JPH05154644A

JPH05154644A - 直接加圧高圧鋳造装置

Info

Publication number: JPH05154644A
Application number: JP34810191A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Sagara; 明広相良; Makoto Suzuki; 鈴木　　誠; Hiromi Shii; 弘海椎
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、複雑な機構を要することな
く肉厚誤差による製品不良を確実に低減でき、保守管理
も簡単である直接加圧高圧鋳造装置を提供することにあ
る。【構成】本発明の直接加圧高圧鋳造装置では、金型本
体２，３内に溶湯金属１２ａを注湯し、該溶湯１２ａを
加圧して凝固させることにより製品１２を得るものであ
って、金型本体２，３内の製品キャビティ部１６直上に
位置する内壁面に溝部１０，１１を周方向に沿って設
け、溶湯１２ａの加圧時に生じる余分の溶湯１２ｂを溝
部１０，１１内に流入させるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接加圧高圧鋳造装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直接加圧高圧鋳造法は、最も簡便な高圧
鋳造法（溶湯鋳造法ともいう）であり、加圧パンチが金
型の一部をなす上、金型自体も簡単であるため（筒型、
左右割り型等）、型費が安価で済むという利点を有す
る。その反面、あまり複雑な形状の製品が得られず、こ
のため試作品等の製造によく使用されている。

【０００３】例えば、図１６〜図１９に示すような左右
割り型５１，５２，上型（加圧パンチ）５３および下型
５４を用いて高圧鋳造法により製品５５を得るには、ま
ず左右割り型５１，５２の間に下型５４を配置して型締
めする。次いで、図１６に示す如く溶湯金属５５ａを取
鍋（ラドル）５６から金型内に所定量注湯するととも
に、図１７に示すように上型５３を金型内に下降させ
る。そして、図１８に示す如く溶湯５５ａを上型５３に
よって加圧し、この加圧状態を保持して溶湯５５ａを凝
固させる。しかる後、図１９に示す如く左右割り型５
１，５２を分離させるとともに、上型５３を上昇させて
型開きすれば、所定形状に形成された製品５５を取り出
せる。なお、この高圧鋳造法によって強化材を部分的に
複合化させた部分強化のＦＲＭ（繊維強化金属）も製造
することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の直接加圧高圧鋳造装置にあっては、加圧パンチが上
型５３として金型の一部をなし、閉塞されたキャビティ
部を持つので、次のような欠点がある。すなわち、一般
的に注湯はロボットラドルで行われるが、これによると
注湯量の誤差はどう低く抑えても±２％前後となり、誤
差が大きすぎる。直接加圧高圧鋳造法では、注湯量が直
接製品形状に反映するため、注湯量のコントロールが非
常に大切である。しかして、注湯量の誤差は容量１ｋｇ
のラドルで±２０ｇほどあり、これはφ８０ｍｍの製品
では±１．５ｍｍの肉厚差となって製品の特定部分の肉
厚に大きな差を生じる。

【０００５】図２０に示す製品５５は、湯量が適正な場
合であり、正常な肉厚にて形成されている。また、図２
１に示す製品６５は、湯量が過多の場合であり、特定部
分６５ａの肉厚が厚く形成されている。さらに、図２２
に示す製品７５は、湯量が過少の場合であり、特定部分
７５ａの肉厚が薄く形成されている。したがって、この
注湯量の誤差のために、製品駄肉を多めに取らなければ
ならず、加工代が多くなってしまい切削加工等が面倒に
なる。一方、ロボット又は手動による定量注湯には精
度、作業性の面で非常な困難を伴う。

【０００６】また、上記直接加圧高圧鋳造法によりＦＲ
Ｍを得ようとすると、図２３に示す如く湯量を適正にす
る必要があり、これによって所望する寸法のＦＲＭ部５
７を有する製品５５が製造される。しかし、湯量が過多
であると、図２４に示すようなＦＲＭ部６７を有する製
品６５が製造され、また湯量が過少であると図２５に示
すようなＦＲＭ部７７を有する製品７５が製造され、所
望する寸法のＦＲＭ部５７を有する製品５５が得られに
くく、不良率が高いという不具合があった。

【０００７】上述のような欠点から、従来の直接加圧高
圧鋳造法は、大量生産に適さず、少量の試作品向けにし
か使用できなかった。なお、このような欠点を解消する
ため、金型にバルブを設けるとともに、余分な溶湯を型
外に排出する製造方法も提案されているが（特開昭６１
−１３０４４０号公報）、金型の構造が複雑である上メ
ンテナンスも大変となり、高圧鋳造法のメリットを活用
することができないという課題を有している。

【０００８】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、複雑な機構を要することな
く肉厚誤差による製品不良を確実に低減でき、保守管理
も簡単である直接加圧高圧鋳造装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するために手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、金型本体内に
溶湯金属を注湯し、該溶湯を加圧して凝固させることに
より製品を得る直接加圧高圧鋳造装置において、前記金
型本体内の製品キャビティ部直上に位置する内壁面に溝
部を周方向に沿って設け、前記溶湯の加圧時に生じる余
分の溶湯を前記溝部内に流入させるように構成してい
る。

【００１０】

【作用】本発明に係る直接加圧高圧鋳造装置では、加
圧時に生じる余分の溶湯が金型本体内に設けられた溝部
内に流れ込むようになっているため、ラドルによる注湯
量のコントロールのみにたよらず、簡単な構造の金型自
身によって溶湯量をコントロールすることができ、直接
加圧高圧鋳造法による量産も可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図１〜図１２は本発明に係る直接加圧高圧
鋳造装置の一実施例を示すものである。

【００１３】この高圧鋳造装置１は、金型本体をなす左
右一対の割り型（外型）２，３と、これら左右の割り型
２，３間に配置される下型４と、加圧パンチたる上型５
とをそれぞれ備えており、左右の割り型２，３および下
型４は基盤６上に設置されている。左右の割り型２，３
は、図１〜図３に示す如く直方体に形成されており、互
いに対向する面には半円弧状の凹部２ａ，３ａが上下方
向に沿って設けられ、その反対側の面にはプランジャ
７，８の一端が接続されている。しかして、左右の割り
型２，３は、プランジャ７，８によって基盤６上を摺動
自在に配設され、型締めされた左右の割り型２，３間に
は重ね合わせられた凹部２ａ，３ａにて円筒部９が形成
されるようになっている。

【００１４】また、左右の割り型２，３の内壁面には、
溝部１０，１１が周方向に沿ってそれぞれ設けられてお
り、これら溝部１０，１１は後述の製品キャビティ部の
直上に位置すべく配置され、溶湯金属１２ａの加圧時に
生じる余分の溶湯１２ｂが内部に流れ込むように構成さ
れている。しかも、溝部１０，１１は、内部で凝固した
金属を取り出しやすくするため、外方に向って拡がる抜
け勾配をつけた断面略コ字状に形成されている。なお、
溝部１０，１１の大きさや位置は、鋳造する製品１２の
体積により決定される。

【００１５】一方、上記下型４は、図１および図４に示
す如く可動型１３と固定型１４とからなり、これら可動
型１３および固定型１４には互いに嵌合する凹凸部１３
ａ，１４ａが形成されている。また、凹凸部１３ａ，１
４ａの内外周面には、高さ調節機構となる台形ねじが形
成されており、当該台形ねじの螺合作用にて可動型１３
を固定型１４に対し上下動させることにより下型４の高
さが調節されるようになっている。

【００１６】上型５は、加圧プランジャ１５により上下
動可能に構成され、型締めされた左右の割り型２，３の
円筒部９内に嵌入されるようになっている。このため、
上型５は大径部５ａと小径部５ｂとからなり、大径部５
ａは上記した円筒部９とほぼ同一径に形成されている。
しかして、高圧鋳造装置１には、左右の割り型２，３の
内周面、下型４の上端面および上型５の下端面にて形成
される製品キャビティ部１６が設けられ、当該キャビテ
ィ部１６は、上型５の大径部５ａが溝部１０，１１の下
端に達すると閉塞されるように構成されている。

【００１７】本実施例の高圧鋳造装置１を用いて直接加
圧高圧鋳造法により製品１２を鋳造するには、まず左右
の割り型２，３および下型４を基盤６上に設置し、当該
左右の割り型２，３の間に下型４を配置して型締めする
とともに、上型５を割り型２，３間の円筒部９の上方に
配置する（図１参照）。次いで、予め溶解してある溶湯
金属１２ａを図５に示す如くラドル１７で型内に注湯す
る。このとき、溶湯１２ａの注湯量は、まずラドル１７
によりコントロールされることになり、製品化に必要な
量より常に数％多い量を目標にして行えば、厳密なコン
トロールは必要としない。

【００１８】溶湯１２ａを型内に所定量注湯したのち、
図６に示す如く上型５を型内にすみやかに下降させる。
当該上型５を下降して溝部１０，１１の下端に近づくに
伴い、余分の溶湯１２ｂは図７および図８に示す如く溝
部１０，１１の内部に向って流れ出る。そして、上型５
の大径部５ｂの下端面が溝部１０，１１の下端に達する
と、製品キャビティ部１６は図９および図１０に示す如
く閉塞され、これによって製品１２に相当する分の溶湯
１２ａの計量が完了する。なお、製品寸法の微調整は下
型４の高さ調節により行う。

【００１９】また、上記した溶湯１２ａは、図１１に示
す如く上型５によって加圧され、高圧状態のままで凝固
すると、上型５は溶湯１２ａの凝固収縮分だけ降下し、
所定形状の製品１２が鋳造される。この溶湯１２ａの凝
固収縮分は、型湯、湯温等の条件がコントロールされて
一定であるため、ほぼ一定になる。そののち、左右の割
り型２，３を互いに反対方向へ摺動させて分離するとと
もに、上型５を上昇させて型開きすると、製品１２は図
１２に示す如く下型４の上面に載置されており、高圧鋳
造装置１から取り出し可能となる。したがって、高圧鋳
造装置１から製品１２を取り出せば、鋳造作業は終了す
る。また、溝部１０，１１内の溶湯１２ｂはリング状と
なって凝固するため、左右の割り型２，３から簡単に取
り出せる。

【００２０】本実施例の高圧鋳造装置１においては、左
右の割り型２，３に設けられた溝部１０，１１によって
溶湯１２ａの計量を確実に行え、ラドル１７による注湯
量のコントロールのみにたよらずに済むため、得られる
製品１２の寸法は常に一定となり、直接加圧高圧鋳造法
のメリットを活かしつつ量産をも可能になる。また、溝
１０，１１内の溶湯１２ｂは型開き時に取り出すもの
で、捨湯の処理が容易である。さらに、下型４には、台
形ねじによる高さ調節機構が設けられ、可動型１３が固
定型１４に対して上下動しうるため、製品寸法の微調整
も簡単に行うことができる。

【００２１】図１３および図１４は本発明の他の実施例
を示すもので、図において１８は金型本体をなす筒状金
型、１９は基盤６内に上下動可能に埋設された取り出し
プランジャであり、該取り出しプランジャ１９の上端面
は基盤６の上面と面一になるように配置されている。筒
状金型１８の内周面には、円弧状の溝部２０，２１が互
いに対向して部分的に設けられており、これら溝部２
０，２１は上記実施例と同様製品キャビティ部１６の直
上に位置すべく配置されている。また、筒状金型１８の
外側面には、摺動可能な押出しピン２２，２３を有する
油圧シリンダ２４，２５が付設されており、これら押出
しピン２２，２３の先端は溝部２０，２１に連通して配
設されている。その他の構成および作用は上記実施例と
ほぼ同様である。

【００２２】本実施例の筒状金型１８を備えた高圧鋳造
装置１にて製品１２を鋳造するには、まず基盤６上に設
置している筒状金型１８内に下型４を嵌入配置するとと
もに、当該筒状金型１８の上方に上型５を配置する。次
いで、溶湯１２ａを筒状金型１８内に所定量注湯し、し
かる後上型５を筒状金型１８内に下降させる。上型５が
下降して溝部２０，２１の下端に近づくに伴い、余分の
溶湯１２ｂは溝部２０，２１の内部に流れ込む。そし
て、上型５の大径部５ｂの下端面が溝部２０，２１の下
端に達すると、製品キャビティ部１６は閉塞される。

【００２３】しかして、上記した溶湯１２ａは上型５に
よって加圧され、この加圧状態のままで凝固すると、上
型５は溶湯１２ａの凝固収縮分だけ降下し、所定形状の
製品１２が鋳造される。そののち、油圧シリンダ２４，
２５を作動させ、溝部２０，２１内で凝固した溶湯１２
ｂを押出しピン２２，２３にて押し出すとともに、取り
出しプランジャ１９にて下型４を押し上げて製品１２を
筒状金型１８から取り出せば、鋳造作業は終了する。

【００２４】本実施例においては、左右の割り型２，３
の代りに筒状金型１８を用いているため、高圧鋳造装置
１の構造および操作が一層簡単となる。

【００２５】以上、本発明の実施例につき述べたが、本
発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能で
ある。

【００２６】例えば、既述の実施例においては、下型４
の高さ調節機構を台形ねじにて構成したが、図１５に示
す如く可動型１３の凹部１３ａと固定型１４の凸部１４
ａとの間に板状のスペーサ２６を所定数配置することに
より高さ調節機構を構成し、可動型１３の高さ位置を調
節するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】上述の如く、本発明に係る直接加圧高圧
鋳造装置は、溶湯金属を注湯する金型本体の製品キャビ
ティ部直上の内壁面に溝部を周方向に沿って設け、前記
溶湯の加圧時に生じる余分の溶湯を前記溝部内に流入さ
せるように構成したので、複雑な機構を設けなくとも溶
湯量を容易かつ確実にコントロールすることができる。
したがって、本発明の高圧鋳造装置を用いれば、得られ
る製品の寸法は常に一定となり、肉厚誤差による製品不
良を低減できるとともに、特別な保守管理も必要でなく
なるため、コストダウンが図れる上、直接加圧高圧鋳造
法でも量産できるようになる。また、部分強化ＦＲＭ製
品においてはＦＲＭ部の位置ずれがなくなり、これを起
因とする製品不良を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る直接加圧高圧鋳造装置
を示す断面図である。

【図２】上記高圧鋳造装置を構成する左右の割り型を示
す平面図である。

【図３】上記左右の割り型を示す断面図である。

【図４】上記高圧鋳造装置を構成する下型を示す断面図
である。

【図５】上記高圧鋳造装置において溶湯を型内に注湯し
ている状態を示す断面図である。

【図６】上記高圧鋳造装置において上型を下降させてい
る状態を示す断面図である。

【図７】上記高圧鋳造装置において上型が溝部の下端に
近づくに伴い、余分の溶湯が溝部内に流れ込む状態を示
す断面図である。

【図８】図７におけるＡ部を拡大して示す正面図であ
る。

【図９】上記高圧鋳造装置において型内の製品キャビテ
ィ部が上型にて閉塞されている状態を示す断面図であ
る。

【図１０】図９におけるＢ部を拡大して示す断面図であ
る。

【図１１】上記高圧鋳造装置において上型により溶湯を
加圧している状態を示す断面図である。

【図１２】上記高圧鋳造装置において型開きをしている
状態を示す断面図である。

【図１３】本発明の他の実施例に係る直接加圧高圧鋳造
装置を構成する筒状金型を示す断面図である。

【図１４】上記筒状金型を示す断面図である。

【図１５】本発明の変形例に係る下型を示す断面図であ
る。

【図１６】従来の直接加圧高圧鋳造装置において溶湯を
型内に注湯している状態を示す断面図である。

【図１７】上記高圧鋳造装置において上型を下降させて
いる状態を示す断面図である。

【図１８】上記高圧鋳造装置において上型により溶湯を
加圧している状態を示す断面図である。

【図１９】上記高圧鋳造装置において型開きをしている
状態を示す断面図である。

【図２０】湯量が適正な場合の製品を示す断面図であ
る。

【図２１】湯量が過多の場合の製品を示す断面図であ
る。

【図２２】湯量が過少の場合の製品を示す断面図であ
る。

【図２３】湯量が適正な場合のＦＲＭ部を有する製品を
示す断面図である。

【図２４】湯量が過多の場合のＦＲＭ部を有する製品を
示す断面図である。

【図２５】湯量が過少の場合のＦＲＭ部を有する製品を
示す断面図である。

【符号の説明】

１直接加圧高圧鋳造装置２，３割り型４下型５下型１０，１１溝部１２製品１２ａ溶湯金属１６製品キャビティ１７ラドル１８筒状金型１９取り出しプランジャ２０，２１溝部２２，２３押出しピン２４，２５油圧シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型本体内に溶湯金属を注湯し、該溶湯
を加圧して凝固させることにより製品を得る直接加圧高
圧鋳造装置において、前記金型本体内の製品キャビティ
部直上に位置する内壁面に溝部を周方向に沿って設け、
前記溶湯の加圧時に生じる余分の溶湯を前記溝部内に流
入させるように構成したことを特徴とする直接加圧高圧
鋳造装置。