JPH07124695A

JPH07124695A - 鋳造装置

Info

Publication number: JPH07124695A
Application number: JP27834193A
Authority: JP
Inventors: Minoru Uozumi; 稔魚住; Mitsuyoshi Sato; 三由佐藤; Fuguo Todoroki; 二貢雄轟; Masao Nakayama; 雅夫中山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】小さい力で確実に湯道を遮断して、鋳造のサ
イクルタイムの短縮と歩留りの向上を達成することがで
きる鋳造装置を提供する。【構成】減圧鋳造装置２においては、中子１６の連通
孔１８が湯道２２，２４と連通した状態で組まれた鋳型
１０に気密チャンバ４が被せられ、湯口管８の下端が図
示しない溶湯内に浸漬されて気密チャンバ４内が減圧さ
れ、鋳型１０内に溶湯が吸い上げられる。溶湯がキャビ
ティ２０内に充填されて所定時間後に、押出しシリンダ
３０が作動してピストンロッド３４で中子１６がスライ
ドして湯道２２と湯道２４の連通が遮断され、減圧が停
止されて湯口管８，湯口２６，湯道２４内の未凝固の溶
湯が容器に戻される。湯道２４，２６，２８内の溶湯か
らのキャビティ２０への熱の供給が遮断されるため、熱
伝導率の小さい砂型１０においても、キャビティ２０内
の製品部分を早く凝固させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳造に用いられる鋳
型内の湯道を遮断可能とすることによって、鋳造のサイ
クルタイムの短縮と歩留りの向上を可能とした鋳造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンシリンダ等の鋳造品の
製造に用いられる鋳型として、生砂，シェル砂、有機バ
インダ配合砂等から成る砂型が用いられる。このような
砂型を用いた場合には、型の熱伝導が悪いためにキャビ
ティ内に充填された溶湯がなかなか冷却固化されず、鋳
造のサイクルタイムが長くなる。のみならず、長時間の
冷却によって、湯道内や湯口内の溶湯までが凝固してし
まい、過剰な鋳造材料の回収が不可能になる。従って、
鋳造品一個当たりの材料使用量が多くなり、製品の歩留
りが悪くなるという問題点があった。そこで、かかる問
題点を解決して効率の良い鋳造を可能とするために、キ
ャビティに溶湯を充填した後に湯道を遮断することがで
きる鋳造装置が開発されている。このような鋳造装置の
具体例としては、米国特許公報（ＵＳＰ）５，０８８，
５４６号に記載された鋳造装置の発明がある。

【０００３】この公報に記載された発明について、図８
を参照して説明する。図８は、従来例の鋳造装置の要部
の構成を示す断面図である。図８に示されるように、こ
の鋳造装置３０２においては、砂から成る鋳型３１０が
鋳造型として用いられる。この鋳型３１０は、上型３１
２と下型３１４が組み合わされて構成されており、その
内部に製品形状に対応したキャビティ３２０と、これに
連通する湯道３２２および湯道３２４が形成されてい
る。湯道３２４の下端は下型３１４の下面に開口してい
る。ここで、上型３１２には、くさび部材３３２が嵌合
している。このくさび部材３３２の下端は湯道３２２の
近傍に位置しており、くさび部材３３２の上方には押出
しロッド３３０が設けられている。図示しない駆動機構
によって押出しロッド３３０が下降すると、くさび部材
３３２が押出しロッド３３０に押されて下降し、その下
端が鋳型の下部３１６を突き破って湯道３２２，３２４
内に突出する。この結果、突出したくさび部材先端３３
４によって、湯道３１８の部分が遮断されることにな
る。

【０００４】さて、かかる構造を有する減圧鋳造装置３
０２を用いた減圧鋳造においては、まず鋳型３１０の上
型３１２と下型３１４が組み合わされて一体に固定され
る。続いて、鋳型３１０の上方からは図示しない気密チ
ャンバが被せられて、気密空間が形成される。この状態
で、下型３１４の下端が図示しない溶湯容器の溶湯内に
浸漬されて、図示しない真空ポンプによって気密チャン
バ内が減圧される。これによって、湯口を介して鋳型３
１０内に溶湯が吸い上げられ、湯道３２４，湯道３２２
を経てキャビティ３２０内に充填される。そして、キャ
ビティ３２０内に溶湯が充填されて所定時間が経過した
後に、押出しロッド３３０が下降して、くさび部材３３
２が押し下げられる。これによって、くさび部材３３２
の下端で鋳型の下部３１６が突き破られて、突出したく
さび部材先端３３４によって湯道３１８の部分が遮断さ
れる。このようにして、キャビティの充填後に湯道を遮
断することができる鋳造装置が構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この減
圧鋳造装置３０２においては、溶湯が充填された湯道３
２２，湯道３２４内にくさび部材３３２を押し出すこと
によって、湯道の遮断を行っている。すなわち、湯道を
遮断する際に、溶湯の圧縮を伴うものである。特に、湯
口から遠くキャビティ３２０に近い位置にある湯道３１
８においては充填完了時にすでに凝固が開始されてお
り、くさび部材３３２が下降する時点では湯道３１８内
に充填された溶湯もかなり固化した状態にある。このよ
うな固化状態もしくは半固化状態の溶湯を押し退けるに
は、非常に大きな押圧力が必要となり、実際には湯道を
遮断することが困難になる。このように、従来の鋳造装
置における湯道遮断機構は溶湯の圧縮を伴う遮断方法を
用いているために、非常に大きな押圧力が必要になると
いう問題点があった。そこで本発明においては、溶湯の
圧縮を伴わない遮断方法を用いることによって、キャビ
ティ充填後の湯道を小さい力で確実に遮断することがで
きる鋳造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
発明においては、上記課題を解決するために、鋳型内に
設けられた製品キャビティと前記鋳型の溶湯供給部とを
連通させる湯道を横断する方向に前記鋳型を分割し、該
分割された鋳型の少なくとも一方を該分割面に沿ってス
ライド可能としたことを特徴とする鋳造装置を創出し
た。ここで、「鋳型を分割」には、二分割のみでなく三
分割以上の分割も含まれる。また、「分割された鋳型」
には、入れ子や入れ子構造のものも含まれる。

【０００７】また請求項２に係る発明においては、鋳型
内に設けられた製品キャビティと前記鋳型の溶湯供給部
とを連通させる湯道の少なくとも一部を含む前記鋳型の
一部を前記湯道の方向に対して略垂直な軸の回りに回転
可能な回転部としたことを特徴とする鋳造装置を創出し
た。

【０００８】さらに、請求項３に係る発明においては、
鋳型内に設けられた製品キャビティと前記鋳型の溶湯供
給部とを連通させる湯道の近傍に、該湯道方向に押し出
されることによって前記湯道を遮断する遮断部材を設け
るとともに、該遮断部材の反対側の前記湯道の近傍に前
記遮断部材によって押し出される鋳型部分および溶湯の
逃げ部となる空間を設けたことを特徴とする鋳造装置を
創出した。

【０００９】

【作用】請求項１の発明に係る鋳造装置は、製品キャビ
ティと溶湯供給部とを連通させる湯道を横断する方向
に、鋳型が分割されている。そして、分割された鋳型の
少なくとも一方が、分割面に沿ってスライド可能な構造
となっている。従って、製品キャビティに溶湯が充填さ
れた後に、分割された鋳型の少なくとも一方をスライド
させることによって、製品キャビティと溶湯供給部とを
連通させる湯道が遮断される。この際に、分割された鋳
型は分割面に沿って、すなわち湯道を横断する方向にス
ライドするため、湯道内の溶湯が圧縮されることなく遮
断が行われる。このように、請求項１の発明に係る鋳造
装置においては、溶湯の圧縮を伴わずに湯道を遮断する
ことによって、キャビティが充填された後の湯道を小さ
い力で確実に遮断することができる。

【００１０】また、請求項２の発明に係る鋳造装置にお
いては、湯道の少なくとも一部を含む鋳型の一部が、湯
道の方向に対して略垂直な軸の回りに回転可能な回転部
となっている。従って、製品キャビティに溶湯が充填さ
れた後に、この回転部を回転させることによって、湯道
内の溶湯が圧縮されることなく湯道が遮断される。この
ようにして、請求項２の発明に係る鋳造装置において
は、湯道の少なくともを含む回転部を回転させることに
よって湯道内の溶湯の圧縮を伴わずに湯道が遮断される
ため、キャビティが充填された後の湯道を小さい力で確
実に遮断することができる。

【００１１】また、請求項３の発明に係る鋳造装置にお
いては、湯道の近傍に、湯道の方向に押し出されること
によって湯道を遮断する遮断部材が設けられている。さ
らに、この遮断部材の反対側において、湯道の近傍に遮
断部材によって押し出される鋳型部分および溶湯の逃げ
部となる空間が設けられている。従って、製品キャビテ
ィに溶湯が充填された後に、遮断部材が押し出されるこ
とによって、押し出された鋳型部分もしくは溶湯または
遮断部材によって、湯道を遮断することができる。この
際に、遮断部材によって押し出される鋳型部分および溶
湯は、湯道の近傍に逃げ部として設けられた空間内に押
し出されるため、湯道内の溶湯が圧縮されることがな
い。このようにして、請求項３の発明の鋳造装置におい
ては、逃げ部を設けることによって溶湯の圧縮を伴わず
に湯道が遮断されるため、キャビティが充填された後の
湯道を小さい力で確実に遮断することができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１次に、本発明を具現化した実施例１について、図１およ
び図２を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は、本発明に
係る鋳造装置の実施例１を示す正断面図であり、図１
（Ｂ）は、鋳型の上型を外して見た状態を示す平断面図
である。さらに、図２（Ａ）は側断面図であり、図２
（Ｂ）は入れ子を示す斜視図である。本実施例は、請求
項１に記載された発明に対応するものである。本実施例
の鋳造装置２は減圧鋳造装置であり、図１に示されるよ
うに、上型１２と下型１４から鋳型１０が構成されてい
る。さらに、上下型１２，１４の間に、入れ子１６がス
ライド可能に設けられている。これらの上型１２，下型
１４，入れ子１６は、いずれも有機バインダが配合され
た砂から構成されている。上型１２および下型１４には
キャビティ２０が設けられており、また上型１２には湯
道２２，２４が、また下型１４には湯口２６が設けられ
ている。さらに、上型１２，下型１４には、入れ子１６
が嵌合してスライドするスライド孔３６が設けられてい
る。スライド孔３６の一端は、鋳型１０の側面に開口し
ている。

【００１３】入れ子１６は、図２（Ｂ）に示されるよう
な六角柱形状を有しており、六角柱の軸方向に直角な方
向に連通孔１８が設けられている。上型１２と下型１４
が組み合わされて形成されるスライド孔３６も入れ子１
６と同一の形状を有しており、入れ子１６はスライド孔
３６内に、隙間なくかつスライド可能に嵌合する。従っ
て、上型１２，下型１４，入れ子１６が図１のように組
み合わされることによって、鋳型１０内にキャビティ２
０とこれに連通する湯道２２，１８，２４，２６が形成
される。入れ子１６は、図１（Ｂ）および図２（Ａ）に
示される原位置においては、その端面が鋳型１０の側面
と一致する位置にあり、スライド孔３６の開口側と反対
側には空間３８が形成されている。

【００１４】この鋳型１０の上から、気密チャンバ４が
被せられる。気密チャンバ４の側面には、押出しシリン
ダ３０が取り付けられている。この押出しシリンダ３０
は、図示しないエア配管から供給される圧縮エアの作用
によってピストンロッド３４が進退するエアシリンダで
あり、フランジ３２において気密チャンバ４の側面にね
じ止めされている。押出しシリンダ３０のピストンロッ
ド３４は、気密チャンバ４の内部に突出しており、ピス
トンロッド３４の先端が前記スライド孔３６の開口部に
臨んでいる。従って、押出しシリンダ３０が作動してピ
ストンロッド３４がシリンダから抜け出る方向に動くこ
とによって、入れ子１６がピストンロッド３４の先端で
押されて空間３８の方向にスライドする。

【００１５】さて、かかる構造を有する本実施例の減圧
鋳造装置２を用いた減圧鋳造の手順について、図１およ
び図２を参照しつつ説明する。まず、気密定盤６に湯口
管８が接続される。次に、気密定盤６の上に下型１４が
載置され、下型１４のスライド孔３６の部分に入れ子１
６が嵌合される。このとき、入れ子１６の端面が下型１
４の側面と一致するように設置される。ここで、スライ
ド時の抵抗を少なくするため、入れ子１６の外周面およ
びスライド孔３６の内壁面に微細な耐火粉からなる塗型
剤が塗布される。この塗型剤の塗布は、入れ子１６のス
ライド時における湯漏れ防止にも効果がある。続いて、
下型１４に上型１２が載せられ、一対の押え板４０Ａ，
４０Ｂによって、上下型１２，１４が一体に固定され
る。なお、押え板４０Ｂのスライド孔３６に相当する部
分には、孔４２が形成されている。このようにして、入
れ子１６の連通孔１８が湯道２２，２４と連通した状態
で固定され、湯口管通路２８からキャビティ２０まで連
通した湯道が形成される。こうして組み立てられた鋳型
１０の上から気密チャンバ４が被せられ、鋳型１０の周
囲に気密チャンバ４と気密定盤６とで囲まれた気密空間
が形成される。

【００１６】そして、湯口管８の下端が図示しない溶湯
容器の溶湯内に浸漬され、図示しない真空ポンプで気密
チャンバ４内が減圧される。これによって、湯口管８を
介して鋳型１０内に溶湯が吸い上げられて、減圧鋳造が
行われる。さて、溶湯がキャビティ２０内に充填されて
所定の時間が経過した後に、押出しシリンダ３０が作動
して、ピストンロッド３４が前進して入れ子１６が空間
３８の方向にスライドする。この結果、入れ子１６の側
壁によって湯道２２と湯道２４の連通が遮断される。こ
れによって、湯道２４，２６，２８内の溶湯を通じての
キャビティ２０への熱の供給が遮断されるため、熱伝導
率の小さい砂型１０においても、キャビティ２０内の製
品部分を早く凝固させることができる。また、キャビテ
ィ２０内の溶湯が流出するおそれがなくなるため、真空
ポンプによる減圧を停止して、湯口管８，湯口２６，湯
道２４内の未凝固の溶湯を自然落下させることによっ
て、溶湯容器に回収することができる。

【００１７】このようにして溶湯が回収された後に、ピ
ストンロッド３４を後退させて気密チャンバ４が取り外
されることによって、減圧鋳造が完了する。このように
して鋳造された製品は、湯口部分から分離されているた
め、従来行われていた湯口部の切断・破断の後処理工程
が不要となる。本実施例の減圧鋳造装置２を用いて、製
品重量１０ｋｇの肉厚３ｍｍの鋳鋼部品を製造した。従
来の減圧鋳造においては、鋳造時間が１００秒で歩留り
が３５％であった。これに対して、本実施例の減圧鋳造
装置２を用いて充填直後に湯道の遮断を行うことによっ
て、鋳造時間が１０秒と短縮され、また製品部に押し湯
を取り付けたにも関わらず、全体としての歩留りが６５
％という結果が得られた。このようにして、本実施例の
減圧鋳造装置２によれば、鋳造のサイクルタイムを短縮
することができる。また、湯道内の溶湯を未凝固の状態
で溶湯容器に戻すことができるため、製品の歩留りが向
上するという利点が得られる。また、本実施例において
は、入れ子１６をスライドさせて湯道を遮断する方式の
ため、製品キャビティ部分が大きい場合でも、押出しシ
リンダ３０の駆動力は小さくて済む。

【００１８】実施例２次に、本発明を具現化した実施例２について、図３を参
照しつつ説明する。図３（Ａ）は、本発明に係る減圧鋳
造装置の実施例２を示す正断面図であり、図３（Ｂ）は
側断面図を示すものである。本実施例も、実施例１と同
様に、請求項１の発明に対応するものである。本実施例
の鋳造装置５２も減圧鋳造装置であり、鋳型を縦に分割
された構造として、分割された型の一部をスライドさせ
ることによって、実施例１の入れ子１６と同様の機能を
果たさせている。図３に示されるように、本実施例の鋳
型６０は、上型，下型がそれぞれ縦に三分割された構造
を有している。上型は、二つの分割上型６２Ａ，６２Ｂ
の間に可動上型６２Ｃが挟まれた構造となっている。同
様に、下型も、二つの分割下型６４Ａ，６４Ｂの間に稼
働下型６４Ｃが挟まれた構造となっている。分割上型６
２Ａと分割下型６４Ａが組み合わされることによって、
内部にキャビティ７０と湯道７２が形成され、また分割
上型６２Ｂには湯道７４が、分割下型６４Ｂには湯口７
６が設けられている。

【００１９】これらの鋳型６０の構成部材は、三分割さ
れた定盤６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃの上に載置される。三
分割の定盤６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃは、さらに気密定盤
５６の上に載置される。そして、気密定盤５６には貫通
孔が設けられており、この貫通孔に湯口管５８が接続さ
れる。鋳型６０の上から被せられる気密チャンバ５４の
上面には、引上げシリンダ８０が設けられている。引上
げシリンダ８０のピストンロッド８４は、気密チャンバ
５４内に突出しており、その先端には引上げ部材８６が
固定されている。この引上げ部材８６の両端には、図３
（Ｂ）に示されるように、一対のクランプシリンダ９６
Ａ，９６Ｂおよびクランプ部材９８Ａ，９８Ｂが設けら
れている。クランプ部材９８Ａ，９８Ｂは、引上げ部材
８６に対して、図３（Ｂ）の左右方向にスライド可能に
取り付けられており、クランプシリンダ９６Ａ，９６Ｂ
の作動によってスライドする。クランプ部材９８Ａ，９
８Ｂの下端は、Ｌ字型のクランプ爪９９Ａ，９９Ｂとな
っており、可動定盤６６Ｃの端面に設けられた係合部６
７ａ，６７ｂに係合してクランプする。なお、図３
（Ｂ）は、クランプ部材９８Ａ，９８Ｂが内側にスライ
ドしてクランプした状態を示している。さらに、図３
（Ａ）に示されるように、気密チャンバ５４の内側に
は、押圧ばね９４Ａ，９４Ｂが下方に向いて取り付けら
れている。

【００２０】さて、かかる構成を有する本実施例の減圧
鋳造装置５２を用いた減圧鋳造の手順について、図３を
参照しつつ説明する。まず、気密定盤５６に湯口管５８
が接続される。次に、気密定盤５６の上に分割定盤６６
Ａ，６６Ｂおよび可動定盤６６Ｃが載置される。続い
て、分割定盤６６Ａ，６６Ｂの上に分割下型６４Ａ，６
４Ｂが、また可動定盤６６Ｃの上に可動下型６４Ｃがそ
れぞれ載置される。そして、分割下型６４Ａ，６４Ｂの
上に分割上型６２Ａ，６２Ｂが、また可動下型６４Ｃの
上に可動上型６２Ｃが、それぞれ組み合わせられる。さ
らに、図３（Ｂ）に示されるように、一対の押え板９０
Ａ，９０Ｂによって可動下型６４Ｃと可動上型６２Ｃが
一体に固定される。また、図３（Ａ）に示されるよう
に、押え板９０Ｃによって分割下型６４Ａと分割上型６
２Ａが、押え板９０Ｄによって分割下型６４Ｂと分割上
型６２Ｂが、各々一体に固定される。このようにして、
湯口７６，湯道７４，連通孔６８，湯道７２が連通した
状態で鋳型６０が組み立てられ、湯口管５８からキャビ
ティ７０までの湯道が形成される。

【００２１】さらに、分割上型６２Ａと分割上型６２Ｂ
の上面には、押圧板９２Ａ，９２Ｂが取り付けられる。
こうして組み立てられた鋳型６０の上から気密チャンバ
５４が被せられる。これによって、鋳型６０の周囲に、
気密チャンバ５４と気密定盤５６とで囲まれた気密空間
が形成される。また、図３（Ｂ）に示されるように、気
密チャンバ５４に取り付けられた押圧ばね９４Ａ，９４
Ｂによって、押圧板９２Ａ，９２Ｂを介して、分割上型
６２Ａと分割上型６２Ｂがそれぞれ押圧される。そし
て、クランプシリンダ９６Ａ，９６Ｂが作動して、クラ
ンプ部材９８Ａ，９８Ｂが内側にスライドし、クランプ
爪９９Ａ，９９Ｂによって可動定盤６６Ｃがクランプさ
れる。なお、このクランプ部材９８Ａ，９８Ｂによるク
ランプ動作は、溶湯の充填後に行っても良い。

【００２２】続いて、湯口管５８の下端が図示しない溶
湯容器の溶湯内に浸漬され、図示しない真空ポンプの作
動によって気密チャンバ５４内が減圧される。これによ
り湯口管５８を介して鋳型６０内に溶湯が吸い上げられ
て、減圧鋳造が行われる。溶湯がキャビティ７０内に充
填されて所定の時間が経過した後に、引上げシリンダ８
０が作動して、ピストンロッド８４によって引上げ部材
８６が上方に引き上げられる。これによって、引上げ部
材８６と一体にクランプ部材９８Ａ，９８Ｂおよび可動
定盤６６Ｃが引き上げられ、可動下型６４Ｃと可動上型
６２Ｃも一体に上昇する。この結果、上昇した可動下型
６４Ｃの側壁によって、湯道７２と湯道７４の連通が遮
断される。

【００２３】従って、湯道６８，７４，７６内の溶湯を
通じてのキャビティ７０への熱の供給が遮断され、熱伝
導率の小さい砂型６０においても、キャビティ７０内の
製品部分を早く凝固させることができる。また、湯口管
５８，湯口７６，湯道７４内の溶湯を、未凝固の状態で
容器に回収することができる。本実施例の減圧鋳造装置
５２においては、実施例１と比較して、鋳型の構造が簡
単になる。また、鋳型６０の一部を引き上げることによ
って湯道を遮断するため、製品キャビティ部分が大きい
鋳型の場合でも引上げシリンダ８０の駆動力が小さくて
済むというという利点がある。

【００２４】実施例３次に、本発明を具現化した実施例３について、図４を参
照しつつ説明する。図４は、本発明に係る減圧鋳造装置
の実施例３を示す平断面図である。本実施例も、実施例
１と同様に、請求項１に記載された発明に対応するもの
である。本実施例の鋳造装置１０２も減圧鋳造装置であ
り、鋳型を縦に二分割された構造として、分割された型
の一方をスライドさせることによって、湯道の遮断を行
っている。図４に示されるように、本実施例の鋳型１１
０は縦に二分割された構造を有している。すなわち、鋳
型１１０は、製品キャビティ１２０が設けられた可動型
１１２と、湯口部分が設けられた湯口型１１４から構成
されている。可動型１１２と湯口型１１４とが組み合わ
されることによって、鋳型１１０内にキャビティ１２０
とこれに連通した湯道１２２，湯道１２４，湯口１２６
が形成される。このように組み立てられた鋳型１１０の
上から、気密チャンバ１０４が被せられて、鋳型１１０
が載置されている図示しない気密定盤との間で気密空間
が形成される。このとき、鋳型１１０と気密チャンバ１
０４との間には、空間１３６が形成される。

【００２５】この気密チャンバ１０４の側面には、押出
しシリンダ１３０が設けられている。この押出しシリン
ダ１３０は、フランジ１３２において気密チャンバ１０
４の側面にねじ止めされている。押出しシリンダ１３０
のピストンロッド１３４は、気密チャンバ１０４の側面
に設けられた貫通孔を通して、気密チャンバ１０４内に
突出している。一方、このピストンロッド１３４に面し
た可動型１１２の側面には、スライド板１１６が固定さ
れている。押出しシリンダ１３０が作動して、ピストン
ロッド１３４がシリンダから抜け出す方向に移動する
と、ピストンロッド１３４の先端でスライド板１１６が
押され、可動型１１２が空間１３６の方向にスライドす
る。

【００２６】さて、かかる構成を有する本実施例の減圧
鋳造装置１０２を用いた減圧鋳造の手順について、図４
を参照しつつ説明する。まず、図示しない気密定盤に図
示しない湯口管が接続される。次に、この気密定盤の上
に可動型１１２と湯口型１１４が組み合わされて載置さ
れる。このとき、可動型１１２の側面にはスライド板１
１６が固定される。こうして組み立てられた鋳型１１０
の上から気密チャンバ１０４が被せられて、図示しない
湯口管の下端が図示しない溶湯容器の溶湯内に浸漬され
た後に、気密チャンバ１０４内が減圧される。これによ
って、湯口管を介して鋳型１１０内に溶湯が吸い上げら
れて、減圧鋳造が行われる。

【００２７】溶湯がキャビティ１２０内に充填されて所
定の時間が経過した後に、押出しシリンダ１３０が作動
して、可動型１１２が図４の右方向にスライドする。こ
の結果、湯道１２２と湯道１２４との連通が遮断され
る。従って、湯道１２４，湯口１２６内の溶湯を通じて
のキャビティ１２０への熱の供給が遮断され、熱伝導率
の小さい砂型１１０においても、キャビティ１２０内の
製品部分を早く凝固させることができる。また、湯口
管，湯口１２６，湯道１２４内の溶湯を、未凝固の状態
で容器に回収することができる。本実施例の減圧鋳造装
置１０２においては、実施例１および実施例２と比較し
て、鋳型の構造および湯道遮断のための機構がさらに簡
単になるという利点が得られる。

【００２８】実施例４次に、本発明を具現化した実施例４について、図５およ
び図６を参照して説明する。図５は、本発明に係る鋳造
装置の実施例４の要部を示す断面図であり、図６は、鋳
造装置の実施例４の全体構成を示す図である。本実施例
は、請求項２に記載された発明に対応するものである。
まず、本実施例の鋳造装置の要部について図５を参照し
て説明する。図５（Ａ），（Ｂ）は、本実施例の鋳造装
置の湯道部分を示す平断面図であり、図５（Ｃ）はその
正断面図である。図５に示されるように、本実施例にお
いては、鋳型１６０内に回転子１６６を設けている。回
転子１６６の内部に設けられた連通孔１６８は、湯口１
７６と図示しないキャビティとを連通させる湯道の一部
となっている。この回転子１６６は、図５（Ａ），
（Ｂ）の紙面に垂直な軸の回りに回転することが可能に
なっている。

【００２９】また、図５（Ｃ）に示されるように、回転
子１６６の一端は上型１６２の外部に突出している。回
転子１６６のこの突出部分には、図５（Ａ）に破線で示
されるように、平行に切り欠かれた把持部１９６が設け
られている。ここで、図５（Ａ），（Ｂ）に示されるよ
うに、回転子１６６の内部の連通孔１６８は、湯道１７
２の側に向かって広がる形状となっている。また、湯道
１７２の水平方向の幅は、湯口１７６側の湯道１７４の
幅より広く作られている。さらに、回転子１６６内に
は、連通孔１６８から広がる湯溜部１９２が設けられて
いる。このような構造によって、回転子１６６が紙面に
垂直な軸の回りに図５（Ｂ）の角度まで回転すると、湯
口１７６側の湯道１７４と連通孔１６８の連通が遮断さ
れる。一方、キャビティ側の湯道１７２と連通孔１６８
の連通は維持されている。

【００３０】次に、本実施例の鋳造装置の全体構造につ
いて、図６を参照して説明する。図６（Ａ）は、本実施
例の鋳造装置を示す平面図であり、図６（Ｂ）はその正
断面図、図６（Ｃ）は側断面図である。図５のような内
部構造を有する鋳型１６０が、図６に示される減圧鋳造
装置１５２内に設置される。すなわち、まず気密定盤１
５６の下面に湯口管１５８が接続され、気密定盤１５６
の上に下型１６４および上型１６２が載置される。そし
て、下型１６４と上型１６２の側面から一対の押え板１
９０Ａ，１９０Ｂが取り付けられて、下型１６４と上型
１６２とが一体に固定される。このようにして、図５に
示されるように、湯口１７６，湯道１７４，連通孔１６
８，湯道１７２が連通した状態で鋳型１６０が組み立て
られる。

【００３１】こうして組み立てられた鋳型１６０の上か
ら、図６に示されるように、気密チャンバ１５４が被せ
られる。これによって、鋳型１６０の周囲に、気密チャ
ンバ１５４と気密定盤１５６とで囲まれた気密空間が形
成される。ここで、鋳型１６０に被せられる気密チャン
バ１５４の天井板には、回転軸１８６が上下に貫通し
て、回転可能に取り付けられている。この回転軸１８６
の上端にはクランク１８４が固定されており、クランク
１８４は回転用シリンダ１８０のピストンロッド１８２
の先端に取り付けられている。一方、気密チャンバ１５
４内に突出した回転軸１８６の下端には、把持爪１８８
が固定されている。気密チャンバ１５４が気密定盤１５
６の上に載置される際に、この把持爪１８８が回転子１
６６の把持部１９６に嵌合する。従って、回転用シリン
ダ１８０が作動してピストンロッド１８２が進退するこ
とによって、クランク１８４を介して、回転軸１８６と
一体に把持爪１８８が回転する。これによって、把持部
１９６において把持爪１８８に嵌合した回転子１６６
も、同時に回転することになる。

【００３２】さて、減圧鋳造の開始時においては回転子
１６６は図５（Ａ）に示される回転角度になっており、
湯道１７４と湯道１７２とは連通孔１６８によって連通
している。この状態において、図示しない真空ポンプに
よって気密チャンバ１５４内が減圧され、湯口管１５８
を介して鋳型１６０内に溶湯が吸い上げられる。溶湯が
図示しないキャビティ内に充填されて所定の時間が経過
した後に、回転用シリンダ１８０が作動して、回転軸１
８６が回転する。これによって、回転子１６６が図５
（Ｂ）に示される角度まで回転し、湯道１７４と湯道１
７２の連通が遮断される。この結果、湯道１７４，湯口
１７６内の溶湯を通じてのキャビティへの熱の供給が遮
断され、熱伝導率の小さい砂型１６０においてもキャビ
ティ内の製品部分を早く凝固させることができる。ま
た、湯口管１５８，湯口１７６，湯道１７４内の溶湯
を、未凝固の状態で容器に回収することができる。

【００３３】このとき、図５（Ｂ）に示されるように、
連通孔１６８とキャビティ側の湯道１７２の連通は維持
されている。従って、キャビティ内の溶湯が固化する過
程において、湯溜部１９２内の溶湯によってキャビティ
内の製品部分の冷却固化に伴う体積収縮分を補うことが
できる。このようにして、湯道を遮断しても押し湯の効
果が得られるため、高品質の鋳造品を得ることができ
る。さらに、本実施例の減圧鋳造装置１５２において
は、回転によって湯道を遮断しているので、遮断のため
の駆動力が小さくて済むという利点が得られる。また、
本実施例の回転子１６６における連通孔１６８とは逆
に、連通孔を湯口側の湯道１７４の側に向かって広がる
形状とするとともに湯道１７４の幅を湯道１７２の幅よ
りも広くすることによって、連通孔内の溶湯をも回収す
ることができ、歩留りを向上させることができる。

【００３４】実施例５次に、本発明を具現化した実施例５について、図７を参
照しつつ説明する。図７（Ａ）は、本発明に係る鋳造装
置の実施例５の要部の構成を示す平断面図であり、図７
（Ｂ）は正断面図である。本実施例は、請求項３に記載
された発明に係るものである。本実施例の鋳造装置２０
２は減圧鋳造装置であり、図７に示されるように、鋳型
２１０の上型２１２内に押出しロッド２３４が設けられ
ている。この押出しロッド２３４の先端は、製品キャビ
ティ２２０と図示しない湯口を連通させる湯道２１８の
近傍に位置している。一方、この押出しロッド２３４と
反対側の湯道２１８の近傍には、空間部２３８が上型２
１２内に設けられている。さて、減圧鋳造装置２０２に
おいては、湯道２２４，２１８，２２２を通じてキャビ
ティ２２０に溶湯が充填された後に、押出しロッド２３
４が図示しない駆動機構によって押し出されて、その先
端が湯道２１８に突出する。これによって、湯道２２２
と湯道２２４との連通を遮断することができる。

【００３５】この際に、押出しロッド２３４の前方にあ
る鋳型部分２１６と湯道２１８内の溶湯が押し出され
る。しかし、これらの鋳型部分２１６および溶湯は空間
部２３８内に押し出されるため、湯道内の溶湯が圧縮さ
れることがない。従って、図示しない駆動機構によって
押出しロッド２３４を押し出すための力は小さくて済
む。このように、本実施例の鋳造装置２０２において
は、逃げ部２３８を設けることによって溶湯の圧縮を伴
わずに湯道２１８が遮断されるため、キャビティ２２０
が充填された後の湯道を小さい力で確実に遮断すること
ができる。なお、湯道２１８を遮断するために押出しロ
ッド２３４を湯道２１８内まで突出させる必要はなく、
押出しロッド２３４で押し出される鋳型部分２１６によ
って遮断することもできる。この場合には、押出しロッ
ド２３４の押出しストロークが短くて済む。本実施例の
減圧鋳造装置２０２においては、鋳型２１０を可動部分
と固定部分に分割する必要がなく、鋳型２１０の構造が
極めて簡単になるという利点がある。

【００３６】上記の各実施例においては、鋳造装置とし
て減圧鋳造装置の例を示したが、重力鋳造等の他の鋳造
方式にの場合にも、同様な効果を得ることができる。ま
た、有機バインダを配合した砂から成る鋳型の場合につ
いて説明したが、他の材質から成る鋳型にも適用できる
ことは言うまでもない。鋳造装置のその他の部分の構
造，形状，大きさ，材質，数量等についても、上記の各
実施例に限定されるものではない。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に係る発明においては、分割さ
れた鋳型の少なくとも一方をスライドさせることによっ
て、溶湯の圧縮を伴わずに湯道を遮断でき、キャビティ
が充填された後の湯道を小さい力で確実に遮断すること
ができる。これによって、鋳造のサイクルタイムの短縮
と歩留りの向上を達成することができ、極めて実用的な
減圧鋳造装置となる。

【００３８】また、請求項２に係る発明においては、湯
道の少なくとも一部を含む回転部を回転させることによ
って、湯道内の溶湯が圧縮されることなく湯道が遮断さ
れ、キャビティが充填された後の湯道を小さい力で確実
に遮断することができる。

【００３９】また、請求項３に係る発明においては、湯
道を遮断するための遮断部材の前方に逃げ部を設けるこ
とによって、溶湯の圧縮を伴わずに湯道が遮断され、キ
ャビティが充填された後の湯道を小さい力で確実に遮断
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋳造装置の実施例１の構成を示す
断面図である。

【図２】鋳造装置の実施例１の構成を示す断面図および
斜視図である。

【図３】鋳造装置の実施例２の構成を示す断面図であ
る。

【図４】鋳造装置の実施例３の構成を示す断面図であ
る。

【図５】鋳造装置の実施例４の要部の構成を示す断面図
である。

【図６】鋳造装置の実施例４の全体構成を示す平面図お
よび断面図である。

【図７】鋳造装置の実施例５の構成を示す断面図であ
る。

【図８】鋳造装置の従来例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

２，５２，１０２，２０２，２５２，３０２鋳造装置１０，６０，１１０，１６０，２１０鋳型１６，６２Ｃ，６４Ｃ，１１２分割された鋳型１８，２２，２４，６８，７２，７４，１２２，１２
４，１６８，１７２，１７４，２１８，２２２，２２４
湯道２０，７０，１２０，２２０製品キャビティ２６，７６，１２６，１７６溶湯供給部１６６回転部２３４遮断部材２３８空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山雅夫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

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型内に設けられた製品キャビティと前
記鋳型の溶湯供給部とを連通させる湯道を横断する方向
に前記鋳型を分割し、該分割された鋳型の少なくとも一
方を該分割面に沿ってスライド可能としたことを特徴と
する鋳造装置。
【請求項２】鋳型内に設けられた製品キャビティと前
記鋳型の溶湯供給部とを連通させる湯道の少なくとも一
部を含む前記鋳型の一部を前記湯道の方向に対して略垂
直な軸の回りに回転可能な回転部としたことを特徴とす
る鋳造装置。
【請求項３】鋳型内に設けられた製品キャビティと前
記鋳型の溶湯供給部とを連通させる湯道の近傍に、該湯
道方向に押し出されることによって前記湯道を遮断する
遮断部材を設けるとともに、該遮断部材の反対側の前記
湯道の近傍に前記遮断部材によって押し出される鋳型部
分および溶湯の逃げ部となる空間を設けたことを特徴と
する鋳造装置。