JP2012196699A - 傾動式重力鋳造装置及び傾動式重力鋳造法 - Google Patents

Abstract

【課題】傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた傾動式重力鋳造法の提供。
【解決手段】傾動式重力鋳造装置１は、金型２にラドル７を備え、該ラドル７に溶湯Ｍを溜め、該金型２が傾けられたときに湯口５を介して該金型２のキャビティ６に溶湯Ｍを注ぐものである。傾動式重力鋳造装置１は、湯口５を遮断する為の遮断部材１８と、キャビティ６の溶湯Ｍを加圧する為の加圧ピン２３とを備えている。湯口５がその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部５Ａを有し、該凹部５Ａに遮断部材１８が侵入して湯口５が遮断されるように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた傾動式重力鋳造法に関する。

金型にホッパ（ラドル）を備え、このホッパに溶湯を溜め、金型が傾けられたときに湯口を介して金型のキャビティへ溶湯を注ぐ傾動式重力鋳造装置は下記特許文献１に記載されているように公知である。そして、特許文献１は、注湯工程の途中又は終了後に、ガス供給手段で高圧ガスを送ることによりキャビティ内の溶湯を加圧するガス加圧工程を行う傾動式重力鋳造法を開示している。

しかし、このようなガス加圧工程で溶湯を加圧する方法によっては、金型のキャビティの端部まで溶湯を充填することができない場合や、鋳造品にひけ巣等の鋳造欠陥が生じることを充分に防ぐことができない場合がある。

特許第４２０３０９３号公報

それゆえに本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、溶湯の充填性に優れ、鋳造品に鋳造欠陥が生じることを充分に防ぐことができる傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた鋳造法を提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明に係る傾動式重力鋳造装置は、金型２にラドル７を備え、該ラドル７に溶湯Ｍを溜め、該金型２が傾けられたときに湯口５を介して該金型２のキャビティ６に溶湯Ｍを注ぐ傾動式重力鋳造装置１において、該湯口５を遮断する為の遮断部材１８と、該キャビティ６の溶湯Ｍを加圧する為の加圧ピン２３とを備え、該湯口５がその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部５Ａを有し、該凹部５Ａに該遮断部材１８が侵入して該湯口５が遮断されることを特徴とする傾動式重力鋳造装置。

また、本発明に係る傾斜式重力鋳造法は、傾動式重力鋳造装置１を用いて鋳造することを特徴とする。

本発明の傾動式重力鋳造装置及び鋳造法によれば、湯口を遮断するタイミングを調整しやすくなり、加圧ピンの加圧により溶湯を金型のキャビティの端部まで充填することができると共に、鋳造品に鋳造欠陥が生じることを充分に防ぐことができる。

本実施形態の傾動式重力鋳造装置の断面図である。 遮断部材の斜視図である。 図１から金型を傾けて遮断部材で湯口を遮断した状態を説明する図である。 図３から更に金型を傾けて加圧ピンで溶湯を加圧している状態を説明する図である。 金型傾動工程が完了した状態を説明する図である。

本発明の一実施形態に係る傾動式重力鋳造法について図面を参酌しつつ説明するが、まずは本実施形態における傾動式重力鋳造法を行う傾動式重力鋳造装置１について説明する。図１に示されるように、傾動式重力鋳造装置１は、下側の固定型３と上側の可動型４とから構成される金型２を備えており、固定型３と可動型４とによって湯口５とキャビティ６を画成している。本実施形態においては、固定型分割面３Ａに形成された溝と、可動型分割面４Ａとにより湯口５及びキャビティ６が画成されている。固定型３にはラドル７が固定されており、このラドル７にアルミニウム合金等の溶湯Ｍが溜められている。

固定型３はベース８の上面８ａに固定されている。ガイド軸９の下端がベース８に固定され、ガイド軸９の上端がトッププレート１０に固定されている。トッププレート１０の上面１０ａには油圧シリンダ１１が固定されており、トッププレート１０を貫通したシリンダロッド１２の先端がトッププレート１０の下方に配設された可動プレート１３に連結されている。油圧シリンダ１１が駆動されると、可動プレート１３はガイド軸９にガイドされてベース８とトッププレート１０の間を図１の上下方向に移動可能となっている。可動プレート１３の下側には連結軸１４が設けられ、連結軸１４によって可動プレート１３と可動型４が連結されている。従って、可動型４は可動プレート１３と共にベース８とトッププレート１０の間を図１の上下方向に移動可能である。

傾動式重力鋳造装置１は図示せぬ傾動機構を備えている。傾動機構は上記特許文献１に開示されるような公知のものであり、ベース８に設けられ、図１の紙面の表と裏を結ぶ方向に延出する傾動軸と、傾動軸を支持する図示せぬ支持アームと、この支持アームに取り付けられている傾動駆動手段とを備えている。傾動機構により、ベース８及び金型２は図１に示す水平状態から矢印α方向に所定スピードで略９０度傾動することができるように構成されている。

可動型４の上面４ａには油圧シリンダ１５が固定されている。油圧シリンダ１５のシリンダロッド１６は、可動型４に形成された穴部４ｂ内においてカップリング１７により遮断部材１８と連結されている。図２に示すように、遮断部材１８はカップリング１７内に収容される円柱状の頭部１８ａと、四角柱状の軸部１８ｂとを備えている。油圧シリンダ１５が駆動されると、軸部１８ｂの先端が湯口５内に侵入するように構成されている。

溶湯Ｍの通路としての湯口５は、図１の紙面の表と裏を結ぶ方向で切った断面が四角形状であり、固定型分割面３Ａに形成された溝と、可動型分割面４Ａとによって図１の左右方向に延びるように画成されている。湯口５はその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部５Ａを固定型３における遮断部材１８に対向する位置に備えている。凹部５Ａは図１の上下方向に向かって延び、遮断部材１８の軸部１８ｂの先端形状に対応した形状に形成されている。遮断部材１８の軸部１８ｂが凹部５Ａ内に侵入することにより湯口５が遮断される。

ベース８の下面８ｂには支持棒１９によって油圧シリンダ２０が固定されている。油圧シリンダ２０のシリンダロッド２１はカップリング２２を介して加圧ピン２３に連結されている。加圧ピン２３はベース８を貫通し、固定型３に形成された孔３ａ内に配置されている。油圧シリンダ２０が駆動されると、加圧ピン２３の先端はキャビティ６内に侵入し、キャビティ６内の溶湯Ｍを加圧するように構成されている。

金型２には図示せぬ押出ピンが設けられており、可動型４を固定型３から離間させた後に、押出ピンで湯口５とキャビティ６内で凝固した溶湯Ｍを押出して金型２から取り出すことが可能となっている。

次に、傾動式重力鋳造装置１を用いた傾動式重力鋳造法について説明する。傾動式重力鋳造法においては、先ず、ラドル７内に溶湯Ｍを溜める溶湯準備工程を行い、図１に示す状態とする。

次に、図１に示す状態から矢印αで示す方向に金型２を略９０°傾けてラドル７内の溶湯Ｍを湯口５を介してキャビティ６に注ぐ金型傾動工程を開始する。金型２は図示せぬ傾動機構によって所定スピードで傾動していく。

金型傾動工程が完了するまでの間に、加圧工程を開始する。図３に示すように金型２が４５°以上傾くとラドル７内の全ての溶湯Ｍは湯口５とキャビティ６内に移動しているので、このタイミングで油圧シリンダ１５を駆動し、遮断部材１８を湯口５の凹部５Ａ内に侵入させ、遮断部材１８の先端を凹部５Ａの底面に当接させて湯口５を遮断する。尚、凹部５Ａによって湯口５の通路面積が大きくなっている部分の溶湯Ｍは凝固しにくいので、遮断部材１８を湯口５に侵入させて湯口５を遮断するタイミングの調整が容易である。また、湯口５の通路面積が大きくなるのは凹部５Ａの部分だけなので、材料の歩留まりを高めることができる。そして、図４に示すように、油圧シリンダ２０を駆動して加圧ピン２３の先端をキャビティ６内に侵入させ、キャビティ６内の溶湯Ｍを加圧する。このように金型傾動工程が完了するまでの所定タイミングに湯口５を遮断した状態でキャビティ６の溶湯を加圧ピン２３で加圧する加圧工程を開始することにより、凝固収縮により金型２から離れようとするキャビティ６の端部等の表面層を金型２に押しつけることができる。また、凝固収縮分の溶湯Ｍを加圧補充することができ、鋳造品Ｃ（図５参照）にひけ巣等の鋳造欠陥が生じることを充分に防ぐことができる。加圧工程が完了した後も傾動が継続され、図１の状態から略９０°傾いた図５に示す状態になると傾動が停止され、金型傾動工程が完了する。

次に、型開き工程を行う。型開き工程においては、油圧シリンダ１１を駆動し、可動プレート１３と共に可動型４を図５の右方向に移動させ、可動型４を固定型３から離間させる。そして、金型２に設けられた図示せぬ押出ピンで湯口５とキャビティ６内で凝固した溶湯Ｍを押出して鋳造品Ｃを金型２から取り出す鋳造品取出し工程と、湯口５やキャビティ６に離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、油圧シリンダ１１を駆動し、可動プレート１３と共に可動型４を図５の左方向に移動させ、可動型４を固定型３に当接させる型締め工程とを順次行う。最後に、傾動機構によって金型２を図１の状態に復帰させる。以上が傾動式重力鋳造法である。

本発明による傾動式重力鋳造装置及び傾動式重力鋳造法は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施形態においては、遮断部材１８の先端が湯口５の凹部５Ａ内に侵入して凹部５Ａの底面に当接するようになっていたが、必ずしも底面に当接しなくてもよい。

また、上述の実施形態においては、金型傾動工程が完了するまでの間に、加圧工程を行ったが、金型傾動工程が完了した後に加圧工程を行うようにしてもよく、開始した加圧工程を金型傾動工程が完了した後も継続するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、湯口５の凹部５Ａは固定型３に形成され、遮断部材１８は可動型４側に配置されていたが、凹部５Ａを可動型４に形成し、遮断部材１８を固定型３側に配置してもよい。

また、上述の実施形態においては、加圧ピン２３は固定型３側に配置されていたが、可動型４側に配置してもよい。

１ 傾動式重力鋳造装置
２ 金型
３ 固定型
３Ａ 固定型分割面
４ 可動型
４Ａ 可動型分割面
４ａ 上面
４ｂ 穴部
５ 湯口
５Ａ 凹部
６ キャビティ
７ ラドル
８ ベース
８ａ 上面
８ｂ 下面
９ ガイド軸
１０ トッププレート
１０ａ 上面
１１ 油圧シリンダ
１２ シリンダロッド
１３ 可動プレート
１４ 連結軸
１５ 油圧シリンダ
１６ シリンダロッド
１７ カップリング
１８ 遮断部材
１８ａ 頭部
１８ｂ 軸部
１９ 支持棒
２０ 油圧シリンダ
２１ シリンダロッド
２２ カップリング
２３ 加圧ピン
Ｍ 溶湯
Ｃ 鋳造品

Claims (2)

1. 金型にラドルを備え、該ラドルに溶湯を溜め、該金型が傾けられたときに湯口を介して該金型のキャビティに溶湯を注ぐ傾動式重力鋳造装置において、該湯口を遮断する為の遮断部材と、該キャビティの溶湯を加圧する為の加圧ピンとを備え、該湯口がその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部を有し、該凹部に該遮断部材が侵入して該湯口が遮断されることを特徴とする傾動式重力鋳造装置。
2. 請求項１の傾動式重力鋳造装置を用いて鋳造することを特徴とする傾斜式重力鋳造法。

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