JPH1147884A - 注湯方法及び掛堰 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速造型注湯ラインで、なおかつ鋳込み重量
が大きい場合に好適な注湯方法及び掛堰を提供する。 【構成】 枠付造型機において鋳型を造型し、繰り
返し使用できる掛堰を鋳型の上にのせ造型機のサイクル
タイム内に注湯し、湯飲み完了前に移動させ、湯飲み完
了後に掛堰を除去するともに搬送位置まで返送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】砂型を造型して鋳造する鋳造
設備において鋳込み重量の大きな鋳物の生産に供する注
湯方法及び掛堰に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、砂型造型鋳造プロセスにおいてキャ
ビティ（溶湯で満たされて鋳物となる部分）に溶湯を注
湯するため、上鋳型に湯口カップを成形するか、あるい
は上鋳型に縦湯道と呼ばれる垂直な湯道のみを成形しそ
の上に砂型の掛堰をおいて注湯する方法をとっている。
そして、１枠あたり２０秒といった高速造型注湯ライン
で、なおかつ鋳込み重量が２００ｋｇといった大容量の
注湯が必要な場合には、１枠の造型サイクルタイム２０
秒の中で注湯を完了することができないため、容量が１
００ｋｇといった大型の湯口を成形するといった方法を
取っている。

【従来技術の問題点】しかしながら、この様な方法を適
用するためには大容量の湯口としなければならず、その
成形のために必要以上に鋳型高さが高くなり、造型設備
が大型化し、さらには造型のための砂処理設備の能力を
大きくしなければならないといった問題があった。一
方、掛堰を使用する方法であっても、大型の掛堰も砂型
である以上再使用はできないことから主型の数と同数の
掛堰を成形する設備が必要となる。また、大型鋳型で縦
湯道が複数となる場合にはこれらの湯口に同時に注湯し
なければならないため、例えばトップランナーと呼ばれ
る上鋳型背面に大きな湯口カップ兼湯道を成形するか、
複数の小取鍋を使用して複数の湯口に注湯する等の操作
が必要であり、諸設備が複雑になるといった問題点があ
った。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題に鑑みなされたものであり、高速造型注湯ラインで、
なおかつ鋳込み重量が大きい場合に好適な注湯方法及び
掛堰を提供する。

【０００３】

【問題解決のための手段】本発明では、繰り返し使用が
可能な掛堰を再使用することで上記問題を解決するもの
である。また、複数の湯口を有する鋳型に対して掛堰一
つで溶湯を分配することにより上記問題を解決するもの
である。

【０００４】

【作用】上記のような解決手段を採用することにより、
鋳型高さを低くすると同時に溶湯の保有量の確保が可能
な大型湯口を確保できるため大型高速ラインでの注湯機
構を簡略化することが可能となり、掛堰を減らすことが
可能となる。

【０００５】本発明において、枠付造型機とは、鋳型に
鋳枠をつけたまま造型注湯する鋳型を製造するための造
型機である。また、鋳枠搬送注湯ラインとは、鋳枠の搬
送及び注湯がされるラインをいう。掛堰の再使用には、
掛堰移載装置ローダー、堰移載装置アンローダー及び掛
堰搬送ライン１７を用いるが、掛堰移載ロ−ダ−及び掛
堰移載アンロ−ダ−は、兼用することも可能である。掛
堰が繰り返し使用可能であるとは、砂型掛堰のように一
度の使用で廃棄しなければならない掛堰ではなく、永久
鋳型のように繰り返し使用が可能なものをいう。ただ
し、掛堰への塗型を施すことにより掛堰の寿命は延び
る。

【０００６】本発明において、重錘とは、鋳型の上に載
せ、鋳型が湯の浮力により浮き上がることを防止するも
のをいう。また、金属とは、材質的には耐熱鋼鋳鋼ＳＣ
Ｈ、またはＦＣＤ鋳鉄が好適であるが、少なくとも表面
に耐熱性を有していれば、その材質は限定されない。ま
た、造型機のサイクルタイムとは、上下の鋳型を１組造
型するために必要な時間をいう。湯飲み時間とは、掛堰
に注湯した湯が、キャビティに収まるまでの時間をい
う。

【実施例】

【０００７】以下本発明の実施例を図面にもとづいて詳
しく説明する。図１は従来の標準的な鋳型の断面図を示
す。上鋳枠１及び下鋳枠２には、上鋳型３及び下鋳型４
がそれぞれ造型されており、キャビティ５が形成されて
いる。さらにキャビティ５は、湯道６及び縦湯道７を介
して湯口カップ８に連通している。一般的には、上鋳型
の上面に湯口カップ８を成形し、ここに溶湯を注湯する
ことで溶湯は縦湯道７、湯道６を経由してキャビティ５
に満たされ、注湯が完了する。

【０００８】図２は砂型掛堰９を使用した場合の従来例
である。この場合は砂型掛堰９は、上鋳型３の上面にお
いて縦湯道７と連通しており注湯ができる。そして注湯
時に、砂型掛堰９が注湯作業中に浮き上がり、砂型掛堰
９と上鋳型３の隙間から溶湯が漏れる（湯漏れ）ことを
防止するために、掛堰用重錘１０を砂型掛堰９上に載置
若しくは砂型掛堰９と上鋳型３を接着剤で接着する等の
対策を施している。この接着方式は砂型同士の場合安定
した信頼性が無いため実ラインでは重錘方式が多用され
ている。また、この様な砂型掛堰９では、そのサイズを
大きくして、溶湯の保持を目的として使用した場合、溶
湯の熱影響を受け掛堰の破損が発生するため、砂型掛堰
９の外側を金枠等でバックアップするなどの対応が必要
となる。

【０００９】図３も従来例を示し、ラインスピードが速
くなおかつ注湯重量が重くて、サイクルタイム内で注湯
が完了できない場合に使用する大容量湯口カップ８−Ａ
を示している。サイクルタイム内注湯時間が許される時
間内に、この湯口カップにすべての溶湯を注湯し、そし
てこの鋳型が次の工程に進む間にこの湯口カップに溜め
られた溶湯がキャビティに流入する。

【００１０】図４は、本発明に係る繰り返し使用可能な
掛堰の使用状態の一例であり、２個所の湯口７に対応し
た複数湯口用１１付き金属掛堰１２である。１台の注湯
機から、この複数湯口１１付き金属掛堰１２に注湯する
ことで２個所の独立した製品に注湯することが可能であ
る。

【００１１】掛堰１２には必要機能として、溶湯を受湯
し溜めることのできる湯だまりと湯口１１を有してい
る。また、空冷効果を高めるために外形部に空冷用のフ
ィンを具備したり、水冷用の冷却機構を有すこともでき
る。これは、掛堰１２があまりに高温になってハンドリ
ングが困難になるのを防止するためである。この金属掛
堰１２は砂型掛堰の湯口７上に置いて使用する。この際
金属掛堰１２は、重量が重いため、掛堰用の重錘の使用
や、接着は不要である。

【００１２】図５は、本発明に係る注湯ラインを示して
いる。この場合は複数湯口１１付き金属掛堰１２を使用
した注湯ラインであり、鋳型１３が並んでおり矢印１８
の方向にサイクルタイム毎に、鋳型１３の幅だけタクト
送りされる。鋳型１３の上型には縦湯道が２個所成形さ
れている。また、掛堰移載装置ローダー１５は、この鋳
型１３に注湯機１４のひとつ前のステーションで複数湯
口１１付き金属掛堰１２を鋳型の上に移載する。注湯機
１４は、複数湯口１１付き金属掛堰１２に溶湯を注湯す
る。複数湯口１１付き金属掛堰１２は掛堰移載装置アン
ローダー１６により鋳型１３から取り除かれる。掛堰搬
送ライン１７では、図示されていないアクチュエ−タに
より、次の使用のために掛堰搬送ライン１７上を掛堰移
載装置ローダー１５のところまで返送される。

【００１３】以下、以上のように構成された注湯ライン
の動きを説明する。枠付造型機で造型された鋳型の上に
は注湯機のひとつ前のステーションで掛堰移載装置ロー
ダー１５により複数湯口１１付き金属掛堰１２が鋳型の
上に移載される（矢印１９）。その後この複数湯口１１
付き金属掛堰１２に注湯機により溶湯が注湯される。図
中で斜線で示した複数湯口１１付き金属掛堰１２は溶湯
で湯だまりが満たされていることを示す。注湯完了後も
湯だまりには溶湯が満たされているが、徐々に溶湯はキ
ャビティに流れ、複数湯口１１付き金属掛堰１２は空の
状態になる。空になった複数湯口１１付き金属掛堰１２
は掛堰移載装置アンローダー１６により鋳型１３から取
り除かれ掛堰搬送ライン１７に戻される（矢印２０）。
空になった複数湯口１１付き金属掛堰１２は次の使用の
ために掛堰搬送ライン１７上を掛堰移載装置ローダー１
５のところまで返送され、鋳型１３の上に載置されるま
で待機する。

【００１４】この間冷却装置（図示せず）により掛堰１
２を冷却することができる。塗型などを施しても良い。
これにより、掛堰１２の寿命がさらに延びる。尚、掛堰
１２の外形寸法は限定してない。ただし、重量的には例
えば湯だまりに１００ｋｇの保持をするとした場合、そ
の約３倍、３００ｋｇの掛堰重量とすることで、掛堰１
２の浮き上がりが防止でき、かつ、その温度上昇も１０
０℃以下となることから、掛堰重量は、溜め湯重量より
重い必要があり、特に溜め湯重量の約３倍以上が好適で
ある。この場合、掛堰１２の重量を重くすることによ
り、従来一般的に使用されている重錘の機能を付加する
ことができ、すなわち重錘兼用掛堰とするができる。こ
れは、重錘とは注湯時の溶湯浮力により上鋳型が浮き上
がり、湯漏れが発生することを防止するために使用する
点で、注湯時のみ鋳型に載っていれば良いことから、掛
堰も機能的には注湯時に載っていればいいので兼用とで
きる。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、注湯方法及び注湯ラインにおいて、鋳型高さを低く
すると同時に溶湯の保有量の確保が可能な大型湯口を確
保できるため大型高速ラインでの注湯機構を簡略化する
ことが可能となる等産業界に与える効果は著大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的な湯口カップを使用した鋳型断面
図である。

【図２】従来の砂型掛堰を使用した鋳型断面図である。

【図３】従来の大容量の湯口カップを有した鋳型断面図
である。

【図４】本発明にかかる実施例に使用する金属掛堰の斜
視図である。

【図５】本発明に係る実施例に使用する金属掛堰の使用
状況である。

【図６】本発明に係る実施例に使用する複数の湯口（縦
湯道に対応した）付きの金属掛堰である。

【図７】本発明に係る複数湯口付きの金属掛堰を使用す
る注湯ラインである。

【符号の説明】

１ 上鋳枠 ２ 下鋳枠 ３ 上鋳型 ４ 下鋳型 ５ キャビティ ６ 湯道 ７ 縦湯道 １１ 湯口 １２ 金属掛堰 １３ 鋳型 １４ 注湯機 １５ 掛堰移載装置ローダー １６ 掛堰移載装置アンローダー １７ 掛堰搬送ライン

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１２月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的な湯口カップを使用した鋳型断面
図である。

【図２】従来の砂型掛堰を使用した鋳型断面図である。

【図３】従来の大容量の湯口カップを使用した鋳型断面
図である。

【図４】本発明に係る実施例に使用する複数の湯口（縦
湯道に対応した）付きの金属掛堰である。

【図５】本発明に係る複数湯口付きの金属掛堰を使用す
る注湯ラインである。

【符号の説明】 １ 上鋳枠 ２ 下鋳枠 ３ 上鋳型 ４ 下鋳型 ５ キャビティ ６ 湯道 ７ 縦湯道 １１ 湯口 １２ 金属掛堰 １３ 鋳型 １４ 注湯機 １５ 掛堰移載装置ロ−ダ− １６ 掛堰移載装置アンロ−ダ− １７ 掛堰搬送ライン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠付造型機において鋳型を造型する工
   程と、造型後の枠付上下鋳型の上型に繰り返し使用可能
   な掛堰を載せる工程と、該掛堰に造型機のサイクルタイ
   ム内で注湯をする工程と、注湯後湯飲み時間完了前に移
   動する工程と、湯飲み完了後に掛堰を鋳型上から除去す
   る工程と、さらに、該掛堰を再使用させるために前記掛
   堰を載せる搬送位置まで移動させる工程を含むことを特
   徴とする注湯方法。
2. 【請求項２】 前記掛堰が重錘を兼ねることを特徴と
   する請求項１に記載の注湯方法。
3. 【請求項３】 前記掛堰が金属であることを特徴とす
   る請求項２に記載の注湯方法。
4. 【請求項４】 前記鋳型が複数の縦湯道を有する鋳型
   であって、前記掛堰が該複数の縦湯道に連通する湯口を
   有する掛堰であることを特徴とする請求項１から請求項
   ３のいずれかに記載の注湯方法。
5. 【請求項５】 枠付鋳型への注湯に用いる掛堰であっ
   て、その湯溜め容量が造型サイクルタイムでの湯飲み量
   よりも大きく、かつ、掛堰が繰り返し使用可能であるこ
   とを特徴とする掛堰。
6. 【請求項６】 前記掛堰の重量が溜め湯重量より大き
   く、鋳型の重錘を兼ねたことを特徴とする請求項５に記
   載の掛堰。
7. 【請求項７】 前記掛堰が金属であることを特徴とす
   る請求項５又は請求項６に記載の掛堰。
8. 【請求項８】 前記掛堰が複数の湯口を有することを
   特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の掛
   堰。