JPH06210426A - 鋳物の製造方法及び製造装置 - Google Patents

鋳物の製造方法及び製造装置

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JPH06210426A
JPH06210426A JP5025387A JP2538793A JPH06210426A JP H06210426 A JPH06210426 A JP H06210426A JP 5025387 A JP5025387 A JP 5025387A JP 2538793 A JP2538793 A JP 2538793A JP H06210426 A JPH06210426 A JP H06210426A
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JP
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cavity
insert
casting
molten metal
mold
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JP5025387A
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Mikio Yamashita
幹生 山下
Shigeki Maekawa
滋樹 前川
Kenji Kawaguchi
憲治 川口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール圧縮機用渦巻体やＶＴＲドラムな
ど高強度が必要な機構部品を、小寸法のゲートを用いて
も引け巣などの欠陥なく鋳造でき、後加工でのゲート切
断が容易にできる鋳物の製造方法及び装置を得る。 【構成】 キャビティ２ｃを上型１と摺動可能な入子１
１、上型１下型２で構成し、成形前に油圧シリンダー１
３により予め入子１１を加圧しておき、これより大きい
圧力で溶湯６を射出し入子１１を後退させ溶湯６を加圧
による収縮分余分にキャビティ２ｃに充填し、ゲート２
ｂの溶湯６が凝固した射出圧力遮断後も、入子１１を介
してキャビティ２ｃ内の溶湯６に加圧力が作用するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳物の製造方法及び製
造装置に関し、特にスクロール圧縮機用渦巻体やＶＴＲ
ドラムなど高強度が必要な機構部品を、引け巣などの欠
陥無く鋳造できる溶湯鍛造方法及び装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図７(ａ)(ｂ)は例えば日本鋳物協会編
「図解鋳物用語辞典 第２版」１２１頁に示された従来
の間接押し込み溶湯鍛造装置を示す断面構成図であり、
(ａ)は成形前の状態、(ｂ)は成形直後の状態を示す。図
において１は上型、２は下型、２ａは下型２に設けた湯
溜り、２ｂ、２ｃはそれぞれ上型１と下型２の間に一般
には複数個（一個の場合もある）形成されるゲート及び
キャビティ、３は射出プランジャー、４は上型１に固定
された型締め用ラム、５はノックアウトパンチ、６は金
属の溶湯、７は凝固した鋳物である。
【０００３】次に動作について説明する。上型１は予め
型締め用ラム４で下型２に強く押し付けられ、型締めさ
れている。溶湯６は下型２に設けた湯溜り２ａに成形直
前に給湯される。この状態で射出プランジャー３を降下
させて溶湯６を加圧する。溶湯６は射出プランジャー３
により排除されて、ゲート２ｂを経てキャビティ２ｃに
導入される。溶湯６が凝固するまで射出プランジャー３
で大略５００気圧以上の高圧を加え続け、成形が完了す
る。次いで、射出プランジャー３を後退（上昇）させる
とともに、型締め用ラム４で上型１を上昇させて型開き
し、この後ノックアウトパンチ５を上昇させて鋳物７を
型から取り出す。別工程でプレス加工などによりゲート
２ｂ部を切断すればキャビティ２ｃ部分が製品となる。
【０００４】また、図８(ａ)(ｂ)はそれぞれボス部が中
空のスクロール圧縮機用渦巻体を示すもので、(ａ)は正
面図、(ｂ)は図(ａ)におけるＢーＢ線断面図である。図
中、４０はスクロール圧縮機用渦巻体で、台板部４０ｂ
の片面にスクロール形状に形成された渦巻状歯部４０ａ
を有し、他面に軸対称に形成されたボス部４０ｃを有す
るもので、μｍオーダの高精度が要求される部品であ
る。
【０００５】さらに、図９は例えば日本鋳物協会編「図
解鋳物用語辞典 第２版」１２１頁を基に、図８に示す
スクロール圧縮機用渦巻体を鋳造するための従来の間接
押し込み溶湯鍛造装置を示す断面構成図で、左半分が鋳
込み前の状態、右半分が鋳込み後の状態を表している。
図において、１ｃは上型１に設けたゲート、１ｄはキャ
ビティである。
【０００６】次に動作について説明する。上型１は予め
型締め用ラム４で下型２に強く押し付けられ、型締めさ
れている。溶湯６は下型２に設けた湯溜り２ａに成形直
前に給湯される。この状態で射出プランジャー３を上昇
させて溶湯６を加圧する。溶湯６は射出プランジャー３
により、ゲート１ｃを経てキャビティ１ｄに導入され
る。溶湯６が凝固するまで射出プランジャー３で大略５
００気圧以上の高圧を加え続け、成形が完了する。次い
で、型締め用ラム４で上型１を上昇させて型開きし、こ
の後射出プランジャー３を上昇させてキャビティ１ｄの
鋳物と湯溜り２ａがつながったものを型から取り出す。
別工程で鋸などによりゲート１ｃ部を切断すればキャビ
ティ１ｄ部分が製品４０となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】周知のように溶湯鍛造
法は金属の溶湯を層流に近い低速でキャビティ内に注入
することにより、ガスの巻き込みによる鋳物の巣を避け
るとともに、溶湯が凝固完了するまで大略５００気圧以
上の高圧を加え続けることにより、溶湯の凝固時の体積
収縮に基づく引け巣を防止するもので、欠陥のない優れ
た品質の鋳物を得る方法として知られる。しかし、後者
の引け巣を防止するには溶湯の隅々が凝固するまで高圧
を加え続けることが前提となる。しかしながら、図７に
示す間接押し込み溶湯鍛造法の場合、溶湯６はゲート２
ｂを経てキャビティ２ｃに到達し、凝固する。従って、
射出プランジャー３により湯溜り２ａ内の溶湯６に加え
られる高圧がキャビティ２ｃに導入された溶湯６が凝固
完了するまで伝わり続けるには、キャビティ２ｃ内の溶
湯６が凝固するまでゲート２ｂの溶湯６が凝固せず、溶
融状態を保つ必要がある。また、図の場合キャビティ２
ｃの中央にあるくぼみ部分の溶湯がそれより外側部分の
溶湯より遅れて凝固する必要がある。即ち、引け巣を防
止するには、キャビティ２ｃの外側部分から湯溜り２ａ
に向かって順に凝固が進行する指向性凝固が達成できる
ことが前提となる。これを達成するためには、第一には
ゲート２ｂの寸法を大きくすることが必要で、鋳物７を
取り出してからゲート２ｂを切断してキャビティ２ｃ部
分を製品として得る際に、プレス切断では切断面の寸法
精度と表面粗さともに極めて悪い状態となるため、面倒
な機械加工で切断せねばならないなどの問題が生ずる。
また、第二の問題は製品形状が制約されることであり、
図７の例でいうと製品となるキャビティ２ｃには外側か
ら内側へ向けて凝固させるため、中途における薄肉部の
寸法が制約されるなどの問題があった。
【０００８】さらに、図８に示すスクロール圧縮機用渦
巻体の引け巣を防止するには、図９の装置のように、キ
ャビティ１ｄの外側部分から湯溜り２ａに向かって順に
凝固が進行する指向性凝固が達成できることが前提とな
る。これを達成するためには、第一にはゲート１ｃの寸
法を大きくすることが必要で、鋳物を取り出してからゲ
ート１ｃを切断してキャビティ１ｄ部分を製品として得
る際に、プレス切断では切断面の寸法精度と表面粗さが
ともに極めて悪い状態となるため、面倒な機械加工で切
断せねばならないなどの問題が生ずる。また、第二には
この製品形状ではゲート厚さを台板部厚さと同程度にし
てもゲート近傍の台板部の引け巣を完全にはなくせない
などの問題があった。
【０００９】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、小さな寸法のゲートを用いても製
品に引け巣を生ずることなく成形できるようにしてゲー
トの切断を極めて容易にするとともに、製品形状の制限
を大幅に緩和できる鋳物の製造方法を提供することを目
的としており、さらにこの方法に適した製造装置を提供
することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の鋳物製造方法
は、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出して凝固さ
せ鋳物を製造するもので、上記金型を構成する上型及び
下型とこれらの少なくとも一方と摺動可能な入子とで上
記キャビティを形成し、上記入子を射出前に後退させて
上記キャビティを広げておき、上記キャビティへ溶湯を
導入するゲート部の溶湯凝固前より、上記入子を射出圧
力以下の圧力で前進させるようにしたものである。
【００１１】また、本発明の別の発明の鋳物製造方法
は、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出して凝固さ
せ鋳物を製造するもので、上記金型を構成する上型及び
下型とこれらの少なくとも一方と摺動可能な入子とで上
記キャビティを形成し、上記入子を射出中に後退させて
上記キャビティを広げ、上記キャビティへ溶湯を導入す
るゲート部の溶湯凝固前より、上記入子を射出圧力以下
の圧力で前進させるようにしたものである。
【００１２】また、本発明のさらに別の発明の鋳物製造
方法は、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出して凝
固させ鋳物を製造するもので、上記金型を構成する上型
及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動可能な入子と
で上記キャビティを形成し、上記入子を射出前より、射
出圧力以下の圧力でキャビティ方向へ加圧しておくよう
にしたものである。
【００１３】さらに、上記方法で鋳物を製造するに際
し、入子の圧力をゲート凝固後は射出圧力より上げるよ
うにした。
【００１４】また、溶湯の収縮分余分に上記キャビティ
を広げるようにした。
【００１５】また、キャビティは厚肉部と薄肉部を有し
ており、厚肉部が入子で形成されている。
【００１６】また、さらに別の発明の鋳物製造方法にお
いては、入子を所定の位置で停止させておくようにし
た。
【００１７】そして、本発明の鋳物の製造装置は、金属
の溶湯を金型のキャビティ内に射出して凝固させ鋳物を
製造するもので、上型及び下型、これらの少なくとも一
方に摺動可能に設けられ、上記両型とでキャビティを形
成する入子、この入子の前進を所定の位置に停止させる
手段及び上記入子を加圧する加圧手段を備えたものであ
る。
【００１８】また、本発明の別の鋳物の製造装置は、上
型及び下型、これらの少なくとも一方に摺動可能に設け
られた第一の入子と、この第一の入子に摺動可能に設け
られ、上記両型と第一の入子とでキャビティを形成する
第二の入子、上記両入子を同時に加圧する加圧手段と、
第二の入子を駆動する駆動手段を備えたものである。
【００１９】
【作用】本発明の鋳物の製造方法においては、上型また
は下型の少なくとも一方と摺動可能なキャビティ部分の
入子を射出前に後退させてキャビティを広げておき、射
出後キャビティへ溶湯を導入するゲート部の溶湯が凝固
する前より、射出圧力以下の圧力で前進させる。而し
て、溶湯がゲートから逆流することなく、キャビティ部
の凝固が進行し収縮し始める際、入子に負荷した圧力に
より入子が前進し始め、キャビティ部の溶湯を強圧しな
がら入子の前進運動を妨げることなくキャビティの体積
を減らし、引け巣を防げる。従って小寸法ゲートでも欠
陥の無い良好な鋳物が製造できる。
【００２０】また、本発明の別の鋳物の製造方法におい
ては、上型または下型の少なくとも一方と摺動可能なキ
ャビティ部分の入子を射出中に後退させてキャビティを
広げ、射出後キャビティへ溶湯を導入するゲート部の溶
湯が凝固する前より、射出圧力以下の圧力で前進させ
る。而して、溶湯がゲートから逆流することなく、キャ
ビティ部の凝固が進行し収縮し始める際、入子に負荷し
た圧力により入子が前進し始め、キャビティ部の溶湯を
強圧しながら入子の前進運動を妨げることなくキャビテ
ィの体積を減らし、引け巣を防げる。従って小寸法ゲー
トでも欠陥の無い良好な鋳物が製造できる。
【００２１】また、本発明のさらに別の鋳物の製造方法
においては、上型または下型の少なくとも一方と摺動可
能なキャビティ部分の入子を、射出前より、射出圧力以
下の圧力でキャビティ方向へ加圧して前進させておく。
射出すると、射出圧力の方が入子に負荷した圧力より高
いため、キャビティ部分の入子が、キャビティ内に射出
される溶湯の圧力により打負かされて後退し、キャビテ
ィの体積を増加させる。而して寸法の小さいゲート部の
溶湯が凝固すると、射出プランジャーからの圧力はゲー
ト部で閉ざされて、キャビティ内の溶湯に伝わらなくな
る。ところが入子に予め負荷した圧力がキャビティ内の
溶湯に加わり、次いでキャビティ部の凝固が進行し収縮
し始めようとする瞬間、入子に負荷した予圧力により入
子が前進し始め、キャビティ部の溶湯を強圧して凝固収
縮分だけキャビティの体積を減らし、引け巣を防げる。
従って小寸法ゲートでも欠陥の無い良好な鋳物が製造で
きる。
【００２２】さらに、タイミングをみはからって、入子
に負荷した圧力をゲート凝固後に射出圧力より上げるこ
とにより、溶湯がゲートから逆流することなく、より欠
陥の少ない高密度な鋳物が製造できる。さらに、装置
上、射出圧力を高くできない場合でもキャビティ部に高
い圧力をかけることができるため、装置本体の射出能力
に規制されずに鋳物が製造できる。
【００２３】また、溶湯が凝固する際の体積収縮に見合
って設定した量だけ、入子を射出前に後退させてキャビ
ティを広げておくことにより、溶湯が凝固により体積収
縮して製造された鋳物の寸法を所定の寸法に仕上げるこ
とができる。
【００２４】また、厚肉部と薄肉部を有するキャビティ
の場合に、厚肉部を入子とすることにより、凝固の早い
薄肉部による入子の前進運動の妨げを避けて入子をスム
ーズに加圧前進させることができるため、小寸法ゲート
でも欠陥の無い良好な鋳物が製造できる。
【００２５】さらにまた、溶湯が凝固する際の体積収縮
に見合って設定した量だけ、入子を前進可能とし、さら
に、所定の位置で停止させておくようにしたため、溶湯
が凝固により体積収縮して製造された鋳物の寸法を所定
の寸法に対して、より高精度に仕上げることができる。
【００２６】そして、本発明の鋳物の製造装置において
は、、上型または下型の少なくとも一方と摺動可能なキ
ャビティ部分の入子の前進を、所定の位置に停止させる
手段及び上記入子を加圧する加圧手段を設けているの
で、上記製造方法を簡便に生産性良く実施できる。
【００２７】また、本発明の鋳物の製造装置において
は、入子側金型に付着した鋳込み後の鋳物を上記第二の
入子により突き出し離型する駆動手段を設けているの
で、鋳物が入子側金型に残った場合にも金型から容易に
取り出せ、離型時の塑性変形を無くし、外見上も良好な
製品が得られる。
【００２８】
【実施例】
実施例１．以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は本発明の実施例１の鋳物の製造装置を示す断
面構成図である。図において、１１は上型１に摺動可能
に埋設された入子で、上型１、下型２とともにキャビテ
ィ２ｃを構成しており、上端に前進係止手段を構成する
フランジ１１ａが形成されている。ここで、前進係止手
段とは、入子の前進を所定の位置に停止させる手段の一
例である。１３は入子１１を加圧するための加圧手段
で、この場合は油圧シリンダーである。また、１ａは上
型１に設けられた前進係止手段の前進係止部で、入子１
１のフランジ１１ａと当接して入子１１に負荷が無いと
きに入子１１の自重を支えるとともに、油圧シリンダー
１３の負荷により入子１１が前進して、ゲート２ｂを塞
ぎ溶湯６の充填を妨げないように、またキャビティ２ｃ
容積が製品（成形品）より狭くならないよう維持する。
１ｂは上型１に形成された後退係止手段の後退係止部
で、入子１１の背面（キャビティ対向面と反対面）と当
接して溶湯６の加圧による収縮分以上後退させないよう
入子１１の後退を防止する。ここで、後退係止手段と
は、射出のタイミングに合わせて入子を溶湯の収縮分余
分にキャビティを広げた位置で停止させる手段の一例で
ある。Ｌは上型１と入子１１の間に設けた加圧代でキャ
ビティ２ｃ部分の溶湯の体積収縮に見合った寸法に設定
される。そして、この実施例の場合、入子１１の摺動移
動距離は前進係止部１ａ、後退係止部１ｂにより加圧代
Ｌに規定されている。なお、ゲート２ｂの寸法は切断を
容易にするため、従来の溶湯鍛造法に比べ小さく設定し
てある。
【００２９】次に動作について説明する。入子１１を予
め射出前に油圧シリンダー１３により射出圧力以下の圧
力でキャビティ方向へ加圧しておく。入子１１は加圧さ
れてフランジ１１ａが前進係止部１ａと当接するまで下
降し、図１で加圧代Ｌが０の状態、即ち製品の仕上がり
寸法の所定位置におかれている。次いで溶湯６を下型２
内の湯溜り２ａに注ぎ、射出プランジャー３を下降さ
せ、溶湯６をゲート２ｂを経てキャビティ２ｃに注入、
加圧する。このとき、射出プランジャー３で溶湯６に与
える圧力は油圧シリンダー１３で入子１１に与えられた
圧力以上にしておく。そうして、溶湯６がキャビティ２
ｃに充満すると油圧シリンダー１３で予圧された入子１
１は溶湯６の圧力に負けて後退し、加圧代がＬに戻った
時点で入子１１が上型１の後退係止部１ｂに当って止ま
る。即ち、キャビティ２ｃの体積が溶湯６の加圧による
収縮分余分に増えた状態となる。寸法の小さいゲート２
ｂが真っ先に凝固し、この時点で射出プランジャー３か
ら溶湯６に与えられる高圧力はゲート２ｂで遮断され、
キャビティ２ｃに伝わらなくなる。従って、キャビティ
２ｃ内の溶湯６は圧力を遮断され、湯溜り２ａからの溶
湯６の補給も無いまま凝固して収縮しようとする。とこ
ろが入子１１は油圧シリンダー１３により負荷されたま
まなので、その瞬間下降し、キャビティ２ｃ内に発生し
ようとする引け巣を押し潰す。キャビティ２ｃの凝固が
全て完了するまで連続的にこの作用が起こり、自動的に
引け巣の発生無く凝固が完了する。加圧代Ｌは溶湯６の
金属または合金の材質によって決まる凝固収縮に見合っ
て設定されているため、凝固完了時点では入子１１は成
形前の状態、即ち、入子１１と上型１の加圧代が０の状
態になっている。溶湯６が全て凝固完了すれば、成形は
終り、射出プランジャー３と型締め用ラム４を上昇させ
て型開きし、次いでノックアウトパンチ５を上昇させて
鋳物を取り出す。
【００３０】以上により、ゲート部の寸法を小さくして
も全く引け巣が発生せず欠陥のない製品が得られた。ま
た、ゲート部の寸法を小さくしたので後工程でのゲート
の切断も極めて容易で、仕上げのための削り代も小さく
できた。さらに、ゲート２ｂの溶湯凝固後も入子１１を
介して油圧シリンダー１３による加圧力がキャビティ２
ｃの溶湯の凝固が完了するまで連続的に作用し、発生し
ようとする引け巣を押し潰すので、指向性凝固が達成で
きるような形状でなくとも引け巣ができず、製品の薄肉
部の形状制約が大幅に緩和され自由度が増す効果があ
る。さらに、予め入子１１を予圧しておくので、ゲート
２ｂの溶湯凝固後瞬時に入子１１を介してキャビティ２
ｃの溶湯に加圧力が作用し、加圧タイミングを測る必要
がなく、加圧の時間的遅れがなくなる。
【００３１】なお、入子１１を含む機構を上型１内に設
けるか、下型２内に設けるか、もしくは両者に設けるか
は、引け巣がキャビティ内の凝固の遅い部分に生ずるの
で、キャビティの形状により引け巣が発生する部分を加
圧可能かどうかによって決める。
【００３２】また、入子１１に負荷しておく予圧は一般
的に溶湯鍛造法で引け巣を防止するには大略５００気圧
程度の圧力が必要とされており、その程度かそれ以上に
設定しておくのが望ましい。この実施例の場合は、油圧
シリンダー１３により５００気圧程度の予圧をかけ、射
出プランジャー３による加圧力は８００気圧程度とし
た。
【００３３】また、上記実施例において、ゲート凝固後
に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。例えば、５
００気圧から１０００気圧に上げても良い。
【００３４】また、上記実施例において、溶湯の収縮分
余分にキャビティ２ｃを広げる場合について示したが、
仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれば、単
に加圧代以上充分後退するようにしてもよい。
【００３５】また、上記実施例において、仕上がり寸法
の精度がさほど必要無いものであるとか、入子１１がゲ
ート２ｂ部を塞ぎキャビティ２ｃへの溶湯６の充填に支
障をきたさなければ、前進係止部１ａの位置をもっと下
方、下型２よりに設け、加圧代以上移動するようにして
もよい。
【００３６】また、上記実施例では入子１１を油圧シリ
ンダー１３で溶湯６射出前に加圧しておく場合を示した
が、逆に入子１１を射出前に後退させてキャビティ２ｃ
を広げておき、例えば射出プランジャー３の圧力を検出
することなどにより、溶湯６のキャビティ２ｃへの充填
を確認してから油圧シリンダー１３を作動させても同様
の効果があるのは言うまでもない。さらに、ゲート凝固
後に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。そして、
仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれば、単
に加圧代以上充分後退させておいてもよい。
【００３７】また、上記実施例では入子１１を油圧シリ
ンダー１３で溶湯６射出前に加圧しておく場合を示した
が、逆に入子１１を射出中に後退させてキャビティ２ｃ
を広げ、例えば射出プランジャー３の圧力を射出中に検
出することなどにより、溶湯６のキャビティ２ｃへの充
填を確認してから油圧シリンダー１３を作動させても同
様の効果があるのは言うまでもない。さらに、ゲート凝
固後に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。そし
て、仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれ
ば、単に加圧代以上充分後退するようにしてもよい。
【００３８】実施例２．図２は本発明の実施例２の鋳物
の製造装置を示す断面構成図である。この実施例におい
ては加圧手段を射出プランジャー３とこれに固定された
加圧板２１で構成しており、入子１１は加圧板２１を介
して射出プランジャー３で予圧されている。而して、ノ
ックアウトパンチ５はこの実施例では上記実施例１の射
出プランジャー３の役割も兼ねており、湯溜り２ａ内に
注入した溶湯６を加圧する役割も果たす。射出プランジ
ャー３が役割を変え、ノックアウトパンチ５が二つの役
割を果たすが、動作は上記実施例１と全く同様であり、
同様の効果を奏する。なお、加圧代Ｌは上型１と入子１
１の間に設定した場合を示したが、加圧板２１と図示し
ない鋳造装置本体との間に設けてもよい。
【００３９】実施例３．図３は本発明の実施例３の鋳物
の製造装置を示す断面構成図である。図において、１３
は加圧手段のリング状の油圧シリンダーで、３０は油圧
シリンダーの内側に配設された離型用のストロークの長
いエジェクト用油圧シリンダー、３１は入子１１内部に
設けられたエジェクト用油圧シリンダー３０の力を鋳物
に伝えるためのエジェクト治具の突出しピン。ここで用
いたエジェクト治具の突出しピンとは、第二の入子の一
例である。３２は突出しピン３１を所定の位置（キャビ
ティ構成面と面一になるよう）に保持する、この場合は
上方の係止部へ押圧するためのエジェクト治具用バネ
で、予圧をかけてある。この実施例ではエジェクト用油
圧シリンダー３０、突出しピン３１、エジェクト治具用
バネ３２でエジェクト手段を構成している。なお、加圧
手段のリング状の油圧シリンダー１３は、第一の入子の
一例である入子１１と第二の入子の一例であるエジェク
ト治具の突出しピン３１を同時に加圧する手段であり、
エジェクト用油圧シリンダー３０は、第二の入子の一例
であるエジェクト治具の突出しピン３１を駆動する手段
である。
【００４０】次に動作について説明する。鋳込み工程に
関しては上記実施例１と全く同様である。異なるのは鋳
込み後の鋳物の離型方法である。実施例１では鋳物が下
型に残ることを前提としたノックアウトパンチ５による
離型方法について説明したが、鋳物が上型１（入子側金
型）に残る場合も多い。そこで、この実施例ではリング
状の油圧シリンダー１３の内側に離型用のストロークの
長いエジェクト用油圧シリンダー３０を設けておいて、
型開き後入子１１を含む上型１についた鋳物を突出しピ
ン３１を介して鋳物を突き出し、金型から取り出すよう
にしている。なお、エジェクト治具用バネ３２は鋳込み
時に突出しピン３１が所定の位置、入子１１のキャビテ
ィ構成面から下がらないようにするためのもので、鋳込
み前に予圧しておく。
【００４１】この実施例の鋳物製造装置では、加圧とエ
ジェクトの両機能を有する２重シリンダー機構を設けて
いるので、鋳物が入子側金型に残った場合にも、金型か
らの離型が容易になり、離型時の塑性変形を無くせ、鋳
物内部も外表面も良好な鋳物が生産性良く製造できる。
【００４２】実施例４．図４は本発明の実施例４の鋳物
の製造装置を示す断面構成図である。図において、１ｃ
はゲート、１ｄはキャビティ、２ｄは下型２に設けられ
た前進係止手段の前進係止部で、入子１１のフランジ１
１ａと当接して油圧シリンダー１３の負荷により入子１
１が前進して、ゲート１ｃを塞ぎ溶湯６の充填を妨げな
いようにするとともに、キャビティ１ｄの容積が製品
（成形品）より狭くならないよう維持する。ここで用い
たエジェクト治具の突出しリング３３とは、第二の入子
の一例である。２ｅは下型２に設けられた後退係止手段
の後退係止部で、入子１１の背面（キャビティ対向面と
反対面）と当接して溶湯６の加圧による収縮分以上後退
させないよう入子１１の後退を防止する。８は製品の一
部を構成するボス内径用入子、３３はキャビティの一部
（ボス部下面全面）を構成し、突出しピン３１を介して
エジェクトするための突出しリング、３２は突出しリン
グ３３を所定の位置まで下げるためのエジェクト治具用
バネである。なお、突出しリング３３は換言すると入子
の一部を構成し、鋳込み時には入子１１と同期して動作
し同様の作用をなすが、離型時には、入子１１とは独立
して鋳物を突き出せる構造をなしている。この実施例で
はエジェクト用油圧シリンダー３０、突出しピン３１、
エジェクト治具用バネ３２、及び突出しリング３３でエ
ジェクト手段を構成している。なお、加圧手段のリング
状の油圧シリンダー１３は、第一の入子の一例である入
子１１と第二の入子の一例であるエジェクト治具の突出
しリング３３を同時に加圧する手段であり、エジェクト
用油圧シリンダー３０は第二の入子の一例であるエジェ
クト治具の突出しリング３３を駆動する手段である。
【００４３】動作について説明する。鋳込み工程に関し
ては上記実施例３と同様である。異なるのは、鋳込み後
の鋳物の離型方法である。実施例３では、鋳物が単純形
状で突き出し面が広いため、突出しピン３１そのもので
鋳物を突き出し、離型することができた。しかし、この
実施例のような複雑形状鋳物の場合は、面積の広い台板
部を突き出すと離型時にボス付け根部に亀裂などの欠陥
が発生する危険性があるため、エジェクト部が規定され
る。即ち突き出し面が狭いボス部を突き出すしかない。
ところが、通常のピンでは突き出しが強度的に難しい。
そこで、図４のように、リング状の油圧シリンダー１３
の内側に離型用のストロークの長いエジェクト用油圧シ
リンダー３０をセットしておき、型開き後下型についた
鋳物を突出しピン３１を介してボス部下面全面に当設す
る突出しリング３３で鋳物を突き出し、金型から取り出
す。このようにボス部下面全面を突き出すことにより、
引け巣がなく内部的に良好に製造された鋳物を外部的に
も良好に得られる。なお、エジェクト治具用バネ３２は
鋳込み時に突出しリング３３が所定の下部位置から上が
らないようにするためのもので、鋳込み前に予圧してお
く。
【００４４】実施例５．図５は本発明の実施例５のスク
ロール圧縮機用渦巻体の鋳造装置を示す断面構成図であ
り、左半分が鋳込み前の状態、右半分が鋳込み後の状態
を表している。図において、１ｃはゲート、１ｄはキャ
ビティ、２ｄは下型２に設けられた前進係止手段の前進
係止部で、ボス部４０ｃ側のキャビティを構成する入子
１１のフランジ１１ａと当接して入子１１が前進して、
ゲート１ｃを塞ぎ溶湯６の充填を妨げないようにすると
ともに、キャビティ１ｄの容積が製品（成形品）より狭
くならないよう維持する。２ｅは下型２に設けられた後
退係止手段の後退係止部で、入子１１の背面（キャビテ
ィ対向面と反対面）と当接して溶湯６の加圧による収縮
分以上後退させないよう入子１１の後退を防止する。８
はボス内径用入子（固定）で、Ｌは下型２と入子１１の
間に設けた加圧代でキャビティ１ｄ部分の溶湯の体積収
縮に見合った寸法に設定される。そして、この実施例の
場合も上記実施例と同様、入子１１の摺動移動距離は前
進係止部２ｄ、後退係止部２ｅにより加圧代Ｌに規定さ
れている。なお、ゲート１ｃの寸法は切断を容易にする
ため、従来の溶湯鍛造法に比べ小さく設定してある。
【００４５】次に動作について説明する。入子１１を予
め成形前に油圧シリンダー１３により射出圧力以下の圧
力でキャビティ方向へ加圧しておく。即ち、入子１１
は、ボス内径用入子８（固定）の上端で形成される台板
部４０ｂの中央薄肉部を避けて、台板部４０ｂの外周厚
肉部を構成し、フランジ１１ａが前進係止部２ｄと当接
するまで上昇させ、図５で加圧代Ｌが０の状態におく。
次いで溶湯６を下型２内の湯溜り２ａに注ぎ、射出プラ
ンジャー３を上昇させ、溶湯６をゲート１ｃを経てキャ
ビティ１ｄに注入、加圧する。このとき、射出プランジ
ャー３で溶湯６に与える圧力は油圧シリンダー１３で入
子１１に与えられた圧力以上にしておく。そうして、溶
湯６がキャビティ１ｄに充満すると油圧シリンダー１３
で予圧された入子１１は溶湯６の圧力に負けて後退し、
加圧代がＬに戻った時点で入子１１が下型２の後退係止
部２ｅに当って止まる。即ち、キャビティ１ｄの体積が
溶湯６の加圧による収縮分余分に増えた状態となる。寸
法の小さいゲート１ｃが真っ先に凝固し、この時点で射
出プランジャー３から溶湯６に与えられる高圧力はゲー
ト１ｃで遮断され、キャビティ１ｄに伝わらなくなる。
従って、キャビティ１ｄ内の溶湯６は圧力を遮断され、
湯溜り２ａからの溶湯６の補給も無いまま凝固して収縮
しようとする。ところが入子１１は油圧シリンダー１３
により負荷されたままなので、その瞬間上昇し、キャビ
ティ１ｄ内に発生しようとする引け巣を押し潰す。キャ
ビティ１ｄの凝固が全て完了するまで連続的にこの作用
が起こり、自動的に引け巣の発生無く凝固が完了する。
加圧代Ｌは溶湯６の金属または合金の材質によって決ま
る凝固収縮に見合って設定されているため、凝固完了時
点では入子１１は成形前の状態、即ち、入子１１と下型
２の加圧代が０の状態になっている。溶湯６が全て凝固
完了すれば、成形は終り、射出プランジャー３と型締め
用ラム４を上昇させて型開きし、次いでノックアウトパ
ンチを兼ねた射出プランジャー３を上昇させて鋳物を取
り出す。
【００４６】以上により、ゲート部の寸法を小さくして
も全く引け巣が発生せず欠陥のない製品が得られた。ま
た、ゲート部の寸法を小さくしたので後工程でのゲート
の切断も極めて容易で、仕上げのための削り代も小さく
できた。さらに、ゲート１ｃの溶湯凝固後は入子１１を
介して油圧シリンダー１３による加圧力がキャビティ１
ｄの凝固が完了するまで連続的に作用するので、発生し
ようとする引け巣を押し潰し、この実施例のスクロール
圧縮機用渦巻体のような指向性凝固が達成することが不
可能な形状であっても引け巣が発生しない。さらに、予
め入子１１を予圧しておくので、ゲート１ｃの溶湯凝固
後瞬時に入子１１を介してキャビティ１ｄの溶湯に加圧
力が作用し、加圧タイミングを測る必要がなく、加圧の
時間的遅れがなくなる。
【００４７】また、離型に際しては、図４に示す実施例
４のようなエジェクト手段を設け、ボス部上面を突き出
すようにすることにより、離型時にボス付け根部に亀裂
などの欠陥を発生させることなく外部的にも良好なスク
ロール圧縮機用渦巻体が得られる。
【００４８】また、入子１１に負荷しておく予圧は一般
的に溶湯鍛造法で引け巣を防止するには大略５００気圧
程度の圧力が必要とされており、その程度かそれ以上に
設定しておくのが望ましい。この実施例の場合は、油圧
シリンダー１３により７００気圧程度の予圧をかけ、射
出プランジャー３による加圧力は１０００気圧程度とし
た。
【００４９】また、上記実施例において、ゲート凝固後
に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。例えば、７
００気圧から１５００気圧に上げても良い。
【００５０】また、上記実施例において、溶湯の収縮分
余分にキャビティ１ｄを広げる場合について示したが、
仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれば、単
に加圧代以上充分後退するようにしてもよい。
【００５１】また、上記実施例において、仕上がり寸法
の精度がさほど必要無いものであるとか、入子１１がゲ
ート１ｃ部を塞ぎキャビティ１ｄへの溶湯６の充填に支
障をきたさなければ、前進係止部１ａの位置をもっと上
方、上型１よりに設け、加圧代以上移動するようにして
もよい。
【００５２】また、上記実施例では入子１１を油圧シリ
ンダー１３で溶湯６射出前に加圧しておく場合を示した
が、逆に入子１１を射出前に後退させてキャビティ１ｄ
を広げておき、例えば射出プランジャー３の圧力を検出
することなどにより、溶湯６のキャビティ１ｄへの充填
を確認してから油圧シリンダー１３を作動させても同様
の効果があるのは言うまでもない。さらに、ゲート凝固
後に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。そして、
仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれば、単
に加圧代以上充分後退させておいてもよい。
【００５３】また、上記実施例では入子１１を油圧シリ
ンダー１３で溶湯６射出前に加圧しておく場合を示した
が、逆に入子１１を射出中に後退させてキャビティ１ｄ
を広げ、例えば射出プランジャー３の圧力を射出中に検
出することなどにより、溶湯６のキャビティ１ｄへの充
填を確認してから油圧シリンダー１３を作動させても同
様の効果があるのは言うまでもない。さらに、ゲート凝
固後に入子の圧力を射出圧力より上げても良い。そし
て、仕上がり寸法の精度がさほど必要無いものであれ
ば、単に加圧代以上充分後退するようにしてもよい。
【００５４】実施例６．図６は本発明の実施例６のスク
ロール圧縮機用渦巻体の鋳造装置を示す断面構成図であ
る。動作の内、鋳込み工程に関しては上記実施例５と全
く同様である。異なるのは、ボス上部台板部が回りと同
程度の肉厚であるため、キャビティ１ｄのボス部側全面
を入子１１で構成し、下面全面（即ちキャビティ１ｄの
ボス部側全面）を入子１１で加圧する構造にしている点
である。上記実施例と同様の効果を奏する。
【００５５】なお、上記実施例においては、一つのキャ
ビティに摺動可能な入子が一つの場合を示したが複数で
あってもよく、上述のようにキャビティの形状により引
け巣が発生する部分を加圧可能なように適宜入子とその
加圧手段を複数設けることにより、より効果的に引け巣
の発生を防止できる。
【００５６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５７】金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出し
て凝固させ鋳物を製造するに際し、上記金型を構成する
上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動可能な入
子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射出前に後
退させて上記キャビティを広げておき、上記キャビティ
へ溶湯を導入するゲート部の溶湯凝固前より、上記入子
を射出圧力以下の圧力で前進させるようにしたため、溶
湯がゲートから逆流することなく、キャビティ部の凝固
が進行し収縮し始める際、入子に負荷した圧力により入
子が前進し始め、キャビティ部の溶湯を強圧しながら入
子の前進運動を妨げることなくキャビティの体積を減ら
し、引け巣を防げる。従って、ゲート部の寸法を小さく
しても引け巣のない無欠陥の製品が得られ、後工程での
ゲートの切断が極めて容易になり、仕上げのための削り
代を小さくできる効果がある。また、製品の薄肉部の形
状制約が大幅に緩和され自由度が増す効果がある。
【００５８】また、金属の溶湯を金型のキャビティ内に
射出して凝固させ鋳物を製造するに際し、上記金型を構
成する上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動可
能な入子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射出
中に後退させて上記キャビティを広げ、上記キャビティ
へ溶湯を導入するゲート部の溶湯凝固前より、上記入子
を射出圧力以下の圧力で前進させるようにしたため、溶
湯がゲートから逆流することなく、キャビティ部の凝固
が進行し収縮し始める際、入子に負荷した圧力により入
子が前進し始め、キャビティ部の溶湯を強圧しながら入
子の前進運動を妨げることなくキャビティの体積を減ら
し、引け巣を防げる。従って小寸法ゲートでも欠陥の無
い良好な鋳物が製造できる。
【００５９】また、金属の溶湯を金型のキャビティ内に
射出して凝固させ鋳物を製造するに際し、上記金型を構
成する上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動可
能な入子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射出
前より、射出圧力以下の圧力でキャビティ方向へ加圧し
ておくようにしたため、上記入子を加圧するタイミング
を測る必要がなく、加圧の時間的遅れがなくなり、キャ
ビティ部の溶湯に圧力が負荷されない時がなく、凝固完
了まで常に連続して加圧できる。従って小寸法ゲートで
も欠陥の無い良好な鋳物が製造できる。
【００６０】さらに、タイミングをみはからって、入子
に負荷した圧力をゲート凝固後に射出圧力より上げるよ
うにしたため、溶湯がゲートから逆流することなく、よ
り欠陥の少ない高密度な鋳物が製造できる。さらに、装
置上、射出圧力を高くできない場合でもキャビティ部に
高い圧力をかけることができるため、装置本体の射出能
力に規制されずに鋳物が製造できる。
【００６１】また、溶湯が凝固する際の体積収縮に見合
って設定した量だけ、入子を射出前に後退させてキャビ
ティを広げておくようにしたため、溶湯が凝固により体
積収縮して製造された鋳物の寸法を所定の寸法に仕上げ
ることができる。
【００６２】また、厚肉部と薄肉部を有するキャビティ
の場合に、厚肉部を入子としたため、凝固の早い薄肉部
による入子の前進運動の妨げを避けて入子をスムーズに
加圧前進させることができるようになり、小寸法ゲート
でも欠陥の無い良好な鋳物が製造できる。
【００６３】さらにまた、溶湯が凝固する際の体積収縮
に見合って設定した量だけ、入子を前進可能とし、さら
に、所定の位置で停止させておくようにしたため、溶湯
が凝固により体積収縮して製造された鋳物の寸法を所定
の寸法に対して、より高精度に仕上げることができる。
【００６４】そして、金属の溶湯を金型のキャビティ内
に射出して凝固させ鋳物を製造する装置において、上型
または下型の少なくとも一方と摺動可能なキャビティ部
分の入子の前進を、所定の位置に停止させる手段及び上
記入子を加圧する加圧手段を設けているので、溶湯の充
填が容易かつ潤滑に行え、キャビティ容積が製品（成形
品）より狭くならないよう維持できる。
【００６５】そしてまた、入子側金型に付着した鋳込み
後の鋳物を上記第二の入子により突き出し離型する駆動
手段を備えたため、鋳物が入子側金型に残った場合にも
金型から容易に取り出せ、離型時の塑性変形を無くし、
外見上も良好な製品が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の鋳物の製造装置を示す断面
構成図である。
【図２】本発明の実施例２の鋳物の製造装置を示す断面
構成図である。
【図３】本発明の実施例３の鋳物の製造装置を示す断面
構成図である。
【図４】本発明の実施例４の鋳物の製造装置を示す断面
構成図である。
【図５】本発明の実施例５のスクロール圧縮機用渦巻体
の鋳造装置を示す断面構成図である。
【図６】本発明の実施例６のスクロール圧縮機用渦巻体
の鋳造装置を示す断面構成図である。
【図７】従来の鋳物の製造装置を示す断面構成図であ
る。
【図８】一般的なスクロール圧縮機用渦巻体を示す正面
図である。
【図９】従来のスクロール圧縮機用渦巻体の鋳造装置を
示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ 上型 １ａ，２ｄ 前進係止手段の前進係止部 １ｂ，２ｅ 後退係止手段の後退係止部 １ｃ，２ｂ ゲート １ｄ，２ｃ キャビティ ２ 下型 ３ 加圧手段を構成する射出プランジャー ６ 溶湯 １１ 入子 １１ａ 前進係止手段を構成するフランジ １３ 加圧手段の油圧シリンダー ２１ 加圧手段を構成する加圧板 ３０ エジェクト手段を構成するエジェクト用油圧シリ
ンダー ３１ エジェクト手段を構成するエジェクト治具の突出
しピン ３２ エジェクト手段を構成するエジェクト治具用バネ ３３ エジェクト手段を構成するエジェクト治具の突出
しリング ４０ スクロール圧縮機用渦巻体 ４０ｃ ボス部 Ｌ 加圧代
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また、溶湯が凝固する際の体積収縮に見合
って設定した量だけ、入子を後退させてキャビティを広
げておくことにより、溶湯が凝固により体積収縮して製
造された鋳物の寸法を所定の寸法に仕上げることができ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】また、溶湯が凝固する際の体積収縮に見合
って設定した量だけ、入子を後退させてキャビティを広
げておくようにしたため、溶湯が凝固により体積収縮し
て製造された鋳物の寸法を所定の寸法に仕上げることが
できる。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出
    して凝固させ鋳物を製造する方法において、上記金型を
    構成する上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動
    可能な入子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射
    出前に後退させて上記キャビティを広げておき、上記キ
    ャビティへ溶湯を導入するゲート部の溶湯凝固前より、
    上記入子を射出圧力以下の圧力で前進させることを特徴
    とする鋳物の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項第１項において、入子の圧力をゲ
    ート凝固後は射出圧力より上げることを特徴とする鋳物
    の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項第１項において、溶湯の収縮分余
    分に上記キャビティを広げておくことを特徴とする鋳物
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出
    して凝固させ鋳物を製造する方法において、上記金型を
    構成する上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動
    可能な入子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射
    出中に後退させて上記キャビティを広げ、上記キャビテ
    ィへ溶湯を導入するゲート部の溶湯凝固前より、上記入
    子を射出圧力以下の圧力で前進させることを特徴とする
    鋳物の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項第４項において、入子の圧力をゲ
    ート凝固後は射出圧力より上げることを特徴とする鋳物
    の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項第４項において、溶湯の収縮分余
    分に上記キャビティを広げることを特徴とする鋳物の製
    造方法。
  7. 【請求項７】 金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出
    して凝固させ鋳物を製造する方法において、上記金型を
    構成する上型及び下型とこれらの少なくとも一方と摺動
    可能な入子とで上記キャビティを形成し、上記入子を射
    出前より、射出圧力以下の圧力でキャビティ方向へ加圧
    しておくことを特徴とする鋳物の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項第７項において、入子の圧力をゲ
    ート凝固後は射出圧力より上げることを特徴とする鋳物
    の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項第７項において、溶湯の収縮分余
    分に上記キャビティを広げることを特徴とする鋳物の製
    造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項第７項において、入子を所定の
    位置で停止させておくことを特徴とする鋳物の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 請求項第１項、第４項、第７項におい
    て、キャビティは厚肉部と薄肉部を有しており、厚肉部
    が入子で形成されていることを特徴とする鋳物の製造方
    法。
  12. 【請求項１２】 金属の溶湯を金型のキャビティ内に射
    出して凝固させ鋳物を製造する装置において、上型及び
    下型、これらの少なくとも一方に摺動可能に設けられ、
    上記両型とでキャビティを形成する入子、この入子の前
    進を所定の位置に停止させる手段及び上記入子を加圧す
    る加圧手段を設けたことを特徴とする鋳物の製造装置。
  13. 【請求項１３】 金属の溶湯を金型のキャビティ内に射
    出して凝固させ鋳物を製造する装置において、上型及び
    下型、これらの少なくとも一方に摺動可能に設けられた
    第一の入子と、この第一の入子に摺動可能に設けられ、
    上記両型と第一の入子とでキャビティを形成する第二の
    入子、上記両入子を同時に加圧する加圧手段と、第二の
    入子を駆動する駆動手段を設けたことを特徴とする鋳物
    の製造装置。
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