(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押湯部から湯口部に至る湯道を有するダイカスト金型において、
湯道を湯口部付近で広げ、湯口部を円弧とする扇状とし、この扇状の断面積が湯道から湯口部に向けて順次縮小していくこと
を特徴とするダイカスト金型
【請求項２】
押湯部から湯口部に至る湯道を有するダイカスト金型において、
断面形状を円形とし、この断面積が湯口に至る過程で順次縮小していく湯道を有し、
かつ湯道を湯口部付近で広げ、湯口部を円弧とする扇状とし、この扇状の断面積が湯道から湯口部に向けて順次縮小していくこと
を特徴とするダイカスト金型
【請求項３】
押湯部から複数の湯口部に至る湯道を有し、一方の部位の板厚が薄く、他方の部位の板厚が厚い成形品を成形するダイカスト金型であって、
一方の部位に繋がる湯口部の間隔を粗に、他方の部位に繋がる湯口部の間隔を密にすること
を特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のダイカスト金型
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型薄肉鋳物製品を成形するダイカスト金型の湯道および湯口に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄肉で精密な鋳物製品を大量に生産する方法としてダイカスト鋳造法が知られている。この鋳造法は、凝固が進行する前に金型内に短時間で溶湯を充填完了させること、すなわち、高速・高圧での溶湯充填が要求される。
【０００３】
ダイカスト鋳造法における湯道設計手法によると、溶湯凝固が進行する前に金型内に短時間で溶湯を充填完了させるという要求より充填時間が決まる。また、より速く溶湯を製品部に流入させる必要があるが、湯口部の破損を回避するために湯口部の流速を一定速度以下に制限する必要がある。
【０００４】
ここで、湯口部の必要断面積は図７に示す式のように、充填すべき体積（以下、充填体積）を充填時間及び湯口部の流速で除したものであることが知られている。上記から、充填時間と湯口部の流速は溶湯の性質等により決まってくる値といえるので一定と考えると、結果として必要断面積は充填体積に比例する。
【０００５】
図４は、従来の湯道設計手法によって湯道及び大型でかつ薄肉である鋳物製品を金型上にレイアウトした状態を示す。大型鋳物を生産する場合には充填体積が大きくなるため、湯口部５の必要断面積が増加することになる。図５（ａ）は溶湯の流れに垂直な方向における湯道の断面図（図４におけるＣ−Ｃ断面）、さらに、図５（ｂ）はその部分拡大図を示す。
【０００６】
薄肉鋳物であることから、湯口厚ｔは、図５（ａ）に示すように、製品板厚Ｔから絞られて製品板厚Ｔより小さく設定される。よって、充填体積が同じ鋳物製品であっても薄肉でない場合に比べ湯口部５の幅ａ〜ｈは大きく設定されることとなり、その結果、湯口部５に連通する湯道部２の幅も大きくなるため、結果として投影面積が増大することになる。
【０００７】
また、図６は、湯道部２の溶湯流れ方向の断面図（図４におけるＤ−Ｄ断面）を示す。湯道部２の断面形状は金型を加工するのに適した形状となっており、溶湯の流速調整に関しては考慮されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の湯道設計手法により設計された湯道及び湯口を有する金型を用いて、大型薄肉鋳物製品を成形する場合、湯道、製品部を合わせた投影面積が大きくなるため、現在の技術水準で存在する最大級の型締め能力を有するダイカスト成形機にて成形を実施しても製品の投影面積に一定の制限があり、さらなる投影面積の大きい製品がダイカスト鋳造法により成形できるように改善が要望されていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は，上記課題を達成するために，押湯部から湯口部に至る湯道を有するダイカスト金型において、湯道を湯口部付近で広げ、湯口部を円弧とする扇状とし、この扇状の断面積が湯道から湯口部に向けて順次縮小していくことを特徴とするダイカスト金型を提供するものである。
【００１３】
以下、本発明の作用を説明する。
本発明のダイカスト金型によると、溶湯は押湯部から湯道部を介して湯口部へ至る。この過程で湯道の断面形状を円形とすると、その投影面積は従来の湯道の設計手法による湯道に比べ小さくなる。投影面積が縮小していくと成形時に金型を開けようとする溶湯の力が小さくなるため、従来の湯道設計手法により金型上に湯道と鋳物製品をレイアウトした場合より、成形機に必要な型締め力を小さくすることができる。
【００１４】
また、湯道の断面積が順次縮小していくことより、溶湯の流速が速くなり、湯口部付近でも流速が落ちず、湯道内の空気の巻き込みを防ぎ、結果として鋳物製品内に発生する巣の原因となるガストラップの発生を防止することができる。
【００１５】
ダイカスト金型を使用して大型薄肉鋳物製品の成形をする場合、湯口部の厚みは、従来技術の欄で説明したように、製品板厚よりも小さく設定される。湯道の断面形状を円形とした場合において、従来のように湯口部の断面形状を湯道と同じく円形とすると、その半径は鋳物製品の製品肉厚よりも小さくなり、極端に湯口部断面積が小さくなる。よって、図７に示す充填面積と湯口部断面積等の関係式から判るように、溶湯の流速が極端に速くなり、湯口部の破損等が発生するおそれがある。そこで湯口部を製品側を円弧側とする扇状とし、かつ、この扇状内にて湯道から湯口に至る断面積を順次縮小していくことにより、溶湯の流速を落とし過ぎることなく、所望の速度を得ることが可能となる。
【００１６】
また、請求項１記載の湯道と請求項２記載の湯口部を備えた金型とすることより、押湯部から湯道内及び湯口内において溶湯の流速は落ちることなくキャビティ内に溶湯されるので、ガストラップ等の発生を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるダイカスト金型の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１に示される製品は、自動車車体部品であるセンターピラー・アウタ１ａにサイドシル・アウタ１ｂおよびサイドレール・アウタ１ｃを一体とした大型薄肉鋳物製品１である。ここで、この製品は自動車車体のウエストラインに相当するラインｈより下方の板厚が厚く、側面衝突時に安全性を確保できる強度を有しており、同じくラインｈより上方の板厚が薄く、軽量化を考慮した構造となっている。図２（ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、湯道部２の溶湯の流れ方向各断面形状を示し、図２（ｂ）はその部分の拡大図を示す。また、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、湯道部２の溶湯の流れの垂直方向の各断面形状を示す。
【００１８】
この円形湯道部２の断面積は、製品形状部（湯口部５）に近づくにつれて、図２（ａ）に示すように、順次縮小していくように設定されている。
【００１９】
また、湯口部５付近の湯道部は、図１に示すように、扇の円弧部を湯口部５となるような扇状湯道部４とする。このとき、扇状湯道部４の断面積は、湯口部５に至るにつれ、順次縮小していく。
【００２０】
さらに、湯口部５の間隔は、板厚が薄い製品上方部位は粗に、製品上方部位に比べ板厚が厚い製品下方部位は密に設定されている。
【００２１】
なお、必要な湯口部５の断面積は、図７に示す関係式から充填体積に比例するため、図１と図４の場合において湯口厚さｔが同じであれば湯口幅は同じである。すなわち、従来の湯道の設計手法による湯口幅との関係において、図１における湯口部５の幅ａ〜ｈの合計は、図４における湯口部５の幅ａ′〜ｇ′の合計の値に一致するという関係が成立する。
【００２２】
このダイカスト金型を用いて大型薄肉鋳物製品１を成形すると、溶湯が流れる湯道部２は押湯部３から湯口部５へ至る過程において、その投影面積が縮小していくため、従来の湯道部に比べ投影面積が小さくなり、結果として成形時に金型を開けようとする溶湯の力が小さくなる。
【００２３】
また、湯道の断面形状を円形とすることにより、溶湯が金型に接触する面積が最小となる。すなわち、溶湯の熱損失量が少なくなり、溶湯の凝固の進行を遅らせられる。よって、金型内での溶湯の充填が円滑に行われ、上記と同様に金型を開けようとする溶湯の力が小さくなる。
【００２４】
さらに、湯道部２から湯口部５に至る断面積は順次縮小していくことより、溶湯の流速が速くなり、湯口部５付近でも流速は落ちることなく金型内に溶湯されるので、ガストラップの発生を防ぐことができる。
【００２５】
特に、この扇状湯道部４から湯口部５に至る断面積を順次縮小していくことにより、溶湯の流速を調整することができ、大型薄肉鋳物製品１を成形する場合においても湯口部５の破損を回避することができる。
【００２６】
ここで、扇状湯道部４内の断面積の縮小の程度が小さい場合には、円形の湯道部２からの溶湯の直進慣性により、扇状湯道部４の円弧部（鋳物製品側）両端において溶湯未充填となり、湯廻り不良等の問題が発生するおそれがあるため、扇状湯道部４での断面積の縮小の程度を設定するにあたっては、溶湯の流速に留意する必要がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、湯口部の投影面積が最小化することから、相対的に製品部の投影面積を大きくできるので、従来の湯道設計手法により金型上に鋳物製品をレイアウトした場合に比べ、同程度の型締め力の成形機を使用して、より大きな製品を取得することができる。
【００２８】
また、湯道部体積に対する表面積比が最小となることから、溶湯の熱損失量が少なくなるので、湯道部での溶湯保温効率を高めて充填させることが可能となる。また、湯道部の断面積が順次縮小していくことにより、溶湯の流れが順次速くなり、湯道通過過程における流速の低下を防止し、ガストラップを防止する。
【００２９】
特に、大型薄肉鋳物製品を成形する場合において、溶湯の流速を調整することができ、湯口部の破損を回避することができる。
【００３０】
さらに、押湯部から複数の湯口部に至る湯道を有し、一方の部位の板厚が薄く、他方の部位の板厚が厚い自動車車体部品を成形するダイカスト金型であって、一方の部位に繋がる湯口部の間隔を粗に、他方の部位に繋がる湯口部の間隔を密にする構造としたため、例えば、センターピラー・アウタにサイドシル・アウタ、サイドレール・アウタを一体化した、上方の板厚が薄く、下方の板厚が厚い大型薄肉鋳物製品を成形する場合にも、製品端末での溶湯の充填タイミングを同時にすることができる。すなわち、溶湯の充填タイミングが同時であることより、一の製品端末での溶湯の充填が完了し他の製品端末で溶湯の充填が未完了である場合に発生する一の製品端末に向かってさらに溶湯が流入しようとする力が発生せず、この力が金型を開けようとする力とならないため、型締め力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイカスト金型の湯道及び大型薄肉鋳物製品の金型レイアウト図である。
【図２】図１の溶湯流れ方向における湯道及び湯口部の断面図（図１におけるＡ−Ａ断面）である。
【図３】図１の溶湯流れに垂直な方向における湯道の断面図（図１におけるＢ−Ｂ断面）である。
【図４】従来の湯道設計手法による湯道及び大型薄肉鋳物製品の金型レイアウト図である。
【図５】図４の溶湯流れに垂直な方向における湯道の断面図（図４におけるＣ−Ｃ断面）である。
【図６】図４の溶湯流れ方向における湯道及び湯口部の断面図（図４におけるＤ−Ｄ断面）である。
【図７】湯口部の必要断面積と充填体積、充填時間、充填体積との関係を示す式である。
【符号の説明】
１    大型薄肉鋳物製品
２    湯道部
３    押湯部
４    扇状湯道部
５    湯口部
６    移動金型
７    固定金型
ａ〜ｇ    湯道部の幅
ｔ    湯口部の厚み
Ｔ    製品板厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003603687.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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