説明

傾動式重力鋳造法

【課題】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、ラドル7に溶湯Mを溜め、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を用いた傾動式重力鋳造法において、金型2を傾ける金型傾動工程が完了するまでの間に該湯口5を遮断部材18で遮断した状態で該キャビティ6の溶湯Mを加圧ピン23で加圧する加圧工程が開始される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、傾動式重力鋳造法の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4203093号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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法は、金型2にラドル7を備え、該ラドル7に溶湯を溜め、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を用いて行う傾動式重力鋳造法において、金型2を傾ける金型傾動工程が完了するまでの間に該湯口5を遮断部材18で遮断した状態で該キャビティ5の溶湯Mを加圧ピン23で加圧する加圧工程が開始されることを特徴とする。
【0007】
ここで、該湯口5はその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部5Aを備え、該凹部5Aに該遮断部材18が進入することが好ましい。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る傾動式重力鋳造法によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施形態の傾動式重力鋳造装置の断面図である。
【図2】遮断部材の斜視図である。
【図3】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4】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。
【図5】金型傾動工程が完了した状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
溶湯Mの通路となる湯口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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。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の端部等における表面層を金型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は継続され、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。
【0020】
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。
【0021】
本発明による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、湯口5は凹部5Aを備えており、遮断部材18が該凹部5A内に侵入するようになっていたが、湯口5が凹部5Aを備えていなくてもよい。
【0022】
また、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の底面に当接することで湯口5が遮断されていたが、必ずしも底面に当接しなくてもよい。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
また、上述の実施形態においては、加圧工程は金型傾動工程が完了する前に完了していたが、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。
【符号の説明】
【0026】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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を用いて行う傾動式重力鋳造法において、
金型を傾ける金型傾動工程が完了するまでの間に該湯口を遮断部材で遮断した状態で該キャビティの溶湯を加圧ピンで加圧する加圧工程が開始されることを特徴とする傾動式重力鋳造法。
【請求項2】
該湯口はその通路面積を所定範囲のみ大きくする凹部を備え、該凹部に該遮断部材が進入することを特徴とする請求項1に記載の傾動式重力鋳造法。

【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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