JPS5855166A

JPS5855166A - 鋳造方法およびその装置

Info

Publication number: JPS5855166A
Application number: JP56153812A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Takeshima; 竹嶋　孝彦
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-04-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は溶融金属を金型に鋳込む鋳造方法およびその装
置に関するものである。

現在、主に、自動車工業）を中心として利用されている
小物アルミニウム合金の成形方式は、主にダイカスト法
と低圧鋳造法とに分かれる。

本発明は低圧鋳造法の改良に関するものである。

従来、低圧鋳造法は・低圧を作用させるが故に。

イニシャルコスト、消章電力や金型の寿命によるランニ
ングコスト、９０％以上にもなる製品歩留シなどにおい
ては、ダイカスト法よりもすぐれた面を持っているが、
金型への溶湯の充填は空圧によって間接的に行なってい
るので、溶湯の金型への流入速度をコントロールするの
は極めてむつかしい。

したがって１品質を安定させるために、従来の技術開発
は、この空圧をコントロールする方向に進んでおり、そ
れも限界にきている感がある。

そこで１本発明は従来の低圧鋳造法にダイカストの思想
、すなわち、従来、最終的に溶湯に作用させる圧力が数
Ｌｙ　／　ｔｙＡであったものを、数１０Ｋｇ／７ない
し数１００Ｋｇ／−の圧力が加えられるようにして、微
妙な空圧コントロールをしなくても安定した品質の製品
ができるようにしたものである。

前記したように、圧縮空気を用いて浴湯を金型に鋳込む
装置としては低圧鋳造機があったが、それは２例えば第
１図に示すような構造のものであった。

第１図に示すように、低圧鋳造機は、固定盤１゜可動盤
２・竪型の型締装置３．固定金型４および可動金型５を
有しており、固定金型４の下方に湯槽６下方近くに至る
ストーク７を設けたものである。更に、湯槽６は密閉構
造であって、湯槽６上部に空気圧入口６ａが設けられて
いる。そして。

空気圧入口６ａは絞り弁８．切替弁９．減圧弁１０を介
して圧縮空気源１１に連結されている。

そして、鋳込みを行う場合、可動金型５と固定金型４か
らなる金型１２を合わせて型締めし、空気圧入口６ａよ
り例えば約０．３Ｋｇ／ｃｄｌの圧縮空気を圧入し、湯
槽上部空間１６の気圧を高めて溶湯１４をキャビティ１
５内に注入する。

しかしながら、この低圧鋳造法には本質的に次のような
問題点がある。

（１）キャビティ内に溶湯を充填させる際の溶湯注入速
度は速すぎるとキャビティ内でガスを大量に巻き込むの
で、そのコントロールは正確を要するが９本鋳造法では
、湯槽内の溶湯に作用させるガス圧力やガス流電で間接
的にしか調整できないので、ガスの圧縮性の問題で不安
定である。

（２）鋳造作業を連続して行なっていると、湯槽内の湯
面レベルが低下し、また、溶湯を補充すると湯面レベル
が上昇する。それによって、キャビティと湯面レベルま
での距離、すなわち、ヘッド差がたえず変動するので、
その都度ガス圧力を補正しなければならない。しかも、
低圧鋳造圧力が約０．３〜／ｄと極めて小さいので、そ
の圧力補正は極めて難しい。

（８）キャビティに溶湯を充填させた後の加圧も湯槽内
の溶湯にガスを介して行なうので、圧力もせいぜい２〜
３ＫｆＺｃｒＡどまりで、それ以上の圧力は炉の構造上
かけられない。したがって、鋳造製品内の巣を圧力で押
しつぶす作用はほとんどない。

本発明は、上述の如き欠点を排し、比較的に簡単な操作
で安定した品質の製品を効率よく製造できるようにした
ものである。

次に１図面に示した実施例によって２本発明の詳細な説
明する。

本発明を実施する装置では、第１図に示した装置におい
て、第２図に示したような押入装置を設けた０すなわち、ストーク７の延長上に位置しているランナー
１７の上方可動金型５にシリンダ１９を取付け、そのピ
ストンロッドに、二重プランジャ１８が取付けられてい
る。プランジャ１８において、下端部の小プランジヤ１
８ａの外径はランナー１７の内径よりわずかに小さくし
てあり、シリンダ１９を下降させて小プランジヤ１８ａ
がランナー１７に装入されても、滑動自在で、なおかつ
。

弁の機能を持っているようなりリアランスとなっている
。したがって１本発明では、小プランジヤ１８ユを弁と
も言う。

大プランジャ１８ｂは可動型５に滑動自在に嵌合されて
おり、その外径はシリンダ１９の出力と鋳造物１５イに
作用させる圧力によって決定される。

例えば、小プランジヤ１８ａの直径をｄ、大プランジャ
１８ｂの直径をり、シリンダ出力をＦ、鋳なお、シリン
ダ１９は、第２図に示すように可動型５に取シ付けても
よいし、押出板２０．または可動盤２に取付けてもよい
。

本発明に係る鋳造装置で鋳込を行うには、まず。

型締を行なう。その際はシリンダ１９は第２図に示した
位置、すなわち、上昇限にある。

次に、ソレノイドパルプ９をＯＮの状態にして仝−圧源
１１から減圧弁１０．ソレノイドバルブ９゜絞シ８を通
って空気が湯槽６内の空間部１３に供給加圧される。そ
うすると、湯面１６が押されて溶湯がストック７、ラン
ナー１７を通ってキャピティ１５内へ供給される。

キャビティ内に溶湯が充填された後にシリンダ１９を作
動させ、プランジャ１８を下降させる。

小プランジヤ１８ａの先端がランナー１７の上端に届き
、ランナー１７が小プランジヤ１８ａでふさがれると、
大プランジャ１８１）で鋳造物１５１全体が加圧される
。そのときには、まだシリンダ１９のストロークには余
裕があるので加圧による鋳造物の収縮には十分追従でき
る。第６図に加圧時の状態を示す。その後ソレノイドバ
ルブ９　’ｉ　ＯＦＦとして、湯槽内１６を大気開放し
、鋳造物１５ａの凝固を待ってプランジャ１８を上昇さ
せν型開り鋳造品取出を行って、１サイクルを完了する
。

なお２本発明においては、小プランジヤ１８ａをランナ
一部の清掃にも利用できる。すなわち。

型締後、プランジャ１８を全ストローク上下動させ、小
プランジヤ１８ａによってランナー１７部に付着してい
るかすを突落し、それから次の鋳込工程に移る。

また、第２図におけるプランジャ１８は、第４図に示す
ように、二つに分離することもできる。

すなわち、ランナー１７に対峙しているのは。

ランナー１７を開閉させるための弁機構だけとし。

金型の非製品部に湯だまり２５を設け、そこにもう一つ
の加圧用のプランジャを設けても、第２図に示すものと
同様な機能が得られる。第６図における動作順序を説明
すると、空圧によってキャビティ１５内に浴湯が充填さ
れた後、まず、シリンダ１９を作用させて弁２２によっ
てランナー１７を閉じ、すかさず、シリンダ２３のプラ
ンジャ２４で加圧する。なお、その際、湯だまり部２５
は、鋳造物全体の収縮代（容積）よりも大きくとってお
く必要がある。

本発明においては、上述の如く密閉構造の湯槽内の溶湯
上面にガス圧を作用させることにより。

湯槽内に垂架したストークを介して金型のキャビティ内
に浴湯を押上げて鋳造する鋳造法において。

従来の低圧鋳造法では不可能であった高い圧力を鋳造物
に作用させることができるようになったので、従来のよ
うなガス圧および絞りによる浴湯の微妙な注入速度を調
整する必要がなく、少々のガ品質の安定性が大いに増す
。

さらに本発明を、第５図および第６図に示したような装
置を用いて、真空鋳造法と併用することにより、ガスの
巻込みのない、すなわち、巣のない非常に高品質の鋳造
品を得ることもできる。

第５図に示すものは、金型の分離面部においてキャビテ
ィ１５と連通したガス抜き口２６に溶湯を金型外に流出
させない構造のエアベントノクルプ２７を配し、このエ
アベントバルブ２７を介してキャビティ１５を真空ポン
プ２８に接続し得ると共に、湯槽６の上部空間１３を真
空ポンプ２８と圧縮空気源２９に接続し得る構造とし、
湯槽空間１３を減圧するとともに、エアベントノ（ルプ
２７を介してキャビティ１５内を減圧し、しかる後。

湯′ＷＩ６の上部空間１３を大気圧又は加圧状態として
溶湯をキャビティ１５内に鋳込むようにしだものである
。

３２７− このエアベントバルブ２７は、空気等の気体はその小さ
な慣性力によって弁を閉じ為ことなく自由に通過させる
が、溶湯が該パルプ２７に到達した場合に溶湯の大きな
慣性力によって自動的に閉鎖されるものである。

湯槽上部１３の空気口６ａは切替弁３０にて空圧タンク
３１と切替弁３２とへ接続切替される。

又、エアベントバルブ２７のガス出口３３も切替弁３４
にて圧空タンク３１と切替弁３２とへ接続切替されるの
であり、更に、切替弁３０と切替弁３４とから切替弁３
２に至る回路は１本に結合されて切替弁３２に至り、切
替弁ろ２にて真空タンク３５又は大気開放に接続切替さ
れるものである。

真空夕／り６５は真空ポンプ２８にて減圧される。

空圧タンク３１は減圧弁３６を介して圧縮空気源２９に
連結した。なお、３７は真空度確認用圧力スイッチ、３
８は大気圧確認用圧力スイッチ、６９はフィルタである
。４０はエアベントバルブ２７を開くためのシリンダで
ある。

本装置で鋳込みを行うには、まず、型締を行い。

シリンダ４０を作用させて、エアベントパルプ２７を開
いた状態で金型の分離面部の所定の位置にセットした後
、第５図に示すように切替弁３０゜３４にてキャピテイ
１５及び湯槽上部空間１３を切替弁３２に接続い且っ、
切替弁３２にて真空タンク３５へ接続し、キャビティ１
５内及び湯槽上部空間１３を同時に減圧する。この場合
、キャビティ１５内は開いているエアベントパルプ２７
を介して減圧されるが、湯槽上部空間１３もキャピテイ
１５内と同一圧力にて同時に減圧される故。

湯Ｍ６内の浴湯１４はキャビティ１５内へ流入しない。

そうして、キャビティ１５内、及び湯槽上部空間１３が
共に所定圧まで減圧され、真空度確認用圧力スイッチ３
７で真空度が確認されたとき、切替弁３０をもって湯槽
上部空間１３を空圧タンク３１に切替接続する。そうす
ると、キャビティ１５内は減圧状態であるのに対し、湯
槽上部空間１３は加圧状態となり、この圧力差によシ湯
′ＷＩ６中の溶湯１４はキャビティ１５内に急速で流入
する。

このとき、キャピテイ１５内は減圧状態である故。

キャビティ１５豹の残留気体は極めて少なく、また、キ
ャビティ１５内の極めてわずかな残留気体は、鋳込まれ
てきた浴湯の作用によってエアベントパルプ２７から押
出されるから、溶湯が急激にキャビティ１５内へ流入し
ても、従来の様に溶湯中に気体が巻込まれることがなく
、鋳込製品内に巣を発生させることがない。

溶湯が鋳込まれ・キャビティ１５を満たした後。

浴湯がガス抜き口２６を経てエアベントパルプ２７部に
至ると、溶湯の大きな慣性力の作用によって、エアベン
トパルプ２７は自動的に閉じられる。

つづいて、先の実施例におけるように、シリンダ１９を
すぐに作用させて、小プランジヤ１８ａでランナー１７
をふさぐとともに、大プランジャ１８１）で強力に加圧
することにより、より緻密な巣のない鋳込製品を得るこ
とができる。

上述の様にしてキャビティ１５に溶湯を鋳込んだ後、適
宜間の冷却を行い、切替弁６ｏにて湯槽上部空間１６を
切替弁３２に接続すると共に、切替弁３２をもって湯槽
上部空間１３及びキャビティ１５を大気に開放し、湯槽
６内を大気圧とする。

大気圧確認用圧力スイッチ６８によシ湯槽６内が大気圧
になったことを確認した後、シリンダ４０を作動させて
、エアベントパルプ２７を後退させ。

可動金型５を開き、鋳込製品をキャビティ１５から取出
すと共に、切替弁３４の作用により圧空タンク３１をエ
アベントパルプ２７に接続し、エアベントパルプ２７に
圧縮空気を送り、エアベントパルプ２７の掃除を行う。

１３を減圧することにより、湯槽６内の溶湯１４とスト
ーク７内を通してキャビティ１５内を減圧ようにしたも
のである。

この鋳造装置で鋳込みを行うには、まず、型締を行った
後、切替弁３２のみを切替えて第６図に示したような状
態にする。このとき、湯槽上部空間１３は切替弁３２を
介して真空タンク３５へ接続されるので、湯槽上部空間
１３が減圧される。

このとき、キャビティ１５内のガスは、湯槽上部空間１
３の減圧にともない、ストーク７および溶湯１４内を通
って気泡３９となって湯槽上部空間１３内に吸われて排
出されるので、キャビティ１５内も同時に減圧される。

このとき、湯槽６内の浴湯表面１６はほとんど変わらな
い。

また、ストーク７中の空気が下方に向って吸引される時
、ストーク７内面に付着している酸化物を取シ、ストー
ク７の内面を掃除することになる。

この酸化物は吸引される空気とともに湯槽上部空間１６
に面した溶湯表面１６まで移動し、のるとしてストーク
７外の溶湯表面１６に溜る。

そうして、キャビティ１５内、及び湯槽上部空間１３が
共に所定圧まで減圧されシ真空度確認用圧力スイッチ３
７で真空度が確認されたとき、切替弁３２を切替えると
同時如切替弁３０を切替えて、湯槽上部空間１３を空圧
タンク６１に切替接続する。そうすると、キャビティ１
５内は減圧状態であるのに対し、湯槽上部空間１６は加
圧状態となり、この圧力差により湯槽６中の溶湯１４は
キャピテイ１５内に急速で流入する。このときｐキャピ
テイ１５内は減圧状態である故ｔキャビティ１５内の残
留気体は極めて少なく、溶湯が急激にキャピテイ１５内
に流入しても従来の様に溶湯中に気体が巻込まれること
がなく、鋳込製品内に巣を発生させることがない。

勿論、この場合も、ただちに、シリンダ１９を作用させ
て、小プランジヤ１８ａでランナー１７をふさぐととも
に、大プランジャ１８ｂで強力に加圧することにより、
より緻密な巣のない鋳込製品を得ることができる。

このように２本発明においては、特許請求の範囲に記載
したような構成にし、密閉構造の湯槽内の溶湯上面にガ
ス圧を作用させることにより、湯槽内に垂架したストー
クを介して金型のキャビティ内に溶湯を押上げて鋳造す
る鋳造法において少溶湯がキャピテイ内に注入された後
、ただちに。

ランナ一部をふさいでプランジャで鋳造物を加圧するよ
うにしたので、従来の低圧鋳造法では不可能であった高
い圧力を鋳造物に作用させることができ、従来のような
ガス圧、および絞りによる溶湯の微妙な注入速度を調整
する必要がなく、少々ができ、巣のない、高強度の良品
質の鋳込製品を確実容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低圧鋳造機を示す縦断面図責第２図は本
発明の実施に用いる装置の１実施例を示す縦断面図、第
６図は第２図に示す装置における作動説明図、第４〜６
図はそれぞれ本発明の実施に用いる装置のそれぞれ異な
る実画例を示す縦断面図である。４・・・・固定金型、５・・・・可動金型、６・・・・
湯槽。７・・・・ストーク＋　　９．３０１　５２．３４・・
・・切替弁、１１．３５・・・・圧縮空気源、１２・・
・・金型。１３・・・・湯槽上部空間、１４・・・・溶湯、１５・
・・キャビティ、１７・・・・ランナー、１８．２４・
・・・プランジャ、１９．２３・・・・シリンタ゛、２
２・・・・弁。２７・・・・エアベントノ（ルーフ’、２８・・・・真
空ホンツク２９・・・・圧縮空気源特許出願人　宇部興産株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密閉構造の湯槽内の浴湯上面にガス圧を作用させ
ることにより、浴湯をストークを介して金型のキャビテ
ィ内に押上げて充満させた後、ストーク上端部に対峙し
ている弁機構を作用させて溶湯供給口を閉じ、引続いて
プランジャを作用させてキャビティ内の鋳造物に前記ガ
ス圧による圧力よりも高い圧力をかけて鋳造物を凝固さ
せるようにした鋳造方法。
（２）密閉構造の湯槽内の浴湯上面にガス圧を作用させ
て溶湯をストークを介して金型のキャビティ内に押上げ
て鋳造する装置において・ストーク上端部に対峙した位
置に溶湯供給口を閉じることのできる弁を移動可能に設
けｔかつｔキャビティ内の鋳造物に前記ガス圧による圧
力以上の圧力を作用させうるプランジャを金型に移動可
能に取付けた鋳造装置。