(57)【要約】【課題】  低コストかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少なく、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧してひけ巣の発生のない鋳造品を鋳造することのできる竪型鋳造装置、及びかかる該竪型鋳造装置を用いた鋳造方法を提供すること。【解決手段】  金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型１及び上側の可動金型２と、金型キャビティに連通する固定金型１に形成された溶湯流入ゲート１０に連通して設けられた鋳込ストーク５と、鋳込ストーク５を通して下方から溶湯保持炉６の溶湯を金型キャビテイ内へ供給充填する鋳込手段と、溶湯流入ゲート１０を上方から塞ぐことができるプランジャー１４とを備えた竪型鋳造装置であって、プランジャー１４が先端部に凸起部１３を有して、プランジャー１４の凸起部１３が溶湯流入ゲート１０に挿入して溶湯流入ゲート１０を塞ぐと共に、プランジャー１４の凸起部１３の周囲部が金型キャビティ内に充填された溶湯を加圧するよう構成されている竪型鋳造装置である。【選択図】    図１
2005125401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型と、
前記金型キャビティに連通する前記固定金型に形成された溶湯流入ゲートに連通して設けられた鋳込ストークと、
該鋳込ストークを通して下方から溶湯保持炉の溶湯を前記金型キャビテイ内へ供給充填する鋳込手段と、
前記溶湯流入ゲートを上方から塞ぐことができるプランジャーとを備えた竪型鋳造装置であって、
前記プランジャーが先端部に凸起部を有して、該プランジャーの凸起部が前記溶湯流入ゲートに挿入して該溶湯流入ゲートを塞ぐと共に、プランジャーの凸起部の周囲部が金型キャビティ内に充填された溶湯を加圧するよう構成されていることを特徴とする竪型鋳造装置。
【請求項２】
プランジャーの先端部に形成された凸起部の先端部が、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の竪型鋳造装置。
【請求項３】
プランジャーにより閉塞された金型キャビティ内の溶湯を加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の竪型鋳造装置。
【請求項４】
金型キャビテイがキャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部とを備え、該キャビテイ湯溜部が、鋳込ストークの上方に位置するキャビテイ第１湯溜部と、キャビテイ製品部の端部近傍上方に位置する１又は２以上のキャビテイ第２湯溜部とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の竪型鋳造装置。
【請求項５】
加圧手段が、第２湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンであることを特徴とする請求項４に記載の竪型鋳造装置。
【請求項６】
金型キャビティがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙がキャビテイ湯溜部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の竪型ダイカスト鋳造装置。
【請求項７】
溶湯凝固ゾーン用空隙が、プランジャー及び／又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙又はガス排出溝を介してガス排出通路に連通していることを特徴とする請求項６記載の竪型鋳造装置。
【請求項８】
溶湯凝固ゾーン用空隙が、プランジャー及び／又は加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／又は加圧ピンの直径よりも１〜５mm大きい内径で１０〜４０mm程度の深さを有すると共に、ガス排出空隙が、プランジャー及び／若しくは加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／若しくは加圧ピンの直径より０．４〜１．０mm大きい内径であることを特徴とする請求項７記載の竪型鋳造装置。
【請求項９】
鋳込手段が、金型キャビテイ内のガスを真空吸引することによって下方の溶湯保持炉から溶湯を充填する真空吸引機構を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の竪型鋳造装置。
【請求項１０】
鋳込手段が、電磁ポンプによって下方の溶湯保持炉から溶湯を押上げる機構を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の竪型鋳造装置。
【請求項１１】
鋳込手段が、密閉された溶湯保持炉に低圧、圧縮ガスを供給し溶湯を押上げる機構を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の竪型鋳造装置。
【請求項１２】
溶湯流入ゲートの内径が、鋳込ストークの内径よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の竪型鋳造装置。
【請求項１３】
円形溶湯流入ゲート及びプランジャーを複数設けたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の堅型鋳造装置。
【請求項１４】
各プランジャーを同調させて作用するよう構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の堅型鋳造装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか記載の竪型鋳造装置を用いて、溶湯保持炉から鋳込ストークを通じて溶湯を金型のキャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを塞ぎ、その後、金型キャビテイ内の溶湯を加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することを特徴とする堅型鋳造方法。
【請求項１６】
加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第２湯溜部で減速させ、ガス排出空隙を介して金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の溶湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填密封された後、加圧ピンを前進させてキャビテイ第２湯溜部の溶湯を加圧することを特徴とする請求項１５記載の堅型鋳造方法。
【請求項１７】
複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことによってガスの巻き込みをより減少せしめると共に、プランジャー及び複数の加圧ピンから溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることを特徴とする請求項１５又は１６記載の堅型鋳造方法。
【請求項１８】
鋳造品が軽金属合金の鋳造品であることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか記載の堅型鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金等の鋳造品を鋳造することができる堅型鋳造装置やそれを用いた堅型鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽合金製品等の鋳造品、特に強度が必要とされる部品等を鋳造する場合、溶湯鋳込時におけるガスの巻込みを防止するため、竪型鋳造装置が一般的に使用されている。そして、かかる竪型鋳造装置においては、鋳造品のひけ巣の発生を防止するため、金型キャビティに溶湯を充填後、充填された溶湯を加圧しながら、溶湯を凝固硬化させている。
【０００３】
このような竪型鋳造装置としては、例えば、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段と、該鋳込手段により金型キャビテイ内に鋳込まれた溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを塞ぐプランジャーと、閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段とを備えて、前記プランジャーの周りに配設された加圧ステムと前記加圧手段によって、金型キャビティに充填された溶湯の加圧を行う装置がある。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９１１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
堅型鋳造装置による鋳造においては、溶湯の表面にある酸化物、溶湯が冷却されて発生するチル層すなわち凝固層の製品への混入を防止しすると共に溶湯流入ゲート部におけるガスの巻込みを防止し、更には溶湯凝固時のひけ巣の発生を防止する必要がある。このように、様々な要求を満たす必要がある竪型鋳造装置においては、稼動運転中のトラブルを少なくするために、実用上、鋳造装置全体の構造をできるだけ簡単にすることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の竪型鋳造装置においては、プランジャーで溶湯流入ゲートを塞いだ後に、別途、その周囲に配設させた加圧ステムを動作させて金型キャビティの溶湯を加圧する方式であり、鋳造装置全体の構造が複雑となってその制御等も複雑で稼動運転中のトラブルの原因となっていた。また、プランジャーと加圧ステムの間に溶湯が入り込んで、それが故障の一因となるという問題もあった。また、装置のコスト高にもつながっていた。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、低コストかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少なく、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧してひけ巣の発生のない鋳造品を鋳造することのできる竪型鋳造装置、及びかかる該竪型鋳造装置を用いた鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究し、プランジャーの先端部に凸起部を形成することにより、かかるプランジャーに、溶湯流入ゲートを閉塞するという機能のほかに、金型キャビティに充填された溶湯を加圧する機能を同時に付与し、これにより、低コストでかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少ない装置で、ひけ巣の発生のない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型と、前記金型キャビティに連通する前記固定金型に形成された溶湯流入ゲートに連通して設けられた鋳込ストークと、該鋳込ストークを通して下方から溶湯保持炉の溶湯を前記金型キャビテイ内へ供給充填する鋳込手段と、前記溶湯流入ゲートを上方から塞ぐことができるプランジャーとを備えた竪型鋳造装置であって、前記プランジャーが先端部に凸起部を有して、該プランジャーの凸起部が前記溶湯流入ゲートに挿入して該溶湯流入ゲートを塞ぐと共に、プランジャーの凸起部の周囲部が金型キャビティ内に充填された溶湯を加圧するよう構成されていることを特徴とする竪型鋳造装置（請求項１）やプランジャーの先端部に形成された凸起部の先端部が、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の竪型鋳造装置（請求項２）やプランジャーにより閉塞された金型キャビティ内の溶湯を加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の竪型鋳造装置（請求項３）や金型キャビテイがキャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部とを備え、該キャビテイ湯溜部が、鋳込ストークの上方に位置するキャビテイ第１湯溜部と、キャビテイ製品部の端部近傍上方に位置する１又は２以上のキャビテイ第２湯溜部とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の竪型鋳造装置（請求項４）や加圧手段が、第２湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンであることを特徴とする請求項４に記載の竪型鋳造装置（請求項５）や金型キャビティがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙がキャビテイ湯溜部に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の竪型ダイカスト鋳造装置（請求項６）や溶湯凝固ゾーン用空隙が、プランジャー及び／又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙又はガス排出溝を介してガス排出通路に連通していることを特徴とする請求項６記載の竪型鋳造装置（請求項７）や溶湯凝固ゾーン用空隙が、プランジャー及び／又は加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／又は加圧ピンの直径よりも１〜５mm大きい内径で１０〜４０mm程度の深さを有すると共に、ガス排出空隙が、プランジャー及び／若しくは加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／若しくは加圧ピンの直径より０．４〜１．０mm大きい内径であることを特徴とする請求項７記載の竪型鋳造装置（請求項８）や鋳込手段が、金型キャビテイ内のガスを真空吸引することによって下方の溶湯保持炉から溶湯を充填する真空吸引機構を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の竪型鋳造装置（請求項９）や鋳込手段が、電磁ポンプによって下方の溶湯保持炉から溶湯を押上げる機構を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の竪型鋳造装置（請求項１０）や鋳込手段が、密閉された溶湯保持炉に低圧、圧縮ガスを供給し溶湯を押上げる機構を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の竪型鋳造装置（請求項１１）や溶湯流入ゲートの内径が、鋳込ストークの内径よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の竪型鋳造装置（請求項１２）や円形溶湯流入ゲート及びプランジャーを複数設けたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の堅型鋳造装置（請求項１３）や  各プランジャーを同調させて作用するよう構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の堅型鋳造装置（請求項１４）に関する。
【０００９】
また、本発明は、請求項１〜１４のいずれか記載の竪型鋳造装置を用いて、溶湯保持炉から鋳込ストークを通じて溶湯を金型のキャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを塞ぎ、その後、金型キャビテイ内の溶湯を加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することを特徴とする堅型鋳造方法（請求項１５）や加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第２湯溜部で減速させ、ガス排出空隙を介して金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の溶湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填密封された後、加圧ピンを前進させてキャビテイ第２湯溜部の溶湯を加圧することを特徴とする請求項１５記載の堅型鋳造方法（請求項１６）や複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことによってガスの巻き込みをより減少せしめると共に、プランジャー及び複数の加圧ピンから溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることを特徴とする請求項１５又は１６記載の堅型鋳造方法（請求項１７）や鋳造品が軽金属合金の鋳造品であることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか記載の堅型鋳造方法（請求項１８）に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の竪型鋳造装置によれば、低コストかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少なく、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧してひけ巣の発生のない鋳造品を鋳造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の竪型鋳造装置は、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型と、前記金型キャビティに連通する前記固定金型に形成された溶湯流入ゲートに連通して設けられた鋳込ストークと、該鋳込ストークを通して下方から溶湯保持炉の溶湯を前記金型キャビテイ内へ供給充填する鋳込手段と、前記溶湯流入ゲートを上方から塞ぐことができるプランジャーとを備えた竪型鋳造装置であって、前記プランジャーが先端部に凸起部を有して、該プランジャーの凸起部が前記溶湯流入ゲートに挿入して該溶湯流入ゲートを塞ぐと共に、プランジャーの凸起部の周囲部が金型キャビティ内に充填された溶湯を加圧するよう構成されていれば特に制限されるものではなく、本発明の竪型鋳造装置によれば、低コストでかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少ない装置でありながら、金型キャビティ内の溶湯を有効に加圧してひけ巣の発生を防止することができる。本発明の竪型鋳造装置により製造される鋳造品としては特に限定されるものではないが、薄肉で大型の鋳造品であっても好適に鋳造することができ、軽金属合金、特に凝固収縮が大きいアルミニウム合金であっても好適に鋳造することができる。アルミニウムは凝固するとき約７％収縮することから、ひけ巣の発生を防止しうる本発明の鋳造装置や鋳造方法は、アルミニウム合金等の凝固収縮が大きい軽金属合金の鋳造に特に有利に適用することができる。
【００１２】
上記金型キャビテイとしては、キャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部とを備えていることが好ましく、該キャビテイ湯溜部は、鋳込ストークの上方に位置するキャビテイ第１湯溜部と、キャビテイ製品部の端部近傍上方に位置する１又は２以上のキャビテイ第２湯溜部とからなることが好ましい。キャビテイ製品部とキャビテイ第１湯溜部とは直接あるいはサイドゲートを介して連通しており、キャビテイ第１湯溜部はキャビテイ第２湯溜部に比べて、通常より大きい容積を有している。
【００１３】
下側固定金型には、前記金型キャビティに連通する溶湯流入ゲートが形成されており、この溶湯流入ゲートの下方に鋳込ストークが垂設されていることが好ましい。かかる溶湯流入ゲートの形状としては特に制限されないが、加工の容易さ等からして通常断面が円形の形状が好ましく、鋳込ストークの形状としては、溶湯流入ゲートの形状に合わせて円筒状のものが好ましい。この場合、円形溶湯流入ゲートの内径は鋳込用ストークの内径よりも小さくなるように構成しておくことが好ましい。このように構成しておくことにより、下方から充填供給されてくる溶湯をキャビテイ第１湯溜部内へ噴出させることができ、後述するように、鋳造製品不良の一因となる鋳込用ストークに注湯された溶湯の表面にある酸化膜やストーク内面で冷却され発生するチル層（凝固層）の製品への混入を防止することができる。
【００１４】
本発明の竪型鋳造装置における鋳込手段としては、鋳込ストークを通して下方から溶湯保持炉の溶湯を前記金型キャビテイ内へ供給充填することができるものであれば特に制限されるものではなく、従来公知の鋳込手段を用いることができるが、金型キャビテイ内のガスを真空吸引することによって下方の溶湯保持炉から溶湯を充填する真空吸引機構や、電磁ポンプによって下方の溶湯保持炉から溶湯を押上げる機構、密閉された溶湯保持炉に低圧、圧縮ガスを供給し溶湯を押上げる機構（低圧鋳造方式）を備えているものが好ましく、適宜これらを併用することができる。この場合、鋳込ストーク内の溶湯の先端は注入開始まで溶湯保持炉の溶湯の湯面と同じ高さにあり、鋳込手段によって鋳込みを開始してもストークの長さは短く、かつ加熱してあるので凝固層の発生は少なく、凝固層混入による不良の発生がない。また、真空吸引や電磁ポンプによる給湯の充填は、湯面加圧による低圧鋳造のように溶湯保持炉を密閉シールする必要が無く、溶湯保持炉の形状を自由なものとすることができ、溶湯補給が随時できるのでストークの周辺だけ幅の狭い小さい体積の形状にすることができる。低圧鋳造方式の場合は、途中に閉塞栓を有する２槽式の溶湯保持炉とし、１回及び数回の鋳造毎に溶湯補給ができる構造が望ましい。
【００１５】
電磁ポンプ又は低圧鋳込みを採用した場合であっても、キャビテイ内にキャビテイ第１湯溜部を形成することにより、凸起部を備えたプランジャーを進出（下降）させる場合に、湯溜部の最上部に存在する酸化物やガス巻込み層は押し出されることなくキャビテイ第１湯溜部に滞留し、キャビテイ製品部に混入することがない。鋳込ストークは溶湯保持炉の湯面の下に入っており、湯面で発生した酸化膜は湯面に浮いていることから、鋳込ストークに入ることはないものの、鋳込ストーク内の湯面は金型を通じて入ってくる空気によってわずかに酸化する恐れがあるが、この少量の酸化膜は噴流の先端にあってキャビテイ第１湯溜部の中に全部飛び込み、サイドゲートを介してキャビテイ製品部の方に流出することはなく、鋳造製品に酸化物が混入することはなくなり、このため鋳造製品の不良、強度のばらつきもなくなることになる。
【００１６】
前記プランジャーとしては、先端部に凸起部を有するものであれば特に制限されるものではなく、これにより、プランジャーの凸起部が前記溶湯流入ゲートに挿入して溶湯流入ゲートを塞ぐことができると共に、プランジャーの凸起部の周囲部が金型キャビティ内に充填された溶湯を加圧することができる。すなわち、凸起部を溶湯流入ゲートに挿入して溶湯流入ゲートを閉塞し、引続きプランジャーを前進させてその凸起部周囲部の前面で溶湯を押して加圧する。プランジャーの凸起部の挿入によって閉塞された金型キャビテイ内に充填されている溶湯を引続き加圧することにより、凝固時にひけ巣の発生しない、しかも噴流によりガスを巻き込みのない鋳造品を鋳造することができる。
【００１７】
前記凸起部としては、溶湯流入ゲートの形状に合わせた断面円形、多角形等の凸起部であり、溶湯流入ゲートを閉塞後溶湯の加圧に必要なプランジャー移動距離に対応する長さを有していれば特に制限されるものではなく、具体的に円形溶湯流入ゲートの場合には、その径よりもわずかに小さい径の円柱状凸起部であることが好ましい。また、凸起部はプランジャーの前面（下面）の面積より小さい断面のものであればよく、必ずしも中心部に設けられる必要はないが、前面の中心部に設けられることが好ましい。また、凸起部は、その先端部がテーパ状に形成されていることが好ましい。これにより、下方から噴出（流入）される溶湯と凸起部が衝突する場合でも、抵抗とならずに溶湯をスムーズに流入することができ、ガスの巻き込みを抑制することができる。そして、これにより、プランジャーの退出上限（最上位）を下方に位置させることが可能となりプランジャーの進退移動距離を短くすることができる。具体的には、凸起部先端が円形ゲート入口近傍に位置させることができる。なお、先端部をテーパ状に構成しない場合、例えば、円柱状の凸起部の場合には、下方から噴出（流入）される溶湯が凸起部に衝突しないように、より高い位置にプランジャーを配置すればよい。
【００１８】
具体的に、先端部がテーパ状に形成された断面円形の凸起部を備えたプランジャーが円形溶湯流入ゲート上方の可動金型に配設される場合、これらを退出（上昇）させた状態で、形成される円形のキャビテイ第１湯溜部の入口の直径を円形溶湯流入ゲートの直径の約２倍よりも大きくし、プランジャーの退出上限時における第１湯溜部の天井（ブランジャーの凸起部の周囲の面）の高さを、前述した円形溶湯流入ゲートから噴出する溶湯噴流の高さよりも高くなるように、キャビテイ第１湯溜部を構成することが好ましい。このように湯溜部の入口の直径を円形溶湯流入ゲート直径の約２倍以上とし、凸起部の先端と円形溶湯流入ゲート出口との隙間を大きくした場合、溶湯噴流の高さｈは、円形溶湯流入ゲートにおける溶湯の通過速度をｖ、重力の加速度をｇとしたとき、ｈ＝ｖ2／２ｇの計算式により求めることができるので、キャビテイ第１湯溜部の天井高さを湯溜部の入口直径の約２倍以上にすれば、一般的な範囲で鋳込速度を早くしても、キャビテイ第１湯溜部の天井は円形溶湯流入ゲートから噴出する溶湯噴流の高さよりも高くなることになり、溶湯噴流が天井面に衝突することがなく、衝突によるガスの巻き込みも防止することができる。
【００１９】
例えば、溶湯の給湯・充填速度は、製品の形状によっても異なるが、一般的に円形溶湯流入ゲート内の通過速度は１．０〜２．０ｍ／ｓｅｃが好ましく、その場合円形溶湯流入ゲートからの噴流高さは通常５０〜２００ｍｍ位になるが、キャビテイ第１湯溜部の天井の高さが溶湯噴流の高さよりも以上高くなっている場合、自由表面が形成され湯面に残っていた酸化物も表面に残り、そして上記湯溜部の上部に残っているガスも封じ込められたままで下降流とはならず、更に、後述するようにガス排出通路等を設けた場合には、ガスはプランジャーの外周の空隙から真空で排出されるので溶湯にガスを巻き込むこともない。他方、噴流速度が余り遅いと天井に衝突することもなく、ガスの巻き込みは減少するが、鋳込み時間が長くなり、溶湯がキャビテイ製品部内を流れる速度が遅くなり、その間に冷却凝固が進み、流速が一層低下してキャビテイ製品部内への溶湯充填が不充分となり、加圧しても圧力伝達が悪くひけ巣の発生の可能性が大きくなる。したがって、鋳込み速度はできるだけ速くする方が好ましく、このためにもキャビテイ第１湯溜部の天井高さは高くする方が好ましい。しかし、キャビテイ第１湯溜部の天井を高くしてその体積を大きくしておくと、真空吸引力が弱くなり、キャビテイ製品部内の狭い所への溶湯の充填が不充分な場合が生じる可能性があるが、プランジャー等の充分な加圧により補充充填することが可能であると共に、本発明においてプランジャーの先端部にテーパ状の凸起部が設けられている場合には、第１湯溜部の天井高さは従来と同様の高さとすることができ、その場合、凸起部の体積分、その体積を小さくすることが可能となって、真空吸引する場合も有利である。
【００２０】
本発明の竪型鋳造装置は、前記プランジャーにより閉塞された金型キャビティ内の溶湯を加圧する加圧手段を備えたことが好ましく、該加圧手段としては、前記キャビテイ第２湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンを具体的に例示することができる。なお、前述のように、本発明においては、プランジャーも加圧手段の役割を果たす。加圧ピンは複数設けることが好ましく、その直径は、キャビテイ第２湯溜部の深さの２／３〜１倍が好ましい。このように、離れた位置にあるプランジャーと複数の加圧ピンとから溶湯を加圧することによって、キャビテイ内の溶湯への圧力伝達距離を短くすることにより、キャビテイ製品部に均一に圧力を伝えることができ、小さな加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することができる。その結果、小さな型締力の鋳造装置で緻密な組織の鋳造品を鋳造することが可能となる。また、プランジャー及び加圧ピンを製品の形態に応じて適当な位置に配置することによって、キャビテイ製品部の溶湯の圧力伝達距離をさらに短くし、圧力伝達をより均一かつ充分なものとすると、より小さな加圧圧力でひけ巣の発生を防止することができる。また、製品が大きい場合には、湯流れ及び圧力伝達距離を短くするために、円形溶湯流入ゲート及びプランジャーを製品形状に応じて複数配置し使用するとよい。この場合、各プランジャーは同調させて作用させることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の竪型鋳造装置は、金型キャビティがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙が、キャビテイ湯溜部に（加圧手段に近接して）設けられていることが好ましい。具体的には、溶湯凝固ゾーン用空隙が、プランジャー及び／又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙又はガス排出溝を介してガス排出通路に連通していることが好ましい。かかる溶湯凝固ゾーン用空隙を単に設けておくだけで、エアベントバルブやフィルター等を配設しかつ複雑な切替弁やバルブを用いることなく、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができ、また鋳造装置の稼動に際して圧力調節等の複雑な操作も不要となり、さらに故障等の発生がないことから、本発明の鋳造装置は極めて実用的であるといえる。
【００２２】
より具体的に溶湯凝固ゾーン用空隙としては、プランジャー及び／又は加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／又は加圧ピンの直径よりも１〜５mm大きい内径で１０〜４０mm程度の深さ（長さ）を有する溶湯凝固ゾーンとなる空隙を具体的に例示することができる。このように、それぞれの湯溜部の外径をプランジャー及び加圧ピンの外径よりもわずかに大きくしておくことにより、各湯溜部の外周壁に生じた凝固層が製品の中に入ることを防止することができるとともに、プランジャー及び加圧ピンの加圧抵抗を少なくすることができる。そして、上記のように、溶湯凝固ゾーン用空隙を溶湯の温度や鋳込速度に適合した寸法に設計製作しておくと、溶湯が充填された時に先湯がこの空隙部分で冷却凝固してガス排出空隙に浸入することはない。
【００２３】
溶湯凝固ゾーン用空隙と隣接する上記ガス排出空隙としては、先湯が流入しない大きさや先湯が流入しない構造のものが好ましく、例えば、ガス排出空隙としては、プランジャー及び／又は加圧ピンと同芯に設けられ、プランジャー及び／又は加圧ピンの直径より０．４〜１．０mm程度大きい内径のガス排出空隙を具体的に挙げることができる。そして、金型キャビテイを真空にする際、空気の侵入を防止するために、パーテイング面にはガス排出孔、及びガス排出空隙等からなるガス排出通路を設けずにシールパッキングを設置し、ガスの残存しやすいキャビテイの高い位置、例えば湯溜部の上方にガス排出通路を設置することが好ましい。また、プランジャーや加圧各ピンの摺動部等には凡てシールパッキングを設置し金型外部からの空気の漏入を防止することが好ましい。しかし、電磁ポンプあるいは低圧鋳造方式を用いて鋳込む場合は、金型キャビテイ内の真空度を高くする必要がないので、簡単な構造のシールで充分である。
【００２４】
ところで、キャビテイ内の圧力と溶湯湯面にかかる圧力の差を水柱２０００〜４０００ｍｍ程度に設定することにより、前記のように溶湯の充填速度を１．０〜２．０ｍ／秒とすることができ、かかる圧力差の場合、プランジャーや加圧ピンの外周に近接して設けられた溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙等の２段空隙部における空気抵抗が大きくなるが、吸引側の真空度を高くすることや加圧ピンの数及び配置を適宜選択することにより、上記溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙の設置目的を達成することができる。すなわち、先湯が２段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙で冷却凝固し、溶湯凝固ゾーン用空隙より狭いガス排出空隙やガス排出溝に浸入しない構造に、当業者であれば容易に設計することができる。また、溶湯凝固ゾーン用空隙で先湯を確実に冷却凝固するために、プランジャーや加圧ピンの内部を水冷することができる構造とすることもでき、更に、ベリリューム銅などの熱伝導の良い材料を用いればその効果は大きい。
【００２５】
従来の鋳造装置においては、一般に、凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造するため、加圧手段による溶湯の加圧速度を大きくし、かつ急速に加圧することが行われているが、この場合、圧力伝達が良すぎて型開き力が大きくなりバリを吹き、型締め力も大きくする必要がある。しかし、反対に加圧速度を遅くすると、溶湯の凝固収縮に追いつかずひけ巣が発生することになる。他方、本発明において真空吸引を用いると、小さな加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することができるので、型開き力あるいは型開き量を検出して加圧速度を所定の速度に調節して、バリ吹きを防止しうる小さい型締め力でも均一かつ充分な圧力伝達を行うことができる。このように本発明において真空吸引を用いた場合においては、加圧時のプランジャーや加圧ピンの進出速度をキャビテイ製品部内の溶湯の凝固収縮速度に適応した速度となるようにプログラム制御を行う等、加圧速度を調節することにより、小さい型締め力のプレス装置でバリ吹きを防止しながらひけ巣の発生を防止することができ、例えば、パスカルの原理が働かない凝固収縮中の溶湯に対する加圧力及び加圧速度を、バリの吹かない範囲で凝固速度に応じて制御することによって、従来の高圧法に比較して１／３〜１／５の小さい型締力の装置で、酸化物、凝固層の混入やガスの巻き込みのない緻密な組織の鋳造品を得ることができる。
【００２６】
また、スクイズ鋳造等の竪型ダイカスト法の場合、アキュラッドピン（センターピン）による加圧を早くすると鋳込みプランジャーを押し下げることになるので、少し時間を遅らせて、すなわち溶湯流入ゲート部の凝固が進み、プランジャーへの圧力伝達が小さくなってから加圧するので、キャビテイ内の溶湯の凝固も進行し、溶湯補充には大きい圧力を必要とし、場合によってはそのタイミングが合わず、ひけ巣が発生することがある。これに対して、本発明においては、プランジャーが溶湯流入ゲートの閉塞手段としての役割と充填された溶湯を加圧する加圧手段の役割を果たすので、まだ凝固の進行の少ない段階から加圧して溶湯を補充充填することができ、また、プランジャーと所定の位置に配設した複数の加圧ピンによって加圧することにより、圧力伝達距離も短く、小さい圧力で均一かつ充分な補充充填を行うことができる。このように加圧圧力を低圧とすることができる結果、金型の型締め力も小さくて済み、型締め装置や金型のコストを低廉に抑えることができる。また、この鋳込み速度及び加圧開始速度がスクイズ鋳造よりも早いので、薄肉鋳造が可能になり、更に生産サイクルタイムは短くなり、生産性も向上する。また、上述したように、円形溶湯流入ゲート及びプランジャーを複数配置することにより、従来よりも大きい製品を鋳造することができる。
【００２７】
本発明の堅型鋳造方法は、本発明の竪型鋳造装置を用いて、溶湯保持炉から鋳込ストークを通じて溶湯を金型のキャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを塞ぎ、その後、金型キャビテイ内の溶湯を加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することを特徴とするが、加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第２湯溜部で減速させ、ガス排出空隙を介して金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の溶湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填密封された後、加圧ピンを前進させてキャビテイ第２湯溜部の溶湯を加圧することが好ましく、また、複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことによってガスの巻き込みをより減少せしめると共に、プランジャー及び複数の加圧ピンから溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることが好ましい。そして、溶湯が凝固しこれに対する補充充填が完了したら短い冷却時間を経て可動プラテンによって可動金型を上昇させ、これとともに持ち上げられて製品素材をプランジャー並びに加圧ピン及び押し出しピンで可動金型から押し出し、更に押し出しピンで突き出してプランジャー、加圧ピンから抜き出して製品素材を取り出し、上法により成型することによりひけ巣の発生やガス巻込みがなく、緻密な組織の鋳造製品を得ることができる。また、かかる動作を毎回繰り返すために、溶湯凝固ゾーン用空隙の凝固溶湯は毎回取り除かれ、ガス排出用通路に目詰まりを起こすことがない。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面により具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。図１は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は溶湯の鋳込み状態を示す説明図、図４は図３に続く作動状態を示す説明図、図５は加圧ピンの作動状態のうち溶湯流入前の状態を示す説明図、図６は図５に続く作動状態を示す説明図である。また図１〜図６中、１は固定金型、２は可動金型、５は鋳込ストーク、９はキャビテイ製品部、１０は円形溶湯流入ゲート、１１はキャビテイ第１湯溜部、１３はプランジャー先端の凸起部、１４はプランジャー、１７は溶湯凝固ゾーン用空隙（プランジャー外周）、１９はキャビテイ第２湯溜部、２０は加圧ピン、２１は溶湯凝固ゾーン用空隙（加圧ピン外周）、２９はプランジャーガス排出孔、３４は加圧ピンガス排出孔を示す。
【００２９】
図１〜図６に示される本発明の一実施形態に係る鋳造装置は、上下に移動して型閉型開を行うことができる、鋳造装置下部の水平な固定プラテン３に取り付けられた固定金型１と鋳造装置上部の水平な可動プラテン４に取り付けられた可動金型２と、固定金型１の下方に取り付けられ、その下端が溶湯保持炉６内の溶湯７の湯面８の下に入っている鋳込ストーク５とを備えている。そして、かかる固定金型１と可動金型２との型閉により、キャビテイ製品部９とキャビテイ第１湯溜部１１とキャビテイ第２湯溜部１９の他、キャビテイ製品部９とキャビテイ第１湯溜部１１とを連通するサイドゲート１２とを備えた金型キャビテイが形成されるようになっている。また、金型の取り付けは、型締めプレス装置（図示せず）の可動プラテン４を引き上げた状態で、鋳込ストーク５を取りつけた固定金型１と可動金型２からなる金型のセットを装入し、固定プラテン３上に置き、可動プラテン４を可動金型２の上面に接触するまで下降させ、固定金型１を固定プラテン３に、可動金型２を可動プラテン４に取り付け、金型キャビテイ内の溶湯に圧力を加えたときの反力によって型が開かない型締力を持った油圧シリンダーで可動プラテン４を押圧することにより行うようになっている。尚、図示されているシールパッキング３５，３８は真空吸引鋳込の場合のみ必要なものである。
【００３０】
固定金型１には、金型キャビテイに溶湯を供給して湯先を噴出させるための円形溶湯流入ゲート１０が設けられている。そして、この円形溶湯流入ゲート１０上方の可動金型２には、油圧シリンダ２５が配設されており、該油圧シリンダ２５には油圧によりプランジャー１４を進退させることができるプランジャー用ピストン２３が収納されている。プランジャー１４は円柱状部材であって、先端部に凸起部１３を備えている。この凸起部１３は、プランジャー１４の昇降移動距離に対応する長さを有していると共に、その先端部は曲面状かつテーパ状に形成されており、その先端は円形溶湯流入ゲート１０付近まで達している。凸起部１３がテーパー状に形成されていることにより、先端が円形溶湯流入ゲート１０付近まで達していても溶湯が流入時に抵抗とならず、ガスの巻き込みを防止することができる。金型キャビテイに溶湯の充填が完了した後、プランジャー１４をピストン２４によって前進させ、プランジャー１４の先端部の凸起部１３によって円形溶湯流入ゲート１０を閉塞し、その後引続いてプランジャー１４をピストン２３によって前進させ、キャビテイ製品部９内の未充填空隙の体積分及び凝固収縮体積分の溶湯をキャビテイ第１湯溜部１１から加圧補給する。その時、プランジャー１４の直径、ストロークが大きいので充分量の溶湯を補充及び加圧充填することができる。
【００３１】
プランジャー１４による加圧の際にも、鋳込ストーク５内の湯面にわずかに発生する酸化物、円形溶湯流入ゲート１０入口で冷却されて形成される湯先表面の凝固層や噴流によって発生するガス巻き込み層は、ゲート噴流１５によって全部湯溜部１１の最上部に集まり、プランジャー１４によって押し出されることなくキャビテイ第１湯溜部１１に残留し、キャビテイ製品部９に流入することはなく、その結果、これらを原因とする鋳造不良は皆無になる。また、プランジャー１４の外周には、ガス排出孔２９に連通するガス排出空隙１８や溶湯凝固ゾーン用空隙１７からなる２段空隙が設けられている。このガス排出孔２９は、注湯時に真空吸引を行うための真空装置（図示せず）に流量制御バルブ（図示せず）を有する配管を介して連結されている。さらに、溶湯凝固ゾーン用空隙１７で形成された凝固層は、図４ｄに示されるように、製品素材と共に取り出されるので、ガスの真空吸引通路は鋳造の度に確保される。
【００３２】
真空吸引法の場合、キャビテイ内が減圧されると溶湯保持炉６内の溶湯７は大気圧によって鋳込ストーク５内に押し上げられ、固定金型１の円形溶湯流入ゲート１０を通じてキャビテイ製品部９内に充填される。この時のキャビテイ内の真空度は、溶湯の円形溶湯流入ゲート１０の通過速度が早く噴流となって上方に噴出するように設定されている。また、図３に示すように、一般的にキャビテイ第１湯溜部１１の入口直径ｄ1が円形溶湯流入ゲート１０の径ｄの約２倍以上に構成され、またプランジャー１４の外径ｄｓは、湯溜部１１の内壁に発生した凝固層を押出さないように湯溜部１１の入口直径ｄ1よりもわずかに小さく構成され、さらにキャビテイ第１湯溜部１１の天井高さ（プランジャーの凸起部の周囲部（前面））は式；ｈ＝ｖ2／２ｇ（式中、ｈは噴流到達高さ、ｖは円形溶湯流入ゲート通過速度、ｇは重力の加速度を示す。）で計算される円形溶湯流入ゲート１０を通過した溶湯噴流１５が到達する高さｈよりも高く構成されている。したがって、充填初期において噴流がキャビテイ第１湯溜部１１の天井に衝突することなく、また、前述のように、凸起部１３の先端部がテーパ状に形成されスムーズな溶湯の流入を可能としているので、その上部には溶湯噴流１５の自由表面が形成され、この部分の下降流はなくなるので、溶湯表面のわずかの酸化物は静止状態を保ち、また湯溜部１１の上部に残ったガスを溶湯１６に巻き込むこともなくなる結果、これら円形溶湯流入ゲート１０を通過した溶湯噴流１５の先端にあるわずかな酸化膜、凝固層は全部キャビテイ第１湯溜部１１中に残留し、酸化物やガスの巻き込みのない清浄な溶湯のみがサイドゲート１２を通過してキャビテイ製品部９内に充填されることになる。
【００３３】
またキャビテイ製品部９の端部上方には、１つまたは２つ以上の小さなキャビテイ第２湯溜部１９が形成されており、該湯溜部１９の上方の可動金型２には、油圧シリンダ３１が配設されており、該油圧シリンダ３１には油圧により加圧ピン２０をキャビテイ第２湯溜部１９へ進退させることができる加圧ピン用ピストン３０が収納されている。上記２つの加圧ピン２０は、型開閉方向と平行で型パーテイング面と直交する方向の軸芯を有し、シールパッキング３３を介して可動金型２に液密に設けられている。これら加圧ピン２０の外周にも、ガス排出孔３４に連通するガス排出空隙２２や溶湯凝固ゾーン用空隙２１からなる２段空隙が設けられている。このガス排出孔３４も、注湯時に真空吸引を行うための真空装置に、流量制御バルブを有する配管を介して連結されている。そして、プランジャー１４によってキャビテイ製品部９内の補充充填を行うと共に、これら加圧ピン２０を押し出し、キャビテイ第２湯溜部１９を介してキャビテイ製品部９の溶湯を加圧するようになっている。また、加圧ピン２０の外径はキャビテイ第２湯溜部１９の入口の直径よりもわずかに小さく構成されている。これら加圧ピン２０も毎回摺動するので溶湯凝固ゾーン用空隙２１で形成された凝固層は製品素材についた状態で図示されていない押出ピンによって押し出されガス通路穴に残らず、ガスの真空吸引通路は確保されるようになっている。
【００３４】
次に作用について説明する。型締完了後キャビテイ内を、プランジャー１４及び加圧ピン２０の外周に近接して設けられた溶湯凝固ゾーン用空隙１７，２１、ガス排出空隙１８，２２及びガス排出孔２９，３４を通じて真空吸引することにより減圧し、溶湯１６を鋳込ストーク５を通じてキャビテイ第１湯溜部１１に吸い上げる。溶湯１６は鋳込ストーク５を上昇し固定金型１の円形溶湯流入ゲート１０を通過して噴出し（図３）、次いでキャビテイ製品部９内に充填される。また、鋳込手段として電磁ポンプ、低圧鋳造方式を用いる時は真空吸引力は小さくてよい。一般的に、キャビテイ製品部９内の流動抵抗があるので、加圧ピン下方のキャビテイ第２湯溜部１９に溶湯が到達する前に、円形溶湯流入ゲート１０の上部にあるキャビテイ第１湯溜部１１が溶湯で充填される（図４ａ）が、ガス排出孔２９，３４を通じての真空吸引により、先湯が２段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙１７，２１に入ってくると、通路が狭く、溶湯の熱容量が少なく、反対に冷却面積が大きいので冷却速度が大きく、凝固が進み流動性が低下し、加えて、真空吸引による力はそれ程大きくないことから、溶湯の先端は溶湯凝固ゾーン用空隙１７の途中で停止し、凝固してガス排出空隙１８に浸入することはない。
【００３５】
キャビテイ内の溶湯の流れが停止すると、吸引ガスの流れも停止してガス排出通路等の真空度が高くなるので、これを充填完了の信号として検知して、直ちにプランジャー１４を前進させ、その先端凸起部１３を円形溶湯流入ゲート１０に挿入閉塞する（図４ｂ）。このようにキャビテイ製品部９及びキャビテイ第１湯溜部１１内の溶湯が鋳込ストーク５に逆流しないように閉塞した後、引続きプランジャー１４を進出させ加圧し、キャビテイ第１湯溜部１１内の半凝固状態の溶湯をキャビテイ製品部９に補充充填する（図４ｃ）。充填が完了し冷却が始まると、溶湯１６の凝固収縮が生起するため、プランジャー１４に高圧力を加えて進出させ、凝固収縮体積に応じた補充を行う。プランジャー１４の先端凸起部１３による円形溶湯流入ゲート１０の閉塞時、プランジャー１４の先端凸起部１３と円形溶湯流入ゲート１０との接触が仮に完全で無くても、小さい空隙に存在する溶湯は早く冷却凝固し、溶湯が円形溶湯流入ゲート１０からの鋳込ストーク５に逆流することなく、また、ゲート１０及び鋳込ストーク５内の溶湯は真空による引き上げ力がなくなるか、電磁ポンプの場合は電流を逆流させ、低圧鋳造方式の場合は溶湯炉内圧を開放することで、溶湯保持炉に落下する。
【００３６】
プランジャー１４による補充充填の場合は、湯溜内壁に発生している凝固層を加圧することなく、圧力伝達距離も短くすることで抵抗も小さく、プランジャー１４の加圧シリンダーの力も小さくて済み、油圧シリンダー内の油圧も低い状態で進出させることができる。このプランジャー１４の進出による補充充填により、溶湯がキャビテイ製品部９及びキャビテイ第２湯溜部１９を補充充填した後（図６ａ）、加圧ピン２０を進出させることになる（図６ｂ）。かかる加圧ピン２０による加圧は、プランジャー１４による充填完了、加圧とタイミング良く連動して行う。プランジャー１４の進出による凝固収縮体積に応じた補充は、キャビテイ製品部９の反対側の端部までは圧力伝達が難しいので、端部周辺の加圧ピン２０を作動させて加圧し、全面的に凝固凝縮によるひけ巣のない緻密な組織の製品を得ることができる。キャビテイ製品部９内の溶融金属の冷却凝固が完了した後、型開きを行い可動金型で持ち上げられた製品素材は各加圧ピン及び押し出しピンによって押し出され取り出すことができる（図４ｄ、図６ｃ）。
【００３７】
以上のような、本発明の一実施形態に係る鋳造装置によれば、低コストかつ構造が簡単で稼動運転中のトラブルが少なく、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧してひけ巣の発生のない鋳造品を鋳造することのできる。また、プランジャー及び加圧ピン外周のガス排出系の構造は単純であり、運転中のトラブルの発生は少なくなる。特に真空吸引機構を用いると、金型キャビテイ内の湯流れが良く薄肉鋳造を可能にし、溶湯の先湯が狭い溶湯凝固ゾーン用空隙に流入すると熱量量が小さく冷却面積が大きく、そこで直ちに凝固し停止して、ガス排出空隙通路に浸入することはない。また、キャビテイ第１湯溜部の深さを深くしたことにより、プランジャーのストロークを長くすることができ、キャビテイ製品部内の補充充填及び凝固収縮に対して充分な体積の溶湯をプランジャーによって圧入して、より緻密な組織で強度のある鋳造品を得ることができる。また、円形溶湯流入ゲートの内径よりもわずかに小径のプランジャーの先端凸起部で円形溶湯流入ゲートを閉塞させることによって、ストーク内の溶湯を早く保持炉に戻すとともに製品の取り出しを容易にすることができる。
【００３８】
さらに、金型キャビテイに溶湯を充填するとき、溶湯保持炉から直接充填するために高圧射出装置を必要とせず、充填後、円形溶湯流入ゲートを閉塞して小さな圧力で必要充分な加圧をすることができるので、従来の高圧法の１／３〜１／５の型締力で対応でき、鋳造装置のコストが大幅に安くなり、ゲート部分の肉厚が薄く冷却時間が短く、サイクルタイムが短くなり鋳造品のコストを大幅に引き下げることができる。また、溶湯を保持炉から直接供給するので酸化物が発生することもなく、その通路が短いことによって凝固層の発生も少なく、円形溶湯流入ゲートの出口に適当な高さを持つキャビテイ第１湯溜部を設けることによって噴流が天井に衝突することもなく、ガスの巻き込みをなくすとともに、わずかに残った酸化物や凝固層をキャビテイ第１湯溜部に滞留させることができ、その結果不純物の無い緻密な組織の鋳造品を得ることができる。また、溶湯のキャビテイへの充填を真空吸引のみや低圧鋳造方式で行う場合は、設備費が安くなるだけでなく、炉の湯面を広くしストークを２つ以上複数配置し、大型の鋳造品を鋳造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の竪型鋳造装置における溶湯の鋳込み状態を示す説明図である。
【図４】図３に続く本発明の竪型鋳造装置における作動状態を示す説明図である。
【図５】本発明の竪型鋳造装置における加圧ピンの作動状態のうち溶湯流入前の状態を示す説明図である。
【図６】図５に続く本発明の竪型鋳造装置における作動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  固定金型
２  可動金型
３  固定プラテン
４  可動プラテン
５  鋳込ストーク
６  溶湯保持炉
７，１６  溶湯
８  湯面
９  金型キャビテイ
１０  円形溶湯流入ゲート
１１  キャビテイ第１湯溜部
１２  サイドゲート
１３  凸起部
１４  プランジャー
１５  噴流
１７  溶湯凝固ゾーン用空隙
１８  ガス排出空隙
１９  キャビテイ第２湯溜部
２０  加圧ピン
２１  加圧ピン溶湯凝固ゾーン用空隙
２２  加圧ピン外周ガス排出空隙
２３  プランジャー用ピストン
２５  油圧シリンダ
２７  プランジャー  シールパッキング
２９  プランジャー  排出通路
３０  加圧ピン  ピストン
３１  加圧ピン  油圧シリンダ
３２  圧力油入口
３３  加圧ピン  シールパッキング
３４  加圧ピン  ガス排出通路
３５  金型シールパッキング
３６  プランジャー冷却水穴
３７  加圧ピン冷却水穴
３８  ストークシールパッキング
【図１】
2005125401.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005125401.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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