(57)【要約】【課題】ダイカスト鋳造品の正規位置にインサート部材を容易且つ確実に埋設することが可能なダイカスト鋳造品の鋳造方法、及び正規位置にインサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品を提供する。【解決手段】ダイカスト鋳造品の鋳造方法は、可動型２と固定型３の型閉めによって形成されたキャビティＣ内の支持部２ｃに支持されたインサート部材Ｉを、固定型３からキャビティＣ内へ突出させた押圧部材３ｇにより可動型２に押圧して正規位置へ移動させ、キャビティＣ内から押圧部材３ｇを後退させた後に、キャビティＣ内へ溶融金属Ｍを射出する。及び、上記の鋳造方法によってダイカスト鋳造されたダイカスト鋳造品。【選択図】図２
2014205171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型の型閉めによって形成されたキャビティ内の支持部に支持されたインサート部材を、一方の前記金型から前記キャビティ内へ突出させた押圧部材により他方の前記金型に押圧して正規位置へ移動させ、前記キャビティ内から前記押圧部材を後退させた後に、前記キャビティ内へ溶融金属を射出することを特徴とするダイカスト鋳造品の鋳造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のダイカスト鋳造品の鋳造方法によってダイカスト鋳造されていることを特徴とするダイカスト鋳造品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品を鋳造するためのダイカスト鋳造品の鋳造方法、及び、正規位置にインサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型内に形成されたキャビティ内に、アルミ合金等の溶融金属を高速・高圧で射出するダイカスト鋳造によって鋳造されるダイカスト品として、射出する金属よりも耐磨耗性や高強度等が要求される部分があるダイカスト鋳造品では、その耐摩耗性を要求される部分に、耐摩耗性や強度等の高い材料で形成されたインサート部材が埋設されている。ダイカスト鋳造品にインサート部材を埋設する方法の一つとして、ダイカスト鋳造の際に、キャビティ内にインサート部材を配置し、その状態で溶融金属を射出することにより、インサート部材を埋設する方法が知られている。
【０００３】
具体的には、例えば、インサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品であるエンジンのシリンダブロックの場合、ピストンが摺動するシリンダの部分に、耐摩耗性や強度等の高い材料で形成されている円筒状のスリーブをインサート部材として埋設する必要がある。このような円筒状のインサート部材を埋設する場合、一対の金型により形成されるキャビティ内に、インサート部材が挿入される円柱状の支持部を設け、一対の金型を開いた状態で、支持部にインサート部材を支持させて、その後、一対の金型を閉じてキャビティを形成し、そのキャビティ内に溶融金属を射出してインサート部材を埋設する鋳造方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１におけるダイカスト鋳造品の鋳造方法では、インサート部材の一方の端面が外部に露出した状態となるように埋設している。このような状態にインサート部材を埋設する場合、ダイカスト鋳造する際に、インサート部材の露出させる側の端面と金型との間に隙間があると、その隙間に高速・高圧の溶融金属が入ることでインサート部材が押されて移動してしまう問題がある。そのため、インサート部材の端面を金型に当接させた状態でダイカスト鋳造する必要がある。しかしながら、金型を閉める際の振動等によりキャビティ内でインサート部材が支持部に沿って移動して金型との間に隙間ができた場合、上記と同様に溶融金属の圧力等によりインサート部材が押されて移動してしまう問題がある。このようなことから、支持部とインサート部材との嵌め合いをきつくして、正規位置からインサート部材が移動しないようにしている。
【０００５】
そして、支持部とインサート部材の嵌め合いをきつくした場合、溶融金属により金型の温度が上昇すると、支持部が膨張してしまい、支持部へインサート部材が嵌り難くなったり、嵌めることができなくなったりする問題が発生する。そのため、特許文献１では、支持部内に冷却室を形成し、その冷却室に冷却水を流通させることにより支持部を冷却させて、支持部の膨張を抑制するようにしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように支持部を冷却するようにしても、支持部の膨張を充分に抑えることができず、支持部に対してインサート部材が嵌り難い問題を解決することができなかった。そのため、一方の端面が金型に当接するまでインサート部材を嵌めようとしても、インサート部材が途中で止まってしまい、端面が金型に当接していない状態で鋳造されると、その端面と金型との間に溶融金属が充填されることとなり、インサート部材の端面が露出していない不良品が鋳造されてしまう問題があった。
【０００７】
これに対して、インサート部材を叩きながら嵌めることで、端面を金型に確実に当接させるようにすることが考えられる。しかしながら、この場合、支持部へのインサート部材の嵌め込みに手間がかかるため、時間当りのダイカスト品の鋳造数が少なくなり、製造コストが増加する問題がある。また、支持部の膨張の度合いよっては、インサート部材を叩いても端面を金型に当接させることができず、不良品が鋳造されてしまうことがあった。
【０００８】
また、特許文献１のように、支持部とインサート部材との嵌め合いをきつくするようにした場合、支持部やインサート部材に高い寸法精度が求められるため、インサート部材が高価になる問題がある。更に、特許文献１のように、支持部に冷却水を流通させるようにした場合、金型に冷却水が流通する流路を形成する必要があり、金型の構造が複雑になって金型にかかるコストが増加する問題があると共に、金型が複雑になるが故に水漏れの問題が発生し易くなる虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記の実情に鑑み、ダイカスト鋳造品の正規位置にインサート部材を容易且つ確実に埋設することが可能なダイカスト鋳造品の鋳造方法、及び正規位置にインサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係るダイカスト鋳造品の鋳造方法は、「一対の金型の型閉めによって形成されたキャビティ内の支持部に支持されたインサート部材を、一方の前記金型から前記キャビティ内へ突出させた押圧部材により他方の前記金型に押圧して正規位置へ移動させ、前記キャビティ内から前記押圧部材を後退させた後に、前記キャビティ内へ溶融金属を射出する」ことを特徴とする。
【００１１】
ここで、「支持部」としては、インサート部材が挿入される突起状の部位、又は、インサート部材を挿入する窪み状の部位、等とすることができる。また、「押圧部材」としては、インサート部材の一部を押圧する部材、インサート部材の全体を押圧する部材、等を例示することができる。また、押圧部材を移動させる機構としては、油圧シリンダを用いた機構、電動モータを用いた機構、等を例示することができる。
【００１２】
また、「正規位置」とは、ダイカスト鋳造品における設計上のインサート部材の位置を意味し、インサートが他方の金型に当接している位置でも良いし、インサートが何れの金型からも離れている位置でも良い。
【００１３】
本発明のダイカスト鋳造品の鋳造方法によれば、詳細は後述するが、型閉めの際の振動によりインサート部材が正規位置から移動しても、型閉め後に、押圧部材によってインサート部材を正規位置へもどす（移動させる）ことができるため、その状態でキャビティ内へ溶融金属を射出することにより、インサート部材が正規位置に埋設されているダイカスト鋳造品を鋳造（製造）することができる。
【００１４】
従って、従来のように、型閉めの際の振動でインサート部材が動かないようにするために支持部とインサート部材との嵌め合いをきつくしなくても、インサート部材を正規位置に埋設することができる。つまり、支持部とインサート部材との嵌め合いを緩くすることができるため、金型に対するインサート部材の嵌め込み作業を容易にすることができ、時間当りのダイカスト鋳造品の鋳造数を多くできる。また、インサート部材の寸法精度を低くすることができ、インサート部材にかかるコストを低減させることができる。
【００１５】
また、上記のように、支持部とインサート部材との嵌め合いを緩くすることができることから、特許文献１のように支持部の膨張を抑制するために支持部に冷却水を流通させる必要がなくなり、金型を複雑な構造にしなくても良くなるため、金型にかかるコストが増加するのを低減させることができると共に、金型において水漏れの問題が発生するのを抑制することができる。
【００１６】
ところで、押圧部材をキャビティ内へ突出させた状態で、キャビティ内に溶融金属を射出することにより、押圧部材でインサート部材を押えて正規位置から動かないようにしながら鋳造することが考えられる。しかしながら、この場合、鋳造されたダイカスト品には、押圧部材による穴が形成されてしまうため、この穴が問題となるようなダイカスト品には上記の方法を用いることができない。これに対して、本発明では、溶融金属を射出する前に、キャビティ内から押圧部材を後退させているため、鋳造されたダイカスト品に押圧部材による穴が形成されることはなく、多様なダイカスト品に対応させることができる。
【００１７】
また、本発明に係るダイカスト鋳造品は、「上記のダイカスト鋳造品の鋳造方法によってダイカスト鋳造されている」ことを特徴とする。
【００１８】
本発明のダイカスト鋳造品によれば、上記の鋳造方法によってダイカスト鋳造されているため、正規位置にインサート部材が埋設されていると共に、表面に押圧部材による穴が形成されていない良好なダイカスト鋳造品である。また、ダイカスト鋳造品は、表面に、一方の金型と押圧部材とによって形成される僅かな凹凸（例えば、パーティングライン）を備えていても良い。この僅かな凹凸の存在により、上記の鋳造方法でダイカスト鋳造されたことが判別できる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、ダイカスト鋳造品の正規位置にインサート部材を容易且つ確実に埋設することが可能なダイカスト鋳造品の製造方法、及び正規位置にインサート部材が埋設されているダイカスト鋳造品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態であるダイカスト鋳造方法の説明図である。
【図２】図１に続くダイカスト鋳造方法の説明図である。
【図３】図２に続くダイカスト鋳造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態であるダイカスト鋳造品の鋳造方法、及びダイカスト鋳造品Ｐについて、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。本実施形態のダイカスト鋳造品の鋳造方法は、正規位置にインサート部材Ｉが埋設されているダイカスト鋳造品Ｐを鋳造する方法である。まず、本実施形態のダイカスト鋳造品の鋳造方法を適用したダイカスト鋳造装置１の概略構成を説明する。ダイカスト鋳造装置１は、ダイカスト鋳造品Ｐと略同じ形状のキャビティＣを形成するための可動型２と固定型３とを備えている。
【００２２】
また、ダイカスト鋳造装置１は、図示は省略するが、可動型２が移動可能に取付けられていると共に可動型２と対向する位置に固定型３が固定されている装置本体と、装置本体に取付けられており可動型２を固定型３に対して接近又は離反する方向へ移動させる移動装置と、装置本体に取付けられておりキャビティＣ内に溶融金属を射出するための射出装置と、を備えている。
【００２３】
可動型２は、全体がブロック状に形成されている可動型本体２ａと、可動型本体２ａの固定型３と対向する面に形成されておりキャビティＣを形成するための可動側型面２ｂ、可動側型面２ｂに形成されておりインサート部材Ｉを支持するための支持部２ｃと、を備えている。
【００２４】
固定型３は、全体がブロック状に形成されている固定型本体３ａと、固定型本体３ａの可動型２と対向する面に形成されておりキャビティＣを形成するための固定側型面３ｂと、を備えている。また、固定型３は、固定型本体３ａにおいて固定側型面３ｂとは反対側の間に形成されている所定広さの取付空間３ｃと、取付空間３ｃ内に取付けられており固定側型面３ｂ側（可動型２側）へ向ってピストンロッド３ｄが進退する油圧シリンダ３ｅと、油圧シリンダ３ｅのピストンロッド３ｄの先端に取付けられている平板状の摺動板３ｆと、可動型２の支持部２ｂと対応した位置で摺動板３ｆに取付けられている一つの棒状の押圧部材３ｇと、摺動板３ｆをピストンロッド３ｄと平行な方向へ案内するガイドロッド３ｈと、を備えている。
【００２５】
押圧部材３ｇは、固定型本体３ａにおける固定側型面３ｂと取付空間３ｃとの間を貫通しているガイド孔３ｉ内に摺動可能に挿入されている。この押圧部材３ｇは、ピストンロッド３ｄが油圧シリンダ３ｅ内に没入している後退位置の時に、可動型２に近い先端面が固定側型面３ｂと一致するように形成されている。また、押圧部材３ｇは、油圧シリンダ３ｅによりピストンロッド３ｄを伸長させることにより、可動型２に近い先端面が固定側型面３ｂから可動型２の方向へ突出する。これにより、押圧部材３ｇの先端を、支持部２ｃに支持されているキャビティＣ内のインサート部材Ｉに当接させて押圧することができる。
【００２６】
ここで、本実施形態の固定型３は本発明の一方の金型に、本実施形態の可動型２は本発明の他方の金型に、夫々相当している。
【００２７】
ダイカスト鋳造装置１は、移動装置により可動型２を固定型３の方向へ移動させて、可動型２と固定型３とを互いに型合わせして閉めつける（型閉めする）ことにより、可動側型面２ｂと固定側型面３ｂとで仕切られたキャビティＣを形成させることができる。なお、キャビティＣ内へ溶融金属を導くための湯道等については、図示を省略している。
【００２８】
次に、上記のダイカスト鋳造装置１を用いた鋳造方法について説明する。まず、移動装置により可動型２を固定型３から離反する方向へ移動させて、可動型２と固定型３とを分離させて型が開いた状態とする（図１（ａ）を参照）。この状態で、可動型２の支持部２ｃにインサート部材Ｉを嵌め込んで支持させる（図１（ｂ）を参照）。この時、インサート部材Ｉを正規位置に支持させていなくても良い。続いて、移動装置により可動型２を固定型３の方向へ移動させて、可動型２と固定型３とを互いに型合わせして型閉めする（図１（ｃ）を参照）。これにより、可動型２と固定型３の間にキャビティＣが形成される。
【００２９】
可動型２と固定型３とを型閉めしたら、油圧シリンダ３ｅを駆動してピストンロッド３ｄを伸長させることにより、押圧部材３ｇを可動型２の方向へ移動させてキャビティＣ内へ突出させる。そして、押圧部材３ｇの先端をインサート部材Ｉの一部に当接させると共に、インサート部材Ｉを可動型２の方向（図中、右方向）へ押圧し、インサート部材Ｉの押圧部材３ｇとは反対側の端面を可動型２に当接させる（図２（ｄ）を参照）。これにより、インサート部材Ｉが正規位置に支持された状態となる。
【００３０】
押圧部材３ｇの突出によりインサート部材Ｉを正規位置へ移動させたら、油圧シリンダ３ｅを逆に駆動してピストンロッド３ｄを、押圧部材３ｇを可動型２から遠ざかる方向へ移動させてキャビティＣ内から後退させる（図２（ｅ）を参照）。その後、射出装置によりキャビティＣ内へ溶融金属Ｍを射出する（図２（ｆ）を参照）。この際に、インサート部材Ｉの端面を可動型２に当接させているため、インサート部材Ｉの端面と可動型２との間に高速・高圧の溶融金属Ｍが入ることがなく、溶融金属Ｍによってインサート部材Ｉが固定型３側へ押されず、正規位置にインサート部材Ｉが埋設されることとなる。
【００３１】
そして、キャビティＣ内の溶融金属Ｍが硬化したら（図３（ｇ）を参照）、移動装置により可動型２を固定型３から遠ざかる方向へ移動させて型開きし（図３（ｈ）を参照）、可動型２からダイカスト品Ｐを取出す（図３（ｉ）を参照）。なお、可動型２からのダイカスト品Ｐの取出しは、型開きと同時に行うようにしても良い。これにより、インサート部材Ｉが正規位置に埋設されたダイカスト品Ｐを鋳造することができる。
【００３２】
次に、上記のダイカスト鋳造装置１を用いて型閉め後に押圧部材３ｇによりインサート部材Ｉを正規位置へ移動させる本実施形態の鋳造方法（本鋳造方法）と、押圧部材３ｇを用いない従来の鋳造方法（従来鋳造方法）とを比較する試験を行った。具体的には、支持部２ｃとインサート部材Ｉとの嵌め合い公差を異ならせて夫々の鋳造方法でダイカスト鋳造した時に、ダイカスト鋳造品Ｐにおいてインサート部材Ｉが正規位置に位置しているか否かを不良率としてを調べ、その結果を下記の表１に示す。
【００３３】
【表１】
2014205171.tif 000003
【００３４】
この試験結果から、支持部２ｃとインサート部材Ｉとの嵌め合い公差を大きく（緩く）するほど、本鋳造方法では不良率が低下することが判る。なお、嵌め合い公差を小さく（きつく）するほど、不良率が増加する理由としては、押圧部材３ｇでインサート部材Ｉを押圧しても、熱による支持部２ｃの膨張によりインサート部材Ｉが正規位置へ移動し難くなるためのと思われる。一方、従来鋳造方法では、嵌め合い公差を大きくするほど、不良率が増加することが判る。これは、嵌め合い公差が大きくなるほど、支持部２ｃに対してインサート部材Ｉが移動し易くなるため、型閉めする際の振動等によりインサート部材Ｉが正規位置から移動してしまうからである。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、型閉めの際の振動によりインサート部材Ｉが正規位置から移動しても、型閉め後に、押圧部材３ｇによってインサート部材Ｉを正規位置へ移動させることができるため、その状態でキャビティＣ内へ溶融金属Ｍを射出することにより、インサート部材Ｉが正規位置に埋設されているダイカスト鋳造品Ｐを鋳造（製造）することができる。
【００３６】
従って、従来のように、型閉めの際の振動でインサート部材Ｉが動かないようにするために支持部２ｃとインサート部材Ｉとの嵌め合いをきつくしなくても、インサート部材Ｉを正規位置に埋設することができる。つまり、支持部２ｃとインサート部材Ｉとの嵌め合いを緩くすることができるため、可動型２の支持部２ｃに対するインサート部材Ｉの嵌め込み作業を容易にすることができ、時間当りのダイカスト鋳造品Ｐの鋳造数を多くすることができる。また、インサート部材Ｉの寸法精度を低くすることができ、インサート部材Ｉにかかるコストを低減させることができる。
【００３７】
また、支持部２ｃとインサート部材Ｉとの嵌め合いを緩くすることができることから、従来のように支持部２ｃの膨張を抑制するために支持部２ｃに冷却水を流通させる必要がなく、金型の構造が複雑になるのを回避させて、金型にかかるコストの増加を抑制することができる。
【００３８】
更に、溶融金属Ｍを射出する前に、キャビティＣ内から押圧部材３ｇを後退させているため、鋳造されたダイカスト鋳造品Ｐに押圧部材３ｇによる穴が形成されることはなく、多様なダイカスト鋳造品Ｐに対応することができる。また、ダイカスト鋳造品Ｐの表面には、押圧部材３ｇとガイド孔３ｉとのパーティングラインが僅かに表れる。このパーティングラインは、製品としては問題になることはないが、パーティングラインの存在により、本実施形態のダイカスト鋳造品の鋳造方法を用いて鋳造された本実施形態のダイカスト鋳造品Ｐであるか否かを判別することができる。
【００３９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４０】
例えば、上記の実施形態では、可動型２に支持部２ｃを備えた例を示したが、これに限定するものではなく、固定型３にインサート部材Ｉを支持するための支持部２ｃを備えても良い。また、上記の実施形態では、固定型３から押圧部材３ｇがキャビティＣ内へ突出又は後退する例を示したが、これに限定するものではなく、可動型２からキャビティＣ内へ押圧部材３ｇを突出又は後退させるようにしても良い。
【００４１】
更に、上記の実施形態では、インサート部材Ｉの正規位置として、インサート部材Ｉの端面が可動型２に当接している位置の例を示したが、これに限定するものではなく、インサート部材Ｉの端面が、可動型２及び固定型３の何れにも当接していない位置としても良い。
【００４２】
また、上記の実施形態では、一つの棒状の押圧部材３ｇによりインサート部材Ｉの一部を押圧する例を示したが、これに限定するものではなく、インサート部材Ｉの複数の位置を押圧するようにしても良いし、インサート部材Ｉの全体を押圧するようにしても良く、押圧する部分を増やすことによりインサート部材Ｉを正規位置へ移動させ易くすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  ダイカスト鋳造装置
２  可動型
２ａ  可動型本体
２ｂ  可動側型面
２ｃ  支持部
３  固定型
３ａ  固定型本体
３ｂ  固定側型面
３ｃ  取付空間
３ｄ  ピストンロッド
３ｅ  油圧シリンダ
３ｆ  摺動板
３ｇ  押圧部材
３ｈ  ガイドロッド
３ｉ  ガイド孔
Ｃ  キャビティ
Ｐ  ダイカスト鋳造品
Ｉ  インサート部材
Ｍ  溶融金属
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開平６−７１４０５号公報
【図１】
2014205171.tif 000004
【図２】
2014205171.tif 000005
【図３】
2014205171.tif 000006