JP2012206129A - Casting apparatus and casting method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting apparatus and a casting method capable of preventing production of any blow hole in a cast product to be formed while taking into consideration a shrinkage quantity caused when cooling molten metal, and preventing occurrence of any change in the shape of the cast product.SOLUTION: The casting apparatus 1 has a product cavity 21, a supply cavity 22 and a cooling cavity 23 formed between a pair of mold parts 2A, 2B. A pressurizing block 3 is disposed in one mold part 2A. A control means moves the pressurizing block 3 from the position of opening a boundary part 222 between the product cavity 21 and the supply cavity 22 to the reducing or closing position according to the quantity in which molten metal 50 filled in the product cavity 21 and the supply cavity 22 is cooled and shrunk by the pair of mold parts 2A, 2B, and makes the pressurizing block 3 reach the closing position at the point of time when the shrinkage of the molten metal 50 supplied to the product cavity 21 and the supply cavity 22 is ended.

Description

本発明は、溶湯を充填して鋳物製品を成形するための鋳造装置及び鋳造方法に関する。   The present invention relates to a casting apparatus and a casting method for forming a cast product by filling a molten metal.

ダイカスト鋳造等の鋳造を行う際には、溶湯が凝固収縮するときに、鋳巣（成形品に生じる空洞、亀裂、縮小化等の変形）が生じることを防止するために、種々の工夫を行っている。例えば、製品設計において、製品の各部の肉厚の均一化、製品における厚肉部の除去等を図るといった工夫、鋳型内に冷却孔を設けて冷却する工夫等がなされている。
例えば、特許文献１の鋳造方法および鋳造装置においては、金型に溶湯を鋳込み、金型に接触する表面層が凝固した後、加熱・冷却手段によって一方側から他方側に向けて指向性凝固させることが開示されている。そして、複雑形状部品においては流れ凝固シミュレーション結果に基づいて、良好な指向性凝固を進行させることにより鋳造欠陥の発生を防止し、高品位の鋳物の製造を実現している。 When performing casting such as die casting, various measures are taken to prevent the formation of voids (deformations such as cavities, cracks, shrinkage, etc. that occur in molded products) when the molten metal solidifies and shrinks. ing. For example, in product design, there are contrivances such as equalizing the thickness of each part of the product, removing the thick part of the product, etc., and providing cooling holes in the mold for cooling.
For example, in the casting method and casting apparatus of Patent Document 1, molten metal is cast into a mold, and after the surface layer in contact with the mold is solidified, the heating / cooling means solidifies directionally from one side to the other side. It is disclosed. Further, in complex-shaped parts, on the basis of the flow solidification simulation result, the occurrence of casting defects is prevented by advancing good directional solidification, and the production of high-quality castings is realized.

また、例えば、特許文献２の加圧鋳造装置においては、加圧鋳造装置が、キャビティと溶湯供給通路との連通路を開閉するゲート部材と、キャビティ内の溶湯を加圧する加圧部材とを備えることが開示されている。そして、キャビティ内に溶湯を流入させた後には、ゲート部材によって連通路を閉口してキャビティを密閉し、加圧部材によってキャビティ内の溶湯を加圧している。   Further, for example, in the pressure casting apparatus of Patent Document 2, the pressure casting apparatus includes a gate member that opens and closes a communication path between the cavity and the molten metal supply path, and a pressure member that pressurizes the molten metal in the cavity. It is disclosed. After the molten metal flows into the cavity, the communication path is closed by the gate member to seal the cavity, and the molten metal in the cavity is pressurized by the pressurizing member.

特開２００２−３４６７２８号公報JP 2002-346728 A 実開平３−３１０５８号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-31058

しかしながら、特許文献１の鋳造方法および鋳造装置は、いずれの部位から先に凝固させるかといった、指向性凝固を目的としており、溶湯が冷却されるときに生ずる収縮量の変化を考慮したものではない。そのため、製品の形状によっては、製品を成形するキャビティ内の溶湯が収縮するときに、このキャビティ内へ十分に溶湯を補給することができないおそれがある。   However, the casting method and the casting apparatus of Patent Document 1 are intended for directional solidification, such as which part is solidified first, and do not consider the change in shrinkage that occurs when the molten metal is cooled. . Therefore, depending on the shape of the product, when the melt in the cavity for molding the product contracts, the melt may not be sufficiently supplied into the cavity.

また、特許文献２においては、ゲート部材が、連通路を閉口して、キャビティと溶湯供給通路とを分断してしまった後に、加圧部材によってキャビティ内の溶湯を加圧している。そのため、キャビティ内の溶湯が収縮するときに、溶湯供給通路からキャビティ内へ溶湯を補給することができない。そして、加圧手段は、キャビティ内の溶湯を直接加圧するため、キャビティ内に成形する鋳物製品の形状が変化することになる。これにより、鋳物製品は、キャビティ内から取り出した後、適宜加工を行う必要が生じてしまう。   In Patent Document 2, after the gate member closes the communication path and divides the cavity and the molten metal supply path, the molten metal in the cavity is pressurized by the pressure member. For this reason, when the molten metal in the cavity contracts, the molten metal cannot be replenished from the molten metal supply passage into the cavity. And since a pressurization means pressurizes the molten metal in a cavity directly, the shape of the casting product shape | molded in a cavity will change. As a result, the cast product needs to be appropriately processed after being taken out of the cavity.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、溶湯が冷却されるときに生じる収縮量を考慮して、成形する鋳物製品における鋳巣（未充填の空洞、亀裂、縮小化等の変形）の発生を防止することができ、鋳物製品の形状に変化が生じることを防止することができる鋳造装置及び鋳造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and in consideration of the amount of shrinkage that occurs when the molten metal is cooled, the cast hole (unfilled cavities, cracks, reduction, etc.) It is an object of the present invention to provide a casting apparatus and a casting method capable of preventing occurrence of deformation) and preventing changes in the shape of a cast product.

第１の発明は、互いに合わさる一対の鋳型部の間に、溶湯を充填して鋳物製品を成形するための製品キャビティと、該製品キャビティの一方側に繋がり、鋳込み口から充填される溶湯を上記製品キャビティへ補給するための補給キャビティとを形成してなり、
一方の上記鋳型部には、上記製品キャビティと上記補給キャビティとの境界部を開口する開位置から、他方の上記鋳型部の内壁面に近接又は当接して上記境界部を縮小又は閉口する閉位置へ移動可能な加圧ブロックが配設してあり、
該加圧ブロックは、制御手段による加圧源の操作を受けて移動するよう構成してあり、
上記制御手段は、上記製品キャビティへ充填された溶湯が、上記一対の鋳型部によって冷却されて収縮する量に応じて、上記加圧ブロックを上記開位置から上記閉位置へ移動させるよう構成してあり、かつ、上記製品キャビティへ供給された溶湯の収縮が収まる時点で、上記加圧ブロックを上記閉位置へ到達させるよう構成してあることを特徴とする鋳造装置にある（請求項１）。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a product cavity for forming a cast product by filling a molten metal between a pair of mold parts that are combined with each other, and a molten metal that is connected to one side of the product cavity and is filled from a casting port. Forming a replenishment cavity for replenishing the product cavity,
One mold part is closed from the open position where the boundary between the product cavity and the replenishment cavity is opened, and closes or contacts the inner wall surface of the other mold part to reduce or close the boundary. A pressure block that can be moved to
The pressure block is configured to move in response to the operation of the pressure source by the control means,
The control means is configured to move the pressure block from the open position to the closed position in accordance with the amount of the molten metal filled in the product cavity cooled and contracted by the pair of mold parts. In addition, the casting apparatus is configured to reach the closed position when the contraction of the molten metal supplied to the product cavity is stopped (Claim 1).

第２の発明は、上記鋳造装置を用いて鋳造を行う方法であって、
上記鋳込み口から、上記補給キャビティ及び上記製品キャビティに溶湯を充填し、
上記制御手段によって上記開位置から上記閉位置へ上記加圧ブロックを移動させるときに、上記補給キャビティから上記製品キャビティへ溶湯を補給し、上記加圧ブロックを上記閉位置へ到達させたときに、上記製品キャビティに成形する鋳物製品から上記補給キャビティに成形する成形物を分断することを特徴とする鋳造方法にある（請求項７）。 A second invention is a method of casting using the above casting apparatus,
From the casting port, fill the replenishment cavity and the product cavity with molten metal,
When the pressure block is moved from the open position to the closed position by the control means, the molten metal is replenished from the supply cavity to the product cavity, and when the pressure block reaches the closed position, A casting method is characterized in that a molded product to be molded into the supply cavity is divided from a cast product to be molded into the product cavity.

第１の発明の鋳造装置は、製品キャビティに繋がる補給キャビティの流路を縮小又は閉口することができる加圧ブロックを有している。この加圧ブロックは、制御手段による加圧源の操作を受けて移動するよう構成してある。
制御手段は、製品キャビティへ充填された溶湯が、一対の鋳型部によって冷却されて収縮する量に応じて、加圧ブロックを開位置から閉位置へ移動させるよう構成してある。これにより、製品キャビティに充填された溶湯が収縮する際に、加圧ブロックの移動によって、製品キャビティ内の溶湯を、その収縮量に応じて加圧することができる。そして、加圧ブロックが移動する際に、製品キャビティ内の溶湯の収縮分を補給キャビティ内の溶湯によって補うことができる。そのため、製品キャビティに成形する鋳物製品に鋳巣が発生することを防止することができる。 The casting apparatus according to the first aspect of the invention has a pressure block that can reduce or close the flow path of the replenishment cavity connected to the product cavity. The pressure block is configured to move in response to the operation of the pressure source by the control means.
The control means is configured to move the pressure block from the open position to the closed position in accordance with the amount of the molten metal filled in the product cavity cooled and contracted by the pair of mold parts. Thereby, when the molten metal with which the product cavity was filled shrink | contracted, the molten metal in a product cavity can be pressurized according to the contraction amount by the movement of a pressurization block. And when a pressurization block moves, the shrinkage | contraction part of the molten metal in a product cavity can be supplemented with the molten metal in a replenishment cavity. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a cast hole in the cast product molded into the product cavity.

また、加圧ブロックによって溶湯を加圧することにより、補給キャビティから製品キャビティへ効果的に溶湯を補給することができる。これにより、加圧ブロックを用いない場合に比べて、補給キャビティの容積を小さくすることができ、溶湯の歩留りを向上させることができる。
また、制御手段は、製品キャビティへ供給された溶湯の収縮が収まる時点で、加圧ブロックを閉位置へ到達させるよう構成してある。これにより、一対の鋳型部において鋳造を行うと同時に、製品キャビティに成形した鋳物製品から、補給キャビティに成形した成形物を分断することができる。そのため、一対の鋳型部から鋳物製品を取り出した後に、この鋳物製品から不要な成形物を切除する加工を低減することができる。
また、加圧ブロックは、製品キャビティ内へ進入することがなく、製品キャビティ内の溶湯を間接的に加圧することができる。これにより、製品キャビティに成形した鋳物製品に形状の変化が生じることを防止することができる。そして、本発明の鋳造装置は、様々な製品形状に対応して鋳物製品の製造を行うことができる。 In addition, the molten metal can be effectively replenished from the replenishment cavity to the product cavity by pressurizing the molten metal with the pressure block. Thereby, compared with the case where a pressurization block is not used, the volume of a replenishment cavity can be made small and the yield of a molten metal can be improved.
Further, the control means is configured to cause the pressure block to reach the closed position when the contraction of the molten metal supplied to the product cavity is settled. Thereby, at the same time as casting is performed in the pair of mold parts, the molded product formed in the supply cavity can be divided from the cast product formed in the product cavity. Therefore, after taking out a cast product from a pair of mold parts, it is possible to reduce a process of cutting an unnecessary molded product from the cast product.
Further, the pressurizing block does not enter the product cavity, and can indirectly pressurize the molten metal in the product cavity. Thereby, it can prevent that a shape change arises in the casting product shape | molded in the product cavity. And the casting apparatus of this invention can manufacture a cast product corresponding to various product shapes.

それ故、第１の発明の鋳造装置によれば、溶湯が冷却されるときに生じる収縮量を考慮して、成形する鋳物製品における鋳巣（未充填の空洞、亀裂、縮小化等の変形）の発生を防止することができ、鋳物製品の形状に変化が生じることを防止することができる。   Therefore, according to the casting apparatus of the first invention, in consideration of the amount of shrinkage that occurs when the molten metal is cooled, the cast hole in the cast product to be formed (unfilled cavities, cracks, deformation such as reduction). Can be prevented, and changes in the shape of the cast product can be prevented.

また、第２の発明の鋳造方法によれば、上記鋳造装置を用いることによって、鋳巣の発生を防止した鋳造製品を生産効率よく製造することができる。   Moreover, according to the casting method of 2nd invention, the casting product which prevented generation | occurrence | production of a cast hole can be manufactured with high production efficiency by using the said casting apparatus.

実施例にかかる、鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus concerning an Example. 実施例にかかる、一対の鋳型部において成形した鋳物を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting shape | molded in a pair of casting_mold | template part concerning an Example. 実施例にかかる、各成形物を除去した鋳物製品を示す断面図。Sectional drawing which shows the cast product which removed each molding concerning the Example. 実施例にかかる、一対の鋳型部における各キャビティの形成状態を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the formation state of each cavity in a pair of casting_mold | template part concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが開位置にあるときの鋳型装置を示す断面図。Sectional drawing which shows a casting_mold | template apparatus when a pressurization block exists in an open position concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが開位置にあるときの各キャビティの周辺を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the periphery of each cavity when a pressurization block exists in an open position concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが開位置から閉位置へ移動しているときの各キャビティの周辺を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the periphery of each cavity when the pressurization block concerning the Example is moving from the open position to the closed position. 実施例にかかる、加圧ブロックが閉位置へ到達したときの鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus when a pressurization block reaches | attains the closed position concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが閉位置へ到達したときの各キャビティの周辺を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the periphery of each cavity when a pressurization block reaches | attains a closed position concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが閉位置へ到達したときの鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus when a pressurization block reaches | attains the closed position concerning an Example. 実施例にかかる、加圧ブロックが閉位置へ到達したときの各キャビティの周辺を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the periphery of each cavity when a pressurization block reaches | attains a closed position concerning an Example. 実施例にかかる、横軸に、溶湯の充填を完了した時点からの経過時間をとり、縦軸に、各キャビティに充填された溶湯の温度をとって、この溶湯の温度変化の推移の一例を示すグラフ。An example of the transition of the temperature change of the molten metal, taking the elapsed time from the time when filling of the molten metal is completed on the horizontal axis and taking the temperature of the molten metal filled in each cavity on the vertical axis. Graph showing.

上述した第１、第２の発明の鋳造装置及び鋳造方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記製品キャビティの内壁面には、温度センサが埋設してあり、上記制御手段は、上記温度センサによって測定した温度の低下量に基づいて、上記加圧ブロックの移動量を決定することができる（請求項２）。
この場合には、溶湯の収縮量は、溶湯又は鋳型部の温度の低下量に置き換えて検知（推測）することができる。そのため、制御手段による加圧ブロックの移動制御を容易に行うことができる。 A preferred embodiment of the casting apparatus and casting method of the first and second inventions described above will be described.
In the first invention, a temperature sensor is embedded in the inner wall surface of the product cavity, and the control means determines the amount of movement of the pressure block based on the amount of decrease in temperature measured by the temperature sensor. It can be determined (Claim 2).
In this case, the amount of shrinkage of the molten metal can be detected (estimated) by replacing it with the amount of decrease in the temperature of the molten metal or mold part. Therefore, the movement control of the pressure block by the control means can be easily performed.

また、上記制御手段には、上記製品キャビティ及び上記補給キャビティへの溶湯の充填を完了した時点からの経過時間と、上記溶湯の温度の低下量又は上記溶湯の収縮量との関係が求めてあり、上記制御手段は、上記溶湯の充填を完了した時点からの経過時間に基づいて、上記加圧ブロックの移動量を決定することもできる（請求項３）。
この場合には、経過時間に対する、溶湯の温度低下量又は溶湯の収縮量の関係を、計算機によるシミュレーション、温度の測定等によって予め求めておき、制御手段に設定しておく。そして、溶湯の収縮量は、溶湯の充填を完了した時点からの経過時間に置き換えて検知（推測）することができる。そのため、この場合にも、制御手段による加圧ブロックの移動制御を容易に行うことができる。 Further, the control means is required to have a relationship between an elapsed time from the completion of filling the molten product into the product cavity and the replenishment cavity and the amount of decrease in the temperature of the molten metal or the amount of shrinkage of the molten metal. The control means can determine the amount of movement of the pressurizing block based on the elapsed time from the completion of the filling of the molten metal (Claim 3).
In this case, the relationship between the amount of temperature drop of the molten metal or the amount of shrinkage of the molten metal with respect to the elapsed time is obtained in advance by computer simulation, temperature measurement, etc., and set in the control means. The contraction amount of the molten metal can be detected (estimated) by replacing it with the elapsed time from the time when the filling of the molten metal is completed. Therefore, also in this case, the movement control of the pressure block by the control means can be easily performed.

また、上記製品キャビティ及び上記補給キャビティは、円環形状に形成してあり、上記補給キャビティは、上記製品キャビティの一方側としての外周側において、該製品キャビティに対して円環状に連続して繋がっており、上記加圧ブロックは、上記製品キャビティと上記補給キャビティとの間に形成された円環形状の境界部を閉口可能な円環形状に形成してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、円環形状の製品キャビティに対して、補給キャビティを適切に形成することができ、円環形状の鋳物製品に鋳巣が発生することを効果的に防止することができる。 The product cavity and the replenishment cavity are formed in an annular shape, and the replenishment cavity is continuously connected to the product cavity in an annular shape on the outer peripheral side as one side of the product cavity. The pressurizing block is preferably formed in an annular shape capable of closing an annular boundary portion formed between the product cavity and the replenishing cavity.
In this case, a replenishment cavity can be appropriately formed with respect to the annular product cavity, and it is possible to effectively prevent the formation of a cast hole in the annular casting product.

また、上記補給キャビティは、その円環形状を横切る断面が略楕円形状又は略円形状を有しており、上記加圧ブロックの加圧先端部は、その円環形状を横切る断面が円弧状又は略半円状に凹んで、上記一方の鋳型部における上記補給キャビティの内壁面を形成しており、かつ、その内周側端部が上記境界部を縮小又は閉口するようになっていることが好ましい（請求項５）。   Further, the replenishment cavity has a substantially elliptical shape or a substantially circular cross section across the annular shape, and the pressurizing tip of the pressurizing block has a circular shape or a cross section intersecting the annular shape. It is recessed in a substantially semicircular shape, forms the inner wall surface of the replenishment cavity in the one mold part, and the inner peripheral side end part reduces or closes the boundary part. Preferred (claim 5).

この場合には、補給キャビティの形状により、補給キャビティ内に充填された溶湯が冷却され難くし、補給キャビティから製品キャビティへの溶湯の補給を安定して行うことができる。また、加圧ブロックにより補給キャビティの内壁面の一方側を形成し、補給キャビティの内壁面の一方側の全体を加圧ブロックとして移動させる。これにより、補給キャビティの全体における溶湯を加圧して、この溶湯を製品キャビティへ補給することができ、補給キャビティから製品キャビティへの溶湯の補給を一層安定して行うことができる。
さらに、加圧ブロックによる加圧中も補給キャビティの断面形状は、略楕円形状又は略円形状に維持することができる。これにより、加圧ブロックによる加圧中も補給キャビティ内に充填された溶湯が冷却され難くし、補給キャビティから製品キャビティへの溶湯の補給を安定して行うことができる。 In this case, the shape of the supply cavity makes it difficult for the molten metal filled in the supply cavity to be cooled, so that the molten metal can be stably supplied from the supply cavity to the product cavity. Further, one side of the inner wall surface of the supply cavity is formed by the pressure block, and the entire one side of the inner wall surface of the supply cavity is moved as a pressure block. As a result, the molten metal in the entire replenishing cavity can be pressurized and replenished to the product cavity, and the molten metal can be replenished from the replenishing cavity to the product cavity more stably.
Furthermore, the cross-sectional shape of the replenishment cavity can be maintained in a substantially elliptical shape or a substantially circular shape even during pressurization by the pressurizing block. This makes it difficult for the molten metal filled in the replenishment cavity to be cooled even during pressurization by the pressure block, and the replenishment of the molten metal from the replenishment cavity to the product cavity can be performed stably.

また、上記製品キャビティの他方側には、充填される溶湯が上記製品キャビティ及び上記補給キャビティよりも先に冷却される冷却キャビティが繋がっていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、冷却キャビティに充填された溶湯から先に凝固させ、次いで、製品キャビティに充填された溶湯を凝固させ、最後に、補給キャビティに充填された溶湯を凝固させることができる。そのため、加圧ブロックを移動させるときに、補給キャビティから製品キャビティへの溶湯の補給をより一層安定して行うことができる。 Preferably, the other side of the product cavity is connected to a cooling cavity in which the molten metal to be cooled is cooled before the product cavity and the replenishment cavity.
In this case, the molten metal filled in the cooling cavity can be solidified first, then the molten metal filled in the product cavity can be solidified, and finally the molten metal filled in the supply cavity can be solidified. For this reason, when the pressure block is moved, the molten metal can be replenished from the replenishing cavity to the product cavity more stably.

以下に、本発明の鋳造装置及び鋳造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の鋳造装置１は、図１に示すごとく、互いに合わさる一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの間に、溶湯５０を充填して鋳物製品５１を成形するための製品キャビティ２１と、製品キャビティ２１の一方側に繋がり、鋳込み口２２１から充填される溶湯５０を製品キャビティ２１へ補給するための補給キャビティ２２と、製品キャビティ２１の他方側に繋がり、充填される溶湯５０が製品キャビティ２１及び補給キャビティ２２よりも先に冷却される冷却キャビティ２３とを形成してなる。一方の鋳型部２Ａには、製品キャビティ２１と補給キャビティ２２との境界部２２２を開口する開位置３０１（図６参照）から、他方の鋳型部２Ｂの内壁面２４に当接して境界部２２２を閉口する閉位置３０２（図９参照）へ移動可能な加圧ブロック３が配設してある。 Hereinafter, embodiments of the casting apparatus and the casting method of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the casting apparatus 1 of this example includes a product cavity 21 for filling a molten metal 50 between a pair of mold parts 2 </ b> A and 2 </ b> B that are combined with each other, and forming a cast product 51. Connected to one side, the supply cavity 22 for supplying the molten metal 50 filled from the casting port 221 to the product cavity 21, and the molten metal 50 connected to the other side of the product cavity 21 to fill the product cavity 21 and the supply cavity 22 And a cooling cavity 23 to be cooled earlier. One mold part 2A is brought into contact with the inner wall surface 24 of the other mold part 2B from an open position 301 (see FIG. 6) where the boundary part 222 between the product cavity 21 and the replenishment cavity 22 is opened. A pressurizing block 3 that can move to a closing position 302 (see FIG. 9) that closes is provided.

加圧ブロック３は、制御手段による加圧源の操作を受けて移動するよう構成してある。制御手段は、図６、図７に示すごとく、製品キャビティ２１及び補給キャビティ２２へ充填された溶湯５０が、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂによって冷却されて収縮する量に応じて、加圧ブロック３を開位置３０１から閉位置３０２へ移動させるよう構成してある。また、制御手段は、図９に示すごとく、製品キャビティ２１及び補給キャビティ２２へ供給された溶湯５０の収縮が収まる時点で、加圧ブロック３を閉位置３０２へ到達させるよう構成してある。   The pressure block 3 is configured to move in response to the operation of the pressure source by the control means. As shown in FIGS. 6 and 7, the control means is configured so that the molten metal 50 filled in the product cavity 21 and the replenishment cavity 22 is cooled by the pair of mold parts 2 </ b> A and 2 </ b> B and contracts according to the amount of contraction. Is moved from the open position 301 to the closed position 302. Further, as shown in FIG. 9, the control means is configured to cause the pressure block 3 to reach the closed position 302 when the contraction of the molten metal 50 supplied to the product cavity 21 and the replenishment cavity 22 is settled.

以下に、本例の鋳造装置１及び鋳造方法につき、図１〜図１２を参照して詳説する。
図１は、鋳造装置１を示す断面図である。
同図に示すごとく、本例の鋳造装置１は、アルミニウム材料を溶湯５０として、製品キャビティ２１に、鋳物５としてのアルミニウムダイカスト品を成形するものである。本例の一対の鋳型部２Ａ，２Ｂは、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂを合わせた合わせ面の位置に、製品キャビティ２１、補給キャビティ２２及び冷却キャビティ２３を形成してなるダイカスト用鋳型を構成する。
本例の一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいて成形する鋳物製品５１は、円環形状を有するアルミニウム部品である。このアルミニウム部品を成形（鋳造）する際には、製品キャビティ２１に鋳巣を生じることなく鋳物製品５１を成形するために、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂに補給キャビティ２２及び冷却キャビティ２３を形成する。 Hereinafter, the casting apparatus 1 and the casting method of this example will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a casting apparatus 1.
As shown in the figure, the casting apparatus 1 of this example forms an aluminum die-cast product as a casting 5 in a product cavity 21 by using an aluminum material as a molten metal 50. The pair of mold parts 2A and 2B of this example constitute a die casting mold in which a product cavity 21, a supply cavity 22 and a cooling cavity 23 are formed at the position of the mating surface where the pair of mold parts 2A and 2B are combined. .
The cast product 51 to be molded in the pair of mold parts 2A and 2B of this example is an aluminum part having an annular shape. When forming (casting) this aluminum part, a replenishment cavity 22 and a cooling cavity 23 are formed in the pair of mold parts 2A and 2B in order to form a cast product 51 without forming a cast hole in the product cavity 21. .

図２は、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいて成形した鋳物５を示す断面図である。
同図に示すごとく、製品キャビティ２１には、円環状の鋳物製品５１が成形され、補給キャビティ２２には、成形物５２Ａが成形され、冷却キャビティ２３には、成形物５２Ｂが成形され、鋳込み口２２１には、成形物５２Ｃが成形される。そして、鋳造後の鋳物５から、各成形物５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを切断、切削等により切除する。この際、本例の補給キャビティ２２に形成される成形物５２Ａは、加圧ブロック３の移動によって、製品キャビティ２１に形成される鋳物製品５１から分断される。ただし、成形物５２Ａと鋳物製品５１とは、加圧ブロック３の加圧先端部３１が補給キャビティ２２の内壁面２４に当接したときに形成される微小な隙間に残った溶湯５０によるバリ（薄い成形物）によって繋がっていることがある。
図３は、各成形物５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを除去した鋳物製品５１を示す断面図である。同図に示すごとく、鋳造装置１の一対の鋳型部２Ａ，２Ｂから取り出した鋳物製品５１から、冷却キャビティ２３に成形される成形物５２Ｂ等を除去して、製品とする。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the casting 5 molded in the pair of mold parts 2A and 2B.
As shown in the figure, an annular cast product 51 is formed in the product cavity 21, a molded product 52A is formed in the supply cavity 22, and a molded product 52B is formed in the cooling cavity 23. In 221, a molded product 52 </ b> C is molded. And each molding 52A, 52B, 52C is cut off from the casting 5 after casting by cutting, cutting or the like. At this time, the molded product 52 </ b> A formed in the replenishment cavity 22 of this example is separated from the cast product 51 formed in the product cavity 21 by the movement of the pressure block 3. However, the molded product 52 </ b> A and the cast product 51 are formed by burrs (between the molten metal 50 remaining in the minute gap formed when the pressurizing tip 31 of the pressurizing block 3 contacts the inner wall surface 24 of the supply cavity 22. May be connected by a thin molding).
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cast product 51 from which the molded products 52A, 52B, and 52C have been removed. As shown in the figure, the molded product 52B formed in the cooling cavity 23 is removed from the cast product 51 taken out from the pair of mold parts 2A and 2B of the casting apparatus 1 to obtain a product.

図４は、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおける各キャビティ２１，２２，２３の形成状態を模式的に示す平面図である。
同図に示すごとく、本例の一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいては、製品キャビティ２１、補給キャビティ２２及び冷却キャビティ２３は、円環形状に形成してある。一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいては、円環形状の製品キャビティ２１に対する一方側としての外周側に、円環形状の補給キャビティ２２を同心円状に形成し、円環形状の製品キャビティ２１に対する他方側としての内周側に、円環形状の冷却キャビティ２３を同心円状に形成している。 FIG. 4 is a plan view schematically showing the formation states of the cavities 21, 22, 23 in the pair of mold parts 2A, 2B.
As shown in the figure, in the pair of mold parts 2A and 2B of this example, the product cavity 21, the supply cavity 22, and the cooling cavity 23 are formed in an annular shape. In the pair of mold parts 2 </ b> A and 2 </ b> B, an annular supply cavity 22 is formed concentrically on the outer peripheral side as one side with respect to the annular product cavity 21, and the other side with respect to the annular product cavity 21. An annular cooling cavity 23 is formed concentrically on the inner peripheral side.

補給キャビティ２２は、製品キャビティ２１の外周側において、製品キャビティ２１に対して円環状に連続して繋がっている。冷却キャビティ２３は、製品キャビティ２１に繋がる中心キャビティ部２３１の両側に枝分かれ状に複数のフィン状キャビティ部２３２を形成してなる（図６参照）。また、冷却キャビティ２３は、製品キャビティ２１の内周側において、製品キャビティ２１に対して円環状に連続して繋がっている。本例の鋳物製品５１を成形する製品キャビティ２１は、その代表断面形状を円環形状の周方向に連続して形成してなる。   The supply cavity 22 is continuously connected to the product cavity 21 in an annular shape on the outer peripheral side of the product cavity 21. The cooling cavity 23 is formed by forming a plurality of fin-shaped cavity portions 232 in a branched manner on both sides of the central cavity portion 231 connected to the product cavity 21 (see FIG. 6). The cooling cavity 23 is continuously connected to the product cavity 21 in an annular shape on the inner peripheral side of the product cavity 21. The product cavity 21 for molding the cast product 51 of this example has a representative cross-sectional shape formed continuously in the circumferential direction of the annular shape.

図６は、加圧ブロック３が開位置３０１にあるときの各キャビティ２１，２２，２３の周辺を拡大して示す断面図である。
同図に示すごとく、本例の加圧ブロック３は、製品キャビティ２１と補給キャビティ２２との間に形成された円環形状の境界部２２２を閉口可能な円環形状に形成してある。補給キャビティ２２は、その円環形状を横切る断面が、溶湯５０の流れる方向（一対の鋳型部２Ａ，２Ｂが合わさる方向に直交する方向）に長径部を位置させた略楕円形状を有している。
加圧ブロック３の加圧先端部３１は、その円環形状を横切る断面が円弧状に凹んで、一方の鋳型部２Ａにおける補給キャビティ２２の内壁面２４を形成している。一方の鋳型部２Ａに配置した加圧ブロック３の加圧先端部３１は、その内周側端部３１１が、他方の鋳型部２Ｂの補給キャビティ２２の一部を形成する境界部２２２を閉口するようになっている。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of each of the cavities 21, 22, and 23 when the pressure block 3 is in the open position 301.
As shown in the figure, the pressurizing block 3 of this example is formed in an annular shape capable of closing an annular boundary portion 222 formed between the product cavity 21 and the supply cavity 22. The replenishment cavity 22 has a substantially elliptical shape in which the cross section of the replenishing cavity 22 has a long diameter portion positioned in the direction in which the molten metal 50 flows (the direction perpendicular to the direction in which the pair of mold portions 2A and 2B are joined). .
The pressurizing tip portion 31 of the pressurizing block 3 has an arcuate cross section that intersects the annular shape, and forms an inner wall surface 24 of the replenishment cavity 22 in one mold portion 2A. The pressurizing tip 31 of the pressurizing block 3 arranged in one mold part 2A has its inner peripheral side end 311 closing the boundary part 222 that forms a part of the supply cavity 22 of the other mold part 2B. It is like that.

加圧ブロック３は、その内周側端部３１１とその外周側端部３１２とが最も突出しており、鋳込み口２２１の近傍を除く内周側端部３１１と外周側端部３１２の全周が、補給キャビティ２２の境界部２２２を形成する内壁面２４に当接する。加圧ブロック３を、内周側端部３１１と外周側端部３１２との間に断面円弧状の凹部３１３を形成した形状にすることにより、補給キャビティ２２内に充填された溶湯５０が冷却され難くすることができる。また、加圧ブロック３の少ない移動量によって、補給キャビティ２２から製品キャビティ２１へ供給する溶湯５０に適切な加圧力を付与することができる。
さらに、上記加圧ブロック３の形状により、その加圧中も補給キャビティ２２の断面形状は、略楕円形状に維持することができる。これにより、加圧ブロック３による加圧中も補給キャビティ２２内に充填された溶湯５０が冷却され難くし、補給キャビティ２２から製品キャビティ２１への溶湯５０の補給を安定して行うことができる。 The pressurizing block 3 has its inner peripheral side end 311 and its outer peripheral side end 312 protruding most, and the entire circumference of the inner peripheral side end 311 and the outer peripheral side end 312 excluding the vicinity of the casting port 221 is , Abuts against the inner wall surface 24 that forms the boundary 222 of the replenishment cavity 22. By making the pressurizing block 3 into a shape in which a concave portion 313 having an arcuate cross section is formed between the inner peripheral side end 311 and the outer peripheral side end 312, the molten metal 50 filled in the supply cavity 22 is cooled. Can be difficult. Further, an appropriate pressure can be applied to the molten metal 50 supplied from the replenishment cavity 22 to the product cavity 21 with a small amount of movement of the pressure block 3.
Further, the shape of the pressurizing block 3 allows the cross-sectional shape of the replenishing cavity 22 to be maintained in a substantially elliptical shape even during pressurization. This makes it difficult for the molten metal 50 filled in the replenishing cavity 22 to be cooled even during pressurization by the pressurizing block 3, and replenishment of the molten metal 50 from the replenishing cavity 22 to the product cavity 21 can be performed stably.

本例においては、鋳物５に鋳巣ができることを防止するため、鋳込み口２２１から一対の鋳型部２Ａ，２Ｂ内へ鋳込む溶湯５０は、冷却キャビティ２３に充填された溶湯５０から先に凝固させ、次いで、製品キャビティ２１に充填された溶湯５０を凝固させ、最後に、補給キャビティ２２に充填された溶湯５０を凝固させるようにしている。
これを実現するために、製品キャビティ２１、補給キャビティ２２及び冷却キャビティ２３について、冷却表面積Ｓに対する体積Ｖの比であるモジュラスＭ（＝Ｖ／Ｓ）が適切になるように形状を設計している。具体的には、製品キャビティ２１のモジュラスをＭｐ、補給キャビティ２２のモジュラスをＭｓ、冷却キャビティ２３のモジュラスをＭｃとしたとき、Ｍｓ＞Ｍｐ＞Ｍｃの関係になるよう設計している。
本例においては、補給キャビティ２２の一方側の内壁面２４を加圧ブロック３によって構成していることにより、加圧ブロック３を利用しない場合に比べて、補給キャビティ２２の体積を大幅に縮小することができる。 In this example, in order to prevent the casting 5 from forming a hollow, the molten metal 50 to be cast into the pair of mold parts 2A and 2B from the casting port 221 is first solidified from the molten metal 50 filled in the cooling cavity 23. Then, the molten metal 50 filled in the product cavity 21 is solidified, and finally, the molten metal 50 filled in the supply cavity 22 is solidified.
In order to realize this, the shape of the product cavity 21, the supply cavity 22, and the cooling cavity 23 is designed so that the modulus M (= V / S) that is the ratio of the volume V to the cooling surface area S is appropriate. . Specifically, when the modulus of the product cavity 21 is Mp, the modulus of the replenishment cavity 22 is Ms, and the modulus of the cooling cavity 23 is Mc, the design is such that Ms>Mp> Mc.
In this example, the inner wall surface 24 on one side of the replenishing cavity 22 is constituted by the pressurizing block 3, so that the volume of the replenishing cavity 22 is greatly reduced as compared with the case where the pressurizing block 3 is not used. be able to.

図１に示すごとく、本例の鋳造装置１は、一方の鋳型部２Ａを、駆動源による駆動力を受けて可動する可動型部とし、他方の鋳型部２Ｂを、固定型部としている。一方の鋳型部２Ａは、可動型ベース（図示略）に配設してあり、可動型ベースが、加圧源による加圧力を受けて移動するよう構成してある。他方の鋳型部２Ｂは、固定型ベース（図示略）に配設してある。他方の鋳型部２Ｂには、鋳込み口２２１を形成するスリーブ部４５が配設してある。
本例の加圧ブロック３は、押出プレート４２に対して、各キャビティ２１，２２，２３の周方向に配置した複数の連結シャフト４２１を介して配設してある。押出プレート４２は、駆動源とは異なる別の加圧源によって移動する押出ユニット４１に対面して配置してある。本例の加圧源は、加圧ブロック３の微小な移動制御を行うために、電力を受けて動作するサーボモータによって構成してある。 As shown in FIG. 1, in the casting apparatus 1 of this example, one mold part 2A is a movable mold part that is movable by receiving a driving force from a drive source, and the other mold part 2B is a fixed mold part. One mold portion 2A is disposed on a movable base (not shown), and the movable base is configured to move under pressure applied by a pressure source. The other mold part 2B is disposed on a fixed mold base (not shown). The other mold part 2B is provided with a sleeve part 45 that forms a casting port 221.
The pressurizing block 3 of this example is disposed on the extrusion plate 42 via a plurality of connecting shafts 421 disposed in the circumferential direction of the cavities 21, 22, and 23. The extrusion plate 42 is disposed to face the extrusion unit 41 that is moved by another pressure source different from the drive source. The pressurizing source of this example is constituted by a servo motor that operates by receiving electric power in order to perform minute movement control of the pressurizing block 3.

また、図１０に示すごとく、一方の鋳型部２Ａには、成形後の鋳物５を押して各キャビティ２１，２２，２３から取り出すためのエジェクタピン４３１が、製品キャビティ２１の複数箇所に配置してある。また、エジェクタピン４３１は、円環形状の各キャビティ２１，２２，２３の中心部にも配置してある。各エジェクタピン４３１は、押出プレート４２と一方の鋳型部２Ａとの間に配置した一方側エジェクタプレート４３に配設してある。一方側エジェクタプレート４３は、一方の鋳型部２Ａの外面に設けたガイドピン４３２によってガイドされて移動可能である。   In addition, as shown in FIG. 10, ejector pins 431 for pushing the molded casting 5 to be taken out from the cavities 21, 22, and 23 are arranged at a plurality of locations in the product cavity 21 in one mold part 2 </ b> A. . The ejector pin 431 is also arranged at the center of each of the annular cavities 21, 22, 23. Each ejector pin 431 is disposed on one side ejector plate 43 disposed between the extrusion plate 42 and one mold part 2A. The one-side ejector plate 43 is movable while being guided by guide pins 432 provided on the outer surface of one mold part 2A.

図１、図５に示すごとく、鋳物５を成形するために一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの合わせ面を閉じるときには、加圧ブロック３及び各エジェクタピン４３１は、一方の鋳型部２Ａにおける各キャビティ２１，２２，２３を形成する内壁面２４と略同一面を形成する位置にある。この状態においては、一方の鋳型部２Ａの外面と一方側エジェクタプレート４３との間、及び一方側エジェクタプレート４３と押出プレート４２との間には、それぞれ隙間Ｄが形成されている。これらの隙間Ｄは、押出ユニット４１を前進させたときに、図８に示すごとく、始めに押出プレート４２を介して加圧ブロック３の加圧先端部３１を前進させ、次いで、図１０に示すごとく、一方側エジェクタプレート４３を介して各エジェクタピン４３１を前進させるためのものである。   As shown in FIGS. 1 and 5, when the mating surfaces of the pair of mold parts 2A and 2B are closed in order to mold the casting 5, the pressure block 3 and each ejector pin 431 are connected to each cavity 21 in one mold part 2A. , 22, and 23 are located at positions that form substantially the same surface as the inner wall surface 24. In this state, gaps D are formed between the outer surface of one mold part 2A and one side ejector plate 43, and between one side ejector plate 43 and extrusion plate 42, respectively. When the extrusion unit 41 is advanced, these gaps D first advance the pressure front end 31 of the pressure block 3 via the extrusion plate 42 as shown in FIG. 8, and then, as shown in FIG. In this way, each ejector pin 431 is advanced through the one-side ejector plate 43.

また、図１０に示すごとく、他方の鋳型部２Ｂにも、成形後の鋳物５を押して各キャビティ２１，２２，２３から取り出すためのエジェクタピン４４１が、補給キャビティ２２の複数箇所、円環形状の各キャビティ２１，２２，２３の中心部、冷却キャビティ２３の内周側の複数箇所に配置してある。各エジェクタピン４４１は、固定型ベースと他方の鋳型部２Ｂとの間に配置した他方側エジェクタプレート４４に配設してある。   Further, as shown in FIG. 10, ejector pins 441 for pushing the molded casting 5 to be taken out from the cavities 21, 22, and 23 are also formed in the other mold part 2 </ b> B at a plurality of locations in the replenishment cavity 22 and in an annular shape. The cavities 21, 22, 23 are arranged at a central portion and at a plurality of locations on the inner peripheral side of the cooling cavity 23. Each ejector pin 441 is disposed on the other ejector plate 44 disposed between the fixed mold base and the other mold part 2B.

他方側エジェクタプレート４４は、固定型ベースとの間に配置したバネ（図示略）によって、各キャビティ２１，２２，２３内へ向う前進方向に付勢されている。鋳物５を成形するために一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの合わせ面を閉じるときには、各エジェクタピン４４１は、他方の鋳型部２Ｂにおける各キャビティ２１，２２，２３を形成する内壁面２４と略同一面を形成する位置にある（図５参照）。その後、成形した鋳物５を取り出す際に一方の鋳型部２Ａを後退させたときには、バネによる反発力を受けて他方の鋳型部２Ｂに対して他方側エジェクタプレート４４が前進し、各エジェクタピン４４１が前進する。
また、各キャビティ２１，２２，２３内へ鋳込み口２２１から溶湯５０を充填する際には、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂに配置した各エジェクタピン４３１，４４１を配置した部分の隙間から各キャビティ２１，２２，２３内のガス抜きを行うことができる。 The other ejector plate 44 is urged in a forward direction toward the cavities 21, 22, and 23 by a spring (not shown) disposed between the other ejector plate 44 and the fixed base. When the mating surfaces of the pair of mold parts 2A and 2B are closed to form the casting 5, each ejector pin 441 is substantially flush with the inner wall surface 24 that forms each cavity 21, 22, and 23 in the other mold part 2B. (See FIG. 5). Thereafter, when one of the mold parts 2A is retracted when taking out the molded casting 5, the other ejector plate 44 moves forward with respect to the other mold part 2B under the repulsive force of the spring, and each ejector pin 441 is moved. Advance.
Further, when the molten metal 50 is filled into the cavities 21, 22, and 23 from the casting ports 221, the cavities 21 are formed from the gaps between the portions where the ejector pins 431 and 441 are disposed in the pair of mold portions 2 </ b> A and 2 </ b> B. , 22 and 23 can be vented.

鋳造装置１の制御手段（制御コンピュータ、制御シーケンサ等）は、一方の鋳型部２Ａを移動させる駆動源の動作、及び加圧ブロック３を移動させる加圧源の動作を制御するよう構成してある。制御手段には、冷却キャビティ２３、製品キャビティ２１及び補給キャビティ２２への溶湯５０の充填を完了した時点からの経過時間と、溶湯５０の温度低下量との関係が求めてある。そして、制御手段は、溶湯５０の充填を完了した時点からの経過時間に基づいて、加圧ブロック３の移動量を決定するよう構成してある。   The control means (control computer, control sequencer, etc.) of the casting apparatus 1 is configured to control the operation of the drive source for moving one mold part 2A and the operation of the pressure source for moving the pressure block 3. . In the control means, the relationship between the elapsed time from the time when the filling of the molten metal 50 into the cooling cavity 23, the product cavity 21, and the replenishment cavity 22 is completed and the temperature decrease amount of the molten metal 50 is obtained. The control means is configured to determine the amount of movement of the pressurizing block 3 based on the elapsed time from the time when the filling of the molten metal 50 is completed.

図１２は、横軸に、溶湯５０の充填を完了した時点からの経過時間をとり、縦軸に、各キャビティ２１，２２，２３に充填された溶湯５０の温度をとって、この溶湯５０の温度変化の推移の一例を示すグラフである。同図においては、溶湯５０の充填が完了した時点を、経過時間０（秒）とする。
同図に示すごとく、溶湯５０の充填が完了してから僅かの間は、液体の状態Ａにある。次いで、溶湯５０の充填が完了してから約２（秒）が経過するまでは、溶湯５０は半凝固（準液相）の状態Ｂにある。この半凝固の状態Ｂにあるとき、溶湯５０は、６１０（℃）付近で温度変化が一旦停滞した後、６１０（℃）付近から５７５（℃）付近まで急降下する。そして、溶湯５０に生じる収縮は、主に溶湯５０が半凝固の状態Ｂにおいて凝固する際に生じる収縮である。溶湯５０の収縮量は、溶湯５０の温度低下量にほぼ比例するとして捉えることができる。また、溶湯５０は、半凝固の状態Ｂを形成した後には、固体（共晶）の状態Ｃとなって、約６（秒）を経過した以降にさらに温度が低下する。 In FIG. 12, the horizontal axis represents the elapsed time from the completion of filling of the molten metal 50, and the vertical axis represents the temperature of the molten metal 50 filled in each of the cavities 21, 22, and 23. It is a graph which shows an example of transition of a temperature change. In the figure, the time when the filling of the molten metal 50 is completed is defined as an elapsed time of 0 (seconds).
As shown in the figure, it is in the liquid state A for a short time after the filling of the molten metal 50 is completed. Next, the molten metal 50 is in a semi-solid (quasi-liquid phase) state B until about 2 (seconds) has elapsed after the filling of the molten metal 50 is completed. When in the semi-solid state B, the temperature of the molten metal 50 suddenly drops from around 610 (° C.) to around 575 (° C.) after the temperature change once stagnates around 610 (° C.). The shrinkage generated in the molten metal 50 is mainly generated when the molten metal 50 is solidified in the semi-solid state B. The shrinkage amount of the molten metal 50 can be regarded as being substantially proportional to the temperature decrease amount of the molten metal 50. In addition, after forming the semi-solid state B, the molten metal 50 becomes a solid (eutectic) state C, and the temperature further decreases after about 6 (seconds).

本例の一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいては、溶湯５０が半凝固の状態Ｂから固体の状態Ｃになるまで、この溶湯５０を各キャビティ２１，２２，２３内に維持し、固体の状態Ｃになったときには、直ちに一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの型開きを行って成形した鋳物５を取り出す。そして、制御手段においては、溶湯５０が半凝固の状態Ｂにあるときに、加圧ブロック３を補給キャビティ２２内へ前進させる。
このとき、加圧ブロック３は、溶湯５０が一対の鋳型部２Ａ，２Ｂによって冷却されて収縮する量に応じて、境界部２２２を開口する開位置３０１から境界部２２２を閉口する閉位置３０２へ移動させるために、溶湯５０の温度低下の速さに応じて、移動量が決定される。そして、制御手段は、図６、図７に示すごとく、溶湯５０の温度が下がり始めた時点（溶湯５０の収縮が始まる時点）から加圧ブロック３の前進を開始し、図９に示すごとく、半凝固状態の終盤として溶湯５０の温度の低下が一旦収まる時点（溶湯５０の収縮が収まる時点）で、加圧ブロック３が閉位置３０２に到達するように操作する。 In the pair of mold parts 2A and 2B of this example, the molten metal 50 is maintained in the cavities 21, 22, and 23 until the molten metal 50 is changed from the semi-solid state B to the solid state C. Then, the pair of mold parts 2A and 2B are immediately opened and the molded casting 5 is taken out. In the control means, when the molten metal 50 is in the semi-solid state B, the pressurizing block 3 is advanced into the supply cavity 22.
At this time, the pressurizing block 3 changes from the open position 301 that opens the boundary portion 222 to the closed position 302 that closes the boundary portion 222 according to the amount of the molten metal 50 cooled and contracted by the pair of mold portions 2A and 2B. In order to move, the amount of movement is determined according to the speed of the temperature drop of the molten metal 50. Then, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the control means starts the advancement of the pressure block 3 from the time when the temperature of the molten metal 50 starts to decrease (the time when the molten metal 50 starts to contract). The pressure block 3 is operated so as to reach the closed position 302 at the time when the temperature drop of the molten metal 50 once stops (when the molten metal 50 contracts) at the end of the semi-solidified state.

経過時間に対する、溶湯５０の温度低下量（溶湯５０の収縮量）の関係は、計算機によるシミュレーション、温度の測定等によって予め求めておき、制御手段に設定しておく。そして、溶湯５０の収縮量は、溶湯５０の充填を完了した時点からの経過時間に置き換えて検知（推測）する。これにより、制御手段による加圧ブロック３の移動操作を容易に行うことができる。   The relationship of the temperature drop amount of the molten metal 50 (the shrinkage amount of the molten metal 50) with respect to the elapsed time is obtained in advance by computer simulation, temperature measurement, etc., and set in the control means. Then, the contraction amount of the molten metal 50 is detected (estimated) by replacing it with the elapsed time from when the filling of the molten metal 50 is completed. Thereby, the movement operation of the pressurization block 3 by a control means can be performed easily.

また、図示は省略するが、製品キャビティ２１の内壁面２４には、温度センサを埋設することができる。この温度センサは、製品キャビティ２１の内壁面２４における周方向の複数箇所に埋設することができ、一方の鋳型部２Ａ及び他方の鋳型部２Ｂのいずれに埋設することもできる。この場合には、制御手段は、温度センサによって測定した温度の低下量に基づいて、加圧ブロック３の移動量を決定することができる。この場合には、溶湯５０の収縮量は、溶湯５０又は一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの温度の低下量に置き換えて検知（推測）することができる。   Although not shown, a temperature sensor can be embedded in the inner wall surface 24 of the product cavity 21. This temperature sensor can be embedded at a plurality of locations in the circumferential direction on the inner wall surface 24 of the product cavity 21 and can be embedded in either the one mold part 2A or the other mold part 2B. In this case, the control means can determine the amount of movement of the pressure block 3 based on the amount of temperature decrease measured by the temperature sensor. In this case, the shrinkage amount of the molten metal 50 can be detected (estimated) by substituting the amount of decrease in the temperature of the molten metal 50 or the pair of mold parts 2A and 2B.

次に、鋳造装置１を用いて鋳造を行う方法について説明する。
図５は、加圧ブロック３が開位置３０１にあるときの鋳造装置１を示す断面図である。
鋳物５を鍛造するに当たっては、同図に示すごとく、鋳込み口２２１から、補給キャビティ２２、製品キャビティ２１及び冷却キャビティ２３へ溶湯５０を充填する。このとき、鋳込み口２２１から一対の鋳型部２Ａ，２Ｂ内に注入された溶湯５０は、鋳込み口２２１から補給キャビティ２２、製品キャビティ２１及び冷却キャビティ２３の周方向の両側へ流れ込む。また、溶湯５０は、補給キャビティ２２、製品キャビティ２１及び冷却キャビティ２３の順に充填される。また、本例においては、ダイカスト鋳造を行うため、瞬間的に各キャビティ２１，２２，２３へ溶湯５０が充填される。
そして、冷却キャビティ２３に充填された溶湯５０から先に凝固させ、次いで、製品キャビティ２１に充填された溶湯５０を凝固させ、最後に、補給キャビティ２２に充填された溶湯５０を凝固させる。 Next, a method for casting using the casting apparatus 1 will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the casting apparatus 1 when the pressure block 3 is in the open position 301.
In forging the casting 5, as shown in the figure, the molten metal 50 is filled into the supply cavity 22, the product cavity 21 and the cooling cavity 23 from the casting port 221. At this time, the molten metal 50 injected into the pair of mold parts 2A and 2B from the casting port 221 flows from the casting port 221 to both sides in the circumferential direction of the supply cavity 22, the product cavity 21, and the cooling cavity 23. The molten metal 50 is filled in the order of the supply cavity 22, the product cavity 21, and the cooling cavity 23. Further, in this example, in order to perform die casting, the molten metal 50 is instantaneously filled into the cavities 21, 22, and 23.
Then, the molten metal 50 filled in the cooling cavity 23 is first solidified, then the molten metal 50 filled in the product cavity 21 is solidified, and finally, the molten metal 50 filled in the supply cavity 22 is solidified.

図７は、加圧ブロック３が開位置３０１から閉位置３０２へ移動しているときの各キャビティ２１，２２，２３の周辺を拡大して示す断面図である。
本例においては、同図に示すごとく、製品キャビティ２１へ充填した溶湯５０が凝固する際には、制御手段によって、製品キャビティ２１へ充填された溶湯５０が、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂによって冷却されて収縮する量（温度低下する量）に応じて、加圧ブロック３を開位置３０１から閉位置３０２へ移動させる。このとき、補給キャビティ２２の一方側の内壁面２４を形成する加圧ブロック３によって溶湯５０が加圧され、この溶湯５０を補給キャビティ２２から製品キャビティ２１へ補給する。 FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of each of the cavities 21, 22 and 23 when the pressure block 3 is moving from the open position 301 to the closed position 302.
In this example, as shown in the figure, when the molten metal 50 filled in the product cavity 21 is solidified, the molten metal 50 filled in the product cavity 21 is cooled by the pair of mold parts 2A and 2B by the control means. The pressurizing block 3 is moved from the open position 301 to the closed position 302 in accordance with the amount of contraction (the amount of temperature decrease). At this time, the molten metal 50 is pressurized by the pressurizing block 3 forming the inner wall surface 24 on one side of the replenishing cavity 22, and the molten metal 50 is replenished from the replenishing cavity 22 to the product cavity 21.

これにより、製品キャビティ２１に充填された溶湯５０が収縮する際に、加圧ブロック３の移動によって、製品キャビティ２１内の溶湯５０を、その収縮量に応じて加圧することができる。そして、加圧ブロック３が移動する際に、製品キャビティ２１内の溶湯５０の収縮分を補給キャビティ２２内の溶湯５０によって補うことができる。そのため、製品キャビティ２１に成形する鋳物製品５１に鋳巣が発生することを防止することができる。
また、加圧ブロック３によって溶湯５０を加圧することにより、補給キャビティ２２から製品キャビティ２１へ効果的に溶湯５０を補給することができる。これにより、加圧ブロック３を用いない場合に比べて、補給キャビティ２２の容積を小さくすることができ、溶湯５０の歩留りを向上させることができる。 Thereby, when the molten metal 50 filled in the product cavity 21 contracts, the molten metal 50 in the product cavity 21 can be pressurized according to the contraction amount by the movement of the pressurizing block 3. And when the pressurization block 3 moves, the shrinkage | contraction part of the molten metal 50 in the product cavity 21 can be supplemented with the molten metal 50 in the replenishment cavity 22. FIG. Therefore, it is possible to prevent a cast hole from being generated in the cast product 51 to be molded in the product cavity 21.
Further, the molten metal 50 can be effectively replenished from the replenishing cavity 22 to the product cavity 21 by pressurizing the molten metal 50 by the pressurizing block 3. Thereby, compared with the case where the pressurization block 3 is not used, the volume of the replenishment cavity 22 can be made small and the yield of the molten metal 50 can be improved.

図８は、加圧ブロック３が閉位置３０２へ到達したときの鋳造装置１を示す断面図であり、図９は、そのときの各キャビティ２１，２２，２３の周辺を拡大して示す断面図である。
本例においては、各図に示すごとく、製品キャビティ２１及び補給キャビティ２２へ供給された溶湯５０の収縮が収まる時点で、制御手段によって加圧ブロック３を閉位置３０２へ到達させる。このとき、加圧ブロック３の加圧先端部３１における内周側端部３１１が他方の鋳型部２Ｂの内壁面２４に当接する。これにより、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂにおいて鋳造を行うと同時に、製品キャビティ２１に成形した鋳物製品５１から、補給キャビティ２２に成形した成形物５２Ａを分断することができる。そのため、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂから鋳物製品５１を取り出した後に、この鋳物製品５１から不要な成形物５２Ａを切除する加工を低減することができる。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing the casting apparatus 1 when the pressure block 3 reaches the closed position 302, and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the cavities 21, 22, and 23 at that time. It is.
In this example, as shown in each drawing, when the contraction of the molten metal 50 supplied to the product cavity 21 and the replenishment cavity 22 is settled, the pressurizing block 3 is caused to reach the closed position 302 by the control means. At this time, the inner peripheral side end portion 311 of the pressurizing tip portion 31 of the pressurizing block 3 contacts the inner wall surface 24 of the other mold portion 2B. Thereby, at the same time as casting is performed in the pair of mold parts 2A and 2B, the molded product 52A molded in the supply cavity 22 can be divided from the cast product 51 molded in the product cavity 21. Therefore, after taking out the cast product 51 from the pair of mold parts 2A and 2B, it is possible to reduce the process of cutting off the unnecessary molded product 52A from the cast product 51.

また、加圧ブロック３は、製品キャビティ２１内へ進入することがなく、製品キャビティ２１内の溶湯５０を間接的に加圧することができる。これにより、製品キャビティ２１に成形した鋳物製品５１に形状の変化が生じることを防止することができる。そして、本例の鋳造装置１は、様々な製品形状に対応して鋳物製品５１の製造を行うことができる。   Further, the pressurizing block 3 does not enter the product cavity 21 and can indirectly pressurize the molten metal 50 in the product cavity 21. Thereby, it is possible to prevent the shape of the cast product 51 formed in the product cavity 21 from changing. And the casting apparatus 1 of this example can manufacture the casting product 51 corresponding to various product shapes.

図１０は、加圧ブロック３が閉位置３０２へ到達したときの鋳造装置１を示す断面図であり、図１１は、そのときの各キャビティ２１，２２，２３の周辺を拡大して示す断面図である。
同図に示すごとく、鋳物５を成形した後には、一対の鋳型部２Ａ，２Ｂの型開きを行い、各キャビティ２１，２２，２３内に成形された鋳物５を取り出す。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the casting apparatus 1 when the pressure block 3 reaches the closed position 302, and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of each of the cavities 21, 22, and 23 at that time. It is.
As shown in the figure, after the casting 5 is formed, the pair of mold parts 2A, 2B are opened, and the casting 5 formed in the cavities 21, 22, 23 is taken out.

それ故、本例の鋳造装置１及び鋳造方法によれば、溶湯５０が冷却されるときに生じる収縮量を考慮して、成形する鋳物製品５１における鋳巣（未充填の空洞、亀裂、縮小化等の変形）の発生を防止することができ、鋳物製品の形状に変化が生じることを防止することができる。   Therefore, according to the casting apparatus 1 and the casting method of the present example, in consideration of the amount of shrinkage that occurs when the molten metal 50 is cooled, the cast hole (unfilled cavities, cracks, reduction) in the cast product 51 to be formed. Etc.) can be prevented, and a change in the shape of the cast product can be prevented.

１ 鋳造装置
２Ａ 一方の鋳型部
２Ｂ 他方の鋳型部
２１ 製品キャビティ
２２ 補給キャビティ
２２１ 鋳込み口
２２２ 境界部
２３ 冷却キャビティ
３ 加圧ブロック
３０１ 開位置
３０２ 閉位置
３１ 加圧先端部
５ 鋳物
５０ 溶湯
５１ 鋳物製品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casting apparatus 2A One mold part 2B The other mold part 21 Product cavity 22 Replenishment cavity 221 Casting port 222 Boundary part 23 Cooling cavity 3 Pressure block 301 Open position 302 Closed position 31 Pressure tip part 5 Casting 50 Molten metal 51 Casting product

Claims (7)

互いに合わさる一対の鋳型部の間に、溶湯を充填して鋳物製品を成形するための製品キャビティと、該製品キャビティの一方側に繋がり、鋳込み口から充填される溶湯を上記製品キャビティへ補給するための補給キャビティとを形成してなり、
一方の上記鋳型部には、上記製品キャビティと上記補給キャビティとの境界部を開口する開位置から、他方の上記鋳型部の内壁面に近接又は当接して上記境界部を縮小又は閉口する閉位置へ移動可能な加圧ブロックが配設してあり、
該加圧ブロックは、制御手段による加圧源の操作を受けて移動するよう構成してあり、
上記制御手段は、上記製品キャビティへ充填された溶湯が、上記一対の鋳型部によって冷却されて収縮する量に応じて、上記加圧ブロックを上記開位置から上記閉位置へ移動させるよう構成してあり、かつ、上記製品キャビティへ供給された溶湯の収縮が収まる時点で、上記加圧ブロックを上記閉位置へ到達させるよう構成してあることを特徴とする鋳造装置。 A product cavity for forming a cast product by filling a molten metal between a pair of mold parts that meet each other, and connecting to one side of the product cavity to replenish the product cavity with the molten metal filled from a casting port Forming a replenishment cavity with
One mold part is closed from the open position where the boundary between the product cavity and the replenishment cavity is opened, and closes or contacts the inner wall surface of the other mold part to reduce or close the boundary. A pressure block that can be moved to
The pressure block is configured to move in response to the operation of the pressure source by the control means,
The control means is configured to move the pressure block from the open position to the closed position in accordance with the amount of the molten metal filled in the product cavity cooled and contracted by the pair of mold parts. And a casting apparatus configured to cause the pressure block to reach the closed position when contraction of the molten metal supplied to the product cavity is stopped. 請求項１に記載の鋳造装置において、上記製品キャビティの内壁面には、温度センサが埋設してあり、
上記制御手段は、上記温度センサによって測定した温度の低下量に基づいて、上記加圧ブロックの移動量を決定することを特徴とする鋳造装置。 In the casting apparatus according to claim 1, a temperature sensor is embedded in the inner wall surface of the product cavity,
The said control means determines the moving amount | distance of the said pressurization block based on the fall amount of the temperature measured with the said temperature sensor, The casting apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の鋳造装置において、上記制御手段には、上記製品キャビティへの溶湯の充填を完了した時点からの経過時間と、上記溶湯の温度の低下量又は上記溶湯の収縮量との関係が求めてあり、
上記制御手段は、上記溶湯の充填を完了した時点からの経過時間に基づいて、上記加圧ブロックの移動量を決定することを特徴とする鋳造装置。 2. The casting apparatus according to claim 1, wherein the control means includes a relationship between an elapsed time from the time when filling of the molten metal into the product cavity is completed, and a decrease amount of the molten metal or a shrinkage amount of the molten metal. Is seeking
The said control means determines the moving amount | distance of the said pressurization block based on the elapsed time from the time of completing the filling of the said molten metal, The casting apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳造装置において、上記製品キャビティ及び上記補給キャビティは、円環形状に形成してあり、
上記補給キャビティは、上記製品キャビティの一方側としての外周側において、該製品キャビティに対して円環状に連続して繋がっており、
上記加圧ブロックは、上記製品キャビティと上記補給キャビティとの間に形成された円環形状の境界部を閉口可能な円環形状に形成してあることを特徴とする鋳造装置。 The casting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the product cavity and the replenishment cavity are formed in an annular shape,
The replenishment cavity is continuously connected in an annular shape to the product cavity on the outer peripheral side as one side of the product cavity,
The said pressurization block is formed in the annular shape which can close the annular | circular shaped boundary part formed between the said product cavity and the said supply cavity, The casting apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項４に記載の鋳造装置において、上記補給キャビティは、その円環形状を横切る断面が略楕円形状又は略円形状を有しており、
上記加圧ブロックの加圧先端部は、その円環形状を横切る断面が円弧状又は略半円状に凹んで、上記一方の鋳型部における上記補給キャビティの内壁面を形成しており、かつ、その内周側端部が上記境界部を縮小又は閉口するようになっていることを特徴とする鋳造装置。 The casting apparatus according to claim 4, wherein the replenishment cavity has a substantially elliptical shape or a substantially circular shape in cross section across the annular shape,
The pressurizing tip of the pressurizing block has an inner wall surface of the replenishment cavity in the one mold part, and a cross section that intersects the annular shape is recessed in an arc shape or a substantially semicircular shape, and The casting apparatus characterized in that the inner peripheral side end portion reduces or closes the boundary portion. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋳造装置において、上記製品キャビティの他方側には、充填される溶湯が上記製品キャビティ及び上記補給キャビティよりも先に冷却される冷却キャビティが繋がっていることを特徴とする鋳造装置。   In the casting apparatus according to any one of claims 1 to 5, the other side of the product cavity is connected to a cooling cavity in which the molten metal to be cooled is cooled before the product cavity and the replenishment cavity. A casting apparatus characterized by comprising: 請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋳造装置を用いて鋳造を行う方法であって、
上記鋳込み口から、上記補給キャビティ及び上記製品キャビティに溶湯を充填し、
上記制御手段によって上記開位置から上記閉位置へ上記加圧ブロックを移動させるときに、上記補給キャビティから上記製品キャビティへ溶湯を補給し、上記加圧ブロックを上記閉位置へ到達させたときに、上記製品キャビティに成形する鋳物製品から上記補給キャビティに成形する成形物を分断することを特徴とする鋳造方法。 A method of casting using the casting apparatus according to any one of claims 1 to 6,
From the casting port, fill the replenishment cavity and the product cavity with molten metal,
When the pressure block is moved from the open position to the closed position by the control means, the molten metal is replenished from the supply cavity to the product cavity, and when the pressure block reaches the closed position, A casting method characterized by dividing a molded product to be molded into the supply cavity from a cast product to be molded into the product cavity.
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