(57)【要約】【課題】鋳造品の歪み発生を抑制可能な鋳造品製造方法及びそれに用いる鋳造用金型を提供する。【解決手段】ダイガスト装置の鋳造用金型を用いて鋳造品を製造する鋳造品製造方法である。この鋳造品製造方法は、溶融した金属を鋳造用金型のキャビティ内に注入して鋳造品を製造する際に、鋳造用金型において、鋳造用金型内の平均温度よりも温度が高い部分を部分的に冷却する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイガスト装置の金型を用いて鋳造品を製造する鋳造品製造方法であって、
溶融した金属を前記金型のキャビティ内に注入して前記鋳造品を製造する際に、前記金型において、該金型内の平均温度よりも温度が高い部分を部分的に冷却する、鋳造品製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造品製造方法において、
前記金型内の平均温度よりも温度が高い部分は、前記金型において、前記キャビティにおける一方向の単位長さ当たりの体積が他の部分よりも大きい部分、または、前記キャビティにおける前記体積が変化する部分である、鋳造品製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の鋳造品製造方法において、
前記キャビティにおける前記体積が変化する部分は、前記キャビティの前記一方向において隣り合う領域の前記体積の差が所定値以上である、鋳造品製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の鋳造品製造方法において、
前記鋳造品は、板状の部材であり、
前記鋳造品を平面で見て、前記鋳造品の外周側の厚みは、中央部の厚みよりも大きく、
前記金型内の平均温度よりも温度が高い部分は、前記鋳造品の前記外周側である、鋳造品製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の鋳造品製造方法において、
前記金型は、前記キャビティ内に溶融金属が流入するゲートを有し、
前記金型内の平均温度よりも温度が高い部分は、前記金型において、前記ゲートから前記金型内に流れ込む溶融金属の流れの上流側部分である、鋳造品製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の鋳造品製造方法において、
前記金型は、固定型と、可動型とを有し、
前記可動型において平均温度よりも温度が高い部分を、部分的に冷却する、鋳造品製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の鋳造品製造方法において、
前記金型を前記可動型の移動方向から見て、前記固定型に対する冷却位置と前記可動型に対する冷却位置とが、異なる、鋳造品製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の鋳造品製造方法において、
前記可動型は、内部に、該可動型の移動方向に冷却液が流れる第１冷却液流路を有し、
前記金型内の平均温度よりも温度が高い部分は、前記第１冷却液流路内に流れる冷却液によって冷却される、鋳造品製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の鋳造品製造方法において、
前記可動型は、該可動型の移動方向と交差する方向に冷却液が流れる第２冷却液流路を有し、
前記第１冷却液流路は、前記可動型の内部に、前記第２冷却液流路よりも前記固定型側に位置する、鋳造品製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載の鋳造品製造方法を実現する鋳造用金型であって、
溶融した金属を前記鋳造用金型内に注入して鋳造品を製造する際に前記鋳造用金型内の平均温度よりも温度が高い部分に、当該部分を部分的に冷却する冷却部を有する、鋳造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品製造方法及びそれに用いる鋳造用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造品の鋳造時に鋳造用金型を冷却する鋳造品製造方法が知られている。このような鋳造品製造方法として、例えば特許文献１に開示されている鋳造用金型の冷却方法が知られている。
【０００３】
前記特許文献１の鋳造用金型の冷却方法では、可動型に取り付けられた可動入子の所定位置を冷却手段によって冷却する。具体的には、前記冷却手段は、前記可動入子に設けられ、該可動入子に形成されたキャビティ面を冷却する第一の冷却通路と、前記キャビティ面とは反対側に位置する前記可動型と前記可動入子との合わせ面を冷却する第二の冷却通路とを備える。
【０００４】
前記第一の冷却通路は、前記可動入子の前記キャビティ面に対して垂直方向に配置される。前記第二の冷却通路は、前記可動入子の内部の可動型との合わせ面の近傍位置に、前記合わせ面に沿って設けられる。前記第一の冷却通路及び前記第二の冷却通路には、冷媒としての冷却水が循環する。
【０００５】
前記第一の冷却通路によって、前記キャビティ面の近傍部分を冷却して、鋳造中のキャビティ内の溶湯を直ちに凝固させ、鋳造製品の取り出し温度まで直ちに低下させることができる。前記第二の冷却通路によって、前記可動入子の合わせ面近傍部分を冷却して、前記合わせ面の熱歪みの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、鋳造品の歪みは、主に、金型のキャビティ内の溶融金属が凝固する際に凝固速度が異なることによって生じる。そのため、金型のキャビティ内での溶融金属の凝固速度を均一にすることで、鋳造品の歪み発生を抑制することが望まれている。
【０００８】
本発明の目的は、鋳造品の歪み発生を抑制可能な鋳造品製造方法及びそれに用いる鋳造用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る鋳造品製造方法は、ダイガスト装置の金型を用いて鋳造品を製造する鋳造品製造方法である。この鋳造品製造方法は、溶融した金属を前記金型のキャビティ内に注入して前記鋳造品を製造する際に、前記金型において、該金型内の平均温度よりも温度が高い部分を部分的に冷却する。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る鋳造用金型は、上述の鋳造品製造方法を実現する鋳造用金型である。この鋳造用金型は、溶融した金属を前記鋳造用金型内に注入して鋳造品を製造する際に前記鋳造用金型内の平均温度よりも温度が高い部分に、当該部分を部分的に冷却する冷却部を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る鋳造品製造方法及びそれに用いる鋳造用金型によれば、鋳造品の歪み発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る鋳造用金型を備えたダイカスト装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、鋳造用金型内のケーシングを厚み方向の一方側から見た図である。
【図３】図３は、鋳造用金型内のケーシングを厚み方向の他方側から見た図である。
【図４】図４は、鋳造用金型内のケーシングを厚み方向から見た図である。
【図５】図５は、ダイカスト装置による鋳造品の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ケーシングにおいて伝熱速度を計測する計測位置を示す図である。
【図７】図７は、ケーシングの各計測位置における伝熱速度を示すグラフである。
【図８】図８は、鋳造直後のケーシングの歪みの分布を示す図である。
【図９】図９は、仕上げ加工後のケーシングの歪みの分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表してはいない。
【００１４】
なお、以下の説明において、ダイカスト装置１を設置した状態の重力方向を「上下方向」といい、ダイカスト装置１の重力方向に対して直交する水平方向を「左右方向」という。また、プランジャロッド２３が延びる方向を「軸方向」という。
【００１５】
（ダイカスト装置）
図１は、本発明の実施形態に係る鋳造用金型１０（金型）を備えたダイカスト装置１の構成を模式的に示す図である。ダイカスト装置１は、射出プランジャ装置２から鋳造用金型１０の内部に溶融金属を射出することにより、所定形状を有する鋳造品を成形する装置である。ダイカスト装置１は、鋳造用金型１０と、射出プランジャ装置２と、可動盤３と、固定盤４と、を備える。
【００１６】
鋳造用金型１０は、可動盤３に固定された可動型１１と、固定盤４に固定された固定型１２とを有する。特に図示しないが、可動盤３は、ダイカスト装置１において水平方向（左右方向）に移動可能である。固定盤４は、ダイカスト装置１の図示しないフレーム等に固定される。よって、可動盤３が固定盤４から離れる方向に移動することにより、鋳造用金型１０の可動型１１は固定型１２に対して離れる方向に移動する。一方、可動盤３が固定盤４に近づく方向に移動することにより、鋳造用金型１０の可動型１１は固定型１２に対して近づく方向に移動する。可動型１１及び固定型１２は、それぞれ、対向する面に合わせ面１１ａ，１２ａを有する。
【００１７】
可動型１１は、合わせ面１１ａに、鋳造品の形状に応じた彫り込み部１１ｂを有する。固定型１２は、合わせ面１２ａに、鋳造品の形状に応じた彫り込み部１２ｂを有する。これにより、可動型１１が固定型１２に最も近づいた状態で、可動型１１と固定型１２との間にはキャビティ１３が形成される。すなわち、可動型１１の彫り込み部１１ｂと、固定型１２の彫り込み部１２ｂとによって、キャビティ１３が構成される。
【００１８】
キャビティ１３内に、後述する射出プランジャ装置２から溶融金属が射出されることにより、所定形状を有する鋳造品が成形される。なお、鋳造用金型１０によって前記所定形状を有する鋳造品が成形された後、可動型１１を固定型１２から離間させることにより、前記鋳造品を鋳造用金型２内から取り出すことができる。
【００１９】
可動型１１は、内部に可動型冷却部３０を有する。固定型１２は、内部に固定型冷却部４０を有する。可動型冷却部３０を可動型１１に設けるとともに固定型冷却部４０を固定型１２に設けることにより、可動型１１及び固定型１２を効率良く冷却することができる。可動型冷却部３０及び固定型冷却部４０の詳しい構成については後述する。
【００２０】
射出プランジャ装置２は、鋳造用金型１０のキャビティ１３内に溶融金属を供給するための装置である。射出プランジャ装置２は、プランジャスリーブ２１と、プランジャチップ２２と、プランジャロッド２３とを備える。
【００２１】
プランジャスリーブ２１は、内部に溶融金属通路２１ａを有する円筒状の金属製部材である。プランジャスリーブ２１の軸方向の一端側は、可動型１１を貫通している。すなわち、プランジャスリーブ２１の前記一端側は、可動型１１と固定型１２との間のキャビティ１３に接続される。
【００２２】
プランジャスリーブ２１は、溶融金属通路２１ａと、射出口２１ｂと、供給口２１ｃと、を有する。溶融金属通路２１ａは、円筒状のプランジャスリーブ２１内で軸方向に延びる断面円形状の通路である。
【００２３】
射出口２１ｂは、プランジャスリーブ２１の前記一端側、すなわち溶融金属通路２１ａの一端側に位置し且つ鋳造用金型１０のキャビティ１３に向かって軸方向に開口している。すなわち、射出口２１ｂは、溶融金属通路２１ａ内の溶融金属を鋳造用金型１０のキャビティ１３内に射出するための開口部である。鋳造用金型１０は、射出口２１ｂからキャビティ１３内に溶融樹脂が射出される部分にゲート１０ａを有する。
【００２４】
供給口２１ｃは、プランジャスリーブ２１の側壁において射出口２１ｂとは反対側の端部に位置し、上方に向かって開口している。供給口２１ｃは、溶融金属通路２１ａ内に溶融金属を供給するための開口部である。
【００２５】
プランジャスリーブ２１の溶融金属通路２１ａ内には、円柱状のプランジャチップ２２が往復移動可能に配置される。供給口２１ｃから溶融金属通路２１ａ内に供給された溶融金属は、プランジャチップ２２が射出口２１ｂに向かって移動することにより（図１の矢印）、射出口２１ｂからゲート１０ａを介してキャビティ１３内に射出される。
【００２６】
（鋳造品）
上述の構成を有するダイカスト装置１によって鋳造される鋳造品は、例えば、ハードディスク記憶装置のケーシングなどである。すなわち、本実施形態の鋳造品は、例えば、板状の部材である。以下では、鋳造品がハードディスク記憶装置のケーシング１００の場合について説明する。
【００２７】
なお、鋳造品は、ハードディスク記憶装置のケーシング以外の部品であってもよいし、板状以外の形状を有する部品であってもよい。
【００２８】
ケーシング１００は、平面視で長方形状を有する板状部材である。図２は、ケーシング１００を厚み方向の一方側から見た図である。図３は、ケーシング１００を厚み方向の他方側から見た図である。図４は、ケーシング１００を厚み方向から見た図である。なお、図２から図４には、説明のために、可動型１１の可動型冷却部３０及び固定型１２の固定型冷却部４０を、それぞれ、二点鎖線で示す。
【００２９】
ケーシング１００は、外周側に、厚み方向の一方に突出する壁状の外周部１０１を有する。外周部１０１は、ケーシング１００を平面で見て、ケーシング１００の外周に沿った環状の壁部である。外周部１０１の厚みは、ケーシング１００の中央部１０２の厚みに比べて大きい。
【００３０】
ケーシング１００は、長手方向の一方側に、図示しない円盤状のハードディスクを収容する収容部１００ａを有する。すなわち、ケーシング１００の外周部１０１のうち、前記長手方向の一方側に位置する部分は、円盤状のハードディスクの外形に沿った形状を有する収容部１００ａを構成する。これにより、ケーシング１００の収容部１００ａ内に、円盤状のハードディスクをケーシング１００の厚み方向に並んで収容することができる。
【００３１】
上述の構成を有する収容部１００ａでは、ケーシング１００の長手方向において、壁状の外周部１０１の幅寸法が変化する。よって、収容部１００ａにおけるケーシング１００の外周側では、ケーシング１００の長手方向における単位長さ当たりのケーシング１００の体積が変化する。
【００３２】
図４に示すように、ケーシング１００は、左右方向に並んで配置された可動型１１及び固定型１２によって形成される。すなわち、本実施形態では、ケーシング１００の厚み方向において、ケーシング１００のうち外周部１０１が位置する側（図３参照）は、固定型１２によって形成され、ケーシング１００のうち外周部１０１が位置する側とは反対側（図２参照）は、可動型１１によって形成される。
【００３３】
（冷却構造）
次に、可動型１１を冷却する可動型冷却部３０及び固定型１２を冷却する固定型冷却部４０の構成を、図２から図４を用いて説明する。
【００３４】
可動型１１の内部に位置する可動型冷却部３０は、可動型１１全体を冷却する２つの第２可動型冷却液流路３１，３２（第２冷却液流路）と、可動型１１を部分的に冷却する２つの第１可動型冷却液流路３３，３４（第１冷却液流路、冷却部）とを有する。可動型冷却部３０内には、図示しないポンプから冷却液が供給される。
【００３５】
第２可動型冷却液流路３１，３２は、図１及び図４に示すように、可動型１１内に位置し、合わせ面１１ａに沿って互いに平行に延びる直線状の冷却液流路である。すなわち、第２可動型冷却液流路３１，３２は、可動型１１の移動方向と交差する方向に冷却液が流れる冷却液流路である。また、第２可動型冷却液流路３１，３２は、図２に示すように、ケーシング１００を平面で見て、ケーシング１００の短手方向の中心線Ｐを挟んで該短手方向の両側で、長手方向に延びる。第２可動型冷却液流路３１，３２内に冷却液を流すことにより、可動型１１全体を冷却することができる。
【００３６】
第１可動型冷却液流路３３，３４は、図１及び図４に示すように、可動型１１内に位置し、合わせ面１１ａに対して垂直方向に延びる直線状の冷却液流路である。すなわち、第１可動型冷却液流路３３，３４は、図２から図４に示すように、それぞれ、ケーシング１００の厚み方向に延びる。詳しくは、第１可動型冷却液流路３３は、第２可動型冷却液流路３１から合わせ面１１ａに向かってケーシング１００の厚み方向に延びる。第１可動型冷却液流路３４は、第２可動型冷却液流路３２から合わせ面１１ａに向かってケーシング１００の厚み方向に延びる。すなわち、第１可動型冷却液流路３３，３４は、可動型１１内に、第２可動型冷却液流路３１，３２よりも固定型１２側に位置する。第１可動型冷却液流路３３は、第２可動型冷却液流路３１に接続される。第１可動型冷却液流路３４は、第２可動型冷却液流路３２に接続される。これにより、第１可動型冷却液流路３３内には、第２可動型冷却液流路３１から冷却液が流れる。第１可動型冷却液流路３４内には、第２可動型冷却液流路３２から冷却液が流れる。
【００３７】
第１可動型冷却液流路３３，３４は、図２及び図４に示すように、それぞれ、内部に、第２可動型冷却液流路３１，３２から合わせ面１１ａ側に向かって冷却液が流れる流路と、合わせ面１１ａ側から第２可動型冷却液流路３１，３２に向かって冷却液が流れる流路とを有する。これにより、第２可動型冷却液流路３１，３２から第１可動型冷却液流路３３，３４内を流れる冷却液は、可動型１１の合わせ面１１ａ側を冷却した後、第２可動型冷却液流路３１，３２を流れて可動型１１の外に排出される。
【００３８】
第１可動型冷却液流路３３，３４の一部は、第２可動型冷却液流路３１，３２よりも合わせ面１１ａに近い位置に位置する。これにより、可動型１１の合わせ面１１ａの冷却を強化することができる。
【００３９】
第１可動型冷却液流路３３，３４は、可動型１１において、ケーシング１００の外周部１０１における長手方向の角部分を形成する部分に位置する。すなわち、第１可動型冷却液流路３３，３４は、可動型１１において、ケーシング１００の厚みが中央部１０２に比べて大きく且つ壁状の外周部１０１の幅寸法が変化する部分を形成する部分に位置する。さらに換言すれば、第１可動型冷却液流路３３，３４は、鋳造用金型１０のキャビティ１３における一方向の単位長さ当たりの体積が変化する部分に位置する。前記一方向とは、例えばケーシング１００を平面で見てケーシング１００の長手方向である。可動型１１の前記部分は、鋳造品の鋳造時において、可動型１１内の平均温度よりも温度が高い。よって、第１可動型冷却液流路３３，３４は、溶融した金属を鋳造用金型１０のキャビティ１３内に注入して前記鋳造品を製造する際に、鋳造用金型１０において、鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分を部分的に冷却する。
【００４０】
前記平均温度は、鋳造用金型１０のキャビティ１３内に溶融金属が充填された状態において、可動型１１におけるキャビティ１３側の表面温度の平均値である。
【００４１】
キャビティ１３において前記体積が変化する部分は、キャビティ１３の前記一方向において隣り合う領域の前記体積の差が所定値以上である。この所定値は、鋳造品に歪みを生じる冷却速度差が生じる前記体積の差である。なお、前記領域は、例えば、キャビティ１３において、前記一方向における単位長さの範囲など、キャビティ１３における前記一方向の所定の範囲を意味する。
【００４２】
これにより、ケーシング１００の鋳造時にケーシング１００で歪みが生じやすい部分を、効果的に冷却できる。よって、鋳造時におけるケーシング１００の歪みの発生を抑制できる。
【００４３】
なお、第１可動型冷却液流路３３，３４は、鋳造用金型１０のキャビティ１３における前記一方向の単位長さ当たりの体積が他の部分よりも大きい部分に位置してもよい。
【００４４】
また、第１可動型冷却液流路３３，３４は、鋳造用金型１０のゲート１０ａからキャビティ１３内に流れ込む溶融金属の流れの上流側に位置してもよい。すなわち、第１可動型冷却液流路３３，３４は、鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分である、前記上流側の部分に位置してもよい。
【００４５】
固定型１２の内部に位置する固定型冷却部４０は、固定型１２全体を冷却する２つの第２固定型冷却液流路４１，４２と、固定型１２を部分的に冷却する４つの第１固定型冷却液流路４３〜４６とを有する。固定型冷却部４０内には、図示しないポンプから冷却液が供給される。なお、固定型冷却部４０には、可動型冷却部３０に冷却液を供給するポンプから冷却液を供給してもよいし、可動型冷却部３０に冷却液を供給するポンプとは別のポンプによって冷却液を供給してもよい。
【００４６】
第２固定型冷却液流路４１，４２は、図１及び図４に示すように、固定型１２内に位置し、合わせ面１２ａに沿って互いに平行に延びる直線状の冷却液流路である。すなわち、第２固定型冷却液流路４１，４２は、図３に示すように、ケーシング１００を平面で見て、ケーシング１００の短手方向の中心線Ｐを挟んで該短手方向の両側で、長手方向に延びる。第２固定型冷却液流路４１，４２内に冷却液を流すことにより、固定型１２全体を冷却することができる。
【００４７】
ケーシング１００を平面で見て、第２固定型冷却液流路４１，４２と中心線Ｐとの距離は、第２可動型冷却液流路３１，３２と中心線Ｐとの距離よりも小さい。すなわち、鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、第２固定型冷却液流路４１，４２の位置と第２可動型冷却液流路３１，３２の位置とは異なる。
【００４８】
第１固定型冷却液流路４３〜４６は、図１及び図４に示すように、固定型１１内に位置し、合わせ面１２ａに対して垂直方向に延びる直線状の冷却液流路である。すなわち、第１固定型冷却液流路４３〜４６は、図２から図４に示すように、それぞれ、ケーシング１００の厚み方向に延びる。詳しくは、第２固定型却通路４３，４４は、第２固定型冷却液流路４１から合わせ面１２ａに向かってケーシング１００の厚み方向に延びる。第１固定型冷却液流路４５，４６は、第２固定型冷却液流路４２から合わせ面１２ａに向かってケーシング１００の厚み方向に延びる。第１固定型冷却液流路４３〜４６は、ケーシング１００を平面で見て、固定型１２において、収容部１００ａを形成する部分に位置する。
【００４９】
第１固定型冷却液流路４３，４４は、第２固定型冷却液流路４１に対し、第２固定型冷却液流路４１内を冷却液が流れる方向に沿って並んで接続される。第１固定型冷却液流路４５，４６は、第２固定型冷却液流路４２に対し、第２固定型冷却液流路４２内を冷却液が流れる方向に沿って並んで接続される。これにより、第１固定型冷却液流路４３，４４内には、第２固定型冷却液流路４１から冷却液が流れる。第１固定型冷却液流路４５，４６内には、第２固定型冷却液流路４２から冷却液が流れる。
【００５０】
第１固定型冷却液流路４３〜４６は、図２及び図４に示すように、それぞれ、内部に、第２固定型冷却液流路４１，４２から合わせ面１２ａ側に向かって冷却液が流れる流路と、合わせ面１２ａ側から第２固定型冷却液流路４１，４２に向かって冷却液が流れる流路とを有する。これにより、第２固定型冷却液流路４１，４２から第１固定型冷却液流路４３，４４内を流れる冷却液は、固定型１２の合わせ面１２ａ側を冷却した後、第２固定型冷却液流路４１，４２を流れて固定型１２の外に排出される。
【００５１】
第１固定型冷却液流路４３〜４６の一部は、第２固定型冷却液流路４１，４２よりも合わせ面１２ａに近い位置に位置する。これにより、固定型１２の合わせ面１２ａの冷却を強化することができる。
【００５２】
ケーシング１００を平面で見て、すなわち、鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、第１固定型冷却液流路４３〜４６の位置と第１可動型冷却液流路３３，３４の位置とは異なる。
【００５３】
上述の構成により、可動型１１及び固定型１２を効率良く冷却することができる。
【００５４】
上述のように第１可動型冷却液流路３３，３４及び第１固定型冷却液流路４３〜４６によって鋳造用金型１０の冷却が強化された部分では、溶融金属の凝固によって発生する歪みが抑制される。すなわち、溶融金属の体積が大きい部分は、体積が小さい部分よりも後で凝固するため、先に凝固された部分に引っ張られて歪が生じる。これに対し、本実施形態の鋳造用金型１０の冷却構造によって、凝固のタイミングのばらつきを抑制できるため、上述のような歪みの発生が抑制される。
【００５５】
また、上述のように溶融金属の凝固のタイミングのばらつきを抑制することにより、溶融金属が凝固した際に生成される金属組織も、鋳造品全体で同じ金属組織となる。
【００５６】
すなわち、溶融金属の凝固速度が速くなると、前記溶融金属の液相側に、該溶融金属内に含まれるシリコンが析出する。金属組織内で部分的にシリコンの濃度が高くなると、その部分は黒色になる。したがって、鋳造品の各部分における共晶組織の占有率を見ることにより、鋳造品の各部分の凝固速度の違いを推定することができる。
【００５７】
上述のように溶融金属の凝固速度と共晶組織の占有率とが相関関係を有するため、鋳造用金型１０の冷却構造を、鋳造品の各部分における共晶組織の占有率を同等にする冷却構造にすることにより、溶融金属の凝固のタイミングのばらつきは抑制される。
【００５８】
本実施形態では、鋳造用金型１０の可動型冷却部３０及び固定型冷却部４０の構成を、鋳造品の各部分における共晶組織の占有率が同等になる構成とする。これにより、本実施形態の構成により、鋳造品の各部分における溶融金属の凝固速度のばらつきを抑制して、鋳造品の歪みの発生を抑制できる。
【００５９】
（製造方法）
次に、上述の構成を有する鋳造用金型１０を含むダイカスト装置１による鋳造品の製造方法を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
まず、鋳造用金型１０の可動型１１の合わせ面１１ａ及び固定型１２の合わせ面１２ａに対して、離型剤を塗布する（ステップＳ１）。その後、可動型１１の合わせ面１１ａ及び固定型１２の合わせ面１２ａに対してエアブローを行う（ステップＳ２）。
【００６１】
続いて、射出プランジャ装置２のプランジャロッド２３をプランジャスリーブ２１内で射出口２１ｂから離れる方向に移動させることにより、射出プランジャ装置２のプランジャチップ２２をプランジャスリーブ２１内で後退させる（ステップＳ３）。
【００６２】
可動型１１を固定型１２側に移動させることにより、鋳造用金型１０の型締めを行う（ステップＳ４）。その後、射出プランジャ装置２のプランジャスリーブ２１内に、供給口２１ｃから溶融金属を供給（注湯）する（ステップＳ５）。射出プランジャ装置２のプランジャロッド２３をプランジャスリーブ２１内で射出口２１ｂに近づく方向に移動させることにより、射出プランジャ装置２の射出口２１ｂから鋳造用金型１０のキャビティ１３内に溶融金属を射出する（ステップＳ６）。
【００６３】
射出プランジャ装置２から鋳造用金型１０のキャビティ１３内に溶融金属を射出した後、可動型１１を加圧することにより、鋳造用金型１０のキャビティ１３内の圧力を上昇（増圧）させる（ステップＳ７）。
【００６４】
その後、可動型１１の可動型冷却部３０及び固定型１２の固定型冷却部４０によって、鋳造用金型１０のキャビティ１３内の溶融金属を冷却し、該溶融金属を凝固させる（ステップＳ８）。
【００６５】
前記溶融金属が凝固した後、鋳造用金型１０の可動型１１を固定型１２から離す方向に移動させることにより、鋳造用金型１０の型開きを行う（ステップＳ９）。その後、可動型１１上の鋳造品を取り出す（ステップＳ１０）。これにより、ダイカスト装置１によって、鋳造品が得られる。
【００６６】
なお、ダイカスト装置１によって連続して鋳造品を製造する場合には、上述のフローを繰り返し行う。
【００６７】
（冷却構造の効果）
次に、鋳造品の製造方法において上述のような冷却方法によって鋳造用金型１０を冷却した場合の効果について、図６から図９を用いて以下で説明する。
【００６８】
冷却効果を確認するために、鋳造品の伝熱速度及び歪みについて評価した。
【００６９】
（１）伝熱速度
鋳造用金型１０によって鋳造される鋳造品（ケーシング１００）の各部位において、伝熱速度の評価を行った。伝熱速度は、鋳造品の各部位において型開き直後の温度を計測し、該型開き直後の温度と溶融金属の凝固点との差をダイタイマーで除した値である。なお、前記ダイタイマーは、可動型１１と固定型１２とを閉じて鋳造用金型１０内で溶融金属を凝固させる時間に相当する。
【００７０】
伝熱速度は、ケーシング１００において図６に示すＭ１からＭ１３の計測位置で計測した。
【００７１】
伝熱速度の計測結果を図７に示す。図７に示すように、本実施形態の金型冷却構造によって、鋳造品であるケーシング１００の各部位の伝熱速度を、均一にすることができる。なお、従来の金型冷却構造では、図７に破線で示すように、ケーシング１００の部位に応じて伝熱速度が異なる。
【００７２】
よって、本実施形態の金型冷却構造によって、従来の金型冷却構造に比べて、鋳造品の各部位における伝熱速度の差を小さくすることができる。
【００７３】
（２）歪み
本実施形態の金型冷却構造によって冷却することにより得られたケーシング１００の歪みを、外周部１０１の全周に亘って計測した。具体的には、外周部１０１の所定の位置を基準位置として、外周部１０１の全周で歪みを、接触式の三次元測定機によって計測した。この三次元測定機によって、外周部１０１の相対的な高さの変化を計測した。
【００７４】
ケーシング１００の鋳造直後における歪みの計測結果を図８に示す。ケーシング１００の仕上げ加工後における歪みの計測結果を図９に示す。なお、図８及び図９において、横軸は、前記基準位置を起点として、外周部１０１に沿った距離である。前記仕上げ加工は、鋳造後の鋳造品の歪みを除去するために、鋳造後に、鋳造品を矯正した後にアニールして表面をコーティングする加工である。
【００７５】
図８及び図９に示すように、本実施形態の金型冷却構造によって冷却することにより得られたケーシング１００は、従来の金型冷却構造によって冷却することにより得られたケーシングに比べて、全体的に歪みの発生が抑制される。
【００７６】
以上より、本実施形態の金型冷却構造によって鋳造用金型１０を冷却することにより、鋳造品の歪みの発生を抑制できる。
【００７７】
本実施形態では、ダイガスト装置１の鋳造用金型１０を用いて鋳造品を製造する鋳造品製造方法において、溶融金属を鋳造用金型１０のキャビティ１３内に注入して前記鋳造品を製造する際に、鋳造用金型１０において、鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分を部分的に冷却する。
【００７８】
これにより、鋳造用金型１０内で前記鋳造品の冷却速度の差を小さくすることができる。よって、鋳造用金型１０を用いて製造される前記鋳造品の歪みの発生を抑制できる。
【００７９】
鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分は、鋳造用金型１０において、キャビティ１３における前記一方向の単位長さ当たりの体積が他の部分よりも大きい部分、または、キャビティ１３における前記体積が変化する部分である。
【００８０】
鋳造用金型１０のキャビティ１３における前記一方向の単位長さ当たりの体積が他の部分よりも大きい部分は、鋳造用金型１０内で冷えにくいため、他の部分に比べて冷却速度が低い。よって、キャビティ１３における前記体積が他の部分よりも大きい部分では、鋳造品に歪みが生じやすい。また、キャビティ１３における前記体積が変化する部分は、キャビティ１３における前記体積が大きい部分の冷却速度とキャビティ１３における前記体積が小さい部分の冷却速度との差によって、鋳造品に歪みが生じやすい。そのため、キャビティ１３における前記体積が他の部分よりも大きい部分、または、キャビティ１３における前記体積が変化する部分を、部分的に冷却することにより、鋳造用金型１０の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。これにより、鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００８１】
キャビティ１３における前記体積が変化する部分は、キャビティ１３の前記一方向において隣り合う領域の前記体積の差が所定値以上である。
【００８２】
このように、キャビティ１３の前記一方向において隣り合う領域における単位長さ当たりの体積の差が所定値以上の部分は、前記体積が大きい部分の冷却速度と小さい部分の冷却速度との差によって、鋳造品に歪みがより生じやすい。よって、キャビティ１３の前記体積が変化する部分を、部分的に冷却することにより、鋳造用金型１０の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。これにより、前記鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００８３】
前記鋳造品は、板状の部材であり、前記鋳造品を平面で見て、前記鋳造品の外周側の厚みは、中央部の厚みよりも大きく、鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分は、前記鋳造品の前記外周側である。
【００８４】
外周側の厚みが中央部の厚みよりも大きい鋳造品の場合、鋳造用金型１０内では、前記外周側の部分の温度が他の部分の温度よりも高いため、冷却速度は該他の部分よりも低い。よって、前記外周側を部分的に冷却することにより、前記鋳造品の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。これにより、前記鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００８５】
鋳造用金型１０は、キャビティ１３内に溶融金属が流入するゲート１０ａを有する。鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分は、鋳造用金型１０において、ゲート１０ａから鋳造用金型１０内に流れ込む溶融金属の流れの上流側部分である。
【００８６】
鋳造用金型１０内にゲート１０ａから溶融金属が流入する場合、鋳造用金型１０の上流側部分の温度は、他の部分に比べて高温である。よって、鋳造用金型１０の上流側部分を部分的に冷却することにより、鋳造用金型１０内での鋳造品の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。したがって、鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００８７】
鋳造用金型１０は、可動型１１と、固定型１２とを有する。可動型１１において平均温度よりも温度が高い部分を、部分的に冷却する。
【００８８】
一般的に、ダイカスト装置では、鋳造品を製造する際に、金型の固定型を冷却する。これに対し、上述のように、鋳造用金型１０の可動型１１において平均温度よりも温度が高い部分を冷却することにより、鋳造用金型１０内での鋳造品の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。これにより、前記鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００８９】
鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、固定型１２に対する冷却位置と可動型１１に対する冷却位置とが、異なる。
【００９０】
このように、鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、固定型１２に対する冷却位置と可動型１１に対する冷却位置とが異なることにより、鋳造用金型１０内の鋳造品を効率良く冷却することができる。これにより、鋳造用金型１０内での前記鋳造品の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。したがって、前記鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００９１】
可動型１１は、内部に、可動型１１の移動方向に冷却液が流れる第１可動型冷却液流路３３，３４を有する。鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分は、第１可動型冷却液流路３３，３４内に流れる冷却液によって冷却される。
【００９２】
これにより、可動型１１を部分的に冷却することができる。よって、鋳造用金型１０内での鋳造品の各部分における冷却速度の差を小さくすることができる。したがって、鋳造品における歪みの発生を抑制できる。
【００９３】
可動型１１は、可動型１１の移動方向と交差する方向に冷却液が流れる第２可動型冷却液流路３１，３２を有する。第１可動型冷却液流路３３，３４は、可動型１１の内部に、第２可動型冷却液流路３１，３２よりも固定型１２側に位置する。
【００９４】
これにより、第２可動型冷却液流路３１，３２内を流れる冷却液によって、鋳造用金型１０全体を冷却できるとともに、可動型１１の内部に第２可動型冷却液流路３１，３２よりも固定型１２側に位置する第１可動型冷却流路３３，３４内を流れる冷却液によって、鋳造用金型１０内の平均温度よりも温度が高い部分を冷却することができる。よって、鋳造用金型１０をより効率良く冷却することができる。
【００９５】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００９６】
前記実施形態では、第１可動型冷却液流路３３，３４は、鋳造用金型１０のキャビティ１３における前記一方向の単位長さ当たりの体積が変化する部分に位置する。しかしながら、第１可動型冷却液流路の位置は、鋳造品の鋳造時において、可動型１１内の平均温度よりも温度が高い位置であれば、どの位置であってもよい。
【００９７】
前記実施形態では、第１可動型冷却液流路３３，３４は、前記体積が変化する部分である、ケーシング１００の外周部１０１の幅寸法が変化する部分に位置する。しかしながら、第１可動型冷却液流路は、ケーシングの外周部の厚み及び幅寸法の少なくとも一方が変化する部分に位置してもよい。
【００９８】
前記実施形態では、第１固定型冷却液流路４３〜４６は、ケーシング１００を平面で見て、固定型１２において、収容部１００ａを形成する部分に位置する。しかしながら、第１固定型冷却液流路の位置は、第１可動型冷却液流路と同様、鋳造用金型１０のキャビティ１３における前記一方向の単位長さ当たりの体積が変化する部分など、鋳造品の鋳造時において、固定型１２内の平均温度よりも温度が高い位置であれば、どの位置であってもよい。
【００９９】
前記実施形態では、第２可動型冷却流路３１，３２は、ケーシング１００を平面で見て、ケーシング１００の短手方向の中心線Ｐを挟んで該短手方向の両側で、長手方向に延びる。しかしながら、第２可動型冷却流路３１，３２は、可動型１１の移動方向と交差する方向に冷却液が流れれば、どの方向に延びてもよいし、どのように配置されてもよい。
【０１００】
前記実施形態では、第２固定型冷却流路４１，４２は、ケーシング１００を平面で見て、ケーシング１００の短手方向の中心線Ｐを挟んで該短手方向の両側で、長手方向に延びる。しかしながら、第２固定型冷却流路４１，４２は、可動型１１の移動方向と交差する方向に冷却液が流れれば、どの方向に延びてもよいし、どのように配置されてもよい。
【０１０１】
前記実施形態では、鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、第２可動型冷却流路３１，３２の位置と第２固定型冷却流路４１，４２の位置とは異なる。しかしながら、第２可動型冷却流路の少なくとも一つの位置と第２固定型冷却流路の少なくとも一つの位置とが同じであってもよい。
【０１０２】
前記実施形態では、鋳造用金型１０を可動型１１の移動方向から見て、第１可動型冷却流路３３，３４の位置と第１固定型冷却流路４３〜４６の位置とは異なる。しかしながら、第１可動型冷却流路の少なくとも一つの位置と第１固定型冷却流路の少なくとも一つの位置とが同じであってもよい。
【０１０３】
前記実施形態では、可動型冷却部３０は、２つの第２可動型冷却液流路３１，３２と、２つの第１可動型冷却液流路３３，３４とを有する。固定型冷却部４０は、２つの第２固定型冷却液流路４１，４２と、４つの第１固定型冷却液流路４３〜４６とを有する。しかしながら、可動型冷却部は、１つまたは３つ以上の第２可動型冷却流路を有してもよい。可動型冷却部は、１つまたは３つ以上の第１可動型冷却流路を有してもよい。固定型冷却部は、１つまたは３つ以上の第２固定型冷却液流路を有してもよい。固定型冷却部は、１つから３つ、または５つ以上の第１固定型冷却流路を有してもよい。
【０１０４】
前記実施形態では、可動型冷却部３０は、冷却液が内部を流れる第２可動型冷却液流路３１，３２及び第１可動型冷却液流路３３，３４を有する。固定型冷却部４０は、冷却液が内部を流れる第２固定型冷却液流路４１，４２及び第１固定型冷却液流路４３〜４６を有する。しかしながら、可動型冷却部の構成は、可動型を冷却可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。固定型冷却部の構成は、固定型を冷却可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。
【０１０５】
前記実施形態では、可動型１１は、固定型１２に対して左右方向に移動する。すなわち、鋳造用金型１０は、左右方向に型開き及び型締めする。しかしながら、鋳造用金型は、上下方向などの他の方向に型開き及び型締めしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、ダイガスト装置の金型を用いて鋳造品を製造する鋳造品製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ダイカスト装置
２  射出プランジャ装置
３  可動盤
４  固定盤
１０  鋳造用金型（金型）
１０ａ  ゲート
１１  可動型
１１ａ  合わせ面
１１ｂ  彫り込み部
１２  固定型
１２ａ  合わせ面
１２ｂ  彫り込み部
１３  キャビティ
２１  プランジャスリーブ
２１ａ  溶融金属通路
２１ｂ  射出口
２１ｃ  供給口
２２  プランジャチップ
２３  プランジャロッド
３０  可動型冷却部
３１、３２  第２可動型冷却液流路（第２冷却液流路）
３３、３４  第１可動型冷却液流路（第１冷却液流路、冷却部）
４０  固定型冷却部
４１、４２  第２固定型冷却液流路
４３〜４６  第１固定型冷却液流路
１００  ケーシング
１００ａ  収容部
１０１  外周部
１０２  中央部
Ｐ  短手方向の中心線
Ｍ１〜Ｍ１３  計測位置
【図１】
2019166555.tif 000003
【図２】
2019166555.tif 000004
【図３】
2019166555.tif 000005
【図４】
2019166555.tif 000006
【図５】
2019166555.tif 000007
【図６】
2019166555.tif 000008
【図７】
2019166555.tif 000009
【図８】
2019166555.tif 000010
【図９】
2019166555.tif 000011