JPH081301A - 溶湯流れ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ内湯流れの偏りを防止する。 【構成】 湯流れ検知センサー７により湯先を検知し、
キャビティ中心から等距離にある複数の湯流れ検知セン
サー７の湯先の検知時間の差よりキャビティ内湯流れに
偏りが生じていることを判定し、偏りがありと判定した
場合に湯先を早く検知した湯流れ検知センサー７の方位
にある肉盗みピン４のキャビティ内突出量を増大させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造におけるキャビティ
内溶湯流れ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鋳造法は、たとえば特開平１−３
２１０６１号公報に開示されている。型は内部に鋳造用
キャビティを有し、キャビティ面に離型剤が塗布された
後型が閉じられ、キャビティ内にアルミ合金等の溶湯が
注湯され、厚肉部が加圧ピンで加圧され、凝固後型開き
して、鋳造品が型からとり出される。キャビティ内での
湯流れの偏り防止制御はなされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋳造品がアルミホイー
ルの場合、等方性の形状であるにもかかわらず、離型剤
塗布厚さのばらつき等により、キャビティ内湯流れに偏
りが生じることがある。図５に示すように、湯流れに偏
り（図５のイ）が生じると、湯まわり良の部分から湯ま
わり不良の部分に溶湯が大まわりするために、流動長が
増大し、その部分の溶湯の温度低下が助長され、最終充
填部で半凝固状態の冷えた溶湯が衝突（図５のロ、ハ）
することにより、湯ジワ、湯まわり不良が発生すること
がある。本発明の目的は、キャビティ内湯流れの偏りを
抑制できる、溶湯流れ制御方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の方法は次の通りである。キャビティ中心から等距離
に複数の湯流れ検知センサーが配設されておりキャビテ
ィの湯入口部位に複数の肉盗みピンがキャビティ内突出
長を制御可能にして設けられている鋳造装置を用いて実
施される溶湯流れ制御方法であって、前記湯流れ検知セ
ンサーにより該湯流れ検知センサーの部位に溶湯が流れ
てきたことを検知し、キャビティ中心から等距離にある
複数の湯流れ検知センサーの湯流れ検知時間の差よりキ
ャビティ内湯流れに偏りがあるか否かを判定し、偏りあ
りと判定された場合は早く溶湯流れを検知した湯流れ検
知センサーの方位に位置する肉盗みピンのキャビティ内
突出量を増大させる、ことを特徴とする溶湯流れ制御方
法。

【０００５】

【作用】上記本発明の方法では、湯流れ検知センサーに
よってキャビティ各部位の溶湯流れが検知され、早く湯
流れを検知した湯流れ検知センサーの方位にある肉盗み
ピンは突出長を大にされてその方位の湯流れが減小され
る。その結果、等方性をもつキャビティの湯流れが、周
方向に均一化され、湯流れの偏りによって生じていた湯
ジワ、湯まわり不良も発生しにくくなる。

【０００６】

【実施例】図１〜図４は本発明方法の実施に用いられる
装置と制御を示している。図示例は、鋳造製品がアルミ
ホイールの場合を例にとっているが、製品はアルミホイ
ールに限定されるものではなく、等方性キャビティをも
つ鋳型で鋳造されるものであればよい。また、図示例は
高圧鋳造法の場合を示しているが、鋳造法は、低圧鋳造
でも、高圧鋳造でも、加圧鋳造でもよい。

【０００７】図１、図２では、型は上型１、下型３、周
方向に分割された複数の横型２から成り、これらの型を
閉じたときに内部に鋳造用のキャビティ１２が形成され
る。型は閉じられる前にキャビティ面１３に離型剤が塗
布される。鋳造後のホイールは、ディスク部とリム部
（環状部）とから成り、リム部は勿論のことディスク部
も図１に示すように等方性を有する。図２では、意匠面
（車に装着したとき外側から見える側の面）を下向きに
してセットしたホイールが示してある。ディスク部の中
央の肉厚部分はハブ部であり、ハブ部の中心に対応する
部分から、鋳造時にキャビティ１２に溶湯１５が供給さ
れる。高圧鋳造の場合は、溶湯保持炉から給湯装置によ
って、下型３に接続されるスリーブに溶湯が供給され、
スリーブ内を摺動する射出プランジャによって機械的に
圧力をかけて溶湯を押し上げ、湯口１０を介しキャビテ
ィ１２に溶湯が注湯される。

【０００８】型のキャビティ１２を郭定する面（以下、
キャビティ面１３という）には、複数個所に、注湯時に
湯流れを検知する湯流れ検知センサー７が設けられてい
る。図１のイ、ロ、ハ、ニ、ホ、ヘ、ト、チ、リ、ヌは
ディスク部における湯流れ検知センサー７の配置箇所を
示している。湯流れ検知センサー７は、下型３および横
型２のキャビティ面１３に設けられ、キャビティ１２の
中心を中心とする複数の円の各々に、複数個づつ設けら
れる。１つの円上に設けられた湯流れ検知センサー７
は、周方向に互いに等間隔に配置される。したがって、
湯流れ検知センサー７はキャビティ中心に対して等方的
に配置され、一つの円上にある複数の湯流れ検知センサ
ー７のキャビティ中心からの距離は同じである。

【０００９】図３は、湯流れ検知センサー７の一例の構
造を示している。電極７ａは電気絶縁体７ｂによって覆
われ、金型１、２、３と電気的に絶縁されている。金型
１、２、３のすくなくとも一つにコモン電極１１を設
け、各湯流れ検知センサー７とコモン電極１１との間に
電圧を印加し、溶湯を介して電気的導通を検出すること
により、湯流れ（ある１つの電極７ａの部位にまで溶湯
が流れてきたか否か）を正確に把握する。

【００１０】キャビティ１２の湯入口部位１４（ホイー
ルのハブ部分）には、湯入口部位１４への突出長が制御
可能に、複数（図１では５個）の肉盗みピン４が設けら
れている。肉盗みピン４は湯流れ制御用ピンとして機能
する他、充填後凝固前に前進端位置まで挿入されること
により鋳造製品の肉盗み用ピンとしても機能する。肉盗
みピン４は図１に示すように湯口１０まわりに、周方向
に等間隔に設けられており、ハブボルトのボルト穴１６
の間の部分に設けられている。各肉盗みピン４は油圧シ
リンダー５のロッド６の先端にとりつけられ、油圧シリ
ンダー５を駆動することによって肉盗みピン４はキャビ
ティ軸芯と平行に移動され、湯入口部位１４への突出長
が変化される。油圧シリンダー５は油圧バルブ８を介し
て油圧源９からの油が給排される。油圧バルブ８を各油
圧シリンダー５に設けることによって、油圧シリンダー
５は互いに独立に制御され、肉盗みピン突出長はそれぞ
れの肉盗みピン４に対して独立に制御される。湯流れ検
知センサー７および油圧バルブ８は、コンピュータから
成る制御ユニット１７に接続されている。

【００１１】図４のブロック図は溶湯流れ制御システム
を示している。ステップ１０１にて、湯流れ検知センサ
ー７により溶湯の湯流れを検知する。ついで、ステップ
１０２にて制御ユニット１７にて、湯流れに偏りがかる
か否かを判定し、湯流れに偏りがあると認知された場合
は、湯流れに偏りが生じないようにするための、肉盗み
ピン４のキャビティ１２への突出すべき量を算出する。
ついで、ステップ１０３にて、油圧バルブ８を開閉し、
ステップ１０４にて、ピン４をステップ１０２で算出さ
れた量だけ突出させる。キャビティ１２に溶湯充填後、
溶湯凝固前に前肉盗みピン４は前進端位置まで前進さ
れ、ハブ部を肉盗みする。

【００１２】つぎに、上記装置を用いて実施される本発
明の方法を説明する。まず、湯流れ検知センサー７によ
り、キャビティ面１２の、湯流れ検知センサー７設置位
置に溶湯が流れてきたか否かを検出する。この場合、電
気的導通を検出した湯流れ検知センサー７の部位にまで
は湯流れがあったと認定する。

【００１３】ついで、キャビティ１２内の湯流れに偏り
があるか否かを判定する。偏り判定は、湯口１０より等
距離に位置する湯流れ検知センサーイ〜ホの湯先の検知
時間の差（ｔ_max −ｔ_min ）が所定時間、たとえば０．
５秒、以上である場合には、キャビティ内湯流れに偏り
があると判定する。偏りありと判定された場合には、早
く溶湯流れを検知した湯流れ検知センサー（ｔ_min に対
応する検知センサー）の方位にある肉盗みピン４の突出
量を、所定量（たとえば、３ｍｍ）増大させる。この増
大させる所定量は、ｔ_max −ｔ_minの差が大きい程大と
することが望ましい。

【００１４】外周の湯流れ検知センサーヘ〜ヌにおいて
も、同様の制御を繰り返す。油圧シリンダー５による肉
盗みピン４の突出量は油圧バルブの開閉によって調整さ
れる。キャビティ１２に溶湯を充填完了後、凝固前に、
肉盗みピン４を全て前進端まで突出させる。これによっ
て、同じ深さの肉盗み部が鋳造製品に形成され、軽量化
に寄与することができる。肉盗みピン４は、肉盗み用と
してのみでなく、湯流れ制御用としても用いられている
ので、湯流れ偏り防止用に特別に可動ピンを新たに設置
する必要はない。肉盗みピン４は、高圧で突出させるこ
とにより、加圧効果が生じ、引け巣部位に溶湯を補給し
て引け巣の発生を防止することができ、加圧ピン効果を
持たせることができる。肉盗みピン４による湯流れの偏
り防止により、充填完了時の溶湯温度分布を等分布化す
ることができるため、巨大な引け巣の発生を抑制でき
る。湯流れに偏りがある場合は、流量の多い部位の型温
が上昇し、ヒートスポットとなり、その部位に巨大な引
け巣が発生するおそれがある。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、湯流れ検知センサーで
湯先を検知し、湯先検知時間の差により湯流れに偏りが
あることを判定し、偏りがある場合にはそれに対応する
肉盗みピンの突出量を増大させるようにしたので、キャ
ビティ内の湯流れの偏りを抑制でき、湯じわや湯まわり
不良の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る溶湯流れ制御方法を実
施している装置の平面図である。

【図２】図１の装置の断面図である。

【図３】図１のうち湯流れ検知センサーの拡大断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例に係る溶湯流れ制御方法の工
程図である。

【図５】湯流れの偏りとそれによる欠陥を示す鋳造品の
斜視図である。

【符号の説明】

１、２、３ 型 ４ 肉盗みピン ５ 油圧シリンダー ７ 湯流れ検知センサー ８ 油圧バルブ １０ 湯口 １２ キャビティ １３ キャビティ面 １４ キャビティ湯入口部 １５ 溶湯 １７ 制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ中心から等距離に複数の湯流
   れ検知センサーが配設されておりキャビティの湯入口部
   位に複数の肉盗みピンがキャビティ内突出長を制御可能
   にして設けられている鋳造装置を用いて実施される溶湯
   流れ制御方法であって、 前記湯流れ検知センサーにより該湯流れ検知センサーの
   部位に溶湯が流れてきたことを検知し、 キャビティ中心から等距離にある複数の湯流れ検知セン
   サーの湯流れ検知時間の差よりキャビティ内湯流れに偏
   りがあるか否かを判定し、 偏りありと判定された場合は早く溶湯流れを検知した湯
   流れ検知センサーの方位に位置する肉盗みピンのキャビ
   ティ内突出量を増大させる、ことを特徴とする溶湯流れ
   制御方法。