(57)【要約】【課題】サイクルタイムの影響を及ぼすことなく、射出スリーブ内の半凝固金属の低温化、凝固片の生成を抑制し、安価で高品質な鋳造製品を得ることができる半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法を提供する。【解決手段】金型１２のキャビティ２４内に半凝固金属スラリー６２を射出成形することで、鋳造品を成形する加圧鋳造装置１０において、金型１２に取り付けられ、半凝固金属スラリー６２が供給される射出スリーブ２６と、射出スリーブ２６内に挿通され、半凝固金属スラリー５０を金型１２側に移動させるプランジャー２８と、金型１２に設けられ、プランジャー２８にて移動された半凝固金属スラリー５０を金型１２のキャビティ２４に導く分流子３４とを有し、分流子３４の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造４８を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内に半凝固金属スラリーを射出成形することで、鋳造品を成形する半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記金型に取り付けられ、前記半凝固金属スラリーが供給される射出スリーブと、
前記射出スリーブ内に挿通され、前記半凝固金属スラリーを前記金型側に移動させるプランジャーと、
前記金型に設けられ、前記プランジャーにて移動された前記半凝固金属スラリーを前記金型のキャビティに導く分流子とを有し、
前記分流子の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記分流子の中心から上半分の一部又は全部が冷却機能を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記プランジャーのうち、前記半凝固金属スラリーが接触する部分が断熱構造を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記射出スリーブが断熱構造を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項５】
請求項４記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記射出スリーブは、該射出スリーブと前記半凝固金属スラリーとの熱伝達を抑制するための熱伝達抑制構造を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項６】
請求項５記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記熱伝達抑制構造は、前記射出スリーブの外壁内に配管され、且つ、高温媒体が供給される保温回路を有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項７】
請求項１記載の半凝固金属加圧鋳造装置において、
前記射出スリーブの上部開口部に向けて傾斜して設置され、且つ、供給された溶湯金属を冷却して、前記半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する治具であって、前記射出スリーブ内での前記半凝固金属スラリーの中央部の固相率が２０％以下である半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する冷却用治具を備えることを特徴とする半凝固金属加圧鋳造装置。
【請求項８】
金型のキャビティ内に半凝固金属スラリーを射出成形することで、鋳造品を成形する半凝固金属加圧鋳造方法において、
前記金型に取り付けられ、前記半凝固金属スラリーが供給される射出スリーブと、前記射出スリーブ内に挿通され、前記半凝固金属スラリーを前記金型側に移動させるプランジャーと、前記金型に設けられ、前記プランジャーにて移動された前記半凝固金属スラリーを前記金型のキャビティに導く分流子と、前記射出スリーブの上部開口部に向けて傾斜して設置され、且つ、供給された溶湯金属を冷却して、前記半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する冷却用治具とを有し、前記分流子の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造を有する半凝固金属加圧鋳造装置を使用し、
前記溶湯を冷却用治具に供給して、前記射出スリーブ内での半凝固金属スラリーの中央部の固相率が２０％以下である半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する工程と、
前記プランジャーを前進させて、前記半凝固金属スラリーを、前記金型のキャビティ内に充填する工程とを有することを特徴とする半凝固金属加圧鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出スリーブ内に供給した半凝固金属を、金型のキャビティに射出する半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コールドチャンバー方式の半凝固金属加圧鋳造方式において、射出スリーブに溶湯金属を給湯した際に、以下の課題が発生することが知られている。
【０００３】
すなわち、射出スリーブ内に半凝固金属を容器によって供給する場合、半凝固金属特有の投入性の課題から、射出スリーブの上部に設けられた開口部の開口面積を、通常のダイカスト法と比較して大きくする必要がある。また、射出スリーブ内に供給した後の半凝固金属の形状は、射出スリーブの底部から開口部の高さにまで及ぶ形状となる。開口部の開口面積が大きいことと、供給後の半凝固金属の形状が開口部付近まで達する高さになることから、射出時に、開口部から半凝固金属の飛び出しが発生する。
【０００４】
そこで、射出スリーブ上に冷却用治具を配置し、冷却用治具上で溶湯金属を半凝固化して射出スリーブ内に供給すると、冷却用治具を流れる半凝固金属が射出スリーブの奥（金型側）に進むベクトルをもって供給される。また、溶湯金属を直接射出スリーブ内へ流し込み、射出スリーブ内で半凝固化する手法においても、溶湯は射出スリーブ内を流動し易く、射出スリーブの奥まで供給される。このような方法においては、半凝固金属もしくは溶湯を連続的に射出スリーブに供給する方式であるため、開口部の開口面積をダイカスト並みに小さくできること、射出スリーブの奥まで供給できることから、射出時に、開口部からの半凝固金属の飛び出しを抑制することができる。
【０００５】
しかし、半凝固金属が射出スリーブの奥まで供給されると、半凝固金属がプランジャーチップ、射出スリーブの底部全体、分流子により急冷されてしまうため、少なくとも以下の３つの課題が発生する。
【０００６】
（１）プランジャーチップ、射出スリーブ、分流子からの抜熱により、半凝固金属の温度が低下し、金型のキャビティ内における半凝固金属の流動性が低下する。そのため、製品に湯廻り不良や湯境欠陥が発生する。
【０００７】
（２）プランジャーチップ、射出スリーブ、分流子と半凝固金属との接触面において、熱伝達がよいため、凝固金属層が生成されてしまい、この凝固金属層が製品内部に混入することで、製品品質へ悪影響を及ぼす。
【０００８】
（３）上記（１）及び（２）の課題を解決するために、射出スリーブへの半凝固金属の供給温度を高くすると、液相率が高くなることで、引け巣欠陥が増加する。さらに、キャビティ内での流動中にガスを巻込み易くなるため、ガス欠陥が増加し、製品品質に悪影響を及ぼす。
【０００９】
従来、上記課題を解決するために、様々な対策がとられてきた。例えば特許文献１では、半凝固金属加圧鋳造において、プランジャーチップ先端部と金型ビスケット部の断熱化を行うことで、引け巣発生を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２５６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１記載の方法は、ビスケット部を全面断熱するようにしているため、鋳造品のうち、加圧成形時の最終凝固部となるビスケット部位（ビスケット部に対応する部位）の冷却が遅れることになり、金型のキュアタイムを長くとる必要がでてくる。
【００１２】
ビスケット部位が凝固完了する前に、金型を開くと、ビスケット部位が溶解し、以下のような問題が発生する。
【００１３】
（ａ）作業効率
ビスケット部位が完全に固まる前に型開きをすると、ビスケット部位が破裂して、周囲に飛散するおそれがある。この場合、作業者の安全を確保しながら飛散した破片を除去する必要があり、作業効率が著しく低下する。
【００１４】
（ｂ）連続操業性
ビスケット部位が破裂すると、製品取出しロボット等による製品の自動取出しができなくなる。その結果、作業が一時的に停止するという、いわゆるチョコ停（short time breakdown）が発生し、連続操業ができなくなる。
【００１５】
このような問題を回避するために、キュアタイムを長くとると、サイクルタイムが長くなり、製品のコストアップにつながるという問題がある。
【００１６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、サイクルタイムの影響を及ぼすことなく、射出スリーブ内の半凝固金属の低温化、凝固片の生成を抑制し、安価で高品質な鋳造製品を得ることができる半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
［１］  第１の本発明に係る半凝固金属加圧鋳造装置は、金型のキャビティ内に半凝固金属スラリーを射出成形することで、鋳造品を成形する半凝固金属加圧鋳造装置において、前記金型に取り付けられ、前記半凝固金属スラリーが供給される射出スリーブと、前記射出スリーブ内に挿通され、前記半凝固金属スラリーを前記金型側に移動させるプランジャーと、前記金型に設けられ、前記プランジャーにて移動された前記半凝固金属スラリーを前記金型のキャビティに導く分流子とを有し、前記分流子の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造を有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、射出スリーブ内に半凝固金属スラリーが供給された際に、該半凝固金属スラリーが分流子の下半分の一部又は全部に接触することになるが、分流子の下半分の一部又は全部は断熱構造を有するため、半凝固金属スラリーの温度低下を抑制することができ、凝固金属片の生成を防止することができる。しかも、分流子の上半分は断熱構造を有しないため、加圧成形後のビスケット部位（鋳造品のうち、金型のビスケット部に対応した部位）の温度低下が抑制されることがなくなり、キュアタイムを長くとる必要がない。これは、サイクルタイムの短縮化につながる。
【００１９】
［２］  第１の本発明において、前記分流子の中心から上半分が冷却機能を有することを特徴とする。これにより、加圧成形後のビスケット部位を急速に冷却することができ、サイクルタイムを短縮させることができる。
【００２０】
［３］  第１の本発明において、前記プランジャーのうち、前記半凝固金属スラリーが接触する部分が断熱構造を有することを特徴とする。これにより、分流子の下半分の断熱効果との相乗効果によって、射出スリーブ内の半凝固金属スラリーの低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００２１】
［４］  第１の本発明において、前記射出スリーブが断熱構造を有することを特徴とする。これにより、分流子の下半分の断熱効果との相乗効果によって、射出スリーブ内の半凝固金属スラリーの低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００２２】
［５］  第１の本発明において、前記射出スリーブは、該射出スリーブと前記半凝固金属スラリーとの熱伝達を抑制するための熱伝達抑制構造を有することを特徴とする。これにより、射出スリーブ内の半凝固金属スラリーの低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００２３】
［６］  第１の本発明において、前記熱伝達抑制構造は、前記射出スリーブの外壁内に配管され、且つ、高温媒体が供給される保温回路を有することを特徴とする。保温回路への高温媒体の供給によって、射出スリーブ内の半凝固金属スラリーの低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００２４】
［７］  第１の本発明において、前記射出スリーブの上部開口部に向けて傾斜して設置され、且つ、供給された溶湯金属を冷却して、前記半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する治具であって、前記射出スリーブ内での前記半凝固金属スラリーの中央部の固相率が２０％以下である半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する冷却用治具を備えることを特徴とする。これにより、冷却用治具を介して射出スリーブ内に供給された半凝固金属スラリーは、射出スリーブの奥（金型側）まで流動し、その湯先が分流子の下半分に接触することになるため、分流子に設けた断熱構造による効果（断熱効果）を十分に発揮させることができる。
【００２５】
［８］  第２の本発明に係る半凝固金属加圧鋳造方法は、金型のキャビティ内に半凝固金属スラリーを射出成形することで、鋳造品を成形する半凝固金属加圧鋳造方法において、前記金型に取り付けられ、前記半凝固金属スラリーが供給される射出スリーブと、前記射出スリーブ内に挿通され、前記半凝固金属スラリーを前記金型側に移動させるプランジャーと、前記金型に設けられ、前記プランジャーにて移動された前記半凝固金属スラリーを前記金型のキャビティに導く分流子と、前記射出スリーブの上部開口部に向けて傾斜して設置され、且つ、供給された溶湯金属を冷却して、前記半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する冷却用治具とを有し、前記分流子の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造を有する半凝固金属加圧鋳造装置を使用し、前記溶湯を冷却用治具に供給して、前記射出スリーブ内での半凝固金属スラリーの中央部の固相率が２０％以下である半凝固金属スラリーとして前記射出スリーブ内に供給する工程と、前記プランジャーを前進させて、前記半凝固金属スラリーを、前記金型のキャビティ内に充填する工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
これにより、先ず、冷却用治具を介して射出スリーブ内に供給された半凝固金属スラリーは、射出スリーブの奥（金型側）まで流動し、その湯先が分流子の下半分に接触することになるため、分流子に設けた断熱構造による効果（断熱効果）を十分に発揮させることができる。すなわち、射出スリーブ内に半凝固金属スラリーが供給された際に、該半凝固金属スラリーが分流子の下半分に接触することになるが、分流子の下半分は断熱構造を有するため、半凝固金属スラリーの温度低下を抑制することができ、凝固金属片の生成を防止することができる。しかも、分流子の上半分は断熱構造を有しないため、加圧成形後のビスケット部位（鋳造品のうち、金型のビスケット部に対応した部位）の温度低下が抑制されることがないため、キュアタイムを長くとる必要がない。これは、サイクルタイムの短縮化につながる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明に係る半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法によれば、サイクルタイムの影響を及ぼすことなく、射出スリーブ内の半凝固金属の低温化、凝固片の生成を抑制し、安価で高品質な鋳造製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態に係る加圧鋳造装置を示す構成図である。
【図２】鉛直方向に対して傾斜させて設置した冷却用治具を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る射出スリーブの構成、特に、保温回路の引き回し（一点鎖線にて示す）を一部省略して示す斜視図である。
【図４】図４Ａは射出スリーブ内に半凝固金属スラリーを供給している状態を一部省略して示す断面図であり、図４Ｂはプランジャーを前進させて、半凝固金属スラリーを金型のキャビティに充填させた状態を一部省略して示す断面図である。
【図５】本実施の形態に係る加圧鋳造方法を示す工程ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法の実施の形態例を図１〜図５を参照しながら説明する。
【００３０】
本実施の形態に係る半凝固金属加圧鋳造装置（以下、加圧鋳造装置１０と記す）は、図１に示すように、金型１２と、金型駆動部１４と、射出機構１６と、冷却用治具１８とを有する。
【００３１】
金型１２は、可動型２０と固定型２２とからなる。可動型２０は、金型駆動部１４によって駆動され、固定型２２に対して進退方向に移動するようになっており、固定型２２と合わさることで（型閉じ状態）、固定型２２と間に鋳造空間としてのキャビティ２４（図４Ａ参照）が区画形成される。
【００３２】
射出機構１６は、射出スリーブ２６とプランジャー２８と射出駆動部３０とを有する。射出スリーブ２６は、中空部３２を有する筒状に形成され、その先端部が固定型２２に挿入されて、中空部３２と金型のキャビティ２４とが、可動型２０に設けられた分流子３４及び固定型２２に設けられたランナー３５を介して連通するようになされている。射出スリーブ２６の後端部は開口が形成され、この開口を通じてプランジャー２８の先端部（プランジャーチップ３６）が挿入されるようになっている。また、射出スリーブ２６の後端部寄りには、溶湯（例えばアルミニウム）を中空部３２に供給するための給湯口３８が設けられている。
【００３３】
プランジャー２８は、射出駆動部３０によって駆動されるプランジャーロッド２９と、該プランジャーロッド２９の先端に固定され、射出スリーブ２６の中空部３２内を固定型２２に対して進退方向に移動するプランジャーチップ３６とを有する。
【００３４】
冷却用治具１８は、長尺物として構成され、溶湯４０（図４Ａ参照）を所定の流動速度で射出スリーブ２６に導くように、鉛直方向に対して所定の角度で傾斜して設置されている。このとき、冷却用治具１８の下端部は、射出スリーブ２６の給湯口３８に臨むように設置される。
【００３５】
この場合、図２に示すように、冷却用治具１８は、底部４２と、該底部４２の各側方端部に屈曲して連なる第１側部４４ａ、第２側部４４ｂとを有する。これら底部４２、第１側部４４ａ及び第２側部４４ｂに囲繞された空間が、流動溝４６として機能する。また、第１側部４４ａ及び第２側部４４ｂが存在することにより、冷却用治具１８の側方から溶湯４０（ないし半凝固金属スラリー）が溢流・落下することが防止される。
【００３６】
そして、本実施の形態に係る加圧鋳造装置１０は、図１に示すように、分流子３４の中心から下半分の一部又は全部が断熱構造４８を有する。図１では、分流子３４の中心から下半分の全部を断熱構造４８にした場合を示しており、該断熱構造４８の部分を斜線を引いた領域で示す。
【００３７】
断熱構造４８としては、例えば分流子３４における下半分の表面に熱伝導率が、分流子３４の材質として通常使用される材質（例えばＳＫＤ６１等）よりも低い物質（以下、低熱伝導物質と記す）を貼り付ける、もしくは分流子３４の下半分を、低熱伝導物質で作製し、入れ子として使用することで、半凝固金属スラリー５０（図４Ａ参照）の温度低下を抑えることができる。もちろん、分流子３４における下半分の表面に低熱伝導物質を塗布するようにしてもよい。低熱伝導物質としては、熱伝導率が分流子３４の材質として通常使用される材質（例えばＳＫＤ６１等）よりも低い金属やセラミックス等を使用することができ、望ましくは、加圧鋳造時の加圧、衝撃に耐えうる物質がよく、例えばＴｉ（チタン、熱伝導率：２１．９Ｗ／ｍＫ）等が好ましく使用される。本実施の形態では、分流子の下半分の表面に粉体状の低熱伝導物質（粉体断熱材）を塗布した。
【００３８】
図１の例では、分流子３４の下半分の全部を断熱構造としたが、半凝固金属スラリー５０の供給量、射出スリーブ２６の中空部の形状等に応じて、分流子３４の下端から任意の高さ（但し、下端から中心までの高さを最大とする）までを断熱構造４８にしてもよい。なお、分流子３４の下端から中心を越えて上部まで断熱構造４８にすると、射出成形時に、鋳造品のうち、分流子３４とつながる部分（ビスケット部位又はスタンプ部位）の凝固が遅れ、サイクルタイムが長くなる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、プランジャーチップ３６のうち、半凝固金属スラリー５０が接触する部分が断熱構造５２を有する。図１において、該断熱構造５２の部分を斜線を引いた領域で示す。
【００４０】
この断熱構造５２としては、分流子３４の場合と同様に、プランジャーチップ３６の前面（金型１２と対向する面）全体に低熱伝導物質を貼り付ける、もしくは前面全体を含む部分を、低熱伝導物質で作製する、もしくは、前面に低熱伝導物質を塗布するようにしてもよい。なお、プランジャーチップ３６の前面全体ではなく、前面の一部のみの材質を変えると、熱膨張係数の差から、プランジャーチップ３６の真円度が保てず、射出スリーブ２６の内壁への食い込み（いわゆる「かじり」）が発生する懸念がある。従って、プランジャーチップ３６の前面全体を低熱伝導物質に変えることが好ましい。低熱伝導物質としては、上述したように、熱伝導率が分流子３４の材質として通常使用される材質よりも低い金属やセラミックス等を使用することができ、望ましくは、加圧鋳造時の加圧、衝撃に耐えうる物質がよく、例えばＴｉ等が好ましく使用される。本実施の形態では、プランジャーチップ３６の前面部分にＴｉ合金を埋め込んで、プランジャーチップ３６の前面全体が断熱構造を有するようにした。
【００４１】
また、本実施の形態に係る加圧鋳造装置１０の射出スリーブ２６は、該射出スリーブ２６と半凝固金属スラリー５０との熱伝達を小さくための構造（熱伝達抑制構造５４）を有する。この熱伝達抑制構造５４は、図１及び図３に示すように、射出スリーブ２６の外壁５６の先端部（金型１２側の部分）から後端部にかけて配管された保温回路５８（温度調整回路でもある）を有する。この保温回路５８は高温媒体が流通する管にて構成されているが、図３では、図示を簡単化するために、配管経路を一点鎖線にて示してある。
【００４２】
保温回路５８は、射出スリーブ２６の外壁５６内を、一方の端部（保温供給端６０ａ）から他方の端部（保温排出端６０ｂ）に向かって、且つ、射出スリーブ２６の全周にわたってジグザグ状に配管されて構成されている。保温供給端６０ａ及び保温排出端６０ｂは、高温媒体供給部６２に接続され、該高温媒体供給部６２から保温回路５８に向かって高温媒体が循環供給されるようになっている。高温媒体としては、温度１００℃〜３００℃、好ましくは温度２００℃〜２５０℃のオイル（例えばバーレルサーム４００（松村石油株式会社製））等を使用することができる。
【００４３】
従って、例えば図４Ａに示すように、半凝固金属スラリー５０を、給湯口３８から射出スリーブ２６内に供給したとき、半凝固金属スラリー５０は、射出スリーブ２６の全周にわたって配管された保温回路５８（図３参照）を通じて保温され、半凝固金属スラリー５０から射出スリーブ２６への熱伝達が抑制されることとなる。
【００４４】
熱伝達抑制構造５４として、上述した保温回路５８のほか、射出スリーブ２６の中空部３２内壁に断熱潤滑剤を塗布する、あるいは、射出スリーブ２６自体を熱伝達の小さい材料で構成する等が挙げられ、これらを組み合わせてもよい。本実施の形態では、ＳＫＤ材にて構成された射出スリーブ２６の外壁５６内に保温回路５８を設けるようにした。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、図１に示すように、分流子３４の中心から上半分が冷却機能を有する。この冷却機能を実現する構造として、例えば図１に示すように、分流子３４の中心から上半分に配管され、且つ、低温媒体が流通する冷却回路６４を設けることが挙げられる。すなわち、冷却回路６４は、分流子３４の上半分を、一方の端部（冷却供給端６６ａ）から他方の端部（冷却排出端６６ｂ）に向かって例えばジグザグ状に配管されて構成されている。冷却供給端６６ａ及び冷却排出端６６ｂは、低温媒体供給部６８に接続され、該低温媒体供給部６８から冷却回路６４に向かって低温媒体が循環供給されるようになっている。低温媒体としては、温度０℃〜１００℃、好ましくは温度２０℃〜６０℃の水を使用することができる。
【００４６】
従って、例えば図４Ｂに示すように、プランジャー２８を前進させて、半凝固金属スラリー５０を金型１２のキャビティ２４内に充填して冷却固化することによって、鋳造品を作製したとき、鋳造品のうち、ビスケット部位（又はスタンプ部位）が、冷却回路６４への低温媒体の供給によって急速に冷却されることになる。
【００４７】
冷却機能を実現する構造としては、上述した冷却回路６４を設けずに、分流子３４本来の構造のままでもよい。すなわち、分流子３４の材質として、例えばＳＫＤ６１等の熱伝導率の高い材質を使用した場合、上述したように、分流子３４の下半分は、例えば低熱伝導物質で構成されて断熱構造４８を有するため、分流子３４の上半分は、下半分と比して熱を逃す構造となることから、十分に冷却機能を有することになる。もちろん、上述したように、冷却回路６４を設けることで冷却機能を高めるようにしてもよい。
【００４８】
一方、冷却用治具１８は、供給された溶湯４０から熱を奪って半凝固金属スラリー５０として、射出スリーブ２６内に供給するが、特に、射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率が２０％以下となるように、傾斜角度、材質、サイズ（例えば流動溝４６のうち、溶湯４０が流れる長さ、流動溝４６の幅、流動溝４６の側壁の高さ）等が設定されている。本実施の形態では、射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率が５％程度となるように、上述した冷却用治具１８の傾斜角度やサイズ等を設定した。ここで、射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率とは、冷却用治具１８を介して半凝固金属スラリー５０を射出スリーブ２６内に供給した後の半凝固金属スラリー５０のうち、給湯口３８から見える部分の高さ方向中央部分の固相率をいう。
【００４９】
射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率を２０％以下にすることで、冷却用治具１８を介して射出スリーブ２６内に供給された半凝固金属スラリー５０を、射出スリーブ２６の奥（金型側）まで流動させて、その湯先を分流子３４の下半分に接触させることができ、分流子３４に設けた断熱構造４８による効果（断熱効果）を十分に発揮させることができる。
【００５０】
このように、本実施の形態に係る加圧鋳造装置１０においては、射出スリーブ２６内に半凝固金属スラリー５０が供給された際に、該半凝固金属スラリー５０が分流子３４の下半分の一部又は全部に接触することになるが、分流子３４の下半分の一部又は全部が断熱構造を有するため、半凝固金属スラリー５０の温度低下を抑制することができ、凝固金属片の生成を防止することができる。しかも、分流子３４の上半分は断熱構造を有しないため、加圧成形後のビスケット部位（鋳造品のうち、金型１２のビスケット部に対応した部位）の温度低下が抑制されることがないため、キュアタイムを長くとる必要がない。これは、サイクルタイムの短縮化につながる。
【００５１】
また、分流子３４の中心から上半分が冷却機能を有することから、加圧成形後のビスケット部位を急速に冷却することができ、サイクルタイムを短縮させることができる。
【００５２】
また、プランジャーチップ３６の前面全体が断熱構造を有し、射出スリーブ２６が断熱構造を有することから、分流子３４の下半分による断熱効果、プランジャーチップ３６の前面全体による断熱効果との相乗効果によって、射出スリーブ内の半凝固金属スラリーの低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００５３】
特に、本実施の形態では、射出スリーブ２６は、該射出スリーブ２６と半凝固金属スラリー５０との熱伝達を抑制するための熱伝達抑制構造５４を有し、熱伝達抑制構造５４として、射出スリーブ２６の外壁５６内に配管され、且つ、高温媒体が供給される保温回路５８を有するようにしたので、保温回路５８への高温媒体の供給によって、射出スリーブ２６内の半凝固金属スラリー５０の低温化をさらに抑制することができ、凝固金属片の生成もさらに抑制することができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、射出スリーブ２６の給湯口３８に向けて傾斜して設置され、且つ、供給された溶湯４０を冷却して、半凝固金属スラリー５０として射出スリーブ２６内に供給する治具であって、射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率が２０％以下である半凝固金属スラリーとして射出スリーブ２６内に供給する冷却用治具１８を備えるようにしたので、冷却用治具１８を介して射出スリーブ２６内に供給された半凝固金属スラリー５０は、射出スリーブ２６の奥（金型１２側）まで流動し、その湯先が分流子３４の下半分に接触することになるため、分流子３４に設けた断熱構造による効果（断熱効果）を十分に発揮させることができる。
【００５５】
次に、本実施の形態に係る半凝固金属加圧鋳造方法（以下、加圧鋳造方法と記す）について、図４Ａ〜図５も参照しながら説明する。
【００５６】
先ず、図５のステップＳ１において、高温媒体供給部６２は、射出スリーブ２６内に設けられた保温回路５８に高温媒体を循環供給（常時供給）する。
【００５７】
ステップＳ２において、低温媒体供給部６８は、分流子３４の上半分に設けられた冷却回路６４に低温媒体を循環供給（常時供給）する。
【００５８】
その後、ステップＳ３において、金型駆動部１４は、可動型２０を駆動して可動型２０と固定型２２とを合わせる（型閉め）。このとき、図４Ａに示すように、金型１２にキャビティ２４が区画形成される。
【００５９】
その後、ステップＳ４において、図４Ａに示すように、ラドル７０内の溶湯４０を冷却用治具１８の上端部から供給（注湯）する。供給された溶湯４０は、冷却用治具１８の流動溝４６（図２参照）に沿って、傾斜した冷却用治具１８の下端部に向かって流動する。この過程で、冷却用治具１８によって熱が奪取され、その結果、一部が固相となる。すなわち、溶湯４０は、冷却用治具１８に案内される最中に、固相及び液相が共存する半凝固金属スラリー５０に徐々に変態する。大部分の半凝固金属スラリー５０は、流動溝４６に導かれて射出スリーブ２６の給湯口３８から該射出スリーブ２６の内部に移送される。特に、本実施の形態では、射出スリーブ２６内での半凝固金属スラリー５０の中央部の固相率が２０％以下（上述の例では５％程度）となるように、冷却用治具１８の傾斜角度やサイズ等を設定しているため、冷却用治具１８を介して射出スリーブ２６内に供給された半凝固金属スラリー５０を、射出スリーブ２６の奥（金型側）まで流動させて、その湯先を分流子３４の下半分に接触させることができる。しかも、本実施の形態では、半凝固金属スラリー５０の射出スリーブ２６内への供給に先立って、射出スリーブの保温回路に高温媒体を供給するようにしたので、分流子の下半分の断熱構造、プランジャーチップ３６の前面全体の断熱構造とも相俟って、射出スリーブ２６内に供給された半凝固金属スラリー５０の温度低下が抑制され、凝固金属片の生成が防止される。
【００６０】
所定量の半凝固金属スラリー５０が射出スリーブ２６の内部に導入されると、図５のステップＳ５において、プランジャー２８を前進（金型１２に向かって移動）する。その結果、図４Ｂに示すように、射出スリーブ２６内の半凝固金属スラリー５０は、分流子３４及びランナー３５を介して金型１２のキャビティ２４に充填される。
【００６１】
その後、キャビティ２４にて半凝固金属スラリー５０が冷却固化され、これにより鋳造品が得られることとなる。この鋳造品は、図５のステップＳ６において、いわゆる型開きが行われることによって、キャビティ２４から取り出される。本実施の形態では、分流子３４の上半分の冷却回路６４に低温媒体を供給するようにしたので、鋳造品のうち、ビスケット部位を効率よく冷却することができ、キュアタイムを長くとる必要がなくなり、サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【００６２】
上述の例では、冷却回路６４に低温媒体を常時供給し、保温回路５８に高温媒体を常時供給するようにしたが、分流子３４の上半分を一定の温度に保ち、射出スリーブ２６内を一定の温度に保つために、低温媒体の供給／供給停止を適宜調整したり、高温媒体の供給／供給停止を適宜調整するようにしてもよい。
【００６３】
なお、本発明に係る半凝固金属加圧鋳造装置及び半凝固金属加圧鋳造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６４】
１０…加圧鋳造装置                      １２…金型
１８…冷却用治具                        ２４…キャビティ
２６…射出スリーブ                      ２８…プランジャー
３４…分流子                            ３６…プランジャーチップ
４０…溶湯                              ４６…流動溝
４８、５２…断熱構造                    ５０…半凝固金属スラリー
５４…熱伝達抑制構造                    ５８…保温回路
【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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