JPH0234264A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋳造装置に関し、−層詳細には、溶湯を金型の
湯溜まり部に導く射出スリーブと、前記射出スリーブに
摺動自在に嵌合する射出プランジャの先端部と、前記溶
湯の湯道を画成する部材の少なくともいずれか１つを熱
伝導率の低い金属材料で構成し、溶湯を前記湯溜まり部
に注湯する際、および湯溜まり部からキャビティ内に充
填する際に溶湯からの温度放出を極力抑制し、それによ
って溶湯表面に凝固層が発生することを阻止し、併せて
製品品質に優れ耐用性に富む鋳造品を得ることを可能と
する鋳造装置に関する。

［発明の背景コ 一般に、例えば、自動車部品等を生産する際に鋳造装置
が広範に利用されている。すなわち、鋳造装置によれば
製品を短時間に大量に生産することが出来るからである
。このような鋳造装置は湯溜まり部と、溶湯の通路とな
る湯道と、この湯道と連通し鋳造品を得るキャビティと
を含む。前記鋳造装置で製品を鋳造する場合にはｌ若し
くは２以上の金属を溶融した高温度の溶湯を湯溜まり部
に貯溜した後、射出プランジャを駆動して前記湯溜まり
部内の溶湯を高圧で湯道を介してキャビティ内に充填し
て所定温度に下降して凝固した後、鋳造品として取り出
す。

ここで、前記溶湯を湯溜まり部に貯溜する際に、溶湯を
比較的速い速度で注湯すると、当該溶湯の流れが乱れエ
アを巻き込む虞があるので、これを比較的遅い速度で前
記湯溜まり部内に注湯する必要がある。エアを巻き込ん
だ溶湯をキャビティ内に充填して鋳造品を得ると、この
鋳造品の強度が低下するためである。従って、前記湯溜
まり部内に所定量の溶湯が貯溜するまでに比較的長い時
間をとらざるを得ない。この間に溶湯は湯溜まり部、射
出スリーブおよび射出プランジャの先端部において熱損
失が発生し、溶湯の熱が射出プランジャ、射出スリーブ
等に奪われることになる。この結果、溶湯の温度が低下
し、この部分に凝固層が発生する。この凝固層を含む溶
湯をキャビティ内に充填すると凝固層の一部が鋳造品の
内部に巻き込まれてしまう。このようにして鋳造された
製品は内部組織にこの凝固層を原因とする鋳造欠陥を生
じ、製品の疲労強度が低下する等の品質上の問題が発生
する。

ところで、凝固層の発生を未然に阻止する手段として射
出スリーブに温度制御機構を設けることが案出されてい
る。この温度制御機構は射出スリーブの側面部の温度を
上昇させて溶湯との温度差をなくし溶湯の熱損失を阻止
するものである。従って、溶湯を比較的遅い速度で湯溜
まり部に注湯しても熱損失を阻止出来るので、溶湯に凝
固層は発生しない。

然しながら、この溶湯をキャビティ内に充填する際、前
記と同様に生産効率を追求すると比較的高い速度で溶湯
をキャビティ内に充填しなければならない。このため、
却ってエアを巻き込む虞が出てくる。一方、比較的低い
速度で充填しようとすると、溶湯は湯道を通過する間に
熱損失が発生して温度が低下しここに凝固層が生成され
る。従って、注湯中の熱損失に基因する凝固層の発生は
効果的に阻止されるには至っていない。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、射出スリーブと、射出スリーブに摺動自在に嵌
合する射出プランジャと、湯溜まり部からキャビティに
連通ずる湯道を画成する部材のいずれか１つまたはその
全てを熱伝導率の低い金属、例えば、チタン合金により
構成することで高温度の溶湯を湯溜まり部に注湯する際
並びに湯溜まり部から前記射出プランジャを介してキャ
ビティ内に充填する際に、溶湯の熱が外部に奪われず温
度を略均−に保持することが可能なように構成している
。このため、溶湯の熱損失を防止し且つ前記熱損失に基
因する凝固層の発生を未然に阻止し、しかも溶湯を湯溜
まり部からキャビティ内に充填する際の熱損失の増大が
回避出来るために溶湯の粘性をそのまま保持し、従らて
、最小限の加圧力で射出プランジャを駆動させることが
可能となる。また、溶湯の湯回り性、押湯効果も向上出
来るため溶湯を比較的遅い速度でキャビティ内に充填す
ることが可能であり、エアの巻き込みを回避することも
出来る。この結果、製品の疲労強度を向上させ且つ高品
質な鋳造品を大量生産することが可能となる。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は射出スリーブの
内部を摺動変位する射出プランジャの押圧作用下に溶湯
を湯溜まり部から湯道を介してキャビティに導入し所定
形状の鋳造品を得るための鋳造装置において、少なくと
も射出スリーブ、および射出プランジャ先端に設けられ
たチップ、湯溜まり部、湯道を画成する部材をチタン若
しくはチタン合金で構成することを特徴とする。

［実施態様コ 次に、本発明に係る鋳造装置について好適な実施態様を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図乃至第３図において、参照符号１０は本実施態様
に係る鋳造装置を示す。前記鋳造装置１０は金型１２と
給湯機構１４とから基本的に構成される。前記金型１２
はダイベース１６上に載置された下型１８とこの下型１
８の上方に配設され図示しない駆動手段により昇降自在
に構成される上型２０と、スライド型２２ａ、２２ｂと
を含む。ここで、前記上型２０は第１上型２０ａと第２
上型２０ｂとで構成され、前記第１上型２０ａ１第２上
型２０ｂは一体的に変位する。また、前記スライド型２
２ａおよび２２ｂは水平方向に対して所定角度傾斜する
よう配設されている。さらに、−組の摺動型２４ａ乃至
２４Ｃと摺動型２５ａ乃至２５Ｃとが上型２０および下
型１８に嵌合する（第１図参照）。

すなわち、前記下型１８と上型２０およびスライド型２
２ａ、２２ｂ並びに−組の摺動型２４ａ乃至２４ｃと摺
動型２５ａ乃至２５ｃとによりキャビティ２６が画成さ
れる。このキャビティ２６は、例えば、ステアリング等
のギヤボックスを形成する鋳造品を得るものであり、略
円筒状を呈し、上下方向に孔部を画成したものである。

前記キャピテイ２６はスライド型２２ａ、２２ｂに対応
して傾斜画成されている。キャビティ２６に連通する湯
道２８が外周部材３０ａ乃至３０ｄによって画成され、
前記外周部材３０ａは上型２０に固着され、外周部材３
０ｂ乃至３０ｄはダイベース１６上に載置されている。

ここで、外周部材３０ａ乃至３０ｄは熱伝導率の低い金
属、すなわち、熱伝導率が略０．０１８［’ａｌ／ｃｍ
−８・℃のチタン合金により構成されている。チタン合
金として、例えば、チタンにアルミニウムおよびバナジ
ウムを添加した合金（Ｔｉ−６Ａβ−４Ｖ）またはチタ
ンにアルミニウムおよびバナジウム並びに錫を添加した
合金（Ｔｉ　−６Ａｊ？−６Ｖ−４３ｎ）等を選択する
ことが出来る。

一方、金型１２の下部には給湯機構１４が配設され、前
記湯道２８に連通ずる湯溜まり部３２を画成する射出ス
リーブ３４が鉛直方向に設けられる。

この射出スリーブ３４の内部に画成される通路３５内に
射出プランジャ３６が配設され且つ当該射出プランジャ
３６の先端部にはチップ３６ａが取着されている。前記
射出スリーブ３４と射出プランジャ３６のチップ３６ａ
は外周部材３０ａ乃至３０ｄと同様にチタン合金により
構成される。なふ、射出プランジャ３６の残余の部分は
鉄系材料として合金工具１１（ＳＫＤ６ｉ）を選択して
いる。この合金工具鋼を選択した理由は高温度下におい
ても変形せずに所定の硬さを保持することが可能である
ためである。

また、前記湯溜まり部３２に給湯スリーブ３８の先端が
臨むように装着され、この給湯スリーブ３８には給湯プ
ランジャ４０が摺動自在に嵌合する。

前記給湯スリーブ３８の所定部位には給湯口４２が画成
され、この給湯口４２に臨むようにホッパ４４が配設さ
れる。

本発明に係る鋳造装置は基本的には以上のように構成さ
れるものであり、次にその作用並びに効果について説明
する。

先ず、上型２０とスライド型２２ａ、２２ｂと摺動型２
４ａ乃至２４Ｃおよび２５ａ乃至２５Ｃを所定の位置に
変位させ、これらの金型によってキャビティ２６を画成
する。次いで、給湯プランジャ４０を退勤動作させた状
態で図示しない給湯手段からアルミニウム等の金属を融
解させた高温度の溶湯Ｍをホッパ４４に比較的遅い速度
で注湯する。

従って、この溶湯Ｍは給湯スリーブ３８を介して湯溜ま
り部３２を通り、その下方に位置する射出スリーブ３４
に貯溜する。この時、射出プランジャ３６を下方に後退
した位置で停止させておくことは勿論である。

次に、第３図に示すように、給湯プランジャ４０を矢印
六方向に前進させ給湯スリーブ３８の給湯口４２を閉塞
し、次いで、射出プランジャ３６を射出スリーブ３４内
において矢印Ｂ方向に上昇変位させ、湯溜まり部３２内
の溶湯Ｍを湯道２８を介してキャビティ２６内に所定の
圧力で加圧充填する。そして、所定時間加圧状態を保持
し当該キャビティ２６内の溶７１％Ｍを凝固させる。溶
湯Ｍが所定温度に下降して凝固した後、型開きを行い鋳
造品を得て鋳造サイクルが終了する。次いで、射出プラ
ンジャ３６、給湯プランジャ４０を夫々第２図に示す位
置に後退させて次回の鋳造サイクルに待機させる。

この場合、本実施態様によれば、湯溜まり部３２と、射
出スリーブ３４と、射出プランジャ３６の先端部に取着
されるチップ３６ａと、湯溜まり部３２からキャビティ
２６に連通する湯道２８を画成する外周部材３０ａ乃至
３０ｄとを熱伝導率の低い部材、例えば、チタン合金に
より構成している。

従って、エアの巻き込みを阻止するために比較的遅い速
度で溶湯Ｍを射出プランジャ３６を介して射出しても、
射出スリーブ３４および射出プランジャ３６のチップ３
６ａとの間で溶１％Ｍに熱損失が発生しないので凝固層
が生成されることはない。また、溶湯Ｍが湯溜まり部３
２から湯道２８を介してキャビティ２６内に充填される
際にも熱損失が発生せず、熱損失に起因する凝固層の発
生を阻止出来る。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、湯溜まり部、射出スリ
ーブおよび射出プランジャと湯道を画成する外周部材と
を熱伝導率の低い金属、すなわち、チタン合金により構
成している。従弓て、高温度の溶湯を湯溜まり部に注湯
する際、および前記湯溜まり部から射出プランジャを介
してキャビティ内に充填する際に、溶湯の熱が外部部材
に奪われることなく温度を給湯の際と実質的に等しく保
持することが出来る。すなわち、溶湯の熱損失を防止す
ることが出来る。これにより、前記熱損失に起因する凝
固層の発生を未然に阻止することが可能となり、凝固層
がキャビティ内に導入されることもない。このように、
溶湯をその給湯時の温度に保持出来る結果、溶湯の粘性
は小さいままで維持されるために流動抵抗も少なく最小
限の加圧力で射出プランジャを駆動させることが出来る
。従って、溶湯の湯回り性、押湯効果を一層向上させる
ことが可能となる。さらに、溶湯を比較的緩慢な速度で
キャビティ内に充填することが出来るので、エアの巻き
込みをなくし製品不良が惹起されることもない。結局、
得られる製品につき所望の疲労強度が確保され且つ高品
質な鋳造品を大量生産することが可能となる効果が得ら
れる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、射出スリーブの側面部を窒化層等の耐摩耗性硬
化層で形成することが出来る等、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能な
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造装置の一部省略平面図、 第２図は第１図における■−■線断面図、第３図は本発
明の鋳造装置において射出プランジャが上昇してキャビ
ティに溶湯を充填した状態の■−■線概略縦断説明図で
ある。 １０・・・鋳造装置　　　　　　１２・・・金型１４・
・・給湯機構　　　　　　１６・・・ダイベース１８・
・・下型　　　　　　　　２０・・・上型２２ａ、２２
ｂ・・・スライド型 ２４　ａ　〜２４　ｃ　、　２５　ａ　〜２５　ｃ　−
・・摺動型２６・・・キャビティ　　　　　２８・・・
湯道３０ａ〜３０ｄ・・・外周部材 ３４・・・射出スリーブ ３８・・・給湯スリーブ ４４・・・ホッパ ３２・・・湯溜まり部 ３６ａ・・・チップ ４０・・・給湯プランジャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出スリーブの内部を摺動変位する射出プランジ
   ャの押圧作用下に溶湯を湯溜まり部から湯道を介してキ
   ャビティに導入し所定形状の鋳造品を得るための鋳造装
   置において、少なくとも射出スリーブ、および射出プラ
   ンジャ先端に設けられたチップ、湯溜まり部、湯道を画
   成する部材をチタン若しくはチタン合金で構成すること
   を特徴とする鋳造装置。