(57)【要約】【課題】  溶湯の凝固層（製品表面部）を素早く加圧した後に加圧ピンの進行スピードを遅くすることが可能な鋳造装置及び鋳造法の提供。【解決手段】鋳造装置は、溶湯が充填されるキャビティ６を形成する金型２と、キャビティ６に対して出没可能に設けられる加圧ピン７と、加圧ピン７と連結されるピストン９を有するシリンダー８を備える鋳造装置である。第一連通路１１から後方室８ｃに作動油が供給されてピストン９が前進していくと、第一回路１３が閉状態から開状態になると共に、第二回路１４が開状態から閉状態になり、加圧ピン７の前進スピードが遅くなる。【選択図】図２
2007253191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が充填されるキャビティを形成する金型と、該キャビティに対して出没可能に設けられる加圧ピンと、該加圧ピンと連結されるピストンを有するシリンダーとを備える鋳造装置において、該ピストンは、該ピストンの一端に設けられて該シリンダーの内壁を摺動する第一摺動部と、該ピストンの他端に設けられて該シリンダーの内壁を摺動する第二摺動部と、該第一摺動部と該第二摺動部の間に形成された溝部とを有し、該シリンダーは、該ピストンの前面と該シリンダーの内壁とにより画成される前方室と、該溝部と該シリンダーの内壁とにより画成される中間室と、該ピストンの後面と該シリンダーの内壁とにより画成される後方室と、該前方室と該中間室とを連通する第一回路及び第二回路と、該後方室と外部通路とを連通する第一連通路と、該中間室と外部通路とを連通する第二連通路とを有し、該第一連通路から該後方室に作動油が供給されて該ピストンが前進していくと、該第一回路が閉状態から開状態になると共に、該第二回路が開状態から閉状態になり、該加圧ピンの前進スピードが遅くなることを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
該シリンダーは、該前方室と該中間室とを連通すると共に内部にチェック弁が配設される第三回路を有し、該第二連通路から該中間室に作動油が供給されて該ピストンが後退する際に該第三回路が該中間室から該前方室に作動油を流入させることを特徴とする請求項１記載の鋳造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鋳造装置を用いて鋳造することを特徴とする鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ内に充填された溶湯を加圧することにより鋳巣の発生を防止する鋳造装置および該鋳造装置を用いた鋳造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト法等の金型鋳造においては、アルミニウム合金等の溶湯の凝固収縮に起因する鋳巣の発生を抑制するために、キャビティ内の溶湯を加圧することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２０５８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャビティ内に溶湯が充填されると、金型との熱交換によって溶湯表面（製品表面部）が凝固するため、加圧開始時にはこの凝固層を破るだけの加圧力が必要となる。一旦、加圧ピンによって凝固層が破られると、加圧ピンは未凝固状態の溶湯を押すことになる。しかし、上記公報記載の加圧装置においては、未凝固状態の溶湯を加圧する加圧力が加圧初期と同様に大きいので、加圧ピンは溶湯内を一気に押し進み、溶湯の逃げによっては溶湯の加圧が不十分になり、巣の発生原因となる空洞部を押し潰すことができないという問題を有する。
【０００５】
そこで、本発明は、凝固層を突き破った後に加圧ピンの進行スピードを遅くすることが可能な鋳造装置および該鋳造装置を用いた鋳造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】
上記目的を達成するために、溶湯が充填されるキャビティ６を形成する金型２と、該キャビティ６に対して出没可能に設けられる加圧ピン７と、該加圧ピン７と連結されるピストン９を有するシリンダー８とを備える鋳造装置１において、該ピストン９は、該ピストン９の一端に設けられて該シリンダー８の内壁８ａを摺動する第一摺動部９ａと、該ピストン９の他端に設けられて該シリンダー８の内壁８ａを摺動する第二摺動部９ｂと、該第一摺動部９ａと該第二摺動部９ｂの間に形成された溝部９ｃとを有し、該シリンダー８は、該ピストン９の前面９ｄと該シリンダー８の内壁８ａとにより画成される前方室８ｂと、該溝部９ｃと該シリンダー８の内壁８ａとにより画成される中間室８ｄと、該ピストン９の後面９ｅと該シリンダー８の内壁８ａとにより画成される後方室８ｃと、該前方室８ｂと該中間室８ｄとを連通する第一回路１３及び第二回路１４と、該後方室８ｃと外部通路１０とを連通する第一連通路１１と、該中間室８ｄと外部通路１０とを連通する第二連通路１２とを有し、該第一連通路１１から該後方室８ｃに作動油が供給されて該ピストン９が前進していくと、該第一回路１３が閉状態から開状態になると共に、該第二回路１４が開状態から閉状態になり、該加圧ピン９の前進スピードが遅くなる鋳造装置１を提供している。
【０００７】
ここで、該シリンダー８は、該前方室８ｂと該中間室８ｄとを連通すると共に内部にチェック弁１６が配設される第三回路１５を有し、該第二連通路１２から該中間室８ｄに作動油が供給されて該ピストン９が後退する際に該第三回路１５が該中間室８ｄから該前方室８ｂに作動油を流入させることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明は、請求項１又は２記載の鋳造装置１を用いて鋳造する鋳造法を提供している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１記載の鋳造装置によれば、加圧ピンが溶湯表面の凝固層（製品表面部）を素早く加圧した後に加圧ピンの前進スピードが遅くなるので、加圧ピンが溶湯の未凝固部分内を一気に進むことがなくなり、凝固の進行に応じた溶湯の加圧が可能となる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の鋳造装置によれば、ピストンが後退する際に溝部から前方室に作動油を流入させる第三回路を備えるので、加圧ピンを素早く後退位置に復帰させることができる。
【００１１】
本発明の請求項３記載の鋳造法によれば、請求項１又２記載の鋳造装置を用いて鋳造するので、溶湯の凝固収縮に起因する鋳巣の発生を抑制しながら、品質のよい鋳造品を安定して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】
【００１２】
本発明の実施の形態による鋳造装置について図１乃至図４に基づき説明する。尚、図１乃至図４において図の断面を示すハッチングは省略されている。図１に示すように、鋳造装置１は、金型２を有している。金型２は、固定ホルダー３ａと固定ダイス３ｂとからなる固定型３と、可動ホルダー４ａと可動ダイス４ｂとからなる可動型４により構成されている。
【００１３】
固定型３にはスリーブ５が設けられている。図１の型開き状態から型締めがなされた際には、固定ダイス３ｂと可動ダイス４ｂによってキャビティ６が画成されるようになっている。キャビティ６には、図示せぬプランジャチップがアルミニウム合金等の溶湯をスリーブ５を介して充填するようになっている。
【００１４】
可動ダイス４ｂには、加圧ピン７が摺動自在に保持されている。加圧ピン７は、キャビティ６に対して出没可能となっており、キャビティ６内に加圧ピン７が進入することによって、キャビティ６内に充填された溶湯が加圧されるようになっている。加圧ピン７は後述するピストン９と連結されている。
【００１５】
可動ダイス４ｂにはシリンダー８が設けられている。シリンダー８の内部にはピストン９が設けらている。ピストン９の一端には第一摺動部９ａが設けられており、ピストン９がシリンダー８内を前後動する際にこの第一摺動部９ａがシリンダー８の内壁８ａを摺動する。そして、ピストン９の他端には第二摺動部９ｂが設けられており、ピストン９がシリンダー８内を前後動する際にこの第二摺動部９ｂがシリンダー８の内壁８ａを摺動する。また、ピストン９は第一摺動部９ａと第二摺動部９ｂの間に溝部９ｃを有している。
【００１６】
図２に示すように、シリンダー８内には、ピストン９の前面９ｄとシリンダー８の内壁８ａにより前方室８ｂが画成されると共に、ピストン９の後面９ｅとシリンダー８の内壁８ａにより後方室８ｃが画成されている。また、シリンダー８内には、ピストン９の溝部９ｃとシリンダー８の内壁８ａにより中間室８ｄが画成されている。
【００１７】
シリンダー８は、後方室８ｃを外部通路１０と連通する第一連通路１１を有している。第一連通路１１は、ピストン９を前進させる際には外部通路１０から後方室８ｃ内に作動油を供給し、ピストン９を後退させる際には作動油を後方室８ｃから外部通路１０に排出する。また、シリンダー８は、中間室８ｄを外部通路１０と連通する第二連通路１２を有している。第二連通路１２は、ピストン９を前進させる際には中間室８ｄから外部通路１０に作動油を排出し、ピストン９を後退させる際には作動油を外部通路１０から中間室８ｄ内に供給する。
【００１８】
シリンダー８は、前方室８ｂと中間室８ｄを連通する第一回路１３および第二回路１４を有している。第一回路１３の断面積は第二回路１４よりも小さくなっている。第一回路１３は、ピストン９が図２の後退位置にある際にはピストン９の第一摺動部９ａにより閉状態にされており、ピストン９が前進することにより、図３に示すように開状態になって前方室８ｂと中間室８ｄを連通する。第二回路１４は、ピストン９が図２の後退位置にある際には開状態になっており、前方室８ｂと中間室８ｄを連通しているが、ピストン９が前進することにより図３に示すように第一摺動部９ａにより閉状態になる。第一回路１３が開状態となり、第二回路１４が閉状態となると、第一回路１３の方が断面積が小さいことから、第二回路１４が開状態の時よりも前方室８ｂから中間室８ｄに移動する作動油の量が少なくなり、ピストン９の前進スピードが遅くなるように構成されている。
【００１９】
図４に示すように、シリンダー８は、第一回路１３および第二回路１４が設けられる断面とは異なる断面に前方室８ｂと中間室８ｄを連通する第三回路１５を有している。第三回路１５の断面積は第一回路１３よりも大きくなっている。第三回路１５は、ピストン９が図１の後退位置にある際にはピストン９の第一摺動部９ａにより閉状態となっており、ピストン９が前進することにより開状態となる。第三回路１５の内部にはチェック弁１６が配設されており、第三回路１５が開状態において、作動油は中間室８ｄから前方室８ｂに向けてのみ流入可能となっている。作動油を第二連通路１２から中間室８ｄに供給してピストン９を後退させる場合に、断面積の小さい第一回路１３のみでは時間を要するが、断面積の大きい第三回路１５を設けることにより、ピストン９を素早く図１の後退位置に復帰できるようになっている。
【００２０】
外部通路１０は、油圧制御手段１７に接続されている。油圧制御手段１７は、図示せぬ油圧源、電磁切換弁等を備えている。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態による鋳造装置１を用いた鋳造法について説明する。本鋳造法においては、先ず、図１に示される状態から型締めを行い、固定ダイス３ｂと可動ダイス４ｂによってキャビティ６を画成する。次に、スリーブ５の図示せぬ給湯孔からアルミニウム合金等の溶湯をスリーブ５内に給湯し、図示せぬプランジャチップにより溶湯をキャビティ６に充填する。
【００２２】
次に、キャビティ６に充填された溶湯を加圧ピン７で加圧する加圧工程を行う。充填完了後の所定タイミングで油圧制御手段１７の図示せぬ電磁弁が切替えられ、作動油が外部通路１０からシリンダー８の第一連通路１１を介して後方室８ｃ内に供給されると、ピストン９が図２に示す後退位置から前進して加圧ピン７による溶湯６の加圧を開始する。ピストン９が前進することにより、前方室８ｂ内の作動油は第二回路１４を介して中間室８ｄに移動し、中間室８ｄ内の作動油は第二連通路１２から外部通路１０に排出される。
【００２３】
加圧ピン７は溶湯の表面の凝固層（製品表面部）を素早く加圧した後に、溶湯の未凝固部分に進入して行くが、図３に示すように、ピストン９の第一摺動部９ａの前進により第二回路１４が閉状態になり、第一回路１３が開状態になると、第一回路１３の断面積が第二回路１４の断面積よりも小さいことから、第二ピストン９の前進スピードが遅くなるので、加圧ピン７の前進スピードも遅くなる。従って、加圧ピン７は鋳巣の発生に起因する溶湯内の空洞部を確実に押し潰しながら所定の位置まで前進する。
【００２４】
溶湯の冷却が終了し、油圧制御手段１７の図示せぬ電磁弁が切替えられ、作動油が外部通路１０からシリンダー８の第二連通路１２を介して中間室８ｄに供給されると、作動油は第一回路１３及び第三回路１５を介して前方室８ｂに移動する。作動油が中間室８ｄから前方室８ｂに移動することによりピストン９は後退し、後方室８ｃ内の作動油は第一連通路１１から外部通路１０に排出される。尚、ピストン９が図２に示す位置に後退する迄が加圧工程である。
【００２５】
加圧工程が終了すると、金型２の型開きが行われ、鋳造品の取り出しが行われる。
【００２６】
本発明の鋳造装置及び鋳造法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲で記載した範囲で種々の変形又は改良が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の鋳造装置及び鋳造方法は、鋳巣の発生を抑制するために、キャビティ内の溶湯を加圧する鋳造の分野において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態による鋳造装置の型開き状態を示す断面図。
【図２】図１の鋳造装置のピストンがシリンダー内の後退位置にある状態を示す拡大断面図。
【図３】図１の鋳造装置のピストンがシリンダー内を前進した状態を示す拡大断面図。
【図４】図１の鋳造装置のピストンがシリンダー内を前進した状態であって図３とは異なる断面の拡大断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１      鋳造装置
２      金型
６      キャビティ
７      加圧ピン
８      シリンダー
８ａ    内壁
８ｂ    前方室
８ｃ    後方室
８ｄ    中間室
９      ピストン
９ａ    第一摺動部
９ｂ    第二摺動部
９ｃ    溝部
１０    外部通路
１１    第一連通路
１２    第二連通路
１３    第一回路
１４    第二回路
１５    第三回路
１６    チェック弁
１７    油圧制御手段
【図１】
2007253191.tif 000003
【図２】
2007253191.tif 000004
【図３】
2007253191.tif 000005
【図４】
2007253191.tif 000006