(57)【要約】【課題】  溶湯が凝固した後、加圧ピンを容易に引き抜くことができる技術を提供する。【解決手段】  鋳造装置１０は、金型１２と加圧ピン１４とスプレー２６を備えている。金型１２は、製品キャビティ２２を有する。加圧ピン１４は、製品キャビティ２２に対して進退可能に設けられている。スプレー２６は、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を含む離型剤２４を加圧ピン１４に向かって噴射することによって、加圧ピン１４の周りに収縮抑制材料を付着させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品キャビティを有する成形型と、
製品キャビティに対して進退可能に設けられた加圧ピンと、
溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる付着手段、
を備える鋳造装置。
【請求項２】
収縮抑制材料には、溶湯材料に高濃度に含有されるほど溶湯の凝固時収縮率を低下させる収縮低下物質が、溶湯材料よりも高濃度に含有されていることを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【請求項３】
溶湯材料の主材料はアルミニウムであり、
収縮低下物質はシリコンであることを特徴とする請求項２に記載の鋳造装置。
【請求項４】
製品キャビティに対して進退可能な加圧ピンに、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を付着させる工程と、
収縮抑制材料を付着させた加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込む工程、
を備える鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造装置に関する。特に、成形型の製品キャビティに注入された溶湯に押し込まれる加圧ピンを有する鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品キャビティ内の溶湯が凝固時に収縮することから、鋳造後の製品には、いわゆる引け巣と呼ばれる未充填部が発生することがある。この引け巣を防止するために、製品キャビティ内の溶湯に加圧ピンを押し込み、凝固時の溶湯を加圧する技術が用いられている。加圧ピンは、溶湯が凝固して製品が成形された後、製品から引き抜かれる。しかしながら、溶湯が凝固時に収縮することから、加圧ピンが溶湯によって強固に把持されてしまい、加圧ピンが抜けにくくなる場合がある。この問題を解決する技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の鋳造装置では、加圧ピンの先端部に捨て置き部材が取付けられている。捨て置き部材は、加圧ピンと分離自在に取付けられている。この鋳造装置では、加圧ピンが、捨て置き部材とともに溶湯に向けて押込まれる。溶湯が凝固して製品が成形された後、捨て置き部材は製品に捨て置かれ、加圧ピンのみが製品から引き抜かれる。この鋳造装置では、溶湯が凝固時に収縮しても、加圧ピンが溶湯によって把持されず、加圧ピンが抜けにくくならないとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５４１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、捨て置き部材が鋳造金属と同種の金属材を用いて形成されていることが記載されている。この場合、捨て置き部材が溶湯内で溶融する可能性がある。捨て置き部材が溶融すると、捨て置き部材が凝固時に収縮してしまい、加圧ピンを強固に把持することとなる。これにより、加圧ピンが抜けにくくなってしまう。
【０００６】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、溶湯が凝固した後、加圧ピンを容易に引き抜くことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するための鋳造装置を提供する。本発明の鋳造装置は、成形型と加圧ピンと付着手段を備えている。成形型は、製品キャビティを有する。加圧ピンは、製品キャビティに進退可能に設けられている。付着手段は、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる。
【０００８】
この鋳造装置では、加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込み、凝固時の溶湯を加圧することによって、引け巣の発生を防止することができる。このとき、加圧ピンには収縮抑制材料を付着させておくことができ、加圧ピン周りの溶湯が凝固時に収縮することを抑制することができる。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。
【０００９】
上記した収縮抑制材料には、溶湯材料に高濃度に含有されるほど、溶湯材料の凝固時収縮率（凝固時に収縮する度合）を低下させる収縮低下物質が、溶湯材料よりも高濃度に含有されていることが好ましい。
この構成では、収縮低下物質が加圧ピン周りの溶湯に溶融することによって、加圧ピン周りの溶湯の収縮低下物質の濃度が上昇する。この結果、加圧ピン周りの溶湯の凝固時収縮率が低下する。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。
例えば、溶湯材料の主材料がアルミニウムである場合、収縮低下物質はシリコンであることが好ましい。
シリコンは、一般的にアルミニウム合金に添加される材料であるため、鋳造後にシリコンが製品内に残留しても、製品の品質を低下させない。
【００１０】
本発明は、上記した目的を達成するために、新規で有用な鋳造方法も提供する。本発明の鋳造方法は、製品キャビティに対して進退可能な加圧ピンに、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を付着させる工程と、収縮抑制材料を付着させた加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込む工程を備える。
この鋳造方法によれば、上記した鋳造装置と同様に、収縮抑制材料によって、加圧ピン周りの溶湯が凝固時に収縮することが抑制されている。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、加圧ピン周りの溶湯の凝固時の収縮が抑制されている。これにより、加圧ピンを引き抜く際に、製品や加圧ピンが損傷することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
下記の実施例の技術的な特徴について列記する。
（形態１）  収縮抑制材料は、離型剤に含まれている。
（形態２）  離型剤を加圧ピンに付着させることによって、収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる。
【実施例】
【００１３】
本発明を具現化した実施例に係る鋳造装置を図面を参照して説明する。図１は、鋳造装置１０の縦断面図である。図２は、鋳造装置１０に溶湯が供給される前の鋳造装置１０の状態を示す縦断面図である。鋳造装置１０では、アルミニウム合金の鋳造を行う。溶湯の主材料はアルミニウムであり、シリコンがおよそ９％含まれている。図１に示すように、鋳造装置１０は、金型１２と加圧ピン１４とスプレー２６を備えている。金型１２は、上型１６と下型１８を有している。上型１６の下面と下型１８の上面は、製品形状に対応するように加工されている。
【００１４】
加圧ピン１４は、上型１６に形成された貫通孔１６ａに挿入されている。加圧ピン１４は、貫通孔１６ａの軸方向に移動可能に配置されている。加圧ピン１４は、円柱状である。加圧ピン１４の直径は、貫通孔１６ａの内径と略同一に形成されている。このことから、加圧ピン１４と貫通孔１６ａとの間に溶湯が入り込まないようにされている。スプレー２６は、加圧ピン１４周りに向けて離型剤２４を噴射して、加圧ピン１４周りに離型剤２４を付着させる。離型剤２４は、例えば、エマルジョン系の離型剤を用いることができる。離型剤２４は、溶湯の凝固時収縮を抑制する収縮抑制材料を含んでいる。収縮抑制材料は、Ａｌ−１５％Ｓｉ合金の粉末である。収縮抑制材料のシリコンの濃度は、溶湯材料のシリコンの濃度よりも高い。Ａｌ−１５％Ｓｉ合金の粉末は、その粒子径が３０から６０μｍである。加圧ピン１４周辺に付着された離型剤２４は、その厚みがおよそ０．２ｍｍである。
【００１５】
図２に示すように、上型１６と下型１８が合わさって形成される空間内には、中子２０が挿入される。中子２０は、円柱形状である。中子２０は、金型１２に対して、中子２０の軸方向に移動可能に配置されている。上型１６と下型１８が合わさって形成される空間内に中子２０が配置されて、製品キャビティ２２が形成される。
【００１６】
次に、本実施例の鋳造方法について説明する。図３は、鋳造方法の手順を示すフローチャートである。最初に、図１に示すように、上型１６と下型１８を離間させた状態で、スプレー２６が加圧ピン１４周りに向けて離型剤２４を噴射して、加圧ピン１４周りに離型剤２４を付着させる（ステップＳ１２）。続いて、上型１６と下型１８を合わせる（ステップＳ１４）。図２に示すように、上型１６と下型１８とが合わさってできる空間に中子２０が挿入される（ステップＳ１６）。これにより、製品キャビティ２２が形成される。形成された製品キャビティ２２に、溶湯２３を注入する（ステップＳ１８）。溶湯２３が注入されて所定時間（例えば、肉薄部分２３ｂがほぼ凝固する時間）が経過すると（ステップＳ２０でＹＥＳ）、加圧ピン１４を製品キャビティ２２内の溶湯２３に押し込む（ステップＳ２２）。これにより、加圧ピン１４が製品キャビティ２２内の溶湯２３の肉厚部分２３ａを加圧して、溶湯２３の凝固時における収縮によって発生する引け巣を防止することができる。
【００１７】
加圧ピン１４が溶湯に押込まれてから所定時間（例えば溶湯全体が凝固する時間）が経過すると（ステップＳ２４）、加圧ピン１４を凝固した溶湯（製品）から引き抜いて、貫通孔１６ａ内に引込める（ステップＳ２６）。また、製品キャビティ２２に挿入された中子２０を引き抜く（ステップＳ２８）。続いて、上型１６と下型１８を離間し（ステップＳ３０）、製品を金型１２から取り出して（ステップＳ３２）、鋳造を終了する。
【００１８】
加圧ピン１４が溶湯に接触すると、加圧ピン１４に付着した収縮抑制材料が溶湯に溶融する。この結果、加圧ピン１４の周りには、シリコンの濃度が溶湯材料よりも高いアルミニウム合金が存在することとなる。シリコンは、溶湯材料であるアルミニウム合金に高濃度に含有されるほど、溶湯材料の凝固時収縮率を低下させる収縮低下物質である。したがって、加圧ピン１４周りの溶湯の凝固時の収縮を抑制することができる。これにより、溶湯２３が凝固して、製品が成形された後に、加圧ピン１４を容易に引き抜くことができる。
【００１９】
上記した鋳造装置１０では、収縮抑制材料にＡｌ−１５％Ｓｉ合金を用いている。但し、収縮抑制材料に含まれるシリコンの濃度は、溶湯材料のシリコンの濃度よりも高ければよく、１５％に限定されない。さらに、収縮抑制材料は、アルミニウム合金に限定されず、シリコン単体であってもよい。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記した鋳造装置１０では、鋳造装置１０に設置されたスプレー２６によって、自動的に収縮抑制材料を含む離型剤２４を加圧ピン１４の周りに付着させていた。しかしながら、作業者が収縮抑制材料を加圧ピン１４の周りに付着させてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施例の鋳造装置を示す縦断面図。
【図２】製品キャビティ内に溶湯が注入される前の鋳造装置を示す縦断面図。
【図３】鋳造方法の手順を示すフローチャート。
【図４】製品キャビティ内の溶湯に加圧ピンが押込まれているときの鋳造装置を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０：鋳造装置
１２：金型
１４：加圧ピン
２２：製品キャビティ
２６：スプレー
【図１】
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【図２】
2009297764.tif 000004
【図３】
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【図４】
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