JP2011167760A - Gravity casting apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gravity casting apparatus which requires no feeder head, and can pressurize gas into a molten metal in a mold at the optimum timing. <P>SOLUTION: The gravity casting apparatus includes: a mold in which a cavity is formed; a gate mold in which a gate opening to the upper edge is formed, and further, a runner guiding the molten metal to the cavity is formed; a shielding means capable of opening and shielding the runner; a plurality of gas ports provided so as to pass through from the outside of the mold to the inside of the cavity, suppressing the flowout of the molten metal filled into the cavity and provided with a gas valve capable of passing gas between the outside of the mold and the inside of the cavity; and a gas feeding means capable of feeding the gas to the plurality of gas ports at respectively different timings, and the gas feeding means starts the feed of gas to the gas port when the temperature of the molten metal filled to the position close to the gas port in the cavity is reduced to prescribed one per gas port. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、鋳型内に形成されたキャビティに金属の溶湯を注ぎ入れて成形品を形成する鋳造装置に関し、特に、溶湯の自重によりキャビティ内に溶湯を注ぎ込み、凝固させて成形品を得る重力鋳造装置に関する。   The present invention relates to a casting apparatus for forming a molded product by pouring a molten metal into a cavity formed in a mold, and in particular, gravity casting in which a molten product is poured into a cavity by its own weight and solidified to obtain a molded product. Relates to the device.

鋳型の上部に設けられた湯口から溶湯の重力のみで鋳型内に溶湯を注ぎ込んで鋳造する重力鋳造装置は、鋳造時の冷却速度を早くすることができ、鋳肌・寸法精度の良い緻密な鋳物製作が可能で、特に耐圧性や機械的性質にすぐれている。他方このような重力鋳造装置は、成形品の上部に凝固した際の体積減少を補う押湯を形成する必要があり、この押湯を冷却凝固させる時間が成形品の凝固時間以外に必要となる。また、押湯を形成することで溶湯量、溶解費がより必要となる上、押湯の切断の加工費も余分に必要となる。さらに、引け巣のない成形品を得るためには、溶湯をキャビティの底側から押湯側に向かって指向性凝固させる必要があるが、単に押湯を形成するだけでは溶湯の凝固時期を十分に制御することができない問題もあった。   Gravity casting equipment that casts molten metal by pouring the molten metal into the mold only by the gravity of the molten metal from the spout provided at the upper part of the mold, can increase the cooling rate at the time of casting, and is a precise casting with good casting surface and dimensional accuracy. Manufacturable, especially with excellent pressure resistance and mechanical properties. On the other hand, such a gravity casting apparatus needs to form a feeder that compensates for volume reduction when solidified on the upper part of the molded product, and a time for cooling and solidifying the feeder is required in addition to the solidification time of the molded product. . In addition, the amount of molten metal and the melting cost are further required by forming the feeder, and the processing cost for cutting the feeder is also required. Furthermore, in order to obtain a molded product with no shrinkage, the molten metal needs to be directional solidified from the bottom side of the cavity to the feeder side, but the solidification time of the molten metal is sufficient by simply forming the feeder. There was also a problem that could not be controlled.

一方、押湯量を少なくすることができる鋳造装置として、低圧鋳造法装置が挙げられる。この低圧鋳造装置は、溶湯を密閉した容器に入れ、１気圧以下の比較的小さい圧力のガス体でその溶湯面を加圧し、溶湯を重力と反対方向に給湯管を通して押し上げ、その上に設置された鋳型内に注湯して成形品を形成するものである（非特許文献１）。これによると、溶湯に圧力をかけて押し上げているので、凝固時の体積減少が少なくなり押湯量を少なくすることができる。   On the other hand, a low pressure casting method apparatus is mentioned as a casting apparatus which can reduce the amount of hot water. This low-pressure casting machine puts the molten metal in a sealed container, pressurizes the molten metal surface with a gas body having a relatively low pressure of 1 atm or less, pushes the molten metal through the hot water supply pipe in the direction opposite to gravity, and is installed on it. Then, molten metal is poured into the mold to form a molded product (Non-Patent Document 1). According to this, since the molten metal is pushed up by applying pressure, the volume reduction at the time of solidification is reduced and the amount of the molten metal can be reduced.

しかし、低圧鋳造装置は、鋳型の下側から溶湯を押し上げるものであるので、給湯管を鋳型の下側に設けて加圧するものであり、鋳型の下側に冷却装置を設けて鋳造時の冷却速度を早くすることができないことから、溶湯の凝固に時間がかかり、鋳造サイクルが長くなって、コストアップにつながるとともに、成形品の強度が弱くなりやすい。   However, since the low-pressure casting apparatus pushes up the molten metal from the lower side of the mold, a hot water supply pipe is provided below the mold to pressurize, and a cooling device is provided below the mold to cool the casting. Since the speed cannot be increased, it takes time to solidify the molten metal, and the casting cycle becomes longer, resulting in an increase in cost and the strength of the molded product tends to be weakened.

そこで、溶湯を鋳型内に注ぎこんだあと、鋳型内にガスを供給して鋳型内の溶湯を加圧する重力鋳造装置が提案されている。この重力鋳造装置は、例えば、図１３に示すように、鋳型１００に形成されてた湯口１０１にホッパ装置１０２が固定されており、このホッパ装置１０２に溶湯１０３を溜め、鋳型１００が傾けられたときに溶湯１０３を湯口１０１を介して鋳型１００のキャビティ１０４へ注ぐ形式の傾動式重力鋳造装置１０５であって、ホッパ装置１０２が高圧ガスを供給するガス供給手段１０６を具備するものである（例えば特許文献１、特許文献２）。これによると、ホッパ装置１０２内の溶湯１０３を鋳型１００のキャビティ１０４内に注ぎ込んだ後に、ホッパ装置１０２に高圧ガスを供給することで、湯口１０１を介してキャビティ１０４内の溶湯１０３がガス加圧されるので、押湯が必要ない重力鋳造装置１０５を実現できる。   Thus, a gravity casting apparatus has been proposed in which after the molten metal is poured into the mold, gas is supplied into the mold to pressurize the molten metal in the mold. In this gravity casting apparatus, for example, as shown in FIG. 13, a hopper device 102 is fixed to a gate 101 formed in a mold 100, and a molten metal 103 is stored in the hopper device 102, and the mold 100 is tilted. A tilting gravity casting apparatus 105 of the type in which the molten metal 103 is sometimes poured into the cavity 104 of the mold 100 through the gate 101, and the hopper apparatus 102 includes a gas supply means 106 for supplying high-pressure gas (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). According to this, after the molten metal 103 in the hopper device 102 is poured into the cavity 104 of the mold 100, the high pressure gas is supplied to the hopper device 102, so that the molten metal 103 in the cavity 104 is pressurized with gas via the gate 101. Therefore, the gravity casting apparatus 105 which does not require a feeder can be realized.

特開２００８−１００２７５号公報JP 2008-1000027 A 特開２００８−１００２７６号公報JP 2008-1003006 A 特開２００９−２１４１４９号公報JP 2009-214149 A

「鋳物の現場技術」、千々岩健児編著、日刊工業新聞社、１９８０年１１月５日発行、Ｐ２７０〜Ｐ２７１"On-site technology of castings", edited by Kenji Chijiiwa, published by Nikkan Kogyo Shimbun, November 5, 1980, P270-P271

しかし、上述の重力鋳造装置１０５は、溶湯１０３を供給する湯口１０１からガス加圧することになるので、ガス加圧する際の流速などの調整が難しい。また、湯口１０１から溶湯１０３を供給しつつ空気を排出するものであるので、溶湯１０３の供給速度が速すぎると湯口１０１を溶湯１０３が覆うことになりキャビティ１０４の空気が排出できなくなる虞があるので、溶湯１０３の注入スピードを遅くする必要がある。   However, since the above-mentioned gravity casting apparatus 105 pressurizes the gas from the pouring gate 101 that supplies the molten metal 103, it is difficult to adjust the flow rate when the gas is pressurized. Moreover, since the molten metal 103 is supplied from the gate 101 and the air is discharged, if the supply speed of the molten metal 103 is too fast, the molten metal 103 covers the gate 101 and the air in the cavity 104 may not be discharged. Therefore, it is necessary to slow down the injection speed of the molten metal 103.

また、キャビティ１０４に充填される溶湯は、湯口からの距離や各部位の厚さ等によって、キャビティ１０４の部位毎に溶湯の温度が異なり、凝固のタイミングが異なるため、一箇所の湯口１０１のみからガスを注入して加圧したとしても、最適なタイミングで溶湯を加圧することができない問題があった。   Moreover, the molten metal filled in the cavity 104 is different in temperature of the molten metal for each part of the cavity 104 depending on the distance from the gate and the thickness of each part, and the timing of solidification is different. Even when gas is injected and pressurized, there is a problem that the molten metal cannot be pressurized at an optimal timing.

そこで、本発明は、押湯を必要としない重力鋳造装置であって、最適なタイミングで鋳型内の溶湯にガス加圧することができる重力鋳造装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gravity casting apparatus that does not require a feeder and can pressurize a molten metal in a mold at an optimal timing.

請求項１に記載の重力鋳造装置は、成形品を形作るキャビティを内側に形成した鋳型と、上端に開口する湯口が形成されるとともに、当該湯口に注がれた溶湯を前記キャビティに案内する湯道が形成された湯口金型と、前記湯道に設けられ、当該湯道を開放及び遮蔽可能な遮蔽手段と、前記鋳型の外部から前記キャビティ内に貫通するように設けられ、前記キャビティ内に充填された前記溶湯が前記鋳型の外部への流出を抑止するとともに、前記鋳型の外部と前記キャビティ内との間でガスを通過可能なガス弁を具備した複数のガス口と、前記複数のガス口に対してそれぞれ異なるタイミングでガスを供給可能なガス供給手段と、を備え、前記ガス供給手段は、ガス口毎に前記キャビティ内の前記ガス口に近接する位置に充填された溶湯が所定温度まで低下したときに、当該ガス口に対してガスの供給を開始することを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 1, wherein a mold in which a cavity for forming a molded product is formed inside, and a gate opening at an upper end is formed, and a molten metal poured into the gate is guided to the cavity. A gate mold in which a passage is formed, a shielding means provided on the runner, capable of opening and closing the runner, and provided so as to penetrate from the outside of the mold into the cavity. A plurality of gas ports each provided with a gas valve capable of passing gas between the outside of the mold and the inside of the cavity, while the molten metal filled is prevented from flowing out of the mold; and the plurality of gases Gas supply means capable of supplying gas at different timings to the mouth, wherein the gas supply means is provided with a molten metal filled in a position close to the gas mouth in the cavity for each gas mouth. When lowered to the temperature, it is characterized by starting the supply of gas to the gas outlet.

なお、ここで「所定温度」は、溶湯の材料によりその最適値が異なるが、例えば一般的な鋳物鋳造用のアルミニウム合金の溶湯であれば、摂氏７１５度から摂氏７３５度の範囲が好ましい。なお、本発明の「所定温度」の範囲はこれに限定されるものではなく、溶湯材料の融点（凝固点）よりも高く、キャビティ内にガスを注入して加圧した場合に溶湯表面が飛び散らない程度の粘度を維持できる程度に低い温度であればよい。また本発明の「ガス」は、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば乾燥空気であってもよい。   Here, the “predetermined temperature” has an optimum value that differs depending on the material of the molten metal. However, for example, in the case of a molten aluminum alloy for general casting, a range of 715 degrees Celsius to 735 degrees Celsius is preferable. The range of the “predetermined temperature” of the present invention is not limited to this, and is higher than the melting point (freezing point) of the molten material, and the molten metal surface does not scatter when pressurized by injecting gas into the cavity. The temperature may be low enough to maintain a certain viscosity. The “gas” of the present invention is preferably an inert gas such as nitrogen or argon, but is not limited thereto, and may be, for example, dry air.

請求項２に記載の重力鋳造装置は、タイヤホイールを形作るキャビティを内側に形成した鋳型と、上端に開口する湯口が形成されるとともに、当該湯口に注がれた溶湯を前記キャビティに案内する湯道が形成された湯口金型と、前記湯道に設けられ、当該湯道を開放及び遮蔽可能な遮蔽手段と、前記鋳型の外部から前記キャビティ内に貫通するように設けられ、前記キャビティ内の前記溶湯が前記鋳型の外部への流出を抑止するとともに、前記鋳型の外部と前記キャビティ内との間でガスを通過可能なガス弁を具備した複数のガス口と、前記複数のガス口に対してそれぞれ異なるタイミングでガスを供給可能なガス供給手段と、を備え、前記キャビティは、中央にハブ孔を形成するハブ孔形成部と、当該ハブ孔形成部から間隔を開けて外周に環状に形成されリムを形成するリム形成部と、を有するとともに、前記複数のガス口は、前記リム形成部に所定間隔で複数形成されるリム部ガス口と、前記ハブ孔形成部に１以上形成されるハブ部ガス口と、を含み、前記ガス供給手段は、前記リム形成部内の溶湯が所定温度になったときに、前記リム部ガス口に対してガスの供給を開始し、前記ハブ孔形成部内の溶湯が所定温度になったときに、前記ハブ部ガス口に対してガス供給を開始することを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 2, wherein a mold in which a cavity forming a tire wheel is formed inside, and a gate opening at an upper end is formed, and a molten metal poured into the gate is guided to the cavity. A gate mold in which a passage is formed, a shielding means provided on the runner, capable of opening and closing the runner, and provided so as to penetrate from the outside of the mold into the cavity. A plurality of gas ports each having a gas valve capable of passing gas between the outside of the mold and the inside of the cavity while preventing the molten metal from flowing out of the mold; and the plurality of gas ports Gas supply means capable of supplying gas at different timings, and the cavity has a hub hole forming portion that forms a hub hole in the center, and an outer periphery spaced from the hub hole forming portion. A plurality of gas ports, and a plurality of gas ports are formed in the rim forming portion at a predetermined interval, and one or more rim portion gas ports are formed in the hub hole forming portion. A hub portion gas port formed, and the gas supply means starts supplying gas to the rim portion gas port when the molten metal in the rim formation portion reaches a predetermined temperature, and the hub When the molten metal in the hole forming portion reaches a predetermined temperature, gas supply to the hub portion gas port is started.

請求項３に記載の重力鋳造装置は、前記キャビティ内の溶湯の温度を感知する温度感知センサをさらに備え、前記所定温度は前記熱感知センサにより感知されるものであることを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 3 further includes a temperature detection sensor for detecting a temperature of the molten metal in the cavity, and the predetermined temperature is detected by the heat detection sensor.

なお、本発明の「熱感知センサ」としては、放射される赤外線を観測するサーモグラフィや異種金属間の熱電能の差を利用した熱電対センサ等の接触又は非接触の種々の温度センサを用いることができる。   In addition, as the “heat detection sensor” of the present invention, various contact or non-contact temperature sensors such as thermography for observing radiated infrared rays and thermocouple sensors utilizing the difference in thermoelectric power between different metals are used. Can do.

請求項４に記載の重力鋳造装置は、前記所定温度は、前記湯口に注ぎ込む前の溶湯の温度と、前記湯口に溶湯を注ぎ込んでからの経過時間とにより、統計的に算出することを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 4, wherein the predetermined temperature is statistically calculated from a temperature of the molten metal before pouring into the gate and an elapsed time after the molten metal is poured into the gate. Yes.

請求項５に記載の重力鋳造装置は、前記鋳型を冷却可能な冷却手段をさらに備えることを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 5 further includes a cooling means capable of cooling the mold.

請求項６に記載の重力鋳造装置は、前記遮蔽手段は、前記湯口金型を水平方向に貫通するスライド孔と、当該スライド孔にスライド可能に挿入されるスライド板と、により構成されており、当該スライド板の中央に形成された貫通孔が前記湯道に整合することにより前記湯道を開放するとともに、前記貫通孔と前記湯道とがずれることにより前記湯道を遮蔽するものであって、前記スライド板の上面は、当該スライド板のスライド方向に対して傾斜して形成されており、前記スライド孔の前記スライド板の上面に接する面は、当該スライド板の上面の傾斜と略等しい角度に傾斜して形成されることを特徴としている。   The gravity casting apparatus according to claim 6, wherein the shielding means includes a slide hole that penetrates the gate mold in a horizontal direction, and a slide plate that is slidably inserted into the slide hole. The through hole formed in the center of the slide plate opens the runner by aligning with the runner, and shields the runner by shifting the through hole and the runner. The upper surface of the slide plate is inclined with respect to the sliding direction of the slide plate, and the surface of the slide hole that contacts the upper surface of the slide plate has an angle substantially equal to the inclination of the upper surface of the slide plate. It is characterized by being formed to be inclined.

請求項１に記載の重力鋳造装置によると、湯口から湯道を通して鋳型内のキャビティに溶湯を充填したあとで、遮蔽手段により湯道を遮蔽し、ガス供給手段によりガス口から鋳型内にガスを供給することで、鋳型内の溶湯をガス加圧することができる。これにより押湯を設ける必要がなくなるので、押湯を冷却凝固させる時間分鋳造時間を短縮することができ、成形品の製造コストを下げることができる。また、押湯を形成するための溶湯量、溶解費、押湯を切断する加工費を削減することができる。ガス口は複数具備されるので、例えば複雑な形状の成形品を形成する鋳型であったしても、キャビティ内の必要な箇所に適切にガスを供給して加圧することができ、均質な成形品を得ることができる。しかも、複数のガス口に対して、当該ガス口に近接する位置に充填された溶湯の温度が所定温度になった場合に加圧するので、キャビティ内のそれぞれの部位に充填された溶湯の温度により、加圧のタイミングを変化させることができ、それぞれの部位に応じて適切なタイミングで溶湯を加圧することができる。   According to the gravity casting apparatus of claim 1, after filling the molten metal into the mold cavity from the gate through the runner, the runner is shielded by the shielding means, and the gas is supplied from the gas port to the mold by the gas supply means. By supplying, the molten metal in a casting_mold | template can be gas-pressurized. Accordingly, there is no need to provide a feeder, so that the casting time can be shortened by the time for cooling and solidifying the feeder, and the manufacturing cost of the molded product can be reduced. Further, it is possible to reduce the amount of molten metal for forming the feeder, the melting cost, and the processing cost for cutting the feeder. Since there are multiple gas ports, even if it is a mold that forms a molded product with a complicated shape, for example, gas can be supplied and pressurized appropriately to the required location in the cavity, so that uniform molding is possible. Goods can be obtained. Moreover, when the temperature of the molten metal filled in a position close to the gas port reaches a predetermined temperature, the pressure is increased with respect to the plurality of gas ports, so that depending on the temperature of the molten metal filled in each part in the cavity. The timing of pressurization can be changed, and the molten metal can be pressurized at an appropriate timing according to each part.

また、溶湯を注入しているときに、鋳型内の空気はガス口を介して外部に排出できるので、湯口は溶湯の注入のみができればよく、注入スピードを早くすることができる。   Further, when the molten metal is being injected, the air in the mold can be discharged to the outside through the gas port. Therefore, the molten metal just needs to be able to inject the molten metal, and the injection speed can be increased.

請求項２に記載の重力鋳造装置によると、タイヤホイールを形成するキャビティであって、より肉厚なハブ孔形成部と薄いリム形成部とで加圧タイミングを変化させることができるので、より適切なタイミングで溶湯を加圧することができ、均質な成形品を得ることができる。   According to the gravity casting apparatus according to claim 2, since it is a cavity for forming a tire wheel, the pressurization timing can be changed between a thicker hub hole forming portion and a thinner rim forming portion. The molten metal can be pressurized at an appropriate timing, and a homogeneous molded product can be obtained.

請求項３に記載の重力鋳造装置によると、キャビティ内の溶湯の温度を感知する温度感知センサを備えているので、溶湯の温度を適切に管理することができ、キャビティ内に充填された溶湯を加圧するタイミングを適切に計ることができる。   According to the gravity casting apparatus of the third aspect, since the temperature detection sensor for detecting the temperature of the molten metal in the cavity is provided, the temperature of the molten metal can be appropriately controlled, and the molten metal filled in the cavity can be controlled. The pressurization timing can be appropriately measured.

請求項４に記載の重力鋳造装置によると、湯口に注ぎ込む前の溶湯の温度と、湯口に溶湯を注ぎ込んでからの経過時間とにより、所定温度を算出するので、予め加圧タイミングを決定することができ、より簡易に適切なタイミングで溶湯に加圧することができる。   According to the gravity casting apparatus of claim 4, the predetermined temperature is calculated from the temperature of the molten metal before pouring into the gate and the elapsed time after pouring the molten metal into the gate, so the pressurization timing is determined in advance. It is possible to pressurize the molten metal at an appropriate timing more easily.

請求項５に記載の重力鋳造装置によると、鋳型内に注入された溶湯を冷却手段により冷却することができるので、成形品の硬度をより高めることができる。また、このように冷却できることで凝固時間を短縮することができ、鋳造サイクルを短くして、より鋳造コストを低減することができる。   According to the gravity casting apparatus of the fifth aspect, since the molten metal injected into the mold can be cooled by the cooling means, the hardness of the molded product can be further increased. Moreover, solidification time can be shortened because it can cool in this way, a casting cycle can be shortened, and casting cost can be reduced more.

請求項６に記載の重力鋳造装置によると、スライド板の上面は、このスライド板のスライド方向に対して傾斜して形成されており、スライド孔のスライド板の上面に接する面は、スライド板の上面の傾斜と略等しい角度に傾斜して形成されているので、スライド板をスライドさせて、スライド板の貫通孔と湯道とをずらしたときに、スライド板の上面とスライド孔のこのスライド板上面に接する面とは、互いに楔のように密着する方向に力が加わり、さらにスライド板が下方に押し付けられるので、スライド板の下面と、スライド孔の当該スライド板の下面に接する面とが密着する方向に力が加わる。したがって、スライド板の貫通孔を湯道からずらしたときに、スライド板をスライド孔に密着させることができ、確実に湯道を遮断することができる。   According to the gravity casting apparatus of the sixth aspect, the upper surface of the slide plate is formed to be inclined with respect to the slide direction of the slide plate, and the surface of the slide hole that contacts the upper surface of the slide plate is the slide plate. Since it is formed to be inclined at an angle substantially equal to the inclination of the upper surface, when the slide plate is slid and the through hole of the slide plate is shifted from the runner, the upper surface of the slide plate and this slide plate of the slide hole A force is applied to the surface in contact with the upper surface in the direction of close contact with each other like a wedge, and the slide plate is pressed downward, so that the lower surface of the slide plate and the surface of the slide hole in contact with the lower surface of the slide plate closely Power is applied in the direction of Therefore, when the through hole of the slide plate is shifted from the runner, the slide plate can be brought into close contact with the slide hole, and the runner can be reliably blocked.

本発明の重力鋳造装置の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the gravity casting apparatus of this invention. 湯口金型、遮蔽手段、及び上部金型の構成を説明するために、手前側半分を鉛直面で切り取った斜視図。The perspective view which cut off the near side half in the vertical plane in order to explain the composition of the gate mold, the shielding means, and the upper mold. 図２の斜視図において、遮蔽手段が湯口を閉塞した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the shielding means obstruct | occluded the gate in the perspective view of FIG. 側部金型及び下部金型の構成を説明するために、手前側半分を鉛直な面で切り取った斜視図。The perspective view which cut off the near side half by the perpendicular surface, in order to explain the composition of a side mold and a lower mold. ガス口に設けられるガス弁を説明する斜視図、及び断面図。The perspective view explaining the gas valve provided in a gas port, and sectional drawing. 湯口が側方を向いて開口した倒設状態の重力鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gravity casting apparatus of the inverted state in which the gate was opened facing the side. 傾動装置を動作させて、重力鋳造装置を傾斜させる途中の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in the middle of operating a tilting apparatus and inclining a gravity casting apparatus. 湯口が上方を向いて開口した立設状態の傾斜指揮重力鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the inclination command gravity casting apparatus of the standing state which the pouring gate opened upwards. 遮蔽手段をスライドさせて湯口金物の湯口を閉じた状態を説明する。A state where the gate is closed by sliding the shielding means will be described. 上部金型、側部金型、及び下部金型をそれぞれ引き離して、成形品を取り出す状態を説明する断面図。Sectional drawing explaining the state which pulls apart an upper metal mold | die, a side metal mold | die, and a lower metal mold | die respectively, and takes out a molded product. 湯口金型を分割した状態を説明する断面図。Sectional drawing explaining the state which divided the gate mold. スライド板の上面とスライド孔の当該スライド板の上面に接する面とがスライド方向に対して傾斜して形成されていることを説明するために便宜的に傾斜角を強調して記載した一部省略拡大断面図。In order to explain that the upper surface of the slide plate and the surface of the slide hole in contact with the upper surface of the slide plate are formed to be inclined with respect to the slide direction, a part of the slide plate is omitted for the sake of convenience. FIG. 従来の重力鋳造装置の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the conventional gravity casting apparatus.

以下、重力鋳造装置１の最良の実施形態について、各図を参照しつつ説明する。本実施形態においては、アルミニウム合金製のタイヤホイール（成形品６）を鋳造する重力鋳造装置１を例に説明するが、重力鋳造装置１は、例えば自動車のエンジンシリンダなどのその他の部材を鋳造するものであってもよい。重力鋳造装置１は、図１に示すように、複数の分解可能な金物を油圧シリンダにより結合することで、成形品６を形作るキャビティ２を形成し、倒設状態とこの倒設状態から略９０度起き上がらせた立設状態とに傾動可能な鋳型３と、例えばアルミニウム合金などの溶湯５を貯留する椀状部材４と、立設状態の鋳型３の上部に形成され、溶湯５を受け入れる湯口７１及び湯道７５が形成された湯口金型７と、この湯口７１を解放及び遮蔽することができる遮蔽手段８と、立設状態の鋳型３の上部に湯口７１とは別に形成された複数のガス口９ａ，９ｂと、これらのガス口９ａ，９ｂからガスを鋳型３内に流入させるガス供給手段９１と、を備えている。   Hereinafter, the best embodiment of the gravity casting apparatus 1 will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a gravity casting apparatus 1 for casting an aluminum alloy tire wheel (molded article 6) will be described as an example. The gravity casting apparatus 1 casts other members such as an engine cylinder of an automobile, for example. It may be a thing. As shown in FIG. 1, the gravity casting apparatus 1 forms a cavity 2 that forms a molded product 6 by connecting a plurality of decomposable hardware with a hydraulic cylinder. A mold 3 that can be tilted to a standing state that has been raised up, a bowl-like member 4 that stores molten metal 5 such as an aluminum alloy, and a spout 71 that is formed on the upper part of the casting mold 3 and that receives the molten metal 5. And a gate mold 7 in which a runner 75 is formed, a shielding means 8 that can release and shield the gate 71, and a plurality of gases formed separately from the gate 71 on the upper part of the casting mold 3 There are provided ports 9a, 9b and gas supply means 91 for allowing gas to flow into the mold 3 from these gas ports 9a, 9b.

なお、本実施形態においては重力鋳造装置１として、鋳型３を傾動させることにより椀状部材４に貯留した溶湯５を湯口７１から湯道７５を通してキャビティ２内に充填する傾動式重力鋳造装置を例に説明するが、本発明の重力鋳造装置１はこれに限定されるものではなく、鋳型３が傾動せず、上方に開放した湯口７１に柄杓で直接溶湯５を注ぎ、溶湯５の自重により湯道７５を通してキャビティ２内に溶湯を充填する重力鋳造装置１であってもよい。   In this embodiment, the gravity casting apparatus 1 is an example of a tilting gravity casting apparatus that fills the cavity 2 from the gate 71 through the runner 75 with the molten metal 5 stored in the bowl-shaped member 4 by tilting the mold 3. However, the gravity casting apparatus 1 of the present invention is not limited to this, and the mold 3 does not tilt, and the molten metal 5 is poured directly into the pouring gate 71 opened upward with a handle and the molten metal 5 is heated by its own weight. It may be a gravity casting apparatus 1 that fills the cavity 2 with the molten metal through the path 75.

鋳型３は上部金型３１、下部金型３３、及び４個に分割できる側部金型３２を嵌合して構成されており、その内部には溶湯５を充填してタイヤホイールの成形品６を形成するためのキャビティ２が形成されている。このキャビティ２は、円盤状のディスクを形成するディスク形成部２ｃと、このディスク形成部２ｃの中心に形成され、ハブ孔を形成するために肉厚に形成されたハブ孔形成部２ａと、ディスク形成部２ｃの外周に環状に形成されリムを形成するリム形成部２ｂと、を備えた空間である。上部金型３１、下部金型３３、及び側部金型３２は、図示しない油圧ジャッキによってそれぞれの動きが制御されており、鋳型３を形作るときにはそれぞれの金型を互いに密接させるように油圧ジャッキを制御している。また、この鋳型３は油圧ジャッキごと図示しない傾動装置に固定されており、少なくとも９０度まで傾動することができる。   The mold 3 is configured by fitting an upper mold 31, a lower mold 33, and a side mold 32 that can be divided into four pieces, and the inside thereof is filled with a molten metal 5 to form a molded article 6 of a tire wheel. Cavity 2 for forming is formed. The cavity 2 includes a disk forming part 2c for forming a disk-shaped disk, a hub hole forming part 2a formed at the center of the disk forming part 2c and formed thick to form a hub hole, It is a space provided with a rim forming portion 2b that is formed in an annular shape on the outer periphery of the forming portion 2c and forms a rim. The movements of the upper mold 31, the lower mold 33, and the side mold 32 are controlled by a hydraulic jack (not shown), and when forming the mold 3, the hydraulic jack is attached so that the molds are in close contact with each other. I have control. The mold 3 is fixed to a tilting device (not shown) together with the hydraulic jack, and can tilt up to at least 90 degrees.

上部金型３１は、図１及び図２に示すように、外表面３１ａがタイヤホイール（成形品６）のリムの内周面及びディスクの内側面の形状を形作るように椀状に形成されている。そして、この上部金型３１の上端に溶湯５を注入できる湯口７１が形成された湯口金型７が固定されており、この湯口金型７にはさらに椀状部材４が固定されている。また、上部金型３１の上部にはキャビティ２内のリム形成部２ｂに連通する複数のリム部ガス口９ａがリム形成部２ｂに沿って環状に配置されている。また、上部金型３１のハブ孔形成部２ａが形成されている部分には、ハブ孔形成部２ａに連通するハブ部ガス口９ｂが形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the upper mold 31 is formed in a bowl shape so that the outer surface 31a forms the shape of the inner peripheral surface of the rim of the tire wheel (molded product 6) and the inner surface of the disk. Yes. A pouring die 7 having a pouring gate 71 into which the molten metal 5 can be poured is fixed to the upper end of the upper die 31, and the hook-like member 4 is further secured to the pouring die 7. In addition, a plurality of rim portion gas ports 9 a communicating with the rim forming portion 2 b in the cavity 2 are annularly arranged along the rim forming portion 2 b at the upper portion of the upper mold 31. Further, a hub portion gas port 9b communicating with the hub hole forming portion 2a is formed at a portion where the hub hole forming portion 2a of the upper mold 31 is formed.

下部金型３３は、図１及び図４に示すように、上側がタイヤホイール（成形品６）のディスクの外側面の形状を形作るように形成されており、中央が***してハブ孔形成部２ａの下面を形成するとともに、このハブ孔形成部２ａの周囲に設けられたホイール固定用ボルト孔形成部３３ｂにより上部金型３１と接合する。またこの下部金型３３には内部に空冷式の冷却手段３３ｃが設けられており、鋳造する際に溶湯５を冷却することができる。側部金型３２は内周がタイヤホイール（成形品６）のリムの外周面の形状を形作る略円筒形状であって、ほぼ等しく４部材に分割される。この側部金型３２の下部分が下部金型３３の外周に当接して固定される。   As shown in FIGS. 1 and 4, the lower mold 33 is formed such that the upper side forms the shape of the outer surface of the disk of the tire wheel (molded product 6), and the center rises to form a hub hole forming portion. While forming the lower surface of 2a, it joins with the upper metal mold | die 31 by the bolt hole formation part 33b for wheel fixing provided in the circumference | surroundings of this hub hole formation part 2a. Further, the lower mold 33 is provided with an air-cooling type cooling means 33c, so that the molten metal 5 can be cooled during casting. The side mold 32 has a substantially cylindrical shape whose inner periphery forms the shape of the outer peripheral surface of the rim of the tire wheel (molded product 6), and is divided into four substantially equal parts. The lower portion of the side mold 32 is fixed in contact with the outer periphery of the lower mold 33.

椀状部材４は図１に示されるように、椀状に形成されており、鋳型３を立設状態に保持したときに、鋳型３の上部金型３１の上端に９０度傾いた状態で固定される。また、湯口金型７は、図２及び図７に示すように、溶湯５を受け入れて鋳型３内のキャビティ２に溶湯５を案内する湯口７１が設けられた金属部材である。この湯口金型７は、図１１に示すように、上部材７２、中部材７３、及び下部材７４に、さらに３つに分割することができ、それらを例えばボルトにより固定して形成している。また、湯口金型７は上部金型３１にボルトで固定されている。このように３つに分割できることで、図１１に示すように、例えば溶湯５が多すぎて湯口７１内で凝固したような場合でも湯口金型７を分離することで、簡単に取り除くことができる。   As shown in FIG. 1, the bowl-shaped member 4 is formed in a bowl shape, and is fixed to the upper end of the upper mold 31 of the mold 3 while being tilted by 90 degrees when the mold 3 is held upright. Is done. 2 and 7, the gate mold 7 is a metal member provided with a gate 71 that receives the molten metal 5 and guides the molten metal 5 to the cavity 2 in the mold 3. As shown in FIG. 11, the gate mold 7 can be further divided into an upper member 72, an intermediate member 73, and a lower member 74, which are fixed by bolts, for example. . The gate mold 7 is fixed to the upper mold 31 with bolts. Since it can be divided into three in this way, as shown in FIG. 11, for example, even when there is too much molten metal 5 and solidifies in the gate 71, it can be easily removed by separating the gate mold 7. .

そして、遮蔽手段８は、図１、図２、及び図９に示すように、湯口金型７を水平方向に貫通するスライド孔８２と、このスライド孔８２にスライド可能に挿入されるスライド板８０と、により構成されており、このスライド板８０の中央に形成された貫通孔８４が湯道７５に整合することにより湯道７５を開放するとともに、この貫通孔８４と湯道７５とがずれることにより湯道７５を遮蔽する金属部材である。スライド板８０の一端には、湯道遮蔽用の油圧ジャッキ８１が連結されており、この油圧ジャッキ８１がスライド板８０を水平方向にスライドさせることにより湯道７５とスライド板８０の貫通孔８４とを整合させ又はずらしている。スライド板８０の他端には、湯道７５とスライド板８０の貫通孔８４とが整合した状態でスライド板８０を固定するためのストッパ８３が形成されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 9, the shielding means 8 includes a slide hole 82 that penetrates the gate mold 7 in the horizontal direction, and a slide plate 80 that is slidably inserted into the slide hole 82. The through hole 84 formed in the center of the slide plate 80 is aligned with the runner 75 so that the runner 75 is opened and the through hole 84 and the runner 75 are displaced. This is a metal member that shields the runner 75. One end of the slide plate 80 is connected to a hydraulic jack 81 for shielding the runner, and the hydraulic jack 81 slides the slide plate 80 in the horizontal direction so that the runner 75 and the through hole 84 of the slide plate 80 are connected. Are aligned or offset. At the other end of the slide plate 80, a stopper 83 for fixing the slide plate 80 in a state where the runner 75 and the through hole 84 of the slide plate 80 are aligned is formed.

湯道遮蔽用の油圧ジャッキ８５を用いてこのスライド板８０を引くと、図２に示すようにストッパ８３が湯口金型７の内周面に当接する位置までスライド板８０が引き出される。このときスライド板８０の貫通孔８４は湯口金型７の湯口７１と互いに整合する状態となるので、湯口７１からキャビティ２までが連通することになる。したがって、椀状部材４から湯口金型７が受け入れた溶湯５をキャビティ２に案内することができる。一方、湯道遮蔽用のジャッキ８５を用いてスライド板８０を押し入れると、図３に示すように湯道７５が遮蔽される。これによりキャビティ２は湯口７１と連通しなくなり、キャビティ２内のガスが湯口７１から流出することがなくなる。   When this slide plate 80 is pulled using the hydraulic jack 85 for blocking the runner, the slide plate 80 is pulled out to a position where the stopper 83 contacts the inner peripheral surface of the gate mold 7 as shown in FIG. At this time, the through hole 84 of the slide plate 80 is aligned with the gate 71 of the gate mold 7, so that the gate 71 communicates with the cavity 2. Therefore, the molten metal 5 received by the gate die 7 from the bowl-shaped member 4 can be guided to the cavity 2. On the other hand, when the slide plate 80 is pushed in using the runner shield jack 85, the runner 75 is shielded as shown in FIG. As a result, the cavity 2 does not communicate with the gate 71, and the gas in the cavity 2 does not flow out of the gate 71.

このスライド板８０は、スライド板８０の上面が、貫通孔８４に向かって下り勾配に僅かに傾斜しており、図１２に示すようにスライド板８０の上面は貫通孔８４に向かって窪んだように形成されている。また、スライド孔８２のスライド板８０の上面に接する面も、このスライド板８０の上面の傾斜と略等しい角度に傾斜しており、スライド孔８２の上面が下側に膨らんでいる。なお、図１２においては、スライド板８０の上面及びスライド孔８２の当該スライド板８０の上面に当接する面が傾斜していること認識できるように実際よりも大きく傾斜させて図示しているが、実際にはスライド板８０がスライドできる程度に僅かに傾斜している。このように構成すると、スライド板８０をスライドさせて湯道７５を遮蔽したときに、スライド板８０の上面が傾斜しているので、スライド板８０には下向きにも力が加わることになる。したがってスライド板８０の下面は、このスライド板８０の下面に当接するスライド孔８２の下面に、押し付けられることになるので、スライド板８０とスライド孔８２の下面とがより強固に密着することになり、より確実にキャビティ２を遮蔽することができる。   In the slide plate 80, the upper surface of the slide plate 80 is slightly inclined downward toward the through hole 84, and the upper surface of the slide plate 80 seems to be recessed toward the through hole 84 as shown in FIG. Is formed. The surface of the slide hole 82 that contacts the upper surface of the slide plate 80 is also inclined at an angle substantially equal to the inclination of the upper surface of the slide plate 80, and the upper surface of the slide hole 82 swells downward. In FIG. 12, the upper surface of the slide plate 80 and the surface of the slide hole 82 that contacts the upper surface of the slide plate 80 are illustrated so as to be inclined larger than actual so that it can be recognized. Actually, the slide plate 80 is slightly inclined so that it can slide. If comprised in this way, when the slide plate 80 is slid and the runner 75 is shielded, since the upper surface of the slide plate 80 is inclined, force is applied to the slide plate 80 also downward. Therefore, the lower surface of the slide plate 80 is pressed against the lower surface of the slide hole 82 that contacts the lower surface of the slide plate 80, so that the slide plate 80 and the lower surface of the slide hole 82 are more firmly adhered to each other. The cavity 2 can be shielded more reliably.

ガス口９ａ，９ｂは、図１に示すように、湯口金型７とは別に上部金型３１に形成された外部とキャビティ２とを連通する細長い孔であり、前述の通り、キャビティ２内のリム形成部２ｂに連通する複数のリム部ガス口９ａと、ハブ孔形成部２ａに連通するハブ部ガス口９ｂと、が形成されている。これらガス口９ａ，９ｂのキャビティ２側にはガスを通過させるとともに、溶湯５が外部に流出することを抑止するガス弁９２が設けられている。ガス弁９２は図５に示されるように、有底の円筒形状の金属部品であって、底部に複数の幅の狭いスリット９２ａが形成されている。空気などのガスはこのスリット９２ａを自由に通過することができるが、アルミニウム合金などの金属の溶湯５は、表面張力が大きく、他の物体に付着しにくいので、スリット９２ａを通過に対して抵抗することになり、このガス弁９２を溶湯５が通過することはない。ガス供給手段９１は、例えばヘリウムやアルゴンなどの希ガス又は空気をガス口９ａ，９ｂを介して高圧でキャビティ２に供給するものである。   As shown in FIG. 1, the gas ports 9 a and 9 b are elongated holes that communicate with the cavity 2 and the outside formed in the upper mold 31 separately from the gate mold 7. A plurality of rim portion gas ports 9a communicating with the rim forming portion 2b and a hub portion gas port 9b communicating with the hub hole forming portion 2a are formed. A gas valve 92 is provided on the side of the cavity 2 of these gas ports 9a and 9b, while allowing gas to pass therethrough and preventing the molten metal 5 from flowing out. As shown in FIG. 5, the gas valve 92 is a cylindrical metal part with a bottom, and a plurality of narrow slits 92 a are formed at the bottom. Gases such as air can freely pass through the slit 92a, but the molten metal 5 such as aluminum alloy has a high surface tension and is difficult to adhere to other objects. As a result, the molten metal 5 does not pass through the gas valve 92. The gas supply means 91 supplies, for example, a rare gas such as helium or argon or air to the cavity 2 at high pressure via the gas ports 9a and 9b.

また、図示しないが、鋳型３の外部には、キャビティ２内に充填された溶湯５の温度を計測することができる温度感知センサが設けられている。なお、溶湯５の温度感知は、例えば赤外線サーモグラフィを用いた温度感知センサやその他の種々の公知の温度感知センサを用いることができる。また、温度感知センサを設けることに代えて、充填前の溶湯５の温度、余熱した鋳型３の温度、鋳型３の外気温等の鋳造作業を開始する時の温度を管理して、この鋳造作業開始時からの経過時間を計ることによりキャビティ２内の溶湯５の温度を算出してもよい。   Although not shown, a temperature detection sensor capable of measuring the temperature of the molten metal 5 filled in the cavity 2 is provided outside the mold 3. In addition, the temperature detection of the molten metal 5 can use the temperature detection sensor which used infrared thermography, and various other well-known temperature detection sensors, for example. Further, instead of providing a temperature sensor, the temperature at the time of starting the casting operation such as the temperature of the molten metal 5 before filling, the temperature of the preheated mold 3 and the outside air temperature of the mold 3 is controlled, and this casting operation is performed. The temperature of the molten metal 5 in the cavity 2 may be calculated by measuring the elapsed time from the start.

以上のように構成される重力鋳造装置１を用いて鋳物を形成するときには、まず、図示しない油圧ジャッキを制御して鋳型３を倒設状態に保持する。ここで、倒設状態とは、湯口７１が設けられた部分が側方を向くように、鋳型３を傾けた状態であり湯口７１がキャビティ２よりも下に位置するように保持される。このとき、椀状部材４は上部が開放された状態で湯口金型７に固定されている。また、遮蔽手段８は湯口金型７の湯口７１が開放状態となるように保持されている。次に、図示しない柄杓で所定温度に管理したアルミニウム合金の溶湯５を椀状部材４に注ぎ溶湯５を溜める。   When a casting is formed using the gravity casting apparatus 1 configured as described above, first, the mold 3 is held in an inverted state by controlling a hydraulic jack (not shown). Here, the inverted state is a state in which the mold 3 is inclined so that the portion provided with the pouring gate 71 faces sideways, and the pouring gate 71 is held so as to be positioned below the cavity 2. At this time, the bowl-shaped member 4 is fixed to the gate mold 7 with the upper part opened. Further, the shielding means 8 is held such that the gate 71 of the gate mold 7 is opened. Next, an aluminum alloy melt 5 controlled at a predetermined temperature with a handle not shown is poured into the bowl-like member 4 to accumulate the melt 5.

そして、次に図示しない傾動装置を制御して、鋳型３を立設状態に至るまで徐々に傾動させる。図７に示すように、椀状部材４に溜められた溶湯５は湯口金型７の湯口７１から湯道７５に入り、さらに、スライド板８０の貫通孔８４を通過してキャビティ２内に注ぎ込まれ、立設状態になると図８に示すように溶湯５がキャビティ２内に充満する。   Then, a tilting device (not shown) is controlled to gradually tilt the mold 3 until it reaches the standing state. As shown in FIG. 7, the molten metal 5 stored in the bowl-shaped member 4 enters the runner 75 from the gate 71 of the gate mold 7, and further passes through the through hole 84 of the slide plate 80 and is poured into the cavity 2. In the upright state, the molten metal 5 fills the cavity 2 as shown in FIG.

そして、次に、図９に示すように、湯道遮蔽用の油圧ジャッキ８５を制御してスライド板８０を押し込み、湯口７１とキャビティ２との間を遮蔽する。その後、温度感知センサによりキャビティ２内に充填した溶湯５の温度を計測する。温度感知センサはキャビティのハブ孔形成部２ａに充填した溶湯５の温度を計測し、このハブ孔形成部２ａに充填した溶湯５の温度が所定温度まで低下した時に、ガス供給手段９１を制御してハブ部ガス口９ｂにガスを供給する。供給されるガスは、周辺の気圧よりも１気圧程度高い気圧で供給されるが、供給されるガスの気圧はこれに限定されるものではない。また、温度感知センサはキャビティ２のリム形成部２ｂに充填した溶湯５の温度を計測し、このリム形成部２ｂに充填した溶湯５の温度が所定温度まで低下した時に、ガス供給手段９１を制御してリム部ガス口９ａにガスを供給する。なお、温度感知センサがリム形成部２ｂの複数箇所で溶湯５の温度を計測し、複数のリム部ガス口９ａのうち、計測された温度が所定温度まで低下した場所に近接するリム部ガス口９ａからガスを供給するように構成することもでき、このように構成すると溶湯の温度によりより細かくガス供給タイミングを変化させることができるので、より均質な成形品６を得ることができる。そして、次に、下部金型３３に設けられた冷却手段３３ｃを作動させてキャビティ２内の溶湯５を冷却する。   Next, as shown in FIG. 9, the hydraulic jack 85 for blocking the runner is controlled to push the slide plate 80, so that the gap between the gate 71 and the cavity 2 is blocked. Thereafter, the temperature of the molten metal 5 filled in the cavity 2 is measured by a temperature sensor. The temperature detection sensor measures the temperature of the molten metal 5 filled in the hub hole forming portion 2a of the cavity, and controls the gas supply means 91 when the temperature of the molten metal 5 filled in the hub hole formed portion 2a falls to a predetermined temperature. Then, gas is supplied to the hub portion gas port 9b. The supplied gas is supplied at a pressure higher by about 1 atm than the ambient pressure, but the pressure of the supplied gas is not limited to this. Further, the temperature sensor measures the temperature of the molten metal 5 filled in the rim forming part 2b of the cavity 2, and controls the gas supply means 91 when the temperature of the molten metal 5 filled in the rim forming part 2b is lowered to a predetermined temperature. Then, gas is supplied to the rim portion gas port 9a. The temperature detection sensor measures the temperature of the molten metal 5 at a plurality of locations of the rim forming portion 2b, and the rim portion gas port close to the place where the measured temperature is reduced to a predetermined temperature among the plurality of rim portion gas ports 9a. It can also comprise so that gas may be supplied from 9a, If it comprises in this way, since a gas supply timing can be changed more finely by the temperature of a molten metal, the more uniform molded product 6 can be obtained. Next, the cooling means 33 c provided in the lower mold 33 is operated to cool the molten metal 5 in the cavity 2.

溶湯５が冷却されて凝固すると、図示しない油圧ジャッキを制御して、成形品６から上部金型３１を上方に引き離し、側部金型３２を４方向に引き離す。そして、この成形品６を下部金型３３から取り外すことで成形品６を得ることができる。   When the molten metal 5 is cooled and solidified, a hydraulic jack (not shown) is controlled to pull the upper mold 31 away from the molded product 6 and the side mold 32 to be separated in four directions. Then, the molded product 6 can be obtained by removing the molded product 6 from the lower mold 33.

以上のように、本実施形態の重力鋳造装置１によると、鋳型３を傾動させて椀状部材４から湯口７１に溶湯５を注ぎ込むときに、キャビティ２内の空気はガス口９ａ，９ｂを介して外部に排出できるので、湯口７１からは溶湯５の注入のみができればよく、湯口７１全体に溶湯５を注ぎ込むことができるので、鋳型３の傾斜スピードを早くすることができる。また、ガス供給手段９１によりガス口９ａ，９ｂからキャビティ２内に高圧ガスを供給することで、キャビティ２内の溶湯５をガス加圧することができ、押湯を設ける必要がなくなる。したがって、押湯を冷却凝固させる時間分鋳造時間を短縮することができ、成形品６の製造コストを下げることができる。また、押湯を形成するための溶湯量、溶解費、押湯を切断する加工費を削減することができる。   As described above, according to the gravity casting apparatus 1 of the present embodiment, when the mold 3 is tilted and the molten metal 5 is poured from the bowl-shaped member 4 into the gate 71, the air in the cavity 2 passes through the gas ports 9a and 9b. Therefore, it is sufficient that only the molten metal 5 can be injected from the pouring gate 71, and the molten metal 5 can be poured into the entire pouring gate 71, so that the inclination speed of the mold 3 can be increased. Further, by supplying high-pressure gas into the cavity 2 from the gas ports 9a and 9b by the gas supply means 91, the molten metal 5 in the cavity 2 can be pressurized with gas, and there is no need to provide a feeder. Therefore, the casting time can be shortened by the time for cooling and solidifying the feeder, and the manufacturing cost of the molded product 6 can be reduced. Further, it is possible to reduce the amount of molten metal for forming the feeder, the melting cost, and the processing cost for cutting the feeder.

しかも、ガス口９ａ，９ｂはハブ部ガス口９ｂと複数のリム部ガス口９ａとが設けられており、キャビティ２内に充填した溶湯５の温度が所定温度まで低下した場所に近接するガス口９ａ，９ｂから順にガス加圧を開始するので、溶湯が凝固する前であって、且つ、ある程度の粘性を有し、質の良い成形品６を得るために適切なタイミングでガス加圧することができる。したがって、溶湯の粘性が低い状態でガスを供給した場合に起こりうるガス口９ａ，９ｂ付近の溶湯５が窪んで固まるといった不都合も抑制することができ、しかもガス供給のタイミングが遅すぎて、ひけ巣が発生するといった不都合も回避することができる。   Moreover, the gas ports 9a and 9b are provided with a hub portion gas port 9b and a plurality of rim portion gas ports 9a, and the gas ports close to the place where the temperature of the molten metal 5 filled in the cavity 2 is lowered to a predetermined temperature. Since the gas pressurization is started in order from 9a and 9b, the gas pressurization can be performed at an appropriate timing in order to obtain a molded product 6 having a certain degree of viscosity and having a certain degree of viscosity before the molten metal solidifies. it can. Therefore, it is possible to suppress the inconvenience that the molten metal 5 near the gas ports 9a and 9b is depressed and solidified when the gas is supplied in a state where the viscosity of the molten metal is low, and the timing of supplying the gas is too late. Inconveniences such as the formation of nests can also be avoided.

さらに、鋳型３内に注入された溶湯５は、下部金型３３に形成された空冷式の冷却手段３３ｃにより冷却することができるので、成形品６の強度を上げることができ、少ない材料でより軽い重さで求められる強度を発揮する成形品６を鋳造することができる。しかも、このように冷却できることで凝固時間を短縮することができ、より鋳造コストを低減することができる。   Furthermore, since the molten metal 5 injected into the mold 3 can be cooled by the air-cooling type cooling means 33c formed in the lower mold 33, the strength of the molded product 6 can be increased and less material can be used. It is possible to cast the molded product 6 that exhibits the required strength with a light weight. In addition, the ability to cool in this way can shorten the solidification time, thereby further reducing the casting cost.

なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。   Needless to say, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the idea of the present invention.

本発明に係る重力鋳造装置１は、例えばアルミ合金の成形物を鋳造する鋳造装置として、好適に用いることができる。   The gravity casting apparatus 1 according to the present invention can be suitably used as, for example, a casting apparatus for casting an aluminum alloy molded product.

１ 重力鋳造装置
２ キャビティ
２ａ ハブ形成部
２ｂ リム形成部
３ 鋳型
４ 椀状部材
５ 溶湯
６ 成形品
７ 湯口金型
８ 遮蔽手段
９ａ リム部ガス口
９ｂ ハブ部ガス口
３３ｃ 冷却手段
７１ 湯口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gravity casting apparatus 2 Cavity 2a Hub formation part 2b Rim formation part 3 Mold 4 Saddle-shaped member 5 Molten metal 6 Molded product 7 Pouring die 8 Shielding means 9a Rim part gas port 9b Hub part gas port 33c Cooling means 71 Pouring port

Claims (6)

成形品を形作るキャビティを内側に形成した鋳型と、
上端に開口する湯口が形成されるとともに、当該湯口に注がれた溶湯を前記キャビティに案内する湯道が形成された湯口金型と、
前記湯道に設けられ、当該湯道を開放及び遮蔽可能な遮蔽手段と、
前記鋳型の外部から前記キャビティ内に貫通するように設けられ、前記キャビティ内に充填された前記溶湯が前記鋳型の外部への流出を抑止するとともに、前記鋳型の外部と前記キャビティ内との間でガスを通過可能なガス弁を具備した複数のガス口と、
前記複数のガス口に対してそれぞれ異なるタイミングでガスを供給可能なガス供給手段と、を備え、
前記ガス供給手段は、ガス口毎に前記キャビティ内の前記ガス口に近接する位置に充填された溶湯が所定温度まで低下したときに、当該ガス口に対してガスの供給を開始することを特徴とする重力鋳造装置。 A mold with a cavity formed inside to form a molded article;
A gate that is formed at the upper end with a gate that is formed with a gate that guides the molten metal poured into the gate to the cavity;
Shielding means provided in the runner and capable of opening and shielding the runner;
The melt is provided so as to penetrate from the outside of the mold into the cavity, and the molten metal filled in the cavity is prevented from flowing out of the mold, and between the outside of the mold and the cavity. A plurality of gas ports equipped with gas valves capable of passing gas;
Gas supply means capable of supplying gas at different timings to the plurality of gas ports,
The gas supply means starts supply of gas to the gas port when the molten metal filled in a position close to the gas port in the cavity is lowered to a predetermined temperature for each gas port. Gravity casting equipment. タイヤホイールを形作るキャビティを内側に形成した鋳型と、
上端に開口する湯口が形成されるとともに、当該湯口に注がれた溶湯を前記キャビティに案内する湯道が形成された湯口金型と、
前記湯道に設けられ、当該湯道を開放及び遮蔽可能な遮蔽手段と、
前記鋳型の外部から前記キャビティ内に貫通するように設けられ、前記キャビティ内の前記溶湯が前記鋳型の外部への流出を抑止するとともに、前記鋳型の外部と前記キャビティ内との間でガスを通過可能なガス弁を具備した複数のガス口と、
前記複数のガス口に対してそれぞれ異なるタイミングでガスを供給可能なガス供給手段と、を備え、
前記キャビティは、円盤状のディスクを形成するディスク形成部と、当該ディスク形成部の中央にハブ孔を形成するハブ形成部と、前記ディスク形成部の外周に環状に形成されリムを形成するリム形成部と、を有するとともに、
前記複数のガス口は、前記リム形成部に所定間隔で複数形成されるリム部ガス口と、前記ハブ形成部に１以上形成されるハブ部ガス口と、を含み、
前記ガス供給手段は、前記リム形成部内の溶湯が所定温度になったときに、前記リム部ガス口に対してガスの供給を開始し、
前記ハブ形成部内の溶湯が所定温度になったときに、前記ハブ部ガス口に対してガス供給を開始することを特徴とする重力鋳造装置。 A mold formed inside with a cavity forming a tire wheel;
A gate that is formed at the upper end with a gate that is formed with a gate that guides the molten metal poured into the gate to the cavity;
Shielding means provided in the runner and capable of opening and shielding the runner;
It is provided so as to penetrate into the cavity from the outside of the mold, and the molten metal in the cavity suppresses the outflow of the mold to the outside and allows gas to pass between the outside of the mold and the cavity. A plurality of gas ports with possible gas valves;
Gas supply means capable of supplying gas at different timings to the plurality of gas ports,
The cavity includes a disk forming part that forms a disk-shaped disk, a hub forming part that forms a hub hole in the center of the disk forming part, and a rim formation that is formed annularly on the outer periphery of the disk forming part to form a rim. And having a part,
The plurality of gas ports include a rim portion gas port formed at a predetermined interval in the rim forming portion, and a hub portion gas port formed at least one in the hub forming portion,
The gas supply means starts supplying gas to the rim portion gas port when the molten metal in the rim forming portion reaches a predetermined temperature.
A gravity casting apparatus, wherein gas supply to the hub portion gas port is started when the molten metal in the hub forming portion reaches a predetermined temperature. 前記キャビティ内の溶湯の温度を感知する温度感知センサをさらに備え、
前記所定温度は前記熱感知センサにより感知されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の重力鋳造装置。 A temperature sensor for sensing the temperature of the molten metal in the cavity;
The gravity casting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the predetermined temperature is sensed by the heat sensing sensor. 前記所定温度は、前記湯口に注ぎ込む前の溶湯の温度と、前記湯口に溶湯を注ぎ込んでからの経過時間とにより、統計的に算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の重力鋳造装置。   The said predetermined temperature is calculated statistically by the temperature of the molten metal before pouring into the said gate and the elapsed time after pouring a molten metal into the said gate. Gravity casting equipment. 前記鋳型を冷却可能な冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の重力鋳造装置。   The gravity casting apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising cooling means capable of cooling the mold. 前記遮蔽手段は、前記湯口金型を水平方向に貫通するスライド孔と、当該スライド孔にスライド可能に挿入されるスライド板と、により構成されており、当該スライド板の中央に形成された貫通孔が前記湯道に整合することにより前記湯道を開放するとともに、前記貫通孔と前記湯道とがずれることにより前記湯道を遮蔽するものであって、
前記スライド板の上面は、当該スライド板のスライド方向に対して傾斜して形成されており、前記スライド孔の前記スライド板の上面に接する面は、当該スライド板の上面の傾斜と略等しい角度に傾斜して形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の重力鋳造装置。 The shielding means includes a slide hole that penetrates the gate mold in the horizontal direction and a slide plate that is slidably inserted into the slide hole, and a through hole formed in the center of the slide plate. And opening the runner by aligning with the runner, and shielding the runner by shifting the through hole and the runner,
The upper surface of the slide plate is inclined with respect to the sliding direction of the slide plate, and the surface of the slide hole that contacts the upper surface of the slide plate is at an angle substantially equal to the inclination of the upper surface of the slide plate. 6. The gravity casting apparatus according to claim 1, wherein the gravity casting apparatus is formed to be inclined.
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