JP2001225161A

JP2001225161A - 重力金型鋳造法による軽合金鋳物製造用の減圧金型、減圧−及び加圧金型及び該減圧金型又は該減圧−及び加圧金型を使用する鋳造装置

Info

Publication number: JP2001225161A
Application number: JP2000039372A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Fukunaga; 福永雄三
Original assignee: Sugitani Kinzoku Kogyo KK
Current assignee: Sugitani Kinzoku Kogyo KK
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、重力金型鋳造法による軽合金
鋳物製造用金型を、キャビティの減圧を高めかつ押湯効
果を高める構成により、熱間割れが防止される薄肉製品
の製造を実現することである。【解決手段】重力金型鋳造法による軽合金鋳物製造用金
型において、金型は、上型２と、下型１とから成り、下
型１の注湯口８より型内に注入される溶湯がキャビティ
５に至る湯道１０の中間に溶湯の流れを一時的に停止滞
留可能かつ湯道開口部１２を介して連通可能にするプラ
ンジャ１１が金型中を昇降可能に設けられ、キャビティ
５を取り囲んで上型２の型分割面にループ状にシール溝
７が湯溜まり９に連通して設けられ、キャビティ５の他
端に沿って下型１の型分割面に開口する、複数の吸引口
１６を設け、該吸引口１６上に敷設された耐火性繊維か
ら成る耐火性布１３を介して、真空ポンプによってキャ
ビティ５内の空気を吸引するようにしたことを特徴とす
る金型の構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１、請求項
２及び請求項３の上位概念による重力金型鋳造法による
軽合金鋳物製造用減圧金型、減圧−及び加圧金型及びこ
れらの金型を使用する鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造品を製造する技法には大別して高圧
金型鋳造法（ダイキャスト、レオキャスト法、チクソ・
モールド法、スクィーズダイキャスト等）と、低圧鋳造
法（ロー・プレッシャ・ダイキャスト、コスワースダイ
キャスト）と、重力鋳造法（一般砂型鋳造法、重力金型
鋳造法、シェルモールド鋳型鋳造法等）となる。第１に
高圧と低圧の分野、即ち溶湯に外力を加えて型内部に充
填する分野では、減圧の方法、加圧の方法が種々行われ
るが、重力鋳造法、即ち溶湯自体の重力が溶湯の流動源
である分野で、溶湯を型の上部から溶湯の重力によって
型内部へ充填している方法では、溶湯を型の上方から落
下注湯するので、従来行われてきた減圧法の如く型全体
を被覆し密封するためのカバーを被せることができな
い。第２に高圧ダイカスト法では型の保持温度が２００
°Ｃ程度と低く、金型の歪みが小さいため型合わせ面の
仕上げ程度を上げて密着させることで内部を減圧して
も、型外部からの流入空気量は小さく、これを利用して
型内空気を真空ポンプにて型外に排除する機構を持つ金
型構造が存在する。重力金型鋳造法では鋳造品の肉厚が
薄くなる程金型温度を高め、溶湯温度も高める必要が生
じる。また、型内の溶湯の流れは型内空気抵抗によって
大きく損なわれる。特に薄肉鋳物においては肉厚の薄い
部分（以下「薄肉部」という）を溶湯が通過する時にそ
の流体容積に対する型面に接する放熱面積が過大で、溶
湯は急速に温度が低下し流動性が低下する。更にキャビ
ティ内空気抵抗が相乗効果を生み、流動性は急激に低下
する。この結果湯回り不良等の欠陥となる。また、あま
り溶湯温度を高くすると、給湯中の容積に対する表面積
の非常に大きい状態の湯が空気中の水素を急激に吸収
し、また表面層の酸化膜の生成を招き、鋳造品の気密性
を損ないかつ鋳造品各部に存在する肉厚の厚い部分（以
下「厚肉部」という）にピンホール、引け巣等の欠陥が
発生し易い。金型の３００°Ｃ以上の高い保持温度にな
ると、繰り返し開閉作業を行う金型に対するシール材は
現存せず、更に金型合わせ面側と背面側では型外周から
の放熱量の差が大きく、この為に生じる熱膨張量の差か
ら「金型反り」の現象が発生し、型合わせ面の密着は不
可能であった。

【０００３】また、重力金型鋳造で厚肉部の凝固収縮分
に対して「押湯」と称する湯補給部を設け、最終凝固点
（凝固収縮によって生じる空洞部）を押湯内に引き上げ
る方法を通常採用しているが、重力金型鋳造では型抜き
勾配から押湯上部の容量が押湯根元部より小さくなり、
最終凝固点が鋳物製品部側に寄る欠点があった。また、
押湯上部の容量が小さいため、鋳物製品部に対する重力
負荷が小さく、押湯の効果による適正な金属組織を構成
する範囲も小さかった。これが、特に比重が小さくかつ
固液混合相の温度幅が大きく熱容量の小さいマグネシウ
ム合金においては非常に顕著に現われて、厚肉部と薄肉
部の境界周辺に熱間割れの致命的な現象を生じ、マグネ
シウム合金の重力金型鋳造法の普及しない最大の要因と
なっていた。

【０００４】重力金型鋳造法は、高圧ダイカスト法、レ
オキャスト法又はチクソ・モールド法の、所謂半凝固鋳
造或いは溶湯鍛造法、スクィーズキャスト法等の如き溶
湯自体に大きな力を負荷して成型する方法とは全くその
鋳造製品の異なる分野の鋳造製品を製造する鋳造方法で
ある。重力金型鋳造法が適用される鋳造製品は、第１
に、複雑な中空部を有する鋳造製品、第２に、熱処理を
伴う機械的性質が要求され、鋳造組織内部にミクロのガ
ス体を包含されない金属組織を備えた鋳造製品、第３
に、中量の生産量（１００個〜１０００個／月）で高圧
ダイカスト法にて比較して設備金型等の償却費負担が少
なく、これによって生産性が劣る点をカバーできる鋳造
製品でかつ砂型鋳造品では機械的性質、寸法精度、外観
品質の点でユーザが満足できない鋳造製品等である。こ
の分野は小回りのきく点、また、設備投資が少なくて済
む点、金型製作費が比較的安価な点等の理由で中小鋳物
専業者が主として受け持ってきた分野であり、この業界
では重力金型鋳造法ではその流動面積の大小にもよる
が、鋳造可能な肉厚は２．５ｍｍ以上であること、ま
た、マグネシウム合金の重力金型鋳造法は熱間割れが発
生するから不可能であるという考え方が常識化して定着
し、その固定観念がその儘推移してきたのが現状であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、重力
金型鋳造法で従来使用してきた設備金型の一部に新たな
機能を付加することで、従来の常識を打破して薄肉製品
では肉厚１．５ｍｍ程度まで製造可能な範囲を拡大する
と共に、従来の常識を打破して厚肉部への強制加圧によ
る押湯効果向上によって、アルミニウム合金の鋳造品質
の向上とマグネシウム合金の熱間割れ防止を実現する、
金型及びこの金型を使用する重力金型鋳造用鋳造装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１から請求項３に記載された発明特定事項
によって解決される。

【０００７】請求項１に記載の金型によれば、注湯され
た溶湯は、密封された減圧空間内を湯口部溶湯の重力と
注湯口面に受ける大気圧によって、キャビティの後方に
位置する吸引口まで瞬時に到達する。耐火布は、空気は
通過するが溶湯は通過できない。キャビティ内には、空
気の圧縮抵抗は極めて微小でありかつ砂中子がキャビテ
ィ内に設置されている場合、金型の熱及び溶湯の熱によ
り中子から発生したガスは、溶湯に包まれる前には、キ
ャビティ内空気と共に、また、中子が溶湯に包まれた後
は中子の内部を砂粒子間隙を通って吸引口を経て吸引排
除される。但し、中子砂粒子間に溶湯が吸引され、差し
込みを発生するので、中子表面は耐熱性粉末と粘結材で
構成された通称塗型材を厚目に塗布しておく必要があ
る。この吸引鋳造、従ってキャビティ内の空気を真空ポ
ンプで吸引した状態で鋳造を行うことで、溶湯のキャビ
ティ内充填時間が極めて短くなり、その分溶湯の熱損失
量が小さくなり、従って流動面積は増大する。また、一
般の重力金型鋳造法では溶湯充填を極端に速めるとキャ
ビティ内で乱流を起こしてキャビティ内空気を溶湯内に
巻き込んで「ブローホール」を生じたり、酸化膜を生成
して巻き込み「酸化膜巻き込み」の欠陥を発生する要因
となるが、本発明によればこの欠陥が解消される。ま
た、本発明によればこれらの欠陥は、厚肉鋳造製品にお
いても同様にして阻止される。

【０００８】請求項２に記載の金型を使用する場合、ア
ルミニウム合金の重力金型鋳造において、押湯効果の到
達範囲を拡大できかつ最終凝固部分の金属組織の粗大化
を極めて小さい範囲に止めることが可能となる。また、
マグネシウム合金においては、押湯部分が固液混合相に
入ると固液混合相は流動性を失い、厚肉部の収縮分の溶
湯補給が不可能になり、薄肉部の凝固が進行して固相域
に入った時点でも厚肉部の局部的収縮が進行し、収縮応
力が厚肉境界部において最大となり、この合金特性の高
温強度が比較的小さいことも併されて従来熱間割れが発
生した。この欠点を除去するためには、押湯部溶湯の状
態が外力によって移動することが可能な、液相から固液
混合相の状態の間、押湯部に３ｋｇｆ／ｃｍ²程度の負
荷を人為的に加え続けて、厚肉部の凝固の進行に伴う体
積収縮量を最小にする目的で、肉厚部の中心部分に溶湯
を強制的に補給し続けることで解決する。型設計時に製
品の必要な個所に加圧プランジャを設け、加圧プランジ
ャの加圧面積（ｍｍ²）×３ｋｇｆ／ｍｍ²の総計と加
圧シリンダ内径面積から加圧シリン駆動油圧ユニットの
出力を圧力調整弁で調整することにより、多種多様な鋳
造製品形状に対しての汎用性を確保する。また、この加
圧プランジャは、鋳造製品凝固後金型を開放し、製品を
取り出す際には押し出しピンとして使用することができ
る。

【０００９】請求項３に記載の鋳造装置は、請求項１に
記載の減圧金型にも、請求項２に記載の減圧−及び加圧
金型にも適用される鋳造装置であり、上型と下型との型
締めのための型締め用油圧シリンダと、加圧金型の押湯
部の加圧のための押湯加圧用油圧シリンダとを備え、更
に金型に対するシールを完全にするために上型と上型取
付板との間に密閉枠状シールスペーサブロックを備え
る。金型による成型を行うには、金型に成形品押し出し
機構が必須であり、そのため金型を貫通する押し出しピ
ン用孔と押しピンとの間隙が必然的に型外部と連通す
る。また、加圧プランジャ及び湯道開閉プランジャも同
様な要因となる。減圧時には当然型外部から空気が型内
部に吸引され、減圧作業の阻害要因となる。ピン類、プ
ランジャ類も高温下にありかつ摺動運動を伴うので、常
温下で使用されるような一般的なシール材は使用不可能
である。これは、請求項３の発明特定事項の一部を構成
するシールスペーサブロックよって解決される。成形金
型の一般的構造は、金型本体と金型を鋳造機械に取り付
ける取付板、金型本体と金型取付板とを連結し、押し出
しピン、リターンピン等及びこれを連動させる為のピン
連結板を内部に取り囲むためにスペーサブロックから構
成される。本発明では、公知のスペーサブロックの代わ
りに密閉枠状のシール・スペーサ・ブロックを用いて金
型本体、シールスペーサブロック、上型取付板の３部品
によって気密空間を構成した。３部品の接合部は固定状
態で使用するので、その接合部分の気密シール材として
は銅など高温度に耐えるシール材が採用可能で、連結ア
ームを駆動する型締め油圧シリンダ、湯道開閉プランジ
ャ昇降用油圧シリンダ、押湯加圧用油圧シリンダ兼鋳物
突き出し用油圧シリンダのそれぞれのピストンロッドと
上型取付板の摺動部は、高温部である金型本体から離れ
ており、金型本体からシールスペーサブロックを経て型
取付板に至るまでの間の放熱によりテフロン系の高温用
パッキンの使用が可能となる。更に上型取付板に設けた
シールリングに連結溝を設け、摺動用パッキン取付部を
水冷することにより当該部の気密性の保持についての課
題を完全に解決した

【００１０】

【実施例】本発明による軽金属の減圧鋳造用の金型を、
図１及び図２に基づいてその減圧機構を中心に説明す
る。

【００１１】軽金属の減圧鋳造用の金型、特に肉厚の薄
い鋳造品を製造するのに適する金型は、下型１と、上型
２とから構成され、両型１と２とは、両型の間にキャビ
ティ５を区画すると共に正確な型合わせを可能にするた
めに図１（ａ）に表わすような輪郭の型分離面、従って
型合わせ面を有する。上型２及び下型１に、それぞれ型
温度管理のための型加熱ヒータ３がキャビティ５の上下
にキャビティ５から一定距離離れた位置に複数配列され
ている。型内温度制御センサ４は、上型２のシール溝７
に隣接して配設されている。型内温度制御センサ４は、
上型２の温度を検出すると共に、所定の型内温度との差
がある場合には、型加熱ヒータ３に制御信号を送り、型
加熱ヒータ３の電力を制御するために役立つ。型加熱ヒ
ータ３は、上型２と下型１とにそれぞれ数個設けられて
いる。下型１の一端、即ち図１の右端上部の領域に、所
定の幅を有する〔図１（ｂ）〕注湯口８が形成され、こ
こから溶湯が注がれるようになる。注湯口８の底は平ら
な領域を経て傾斜面に移行して下方の湯溜まり９に移行
している。湯溜まり９も所定の幅を有する〔図１
（ｂ）〕。湯溜まり９には水平に湯道１０が続いてお
り、この湯道１０に対して垂直にかつ上型２及び下型１
を上下方向に貫通する同心の孔２ａ、１ａがあけられ、
これらの孔２ａ、１ａを貫通して湯道開閉プランジャ１
１がその軸線方向に移動可能に嵌入している。湯道開閉
プランジャ１１の上端の近くの領域に湯道開閉プランジ
ャ１１を横断して入口側よりも出口側の方の断面積が大
きいテーパ孔の形の湯道開口部１２が形成されている。
それによって湯道開閉プランジャ１１の上下方向の位置
に応じて湯道開口部１２が湯道１０に対して開放され、
それによって湯道１０が溶湯を流動させ得る状態とな
り、また湯道開閉プランジャ１１の上下方向の位置に応
じて湯道開口部１２が湯道１０に対して閉鎖され、それ
によって湯道１０が溶湯を流動させない状態となる。湯
道１０の湯道開閉プランジャ１１との交叉領域の後方に
は、前記湯溜まり９よりも深さは浅いがキャビティ５の
幅に相応する幅を有する湯溜まり９′が続いており〔図
１（ｂ）〕、その後方にはキャビティ５に対する溶湯の
流れをキャビティ５の幅に亘って均一にするために、キ
ャビティ５に対するゲート６がある。ゲート６の形状及
び断面積は、キャビティ５の形状及び容量に相応する形
状及び寸法を有する。ゲート６の後方にはキャビティ５
が続いている。上型２には下型１の凹状部との間に浅い
キャビティ５を構成するために、下型１の凹状部に相応
した形状の凸状部が形成されている。

【００１２】一方湯溜まり９から両側にかつ上型２にシ
ール溝７が延び、シール溝７は、更に湯溜まり９、ゲー
ト６及びキャビティ５を含む領域全体を取り囲むように
キャビティ５の外方をその縦方向に延びかつキャビティ
５の他端の領域では横方向に続いて全体としてはシール
溝７は閉じたループを形成する。キャビティ５の他端の
領域の外方には前記シール溝７の該領域に相応して下型
２に浅いが幅の広い溝２ｂが形成され〔図１（ｂ）〕、
この溝２ｂ中にシール溝７中を満たす溶湯を捕捉するた
めの気体は通すが、溶湯は通さない耐火物布である断熱
性フェルト布１３が装着されている。それによって湯溜
まり９からシール溝７中に流入した溶湯及び湯溜まり９
からキャビティ５を経てキャビティ５から溢流した溶湯
が断熱性フェルト布１３によって捕捉されて凝固するこ
とになる。溝２ｂの底には複数のベントブッシュ１４に
それぞれ連通する排気孔１６が形成され、排気孔１６は
これらと直交する１つのダクト１７に集められ、ダクト
１７は図示しない真空ポンプに接続されるべき接続口１
８に続いている。真空ポンプは、キャビティ５内の空気
を吸引してキャビティ５内を減圧状態に保つためのもの
であり、キャビティ５の他端と図示しない真空ポンプと
は、キャビティ５から吸引用ゲート１５、断熱性フェル
ト布１３、ベントブッシュ１４、排気孔１６、ダクト１
７及び真空ポンプ接続口１８及び図示しないホースを経
て接続することができる。真空ポンプによるキャビティ
５の減圧状態は、その都度鋳造に先立って行われる。

【００１３】注湯口８から溶湯が注がれると、溶湯は湯
溜まり９に達し、そこから湯道１０に流れる。その際湯
道１０が湯道開閉プランジャ１１によって塞がれている
場合には〔図１（ａ）〕、溶湯は湯道１０を流動するこ
とができないが、湯溜まり９からシール溝７中には進む
ことができ、その結果、シール溝７中に進んだ溶湯は、
断熱性フェルト布１３に達した溶湯も含めて早期に凝結
するので、キャビティ５中への溶湯充填に先立って上型
２と下型１との型合わせ面が型外部からの空気の侵入は
完全にシールされることになる。一方その後直ちにかつ
湯道開閉プランジャ１１が上昇して湯道開口部１２が短
時間湯道１０に対して開放されると、溶湯は湯道１０、
湯道開口部１２を経て湯溜まり９′からゲート６に達
し、そこからキャビティ５内に瞬時に給湯されることと
なる。一方型温度制御センサ４は、型内温度を感知し、
図示しない温度制御装置を介して制御信号を受けること
により型加熱ヒータ３の電力が調整されて型内温度が所
定の温度に調整されることができるようになっている。

【００１４】図２（ａ）は、湯道開閉プランジャ１１が
下降し、湯道開口部１２が湯道１０に対して開放されて
いない状態を示し、溶湯は湯溜まり９からシール溝７中
には進めるが、湯道開口部１２、従ってキャビティ５に
は進めない状態にある。図２（ｂ）では、湯道開閉プラ
ンジャ１１が上昇し、湯道開口部１２が湯道１０に対し
て開放された状態を示し、溶湯は湯溜まり９からシール
溝７中にも、湯道開口部１２、従ってキャビティ５にも
進める状態にあり、それによってキャビティ５における
鋳造が行われる。図２（ｃ）は、湯道開閉プランジャ１
１が、図２（ｂ）の位置よりも更に上昇し湯道開閉プラ
ンジャ１１の上端が上型２の上面に達する位置にあり、
湯道開口部１２は湯道１０に対して開放されていない状
態になると共に、溶湯は湯溜まり９からシール溝７中に
は進めるが、湯道開口部１２、従ってキャビティ５には
進めない状態にある。この状態において上型２を下型１
から離脱させてハンマー等により湯道開口部１２中に凝
固した金属塊を除去することができる。金属塊を除去
は、次のようにして行われる。鋳造後、湯道開閉プラン
ジャ１１を鋳造位置から更に所定量上昇させて湯道開口
１２が下型１から完全に離脱する位置に移動させ、上型
２を上昇離型する。上型２の離型後に、湯道開口部１２
内に残留した溶湯は凝固後にハンマー等の工具により除
去する。（型締め関係）図１及び図２に表された金型は、通常
の、即ち下型１に対する上型２の特別加圧を必要としな
い場合には、そのまま図３に示す鋳造装置に装着され
て、上記のような真空ポンプによるキャビティ５の真空
化が行われた後、鋳造作業が行われることができる。こ
の場合下型スペーサ５０を介して架台に固定支持された
下型取付枠５２上に装着され下型１と上型２とを、鋳造
装置（図３）の上型取付枠３７の下面に取付けられその
下端を上型２上にループ状のシール部材を介して支持さ
れた密閉枠状シールスペーサブロック４１を介して、下
型取付枠５２と上型取付枠３７との間で上型２と下型１
とが型合わせ面で緊密に締め付けられるように構成され
ている。その際シールスペーサブロック４１は、その下
端は上型２の注湯口８を除く略その前上面をカバーする
程の広がりを有し、その広がりの全周囲に亘って上型２
の上面との間のシールを達成するためにループ状のシー
ル部材が配置されている。シール部材は銅等の金属から
成るか又はテフロン系の高温用パッキン材から成ること
ができる。特にシールスペーサブロック４１と上型取付
板４０との当接部は放熱によりある程度温度が下がって
いるのでテフロン系の高温用パッキン材の使用が可能と
なる。上型取付枠３７は図３において左右２か所でガイ
ドバー３８によって直線案内されており、床面に据え付
けられた複数のガイドバー３８の上端には上支持板３２
が固定され、上支持板３２には型締め油圧シリンダ３１
が支持されており、型締め油圧シリンダ３１の作動によ
り型締め油圧シリンダ３１のピストンロッドに固定され
た連結アーム３４を介して上型取付板３７が昇降し、ま
た下降した際に上型取付板４０、シールスペーサブロッ
ク４１を介して上型２を押圧することにより、下型取付
枠５２上に下型取付板５１を介して支持された下型１に
上型２を押しつけ、両型割面の間の緊密な圧着状態が確
保されることができる。

【００１５】このような型締め状態の下でかつ前述のよ
うに真空ポンプによるキャビティ５内の空気の吸引によ
りキャビティ５内が真空状態に維持される。その後注入
口８から注入される溶湯は、湯溜まり９から流動抵抗が
低いために溶湯は、先ずシール溝７への流れて、上型２
と下型１との間の型合わせ面を完全にシールした後、湯
道開閉プランジャ１１が図２（ａ）に表わすような湯道
１０との連通位置にもたらされると、湯道１０、湯道開
口部１２、湯溜まり９′及びゲート６を経てキャビティ
５中に溶湯が充填されて鋳造が行われる。（加圧関係）上記のような型締め油圧シリンダ３１によ
る型締めの他に、図１及び図２に示す金型の場合よりも
厚肉部を有する鋳造製品を製造するためには、鋳造の際
に金型のキャビティ内の押湯部の加圧が必要となる。こ
の場合には図１で表わす金型の代わりに図３に記載され
た形の上型２２と下型２１とから成る金型が図３に示す
鋳造装置に装着される。上型２２にその上下面に開口す
るように貫通した孔を複数設け、該孔には上型２２の上
面側から装入された加圧プランジャ（Ａ）４３が挿入さ
れており、加圧プランジャ（Ａ）４３の先端にはキャビ
ティ２５中の押湯加圧部４５を介して押湯部を加圧する
ことになる。加圧プランジャ（Ａ）４３の上下運動の直
線案内及び押湯部温度保持のために前記孔中に断熱性セ
ラミックスリーブ４４が嵌入されており、断熱性セラミ
ックスリーブ４４の内径部は抜き勾配を付しているため
下端に向かって広がるような円錐形をなしている。この
領域を押湯加圧部４５と称することとする。従って円筒
状の加圧プランジャ（Ａ）４３の先端は、断熱性セラミ
ックスリーブ４４中を昇降しかつ断熱性セラミックスリ
ーブ４４の該押湯加圧部４５に出没して、その際加圧プ
ランジャの底面は押湯加圧部４５の溶湯表面に対して加
圧プランジャ断面積に比例した加圧力を押湯部溶湯の凝
固収縮に追随して負荷し続ける。この関係は他の厚肉部
に設けた加圧プランジャ（Ｂ）４６でも全く同様であ
る。即ち、上型２２に貫通孔があけられ、この孔に断熱
性セラミックスリーブ４４′が嵌入され、該スリーブ４
４′には加圧プランジャ（Ｂ）４６が嵌入し、加圧プラ
ンジャ（Ｂ）４６の上端は加圧プランジャ連結板３９に
取付けられ、加圧プランジャ連結板３９は、フランジと
連結軸を経て加圧用油圧シリンダ３５のピストンロッド
に接手（Ａ）３３で連結している。加圧用油圧シリンダ
３５は、上型取付枠３７上に取付けられた支持台上に支
持されている。３６は上型取付板４０と加圧プランジャ
（Ｂ）４６との間のシールのための上型取付板シールで
ある。加圧プランジャ（Ｂ）４６も加圧プランジャ
（Ａ）４３と同様にその下端で押湯加圧部４５′を介し
て押湯部の加圧を行う。上記の構成により、加圧用油圧
シリンダ３５の作動により、そのピストンロッドを介し
て加圧プランジャ連結板３９が昇降し、かつ加圧プラン
ジャ連結板３９を介して加圧プランジャ（Ａ）４３、加
圧プランジャ（Ｂ）４６を昇降させ、その下降の際には
各加圧プランジャの下端によってキャビティ２５中に押
湯加圧部４５′の溶湯面に、圧力調整弁により調整した
設定圧力を負荷することはなる。それによってキャビテ
ィ２５への溶湯の充填後最終凝固終了までの間、キャビ
ティ２５部分の指向性凝固を形成して「熱間割れ」、
「外引け」、「収縮巣」等の鋳造欠陥の発生を未然に防
止することができる。上型取付板４０の下面には加圧プ
ランジャ上限ピン４２が複数個取付けられ、加圧用油圧
シリンダ３５のピストンロッドの上昇の際に加圧プラン
ジャ連結板３９の上限を制限している。

【００１６】図３中５３は、湯道開口部１２を備えた湯
道開閉プランジャ１１を床面上に架台を介して支持され
た湯道開閉プランジャ用シリンダ５４のピストンロッド
と連結するための接手（Ｂ）を示す。一方５５は、同様
に床面上に架台を介して支持された下型押出板用シリン
ダであり、ピストッロッドの先端には接手（Ｃ）５６を
備え、接手５６によって必要に応じて下型２１を支持す
るための図示しないプランジャが連結されることができ
る。下型１、２１及び上型２、２２には成形品離脱ピン
が使用され、成型品の離型を円滑に行うことができる。
型のシール性を損なうことを防止するために、減圧・加
圧装置について説明したように、一般金型で用いるスペ
ーサブロックを変形させて気密スペース枠を採用してこ
れを補完した。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、設備、保守管理面から
は従来からある軽金属の重力金型鋳造法と大きな相違は
ないものの、鋳造の具体的な工程において従来の常識を
打破して注湯された溶湯が湯道開閉プランジャの極めて
短時間湯道に滞留する間に湯溜まりに連通した比較的小
さい断面積で型合わせ面に設けられているシール溝に溶
湯を充満させることにより、型外部と型内部の型合わせ
面の隙間を通る空気の流路を遮断し、型内部を急激に減
圧する機構が付加されたこと、実用面では、離型用ピ
ン、その他加圧シリンダも含めて、金型を貫通する複数
のピン、シャフト類が型内部の気密性を阻害しないよう
に、特殊構造のシールスペーサブロックを使用すること
により型内の気密性が得られるようにしたこと、また、
従来の常識を打破して鋳物の厚肉部のための金型に加圧
プランジャを付設して、加圧プランジャの作動により押
湯部の押湯効果を向上させて、特にマクネシウムの熱間
割れを防止することという顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による軽金属の減圧鋳造用の金
型を表わす図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上型
を外した状態の下型の上面図である。

【図２】図２は、湯道の断続のための開閉弁を形成する
プランジャの開閉状態を表わす部分図であって、（ａ）
は湯道閉止状態、（ｂ）は湯道開通状態、そして（ｃ）
は、湯道閉止時の残留金属除去のためにプランジャを更
に上型上端まで上昇させた状態を表わす図である。

【図３】図３は、本発明による軽金属の減圧鋳造装置で
あって、図示の加圧可能な金型の他に図１に表わす金型
をも選択的に使用することができる。

【符号の説明】

１下型２上型３型加熱ヒータ４型温制御センサ５キャビティ６ゲート７シール溝８注湯口９湯溜まり１０湯道１１湯道開閉プランジャ１２湯道開口部１３断熱性フェルト布１４ベントブッシュ１５吸引側ゲート２１下型２２上型２５キャビティ３１型締め油圧シリンダ３２上支持板３３接手（Ａ）３４連結アーム３５加圧用油圧シリンダ３６上型取付板シールリング３７上型取付枠３８ガイドバー３９加圧プランジャ連結板４０上型取付板４１シールスペーサブロック４２加圧プランジャ上限ピン４３加圧プランジャ（Ａ）４４軟質性セラミックスリーブ４４′ 軟質性セラミックスリーブ４５押湯加圧部４５′ 押湯加圧部４６加圧プランジャ（Ｂ）５０下型スペーサ５１下型取付板５２下型取付枠５３接手（Ｂ）５４湯道開閉プランジャ用シリンダ５５下型押出用シリンダ５６接手（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重力金型鋳造法による軽合金鋳物製造用
金型において、金型は、上型（２）と下型（１）とから成り、下型
（１）の注湯口（８）より型内に注入される溶湯が下型
（１）と上型（２）との間に形成されたキャビティ
（５）に至る湯道（１０）の中間に溶湯の流れを一時的
に停止滞留可能かつ湯道開口部（１２）を介して溶湯の
流れを形成可能にする湯道開閉プランジャ（１１）が、
金型（１、２）中を昇降可能に設けられ、上型（２）の
型分割面に下型（１）の湯溜まり（９）に連通しかつキ
ャビティ（５）をその外周から一定距離をおいて取り囲
んでループ状に断面積の小さいシール溝（７）が設けら
れ、かつ下型（１）の型分割面に、キャビティ（５）の
注湯口（８）とは反対側の端領域に沿って複数の吸引口
（１６）が設けられ、該吸引口（１６）上に耐火性繊維
から成る耐火性布（１３）が敷設され、真空ポンプによ
って前記吸引口（１６）及び耐火性布（１３）を介して
キャビティ（５）内の空気を吸引してキャビティ（５）
を減圧するような吸引機構が構成され、その際複数の吸
気孔（１６）をダクト（１８）を介して真空ポンプに連
通し、前記吸引機構の作動により型外部から両型割面間
の空隙を経て生じる空気流を、前記シール溝（７）内に
充満された溶湯によって遮断してキャビティ（５）内を
減圧し、減圧後、溶湯の流れを停止滞留していた前記湯
道開閉プランジャ（１１）を移動させて湯道（１０）を
キャビティ（５）に連通させ、滞留していた溶湯を減圧
下のキャビティ（５）内に急速に吸引充填することを特
徴とする前記金型。
【請求項２】軽合金鋳物の重力金型鋳造法用の減圧−
及び加圧金型において、金型は、上型（２２）と下型（２１）とから成り、下型
（２１）の注湯口より型内に注入される溶湯が下型（２
１）と上型（２２）との間に形成されたキャビティ（２
５）に至る湯道の中間に溶湯の流れを一時的に停止滞留
可能かつ湯道開口部を介して溶湯の流れを形成可能にす
る湯道開閉プランジャ（１１）が、金型（２１、２２）
中を昇降可能に設けられ、上型（２２）の型分割面に下
型（２１）の湯溜まりに連通しかつキャビティ（２５）
をその外周から一定距離をおいて取り囲んでループ状に
請求項１に記載の断面積の小さいシール溝（７）が設け
られ、かつ下型（２１）の型分割面に、キャビティ（２
５）の注湯口とは反対側の端領域に沿って請求項１に記
載の複数の吸引口（１６）が設けられ、該吸引口上に請
求項１に記載の耐火性繊維から成る耐火性布（１３）が
敷設され、真空ポンプによって前記吸引口及び耐火性布
を介してキャビティ（２５）内の空気を吸引してキャビ
ティ（２５）を減圧するような吸引機構が構成され、そ
の際複数の吸気孔をダクトを介して真空ポンプに連通
し、前記吸引機構の作動により型外部から両型割面間の
空隙を経て生じる空気流を、前記シール溝内に充満され
た溶湯によって遮断してキャビティ（２５）内を減圧
し、減圧後、溶湯の流れを停止滞留していた前記湯道開
閉プランジャ（１１）を移動させて湯道（１０）をキャ
ビティ（２５）に連通させ、滞留していた溶湯を減圧下
のキャビティ（２５）内に急速に吸引充填するように構
成されておりそして鋳造されるべき鋳物の厚肉部に押湯
を作用させるために、前記キャビティ（２５）に開口す
る押湯加圧部（４５、４５′）が上型（２２）に設けら
れ、該押湯加圧部（４５、４５′）は、上型（２２）を
貫通する孔に嵌入されたスリーブ（４４、４４′）中に
加圧プランジャ（Ａ）（Ｂ）〔４３、４６〕が嵌入され
る孔にキャビティ（２５）に面してかつキャビティ（２
５）に向かって直径が増大する形に形成され、該押湯加
圧部（４５、４５′）に対して前記加圧プランジャ
（Ａ）（Ｂ）〔４３、４６〕が出没可能にされているこ
とを特徴とする前記減圧−及び加圧金型。
【請求項３】軽合金鋳物の重力金型鋳造法用の減圧金
型又は減圧−及び加圧金型を使用する鋳造装置におい
て、上型（２；２２）と、下型（１；２１）とから成る金型
の型締めのために、床面上に据え付けられた複数のガイ
ドバー（３８）に固定された上支持板（３２）に取付け
られた型締め油圧シリンダ（３１）による型締め力が、
そのピストンロッド、前記複数のガイドバー（３８）に
摺動可能に案内された上型取付枠（３７）、該上型取付
枠（３７）に固定された上型取付板（４０）及び密閉枠
状のシールスペーサブロック（４１）を介して上型
（２；２２）上に伝達されるように構成されており、そ
の際該シールスペーサブロック（４１）は、上型（２；
２２）を略全面に亘ってシールするために、該上型との
当接面及び前記上型取付板（４０）との当接面にそれぞ
れループ状のシール部材を備えており、及び又は押湯加
圧部（４５、４５′）の加圧のために前記複数のガイド
バー（３８）に摺動可能に案内された前記上型取付枠
（３７）に取付けられた押湯加圧用油圧シリンダ（３
５）の加圧力が、そのピストンロッド、ピストンロッド
に固定された加圧プランジャ連結板（３９）及び該加圧
プランジャ連結板（３９）に固定された加圧プランジャ
（Ａ）（Ｂ）〔４３、４６〕を介して押湯部に伝達され
るように構成されたことを特徴とする前記鋳造装置。