JPH02303673A - 金型鋳造方法およびその装置 - 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、自動車用等に用いられる鋳物製小物部品を金
型によって製造する金型鋳造方法およびこの鋳造方法に
使用する金型鋳造装置に関する。

（従来の技術） 前記のような鋳物製小物部品は、溶湯を鋳造用金型の湯
口部からキャビティへ充填し、キャビティの溶湯が凝固
した後、この鋳造用金型を型開きし、鋳造品を取出すこ
とによって製造される。この場合、鋳造用金型のキャビ
ティに、エアを巻込むことなく溶湯をスムーズに充填す
るため、湯口部の容積を大きくし、溶湯を湯口部に一旦
貯溜しておいて、その後、キャビティへ充填するのが通
常である。

ところが、鋳物製小物部品を前記のようにして鋳造する
場合、金型は冷却能力が高いためキャビティの溶湯は僅
かの時間例えば数秒間で凝固するのに対し、湯口部の容
積が大きいため湯口部の溶湯はキャビティの溶湯が凝固
する時間内では凝固しない。

このため、キャビティの鋳造品が取出しタイミングであ
るにも拘らず、湯口部の溶湯は未だ凝固が完了していな
い状態が生じ、この状態で型開きすると湯口部の溶湯が
こぼれて鋳造装置を損傷するという問題があった。

そこで、近時、特開昭５７−８５６４２号公報に示され
るように、湯口部の溶湯に冷し金を挿入して、湯口部内
の溶湯の凝固を促進する金型鋳造方法が提案されている
。

（発明が解決しようとする課題） ところが、この方法によると、湯口部の溶湯の凝固は若
干促進されるが、やはり、キャビティの溶湯の凝固完了
と湯口部の溶湯の凝固完了との間に生じる時間的なギャ
ップは避けられず、湯口部の溶湯の凝固が完了してから
型開きすると、鋳造品が過冷却になってしまうという問
題は依然として解決されていない。

前記に鑑みて、本発明は、鋳物製の小物部品を金型によ
って鋳造する場合でも、鋳造品を、過冷却することなく
所定のタイミングで取出せるようにすることを目的とす
る （課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、請求項（１）及び（２）の
発明は、鋳造用金型の湯口部を、この鋳造用金型に対し
て着脱可能に分割して設け、湯口部の溶湯が半凝固状態
のときに、湯口部を鋳造用金型から離脱させるものであ
る。

具体的に請求項（１）の発明の講じた解決手段は、鋳造
用金型に対して、該鋳造用金型のキャビティと連通ずる
湯口部を有する注湯用金型を装着及び離脱可能に分割し
て設けておき、該注湯用金型を前記鋳造用金型に装着し
た後、前記湯口部を通じて前記キャビティに溶湯を充填
し、その後、前記湯口部の溶湯が半凝固状態のときに、
前記注湯用金型を前記鋳造用金型から離脱させる構成と
するものである。

また、請求項（２）の発明の講じた解決手段は、鋳造用
金型と、該鋳造用金型に対して装着及び離脱可能に分割
して設けられ、装着時に前記鋳造用金型のキャビティと
連通する湯口部を有する注湯用金型と、前記鋳造用金型
に装着された注湯用金型を離脱させるための注湯用金型
分離手段とを備える構成とするものである。

（作用） 請求項（１）及び（′２Ｊの構成により、鋳造用金型に
、該鋳造用金型のキャビティと連通する湯口部を有する
注湯用金型を装着した状態で、溶湯を注湯用金型の湯口
部を通じて鋳造用金型のキャビティに充填することがで
き、その後、湯口部の溶湯が半凝固状態のときに、鋳造
用金型に対して離脱可能に分割して設けられた注湯用金
型を鋳造用金型から離脱させるので、湯口部の溶湯の凝
固が完了する前に鋳造用金型を型開きすることができる
。

（実施例） 以下、請求項（１）及び（２の発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。

第３図は請求項（２）の発明の一実施例である金型鋳造
装置Ａの平面構造を示し、金型鋳造装！Ａは、固定型１
０及び可動型１２とよりなる鋳造用金型１４と、鋳造用
金型１４に対して装着及び離脱可能に分割して設けられ
た注湯用金型１６と、鋳造用金型１４に装着された注湯
用金型１６を離脱させるための注湯用金型分離手段とし
ての注湯用金型着脱用ロボット１８と、鋳造用金型１４
を保持するための金型保持部材２０と、溶湯を貯溜する
と共に溶湯を給湯用機２２を介して鋳造用金型１４のキ
ャビティに供給するための注湯機２４とを備えている。

第１図に示すように、鋳造用金型１４は、上端の一側部
において切欠き段部１４ａを有し、この切欠き段部１４
ａの上面１４ｂは外方へ向かって下向きの斜面に形成さ
れており、また１、この上面１４ｂの中央部には、溶湯
をキャビティへ受は入れるための湯受口１４ｃが設けら
れている。

注湯用金型１６は直方体状に形成されており、その下面
１６ａは、鋳造用金型１４の切欠き段部１４ａの上面１
４ｂと同勾配であって、この上面１４ｂと同様に外方へ
向かって下向きの斜面に形成されている。これにより、
注湯用金！１６は鋳造用金型の切欠き段部１４ａに装着
可能であり、且つ、装着された状態では、切欠き段部１
４ａの上面１４ｂと注湯用金型１６の下面とは密接状態
である。

また、注湯用金型１６は、内部においてカップ状に形成
された湯口部１６ｂを有しており、注湯用金型１６が鋳
造用金型１４の切欠き段部１４ａに装着された状態では
、この湯口部１６ｂの下端に形成された流出口１６ｃは
、鋳造用金型１４の湯受口１４ｃに連通するよう形成さ
れている。このようにすることにより、注湯用金型１６
を鋳造用金型１４に装着し、注湯用金型１６の湯口部１
６ｂに溶湯を供給すると、湯口部１６ｂの溶湯は鋳造用
金型１４の湯受口１４ｃを通ってキャビティへ充填され
る。

注湯用金型着脱用ロボット１８は、鋳造用金型１４の切
欠き段部１４ａ側の側方に配設された２軸間節ロボット
よりなり、アーム１８ａは鋳造用金型１４に対して進退
自在であると共に、アーム１８ａはその中心軸周りに回
動可能である。また、この注湯用金型着脱用ロボット１
８は、アーム１８ａの先端で注湯用金型１６の外側面を
支持しており、注湯用金型着脱用ロボット１８を作動す
ることにより、注湯用金型１６を鋳造用金型１４の切欠
き段部１４ａに装着したり、切欠き段部１４ａから離脱
させたりできると共に、注湯用金型１６を上下方向に反
転させることもできる。

第３図に示すように、金型保持部材２０は、固定型１０
の背面を支持する固定側支持板２６と、固定側支持板２
６に対向して配設された可動側支持板２８と、固定側支
持板２６と可動側支持板２８との間に架設された２本の
ガイド棒３０と、ガイド棒３０によって固定側支持板２
６側或いは可動側支持板２８側へ移動自在に支持された
可動型保持板３２と、可動側支持板２８に支持される一
方、可動型保持板３２を移動させる可動型移動用シリン
ダー３４とにより構成されており、可動型移動用シリン
ダー３４を作動することによって、可動型保持板３２ひ
いては可動型１２を固定型１０に対して接近及び離反さ
せることができる。

さらに、第３図に示すように、金型鋳造装置Ａは、鋳造
用金型１４のキャビテイ面に塗型剤を塗布するための塗
型剤塗布ステーションＡ１と、鋳造用金型１４の湯受口
１４ｃにシール材３６をセットするためのシール材セッ
トステーションＡ２と、注湯用金型１６に溶湯を注入す
るための注湯ステーションＡ３と、鋳造用金型１４のキ
ャビティから鋳造品Ｂを取出し、キャビティを清掃する
ための取出し・清掃ステーションＡ４とを備えており、
鋳造用金型１４は、金型保持部材２０によって保持され
た状態で前記４ステ一シヨン間を順次移動することがで
きる。なお、第３図の塗型剤塗布ステーションＡ１及び
シール材セットステーションＡ２においては、図示の都
合で金型保持部材２０を省略して描いている。

第４図は塗型抽塗布ステーションＡ１の断面構造を示し
、同図において、３８は鋳造用金型１４に塗型剤を塗布
するための塗型剤塗布用ロボットであって、この塗型剤
塗布用ロボット３８は、固定型１０及び可動型１２のキ
ャビテイ面に塗型剤を塗布することができる。

第５図はシール材セットステーションＡ２の断面構造を
示し、同図において、４０はシール材セット用ロボット
であって、耐熱性粘土或いはカーボン材によりリング状
に形成されたシール材３６を鋳造用金型１４の湯受口１
４ｃにセットすることができ、これにより、鋳造用金型
１４の湯受口１４ｃと、注湯用金型１６の湯口部１６ｂ
の流出口１６ｃとの間から溶湯が洩れ出てパリとなるこ
とが防止されている。

第１図、第２図及び第６図は注湯ステーションＡ３の断
面構造を示し、第６図の矢印に示すように、注湯機２４
は同図にお°ける上下方向に傾動可能であって、注湯機
２４の傾動角度を調節することにより、注湯口２４ａか
ら注湯用樋２２ひいては注湯用金型１６の湯口部１６ａ
へ供給される溶湯の量を調節できる。

また、第１図及び第２図に示すように、注湯用金型１６
のｉロ部１６ｂの流出口１６ｃの周囲と、鋳造用金型１
４の湯受口１４ｃの周囲には各々硬質材よりなる切断刃
１６ｄ、１４ｄが組み込まれており、注湯用金型着脱用
ロボット１８を作動させて注湯用金型１６を鋳造用金型
１４の切欠き段部１４ａから離脱させる際に、湯口部１
６ｂの流出口１６ｃと鋳造用金型１４の湯受口１４ｃと
の間で凝固した溶湯は、切断刃１６ｄ、１４ｄによって
切断、分離される。

さらに、第１図及び第２図に示すように、鋳造用金型１
４の切欠き段部１４ａ側の側方における上方には、注湯
用金型１６の湯口部１６ｂの周壁で凝固°した凝固溶湯
Ｃを下方へ押圧して落下させるだめの凝固溶湯押圧用シ
リンダー４１が配置されている。これにより、注湯用金
型着脱用ロボット１８を作動させて、注湯用金型１６を
鋳造用金型１４から離脱させると共に、注湯用金型１６
を１８０度反転させた後、凝固溶湯押圧用シリンダー４
１を作動させると、ピストンロッド４１ａが湯口部１６
ｂの流出口１６ｃから進入して凝固溶湯Ｃを落下させる
ことができる。

第７図は取出し・清掃ステーションＡ４の断面構造を示
す。同図において、４２は型開き時に鋳造品Ｂを固定型
１０に付着させるための可動型用エジェクト機構であっ
て、この可動型用エジェクト機構４２は、可動側エジェ
クトプレート４２ａと、可動側エジェクトプレート４２
ａの所定位置に突設された可動側エジェクトピン４２ｂ
と、可動側エジェクトプレート４２ａを固定型１０側へ
付勢するばね４２ｃとにより構成されており、型開き時
に可動側エジェクトビン４２ｂが鋳造品Ｂを固定型１０
側へ押圧するので、鋳造品Ｂが固定型１０に付着した状
態で型開きが行われる。

また、第７図において、４４は固定型用エジェクト機構
であって、この固定型用エジェクト機構４４は、固定型
用エジェクトプレート４４ａと、固定型用エジェクトプ
レート４４ａの所定位置に突設された固定型用エジェク
トビン４４ｂと、固定側支持板２８に支持され、固定型
用エジェクトプレート４４ａを可動型１２側へ押圧する
エジェクト用シリンダー４４ｃとにより構成されており
、型開き後、エジェクト用シリンダー４４ｃを作動させ
ると、固定型用エジェクトピン４４ｂが鋳造品Ｂを押圧
するので、鋳造品Ｂは固定型１０から取出される。

次に、第１図〜第３図に基づいて、請求項（１）の発明
の一実施例である金型鋳造方法、つまり、金型鋳造装置
Ａを用いて鋳造品Ｂを鋳造する方法について説明する。

まず、第３図に示す塗型剤塗布ステーションＡ１で鋳造
用金型１４のキャビティに塗型剤を塗布した後、可動型
移動用シリンダー３４を作動させて可動型１２を固定型
１０に圧着させる。次に、金型保持部材２０をシール材
セットステーションＡ２へ移動し、このステーションＡ
２でシール材３６を鋳造用金型１４の湯受口１４ｃヘセ
ツトする。

次に、金型保持部材２０を注湯ステーションＡ３へ移動
する一方、第１図に示すように、注湯ステーションＡ３
で、注湯用金型着脱用ロボット１８を作動させて注湯用
金型１６を鋳造用金型１４の切欠き段部１４ａに装着す
る。その後、注湯機２４を傾動させて、注湯機２４の内
部に貯溜された溶湯を給湯用線２２を介して、注湯用金
型１６の湯口部１６ｂへ注入する。このようにすると、
注湯用金型１６の湯口部１６ｂから鋳造用金型１４のキ
ャビティへ溶湯が充填される。

次に、鋳造用金型１４のキャビティの溶湯が凝固する所
定時間後、第２図に示すように、注湯用金型移動用ロボ
ット１８を後退させる。このようにすると、湯口部１６
ｂの流出口１６ｃと湯受口１４ｃとの間で凝固している
溶湯が切断刃１６ｄ。

１４ｄによって切断され、注湯用金型１６は鋳造用金型
１４から離脱される。その後、注湯用金型着脱用ロボッ
ト１８を回動させると、湯口部１６ｂでは、周壁近傍の
溶湯は凝固しているが、中心部近傍の溶湯は未だ凝固し
ていない状態であるため、未凝固の溶湯りは湯口部１６
ｂから落下するので、これを図示していない下方に配置
された回収容器で回収する。

次に、凝固溶湯押圧用シリンダー４１を作動させて、湯
口部１６ｂの凝固溶湯Ｃを湯口部１６ｂの周壁から離脱
、落下させ、この凝固溶湯Ｃも前記の回収容器で回収す
る。

一方、注湯用金型１６が鋳造用金型１４から離脱した後
、第３図に示すように、金型保持部材２０を取出し・清
掃ステーションＡ４へ移動し、鋳造用金型１４を型開き
して、鋳造品Ｂを取り出し、その後、固定型１０及び可
動型１２のキャビティを清掃する。

以上のようにして、鋳造用金型１４のキャビティで鋳造
品Ｂが過冷却になる前、つまり鋳造品Ｂが所定の凝固状
態となったタイミングで鋳造品Ｂを取出すことができる
。

なお、前記実施例では、注湯用金型１６は注湯ステーシ
ョン八３においてのみ配置されていたが、これに代えて
、切欠き段部１４Ｈに対して離脱可能な注湯用金型１６
を各鋳造用金型１４に配設し、注湯用金型１６と鋳造用
金型１４とを一緒にして各ステーションＡ１〜Ａ４を循
環させてもよい。

この場合、注湯用金型着脱用ロボット１８のアーム１８
ａの先端には、注湯用金型１６を把持するための注湯用
金型保持部材を設けておくことが好ましい。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）及び（ａの発明によ
ると、溶湯を注湯用金型の湯口部を通じて鋳造用金型の
キャビティに充填し、湯口部の溶湯が半凝固状態のとき
に、鋳造用金型に対して離脱可能に分割して設けられた
注湯用金型を鋳造用金型から離脱させるので、湯口部の
溶湯の凝固が完了する前に鋳造用金型を型開きすること
ができる。このため、本発明によると、鋳物製の小物部
品を金型によって鋳造する場合でも、鋳造品を過冷却さ
せることなく所定のタイミングで取り出すことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例である金型鋳造装置
を示し、第１図及び第２図（イ）（ロ）は注湯ステーシ
ョンの部分断面図、第３図は平面図、第４図は塗型剤塗
布ステーションの部分断面図、第５図はシール材セット
ステーションの部分断面図、第６図は注湯ステーション
の部分断面図、第７図は取出し・清掃ステーションの部
分断面図である。 １０・・・固定型 １２・・・可動型 １４・・・鋳造用金型 １６・・・注湯用金型 １８・・・注湯用金型着脱用ロボット （注湯用金型離脱手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造用金型に対して、該鋳造用金型のキャビティ
   と連通する湯口部を有する注湯用金型を装着及び離脱可
   能に分割して設けておき、該注湯用金型を前記鋳造用金
   型に装着した後、前記湯口部を通じて前記キャビティに
   溶湯を充填し、その後、前記湯口部の溶湯が半凝固状態
   のときに、前記注湯用金型を前記鋳造用金型から離脱さ
   せることを特徴とする金型鋳造方法。
2. （２）鋳造用金型と、該鋳造用金型に対して装着及び離
   脱可能に分割して設けられ、装着時に前記鋳造用金型の
   キャビティと連通する湯口部を有する注湯用金型と、前
   記鋳造用金型に装着された注湯用金型を離脱させるため
   の注湯用金型分離手段とを備えたことを特徴とする金型
   鋳造装置。