(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有し、その中空部の周壁の肉厚が当該中空部の軸線方向に沿って異なる筒状部を備えた鋳造品を成形するための方法であって、
前記中空部を形成する柱状中子を、その中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において薄肉部分に対応する部分よりも小となるように形成し、
前記金型を型締めして前記柱状中子を前記鋳造品成形のためのキャビティ内へ突出させた状態で当該キャビティ内に金属溶湯を充填した後、少なくとも前記中空部の内周壁の前記金属溶湯が凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去することを特徴とするダイカスト鋳造方法。
【請求項２】
中空部を有し、その中空部の周壁の肉厚が当該中空部の軸線方向に沿って異なる筒状部を備えた鋳造品を成形するための装置であって、
前記鋳造品を鋳造するためのキャビティを形成する金型と、
前記中空部を形成するために、前記金型にその型締め状態で前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において肉薄部分に対応する部分よりも小となるように形成された柱状中子と、
前記金型の型締め、型開きを行う型駆動機構と、
型締めされた前記金型の前記キャビティ内に金属溶湯を射出する射出機構とを具備し、
前記型駆動機構は、前記射出機構により前記キャビティ内に金属溶湯が充填された後、少なくともその金属溶湯が前記中空部の内周壁で凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去するように構成されていることを特徴とするダイカスト鋳造装置。
【請求項３】
基体に中空部を有する筒状部を突出形成し、その中空部の周壁の肉厚が前記基体との接合部分において厚肉な鋳造品を成形するための方法において、
前記中空部を形成する柱状中子を、その中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、当該中空部の周壁の前記基体との接合部分での厚肉部分に対応する部分において他の部分よりも小となるように形成し、
前記金型を型締めして前記柱状中子を前記鋳造品成形のためのキャビティ内へ突出させた状態で当該キャビティ内に金属溶湯を充填した後、少なくとも前記中空部の内周壁で前記金属溶湯が凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去することを特徴とするダイカスト鋳造方法。
【請求項４】
基体に中空部を有する筒状部を突出形成し、その中空部の周壁の肉厚が前記基体との接合部分において厚肉な鋳造品を成形するための方法において、
前記鋳造品を成形するためのキャビティを形成する金型と、
前記中空部を形成するために、前記金型にその型締め状態で前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、当該中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において他の部分よりも小となるように形成した柱状中子と、
前記金型の型締め、型開きを行う型駆動機構と、
型締めされた前記金型の前記キャビティ内に金属溶湯を射出する射出機構とを具備し、
前記型駆動機構は、前記金型を型締め状態で、前記射出機構により前記キャビティ内に金属溶湯が充填された後、少なくともその金属溶湯が前記中空部の内周壁で凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去するように構成されていることを特徴とするダイカスト鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空部を有する筒状部を備えた鋳造品を製造する場合に、中空部の周壁に肉厚の変化があっても、軸線方向各部の内径寸法に変化のない真っ直ぐな中空部を形成することが可能なダイカスト鋳造方法及びダイカスト鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミダイカスト鋳造などにおいて、鋳造品に孔（中空部）を有した筒状部を形成する場合、従来の鋳造技術では、孔を形成するための柱状中子に抜き勾配を設けていた。これは、溶融アルミが凝固する際の収縮による締め付け力の発生によって柱状中子が鋳造品の筒状部から抜けなくなることを防止するため、必ず必要なものとされていた。そして、柱状中子に抜き勾配が設けられたものでは、孔もテーパ状になるため、テーパのない、真っ直ぐな孔にするには、孔の内周を切削加工して軸線方向の全体について同一内径にする必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、ダイカスト鋳造において、後加工を行わず、鋳放し状態のままで精密機械加工と同等或いはそれ以上の精度を確保し、鋳造後の切削や孔明けなどの機械加工工程を不要とする製造技術が求められている。
【０００４】
この要求に対処するために、柱状中子に抜き勾配を設けず、この柱状中子を金属溶湯が凝固収縮を開始する前に鋳造品から抜去するようにする技術が開発された。これによれば、金属溶湯の凝固前に柱状中子を抜去するので、柱状中子に金属溶湯の凝固時の収縮力が作用せず、柱状中子を鋳造品から容易に抜去することができると共に、柱状中子によって形成される孔は抜き勾配のない、真っ直ぐなものになり、鋳放し状態のままでも高精度の孔を形成することができる、というものである。
【０００５】
しかしながら、鋳造品に孔（中空部）を有した筒状部を形成する場合、その筒状部の周壁の肉厚は部分部分で異なることが多い。肉厚が厚い部分ではそれだけ金属溶湯の縮み代も大きくなるため、厚肉部分の孔の内周部が外側方向に引っ張られて広がる。従って、従来の抜き勾配を必要とする鋳造方法とは異なるにしても、抜き勾配のない太さ（外径）が一定の柱状中子を用いた場合、中空部の周壁の肉厚が部分部分で異なると、その影響を受けて内径寸法が変化し、真っ直ぐな高精度の孔を形成することが困難であった。
【０００６】
例えば、図６に示すような鋳造品１は、板状の基体２に、大径孔部４と小径孔部５とからなる段付孔６を有した円錐台状の筒状部３を突設しているが、この鋳造品１の大径孔部４の周壁は根元側（基体２側）で厚肉となっているため、柱状中子のうち、大径孔部４を形成する部分の外径（太さ）を一定にすると、大径孔部４が図６に二点鎖線で示すように、厚肉な根元側に向かって漸次径大となる勾配のついた孔になってしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、孔の周壁の肉厚が部分的に異なっても、実質的に真っ直ぐな中空部を形成することができるダイカスト鋳造方法及びダイカスト鋳造装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来のダイカスト鋳造において、鋳造品に中空部を形成するための柱状中子に抜き勾配を設ける理由は、金属溶湯の凝固時の収縮に起因する締付け力の発生により柱状中子が鋳造品から抜けなくなることを防止するためであった。これに対し、本発明者は、金属溶湯の凝固収縮前の半凝固状態、より具体的には鋳造品の表面部においては凝固状態であるが内部については未だ融体である時点で、鋳造品と柱状中子とを離脱させるようにすれば、収縮に起因する締付け力の発生がほとんどなく、中子の抜き勾配を零としても抜き出しが可能であることを確認し、特願平９―２７４４８２号として出願した。更に、本発明者はその後の研究により、鋳造品の筒状部の中空部を形成する場合、その周壁の肉厚が部分的に変化する場合、柱状中子を、中空部の軸方向と直交する方向の大きさ（以下、太さ）が厚肉部分において薄肉部分よりも小さくなるように形成すると、厚肉部分の内周部が厚肉部分の凝固に伴って外側に引っ張られて広がることにより、その厚肉部分の内側の大きさが薄肉部分のそれと同等になることを確認した。
【０００９】
以上のことから、請求項１のダイカスト鋳造方法は、中空部を有し、その中空部の周壁の肉厚が当該中空部の軸線方向に沿って異なる筒状部を備えた鋳造品を成形するための方法であって、前記中空部を形成する柱状中子を、その中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において薄肉部分に対応する部分よりも小となるように形成し、前記金型を型締めして前記柱状中子を前記鋳造品成形のためのキャビティ内へ突出させた状態で当該キャビティ内に金属溶湯を充填した後、少なくとも前記中空部の内周壁の前記金属溶湯が凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２のダイカスト鋳造装置は、中空部を有し、その中空部の周壁の肉厚が当該中空部の軸線方向に沿って異なる筒状部を備えた鋳造品を成形するための装置であって、前記鋳造品を鋳造するためのキャビティを形成する金型と、前記中空部を形成するために、前記金型にその型締め状態で前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において肉薄部分に対応する部分よりも小となるように形成された柱状中子と、前記金型の型締め、型開きを行う型駆動機構と、型締めされた前記金型の前記キャビティ内に金属溶湯を射出する射出機構とを具備し、前記型駆動機構は、前記射出機構により前記キャビティ内に金属溶湯が充填された後、少なくともその金属溶湯が前記中空部の内周壁で凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３のダイカスト鋳造方法は、基体に中空部を有する筒状部を突出形成し、その中空部の周壁の肉厚が前記基体との接合部分において厚肉な鋳造品を成形するための方法において、前記中空部を形成する柱状中子を、その中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、当該中空部の周壁の前記基体との接合部分での厚肉部分に対応する部分において他の部分よりも小となるように形成し、前記金型を型締めして前記柱状中子を前記鋳造品成形のためのキャビティ内へ突出させた状態で当該キャビティ内に金属溶湯を充填した後、少なくとも前記中空部の内周壁で前記金属溶湯が凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４のダイカスト鋳造装置は、基体に中空部を有する筒状部を突出形成し、その中空部の周壁の肉厚が前記基体との接合部分において厚肉な鋳造品を成形するための方法において、前記鋳造品を成形するためのキャビティを形成する金型と、前記中空部を形成するために、前記金型にその型締め状態で前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記中空部の軸線方向と直交する方向の大きさが、当該中空部の周壁の厚肉部分に対応する部分において他の部分よりも小となるように形成した柱状中子と、前記金型の型締め、型開きを行う型駆動機構と、型締めされた前記金型の前記キャビティ内に金属溶湯を射出する射出機構とを具備し、前記型駆動機構は、前記金型を型締め状態で、前記射出機構により前記キャビティ内に金属溶湯が充填された後、少なくともその金属溶湯が前記中空部の内周壁で凝固し始めたときに、前記柱状中子を前記筒状部から抜去するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
以上のようなダイカスト鋳造方法及び鋳造装置によれば、鋳造品を取出すにあたっては、金属溶湯の凝固収縮前の半凝固状態にて、柱状中子が鋳造品から抜去されるので、抜き勾配がなくとも、柱状中子を容易に抜去することができる。しかも、柱状中子の太さが筒状部の厚肉部分で小さく（細く）なっているので、その後に厚肉部分で未凝固の金属溶湯が凝縮して内周部を外側に引っ張られることにより、当該部分の中空部の大きさが他の部分とほぼ同じとなり、その結果、中空部は軸線方向と直交する方向の大きさが各部について同等となり、真っ直ぐな高精度の中空部となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、送風ファンのケーシングに用いられるブラケットの鋳造に適用した一実施例について、図１ないし図１２を参照しながら説明する。
まず、図６ないし図８は、本実施例においてダイカスト鋳造される鋳造品たるブラケット１の構成を示している。このブラケット１は、例えばアルミニウム合金から構成され、ほぼ板状をなす基体２と、この基体２の中央部分に突設された円錐台状をなす筒状部３とを一体的に備えている。この筒状部３は、内部に、根元側（基体２側）の径大孔部４と先端側の径小孔部５とからなる中空部としての段付孔部６を有しており、この段付孔部６は両端が開口し、その軸線は基体２と直交している。
【００１５】
上記ブラケット１を鋳造するためのダイカスト鋳造装置７の構成について、以下述べる。図４は、本実施例に係るダイカスト鋳造装置７の全体の外観を概略的に示しており、このダイカスト鋳造装置７は、ベース８上に、図で右端部に位置して固定盤９を設けると共に、左端部にサポート１０を設け、これら固定盤９とサポート１０との間に架設したガイドポスト１１に可動盤１２を固定盤９に対して接離方向（左右方向）に移動可能に設けている。
【００１６】
そして、固定盤９に固定型１３を取り付けると共に、可動盤１２に可動型１４を取り付け、これら固定型１３と可動型１４とで、ブラケット１１を鋳造する金型１５が構成されている。また、前記可動盤１２（可動型１４）は、シリンダ１６やトグルリンク機構１７等からなる型駆動機構１８により移動され、もって型締め、型開きが行われるようになっている。なお、このダイカスト鋳造装置７には、前記金型１５に離型剤を噴霧塗布するための図示しないスプレー装置も設けられている。
【００１７】
ダイカスト鋳造装置７は、固定盤９に隣接して、金型１５に金属溶湯を射出充填するための射出機構１９を備えている。この射出機構１９は、図５に示すように、前記固定型１３の下端部の鋳込口２０に先端が接続され、図示右方に延びる射出スリーブ２１と、この射出スリーブ２１内を摺動しながら前進、後退するプランジャ２２と、このプランジャ２２を可変速で往復動させる図示しない駆動装置を備えている。そして、図４に示すように、金属（アルミニウム合金）の溶湯をほぼ一定温度（例えば６６０℃）に保持する溶湯保持炉２３を備えると共に、その溶湯保持炉２３内の金属溶湯を、前記射出スリーブ２１の給湯口２１ａ（図４参照）から所定量ずつ内部に注ぎ込む自動給湯装置２４を備えている。
【００１８】
ここで、前記金型１５部分の構成について、図１ないし図３を参照して詳述する。図３は型締め状態の金型１５を縦断して示している。同図に示すように、前記固定型１３は、矩形ブロック状をなすホルダ２５の中央の矩形状の凹所内に型材２６を嵌合固定して構成されている。一方、前記可動型１４も、矩形ブロック状をなすホルダ２７の中央の矩形状の凹所内に同様の型材２８を嵌合固定して構成されている。
【００１９】
そして、金型１５の型締め状態においては、前記型材２６と型材２８との間に、ブラケット１の外形に対応したキャビティ２９が形成されると共に、そのキャビティ２９内に溶湯を導くための湯道３０が上下方向に延びて形成されるようになっている。また、湯道３０の先端部（上端部）にはゲート３０ａが形成され、このゲート３０ａからキャビティ２９内に溶湯が射出される。この場合、キャビティ２９は、ブラケット１の基体２の板厚方向が可動型１４の移動方向となるように形成され、従って、ブラケット２の段付孔６の軸線方向が可動型１４の型締め、型開きの移動方向と一致している。
【００２０】
固定型１３のホルダ２５には、型材２６の下部に位置して左右方向に貫通する円形の貫通孔が形成され、この貫通孔にほぼ円筒状の鋳込口ブッシュ３１が嵌込まれている。そして、この鋳込口ブッシュ３１の右端部が、図５に示す前述の鋳込口２０に連なっている。
【００２１】
一方、前記可動型１４のホルダ２７には、型材２８の下部に位置して分流子３２が設けられている。この分流子３２は、金型１５の型締め状態においては、先端部が、鋳込口ブッシュ３１内に挿入され、もって鋳込口ブッシュ３１の上部側の内周壁との間に、前記湯道３０に繋がる細い溶湯案内溝３３が形成されるようになっている。
【００２２】
これにて、金型１５の型締め状態において、前記射出機構１９の射出スリーブ２１内に金属溶湯が供給され、プランジャ２２が左方へ向けて前進されることにより、射出スリーブ２１内の溶湯が鋳込口２０から鋳込口ブッシュ３１の右半部の径大な中空部に押出され、さらに、溶湯案内溝３３及び湯道３０を順に通って、ゲート３０ａからキャビティ２９内に射出されるようになっているのである。なお、その際、プランジャ２０の先端部は、分流子３２の先端部に僅かな隙間を存して近付く位置まで前進されるようになっており、鋳込成形時には、プランジャ２０の先端部と分流子３０の先端部との間において、金属溶湯が硬化したビスケットが形成される。
【００２３】
固定型１３には、型材２６の温度調整用の流体が循環する循環路３４が設けられている。また、詳しく図示はしないが、固定型１３には、鋳造されたブラケット１を押出すための複数の押出ピン３５ａ及びそれら押出ピン３５ａを駆動する機構等からなる押出装置３５が設けられている。
【００２４】
また、可動型１４にも、型材２８の温度調整用の流体が循環する循環路３６が設けられており、さらに、分流子３２の内部にも、冷却水循環路３７が設けられている。なお、図示はしないが、前記循環路３４及び３６は、パイプやホース等を介して温度調節装置に接続されている。また、冷却水循環路３７は、冷却水給送装置にパイプやホース等を介して接続され、分流子３２の付近の極端な温度上昇を防いでいる。これら、循環路３４及び３６、冷却水循環路３７により、両型材２６及び２８の温度が調整されてキャビティ２９内に充填された金属溶湯の凝固、収縮が遅らされるようになっていると共に、分流子３２部分の温度が調整されて前記ビスケット部分が、鋳造品と同等の時期あるいはやや遅れて半凝固状態とされるようになっている。
【００２５】
また、可動型１４にも、鋳造品を押出すための複数の押出ピン３８ａ及びそれら押出ピン３８ａを駆動する機構等からなる押出装置３８が設けられている。そして、後述するように、この押出装置３８により、半凝固状態となった後の鋳造品（ブラケット１）が可動型１４から脱出されるようになっており、以てこの押出装置３８が脱出機構として機能するのである。この場合、押出ピン３８ａは、湯道３０や溶湯案内溝３３等で硬化した（半凝固状態となった後の）金属（いわゆるランナ残り）についてもそれをビスケット部分と共に押出すように設けられている。
【００２６】
さて、前記固定型１３の型材２６には、図１及び図３にも示すように、ブラケット１の筒状部３の段付孔６を形成するための柱状中子３９が嵌着されている。この柱状中子３９のうち、キャビティ２９内に突出する先端部分は段付状に形成され、根元側の径大部４０で段付孔６の径大孔部４を形成し、先端側の径小部４１で段付孔６の径小孔部５を形成するようになっている。そして、この柱状中子３９は、型締め状態で、可動型１４の型材２８に嵌着されてブラケット１の筒状部３の先端面を形成するコアピン４２に当接するようになっている。
【００２７】
ところで、ブラケット１の筒状部３のうち、図６に示すように、先端側の径小孔部５の周壁の肉厚は、溝３ａが形成されていることもあって、それ程厚くはない。しかし、径大孔部４の周壁は円錐台状をなす筒状部３の根元側であることから、根元側に向かってその肉厚が次第に厚くなっている。そして、この厚肉部分では、溶湯の凝固収縮が他よりも遅れることから、その内周部が引っ張られて内径が広がる傾向にある。
【００２８】
このことを考慮して、図２に示すように、柱状中子３９のうち、周壁が薄肉部分に対応する部分である径小孔部５形成用の径小部４１については、その太さ寸法（径寸法）を軸線方向について、抜き勾配を有しない均一外径のものとしている。また、径大部４０についても、周壁の肉厚が比較的薄い先端側ではその太さ寸法を、抜き勾配のない均一外径のものとしている。これに対し、周壁の厚肉部分に対応する径大部４０の根元側では、その根元に向かって次第に径小となるテーパ状に形成している。この径大部４０の根元側半分のテーパ部は、従来の抜き勾配とは逆向きの勾配となっており、以下、これのテーパを逆テーパ部４０ａと称する。
【００２９】
なお、図３に示すように、金型１５の型締め状態で、固定型１３の型材２６と可動型１４の型材２８との間には、キャビティ２９内からオーバーフローした金属溶湯を逃がすための湯溜り４３が形成されている。また、この湯溜り４３は図示しないガス抜き通路に連なっており、減圧装置が駆動されることによって金属溶湯の供給時にキャビティ２９内の空気（ガス）が外部に排出されるようになっている。
【００３０】
次に、上記構成のダイカスト鋳造装置７を用いてブラケット１を鋳造する鋳造方法について述べる。
まず金型１４の型開き状態で、スプレー装置が作動されて金型１５の柱状中子３９やコアピン４２を含むキャビティ２９、湯道３０部分等に離型剤が噴霧塗布される。次に、型駆動機構１８により可動型１４が固定型１３側に移動されて金型１５の型締めが行われる。この型締めにより、図３に示すように、固定型１３と可動型１４とが接合されてキャビティ２９、湯道３０及び溶湯案内溝３３等が形成されるようになる。この型締め状態では、固定型１３側に設けられた柱状中子３９の先端部分がキャビティ２９内に突出し、可動型１４側に設けられたコアピン４２の先端に当接した状態となる。
【００３１】
この後、減圧装置が作動されてキャビティ２９内の空気（ガス）が吸引されて負圧状態となると共に、射出機構１９により所定量の金属（アルミ）溶湯が射出スリーブ２１から鋳込口２０を通して金型１５内に供給される。これにて、金属溶湯が、溶湯案内溝３３、湯道３０を順に通ってゲート３０ａからキャビティ２９内に射出充填されるようになる。このとき、キャビティ２９内は負圧状態とされているので、充填される金属溶湯の湯回りが良好となり、キャビティ２９内に充填される溶湯内に混入される空気量も少なくすることができる。
【００３２】
キャビティ２９内への金属溶湯の充填が完了すると、キャビティ２９内の金属溶湯の温度が下がり始めるのであるが、金型１５の型締め状態を保ったまま、金属溶湯が半凝固状態となるのを待つ工程となる。この金属溶湯の半凝固状態とは、より具体的には、キャビティ２７内の溶湯がその表面部においては凝固状態であるが内部については未だ融体である状態（ゲル状態）であり、凝固収縮が始まる前の状態をいう。また、ここでいう融体とは、その固さを感覚的に表現すると、餅のような状態、あるいはプリンや豆腐のような状態をいう。本実施例では、温度調整装置により、この半凝固状態が比較的長く続くようにしている。
【００３３】
キャビティ２７内の金属溶湯が半凝固状態となると、次に、型駆動機構１８による金型１５の型開きが行われると共に、固定型１３側の押出装置３５が駆動されるようになる。これにより、半凝固状態の鋳造品が、可動型１４と一体的に固定型１３から離型されるようになる。
【００３４】
この離型により、柱状中子３９がブラケット１の筒状部３の段付孔６内から相対的に抜き出される。このとき、柱状中子３９の抜き勾配が零でも、更に言えば、径大部４０の根元側に逆テーパ部４０ａが存在していても、溶湯金属の収縮に起因する柱状中子３９に対する締付け力の発生がほとんどない状態で抜き出しが行われるので、柱状中子３９をブラケット１の筒状部３からスムーズに抜き出すことができる。
【００３５】
可動型１４が固定型１３から離型されると、続いて、可動型１４の押出装置３８が駆動され、鋳造品（ブラケット１）が可動型１４から離型される。このとき、湯道２８及び溶湯案内溝３１にて凝固した金属や、前記ビスケットについても可動型１４から取外され、鋳造品（ブラケット１）と分離される。そして、可動型１４から離型されたブラケット１は、その後、全体が凝固しブラケット１として完成する。
【００３６】
ところで、柱状中子３９がブラケット１から抜き出される前（金属溶湯が半凝固状態にあるとき）は、柱状中子３９の径大部４０の根元部分が逆テーパ部４０ａとなっている関係上、段付孔６の径大孔部４の口元側は逆テーパ状になっているが、柱状中子３９が抜き出された後に、筒状部３のうち、径大孔部４の根元部に対応する厚肉部分が最後に完全凝固することによって径大孔部４の口元部分の内周部が外側に引っ張られるようになる。これにより、径大孔部４の口元側の逆テーパ状部分も先端側と等径の真っ直ぐな孔となる。
【００３７】
上記のようにして鋳造されたブラケット１では、筒状部３の段付孔６のうち、周壁の肉厚が比較的薄い径大孔部４の先端側を形成する柱状中子３９の径大部４０の先端側及び径小部５を形成する柱状中子３９の径小部４１については、抜き勾配を設けず、周壁の肉厚が厚い径大孔部４の根元側を形成する柱状中子３９については、その根元側を逆テーパ状にして周壁の凝固収縮により内径が広げられて先端側と等径となるようにしたので、段付孔６を寸法精度良く形成でき、その後の寸法を出すための精密な切削加工等を不要にする。
【００３８】
本発明者は、本発明の効果を確認するために、上記実施例の径大部４０の根元側に逆テーパ部４０ａを設けた柱状中子３９と、そのような逆テーパ部を設けない柱状中子とを用いて実際にブラケット１を鋳造し、筒状部３の段付孔６の径大孔部４の内径を測定するという内容の実験を行った。
【００３９】
径大孔部４の内径は図１２に示すように、２６ｍｍ、その公差は＋０．００５ｍｍ、−０．０２５ｍｍである。本発明の柱状中子は図９（ａ）に示すように、径大部の逆テーパ部の最小径が２６．０４１ｍｍ、最大径は２６．０５６ｍｍで、根元の方が０．０１５ｍｍ小さくなるように形成した。一方、逆テーパ部を設けない柱状中子は図１０（ａ）に示すように径大部は全体を２６．０５６ｍｍの等径のものに形成した。
【００４０】
図９（ｂ）及び図１０（ｂ）はそれぞれの柱状中子を用いて鋳造したブラケット１の筒状部３の径大孔部４の口元（図６の下端開口部）と奥（図６の上端部）の内径を測定した結果を示す。なお、図１１は鋳造の諸条件を示す。
【００４１】
図９（ｂ）及び図１０（ｂ）から理解されるように、本発明では、径大孔部の口元と奥との内径は同一（試料１）或いは差があっても最大の試料２の０．００８ｍｍと極く小さく抑えることができているのに対し、逆テーパ部のないものでは、径大孔部の口元と奥との内径差は大きく（最大は試料１、２、５の０．０２５ｍｍ、最小は試料４の０．０２０ｍｍ）、本発明によるものの方が高い成形精度を発揮し、ストレートの孔に成形することができる。
【００４２】
図１３ないし図１７は本発明の他の実施例を示す。この実施例の鋳造品は歯車変速装置（トランスミッション）に用いられる切換作動体４４で、これは、図１４及び図１５に示すように、半円板状をなす基体４５に両側に突出する筒状部４６を設けた構造のものである。筒状部４６は、中空部として両端に開口する貫通孔４７を有している。貫通孔４７は、軸方向全体に等径のものである。なお、筒状部４６には、径方向に貫通する小孔４８が形成されている。
【００４３】
図１３は切換作動体４４を鋳造する金型４９のうち、筒状部４６を形成する部分を型締め状態で縦断して示すものである。同図において、固定型５０の型材５１に形成された凹部５１ａと可動型５２の型材５３に形成された凹部５３ａとによって、切換作動体４４を鋳造するためのキャビティ５４が構成されている。そして、可動型５２には、貫通孔４７を形成するための柱状中子５５が型締め状態でキャビティ５４内に突出するように取り付けられている。なお、筒状部４６の小孔４８を形成するための中子ピンは図示されていないが、５７〜５９はその中子ピンを通すための孔及び小凹部である。
【００４４】
上記のような切換作動体４４において、その筒状部４６は軸線方向の途中部で基体４５に接合しているため、貫通孔４７の周壁の肉厚は、基体４５との接合部分で厚くなっている。このため、基体４５と接合する厚肉部分での凝固収縮が他の部分より遅れることから、柱状中子５５の軸線方向各部の外径を一定寸法に設定したものでは、その厚肉部分の内周部が外周側に引っ張られる結果、当該部分での貫通孔４７の内径が大きくなってしまう。
【００４５】
このようなことを考慮して、本実施例では、柱状中子５５を、図１３に二点鎖線で誇張して示すように、筒状部４６と基体４５との接合部分に対応する部分が最小外径となるように、キャビティ５４内に突出する部分について、根元側から及び先端側から当該最小外径部分に向かって次第に径小となるように形成している。このように柱状中子５５を中くびれ形状に形成することにより、前述の一実施例と同様にして全体が等径の貫通孔４７を形成することができる。
【００４６】
図１６は柱状中子５５として、抜き勾配のない、軸方向各部において等径なストレートなものを使用して実際に切換作動体４４を鋳造して筒状部４６の貫通孔４７の内径寸法を測定した結果を示すもので、図中、Ｇは基体４５との接合部分における貫通孔４７の内径寸法、Ｅ及びＦは貫通孔４７の両端の内径寸法である。なお、貫通孔４７の内径は１６ｍｍ、長さ６０ｍｍ（図１５のｌ）、筒状部４６と基体４５との接合部分は図１５にｘで示す寸法で２８ｍｍのものである。
【００４７】
この図１６から明らかなように、ストレート形状の柱状中子では、基体４７との接合部分の厚肉部分において、貫通孔４７の内径寸法が大きくなっており、且つばらつき程度も大きいことが分かる。
【００４８】
一方、図１７のｇは本発明による中くびれ形状の柱状中子５５を用いて実際に切換作動体４４を鋳造し、基体との接合部分における貫通孔４７の内径寸法を測定した結果を示す。同図にはストレート形状の柱状中子で形成した場合の貫通孔の同一箇所の内径寸法Ｇをも示すが、本発明では中央部分も両端部分の内径とほぼ同一内径に形成でき、精度の良い鋳造を行うことができることが理解される。
【００４９】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような変形或いは変更が可能である。
鋳造品はブラケット１や切換作動体４４に限られず、中空部の周壁に肉厚の厚い部分が存在するものに適用できる。
中空部としては、両端が貫通している孔に限られず、先端側が閉鎖された空洞部や凹部等であっても良い。
中空部の軸線方向と直交する方向の断面形状としては、円形に限られず、楕円形、矩形等種々の形状が考えられる。
中空部を形成する柱状中子は可動型側に設ける場合に限られず、固定型側に設けるものであっても良い。また、柱状中子は可動型或いは固定型に対してスライド可能に設けるものであっても良く、この場合の柱状中子の抜き出し方向は可動型と固定型との型開き方向と異なる方向に定めても良い。
ダイカストに使用する金属はアルミに限らず、亜鉛等の他の軽合金であっても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明のダイカスト鋳造方法及びダイカスト鋳造装置によれば、中空部の周壁に肉厚の変化があっても、中空部にその軸線方向と直交する方向の寸法をほぼ一定に精度良く形成することができ、この結果、鋳造後の面倒な機械加工を不要とし、ひいては製造コストの大幅な低減を図ることができるという優れた実用的効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、金型の型締め状態における要部の拡大縦断正面図
【図２】柱状中子の部分拡大断面図
【図３】型締め状態で示す金型の縦断面図
【図４】ダイカスト鋳造装置の全体の概略的正面図
【図５】射出機構部分の縦断正面図
【図６】ブラケットの要部の拡大縦断面図
【図７】ブラケットの正面図
【図８】ブラケットの縦断側面図
【図９】柱状中子の寸法とこれによって形成される径大孔部の測定寸法を示す図
【図１０】比較のために製作した柱状中子についての図９相当図
【図１１】ダイカスト条件を示す図
【図１２】径大孔部の寸法を示す図
【図１３】本発明の他の実施例を示す図１相当図
【図１４】切換作動体の正面図
【図１５】図１４のＩ−Ｉ線に沿って切断して示す断面図
【図１６】比較のために製作した柱状中子によって形成される貫通孔の測定寸法を示す図
【図１７】本発明の柱状中子によって形成した貫通孔の測定寸法を示す図
【符号の説明】
図面中、１はブラケット（鋳造品）、２は基体、３は筒状部、６は段付孔部  （中空部）、７はダイカスト鋳造装置、１３は固定型、１４は可動型、１５は金型、１８は型駆動機構、１９は射出機構、２９はキャビティ、３５は押出装置（脱出機構）、３９は柱状中子、４４は切換作動体（鋳造品）、４５は基体、４６は筒状部、４７は貫通孔（中空部）、５０は固定型、５２は可動型、５４はキャビティ、５５は柱状中子を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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