JPH07100621A - 鋳造用金型装置および鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶湯を外部に漏出させることなく製品キャビ
ティの十分なガス抜きを行うこと。 【構成】 本発明では、摺動溝１０ａ，１０ｂおよびガ
ス連絡通路１８ａ，１８ｂを製品キャビティ３０に連通
した状態で溶湯の注入を行い、かつ該製品キャビティ３
０内の溶湯ＡＬが所定量に達した場合にスライドブロッ
ク１２，１３によって上記摺動溝１０ａ，１０ｂおよび
上記ガス連絡通路１８ａ，１８ｂを閉塞している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用金型装置および
鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金型を適用して鋳造を行う場合
には、充填効率および生産性の向上、さらに製品品質の
向上を図るため、ガス抜きを行いながら製品キャビティ
内に溶湯を注入することが好ましい。

【０００３】たとえば、従来の金型装置では、金型の分
割面にスリットが形成されており、このスリットを介し
て注湯中における製品キャビティ内のガスを外部へ排出
するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な金型装置において製品キャビティ内のガスを効率よく
外部へ排出するためには、上述したスリットの開口面積
を可及的に大きく設定することが好ましい。

【０００５】しかしながら、上記スリットの開口面積を
大きく設定した場合には、製品キャビティ内に注入され
た溶湯がこのスリットを介して金型の外部へ漏出し、鋳
造成形自体を行うことが困難となる。

【０００６】本発明の目的は、上記実情に鑑みて、溶湯
を外部に漏出させることなく製品キャビティの十分なガ
ス抜きを行うことができる鋳造用金型装置および鋳造方
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋳造用金型
装置は、製品キャビティを金型の外部に連通させるガス
排出通路と、このガス排出通路を開閉する態様で上記金
型に対して移動可能に配設され、上記製品キャビティに
溶湯を注入する場合に上記ガス排出通路を開放し、かつ
該製品キャビティに所定量の溶湯が注入された場合に上
記ガス排出通路を閉塞する弁体とを備えている。

【０００８】また本発明に係る鋳造方法は、金型に対し
て移動可能に配設された弁体と、製品キャビティを上記
金型の外部に連通する態様で形成され、上記弁体の移動
に基づいて開閉されるガス排出通路とを備えた鋳造用金
型装置に適用され、上記ガス排出通路を開放した状態で
上記製品キャビティに注湯を行う工程と、上記製品キャ
ビティに所定量の溶湯が注入された時点で上記弁体によ
って上記ガス排出通路を閉塞する工程とを含んでいる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、弁体によって開閉されるガ
ス排出通路を介して注湯中における製品キャビティ内の
ガスを金型の外部へ排出するようにしている。

【００１０】

【実施例】以下、一実施例を示す図面に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明に係る鋳造用金型装
置を適用した低圧鋳造設備を概念的に示したものであ
る。ここで例示する低圧鋳造設備は、型ホルダ１を介し
て型昇降用シリンダアクチュエータ２の作動ロッド２ａ
に接続された上型１０と、ダイプレート３を介してベー
ス４の上面に固定された下型２０とを備え、これら上型
１０のコア１１および下型２０のキャビティ２１間に画
成される製品キャビティ３０内において図５に示すよう
な自動二輪車に搭載されるエンジンのアルミニウム製シ
リンダブロック粗材Ｗを成形する際に適用されるもの
で、図１に示すように、上記下型２０の下方中央部にゲ
ート２２を有している。ゲート２２は、その内部におい
て上記キャビティ２１に連通し、かつその外部において
下型２０の下面中央部に開口されており、この下面開口
２２ａを介して溶湯供給装置４０に接続されている。

【００１１】溶湯供給装置４０は、溶湯保持炉４１の内
部に収容され、その内部にアルミニウムの溶湯ＡＬが貯
留される坩堝４２と、この坩堝４２の開口を密封する態
様で配設され、その一側部に加圧ガス供給通路４３を有
するとともに、その中央部に嵌着孔４４ａが形成された
蓋体４４と、この蓋体４４の嵌着孔４４ａに嵌着する態
様で上下方向に向けて延在され、その下端部が上記坩堝
４２の内部に開口するとともに、その上端部が上記蓋体
４４の上面から突設されたストーク４５とを備えてお
り、該ストーク４５の上端面を上記下型２０の下面に圧
着することにより、上記ゲート２２の下面開口２２ａに
接続されている。

【００１２】一方、上記低圧鋳造設備は、図２に示すよ
うに、上記上型１０の下部における上記コア１１を挟ん
で互いに対応する部位にそれぞれスライドブロック１
２，１３を備えている。

【００１３】スライドブロック１２，１３は、図２およ
び図４に示すように、横断面が略「Ｔ］字の柱状を成す
スライド部１２ａ，１３ａと、個々のスライド部１２
ａ，１３ａの先端部に配置され、それぞれの先端面に突
出部１２ｂ，１３ｂが設けられたコア部１２ｃ，１３ｃ
とを有するもので、該コア部１２ｃ，１３ｃを互いに内
方に向けた状態でそれぞれ上記上型１０の下面に形成さ
れた摺動溝１０ａ，１０ｂにスライド部１２ａ，１３ａ
を係合することにより、上記製品キャビティ３０に対し
て進退可能、かつ金型の開閉方向Ｘに対して直交する方
向に移動可能に配設されている。図２（ａ）に示すよう
に、一方のスライドブロック１２（以下、単に第１スラ
イドブロック１２と称する）は、他方のスライドブロッ
ク１３（以下、単に第２スライドブロック１３と称す
る）よりも十分長く形成され、上記製品キャビティ３０
に対して最も進出移動した場合にそのスライド部１２ａ
の基端部が上型１０の側面から外方に向けて突出してお
り、該スライド部１２ａにおける上記上型１０の側面か
ら常時突出する部位の上面に従動ラック１２ｄを有して
いる。

【００１４】また、上記上型１０には、上記第２スライ
ドブロック１３におけるスライド部１３ａの基端部に対
応する側面に一対のスライド用シリンダアクチュエータ
１４，１５が配設されている。これらスライド用シリン
ダアクチュエータ１４，１５は、図３に示すように、そ
れぞれシリンダ本体１４ａ，１５ａに設けられた支持ロ
ッド１４ｂ，１５ｂを介して上記上型１０に取り付けら
れており、個々のシリンダ本体１４ａ，１５ａを外方に
向ける態様で水平に延在されている。

【００１５】同図からも明らかなように、一方のスライ
ド用シリンダアクチュエータ１５（以下、単に第２スラ
イド用シリンダアクチュエータ１５と称する）は、上記
上型１０のほぼ中央部に配設されており、図２に示すよ
うに、その作動ロッド１５ｃの先端部に取り付けられた
連結ブラケット１６を介して上記第２スライドブロック
１３に連結されている。

【００１６】他方のスライド用シリンダアクチュエータ
１４（以下、単に第１スライド用シリンダアクチュエー
タ１４と称する）は、図３に示すように、上記上型１０
に設けられた支持ブラケット１７を介して該上型１０の
一端面よりも外方に位置する部位に配設され、この一端
面に対して平行となる態様で延在されており、その作動
ロッド１４ｃを介して動力伝達機構５０に接続されてい
る。

【００１７】動力伝達機構５０は、上記第１スライド用
シリンダアクチュエータ１４の軸心延長上に延設され、
上記上型１０に設けられた軸受ブラケット５１，５１を
介してその軸心方向に沿って移動可能、かつその軸心回
りには回動不可能に支承されており、図４に示すよう
に、その先端部下面に駆動ラック５２ａが形成されたラ
ックロッド５２と、図３および図４に示すように、上記
ラックロッド５２および上記第１スライドブロック１２
の間の水平間隙距離に対応する長さを有し、該第１スラ
イドブロック１２のスライド部１２ａが突出する側面よ
りも外方に位置する部位において上型１０に設けられた
軸受ブラケット５３に水平に、かつその軸心回りに回動
可能に支承されており、その両端部に設けられたピニオ
ン５４，５５をそれぞれ上記駆動ラック５２ａおよび上
記従動ラック１２ｄに歯合させることによってこれらラ
ックロッド５２および上記第１スライドブロック１２の
間を互いに接続するピニオンロッド５６とを備えてお
り、上記ラックロッド５２の基端部を介して上記第１ス
ライド用シリンダアクチュエータ１４の作動ロッド１４
ｃに連結されている。なお、図には明示していないが、
上記ラックロッド５２の駆動ラック５２ａは、上述した
第１スライドブロック１２に形成された従動ラック１２
ｄと同一のピッチをもって形成されている。

【００１８】この動力伝達機構５０は、上記第１スライ
ド用シリンダアクチュエータ１４が伸長側に作動する
と、上記ラックロッド５２が図３中の右方側に移動する
ことによって該ラックロッド５２の駆動ラック５２ａお
よびこれに歯合するピニオン５４を介して上記ピニオン
ロッド５６が図２中の時計回りに回転され、さらに従動
ラック１２ｄおよびこれに歯合するピニオン５５を介し
て上記第１スライドブロック１２を内方側に向けて移動
させる一方、該第１スライド用シリンダアクチュエータ
１４が縮退側に作動すると、上述したラックロッド５２
およびピニオンロッド５６がそれぞれ逆向きに作用し、
上記第１スライドブロック１２を外方側に向けて移動さ
せる作用を成す。

【００１９】さらに、上記上型１０は、図２に示すよう
に、一対のガス連絡通路１８ａ，１８ｂを備えている。
ガス連絡通路１８ａ，１８ｂは、上下方向に沿って穿設
され、個々の上端が上記上型１０の上面に開口するとと
もに、個々の下端が上記各摺動溝１０ａ，１０ｂの内端
部に開口しており、該摺動溝１０ａ，１０ｂと上型１０
の外部との間を常時互いに連通している。なお、図には
明示していないが、上記各ガス連絡通路１８ａ，１８ｂ
は、それぞれ十分な開口面積をもって形成されている。
また、図中の符号５は、上記型昇降用シリンダアクチュ
エータ２を保持する天板６に設けられたエジェクトロッ
ド、符号７は上記エジェクトロッド５の先端延長域に配
設されたエジェクトプレート、符号８は上記エジェクト
プレート７に保持されたエジェクトピンをそれぞれ示し
ている。

【００２０】上記のように構成された低圧鋳造設備で
は、上述した第１および第２スライド用シリンダアクチ
ュエータ１４，１５がそれぞれ最も伸長作動すると、図
１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、上記第１およ
び第２スライドブロック１２，１３の各コア部１２ｃ，
１３ｃ先端面が上型１０に当接され、上記製品キャビテ
ィ３０と上記上型１０の摺動溝１０ａ，１０ｂとの間の
連通が断絶されるとともに、該コア部１２ｃ，１３ｃの
突出部１２ｂ，１３ｂがそれぞれ上記製品キャビティ３
０に臨んだ位置に占位され、一方、上記第１および第２
スライド用シリンダアクチュエータ１４，１５がそれぞ
れ最も縮退作動すると、図１（ａ）および図２（ａ）に
示すように、上記第１および第２スライドブロック１
２，１３の各コア部１２ｃ，１３ｃ先端面が上記上型１
０から離隔され、上記製品キャビティ３０が上記摺動溝
１０ａ，１０ｂおよび上記ガス連絡通路１８ａ，１８ｂ
を介して上記上型１０の外部に連通されるとともに、該
コア部１２ｃ，１３ｃの突出部１２ｂ，１３ｂが上記製
品キャビティ３０から退行した位置に占位されることと
なる。

【００２１】この低圧鋳造設備を適用して鋳造成形を行
う場合には、まず、図１（ａ）に示すように、上記第１
および第２スライド用シリンダアクチュエータ１４，１
５をそれぞれ最も縮退作動させ、上記第１および第２ス
ライドブロック１２，１３をそれぞれ製品キャビティ３
０から最も退行させた状態で上記加圧ガス供給通路４３
から坩堝４２の内部に加圧ガスＧの供給を開始する。

【００２２】坩堝４２内に加圧ガスＧが供給されると、
この加圧ガスＧが溶湯ＡＬの表面に作用し、該坩堝４２
内に貯留された溶湯ＡＬがストーク４５を介して上方に
押し上げられ、ゲート２２を介して順次製品キャビティ
３０内に充填される。このとき、上述したように、製品
キャビティ３０が上記摺動溝１０ａ，１０ｂおよび上記
ガス連絡通路１８ａ，１８ｂを介して上記上型１０の外
部に連通されているため、該製品キャビティ３０内のガ
スがこれら摺動溝１０ａ，１０ｂおよびガス連絡通路１
８ａ，１８ｂを介して外部に排出され、上記溶湯ＡＬの
充填効率並びに充填速度が格段に向上する。

【００２３】上記加圧ガスＧの供給が所定時間継続さ
れ、上記製品キャビティ３０内の所定高さまで溶湯ＡＬ
が充填されると、直ちに上記第１および第２スライド用
シリンダアクチュエータ１４，１５が作動することによ
ってそれぞれが最も伸長作動した状態に保持される。

【００２４】図示していない検出センサによって、上記
第１および第２スライドブロック１２，１３がそれぞれ
製品キャビティ３０に対して最も進出移動したことが確
認されると、さらに坩堝４２への加圧ガスＧの供給が続
行され、製品キャビティ３０内が溶湯ＡＬによって完全
に満たされる。このとき、上述したように、上記第１お
よび第２スライドブロック１２，１３の各コア部１２
ｃ，１３ｃ先端面が上型１０に当接することによって上
記製品キャビティ３０と上記上型１０の摺動溝１０ａ，
１０ｂとの間の連通が断絶されているため、該製品キャ
ビティ３０内に充填された溶湯ＡＬが外部へ漏出するこ
とはない。

【００２５】製品キャビティ３０が溶湯ＡＬに満たされ
た状態で所定の冷却時間が経過すると、該製品キャビテ
ィ３０内に充填された溶湯ＡＬが凝固され、上記第１お
よび第２スライドブロック１２，１３の各コア部１２
ｃ，１３ｃに設けられた突出部１２ｂ，１３ｂによって
その上端部周縁（クランクケース取付面側の周縁）に凹
所ＷＯを有したアルミニウム製のシリンダブロック粗材
Ｗが成形されることとなる。

【００２６】上述した所定の冷却時間が経過すると、上
記坩堝４２内を減圧することによってストーク４５内の
溶湯ＡＬが坩堝４２内に返却され、さらにその後、上記
第１および第２スライド用シリンダアクチュエータ１
４，１５が最も縮退作動した状態で型昇降用シリンダア
クチュエータ２が縮退作動され、上記上型１０が下型２
０に対して上動することにより、上記シリンダブロック
粗材Ｗが離型される。その際、上記第１および第２スラ
イド用シリンダアクチュエータ１４，１５の縮退作動に
よって上記第１および第２スライドブロック１２，１３
の各突出部１２ｂ，１３ｂがシリンダブロック粗材Ｗの
対応する凹所ＷＯから抜去され、かつ上記型昇降用シリ
ンダアクチュエータ２の縮退作動に伴い、エジェクトロ
ッド５およびエジェクトプレート７を介してエジェクト
ピン８が作動されるため、上記シリンダブロック粗材Ｗ
は容易に離型される。

【００２７】以下、上述した作用が繰り返し行われ、シ
リンダブロック粗材Ｗが順次鋳造成形される。

【００２８】なお、上記加圧ガスＧの供給が所定時間継
続された後において、上記第１および第２スライドブロ
ック１２，１３がそれぞれ製品キャビティ３０に対して
最も進出移動したことが確認されない場合には、直ちに
上記加圧ガス供給通路４３からの加圧ガスＧの供給が停
止され、点検作業を行うべく低圧鋳造作業が中断され
る。

【００２９】以上説明したように、上記低圧鋳造設備に
よれば、摺動溝１０ａ，１０ｂおよびガス連絡通路１８
ａ，１８ｂによってスライドブロック１２，１３の移動
域上にガス排出通路を構成し、製品キャビティ３０内に
所定量の溶湯ＡＬが注入されるまでの間、このガス排出
通路を介して注湯中における製品キャビティ３０内のガ
スを外部に排出する一方、所定量の溶湯ＡＬが注入され
た後には当該ガス排出通路をスライドブロック１２，１
３によって閉塞するようにしているため、溶湯ＡＬの外
部への漏出を招来することなく十分なガス抜きを行うこ
とができ、充填効率および生産性の向上、さらには鋳造
成形品の品質向上を図ることが可能となる。

【００３０】なお、上記実施例では、低圧鋳造設備に適
用され、自動二輪車に搭載されるエンジンのアルミニウ
ム製シリンダブロック粗材を成形する際に適用される鋳
造用金型装置を例示しているが、本発明はこれらに限定
されない。

【００３１】また、上記実施例では、弁体としてアンダ
ーカットを処理するためのスライドブロックを適用して
いるため、既にアンダーカット処理を行うためのスライ
ドブロックを備えている既存の金型に対しては、ガス排
出通路さえ設ければ、膨大なコストを要することなく適
用することが可能である。しかしながら本発明は必ずし
もスライドブロックを適用する必要はなく、またアンダ
ーカットを有していないワークを成形するための鋳造用
金型にも適用することができる。なお弁体としてスライ
ドブロックを適用しない場合には、当該弁体を金型の開
閉方向に沿って移動させても構わない。

【００３２】さらに、上記実施例では、溶湯の注入時間
に応じて弁体を作動させるようにしているが、本発明で
はこれに限定されず、たとえば実際に製品キャビティに
注入された溶湯の高さに応じて弁体を作動させるように
しても良いし、また上記実施例のように低圧鋳造設備に
適用した場合には、下表に示すような関係があるため、
加圧ガス供給通路から供給される加圧ガスの圧力に応じ
て弁体を作動させるようにしても構わない。

【００３３】またさらに、上記実施例では、上型にのみ
ガス排出通路を形成しているが、下型にのみ形成しても
構わないし、両者に形成してももちろん良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弁体によって開閉されるガス排出通路を介して注湯中に
おける製品キャビティ内のガスを金型の外部へ排出する
ようにしているため、溶湯を外部に漏出させることなく
製品キャビティの十分なガス抜きを行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋳造用金型装置を適用した低圧鋳
造設備を概念的に示したもので、（ａ）はガス排出通路
を開放した状態を示す断面側面図、（ｂ）はガス排出通
路を閉塞した状態を示す断面側面図である。

【図２】本発明に係る鋳造用金型装置の要部を概念的に
示したもので、（ａ）はガス排出通路を開放した状態を
示す断面側面図、（ｂ）はガス排出通路を閉塞した状態
を示す断面側面図である。

【図３】本発明に係る鋳造用金型装置の要部を概念的に
示した平面図である。

【図４】図３における矢視 IV 図である。

【図５】図１に示した低圧鋳造設備によって成形される
鋳造成形品を概念的に示した断面側面図である。

【符号の説明】

１０，２０…金型 １０ａ，１０ｂ…摺動溝 １２，１３…スライドブロック １８ａ，１８ｂ…ガス連絡通路 ３０…製品キャビティ ＡＬ…溶湯 Ｗ…シリンダブロック粗材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品キャビティを金型の外部に連通させ
   るガス排出通路と、 このガス排出通路を開閉する態様で上記金型に対して移
   動可能に配設され、上記製品キャビティに溶湯を注入す
   る場合に上記ガス排出通路を開放し、かつ該製品キャビ
   ティに所定量の溶湯が注入された場合に上記ガス排出通
   路を閉塞する弁体とを備えたことを特徴とする鋳造用金
   型装置。
2. 【請求項２】 上記弁体は、鋳造成形品のアンダカット
   処理を行うべく上記製品キャビティに臨む態様で該製品
   キャビティに対して進退可能に配設されており、上記製
   品キャビティに対して進出移動した場合に上記ガス排出
   通路を閉塞するスライドブロックであることを特徴とす
   る請求項１記載の鋳造用金型装置。
3. 【請求項３】 金型に対して移動可能に配設された弁体
   と、 製品キャビティを上記金型の外部に連通する態様で形成
   され、上記弁体の移動に基づいて開閉されるガス排出通
   路とを備えた鋳造用金型装置に適用され、 上記ガス排出通路を開放した状態で上記製品キャビティ
   に注湯を行う工程と、 上記製品キャビティに所定量の溶湯が注入された時点で
   上記弁体によって上記ガス排出通路を閉塞する工程とを
   含むことを特徴とする鋳造方法。