(57)【要約】【課題】押圧力が好適に作用して適切な金属ガラスの成型ができると共に製品となる部位以外の成型部を極力なくすことができる金属ガラス成型用のプレス金型を提供する。【解決手段】溶融金属１０を押圧して金属ガラスの成型体１１を形成するように、押圧面２１を有する上型２０と、成型用のキャビティ３１及び溶融溜り部３２を有する下型３０とを備え、下型３０が、一方の傾斜部３３と他方の傾斜部３４とを有し、谷底状の部位が溶融溜り部３２として構成され、一方の傾斜部３３が上型２０のスライド移動を案内するスライド案内部３３ａを構成し、他方の傾斜部３４にキャビティ３１が設けられ、上型２０が、被案内部２２と、キャビティ３１側へ回動して押圧できる角度形態に設けられた押圧面２１とを備え、上型２０をスライド案内部３３ａに沿って移動させるスライド駆動機構４０、及び上型２０を溶融溜り部３２で回動させる回動駆動機構５０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を押圧して結晶化の臨界冷却速度よりも速く冷却させることで金属ガラスの成型体を形成するように、押圧面を有する上型と、成型用のキャビティ及び該キャビティに隣接して設けられ成型の前工程で前記溶融金属が溜まった状態に保持される溶融溜り部を有する下型とを備える金属ガラス成型用のプレス金型であって、
前記下型が谷底状の部位を備えるように一方の傾斜部と他方の傾斜部とを有し、該谷底状の部位が前記溶融溜り部として構成され、前記一方の傾斜部が前記上型のスライド移動を案内するスライド案内部を構成し、前記他方の傾斜部に前記キャビティが設けられ、
前記上型が、前記スライド案内部によって案内される被案内部と、該被案内部が案内されることで前記溶融溜り部に移動した後に前記キャビティ側へ回動して押圧できる角度形態に設けられた前記押圧面とを備え、
該押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出すように押圧するため前記上型を前記スライド案内部に沿って前記溶融溜り部へ移動させるスライド駆動機構、及び該押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出しつつ前記キャビティへ押し込むように押圧するため前記上型を前記溶融溜り部で回動させる回動駆動機構を備えることを特徴とする金属ガラス成型用のプレス金型。
【請求項２】
前記上型のスライド移動が直線的であるように前記一方の傾斜部の前記スライド案内部が平面状に設けられると共に前記上型の前記被案内部が平面状に設けられていることを特徴とする請求項１記載の金属ガラス成型用のプレス金型。
【請求項３】
前記溶融溜り部が凹曲面に設けられ、前記上型の前記被案内部から連続する角部の押圧面の部位が前記凹曲面に接した状態で回動可能に位置できる凸曲面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の金属ガラス成型用のプレス金型。
【請求項４】
前記他方の傾斜部が全体として平面状に設けられ、前記キャビティに対向する押圧面の部位が平面状に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属ガラス成型用のプレス金型。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属ガラス成型用のプレス金型を用い、前記スライド駆動機構を用いて前記押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出すように押圧するスライド押圧工程と、回動駆動機構を用いて前記押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出しつつ前記キャビティへ押し込むように押圧する回動押圧工程とを備えることを特徴とする金属ガラスの成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属を押圧して結晶化の臨界冷却速度よりも速く冷却させることで金属ガラスの成型体を形成するように、押圧面を有する上型と、成型用のキャビティ及び該キャビティに隣接して設けられ成型の前工程で前記溶融金属が溜まった状態に保持される溶融溜り部を有する下型とを備える金属ガラス成型用のプレス金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属ガラス成型方法としては、例えば、上面が開放された溶解炉にて合金材料を溶解し、成型用のキャビティを有する強制冷却金型内に、合金材料の溶湯を再溶解させながら傾動させて注入する傾角鋳造を行うと同時に、強制冷却金型のキャビティ内湯面の上面をほぼ覆う大きさの冷却促進を兼ねた上パンチにて、加圧冷却する大型バルク金属ガラスの製造方法（特許文献１参照）のように、いわゆる傾角鋳造法が知られている。
【０００３】
しかしながら、この傾角鋳造法は、例えば棒状や比較的厚みのある金属ガラスの成型体を得るためには効果的であるが、例えば平面的で比較的薄手の金属ガラスを成形する方法としては溶融金属の流動性などの問題から効果的に用いることができない。
【０００４】
これに対しては、従来において例えば、平滑な曲面乃至平面を有する上型とキャビティ部を有する下型から成りかつ該上型と該下型とが相互に嵌合する嵌合部を有さないプレス金型の上記下型に、金属材料を設置し、この金属材料を溶融可能な高エネルギー熱源を用いて該金属材料を溶解し、上型と下型とを相対的に傾斜状から揺動させ相互に平行状に重ね合わせるように押圧して融点以上の溶融金属を所定形状に変形し、変形と同時もしくは変形後に上記溶融金属を臨界冷却速度以上で冷却して上記所定形状に作製する金属ガラス製成型品を容易に作製する方法（特許文献２参照）が提案されている。この金属ガラス製成型品の製法では、溶融金属が保持される溶融溜り部と金属ガラスの製品成型体が成型される製品成型部とが隣接されたキャビティ部において、溶融金属が前記溶融溜り部から前記製品成型部へ移動されることでその移動された溶融金属の部分が急速に冷却されるため、金属ガラスの製品成型体を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、この金属ガラス製成型品の製法では、上型と下型とを相対的に傾斜状から揺動させて押圧するもので実質的に傾動による動作のみによる押圧であるため、溶融金属が保持される溶融溜り部に、金属ガラスの製品とならない成型体の部位が大きく残り、生産効率を向上できないという課題があった。さらに、キャビティ部が水平面乃至平滑な曲面に沿うように形成されており、押圧された溶融金属がキャビティ部内で横方向へ広がりにくく、安定的な成型ができないという課題も生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６８１０１（第１頁）
【特許文献２】特開平１１−１０４８０９（第１頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
金属ガラス成型用のプレス金型に関して解決しようとする問題点は、従来のプレス金型にあっては金属ガラスの製品とならない成型体の部位が大きくなり易いと共に押圧された溶融金属がキャビティ部内で横方向へ広がりにくいため、生産効率を向上できないことにある。
そこで、本発明の目的は、金属ガラスの製品とならない成型体の部位を小さくすると共に溶融金属を好適に押圧して生産効率を向上できる金属ガラス成型用のプレス金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の一形態によれば、溶融金属を押圧して結晶化の臨界冷却速度よりも速く冷却させることで金属ガラスの成型体を形成するように、押圧面を有する上型と、成型用のキャビティ及び該キャビティに隣接して設けられ成型の前工程で前記溶融金属が溜まった状態に保持される溶融溜り部を有する下型とを備える金属ガラス成型用のプレス金型であって、前記下型が谷底状の部位を備えるように一方の傾斜部と他方の傾斜部とを有し、該谷底状の部位が前記溶融溜り部として構成され、前記一方の傾斜部が前記上型のスライド移動を案内するスライド案内部を構成し、前記他方の傾斜部に前記キャビティが設けられ、前記上型が、前記スライド案内部によって案内される被案内部と、該被案内部が案内されることで前記溶融溜り部に移動した後に前記キャビティ側へ回動して押圧できる角度形態に設けられた前記押圧面とを備え、該押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出すように押圧するため前記上型を前記スライド案内部に沿って前記溶融溜り部へ移動させるスライド駆動機構、及び該押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出しつつ前記キャビティへ押し込むように押圧するため前記上型を前記溶融溜り部で回動させる回動駆動機構を備える。
【０００９】
また、本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の一形態によれば、前記上型のスライド移動が直線的であるように前記一方の傾斜部の前記スライド案内部が平面状に設けられると共に前記上型の前記被案内部が平面状に設けられていることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の一形態によれば、前記溶融溜り部が凹曲面に設けられ、前記上型の前記被案内部から連続する角部の押圧面の部位が前記凹曲面に接した状態で回動可能に位置できる凸曲面に設けられていることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の一形態によれば、前記他方の傾斜部が全体として平面状に設けられ、前記キャビティに対向する押圧面の部位が平面状に設けられていることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る金属ガラスの成型方法の一形態によれば、前記金属ガラス成型用のプレス金型を用い、前記スライド駆動機構を用いて前記押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出すように押圧するスライド押圧工程と、回動駆動機構を用いて前記押圧面によって前記溶融金属を前記他方の傾斜部側へ押し出しつつ前記キャビティへ押し込むように押圧する回動押圧工程とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属ガラス成型用のプレス金型によれば、金属ガラスの製品とならない成型体の部位を小さくすると共に溶融金属を好適に押圧して生産効率を向上できるという特別有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の形態例を示す断面図である。
【図２】図１の形態例の平面図である。
【図３】図１の形態例の上型の直線的移動による押圧工程を示す断面図である。
【図４】図１の形態例の上型の回動による押圧工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型の形態例を、添付図面（図１〜４）に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る金属ガラス成型用のプレス金型は、基本構成として、溶融金属１０を押圧して結晶化の臨界冷却速度よりも速く冷却させることで金属ガラスの成型体１１を形成するように、押圧面２１を有する上型２０と、成型用のキャビティ３１及びそのキャビティ３１に隣接して設けられ成型の前工程で溶融金属１０が溜まった状態に保持される溶融溜り部３２を有する下型３０とを備える。
【００１６】
本形態例の下型３０は、谷底状の部位を備えるように一方の傾斜部３３と他方の傾斜部３４とを有している。また、前記の谷底状の部位が、溶融溜り部３２として構成されている。そして、一方の傾斜部３３が上型２０のスライド移動を案内するスライド案内部３３ａを構成し、他方の傾斜部３４にキャビティ３１が設けられている。なお、３５は側縁案内枠部であり、上型２０が左右に振れないようにその動作を規制及びガイドするように側縁枠状に設けられている。
【００１７】
溶融溜り部３２は、金属ガラスの合金を構成する金属材料が、例えばアーク電極（図示せず）を用いてそのアークによって、溶融温度以上に加熱されて溶融金属１０となる部位であると共に、その溶融金属１０がキャビティ３１へ送られる前に一時的に保持される部位になっている。なお、前記の金属材料を溶融させる方法やその溶融状態を維持する方法は、既知の方法を適宜選択的に用いればよい。例えば、金属材料を高周波によって溶融温度以上に加熱する方法を用いることもできる。
【００１８】
本形態例の上型２０は、スライド案内部３３ａによって案内される被案内部２２と、その被案内部２２が案内されることで溶融溜り部３２に移動した後にキャビティ３１側へ回動して押圧できる角度形態に設けられた押圧面２１とを備える。
【００１９】
４０はスライド駆動機構であり、押圧面２１によって溶融金属１０を他方の傾斜部３４側へ押し出すように押圧するため上型２０をスライド案内部３３ａに沿って溶融溜り部３２へ移動させるように設けられている。このスライド駆動機構４０を用いて押圧面２１によって溶融金属１０を他方の傾斜部３４側へ押し出すように押圧するスライド押圧工程が行われる（図３参照）。なお、このスライド駆動機構４０としては、既知の直線運動機構を適宜選択的に用いればよい。
【００２０】
５０は回動駆動機構であり、押圧面２１によって溶融金属１０を他方の傾斜部３４側へ押し出しつつキャビティ３１へ押し込むように押圧するため上型２０を溶融溜り部３２で回動させる。この回動駆動機構５０を用いて押圧面２１によって溶融金属１０を他方の傾斜部３４側へ押し出しつつキャビティ３１へ押し込むように押圧する回動押圧工程が行われる（図４参照）。なお、この回動駆動機構５０としては。既知の回動運動機構を適宜選択的に用いればよい。
【００２１】
このように、溶融金属１０が押圧面２１によって押圧されることでキャビティ３１へ密着・加圧され、その溶融金属１０の冷却を促進することができる。また、上型２０及び下型３０に冷却水が循環される水冷システムによって、冷却を促進することができる。この水冷システムとしては既知の装置を適宜選択的に採用すればよい。
【００２２】
以上の構成を備える金属ガラス成型用のプレス金型によれば、溶融金属１０を溶融溜り部３２からキャビティ３１へ合理的且つ適切に送ることができ、金属ガラスの製品とならない成型体の部位を小さくすると共に溶融金属を好適に押圧して生産効率を向上できる。特に、溶融金属１０が他方の傾斜部３４に沿ってせり上がるようにしてキャビティ３１内へ下方から上方への方向性をもって充填される。つまり、溶融金属１０が他方の傾斜部３４に沿って重力に逆らって上るように押されるため、その溶融金属１０はキャビティ３１内で横方向へも適切に広がるように送られる。このため、キャビティ３１の全体に、溶融金属１０が空気を巻き込むことなく隅々まで好適に充填され、金属ガラスの成型が適正になされる。従って、品質の高い金属ガラスの成型体１１を、安定的に生産できる。
【００２３】
また、本形態例では、上型２０のスライド移動が直線的であるように一方の傾斜部３３のスライド案内部３３ａが平面状に設けられると共に上型２０の被案内部２２が平面状に設けられている。上型２０のスライド移動がスムースになされ、シンプルな構成でありながら、溶融金属１０の溶融溜り部３２から他方の傾斜部３４側への移動を確実に行うことができる。
【００２４】
また、本形態例では、溶融溜り部３２が凹曲面に設けられ、上型２０の被案内部２２から連続する角部の押圧面の部位２３が前記凹曲面に接した状態で回動可能に位置できる凸曲面に設けられている。本形態例では、上型２０の回動軸が、溶融溜り部３２の実質的な中央部の上方に配された状態となっており、凹曲面（溶融溜り部３２）に凸曲面（角部の押圧面２１）が接して溶融金属１０が後方へ洩れないように押圧面２１（角部の押圧面の部位２３を含む）によって適切に押圧される形態になっている。また、角部の押圧面の部位２３が、溶融溜り部３２の溶融金属１０内に入った状態で上型２０が回動する構成になっている。これによれば、上型２０の回動動作がスムースになされ、シンプルな構成でありながら、溶融金属１０の溶融溜り部３２からキャビティ３１への移動及び加圧を適切且つ確実に行うことができる。
【００２５】
本形態例の溶融溜り部３２は、一方の傾斜部３３の面と他方の傾斜部３４の面との間の交差部に設けられた谷底状の部分であり、両面３３、３４の交差角度は上方に大きく開いた鈍角に構成されている。これに対して、上型２０の被案内部２２の面と押圧面２１との交差角度は鋭角に構成されている。この角度の差分が、上型２０が下型３０に対して回動（傾動）できる角度になっている。
【００２６】
また、本形態例では、他方の傾斜部３４が全体として平面状に設けられ、キャビティ３１に対向する押圧面２１の部位が平面状に設けられている。これによれば、上型２０及び下型が、シンプルな形態でありながら、溶融金属１０の溶融溜り部３２からキャビティ３１への移動及び加圧を適切且つ確実に行うことができる形態になっている。
【００２７】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【符号の説明】
【００２８】
１０  溶融金属
１１  金属ガラスの成型体
２０  上型
２１  押圧面
２２  被案内部
２３  角部の押圧面の部位
３０  下型
３１  キャビティ
３２  溶融溜り部
３３  一方の傾斜部
３３ａ  スライド案内部
３４  他方の傾斜部
３５  側縁案内枠部
４０  スライド駆動機構
５０  回動駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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