JP2007083293A - 可傾鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上型の上部に湯口（又は押し湯部を兼ねた湯口）が設定された鋳型を用いて傾動鋳造を実施可能な可傾鋳造装置を提供する。
【解決手段】上部プレート３２、下部プレート３３及びこれらを連結する複数本のタイバー３４を有する枠体３０が、枠体支持フレーム２０によって回動可能に支持されている。枠体３０には、上型１１及び下型１２からなる鋳型が保持されている。固定型である上型１１と上部プレート３２との間には、鋳造終了後の型開き時に上型１１に固着した鋳造品を上型内から下型１２に向けて押し出す上型押し出し機構５０が設けられている。上型押し出し機構５０を構成する複数の上型押し出し棒５３は、上型１１上に設けられた湯口ブロック１６と対向しないように配置されている。この配置により、上型１１の上方には湯溜まりを配置するための配置空間Ｓが確保されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、傾動鋳造に使用される可傾鋳造装置に関するものである。

従来、鋳型に接合された湯溜まりに金属溶湯を準備すると共に、鋳型と湯溜まりとを一体的に傾動させて湯溜まりから鋳型のキャビティ内に金属溶湯を流し込む傾動式鋳造法が知られている。傾動式鋳造法によれば、キャビティ内での湯回りが良好になることで、普通の重力鋳造法にありがちなキャビティ内での乱流発生やガスの巻き込み等を抑制して鋳造欠陥のない製品（鋳物）を鋳造することができる。

通常、傾動鋳造用の鋳型は二つの割型（上型及び下型）からなると共に、上下型の分割境界に湯口を形成するのが通例である。また、目的とする製品形状によっては、上下型の分割境界に押し湯部を設定することで方向性凝固（指向性凝固ともいう）をとりやすい場合がある。このため、従来の可傾鋳造装置では、上下型の分割境界に位置する湯口が押し湯部を兼ねるような方案設計を採用すると共に、傾動操作の最終段階で湯口に満たされた金属溶湯がそのまま押し湯になるような傾動操作を行うことが多い。

ところで、目的とする製品形状によっては、上下型の分割境界ではなく上型の上部付近に押し湯部を設定する方が方向性凝固を取る上で有利なこともある。そのような場合、効果的な方向性凝固を実現するという観点から、上型の上部に押し湯部を兼ねた湯口を設定することが一つの方案設計として考えられる。

しかしながら、従来の可傾鋳造装置にあっては、鋳造後の製品の型抜き時に上型に固着した製品を上型内から押し出すための押し出し機構を構成する上型押し出し棒が、上型の中心部に対して対向配置されている。つまり、上型の直上の空間のほぼ中央位置を、上型の中心部を上から下に貫通させるための上型押し出し棒が占めている。このため、仮に上型の上部に湯口（又は押し湯部を兼ねた湯口）を設定したとしても、上型押し出し棒が邪魔になって、湯溜まりを上型上部の湯口に接合することができなかった。こうした装置的な制約のために、従来の可傾鋳造装置では、上型の上部に湯口（又は押し湯部を兼ねた湯口）を設定するという方案設計を採用することができなかった。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものである。

なお、特許文献１（特開平６−３０４６９５号公報）の回転式重力金型鋳造機は、前後のほぼ１８０度範囲に回動可能な機枠（上部ダイプレート、可動ダイプレート及び下部ダイプレートからなる）に、鋳造型の上型、下型及び横型を取り付けてなるものであり、可傾鋳造装置に分類できるものである。この鋳造機によれば、上型、下型及び横型を型締めしたときに、上型と横型との間において上型上面に開口するところの押し湯部を兼ねた湯口を設定することができ、傾動操作の最終段階で湯口に満たされた金属溶湯がそのまま押し湯になるような傾動操作（注湯操作）を行うことも可能である。但し、この回転式重力金型鋳造機にあっては、横型及びその作動機構が必須であり、しかも横型の複雑な動作制御が必要になるため、設備費用等が高くなるという欠点がある。また、上型と横型との間に湯口を設定するという構造上、製品（鋳物）のほぼ中央に押し湯を配置するような方案設計には無理が生じやすく、そのような方案設計をとることは実際上無理である。

特開平６−３０４６９５号公報（要約、図７参照）

本発明の目的は、上型の上部に湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が設定された鋳型を用いて傾動鋳造を実施可能な可傾鋳造装置を提供することにある。また、湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型の上部に設定された鋳型、あるいは湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型と下型との分割境界に設定された鋳型のいずれを用いても傾動鋳造を実施可能な可傾鋳造装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上部プレート、下部プレート、並びに、前記上部及び下部プレートを連結する互いに平行な複数本のタイバーを有する枠体と、前記枠体の中心付近を水平に横切る回動軸線（Ｃ）を中心として枠体を回動可能に支持する枠体支持フレームと、前記回動軸線（Ｃ）を中心として枠体を強制傾動させるための枠体傾動手段と、前記枠体によって保持されると共に上型及び下型からなる鋳型と、傾動鋳造時に前記鋳型と一体化される湯溜まりとを備えた可傾鋳造装置であって、前記枠体の中心付近には、鋳型の上型が固定され、前記枠体の下部プレートと上型との間には、鋳型の下型が前記タイバーに沿って移動可能に設けられ、前記枠体の下部プレートと上型との間には、上型に対し下型を接近させると共に上型から下型を離間させるための型締め及び型開き機構が設けられ、前記枠体の上部プレートと上型との間には、鋳造終了後の型開き時に上型に固着している鋳造品を上型内から下型に向けて押し出すための上型押し出し機構が設けられ、且つこの上型押し出し機構は前記タイバーと平行な複数の上型押し出し棒を有しており、前記複数の上型押し出し棒の各々を前記上型の上部に設定された湯口と対向しないように配置することにより、上型の上部の湯口の上方に前記湯溜まりを配置するための配置空間（Ｓ）が確保されていることを特徴とする可傾鋳造装置である。

本発明の可傾鋳造装置によれば、型締め及び型開き機構によって上型に対し下型を型締めすると共に、上型及び下型からなる鋳型に湯溜まりを直接又は間接的に一体化させた後、鋳型、湯溜まり及び枠体を枠体傾動手段によって強制傾動させることにより傾動鋳造が行われる。鋳造終了後には、型締め及び型開き機構によって上型から下型を型開きすると共に、上型押し出し機構が具備する複数の上型押し出し棒によって上型に固着している鋳造品を上型内から下型に向けて押し出すことにより、製品が型抜きされる。

本発明の可傾鋳造装置では、複数の上型押し出し棒の各々が上型の上部に設定された湯口と対向しないように配置されることで、上型の上方には湯溜まりを配置するための配置空間（Ｓ）が確保されている。従って、配置空間（Ｓ）に湯溜まりを配置しこれを上型に直接又は間接的に一体化することが可能であるので、湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型の上部に設定された鋳型を用いて傾動鋳造を実施することができる。また、鋳型を保持する枠体は、上部プレート、下部プレート及びこれらを連結する互いに平行な複数本のタイバーにより構成されているため、鋳型を構成する上型と下型との分割境界に湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が設定された場合でも、その湯口は隣り合う二本のタイバー間から枠体の側方に露出可能である。従って、二本のタイバー間に湯溜まりを配置しこれを鋳型に一体化することが可能であるので、湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型と下型との分割境界に設定された鋳型を用いて傾動鋳造を実施することもできる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の可傾鋳造装置において、前記枠体の中心付近には上型ダイプレートが固定され、この上型ダイプレートを介して上型が枠体に固定されており、前記上型ダイプレートの中央部には、上型の上部を露出させる中央開口部が形成されると共に、この中央開口部内において上型の上部には湯口ブロックが設けられており、この湯口ブロックの内部には、上型の上部の湯口と湯溜まりとをつなぐための受湯口が設けられていることを特徴とする。

請求項２によれば、上型を枠体の中心付近に固定するための上型ダイプレートに中央開口部が存在することで上型の上部が前記配置空間（Ｓ）に対して露出され、上型の上部の湯口は、湯口ブロックを介して、配置空間（Ｓ）内に配置される湯溜まりとつながれる。傾動鋳造終了時、湯口ブロック内の受湯口は上型の湯口の上に位置することになるため、上型に設けられた本来の湯口だけでは十分な大きさの押し湯部を確保できない場合でも、湯口ブロック内の受湯口を押し湯部として活用することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の可傾鋳造装置において、前記複数の上型押し出し棒の各々は、前記上型の上部に設けられた湯口ブロックとの対向を回避しながら、前記上型ダイプレートの中央開口部から露出している上型の上部の隅部又は周辺部と対向するように配置されていることを特徴とする。

請求項３によれば、複数の上型押し出し棒の各々を、前記上型の上部に設けられた湯口ブロックとの対向を回避しながら、前記上型ダイプレートの中央開口部から露出している上型の上部の隅部又は周辺部と対向するように配置することにより、上型の上部の湯口ブロックの上方に前記湯溜まりを配置するための配置空間（Ｓ）が確保される。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の可傾鋳造装置において、前記枠体に固定された上型ダイプレートには、前記配置空間（Ｓ）外に設定された待機位置と、前記配置空間（Ｓ）内であって湯溜まりが湯口ブロックに接合する注湯位置との間で前記湯溜まりを切替え配置するための湯溜まり位置切替え機構が設けられていることを特徴とする。

請求項４によれば、湯溜まり位置切替え機構により、湯溜まりは、配置空間（Ｓ）外に設定された待機位置と、配置空間（Ｓ）内であって湯溜まりが湯口ブロックに接合する注湯位置との間で切替え配置される。傾動鋳造終了後に、湯溜まり位置切替え機構によって湯溜まりを注湯位置から待機位置に退避させ湯口ブロックと湯溜まりとの連結を切断することにより、金属溶湯が凝固して鋳造品が湯溜まりにつながってしまう事態を未然に回避し、鋳造品の型抜き時のひっかかりや離型不良を防止することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の可傾鋳造装置において、上部に湯口が設定された上型及び下型からなる鋳型に代えて、上型と下型との分割境界に湯口が設定された鋳型を前記枠体に保持可能であることを特徴とする。

請求項５によれば、湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型の上部に設定された鋳型、あるいは湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型と下型との分割境界に設定された鋳型のいずれのタイプの鋳型を用いても傾動鋳造を行うことができ、本発明の可傾鋳造装置の汎用性ないし多用途性が高められる。

本発明の可傾鋳造装置によれば、上型の上部に湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が設定された鋳型を用いて傾動鋳造を行うことができる。また、湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型の上部に設定された鋳型、あるいは湯口（押し湯部を兼ねた湯口を含む）が上型と下型との分割境界に設定された鋳型のいずれを用いても傾動鋳造を行うことができる。このように本発明の可傾鋳造装置によれば、傾動鋳造における方案の制約が少ないので、指向性凝固等を考慮した鋳型の方案設計の自由度が従来よりも高まる。

本発明の一実施形態を図１〜図７を参照しつつ説明する。図１〜図７に示す可傾鋳造装置は、図５に示すような鋳型１０を使用した装置例である。

図５の鋳型１０は、上型１１と、その下側に接合可能な下型１２とからなり、上下両型を接合してできる鋳型１０の内部には、鋳物成形空間としてのキャビティ１３が区画形成されている。図５のキャビティ形状は、自動車部品の一種であるステアリングナックルを想定したものである。図５の鋳型１０では、上型１１の上部中央に湯口１４が設けられている。傾動鋳造の際、上型１１の上面には、直方体状の湯口ブロック１６が装着される。湯口ブロック１６の内部には、湯口ブロック１６の下側にある本来の湯口１４を湯口ブロック１６の上面開口部１７にまで持ち上げる受湯口１８が設けられており、その結果、その上面開口部１７が実質的な湯口端となっている。湯口ブロック１６の上面には湯溜まり６３が接合可能となっている。上型１１と一体化した湯口ブロック１６内の受湯口１８は、上型１１の本来の湯口１４と湯溜まり６３とをつなぐと共に、押し湯部を兼ねた湯口（即ち押し湯口）を提供するものである。

図１及び図２に示すように、可傾鋳造装置は、枠体３０と、その枠体３０を回動可能に支持する枠体支持フレーム２０とを備えている。枠体支持フレーム２０は、設置面上に設置されるベースフレーム２１、並びに、そのベースフレームの左端部及び右端部にそれぞれ立設された左及び右の側部フレーム２２，２３からなっている。

枠体３０の左右両側には左右一対の水平支軸３１が設けられており、これらの水平支軸３１は枠体３０の中心付近を水平に横切る回動軸線Ｃに沿って延びている。そして、左及び右の側部フレーム２２，２３の各上端部間には、左右の水平支軸３１を介して、枠体３０が前記水平な回動軸線Ｃを中心として回動可能に支持されている。右の側部フレーム２３の上端部には枠体駆動手段としての枠体回転モータ２４が固定され、この枠体回転モータ２４の出力軸が右の水平支軸３１に作動連結されている。枠体回転モータ２４は、回動軸線Ｃを中心として枠体３０を前後方向に強制傾動させる。

枠体支持フレーム２０に支持された枠体３０は、平面視略長方形状の上部プレート３２及び下部プレート３３、並びに、上部及び下部プレート３２，３３を連結する複数本の長尺な棒状のタイバー３４（本例では４本）を有しており、これらによって枠体３０の基本骨格が形作られている。なお、図１及び図２に示すように、上部プレート３２が真上に位置し、下部プレート３３が真下に位置し、各タイバー３４が鉛直方向に延びるような姿勢を「枠体の基本姿勢」とする。前記４本のタイバー３４は、上部及び下部プレート３２，３３の四隅に位置して両プレートを距離を隔てて連結すると共に、お互いが平行な状態で延びている。タイバー３４は棒状の連結部材であると共に、棒状の摺動ガイドとしての役目をも担う。

枠体３０の長手方向中央付近には、平面視略長方形状の上型ダイプレート３５が、その四隅が４本のタイバー３４に固定されることにより移動不能に設置されている。上型ダイプレート３５の下面側中央には、鋳型１０の上型１１がボルト等により固定されている。図６に示すように、上型ダイプレート３５の中央部には、上型１１の上面の面積とほぼ同じ面積の中央開口部３５ａが形成されており、この中央開口部３５ａを介して上型１１の上面がその上方空間に露出されている。上型ダイプレートの中央開口部３５ａ内には前記湯口ブロック１６が配置され、この中央開口部３５ａ内において上型１１の上面には湯口ブロック１６が装着されている。

図１及び図２に示すように、枠体３０における上型ダイプレート３５と下部プレート３３との間には、平面視略長方形状の下型ダイプレート３６がその四隅を貫通する４本のタイバー３４に沿って鉛直方向に摺動可能に設けられている。下型ダイプレート３６の上には台座３７が設けられ、この台座３７の上には鋳型１０の下型１２がボルト等によって固定されている。他方、下部プレート３３の中央部には型締め及び型開き用の油圧式駆動シリンダ３８が設けられている。この駆動シリンダ３８の作動ロッドの先端（上端）は、下型ダイプレート３６の下面側中央部に連結されている。この駆動シリンダ３８の作用により、下型ダイプレート３６、台座３７及び下型１２が一体となってタイバー３４に沿って上下動し、その上下動に伴って下型１２が上型１１に接近し、あるいは上型１１から離間する。本実施形態では、上型１１が固定型、下型１２が可動型として位置付けられるとともに、下型ダイプレート３６、台座３７及び駆動シリンダ３８によって鋳型１０の型締め及び型開き機構が構成される。

枠体３０の上部プレート３２には押し湯加圧機構４０が設けられている。この押し湯加圧機構４０は、上部プレート３２の中央に固定された油圧式駆動シリンダ４１と、その駆動シリンダ４１の作動ロッドの先端（下端）に設けられた加圧体４２とから構成されている。加圧体４２の形状及び寸法は、加圧体４２が湯口ブロック１６の上面開口部１７を丁度通過できるような形状及び寸法に設定されている。図７に示すように、鋳型１０及び湯口ブロック１６に注湯完了後、駆動シリンダ４１を作動させることにより、加圧体４２が押し湯部としての受湯口１８内に深く進入して金属溶湯を加圧することができる。

図１及び図２に示すように、枠体３０における上型ダイプレート３５と上部プレート３２との間には、上型押し出し機構５０が設けられている。上型押し出し機構５０は、鋳造完了後の型開き時に上型１１に固着している鋳造品を上型１１内から下型１２に向けて押し出すための第１の製品型抜き補助機構である。上型押し出し機構５０は、上部プレート３２に固定された４つの小型油圧シリンダ５１と、これら小型油圧シリンダ５１に懸架された連結板５２と、その連結板５２から下方に延びる複数本の上型押し出し棒５３（本例では４本）とから構成されている。

４つの小型油圧シリンダ５１は、押し湯加圧機構４０の駆動シリンダ４１を包囲する位置に配置されている。そして、上部プレート３２の下側に突出した各小型油圧シリンダ５１の作動ロッドで連結板５２を懸架している。連結板５２の中央には、押し湯加圧機構４０との干渉を避けるための孔（図示略）が形成されている。連結板５２から延びる４本の上型押し出し棒５３は、お互いが平行であると共に前記タイバー３４とも平行な関係にあり、小型油圧シリンダ５１の作用によってそれぞれの上型押し出し棒５３が、上型ダイプレートの中央開口部３５ａから露出している上型１１の四隅付近を鉛直方向に貫通可能となっている（図６参照）。つまり、４本の上型押し出し棒５３の各々が、湯口ブロック１６との対向を回避するように（より本質的には上型１１の上部の湯口１４と対向しないように）位置決めされている。その結果、湯口ブロック１６の上方であって４本の上型押し出し棒５３によって囲まれた領域には、湯溜まり６３を配置するのに十分な広さの配置空間Ｓが確保されている。また、湯溜まり６３が外から前記配置空間Ｓ内に進入することができるように、図１に示す左右に隣り合う２本の上型押し出し棒５３の間隔（即ち水平離間長）は湯溜まり６３の横幅よりも大きく設定されている。

下部プレート３３の上面側には、上記型締め及び型開き用駆動シリンダ３８を取り囲むように、複数本の下型押し出し棒５６（本例では４本）が設けられている。これらの下型押し出し棒５６は、お互いが平行であると共に前記タイバー３４とも平行な関係にあり、駆動シリンダ３８の作用により下型１２が下部プレート３３に向けて下動した際にそれぞれが下型１２を鉛直方向に貫通可能となっている。つまり、これらの下型押し出し棒５６は、鋳造完了後の型開き時に、上型１１から離れた下型１２に保持されている鋳造品を下型１２から浮かせて取り外すための第２の製品型抜き補助機構として機能する。

図２及び図６に示すように、上型ダイプレート３５の後端付近には、湯溜まり位置切替え機構６０が設けられている。湯溜まり位置切替え機構６０は、上型ダイプレート３５の後端部上面に設置されたアーム回動モータ６１と、そのモータ６１によって回動されるアーム６２と、そのアーム６２の先に支持された湯溜まり６３とを備えている。アーム回動モータ６１によってアーム６２及び湯溜まり６３は、上記配置空間Ｓ外に設定されると共に湯溜まり６３が上型ダイプレート３５の後方に待機する待機位置（図２参照）と、上記配置空間Ｓ内であって湯溜まり６３が湯口ブロック１６の上面に接合する注湯位置（図４及び図５参照）との間を切替え配置される。アーム６２及び湯溜まり６３がアーム回動モータ６１によって回動されるときの移動経路又は軌跡は、左右に隣り合う２本の上型押し出し棒５３の中間に設定されているため、回動するアーム６２及び湯溜まり６３に対して上型押し出し棒５３が干渉することはない。

次に、図１〜図７の可傾鋳造装置による傾動鋳造の手順を説明する。

図１及び図２の基本姿勢では、型締め用の駆動シリンダ３８により上型１１に対して下型１２が接合されることで、鋳型１０が型締めされている。ここで、アーム回動モータ６１によって湯溜まり６３を待機位置から湯溜まり６３が湯口ブロック１６の上面に接合する注湯位置に切替える。鋳型１０、湯口ブロック１６及び湯溜まり６３の一体化が完了したら、枠体回転モータ２４により枠体３０を回動させ、枠体３０の姿勢を図２の基本姿勢から図３に示す注湯開始時姿勢に切替える。図３の注湯開始時姿勢は、枠体３０の上部プレート３２が後下がり、下部プレート３３が前上がりになると共に、水平な設置面に対して枠体３０が約２０度傾いた姿勢である。この姿勢では、湯溜まり６３の注湯口が相対的に高い位置にあるため、ラドル７０から湯溜まり６３内に金属溶湯（例えばアルミニウム合金等の溶湯）を移し替えることができる。

ラドル７０を枠体３０の回動範囲外に退避させた後、枠体回転モータ２４により枠体３０を図３の矢印方向にゆっくりと回動させ、図４に示す注湯終了時姿勢に到らせる。図４の姿勢は図２の基本姿勢とほぼ同じであり、注湯終了時においては枠体３０のタイバー３４が鉛直方向に沿って延びると共に、上型１１及び下型１２が水平になり、しかも上型１１、湯口ブロック１６及び湯溜まり６３の三者が縦に並ぶ（図５参照）。図３から図４に到る約１１０度の回動動作により、湯溜まり６３内に一時貯留された金属溶湯が湯口ブロック１６の受湯口１８を介して鋳型１０のキャビテイ１３内に注がれると共に、湯口ブロック１６の受湯口１８内にも金属溶湯が満たされる。注湯終了時、この受湯口１８は上型１１の本来の湯口１４の上に位置することになるため、受湯口１８に満たされた金属溶湯はキャビテイ１３に対して押し湯効果をもたらす。また、湯溜まり６３からキャビテイ１３に移動する金属溶湯は受湯口１８を通過する際に湯口ブロック１６を暖めるため、注湯終了時には、キャビティ１３から押し湯部である受湯口１８の上部に向かって金属溶湯の温度が徐々に高まっていくという温度分布又は温度勾配が自然にできあがる。このため、理想的な方向性凝固が実現される。

湯溜まり６３からキャビティ１３及び受湯口１８への注湯が完了したら直ちに、アーム回動モータ６１によって湯溜まり６３を湯口ブロック１６から分離すると共に、図４の注湯位置から待機位置に戻す。すると、湯溜まり６３の底壁面から湯口ブロック１６の上面開口部１７にかけて金属溶湯が凝固してできた金属箔（凝固金属の薄膜）が、湯溜まり６３の分離動作によって切り裂かれ、金属箔による湯口ブロック１６と湯溜まり６３との連結が解消される。なお、湯溜まり６３の底壁面に付着・残留する金属箔は、高圧エアーで吹き飛ばすことにより容易に除去できる。

湯溜まり６３を待機位置に戻した後であって上記注湯完了から数秒を経た時点で、押し湯加圧機構４０の駆動シリンダ４１によって加圧体４２を下動させ、図７に示すように加圧体４２を湯口ブロック１６の受湯口１８の奥深くに挿入する。こうして、加圧体４２により湯口ブロック１６内の押し湯を加圧し、押し湯効果を更に促進する。なお、加圧体４２については、鋳型１０及び湯口ブロック１６内の金属溶湯が凝固する前に湯口ブロック１６内から引き上げ、初期位置（図４参照）に復帰させる。

鋳型１０及び湯口ブロック１６内の金属溶湯が凝固したら、鋳型１０の型開きを行う。具体的には、型開き用の駆動シリンダ３８により下型ダイプレート３６ごと台座３７及び下型１２を下動させ、下型１２を上型１１から離間させる。また、下型１２の下動開始と同時に、上型押し出し機構５０の小型油圧シリンダ５１により連結板５２及び４本の上型押し出し棒５３を下動させる。すると、４本の上型押し出し棒５３の先端（下端）が上型１１の四隅を上から下に貫通すると共に、これら４本の上型押し出し棒５３によって上型１１に固着した鋳造品が下型１２に向けて押し出される。従って、鋳造品は上型１１側に残留することなく下型１２に載せ替えられ、下型１２と一緒に下動される。

なお、図５に示すように、湯口ブロック１６内に設けられた受湯口１８は、上面開口部１７での横断面積が最も狭く、上型上部の湯口１４に近づくほど横断面積が次第に広くなるような逆テーパな円錐台形状をしている。このため、上型押し出し棒５３による鋳造品の押し出し時においても、受湯口１８内で凝固した押し湯を湯口ブロック１６から円滑に型抜きすることができる。

下型ダイプレート３６が上型ダイプレート３５から離れるとともに下部プレート３３に接近するにつれて、下部プレート３３から突設された４本の下型押し出し棒５６の先端（上端）が下型１２の四隅を下から上に貫通し、これらの下型押し出し棒５６によって下型１２に抱きかかえられた鋳造品が下型１２内から押し上げられる。こうして下型押し出し棒５６の作用により鋳造品が下型１２からも円滑に型抜きされ、目的物である鋳造品の鋳型１０からの型外しが完了する。

［他の鋳型を使用した場合の装置例］
図１及び図２に示す本実施形態の可傾鋳造装置では、図５に示すような鋳型１０に代えて、図１０に示すような鋳型８０を枠体３０の上型ダイプレート３５及び下型ダイプレート３６にセットすることにより、他の鋳型８０を枠体３０に保持した可傾鋳造装置として再構築することができる。図８及び図９は、図５の鋳型１０に代えて図１０の鋳型８０を使用した可傾鋳造装置を示す。

図１０の鋳型８０は、上型８１と、その下側に接合可能な下型８２とからなり、上下両型を接合してできる鋳型８０の内部には、鋳物成形空間としてのキャビティ８３が区画形成されている。図１０のキャビティ形状は、自動車部品の一種であるブレーキ用キャリパを想定したものである。この鋳型８０では、上型８１と下型８２との分割境界に押し湯部を兼ねた湯口８４（つまり押し湯口８４）が設けられている。傾動鋳造の際には、湯口８４が開口している上型８１及び下型８２の側面に湯溜まり６３が接合される。

次に、図８〜図１０の可傾鋳造装置による傾動鋳造の手順を説明する。

図８は、鋳型８０を保持した枠体３０が基本姿勢（図２参照）から注湯開始時姿勢に切り替えられた状態を示す。図８の注湯開始時姿勢は、上部プレート３２がやや後方に、下部プレート３３がやや前方に回動すると共に、鉛直線に対して枠体３０が約２０度傾いた姿勢である。このとき、アーム回動モータ６１によって湯溜まり６３は、それが上下型８１，８２の湯口側側面に接合する注湯位置に配置される。この姿勢では、湯溜まり６３の本体よりも湯口８４が相対的に高い位置にあるため、ラドル７０から湯溜まり６３内に金属溶湯（例えばアルミニウム合金等の溶湯）を移し替えることができる。

ラドル７０を枠体３０の回動範囲外に退避させた後、枠体回転モータ２４により枠体３０を図８の矢印方向にゆっくりと回動させ、図９に示す注湯終了時姿勢に到らせる。図９の姿勢では、枠体３０のタイバー３４が水平方向に延びると共に、上型８１及び下型８２が垂直になり、湯口８４の真上に湯溜まり６３が位置する（図１０参照）。図８から図９に到る約１１０度の回動動作により、湯溜まり６３内に一時貯留された金属溶湯が湯口８４を介して鋳型８０のキャビテイ８３内に注がれ、湯口８４内にも満たされる。注湯終了時、湯口８４に満たされた金属溶湯はキャビテイ８４に対して押し湯効果をもたらす。押し湯部を兼ねた湯口８４の内壁部はそこを通過する金属溶湯によって暖められているため、注湯終了時には、キャビティ８３から湯口８４の端（上部）に向かって金属溶湯の温度が徐々に高まっていくという温度分布又は温度勾配が自然にできあがる。このため、理想的な方向性凝固が実現される。

湯溜まり６３からキャビティ８３及び湯口８４への注湯が完了した後、アーム回動モータ６１によって湯溜まり６３を上下両型８１，８２から分離する。すると、湯溜まり６３の底壁面から湯口８４にかけて金属溶湯が凝固してできた金属箔が、湯溜まり６３の分離動作によって切り裂かれ、金属箔による上下両型８１，８２と湯溜まり６３との連結が解消される。

図９の姿勢で鋳型８０内の金属溶湯が凝固したら、鋳型８０を保持している枠体３０をそのタイバー３４が鉛直方向に延びる基本姿勢（図２参照）に戻した後、鋳型８０の型開きを行う。その後の鋳型８０の型開き及び型抜きの手順、並びに、型締め及び型開き機構（３６，３７，３８）、上型押し出し機構５０及び下型押し出し棒５６の各作用は、前記鋳型１０の型開き及び型抜きの場合とほぼ同じであるので説明を省略する。

［実施形態の効果］
図１〜図７の装置例では、複数の上型押し出し棒５３の各々を、上型１１の上部に設けられた湯口ブロック１６との対向を回避しながら上型ダイプレートの中央開口部３５ａから露出している上型１１の四隅と対向するように配置することで、湯口ブロック１６の上方に湯溜まり６３を配置するための配置空間Ｓを確保している。従って、配置空間Ｓに湯溜まり６３を配置し、これを湯口ブロック１６を介して上型１１に一体化することができるので、上型１１の上部に湯口１４が設定された鋳型１０を用いて傾動鋳造を実施することができる。

本実施形態の可傾鋳造装置では、鋳型を保持する枠体３０は、上部プレート３２、下部プレート３３及びこれらを連結する互いに平行な４本のタイバー３４により、その基本骨格が構成されている。このため、図８，９及び１０の装置例のように上型８１と下型８２との分割境界に湯口８４が設定された鋳型８０を枠体３０に保持した場合でも、その湯口８４は隣り合う二本のタイバー３４間から枠体３０の側方に露出可能である。従って、二本のタイバー３４間に湯溜まり６３を配置し、これを鋳型８０に一体化することができるので、上下型の分割境界に湯口８４が設定された鋳型８０を用いて傾動鋳造を実施することができる。このように本実施形態の可傾鋳造装置によれば、上型１１の上部に湯口１４が設定された鋳型１０、あるいは上型８１と下型８２との分割境界に湯口８４が設定された鋳型８０のいずれの鋳型でも傾動鋳造を行うことができる。

本実施形態では、枠体３０の中心付近にある左右一対の水平支軸３１を軸として枠体３０を回動可能に構成すると共に、枠体３０の中心付近に固定された上型ダイプレート３５に対して上型１１又は８１を固定するようにした。つまり、鋳型１０又は８０の中央付近を前記水平な回動軸線Ｃが横切るようにした。このため、鋳型１０又は８０のいずれを使用した場合でも、枠体３０の注湯開始時姿勢（図３及び図８参照）において、湯溜まり６３とラドル７０との相対位置関係をほぼ同じにすることができる。すなわち、使用する鋳型のタイプが変わっても可傾鋳造装置とラドル７０との位置関係を大きく変更する必要がなく、装置及びラドルの準備作業を単純化することができる。

［変更例］：図１〜図７の装置例では上型１１と湯口ブロック１６とをそれぞれ別体のものとして説明したが、上型１１と湯口ブロック１６とは予め一体化されていてもよい。つまり、湯口ブロック１６が上型１１の一部分であってもよい。

［変更例］：上記実施形態において、押し湯加圧機構４０を省略してもよい。また、下部プレート３３に設けられた下型押し出し棒５６を省略してもよい。

可傾鋳造装置の正面図。 可傾鋳造装置の右側面図。 可傾鋳造装置の注湯開始時の姿勢を示す概略側面図。 可傾鋳造装置の注湯終了時の姿勢を示す概略側面図。 鋳型、湯口ブロック及び湯溜まりの拡大断面図。 上型ダイプレートの上面の概略平面図。 押し湯加圧時における図４相当の概略側面図。 他の鋳型を用いた場合における注湯開始時の姿勢を示す概略側面図。 他の鋳型を用いた場合における注湯終了時の姿勢を示す概略側面図。 他の鋳型を用いた場合における鋳型及び湯溜まりの拡大断面図。

符号の説明

１０…鋳型、１１…上型、１２…下型、１４…上型上部の湯口、１６…湯口ブロック、１８…湯口ブロック内の受湯口（押し湯部）、２０…枠体支持フレーム、２４…枠体回転モータ（枠体傾動手段）、３０…枠体、３２…上部プレート、３３…下部プレート、３４…タイバー、３５…上型ダイプレート、３５ａ…中央開口部、３６…下型ダイプレート、３７…台座、３８…油圧式駆動シリンダ（３６，３７及び３８は型締め及び型開き機構を構成する）、４０…押し湯加圧機構、５０…上型押し出し機構、５３…上型押し出し棒、６０…湯溜まり位置切替え機構、６３…湯溜まり、７０…ラドル、８０…他の鋳型、８４…上下型の分割境界にある押し湯部を兼ねた湯口、Ｃ…回動軸線、Ｓ…配置空間。

Claims (5)

1. 上部プレート、下部プレート、並びに、前記上部及び下部プレートを連結する互いに平行な複数本のタイバーを有する枠体と、
   前記枠体の中心付近を水平に横切る回動軸線（Ｃ）を中心として枠体を回動可能に支持する枠体支持フレームと、
   前記回動軸線（Ｃ）を中心として枠体を強制傾動させるための枠体傾動手段と、
   前記枠体によって保持されると共に上型及び下型からなる鋳型と、
   傾動鋳造時に前記鋳型と一体化される湯溜まりとを備えた可傾鋳造装置であって、
   前記枠体の中心付近には、鋳型の上型が固定され、
   前記枠体の下部プレートと上型との間には、鋳型の下型が前記タイバーに沿って移動可能に設けられ、
   前記枠体の下部プレートと上型との間には、上型に対し下型を接近させると共に上型から下型を離間させるための型締め及び型開き機構が設けられ、
   前記枠体の上部プレートと上型との間には、鋳造終了後の型開き時に上型に固着している鋳造品を上型内から下型に向けて押し出すための上型押し出し機構が設けられ、且つこの上型押し出し機構は前記タイバーと平行な複数の上型押し出し棒を有しており、
   前記複数の上型押し出し棒の各々を前記上型の上部に設定された湯口と対向しないように配置することにより、上型の上部の湯口の上方に前記湯溜まりを配置するための配置空間（Ｓ）が確保されていることを特徴とする可傾鋳造装置。
2. 前記枠体の中心付近には上型ダイプレートが固定され、この上型ダイプレートを介して上型が枠体に固定されており、
   前記上型ダイプレートの中央部には、上型の上部を露出させる中央開口部が形成されると共に、この中央開口部内において上型の上部には湯口ブロックが設けられており、この湯口ブロックの内部には、上型の上部の湯口と湯溜まりとをつなぐための受湯口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可傾鋳造装置。
3. 前記複数の上型押し出し棒の各々は、前記上型の上部に設けられた湯口ブロックとの対向を回避しながら、前記上型ダイプレートの中央開口部から露出している上型の上部の隅部又は周辺部と対向するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の可傾鋳造装置。
4. 前記枠体に固定された上型ダイプレートには、前記配置空間（Ｓ）外に設定された待機位置と、前記配置空間（Ｓ）内であって湯溜まりが湯口ブロックに接合する注湯位置との間で前記湯溜まりを切替え配置するための湯溜まり位置切替え機構が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の可傾鋳造装置。
5. 上部に湯口が設定された上型及び下型からなる鋳型に代えて、上型と下型との分割境界に湯口が設定された鋳型を前記枠体に保持可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可傾鋳造装置。

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