JPH0646604Y2 - 溶湯鍛造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、溶湯鍛造装置に関し、とくには、スリーブ
内周面に形成される急冷凝固層の、キャビティ内への侵
入を十分に防止してなお、溶湯鍛造作業の作業工数を有
効に低減するものである。

（従来の技術） 従来既知の溶湯鍛造装置としては、たとえば第７図に縦
断面図で示すものがある。

これは、キャビティ１を区画する上下の型2,3からなる
溶湯鍛造用金型４と、下型３の下面に、上端部、図では
上端面を掛脱可能ならしめたスリーブ５と、このスリー
ブ内を摺動して、その内部の金属溶湯６を、キャビティ
内へ充填する一のプランジャー７を具える他、下型３に
着脱自在に取付けられて、スリーブ内径より小さい内径
を有する湯口リング８を具え、この湯口リング８にて画
成される湯口９によって、キャビティ１とプランジャー
側室10とを連通させたものである。

ここで、スリーブ５の、下型３からの離脱は、これを矢
印Ａで示すように、図の下方へ移動させることにより行
われ、そしてその内部への溶湯の注入は、スリーブ５の
下型３からの離脱状態で、それを矢印Ｂで示すように、
図示しない支点の周りで、時計方向へ一定量回動させ
て、図に仮想線で示す傾斜姿勢とし、そこで、取鍋内の
溶湯をそのスリーブ内へ注ぎ込むことにより行われる。

従って、スリーブ５と溶湯鍛造用金型４との図示のよう
な結合は、溶湯６を注入したそのスリーブ５を、矢印Ｂ
とは反対の方向へ一定量回動させた後、それが下型３に
当接するまで上方へ移動させることにより行われる。

このような溶湯鍛造装置による溶湯鍛造作業は、溶湯鍛
造用金型４とスリーブ５との、第７図（ａ）に示すよう
な結合状態で、スリーブ内の、たとえばアルミニウム合
金溶湯６を、プランジャー７の進出運動に基づき、プラ
ンジャー側室10から湯口９を経て、第７図（ｂ）に示す
ようにキャビティ内へ充填し、そしてそこで、プランジ
ャー７による加圧状態を維持したまま、溶湯６を凝固さ
せることにより行われる。

ここで、湯口リング８は、通常は鉄製のスリーブ５への
溶湯６の注入から、その溶湯６の、キャビティ１への充
填までの間に、それが冷却されることに起因してスリー
ブ内周面に形成される急冷凝固層6aの、キャビティ内へ
の入り込みを、第７図（ｂ）に示すように、それの半径
方向内方への迫出し部分にて堰止めて、製品品質を向上
させるべく機能する。

そして、このようにして製造された溶湯鍛造製品は、上
下型2,3の型開きの後に、プランジャー７および／また
は図示しないエジェクターピンの突き上げ作動に基づ
き、湯口リング８とともに溶湯鍛造用金型４から取出
し、しかる後、第７図（ｃ）に断面図で示すようなその
溶湯鍛造製品Ｆを、図に仮想線で示すように、製品部分
Ｗとスクラップ部分とに分離することによって使用に供
される。

（考案が解決しようとする課題） ところが、かかる従来技術にあっては、溶湯鍛造製品Ｆ
の、溶湯鍛造用金型４からの取出しに際しては、多くは
鉄製の湯口リング８を、その溶湯鍛造製品Ｆと一体的に
下型３から取り外すことが必須の要件となることから、
たとえばアルミニウム合金製の溶湯鍛造製品Ｆにおい
て、スクラップ部分Ｓを溶解して再利用に供する場合
に、そのスクラップ部分Ｓから湯口リング８を取外すこ
とが必要になり、また、溶湯鍛造業の繰返しに際し、取
外したその湯口リング８を、下型３の所定位置に再装着
しなければならないという作業工数上の問題があった。

この考案は、従来技術のかかる問題点に着目してなされ
たものであり、簡単な装置構造の下で、急冷凝固層の、
キャビティ内への侵入を十分に防止してなお、溶湯鍛造
製品の、溶湯鍛造用金型からの円滑なる取出しを担保
し、しかも、作業工数の著しい低減を実現することがで
きる溶湯鍛造装置を提供するものである。

（問題を解決するための手段） この考案の溶湯鍛造装置は、とくに、下型に一体形成し
たまたは、そこに固定もしくは固着した湯口構成部分に
よって、スリーブの内径より小さい径を有する、下型と
一体的な湯口を形成し、そして、スリーブ内を摺動する
プランジャーを、スリーブに摺接するアウタープランジ
ャーと、湯口に丁度嵌まり込む径を有し、アウタープラ
ンジャー内を摺動するインナープランジャーとで構成す
るとともに、そのインナープランジャーおよびそれの進
退駆動手段のそれぞれをアウタープランジャー内に収納
したものである。

（作用） かかる溶湯鍛造装置では、従来例で述べたと同様にして
所定量の溶湯を注湯したスリーブを、その上端部にて下
型に掛合させ、次いで、アウタープランジャーを、イン
ナープランジャーと一体的に進出作動させることによっ
て、スリーブ内周面の急冷凝固層を湯口構成部分にて堰
止め乍ら、溶湯だけキャビティ内へ充填し、そして、そ
のアウープランジャーのストローク端でそれを湯口構成
部分に当接させることにより、その湯口構成部分で堰止
められた急冷凝固層の、湯口への押し込みをもたらし、
さらに、インナプランジャーだけを進出作動させて、そ
れの湯口への進入をもたらすことによって、キャビティ
への溶湯の完全充填を行う。

従って、このようにして得られた溶湯鍛造製品におい
て、製品部分から分離されたスクラップ部分では、従来
技術におけるように、そこから湯口リングを取り外すこ
となしに、そのまま再溶解することでき、加えて、溶湯
鍛造作業の繰返しのために、湯口リングを下型に再装着
することが全く不要になるので、作業工数の著しい低減
が実現されることになる。

しかもここでは、インナープランジャーおよびそれの進
退駆動手段のそれぞれをアウタープランジャー内に配設
することにより、プランジャーの外部にはアウタープラ
ンジャーの進退駆動手段を設けるだけで足りるので、装
置の構造を簡単なものとし、併せて、装置全体の小型化
を図ることができる。

そしてこれによれば、インナーおよびアウターのそれぞ
れのプランジャーの、相互に同期させた進退作動を、ア
ウタープランジャーの進退駆動手段だけを作動させるこ
とによって行うことができるので、両プランジャーの周
期作動制御を極めて容易ならしめることができる。

（実施例） 以下にこの考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの考案の実施例を示す断面図であり、図中11
は、溶湯鍛造製品の所要輪部と対応する形状を有するキ
ャビティを、12,13はそれぞれ、キャビティ11の形成に
寄与する上型および下型を、そして14は、上型12および
下型13からなる溶湯鍛造用金型の全体をそれぞれ示し、
また15は、下型13に上端部を掛脱可能ならしめたスリー
ブを、16は、スリーブ15の、従来例で述べたと同様の傾
斜姿勢で、その内側へ注湯した溶湯をそれぞれ示し、さ
らに、17は、スリーブ15の内径より小さい径を有し、キ
ャビティ11とスリーブ15、ひいては、その内側との連通
をもたらす湯口を、18は、スリーブ内を摺動して、その
スリーブ内の溶湯16を、湯口17を経てキャビティ内へ充
填するプランジャーをそれぞれ示す。

ここでこの例では、湯口17を、下型13の下端部に一体成
形した湯口構成分19にて区画するとともに、プランジャ
ー18を、スリーブ15に摺接する外径を有し、かつ湯口径
と実質的に等しい内径を有するアウタープランジャー20
と、これもまた湯口径と実質的に等しい径を有し、アウ
タープランジャー内を摺動して湯口内へ進入し得るイン
ナープランジャー21とで構成し、そしてそのアウタープ
ランジャー内に、インナープランジャー21の進退作動を
司るシリンダ22を配設する。

なおここにおいて、湯口17は、下型13の下端部に固着も
しくは固定した湯口構成部材にて形成することもでき
る。

このような装置による溶湯鍛造に際しては、はじめに、
スリーブ15を、従来例で述べたと同様にして、図に仮想
線で示す傾斜姿勢とした状態の下で、そのスリーブ内
へ、十分な精度にて計量された所定両の溶湯16を取鍋か
ら注湯し、次いで、そのスリーブ15の上端を、これもま
た従来例で述べたと同様にして、下型13の下面に、図示
のように再掛合させる。

そしてその後は、アウタープランジャー20を、図示しな
いそれの進退駆動手段の作動によって、インナープラン
ジャー21とともに進出作動させることによって、スリー
ブ内の溶湯16を、湯口17を経て、キャビティ内へゆっく
り充填する。

ところで、スリーブ15は一般に、熱伝導率の高い鉄で構
成されていることにより、そこへ溶湯を注湯した後、そ
の溶湯16をキャビティ11へ充填するまでの間の溶湯の冷
却によって、それの、スリーブ15への接触部分に急冷凝
固層16aが形成されることになるので、溶湯鍛造製品の
品質を、その全体にわたって十分均質ならしめるために
は、溶湯16の、キャビティ内への充填に際し、急冷凝固
層16aの、キャビティ内への入り込みを十分に防止する
ことが必要になるところ、アウタープランジャー20の、
上述した進出作動によれば、スリーブ周面から引き剥が
されて、キャビティ方向へ押圧される急冷凝固層16a
は、第２図に示すように、湯口構成部分19に堰止められ
て、それの、キャビティ方向への移動、ひいては、キャ
ビティ内への侵入が有効に阻止されることになる。

アウタープランジャー20のこのような進出作動の継続に
よって、その先端面が、第３図に示すように、湯口構成
部分19に当接した場合には、急冷凝固層16aは、その湯
口構成部分19とアウタープランジャー20との間から湯口
内へ押し出され、この時点にて、キャビティ11は、その
大部分が溶湯16で満たされることになる。

しかる後は、キャビティ内の残留空間に、溶湯を完全に
充満させるため、インナープランジャー21を、アウター
プランジャー20の窪み内に配設したシリンダ22の作用に
基づき、第４図に示すように、その先端部分が湯口内へ
進入する位置まで進出させ、このことによって、溶湯６
の充填作業を完了する。なおここで、インナープランジ
ャー21のかかる進出作動は、溶湯６の充填と併せて、急
冷凝固層16aの、湯口内への押し込みをももたらすこと
になるが、その進出作動は十分低速にて行われ、しか
も、その進出量はわずかであるので、湯口内へ押し出さ
れた急冷凝固層16aは、キャビティー内へ押し込まれる
ことなく、湯口内に確実に残留することになる。

そしてさらには、キャビティ内の溶湯を、インナープラ
ンジャー21による加圧下にて凝固させて溶湯鍛造製品と
した後、上下型12,13の型開きを行い、続いて、図示し
ないエジエクターピンおよび／またはインナープランジ
ャー21によるその溶湯鍛造製品の突き上げを行うことに
より溶湯鍛造製品は、第５図に示すように、湯口構成部
分19に何ら影響されることなく、下型13に対し、それ単
独にて所要の高さへ極めて円滑に持ち上げられることに
なる。

従って、その溶湯鍛造製品Ｆを溶湯鍛造用金型14から取
出した後、それを第５図に仮想線で示すように、製品部
分Ｗとスクラップ部分Ｓとに分離して、スクラップ部分
Ｓの再溶解を行うに際し、従来例で述べたような、スク
ラップ部分Ｓからの湯口リングの取外しが不要になり、
加えて、その湯口リングの、下型への再装着が不要にな
るので、溶湯鍛造作業の作業工数が著しく低減されるこ
とになる。

なおここで、インナプランジャー21の、アウタプランジ
ャー20に対する進退運動は、たとえば第６図（ａ）に示
すように、シリンダ22の、ピストン側室22aおよびロッ
ド側室22bのそれぞれに、進出用油圧配管23および後退
用油圧配管24を接続し、これらのそれぞれの油圧配管2
3,24に対して、圧油の供給および排出を行うことにより
もたらす。

またこの例において、インナープランジャー21を、溶湯
16の、キャビティ11への完全充填ならびに、型開き後に
おける、溶湯鍛造製品の下型13からの持上げのために、
二段階に進出作動させる場合には、そのインナープラン
ジャー21の第一段階の作動は、そこへの溶湯重量の作用
下で、シリンダ22のピストン側室22aへ、計量手段を介
して所定量の圧油を供給することにて、そして、その後
に続く、第二段階の作動は、インナープランジャー21が
その進出限位置に達するまで、ピストン側室22aへ圧油
を供給することにて、それぞれ行うことができる。

第６図（ｂ）は、アウターおよびインナープランジャー
20,21のための他の進退駆動機構を例示する縦断面図で
あり、この例は、アウタプランジャー20が摺動するスリ
ーブ15の下端にアウターシリンダ25を連結し、このアウ
ターシリンダ25内には、アウタープランジャー20の下端
部に設けたシリンダ26を、そしてそのシリンダ26内に
は、インナープランジャー21の下端部に設けたピストン
27をそれぞれ摺接させるとともに、アウターシリンダ25
の下端部には、アウターおよびインナープランジャー2
0,21の進出用配管28を、また、アウターシリンダ25の上
端部には、両プランジャー20,21の後退用配管29をそれ
ぞれ接続し、さらに、シリンダ26のピストン側室に、イ
ンナープランジャー21の進出用配管30を接続する一方、
そのロッド側室を、アウターシリンダ25のロッド側室に
連通させたものである。

この例によれば、アウタープランジャー20の、インナー
プランジャー21と一体的な進出作動は、進出用配管28を
経て、アウターシリンダ25のピストン側室へ圧油を供給
することにより行われ、アウタープランジャ20が、その
進出限位置に到達した後のインナープランジャー21の進
出作動は、進出用配管28の内圧が所定値に達したことを
プッシャースイッチ31にて検知して、進出用配管30に設
けた弁32を開放することにより、圧油を、その進出用配
管30を経て、シリンダ26のピストン側室へ供給すること
にて行われる。

この一方において、インナープランジャー21およびアウ
タープランジャー20の後退作動は、後退用配管29に油圧
を作用させることにて弁32を開放して、ピストン27の、
シリンダ26に対する後退およびそのシリンダ26の、アウ
ターシリンダ25に対する後退を順次にもたらすことによ
り行われる。

なお、ここに示す例においてもまた、ピストン27を二段
階に進出させることにて、インナープランジャー21によ
る溶湯の完全充填および、溶湯鍛造製品の下型13からの
持上げを実現することができる。

以上この考案を図示例に基づいて説明したが、アウター
プランジャーの窪み周壁に、インナープランジャーに連
結したピストンを直接的に摺接させてなるシリンダにて
司ることも可能である。

（考案の効果） かくして、この考案によれば、湯口構成部分の作用下
で、急冷凝固層の、キャビティ内への侵入を有効に防止
し得ることはもちろん、インナープランジャーの、湯口
への進入に基づき、溶湯鍛造製品を、湯口の下縁より上
方で区画することにより、その溶湯鍛造製品の、溶湯鍛
造用金型からの取出しを極めて円滑ならしめることがで
き、また、湯口を下型に一体形成して、溶湯鍛造製品
を、その湯口から分離させて型抜きすることにより、ス
クラップ部分からの湯口リングの取外し、その湯口リン
グの再装着を一切不要ならしめて、溶湯鍛造作業の作業
工数を著しく低減することができる。

加えて、この装置では、インナープランジャーおよびそ
れの進退駆動手段のそれぞれを、アウタープランジャー
の窪み内に配設することによって装置構造を簡単なもの
とし、併せて、装置の小型化を実現することができる。

そして、かかる構造の下では、アウタープランジャーの
進退駆動手段を作動させるだけで、インナーおよびアウ
ターの両プランジャのそれぞれを同期作動させることが
できるので、とくには、キャビティ内への溶湯の充填に
際し、それら両者の同期進出を極めて容易ならしめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す縦断面図、 第２〜５図はそれぞれ溶湯鍛造工程を示す縦断面図、 第６図はプランジャーの進退駆動機構を例示する縦断面
図、 第７図は従来例を示す縦断面図である。 11…キャビティ、12…上型 13…下型、14…溶湯鍛造用金型 15…スリーブ、16…溶湯 16a…急冷凝固層、17…湯口 18…プランジャー、19…湯口構成部分 20…アウタープランジャー 21…インナープランジャー 22…シリンダ、Ｆ…溶湯鍛造製品 Ｓ…スクラップ部分、Ｗ…製品部分

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティ（11）を区画する上下の型（1
   2,13）からなる溶湯鍛造用金型（14）と、前記下型に上
   端部を掛脱可能ならしめたスリーブ（15）と、このスリ
   ーブの内径より小さい径を有し、前記キャビティとスリ
   ーブとの連通をもたらす湯口（17）と、スリーブ内を摺
   動して、そのスリーブ内の溶湯（16）を、キャビティ内
   へ充填するプランジャー（18）とを具える溶湯鍛造装置
   において、 前記湯口（17）を、下型（13）に一体的に設けるととも
   に、前記プランジャー（18）を、スリーブ（15）に摺接
   するアウタープランジャー（２（20）と、湯口（17）に
   丁度嵌まり込む径を有し、アウタープランジャー内を摺
   動するインナープランジャー（21）とで構成し、インナ
   ープランジャー（21）およびそれの進退駆動手段（22）
   のそれぞれをアウタープランジャー内に収納してなる溶
   湯鍛造装置。