JP2003211262A - プリフォームの加圧鋳造方法、プリフォームの加圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】注湯の際におけるプリフォームの浮き上がり、
熱変形によるプリフォームの割れを抑制することができ
るプリフォームの加圧鋳造方法、プリフォームの加圧鋳
造装置を提供する。 【解決手段】高さ方向に沿って延設された仕切壁７０と
供給管体３に連通する給湯通路７２とをもつ縦筒形状の
流量制御部材７を成形型１の成形キャビティ１０に配置
する。流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯の湯面高
さを成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持
しつつ、流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯を仕切
壁７０の厚み方向に沿って流出させてプリフォーム６
１，６２の上面６１ｕ，６２ｕ側に溶湯を注湯する。こ
れによりプリフォーム６１，６２の下面側６１ｄ，６２
ｄ及び上面６１ｕ，６２ｕ側の双方に溶湯を注湯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウムやマグ
ネシウム等の溶湯を加圧してプリフォームに含浸させる
ことにより複合材料を形成するプリフォームの加圧鋳造
方法、プリフォームの加圧鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックス粒子等を結合させて形成さ
れた多孔質予備成形体であるプリフォームを用い、アル
ミニウムやマグネシウム等の溶湯を加圧してプリフォー
ムに含浸させることにより複合材料を形成するプリフォ
ームの加圧鋳造技術が知られている。この技術によれ
ば、プリフォームが配置された成形キャビティをもつ成
形型と、成形型の成形キャビティにこれの下方から連通
する供給管体とを用意する。この状態で、溶湯供給手段
から供給管体を経て成形型の成形キャビティ内にプリフ
ォームの下面側から溶湯を注湯する注湯工程を行う。そ
の後、成形型の成形キャビティ内に注湯された溶湯を加
圧手段で加圧することにより、成形キャビティ内の溶湯
をプリフォームの内部に含浸させる含浸工程を行う。こ
れによれば、溶湯が凝固すれば、複合材料を形成するこ
とができる。

【０００３】また関連技術として、特公昭６０−６７４
５号公報には、成形キャビティをもつ成形型の下方に溶
湯保持容器を設ける共に、成形型の成形キャビティと溶
湯保持容器の溶湯保持室とをストークで連通した装置を
用いる低圧鋳造法が開示されている。この技術によれ
ば、溶湯保持室内を減圧することにより、ストークの通
路を介して成形型の成形キャビティ内を減圧する。その
後、溶湯保持容器の溶湯保持室に貯留されている溶湯を
ストークを介して成形型の成形キャビティに充填する。

【０００４】更に関連技術として、特開平２−１７５０
５８号公報には、成形型の下方に溶湯保持容器を設け
て、成形型の成形キャビティと溶湯保持容器の溶湯保持
室とを給湯管で連通すると共に、給湯管に収容した溶湯
を加圧して成形キャビティに押し込むピストンを設けた
加圧鋳造装置が開示されている。この技術によれば、溶
湯保持容器に保持されている溶湯を給湯管に収容した状
態で、ピストンを作動させてピストンで給湯管内の溶湯
を加圧して成形型の成形キャビティに押し込むことにし
ている。但し上記した関連技術に係る公報技術（特公昭
６０−６７４５号公報、特開平２−１７５０５８号公
報）は、成形型の成形キャビティ内に溶湯を注湯して凝
固させて鋳造品を形成するものであり、プリフォームに
溶湯を含浸させて複合材料を形成するものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶湯を加圧
してプリフォームに含浸させる方式を採用している上記
技術によれば、注湯の際に、成形型の成形キャビティ内
に注湯された溶湯に基づく浮力により、プリフォームが
成形キャビティ内で浮き上がることがある。プリフォー
ムの浮き上がりが過剰であれば、プリフォームの位置が
正規の位置から過剰にずれ、良好なる複合材料を得るこ
とができないおそれがある。

【０００６】また注湯の際に成形キャビティの底側から
高温の溶湯が供給されるため、プリフォームの下面側が
上面側よりも昇温する度合が大きい。このため注湯の際
に、熱変形によりプリフォームに割れが発生するおそれ
がある。

【０００７】このようにプリフォームに溶湯を含浸させ
る加圧鋳造技術によれば、注湯工程におけるプリフォー
ムの浮き上がり、熱変形によるプリフォームの割れの不
具合がある。上記した公報技術を適用したとしても、プ
リフォームの浮き上がり、プリフォームの割れといった
不具合を抑えるには、充分ではない。

【０００８】本発明は上記した実情に鑑みてなされたも
のであり、注湯工程におけるプリフォームの過剰浮き上
がり、熱変形によるプリフォームの割れを抑制すること
ができるプリフォームの加圧鋳造方法、プリフォームの
加圧鋳造装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係るプリ
フォームの加圧鋳造方法は、プリフォームを配置した成
形キャビティをもつ成形型と前記成形型のうち前記成形
キャビティにこれの下方から連通する供給管体とを用
い、溶湯供給手段から前記供給管体を経て前記成形型の
前記成形キャビティに前記プリフォームの下面側から溶
湯を注湯する注湯工程と、前記成形型の前記成形キャビ
ティ内に注湯された溶湯を加圧手段で加圧することによ
り、前記成形キャビティ内の溶湯を前記プリフォームの
内部に含浸させる含浸工程とを実施するプリフォームの
加圧鋳造方法であって、前記注湯工程において、高さ方
向に沿って延設された仕切壁と前記供給管体に連通する
と共に前記仕切壁の厚み方向に沿って溶湯を流出可能な
給湯通路とをもつ縦筒形状の流量制御部材を前記成形型
の前記成形キャビティに配置し、前記流量制御部材の前
記給湯通路内の溶湯の湯面高さを前記成形キャビティ内
の溶湯の湯面高さよりも高く維持しつつ、前記流量制御
部材の前記給湯通路内の溶湯を前記仕切壁の厚み方向に
沿って流出させて前記プリフォームの上面側に溶湯を注
湯することにより、前記プリフォームの下面側及び上面
側の双方に溶湯を注湯するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００１０】本発明に係るプリフォームの加圧鋳造方法
によれば、溶湯供給手段から供給管体を経て成形型の成
形キャビティにプリフォームの下面側から溶湯を注湯す
る注湯工程と、成形型の成形キャビティ内に注湯された
溶湯を加圧手段で加圧することにより、成形キャビティ
内の溶湯をプリフォームの内部に含浸させる含浸工程と
を実施する。従ってプリフォームに含浸した溶湯が凝固
すれば、複合材料が形成される。

【００１１】本発明に係るプリフォームの加圧鋳造方法
によれば、注湯工程において、高さ方向に沿って延設さ
れた仕切壁と供給管体に連通する給湯通路とをもつ縦筒
形状の流量制御部材を、成形型の成形キャビティに配置
する。そして、流量制御部材の給湯通路内の溶湯の湯面
高さを成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維
持しつつ、給湯通路内の溶湯を流量制御部材の仕切壁の
厚み方向に沿って流出させてプリフォームの上面側に溶
湯を注湯することにより、プリフォームの下面側及び上
面側の双方に溶湯を注湯する。

【００１２】このようにプリフォームの下面側及び上面
側の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程におけるプ
リフォームの過剰浮き上がりが抑制される。プリフォー
ムの上面側に供給された溶湯がプリフォームを押さえる
方向に作用するためである。更にプリフォームの下面側
及び上面側が共に同程度に昇温するため、プリフォーム
の下面側及び上面側の温度ムラを低減でき、プリフォー
ムの均熱化を図り得、プリフォームの割れが抑制され
る。

【００１３】（２）本発明に係るプリフォームの加圧鋳
造装置は、上記したプリフォームの加圧鋳造方法の実施
に使用されるものであり、プリフォームを配置可能な成
形キャビティをもつ成形型を保持する成形型保持部と、
前記成形型保持部に保持された前記成形型の前記成形キ
ャビティにこれの下方から連通する供給管体と、前記成
形型の下方に設けられ前記成形型の前記成形キャビティ
に前記プリフォームの下側から前記供給管体を経て溶湯
を供給するための溶湯供給手段と、前記成形キャビティ
内に供給された溶湯を加圧することにより溶湯を前記プ
リフォームの内部に含浸させる加圧手段とを具備するプ
リフォームの加圧鋳造装置であって、高さ方向に沿って
延設された仕切壁と前記供給管体に連通すると共に前記
仕切壁の厚み方向に沿って溶湯を流出可能な給湯通路と
をもち、前記給湯通路内の溶湯の湯面高さを前記成形キ
ャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持する縦筒形
状の流量制御部材を具備し、前記流量制御部材の前記給
湯通路内の溶湯を前記仕切壁の厚み方向に沿って流出さ
せて前記プリフォームの上面側に溶湯を供給することに
より、前記プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶
湯を注湯するようにしたことを特徴とするものである。

【００１４】本発明に係るプリフォームの加圧鋳造装置
によれば、高さ方向に沿って延設された仕切壁と供給管
体に連通すると共に前記仕切壁の厚み方向に沿って溶湯
を流出可能な給湯通路とをもつ縦筒形状の流量制御部材
が用いられる。この流量制御部材は成形型の成形キャビ
ティに配置されている。そして注湯工程において、流量
制御部材の給湯通路内の溶湯の湯面高さを成形キャビテ
ィ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持しつつ、給湯通路
内の溶湯を仕切壁の厚み方向に沿って流出させてプリフ
ォームの上面側に溶湯を注湯することができる。これに
よりプリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注
湯することができる。

【００１５】このように本発明に係るプリフォームの加
圧鋳造装置によれば、プリフォームの下面側及び上面側
の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程におけるプリ
フォームの過剰浮き上がりが抑制される。プリフォーム
の上面側に供給された溶湯がプリフォームを押さえる方
向に作用するためである。更にプリフォームの下面側及
び上面側が共に同程度に昇温するため、プリフォームの
下面側及び上面側の昇温ムラを低減でき、プリフォーム
の均熱化を図り得、プリフォームの割れが抑制される。

【００１６】

【実施の形態】本発明に係るプリフォームの加圧鋳造方
法、加圧鋳造装置によれば、次の形態を採用することが
できる。

【００１７】・プリフォームは溶湯が含浸する空孔を備
えた多孔質の予備成形体であり、粒子及び繊維の少なく
とも１種の集合体で形成できる。粒子や繊維を結合させ
るバインダを必要に応じて用いることができる。バイン
ダとしては、シリカ系等の無機系及び／または樹脂等の
有機系を例示できるが、バインダを含まない状態とし
て、粒子や繊維等の機械的係合力で結合することにして
も良い。プリフォームの材質としてはセラミックス及び
／または金属を採用できる。セラミックスとしては炭化
珪素、アルミナ、ジルコニア、シリカ、窒化珪素などの
公知のセラミックスのうちの少なくとも１種を採用でき
る。プリフォームを構成する金属としては、一般的に
は、含浸させる溶湯よりも融点が高いものを採用でき
る。溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金である
場合には、例えば鉄系のプリフォームを採用できる。プ
リフォームに含浸される溶湯としては、特に限定され
ず、軽金属系でもそれ以外でも良く、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜
鉛、亜鉛合金、銅、銅合金等を例示できる。溶湯として
は、溶融状態のものが一般的であるが、場合によっては
固相を含むものでも良い。

【００１８】・注湯工程において、高さ方向に沿って延
設された仕切壁と供給管体に連通する給湯通路とをもつ
縦筒形状の流量制御部材を用いる。流量制御部材として
は筒形状（円筒、角筒を含む）でも良いし、平板形状で
も良い。流量制御部材が成形型の成形キャビティに配置
された状態で注湯工程を行う。注湯工程では、流量制御
部材の給湯通路内の溶湯の湯面高さを成形キャビティ内
の溶湯の湯面高さよりも高く維持する。これにより流量
制御部材の給湯通路内の溶湯を仕切壁の厚み方向に沿っ
て流出させ、プリフォームの上面側に溶湯を注湯する。
これによりプリフォームの下面側及び上面側の双方に溶
湯を注湯する。

【００１９】流量制御部材の仕切壁の厚み方向に沿って
溶湯を流出させる構造としては、仕切壁にこれの厚み方
向に沿って貫通する絞り孔を形成しても良いし、多数の
連通細孔を有する多孔質材料で仕切壁自体を形成しても
良い。場合によっては、流量制御部材の給湯通路内の溶
湯を流量制御部材の上端部から流量制御部材外部に溢れ
させても良い。

【００２０】・溶湯供給手段は、成形型の成形キャビテ
ィにプリフォームの下側から供給管体を経て溶湯を供給
するものであり、構造は特に限定されない。加圧手段
は、成形キャビティ内に供給された溶湯を加圧すること
により溶湯をプリフォームの内部に含浸させるものであ
り、構造は特に限定されない。例えば、加圧手段として
は、成形型の成形キャビティの上方に配置され成形キャ
ビティ内の溶湯を加圧する加圧体と、加圧体を加圧方向
に移動させる駆動源とを有する構成を採用できる。

【００２１】・流量制御部材は、仕切壁の厚み方向に沿
って貫通すると共にプリフォームの上面に対面する絞り
孔を有することが好ましい。この場合、注湯工程におい
て、流量制御部材の給湯通路内の溶湯の湯面高さを成形
キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持しつつ、
流量制御部材の給湯通路内の溶湯を絞り孔からプリフォ
ームの上面側に効率良く流出させることができる。故
に、プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注
湯することができる。流量制御部材の絞り孔としては、
プリフォームの上面の高さよりも高く設定されているこ
とが好ましい。これにより絞り孔から流出した溶湯をプ
リフォームの上面側に効果的に供給できる。

【００２２】・プリフォームとしては、下側に配置され
た第１プリフォームと第１プリフォームよりも上側に配
置された第２プリフォームとを備えている形態を採用で
きる。流量制御部材の仕切壁は、仕切壁の厚み方向に沿
って貫通すると共に第１プリフォームの上面に対面する
第１絞り孔と、仕切壁の厚み方向に沿って貫通すると共
に第２プリフォームの上面に対面して第１絞り孔よりも
上側に形成された第２絞り孔とを有している形態を採用
できる。この場合、注湯工程において、流量制御部材の
給湯通路内の溶湯の湯面高さを成形キャビティ内の溶湯
の湯面高さよりも高く維持しつつ、流量制御部材の給湯
通路内の溶湯を第１絞り孔から第１プリフォームの上面
側に流出させることができる。これにより第１プリフォ
ームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯する操作を
行なうことができる。

【００２３】更に、流量制御部材の給湯通路内の溶湯の
湯面高さを成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高
く維持しつつ、流量制御部材の給湯通路内の溶湯を第２
絞り孔から第２プリフォームの上面側に流出させること
ができる。この場合、第２プリフォームの下面側及び上
面側の双方に溶湯を注湯する操作を行なうことができ
る。

【００２４】・成形キャビティ内における溶湯の湯面の
上昇を検知する湯面高さ検知手段が設けられていること
が好ましい。湯面高さ検知手段としては熱電対等の温度
センサ方式、溶湯を利用して導電経路を形成する方式を
例示できる。また流量制御部材の絞り孔の開口量が可変
である形態を採用できる。この場合、湯面高さ検知手段
により成形キャビティ内における溶湯の湯面の上昇が検
知されたとき、流量制御部材の絞り孔の開口量を増加さ
せる。これにより流量制御部材の給湯通路内の溶湯を絞
り孔からプリフォームの上面側に流出させることがで
き、プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注
湯することができる。

【００２５】・湯面高さ検知手段により成形キャビティ
内における溶湯の湯面の上昇が検知されたとき、流量制
御部材の仕切壁の第１絞り孔の開口量を増加させること
により、流量制御部材の給湯通路内の溶湯を第１絞り孔
から第１プリフォームの上面側に流出させることによ
り、第１プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯
を注湯すると共に、湯面高さ検知手段により成形キャビ
ティ内における溶湯の湯面の更なる上昇が検知されたと
き、流量制御部材の第２絞り孔の開口量を増加させるこ
とにより、流量制御部材の給湯通路内の溶湯を第２絞り
孔から第２プリフォームの上面側に流出させることによ
り、第２プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯
を注湯する形態を採用することができる。

【００２６】・制御装置が設けられていることが好まし
い。この制御装置は、湯面高さ検知手段により成形キャ
ビティ内における溶湯の湯面の上昇が検知されたとき、
流量制御部材の仕切壁の第１絞り孔の開口量を増加させ
る方式を採用できる。この場合、流量制御部材の給湯通
路内の溶湯を第１絞り孔から第１プリフォームの上面側
に流出させて、第１プリフォームの下面側及び上面側の
双方に溶湯を注湯することができる。また制御装置は、
湯面高さ検知手段により成形キャビティ内における溶湯
の湯面の更なる上昇が検知されたとき、流量制御部材の
第２絞り孔の開口量を増加させる方式を採用できる。こ
の場合、流量制御部材の給湯通路内の溶湯を第２絞り孔
から第２プリフォームの上面側に流出させることによ
り、第２プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯
を注湯することができる。

【００２７】・流量制御部材の絞り孔は、プリフォーム
の上面の高さよりも高く設定されていることが好まし
い。この場合、プリフォームの上面側に溶湯を注湯する
ことができる。

【００２８】・流量制御部材の第１絞り孔としては第１
プリフォームの上面の高さよりも高く設定されているこ
とが好ましい。この場合、第１絞り孔により第１プリフ
ォームの上面側に溶湯を供給することができる。また流
量制御部材の第２絞り孔としては第２プリフォームの上
面の高さよりも高く設定されていることが好ましい。こ
の場合、第２絞り孔により第２プリフォームの上面側に
溶湯を注湯することができる。

【００２９】・加圧手段は流量制御部材を退避させる退
避室を有していることが好ましい。この場合、含浸工程
において、流量制御部材の少なくとも一部を加圧手段の
退避室内に退避させる形態を採用することができる。従
って含浸工程において流量制御部材が邪魔になることを
防止できる。退避室は加圧手段の内部に形成することが
できる。

【００３０】・成形型の成形キャビティは、第１プリフ
ォームを収容すると共に、第１プリフォームよりも高い
位置に第２プリフォームを収容する形態を採用すること
ができる。流量制御部材は、仕切壁の厚み方向に沿って
貫通すると共に第１プリフォームの上面に対面する第１
絞り孔と、仕切壁の厚み方向に沿って貫通すると共に第
２プリフォームの上面に対面する第２絞り孔とを有して
いる形態を採用することができる。この場合、流量制御
部材の第１絞り孔の高さは、第１プリフォームの上面の
高さよりも高く設定されていることが好ましい。また流
量制御部材の第２絞り孔の高さは、第２プリフォームの
上面の高さよりも高く設定されていることが好ましい。

【００３１】

【実施例】（第１実施例）以下、本発明を具体化した第
１実施例について図１〜図６を参照して説明する。本実
施例に係るプリフォームの加圧鋳造装置は、金型である
成形型１を保持する成形型保持部２と、成形型保持部２
に保持された成形型１の成形キャビティ１０にこれの下
方から連通する供給管体３と、成形型１の成形キャビテ
ィ１０に供給管体３を経て溶湯を供給するための溶湯供
給手段４と、成形キャビティ１０内に供給された溶湯を
加圧する加圧手段５とを具備している。

【００３２】成形型１は成形キャビティ１０を有する。
成形キャビティ１０は、プリフォーム６を収容する主キ
ャビティ１１と、主キャビティ１１の中央域の底から下
方に延設された副キャビティ１５とを有する。主キャビ
ティ１１は、プリフォーム６を載置する横方向に沿って
延設されたプリフォームセット面１２と、縦方向に沿っ
て延設されたリング形状をなす型面である大径型面１３
とを有する。副キャビティ１５は、縦方向に沿って延設
されたリング形状をなす型面である小径型面１６と、成
形キャビティ１０の底となる底面１７とをもつ。大径型
面１３及び小径型面１６は同軸的に配置されている。

【００３３】プリフォーム６は成形キャビティ１０のう
ち主キャビティ１１に配置されており、下側に配置され
たリング形状をなす板状の第１プリフォーム６１と、第
１プリフォーム６１の上側に配置されたリング形状をな
す板状の第２プリフォーム６２とで形成されている。図
２に示すように成形型１に形成された第１保持部１ａに
より第１プリフォーム６１は保持されていると共に、第
２保持部１ｃにより第２プリフォーム６２は第１プリフ
ォーム６１の上側に保持されている。第１プリフォーム
６１、第２プリフォーム６２の厚みや直径としては、目
標成形品である複合材料の種類によっても相違するもの
の、例えば、厚みは１〜５０ｍｍ、直径は１００〜１０
００ｍｍにできるが、これらに限定されるものではな
い。なお図２において、第１プリフォーム６１の上面６
１ｕと第２プリフォーム６２の下面６２ｄとの間隔は、
Ｋで示されている。第１プリフォーム６１及び第２プリ
フォーム６２は成形キャビティ１０の主キャビティ１１
において横方向に沿って配置されている。

【００３４】第１プリフォーム６１及び第２プリフォー
ム６２は、多数の空孔を有する予備成形体であり、炭素
珪素（ＳｉＣ）等のセラミックス系の多数の粒状体の集
合体を無機系のバインダで結合することにより形成され
ている。第１プリフォーム６１及び第２プリフォーム６
２ではバインダの増量には限界があるため、第１プリフ
ォーム６１及び第２プリフォーム６２に熱ムラが生じる
と、熱変形等で第１プリフォーム６１及び第２プリフォ
ーム６２に亀裂が生成することがある。

【００３５】流量制御部材７は縦型の円筒形状をなして
おり、成形型１に対して着脱可能とされており、鉄系等
の耐熱性及び強度を有する金属またはセラミックスで形
成されている。流量制御部材７は、高さ方向に沿って延
設された仕切壁７０と、供給管体３の管路３ｃに連通す
る高さ方向にのびる給湯通路７２とをもつ。流量制御部
材７の上端部７ｕは加圧手段５に保持されており、注湯
時にこれの径方向にずれることが抑制されている。流量
制御部材７の下端部７ｄは成形キャビティ１０の底面１
７に当接しており、流量制御部材７による絞り機能を良
好に確保させ得る。流量制御部材７の外側に第１プリフ
ォーム６１及び第２プリフォーム６２が配置されてい
る。

【００３６】図２に示すように、流量制御部材７の仕切
壁７０には、これの厚み方向に沿って貫通する複数個の
下絞り孔７３、複数個の第１絞り孔７４、複数個の第２
絞り孔７５が形成されている。

【００３７】下絞り孔７３の上方に第１絞り孔７４が形
成されており、第１絞り孔７４の上方に第２絞り孔７５
が形成されている。下絞り孔７３は、第１プリフォーム
６１の下面６１ｄに対面するように、第１プリフォーム
６１の下面６１ｄよりも下方に形成されている。第１絞
り孔７４は、第１プリフォーム６１の上面６１ｕに対面
するように、第１プリフォーム６１の上面６１ｕよりも
上方に形成されていると共に、第２プリフォーム６２の
下面６２ｄに対面するように第２プリフォーム６２の下
面６２ｄよりも下方に形成されている。第２絞り孔７５
は、第２プリフォーム６２の上面６２ｕに対面するよう
に、第２プリフォーム６２の上面６２ｕよりも上方に形
成されている。

【００３８】図２に示すように、成形型１の高さ基準面
である底面１７に対して下絞り孔７３の流出通路の高さ
をｈ１とし、第１絞り孔７４の流出通路の高さをｈ２と
し、第２絞り孔７５の流出通路の高さをｈ３とすると、
ｈ１＜ｈ２＜ｈ３とされている。成形型１の高さ基準面
である底面１７に対して、第１プリフォーム６１の下面
６１ｄの高さをｈａとし、第２プリフォーム６２の下面
６２ｄの高さをｈｂとすると、ｈａ＜ｈｂとされてい
る。ここでｈ１＜ｈａ＜ｈ２＜ｈｂ＜ｈ３とされてい
る。

【００３９】図１に示すように加圧手段５は、成形キャ
ビティ１０内に供給された溶湯を加圧することにより、
溶湯を第１プリフォーム６１及び第２プリフォーム６２
の内部に含浸させるものである。加圧手段５は、成形型
１の成形キャビティ１０の上方に配置され成形キャビテ
ィ１０内の溶湯を加圧する上型として機能する鉄系金属
製の加圧体５０と、加圧体５０を保持するホルダ５２
と、加圧体５０と共にホルダ５２を溶湯加圧方向（矢印
Ｙ１方向）に移動させる駆動源５３とを有する。駆動源
５３は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダ等の流体圧
装置、あるいは、モータ駆動機構で形成することができ
る。加圧体５０は、プリフォーム６に対面する加圧面５
０ａを有する型部５０ｃと、型部５０ｃの中央域におい
て下方に突出する突出型部５０ｄとを有する。加圧体５
０は、流量制御部材７を退避させるための筒状空間で形
成された退避室５５と、流量制御部材７を退避方向及び
露出方向に移動させるための駆動部５７とを有する。駆
動部５７は、流量制御部材７を退避室５５に退避させる
退避方向（矢印Ｙ２方向）に移動させ得ると共に、流量
制御部材７を退避室５５から露出させる方向（矢印Ｙ１
方向）に移動させ得る。駆動部５７は、油圧シリンダま
たは空気圧シリンダ等の流体圧装置、あるいは、モータ
駆動機構で形成することができる。上型として機能する
加圧体５０の下面側には、成形キャビティ１０への注湯
完了を検知する湯量検知手段１８が取り付けられてい
る。湯量検知手段１８は例えば熱電対等の温度センサで
形成できる。

【００４０】溶湯供給手段４は成形型１の下方に設けら
れており、成形型１の成形キャビティ１０に供給管体３
の管路３ｃを経て溶湯を供給するためのものである。溶
湯供給手段４は、溶湯を保持する溶湯保持室４１を有す
る溶湯保持容器４０と、溶湯保持室４１を閉鎖する閉鎖
蓋４２とをもつ。溶湯保持室４１に圧縮気体（アルゴン
ガスまたは空気）を導入管４３を経て送給する圧力発生
装置４４が設けられている。圧力発生装置４４として
は、溶湯保持室４１の気体圧力を増加させたり減少させ
たりするものであればよく、ガスボンベを用いても良い
し、流体圧シリンダ装置を用いても良い。制御装置９は
制御信号を信号線４４ｂを経て圧力発生装置４４に出力
することにより、圧力発生装置４４を制御する。なお、
湯量検知手段１８の位置まで溶湯が成形キャビティ１０
内に注湯されると、湯量検知手段１８からの検知信号が
信号線１８ａを経て制御装置９に入力される。

【００４１】供給管体３はストークとも呼ばれるもので
あり、高さ方向に沿って延設された縦筒構造を有する。
供給管体３の上端部３ｕは成形型１の成形キャビティ１
０の底面１７に連通していると共に、供給管体３の下端
部３ｄは溶湯保持室４１内の溶湯に浸漬されている。供
給管体３は鉄系金属またはセラミックスで形成されてい
る。本実施例ではゲート遮断手段３０が設けられてい
る。ゲート遮断手段３０は、管路３ｃを開閉する閉鎖部
３１と、制御装置９から信号線３２ｃを経て入力される
制御信号により閉鎖部３１を開閉方向に作動させる作動
部３２とをもつ。作動部３２は、油圧シリンダまたは空
気圧シリンダ等の流体圧装置、あるいは、モータ駆動機
構で形成することができる。なお図２〜図６では、ゲー
ト遮断手段３０の図示は、省略されている。

【００４２】本実施例によれば、注湯工程において、流
量制御部材７の下絞り孔７３、第１絞り孔７４、第２絞
り孔７５はそれぞれ溶湯の流量を絞る機能をもつ。この
ため、溶湯供給手段４により供給管体３の管路３ｃを経
て流量制御部材７の給湯通路７２に供給される溶湯の単
位時間あたりの流量をＶ１とし、流量制御部材７の給湯
通路７２内の溶湯が下絞り孔７３から成形キャビティ１
０内に単位時間あたり流出される流量をＶ２とすると、
Ｖ１よりもＶ２は小さく設定されている（Ｖ２＜Ｖ
１）。このため注湯の際には流量制御部材７の給湯通路
７２内の溶湯の湯面高さを成形キャビティ１０内の溶湯
の湯面高さよりも高く維持することができる。

【００４３】同様に、流量制御部材７の給湯通路７２内
の溶湯が下絞り孔７３及び第１絞り孔７４から成形キャ
ビティ１０内に単位時間あたり流出される流量をＶ３と
すると、Ｖ１よりも、Ｖ２＋Ｖ３は小さく設定されてい
る（Ｖ２＋Ｖ３＜Ｖ１）。

【００４４】このため本実施例に係る注湯工程では、溶
湯供給手段４により供給管体３の管路３ｃを経て流量制
御部材７の給湯通路７２内に溶湯を供給すれば、流量制
御部材７の給湯通路７２内の溶湯の湯面高さを、成形キ
ャビティ１０内の溶湯の湯面高さよりも高く維持するこ
とができる。

【００４５】本実施例によれば、図２に示すように、下
絞り孔７３の下面７３ｍ、第１絞り孔７４の下面７４
ｍ、第２絞り孔７５の下面７５ｍは、当該箇所における
溶湯溜まりを抑えるべく、溶湯を流下させ得るように下
方に向けて傾斜している。このように下絞り孔７３、第
１絞り孔７４、第２絞り孔７５における溶湯溜まりが抑
えられるため、流量制御部材７を加圧体５０の退避室５
５に退避させて収容するとき、流量制御部材７を退避方
向に移動させる操作を良好に行うことができる。なお図
１では下絞り孔７３、第１絞り孔７４、第２絞り孔７５
の図示は、省略されている。

【００４６】さて加圧鋳造方法を実施する場合について
説明を加える。配置工程を終えた状態では、図１に示す
ように、成形キャビティ１０をもつ成形型１が大気圧雰
囲気において成形型保持部２に配置されている。この状
態では、成形型１の成形キャビティ１０にこれの下方か
ら連通する供給管体３が配置されている。更に成形型１
の成形キャビティ１０には、第１プリフォーム６１及び
第２プリフォーム６２が加圧体５０の下方に位置するよ
うに配置されている。

【００４７】このように配置工程を終えた後に注湯工程
を行う。注湯工程では、ゲート遮断手段３０の閉鎖部３
１を開放させた状態で、制御装置９は制御信号を圧力発
生装置４４に出力してこれを作動させ、圧力発生装置４
４から圧力気体を導入管４３を経て溶湯保持室４１に送
給する。この結果、溶湯保持室４１に保持されている溶
湯（アルミニウム系溶湯,例えば７６０〜８５０℃程
度）の湯面４１ｘの上方空間が増圧される。このため、
溶湯保持室４１に保持されている溶湯の湯面４１ｘの上
方空間の圧力と大気圧との差圧に基づいて、溶湯保持室
４１の溶湯は、供給管体３の管路３ｃ内を次第に上昇
し、開放状態のゲート遮断手段３０を経て、流量制御部
材７の給湯通路７２の下端側に至る。

【００４８】流量制御部材７の下絞り孔７３は、溶湯の
流量を絞って成形キャビティ１０に流出させる絞り孔と
して機能するため、図３に示すように、流量制御部材７
の給湯通路７２内の溶湯の湯面Ｘ１の高さは、成形キャ
ビティ１０内の溶湯の湯面Ｗ１の高さよりも高く維持さ
れる。流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯は、下絞
り孔７３から成形型１の成形キャビティ１０内に流入す
るため、溶湯の湯面Ｗ１が次第に上昇する。

【００４９】更に溶湯供給手段４から流量制御部材７の
給湯通路７２内に溶湯が供給されると、成形型１の成形
キャビティ１０内の溶湯の湯面Ｗ１が上昇するため、図
４に示すように、成形キャビティ１０内の溶湯の湯面Ｗ
２が第１プリフォーム６１の下面６１ｄに到達する。こ
のとき図４に示すように、流量制御部材７の給湯通路７
２内の溶湯の湯面Ｘ２の高さは、成形キャビティ１０内
の溶湯の湯面Ｗ２の高さよりも高く維持されており、し
たがって流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯は、第
１絞り孔７４から第１プリフォーム６１の上面６１ｕ側
に流出する。換言すれば、流量制御部材７による溶湯流
量の制御機能により、第１プリフォーム６１の下面６１
ｄ側及び上面６１ｕ側の双方に溶湯を注湯することがで
きる。

【００５０】上記のように注湯の際には第１プリフォー
ム６１の下面６１ｄ側の他に、上面６１ｕ側にも溶湯が
注湯されるため、注湯工程における浮力による第１プリ
フォーム６１の過剰浮き上がりが抑制される。第１プリ
フォーム６１の上面６１ｕ側に供給された溶湯が第１プ
リフォーム６１を抑えつけるためである。第１プリフォ
ーム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側の双方から溶
湯が注湯されるため、第１プリフォーム６１の下面６１
ｄ側及び上面６１ｕ側が共に同程度に加熱され、第１プ
リフォーム６１の昇温ムラが低減される。故に、第１プ
リフォーム６１の昇温ムラに起因する第１プリフォーム
６１の割れが抑制される。

【００５１】溶湯供給手段４により溶湯保持室４１の溶
湯が流量制御部材７の給湯通路７２に更に供給される
と、図５に示すように、成形型１の成形キャビティ１０
における溶湯の湯面Ｗ３が更に上昇すると共に、流量制
御部材７の給湯通路７２内の溶湯の湯面Ｘ３も上昇す
る。そして成形キャビティ１０内の溶湯の湯面Ｗ３が第
２プリフォーム６２の下面６２ｄに到達する。このとき
図５に示すように、流量制御部材７の給湯通路７２内の
溶湯の湯面Ｘ３の高さは、成形キャビティ１０内の溶湯
の湯面Ｗ３の高さよりも高く維持されている。このため
流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯は、第２絞り孔
７５から第２プリフォーム６２の上面６２ｕ側に流出す
る。換言すれば、流量制御部材７による溶湯流量の制御
機能により、第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及び
上面６２ｕ側の双方に溶湯を注湯することができる。

【００５２】上記のように第２プリフォーム６２の下面
６２ｄ側及び上面６２ｕ側の双方に溶湯が注湯されるた
め、注湯工程における浮力による第２プリフォーム６２
の過剰浮き上がりが抑制される。更に第２プリフォーム
６２の下面６２ｄ側及び上面６２ｕ側が共に同程度に加
熱されるため、第２プリフォーム６２の昇温ムラが低減
され、昇温ムラに起因する第２プリフォーム６２の割れ
が抑制される。

【００５３】なお上記した注湯工程では、供給管体３を
介して成形型１の成形キャビティ１０にこれの底側から
溶湯がスムーズに供給されるため、溶湯の乱流化が抑え
られ、ひいては空気の巻き込みが抑えられる。注湯工程
では、溶湯の注湯の完了は湯量検知手段１８により検知
される。

【００５４】上記したように注湯工程を終えたら、圧力
発生装置４４を制御して溶湯保持室４１の圧力を低下さ
せると共に、ゲート遮断手段３０を作動させて供給管体
３の管路３ｃを閉鎖させる。この結果、成形型１の成形
キャビティ１０内に注湯された溶湯は成形キャビティ１
０内に保持されるものの、供給管体３の管路３ｃに残留
している溶湯は重力により溶湯保持容器４０に戻る。

【００５５】その後、含浸工程を行う。含浸工程では、
駆動部５７を駆動させることにより、図６に示すよう
に、流量制御部材７の全体を退避方向（上方向,矢印Ｙ
２方向）に移動させ、流量制御部材７の全体を加圧体５
０の退避室５５内に退避させる。この状態では流量制御
部材７は加圧体５０の内部に収容され、流量制御部材７
の下端部７ｄは加圧体５０の型面と同一高さとなる。こ
の状態では、駆動源５３を駆動させて加圧体５０を加圧
方向（下方向，矢印Ｙ１方向）に移動させ、加圧手段５
の加圧体５０で成形キャビティ１０内の溶湯を上側から
加圧し、溶湯を第１プリフォーム６１の空孔及び第２プ
リフォーム６２の空孔に含浸させる。加圧の程度として
は適宜選択できるものの、一般的には１〜１０００ＭＰ
ａ程度、２〜５００ＭＰａ程度、殊に５〜１００ＭＰａ
程度にすることができる。但しこれらに限定されるもの
ではない。

【００５６】含浸工程ではゲート遮断手段３０により供
給管体３の管路３ｃが閉鎖しているため、成形キャビテ
ィ１０内の溶湯は効果的に加圧され、溶湯は第１プリフ
ォーム６１の空孔及び第２プリフォーム６２の空孔に良
好に含浸される。成形キャビティ10内に残留していた空
気は、成形型１と加圧体５０との微小隙間等から排出さ
れる。成形キャビティ１０内の溶湯が凝固すれば、複合
材料が形成される。このように複合材料が形成された
ら、駆動源５３を逆方向に駆動させて加圧体５０を加圧
解除方向（上方向，矢印Ｙ２方向）に移動させる。その
後、成形型１の成形キャビティ１０から複合材料を離脱
させる。含浸工程では、流量制御部材７の全体を加圧体
５０の退避室５５内に退避させて加圧体５０の内部に収
容するため、流量制御部材７が邪魔にならない。

【００５７】次の複合材料を成形する場合には、図１に
示すように、ゲート遮断手段３０を作動させて供給管体
３の管路３ｃを開放させると共に、駆動部５７を駆動さ
せて加圧体５０の退避室５５から流量制御部材７を露出
させ、且つ、流量制御部材７を成形型１の成形キャビテ
ィ１０内に配置させる。この状態で前述同様に注湯工
程、含浸工程を順に行う。

【００５８】以上説明したように本実施例によれば、流
量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯の湯面高さを成形
キャビティ１０内の溶湯の湯面高さよりも高く維持させ
ることができる。そして第１プリフォーム６１の下面６
１ｄ側及び上面６１ｕ側の双方に溶湯を注湯することが
できる。このように本実施例によれば、第１プリフォー
ム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側の双方に溶湯が
注湯されるため、注湯工程における第１プリフォーム６
１の過剰浮き上がりが抑制される。更に第１プリフォー
ム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側が共に同程度に
昇温するため、第１プリフォーム６１の下面６１ｄ側及
び上面６１ｕ側の温度ムラが低減され、第１プリフォー
ム６１の割れが抑制される。

【００５９】第２プリフォーム６２についても同様であ
り、第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及び上面６２
ｕ側の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程における
第２プリフォーム６２の過剰浮き上がりが抑制される。
更に第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及び上面６２
ｕ側が共に同程度に昇温するため、第２プリフォーム６
２の下面６２ｄ側及び上面６２ｕ側の温度ムラが低減さ
れ、第２プリフォーム６２の割れが抑制される。

【００６０】（第２実施例）本発明を具体化した第２実
施例について図７を参照して説明する。本実施例は第１
実施例と同様の構成であり、基本的には同様の作用効果
を奏する。共通する部位には共通の符号を付する。以
下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。
本実施例に係る注湯工程では、加圧体５０に保持されて
いる流量制御部材７Ｂの下端部７ｄは、成形キャビティ
１０の底面１７に接触していない。注湯の際には、流量
制御部材７Ｂの下端部７ｄと成形キャビティ１０の底面
１７との間から、流量制御部材７Ｂ内の溶湯は成形キャ
ビティ１０内に注湯される。流量制御部材７Ｂの仕切壁
７０には、第１プリフォーム６１の上面６１ｕに溶湯を
流出させる第１絞り孔７４と、第２プリフォーム６２の
上面６２ｕに溶湯を流出させる第２絞り孔７５とが形成
されている。

【００６１】本実施例においても第１実施例と同様に、
第１プリフォーム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側
の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程における第１
プリフォーム６１の過剰浮き上がりが抑制される。更に
第１プリフォーム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側
が共に同程度に昇温するため、第１プリフォーム６１の
下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側の温度ムラが低減され、
第１プリフォーム６１の割れが抑制される。第２プリフ
ォーム６２についても同様である。

【００６２】（第３実施例）本発明を具体化した第３実
施例について図８〜図１０を参照して説明する。本実施
例は第１実施例と同様の構成であり、基本的には同様の
作用効果を奏する。共通する部位には共通の符号を付す
る。以下、第１実施例と異なる部分を中心として説明す
る。成形キャビティ１０内における溶湯の湯面の上昇を
検知する第１湯面高さ検知手段８１、第２湯面高さ検知
手段８２が成形型１に設けられている。第１湯面高さ検
知手段８１は熱電対等の温度センサであり、成形型１の
成形キャビティ１０内に注湯された溶湯の湯面が第１プ
リフォーム６１の下面６１ｄに接近したことを検知す
る。第２湯面高さ検知手段８２は熱電対等の温度センサ
であり、成形型１の成形キャビティ１０内に注湯された
溶湯の湯面が第２プリフォーム６２の下面６２ｄに接近
したことを検知する。

【００６３】第１湯面高さ検知手段８１の検出信号は信
号線８１ｅを介して制御装置９に入力される。第２湯面
高さ検知手段８２の検出信号は信号線８２ｆを介して制
御装置９に入力される。

【００６４】流量制御部材７は、第１絞り孔７４及び第
２絞り孔７５の開口量を可変とする開口量可変部材とし
て機能する可動筒７９を有する。可動筒７９は流量制御
部材７に同軸的に設けられており、流量制御部材７に対
してこれの軸長方向に沿って相対的に移動可能とされて
いる。可動筒７９を流量制御部材７に対して流量制御部
材７の軸長方向に沿って矢印Ｙ２方向（絞り口の開口方
向）に相対的に移動させれば、第１絞り孔７４の開口量
を増加させ得る。可動筒７９が流量制御部材７に対して
更に矢印Ｙ２方向に移動すれば、第２絞り孔７５の開口
量を増加させて第２絞り孔７５をも開放させ得る。

【００６５】図９に示すように、成形キャビティ１０の
副キャビティ１５内に供給された溶湯の湯面Ｗ２が第１
プリフォーム６１の下面６１ｄに至る頃、第１湯面高さ
検知手段８１により溶湯の湯面Ｗ２の上昇が検知され
る。すると、制御装置９は可動筒７９を流量制御部材７
に対して矢印Ｙ２方向に沿って相対移動させ、第２絞り
孔７５を可動筒７９で閉鎖させつつ、第１絞り孔７４の
開口量を開放させる。この結果図９に示すように、流量
制御部材７の給湯通路７２内の溶湯を前記第１絞り孔７
４から第１プリフォーム６１の上面６１ｕ側にも流出さ
せることができ、第１プリフォーム６１の下面６１ｄ側
及び上面６１ｕ側の双方に溶湯を注湯することができ
る。

【００６６】図１０に示すように、成形キャビティ１０
内に供給された溶湯の湯面Ｗ３が第２プリフォーム６２
の下面６２ｄに至る頃、第２湯面高さ検知手段８２によ
り溶湯の湯面Ｗ３の上昇が検知される。すると、制御装
置９は可動筒７９を流量制御部材７に対して矢印Ｙ２方
向に沿って更に相対移動させ、第２絞り孔７５も開放さ
せる。この結果、図１０に示すように、流量制御部材７
の給湯通路７２内の溶湯を第２絞り孔７５から第２プリ
フォーム６２の上面６２ｕ側にも流出させることによ
り、第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及び上面６２
ｕ側の双方に溶湯を注湯することができる。

【００６７】以上説明したように本実施例によれば、第
１実施例と同様に、流量制御部材７は溶湯の流量を絞っ
て成形キャビティ１０内に注湯する機能を有するため、
流量制御部材７の給湯通路７２内の溶湯の湯面高さを成
形キャビティ１０内の溶湯の湯面高さよりも高く維持さ
せることができる。そして第１プリフォーム６１の下面
６１ｄ側及び上面６１ｕ側の双方に溶湯を注湯すること
ができる。このように本実施例によれば、第１プリフォ
ーム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側の双方に溶湯
が注湯されるため、注湯工程における浮力による第１プ
リフォーム６１の過剰浮き上がりが抑制される。更に第
１プリフォーム６１の下面６１ｄ側及び上面６１ｕ側が
共に同程度に昇温するため、第１プリフォーム６１の下
面６１ｄ側及び上面６１ｕ側の温度ムラが低減され、第
１プリフォーム６１の割れが抑制される。

【００６８】第２プリフォーム６２についても同様であ
り、第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及び上面６２
ｕ側の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程における
浮力による第２プリフォーム６２の過剰浮き上がりが抑
制される。更に第２プリフォーム６２の下面６２ｄ側及
び上面６２ｕ側が共に同程度に昇温するため、第２プリ
フォーム６２の下面６２ｄ側及び上面６２ｕ側の温度ム
ラが低減され、第２プリフォーム６２の割れが抑制され
る。

【００６９】（その他）第１実施例では、加圧手段５の
加圧体５０の退避室５５に流量制御部材７を退避させる
ことにしているが、これに限らず、加圧手段５の加圧体
５０と流量制御部材７とを別体としても良い。この場
合、注湯工程が完了したときには、成形型１に配置され
ている流量制御部材７を、成形型１から離れた位置に移
動させ、その後に加圧体５０を移動させて加圧体５０で
成形キャビティ１０内の溶湯を加圧して含浸工程を行っ
てもよい。第１実施例では、第１プリフォーム６１及び
第２プリフォーム６２が設けられているが、これに限ら
ず、第１プリフォーム６１及び第２プリフォーム６２の
うちのいずれか一方のみとしても良い。

【００７０】更に第１プリフォーム６１及び第２プリフ
ォーム６２の上方に、第３プリフォームを設けても良
く、更には第３プリフォームの上方に第４プリフォーム
を設けても良い。第３プリフォームや第４プリフォーム
を設ける場合には、第３プリフォームの上面側に溶湯を
流出させる絞り孔、第４プリフォームの上面側に溶湯を
流出させる絞り孔を流量制御部材に形成することが好ま
しい。

【００７１】上記した第１実施例では、流量制御部材７
は直筒形状をなしているが、上方に向かうにつれて径が
小さくなる円錐筒形状としても良い。プリフォーム６は
炭化珪素の粒状体の集合体で形成されているが、これに
限定されるものではなく、アルミナの粒状体の集合体で
あっても良く、更には炭化珪素やアルミナ等の繊維の集
合体であっても良い。

【００７２】上記した第１実施例では、複数個の下絞り
孔７３、複数個の第１絞り孔７４、複数個の第２絞り孔
７５が設けられているが、下絞り孔７３、第１絞り孔７
４、第２絞り孔７５はそれぞれ１個でも良い。上記した
図８〜図１０に示す第３実施例では、開口量可変部材と
して機能する可動筒７９は、流量制御部材７に対して流
量制御部材７の軸長方向に沿って相対的に移動可能とさ
れているが、筒形状の流量制御部材７の周方向に沿って
可動筒を相対的に移動可能とし、可動筒の周方向への移
動に伴い、第１絞り孔７４及び第２絞り孔７５の開口量
を可変としても良い。

【００７３】上記した第１実施例では、第１プリフォー
ム６１を第１保持部１ａにより保持することとしたが、
第１保持部１ａを省略する構成としても良い。すなわ
ち、第１プリフォーム６１を直接、プリフォームセット
面１２に載置させることにしてもよい。また、第１保持
部１ａ及び第２保持部１ｃに代えて、成形型１内に進退
移動可能に設けられた保持手段を用いるようにしても良
い。この保持手段は、前進（露出）時にはプリフォーム
６を保持し、後退（退避）時にはプリフォーム６を保持
せずに成形型１内に収容されるようになっている。更に
第１保持部１ａ及び第２保持部1ｃに代えて中子でプリ
フォームを保持するようにしても良い。

【００７４】上記した第３実施例では、成形型１の成形
キャビティ１０内に注湯された溶湯の湯面が第１プリフ
ォーム６１の下面６１ｄに接近したことを検知する第１
湯面高さ検知手段８１、成形型１の成形キャビティ１０
内に注湯された溶湯の湯面が第２プリフォーム６２の下
面６２ｄに接近したことを検知する第２湯面高さ検知手
段８２が設けられているが、これに限らず、タイマー制
御を採用し、注湯開始時刻からの時間経過に基づいて、
成形型１の成形キャビティ１０内に注湯された溶湯の湯
面が第１プリフォーム６１の下面６１ｄに接近したこと
を推測しても良い。同様に、注湯開始時刻からの時間経
過に基づいて、成形型１の成形キャビティ１０内に注湯
された溶湯の湯面が第２プリフォーム６２の下面６２ｄ
に接近したことを推測することにしても良い。

【００７５】図１１は第４実施例を示す。第４実施例も
第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には
同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する
部分を中心として説明する。図１１に示すように、流量
制御部材７Ｄの上端部７ｕはプリフォーム６の上面６ｕ
よりも上方に設けられている。流量制御部材７Ｄの仕切
壁７０には、下絞り孔７３及び第１絞り孔７４が、プリ
フォーム６の下面６ｄよりも下方に位置するように設け
られている。下絞り孔７３及び第１絞り孔７４は溶湯の
流量を絞る機能を有するため、図１１に示す実施例にお
いても、流量制御部材７Ｄの給湯通路７２内の溶湯の湯
面高さを、成形型１の成形キャビティ１０内の溶湯の湯
面高さよりも高く維持することができる。

【００７６】従って注湯工程において、流量制御部材７
Ｄの給湯通路７２内の溶湯を下絞り孔７３及び第１絞り
孔７４から成形キャビティ１０に供給させつつ、流量制
御部材７Ｄの上端部７ｕから外部へ溢れさせることがで
きる。即ち、流量制御部材７Ｄ内に供給された溶湯を下
絞り孔７３，第１絞り孔７４から成形キャビティ１０内
に供給することにより成形キャビティ１０内の溶湯の湯
面をプリフォーム６の下面６ｄに接近させつつ、流量制
御部材７Ｄの給湯通路７２内の溶湯を流量制御部材７Ｄ
の上端部７ｕから流量制御部材７Ｄの仕切壁７０の厚み
方向に沿って流出させ、プリフォーム６の上面６ｕ側に
も溶湯を供給することができる。この結果、本実施例に
おいても、注湯の際には、プリフォーム６の下面６ｄ側
及び上面６ｕ側の双方に溶湯を注湯することができる。

【００７７】その他、本発明方法及び本発明装置は上記
した各実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸
脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
上記した記載から次の技術的思想も把握できる。 ・請求項１１において、前記流量制御部材の前記絞り孔
の高さは、前記プリフォームの上面の高さよりも高く設
定されていることを特徴とするプリフォームの加圧鋳造
装置。 ・請求項１０または請求項１１において、前記成形型の
前記成形キャビティは、第１プリフォームを収容すると
共に、前記第１プリフォームよりも高い位置に第２プリ
フォームを収容するものであり、前記流量制御部材は、
前記仕切壁の厚み方向に沿って貫通すると共に前記第１
プリフォームの上面に対面する第１絞り孔と、前記仕切
壁の厚み方向に沿って貫通すると共に前記第２プリフォ
ームの上面に対面する第２絞り孔とを有していることを
特徴とするプリフォームの加圧鋳造装置。 ・請求項１０または請求項１１において、前記成形キャ
ビティ内における溶湯の湯面の上昇を検知する湯面高さ
検知手段が設けられており、前記流量制御部材の前記第
１絞り孔及び前記第２絞り孔は開口量が可変であり、前
記湯面高さ検知手段により前記成形キャビティ内におけ
る溶湯の湯面の上昇が検知されたとき、前記流量制御部
材の前記第１絞り孔の開口量を増加させることにより、
前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前記第１絞
り孔から流出させて前記第１プリフォームの上面側に溶
湯を供給することにより、前記第１プリフォームの下面
側及び上面側の双方に溶湯を注湯すると共に、前記湯面
高さ検知手段により前記成形キャビティ内における溶湯
の湯面の更なる上昇が検知されたとき、前記流量制御部
材の前記第２絞り孔の開口量を増加させることにより、
前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前記第２絞
り孔から流出させて前記第２プリフォームの上面側に溶
湯を供給することにより、前記第２プリフォームの下面
側及び上面側の双方に溶湯を注湯する制御装置が設けら
れており、前記流量制御部材の前記第１絞り孔の高さ
は、前記第１プリフォームの上面の高さよりも高く設定
されており、前記流量制御部材の前記第２絞り孔の高さ
は、前記第２プリフォームの上面の高さよりも高く設定
されていることを特徴とするプリフォームの加圧鋳造装
置。 ・請求項１０または請求項１１において、前記加圧手段
は、前記流量制御部材の少なくとも一部を退避させる退
避室を有していることを特徴とするプリフォームの加圧
鋳造装置。 ・各請求項において、含浸工程において、流量制御部材
は成形型の成形キャビティから退避されることを特徴と
するプリフォームの加圧鋳造方法、プリフォームの加圧
鋳造装置。 ・各請求項において、プリフォームは互いに間隔を隔て
て上下多段に設けられており、絞り孔も上下多段に設け
られており、各絞り孔は各プリフォームの上面にそれぞ
れ対面していることを特徴とするプリフォームの加圧鋳
造方法、プリフォームの加圧鋳造装置。 ・各請求項において、流量制御部材は絞り孔を有し、絞
り孔の下面は、溶湯を流下させ得るように傾斜している
ことを特徴とするプリフォームの加圧鋳造方法、プリフ
ォームの加圧鋳造装置。

【００７８】

【発明の効果】本発明に係るプリフォームの加圧鋳造方
法、本発明に係るプリフォームの加圧鋳造装置によれ
ば、流量制御部材の給湯通路内の溶湯の湯面高さを成形
キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持しつつ、
給湯通路内の溶湯を仕切壁の厚み方向に沿って流出させ
ることにより、プリフォームの下面側及び上面側の双方
に溶湯を注湯する。このようにプリフォームの下面側及
び上面側の双方に溶湯が注湯されるため、注湯工程にお
ける浮力によるプリフォームの過剰浮き上がりが抑制さ
れる。更にプリフォームの下面側及び上面側が共に同程
度に昇温するため、プリフォームの下面側及び上面側の
昇温ムラを低減でき、プリフォームの均熱化を図り得、
昇温ムラに起因するプリフォームの割れが抑制される。
従って複合材料においてプリフォームによる補強効果を
高めることができ、複合材料の性能向上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧鋳造装置を模式的に示す構成図である。

【図２】加圧鋳造装置の流量制御部材付近を模式的に示
す断面図である。

【図３】成形型の成形キャビティの副キャビティに溶湯
を流出させている状態を示す断面図である。

【図４】成形型の成形キャビティに配置されている第１
プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を流出さ
せている状態を示す断面図である。

【図５】成形型の成形キャビティに配置されている第２
プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を流出さ
せている状態を示す断面図である。

【図６】成形型の成形キャビティ内の溶湯を加圧体で加
圧することにより、第１プリフォーム及び第２プリフォ
ームに溶湯を含浸させている状態を示す断面図である。

【図７】第２実施例に係り、成形型の成形キャビティに
配置されている第１プリフォームの下面側及び上面側の
双方に溶湯を流出させている状態を示す断面図である。

【図８】第３実施例に係り、成形型の成形キャビティの
副キャビティに溶湯を流出させている状態を示す断面図
である。

【図９】第３実施例に係り、成形型の成形キャビティに
配置されている第１プリフォームの下面側及び上面側の
双方に溶湯を流出させている状態を示す断面図である。

【図１０】第３実施例に係り、成形型の成形キャビティ
に配置されている第２プリフォームの下面側及び上面側
の双方に溶湯を流出させている状態を示す断面図であ
る。

【図１１】第４実施例に係り、成形型の成形キャビティ
にプリフォーム及び流量制御部材を配置している状態を
示す断面図である。

【符号の説明】

図中、１は成形型、１０は成形キャビティ、１５は副キ
ャビティ、１７は底面、３は供給管体、４は溶湯供給手
段、４０は溶湯保持容器、４１は溶湯保持室、４４は圧
力発生装置、５は加圧手段、５０は加圧体、６はプリフ
ォーム、６１は第１プリフォーム、６２は第２プリフォ
ーム、７,７Ｂ,７Ｄは流量制御部材、７０は仕切壁、７
２は給湯通路、７３は下絞り孔、７４は第１絞り孔、７
５は第２絞り孔、９は制御装置を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 19/00 Ｂ２２Ｄ 19/00 Ｗ 19/14 19/14 Ａ Ｃ２２Ｃ 47/12 Ｃ２２Ｃ 47/12 (72)発明者 初山 圭司 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイシ ン高丘株式会社内 Ｆターム(参考） 4E093 NA01 NA03 NB07 PA01 PA03 TA04 4K020 AC01 AC02 BA02 BB26

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリフォームを配置した成形キャビティを
   もつ成形型と前記成形型のうち前記成形キャビティにこ
   れの下方から連通する供給管体とを用い、 溶湯供給手段から前記供給管体を経て前記成形型の前記
   成形キャビティに前記プリフォームの下面側から溶湯を
   注湯する注湯工程と、 前記成形型の前記成形キャビティ内に注湯された溶湯を
   加圧手段で加圧することにより、前記成形キャビティ内
   の溶湯を前記プリフォームの内部に含浸させる含浸工程
   とを実施するプリフォームの加圧鋳造方法であって、 前記注湯工程において、 高さ方向に沿って延設された仕切壁と前記供給管体に連
   通すると共に前記仕切壁の厚み方向に沿って溶湯を流出
   可能な給湯通路とをもつ縦筒形状の流量制御部材を前記
   成形型の前記成形キャビティに配置し、 前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯の湯面高さを
   前記成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持
   しつつ、前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前
   記仕切壁の厚み方向に沿って流出させて前記プリフォー
   ムの上面側に溶湯を供給することにより、前記プリフォ
   ームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯するように
   したことを特徴とするプリフォームの加圧鋳造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記流量制御部材は、
   前記仕切壁の厚み方向に沿って貫通すると共に前記プリ
   フォームの上面に対面する絞り孔を有し、 前記注湯工程において、前記流量制御部材の前記給湯通
   路内の溶湯の湯面高さを前記成形キャビティ内の溶湯の
   湯面高さよりも高く維持しつつ、前記流量制御部材の前
   記給湯通路内の溶湯を前記絞り孔から流出させて前記プ
   リフォームの上面側に溶湯を供給することにより、前記
   プリフォームの下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯す
   るようにしたことを特徴とするプリフォームの加圧鋳造
   方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記成形キャビティ内
   における溶湯の湯面の上昇を検知する湯面高さ検知手段
   が設けられており、前記流量制御部材の前記絞り孔は開
   口量が可変であり、 前記湯面高さ検知手段により前記成形キャビティ内にお
   ける溶湯の湯面の上昇が検知されたとき、前記流量制御
   部材の前記絞り孔の開口量を増加させることにより、前
   記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前記絞り孔か
   ら流出させて前記プリフォームの上面側に溶湯を供給す
   ることにより、前記プリフォームの下面側及び上面側の
   双方に溶湯を注湯するようにしたことを特徴とするプリ
   フォームの加圧鋳造方法。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３において、前記流
   量制御部材の前記絞り孔の高さは、前記プリフォームの
   上面の高さよりも高く設定されていることを特徴とする
   プリフォームの加圧鋳造方法。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれか一項におい
   て、前記プリフォームは、下側に配置された第１プリフ
   ォームと、前記第１プリフォームよりも上側に配置され
   た第２プリフォームとを備えており、 前記流量制御部材は、前記仕切壁の厚み方向に沿って貫
   通すると共に前記第１プリフォームの上面に対面する第
   １絞り孔と、前記仕切壁の厚み方向に沿って貫通すると
   共に前記第２プリフォームの上面に対面して前記第１絞
   り孔よりも上側に形成された第２絞り孔とを有してお
   り、 前記注湯工程において、 前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯の湯面高さを
   前記成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持
   しつつ、前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前
   記第１絞り孔から流出させて前記第１プリフォームの上
   面側に溶湯を供給することにより、前記第１プリフォー
   ムの下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯する操作を行
   い、更に、 前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯の湯面高さを
   前記成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高く維持
   しつつ、前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前
   記第２絞り孔から流出させて第２プリフォームの上面側
   に溶湯を供給することにより、前記第２プリフォームの
   下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯する操作を行なう
   ようにしたことを特徴とするプリフォームの加圧鋳造方
   法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記成形キャビティ内
   における溶湯の湯面の上昇を検知する湯面高さ検知手段
   が設けられており、前記流量制御部材の前記第１絞り孔
   及び前記第２絞り孔は開口量が可変であり、 前記湯面高さ検知手段により前記成形キャビティ内にお
   ける溶湯の湯面の上昇が検知されたとき、前記流量制御
   部材の前記第１絞り孔の開口量を増加させることによ
   り、前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前記第
   １絞り孔から流出させて前記第１プリフォームの上面側
   に溶湯を供給することにより、前記第１プリフォームの
   下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯すると共に、 前記湯面高さ検知手段により前記成形キャビティ内にお
   ける溶湯の湯面の更なる上昇が検知されたとき、前記流
   量制御部材の前記第２絞り孔の開口量を増加させること
   により、前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前
   記第２絞り孔から流出させて前記第２プリフォームの上
   面側に溶湯を供給することにより、前記第２プリフォー
   ムの下面側及び上面側の双方に溶湯を注湯するようにし
   たことを特徴とするプリフォームの加圧鋳造方法。
7. 【請求項７】請求項５または請求項６において、前記流
   量制御部材の前記第１絞り孔の高さは、前記第１プリフ
   ォームの上面の高さよりも高く設定されており、前記流
   量制御部材の前記第２絞り孔の高さは、前記第２プリフ
   ォームの上面の高さよりも高く設定されていることを特
   徴とするプリフォームの加圧鋳造方法。
8. 【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれか一項におい
   て、前記加圧手段は、前記成形型の前記成形キャビティ
   の上方に配置され前記成形キャビティ内の溶湯を加圧す
   る加圧体と、前記加圧体を加圧方向に移動させる駆動源
   とを有することを特徴とするプリフォームの加圧鋳造方
   法。
9. 【請求項９】請求項１〜請求項８のいずれか一項におい
   て、前記加圧手段は、前記流量制御部材を退避させる退
   避室を有しており、前記含浸工程において、前記流量制
   御部材の少なくとも一部を前記加圧手段の前記退避室内
   に退避させることを特徴とするプリフォームの加圧鋳造
   方法。
10. 【請求項１０】プリフォームを配置可能な成形キャビテ
    ィをもつ成形型を保持する成形型保持部と、 前記成形型保持部に保持された前記成形型の前記成形キ
    ャビティにこれの下方から連通する供給管体と、 前記成形型の下方に設けられ前記成形型の前記成形キャ
    ビティに前記プリフォームの下側から前記供給管体を経
    て溶湯を供給するための溶湯供給手段と、 前記成形キャビティ内に供給された溶湯を加圧すること
    により溶湯を前記プリフォームの内部に含浸させる加圧
    手段とを具備するプリフォームの加圧鋳造装置であっ
    て、 高さ方向に沿って延設された仕切壁と前記供給管体に連
    通すると共に前記仕切壁の厚み方向に沿って溶湯を流出
    可能な給湯通路とをもち、前記給湯通路内の溶湯の湯面
    高さを前記成形キャビティ内の溶湯の湯面高さよりも高
    く維持する縦筒形状の流量制御部材を具備し、 前記流量制御部材の前記給湯通路内の溶湯を前記仕切壁
    の厚み方向に沿って流出させて前記プリフォームの上面
    側に溶湯を供給することにより、前記プリフォームの下
    面側及び上面側の双方に溶湯を注湯するようにしたこと
    を特徴とするプリフォームの加圧鋳造装置。
11. 【請求項１１】請求項１０において、前記流量制御部材
    は、前記給湯通路内の溶湯を流出させるように前記仕切
    壁の厚み方向に沿って貫通すると共に前記プリフォーム
    の上面に対面する絞り孔を有することを特徴とするプリ
    フォームの加圧鋳造装置。