(57)【要約】【課題】  従来のダイカスト装置より、小型で省エネルギかつ高品質で多品種少量生産にも対応できるダイカスト法およびダイカスト装置を提供する。【解決手段】溶湯を射出するための溶湯射出プランジャチップの他に、溶湯を加圧するための溶湯加圧プランジャチップをゲートの前に設置し，溶湯射出プランジャチップで溶湯を通常のダイカストの射出圧力以下で溶湯を射出し、その後に溶湯加圧プランジャチップで溶湯を加圧する。また、溶湯射出プランジャチップを電動モータで駆動する。さらに、必要に応じて金型を温度制御し，ゲートに向けての指向性凝固を極力実現すると共に、加工が容易な金型材料やラピッドプロトタイピングで作製した金型を使用する。あるいは注湯口を複数設置し、溶湯充填率の変動を防ぐ。【選択図】図１
2006102809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を射出するための溶湯射出プランジャチップの他に、溶湯を加圧するための溶湯加圧プランジャチップをゲートの前に設置し，溶湯射出プランジャチップで通常のダイカストの射出圧力以下で溶湯を射出し、その後溶湯加圧プランジャチップで溶湯を加圧することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項２】
請求項１において，溶湯加圧プランジャを内側と外側の２重構造として，最初は両方で同時に溶湯を加圧し，後で内側のプランジャにより高温部を加圧することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項３】
請求項１において，溶湯射出プランジャチップを電動モータあるいはリニアモータで駆動することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項４】
請求項１あるいは２あるいは３において，溶湯加圧プランジャチップでゲート部をシールしてキャビティあるいはプランジャスリーブを減圧することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項５】
請求項１あるいは２あるいは３あるいは４において，溶湯射出プランジャにストッパを設けて、溶湯加圧による溶湯射出プランジャの移動を防止することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項６】
請求項１あるいは２あるいは３あるいは４あるいは５において低圧鋳造と同様に金型をゲートに向けての指向性凝固となるように温度制御することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項７】
請求項４において溶湯加圧プランジャチップの摺動面を入子構造とすることを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項８】
請求項１あるいは２あるいは３あるいは４あるいは５あるいは６あるいは７において、キャビティを構成する入子型を鋳鉄などの切削性の良い材料あるいはラピッドプロトタイピングで作製した金型を使用することを特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【請求項９】
上記において給湯口を複数設特徴とするダイカスト法およびダイカスト装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主に、Ａｌ合金やＭｇ合金鋳造品などのダイカスト法およびダイカスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  需要の多様化、商品の短寿命化、開発途上国の追い上げ等により、より低コストで、多品種少量生産に適したダイカスト法が望まれている。また、自動車等の軽量化のため、大型のダイカスト品を高品質、低コストで製造する技術も望まれている。【０００３】  一方、従来のダイカスト法では、非特許文献１、２などに示されるように溶湯射出と加圧が油圧駆動される一つのプランジャにより行なわれている。【０００４】  従って、プランジャチップの移動距離は長く、また高圧で加圧されるため、高圧大容量の油圧システムが必要で、大型装置となり、装置コストが高く、使用エネルギも大きい。これは大型製品を製造する場合には特に問題となる。さらに、完全液相部分に高圧をかけても品質は良くならず、鋳型寿命を短くするだけであるし、安価な鋳型材料を使用することもできない。加圧するのは凝固収縮によるひけ巣を防止するためであり、このためには固液共存域を加圧すべきであるが、プランジャチップの周囲は凝固が早く、凝固層が存在するため、プランジャチップの移動抵抗が大きく、高圧を必要とする。つまり、エネルギを無駄に使用していることになる。さらに、キャビティとプランジャスリーブがつながっているため、キャビティだけを減圧することが困難である。
【非特許文献１】ダイカスト技能者ハンドブック，全国ダイカスト工業協同組合連合会，（昭和５６），９
【非特許文献２】素形材、Ｖｏｌ．４４（２００３）１、６  （財）素形材センター
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来のダイカスト装置より、小型で省エネルギかつ高品質で多品種少量生産にも対応できるダイカスト法およびダイカスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  溶湯を射出するための溶湯射出プランジャチップの他に、溶湯を加圧するための溶湯加圧プランジャチップをゲートの前に設置し，溶湯射出プランジャチップで溶湯を通常のダイカストの射出圧力以下で溶湯を射出し、その後溶湯加圧プランジャチップで溶湯を加圧する。また、溶湯射出プランジャチップを電動モータあるいはリニアモータで駆動する。さらに、金型を温度制御し，ゲートに向けての指向性凝固を極力実現すると共に、加工が容易な金型材料やラピッドプロトタイピングで作製した金型を使用する。また、必要に応じて溶湯射出前に溶湯加圧プランジャチップでゲートをシールし、キャビティとプランジャスリーブの減圧が独立にできるようにする。
【発明の効果】
【０００７】  溶湯射出と加圧という２つの機能を持っているプランジャチップを、溶湯射出プランジャチップと溶湯加圧プランジャチップに分けることで、溶湯射出時には低圧、加圧時には高圧を効率よく作用させることが可能となる。【０００８】  すなわち、溶湯射出プランジャは高圧である必要がないため電動モータやリニアモータ駆動とすることが可能となり、装置の小型化、省エネルギ化になる。また、射出速度の細かい制御が可能となる。溶湯加圧プランジャチップの駆動は油圧とするが、移動距離が短いので、小型油圧装置ですむ。また、プランジャスリーブ周囲の凝固した部分に力を作用させるのではなく、一番高温の部分を加圧できるので、効率的に加圧でき金型への負担も少ない。このため、従来のような高価な金型材料を使用しなくても良く、加工性の良い金属材料を高速切削した金型や種々のラピッドプロトタイピングで製作した金型が利用でき、多品種少量生産にも対応できる。【０００９】  溶湯加圧プランジャチップでゲートをシールした場合には、申請中の特許（整理番号ＤＣ０００１−１、出願人  大中逸雄）に記載の効果が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  次に本発明を実施するための実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】  図１は実施例１におけるゲート近傍の側面図である。溶湯射出プランジャチップ２で溶湯７を射出した後、溶湯加圧プランジャチップ５を一点鎖線で示す位置に押出す。プランジャスリーブ３や固定型の溶湯接触面には凝固層があり、溶湯射出プランジャチップ２はこれを一部前面に押出しながら射出するため射出終了近くではかなりの圧力をかけないと移動できない。しかし、溶湯加圧プランジャチップ５の位置は高温部にあり、溶湯射出プランジャチップ２に比べ容易に移動させることができる。しかもこの移動距離は、キャビティ４での疑固収縮量を補う程度（数１０ｍｍ以下）であり、溶湯射出プランジャチップ２の移動距離に比較してはるかに短い。【０００１２】  また、キャビティ部で指向性凝固が生じるように鋳型の温度制御、熱設計の最適化、製品の肉厚設計を実施することで、溶湯加圧力を低下でき、さらに鋳型に加工性の良い鋳鉄等で製作した入子型あるいはラピッドプロトタイピングで製作した比較的機械的強度の弱い入子型を使用することができ、多品種少量生産に対応できる。【０００１３】  この方法では、溶湯射出圧力が低いため、プランジャスリーブの剛性も従来ほど高くする必要はなく、例えば、図１に示すように注湯口１ａ，１ｂを複数設置して、大製品では注湯口１ａを使用し、小製品では注湯口１ｂを使用することでプランジャスリーブ３における溶湯充填率の変化を最小限にでき、品質の安定化が図れる。
【実施例２】
【０００１４】  図２は、実施例２のゲート近傍の側面図であり、溶湯加圧プランジャチップを２重にしてしかもゲート６をシールできるようにしたもので、プランジャスリーブに溶湯を供給した状態を示す。図３は、溶湯加圧最終段階時の状況を示している。【０００１５】  操業に際しては、キャビティを減圧中あるいは減圧後、溶湯を供給し、溶湯射出プランジャチップ２を左方に移動させ注湯口を塞ぎ、溶湯加圧プランジャチップ５ａ，５ｂを左方に後退させてゲートを開き、溶湯射出プランジャチップ２で溶湯を射出する。その後、まず、溶湯加圧プランジャチップ５ａ，５ｂ全体を右方に移動させて溶湯を加圧する。最後に図３に示すように溶湯加圧プランジャチップ５ｂをさらに右方に移動させて高温部を加圧する。ただし、ゲート部の凝固が進んでいるとキャビティには圧力は伝達されないので、ゲート部の凝固が過度に進行しないように寸法と冷却に注意する必要がある。
【実施例３】
【０００１６】  図４、図５は、実施例３の側面図であり、溶湯射出プランジャチップ２の駆動をサーボモータ１４で実施した例を示す。【０００１７】  すなわち、図４は溶湯射出前の状態を示しており、サーボモータ１４の回転をボールねじ１５に伝え、溶湯射出プランジャの直線運動に変換し、溶湯を射出する。その後、溶湯加圧段階で、ストッパ１６を下降させサーボモータの出力があまり大きくなくても溶湯射出プランジャが右方に移動するのを防ぐ。サーボモータ１４を使用することで、射出速度を製品構造、寸法に合わせて時間的に変化させ、欠陥の少ない製品を得ることもできる。【０００１８】  なお、モータの回転運動を直線運動に変換する方法は、ボールねじ以外にラックと歯車の組み合わせ等、他の方法でもよい。また、サーボモータの他、リニアモータ等の電磁気力を利用した他の方法でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０００１９】  高品質のダイカスト製品の製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００２０】
【図１】実施例１におけるゲート近傍の側面図である。
【図２】実施例２におけるゲート近傍の側面図で、溶湯射出前の状態を示す。
【図３】実施例２におけるゲート近傍の側面図で、溶湯加圧最終段階の状態を示す。
【図４】実施例３の側面図で溶湯射出前の状態を示す。
【図５】実施例３の側面図で溶湯加圧状態を示す。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  注湯口
２  溶湯射出プランジャチップ
３  プランジャスリーブ
４  キャビティ
５  溶湯加圧プランジャチップ
５ａ  内側加圧プランジャチップ
５ｂ  外側加圧プランジャチップ
６  ゲート
７  溶湯
８  固定プレート
９  固定型
１０  可動型
１１  シール
１２  溶湯加圧プランジャチップの摺動面の入子（プランジャスリーブ側）
１３  溶湯加圧プランジャチップの摺動面の入子（可動型側）
１４  電動モータ
１５  ボールねじ
１６  ストッパ
【図１】
2006102809.tif 000003
【図２】
2006102809.tif 000004
【図３】
2006102809.tif 000005
【図４】
2006102809.tif 000006
【図５】
2006102809.tif 000007