(57)【要約】【課題】溶湯の流れを遮断しつつ、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制できる鋳造装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る鋳造装置（１）は、キャビティ（１３）と、キャビティ（１３）に注入される溶湯（１００）が流れる湯道（１２）と、湯道（１２）に挿入されて溶湯（１００）の流れを遮断する遮断部（３２）と、を備える。本発明に係る鋳造装置（１）において、遮断部（３２）は、溶湯（１００）の流れの方向に沿って移動可能である。【選択図】図２
2019098383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティと、
前記キャビティに注入される溶湯が流れる湯道と、
前記湯道に挿入されて前記溶湯の流れを遮断する遮断部と、を備える鋳造装置であって、
前記遮断部は、前記溶湯の流れの方向に沿って移動可能である、
鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型に溶湯を注入して鋳造製品を作る鋳造装置において、溶湯がキャビティに充填された後、湯道を遮断する装置が知られている。このような構成においては、キャビティ内の溶湯に対する炉側からの伝熱が抑制されるため、キャビティ内の溶湯を早く冷却させることができる。特許文献１には、湯道を塞ぐゲートブロックを設け、溶湯の流れをゲートブロックで遮断する鋳造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に係る鋳造装置では、固定されたゲートブロックで湯道を塞ぐため、ゲートブロックの上流側からキャビティ内の溶湯に対して圧力を伝えることができない。このため、溶湯の冷却によって発生する溶湯の体積収縮により、鋳造製品の密度が低下し、欠陥が生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、溶湯の流れを遮断しつつ、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制できる鋳造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鋳造装置は、キャビティと、前記キャビティに注入される溶湯が流れる湯道と、前記湯道に挿入されて前記溶湯の流れを遮断する遮断部と、を備える鋳造装置であって、前記遮断部は、前記溶湯の流れの方向に沿って移動可能であることを、特徴としたものである。
【０００７】
本発明に係る鋳造装置は、湯道に挿入されて溶湯の流れを遮断する遮断部を備える。また、遮断部は溶湯の流れの方向に沿って移動可能に設けられている。すなわち、遮断部は、上流から鋳造圧力を加えられた場合、溶湯の流れの方向に沿って下流側に移動することができるように設けられている。従って、本発明に係る鋳造装置では、遮断部の上流側から加えられた鋳造圧力を、遮断部の下流側であるキャビティ内の溶湯に伝えることができる。このため、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、溶湯の流れを遮断しつつ、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る鋳造装置を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る遮断機構を示す部分拡大図である。
【図３】図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る遮断部が溶湯の流れを遮断したときの様子を示す図である。
【図５】図４の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る遮断部が鋳造圧力を伝える様子を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る遮断機構を示す部分拡大図である。
【図８】第２の実施形態に係るブロックが溶湯の流れを遮断したときの様子を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るブロックを遮断機構内に補充するときの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図１およびその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１１】
［第１の実施形態］
まず、第１の実施形態に係る鋳造装置１の全体的な構成について、図１を用いて説明する。図１は、鋳造装置１を示す図である。図１に示すように、鋳造装置１は、金型１０ａ＿１および金型１０ａ＿２からなる金型１０ａと、金型１０ｂと、プランジャー２０と、を備える。
【００１２】
金型１０ａおよび金型１０ｂは、例えばダイカスト鋳造において用いられる一対の金型である。金型１０ａを構成する金型１０ａ＿１および金型１０ａ＿２は可動であり、いずれも鋳造時には金型１０ｂに型締めされる。金型１０ａ＿２の内部には、遮断機構３０が備えられている。
【００１３】
金型１０ｂの内部には、鋳込み口１１が形成されている。また、型締めされた金型１０ａ＿１と金型１０ｂに囲まれる空間内には湯道１２が形成される。さらに、型締めされた金型１０ａ＿２と金型１０ｂに囲まれる空間内にはキャビティ１３が形成される。鋳造時において、鋳込み口１１と、湯道１２と、キャビティ１３は、それぞれ空間的に繋がっている。
【００１４】
鋳込み口１１は、金型１０ｂの外部から溶湯１００を充填するための空洞である。鋳込み口１１に充填された溶湯１００は、プランジャー２０によって押し込まれ、湯道１２を流れてキャビティ１３に注入される。キャビティ１３は、鋳造製品の形状を有した空洞である。キャビティ１３に注入された溶湯１００が凝固することで鋳造製品が製造される。
【００１５】
プランジャー２０は、溶湯１００をキャビティ１３に向けて押し込む装置である。また、プランジャー２０は、溶湯１００がキャビティ１３に充填された後に、図１に示す矢印方向に対して鋳造圧力を加える。
【００１６】
遮断機構３０は、溶湯１００がキャビティ１３に充填された後、湯道１２における溶湯１００の流れを遮断する。すなわち、鋳込み口１１側の溶湯１００と、キャビティ１３側の溶湯１００とを分離する。これによって、キャビティ１３側の溶湯１００に対する鋳込み口１１側の溶湯１００からの伝熱が抑制され、キャビティ１３側の溶湯１００を早く冷却させることができる。
なお、遮断機構３０が溶湯１００の流れを遮断するタイミングは、プランジャー２０が鋳造圧力を加える前でもよいし、プランジャー２０が鋳造圧力を加えている最中でもよい。
【００１７】
後述するように、遮断機構３０は、湯道１２における溶湯１００の流れを遮断した状態で、キャビティ１３内の溶湯１００にプランジャー２０からの鋳造圧力を伝えられるように形成されている。従って、本実施形態における鋳造装置１では、キャビティ１３内の溶湯１００を、鋳込み口１１側の溶湯１００と分離しつつ、鋳造圧力を加えながら冷却することができる。
【００１８】
また、鋳込み口１１側の溶湯１００とキャビティ１３側の溶湯１００とは分離されているため、それぞれの溶湯１００を別々に取り扱うことができる。例えば、キャビティ１３内の溶湯１００が凝固した後、金型１０ａ＿２を型開きすることで、鋳造製品を取り外すことができる。この場合、鋳込み口１１側の溶湯１００が凝固するのを待たずに鋳造製品を取り出すことができるため、鋳造製品の製造時間を短縮することができる。
【００１９】
ここで、図２および図３を用いて、本実施形態に係る遮断機構３０の詳細な構造について説明する。図２は、図１の円ＩＩにおける部分拡大図であり、本実施形態に係る遮断機構３０の機構を示している。図３は、図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、図２は、図３の切断線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
図２に示すように、遮断機構３０は、その空洞内に、駆動部３１と、遮断部３２と、カバー部３３と、押さえ部３４と、バネ３５ａおよびバネ３５ｂと、を備える。湯道１２内の溶湯１００の流れの方向は、ｚ軸正方向である。
【００２０】
駆動部３１は、図示しないモーター等と接続されており、ｘ軸方向に移動可能に設けられている。
遮断部３２は板状部材である。遮断部３２の一端は駆動部３１とｚ軸方向に摺動自在に連結されており、遮断部３２の他端はカバー部３３とｘ軸方向に摺動自在に連結されている。また、図３に示すように、カバー部３３側における遮断部３２のｙ方向の外寸は、湯道１２のｙ方向の内寸よりもわずかに小さく形成されている。
【００２１】
遮断部３２は、駆動部３１によって湯道１２に挿入され、溶湯１００の流れを遮断する。そのため、遮断部３２は、アルミナ等の断熱性が高い材質で形成されていると好ましい。また、溶湯１００の固着を防ぐために、遮断部３２の表面には離型剤が塗布されていることが好ましい。
【００２２】
カバー部３３は板状部材である。図２に示すように、カバー部３３のｘ軸正方向側の面は、遮断機構３０の空洞の内壁と接するように設けられ、湯道１２と遮断機構３０の内側とを隔てている。このため、カバー部３３は、アルミナ等の断熱性が高い材質で形成されていると好ましい。また、溶湯１００の固着を防ぐために、カバー部３３の表面には離型剤が塗布されていることが好ましい。
【００２３】
また、図２に示すように、カバー部３３のｚ軸方向の長さは、遮断機構３０のｚ軸方向の長さよりも小さく形成されている。換言すると、遮断機構３０は、カバー部３３がｚ軸方向に移動できるためのスペースを有している。このため、カバー部３３はｚ軸方向に移動することができる。
【００２４】
また、カバー部３３は、遮断部３２のｘ軸正方向側の断面よりもわずかに大きな貫通孔を備えている。このため遮断部３２は、駆動部３１の駆動に伴って、カバー部３３の貫通孔と接しながらｘ軸方向に移動することができる。
【００２５】
押さえ部３４は板状部材である。図２に示すように、押さえ部３４は、カバー部３３のｘ軸負方向側の面と接しながら、遮断機構３０の空洞の内壁に固定されている。このため、湯道１２内の溶湯１００に鋳造圧力が加わった場合でも、カバー部３３がｘ軸負方向側に動くことを抑止することができる。また、押さえ部３４は、遮断機構３０の空洞の内壁との間で、カバー部３３をｚ軸方向に摺動可能な状態で挟持している。
【００２６】
バネ３５ａおよびバネ３５ｂは、図２に示すように、遮断機構３０の空洞の内壁に固定されたばね部材である。バネ３５ａおよびバネ３５ｂは、遮断部３２を挟み込むように、ｚ軸方向に対向配置されている。
なお、図２の例では、バネ３５ａは遮断部３２から見てｚ軸正方向側に１本備えられているが、複数本備えられていてもよい。同様に、バネ３５ｂは１本備えられていてもよいし、複数本備えられていてもよい。また、バネ３５ａおよびバネ３５ｂの代わりに、ゴムなどの弾性部材を用いてもよい。
【００２７】
次に、図４〜図６を用いて、遮断部３２が溶湯１００の流れを遮断したときの様子について説明する。
図４は、遮断部３２が溶湯１００の流れを遮断したときの様子を示す図である。図５は、図４の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図であり、図４は、図５の切断線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【００２８】
図４に示すように、駆動部３１がｘ軸正方向に移動すると、遮断部３２は、カバー部３３の貫通孔を貫通して湯道１２に挿入される。遮断部３２が完全に挿入されると、図５に示すように、遮断部３２は湯道１２を塞ぐ。このようにして、遮断部３２は、湯道１２内の溶湯１００の流れを遮断することができる。
【００２９】
図６は、遮断部３２が湯道１２内の溶湯１００の流れを遮断した状態でプランジャー２０が鋳造圧力を加えたときの様子を示す図である。
遮断部３２が湯道１２内の溶湯１００の流れを遮断した状態でプランジャー２０が鋳造圧力を加えた場合、遮断部３２の下面に対してｚ軸正方向側の力がかかる。このとき、遮断部３２およびカバー部３３はｚ軸方向に摺動自在であるため、一体となってｚ軸正方向側に移動することができる。
【００３０】
遮断部３２が溶湯１００の流れの方向に沿ってｚ軸方向側に移動すると、遮断部３２の上面は、上部の溶湯１００に対して押し上げるように力を加える。このようにして、遮断部３２は、下面に加えられた鋳造圧力を、キャビティ１３側の溶湯１００に対して伝えることができる。
【００３１】
なお、遮断部３２がｚ軸正方向へ移動することに伴って、バネ３５ａは押圧される。この状態で溶湯１００を取り除くと、バネ３５ａの弾性力によって遮断部３２がｚ軸負方向へ押し戻される。バネ３５ａによって押し戻された遮断部３２は、今度はバネ３５ｂを押圧し、その後バネ３５ｂの弾性力によって再び押し戻される。このように、バネ３５ａおよびバネ３５ｂによる遮断部３２の押し戻しが繰り返され、遮断部３２のｚ軸方向の位置は元の位置に戻される。
【００３２】
以上で説明したように、本実施形態に係る鋳造装置１は、溶湯１００の流れを遮断しつつ、キャビティ１３内の溶湯１００に鋳造圧力を伝えることができる。このため、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る遮断機構４０について、図７〜図９を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る遮断機構４０の機構を示す図である。
図７に示すように、遮断機構４０は、その空洞内に、駆動部４１と、複数のブロック４２と、を備える。
【００３４】
駆動部４１は、駆動部３１と同様に図示しないモーター等と接続されており、ｘ軸方向に移動可能に設けられている。
ブロック４２は柱状部材である。図７に示すように、複数のブロック４２のうち１つのブロック４２は、金型１０ａ＿１の内面に設けられた穴に嵌め込まれ、湯道１２と遮断機構４０の内部とを隔てている。その他のブロック４２は、金型１０ａ＿１の穴に嵌め込まれたブロック４２と同じ向きを向いた状態でｚ軸方向に配列されている。ｚ軸方向に配列されたブロック４２のうち最上部にあるブロック４２は、金型１０ａ＿１の穴に嵌め込まれたブロック４２と同じ高さに配置される。また、ｚ軸方向に配列されたブロック４２のうち最上部にあるブロック４２は、金型１０ａ＿１の穴に嵌め込まれたブロック４２と駆動部４１とに接しながら挟まれる。
【００３５】
ブロック４２のｘ軸方向の外寸は、湯道１２のｘ軸方向の内寸よりもわずかに小さく形成されている。また、ブロック４２のｙ軸方向の外寸は、湯道１２のｙ軸方向の内寸よりもわずかに小さく形成されている。
ブロック４２は、駆動部４１の動きに伴って湯道１２に挿入され、湯道１２を塞いで溶湯１００の流れを遮断する。すなわち、ブロック４２の役割は、第１の実施形態に係る遮断部３２の役割に相当する。そのため、ブロック４２は、アルミナ等の断熱性が高い材質で形成されていると好ましい。また、溶湯１００の固着を防ぐために、ブロック４２の表面には離型剤が塗布されていることが好ましい。
【００３６】
図８は、ブロック４２が溶湯１００の流れを遮断したときの様子を示す図である。
図８に示すように、駆動部４１がｘ軸正方向に移動すると、駆動部４１に接するブロック４２と、金型１０ａ＿１の穴に嵌め込まれていたブロック４２は、駆動部４１に押し出されて湯道１２に挿入される。このようにして、ブロック４２は、湯道１２内の溶湯１００の流れを遮断することができる。
【００３７】
湯道１２内に挿入されたブロック４２は、他のブロック４２等と連結されていないため、溶湯１００の流れの方向に沿って移動することができる。この状態でブロック４２の下面から鋳造圧力を加えられると、ブロック４２の上面は、上部の溶湯１００に対して押し上げるように力を加える。このようにして、ブロック４２は、鋳造圧力をキャビティ１３側の溶湯１００に対して伝えることができる。
【００３８】
なお、湯道１２内に挿入されたブロック４２は、金型１０ａ＿１を型開きした後、回収して遮断機構４０内に補充することで、再利用することができる。
図９（ａ）（ｂ）は、ブロック４２を遮断機構４０内に補充するときの様子を示す図である。
【００３９】
溶湯１００を取り除いた後、図９（ａ）に示すように、駆動部４１は図示しないモーター等によって元の位置に戻される。次に、図９（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に配列されたブロック４２は、図示しない駆動装置によって持ち上げられる。このようにして、ｚ軸方向に配列されたブロック４２の下に、補充したいブロック４２を挿入できるスペースが生成される。この状態で、補充したいブロック４２を、ｚ軸方向に配列されたブロック４２の下に搬入することで、ブロック４２の配置を図７の状態に戻すことができる。
【００４０】
以上の実施形態においても、溶湯１００の流れを遮断しつつ、キャビティ１３内の溶湯１００に鋳造圧力を伝えることができる。このため、鋳造製品の密度低下や欠陥発生を抑制することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      鋳造装置
１０ａ、１０ｂ  金型
１０ａ＿１、１０ａ＿２  金型
１１    鋳込み口
１２    湯道
１３    キャビティ
２０    プランジャー
３０    遮断機構
３１    駆動部
３２    遮断部
３３    カバー部
３４    押さえ部
３５ａ、３５ｂ  バネ
４０    遮断機構
４１    駆動部
４２    ブロック
１００  溶湯
【図１】
2019098383.tif 000003
【図２】
2019098383.tif 000004
【図３】
2019098383.tif 000005
【図４】
2019098383.tif 000006
【図５】
2019098383.tif 000007
【図６】
2019098383.tif 000008
【図７】
2019098383.tif 000009
【図８】
2019098383.tif 000010
【図９】
2019098383.tif 000011