JPS6149764A - 溶湯鍛造法およびその装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金型キャビティ内の溶湯を刃口圧下て凝固さ
せることにより、機械的性質のすぐれ次鋳物をも几らす
溶湯鍛造法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の溶湯鍛造法としては、たとえば°特開昭
５６−１８６２７０号公報（特願昭５０−１３８９８２
号〕に開示され友ものがおる。

この溶湯鍛造法は、上蔽および下型にて形成されるキャ
ビティ内に、下型に設けた射出シリンダによって溶湯を
供給し、その後、その射出シリンダに！つてキャビティ
内溶湯を刀口圧するとともに、上型め一部に設けられ、
キャビティへの溶湯供給時には後退位置に位置する可動
部を進出させてその可動部によってもまたキャビティ内
溶湯を、それが製品形状となるまで加圧するものであり
、いわゆるプランジャ加圧間接押込法に属するものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この従来技術にあっては、それが間接押込法
であるが故に、可動部が前進作動してキャビティ内溶湯
を刀口圧するに際し、湯だまり内で凝固したチルが破壊
されてキャビティ内に入り。

製品の機械的性質を低下させる問題がめっ九個、射出シ
リンダおよび可動部による局部的な溶湯加圧によっては
、その全体を十分高い圧力で加圧す°ることができず、
この結果として、製品内部の巣その他の鋳造欠陥を十分
に取り除くことができない問題がめった。しかも、この
従来技術では、射出シリンダの−のストロークにて一応
の企の溶湯がキャビティ内へ供給されるも、その溶湯の
定量手段が設けられていないので、キャビティ内へ供給
される溶湯量を常に均一ならしめることができず、これ
がため、とくに、給湯量が不足しに場合には、溶湯を所
要圧力で加圧することができず、鋳造欠陥の発生がより
一層助長されることになるという問題があつｔｏ 本発明は、従来技術のかかる問題点に着目してなされた
ものであり、キャビティ内へのチルの侵入を有効に防止
するとともに、キャビティＦＥ３溶湯を十分高い圧力で
加圧することができ、さらに。

キャビティ内への供給溶湯量を常に一定ならしめること
ができる溶湯鍛造法およびその実施装置を提供するもの
でろる。

〔問題点を解決する友めの手段および作用〕本発明の溶
湯鍛造法は、下型、下パンチおよび°力−ンターバラン
スピストンで形成されるキャビティ内へ、そのキャビテ
ィが満たされるまで溶湯を供給する第ｉの工程と、下イ
くンチを下降させてキャビティ容積を増加ぢぜる第２の
工程と、キャビティ内へ、キャビティの平面輪郭と対応
する輪郭を有する上パンチを押し込んでキャビティ内の
溶、湯を所定圧力で加圧する一万、余剰の溶湯をカウン
ターバランスピ、ストンの下降によって形成される空間
内へ逃がす第３の工程と、溶湯の凝固後。

下型を下降させて製品をそこから露出させる第４の工程
と、製品を上パンチによって持ち上げる第５の工程とを
組み合せてなる。

この溶湯鍛造法では、第１の工程で、キャビティが完全
に満尺されるまで給湯を行うことにより、溶湯の常に均
一なる定量供給をも几らし、ま次第２０工程で、上パン
チのキャビティ内への進入体積相当分だけ、キャビティ
容積を増加させることにより、キャビティ内溶湯のこぼ
れを防止し、さらに、第８の工程における上パンチの押
し込みにより、溶湯の全体を十分大きな所定圧力で均一
に°加圧して鋳造欠陥の発圧を確実に防止し、ま次間工
程における余剰溶湯の逃げ＆ＣＣエフ製品寸法を常に所
定値とする一方、第１の工程での溶湯の定量供給との関
連の下で、溶湯の逃げ量を十分少なくして製品の後加工
を容品ならしめ、第４の工程での下型の下降により、少
ない動力の消費下で。

製品の所期した通りの取り出しを準備し、その後の第５
の工程で、製品の下／（ンチおよびカウンターバランス
ピストンからの取り外しが行われ、これらのことにより
、鋳造欠陥のない製品力５もｔら・されるとともに、製
品に対する機械那工量力；著しく低減されることになる
。

ｔたこの溶湯鍛造法の実施に用いる本発明の装置は、所
定輪郭の貫通穴を有する下Ｗｔ−設けるととも、この下
型を往復運動させるシＩＪンダそのイ也・の昇降駆動手
段を設け、また１貫通大同に、一定範囲内で昇降駆動さ
れる下）（ンチおよび所定の力でバックアップされて通
常は上限位置に位置決めされるカウンターバランスピス
トンを配置し、さらに、上型に、下型の貫通穴と対応す
る輪郭を有。

・するとともに、下型、下バンチおよびカウンターバラ
ンスピストンで形成されるキャビティに対して昇降運動
される上パンチを固定し、この上ノ（ンチの下降位置を
特定するストツノく−を設けてなりこの装置によれば、
前述した第１〜５の工程がも几らされる。

〔実施例〕

以下に本発明を図示例に基づいて説明する。

第１図は本発明装置を例示する断面図でめり、図中１は
下型、２は下型１に設は九貫通穴をそれぞれ示し、この
例の貫通穴２は、エンジンのピストンとクランクシャフ
トとを連結するコネクティングロッドの平面＃ｌ郭と対
応する輪郭を有する。

図示例では下型ｌを、下端をペースプレート８に固定し
几昇降駆動手段の一例としての複製式シリンダ番に連結
し、これにて下型１の昇降運動をもｋらす。この複動式
シリンダ４は、液圧もしくは空圧シリンダとし得ること
はもちろんであるが、ここでは、下型ｌの下降方向の力
をとくに大きくする目的で、その上部に位置するロンド
側宣を液°室４ａとし、シリンダ側室を空気室４ｂとす
る。

ま几この例では、複動式シリンダ４の作動に基づく下型
１の昇降を、ペースグレート８１Ｃ植設したガイドボス
ト６にで案内し、その下降限位置を。

これもペースプレート８に植設Ｌ７ｊ下限ストッパ６に
より、そしてその上昇限位置を１．下限ストッパ６に螺
合されて下型ｌの側端部に貫通する上限ストッパ７によ
りそれぞれ特定する。　　、。

ｔた２ここでは、下型１の貫通穴の内に、その輪郭と対
応する輪郭を有する下バンチ８を、一定の範囲内で昇降
運動可能に配置するとともに、その下パンチ８０貫通孔
内で作動するカウンターバランスピストン９を配置し、
これらの下型１、下ノζンチ８およびカウンターバラン
スピストン９で所要のキャビティｌＯを形成する。下バ
ンチ８の昇降運動は、そこに設けた空気室１１への圧縮
空気の給排に基づく下パンチ８のロッド部材１２に対す
る相対変位によりも九らされ、その上昇限位置は、パン
チグレート１Ｂに設は友ストッパービン１４により、ま
ｆｃ下降限位置は、ロッド部材１２・をペースプレート
８に固定するパンチプレート１８自身により、それぞれ
もたらされる。なおここで、下パンチ８の下降運動は、
空気室１１からの排気に工ってもたらし得ることはもち
ろんであるが、後述するように、空気室内圧が下パンチ
８に及ぼす上向カエジも大きい下向力をそれに及ぼ丁こ
とにてもたらすこともできる。また、カウンターバラン
スピストン９は１通常は、油圧その他による所定の力で
バックアップされてその上限位置に位置決めされ、その
頂面に作用する力が所定の値以上となつ′！ｃ場合にの
み下降運動する。

−万、図示しない往復駆動手段にエフ下汲１に対して昇
降される上型１５に、下型１の貫通穴２に対応する輪郭
を有し、キャビティ１０内へ進退する上パンチ１６を設
け、これにてキャビティ内溶湯の直接的な加圧を可能な
らしめる。またここでは、上型１５および上パンチ１６
に貫通するエジェクタービン１７を設け、このエジェク
タービン１７を既知のエジェクター機構により上パンチ
表面から突出可能ならしめる。さらに、上バンチ・１６
ひいては上型１５の下限位置を特定する定め、この例で
は上型１５にスペーサ１８を設け、このスペーサ１８を
ストッパ１９としても作用するガイドボスト５の頂面に
当接するよう位置決めてる。

さらに図示例では、上ツクフチ１６の下降作動に関連し
て下パンチ８をその空気室内圧に抗して下降させるため
、上型１５に、空気室１１エクも高圧の空気が封入され
る空気室２０を設け、この空気室ｚＯ内に摺動可能に収
納したブツシュロッドｚ１の下端面を、下バンチ８の７
ランジ部から上・・向−きに突設されて下型１に貫通ず
るロッド２Ｂの上端面に当接可能ならしめる。

このように構成してなる装置による溶湯鍛造は以下のよ
うにして行われる。

まず、第１図に示すように、上下型１５．１を１開放状
態にするとともに、上型１・５、下ノ（ンチ８およヒカ
ウンターバラ、ンスピストン９をともに上限位置とし、
それらによって所要容積のキャビティ１０を形成する。

なおこのキャビティ容積は、下型１の上限ストッパ７の
位置を変ヌすることによ°り適宜にｖ！４整できること
はもちろんである。

ここで、キャビティｌＯの所要容積は、一般的には・そ
こへ供給された溶湯が、その凝固収縮分を補償してなお
製品の後那工を十分容易ならしめる程度の量となるよう
、いいかえれば、所要溶湯量よりも幾分多めに溶湯を収
納できる容積に選択される。

次いで、そのキャビティ１０内へ、それが頂度満ｔされ
るまで溶湯を定量供給し、その後、上型１５の下降開始
に基づくブツシュロッド２１とロッドｚ２との当接にエ
フ、下パンチ８を、たとえば空気室１１の内圧に抗して
徐々にその下限位置まで下降させる。このことにより、
キャビティ容積は、第２図に示すように、上パンチ１６
が引き続いてキャビティｌｏ内へ進入するに際し・その
ｊ内部溶湯がこぼれない程度に増加される。なお下バン
チ８は、上バンチ１６がキャビティＩＯ内へ完全に進入
するＬり先にその下限位置に違するので、上パンチ１６
ひいては上ｆｆ１１５のそれ以上の下降に際してに、ブ
ツシュロッドｚ１が、第２図°に示すように、′ｆｃと
えは空気室２０の内圧に抗してその内部へ後退すること
になる。

セして上バンチ１６を、上型１５に設けたスペーサ１８
がストッパ１９に当接するまで下降させることにＪ：り
、それのキャビティ１０内への完全なる進入が、溶湯の
こぼれなしに行われ、キャビティ内溶湯は、その全体に
わ九り、十分高い所要圧力で直接的に加圧される。

なおここで、キャビティ１０内の溶湯量は、所要量より
も幾分多くなるよう予め選択されているので、上バンチ
１６のかかる完全進入に際しては、溶湯圧力はその所要
値よりも高くなり、この場合には、所要圧力の溶湯がカ
ウンターノ（ランスピストン９に及ぼす力と等しい力で
）くツクアップされているそのピストン９は、溶湯がそ
こに及ぼす力とバックアップ力とが釣り合う位置まで下
降作動され、余剰の溶湯は、この下降作動にて形成され
る下バンチ８の空間内へ第８図に示すように流出する。

溶湯のかかる流出により、溶湯内圧は再び所定−・値と
なるので、かかる状態のまま溶湯を凝固させることによ
り、鋳造欠陥のないすぐれた鋳物が得られる。ここにお
いて、溶湯の凝固に際する体積収縮分は、カウンターバ
ランスピストン９によって所定の力で加圧されている流
出溶湯１で補われることになる。

溶湯をかかる那圧状態にて凝固させることに工９も几ら
される製品Ｗは、その後、第８図および第４図の左半部
に示すように、複動シリンダ番の液室４ａ内へたとえば
圧油を供給して下型１を。

それが下限ストッパ６に当接するまで下降さぜることに
より、下バンチ８およびカウンターバランスピストン９
に支持された状態でキャビディ１０から露出される。製
品ＷＯかかる露出工程は、下型貫通穴２０周縁と製品Ｗ
との接触抵抗に抗して下型１を、そこへの重力の作用方
向へ移動させることにて行われるので、そのための消費
動力が少なくて済み、まに製品Ｗが損傷を受けることも
ない。

そして最後に、製品Ｗは、上型１５の上昇に基゛づき、
上パンチ１６に付着した状態で持ち上げられ・１７２−
この例では、その上昇限近傍部分で作動されるエジェク
タービン１７の作用により、上ノ（ンチ１Ｇから離俄さ
れる。従ってｉの後、′ｍ□品Ｗをエジェクタービン１
７から取り外すことによシ、装置からの製品の取り出し
が終了する。ここで、製品Ｗのこの持ち上げ工程に際し
てに、製品Ｗが前工程において予めキャビティ１０から
露出されているので、消費動力の著しい低減かも几らさ
れ、このことにエフ、製品Ｗに作用する外力も低減する
ので、その損傷もま九十分有効に防止され不こと、にな
る。

一方において、下型１、下バンチ８およびカウンターバ
ランスピストン９は、上パンチ１６の上昇中にその初期
位置へ復帰され、そこで次の給湯を待機する。

従って、この装置ひいてはこの装置を用いた溶湯鍛造に
ぶれば、キャビティ内への溶湯の定量供給お工びその溶
湯の高圧那圧にエフ、鋳造欠陥がなく、しかも、製品に
対する機械加工量の少ないすぐれ几鋳物がもたらされ、
さらに、製品Ｗの取り出しに際する消費動力が少なく、
また製品Ｗがその取り出し時に損傷を受けることもない
。

第５図は本発明装置の他の実施例を示す断面図であり、
この例は、下型ｌの貫通穴２に隣接させてその周りに溶
湯のオーバフロー溝２３を設け。

キャビティ１０内へ供給した溶湯をそこヘオーバフロー
させることにエク、オーバ７０−溝２８内の溶湯による
下艮１の加熱・保温をもたらし、キャビティ内溶湯の半
丁ぎる凝固を有効に防止するものである。

このことにより、上パンチ１６は、溶湯の凝固開始前に
、その全体に所期した加圧力を常に確実に及ぼ丁ことが
できる・ 一万、下パンチ８の下降に際してオーバフロー溝ｚａ内
に取り残され、その後その溝ｚ８内で凝固される溶湯は
、下振１に貫通して上端がオーバ７０−溝２８に達する
エジェクタービン２４の作用により、上下型１５，１の
星回きに際してそこから取り出されることになる。

この例におけるその他の作用は前述した装置のそれと同
様である。− 以上本発明を図示例に基づいて説明したが、キャビティ
１０および上パンチ１６の形状および寸法は、製品のそ
れらに応じて変更することができ、また、図中の各種ス
トッパーの構成を装置の構成にあわせて適宜に変更する
ことができる。さらに下児１お工び下バンチ２の昇降駆
動手段を歯車機構その他の往復駆動手段とすること、空
気室１１゜２０をゴム、ゴム状弾性体、空気ばねなどの
弾性手段に置゛換することなども可能でめる。

〔発明の効果〕

従って本発明方法によれば、キャビティ内への溶湯供給
量が常に一定となるので、所期し九溶湯加圧力が確実に
も迄らされ、製品への欠陥の発生が十分有効に防止され
ることになる。一方において、溶湯のこの定量供給は、
製品に対する機械加工量の低減をもたらすとともに、溶
湯歩出りの向上をもたらすことができる。まｔここでは
、キャビティ内溶湯が、上パンチの下降により、十分大
きな力で全体的かつ直接的に加圧されるので・製品品質
をその全体にわ几って均質ならしめることができ、チル
の混入を確実に防止することができる。さらに、下型の
下降および上パンチの上昇によって製品を取り出すこと
により、少ない消費動力の下で、製品に損傷を与えるこ
となく、それを簡単に取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す断面図。 第２〜４図はそれぞれ第１図に示す装置の作動状態を示
す工程図。 第５図は本発明装置の他の実施例を示す断面図である。 １・・・下匿　　　　　　　２・・・貫通孔４・・・往
復駆動手段　　　８・・・下パンチ９・・・カウンター
バランスピストン １０・・・キャビティ　　　　　１５・・・土星１６２
・上バンチ　　　　１８・・・スペーサ１９・・・スト
ッパー。 第１図 第２図 第３図 第、４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下型と、下パンチと、カウンターバランスピストン
   とで形成されるキャビティ内へ、そのキャビティが満た
   されるまで溶湯を供給する工程と、 下パンチを下降させてキャビティ容積を増 加させる工程と、 前記キャビティ内へ、キャビティの平面輪 郭と対応する輪郭を有する上パンチを押し込んでキャビ
   ティ内の溶湯を所定圧力で加圧する一方、余剰の溶湯を
   カウンターバランスピストンの下降によつて形成される
   空間内へ逃がす工程と、 溶湯の凝固後、下型を下降させて製品を露 出させる工程と、 製品を上パンチによつて取出す工程とを順 次に組み合せてなる溶湯鍛造法。 ２、所定輪郭の貫通穴（２）を有する下型（１）と、こ
   の下型（１）の昇降駆動手段（４）と、前記貫通穴（２
   ）内に配置され、一定範囲内で昇降駆動される下パンチ
   （８）および所定の力でバックアップされて上限位置に
   位置決めされるカウンターバランスピストン（９）と、
   上型（１５）に固定され、前記貫通穴（２）と対応する
   輪郭を有するとともに、下型（１）、下パンチ（８）お
   よびカウンターバランスピストン（９）で形成されるキ
   ャビティ（１０）に対して昇降される上パンチ（１６）
   と、上パンチ（１６）の下限位置を特定するストッパー
   （１９）とを具えてなる溶湯鍛造装置。