(57)【要約】【課題】  複雑な機構を用いることなく、簡便な構造により半溶融金属の射出スリーブ内で発生する凝固層の製品中への混入を防止する半溶融金属の成形用金型を提供する。【解決手段】  可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成した。【選択図】        図１
2005059044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成したことを特徴とする半溶融金属の成形用金型。
【請求項２】
可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝と、該突設部の先端部から該突設部の下面と面一に固設されて該ビスケット部の方向に延在する欠円弧部と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成したことを特徴とする半溶融金属の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半溶融金属の成形用金型に係り、特に、凝固物をキャビティ内に浸入させないよう、ランナー部とは別の空間部に凝固物をトラップするようにした半溶融金属の成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、特許第３２４６３６３号公報に記載のように、微細化剤を添加した液相線温度に対する過熱度が５０℃未満のアルミニウム合金溶湯を、冷却治具を使用することなく直接保持容器内に注湯し、該合金の７５％未満の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ３０秒〜３０分間保持した後、微細な球状の初晶を多数発生させることにより、簡便容易に、微細な初晶を有する半溶融金属を得て、加圧成形できることが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、半溶融金属が持つ潜熱量が少ないために、射出スリーブ内へ半溶融金属を供給した際に、射出スリーブ内壁面に接触した半溶融金属の表層部分は急激に冷却され、いわゆる凝固層を形成しやすい。このような凝固層が製品中に混入すると、周囲の健全な半溶融金属部分と完全に融合することができず、湯境と同様の欠陥を生じることとなる。
【０００４】
このような凝固物をトラップするために、半溶融金属をキャビティ部に充填する前に射出スリーブの射出端面に、着脱自在な射出スリーブのスリーブ内径よりも小径の酸化膜トラップ部材を装着して凝固物を捕獲するようにしたものがある。
（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５４２９号（第３頁第３欄第１７行−第３項第４欄第３４行）
【０００６】
ところが、特開２０００−１５４２９号に記載されている酸化膜トラップ部材は、半溶融金属を射出した後両金型を開放してキャビティ部から成形体を取り出す際、ビスケット部と一緒に取り出されることから、半溶融金属を用いて成形体を得ようとするとショット毎に酸化膜トラップ部材をセットしなければならず、工業的な連続運転の障害になっていた。
【０００７】
本発明は、上述の凝固層発生の問題点に着目し、複雑な機構を用いることなく、簡便な構造により半溶融金属の射出スリーブ内で発生する凝固層の製品中への混入を防止する半溶融金属の成形用金型を提供することを目的にしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような問題を解決するために、本発明に係る第１の発明では、可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成した。
【０００９】
第２の発明では、可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝と、該突設部の先端部から該突設部の下面と面一に固設されて該ビスケット部の方向に延在する欠円弧部と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、射出スリーブ内で発生する半溶融金属表層部の凝固層が製品キャビティへ混入することを防止し、微細かつ均一な組織を有する優れた成形体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係わる半溶融金属の成形用金型の具体的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る可動金型に突設部を設けた横型締め横鋳込み方式に用いられる成形用金型の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａから見た正面図、図３は半溶融金属が射出スリーブに押され金型内に射出充填された状態を表わす縦断面図、図４は本発明に係る欠円弧部を設けた金型構造の縦断面図、図５は図４のＢ−Ｂから見た正面図である。
【００１２】
以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施例１、実施例２を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図３を用いて実施例１を説明する。図１と図２は半溶融金属の成形用金型などを示すもので、４は固定プラテン６に固定された固定金型、８は可動プラテン１０に固定された可動金型、２０は射出装置、２２は射出スリーブ、２４はプランジャチップ、２６はプランジャロッド、２８は半溶融金属の供給口である。
【００１４】
可動金型８は図示を省略したシリンダ装置の作動により固定金型４に対して前進・後退させられるようになっており、これに応じて可動金型８は、固定金型４に対して所定の型締力で合わされた型締め状態（図１）と固定金型４から離間した型開き状態とに位置決めされる。固定金型４と可動金型８とが型締めした状態で、両金型４、８との間でキャビティ部３０が形成される。
【００１５】
固定金型４には、キャビティ部３０内に半溶融金属Ｍを高圧射出するための射出装置２０が付設されている。この射出装置２０は、図１に示すように、固定金型４の背面部（反可動金型８側）に段部状の刻設部を設け、ここに射出スリーブ２２の外径より大きい凸状の係止部２９が係止された状態で射出スリーブ２２が固定されている。
【００１６】
さらに射出スリーブ２２内に摺動可能に嵌装されたプランジャチップ２４と、このプランジャチップ２４から延ばしたプランジャロッド２６に連結させた射出シリンダ（図示略）とからなっている。
【００１７】
射出装置２０は、射出シリンダの作動でプランジャチップ２４を後退位置から前進させることにより、半溶融金属Ｍの供給口２８から射出スリーブ２２内に供給された半溶融金属Ｍを前記キャビティ部３０内に高圧射出するようになっている。
【００１８】
可動金型８には、固定金型４内に位置するビスケット部４０の方向に延在する突設部５０が設けられている。また、可動金型８の下部域には固定金型４の端部との間で構成される空間部５４が設けられる。
【００１９】
突設部５０の下方部側にビスケット部４０と空間部５４とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝５６が設けられ、凝固物トラップ溝５６のビスケット部４０側に欠円弧開口部５２が存在する。
【００２０】
符号４６はキャビティ部３０に半溶融金属Ｍを充填した場合、キャビティ部３０内に滞留している空気を排出するためのエアーベント溝を示し、４８はオーバーフロー部である。
【００２１】
また、符号６０はエアーベント孔であり、空間部５４から可動金型８の両側端部６２（ａ、ｂ）を挿通するエアーベント用の孔である。
【００２２】
上記した両金型４、８を用いて半溶融金属Ｍの成形を行うには、まず可動金型８を図示を略するシリンダ装置の作動により固定金型４に対して前進させ、固定金型４に可動金型８を合わせて型締力を負荷する。その後、供給口２８から射出スリーブ２２内に供給された予め加熱されている半溶融金属Ｍを、プランジャチップ２４の動作によりキャビティ部３０に射出充填し高圧を負荷することで製品となる成形体を得るものである。
【００２３】
半溶融金属Ｍは液相線温度に対する過熱度が５０℃未満の、微細化剤を添加したアルミニウム合金溶湯を、冷却治具を使用することなく直接保持容器内に注湯し、該合金の７５％未満の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ３０秒〜３０分間保持し、微細な球状の初晶を多数発生させるものである。
【００２４】
截頭円錐形状を有した半溶融金属Ｍが保持容器から細径をランナー部３２側（太径をプランジャチップ２４側）に向けて供給され、図１に示すように断面が円形形状をした射出スリーブ２２の内壁面に接するように横向き状態になる。射出スリーブ２２に供給された半溶融金属Ｍは、温度の低い射出スリーブ２２の下側内壁面に接した部分が急冷されて温度が下がり、半溶融金属Ｍの表面に凝固層が生成する。
【００２５】
次いでプランジャチップ２４を前進させると、半溶融金属Ｍの下側に存在する凝固層は欠円弧状開口部５２より凝固物トラップ溝５６を介して空間部５４に流入し確実にトラップされる。一方、凝固層を含まない半溶融金属Ｍの大部分は、開口部２９からランナー部３２を介してキャビティ部３０に充填される。
【００２６】
なお、この時空間部５４の内部に滞留する空気は、凝固層の侵入に伴ってエアーベント孔６０を介し可動金型８の外部に排出される。
【００２７】
また、半溶融金属Ｍがキャビティ部３０に充填される際に、最初に充填される半溶融金属Ｍの先端部（図１のキャビティ部３０の上端部）はキャビティ部３０の内部に滞留する残留空気をエアーベント溝４６を通って外部に放出させる。引続きプランジャチップ２４の前進によりキャビティ部３０に高圧負荷充填された半溶融金属Ｍの一部は、半溶融金属Ｍに同伴した酸化物やランナー部３２とキャビティ部３０内で生成した凝固層などの不純物と共にオーバーフロー部４８に到達し、ここでトラップされる。
【００２８】
図３は、図１の状態からプランジャロッド２６及びプランジャチップ２４が前進し、半溶融金属Ｍが金型内に充填された状態を表わす。キャビティ部３０、ランナー部３２、ビスケット部４０、凝固物トラップ溝５６、空間部５４、及びオーバーフロー部４８には、半溶融金属Ｍにより満たされる。この時凝固層などの不純物は凝固物トラップ溝５６、空間部５４、及びオーバーフロー部４８の中に存在するのみで、製品となるキャビティ部３０への混入は防止されている。
【００２９】
この後、両金型４、８を冷却して半溶融金属Ｍを急冷固化する。次いで、可動金型８を後退させ固定金型４から離し型開きを完了する。引続き、可動金型に張り付いたままの成形体を可動金型４から脱型するため、押出機構（図示を省略）の押出板が前進し押出ピンが成形体を可動金型８から押出す。成形体は成形体搬出装置（図示略）で把持して型外へ搬出される。
【００３０】
その後、固定金型４と可動金型８との間に図示を省略した離型剤塗付装置と、エアー噴出ノズルなどからなるスプレイ装置が進入し、離型剤の塗付、エアーブローが順に行われて次の鋳造準備が完了する。
【実施例２】
【００３１】
図４及び図５を用いて実施例２を説明する。実施例２については、すでに全体構成を図１〜図３を用いて実施例１で説明しているため、異なる部分のみについて説明する。
【００３２】
実施例２の特徴は、可動金型８の一部を構成しビスケット部４０の方向に延在する突設部５０の先端部から、突設部５０の下面と面一に固設されてビスケット部４０の方向に延在する欠円弧部７０を備えることである。
【００３３】
欠円弧部７０を備えるため、プランジャチップ２４の前進にともなって半溶融金属Ｍをキャビティ３０に充填する際、射出スリーブ２２の底部と接する半溶融金属Ｍの表層部にできた凝固層は、上側の凝固物を含まない健全な部分と確実に分離される。すなわち、欠円弧部７０は半溶融金属Ｍの健全部と凝固物を含む部分とを分離し、健全部は開口部６４よりランナー部３２を介しキャビティ部３０に充填して、また凝固物を含む部分は欠円弧開口部５２から凝固物トラップ溝５６を介し空間部５４へ流入させる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る可動金型に突設部を設けた横型締め横鋳込み方式による成形用金型構造の縦断面図である。
【図２】図１のＡ〜Ａから見た正面図である。
【図３】半溶融金属が射出スリーブに押され金型内に射出充填された状態を表わす縦断面図である。
【図４】可動金型の突起物端面にビスケット部の方向に延在する欠円弧部を設けた金型構造の縦断面図である。
【図５】図４のＢ〜Ｂから見た正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
４    固定金型
６    固定プラテン
８    可動金型
１０    可動プラテン
２０    射出装置
２２    射出スリーブ
２４    プランジャチップ
２６    プランジャロッド
２８    半溶融金属の供給口
２９    係止部
３０    キャビティ部
３２    ランナー部
４０    ビスケット部
４６    エアーベント溝
４８    オーバーフロー部
５０    突設部
５２    欠円弧開口部
５４    空間部
５６    凝固物トラップ溝
６０    エアーベント孔
６２（ａ、ｂ）    固定金型の両側端部
６４    開口部
７０    欠円弧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005059044.tif 000006
【図５】
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