(57)【要約】【課題】低圧鋳造方法により形状の歪みの少ない低圧鋳造品を効率良く製造できる製造方法および製造装置を供する。【解決手段】低圧鋳造方法により石膏鋳型10のキャビティに溶融金属を充填し、溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物２を石膏鋳型10との一体の状態で矯正する低圧鋳造品の製造方法および製造装置。【選択図】図５
2008062247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧鋳造方法により石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填し、
前記溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物を石膏鋳型との一体の状態で矯正することを特徴とする低圧鋳造品の製造方法。
【請求項２】
前記矯正において、凝固した鋳物に前記石膏鋳型とともに型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うことを特徴とする請求項１記載の低圧鋳造品の製造方法。
【請求項３】
前記凝固した直後の鋳物の温度より低い所要温度の前記型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うことを特徴とする請求項２記載の低圧鋳造品の製造方法。
【請求項４】
低圧鋳造方法により石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填し、
前記溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物を石膏鋳型から取り出し所定のプレス型にセットし、
プレス型により鋳物に圧力を加えて矯正することを特徴とする低圧鋳造品の製造方法。
【請求項５】
石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填する低圧鋳造手段と、
前記石膏鋳型と協働して鋳物を加圧矯正する型と、
前記石膏鋳型と前記型により鋳物を加圧する加圧手段と、
を備えたことを特徴とする低圧鋳造品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏鋳型を用いた低圧鋳造品の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶湯面を加圧して管を介して石膏鋳型内のキャビティに充填し鋳造する低圧鋳造方法については、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６１−９５７６０号公報
【０００３】
同特許文献１では、石膏鋳型内が減圧されて溶湯を吸引し内側のキャビティに充填する方法が開示されている。
石膏鋳型のキャビティに充填された溶融金属が凝固した後も、そのまま冷却し、冷却が完了後に鋳造した鋳物を取り出す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
凝固した鋳物は、冷却時に収縮変形を起こし形状に歪みを生じる。
特に、急速に冷却すると、形状の歪みの度合いが大きいので、冷却時間を十分確保する必要がある。
【０００５】
しかし、自然に冷却したとしても少なからず収縮変形は避けられないので、冷却が完了し鋳物を取り出した後に、形状を修正するために、常温での矯正作業を行わなければならない。
したがって、冷却に相当程度時間を要するとともに、その後に行う矯正にも時間を要して製造効率が良くなかった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、低圧鋳造方法により形状の歪みの少ない低圧鋳造品を効率良く製造できる製造方法および製造装置を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、低圧鋳造方法により石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填し、前記溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物を石膏鋳型との一体の状態で矯正する低圧鋳造品の製造方法とした。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の低圧鋳造品の製造方法の前記矯正において、凝固した鋳物に前記石膏鋳型とともに型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の低圧鋳造品の製造方法において、前記凝固した直後の鋳物の温度より低い所要温度の前記型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、低圧鋳造方法により石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填し、前記溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物を石膏鋳型から取り出し所定のプレス型にセットし、プレス型により鋳物に圧力を加えて矯正する低圧鋳造品の製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、石膏鋳型のキャビティに溶融金属を充填する低圧鋳造手段と、前記石膏鋳型と協働して鋳物を加圧矯正する型と、前記石膏鋳型と前記型により鋳物を加圧する加圧手段とを備えた低圧鋳造品の製造装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の低圧鋳造品の製造方法によれば、凝固直後の鋳物を石膏鋳型との一体の状態で矯正するので、収縮変形による形状の歪みが抑制された状態で形状が落ち着くので、低圧鋳造品の形状の歪みが少なく、冷却時間内に矯正も同時に実行されて製造効率が極めて良い。
【００１３】
請求項２記載の低圧鋳造品の製造方法によれば、凝固した鋳物に石膏鋳型とともに型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うので、矯正がし易く設備コストも多くを要しない。
パターンを付与した型を用いることで、矯正と同時に所要のパターンを鋳物に形成することができる。
【００１４】
請求項３記載の低圧鋳造品の製造方法によれば、凝固した直後の鋳物の温度より低い所要温度の前記型により圧力を加えて鋳物の矯正を行うので、短い矯正時間で収縮変形による形状の歪みを抑制し、冷却時間も短縮できて製造効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項４記載の低圧鋳造品の製造方法によれば、凝固した鋳物を石膏鋳型から取り出し所定のプレス型にセットし、プレス型により鋳物に圧力を加えて矯正するので、形状の歪みの少ない低圧鋳造品を効率良く製造できるとともに、パターンを付与したプレス型を用いることで、矯正と同時に所要のパターンを鋳物に形成することができる。
【００１６】
請求項５記載の低圧鋳造品の製造装置によれば、石膏鋳型と協働して鋳物を加圧矯正する型と加圧手段とを備えるので、設備コストをそれ程かけずに、形状の歪みの少ない低圧鋳造品を効率良く製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図６に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態に係る低圧鋳造品の製造方法において用いられる低圧鋳造装置20および石膏鋳型10の概略説明図である。
この低圧鋳造品は、タイヤを製造するための分割金型の１セグメントをなす金型である。
【００１８】
溶湯１を入れた炉21を蓋部材22で密閉する。
蓋部材22の上の所定位置に石膏鋳型10が設置される。
石膏鋳型10は、上方を開放したキャビティ11が形成されていて、石膏鋳型底面に穿孔された湯道12がキャビティ11に連通している。
【００１９】
蓋部材22には、前記石膏鋳型10の湯道12に連通する湯道23が形成されており、同湯道23に上端を連通させた管24が下方に延出して炉21に溜められた溶湯１内に下端を没している。
【００２０】
蓋部材22に設けられたガス送込み口25から圧縮ガスを炉21内に送り込むと、炉21内の溶湯面が加圧されて管24内を溶湯が押し上げられ、押し上げられた溶湯は湯道23，12を通って石膏鋳型10のキャビティ11に浸入してキャビティ11に充満する。
こうして石膏鋳型10のキャビティ11に溶湯が充填される。
【００２１】
石膏鋳型10のキャビティ11に充填された溶融金属が凝固して鋳物２が鋳造される（図２参照）。
キャビティ11に充填された溶融金属が凝固した直後に、石膏鋳型10を鋳物２とともに低圧鋳造装置20の蓋部材22から取り外して矯正プレス装置30に移動する。
【００２２】
矯正プレス装置30は、図４に示すようにコンベアベルト31上に幅方向に４個の石膏鋳型10を並べて搬送することができ、プレス位置のコンベアベルト31の下面に沿ってアンビル32が架設されおり、その上方に４本のプレス用上下動シリンダ33が左右支柱36，36間に架設された横梁37に並んで設けられている。
【００２３】
プレス用上下動シリンダ33の鉛直下に伸縮するロッド33ａの下端に金属板のプラテン34が固着されており、プラテン34の下面は、下方のプレス位置のコンベアベルト31の上に配列された４個の石膏鋳型10のそれぞれに対向している。
【００２４】
石膏鋳型10を下型とすると、プラテン34は上型でもあり、プレス用上下動シリンダ33を駆動してロッド33ａを伸張し、対向する石膏鋳型10および鋳物２の上面にプラテン34を当接して加圧し、石膏鋳型10とプラテン34が協働して鋳物を矯正する（図５参照）。
このとき、プラテン34は溶融金属が凝固した直後の鋳物２の温度よりも低い所要温度に設定されている。
【００２５】
低圧鋳造装置20から矯正プレス装置30のプレス位置のコンベアベルト31上に移動された溶融金属が凝固した直後の石膏鋳型10を、上方からプラテン34により加圧するので、溶融金属が凝固した直後の高温度の鋳物２が、より温度の低いプラテン34により加圧矯正されるとともに冷却されることになる。
【００２６】
このプラテン34の加圧による矯正は、高温度の鋳物２が冷却されることに伴い収縮変形するのを阻止し形状の歪みを抑制する。
鋳物２の温度がプラテン34に設定された所要温度近くまで低下してしまうと、以後は鋳物２は収縮変形することなく形状が安定する。
【００２７】
所要温度に設定されたプラテン34の鋳物２への加圧による矯正が始まってから鋳物２の温度がプラテン34の所要温度近くまで低下するまでの時間は、比較的短時間である。
したがって、この短時間（例えば、５分間程度）だけ矯正作業を実行すればよい。
【００２８】
この比較的短い時間矯正を行った後に、プレス用上下動シリンダ33によるプラテン34の加圧を解除してプラテン34を上方に移動して、そのまま自然冷却に入るとともに、コンベアベルト31を回動して矯正を終えた鋳物２を石膏鋳型10とともにプレス位置から移動する。
プレス位置のコンベアベルト31上には新たな鋳造直後の鋳物２がキャビティ11に成形された状態の石膏鋳型10が配置される。
【００２９】
自然冷却を終えた石膏鋳型10は、解体されて製造された低圧鋳造品３が取り出される。
低圧鋳造品３は、図６に示すように形状の歪みが少ない。
【００３０】
以上のように、本低圧鋳造品の製造方法は、低圧鋳造装置20による鋳造（溶融金属が凝固した）直後に、凝固した鋳物２を石膏鋳型10との一体の状態でプラテン34の加圧により矯正を比較的短時間実行するので、冷却時間内の最初の短時間に矯正を同時に行うとともに、矯正時の冷却は、鋳物２の温度より低いプラテン34を鋳物２当接して行うので、冷却速度も速く、通常の自然冷却よりも冷却時間が短縮されるので、製造時間が大幅に短縮され生産効率が極めて良好である。
【００３１】
図７に、低圧鋳造された鋳物02を矯正もせずに、自然冷却した場合に鋳物に生じた形状の歪みを誇張して図示したものである。
同図７において、鋳物02の上面の最高位置と最低位置との差を反り量ｓとする。
タイヤ製造のための金型の場合、この反り量ｓは、0.10mm以内である必要がある。
【００３２】
低圧鋳造装置20で鋳造した後、自然冷却したときは、反り量ｓは0.32mmと大きい。
そこで、鋳造後の鋳物を186℃程度まで冷却した後に、288℃のプラテンで0.5ｋPaの圧力により５分間矯正した場合でも、反り量ｓは0.21mmとまだ大きな値を示している。
【００３３】
このような従来の方法により、反り量ｓを小さくするためには、鋳造後の鋳物を105℃程度まで十分冷却した後に、270℃のプラテンで0.5ｋPaの圧力により30分間矯正して、初めて0.10mm以下の0.08mmの反り量ｓを実現することができる。
しかし、鋳造後十分冷却するための時間が必要であるとともに、矯正に30分を要し、その後さらに冷却することになるので、製造時間が大幅にかかる。
【００３４】
これに対して、本発明の製造方法では、例えば低圧鋳造装置20による鋳造（溶融金属が凝固した）直後に、268℃であった鋳物２を石膏鋳型10と一体に、120℃のプラテン34により0.5ｋPaの圧力で加圧して５分間矯正をすると、鋳物２の温度は133℃となり、それ以降は収縮変形は起こらず、最終的に反り量ｓは0.08mmとなり、鋳造直後の５分間の矯正で0.10mm以下の反り量ｓを実現することができるとともに、製造時間が大幅に短縮される。
【００３５】
また、鋳造直後に、278℃であった鋳物２に、100℃のプラテン34を0.5ｋPaの圧力で加圧して５分間矯正をすると、鋳物２の温度は123℃となり、反り量ｓは0.04mmとなり、鋳造直後の５分間の矯正で0.04mmという極めて小さい反り量ｓの低圧鋳造品３を製造することができる。
【００３６】
このように、鋳造直後の鋳物２を石膏鋳型10と一体の状態でプラテン34等の型により矯正を短時間行うことで、反り量ｓの小さい低圧鋳造品３を効率良く製造することができる。
【００３７】
なお、プラテン34の圧接面にパターンを形成しておけば鋳造品の表面にその反転したパターンを形成することができる。
【００３８】
以上の実施の形態では、キャビティ11に充填された溶融金属が凝固した直後に、石膏鋳型10を鋳物２とともに低圧鋳造装置20から取り外して矯正プレス装置30に移動したが、溶融金属が凝固した直後に凝固した鋳物２を石膏鋳型10から取り出し所定のプレス型にセットし、プレス型により鋳物に圧力を加えて矯正しても反り量ｓの小さい低圧鋳造品３を効率良く製造することができる。
【００３９】
このときは、プレス型に別途特別のパターンを形成しておくことで、低圧鋳造品の表面にその反転したパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る低圧鋳造品の製造方法において用いられる低圧鋳造装置および石膏鋳型の概略説明図である。
【図２】溶融金属が凝固した直後の石膏鋳型と鋳物の断面図である。
【図３】矯正プレス装置の概略説明図である。
【図４】別の状態の同矯正プレス装置の概略説明図である。
【図５】図４に示す状態の要部断面図である。
【図６】低圧鋳造品の断面図である。
【図７】低圧鋳造された鋳物を矯正もせずに自然冷却した低圧鋳造品の例の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…溶湯、２…鋳物、３…低圧鋳造品、
10…石膏鋳型、11…キャビティ、12…湯道、
20…低圧鋳造装置、21…炉、22…蓋部材、23…湯道、24…管、25…ガス送込み口、
30…矯正プレス装置、31…コンベアベルト、32…アンビル、33…プレス用上下動シリンダ、34…プラテン、36…支柱、37…横梁。
【図１】
2008062247.tif 000003
【図２】
2008062247.tif 000004
【図３】
2008062247.tif 000005
【図４】
2008062247.tif 000006
【図５】
2008062247.tif 000007
【図６】
2008062247.tif 000008
【図７】
2008062247.tif 000009