(57)【要約】      （修正有）【課題】プランジャが挿入されたスリーブを経由して溶湯を成形型のキャビティ内に大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、成形型を複数個の割型に型割して取り出す際に、簡単で成形品の取出時間を短時間で行う鋳造装置を提供する。【解決手段】成形型の表面に開口する空気抜き孔と接続されたキャビティ内に、鋳造品を、型割して取り出す鋳造装置において、該キャビティから延出された湯路の溶湯注湯口に一端部が接続されたスリーブと、スリーブの他端側から移動自在に挿入されたプランジャと、前記プランジャをスリーブに沿って移動するプランジャ駆動装置と、スリーブ内に溶湯を送湯する送湯手段とが設けられ、成形型の溶湯注湯口とスリーブの一端部との接続が、成形型の基台に固定されていると共に、割型を一体化して成形型を形成するとき、割型に挟み込まれて一体化されるように、成形型の型割面に位置するアダプタ部材を介することを特徴とする。【選択図】        図３
2004223554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型の表面に開口する空気抜き孔と接続されたキャビティ内に、アルミニウム等の金属の溶湯を大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、前記成形型を複数個の割型に型割して取り出す鋳造装置において、
該成形型のキャビティから延出された湯路の溶湯注湯口に一端部が接続されたスリーブと、前記スリーブの他端側から移動自在に挿入されたプランジャと、前記プランジャをスリーブに沿って移動するプランジャ駆動装置と、前記スリーブ内に溶湯を送湯する送湯手段とが設けられ、
前記成形型の溶湯注湯口とスリーブの一端部との接続が、前記成形型の基台に固定されていると共に、前記複数個の割型を一体化して成形型を形成するとき、前記複数個の割型に挟み込まれて一体化されるように、前記成形型の型割面に位置するアダプタ部材を介してなされることを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
アダプタ部材が、スリーブの一端部が挿入される凹部が形成されていると共に、前記凹部内に挿入されたスリーブの一端が当接する凹部底面に、成形型の溶湯注口に接続される通路が開口されている請求項１記載の鋳造装置。
【請求項３】
アダプタ部材の外形形状が、複数個の割型によって挟み込まれたとき、前記割型と凹凸嵌合して一体化される形状である請求項１又は請求項２記載の鋳造装置。
【請求項４】
アダプタ部材の溶湯注湯口との当接面周縁部が、前記溶湯注湯口方向に傾斜するテーパ面に形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳造装置に関し、更に詳細には成形型の表面に開口する空気抜き孔と接続されたキャビティ内に、アルミニウム等の金属の溶湯を大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、前記成形型を複数個の割型に型割して取り出す鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム等の鋳造装置としては、種々の装置があるが、例えば、下記の特許文献１に提案されているダイキャスト装置がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８４６４８号公報（図１）
【０００４】
この特許文献１に提案されているダイキャスト装置の成形型には、空気抜き孔が形成されたキャビティが形成されており、キャビティの下方に溶湯注湯口が設けられている。この溶湯注湯口には、円筒状のスリーブの一端が接続されており、このスリーブ内には、プランジャがスリーブに沿って移動自在に挿入されている。
かかるプランジャの他端部には、プランジャをスリーブの中心軸に沿って移動するプランジャ駆動装置が装着されており、スリーブの途中には、溶湯をスリーブ内に注湯する注湯口が設けられている。
【０００５】
このダイキャスト装置では、プランジャ駆動装置によってプランジャの他端面とキャビティの溶湯注湯口との間に所定の空間部が形成されるように、プランジャを所定位置まで移動（後退）し、キャビティの溶湯注湯口からプランジャの他端面に至るスリーブ内に、注湯口から注湯した溶湯を所定量貯留する。
次いで、プランジャ駆動装置によってプランジャをキャビティの溶湯注湯口の方向に移動（前進）し、スリーブ内に貯留された溶湯に高圧力を加えつつキャビティ内に圧入し充填する。
その後、キャビティ内に高圧力で圧入し充填した溶湯を、加えられた高圧力を保持して冷却固化し、成形型を型開きして鋳造品を取出す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダイキャスト装置によれば、成形型のキャビティ内に溶湯を高速で充填でき、鋳造品の生産性を向上できる
しかし、ダイキャスト装置では、キャビティ内に溶湯を圧入して充填する際に、高圧が成形型に加えられる。このため、成形型を耐圧型にしなければならず、成形型が大型化し、鋳造可能な鋳造品の大きさも制限される。
更に、キャビティ内に溶湯を高圧で圧入する方向にプランジャを移動するには、プランジャ駆動装置も大きな推進力を発揮できるものであることを要し、装置が大型化する油圧駆動装置を採用せざるを得ない場合もある。
【０００７】
このため、本発明者等は、成形型の表面に開口する空気抜き孔と接続されたキャビティの溶湯注湯口に、プランジャが挿入されたスリーブの一端が接続された鋳造装置を用いて鋳造する際に、スリーブ内に貯留された溶湯をプランジャによってキャビティ内に大気圧近傍の圧力で充填し固化することにより、成形型等の耐圧構造を、ダイキャスト装置の成形型等に比較して著しく緩和でき、且つ薄肉の鋳造品や複雑形状の鋳造品を鋳造する際には、キャビティ内に空気溜り等が生じ難くなるものと考え、図６に示す鋳造装置を試作した。
図６に示す鋳造装置は、成形型１００は、鋳造品を取り出す際に、型割される一対の割型１００ａ、１００ｂによって構成されており、その内部に形成されたキャビティ１０２は、成形型１００の表面に開口する空気抜き孔１０４と接続されている。
また、割型１００ａには、キャビティ１０２に溶湯を注湯する注湯路１０６が形成されており、その溶湯注湯口にプランジャ１０８が移動可能に挿入された円筒状のスリーブ１１０の一端が接続されている。かかるスリーブ１１０には、溶湯をスリーブ１１０内に供給する供給口１１２も形成されている。
尚、プランジャ１０８は、プランジャ駆動装置１１４によって、スリーブ１１０に沿って移動される。
【０００８】
図６に示す鋳造装置では、スリーブ１１０内に貯留された溶湯をプランジャ１０８の移動によってキャビティ１０２内に大気圧近傍の圧力で充填し固化した後、型割して鋳造品を取り出すことができる。
この様な、図６に示す鋳造装置によれば、キャビティ１０２内に溶湯を大気圧近傍の圧力で充填できるため、成形型１００等の耐圧構造を、ダイキャスト装置の成形型等に比較して緩和できると共に、プランジャ駆動装置１１４も大きな推進力を必要とせず小型のものを採用できる。
ところで、図６に示す鋳造装置では、成形型１００からの鋳造品の取り出しは、成形型１００を型割して行う。かかる成形型１００では、割型１００ａはスリーブ１１０が固着されているために固定型であり、割型１００ｂは割型１００ａに対して接離方向に移動する移動型である。このため、成形型１００からの鋳造品の取り出しは、割型１００ｂを移動して行う。
【０００９】
しかしながら、鋳造品の形状が複雑化すると、キャビティ１０２内にピン等の挿入部材が挿入される。かかる挿入部材も、型割の際には、割型１００ｂの移動によって、鋳造品の取り出しに邪魔とならない位置まで移動することが必要となる。このため、割型１００ｂの移動距離が長くなり、型割時間が長くなることに因って、鋳造品の生産性が低下する。
かかる割型１００ｂの移動距離を短縮するには、割型１００ａ，１００ｂを共に可動型とすることによって可能ではあるが、鋳造品の取り出しの際に、スリーブ１１０を割型１００ａから切り離しできるように、スリーブ１１０、プランジャ１０８及びプランジャ駆動装置１１４を移動可能に設けることは、鋳造装置を複雑化する。
そこで、本発明の課題は、プランジャが挿入されたスリーブを経由して溶湯を成形型のキャビティ内に大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、成形型を複数個の割型に型割して取り出す際に、簡単な構造で且つ成形品の取出時間を短時間で行うことのできる鋳造装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねたところ、成形型の割型面にスリーブの一端部を接続することによって、スリーブ、プランジャ及びプランジャ駆動装置を移動可能に設けることを要しないこと、及びスリーブを成形型の割型面に確実に固定するには、複数個の割型によって挟み込まれて一体化されるアダプタ部材を用いることが有効であることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、成形型の表面に開口する空気抜き孔と接続されたキャビティ内に、アルミニウム等の金属の溶湯を大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、前記成形型を複数個の割型に型割して取り出す鋳造装置において、該成形型のキャビティから延出された湯路の溶湯注湯口に一端部が接続されたスリーブと、前記スリーブの他端側から移動自在に挿入されたプランジャと、前記プランジャをスリーブに沿って移動するプランジャ駆動装置と、前記スリーブ内に溶湯を送湯する送湯手段とが設けられ、前記成形型の溶湯注湯口とスリーブの一端部との接続が、前記成形型の基台に固定されていると共に、前記複数個の割型を一体化して成形型を形成するとき、前記複数個の割型に挟み込まれて一体化されるように、前記成形型の型割面に位置するアダプタ部材を介してなされることを特徴とする鋳造装置にある。
【００１１】
かかる本発明において、アダプタ部材として、スリーブの一端部が挿入される凹部が形成されていると共に、前記凹部内に挿入されたスリーブの一端が当接する凹部底面に、成形型の溶湯注口に接続される通路が開口されているアダプタ部材を用いることにより、スリーブの一端部をアダプタ部材に確実に接続できる。
かかるアダプタ部材の外形形状を、複数個の割型によって挟み込まれたとき、前記割型と凹凸嵌合して一体化される形状とすることによって、アダプタ部材と成形型との接続を更に確実に行うことができる。
更に、アダプタ部材の溶湯注湯口との当接面周縁部を、前記溶湯注湯口方向に傾斜するテーパ面に形成することにより、アダプタ部材と溶湯注湯口との接続を確実に行うことができる。
【００１２】
本発明によれば、成形型から延出された湯路の溶湯注湯口とスリーブの一端部との接続を、成形型の基台に固定されて成形型の型割面に位置するアダプタ部材を介して行われる。このため、成形型を構成する割型のいずれにも、スリーブの一端部が固着されておらず、任意の割型を移動型とすることができる。
しかも、このアダプタ部材は、複数個の割型を一体化して成形型を形成するとき、複数個の割型によって挟み込まれて一体化される。このため、成形型とスリーブの一端部とを確実に接続し固定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋳造装置の一例を説明する概略図を図１に示す。図１に示す鋳造装置は、アルミニウムの鋳造装置であって、アルミニウムの溶湯を保持する保持炉１０には、溶湯を送り出す送湯ポンプ１２が設けられている。この送湯ポンプ１２は、モータ等の送湯駆動装置１４によって溶湯を送り出す。この送湯ポンプ１２としては、例えば特開平９−１５０２５３号公報や特開２００１−２１９２６１号公報に記載されている定量送湯ポンプを好適に用いることができる。
かかる送湯ポンプ１２から送り出された溶湯を導く導管１６は、成形型３０にに接続された円筒状のスリーブ２２に接続されている。
このスリーブ２２には、図２（ａ）に示す様に、その途中に導管１６が繋ぎ込まれるノズル２８が設けられており、スリーブ２２の一端部は、成形型３０の基台３２に固定されたアダプタ部材３４を介して成形型３０に接続されている。このスリーブ２２の他端側からは、プランジャ２４がスリーブ２２内に挿入されており、プランジャ２４はモータやエアシリンダ装置等のプランジャ駆動装置２６によってスリーブ２２に沿って移動する。
【００１４】
成形型３０は、図２（ｂ）に示す様に、割型３０ａ，３０ｂから構成されており、割型３０ａ，３０ｂの型割面にアダプタ部材３４が位置するように、基台３２にアダプタ部材３４が固定されて設けられている。従って、スリーブ２２の一端部は、成形型３０の型割面に接続されている。
かかる図２（ｂ）に示す成形型３０の割型３０ａ，３０ｂは、アダプタ部材３４を挟んで左右方向に移動可能に設けられている可動型である。
この割型３０ａ，３０ｂが一体化された成形型３０内には、図３に示す様に、キャビティ３６が形成されており、キャビティ３６は成形型３０の表面に開口する空気抜き孔３８と接続されている。更に、キャビティ３６からは湯路４０が延出されており、湯路４０の溶湯注湯口にアダプタ部材３４の端面が当接されている。
【００１５】
かかるアダプタ部材３４には、図４に示す様に、スリーブ２２の一端部が挿入される凹部４２が形成されており、凹部４２内に挿入されたスリーブ２２の一端が当接する底部４４の凹部底面には、成形型３０内の湯路４０の溶湯注湯口に接続される通路４６が開口されている。
更に、この底部４４の外周部近傍が、割型３０ａ，３０ｂによって挟み込まれて成形型３０と一体化される部分であり、この部分の外形形状が成形型３０と一体化される形状に形成されている。
【００１６】
図３及び図４に示すアダプタ部材３４では、凹部４２の底部４４の外周側に凸部４８が鍔状に周設されており、この凸部４８は、割型３０ａ，３０ｂを一体化して成形型３０を形成するとき、割型３０ａ，３０ｂの溶湯注湯口の近傍に形成された凹溝５０（図３）と嵌合して凹凸係合する。その結果、アダプタ部材３４と割型３０ａ，３０ｂとは一体化される。
また、凹部４２の底部４４の溶湯注湯口との当接面周縁部が、溶湯注湯口方向に傾斜するテーパ面５２に形成されており、割型３０ａ，３０ｂを一体化して成形型３０を形成するとき、両者を接続する力を溶湯注湯口方向に集中でき、アダプタ部材３４と溶湯注湯口との接続を確実に行うことができる。
【００１７】
図３及び図４に示すアダプタ部材３４は、その凹部４２内にスリーブ２２の一端部を挿入し、凹部底面にスリーブ２２の一端を当接することによって、スリーブ２２とアダプタ部材３４とを接続できる。
この様に、スリーブ２２の一端部に接続されたアダプタ部材３４は、凹部４２を形成する底部４４の外周部近傍が割型３０ａ，３０ｂに挟み込まれたときは、図５（ａ）に示す様に、形成された成形型３０と凹凸係合されて一体化されている。
かかるアダプタ部材３４は、基台３２に固定されて割型３０ａ，３０ｂの型割面に位置しているため、割型３０ａ，３０ｂを左右方向に移動して割型する際には、図５（ｂ）に示す様に、割型３０ａ，３０ｂの移動に伴なってアダプタ部材３４の凸部４８と割型３０ａ，３０ｂの凹溝５０との凹凸係合が解除される。
一方、割型３０ａ，３０ｂを一体化する際には、アダプタ部材３４の方向に割型３０ａ，３０ｂの各々を移動することによって、アダプタ部材３４の凸部４８と割型３０ａ，３０ｂの凹溝５０とが凹凸係合し、成形型３０と凹凸係合されて一体化される。
【００１８】
図５（ａ）の様に、アダプタ部材３４と一体化した成形型３０を用いて鋳造を行う際には、保持炉１０に設けられた送湯ポンプ１２から導管１６及びノズル２８を経由してスリーブ２２内に送湯し、スリーブ２２内に所定量の溶湯を貯留する。
スリーブ２２内に貯留した溶湯は、プランジャ２４を移動してキャビティ３６内に充填する。この際に、プランジャ２４の移動速度を、キャビティ３６内に溶湯を大気圧近傍の圧力で充填できるように調整する。
次いで、キャビティ３６に充填した溶湯が冷却されて固化されたとき、図５（ｂ）に示す様に、割型３０ａ，３０ｂを移動して型割し、鋳造品を取り出すことができる。
鋳造品を取り出した後、割型３０ａ，３０ｂを移動し、図５（ａ）に示す様に、アダプタ部材３４の底部４４の外周部近傍を割型３０ａ，３０ｂによって挟み込み、成形型３０と一体化して次の鋳造を行う。
尚、図１に示す鋳造装置では、送湯ポンプ１２からスリーブ２２内に溶湯を送湯したが、柄杓型のラドルを用い、保持炉１０の溶湯を柄杓型のラドルによって供給してもよい。
【００１９】
図２、図３及び図５に示す成形型３０は、割型３０ａ，３０ｂを共に移動型とした場合について説明しているが、鋳造品の形状等によっては、割型３０ａ，３０ｂの一方を固定型とし、他方を移動型としてもよい。
更に、図２、図３及び図５に示す成形型３０の割型３０ａ，３０ｂは、アダプタ部材３４を挟んで左右方向に移動するが、割型３０ａ，３０ｂをアダプタ部材３４を挟んで上下方向に移動可能に設けてもよい。
また、図１に示す鋳造装置では、スリーブ２２内に貯留された所定量の溶湯をプランジャ２４でキャビティ３６内に充填しているが、送湯ポンプ１２からスリーブ２２を経由してキャビティ３６内に充填し、キャビティ３６内に溶湯を充填したとき、プランジャ２４を駆動してノズル２８を閉塞するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る鋳造装置によれば、プランジャが挿入されたスリーブを経由して溶湯を成形型のキャビティ内に大気圧近傍の圧力で充填し固化して得た鋳造品を、成形型を複数個の割型に型割して取り出す際に、簡単な構造で且つ成形品の取出時間を短時間で行うことのできる。その結果、鋳造装置の小型化及び高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋳造装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す成形型及びその近傍の構成を説明する部分断面である。
【図３】アダブタ部材と成形型との関係を説明する部分断面図である。
【図４】アダブタ部材を説明する断面図である。
【図５】成形型３０を構成する割型３０ａ、３０ｂの動作を説明する説明図である。
【図６】本発明者の試作機の概要を説明する概要図である。
【符号の説明】
２２  スリーブ
２４  プランジャ
２６  プランジャ駆動装置
３０  成形型
３０ａ，３０ｂ        割型
３２  基台
３４  アダプタ部材
３６  キャビティ
３８  空気抜き孔
４０  湯路
４２  凹部
４４  底部
４６  通路
４８  凸部
５０  凹溝
５２  テーパ面
【図１】
2004223554.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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