JP2809239B2 - 鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる吸引鋳造に用
いられる鋳造装置に関し、とくに生砂からなる鋳型と湯
口管との間の気密性を向上させるようにした鋳造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳型のキャビティ内を減圧して溶湯の注
湯を行う吸引鋳造は、溶湯の充填性が良く鋳物の品質が
良い。吸引鋳造のうちでも、生砂を使用した鋳型を外側
から減圧することによってキャビティ内を減圧し、溶湯
を吸上げる方法は、とくに生産性に優れており多種類の
製品に対応することができる。

【０００３】図１１は、従来の吸引鋳造に用いられる鋳
造装置の一例を示している。図１１において、１は鋳型
を示しており、鋳型１は生砂から構成されている。鋳型
１にはキャビティ２が形成されており、キャビティ２は
鋳型湯口３を介して外部に開口されている。鋳型１は、
気密チャンバ下板４にセットされている。気密チャンバ
下板４には、鋳型湯口３と接続される湯口管５が取付け
られている。気密チャンバ下板４にセットされた鋳型１
は、気密チャンバカバー６によって覆われている。湯口
管５の下端は、溶湯７に浸漬されている。気密チャンバ
下板４には吸入穴８が形成されており、吸入穴８は通路
を介して図示されない真空ポンプと接続されている。

【０００４】図１１の装置においては、気密チャンバ下
板４に鋳型１がセットされると、鋳型１は気密チャンバ
カバー６によって覆われる。つぎに、気密チャンバ下板
４と気密チャンバカバー６によって包囲された気密チャ
ンバ９内の減圧が開始される。これによって、鋳型１の
外側が減圧され、鋳型１の通気性によってキャビティ２
内が減圧される。キャビティ２内が減圧されると、溶湯
７が湯口管５を介して吸上げられ、キャビティ２内に溶
湯が充填される。このように、吸引鋳造においては、キ
ャビティ２内が減圧されるので、溶湯７の充填性が向上
し、鋳物の品質が高められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸引鋳
造においては、湯口管と鋳型の接続部の気密性、および
鋳型の外周の気密性が問題となる。このうち、湯口管と
鋳型の接続部の気密性はとくに重要であり、この接続部
分の気密性が低下する場合はキャビティ内に直接外気が
進入することになり、溶湯中に空気が混入するおそれが
ある。鋳造装置における湯口管の接続構造に関する先行
技術として、実開昭６０−１０８４６１号公報、実開昭
６１−４１４５４号公報、実開昭６１−９１７４号公報
等が知られている。これらは、湯口管が生砂からなる鋳
型と直接的に接続されるものではない。

【０００６】上述の図１１の装置では、湯口管５に接続
用のフランジ１０を形成し、フランジ１０と気密チャン
バ下板４との密着により気密を確保するようにしている
が、この場合は直管状の湯口管５にフランジ１０を溶接
し、フランジ１０の接触面を機械加工する必要がある。
また、気密性を高くするためにはフランジ１０の加工精
度を著しく高くしなければならず、加工費が高くなり問
題である。接続部の気密性を高めるために、フランジが
形成されない単なる直管状の湯口管を鋳型の湯口に埋込
む方法もあるが、この場合は、湯口管の埋込みをキャビ
ティの造型と同時に行なう必要があるので難しく、また
造型後の鋳型のハンドリングも難しいという問題があ
る。したがって、直管状の湯口管をそのまま用いて吸引
鋳造が行なえれば便利であり、鋳造コストを低下させる
ことが可能となる。

【０００７】本発明は、上記の問題に着目し、直管状の
湯口管をそのまま用いて吸引鋳造が可能な鋳造装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る鋳造装置は、生砂を使用した鋳型のキャビティ内を
該鋳型の外側を減圧させることにより減圧し、該減圧に
より鋳型に挿入され一方がキャビティ内に臨まされる湯
口管を介して溶湯を吸上げ、該吸上げられた溶湯をキャ
ビティ内に充填させるようにした鋳造装置において、該
鋳型に挿入された湯口管の外周に、鋳型の生砂を湯口管
の外周面に向けて押圧する気密形成手段を設けたものか
ら成る。

【０００９】

【作用】このように構成された鋳造装置においては、湯
口管が鋳型の生砂に挿入され、湯口管の一方がキャビテ
ィ内に臨まされる。鋳型に挿入された湯口管の外周には
気密形成手段が設けられているので、湯口管の外周に位
置する生砂を湯口管の外周面に向けて押圧することが可
能となる。そのため、生砂を湯口管に密着させることが
でき、湯口管の接続部の気密性が高められる。このよう
に、湯口管の外周面と生砂との密着によって気密性が高
められるので、直管状の湯口管をそのまま使用すること
ができ、湯口管にフランジを設ける必要もなくなる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に係る鋳造装置の望ましい実
施例を、図面を参照して説明する。

【００１１】第１実施例 図１および図２は、本発明の第１実施例を示している。
図中、２１は鋳型を示しており、鋳型２１は上型２２と
下型２３とから構成されている。鋳型２１は生砂からな
っており、上型２２と下型２３とは重ね合わされてい
る。鋳型２１には、上型２２と下型２３との重ね合わせ
によってキャビティ２４が形成されている。鋳型２１の
外周側面には、型合わせのための枠部材２５が設けられ
ている。

【００１２】鋳型２１は、気密チャンバ下板２６の上に
セットされている。気密チャンバ下板２６にセットされ
た鋳型２１は、気密チャンバカバー２７によって覆われ
ている。気密チャンバカバー２７は箱型をしており、下
端部のフランジ部２７ａには、シール部材２８が装着さ
れている。気密チャンバカバー２７を気密チャンバ下板
２６と密着させることにより、気密室としての気密チャ
ンバ２９が形成されるようになっている。

【００１３】気密チャンバ下板２６には、上下方向に貫
通する湯口管挿入穴３０が形成されている。湯口管挿入
穴３０には、直管状の湯口管３１が挿入されている。湯
口管３１は、鋳型２１の鋳型湯口３２に挿入され、その
先端はキャビティ２４内に臨まされている。気密チャン
バ下板２６の下面には、湯口管３１のクランプを行なう
保持手段３３が設けられている。保持手段３３は、クラ
ンプ部３３ａとエアシリンダ３３ｂとから構成されてお
り、湯口管３１が鋳型２１に挿入された時にクランプ部
３３ａによって湯口管３１の外周面を保持するようにな
っている。

【００１４】気密チャンバ下板２６には、吸入穴３４が
設けられており、吸入穴３４は通路３５を介して減圧手
段である真空ポンプ３６に接続されている。真空ポンプ
３６は、気密チャンバ２９内を減圧させる機能を有して
いる。鋳型２１に挿入された湯口管３１の下端は、溶湯
３７に浸漬されている。溶湯３７は、真空ポンプ３６に
よって減圧される気密チャンバ２９内の圧力降下に伴な
うキャビティ２４内の減圧により、湯口管３１を介して
吸上げられるようになっている。

【００１５】気密チャンバ下板２６の上面には、気密形
成手段４０が設けられている。気密形成手段４０は、鋳
型２１に挿入された湯口管３１の外周に位置しており、
上方に突出する筒状に形成されている。気密形成手段４
０の内周面は、上方に向って拡径するテーパ面４０ａか
ら構成されている。テーパ面４０ａは、鋳型２１を気密
チャンバ下板２６にセットする際に、鋳型２１の生砂２
１ａを湯口管３１の外周面３１ａに押圧する機能を有し
ている。

【００１６】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。吸引鋳造に際しては、まず直管状の湯口管３
１が気密チャンバ下板２６の湯口管挿入穴３０に挿入さ
れる。湯口管３１が所定量だけ上方に突出した状態で、
保持手段３３による湯口管３１のクランプが行なわれ、
湯口管３１は気密チャンバ下板２６側に保持される。湯
口管３１が保持されると、鋳型２１が気密チャンバ下板
２６にセットされる。この場合、鋳型２１の鋳型湯口３
２に湯口管３１が挿入され、湯口管３１の上端がキャビ
ティ２４内に臨まされる。鋳型２１が気密チャンバ下板
２６にセットされる際には、鋳型２１の下面側が気密形
成手段４０のテーパ面４０ａと当接し、この状態で湯口
管３１の外周に位置する生砂２１ａが湯口管３１の外周
面３１ａに向けて押圧される。すなわち、鋳型２１の湯
口管３１の外周に位置する部分が、テーパ面４０ａとの
当接により湯口管３１側へ圧縮変形される。そのため、
湯口管３１と鋳型湯口３２との間の隙間が生砂２１ａの
密着によって閉塞され、湯口管３１と鋳型湯口３２との
接続部の気密性は著しく高められる。

【００１７】鋳型２１のセットが完了すると、鋳型２１
は気密チャンバカバー２７によって覆われる。鋳型２１
が気密チャンバカバー２７で覆われると、真空ポンプ３
６の作動によって気密チャンバ２９内の減圧が開始され
る。生砂２６ａからなる鋳型２９は通気性を有している
ので、気密チャンバ２９内が減圧されるとキャビティ２
４内も減圧され、湯口管３１を介して溶湯３７の吸上げ
が行なわれる。吸上げられた溶湯３７はキャビティ２４
内に充填される。ここで、湯口管３１と鋳型湯口３２と
の接続部は生砂２１ａの密着によって気密性が高められ
ているので、この接続部からの外気の侵入が抑制され、
溶湯３７への空気の混入は防止される。

【００１８】キャビティ２４内に充填された溶湯が冷却
され固化すると、気密チャンバカバー２７が引上げら
れ、鋳型２１が露出される。この状態では、保持手段３
３による湯口管３１のクランプが解除される。その後、
鋳型２１は気密チャンバ下板２６から搬出され、鋳物の
取出しが行なわれる。

【００１９】第２実施例 図３は、本発明の第２実施例を示している。第２実施例
が１実施例と異なるところは、気密形成手段の構成のみ
であり、その他の部分は第１実施例の構成に準じるの
で、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付すことに
より、準じる部分の説明を省略し、異なる部分について
のみ説明する。後述する他の実施例も同様とする。第１
実施例では、気密形成手段４０は一体化された筒状に形
成されていたが、本実施例では気密形成手段５０は４分
割されている。気密形成手段５０は第１実施例と同様に
内周面がテーパ面からなる筒状に形成されており、４つ
に分割されたそれぞれの分割突起部５０ａ、５０ｂ、５
０ｃ、５０ｄが湯口管３１の方向に移動可能となってい
る。各分割突起部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄには
エアシリンダ５１が連結されている。各分割突起部５０
ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、エアシリンダ５１のロ
ッドの伸縮により気密チャンバ下板２６に沿って水平方
向に進退可能となっている。

【００２０】このように構成された第２実施例において
は、鋳造後に気密形成手段５０を拡径させることによ
り、湯口管３１と鋳型湯口３２との間には隙間を形成す
ることができ、湯口管３１の離脱が容易となる。また、
湯口管３１の径が変わっても対応可能となり、鋳物に最
適な径の湯口管３１を選択することも可能となる。な
お、気密形成手段５０の内径の最小径を湯口管３１の径
よりも小に設定することにより、気密形成手段５０を保
持手段として機能させることも可能となる。

【００２１】第３実施例 図４は、本発明の第３実施例を示している。図４に示す
ように、気密形成手段６０は上方に突出する筒状に形成
されている。気密形成手段６０の内周面は、上方に向っ
て拡径するテーパ面６０ａから構成されている。気密形
成手段６０には、周方向に延びる減圧室６１が形成され
ている。減圧室６１は、テーパ面６０ａに設けられた生
砂流入防止手段６２を介してテーパ面６０ａの内側と連
通されている。生砂流入防止手段６２は、たとえば金網
から構成されている。減圧室６１は、気密チャンバ下板
２６に形成された通路６３を介して図示されない減圧手
段に接続されている。

【００２２】このように構成された第３実施例において
は、真空ポンプ３６による気密チャンバ２９内の減圧開
始以前から減圧室６１内の減圧が開始される。そのた
め、鋳物２１の湯口管３１の外周近傍が著しく減圧さ
れ、湯口管３１と鋳型湯口３２の接続部から流入する外
気が生砂流入防止手段６２を介して減圧室６１に強制的
に流入される。したがって、第１実施例の場合よりも湯
口管３１の接続部の閉塞効果が高められ、さらに接続部
の気密性を高めることが可能となる。

【００２３】第４実施例 図５および図６は、本発明の第４実施例を示している。
図に示すように、気密チャンバ下板２６には気密形成手
段７０が設けられている。気密形成手段７０は、４つの
押圧部７１と４つのエアシリンダ７２とから構成されて
いる。押圧部７１は円弧状をした突起部材から構成され
ており、内側面はテーパ面７１ａに形成されている。押
圧部７１には、エアシリンダ７２が連結されている。押
圧部７１はエアシリンダ７２のロッドの伸縮により、気
密チャンバ下板２６の上面に対して出没可能となってい
る。４つの押圧部７１は、図６に示すように、湯口管３
１を包囲する円形状となるように配置されている。

【００２４】このように構成された第４実施例において
は、気密チャンバ下板２６に鋳型２１がセットされる以
前は、気密形成手段７０の押圧部７１は気密チャンバ下
板２６の上面からは突出されていない。鋳型２１が気密
チャンバ下板にセットされると、エアシリンダ２７によ
り押圧部７１が押上げられ、押圧部７１のテーパ面７１
ａと鋳型２１の生砂２１ａとが当接され、生砂２１ａが
湯口管３１の外周面に向って押圧される。したがって、
湯口管３１の外周面に生砂２１ａが密着し、湯口管３１
と鋳型湯口３２との接続部の気密性が高められる。

【００２５】第５実施例 図７および図８は、本発明の第５実施例を示している。
気密チャンバ下板２６には、湯口管３１を包囲するよう
に多数の気密形成手段８０が設けられている。気密形成
手段８０は、押圧部８１とエアシリンダ８２とから構成
されている。押圧部８１は棒状部材から構成されてお
り、気密チャンバ下板２６に形成された斜め方向に延び
る保持穴８３に摺動自在に保持されている。押圧部８１
はエアシリンダ８２と連結されており、エアシリンダ８
２のロッドの伸縮によって湯口管３１に対して進退可能
となっている。

【００２６】このように、構成された第５実施例におい
ては、各エアシリンダ８２の伸長による押圧部８１の移
動により、湯口管３１の外周に存在する生砂２１ａが湯
口管３１の外周面３１ａに向けて斜め方向に押圧され
る。したがって、生砂２１ａが湯口管３１の外周面３１
ａに密着し、湯口管３１の接続部の気密性が高められ
る。

【００２７】第６実施例 図９は、本発明の第６実施例を示している。図に示すよ
うに、本実施例では気密形成手段９０は４分割されてい
る。４つに分割された分割突起部９０ａ、９０ｂ，９０
ｃ、９０ｄは湯口管３１に向って移動可能となってい
る。各分割突起部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄには
エアシリンダ９１が連結されており、各分割突起部９０
ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは気密チャンバ下板２６に
沿って水平方向に進退可能となっている。各分割突起部
９０ａ〜９０ｄの形状は、図５に示す押圧部８１とほぼ
同一となっており、内周面に生砂２１ａの押圧のための
テーパ面が形成されている。なお、本実施例の作用は第
２実施例に準じるので、その説明は省略する。

【００２８】第７実施例 図１０は、本発明の第７実施例を示している。図に示す
ように、本実施例の気密形成手段１００は第４実施例の
気密形成手段７０の構成に準じるので、異なる部分につ
いてのみ説明し、準じる部分については第５実施例と同
一の符号を付すことにより説明を省略する。押圧部７１
には減圧室１０１が設けられている。減圧室１０１は、
押圧部７１のテーパ面７１ａに設けられた生砂流入防止
手段１０２を介してテーパ面７１ａの内側と連通されて
いる。生砂流入防止手段１０２は、たとえば金網から構
成されている。減圧室１０１は、押圧部７１に形成され
た通路１０３と気密チャンバ下板２６に形成された通路
１０４を介して図示されない減圧手段に接続されてい
る。

【００２９】このように構成された第７実施例において
は、減圧室１０１内の減圧によって、湯口管３１の外周
近傍が著しく減圧され、湯口管３１と鋳型湯口３２の接
続部から流入する外気が生砂流入防止手段１０２を介し
て減圧室１０１に流入される。したがって、第４実施例
の場合よりも湯口管３１の接続部分の閉塞効果が高めら
れ、さらに気密性を高めることが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る鋳造
装置によるときは、以下の効果が得られる。 （イ） 気密形成手段によって鋳型の生砂を湯口管の外
周面に向けて押圧するようにしたので、湯口管と鋳型湯
口との接続部の気密性を高めることが可能となる。その
ため、直管状の湯口管をそのまま用いることが可能とな
り、湯口管に高精度のフランジを設ける従来装置に比べ
て湯口管の製作費を大幅に低下させることができる。 （ロ） 湯口管の接続部の気密性が高められるので、溶
湯への外気の混入がなくなり、鋳造不良を大幅に減少さ
せることができる。 （ハ） 湯口管にフランジを設ける必要がないので、フ
ランジによる溶湯温度の低下を考慮する必要がなくな
る。したがって、その分、吸上げる溶湯温度を最適な温
度まで低下させることが可能となり、鋳物の品質を高め
ることができる。 （ニ） 湯口管の形状が単純化されたため、湯口管のハ
ンドリングが容易になり、湯口管の着脱を自動化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る鋳造装置の概略構成
図である。

【図２】図１における気密チャンバ下板の平面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例に係る鋳造装置における気
密形成手段の平面図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る鋳造装置における気
密形成手段の断面図である。

【図５】本発明の第４実施例に係る鋳造装置の概略構成
図である。

【図６】図５の装置における気密形成手段の平面図であ
る。

【図７】本発明の第５実施例に係る鋳造装置における気
密形成手段の平面図である。

【図８】図７の気密形成手段近傍の拡大断面図である。

【図９】本発明の第６実施例に係る鋳造装置における気
密形成手段の平面図である。

【図１０】本発明の第７実施例に係る鋳造装置における
気密形成手段の断面図である。

【図１１】従来の鋳造装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２１ 鋳型 ２１ａ 生砂 ２４ キャビティ ２６ 気密チャンバ下板 ２９ 気密チャンバ ３１ 湯口管 ３３ 保持手段 ３６ 真空ポンプ ３７ 溶湯 ４０ 気密形成手段 ５０ 気密形成手段 ６０ 気密形成手段 ６１ 減圧室 ７０ 気密形成手段 ８０ 気密形成手段 ９０ 気密形成手段 １００ 気密形成手段 １０１ 減圧室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−122562（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−81752（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 18/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生砂を使用した鋳型のキャビティ内を該
   鋳型の外側を減圧させることにより減圧し、該減圧によ
   り鋳型に挿入され一方がキャビティ内に臨まされる湯口
   管を介して溶湯を吸上げ、該吸上げられた溶湯をキャビ
   ティ内に充填させるようにした鋳造装置において、該鋳
   型に挿入された湯口管の外周に、鋳型の生砂を湯口管の
   外周面に向けて押圧する気密形成手段を設けたことを特
   徴とする鋳造装置。