(57)【要約】【課題】鋳造品を鋳込みピンから抜脱する際、鋳造品と鋳込みピンとの摺動抵抗を低減させて、鋳造品の不良や鋳抜きピンの損傷を防止できる鋳造方法を提供する。【解決手段】溶湯の凝固後鋳造品を各鋳込みピン１から抜脱する段階で各鋳込みピン１を振動させているので、鋳造品を各鋳抜きピン１から抜脱させる際、各鋳込みピン１の振動により鋳造品と各鋳抜きピン１との離脱効果を促進させることができ、鋳造品と各鋳抜きピン１と摺動抵抗が低減されて、各鋳抜きピン１の表面処理層の損傷が抑制されると共に、鋳造品の欠損等の不具合が防止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型のキャビティ内に鋳抜きピンが配置されて鋳造される鋳造方法であって、
溶湯の凝固後鋳造品を前記鋳込みピンから抜脱する段階で該鋳込みピンを振動させることを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
鋳型のキャビティ内に鋳抜きピンが配置されて鋳造される鋳造方法であって、
キャビティ内へ注湯が開始される段階から溶湯が凝固して鋳造品を前記鋳込みピンから抜脱する段階までの間該鋳込みピンを振動させることを特徴とする鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳抜きピンに軸方向に伝播する振動を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型のキャビティ内に鋳抜きピンが配置されて鋳造される鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶湯の凝固後、鋳造品を鋳型から取り出す際に、鋳造品の一部が鋳抜きピンに張り付き鋳造品の一部が欠損するという不具合が発生していた。これにより、鋳造品の不良率が高くなり、さらには、鋳抜きピンに張り付いた鋳造品の一部を剥離するために鋳造金型設備を停止させる必要があり、設備の稼動率を著しく低下させていた。
すなわち、溶湯が凝固した後、鋳造品を鋳型から取り出す際、型開きをして、鋳造品をノックピン等により鋳抜きピンから抜脱しようとすると、鋳造品と鋳抜きピンとの摺動抵抗により鋳抜きピンの表面処理層、例えば、タフトライト，各種ＰＶＣ・ＣＶＣ処理等の表面処理層が損傷を受けることになる。この鋳込みピンの表面処理層への損傷が繰り返されると、該表面処理層の一部が剥離する現象が発生する。
さらにこの状態で、鋳造工程が繰り返し行われると、キャビティ内の溶湯と鋳抜きピンの剥離された一部との間で熱化学的反応が起こり、その部位に金属間化合物（焼き付け）が生成される。そして、この鋳造品を鋳型から取り出すと、鋳造品の一部が欠損（かじり）した不良品が成形され、しかも、鋳抜きピンの表面に生成された焼き付けを剥離するために、鋳造金型設備を停止させる必要があり、設備の稼動率を低下させて生産効率を低下させることになる。
【０００３】
そこで、従来の鋳造方法として特許文献１には、鋳型内の溶湯を凝固させる際に、鋳抜きピンを冷却しながら振動させることで、冷却と振動との相乗効果により振動周波数を低く設定しても金属組織の微細化効果が大きくなる鋳造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−４２７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示された鋳造方法では、金属組織を微細化するため、溶湯を凝固させる際に鋳抜きピンを振動させているだけであって、鋳造品と鋳抜きピンとの摺動抵抗を低減させるために鋳抜きピンを振動させるものではない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、鋳造品を鋳込みピンから抜脱する際、鋳造品と鋳込みピンとの摺動抵抗を低減させて、鋳造品の不良や鋳抜きピンの損傷を防止できる鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の鋳造方法は、溶湯の凝固後鋳造品を鋳込みピンから抜脱する段階で該鋳込みピンを振動させることを特徴としている。
これにより、鋳造品を鋳込みピンから抜脱させる際、鋳込みピンの振動により鋳造品と鋳抜きピンとの離脱作用を促進させることができ、鋳造品と鋳抜きピンとの摺動抵抗が低減されるので、鋳込みピンの表面処理層が損傷を受けることがなく、ひいては、鋳造品の欠損が抑制され不良率を低下させることができる。しかも、鋳抜きピンへの焼き付けも抑制されるので、設備の稼動率を向上させることができる。
なお、本発明の鋳造方法の各種態様およびそれらの作用については、以下の（発明の態様）の項において詳しく説明する。
【０００７】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等に参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）乃至（３）の各々が、請求項１乃至３の各々に相当する。
【０００８】
（１）鋳型のキャビティ内に鋳抜きピンが配置されて鋳造される鋳造方法であって、溶湯の凝固後鋳造品を前記鋳込みピンから抜脱する段階で該鋳込みピンを振動させることを特徴とする鋳造方法。
従って、（１）項の鋳造方法では、鋳造品を鋳抜きピンから抜脱させる際、鋳込みピンの振動により鋳造品と鋳抜きピンとの離脱作用を促進させることができるので、鋳造品と鋳抜きピンとの摺動抵抗が低減されて、鋳抜きピンの表面処理層への損傷が抑制されると共に、鋳造品の欠損等の不具合が防止される。
【０００９】
（２）鋳型のキャビティ内に鋳抜きピンが配置されて鋳造される鋳造方法であって、キャビティ内へ注湯が開始される段階から溶湯が凝固して鋳造品を前記鋳込みピンから抜脱する段階までの間該鋳込みピンを振動させることを特徴とする鋳造方法。
従って、（２）項の鋳造方法では、溶湯の鋳抜きピンへの初期張付が防止されるので、鋳造品を鋳抜きピンから抜脱させる際の摺動抵抗がさらに低減される。
【００１０】
（３）前記鋳抜きピンに軸方向に伝播する振動を付与することを特徴とする（１）または（２）項に記載の鋳造方法。
従って、（３）項の鋳造方法では、鋳込みピンへ振動を付与する構造が簡素化される。
【００１１】
（４）キャビティ内へ注湯が開始される段階と、注湯完了後溶湯が凝固される段階と、溶湯が凝固した後鋳造品を前記鋳込みピンから抜脱する段階とで前記鋳込みピンに付与される振動形態を変化させることを特徴とする（２）または（３）項に記載の鋳造方法。
従って、（４）項の鋳造方法では、キャビティ内へ注湯が開始される段階では、溶湯の鋳込みピンへの張り付きを防止すべく、また、注湯完了後溶湯が凝固される段階では、金属組織を微細化させるように、さらに、溶湯が凝固した後鋳造品を鋳込みピンから抜脱する段階では、鋳造品を鋳抜きピンから容易に抜脱できるように、それぞれの段階で振動形態（例えば振動モード，振幅，周波数）が相違された振動が鋳込みピンに付与される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋳造品を鋳込みピンから抜脱する際、鋳造品と鋳込みピンとの摺動抵抗を低減させて、鋳造品の不良や鋳抜きピンの損傷を防止できる鋳造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る鋳造方法に使用される鋳抜きピン１は、図１及び図２に示すように、鋳型４の固定型（図２の右側の型）３の所定部位に複数固定されており、所定の振動形態の振動が付与される。各鋳込みピン１は、鋳型４のキャビティ内５に突出される軸部６と、軸部６に連設され、鋳型４の固定型３に設けた凹部１０に配設される円板状の頭部７とからなる。
【００１４】
鋳型４は、可動型２と固定型３とから構成されており、型締めされるとその内部に鋳造品形状のキャビティ５が形成される。固定型３の下部には、プランジャースリーブ１１が配設されており、該プランジャースリーブ１１の周壁の一部に溶湯供給口（図示略）が形成されている。プランジャースリーブ１１内には、先端部にプランジャーチップ１２が固着されたプランジャーロッド１３が摺動自在に配設されている。さらに、固定型３の所定位置に鋳込みピン１を挿通する複数の挿通孔１０ａが形成されており、これらの挿通孔１０ａに鋳込みピン１の頭部７を配設する凹部１０が形成されている。そして、これらの挿通孔１０ａに鋳込みピン１の軸部６を挿通して、鋳込みピン１の頭部７を凹部１０に挿入することにより各鋳込みピン１が固定型３に固定されて、各鋳込みピン１の各軸部６がキャビティ５内へ突出される。
【００１５】
各鋳抜きピン１は、その頭部７の軸部６側とは反対側の面に、該頭部７と同径の円板状の絶縁体１５が配設されている。絶縁体１５はセファインセラミック等で構成される。この絶縁体１５の表面には、その表面の外径よりも小さい矩形状に形成された圧電膜１６が配設されている。圧電膜１６は、例えば、高キュリー点を持ち、電気機械結合定数が比較的高い圧電材料の単結晶膜、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたはランガサイト単結晶などで構成される。この圧電膜１６の表面の略中央には、電圧を印加するための電極１７が配設される。この電極１７に、所定電圧を供給する発振器１８が電気的に接続されており、該発振器１８により、最適な振動形態の振動が鋳込みピン１に付与される。なお、発振器１８は、電圧等を変化させることにより鋳込みピン１に付与する振動の振幅や周波数を変化させることができるように構成されている。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態に係る鋳造方法を説明する。
まず、型締め後、鋳型４のキャビティ５内へ注湯が開始される段階の前に各鋳込みピン１に所定の振動形態の振動が付与される。
すなわち、鋳込みピン１の頭部７に設けた電極１７に発振器１８から所定電圧が印加される。すると、圧電膜１６に分極が生じ、該分極による電歪効果により圧電膜１６が鋳込みピン１の軸方向に振動する。そして、この圧電膜１６の振動が絶縁体１５を経由して鋳込みピン１の軸部６に伝播されて、該軸部６が、所定の振動形態で振動するようになる。なお、本実施の形態では、鋳込みピン１へ付与される振動形態は、印加される電圧が１０〜５００Ｖの所定値に設定され、振動モードが縦波で、周波数が１０〜１００ＫＨｚ程度となる。
次に、各鋳込みピン１の軸部６に所定の振動形態の振動が付与された状態で、鋳込み工程が開始される。まず、鋳込み工程の初期段階として、プランジャースリーブ１１に設けた溶湯供給口から溶湯が供給されて、プランジャーロッド１３の駆動により、プランジャースリーブ１１から鋳型４のキャビティ５内に注入される。続いて、鋳込み工程の中期段階として、キャビティ５への注湯完了後に溶湯が凝固されて鋳造品が鋳造される。最後に、鋳込み工程の後期段階として、可動型２を開き、固定型３内に摺動自在に配置される複数のノックピン（図示略）により鋳造品が可動型２側に押されると、鋳造品が各鋳込みピン１から抜脱され固定型３から取り出されて、鋳込み工程が終了する。
最後に、鋳造品が固定型３から取り出された後、各鋳抜きピン１への振動の付与を停止する。
【００１７】
このように構成することにより、溶湯の各鋳込みピン１表面への初期張付が防止され、さらに、鋳造品を各鋳抜きピン１から抜脱する際には、鋳造品と各鋳抜きピン１との離脱作用が促進されるために、鋳造品と各鋳抜きピン１との摺動抵抗が大幅に低減される。
【００１８】
なお、本発明の実施の形態では、キャビティ５への注湯が開始される初期段階からキャビティ５内の溶湯が凝固される中期段階を経て、可動型２を開き、鋳造品が各鋳込みピン１から抜脱されて固定型３から取り出される後期段階までの鋳込み工程の全段階に亘って各鋳込みピン１を所定の振動形態で振動させているが、各鋳込みピン１を、溶湯の凝固後鋳造品を各鋳込みピン１から抜脱する鋳込み工程の後期段階だけ振動させる形態を採用しても良い。これにより、鋳造品を各鋳込みピン１から抜脱させる際、各鋳込みピン１の振動により鋳造品と各鋳抜きピン１との離脱作用を促進させることができ、鋳造品と各鋳抜きピン１との摺動抵抗を低減させることが可能となる。
また、本発明の実施の形態では、各鋳込みピン１に縦波の振動を付与しているが、横波の振動を付与しても良く、振動モードの選択は、各鋳込みピン１への振動を付与するための構造を簡素化できるものを適宜選択する。
【００１９】
さらに、本発明の実施の形態では、各鋳込みピン１には、鋳込み工程の初期段階、中期段階及び後期段階の全段階に亘って同じ振動形態の振動が付与されているが、各鋳込みピン１に、鋳込み工程の初期段階、中期段階及び後期段階のそれぞれの段階において最適な振動形態の振動を付与してもよい。
すなわち、各鋳込みピン１へ付与する振動形態（例えば、振動モード，振幅，周波数）を、鋳込み工程の初期段階では、溶湯の各鋳込みピン１表面への初期張付を最も効果的に防ぐための振動形態、また、鋳込み工程の中期段階では、溶湯の金属組織をより微細化できるような振動形態、また、鋳込み工程の後期段階では、鋳造品を各鋳込みピン１から容易に抜脱できるような振動形態にそれぞれ変化させて設定しても良い。
【００２０】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、鋳型４のキャビティ５内に突出するように配設した各鋳込みピン１に、鋳込み工程の初期段階から中期段階を経て後期段階に至る全段階に亘って、所定の振動形態の振動を付与しているので、溶湯の各鋳込みピン１表面への初期張付が防止され、さらに、鋳造品を各鋳抜きピン１から抜脱する際には、鋳造品と各鋳抜きピン１との離脱作用が促進されるために、鋳造品と各鋳抜きピン１との摺動抵抗が大幅に低減される。
これにより、各鋳込みピン１の表面処理層の損傷が抑制されて、鋳造金型設備の稼動率を飛躍的に向上させることができ、また、鋳造品の欠損も抑制されるので、不良率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る鋳造方法で使用される鋳込みピンを示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は頭部側から見た図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る鋳造方法で、溶湯が鋳型のキャビティ内へ注湯される様子を示した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  鋳抜きピン、２  可動型，３  固定型，４  鋳型，５  キャビティ，６  軸部，７  頭部，１５  絶縁体，１６  圧電膜，１７  電極，１８  発振器
【図１】
2008229638.tif 000003
【図２】
2008229638.tif 000004