JPH1085921A - 鋳包み方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持材２４をインサート部材２０とともに鋳
包むことにより、鋳物の表面に支持材２４に起因した欠
損等が表れないようにする。 【解決手段】 本発明に係る鋳包み方法は、インサート
部材２０を支持材２４により鋳型１２のキャビティ１３
ｓ内に位置決めし、そのキャビティ１３ｓ内に溶湯を注
入してインサート部材２２を鋳包む鋳包み方法におい
て、支持材２４をキャビティ１３ｓ内に注入された溶湯
の押圧力によりインサート部材２２の位置決め位置から
キャビティ壁面に接触しない位置まで移動させることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インサート部材を
支持材により鋳型のキャビティ内に位置決めし、そのキ
ャビティ内に溶湯を注入して前記インサート部材を鋳包
む鋳包み方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する鋳包み方法が特開昭５７−
５６１４７号公報に記載されており、この鋳包み方法を
表す図面が図７に示されている。前記鋳包み方法は、パ
イプ状のインサート部材４を鋳物ｗに鋳包む際にそのイ
ンサート部材４の曲がりを防止するための技術であり、
金型２に装着された棒状の中子２ｎを軸方向からインサ
ート部材４の内部に挿入し、さらに、支持ピン６を半径
方向からインサート部材４の中央外側面に当接させるこ
とにより、前記インサート部材４を内側と外側とから支
持できるようになっている。これによって、溶湯流の衝
撃がインサート部材４に加わってもそのインサート部材
４の曲がりや位置ずれをある程度防止することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た鋳包み方法によると、支持ピン６をインサート部材４
の外側面に当接させた状態で鋳造を行うため、その支持
ピン６の部分に溶湯が充填されなくなり、その部分が欠
損部７となって鋳物ｗの表面に表れる。請求項１、請求
項２に記載の発明は、インサート部材を支持する支持材
（支持ピン）を前記インサート部材とともに鋳包めるよ
うにすることにより、鋳物の表面欠損を防止しようとす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する鋳包み方法及びその装置によって解決され
る。即ち、請求項１に記載の鋳包み方法は、インサート
部材を支持材により鋳型のキャビティ内に位置決めし、
そのキャビティ内に溶湯を注入して前記インサート部材
を鋳包む鋳包み方法において、前記支持材を前記キャビ
ティ内に注入された溶湯の押圧力によりインサート部材
の位置決め位置からキャビティの壁面に接触しない位置
まで移動させることを特徴とする。請求項１に記載の発
明によると、キャビティ内に注入された溶湯が支持材の
位置に到達するまでは、インサート部材はその支持材に
よりキャビティ内の所定位置に位置決めされている。即
ち、鋳造の初期段階で溶湯流による衝撃が前記インサー
ト部材に加わっても、そのインサート部材は支持材によ
り支持されているため、曲がったり位置ずれを起こした
りすることはない。そして、溶湯が前記支持材の位置ま
で到達してその支持材に溶湯の押圧力が加わると、支持
材は溶湯に押圧されてキャビティの壁面に接触しない位
置まで移動する。このとき、前記支持材はインサート部
材を支持する機能を果たさなくなるが、支持材が移動し
ている段階では前記インサート部材の周囲は既に溶湯で
満たされているため、そのインサート部材に溶湯流によ
る衝撃がほとんど加わることはない。このため、前記イ
ンサート部材が支持材により支持されていなくても曲が
ったり位置ずれを起こすことはない。このようにして、
前記支持材が前記キャビティの壁面に接触しない位置ま
で移動すると、前記支持材はこの位置でインサート部材
とともに鋳包まれ、鋳物の表面には支持材に起因した欠
損等が表れなくなる。なお、前記支持材はインサート部
材とともに鋳包まれるため、低融点合金等の消失性の材
質を用いる必要がなく、材質が自由に選択できる。

【０００５】また、請求項２に記載の鋳包み装置は、イ
ンサート部材を支持材により鋳型のキャビティ内に位置
決めし、そのキャビティ内に溶湯を注入して前記インサ
ート部材を鋳包む鋳包み装置において、前記支持材と接
触する壁面を備える第一のキャビティと、壁面が前記支
持材に接触しないように、その支持材を収納できる第二
のキャビティと、溶湯の押圧力を受けた前記支持材を第
一のキャビティから第二のキャビティまで導く誘導手段
と、を有している。請求項２に記載の発明によると、前
記支持材が第一のキャビティ内にあるときにその支持材
はキャビティの壁面に接触するためインサート部材を所
定位置に位置決めできるようになる。また、前記支持材
が第二のキャビティ内にあるときにその支持材はキャビ
ティの壁面から離れるためインサート部材とともに鋳包
まれるようになる。さらに、溶湯の押圧力を受けた前記
支持材は誘導手段により第一のキャビティ内から第二の
キャビティ内まで導かれる。即ち、請求項２に記載の鋳
包み装置により、請求項１に記載の発明を実施できるよ
うになる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２に基づいて本発
明の一の実施の形態に係る鋳包み方法及びその装置の説
明を行う。ここで、図１は本実施の形態に係る鋳包み装
置の要部縦断面図（図２のＩａ矢視図）、図２は本実施
の形態に係る鋳包み装置の金型の正面図である。前記鋳
包み装置１０は、図２に示されるように、略円筒形に成
形された鋳物ｗの中空部ｗｓにＵ字形のチューブ２０を
連通させるように鋳包む装置であり、前記チューブ２０
を所定位置に位置決めした状態で鋳造を行う金型１２を
備えている。

【０００７】前記金型１２は、固定型１４と可動型（図
示されていない）とから構成されており、前記可動型が
図２の紙面に対し直角に移動できるようになっている。
なお、図２は固定型１４の正面図を表している。前記固
定型１４には、その中央表面に鋳物ｗの本体部を成形す
る成形面１４ｆが水平に形成されており、さらに、その
成形面１４ｆの上方には前記チューブ２０を鋳包む部分
である溝部１４ｘが逆Ｕ字形に形成されている。また、
前記成形面１４ｆの下方には金型１２内に溶湯を供給す
るためにの射出部１５が形成されている。同様に、前記
可動型にも固定型１４の成形面１４ｆや溝部１４ｘと合
わせられる位置に、等しい形状、サイズの成形面や溝部
が形成されている。

【０００８】さらに、前記固定型１４の両側には前記鋳
物ｗに中空部ｗｓを成形するための中子である第１スラ
イドピン１６と第２スライドピン１８とが固定型１４の
成形面１４ｆと中心線を一致させた状態で配置されてい
る。第１スライドピン１６と第２スライドピン１８と
は、両者の先端面が嵌合した状態で鋳物ｗの中空部ｗｓ
を成形する中子として機能し、型締め／型開き時には互
いに軸方向（図２において左右方向）に進退できるよう
になっている。即ち、前記第１スライドピン１６と第２
スライドピン１８とが互いに嵌合するまで挿入され、さ
らに、前記固定型１４と可動型とが型締めされた状態
で、金型１２の内部には鋳物ｗを成形するためのキャビ
ティ１３が形成される。

【０００９】前記鋳物ｗに鋳包まれるチューブ２０の両
端部にはそのチューブ２０に倣って摺動できるリング状
のスペーサ２４が装着されている（図１、図２ 参
照）。前記スペーサ２４はチューブ２０を金型１２に対
して位置決めするための部材であり、前記チューブ２０
の端面からそのチューブ２０に形成された鍔状のストッ
パー２２の位置まで摺動できるようになっている。一
方、固定型１４及び可動型に形成された溝部１４ｘ等は
断面半円形に成形されており、型締めされた状態で前記
溝部１４ｘ等は円筒形のキャビティ１３を形成する。前
記円筒形のキャビティ１３は、前記チューブ２０のスト
ッパー２２周辺を収納する部分が大径に成形されてお
り、その他の部分は小径に成形されている。

【００１０】前記スペーサ２４の外径は前記キャビティ
１３の小径部分（以下、第一キャビティ１３ｓという）
の内径とほぼ等しく設定されている。即ち、前記スペー
サ２４と第一キャビティ１３ｓの壁面との間には所定の
クリアランスが設けれており、前記スペーサ２４がチュ
ーブ２０に倣いながら第一キャビティ１３内を摺動でき
るようになっている。このため、前記スペーサ２４が第
一キャビティ１３ｓ内にあるときには、そのスペーサ２
４はキャビティの壁面によって半径方向から拘束され、
前記チューブ２０はスペーサ２４の働きで第一キャビテ
ィ１３ｓの中心位置に保持される。

【００１１】また、前記キャビティ１３の大径部分（以
下、第二キャビティ１３ｄという）はその内径が前記ス
ペーサ２４の外径よりも十分大きく設定されている。こ
のため、前記スペーサ２４がチューブ２０に倣ってスト
ッパー２２の位置まで到達すると、そのスペーサ２４は
キャビティの壁面から離れてフリーになり、前記チュー
ブ２０の位置決めは解除される。ここで、前記第二キャ
ビティ１３ｄの内径はスペーサ２４を鋳包む肉厚に応じ
て設定される。即ち、前記チューブ２０が本発明のイン
サート部材に相当し、スペーサ２４が本発明の支持材に
相当する。また、第一キャビティ１３ｓの壁面やチュー
ブ２０等が本発明の誘導手段として機能する。

【００１２】次に、本実施の形態に係る鋳包み方法の説
明を行う。先ず、前記第１スライドピン１６と第２スラ
イドピン１８とが前進して先端面が互いに嵌め合わされ
る。この状態で、鋳包まれるチューブ２０が固定型１４
の溝部１４ｘにセットされる。このとき、前記チューブ
２０に装着されているスペーサ２４はストッパー２２か
ら離れた位置に保持されている。前記チューブ２０がセ
ットされると、前記可動型（図示されていない）が移動
して金型１２の型締めが行われる。

【００１３】前述のように、前記スペーサ２４はストッ
パー２２の位置から離れた位置に保持されているため
に、前記金型１２が型締めされると前記スペーサ２４
は、図１（Ａ）に示されるように、第一キャビティ１３
ｓ内でそのキャビティの壁面により半径方向から拘束さ
れる。このため、前記スペーサ２４に通されている前記
チューブ２０は第一キャビティ１３ｓの中心位置に保持
される。

【００１４】このようにして、前記金型１２の型締めが
行われると、前記射出部１５からキャビティ１３内に溶
湯が供給される。前記キャビティ１３内に供給された溶
湯は第１スライドピン１６及び第２スライドピン１８の
周囲に満たされた後、第一キャビティ１３ｓ内に流入
し、前記チューブ２０に装着されているスペーサ２４を
第二キャビティ１３ｄの方向に押圧する。ここで、第一
キャビティ１３ｓの壁面とスペーサ２４との間にはその
スペーサ２４がチューブ２０に倣う際に第一キャビティ
１３ｓ内を摺動するように所定のクリアランスが設けら
れている。

【００１５】このため、前記スペーサ２４が溶湯により
押圧されると、前記スペーサ２４は第一キャビティ１３
ｓ内を摺動しながら、図１（Ｂ）に示されるように、第
二キャビティ１３ｄまで導かれ、ストッパー２２の位置
で停止する。即ち、前記スペーサ２４は溶湯流によって
第一キャビティ１３ｓから第二キャビティ１３ｄまで移
動するようになる。一方、前記チューブ２０は、スペー
サ２４が第一キャビティ１３ｓ内にある間そのスペーサ
２４によって支持されている。このため、金型１２に溶
湯が注入される初期段階で前記チューブ２０に対し溶湯
流による衝撃が加わってもそのチューブ２０が曲がった
り位置ずれを起こしたりすることはない。

【００１６】また、前記スペーサ２４が第二キャビティ
１３ｄまで到達すると、スペーサ２４はキャビティの壁
面から離れるため、溶湯に浸漬されてチューブ２０とと
もに鋳包まれる。ここで、前記スペーサ２４が第二キャ
ビティ１３ｄまで到達した段階では、前記スペーサ２４
はチューブ２０を支持する機能を果たさなくなるが、前
記チューブ２０の周囲は既に溶湯で満たされているため
そのチューブ２０に溶湯流による衝撃が加わることはほ
とんどない。このため、前記チューブ２０は、スペーサ
２４に支持されていなくても曲がったり位置ずれを起こ
すことはなくなる。このようにして、所定の時間が経過
して溶湯が凝固すると、型開きが行われて鋳物ｗの取出
しが行われる。

【００１７】このように本実施の形態に係る鋳包み方法
によると、前記チューブ２０を支持するスペーサ２４を
移動させてそのチューブ２０とともに鋳包むため、鋳物
ｗの表面にスペーサ２４に起因した欠損が生じることは
ない。なお、前記スペーサ２４はチューブ２０とともに
鋳包まれるため、低融点合金等の消失性の材質を用いる
必要がなく、材質が自由に選択できる。

【００１８】図３、図４は、本実施の形態に係る鋳包み
方法の変形例であり、前記スペーサ２４の代わりに一対
の支持ピン３４により前記チューブ２０を挟んで支持す
るようにしたものである。前記支持ピン３４は油圧シリ
ンダ３４ｙにより軸方向に前進／後退できる構造であ
り、前進限位置に保持された状態でその先端面がチュー
ブ２０の外側面に当接するようになっている（図４
（Ａ）参照）。また、前記支持ピン３４が後退限位置ま
で戻された状態でその先端面がキャビティ１３ｓの壁面
と連続するようになる。なお、前記油圧シリンダ３４ｙ
は、図示されていない制御装置により遠隔制御される。
また、前記支持ピン３４の近傍には圧力センサ３６が装
着されており、キャビティ１３ｓ内に注入された溶湯が
支持ピン３４の位置まで到達したか否かを検出できるよ
うになっている。

【００１９】前記チューブ２０を金型１２にセットする
には油圧シリンダ３４ｙにより支持ピン３４を前進さ
せ、両支持ピン３４でチューブ２０を挟んでキャビティ
１３ｓ内の中央位置に保持する（図３、図４（Ａ）参
照）。この状態で、前記キャビティ１３ｓ内に溶湯が供
給されて圧力センサ３６が溶湯の圧力を検出すると、油
圧シリンダ３４ｙが駆動されて支持ピン３４が後退す
る。そして、両支持ピン３４は金型１２の内部に収納さ
れてその支持ピン３４の先端面がキャビティ１３ｓの壁
面と連続するようになる（図４（Ｂ）参照）。これによ
って、前記チューブ２０の周囲は全て溶湯に覆われるよ
うになり、前記支持ピン３４に起因した欠損等が生じる
ことはなくなる。

【００２０】このように、上記した鋳包み方法でも溶湯
の圧力が圧力センサ３６によって検出されるまでは、前
記チューブ２０は支持ピン３４によって挟まれた状態で
支持される。このため、金型１２に溶湯が注入される初
期段階で前記チューブ２０に溶湯流による衝撃が加わっ
てもそのチューブ２０が曲がったり位置ずれを起こした
りすることはない。また、前記圧力センサ３６が溶湯の
圧力を検出した後は支持ピン３４は後退して前記チュー
ブ２０は支持されなくなるが、そのチューブ２０の周囲
は既に溶湯で満たされているため前記チューブ２０が曲
がったりすることはない。

【００２１】図５、図６は、図３、図４に記載した鋳包
み方法の変形例であり、前記油圧シリンダ３４ｙの代わ
りにバネ４４ｓを使用したものである。支持ピン４４
は、金型１２の凹部１２ｈに軸方向の摺動を許容された
状態で収納されており、その凹部１２ｈの底面と前記支
持ピン４４の端面との間に前記バネ４４ｓが収納されて
いる。前記バネ４４ｓは前記支持ピン４４をキャビティ
１３ｓの壁面から突出させるように付勢されており、さ
らにそのバネ力は前記支持ピン４４に加わる溶湯の押圧
力よりは小さく設定されている。

【００２２】前記チューブ２０を金型１２にセットする
には、両支持ピン４４の間にチューブ２０を挟むことに
よりバネ力でそのチューブ２０をキャビティ１３ｓの中
央位置に保持する（図５、図６（Ａ）参照）。この状態
で、前記キャビティ１３ｓ内に溶湯が供給されて前記溶
湯が支持ピン４４の位置まで到達すると、支持ピン先端
部は面取りがされているためこの部分から支持ピン先端
とチューブ２０との間に溶湯が浸入し、溶湯の押圧力で
両支持ピン４４はバネ力に抗して凹部１２ｈ内に押し戻
され、その先端面がキャビティ１３ｓの壁面と連続する
ようになる（図６（Ｂ）参照）。これによって、前記チ
ューブ２０の周囲は全て溶湯に覆われるようになり、前
記支持ピン３４に起因した欠損等が生じることはない。

【００２３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載し
た技術的事項以外に次のような各種の技術的事項を有す
るものであることを付記しておく。 （１） 請求項２に記載された鋳包み装置において、支
持材はインサート部材に倣って移動できる構造であり、
前記インサート部材が誘導手段として働くことを特徴と
する鋳包み装置。インサート部材を誘導手段に使用でき
るため、誘導手段を特別に設ける必要がない。 （２） インサート部材を支持材により鋳型内の所定位
置に位置決めし、その鋳型内に溶湯を注入して前記イン
サート部材を鋳包む鋳包み方法において、前記支持材
は、キャビティ内に注入された溶湯の押圧力により鋳型
内に収納されることを特徴とする鋳包み方法。 （３） インサート部材を支持材により鋳型内の所定位
置に位置決めし、その鋳型内に溶湯を注入して前記イン
サート部材を鋳包む鋳包み方法において、キャビティ内
に溶湯が注入されているときに、前記支持材を鋳型内に
収納することを特徴とする鋳包み方法。

【発明の効果】本発明によると、支持材はインサート部
材を支持した後そのインサート部材とともに鋳包まれる
ため、鋳物表面には支持材に起因した欠損等が表れなく
なる。このため、鋳物の美観が向上するとともに、前記
インサート部材の支持位置の自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係る鋳包み装置の要
部縦断面図である。

【図２】本発明の一の実施の形態に係る鋳包み装置の金
型に正面図である。

【図３】本発明の一の実施の形態に係る鋳包み装置の変
形例を表す縦断面図である。

【図４】図３のIV-IV 矢視詳細図である。

【図５】本発明の一の実施の形態に係る鋳包み装置の変
形例を表す縦断面図である。

【図６】図５のVI-VI 矢視詳細図である。

【図７】従来の鋳包み装置の変形例を表す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 金型（鋳型） １３ｓ 第一キャビティ １３ｄ 第二キャビティ ２０ チューブ（インサート部材、誘導手段） ２２ ストッパー（誘導手段） ２４ スペーサ（支持材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 茂樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 乾 満 岐阜県岐阜市六条南一丁目九番六号 岐阜 精機工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インサート部材を支持材により鋳型のキ
   ャビティ内に位置決めし、そのキャビティ内に溶湯を注
   入して前記インサート部材を鋳包む鋳包み方法におい
   て、 前記支持材を前記キャビティ内に注入された溶湯の押圧
   力によりインサート部材の位置決め位置からキャビティ
   の壁面に接触しない位置まで移動させることを特徴とす
   る鋳包み方法。
2. 【請求項２】 インサート部材を支持材により鋳型のキ
   ャビティ内に位置決めし、そのキャビティ内に溶湯を注
   入して前記インサート部材を鋳包む鋳包み装置におい
   て、 前記支持材と接触する壁面を備える第一のキャビティ
   と、 壁面が前記支持材に接触しないように、その支持材を収
   納できる第二のキャビティと、 溶湯の押圧力を受けた前記支持材を第一のキャビティか
   ら第二のキャビティまで導く誘導手段と、を有すること
   を特徴とする鋳包み装置。