキャビティ１３をガス抜き孔４７を通じて外部に開放させるだけの構成としてもよい。同図５では、上記実施形態とは異なり、押え部材６５に流体通路部５３が設けられておらず、その代わりに各ガス抜き孔４７にそれぞれ対応させて複数の孔部６６が設けられている。これらの孔部６６はそれぞれ押え部材６５を貫通するように形成され、対応する各々のガス抜き孔４７をダイカスト装置１０の外部に開放している。

かかる構成では、溶湯がキャビティ１３へ注入されると、キャビティ１３内のガスが溶湯に押しやられるようにしてガス抜き孔４７及び孔部６６を通じて外部に排出される。このため、かかる構成においても、キャビティ１３への溶湯の注入に際し溶湯にキャビティ１３内のガスが巻き込まれるのを防止することができ、製品内部に鋳巣が発生するのを防止することができる。

（２）上記実施形態では、入れ駒４０を長尺状に形成したが、入れ駒の形態（形状）は必ずしもこれに限定されない。図６に入れ駒の別形態を示す。図６（ａ）及び（ｂ）に示す入れ駒７１は円柱状に形成されており、具体的には外径の異なる大径部７１ａ及び小径部７１ｂを有している。

入れ駒７１には、軸線方向に貫通するようにガス抜き孔７２が形成されている。ガス抜き孔７２は、入れ駒７１における軸線方向の一端側（大径部７１ａ側）で開放された大径部７２ａと、大径部７２ａから入れ駒７１の軸線方向の他端まで延びる複数の小径部７２ｂとを有する。すなわち、本例のガス抜き孔７２では、一の大径部７２ａに対して複数の小径部７２ｂが設けられている。

大径部７２ａは、入れ駒７１の軸線方向ほぼ全域に亘って延びている。これにより、本実施形態では、入れ駒７１における大径部７２ａの孔底（換言すると軸線方向における大径部７２ａの他端）から入れ駒７１の軸線方向の他端までの部分７３について、その厚みが１ｍｍとなっている。

入れ駒７１の上記部分７３には、上記複数（具体的には８つ）の小径部７２ｂが形成されている。各小径部７２ｂは、上記部分７３を厚み方向に貫通するように形成されている。各小径部７２ｂはそれぞれその孔径が０．１ｍｍに設定されている。各小径部７２ｂは、入れ駒７１の中心軸を中心とする大小２つの同心円Ｃ１、Ｃ２上に並べて配置されている。具体的には、小径部７２ｂは各同心円Ｃ１、Ｃ２上にそれぞれ４つずつ９０°間隔で配置され、それら各同心円Ｃ１、Ｃ２上の４つの小径部７２ｂ同士は互いに４５°ずらして配置されている。この場合、所定範囲に複数の小径部７２ｂを密集させて配置し易い。

ここで、小径部７２ｂは溶湯のキャビティ１３からの漏れ出しを防止するためにその孔径を小さくせざるをえない一方、キャビティ１３内のガス抜きを十分に行うためにはガス抜き孔７２の流路断面積をある程度確保しなければならない。そこで本例では、入れ駒７１に複数の小径部７２ｂを設けるようにしている。このように複数の小径部７２ｂを設けるにあたり、上述のように各小径部７２ｂを密集させて配置すれば、入れ駒７１の小型化を図ることができるため、溶湯のキャビティ１３への（高圧）注入時に入れ駒７１に過大な荷重が加わるのを抑制でき、入れ駒７１が破損する等の不具合が生じるのを抑制できる。

上記の入れ駒７１は、例えば図６（ｃ）に示すように、底部が平坦状をなすキャビティ７５のガス抜きに用いることが考えられる。同図６（ｃ）では、キャビティ７５の底面を形成する金型７６に当該金型７６を貫通する挿通孔部７７が形成されており、その挿通孔部７７に入れ駒７１が挿通されている。この場合、入れ駒７１は挿通孔部７７に嵌合されることで固定されている。また、入れ駒７１は、小径部７２ｂをキャビティ７５側に向けて配置されている。この場合にも、キャビティ７５内のガスをガス抜き孔７２を通じて排出することができる。また、入れ駒７１を金型７６において複数箇所に設けてもよい。

また、図７に示すように、入れ駒８１を短尺状の円柱状に形成してもよい。この入れ駒８１にも、上記入れ駒７１と同様に、軸線方向に貫通するガス抜き孔８２が形成され、そのガス抜き孔８２が大径部８２ａと複数の小径部８２ｂとを有している。

（３）上記実施形態では、ガス抜き孔４７の孔径をガス抜き孔４７の長さ方向の途中位置を境に大小変化させたが、ガス抜き孔４７の孔径を上記長さ方向全域に亘って同じとしてもよい。例えば、ガス抜き孔４７の孔径を長さ方向全域に亘って０．１ｍｍとすることが考えられる。また、上記実施形態では、一の入れ駒４０に複数のガス抜き孔４７を設けたが、一の入れ駒４０にガス抜き孔４７を１つだけ設けてもよい。

（４）上記実施形態では、ガス抜き孔４７の大径部４７ｂ及び小径部４７ａのうち、小径部４７ａをキャビティ１３側に配置したが、大径部４７ｂをキャビティ１３側に配置してもよい。この場合でも、キャビティ１３からの溶湯の漏れ防止と、ガス抜き孔４７の加工容易性との両立を図ることができる。

（５）上記実施形態では、ガス抜き孔４７を円形状に形成したが、長孔形状や四角形状等その他の形状で形成してもよい。

（６）上記実施形態では、入れ駒４０を形成するセラミックスとして窒化ケイ素を用いたが、コージライトや単価ケイ素等、その他のセラミックスを用いてもよい。

（７）上記実施形態では、溶湯としてアルミニウムを用いた場合を説明したが、溶湯としてアルミニウム以外の金属（例えば、亜鉛、マグネシウム、銅、鉛、錫、これらの合金等）を用いてもよい。

１０…ダイカスト装置、１１…金型部分としての固定型、１２…金型部分としての可動型、１３…キャビティ、３５…対向空間部としての隙間、３６…袋状空間部としての袋状凹部、４０…入れ駒、４７…ガス抜き孔、５３…空間部としての流体通路部、６１…ガス抜き用配管、６２…給水配管。

Claims (5)

1. 溶湯が導入されて製品の鋳造が行われるキャビティが形成された金型と、
   前記キャビティに面した状態で前記金型に組み込まれた入れ駒と、
   を備え、
   前記入れ駒は、セラミックスにより形成され、前記キャビティ内のガスを外部に排出するためのガス抜き孔を複数有しており、
   前記各ガス抜き孔は、当該ガス抜き孔の長さ方向の途中位置よりも前記キャビティ側では孔径が小さくされた小径部とされており、当該途中位置よりも前記キャビティとは反対側では孔径が大きくされた大径部とされており、
   前記小径部の長さ寸法は前記大径部の長さ寸法よりも小さくされていることを特徴とするダイカスト用金型装置。
2. 前記各ガス抜き孔は、前記キャビティで鋳造された製品を当該キャビティから取り出す際の取り出し方向と同方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用金型装置。
3. 前記金型は２つの金型部分を有しており、それら金型部分が組み合わせられることで前記キャビティが形成されており、
   前記キャビティは、前記２つの金型部分の対向部分の間に形成された対向空間部と、一方の金型部分に形成されるとともに前記対向空間部から他方の金型部分とは反対側に延びて袋状をなす袋状空間部とを有し、
   前記袋状空間部に前記各ガス抜き孔が通じていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイカスト用金型装置。
4. 前記金型には、前記各ガス抜き孔を介して前記キャビティと連通し当該キャビティ内のガスを吸引するための吸引用通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダイカスト用金型装置。
5. 前記吸引用通路において前記入れ駒に面した空間部に当該入れ駒を冷却するための冷却水を供給する給水通路を備え、
   前記冷却水は、前記吸引用通路を介した前記キャビティ内のガス吸引に伴い前記空間部へ前記給水通路を通じて引き込まれることを特徴とする請求項４に記載のダイカスト用金型装置。

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