(57)【要約】【課題】傾動速度を早くした場合であっても湯道が閉塞されることがなく、ガス抜き効率を高めることができる傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた傾動式重力鋳造法の提供。【解決手段】傾動式重力鋳造装置１は、金型２にラドル７を備え、該ラドル７に溶湯を溜め、該金型２が傾けられたときに湯道５を介して該金型２のキャビティ６に溶湯Ｍを注ぐように構成されている。傾動式重力鋳造装置１は、湯道５を遮断する為の遮断部材１８と、キャビティ６の溶湯Ｍを加圧する為の加圧ピン２３とを備えている。キャビティ６内のガスを外部に排出する為のガス抜き溝４Ｃ、１８ｃが湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型にラドルを備え、該ラドルに溶湯を溜め、該金型が傾けられたときに湯道を介して該金型のキャビティに溶湯を注ぐ傾動式重力鋳造装置において、
該キャビティ内のガスを外部に排出する為のガス抜き溝が該湯道の入口から出口に亘って形成されていることを特徴とする傾動式重力鋳造装置。
【請求項２】
該湯道を遮断する為の遮断部材と、
該キャビティの溶湯を加圧する為の加圧ピンとを備え、
該ガス抜き溝は、該金型に形成された溝と該遮断部材の先端面に形成された溝とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の傾動式重力鋳造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の傾動式重力鋳造装置を用いて鋳造することを特徴とする傾斜式重力鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた傾動式重力鋳造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型に湯溜り（ラドル）を備え、この湯溜りに溶湯を溜め、金型が傾けられたときに湯道を介して金型のキャビティへ溶湯を注ぐ傾動式重力鋳造装置は下記特許文献１に記載されているように公知である。
【０００３】
こうした従来の傾動式重力鋳造装置では、自動車用ナックル等のキャビティが複雑形状となる製品を鋳造する場合は、押出ピンの周囲の間隙等からガス抜きを行っている。しかし、キャビティへの溶湯流入速度を早めようとして傾動速度を早くすると傾動角度が小さい段階から湯道が溶湯で閉塞され、ガス抜きを行ってもキャビティ内にガスが残留してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２３５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえに本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、傾動速度を早くした場合であっても湯道が閉塞されることがなく、ガス抜き効率を高めることができる傾動式重力鋳造装置及び該装置を用いた傾動式重力鋳造法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明に係る傾動式重力鋳造装置は、金型２にラドル７を備え、該ラドル７に溶湯を溜め、該金型２が傾けられたときに湯道５を介して該金型２のキャビティ６に溶湯Ｍを注ぐ傾動式重力鋳造装置１において、
該キャビティ６内のガスを外部に排出する為のガス抜き溝４Ｃ、１８ｃが該湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って形成されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、該湯道５を遮断する為の遮断部材１８と、該キャビティ６の溶湯Ｍを加圧する為の加圧ピン２３とを備え、該ガス抜き溝４Ｃ、１８ｃは、該金型２に形成された溝４Ｃと該遮断部材１８の先端面に形成された溝１８ｃとで構成されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る傾斜式重力鋳造法は、傾動式重力鋳造装置１を用いて鋳造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る傾動式重力鋳造装置及び傾動式重力鋳造法によれば、湯道に設けたガス抜き溝によりガス抜き効率を高めることができ、鋳造品にガスが残留して不良品となってしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の傾動式重力鋳造装置の断面図である。
【図２】遮断部材の斜視図である。
【図３】湯道形状を示す断面図である。
【図４】金型傾動工程により金型が１５°傾いた状態を説明する図である。
【図５】金型傾動工程により金型が４５°傾いた状態を説明する図である。
【図６】遮断部材で湯道を遮断した後に加圧ピンで溶湯を加圧している状態を説明する図である。
【図７】金型傾動工程が完了した状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る傾動式重力鋳造装置について図面を参酌しつつ説明する。図１に示されるように、傾動式重力鋳造装置１は、下側の固定型３と上側の可動型４とから構成される金型２を備えており、固定型３と可動型４とによって湯道５とキャビティ６を画成している。本実施形態においては、可動型分割面４Ａに形成された溝４Ｂ（図３参照）と、固定型分割面３Ａとにより湯道５が画成されている。固定型３にはラドル７が固定されており、このラドル７にアルミニウム合金等の溶湯Ｍが溜められている。
【００１２】
固定型３はベース８の上面８ａに固定されている。ガイド軸９の下端がベース８に固定され、ガイド軸９の上端がトッププレート１０に固定されている。トッププレート１０の上面１０ａには油圧シリンダ１１が固定されており、トッププレート１０を貫通したシリンダロッド１２の先端がトッププレート１０の下方に配設された可動プレート１３に連結されている。油圧シリンダ１１が駆動されると、可動プレート１３はガイド軸９にガイドされてベース８とトッププレート１０の間を図１の上下方向に移動可能となっている。可動プレート１３の下側には連結部材１４が設けられ、連結部材１４によって可動プレート１３と可動型４が連結されている。従って、可動型４は可動プレート１３と共にベース８とトッププレート１０の間を図１の上下方向に移動可能である。
【００１３】
傾動式重力鋳造装置１は図示せぬ傾動機構を備えている。傾動機構は公知の構成であり、ベース８に設けられ、図１の紙面の表と裏を結ぶ方向に延出する傾動軸と、傾動軸を支持する図示せぬ支持アームと、この支持アームに取り付けられている傾動駆動手段とを備えている。傾動機構により、ベース８及び金型２は図１に示す水平状態から矢印α方向に所定スピードで略９０度傾動することができるように構成されている。
【００１４】
可動型４の上面４ａには油圧シリンダ１５が固定されている。油圧シリンダ１５のシリンダロッド１６は、可動型４に形成された穴部４ｂ内においてカップリング１７により遮断部材１８と連結されている。図２に示すように、遮断部材１８はカップリング１７内に収容される円柱状の頭部１８ａと、四角柱状の軸部１８ｂとを備えている。遮断部材１８は湯道５の出口５Ｂ近傍に配置されており、軸部１８ｂの先端面は可動型４の溝４Ｂと固定型分割面３Ａと共に湯道５を画成している。軸部１８ｂの先端面にはガス抜き溝の一部を構成する逆Ｖ形状の溝１８ｃが３本形成されている。油圧シリンダ１５が駆動されると、軸部１８ｂの先端面は湯道５内に侵入し、湯道５を遮断するように構成されている。
【００１５】
溶湯Ｍの通路となる湯道５は、図１の紙面の表と裏を結ぶ方向で切った断面形状が図３に示すように略四角形状であり、可動型分割面４Ａに形成された溝４Ｂと、固定型分割面３Ａとによって図１の左右方向に延びるように画成されている。図３に示すように溝４Ｂの底面にはガス抜き溝としての逆Ｖ形状の３本の溝４Ｃが図１の左右方向に延びるように形成されている。上述した遮断部材１８が配置されている部分には溝４Ｃは形成されていないが、図１に示すように遮断部材１８の先端面が湯道５を画成している際には先端面に形成された３本の溝１８ｃの位置が溝４Ｃの位置と一致し、３本のガス抜き溝が湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って形成されるように構成されている。なお、可動型４の逆Ｖ形状の溝４Ｃと遮断部材１８の逆Ｖ形状の溝１８ｃは、ラドル７内の溶湯Ｍが湯道５を介してキャビティ６内に注がれる際に、溝内が溶湯で完全に満たされることを表面張力により確実に阻止し、溝内に空間を確保することができるサイズと形状により形成されている。
【００１６】
ベース８の下面８ｂには支持棒１９によって油圧シリンダ２０が固定されている。油圧シリンダ２０のシリンダロッド２１はカップリング２２を介して加圧ピン２３に連結されている。加圧ピン２３はベース８を貫通し、固定型３に形成された孔３ａ内に配置されている。油圧シリンダ２０が駆動されると、加圧ピン２３の先端はキャビティ６内に侵入し、加圧ピン２３がキャビティ６内の溶湯Ｍを加圧するように構成されている。
【００１７】
金型２には図示せぬ押出ピンが設けられており、可動型４を固定型３から離間させた後に、押出ピンで湯道５内とキャビティ６内で凝固した溶湯Ｍを押出して金型２から取り出すことが可能となっている。また、押出ピンの周囲の空隙は金型２を貫通する図示せぬガス排出通路とされており、このガス排出通路に図示せぬガス抜き手段が接続され、後述の金型傾動工程においてキャビティ６内を吸引してガスを排出したり、後述の離型剤塗布工程においてガス排出通路内にエアを供給したりすることが可能となっている。
【００１８】
次に、傾動式重力鋳造装置１を用いた傾動式重力鋳造法について説明する。傾動式重力鋳造法においては、先ず、ラドル７内に溶湯Ｍを溜める溶湯準備工程を行い、図１に示す状態とする。
【００１９】
次に、図１に示す状態から矢印αで示す方向に金型２を略９０°傾けてラドル７内の溶湯Ｍを湯道５を介してキャビティ６に注ぐ金型傾動工程を開始する。金型２は図示せぬ傾動機構によって所定スピードで傾動していく。この金型傾動工程によって金型２が傾くとラドル７内の溶湯Ｍは湯道５を介してキャビティ６内に注がれる。図４に示すように、金型傾動工程の初期のタイミングにおいて溶湯Ｍが湯道５を閉鎖するような状態になったとしても、湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って形成されたガス抜き溝（可動型４の逆Ｖ形状の溝４Ｃと遮断部材１８の逆Ｖ形状の溝１８ｃ）によりキャビティ６内のガスは湯道５を介して外部に排出される。金型傾動工程においては、湯道５を介してだけでなく、押ピンの周囲等のガス排出通路を介してもガス抜きが行われる。
【００２０】
金型傾動工程が完了するまでの間に、湯道遮断工程と加圧工程とを開始する。先ず、図５に示すように金型２が略４５°傾いてキャビティ６が溶湯Ｍで満たされた後のタイミングにおいて、油圧シリンダ１５を駆動し、遮断部材１８を湯道５内に侵入させ、遮断部材１８の先端面を固定型分割面３Ａに当接（又は近接）させて湯道５を遮断する湯道遮断工程を行う。本実施形態の傾動式重力鋳造装置１では、傾動機構による傾動スピードを速くした場合であっても湯道遮断工程により遮断部材１８が湯道５内に侵入するまでの間に湯道５が溶湯で完全に閉塞されることがなく、湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って形成されたガス抜き溝（可動型４の逆Ｖ形状の溝４Ｃと遮断部材１８の逆Ｖ形状の溝１８ｃ）を介してキャビティ６内のガスが金型２の外部に排出される。従って、ガス抜き効率を高めることができ、鋳造品にガスが残留して不良品となってしまうことを防ぐことができる。
【００２１】
湯道遮断工程により湯道５が遮断部材１８により遮断された後、油圧シリンダ２０を駆動して加圧ピン２３をキャビティ６内に侵入させる加圧工程を開始する（図６参照）。このように金型傾動工程が完了するまでの所定タイミングにおいて湯道５を遮断した状態でキャビティ６の溶湯Ｍを加圧ピン２３で加圧する加圧工程を開始することにより、凝固収縮により金型２から離れようとするキャビティ６の端部等の表面層を金型２に押しつけることができる。また、凝固収縮分の溶湯Ｍを加圧補充することができ、鋳造品Ｃ（図７参照）にひけ巣等の鋳造欠陥が生じることを充分に防ぐことができる。なお、加圧工程が完了した後も傾動は継続され、図１の状態から略９０°傾いた図６に示す状態になると傾動が停止され、金型傾動工程が完了する。
【００２２】
図示せぬ金型冷却手段によりキャビティ６内の溶湯が凝固したら、油圧シリンダ２０を駆動して加圧ピン２３を図７の左方向に後退させた後に型開き工程を行う。型開き工程においては、油圧シリンダ１１を駆動し、可動プレート１３と共に可動型４を図７の右方向に移動させ、可動型４を固定型３から離間させる。そして、金型２に設けられた図示せぬ押出ピンで鋳造品を金型２から取り出す鋳造品取出し工程と、湯道５やキャビティ６に離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、油圧シリンダ１１を駆動し、可動プレート１３と共に可動型４を図７の左方向に移動させ、可動型４を固定型３に当接させる型締め工程とを順次行う。最後に、傾動機構によって金型２を図１の状態に復帰させる。以上が傾動式重力鋳造法である。
【００２３】
本発明による傾動式重力鋳造装置及び傾動式重力鋳造装置法は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施形態においては、加圧ピン２３は固定型３側に配置されていたが、可動型４側に配置されるように構成してもよい。
【００２４】
また、上述の実施形態においては、加圧工程は金型傾動工程が完了する前に完了していたが、開始した加圧工程を金型傾動工程が完了した後も継続するようにしてもよい。
【００２５】
また、上述の実施形態においては、加圧工程は金型傾動工程が完了する前に完了していたが、金型傾動工程が完了した後に加圧ピンの停止を解除して加圧工程を再開するようにしてもよい。
【００２６】
また、上述の実施形態においては、湯道５の入口５Ａから出口５Ｂに亘って３本のガス抜き通路が形成されていたが、ガス抜き溝の本数は任意であり、湯道５に少なくとも１本のガス抜き溝が形成されていればよい。
【００２７】
また、上述の実施形態においては、可動型４の溝４Ｃと遮断部材１８の溝１８ｃは逆Ｖ形状であったが、ガス抜き溝の形状は逆Ｖ形状に限定されない。溝内が溶湯で完全に満たされることを表面張力により確実に阻止し、溝内に空間を確保できるのであればその形状とサイズは任意である。
【００２８】
また、上述の実施形態においては、湯道５のガス抜き溝は可動型４の溝４Ｃと遮断部材１８の溝１８ｃとにより構成されていたが、湯道５の入口５Ａから出口５Ｂまで連続して延びる溝を可動型４又は固定型３に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１      傾動式重力鋳造装置
２      金型
３      固定型
３Ａ    固定型分割面
４      可動型
４Ａ    可動型分割面
４Ｂ    溝
４Ｃ    溝（ガス抜き溝）
４ａ    上面
５      湯道
５Ａ    入口
５Ｂ    出口
６      キャビティ
７      ラドル
８      ベース
８ａ    上面
８ｂ    下面
９      ガイド軸
１０    トッププレート
１０ａ  上面
１１    油圧シリンダ
１２    シリンダロッド
１３    可動プレート
１４    連結部材
１５    油圧シリンダ
１６    シリンダロッド
１７    カップリング
１８    遮断部材
１８ａ  頭部
１８ｂ  軸部
１８ｃ  溝（ガス抜き溝）
１９    支持棒
２０    油圧シリンダ
２１    シリンダロッド
２２    カップリング
２３    加圧ピン
Ｍ      溶湯
Ｃ      鋳造品
【図１】
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【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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【図７】
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