(57)【要約】  溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能である方法又は機械を使用する、合金の高圧ダイカスト用金属流れ装置は、加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定する。流路の長さの第１の部分がランナを含み又はランナからなり、ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ＦＥＭ）を含む。ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができる。
2007502212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能である機械を使用する、合金の高圧ダイカスト用金属流れ装置において、該装置は加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定し、
（ｃ）流路の長さの第１の部分がランナを含み又はランナからなり、
（ｄ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができることを特徴とする金属流れ装置。
【請求項２】
前記機械が生成でき得る合金の質量流量において、ランナの出口端の合金流速が、マグネシウム合金に対しては約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金に対しては約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ＦＥＭは、ランナの出口端をこえて延びる方向における横断面積が増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とすることができる、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
流路の出口端に、それを流れる合金の絞りを行なうゲートが画定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
流路の出口端に、それを流れる合金の絞りを行なわないゲートが画定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
ゲートがＦＥＭの出口端にある、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
ＦＥＭの出口端が、ＦＥＭの出口端における断面積と少なくとも等しい断面積を持つ２次ランナにより、ゲートから離間される、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１２】
合金の高圧ダイカスト用圧力鋳造機械において、該機械は、溶融合金の加圧供給源、少なくとも１個のキャビティを限定する鋳型、および加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入させることができる金属流路を画定する金属流れ装置を有する又は設けるよう操作可能であり、
（ａ）流路の長さの第１部分がランナを含む又はランナからなり、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、それによって流路がキャビティと連通する位置で合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルになり、キャビティの充填の際に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができることを特徴とする圧力鋳造機械。
【請求項１３】
前記機械が生成でき得る合金の質量流量において、ランナの出口端の合金流速が、マグネシウム合金に対しては約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金に対しては約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１２に記載の機械。
【請求項１４】
ＦＥＭは、ランナの出口端をこえて延びる方向における横断面積が増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する、請求項１３に記載の機械。
【請求項１５】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項１３に記載の機械。
【請求項１６】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項１４に記載の機械。
【請求項１７】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項１４に記載の機械。
【請求項１８】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とすることができる、請求項１４に記載の機械。
【請求項１９】
溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する高圧ダイカスト機械を用いた合金鋳物の生産方法において、合金が供給源から流路に沿ってキャビティに流れ、
（ａ）合金は、流路の長さの第１の部分においてランナに沿って流れ、
（ｂ）第１区間とキャビティの間にあり、流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含む流路の長さの第２の部分において、合金流れは制御され、それによって、流速がランナの出口端のレベルからキャビティに連通する位置の流速まで漸進的に下がり、その流速はランナの出口端のレベルに対して顕著に低いレベルであることを特徴とする生産方法。
【請求項２０】
機械が生成でき得る合金の流量において、ランナの出口端の流速が、マグネシウム合金に対しては場合約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金の場合約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ＦＥＭは、ランナの出口端をこえて延びる方向における横断面積が増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
流路の出口端に、それを流れる合金の圧縮を行なうゲートが画定される、請求項１９乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
流路の出口端に、それを流れる合金の圧縮を行なわないゲートが画定される、請求項１９乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金の圧力鋳造に用いる改良された合金流れ系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の多くの特許出願において、本出願人は、制御膨張ポート（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｐｏｒｔ：ＣＥＰ）と称されるものを利用する合金の圧力鋳造に関する発明を開示してきた。これらの出願は、マグネシウム合金の圧力鋳造に関するＰＣＴ国際出願ＡＵ９８／００９８７号（特許文献１）、およびアルミニウム合金の圧力鋳造に関するＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／０１０５８号（特許文献２）を含む。これらはまた、更に別のＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／００５９５号（特許文献３）およびＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／０１２９０号（特許文献４）、並びに各々２００１年８月２３日に出願されたオーストラリア国の暫定出願ＰＲ７２１４号，同ＰＲ７２１５号，同ＰＲ７２１６号，同ＰＲ７２１７号および同ＰＲ７２１８号を含む。これらの別の出願は、マグネシウム、アルミニウム又は他の圧力鋳造可能な合金の圧力鋳造法およびこれらの合金の圧力鋳造に使用する装置等に関するものである。
【特許文献１】ＰＣＴ国際出願ＡＵ９８／００９８７号
【特許文献２】ＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／０１０５８号
【特許文献３】ＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／００５９５号
【特許文献４】ＰＣＴ国際出願ＡＵ０１／０１２９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の如く、ＣＥＰは前記特許出願の発明に利用されている。ＣＥＰは合金の流路の比較的短い部分であり、この流路は、ＣＥＰの入口端から出口端まで断面積が増加しているので、ＣＥＰを通って流れる合金は、入口端に対して出口端において実質的に流速が低い。この流速の減少は、ＣＥＰ内の流れにおいて、合金が状態変化することによるものである。すなわち、加圧供給源からＣＥＰの入口端へ溶融合金が受け入れられたときの、入口端で得られる流速から出口端で得られる流速への減少は、合金の状態が、入口端における溶融状態から、出口端において半固体すなわちチキソトロピーの状態に変化することによるものである。
【０００４】
出口端からの流れおよび流路の連通するキャビティ内のほぼ全体での流れにおいては、合金は半固体又はチキソトロピーの状態に保たれることが最も好ましい。キャビティ内およびキャビティから戻りＣＥＰまで又はＣＥＰ内までの合金が十分急速に硬化すると、得られる鋳物は、２次相のマトリックス中の変性デンドライト形の、微細な球形又は円形の１次粒子を有するミクロ構造によって特徴付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願人による同時係属中のＰＣＴ国際出願ＡＵ０３／００１９５号において、高圧ダイカスト用金属流れシステム、および高圧ダイカスト機械を用いた合金鋳物の製造法を開示した。その出願のシステムおよび方法はＣＥＰを含み、さらにＣＥＭと呼ばれる、ＣＥＰの出口端からの合金を通過させキャビティに流すＣＥＰ出口モジュールも含む流路を利用する。ＣＥＰ内において、入口端における適切流速から十分に流速を減少させることによって、合金は溶融状態から半固体状態に状態変化する。ＣＥＭは、流速がＣＥＰの出口端における流速から漸進的に下がるように合金流れを制御するような形をしている。それによって流路がキャビティと連通する位置で合金流速はＣＥＰの出口端における流速に対して顕著に低く、ＣＥＰで起きる状態変化が実質的にキャビティ内全体にわたっても維持され、合金がキャビティ内で急速硬化を受け、ＣＥＰに向かって流路に沿って戻る。
【０００６】
本出願人は、このような形のＣＥＭを他の用途に効果的に使うことができることを発見した。この形のＣＥＭを使用することは、高圧ダイカストの従来の慣例、システム、又は装置とは反するので、極めて意外なことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上述の如く、「ＣＥＭ」はＣＥＰの出口モジュールを意味する。この用語は、ＣＥＰを使用しない本発明においては適切ではない。本発明は、合金がランナからキャビティに行く際に通過する出口モジュールを有する流路を利用する。本発明の出口モジュールは、ＣＥＭに適切な形であるものの、ここでは、流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）として区別する。
【０００８】
本発明は、溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能である機械を使用する、合金の高圧ダイカスト用金属流れ装置において、該装置は加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定し、
（ａ）流路の長さの第１の部分がランナを含み、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができる装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、合金の高圧ダイカスト用圧力鋳造機械において、該機械は、溶融合金の加圧供給源、少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型、および加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定する金属流れ装置を有する又は設けるように操作可能であり、
（ａ）流路の長さの第１の部分がランナを含む又はランナからなり、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内流路で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができる装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能であり、合金が加圧供給源からキャビティに向かって流路に沿って流れる高圧ダイカスト機械を用いた合金鋳物の生産方法であって、
（ａ）流路の長さの第１の部分において、合金はランナに沿って流れ、
（ｂ）第１部分とキャビティの間の流路の長さの第２の部分において、合金流れは制御され、それによって流速がランナの出口端のレベルからキャビティに連通する位置の流速まで漸進的に下がり、その流速はランナの出口端のレベルに対して顕著に低いレベルであることを特徴とする方法を提供する。
【００１１】
上述の如く、流路の第２部分は合金流速をランナの出口端の流速レベルより下に減少させる。本明細書において、流路の第２部分をより簡単に「流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ）」または「ＦＥＭ」と称する。
【００１２】
好適には、ランナは、機械が生成でき得る合金の流量において、ランナの出口端の流速が、マグネシウムに対しては約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金に対しては約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓとなるような断面積を少なくともランナの出口端において有する。一実施例において、ＦＥＭは、ランナの出口端をこえて延びる方向に対する交差方向の断面積が増加するので、流速の減少によって、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の状態変化を妨げることができる。他の実施例において、断面積の増加は、流速の減少による合金の状態変化を妨げ、キャビティを溶融合金で満たすことを可能にする程度の増加である。流路の出口端に画定されるゲートは、それを通る合金の流れを絞ることもできるが、かかる絞りを付与することは必要ではない。一形態において、ゲートはＦＥＭの出口端にある。他の形態において、ＦＥＭの出口端は、ＦＥＭの出口端における断面積と少なくとも等しい断面積を持つ第２ランナによって、ゲートから離間される。
【００１３】
本発明よって、溶融金属を用いてキャビティの充填を達成することが可能となる。すなわち、合金は、加圧供給源から溶融状態で流路内に受け入れられ、キャビティ内で固化するまで、溶融状態を保つことができる。これは、溶融状態の合金がチキソトロピー性を呈する半固体の状態に変化する、ＣＥＰの使用に基づく本出願人による初期の発明と異なる。。この点では、本発明は、従来の高圧ダイカスト法と同様といえる。しかし、本発明は、従来の方法とは大きく異なる。
【００１４】
ＣＥＰの使用に基づく本出願人の初期の発明において、得られた半固体状態の合金は、典型的にはチキソトロピー性を呈することができるほどの固形分含有量を有する。これから、合金は約２５重量％を超える固体を有し、通常は少なくとも約３０重量％、例えば約６０から６５重量％までの固体を有する。本発明によりキャビティを溶融金属で満たすことが可能となるものの、キャビティに入った合金が少量の固形分含有量を有する場合がある。しかし、本発明により得られる低固形分含有量は、合金がチキソトロピー性を呈するには不十分である。
【００１５】
コールドチャンバ圧力ダイカスト機械においては、デンドライト１次粒子がショットスリーブ内に形成する。これらは約６０μｍ又はそれ以上大きさに達し、鋳造に不利となり得る。本発明をコールドチャンバ機械で利用する場合、かかる粒子がショットスリーブ内に形成する可能性が残る。これが起きると、変形した形の粒子は、キャビティに流入する合金の固形分含有量を含み又は固形分含有量の一因となる。
【００１６】
また、本発明を用いると、流路に沿って合金が流れる結果、少量の固体が形成する可能性があることが分かっている。これらの固体の重量百分率は、合金が完全なチキソトロピー状態の性質を示すのには不十分である。固形分含有量は約２５重量％より小さく、例えば約２０又は２２重量％より小さく、通常は約１７重量％未満である。このことは、コールドチャンバ機械を利用した場合に、ショットスリーブ内で形成されるデンドライト１次粒子から得られる固体と、合金が流路に沿って流れる結果生じる固体を組み合わせる場合にも適用する。
【００１７】
本発明を用いたキャビティに流入する合金に固体が存在する場合にも、固体はきわめて小さい粒径を有する。これは、本発明を用いて作られた十分急速に固化した鋳物のミクロ構造によって達成可能である。かくして、鋳物は５０μｍ以下の円形デンドライト１次粒子を有するミクロ構造を呈することができ、流路に沿った合金の流れ中で形成する固体が概ねその大きさ以下であることを示している。
【００１８】
粒径の小さい固体は、合金が流路に沿う流れの中で極めて強い剪断力を受けることを示している。これらの力は、合金がＦＥＭを流れ通る際に、流速がランナでの流速から顕著に減少することにより生ずるものである。この力の強度は、流れモデル測定から明らかである。また、この強い剪断力は、本発明を用いて作られる鋳物に形成することができるミクロ構造の主要な特徴に示される。
【００１９】
ミクロ構造の第１の特徴は、上述の円形デンドライト１次粒子であり、これら粒子の微小な粒径及び均一分布である。ミクロ構造の第２の特徴は、コールドチャンバ機械を用いた場合に、ショットスリーブ内で形成され得る大きな分岐したデンドライト形の粒子が実質的にないことである。剪断力がそのような粒子を壊すのに十分強いことが分かる。更なる特徴は、ホットチャンバ機械とコールドチャンバ機械の双方を用いる場合に、気孔から生ずる圧力鋳造の欠陥が実質的にないことである。巻き込まれたガスによる分離した部分にかかる欠陥が存在することがなく、本発明により作られる鋳物のミクロ構造は、例えば極めて微小で、実質的に均一に分配された形状の、取り込まれたエアから生ずる。ガスの微小で均一な分配は、物理的性質への悪影響を実質的に抑制する程度のものである。
【００２０】
合金流速の減少が起きる場合のＦＥＭの形は、必ず合金流れの方向の断面積が増加する必要がある。合金流れは、実質的に一定の質量流量とすることが可能である。しかし、ＦＥＭの断面積の増加によって、合金は、ランナの出口端から合金がキャビティに流入する位置にかけて、漸進的だが実質的な流速の減少をする。流速の減少が起きるとき、ＦＥＭはＣＥＰと同様の結果を達成する。この類似性にもかかわらず、ランナでの合金の流速が、状態変化を起こすためにＣＥＰの入口端で必要とされる流速と同様である場合にも、流速の減少は、合金が溶融状態からチキソトロピー性を示す程度の半固体状態へ変化するようなものではない。すなわち、ＦＥＭにおける流速の減少は、少なくともその程度において、状態変化を防ぐようなものである。
【００２１】
ＦＥＭが流れ方向に対する断面積を増加することから、本発明の流れ装置は従来のダイカストに用いられる流れシステムとは異なる。従来技術では、流路がキャビティに連通する位置以外では、通常実質的に一定の流速が保たれる。従来技術で用いられる流れシステムにおいては、キャビティに連通する位置設けられるゲートと称される絞りによって、合金がキャビティに細い高速のジェットとして流入するように、流速が急激な増加をする。本発明による流路では、ゲート絞りを設ける必要がなく、合金は比較的太い流れでキャビティに流入することができる。本発明の金属流れ装置において、流路がキャビティに連通する位置で、流路はランナの断面積より大きい断面積を有することができる。従来技術では、ゲートの断面積はランナの断面積より小さい。しかし、本発明による流路はゲート絞りを有する必要はないものの、これは必須ではなく、絞りゲートを設けることができる場合もある。いずれにせよ、絞りゲートを設けても設けなくても、本発明の流路は従来技術のものとは異なる。ランナを含む流路の第１部は、従来のランナに比べて断面積が顕著に小さい。また、ランナの出口端からＦＥＭの出口端かけての流路の第２部は、流れ方向に対する断面積が増加し、それにより、ＦＥＭを通って流れる合金の流速が所要の減少をする。これらの点から、必要かつ重要な違いがあるものの、本発明の流路はＰＣＴ国際出願ＡＵ０３／００１９５号のそれと幾分類似している。
【００２２】
後述するように、従来の圧力ダイカストに用いるランナの流速に比べて高い本発明のランナの流速は、本発明を用いる上で必要である。一定の質量流量で合金を供給することが可能な圧力鋳造機械においては、その質量流量でより高い流速を得るために、本発明に必要とされるランナは必ず従来のランナに比べて断面積が小さくなくてはならない。この点から、本発明のランナはＰＣＴ国際出願ＡＵ０３／００１９５号の教示により必要とされるそれと実質的に同じである。しかし、本発明の流路においては、ランナの出口端からの合金流れは直接ＦＥＭに流入する。対照的に、ＰＣＴ国際出願ＡＵ０３／００１９５号の構成においては、合金流れは、ランナの出口端からの直接ＣＥＰに流入し、ＣＥＰの出口端から直接又は間接的にＦＥＭに流入する。さらに本発明では、チキソトロピー性の進展を防ぐために、合金が半固体状態へと状態変化する程度を制限する。対照的に、ＰＣＴ国際出願ＡＵ０３／００１９５号の構成では、ＦＥＭによって、ＣＥＰ内で生成されチキソトロピー性を有する半固体合金の維持が容易になる。
【００２３】
ＦＥＭの出口端は、流路がキャビティに連通する位置に設けられる。これは好適であるが、ＦＥＭの出口端を、合金流れを顕著に制限しない２次ランナによりその位置から離間させてもよい。かくして、２次ランナの断面積を実質的にＦＥＭの出口端の断面積と等しくすることができる。本発明のシステムにおける２次ランナは、流路の第１部分のランナより大きい断面積を有し、これは、従来の圧力鋳造における２次および主ランナの関係と逆である。
【００２４】
本発明の装置のＦＥＭは色々な形状をとることができる。第１の形状では、ＦＥＭは、深さより実質的に幅が大きく、溶融合金を受け入れることのできるランナの出口の面積よりも横断面積が大きいチャネルを画定し又は含む。第１の形状において、チャンネルの幅はその深さより少なくとも１オーダーだけ大きくすることができ、好適には、ランナに対する交差方向に延在する平面に配置される。チャンネルは、ランナからその中に流入する合金を径方向に広げ、それによって流速を減少させるようになすものである。チャンネルの横断面積は合金流れの方向に増大し、それによって合金流速を更に減少させることができる。
【００２５】
第１の形状では、チャンネルは実質上平坦とすることができ、又は所定の鋳物に対するキャビティにとって適切であれば、そのチャンネルをその幅を横切って湾曲させることができる。しかし、代替的に、チャネルは、冷却ベント（ｃｈｉｌｌ  ｖｅｎｔ）と幾分類似した形態の、その幅を横切って山頂と谷を画定するのこ歯状構造又は波状構造とすることができる。このチャンネルは、チャンネルの幅と深さのうちの一方をその長さに沿って一定とし、他方を漸進的、好適には均一に増加させることで、断面積を増すことができる。しかし、必要に応じて、幅と深さの各々は合金流れの方向に増すことができる。のこ歯状又は波状形を用いると、この形状はランナ出口端と流路がキャビティと連通する位置の間の所定の間隔に対する流れ長さを最大にする利点があるが、一般に幅のみを増すので都合がよい。
【００２６】
第１形状では、ＦＥＭがその深さよりも実質的に大きい幅をもつチャンネルを画定するが、その構成は一般に、合金流路が、深さよりも実質的に大きい幅をもつ開口を通ってキャビティと連通するものである。これは、特にキャビティが薄い鋳物を製造するためのものであるときには、間接又は縁供給によるキャビティの充填に好適であろう。
【００２７】
第２の形状では、本発明による装置のＦＥＭは同じオーダーの寸法の幅及び深さをもち、合金流れの方向で漸増する横断面をもつチャンネルを画定し又は含む。この形状も、漸増する横断面をもつ点で、流路がキャビティと連通する位置において要求される低い流速を提供する。
【００２８】
キャビティと連通する位置のキャビティの形状に従って、ＦＥＭの第２形状のチャンネルは、溶融合金を受け入れることのできるランナから離れた方の端で開口することができ、その際その開口端がその位置を画定する。しかし、その位置がチャンネルの側部に沿って延びる細長い開口によって画定されることが好ましい。この好適な構成では、チャンネルはキャビティの側部に沿ってランナから実質的に直線的に延びることができ、その際細長い開口はキャビティの縁に隣接したチャンネルの側面に沿っている。しかし、好適には、キャビティの側縁に沿って延びるランナから離れたチャンネルの端部を提供するために、チャンネルが適当な長さとなるのが容易になるよう、チャンネルが湾曲している。特にかかる湾曲形状チャンネルでは、流路は、上記のような細長い開口を有する端部をもつ少なくとも２つのチャンネルを提供するために、合金流れの方向でランナを超えて分岐することができる。分岐した構成では、各チャンネルの開口は、キャビティの共通の縁で又はそれぞれの縁でキャビティと連通することができる。２つの湾曲したチャンネルが共通の縁でキャビティと連通する場合、ランナから離れた各チャンネルの端は互いに短い間隔をおいて終端し、そのためそれらの側部開口はキャビティの共通の縁に沿って長手方向に間隔をあけるようになる。しかし、代替的構成では、２つのチャンネルはこれらの端で合流し、それによって閉じたループのそれぞれのアームを形成することができ、この場合、開口は再び離間することができるか、又はそれらは各アームに共通の単一の細長い開口を形成することができる。
【００２９】
本発明の金属流れシステムのＦＥＭ内の合金流速の漸進的減少と、この減少を生ぜしめる上記第２部分の横断面積の漸進的増大は連続的とすることができる。また、速度の漸進的減少と面積の増大は実質上均一とするか、又はそれは、第２部分の少なくとも１セクションに沿って段階的なものとすることができる。上述のＦＥＭの第１と第２の形は、例えば第２部分の長さの少なくとも大部分に沿って、横断面積の連続増加によって生じる速度の連続減少を提供するのに良く適している。
【００３０】
流速の段階的減少を提供する第３の形状では、ＦＥＭは、ランナから受け入れられた合金が流入するチャンバを含み、その際チャンバは合金流速の段階的減少を達成する。第３の形状では、ＦＥＭは、チャンバとキャビティ間を連通し、チャンバ内で得られる流速レベルを少なくとも実質上維持する形状をもつチャンネル手段を含む。その連通するチャンネル手段は上述のＦＥＭの第１形状のそれと同様な形のものとすることができ、それは実質上均一な又は僅かに増加する横断面をもつことができる。あるいは、チャンネル手段は、少なくとも１つのチャンネル、好適には少なくとも２つのチャンネルを有することができ、このチャンネルは、必要に応じてその１つのチャンネル又は各チャンネルが実質的に均一な断面積をもつということを除いて、上述のＦＥＭの第２形状と類似するものである。
【００３１】
第３形状のチャンバは種々の適当な形状をもつことができる。好適な構成では、環状ディスクの形状をもつことができる。その構成は連通する手段が少なくとも１つのチャンネルである場合の使用に適する。その配置において連通する手段が少なくとも２つのチャンネルを含む場合、チャンネルは１つの共通のキャビティと連通するか、又はそれぞれのキャビティと連通することができる。
【００３２】
ＦＥＭの第３形状の連通手段の少なくとも１つのチャンネルは、チャンネルの端開口で又は第２形状に関する説明における細長い側部開口で、そのキャビティに開口することができる。
【００３３】
本発明の各形状において、ＦＥＭは最も好適には、キャビティを画定する鋳型の分離平面と平行に配置される。流路の第１部分は、同様に置かれることができ、そのためそのランナも分離平面と平行になり、その際スプルー又はランナ部分から受け入れられた合金は分離平面に向って１つの鋳型部分を通って延びる。あるいは、流路の第１部分はかかる鋳型部分を通過することができ、その際ランナの出口は、分離平面に位置するか又はその平面に近接している。
【００３４】
溶融状態からチキソトロピー性を有する半固体合金への変化を達成する際のＣＥＰの使用に対する流速は上述の特許出願に詳述されている。しかし、マグネシウム合金では、ＣＥＰの入口端の流速は一般的に約６０ｍ／ｓより大きく、好適には約１４０乃至１６５ｍ／ｓである。アルミニウム合金では、入口端流速は一般的には、４０ ｍ／ｓより大きく、例えば約８０乃至１２０ｍ／ｓである。チキソトロピー性を有する半固体状態に変換することができる亜鉛、銅合金等の他の金属では、ＣＥＰ入口端流速は一般にアルミニウム合金用のそれと同様であるが、個々の合金に独特の特性に応じて変えることができる。ＣＥＰ中において得られるべき流速の減少は一般に、入口端の流速の約５０乃至８０％、例えば６５乃至７５％であるＣＥＰ出口端の流速を得るような減少である。
【００３５】
本発明によるＦＥＭを用いると、ＣＥＰは用いない。また、キャビティへの流れにおいて合金は溶融状態を保つことができるが、固体が幾分形成される場合でも、合金はチキソトロピー性を示す水準までの状態変化をしない。これにもかかわらず、ランナの流速は、少なくともランナの出口端において、ＣＥＰを使用する場合に求められる流速と類似する。かくして、マグネシウムに関しては、ランナの出口端又はＦＥＭの入り口端における流速は約６０ｍ／ｓ以上になり、好適には約１３０ｍ／ｓ乃至１６０ｍ／ｓになるが、約１８０ｍ／ｓに達する可能性もある。アルミニウム合金および亜鉛や銅の合金といったその他の合金に関しては、ランナの出口端又はＦＥＭの入り口端における流速は、上述のＣＥＰを使用した場合と同様ある。
【００３６】
ＦＥＭによって達成される流速の減少は、通常とても大きい。実際その減少はＣＥＰを用いたときのそれを超える場合がある。かくして、ＣＥＰでの流速の減少は、ＣＥＰの入口端での流速から５０乃至８０％、例えば６５乃至７５％の減少であるが、ＦＥＭではより大幅な減少が可能である。実用的な要件から、できるだけ短い有効流れ長さをもつＦＥＭが好まれる。ＦＥＭの長さはその平均断面積によって変わり、１５乃至３５ｍｍである。また、好適にはＦＥＭは、流れシステムにおいて背圧を増加させる波状、屈曲状又はのこ歯状構造を持つことで、有効流れ長さより短い全体長さを持つ。
【００３７】
ＣＥＰの場合と同様に、ＦＥＭの長さは、合金流れを受け入れるランナの出口端における断面積によって変わる。ＣＥＰは溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態へ合金の状態変化を起こすが、ＦＥＭでは、ランナ出口端での所要の断面積に対してＣＥＰより短い長さを有することが見込まれる。長い流れ長さによって、ＦＥＭにおいて断面積がランナ入口端からより穏やかな増加をするが、長さが長ければ、状態変化を全くさせない又はＣＥＰに必要な範囲の状態変化をさせないための条件を得るのに必要である可能性がある。しかし、そうでないことがわかった。むしろ、ランナの出口端における所要の断面積に対して、ＦＥＭは、かかるランナを備えるＣＥＰに必要な長さより短い長さになる必要があることが分かった。
【００３８】
本発明の上記説明は或るキャビティ又は特定のキャビティに関するものである。しかし、本発明は多キャビティ鋳型に応用可能であることは理解されよう。かかる場合、本発明のシステムによって画定されるＦＥＭは、共通のキャビティ又は少なくとも２つのキャビティの各々に分離した流れを提供するために分かれるか又は延びることができる。実際に、図示する如く、共通のＦＥＭからかかる分離した流れを提供することは一般に、合金流速に必要な減少を得るのを容易にする。
【００３９】
本発明がより確実に理解されるよう、添付の図を用いて説明を行なう。
【実施例１】
【００４０】
図１及び２を参照し、固定の鋳型半部１２と可動の鋳型半部１３によって画定される２つのキャビティ１０と１１が示されており、そのキャビティの各々は高圧鋳造機械（図示せず）内でそれぞれの鋳物を作るのに使用する。各キャビティ１０、１１は該機械の溶融合金の加圧供給源から合金を受け入れるよう配置されており、この場合合金は、本発明の第１実施態様に従い、共通の合金供給装置１４によって各キャビティに進む。この実施態様は上述の本発明の第１形状に従ったものである。
【００４１】
合金供給装置１４は、図２により詳細に示すノズル１６によって画定される第１部分と、上述した如くＦＥＭと称される第２部分１８とをもつ溶融合金用の流路を限定しており、この流路は各キャビティ間にかつノズル１６の出口端を横切って延びている。
【００４２】
全体の形状と細部において、ノズル１６は細長い環状のハウジング２０を含み、このハウジングによって金属流路の第１部分はランナ２２ボア（ｂｏｒｅ）を画定している。ハウジング２０は、固定した鋳型半部１２のインサート２６内にきちんと受け入れられたその出口端をもつ一方、その入口端はプラテン２９の取付具２８に対して当接する。ハウジング２０の回りには、電気抵抗コイル３０、外側コイル３０、絶縁体３２の層がある。また、絶縁間隙３４が、ハウジング２０がインサート２６と金属対金属の接触をしているハウジング２０の出口端にある短い距離の間を除いて、絶縁体３２とインサート２６の間に設けられている。さらに、間隙３４は、絶縁体３２と取付具２８の間に延在している。コイル３０と絶縁体３２は、ハウジング２０の熱エネルギーレベルとランナ２２を貫流する合金の温度を制御するために設ける。
【００４３】
ノズル１６の構成において、ランナ２２は、ランナ２２の出口端２２ａの断面に向かって先細になっているその出口端にある短い距離の間を除いて、その長さ全体を通じて一定の断面積をもつ。ランナ２２の出口端２２ａから、非常に短い終端部部分３５にかけて、ハウジング２０のボアは広がる。これは金属流路のＦＥＭ１８への転移部を提供することができ、ＦＥＭ１８のように、ランナ２２の端２２ａにおけるレベルと比較して合金の流速を減少させる働きをする。あるいは、その末広がり状の端部３５は図３、４を参照して説明される如きスプレッダーコーン（ｓｐｒｅａｄｅｒ  ｃｏｎｅ）と協働することができる。この場合、末広がり状端部３５は合金流速を更にかなり減少させることができる。
【００４４】
合金流路のＦＥＭ１８は中心にハウジング２０のボアが開口している浅い方形のチャンネル３６によって画定される。チャンネル３６は鋳型半部１２及び１３によって画定され、かつ鋳型半部１２及び１３間の分離平面Ｐ−Ｐと平行な幅および長さ寸法をもつ。かくして、チャンネル３６はノズル１６と直角をなす。
【００４５】
チャンネル３６はキャビティ１０及び１１の各々に合金流れを提供し、その際、合金流速はランナ２２の出口端２２ａでのレベルより減少する。このことは図１に示す破線円で示される如く、端２２ａからチャンネル３６内で径方向外方へ広がる合金によって達成される。かくして、溶融合金はチャンネル３６内で端２２ａから径方向に対して接線状をなす膨張正面（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  ｆｒｏｎｔ）を進む。合金の膨張する流れはチャンネル３６の対向する側部に達すると制限されるが、チャンネル３６の開口端３６ａ及び３６ｂの各々に減少した流速で流れ続けるよう分割され、その開口端によってチャンネル３６はキャビティ１０及び１１のそれぞれと連通する。チャンネル３６のキャビティ１０に通じる部分では、チャンネル３６の対向する側部は実質上平行であり、そのためキャビティ１０に好ましい減少した流速が開口端３６ａの前の短距離で得られるようになっている。しかし、チャンネル３６のキャビティ１１に通じる部分では、対向する側部は流れ方向に末広がり状に広がり、そのため流速は開口端３６ｂで、上述と異なるキャビティ１１に好ましい減少した流速を得るために減少し続けることができようになっている。合金流れは各キャビティ１０、１１を充填し続ける。各々のキャビティ１０、１１内全体の合金流れはランナ２２の端２２ａの流速より低い十分な低流速にあることができ、合金流れに対するその背圧は適当なレベルに維持することができる。
【００４６】
鋳型半部１２、１３の構成は、キャビティ充填が完了したとき、各キャビティ１０，１１内の合金からの熱エネルギーの抽出によって、各キャビティ１０、１１内のそしてチャンネル３６に沿ってランナ２２の出口端２２ａまでの合金が急速に固化するような構成である。チャンネル３６が薄い横断面であるので、このことが容易になる。また、主に鋳型半部１２とそのインサート２６によって熱エネルギー抽出をすることで、コイル３０によって加熱するにも関わらず、端２２ａの周りにおけるハウジング２０とインサート２６間の金属対金属の接触に起因して、その冷却が端２２ａ内まで進むことが可能である。
【００４７】
図３、４は、この場合高圧鋳造機械の単一キャビティ鋳型を使用して、鋳物を製造する装置の第２実施態様を示す。この第２実施態様もまた、上述の如き本発明の第１形状に従っているが、図１、２におけるような平らなチャンネルではなく、のこ歯状チャンネル形を利用している。これらの図１、２のそれぞれに対応する部分には同一の参照数字に１００を加えた数字を付している。しかし、鋳型半部は図示していないが、ノズル１１６のハウジング１２０の一部のみを図示する。
【００４８】
図３、４では、ＦＥＭ１１８のチャンネル１３６の端はランナ１２２が連通する円形平坦部４０をもつ。また、上述の如く、チャンネル１３６は部分４０とキャビティ１１０の間に部分４２をもち、部分４２は、山４２ａおよび谷４２ｂを画定するのこ歯状の形をしており、部分４２を貫流する合金流れの方向に対して横向きに延びている。
【００４９】
可動鋳型半部は図示してないが、その半部のスプレッダーコーン４６を示す。鋳型半部が一緒に締め合わされると、コーン４６は、ランナ１２２の出口端１２２ａを越えて、ノズルハウジング１２０のボアの末広がり状端部１３５内に受け入れられる。かくして、ランナ１２２から流れる合金はチャンネル１３６に入る前に円錐台形状に広がる。部分１３５とコア４６のコーン角度に依存して、チャンネル１３６に入る合金の流速は、通常は実質上変化しないが、ＣＥＰ１２２の出口端１２２ａで得られる流速と同じか又は僅かに異なることができる。
【００５０】
チャンネル１３６内において、ランナ１２２から受け入れられる溶融合金はまず、径方向に広がり、それによって流速が減少する。流速は、チャンネル１３６の部分４２を通って流れるとき、チャンネル１３６の対向する側部が端１３６ａへ向かって末広がり状になることに起因して、更に減少して、開口端１３６ａへ向かう。かくして、キャビティ１１０へ流入してそれを充填する合金は適当な背圧によって維持されることができる。チャンネル１３６の部分４２ののこ歯状構造（１つ又は１つ以上の歯をもつ）は、背圧を所要のレベルまで増す。詳細な差異は別にして、図３及び４の構成の全体的な性能は図１及び２にて説明したものと実質上同じである。
【００５１】
図５は図３及び４の実施態様の第１の変形例を示す。図５の変形例はランナ１２２の出口端１２２ａがチャンネル１３６と直接連通している点を除けば、図３及び４の形状と全体的には同じである。即ち、ハウジング１２０のボアの末広がり状部分がなく、それ故スプレッダーコーンは必要ない。
【００５２】
図６の部分図（キャビティは図示せず）は図３及び４の実施態様の第２の変形例を示す。図６の変形例は、ＦＥＭ１１８のチャンネル１３６の部分４２がのこ歯状ではなく波状又は屈曲状をなしている点を除けば、図３及び４と全体形状が同一である。しかし、図６の構造によっても、適当な背圧が得られる。
【００５３】
図７及び８の第３実施態様もまた上述の発明の第１形状に従ったものである。図７及び８の実施例では、図１及び２のそれぞれに対応する部分には同じ参照数字に２００を加えた数字を付している。
【００５４】
図３及び４の実施態様と同様に、図７及び８の第３実施態様は単一キャビティ鋳型を用いて鋳物を作るためのものである。しかし、この場合、ＦＥＭ１１８のチャンネル２３６はのこ歯状輪郭の部分を含まない。むしろチャンネル２３６は平らな頂部主面と底部主面をもつ。また、これらの面は、出口端２３６ａとキャビティ２１０へ向かって、合金流れの方向に僅かにすぼまっており、チャンネル２３６の対向する側部はその方向に末広がり状に広がっている。この構成によって、チャンネル２３６は、流れ方向に、細長い薄い開口端２３６ａに向かって横断面積を増し、そのため、合金流速はランナ２２２の出口端２２２ａでの流速よりかなり低く、そして端２３６ａで適当なレベルにまで漸次減少するようになっている。
【００５５】
図７及び８の実施例では、ランナ２２２は鋳型半部２１２、２１３間の分離平面Ｐ−Ｐに平行に延在し、そしてキャビティ２１０から離間したチャンネル２３６の端と連通する。ランナ２２２は、ＦＥＭ２１８のチャンネル２３６及びキャビティ２１０の中心線と整列しており、ノズルではなく、半部２１２、２１３によって画定される。ランナ２２２の入口端への合金の供給は、主ランナ又はノズルのボアを通して行われることができ、かかる主ランナ又はノズルボアは、平面Ｐ−Ｐに対して直角をなすように、固定鋳型半部２１２を通して延在する。
【００５６】
チャンネル２３６内に、弓形の壁５０があり、この壁はチャンネル２３６の頂部主面と底部主面間に延在する。壁５０はランナ２２２の出口端２２２ａに向かって開口する凹部５２を画定しており、そのため前の鋳造サイクルからの、合金と共にチャンバ２３６内に運ばれるあらゆる固体スラッグ等を捕そくし保持することができる。
【００５７】
図７及び９の実施態様での操作は、図１及び２並びに図３及び４に関する説明から概ね理解されよう。
【００５８】
図９及び１０の第４実施態様は図１及び２の第１実施態様と多くの点で類似している。図９及び１０はまた、上述の発明の第１形状に従っており、図１及び２の部分に対応するそれぞれには対応する参照数字に３００を加えた数字を付している。
【００５９】
図９，１０の実施例では、その構成は高圧鋳造機械を用いて鋳物を製造するためのものである。機械はその鋳型半部３１２、３１３間に２つのキャビティ３１０、３１１を画定する鋳型をもつ。また、その半部は、分離平面Ｐ−Ｐと平行なキャビティ３１０、３１１間に延在する細長いチャンネル３３６を画定する。チャンネル３３６は溶融合金の流路のＦＥＭ３１８を形成し、その第１部分はランナ３２２によって設ける。固定鋳型半部３１２内に平面Ｐ−Ｐに直角をなして取り付けられるノズルのハウジング３２０によってランナ３２２を画定する。ランナ３２２はキャビティ３１０、３１１の間の中程でチャンネル３３６と連通し、合金が各キャビティ３１０、３１１に向って対向する方向に流れて流入するよう分割される。
【００６０】
ランナ３２２の出口端３２２ａから、合金はハウジング３２０のボアの端部３３５内に広がり、次いでチャンネル３３６の中心領域５４に入る。領域５４でチャンネル３３６の深さは増し、領域５４において、合金流れが安定化するのを補助するることができる円形凹所を設ける。領域５４から、合金は、チャンネル３３６の各開口端３３６ａ、３３６ｂへ向かって対向する方向に流れ、次いでそれぞれのキャビティ３１０、３１１内へ流入するように分割される。
【００６１】
機械の加圧供給源からランナ３２２内へ受け入れられた合金は、ＦＥＭ３１８内で流速を減少する。合金流路は、流速が端部３３５においてランナ３２２の出口端３２２ａの値から減少し、次いでチャンネル３３６のそれぞれの開口端３３６ａ、３３６ｂまで更に減少するものである。この更なる流速の減少は、合金が領域５４において、ハウジング３２０の出口端から径方向にチャンネル３３６の対向する側部まで広がることで起きる。次いで、合金はチャンネル３３６に沿って、対向する端３３６ａ、３３６ｂまで流れ、その際、対向する側部が、領域５４から両端３３６ａ、３３６ｂまで僅かに末広がり状になっていることから、流速は減少し続ける。最後に、チャンネル３３６は、開口端３３６ａ、３３６ｂがそれぞれ連通する各キャビティ３１０、３１１の端に対して或る角度をなして傾斜しているので、端３３６ａ、３３６ｂはチャンネル３３６の長手方向に対して直角をなす横断面より大きい面積をもち、それによって端３３６ａ、３３６ｂの合金流速を引き続き減少させることができる。
【００６２】
この構成によって、開口端３３６ａ、３３６ｂを通過する合金は、ランナ３２２の出口端３２２ａの流速より実質上低い流速をもつ。この実質的に低い流速によって、キャビティ３１０、３１１の充填中に、合金の十分な背圧の維持が容易になる。またこの構成によって、充填が完了した時のキャビティ３１０、３１１中の合金の急速固化が容易になり、その固化が、キャビティ３１０、３１１からチャンネル３３６に沿ってランナ３２２の出口端３２２ａまで急速に進むことができる。
【００６３】
図９に従う一実施例において、チャンネル３３６の開口端３３６ａ、３３６ｂの結合面積は、ランナ３２２の出口端３２２ａの面積より約４５％大きく、それによって端３３６ａ、３３６ｂの流速の対応した減少を招く。この点から、各開口端３３６ａ、３３６ｂはランナ端３２２ａの面積より小さい面積をもち、各開口端３３６ａ、３３６ｂは全合金流れをほぼ半分にする（図１及び２の配置の端３６ａ、３６ｂの場合における如く）ことが分かるであろう。
【００６４】
この例では、開口端３３６ａ、３３６ｂは３０ｍｍの幅と、０.９ｍｍの深さをもつことができる。この構成は、平面Ｐ−Ｐに直角をなす２ｍｍ深さ寸法をもつキャビティ３１０および１ｍｍのそれに対応する寸法をもつキャビティ３１１に適切である。各キャビティ中においては、合金はキャビティを充填するために正面を流れることができ、合金はそれぞれの開口端３３６ａ、３３６ｂから離れながら広がる。かくして、合金流速は各キャビティ３１０、３１１内で更に減少し、十分な背圧を保つことができる。
【００６５】
図９、１０の構成では、開口端３３６ａ、３３６ｂの傾斜は、合金をそれぞれのキャビティ３１０、３１１のかど部を横切きる方向へ向くようになっており、このことは利点があることが分かっている。この傾斜によって、合金流れに対する背圧が増すことが分かっている。また、端３３６ｂに隣接して、チャンネル３３６に短長さ部３３６ｃを備え、この長さ部は平面Ｐ−Ｐに対して傾斜しており、これもまた適当な背圧を維持することの一助となる。
【００６６】
図１１及び１２は上述の本発明の第２形状に従った本発明の第５実施態様を示す。図１１及び１２では、図示の合金流れ装置は、固定鋳型半部６０と可動鋳型半部６１の間の分離平面Ｐ−Ｐに平行にキャビティ６２まで延びる合金流路をもつ。流路は流路の第１部分を画定しているランナ６３を含む。流路の第２部分は、チャンネル６６の形をなすＦＥＭを含み、このチャンネルは対向するＣ字状アーム６７、６８をもつ。アーム６７は一部のみを示しており、このアーム６７はアーム６８と形状は同じであるが、逆向きである。
【００６７】
ＦＥＭチャンネル６６の各アーム６７，６８は、それぞれの第１部分６７ａ、６８ａをもち、これらの部分はランナ６３の出口端６３ａにおいて拡大部６９から横向き外方に延びている。部分６８ａの外端から、アーム６８は第２部分６８ｂをもち、この第２部分はランナ６３と同じ方向に、しかしそれから離れるように延びている。部分６８ｂを越えた所に、アーム６８は第３部分６８ｃをもち、この部分はランナ６３の延長線に向かって横向き内方に延びている。図示していないが、アーム６７はまた、部分６７ａを越えた所に、それぞれの第２と第３部分をもち、これらの部分はアーム６８の部分６８ｂ及び６８cに相当する。各アーム６７，６８はキャビティ６２の１端のＵ字形の凹所７２内でキャビティ６２と連通する。
【００６８】
ランナ６３及びＦＥＭチャンネル６６は、図１２のアーム６７の部分６７ａについて示す如く、横断面で左右対称の台形をなしている。ランナ６３はその長さの大部分に亘って均一な断面積をもつが、その外端に隣接した所で、ランナ６３の出口端６３ａの面積にまで先細になっている。流路の拡大部６９から、チャンネル６６の各アーム６７，６８はその遠隔端に隣接した最大部まで断面積を増している。
【００６９】
実施例は図１１及び１２に基づくものであり、かつ単一のキャビティ鋳型をもつホットチャンバ圧力ダイカスト機械でマグネシウム合金鋳物を製造するために適当なものであり、該機械の供給源からの溶融マグネシウム合金が流速５０ｍ／ｓｅｃでランナ６３の入口端に圧力供給される構成となる。ランナ６３の出口端６３ａまでのテーパー部において、溶融合金の流速を増加させ、１１２．５ｍ／ｓを得た。拡大部６９から、合金は各アームに沿って流れるために均等に分割された。アーム６８について示す位置Ａ乃至Ｅに関して、合金流速はＡにおいて９０ｍ／ｓ、Ｂにおいて８０ｍ／ｓ、Ｃにおいて７０ｍ／ｓ、Ｄにおいて６０ｍ／ｓ、Ｅにおいて５０ｍ／ｓまでそれぞれ増大させられた。
【００７０】
各アームは細長い開口を備え、この開口によってアームはキャビティ６２と連通した。位置Ｃ、 Ｄ、 Ｅおよびアーム６８の端に関し、アーム６８のための（及び同様にアーム６７のための）開口はＣからＤまでは０．５ｍｍの、ＤからＥまでは０．６ｍｍの、及びＥから端までは０．８ｍｍの平均幅をもつことができる。各開口の全長は３５．８５ｍｍであり、それを通る全体にわたる流速はＣにおける７０ｍ／ｓから、Ｅを越える各アームの端における５０ｍ／ｓ以下にまで減少した。
【００７１】
図１３は図１１及び１２の構成の変形例を示し、対応する部分には同じ参照数字に１００を加えた数字を付している。図１３は合金をランナ１６３に供給する主ランナ７０を示している。この場合、ＦＥＭチャンネル１６６のアーム１６７，１６８は各々キャビティの真っ直ぐな端に沿ってキャビティと連通している。この構成によって、マグネシウム合金に使用するために、ランナ１６３の出口端１６３ａにおいて溶融合金の流速を１５０ｍ／ｓｅｃとすることができる。チャンネル１６６の各アーム内では、流速はＡにおいて９５ｍ／ｓｅｃ、Ｂにおいて８５ｍ／ｓｅｃ、Ｃにおいて７５ｍ／ｓｅｃ、及び各アーム１６７、１６８の端において６５ｍ／ｓｅｃにまで減少する。各アームからキャビティへ至る開口は各位置Ｄの直前から各アームの端まである。この構成による作業は図１１及び１２につき説明する通りである。
【００７２】
図１４及び１５は、図１３の変形例のランナ１６３とチャンネルＦＥＭ１６６に関する更に詳細な細部を示す。これに関し、図１３を参照して詳述した如く、マグネシウム合金の適当な断面積と流速は下記の通りである：
位置                  面積（ｍｍ２）
１６３ａ              ８．５
Ａ                    ６．０
Ｂ                    ６．８
Ｃ                    ８．０
Ｄ                    ９．６
【００７３】
明らかなように、位置Ａ乃至Ｄについて示された面積はＦＥＭチャンネル１６６の１つのアームについてのものである。しかし、これに関して、ランナ１６３の出口端１６３ａの面積は、各アームはランナを通して流れる合金の半分だけの流れのためにあるという点を考慮する必要がある。
【００７４】
図１６は分離平面に直角をなす方向から見た本発明の別の実施態様の流れ装置の一部を示す。図１７及び１８は図１６の構成の代替例を示す。
【００７５】
図１６乃至１８では、溶融合金がその中を流れるランナは、出口端８０ａを画定する終端部８０にあるもののみ示す。しかし、ランナ８０は流れシステムの流路の第１部分を構成し、一方、チャンネル８２、チャンバ８４及びチャンネル８６は第２部分又は流れシステムのＦＥＭを構成する。溶融合金は、ランナ８０からチャンネル８２へ流れ、チャンバ８４内へ入り、次いで合金は、各チャンネル８６を通って単一の又はそれぞれのキャビティ（図示せず）へと流れる。チャンネル８２はランナ８０の出口端より大きい断面積をもち、この断面積は一定とすることができるか又はチャンバ８４まで増加することができる。何れの場合にも、ランナ８０の出口端での流速より低い合金流速が得られる。チャンバ８４内で合金流れは広がることができ、流速は更に減少する。チャンバ８４から合金流れは各チャンネル８６に沿って延びるように分かれ、そしてチャンネル８２と同様に、各チャンネル８６によって、その中の又はそれに沿った合金流速は更に減少する。合金流れが分割されると、チャンネル８６は、流速が依然として減少するが、チャンネル８２より小さい断面積をもつことができる。
【００７６】
チャンバ８４は図１７に示す如くチャンネル８２及びチャンネル８６より薄くすることができ、又は図１８に示す如くより厚くすることができる。代替例としてそれはチャンネルと同様な厚さとすることができる。
【００７７】
図１６乃至１８の構成を用いた作業は上述の実施例に関する説明から概ね理解されるであろう。
【００７８】
図１９は本発明の別の実施例を使用して製造することのできる鋳物９０を示す。この鋳物は、金属製の繋ぎ部９２によって隣接端で連続して接合された１対の横に隣接した引張り棒９１を含み、この繋ぎ部は引張り棒９１が鋳造されたそれぞれのキャビティ間に金属を流すために設けるチャンネル内で固化したものである。鋳物９０は鋳造直後の状態で図示されており、従ってそれは合金をキャビティに供給した金属流路の一部に沿って硬化した金属９３を含んでいる。金属９３はＦＥＭ内で硬化した金属セクション９４と、金属流路のランナ内で硬化した金属セクション９５を含んでいる。
【００７９】
引張り棒９１を得るために、鋳物９０は繋ぎ部９２の各端と各棒９１のそれぞれの側面の間の接合部に沿って切り離され、金属９３はそれが取り付けられている引張り棒９１の側面から切断される。切断された金属９３の形状は図２０及び２１に更に詳細に示す。勿論、金属９３は本発明の金属流れ装置の対応するセクション９６と同じ形をもつ。図２０及び２１中の金属９３の更なる説明は、それに対応するセクション９６を描写しているかのような金属９３を参照してなされる。金属セクション９４及び９５はかくしてそれぞれ対応する金属流れシステムのＦＥＭ９７及びランナ９８を表現しているようにみなされる。陰線付き部分は分離線Ｐ−Ｐ上で分離可能なかつキャビティと金属流れシステムを画定するそれぞれの鋳型半部１０１及び１０２を表す。
【００８０】
図２０、２１から分かる如く、ＦＥＭ９７は全体的に方形をなし、ランナ９８は長手方向で整列している。ランナ９８の出口端９８ａはＦＥＭの１端の中央でＦＥＭ９７と連通している。かくして溶融合金はランナ９８に沿ってランナ９８から流れ、合金はＦＥＭ９７を通ってランナ９８ａから離れた端に向って流れる。しかし、その遠隔端に向かってＦＥＭ９７は短い二次ランナ１００に対して横に開口しており、このランナを通って合金は、引張り棒９１が鋳造される連続したキャビティのうちの最初のキャビティに行くことができる。
【００８１】
ランナ出口９８ａから長さの第１部分に沿って、ＦＥＭ９７は合金の流れ全体に亘って抵抗を生じさせる形をしている。このことは、ＦＥＭ９７を通る合金流れに対して横に延びかつＦＥＭのほぼ方形の形内に突き出るそれぞれの鋳型部分によって限定される互い違いに配列したリブ１０１ａおよび１０１ｂによって達成される。ＦＥＭ９７の幅と、連続するリブ間の最小距離Ａは所定の合金に要求される流速が得られるように計算される。かくして、例えば、溶融マグネシウム合金は、ＦＥＭの流れにおいて、ランナ９８の入口９８ａでの１５０ｍ／ｓから流速を減少する。
【００８２】
図示の実施態様において、好適には、ランナ中の溶融合金の流速は、詳細を上述した如く、とても速い。かくして、マグネシウム合金の場合、ランナ中そしてＦＥＭの入口端の流速は、例えば６０ｍ／ｓ以上、例えば最大約１８０ｍ／ｓであり、好適には約１３０ｍ／ｓ乃至１６０ｍ／ｓである。アルミニウム、亜鉛や銅合金といったその他の合金の場合、流速は例えば４０ｍ／ｓ以上、例えば最大約１６０ｍ／ｓであり、好適には約８０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓである。この結果、溶融合金の加圧供給源が所定の質量流量を生成できるので、従来の圧力ダイカストにおける非常に低いランナ内流速に適応するためのランナに比べて、本発明に用いるランナはそれ相応に小さい断面積をもつ。このことで、１回のカスティングサイクルを終えたときに、固体と液体の境界からのランナに沿って溶融合金が戻ることが容易になる。この境界はランナの出口端に近接する。また、ランナ中の合金の量が減るために、ランナ中の溶融合金の温度制御が容易になる。
【００８３】
より好ましいランナ内の合金流速は上述の範囲内であるが、使用されるＦＥＭの形状および製造される鋳物の形とサイズによって変わる。ＦＥＭの形状は、特にその有効流路の長さは、ＦＥＭ中でなされる流速の減少によって変わる。ＦＥＭ中でなされる流速の減少は、ランナ中の流速から、通常２０％以上の減少であるが、好適には３０％以上であり、５０％以上の場合もある。高いランナ中流速を用いて、流速をより大幅に減少させることは、通常必須である。いずれにせよ、少なくともキャビティの入口端までの流れにおいて、合金の溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への変化を実質的に避けるために、流速の減少は十分に漸進的でなければならない。
【００８４】
ここで詳述するように、ＦＥＭは、流路の断面積をランナの出口端の面積から増加させることで、流速を減少させる。この流速の減少は、従来のダイカスティング法で行う程度の減少である。したがって、ＦＥＭでの断面積の増加は、ＦＥＭの出口端において、従来のランナの断面積と同じような面積になるくらいの増加である。これにもかかわらず、ＦＥＭの体積は従来のランナの対応する長さ部分の体積にくらべて実質的に小さい。本発明に求められる実質的に小さいランナの断面積と共に、このことによって、１回のカスティングサイクルを終えたときの流れシステム内で硬化する金属の体積および鋳物から取り除き再び使用する必要がある金属の体積が、従来の方法において再生されるスプルーとランナの金属に比べて、実質的に少ない。かくして、鋳物の製造時に各サイクルで必要なショット重量が少なくすみ、このことで、低いリサイクルコスト、早いサイクルタイム、射出面積の減少や、場合によっては低温度の型が使用できることといった他の利点が生まれる。しかし、重要なのは、これらの利点に加え、ＣＥＰを用いて達成される半固体状態での充填をすることによる低固有レベルの気孔率を鋳物が有していない場合でも、本発明によって、良好な鋳物が製造できることにある。
【００８５】
図１乃至２１の実施態様のそれぞれの金属流れ装置は、使用すべき機械によって変わるであろう。かくして、装置は、所要の方法で、機械が操作可能な合金質量流量において操作可能である必要がある。かくして、装置の流路の第１部分のランナは、上記の質量流量において所要の合金流速を生成する断面積を有する。ランナは、その全長さにわたってその断面積を有する必要はなく、例えば、ランナの出口端部のみにその断面積を有することができる。かくして、所要の流速が出口端部で得られるように、ランナは、その出口端部で大きな断面積から逓減することができる。さらに、ＦＥＭは一定の長さをもち流れ方向にその長さに沿って断面積を増加させる。そのため合金中で発生する剪断力は、合金の状態をチキソトロピー性を有する半固体状態に変化させるようなものでない。もし剪断によって合金中に固体が生成する場合は、これを、２５％未満に好適には約２０％乃至２２％、例えば１７重量％未満とすべきである。しかし、この場合でも上述した優れたミクロ構造が得られることが分かっているので、必ずしも固体が生成されてはいけないということではない。すなわち、強い剪断力は、鋳物の固化においてミクロ構造が得られるように、完全に溶融した合金状態とする。この剪断力は明らかに、核の生成又は溶融表面の凝集を助ける。
【００８６】
商用の範囲内の鋳物を、従来の方法と本発明に従う操作に基づく２つの一連の試験を２種類行うために製造した。１番目の試験では、マグネシウム合金をある種類と容量のホットチャンバ機械によって製造した。２番目の試験では、アルミニウム合金をある種類と容量のコールドチャンバ機械によって製造した。このマグネシウムの鋳造に関しては、従来の方法と本発明による方法に共通する諸元は、表１に示し、それぞれの実施例に固有な特徴についてはそれぞれ表２および表３に示す。このアルミニウムの鋳造に関しては、対応するデータを表４乃至６に示す。それぞれの表２、３、４および６では、ピストンの平均の速度値とランナの平均の速度値は、急速充填の第２段階のものである。
【００８７】
【表１】
2007502212.tif 000003
【００８８】
【表２】
2007502212.tif 000004
【００８９】
【表３】
2007502212.tif 000005
【００９０】
【表４】
2007502212.tif 000006
【００９１】
【表５】
2007502212.tif 000007
【００９２】
【表６】
2007502212.tif 000008
【００９３】
表１に詳述したそれぞれの製品のマグネシウム合金の鋳物はそれぞれ、表２に詳述した従来の鋳造条件又は、表３に詳述した本発明による条件の下で製造した。表３に詳述した条件の下で製造したそれぞれの鋳物に対して、図１４および図１５に図示した実施態様に対応する金属流れ装置を用いた。表２又は表３に詳細を示す鋳物はそれぞれ、良好であることがわかった。しかし、本発明に基づき製造した鋳物は優れたミクロ構造を呈した。この優位性は、鋳物全体に亘るミクロ構造の均一性およびミクロ構造の要素の形状の観点によるものである。従来の条件で製造した鋳物は、通常の枝分かれしたデンドライト形のパターンの個々の粒子を呈し、幾つかの例では、空気を巻き込むことによる気孔の領域が１．５％以上になった。対照的に、本発明に基づき製造した鋳物は、微細な楕円形又は円形の個々の粒子を呈した。また、後者の鋳物は、実質的に気孔の領域がなく、気孔の領域は、気孔を測定できる範囲内で、１．５％以下であり、実質的に均一に細かく分布していた。
【００９４】
本発明に従い製造した鋳物Ｍ１、Ｍ２およびＭ３はキャビティの充填が２０％未満の比較的低レベルの固形分含有量を有する合金によって行われたことを示している。これは、鋳物Ｍ４のミクロ構造には当てはまらず、鋳物Ｍ４のミクロ構造は、キャビティの充填があるとしてもごく微量の固形分含有量を有する合金によって行われたことを示している。しかし、鋳物Ｍ４の場合では、比較的大きい量を送ることと結果として比較的遅い冷却が起きるために、固体の再溶融がキャビティ内で起きた可能性がある。
【００９５】
表４に詳述したそれぞれの製品のアルミニウム合金の鋳物はそれぞれ、表５に詳述した従来の鋳造の条件又は、表６に詳述した本発明による条件の下で製造した。表６に詳述した条件の下で試験Ａ１およびＡ２で製造したそれぞれの鋳物には、図２０および図２１の実施例に対応する金属流れ装置を用いた。試験Ａ３およびＡ５の鋳物には、図１４および図１５の装置を用いた。試験Ａ４および試験Ａ６乃至Ａ１０のそれぞれの鋳物には下記の実験的な装置を用いた。再び、従来の条件の下で製造した鋳物に比べて、本発明に従って製造した鋳物は優れたミクロ構造を呈した。このミクロ構造の差は、本質的にはマグネシウム合金の鋳物に関してのそれと同じである。
【００９６】
鋳物Ａ８およびＡ９のブラケットのミクロ構造は、キャビティの充填が、あるとしても無視できるほどの固体成分を有する合金によって行われた結果であることが明確に分かる。鋳物Ａ１乃至７のミクロ構造に関しては、これらのそれぞれが極微量の固体成分と共にキャビティ充填行われたことの結果であることは分かるものの、その状態は比較的に不明瞭である。鋳物Ａ１乃至Ａ９のいずれも、ショットスリーブ内での主相固化によってできる大きな独立した粒子を呈してはいなかった。いずれの場合も、かかる大粒子がショットスリーブ内に形成されると、ＦＥＭ内に広がる強い剪断力下で、大きい粒子が壊され微細な粒子が増えたことがわかる。
【００９７】
上述の試験Ａ４および試験Ａ６乃至１０のそれぞれに使用する実験的は金属流れ装置は、鋳型間の分離平面を画定する各鋳型部のそれぞれの面に形成する。つまり、ランナおよびＦＥＭの双方が分離平面に沿って延在する。この平面に直交する方向で見て、ＦＥＭは、ランナの出口端からランナの長手方向に対して横向きに延在する細長いゲートに向かう方向に、互いに分岐する側縁をもつ。かくして、ランナはＦＥＭの先端で終わり、ＦＥＭは上記の点から見て、デルタ形もしくは三角形の形状をしている。分離平面と平行な側面図で見ると、一方の鋳型の面が凸形で、他方の鋳型の面が凹形をしているため、ＦＥＭは、ランナの流出端とゲート間で曲線状又はアーチ状になっている。この構成は、凸面部分がランナの端を超えて曲がっており、ランナの出口端からの合金流れがこの面部分によって向きを変えられて、合金が細長いゲートを通る際にＦＥＭの三角形の部分の容積を充填するというものである。
【００９８】
最後に、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、上述の部分の構成及び配置に種々の変更、変形及び／又は付加を導入し得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施態様を示す、固定鋳型部分と可動鋳型部分の間の分離平面上における２キャビティ型の鋳型配置の概略図である。
【図２】図１の線ＩＩ 上における拡大断面図である。
【図３】図１と同様な概略図であり、単一のキャビティをもつ本発明の第２実施態様を示す。
【図４】図３の配置の側面図である。
【図５】第２実施態様の第１の変形例を示す、図４と同様な図である。
【図６】第２実施態様の第２の変形例を示す、図４と同様な図である。
【図７】本発明の第３の実施態様を示す、図３と同様な図である。
【図８】図７の配置の側面図である。
【図９】図１と同様な概略図であり、本発明の第４実施態様を示す。
【図１０】図９の線Ｘ‐Ｘ上における部分断面図である。
【図１１】図３と同様な図であり、本発明の第５実施態様を示す。
【図１２】図１の線ＸＩＩ‐ＸＩＩ上における部分断面図である。
【図１３】図１１と同様な図であり、本発明の第５実施態様の第１の変形例を示す図である。
【図１４】図１と同様な図であり、本発明の第５実施態様の第２の変形例を示す図である。
【図１５】図１４の線ＸＶ‐ＸＶ上における部分断面図である。
【図１６】図３と同様な図であり、本発明の第６実施態様を示す。
【図１７】図１６の配置の側面図である。
【図１８】図１７と同様な図であり、第６実施態様の変形例を示す。
【図１９】本発明の第７実施態様を用いて作った鋳物の平面図である。
【図２０】第７実施態様の一部の概略平面図である。
【図２１】図２０に示す配置の側面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月25日(2006.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能である機械を使用する、合金の高圧ダイカスト用金属流れ装置において、該装置は加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定し、
（ａ）流路の長さの第１の部分がランナを含み又はランナからなり、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができ、前記形状は、ＦＥＭの横断面積が、ランナの出口端をこえて延びる方向において増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する形状であることを特徴とする金属流れ装置。
【請求項２】
前記機械が生成でき得る合金の質量流量において、ランナの出口端の合金流速が、マグネシウム合金に対しては約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金に対しては約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とすることができる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
流路の出口端に、それを流れる合金の絞りを行なうゲートが画定される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
流路の出口端に、それを流れる合金の絞りを行なわないゲートが画定される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
ゲートがＦＥＭの出口端にある、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
ＦＥＭの出口端が、ＦＥＭの出口端における断面積と少なくとも等しい断面積を持つ２次ランナにより、ゲートから離間される、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１１】
合金の高圧ダイカスト用圧力鋳造機械において、該機械は、溶融合金の加圧供給源、少なくとも１個のキャビティを限定する鋳型、および加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入させることができる金属流路を画定する金属流れ装置を有する又は設けるよう操作可能であり、
（ａ）流路の長さの第１部分がランナを含む又はランナからなり、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、それによって流路がキャビティと連通する位置で合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルになり、キャビティの充填の際に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができ、前記形状は、ＦＥＭの横断面積が、ランナの出口端をこえて延びる方向において増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する形状であることを特徴とする圧力鋳造機械。
【請求項１２】
前記機械が生成でき得る合金の質量流量において、ランナの出口端の合金流速が、マグネシウム合金に対しては約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金に対しては約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１１に記載の機械。
【請求項１３】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項１１又は１２に記載の機械。
【請求項１４】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項１１又は１２に記載の機械。
【請求項１５】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項１１又は１２に記載の機械。
【請求項１６】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とすることができる、請求項１１又は１２に記載の機械。
【請求項１７】
溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する高圧ダイカスト機械を用いた合金鋳物の生産方法において、合金が供給源から流路に沿ってキャビティに流れ、
（ａ）合金は、流路の長さの第１の部分においてランナに沿って流れ、
（ｂ）第１区間とキャビティの間にあり、流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含む流路の長さの第２の部分において、合金流れは制御され、それによって、流速がランナの出口端のレベルからキャビティに連通する位置の流速まで漸進的に下がり、その流速はランナの出口端のレベルに対して顕著に低いレベルであり、前記形状は、ＦＥＭの横断面積が、ランナの出口端をこえて延びる方向において増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する形状であることを特徴とする生産方法。
【請求項１８】
機械が生成でき得る合金の流量において、ランナの出口端の流速が、マグネシウム合金に対しては場合約６０ｍ／ｓ乃至１８０ｍ／ｓ、マグネシウム合金以外の合金の場合約４０ｍ／ｓ乃至１２０ｍ／ｓになるような断面積を、ランナが少なくともランナの出口端において有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
横断面積の増加により、流速の減少による合金の状態変化を防ぐことができ、キャビティを溶融した合金で満たすことが可能となる、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を２５重量％未満とすることができる、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２１】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約２０又は２２重量％未満とすることができる、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２２】
横断面積の増加により、合金の固形分含有量を約１７重量％未満とする、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２３】
流路の出口端に、それを流れる合金の圧縮を行なうゲートが画定される、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
流路の出口端に、それを流れる合金の圧縮を行なわないゲートが画定される、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、溶融合金の加圧供給源および少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型を有する又は設けるように操作可能である機械を使用する、合金の高圧ダイカスト用金属流れ装置において、該装置は加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定し、
（ａ）流路の長さの第１の部分がランナを含み、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができ、前記形状は、ＦＥＭの横断面積が、ランナの出口端をこえて延びる方向において増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する形状である装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明は、合金の高圧ダイカスト用圧力鋳造機械において、該機械は、溶融合金の加圧供給源、少なくとも１個のキャビティを画定する鋳型、および加圧供給源から受け入れた合金をキャビティ内に流入可能とする金属流路を画定する金属流れ装置を有する又は設けるように操作可能であり、
（ａ）流路の長さの第１の部分がランナを含む又はランナからなり、
（ｂ）ランナの出口端からの流路の長さの第２の部分が流路出口モジュール（ｆｌｏｗ−ｐａｔｈ  ｅｘｉｔ  ｍｏｄｕｌｅ：ＦＥＭ）を含み、
ＦＥＭは、合金流れを制御する形状をもち、それによって合金流速がランナの出口端のレベルから漸進的に減少し、流路がキャビティと連通する位置では、合金流速はランナの出口端のレベルより著しく低いレベルとなっており、キャビティの充填時に、合金がキャビティ内流路で固化し、ランナに向かって流路に沿って戻ることができ、前記形状は、ＦＥＭの横断面積が、ランナの出口端をこえて延びる方向において増加し、それによって、流速の減少が、溶融状態からチキソトロピー性を呈する半固体状態への合金の変化を抑制する形状である装置を提供する。
【国際調査報告】
2007502212.tif 000030
2007502212.tif 000031