JP4302748B2 - 重力鋳造装置 - Google Patents

Description

本発明は重力鋳造装置に関し、更に詳細には成形型のキャビティを形成する上型と下型との少なくとも一方が可動型に形成された重力鋳造装置に関する。

鋳造装置としては、湯口に注入された溶融金属が重力によって湯道を流下してキャビティに充填される重力鋳造装置が汎用されている。かかる重力鋳造装置として、下記特許文献１に記載されている重力鋳造装置を図６に示す。図６に示す重力鋳造装置では、図６に示す様に、上型１００、下型１０２及び横型１０４，１０４によってキャビティ１０６が形成されている。かかる上型１００、下型１０２及び横型１０４，１０４のうち、下型１０２は固定型であって、上型１００及び横型１０４，１０４は下型１０２に対して接離する可動型である。上型１００は、下型１０２に対して上下方向に可動し、横型１０４，１０４は、下型１０２に対して左右方向に可動する。
更に、下型１０２には、キャビティ１０６に溶融金属が充填され冷却されて得られた鋳造品１１０を下型１０２から突き出す突出ピン１０８，１０８が設けられている。
尚、可動型である上型１００、横型１０４，１０４、及び突出ピン１０８，１０８の各々には、シリンダ装置等の駆動手段が設けられているが図面では省略した。
特開２００４−３５８５１１号公報

図６に示す重力鋳造装置では、キャビティ１０６に溶融金属が充填され冷却されて得られた鋳造品１１０を成形型から取り出す際には、図７（ａ）に示す様に、上型１００を上昇して上型１００と下型１０２とを型開して、上型１００を鋳造品１１０から離型した後、図７（ｂ）に示す様に、横型１０４，１０４を下型１０２の側方に移動して下型１０２と横型１０４，１０４とを型開し、横型１０４，１０４を鋳造品１１０から離型する。
その後、下型１０２上に載置された状態の鋳造品１１０は、図８に示す様に、突出ピン１０８，１０８によって突出され、成形型から容易に取り出すことができる。

ところで、図６〜図８に示す重力鋳造装置では、上型１００を上昇させて鋳造品１１０から離型する際に、抜き勾配等の形状、鋳造を繰り返すことに因る塗型剤の離型効果の変化、或いは冷却によって生じる鋳造品１１０の収縮等によって、上型１００から鋳造品１１０が離型され難くなる場合がある。この場合、上型１００に局部的な応力が加えられたり、或いは鋳造品１１０と上型１００との摩擦抵抗が増大することによって、鋳造品１１０に変形等の悪影響が生ずるおそれがある。
しかも、鋳造品１１０の上型１００で形成される形状が複雑化するほど、薄肉の鋳造品形状であるほど、上型から鋳造品１１０を離型する際に、鋳造品１１０が変形等の悪影響を受け易くなる傾向にある。
そこで、本発明は、上型と下型との少なくとも一方が可動型に形成されている重力鋳造装置を用いて鋳造し、可動型を移動して上型と下型とを型開する際に、上型から鋳造品が離型し難い従来の重力鋳造装置の課題を解消し、可動型を移動して上型と下型とを型開する際に、上型から鋳造品を容易に離型し易い重力鋳造装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、図６〜図７に示す重量鋳造装置の上型１００にも、上型１００が上昇して鋳造品１１０と離型する際に、鋳造品１１０を上型１００から押し出す押出ピンを設けることによって、上型１００と下型１０２とを型開するとき、上型１００から鋳造品１１０を容易に離型し易いことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、成形型のキャビティを形成する上型と下型との少なくとも一方が可動型に形成されている重力鋳造装置であって、前記可動型である上型又は下型を移動して上型と下型とを型開し、前記キャビティ内に充填された溶融金属が冷却されて得られた鋳造品を取り出す際に、前記鋳造品を下型方向に押し出す押出ピンが前記上型に設けられ、且つ前記下型には、前記下型上に載置された鋳造品を上型方向に突き出す突出ピンが設けられており、前記押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部は、その先端が鋳造品内に鋳込まれる金属部品の表面に当接して、前記鋳造品を上型から押し出し又は下型から突き出すように設けられていることを特徴とする重力鋳造装置にある。

かかる本発明において、キャビティの長手方向に沿って上型に設けられた複数個の押出ピンと、前記キャビティの長手方向に沿って下型に設けられた複数個の突出ピンとを、前記キャビティの鋳造品表面に当接する当接面が互いに対向する位置又はその近傍の位置となるように設けることによって、押出ピンと突出ピンとが鋳造品に同時に力を加える場合には、鋳造品に対して加える力を打ち消しあう方向であるため、鋳造品の変形を効果的に防止できる。
更に、キャビティの長手方向に沿って上型に設けられた複数個の押出ピンを、鋳造品を下型方向に押し出す際に、前記下型方向に同時に突出開始できるように設け、且つ前記キャビティの長手方向に沿って下型に設けられた複数個の突出ピンを、前記鋳造品を上型方向に突き出す際に、前記上型方向に同時に突出開始できるように設けることにより、鋳造品に対して同等な力を均等に加えることができ、鋳造品の上型及び下型からの離型性を向上できる。

また、本発明において、成形型の上型と下型と共にキャビティを形成する横型を、前記上型又は下型に対して接離可能に設けられている可動型とし、且つ前記横型を、前記上型と下型とが型開されてから、前記上型又は下型に対して離れるように設けることによって、上型と下型との型開の際に、横型に鋳造品が付着しているため、可動型と鋳造品とを容易に離型できる。
更に、押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部を、その先端が当接する鋳造品の部分を後加工で削除する部分となるように設けることによって、鋳造品表面に押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部の先端が当接した痕跡が残っても、最終的に得られる鋳造品の外観に影響を与えることはない。
この押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部の先端が当接する鋳造品の部分を、前記鋳造品の表面から突出する押し座部とし、前記押し座部を、キャビティの内壁面に開口された凹状部で形成することが好ましい。

本発明に係る重力鋳造装置によれば、可動型である上型と下型との少なくとも一方を移動して上型と下型とを型開する際に、上型に設けられている押出ピンによって、上型から鋳造品を下型に押し出す。このため、上型と下型とを型開きする際に、上型から鋳造品を容易に離型でき、均斉な鋳造品を得ることができる。
更に、上型から離型された下型上の鋳造品は、下型に設けられた突出ピンによって下型から突出でき、均斉な鋳造品を重力鋳造装置から容易に取り出すことができる。
また、押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部は、その先端が鋳造品内に鋳込まれる金属部品の表面に当接して、前記鋳造品を上型から押し出し又は下型から突き出すように設けられているため、押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部の先端が鋳造品表面に当接したことの痕跡をなくすことができる。

本発明に係る重力鋳造装置を図１に示す。図１に示す重力鋳造装置では、鋳造品Ｐを鋳造する成形型１０のキャビティ１８は、上型１２、下型１４及び横型１６，１６によって形成される。このキャビティ１８には、その中央部に押湯部１８ａが設けられており、その側方に側方押湯部１８ｂ，１８ｂが設けられている。
かかる成形型１０を構成する部材のうち、下型１４が固定型であって、上型１２及び横型１６，１６が可動型である。可動型である上型１２は、連結部材２０に設けられた駆動装置としてのシリンダ装置２２によって下型１４に対して上下方向に接離可能に設けられている。また、可動型である横型１６，１６も、図示しない駆動装置としてのシリンダ装置によって下型１４に対して側方向に接離可能に設けられている。

図１に示す成形型１０の上型１２には、キャビティ１８の中央部に設けられた押湯部１８ａの近傍及び側方押湯部１８ｂ，１８ｂに、先端面が臨むように押出ピン２４，２４・・が設けられている。かかる押出ピン２４，２４・・の後端は、押出板２６に連結されている。この押出板２６は、連結部材２０に固設されている駆動手段としてのシリンダ装置２８，２８によって上下方向に移動可能に設けられている。このため、押出ピン２４，２４・・の先端は、シリンダ装置２２によって上型１２と共に上下方向に移動しつつ、シリンダ装置２８，２８によって上型１２から独自に同時に突出又は後退でき、鋳造品Ｐを同時に同一押圧力によって押し出すことができる。
更に、固定型である下型１４には、キャビティ１８の中央部に設けられた押湯部１８ａの反対側近傍及び側方押湯部１８ｂ，１８ｂの反対側に、先端面が臨むように突出ピン３０，３０・・が設けられている。かかる突出ピン３０，３０・・は、その先端面が上型１２に設けられた押出ピン２４，２４・・の先端面と互いに対向する位置又はその近傍の位置となるように設けられている。
この突出ピン３０，３０・・の後端は、突出板３２に連結されている。かかる突出板３２は、駆動手段としてのシリンダ装置３４によって上下方向に移動可能に設けられているため、突出ピン３０，３０・・の先端は、シリンダ装置３４によって下型１４から独自に同時に突出又は後退でき、鋳造品Ｐを同時に同一突出力によって突出できる。

図１に示す重力鋳造装置の成形型１０を形成する下型１４では、キャビティ１８の中央部に設けられた押湯部１８ａの反対側近傍に設けられた突出ピン３０，３０の先端が、図２（ａ）に示す様に、鋳造品Ｐに鋳込まれる金属部品としてのスリーブ３５の露出面に当接している。かかるスリーブ３５は、図２（ｂ）に示す様に、溶融金属が充填される前にキャビティ１８内に挿入されている。
この様に、突出ピン３０，３０の先端が鋳造品Ｐに鋳込まれる金属部品としてのスリーブ３５の露出面に当接していることによって、突出ピン３０，３０により鋳造品Ｐを下型１４から突出する際に、鋳造品Ｐの表面に突出ピン３０，３０の先端が当接したことの痕跡をなくすことができる。
尚、図１に示す駆動装置としてのシリンダ装置２２，２８，２８，３４の各駆動は、制御部３６によって制御されている。

図１に示す重力鋳造装置の成形型１０のキャビティ１８に充填された溶融金属を冷却固化して得られた鋳造品Ｐを成形型１０から取り出す際には、図３に示す様に、制御部３６からの駆動信号によってシリンダ装置２２を駆動し、上型１２を上方向に移動して下型１４から離す。かかる上型１２が上方向に移動する際に、横型１６，１６に鋳造品Ｐが付着しているため、上型１２と鋳造品Ｐとを容易に離型できる。
更に、上型１２が上方向に移動する際には、制御部３６からの駆動信号によってシリンダ装置２８，２８を駆動し、上型１２の押出ピン２４，２４・・の先端を同時に鋳造品Ｐの表面に当接して同一押圧力で鋳造品Ｐを下型１４の方向に押し出す。このため、鋳造品Ｐは押出ピン２４，２４・・の先端から均等に押出力を受けて上型１２から確実に離型できる。

次いで、図４に示す様に、図示しない駆動装置を駆動し、横型１６，１６を固定型である下型１４から離れる方向に移動し、横型１６，１６を鋳造品Ｐから離型することによって、固定型である上型１２上に鋳造品Ｐが残留する。
その後、図１に示す制御部３６からの駆動信号によって、シリンダ装置３４を駆動し、図５に示す様に、突出ピン３０，３０・・の先端を同時に鋳造品Ｐの表面に当接して同一押圧力で鋳造品Ｐを下型１４から突き出す。かかる突出ピン３０，３０・・によって下型１４から突き出された鋳造品Ｐは、人手又はロボットで容易に取り出すことができる。

図１〜図５に示す重力鋳造装置では、図２に示す様に、突出ピン３０，３０の先端が鋳造品Ｐに鋳込まれる金属部品としてのスリーブ３５の露出面に当接しているが、鋳造品Ｐに鋳込まれる金属部品がない場合には、押出ピン２４，２４・・及び突出ピン３０，３０・・の少なくとも一部を、その先端が当接する鋳造品Ｐの部分が後加工で削除される部分となるように設けてもよい。押出ピン２４，２４・・又は突出ピン３０，３０・・の少なくとも一部の先端面が、鋳造品Ｐの後加工で削除される部分に当接して外観上痕跡が残っても、この部分は後加工で削除されるため、最終的に得られる鋳造品Ｐの品質には何等の影響を与えないからである。
ここで、鋳造品Ｐの部分が後加工で削除される部分としては、図１に示す様に、キャビティ１８の押湯部１８ａ及び側方押湯部１８ｂ，１８ｂによって形成された部分Ｐ１，Ｐ２（図５）である。
この様に、部分Ｐ１，Ｐ２に押出ピン２４，２４・・及び突出ピン３０，３０・・の少なくとも一部の先端面が当接するように設けるには、図１に示す様に、側方押湯部１８ｂ，１８ｂに上型１２の押出ピン２４，２４の先端面が臨むように設けることによって可能である。

また、鋳造品Ｐとして用いる部分の表面に押出ピン２４，２４・・及び突出ピン３０，３０・・の少なくとも一部の先端を当接せざるを得ない場合には、図１に示す部分拡大図の様に、押出ピン２４，２４・・及び突出ピン３０，３０・・の少なくとも一部の先端が当接する鋳造品Ｐの部分に、鋳造品Ｐの表面から突出する押し座部１８ｃを形成することが好ましい。この押し座部１８ｃも、鋳造品Ｐの後加工によって除去されるものである。
かかる押し座部１８ｃは、成形型１０のキャビティ１８の内壁面に凹状部を開口することによって形成できる。

図１〜図５に示す重力鋳造装置の成形型１０は、上型１２、下型１４及び横型１６，１６によって形成されているが、上型１２と下型１４とから形成される成形型１０であってもよく、下型１４に残った鋳造品Ｐを突出ピン３０，３０・・で突出する際に、下型１４が降下するようにしてもよい。
更に、上型１２を可動型とし、下型１４を固定型としているが、上型１２を固定型とし、下型１４を可動型としてもよく、上型１２と下型１４との両者を可動型としてもよい。
また、上型１２と下型１４とを型開する際に、上型１２を上昇させつつ、押出ピン２４，２４・・によって、鋳造品Ｐを下型１４に押し出していたが、上型１２の押出ピン２４，２４・・によって鋳造品Ｐを下型１４方向に押し出しつつ、下型１４の突出ピン３０，３０・・によって鋳造品Ｐを下型１４から突出してもよい。この場合、上型１２の押出ピン２４，２４・・と、下型１４の突出ピン３０，３０・・とは、鋳造品Ｐの表面に当接する当接面が互いに対向する位置又はその近傍の位置となるように設けられているため、鋳造品Ｐに対して加える力を打ち消し合い、鋳造品Ｐの変形を効果的に防止できる。

本発明に係る重力鋳造装置の一例を説明する概略断面図である。 図１に示す重力鋳造装置の部分拡大断面図である。 図１に示す重力鋳造装置の型開工程の開始段階を説明する部分概略断面図である。 図１に示す重力鋳造装置の型開工程の中間段階を説明する部分概略断面図である。 図１に示す重力鋳造装置の型開工程の後段段階を説明する部分概略断面図である。 従来の重力鋳造装置を説明する概略断面図である。 図６に示す重力鋳造装置の型開工程の開始段階及び中間段階を説明する概略断面図である。 図６に示す重力鋳造装置の型開工程の後段段階を説明する概略断面図である。

符号の説明

１０ 成形型
１２ 上型
１４ 下型
１６ 横型
１８ キャビティ
１８ａ 押湯部
１８ｂ 側方押湯部
２０ 連結部材
２２，２８，２８，３４ シリンダ装置
２４ 押出ピン
２６ 押出板
３０ 突出ピン
３２ 突出板
３５ スリーブ
３６ 制御部
Ｐ 鋳造品
Ｐ１，Ｐ２ 鋳造品Ｐの部分

Claims (6)

1. 成形型のキャビティを形成する上型と下型との少なくとも一方が可動型に形成されている重力鋳造装置であって、
   前記可動型を移動して上型と下型とを型開し、前記キャビティ内に充填された溶融金属が冷却されて得られた鋳造品を取り出す際に、前記鋳造品を下型方向に押し出す押出ピンが前記上型に設けられ、且つ前記下型には、前記下型上の鋳造品を上型方向に突き出す突出ピンが設けられており、
   前記押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部は、その先端が鋳造品内に鋳込まれる金属部品の表面に当接して、前記鋳造品を上型から押し出し又は下型から突き出すように設けられていることを特徴とする重力鋳造装置。
2. キャビティの長手方向に沿って上型に設けられた複数個の押出ピンと、前記キャビティの長手方向に沿って下型に設けられた複数個の突出ピンとが、前記キャビティの鋳造品表面に当接する当接面が互いに対向する位置又はその近傍の位置となるように設けられている請求項１記載の重力鋳造装置。
3. キャビティの長手方向に沿って上型に設けられた複数個の押出ピンが、鋳造品を下型方向に押し出す際に、前記下型方向に同時に突出開始できるように設けられ、
   且つ前記キャビティの長手方向に沿って下型に設けられた複数個の突出ピンが、前記鋳造品を上型方向に突き出す際に、前記上型方向に同時に突出開始できるように設けられている請求項１又は請求項２記載の重力鋳造装置。
4. 成形型の上型と下型と共にキャビティを形成する横型が、前記上型又は下型に対して接離可能に設けられている可動型であり、
   且つ前記横型が、前記上型と下型とが型開されてから、前記上型又は下型に対して離れるように設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の重力鋳造装置。
5. 押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部が、その先端が当接する鋳造品の部分が後加工で削除される部分となるように設けられている請求項１〜４のいずれか一項記載の重力鋳造装置。
6. 押出ピン及び突出ピンの少なくとも一部の先端が当接する鋳造品の部分が、前記鋳造品の表面から突出する押し座部であって、
   前記押し座部が、キャビティの内壁面に開口された凹状部で形成される請求項５記載の重力鋳造装置。