JPH06190536A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャットピンの形状に改良を加え、キャビテ
ィ内への溶湯充填後における溶湯供給通路の封鎖の速度
を高速化する。 【構成】 キャビティ１４ａ，１４ｂに溶湯を供給する
溶湯供給通路２２にゲートピストン３０及びシャットピ
ン４０ａ，４０ｂ（ゲートピストン３０よりキャビティ
１４ａ，１４ｂ側）が設けられ、かつキャビティ１４
ａ，１４ｂ内の溶湯に加圧を行う局部加圧ピン２６ａ〜
２６ｄが設けられた鋳造装置であって、シャットピン４
０ａ，４０ｂの前進方向（溶湯供給通路２２を閉じる方
向）側の端部に、キャビティ１４ａ，１４ｂから溶解炉
２０の側に向かうにつれてその後退位置の側に向かう斜
面部４２ａ，４２ｂが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳造装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来における鋳造装置の一例として、特
開平４−１５８９６８号公報に開示されているものがあ
る。その鋳造装置は、キャビティ内の空気を吸引する真
空ポンプを有し、溶湯供給源からキャビティに溶湯が供
給される溶湯供給通路の途中には、その溶湯供給通路を
開閉するゲートピストンと円柱状のシャットピンが設け
られている。また、キャビティに対しては、そのキャビ
ティに充填された溶湯が凝固する前にその溶湯に対して
加圧するための加圧部材が設けられている。そして、こ
の鋳造装置では、次のように鋳造を行っている。すなわ
ち、ゲートピストンを閉状態として真空ポンプによりキ
ャビティ内の空気を吸引してキャビティ内をほぼ真空状
態とした後に、ゲートピストンを開状態して溶湯供給源
からキャビティに溶湯を供給する。そして、キャビティ
に溶湯が充填した後にシャットピンを閉状態としてその
溶湯を保持し、その溶湯に対して加圧部材で加圧を行い
つつその溶湯を冷却固化させる。加圧を行うのは、溶湯
が冷却され凝固する際に体積が収縮するため、溶湯に対
して加圧をすることによって溶湯をキャビティに密着し
た状態で凝固させるためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
鋳造装置では、キャビティ内に充填された溶湯が凝固す
る前に加圧を行う必要があることから、溶湯をキャビテ
ィに充填してから溶湯供給通路を封鎖状態にして加圧を
行うまでの時間はできるだけ短い方が望ましい。すなわ
ち、溶湯供給通路の封鎖についてはその封鎖の速度が速
い方が望ましい。しかしながら、従来においては、シャ
ットピン（シャット部材）の形状は円柱状等であり、シ
ャット部材の前進速度（溶湯供給通路を閉状態とする前
進位置への移動の速度）を高速化するための特別な考慮
はなされていなかた。そこで、本発明は、シャット部材
の形状に改良を加え、キャビティ内への溶湯充填後にお
ける溶湯供給通路の封鎖の速度を高速化した鋳造装置を
提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明は、鋳型内に形成されたキャビティと、その
キャビティに溶湯供給源から溶湯を供給する溶湯供給通
路と、その溶湯供給通路を開閉する部材であって前記キ
ャビティへの溶湯供給時に開状態とするゲート部材と、
前記キャビティに充填された溶湯に加圧を行う加圧部材
と、前記ゲート部材と前記キャビティとの間に設けられ
キャビティへの溶湯供給時に前記溶湯供給通路を開状態
としキャビティ内に溶湯が充填された際に同溶湯供給通
路を閉状態とするシャット部材とを有する鋳造装置であ
って、前記シャット部材が、前記溶湯供給通路を開状態
とする後退位置とその溶湯供給通路を閉状態とする前進
位置との間を同溶湯供給通路の溶湯流通断面に対して進
退可能であり、その前進方向側の端部に、前記キャビテ
ィから前記溶湯供給源の側に向かうにつれて前記後退位
置の側に向かう斜面を有するものとされたことを特徴と
する。

【０００５】

【作用】本発明においては、シャット部材の前進方向側
の端部に、キャビティから溶湯供給源の側に向かうにつ
れて後退位置の側に向かう斜面が形成されている。この
ため、シャット部材の前進の際に、シャット部材の前進
方向側の端部の近傍の溶湯がスムーズにゲート部材の側
に流れ、その分シャット部材の前進に対する溶湯の抵抗
が小さくなり、シャット部材の前進の速度を速くするこ
とが可能となる。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１に示すように、この鋳造装置は、鋳型であ
る下型１０と上型１２とを有している。下型１０は位置
固定とされており、上型１２は図示しない昇降装置によ
り昇降可能である。下型１０と上型１２との間には、図
中左右対称に、各々側方向に延びるキャビティ１４ａ，
１４ｂが形成されている。両キャビティ１４ａ，１４ｂ
は、ともに、眼鏡状に大径部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，
１６ｄが２つ存在するような形状をしている。また、両
型１０，１２間にはＯリング１８が設けられている。

【０００７】また、この鋳造装置は、溶解炉（溶湯供給
源）２０を有している。溶解炉２０では、金属が高温で
溶融されて溶湯Ｍとされる。溶解炉２０には溶湯供給通
路２２が設けられており、溶湯供給通路２２は下型１０
内を通り、さらに両型１０，１２間を通り、キャビティ
１４ａ，１４ｂに連通している。また、溶解炉２０に対
して、その溶解炉２０内の溶湯Ｍに加圧を行う周知の加
圧機構２１が設けられている。

【０００８】両キャビティ１４ａ，１４ｂには空気吸引
通路２３ａ，２３ｂが設けられており、空気吸引通路２
３ａ，２３ｂはともに真空ポンプ２４に接続されてい
る。また、各空気吸引通路２３ａ，２３ｂには、溶湯遮
断ピン２５ａ，２５ｂが昇降可能に設けられている。

【０００９】上型１２には、各キャビティ１４ａ，１４
ｂにおける各大径部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに
対して、局部加圧ピン（加圧部材）２６ａ，２６ｂ，２
６ｃ，２６ｄが昇降可能に設けられている。これら局部
加圧ピン２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、キャビテ
ィ１４ａ，１４ｂに溶湯が充填された際に下降してその
溶湯に局部加圧を行うものである。

【００１０】上型１２には、円筒状のゲートピストン３
０が昇降可能に設けられている。ゲートピストン３０の
内側は大気に連通している。

【００１１】ゲートピストン３０の下流側には、各々シ
ャットピン（シャット部材）４０ａ，４０ｂが昇降可能
に設けられている。これらシャットピン４０ａ，４０ｂ
はほぼ円柱状をしている。図３に示すように、上型１２
には、シャットピン４０ａ（４０ｂ）の円形断面の一部
に対応する一対の弧状のガイド部４１が形成されてい
る。そして、図２に示すように、これらシャットピン４
０ａ（４０ｂ）の先端部（下端部）には斜面部４２ａ
（４２ｂ）が形成されている。斜面部４２ａ（４２ｂ）
は、シャットピン４０ａ（４０ｂ）の先端部のうちのゲ
ートピストン３０側の半分において、ゲートピストン３
０側に向かうにつれて上方に向かうような斜面（すなわ
ち、シャットピン４０ａの場合は、図２中右側半分にお
いて右上側に向かう斜面）とされている。なお、その角
度αは５°程度である。なお、溶湯供給通路２２のうち
の少なくともシャットピン４０ａ，４０ｂの下面（斜面
部４２ａ，４２ｂを除く）に対応する底面は、平面状と
されている。また、これらシャットピン４０ａ（４０
ｂ）のうちのキャビティ１４ａ，１４ｂ側（すなわち、
シャットピン４０ａの場合は図２中左側）の側面にも、
角度βが０．５°程度の斜面部４４ａ（４４ｂ）が設け
られている。

【００１２】次に、この鋳造装置の作動について説明す
る。まず、図１に示すように、上型１２を下降させて下
型１０と密着させ、ゲートピストン３０を閉じて、シャ
ットピン４０ａ，４０ｂ及び溶湯遮断ピン２５ａ，２５
ｂが開いた状態とする。そして、図４に示すように、溶
解炉２０内の溶湯Ｍに対して加圧を行い、溶湯Ｍを溶湯
供給通路２２内で上昇させる。一方、真空ポンプ２４で
キャビティ１４ａ，１４ｂ内の空気を吸引して、キャビ
ティ１４ａ，１４ｂ内を低圧とする。次に、溶湯遮断ピ
ン２５ａ，２５ｂを閉じて、ゲートピストン３０を開
き、溶湯供給通路２２内の溶湯Ｍをキャビティ１４ａ，
１４ｂ内に供給する。そして、図５に示すように、キャ
ビティ１４ａ，１４ｂ内に溶湯Ｍが充填した後は、シャ
ットピン４０ａ，４０ｂを下降させて溶湯Ｍを保持す
る。そして、局部加圧ピン２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２
６ｄでその溶湯Ｍに局部加圧をしつつ、常温でその溶湯
Ｍを冷却固化させる。一方、溶解炉２０内の溶湯Ｍに対
する加圧を解除し、溶湯供給通路２２内の溶湯Ｍを溶解
炉２０内に戻す。その後、上型１２を上昇させて、でき
あがった鋳物を取り出す。

【００１３】このように、この鋳造装置では、キャビテ
ィ１４ａ，１４ｂ内を減圧させる際の溶湯供給通路２２
の封鎖はゲートピストン３０で行い、キャビティ１４
ａ，１４ｂ内に充填された溶湯Ｍを保持し加圧をしつつ
冷却固化させる際の溶湯供給通路２２の封鎖はシャット
ピン４０ａ，４０ｂで行う。したがって、キャビティ１
４ａ，１４ｂ内の溶湯Ｍの保持及び冷却固化の際には、
ゲートピストン３０はその低温となった溶湯Ｍとは接触
しておらず、溶湯Ｍが凝固して生成された固体状の金属
がゲートピストン３０に付着するということがない。そ
のため、次回の鋳造作業の際にも、ゲートピストン３０
によって気密に溶湯供給通路２２を封鎖することがで
き、キャビティ１４ａ，１４ｂ内を十分に減圧すること
が可能となり、円滑に鋳造を行うことができる。

【００１４】また、シャットピン４０ａ，４０ｂの先端
部に、ゲートピストン３０側に向かうにつれて上方に向
かうような斜面の斜面部４２ａ，４２ｂが形成されてい
るため、シャットピン４０ａ，４０ｂが下降して溶湯供
給通路２２の封鎖をしようとする際、シャットピン４０
ａ，４０ｂの下端部の下に存在する溶湯Ｍがスムーズに
ゲートピストン３０側に流れ、シャットピン４０ａ，４
０ｂの下降の際の溶湯Ｍの抵抗が小さくなる。このた
め、シャットピン４０ａ，４０ｂの下降の速度がその分
速くなり、溶湯Ｍの充填から局部加圧までの時間をその
分短縮させることが可能となる。なお、この斜面部４２
ａ，４２ｂは、キャビティ１４ａ，１４ｂ側においてキ
ャビティ１４ａ，１４ｂ側に向かうにつれて上方に向か
う斜面ではないため、キャビティ１４ａ，１４ｂ内に充
填された溶湯Ｍが局部加圧される際にその溶湯Ｍの圧力
でくさび状にシャットピン４０ａ，４０ｂに上向きの力
が働くようなこともなく、シャットピン４０ａ，４０ｂ
による溶湯供給通路２２の封鎖に支障が生じることもな
い。また、この斜面部４２ａ，４２ｂがシャットピン４
０ａ，４０ｂの下端部のゲートピストン３０側の半分の
部分にのみ設けられているため、シャットピン４０ａ，
４０ｂによる溶湯供給通路２２に封鎖のための液密度が
十分確保される。

【００１５】また、シャットピン４０ａ，４０ｂのうち
のキャビティ１４ａ，１４ｂ側の側面にも、斜面部４４
ａ，４４ｂが設けられているため、シャットピン４０
ａ，４０ｂの下降の際の溶湯Ｍの抵抗を小さくすること
が可能となり、シャットピン４０ａ，４０ｂの下降の速
度をその分速くすることが可能となる。

【００１６】なお、キャビティの個数，形状等は上記の
実施例のものに限らず種々の態様をとることができる。
また、シャットピン４０ａ，４０ｂの斜面部４４ａ，４
４ｂは必ずしも必要ではなく、省略することも可能であ
る。その他、当業者の知識に基づき種々の変更を加えた
態様で本発明を実施できることはもちろんである。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、シャット部材の前進方
向側の端部に設けられた斜面によって、シャット部材の
前進の際にシャット部材の前進方向側の端部の近傍の溶
湯がスムーズにゲート部材の側に流れる。このため、そ
の分シャット部材の前進に対する溶湯の抵抗が小さくな
り、シャット部材の前進の速度を速くすることが可能と
なる。従って、その分、キャビティへの溶湯充填から、
溶湯への加圧を行うまでの時間を短縮することが可能と
なる。そのため、溶湯が凝固するまでに溶湯への加圧を
行う時間をその分多く確保することが可能となり、キャ
ビティに密着した状態で凝固させることがより容易とな
り、所望の形状に鋳造することがより容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１における左側のシャットピン４０ａの近傍
の拡大縦断面図である。

【図３】図２の横断面図である。

【図４】図１の鋳造装置において、溶解炉２０内の溶湯
Ｍを上昇させた状態を示す作用説明図である。

【図５】図１の鋳造装置において、溶湯Ｍをキャビティ
１４ａ，１４ｂ内に充填させ加圧しつつ冷却固化させる
状態を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１４ａ，１４ｂ キャビティ ２０ 溶解炉（溶湯供給源） ２２ 溶湯供給通路 ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ 局部加圧ピン（加圧
部材） ３０ ゲートピストン（ゲート部材） ４０ａ，４０ｂ シャットピン（シャット部材） ４２ａ，４２ｂ 斜面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 恭行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型内に形成されたキャビティと、 そのキャビティに溶湯供給源から溶湯を供給する溶湯供
   給通路と、 その溶湯供給通路を開閉する部材であって前記キャビテ
   ィへの溶湯供給時に開状態とするゲート部材と、 前記キャビティに充填された溶湯に加圧を行う加圧部材
   と、 前記ゲート部材と前記キャビティとの間に設けられキャ
   ビティへの溶湯供給時に前記溶湯供給通路を開状態とし
   キャビティ内に溶湯が充填された際に同溶湯供給通路を
   閉状態とするシャット部材とを有する鋳造装置であっ
   て、 前記シャット部材が、前記溶湯供給通路を開状態とする
   後退位置とその溶湯供給通路を閉状態とする前進位置と
   の間を同溶湯供給通路の溶湯流通断面に対して進退可能
   であり、その前進方向側の端部に、前記キャビティから
   前記溶湯供給源の側に向かうにつれて前記後退位置の側
   に向かう斜面を有するものとされたことを特徴とする鋳
   造装置。