(57)【要約】【課題】大型の薄物鋳物成形品を大量生産する場合に適した鋳物鋳造装置を提供すること。【解決手段】上下に移動する可動型３と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道２１が設けられている固定型４とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置１である。可動型３と固定型４との位置合わせ部材３０，４０が、可動型３及び固定型４の相対向する四隅部にそれぞれ設けられている。また、可動型３及び固定型４は湯道２１が延びる方向に平行及び直交した井桁状の補強リブ３ｄが設けられている。【選択図】  図５
2004306107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に移動する可動型と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道が設けられている固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置であって、
前記可動型と固定型との位置合わせ部材が、該可動型及び固定型の相対向する四隅部に設けられていることを特徴とする鋳物鋳造装置。
【請求項２】
上下に移動する可動型と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道が設けられている固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置であって、
可動型及び固定型は前記湯道が延びる方向に平行及び直交した井桁状の補強リブが設けられていることを特徴とする鋳物鋳造装置。
【請求項３】
上下に移動する可動型と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道が設けられている固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置であって、
前記可動型と固定型との位置合わせ部材が、該可動型及び固定型の相対向する四隅部に設けられ、かつ、
可動型及び固定型は前記湯道が延びる方向に平行及び直交した井桁状の補強リブが設けられていることを特徴とする鋳物鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力鋳造法、低圧鋳造法などの溶湯にかける圧力が低い鋳造法により大型鋳造品を製造するための鋳物鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム合金等の軽金属の鋳造においては、金属の溶湯（溶金）を高圧に加圧して鋳型内に供給するダイカスト法が一般的に用いられ、このダイカスト法では高圧に耐える金型（永久鋳型）が用いられている。
【０００３】
ところで、近時、鋳物の大型化と同時に鋳物の薄肉化が求められており、このような要望に応える上では、ダイカスト法に代えて圧力の低い重力鋳造法又は低圧鋳造法により鋳物を製造することが、とくに鋳物の薄肉化の面で有効であると考えられ、種々の検討がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
これは、ダイカスト法のように溶金を高圧に加圧して金型に供給する方式では、金型の大型化に伴って型締め装置等が大型となり全体としての装置が極めておおがかりなものとなるという問題点に対処するためである。
【０００５】
これに対して、例えば、重力鋳造法によれば、金型の型締め圧が少なくてよいので全体としての装置が小型化できる。
【０００６】
特許文献１によれば、上下に移動する可動型と固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置が開示されている。その鋳物鋳造装置では、平面視方形の大型の永久鋳型が用いられている。鋳型の長手方向一側辺の略中央に湯口が設けられ、該湯口から長手方向に延びる湯道が形成されている。
【０００７】
湯道は長手方向両端において更に分岐されて、大型の成形品成型用キャビティの両端部から溶金が注入されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１９７３９号公報（第６段落）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
大型の薄物鋳物成形品を製造する鋳物鋳造装置では、湯口が一側辺に設けられているので、上型と下型との位置合わせを行う位置合わせ治具を設けるには、残りの３側辺であり、３側辺に位置合わせ治具を配置したのでは金型の中心位置合わせが困難であり、上型と下型とのズレによって起こる型ずれ（いわゆるハグミ）が生じるという課題があった。また、このハグミを少なくするには、位置合わせ治具のクリアランスを狭める必要があるが、クリアランスを狭めると位置合わせ治具の損傷が激しく、このような鋳造装置では大型の薄物鋳物成形品を大量生産するには適しないという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、大型の薄物鋳物成形品を大量生産する場合に適した鋳物鋳造装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、大型の薄物鋳造成形品を大量生産するに適した鋳造装置を検討したところ、一般に鋳造用金型では注湯温度で金型は膨張し、鋳物成形品の脱型時には金型は収縮するが、大型の薄物鋳造品成形用の金型では、金型の膨張及び収縮が大きく、さらに金型が反る場合もあることなどから、位置合わせのための基準面にクリアランスが小さいと、互いの基準面が干渉し、そのことが大きく起因して位置合わせ治具の損傷が激しくなることを認めた。
【００１２】
また、大型の薄物鋳造成形品を大量生産するに適した鋳造装置では、先に提案した湯口を一側辺に設けて、湯道をその側辺に沿って長手方向に設ける必要があり、この湯口の位置が固定されていることが一層、位置合わせを困難としていることを認めた。
【００１３】
そこで、位置合わせ治具の配置を四隅に設けて位置合わせを行ったところ、治具の損傷が低減でき、長期間にわたってこの鋳造装置を用いた場合には、型ズレ（ハグミ）の少ない寸法精度の高い鋳物鋳造装置を提供できることを認め、本発明の第１の発明に到達した。
【００１４】
また、金型として、衝合面に反対側の背面に湯口が面している側面に平行及び直交した井桁状の補強リブを設けることにより、金型の反りが少なくなり、位置合わせ治具の損傷が低減されたり、寸法精度の高い鋳物鋳造装置を提供できることを認めた。これにより、大型の薄物鋳物成形品を大量生産する場合に適した鋳物鋳造装置を提供することをできることを認め、本発明の第２の発明に到達した。
【００１５】
すなわち、本発明の第１の発明は、上下に移動する可動型と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道が設けられている固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置であって、
前記可動型と固定型との位置合わせ部材が、該可動型及び固定型の相対向する四隅部に設けられていることを特徴とする鋳物鋳造装置である。
【００１６】
また、第２の発明は、上下に移動する可動型と一側辺に湯口から通じて長手方向に延びる湯道が設けられている固定型とから構成される分割型を備えた大型の薄物鋳造品を鋳造するための鋳造装置であって、
可動型及び固定型は前記湯道が延びる方向に平行及び直交した井桁状の補強リブが設けられていることを特徴とする鋳物鋳造装置である。
【００１７】
これらの相互の発明は重複して採用されることにより一層精度が向上し、大型の薄物鋳物成形品を大量生産する場合に適した鋳物鋳造装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１及び図２において、符号１は重力鋳造用の鋳造装置であり、その鋳造装置１は、可動型（上型）３と固定型（下型）４とからなる金型（永久鋳型）２を備えている。
【００２０】
上型３は支持板１１および支持棒１２を介して上型取付板７に設置され、この上型取付板７は鋳造機の可動プラテン６に固定されている。また、下型４は、同様に支持板１１および支持棒１２を介して下型取付板１４に設置され、この下型取付板１４は鋳造機の固定プラテン１３に固定されている。
【００２１】
そして、上型３および下型４は平面視略方形であり、互いに衝合される見切面３ａ，４ａには空隙状の製品成形部３ｂ、４ｂ（図３）がそれぞれ形成されている。上型３と下型４とが衝合された状態でこの製品成形部３ｂ、４ｂにより成形用キャビティ１５が形成されている。
【００２２】
また、上型３の背面（見切面３ａに対しての裏面）には、図４に示すように、周囲に補強リブ３ｃが形成され、その補強リブ３ｃに囲まれた凹所には長手方向及び短手方向にそれぞれ延びる格子状（井桁状）の補強リブ３ｄが形成されている。同様に下型４の背面（見切面４ａに対しての裏面）にも周囲に補強リブが形成され、その補強リブに囲まれた凹所には長手方向及び短手方向に延びる格子状（井桁状）の補強リブが形成されているが、図面上では省略されている。
【００２３】
このような下型４及び上型３は、図４及び図５に平面図又は背面図を示すように、概略の外形寸法が、長手方向が略１２５０ｍｍ、短手方向が７００ｍｍ、厚み方向が２５０ｍｍの略直方体であり、平面視の四隅３ｅ…，４ｅ…は位置合わせ用治具固定用に切り落とされている。その四隅３ｅ…、４ｅ…には位置合わせ治具固定用の螺孔３ｆ…、４ｆ…が穿設されている。この螺孔３ｆ、４ｆには上下となって一対の位置合わせ治具３０、４０が固定される。
【００２４】
上型３に固定される位置合わせ治具３０は、図６に示すように、上型３に固定するための略直方体の固定部３１とその固定部から下方に突出した基準面を備えた基準胴部３２と、その基準胴部３２の下面に四角錐状に突出した誘導部３３とを備えている。
【００２５】
この基準胴部３２には互いに平行な両側面３２ａ、３２ｂと両側面に対して直交して形成された背面３２ｃとを備え、これらの両側面３２ａ、３２ｂは基準面とされている。
【００２６】
一方、下型４に固定される位置合わせ治具４０は、下型４に固定された状態で基準部３２を受け入れる基準凹所４１を備えている。
【００２７】
この基準凹所４１は互いに平行な両側面４１ａ、４２ｂと該両側面４１ａ、４１ｂに直交して形成された底面４１ｃを備え、これらの両側面４１ａ、４１ｂは基準面とされている。
【００２８】
ここで、この実施の形態では、位置合わせ治具３０の基準凹所４１に位置合わせ治具３０の基準胴部３２が嵌合された場合の側面３２ａと側面４１ａ及び側面３２ｂと側面４１ｂとのクリアランスは１〜２ｍｍ程度に設計され、その他の面は上型３、下型４の膨張及び収縮を考慮して互いに干渉しない程度に充分に広く設けられている。例えば、図中、背面３２ｃと底面４１ｃとは、上型３、下型４の膨張及び収縮を考慮して互いに干渉しない程度に充分に広いクリアランスが設定されている。
【００２９】
成形用キャビティは、図５に下型の平面図でのみ示すように、鋳物の両側端部に対応する端部用キャビティ１６，１６と、これらの端部用キャビティ１６，１６の間を接続する中間部用キャビティ１７とから構成されている。
【００３０】
この実施の形態では、中間部用キャビティ１７により、中央部が断面コ字状のチャンネル形状の中間部が形成され、また、端部用キャビティ１７により中間部より肉厚の車体フレームとの接続等のための両端部が形成され、このような中間部と両端部とが一体に成形されて自動車部品である大型薄物鋳造品としてのクロスメンバーが形成される。
【００３１】
そして、中間部用キャビティ１７の側方であって端部用キャビティ１６の間の位置に湯口２０が配置されている。この湯口２０から合金の溶湯（溶金）が注湯される。
【００３２】
湯口２０から長手方向に延びて湯道２１が形成されている。この湯道２１は長手方向の両端部２１ａ、２１ａにおいてそれぞれ二つの湯道２２…に分岐されている。各湯道２２…にはセラミックス製のフィルタ２３…を介して多数の押湯部２４…が接続されている。これらの押湯部２４…は端部用キャビティ１６，１６に接続されている。また、中央の中間部用キャビティ１７には控え押湯部２５が接続されている。
【００３３】
つぎにこのように構成された鋳造装置の作用について説明する。
【００３４】
金型２をセットし、位置合わせ治具３０が上型３に固定され、位置合わせ治具４０が下型４に固定された状態で上型３が下降することにより基準凹所４１に誘導部３３に誘導されて基準胴部３２が嵌合される。このとき、側面３２ａが側面４１ａに衝合し、側面３２ｂが側面４１ｂに衝合して基準胴部３２と基準凹所４１が衝合されることより位置合わせが行われる。
【００３５】
ここで、この位置合わせ治具３０，４０では、位置合わせ治具３０，４０の基準面が金型の中心Ｏを通る対角面とほぼ平行な平行面上にそれぞれ設けられているので、金型が中心Ｏを中心として平面視、放射線状に膨張又は収縮しても、中心の位置が狂うことなく、芯だしが正確となる。また、上下に位置する一対の位置合わせ治具３０及び４０の基準面同志の逃げ（面３２ａと面４１ａ又は面３２ｂと面４１ｂとのクリアランス）を小さく設定しても位置合わせ治具の損傷が激しくなることはない。
【００３６】
湯口２０から重量によってアルミニウム合金の溶湯を注湯すると、湯道２１、２２、セラミックス製フィルタ２３、押湯部２４を経て左右の端部用キャビティ１６，１６に供給される。
【００３７】
供給された溶金は、フィルタ２３を通過することにより不純物の除去と溶湯の流れの層流化とが行なわれ、押湯部２４を経由することにより端部用キャビティ１６へ供給される。端部用キャビティ１６，１６に供給された溶湯は端部用キャビティ１６、１６を満たすとともに更に中間部用キャビティ１７及び控え押湯部２５にも充填される。
【００３８】
通常、容量の小さな中間部用キャビティ１７を充填するための少量の溶湯は放熱しやすいものであるが、このように容量が大きく高い温度レベルに維持された先端部用キャビティ１６，１６を経由して溶湯を供給するので、放熱を抑制しながら少量の溶湯を供給することができ、中間部用キャビティ１７に供給する溶湯温度の低下が軽減できる。
【００３９】
溶湯の供給に伴って発生するガスは、見切面３ａ，４ａや押し湯部２４，控え押し湯部２５の隙間を通じて金型２から外部に排出することができる。
【００４０】
溶湯が供給された後、鋳型を冷却すると、キャビティ１６，１７内で溶湯が凝固する。この凝固に伴って生じる強固収縮は、押湯部２４及び控え押湯部２５の作用により溶湯が補充されて鋳物製品にひけを生じることが防止される。
【００４１】
また、この種の金型では、金型の衝合面に反りが発生することがあるが、本発明の実施の形態に係る可動型又は固定型では、背面に井桁状の補強リブが形成されていることにより、長手方向及び短手方向のどちらの方向に対しての反りの発生を抑制することができる。これにより、金型の寸法安定性は一層向上する。
【００４２】
このような金型２を用いれば、湯口付近の温度と金型の末端での温度差があった場合でも、芯出しが正確に行え、かつ、金型の反りも少ないので、いつでも所定形状の鋳物成形品を得ることができ、大型の薄物鋳造品を大量生産する際の生産効率性が飛躍的に増大することが期待される。
【００４３】
また、長期間の運転に際しても、位置合わせ治具の損傷がすくない。また、上型と下型とのズレによって起こる型ずれ（ハグミ）を少なくすることができる。
【００４４】
なお、以上の実施の形態の補強リブ３ｄは周囲の補強リブ３ｃよりも低く設計さていたが、補強リブ３ｃと補強リブ３ｄの高さは同一であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、大型の薄物鋳物成形品を大量生産する場合に適した永久鋳型を簡易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋳造装置の正面図である。
【図２】本発明に係る鋳造装置の側面図である。
【図３】本発明に係る金型において下型を想像線で示した側面図である。
【図４】本発明に係る上型の上面図である。
【図５】本発明に係る下型の上面図である。
【図６】本発明に係る位置合わせ治具の位置合わせの状況を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１：鋳造装置
２：金型（分割型）
３：上型（可動型）
３ａ：（上型の）見切面
３ｂ：（上型の）製品成形部
３ｃ：補強リブ
３ｄ：（井桁状の）補強リブ
４：下型（固定型）
４ａ：（下型の）見切面
４ｂ：（下型の）製品成形部
６：可動プラテン
７：上型取付板
１１：支持板
１２：支持棒
１３：固定プラテン
１４：下型取付板
１５：成形用キャビティ
１５ａ：湯口側
１５ｂ：対向側
１６：端部用キャビティ
１７：中間部用キャビティ
２０：湯口
２１：湯道
２１ａ：分岐部
２２：湯道
２３：フィルター
２４：押湯部
２５：控え押湯部
３０：位置合わせ治具
３１：固定部
３２：基準胴部
３２ａ，３２ｂ：側面３２ａ、３２ｂ
３２ｃ：背面
３３：誘導部
４０：位置合わせ治具
４１：基準凹所
４１ａ，４１ｂ：側面
４１ｃ：底面
【図１】
2004306107.tif 000003
【図２】
2004306107.tif 000004
【図３】
2004306107.tif 000005
【図４】
2004306107.tif 000006
【図５】
2004306107.tif 000007
【図６】
2004306107.tif 000008