JP2883048B2 - 低圧鋳造法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、鋳造
ステーションと段取りステーションとを配置し、この間
を往復（シャトル方式）形態に金型を移動して生産性を
高めた低圧鋳造法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より低圧鋳造法は主としてアルミニ
ウム合金の鋳造に広く用いられている。

【０００３】この鋳造法は、図６から分かるように、溶
湯保持炉５１上に金型開閉機構５２を備えた鋳造機５３
を置き、固定プレート５４に金型５５を取り付け、溶湯
保持炉５１内に空気又は不活性ガスを導入口５６供給し
て低い圧力（0.3〜0.4 kg/cm²）をかけ、ストーク５７
を通じて溶湯５８を押し上げ、湯口５９から金型５５の
キャビティ６０内に導くことにより、鋳物を得る方法で
ある。

【０００４】この場合、加圧が終了すると一定の冷却時
間を経過した後開閉シリンダ５２aを作動して可動プレ
ート６１と共に上型５５Ａのみ上昇させて製品取り出し
等を行っている。下型５５Ｂは固定プレート５４に固定
されたままである。そして、再び中子をセット等の鋳造
準備を行って上記の要領で鋳造する。

【０００５】この種先行技術に特公昭５９−３３４６８
号公報記載の鋳造装置がある。特に、この装置では、下
型は固定台に定置したままで、上型を可動台により下型
の直上方における整合位置と下型外に退避した休止位置
とに亘り水平方向に往復移動可能にし、下型に対する準
備作業をし易くしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
加圧完了後一定の冷却時間の経過後、金型を開放して製
品を取り出し中子のセット等次の鋳造準備が終わるまで
の間は当然ながら鋳造はストップする。従って、金型１
面であっても連続鋳造はできず、１サイクルに要する時
間も長くなり（通常１サイクル９分程度）生産性が悪く
ならざるをえない。

【０００７】また、上記従来の方法・装置は、金型１面
にて鋳造を実施するだけを考えたものであり、異機種金
型の鋳造には、金型を変える度にいちいち金型をセット
し直す必要があり、生産性向上の観点からは実際上適用
できない。この点は、下型は定置したままで金型全体の
移動をしない上記特公昭５９−３３４６８号公報記載の
鋳造装置でも同様である。

【０００８】なお、特公平２−３７８２０号公報には、
無枠式鋳造ラインにおいて、セットステーション、清掃
ステーション、離脱ステーションを設け、これら３位置
を往復移動する可動台車が開示されているが、これは鋳
型にかぶせるジャケットおよび上型の上面に載せるウエ
イトを型ばらしラインから注湯ラインの鋳型に同時に移
載することを主目的としており、本願のように金型全体
を往復移動して生産性を向上させるものではない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この出願発明は、鋳造ステーションと段取りステ
ーションとを配置し、この間を往復（シャトル方式）形
態に金型を移動する低圧鋳造法又は装置である。これに
よれば加圧時間は同じでも鋳造１サイクルに要する時間
は短縮され、生産性が高められる。また、異機種金型の
連続鋳造にも適している。

【００１０】

【発明の実施の形態】この出願発明の低圧鋳造法は、１
つの鋳造ステーションの左右に段取りステーションを配
置し、この鋳造ステーションから各段取りステーション
に金型全体が往復移動可能になるようにし、該鋳造ステ
ーションで鋳造後の金型全体を１の段取りステーション
に移動して製品を取り出して次の鋳造準備を行い、その
間に他の段取りステーションから同一金型又は異機種金
型を上記鋳造ステーションに移動して鋳造を行った後元
の段取りステーションに戻して次の鋳造準備を行い、そ
の間に１の段取りステーションにある金型を元の鋳造ス
テーションに移動して鋳造を行い、以上の工程を繰り返
し行うようにしたものである。加圧時間等は従来と同じ
でも鋳造のサイクルタイムは短縮され、生産性が高めら
れる。特に、異機種金型２面の連続鋳造が容易になる。

【００１１】また、上記段取りステーションにおいて金
型の予熱を行うようにすれば、金型温度の安定化が図
れ、鋳造ステーションに移行した後すぐに鋳造が開始で
きる。

【００１２】更に、鋳造ステーションに配置される低圧
鋳造装置は、溶湯保持炉と鋳造機からなり、鋳造機には
上型と下型からなる金型を有すると共に、この上型を保
持でき、金型開閉シリンダにより上下動可能な可動プレ
ートを有し、金型全体を段取りステーションへ移動し得
る台車を有し、この台車に上記金型開閉シリンダを設置
すると共に、上記可動プレートに下型をクランプするク
ランプ装置を備えたものである。金型移動による低圧鋳
造法を実施する上で好適な装置となり、クランプ装置に
より金型移動時に型開きがないため、砂中子の破損のお
それもない。

【００１３】上記クランプ装置を、可動プレートにクラ
ンプシリンダを設け、そのロッドに下型までのびるクラ
ンプ棒を揺動自在に又はその軸芯回りに回転自在に連設
し、このクランプ棒の下端部を下型に係脱自在にしたも
ので構成する。クランプシリンダを可動プレートに配置
したので金型の構造が簡素にできる。この場合、下型に
係合凹部を有するブラケットを設け、該係合凹部に係脱
する鍔をクランプ棒の下端部に設けると、係脱部分の構
造が簡単になる。

【００１４】

【実施例】以下、この出願発明の実施例を図面を参照し
ながら説明する。

【００１５】図１は、後述する鋳造ステーションに配置
される、本願の低圧鋳造法を実施するために好適な鋳造
装置全体の断面図で、この装置は、溶湯保持炉１と鋳造
機２から主に構成されている。溶湯保持炉１の頂部には
該保持炉１の上部開口を蓋する固定プレート３が設けら
れ、この固定プレート３の中央部に下記金型の湯口に臨
む管状のストーク４が炉内に垂下した形態で設けてあ
る。このストーク４は、溶湯保持炉１内に保持されてい
るアルミニウム等の溶融金属（溶湯）５内まで入り込ん
でいる。溶湯保持炉５の上部には加圧用空気又は不活性
ガスの導入口６が設けられており、炉内を加圧すること
により溶湯５をストーク４を通じて押し上げることがで
きるようになっている。７は排気口を示す。

【００１６】固定プレート３上に上型８と下型９からな
る金型１０が設けられており、下型９の湯口１１とスト
ーク４の上端開口４aとが連通するように金型１０が設
置される。上型８と下型９との間に形成される空間（キ
ャビティ）１０aにストーク４から湯口１１を通じて注
湯され、製品としてのエンジン用シリンダやシリンダヘ
ッド等が鋳造される。上型８の固定部材１２上には可動
プレート１３が設けられ、上型８は固定部材１２を介し
て可動プレート１３に固定されている。１４がその固定
金具である。固定プレート３上には門形のガイド支柱１
５が立設されており、可動プレート１３が、このガイド
支柱１５に沿って上下動できるようになっている。

【００１７】可動プレート１３の上方には台車１６が設
けられている。この台車１６上に金型開閉シリンダ１７
が設置され、そのロッド１７a が下方に伸びてロッド１
７a端が上記可動プレート13に固定されている。従っ
て、金型開閉シリンダ１７の伸縮により可動プレート１
３が上下動できるようになっている。台車１６下面には
走行ローラ１８が設けられており、台車１６が可動プレ
ート１３等を保持したままレール１９上を後述の段取り
ステーションまで移動できるようになっている。なお、
レール１９はガイド支柱１５に保持されている。

【００１８】この場合、可動プレート１３と共に上型８
と下型９とが一体になったまま（即ち、金型全体が）移
動できるようにクランプ装置２０が設けてある。

【００１９】図２(a)(b)はスイング引き込み式のクラン
プ装置である。可動プレート１３上にクランプシリンダ
２１が設けられ、そのロッド２１aが可動プレート１３
の開口１３a から下方に伸びている。ロッド２１a 端に
はクランプ棒２２が連設され下型９まで延びている。ク
ランプ棒２２の下部が下型９から離れる方向に揺動自在
になるように連設部にヒンジ２２aが設けられていると
共にクランプ棒２２下端には鍔２２bが設けてある。一
方、下型９の側面にはＬ型のブラケット２３が鍔２２b
と係合しうる位置にその一辺を下型９側面に固着して設
けられていると共に、図２(c)の如くブラケット２３の
一辺（自由端）の先端部に鍵穴状の切り欠き（係合凹
部）２３a が設けてある。この係合凹部２３aからクラ
ンプ棒２２が入り込み、クランプシリンダ２１を作動し
てロッド２１aを少し短縮してクランプ棒２２引き込む
ことによりその鍔２２bがブラケット２３に係合して下
型９がクランプされるようになっている。従って、図２
(a)に示すクランプ状態を解除する時には、まず、クラ
ンプシリンダ２１を作動してロッド２１aを少し伸ば
し、鍔２２bを下方に下げた後、図２(b)のようにヒンジ
２２a（この時ヒンジ２２aの位置は可動プレート１３下
面より若干下方にある）からクランプ棒２２を揺動させ
てブラケット２３の係合凹部２３a から外せばよい。図
２(c)は、回転引き込み式のクランプ装置の係合部の要
部図で、ロッド２１aが軸芯回りに回転することにより
ロッド２１a から一体に延設されたクランプ棒２２も軸
回転するようになっており、図２(c)の如く、鍔２２bを
係合凹部２３aの下方に位置させた状態から90度軸回転
してロッドを短縮してクランプ棒２２を引き込めば鍔２
２b がブラケット２３下面に係止され下型９がクランプ
される。

【００２０】図３は、スライド式金型を使用した場合の
位置決め固定のためのウエッジ装置（図１の正面側に付
設される）を示す。(a)図の如く上型８に設けたウエッ
ジシリンダ２４のロッド２４aを伸長してウエッジ２５
を下型９のテーパ面２６に沿って押し込むと、(b)図の
如く下型９は所定の位置に固定される。従って、この状
態で上記クランプ装置２０を作動すればクランプが確実
に行われる。

【００２１】上記のようなクランプ装置２０を設けるこ
とにより、台車１６移動時には、上型８と下型９をクラ
ンプした状態で可動プレート１３と一緒に移動させるこ
とができる。これは、以下に述べる本願の鋳造サイクル
においてその意義が効果的に発揮される。

【００２２】図４は、上記鋳造装置を中央に配置した鋳
造ステーションＡに対して金型が左右に配置した段取り
ステーションＢ、Ｃの間を往復移動する、いわばシャト
ル方式の鋳造法に係るものである。段取りステーション
Ｂ、Ｃでは鋳造製品の取り出し、中子のセット、金型の
予熱を行う。鋳造ステーションＡと段取りステーション
Ｂ，Ｃは平面視で直線上に配置される。

【００２３】図４の鋳造ステーションＡでは、溶湯保持
炉１上に金型１０をセットした後、炉内を加圧してスト
ーク４から溶湯５を押し上げ、湯口を通じて金型のキャ
ビティ内に注湯して鋳造する。（その間右の段取りステ
ーションＣでは中子セット等の鋳造準備が進められ
る。）そして、加圧が完了した時点で、下型９をクラン
プ装置２０によってクランプしたまま、金型開閉シリン
ダ１７を作動して可動プレート１３と共に金型を持ち上
げる。その後台車１６を凝固中の鋳造物を有する金型１
０を保持したままレール１９に沿って左の段取りステー
ションＢまで横移動させる。移動中が冷却時間にもな
る。

【００２４】段取りステーションＢ，Ｃには、金型温度
の安定化のため予熱炉２７が設けられており、予熱炉２
７の頂部には中央に開口２８aを有する固定プレート２
８が設けられ、固定プレート２８上に鋳造ステーション
Ａと同様な門形のガイド支柱１５が立設されている。

【００２５】上記のように鋳造ステーションＡから移動
してきた台車１６を段取りステーションＢの位置で停止
し、開閉シリンダ１７を作動（伸長）して固定プレート
２８上に金型１０を置き、下型９を固定プレート２８に
クランプし、次にクランプシリンダ２１を作動して上記
した要領で上型８と下型９間のクランプを解除した後、
再度開閉シリンダ１７を作動（短縮）して上型８を製品
と共に持ち上げ、押下部材２９を下方に押し下げて製品
３０を取り出す。その後は鋳造ステーションＡで次の鋳
造を行うための中子セット等の準備作業を行う。鋳造ス
テーションＡに送られるまでの間金型１０は予熱炉２７
によって一定温度に保温されている。即ち、加熱空気が
供給口３１から予熱炉２７内に供給され、この加熱空気
が、固定プレート２８の中央の開口２８aからこれと連
通する位置にセットされた下型９の湯口１１からキャビ
ティ内に送給されて金型１０の温度が低下しないように
なっている。加熱空気の温度は金型温度と連動して制御
される。なお、加熱空気を供給する代わりにヒーターを
予熱炉内に設けることもある。或いはガスバーナで加熱
してもよい。

【００２６】上記のように金型が左の段取りステーショ
ンＢに移動した後すぐに、右の段取りステーションＣか
ら、同一金型または異機種金型１０Ａが、上記と同要領
で鋳造ステーションＡまで移動してくる。そして、鋳造
ステーションＡで鋳造が完了した後は上記と同要領で金
型が元の段取りステーションＣに戻り、製品が取り出さ
れ次の鋳造準備が進められる。この時、左の段取りステ
ーションＢから再び鋳造ステーションＡに金型が送られ
てくる。そして、以上の作業・動作が繰り返して行われ
る。

【００２７】このように鋳造ステーションが１つで金型
２面を交互に移動させて連続鋳造でき、生産性を高める
ことができる。特に、異機種金型を交互に連続鋳造でき
るメリットがある。また、従来と加圧時間等は同じでも
サイクルタイムの短縮（約半分）が可能であり、生産性
の向上が図れる。

【００２８】上記の鋳造法は、図５(a)に示すような、
金型を往復移動するシャトル方式のものであるが、図５
(b)(c)のようなループ方式を採用することもできる。つ
まり、図５(b)のように１つの鋳造ステーションＡと１
つの段取りステーションＢの間を金型全体を循環移動さ
せることでも異機種金型２面による鋳造が可能である。
また、異機種金型の面数を更に増やすのには図５(c)の
ように１つの鋳造ステーションＡと、２つ（又はこれ以
上）の段取りステーショステーションＢ，Ｃをループ状
に配置し金型全体を循環移動させるのが有効である。図
示するような２つの段取りステーションを備えている場
合には少なくとも異機種金型の面数を３つにして、これ
らを順送りに鋳造ステーションに移動して連続的な鋳造
ができる。なお、２つの段取りステーションがある場
合、一つの段取りステーションで製品取り出しを行い、
他の段取りステーションでは中子セットを行うようにし
てもよい。また、金型交換としても利用できる。更に金
型交換用の専用のステーションを追加してもよい。

【００２９】

【発明の効果】 この出願発明の低圧鋳造法では、従
来と加圧時間等は同じでもサイクルタイムの短縮が可能
であり、生産性を高め得る。

【００３０】鋳造ステーション１つにて異機種金型によ
る鋳造が可能であり、異機種金型２面を交互に移動させ
鋳造でき、生産性を高める。

【００３１】また、段取りステーションにおいて金型の
予熱を行うようにすれば、金型温度の安定化が図れ、鋳
造ステーションに移行した後すぐに鋳造が開始できるか
ら、これもサイクルタイムの短縮化につながる。

【００３２】 この出願発明の鋳造装置では、上記低
圧鋳造法を実施するのに好適なものであり、特に、クラ
ンプ装置により上型と下型が強固にクランプされるか
ら、金型移動時に型開きがなく、砂中子の破損におそれ
もなくなる。また、クランプシリンダを可動プレートに
配置すれば、金型の構造が簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の低圧鋳造法を実施するために好適な、鋳
造ステーションに配置される鋳造装置全体の断面図であ
る。

【図２】(a)(b)はスイング引き込み式のクランプ装置の
概略図で、(a)のクランプ状態から(b)の脱の状態を示
す。(c)はその平面図である。(d)は回転引き込み式のク
ランプ装置の係合部の平面図で、鍔の回転により係脱す
る状態を示す。

【図３】スライド型金型を使用した場合における位置決
め装置の概略図で、(a)(b)はウエッジを押し込む前後の
図を示す。

【図４】中央の鋳造ステーションＡと左右それぞれの段
取りステーションＢ，Ｃ間を金型往復移動（シャトル方
式）により低圧鋳造法を実施する場合の装置図である。

【図５】(a)は図４に対応したシャトル方式の低圧鋳造
法の概念図、(b)(c)は金型を循環移動させて低圧鋳造法
を実施する、ループ方式の低圧鋳造法の概念図を示す。
(b)は１つの鋳造ステーションＡに対して１つの段取り
ステーションＢを配置した場合、(c)は１つの鋳造ステ
ーションＡに対して２つ（複数）の段取りステーション
Ｂ，Ｃを配置した場合を示す。

【図６】従来の低圧鋳造法を実施するための装置図であ
る。

【符号の説明】

１…溶湯保持炉 ２…鋳造機 ３…固定プレート ４…ストーク ５…溶湯 ８…上型 ９…下型 １０…金型 １３…可動プレート １５…ガイド支柱 １６…台車 １７…金型開閉シリンダ １９…レール ２０…クランプ装置 ２１…クランプシリンダ ２２…クランプ棒 ２２a…ヒンジ ２２b…鍔 ２３…ブラケット ２３a…係合凹部 ２７…予熱炉

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−64466（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−241352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−221655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−100964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−23565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−36312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−70035（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 18/04 B22D 33/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの鋳造ステーションの左右に段取り
   ステーションを配置し、この鋳造ステーションから各段
   取りステーションに金型全体が往復移動可能になるよう
   にし、該鋳造ステーションで鋳造後の金型全体を１の段
   取りステーションに移動して製品を取り出して次の鋳造
   準備を行い、その間に他の段取りステーションから同一
   金型又は異機種金型を上記鋳造ステーションに移動して
   鋳造を行った後元の段取りステーションに戻して次の鋳
   造準備を行い、その間に１の段取りステーションにある
   金型を元の鋳造ステーションに移動して鋳造を行い、以
   上の工程を繰り返し行うようにしたことを特徴とする低
   圧鋳造法。
2. 【請求項２】 段取りステーションにおいて金型の予熱
   を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の低
   圧鋳造法。
3. 【請求項３】 鋳造ステーションに配置される低圧鋳造
   装置であって、この低圧鋳造法は溶湯保持炉と鋳造機か
   らなり、鋳造機には上型と下型からなる金型を有すると
   共に、この上型を保持でき、金型開閉シリンダにより上
   下動可能な可動プレートを有し、金型全体を段取りステ
   ーションへ移動し得る台車を有し、この台車に上記金型
   開閉シリンダを設置すると共に、上記可動プレートに下
   型をクランプするクランプ装置を備えたことを特徴とす
   る低圧鋳造装置。
4. 【請求項４】 クランプ装置を、可動プレートにクラン
   プシリンダを設け、そのロッドに下型までのびるクラン
   プ棒を揺動自在に又はその軸芯回りに回転自在に連設
   し、このクランプ棒の下端部を下型に係脱自在にしたも
   ので構成した請求項３記載の低圧鋳造装置。
5. 【請求項５】 下型に係合凹部を有するブラケットを設
   け、該係合凹部に係脱する鍔をクランプ棒の下端部に設
   けた請求項４記載の低圧鋳造装置。