(57)【要約】【課題】従来よりも設備面でのコスト負担が少なく、しかも少ない工程数で製品を得ることができるダイカスト鋳物の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の型１０，２０に、両型の型締め動作を利用して板金３を塑性変形するためのプレス付形部（１２，２２）と、両型の型締めにより区画される鋳造空間（１３，２３）とが併設された製造装置を準備する。第１の型１０に対して板金３を前記プレス付形部と鋳造空間とにまたがるように配置し、両型の型締め動作により前記プレス付形部にて板金３を所定の形状に塑性変形する。その後、前記鋳造空間内に金属溶湯を供給して板金３の一部を鋳ぐるむことにより、板金３を含んだダイカスト鋳物を製造する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接合可能な第１及び第２の型を備え、これら第１及び第２の型には、両型の型締め動作を利用して板状金属材を塑性変形するためのプレス付形部と、両型の型締めにより区画される鋳造空間とが併設された装置を用いて、ダイカスト鋳物を製造する方法であって、
前記第１及び第２の型のいずれか一方に対して板状金属材を前記プレス付形部と前記鋳造空間とにまたがるように配置し、
前記第１及び第２の型の型締め動作により前記プレス付形部にて板状金属材を所定の形状に塑性変形し、
その後、前記鋳造空間内に金属溶湯を供給して前記板状金属材の少なくとも一部を鋳ぐるむことを特徴とするダイカスト鋳物の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の型のいずれか一方に対して板状金属材を前記プレス付形部と前記鋳造空間とにまたがるように配置する際に、真空吸引力を利用して板状金属材をいずれか一方の型に吸引固定することを特徴とする請求項１に記載のダイカスト鋳物の製造方法。
【請求項３】
相互接合可能な第１及び第２の型を備え、これら第１及び第２の型には、両型の型締め動作を利用して板状金属材を塑性変形するためのプレス付形部と、両型の型締めにより区画される鋳造空間とが併設されていることを特徴とするダイカスト鋳物の製造装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の型のいずれか一方には、少なくとも両型の型締め前に、前記プレス付形部で塑性変形される板状金属材を当該型に一時的に固定するための固定手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のダイカスト鋳物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト鋳物の製造方法と、その方法の実施に使用するダイカスト鋳物の製造装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車輌用機械部品には、半製品の一部を金属で鋳ぐるんで製品化するものがある。例えば特許文献１に開示されたエンジンのロッカーカバーの製造方法にあっては、所定板厚のアルミニウム板材を液圧成形等の付形加工により所定形状の半製品に形成し、その半製品の所定部位にショットブラストを施して粗面処理した後、その半製品を鋳造用金型にセットし上記粗面処理した部位をアルミニウム又はその合金からなる溶湯で鋳ぐるむという多段階工程を採用する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１４９５５号公報
【０００４】
しかしながら、上記従来の製造方法では、液圧成形等の付形加工のための付形装置（及び付形工程）と、付形された半製品の所定部位（ショットブラストで粗面処理した部位）を鋳ぐるむための鋳造装置（及び鋳造工程）とを別々に必要としたため、設備面でのコスト負担が大きかった。また、ショットブラストによる粗面処理を施すことで、工程増によるコスト増を招いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来よりも設備面でのコスト負担が少なく、しかも少ない工程数で製品を得ることができるダイカスト鋳物の製造方法と、その方法の実施に使用するダイカスト鋳物の製造装置とを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、相互接合可能な第１及び第２の型を備え、これら第１及び第２の型には、両型の型締め動作を利用して板状金属材を塑性変形するためのプレス付形部と、両型の型締めにより区画される鋳造空間とが併設された装置を用いて、ダイカスト鋳物を製造する方法であって、前記第１及び第２の型のいずれか一方に対して板状金属材を前記プレス付形部と前記鋳造空間とにまたがるように配置し、前記第１及び第２の型の型締め動作により前記プレス付形部にて板状金属材を所定の形状に塑性変形し、その後、前記鋳造空間内に金属溶湯を供給して前記板状金属材の少なくとも一部を鋳ぐるむことを特徴とするダイカスト鋳物の製造方法である。
【０００７】
この製造方法によれば、プレス付形部と鋳造空間とが併設されてなる第１及び第２の型を具備した装置を用いることにより、型締め動作に同期したプレス付形部による板状金属材の塑性変形と、それに続く鋳造空間内への金属溶湯の供給による鋳ぐるみ成形とを一連の工程として実施できる。つまり、一つの装置で板状金属材の塑性変形（プレス成形）と、その板状金属材の鋳ぐるみ成形（鋳造）とを連続的に行うことができるため、従来よりも設備面でのコスト負担が少なく、しかも少ない工程数で製品（ダイカスト鋳物）を得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のダイカスト鋳物の製造方法において、前記第１及び第２の型のいずれか一方に対して板状金属材を前記プレス付形部と前記鋳造空間とにまたがるように配置する際に、真空吸引力を利用して板状金属材をいずれか一方の型に吸引固定することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、真空吸引力を利用して板状金属材を第１及び第２の型のいずれか一方に吸引固定することにより、板状金属材の型に対する位置決めが確実となり、塑性変形時の加工精度及び鋳ぐるみ成形後の加工精度が向上する。
【００１０】
請求項３の発明は、相互接合可能な第１及び第２の型を備え、これら第１及び第２の型には、両型の型締め動作を利用して板状金属材を塑性変形するためのプレス付形部と、両型の型締めにより区画される鋳造空間とが併設されていることを特徴とするダイカスト鋳物の製造装置である。
【００１１】
この製造装置は上記製造方法の実施に使用する装置であり、その技術的意義は請求項１及び２に記載の方法発明に準ずる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のダイカスト鋳物の製造装置において、前記第１及び第２の型のいずれか一方には、少なくとも両型の型締め前に、前記プレス付形部で塑性変形される板状金属材を当該型に一時的に固定するための固定手段が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
第１及び第２の型のいずれか一方に固定手段を設け、プレス付形部で塑性変形される板状金属材を当該型に一時的に固定することで、板状金属材の型に対する位置決めが確実となり、塑性変形時の加工精度及び鋳ぐるみ成形後の加工精度が向上する。
【００１４】
なお、請求項４において「前記固定手段は、真空吸引力を利用した吸引固定機構であること」は好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１〜図４に示すように、本実施形態に従うダイカスト鋳物の製造装置は、固定プラテン１と可動プラテン２とを備え、固定プラテン１には第１の型としての固定金型１０が、又、可動プラテン２には第２の型としての可動金型２０がそれぞれ設けられている。可動プラテン２及び可動金型２０は、固定プラテン１及び固定金型１０に対して接近離間可能となっており、両金型の相互接近により固定金型１０と可動金型２０とは接合可能となっている。
【００１６】
可動金型２０と対向する固定金型１０の接合面の上半部には、板状金属材としての板金３を装着保持するための浅い保持用凹部１１と、板金３の塑性変形に関与する付形用凹部１２とが形成されている。保持用凹部１１の深さは、そこに装着される板金３の板厚の半分に設定されている。また、固定金型１０の接合面の中程には、鋳造用凹部１３が形成されている。他方、固定金型１０と対向する可動金型２０の接合面の上半部には、前記固定金型の保持用凹部１１に対応して板金３を装着保持するための浅い保持用凹部２１と、前記固定金型の付形用凹部１２に対応する付形用凸部２２とが形成されている。保持用凹部２１の深さは、そこに装着される板金３の板厚の半分に設定されている。また、可動金型２０の接合面の中程には、鋳造用凹部２３が形成されている。
【００１７】
固定金型の付形用凹部１２及び可動金型の付形用凸部２２は、両型１０，２０の型締め動作を利用して板金３を塑性変形するためのプレス付形部を構成する。また、固定金型及び可動金型の各々の鋳造用凹部１３，２３は、両型１０，２０の型締め時において鋳造空間を構成する。
【００１８】
固定金型１０の内部には、前記保持用凹部１１と金型外部の真空ポンプＰとを連通させる吸引通路１５と、その吸引通路１５を開閉可能な弁機構１６とが設けられている。弁機構１６は、吸引通路１５に対して出没可能な弁体１６ａを具備している。弁体１６ａが吸引通路１５を閉じる閉弁位置（図２〜図４参照）に配置されることで保持用凹部１１と真空ポンプＰとの連通が遮断され、弁体１６ａが吸引通路１５から後退した開弁位置（図１参照）に配置されることで保持用凹部１１と真空ポンプＰとの連通が確保される。なお、吸引通路１５、弁機構１６及び真空ポンプＰは、真空吸引力を利用して板金３を固定金型１０（の保持用凹部１１）に一時的に固定するための固定手段たる吸引固定機構を構成する。
【００１９】
更に固定金型の下半部には、円筒状のスプール４が設けられている。このスプール４は固定プラテン１に支持されたスリーブ５と連結されており、スプール４及びスリーブ５により構成されるシリンダ内を、ピストン駆動されるプランジャーチップ６が摺動可能となっている。スリーブ５には、ラドル７内に準備された金属溶湯をスリーブ５内に導入するための注湯口５ａが形成されている。スプール４、スリーブ５及びプランジャーチップ６により、金属溶湯を前記鋳造空間に射出供給する機構が構成される。
【００２０】
次に、上記製造装置を用いたガイカスト鋳物の製造方法について説明する。
待機時には図１に示すように、固定金型１０及び可動金型２０は型開き状態にある。ここで、真空ポンプＰを作動させると共に弁機構の弁体１６ａを開弁位置に配置することで、吸引通路１５を介して固定金型の保持用凹部１１に対し真空吸引力が及ぼされる。この状況の下で保持用凹部１１に板金３を装着する。尚、板金３は鋳ぐるみの対象となる板状金属材であり、例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる金属材である。保持用凹部１１に板金３を装着すると、吸引通路１５からの吸引作用に基づき、板金３が保持用凹部１１に吸引固定される。その結果、板金３の中程が付形用凹部１２の上に被さると共に板金３の下端部が鋳造用凹部１３の領域に進入した状態（即ちプレス付形部と鋳造空間とにまたがる状態）で、固定金型１０に対し板金３が配置される。
【００２１】
続いて図２に示すように、可動プラテン２及び可動金型２０を移動させ、可動金型２０を固定金型１０に接合する（いわゆる型締め）。この型締め動作に同期して、可動金型の付形用凸部２２が板金３の背面を押圧しながら固定金型の付形用凹部１２に進入する。すると、付形用凹部１２と付形用凸部２２との間に挟圧された板金３の一部がその凹凸形状に対応した形状に塑性変形し、板金３に対するプレス成形が完了する。なお、型締めによって両金型１０，２０間には、前記凹部１３，２３からなる鋳造空間（その内部形状は最終製品の本体形状に対応している）が確保される。そして、その鋳造空間内には板金３の下端部が進入配置される。型締め完了（即ちプレス成形完了）と同時に、弁機構の弁体１６ａが図１に示す開弁位置から図２等に示す閉弁位置に切り替えられ、吸引通路１５が閉じ状態となる。
【００２２】
ラドル７には、図示しない溶解炉から金属溶湯Ｍ（例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金の溶湯）が予め供給されている。図２に示すように、型締め後直ちに、ラドル７内の金属溶湯Ｍが注湯口５ａを介してスプール４及びスリーブ５内に注ぎ込まれる。そして、図３に示すように、プランジャーチップ６を前方へ移動させることで、金属溶湯Ｍが両金型間に確保された鋳造空間（１３，２３）に強制充填され、射出成形が完了する。このとき、鋳造空間内に進入していた板金３の下端部が金属溶湯Ｍによって鋳ぐるまれる。
【００２３】
金属溶湯Ｍが凝固した頃、図４に示すように、固定金型１０から可動金型２０を離間（いわゆる型開き）させることで、板金３の一部を金属Ｍで鋳ぐるんだ一体物としてのダイカスト鋳物３０が得られる。なお、型開き直後のダイカスト鋳物３０は方案３０ａを伴っており、この方案３０ａを切り離すことで最終的な製品を得ることができる。
【００２４】
このように本実施形態によれば、プレス付形部（１２，２２）及び鋳造空間（１３，２３）が併設された固定金型１０及び可動金型２０からなる製造装置を用いることで、型締め動作に同期したプレス付形部（１２，２２）による板金３の塑性変形と、それに続く鋳造空間（１３，２３）内への金属溶湯Ｍの注湯による鋳ぐるみ成形とを一連の工程として実施できる。つまり、一つの装置で板金３の塑性変形（プレス成形）と、その板金３の鋳ぐるみ成形（鋳造）とを連続的に行うことができるため、従来よりも設備面でのコスト負担が少なく、しかも少ない工程数でダイカスト鋳物３０を得ることができる。
【００２５】
尚、本発明により製造可能なダイカスト鋳物の具体例としては、車体フレームにおけるセンターピラー部材やエンジンのロッカーカバー等の車輌用部品を例示することができるが、このような車輌用機械部品に限定されるものではない。
【００２６】
（変更例）上記実施形態を以下のように変更してもよい。
図５に示すように、上記固定金型１０内に穴あけピン４１及びそれを駆動するシリンダ４２を設けると共に、可動金型２０内に穴あけ用支持体４３及びそれを駆動するシリンダ４４を設けてもよい。穴あけピン４１及び支持体４３は、鋳造空間（１３，２３）内に進入している板金３の下端部を間に挟んで対向配置される。そして、両金型１０，２０の型締め時に、支持体４３を鋳造空間内に突出させて板金３の左側面に当接させると共に、穴あけピン４１によって板金３をその右側面から左側面に打ち抜かせる。この打ち抜き完了後で金属溶湯Ｍの注湯前に穴あけピン４１及び支持体４３をそれぞれの金型内に後退させ、図６（Ａ）に示すように板金３の下端部に水平方向に貫通した穴３２を形成する。そして、図６（Ｂ）に示すように、鋳造空間に金属溶湯Ｍを注湯することで、前記貫通穴３２内を含む板金３の下端部全体を金属Ｍで鋳ぐるむ。このようにして得られた製品にあっては、水平方向に延びる貫通穴３２内で固まった金属が、板金３の周囲の金属Ｍと一体化した水平係止部を構成する。この水平係止部は、板金３を垂直上向きに引っ張ろうとする引き抜き荷重Ｙに抵抗するため、板金３が製品本体から引き抜かれにくくなり、板金３と製品本体との一体強度が向上する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のダイカスト鋳物の製造方法によれば、一つの装置で板状金属材の塑性変形（プレス成形）と、その板状金属材の鋳ぐるみ成形（鋳造）とを連続的に行うことができるため、従来よりも設備面でのコスト負担が少なく、しかも少ない工程数で製品（ダイカスト鋳物）を得ることができる。また、本発明のダイカスト鋳物の製造装置を用いれば、上記製造方法を確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイカスト鋳物の製造装置の待機時における断面図。
【図２】ダイカスト鋳物の製造装置の型締め時における断面図。
【図３】ダイカスト鋳物の製造装置の射出成形時における断面図。
【図４】ダイカスト鋳物の製造装置の型開き時における断面図。
【図５】ダイカスト鋳物の製造装置の変更例を示す要部断面図。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は変更例における半製品等の要部断面図。
【符号の説明】
３…板金（板状金属材）、１０…固定金型（第１の型）、１１…保持用凹部、１２…付形用凹部、１３…鋳造用凹部、１５…吸引通路、１６…弁機構、２０…可動金型（第２の型）、２１…保持用凹部、２２…付形用凸部（１２及び２２はプレス付形部を構成する）、２３…鋳造用凹部（１３及び２３は鋳造空間を構成する）、Ｍ…金属溶湯又は金属、Ｐ…真空ポンプ（１５，１６及びＰは固定手段たる吸引固定機構を構成する）。
【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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