JPH07308750A

JPH07308750A - 低圧鋳造装置および低圧鋳造方法

Info

Publication number: JPH07308750A
Application number: JP19301494A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fukuoka; 裕史福岡; Jiyunzou Fujiya; 順三藤屋; Yoshiaki Kamina; 好昭上名; Akihiro Nakano; 昭弘中野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 1995-11-28
Also published as: EP0646429A1; EP0646429B1

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳造工程の自動化に適し、かつ鋳造サイクル
タイムを大幅に短縮し得るとともに、鋳造品の品質向上
を図った低圧鋳造装置を提供する。【構成】開閉作動する上下１対の金型よりなる上型３
および下型２と、両金型２，３間に配される砂型とによ
り鋳型１を構成するとともに、該鋳型１の内部に画成さ
れて溶湯が充填されるるキャビティ７の頂壁を上型３の
底面３ａにより形成し、キャビティ７の側壁および底壁
を砂型１４，１５および１１により形成する。そして、
上記上型３に、鋳造後の離型時に、鋳造製品を砂型とと
もに上型３の底面に保持し得る保持手段を設ける。上記
保持手段は、上型３の底面からキャビティ７内に突出す
る鋳抜きピン６よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧鋳造装置および低
圧鋳造方法に関し、特に鋳造工程の自動化に適した低圧
鋳造装置および低圧鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用エンジンのシリンダヘ
ッドを量産する場合、低圧鋳造法が広く利用されてい
る。この低圧鋳造法は、アルミニウム合金等の軽合金か
らなる溶湯を密封容器内で加熱保持した状態で、比較的
低圧の不活性ガスまたは空気により上記溶湯の表面を加
圧することにより、鋳型内に画成されているキャビティ
内に溶湯を充填して鋳造を行う方法である。

【０００３】このような低圧鋳造に用いられる鋳型は、
一般に、金型によって構成され、下型と、この下型の上
方に配置されて上下方向に移動可能な上型と、これら上
型および下型間に左右方向に移動可能に配置されて、両
金型に対し摺動自在に嵌合する左右一対の摺動型とを備
えている。そして、この鋳型の内部には、下型、上型お
よび一対の摺動型により、鋳造すべき製品の形状に対応
する形状を有するキャビティが画成される。

【０００４】ところで、上記のような構成を有する鋳型
においては、そのキャビティの周壁がすべて金型により
形成されるため、キャビティ内に溶湯を注入した場合に
その溶湯の熱が金型によって大量に吸収され、特に、製
品の薄肉部を構成する部分に注入された溶湯は、上記金
型に接触することにより、その温度が急激に低下するこ
とになる。

【０００５】その結果、鋳型内の深部まで溶湯が到達し
なかったり、あるいは、鋳造された製品の表面に湯皺等
が発生するおそれがある。また、金型が溶湯の熱により
膨脹してキャビティの間隙が減少し、湯回り不良が発生
するとともにキャビティ内に発生するガスの排気機能が
低下し、このガスの製品内への巻き込み等による鋳造欠
陥が生じる問題があった。

【０００６】一方、鋳型として比熱の小さい砂型を金型
の代わりに用いれば、溶湯の温度低下および湯回り不良
を最小限に抑制することが可能となるが、低圧鋳造法で
は、溶湯に対してその注入時および凝固時に圧力を加え
ているため、上記砂型が崩壊したり、あるいはその位置
がずれるおそれがあり、高精度を必要とする製品の鋳造
には不適当である。

【０００７】このような問題の解決策として、例えば特
開昭６３−７２４６６号公報に開示されているような鋳
造方法およびその鋳型構造が提案されている。

【０００８】すなわち、上記公報に記載された鋳造方法
は、砂型によって製品に対応するキャビティを画成し、
次いで、上記砂型を金型により支持した後、上記キャビ
ティに溶湯を注入し、さらに、この溶湯を加圧すること
を特徴とするものである。

【０００９】また、上記公報に記載された鋳型構造は、
溶湯の圧入されるキャビティを画成する砂型と、該砂型
を支持する金型と、該金型を介して上記砂型に連通し気
体を外部に排出する排気路とを備えていることを特徴と
するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載された鋳造方法および鋳型構造では、キャビティの
周壁がすべて砂型により形成されるため、溶湯が凝固し
た後、上型を上昇させ、かつ摺動型を移動させて型開き
を行った場合に、鋳造製品が砂型に周囲を支持された状
態で下型上に残存することになる。

【００１１】このため、鋳造製品および砂型を下型上か
ら取り出す作業が困難でかつ時間を要するのみでなく、
砂型を下型上から取り出す場合に砂型の表面から崩落し
た砂が下型の上面に散乱して、この砂の清掃作業にも時
間を要するから、これらが鋳造サイクルの短縮化を阻む
要因となって、鋳造工程の自動化には適さないものであ
った。

【００１２】上述の事情に鑑み、本発明は、鋳造工程の
自動化に適し、かつ鋳造サイクルタイムを大幅に短縮し
得るとともに、鋳造品の品質向上を図った低圧鋳造装置
および低圧鋳造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による低圧鋳造装
置は、請求項１に記載されているように、開閉作動する
上下１対の金型よりなる上型および下型と、両金型間に
配される砂型とを備えた鋳型を有し、該鋳型の内部に画
成されて溶湯が充填されるキャビティの頂壁が上記上型
の底面により形成され、上記キャビティの少なくとも側
壁が上記砂型により形成されてなり、上記上型の溶湯と
の接触面積が、上記下型の溶湯との接触面積よりも大と
なされてなることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明による低圧鋳造装置は、請求
項２に記載されているように、開閉作動する上下１対の
金型よりなる上型および下型と、両金型間に配される砂
型とを備えた鋳型を有し、該鋳型の内部に画成されて溶
湯が充填されるキャビティの頂壁が上記上型により、側
壁が上記砂型により、底壁の少なくとも一部が上記砂型
により、それぞれ形成されてなることを特徴とするもの
である。

【００１５】上記上型には、請求項３に記載されている
ように、鋳造後の離型時に鋳造製品を上記砂型とともに
上記上型の底面に保持し得る保持手段が設けられ、該保
持手段は、請求項４に記載されているように、上記上型
の底面から上記キャビティの内部に突出する突出形状部
よりなる。

【００１６】その場合、この突出形状部は、請求項５に
記載されているように、上記上型の底面から上記キャビ
ティの内部中央に突出する鋳抜きピンよりなる。

【００１７】さらに、請求項６に記載されているよう
に、下型の上面に膨出部が形成され、該膨出部の側壁と
上記砂型の側壁とにより湯口が形成されていることが好
ましい。この場合に、上記下型の膨出部上には、キャビ
ティの一部を形成する金型が配置される。

【００１８】また、本発明による低圧鋳造装置は、請求
項８に記載されているように、開閉作動する上下１対の
金型よりなる上型および下型と、両金型間に配設される
砂型とを備えた鋳型を有し、両金型間の間隔を規制する
規制部材が、上記上型に一体に設けられてなることを特
徴とするものである。

【００１９】上記規制部材は、請求項９に記載されてい
るように、上記砂型の周囲を囲むように配設される。

【００２０】さらに、本発明による低圧鋳造装置は、請
求項１０に記載されているように、開閉作動する上下１
対の金型よりなる上型および下型と、両金型間に配され
る砂型とを備えた鋳型を有する低圧鋳造装置において、
上記砂型は、基台となる下枠部材と、該下枠部材上に配
される中子部材と、上記下枠部材上に配されて、該下枠
部材とともに上記中子部材を支持し、かつ上記鋳型の内
部に画成されたキャビティの四方の側壁を形成する外枠
部材とからなることを特徴とするものである。

【００２１】さらに、本発明による低圧鋳造装置は、請
求項１１に記載されているように、単一の金型よりなる
上型と、単一の金型よりなる下型と、両金型間に配され
る１対の砂型からなる鋳型を備えてなることを特徴とす
るものである。

【００２２】その場合に、請求項１２に記載されている
ように、上記鋳型が、上記１対の砂型間の位置に設けら
れた湯口と、該湯口から上記１対の砂型に溶湯を分配供
給する分配通路とを有する。

【００２３】本発明による低圧鋳造方法は、請求項１３
に記載されているように、開閉作動する上下１対の金型
よりなる上型および下型と、両金型間に配される砂型と
を備えた鋳型を用意し、該鋳型の内部に画成されて溶湯
が充填されるキャビティの頂壁を上記上型により、他の
壁部を上記砂型によりそれぞれ形成し、上記キャビティ
に溶湯を充填して鋳造を行い、鋳造後、上記上型に鋳造
製品および砂型を保持させた状態で型開きを行い、次い
で、上記鋳造製品および砂型を上記上型から離型させる
ことを特徴とするものである。

【００２４】また、本発明による低圧鋳造方法は、請求
項１４に記載されているように、下枠部材上に中子部材
を配し、該中子部材の上方から外枠部材を配して、上面
に開口を有する中子組立て体を作成し、該中子組立て体
を下型上に載置し、次いで、上記中子組立て体上に上型
を上記開口を閉塞する態様で配して鋳造を行うことを特
徴とするものである。

【００２５】

【作用および発明の効果】請求項１に記載された低圧鋳
造装置の発明によれば、キャビティの頂壁が上型により
形成され、かつ上記キャビティの少なくとも側壁が砂型
により形成されているとともに、上型の溶湯との接触面
積が、下型の溶湯との接触面積よりも大となされている
ため、鋳造後の上型の上昇に伴って、鋳造製品および砂
型が上型側に保持されて上型とともに上昇するから、鋳
造製品の取出しが容易になり、鋳造工程の自動化が可能
になる。また、鋳造後に砂が下型上に残存しないため
に、金型の清掃作業が簡略化され、鋳造製品の取出しが
容易になることと相俟って、鋳造サイクルタイムを短縮
することができる。

【００２６】また、請求項２に記載された低圧鋳造装置
の発明によれば、底壁の少なくとも一部が上記砂型によ
り形成されているため、上型の溶湯との接触面積が、下
型の溶湯との接触面積よりも大となり、請求項１に記載
された発明と同様の効果を奏することができる。

【００２７】また、請求項３に記載された低圧鋳造装置
の発明によれば、上記上型に、鋳造後の離型時に鋳造製
品を砂型とともに上型の底面に保持し得る手段が設けら
れているため、離型時において上型による鋳造製品およ
び砂型の保持を確実に行うことができる。

【００２８】また、請求項４および５に記載された低圧
鋳造装置の発明によれば、鋳造製品を砂型とともに保持
し得る手段として、上型の底面からキャビティの内部に
突出する部材、例えば鋳抜きピンを利用することによ
り、鋳造製品を砂型とともに保持し得る手段を新たに設
ける必要がない利点がある。

【００２９】また、請求項６に記載された低圧鋳造装置
の発明によれば、下型の上面に膨出部が形成され、該膨
出部の側壁と上記砂型の側壁とにより湯口が形成されて
いることにより、湯口内の溶湯の凝固速度が製品部より
も遅くなり、これによって、鋳造製品の品質向上を図る
ことができる。そして、請求項７に記載された低圧鋳造
装置の発明のように、上記下型の膨出部上に上記キャビ
ティの一部を形成する金型を配置することにより、この
金型内に冷却用流体を導入する通路を設けることがで
き、溶湯の冷却性を高めることができる。

【００３０】また、請求項８に記載された低圧鋳造装置
の発明によれば、上記砂型の外側に、金型閉時における
上型と下型との間隔を規制する規制部材が設けられるこ
とにより、キャビティの側壁部が砂型で構成されていて
も、摺動型を設けることなく、上型と下型との間隔を適
正に保つことができ、さらに、請求項９に記載された低
圧鋳造装置の発明のように、上記規制部材が、砂型の周
囲を囲むように配設されていることにより、溶湯が鋳型
の外部に洩れるおそれもなくなる。

【００３１】また、請求項１０に記載された低圧鋳造装
置の発明によれば、開閉作動する上下１対の金型よりな
る上型および下型と、両金型間に配される砂型とを備え
た鋳型を有する低圧鋳造装置において、上記砂型が、基
台となる下枠部材と、該下枠部材上に配される中子部材
と、上記下枠部材上に配されて、該下枠部材とともに上
記中子部材を支持し、かつ上記鋳型の内部に画成された
キャビティの四方の側壁を形成する外枠部材とから構成
されているため、下型に対する砂型のセットを自動的に
行うことが可能になる。

【００３２】また、請求項１１に記載された低圧鋳造装
置の発明によれば、単一の上型および下型に対して、両
金型間に一対の砂型が配されるように構成されているか
ら、１回の鋳造で２個の鋳造製品を得ることができ、効
率的な鋳造を行うことができる。

【００３３】その場合、請求項１２に記載された低圧鋳
造装置の発明のように、上記上記鋳型が、上記１対の砂
型間の位置に設けられた湯口と、該湯口から上記１対の
砂型に溶湯を分配供給する分配通路とを備えていること
により、溶湯の供給通路の簡略化を図ることができる。

【００３４】さらに、請求項１３に記載された低圧鋳造
方法の発明によれば、鋳造後、上記上型に鋳造製品およ
び砂型を保持させた状態で型開きを行っているから、鋳
造製品の取出しが容易になり、鋳造工程の自動化が可能
になるとともに、鋳造サイクルタイムを短縮することが
できる。

【００３５】さらに、請求項１４に記載された低圧鋳造
方法の発明によれば、下枠部材上に中子部材を配し、該
中子部材の上方から外枠部材を配して、上面に開口を有
する中子組立て体を作成し、該中子組立て体を下型上に
載置し、次いで、上記中子組立て体上に上型を上記開口
を閉塞する態様で配して鋳造を行っているから、中子組
立て体よりなる砂型の下型に対するセットを自動的に行
うことが可能になり、鋳造工程の自動化が可能になると
ともに、鋳造サイクルタイムを短縮することができる。

【００３６】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００３７】本実施例は、Ｖ型６気筒エンジンの一対の
シリンダヘッドを一挙に鋳造するための低圧鋳造装置お
よびこれを用いた低圧鋳造方法であり、図１および図２
は、上記低圧鋳造装置の鋳造機にセットされる鋳型の構
成を、上型を下型から離した状態で示す断面図である。
なお、図１は、後述する中子組立て体４の下枠１１の平
面図を示す図５のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、図２
は同II−II線に沿った断面図である。

【００３８】図１および図２において、鋳型１は、単一
の金型よりなる下型２と、この下型２の上方に配置され
た、単一の金型よりなる上型３と、下型２と上型３との
間に配置された、すべて砂型よりなる１対の中子組立て
体４，４とを備えている。下型２の上面には膨出部２ａ
が形成され、この膨出部２ａ上に、シリンダヘッドの燃
焼室を形成するための金型よりなる入れ子５が埋めこま
れた態様で取付けられている。そして、これら下型２、
上型３および中子組立て体４，４と、金型よりなる入れ
子５と、プラグホールを形成するために上型３の底面３
ａに垂設された鋳抜きピン６とによって、各シリンダヘ
ッドに対応する形状のキャビティ７，７が画成される。

【００３９】上記入れ子５およびプラグホール形成用鋳
抜きピン６の内部には、冷却用流体を導入するための通
路８，９が形成されている（図２参照）。１０は、鋳型
閉時における下型２と上型３との間の間隔を規制する規
制部材で、上型３の下面の外縁を巡って上型３と一体に
垂設されて、中子組立て体４，４の外側を取り囲んでい
る。

【００４０】各中子組立て体４は、図３および図４に示
すように、図５に平面図で示すような基台となる下枠１
１と、この下枠１１上に組み付けられて、キャビティ７
の四方の側壁部をそれぞれ形成する４個の砂型よりなる
外枠１２，１３，１４，１５と、外枠１４と下枠１１と
の間に組み付けられた、図６に示すような形状を有する
排気ポート形成用砂中子１６と、上記外枠１４に対向す
る外枠１５に一体に設けられた吸気ポート形成用砂中子
１７と、図７に示すように、下枠１１と外枠１２，１３
との間にそれぞれ支持される両端部１８ａ，１８ｂを備
えたウオータジャケット形成用砂中子１８と、オイルジ
ャケット形成用砂中子１９とによって構成され、上面に
開口を有している。

【００４１】したがって、キャビティ７の頂壁のみが金
型よりなる上型３の底面により形成され、キャビティ７
の側壁および底壁は、底壁の一部を除き、すべて砂型に
よって形成されていることになり、上型３の溶湯との接
触面積が、下型２の溶湯との接触面積よりも大きくなっ
ている。

【００４２】上記ウォータジャケット形成用砂中子１８
の端部１８ｂにはガス抜き用の通路１８ｃが形成されて
おり、鋳造中に外部よりガス吸引ノズル２０を上記通路
１８ｃに接続することにより、中子から発生するガスを
吸引することができる。

【００４３】そして、上記１対の中子組立て体４，４
は、上記砂中子のすべてを予め組み付けた状態で、下型
２上の所定位置に載置され、上型３が中子組立て体４，
４の各開口を閉塞する態様で中子組立て体４，４上に配
されて、キャビティ７，７が形成されるようになってい
る。

【００４４】各キャビティ７の下壁部と側壁部の下方部
分とをそれぞれ形成する各下枠１１，１１には、下型２
の両端部に形成された湯口２１，２１とキャビティ７，
７とをそれぞれ連通する湯口２２が形成され、さらに、
下型２には、上記１対の中子組立て体４，４間の位置
に、湯口２１が形成され、この湯口２１から双方の中子
組立て体４，４内のキャビティ７，７に溶湯を分配供給
する分配通路となる湯口２２が下枠１１，１１に形成さ
れている。各湯口２２は、下型２の膨出部２ａの側壁
と、砂型よりなる下枠１１の側壁とにより形成されてい
る。

【００４５】上記下型２は、溶湯供給通路２３を備え
た、ディストリビュータと呼ばれる溶湯分配装置２４上
に載置されている。そして、従来の低圧鋳造用金型を用
いた鋳造機と同様に、密閉された保持炉内に貯溜された
溶湯の表面を低圧エアで加圧することにより、溶湯はス
トークを通ってディストリビュータ２４内に入り、さら
に湯口２１および２２を通ってキャビティ７に充填され
る。

【００４６】そして、上型３に固定された鋳抜きピン６
がキャビティ７の内部に突出していることにより、この
鋳抜きピン６が鋳造製品内に鋳ぐるまれた状態となり、
鋳造後、型開きを行う際に上型３を上昇させると、上型
３の溶湯との接触面積が下型２の溶湯との接触面積より
も遥かに大きくされており、かつ上型３に鋳抜きピン６
が設けられていることと相俟って、鋳造製品は、砂型よ
りなる中子組立て体４とともに鋳抜きピン６に保持され
た状態で上型３とともに上昇するように構成されてい
る。

【００４７】以上が本実施例による、低圧鋳造装置の構
成であるが、鋳造製品は、型開きに際して、中子組立て
体４とともに鋳抜きピン６に保持された状態で上型３と
ともに上昇するから、鋳造製品の取出しが容易になり、
鋳造工程の自動化が可能になる。また、鋳造後に砂が下
型２上に残存しないために、金型の清掃作業が簡略化さ
れ、鋳造製品の取出しが容易になることと相俟って、鋳
造サイクルタイムを短縮することができる。

【００４８】また、鋳造製品を中子組立て体４とともに
保持し得る手段として、キャビティ７の内部に突出する
鋳抜きピン６を利用していることにより、鋳造製品を中
子組立て体４とともに保持し得る手段を新たに上型３に
設ける必要がない利点がある。

【００４９】さらに、下型２の上面に、キャビティ７の
一部を形成する金型（入れ子５）を収容した膨出部２ａ
が形成され、該膨出部２ａの側壁と砂型の側壁とにより
湯口２２が形成されていることにより、湯口２２内の溶
湯の凝固速度が製品部よりも遅くなり、これによって、
鋳造製品の品質向上を図ることができる。

【００５０】さらに、金型閉時における上型３と下型２
との間隔を規制する規制部材１０が中子組立て体４を取
り囲むように設けられることにより、キャビティ７の側
壁が砂型で構成されていても、摺動型を設けることな
く、上型３と下型２との間隔を適正に保つことができ、
かつ溶湯が鋳型１の外部に洩れるおそれもなくなる。

【００５１】また、本実施例では、上記中子組立て体４
が、上記砂中子１６〜１９を予め組み付けた状態で、上
記下型２上にセットされるから、鋳造工程の自動化がさ
らに容易になり、かつ鋳造サイクルタイムをさらに短縮
することが可能になる。

【００５２】次に、図８および図９は、上述した鋳型１
を備えた鋳造装置Ｑの正面図および側面図である。

【００５３】この鋳造装置Ｑには、鋳造機３０と、中子
組立て体４を鋳造機３０に供給するためのコアセッタ３
１と、鋳造製品Ｗ（中子組立て体４を取り除く以前の状
態）を鋳造機３０から取り出すためのエクストラクタ３
２とが設けられている。また、鋳造機３０には、溶湯保
持炉３３と、この溶湯保持炉３３内の溶湯２６をディス
トリビュータ２４に供給するためのストーク３４とが付
随している。下型２はロワープラテン３５に、上型３は
アッパープラテン３６にそれぞれ固定されている。３７
はエジェクタプレートである。

【００５４】次に、上記鋳造装置Ｑを多数備えた鋳造設
備について説明する。この鋳造設備は、２階建て構造を
有し、多数の鋳造装置Ｑが上階に整列して配設され、下
階には、この鋳造装置列に対応して、中子組立て体４お
よび鋳造製品Ｗの搬送手段が配設されている。

【００５５】上階には、図１０（平面図）に概略的なレ
イアウトを示すように、１４台の鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４
が２列に整列配置されて、２本の鋳造ラインＬ１，Ｌ２
を形成している。図１０において、ハッチングが施され
ているものはエレベータであって、Ｅ１〜Ｅ１４は、中
子組立て体４を載置したパレット（図示は省略）を下階
から上階に移送し、かつ空の中子パレットを上階から下
階に移送するエレベータであり、各鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１
４の側部に近接して配設されている。また、Ｆ１〜Ｆ８
は、鋳造製品Ｗを載置したパレット（図示は省略）を上
階から下階に移送し、かつ空の鋳造製品パレットを下階
から上階に移送するエレベータであり、後述する中子組
立てラインＧ１，Ｇ２にそれぞれ面したＦ１およびＦ５
を除いては、２台の鋳造装置の間に配設されている。エ
レベータＥ１〜Ｅ７およびＦ１〜Ｆ４は鋳造ラインＬ１
に付随し、エレベータＥ８〜Ｅ１４およびＦ５〜Ｆ８は
鋳造ラインＬ２に付随する。

【００５６】各鋳造ラインＬ１，Ｌ２の一端（図の右
端）には、中子組立てラインＧ１，Ｇ２がそれぞれ設け
られている。Ｈ１，Ｈ２は、中子組立てラインＧ１，Ｇ
２でそれぞれ組み立てられた中子組立て体４を載置した
パレットを上階から下階に移送し、かつ空の中子パレッ
トを下階から上階を通過してさらに上方へ移送するエレ
ベータである。

【００５７】一方、下階には、図１１（平面図）に概略
的なレイアウトを示すように、互いに平行な２本のコン
ベアラインＫ１，Ｋ２が配設されている。一方のコンベ
アラインＫ１は、鋳造ラインＬ１のエレベータＥ１〜Ｅ
７が形成するラインに沿って延長され、他方のコンベア
ラインＫ２は、鋳造ラインＬ２のエレベータＥ８〜Ｅ１
４が形成するラインに沿って延長されている。各コンベ
アラインＫ１，Ｋ２の一端（図の右端）には、鋳造製品
Ｗから中子組立て体４を取り除き、かつゲート等を切断
する作業を行う鋳造製品後処理ラインＪ１，Ｊ２がそれ
ぞれ設けられている。そして、空の鋳造製品パレットを
滞溜しておくストッカＳ１，Ｓ２がエレベータＨ１，Ｈ
２にそれぞれ近接して設けられている。

【００５８】図１２は、一方の鋳造ラインＬ１およびコ
ンベアラインＫ１を示す正面図である。ＭＡは下階のフ
ロア面、ＭＢは上階のフロア面をそれぞれ示すコンベアラインＫ１は、上下２本のコンベアラインＫ１
ａ，Ｋ１ｂを備えており、図の左方へ向かって移動する
下方のコンベアラインＫ１ａは、中子組立てラインＧ１
において組み立てられた中子組立て体４を載置したパレ
ットをエレベータＥ１〜Ｅ７の位置まで図の左方へ向か
って搬送し、かつ空の鋳造製品パレットをエレベータＦ
１〜Ｆ４の位置まで搬送するコンベアラインである。図
の右方へ向かって移動する上方のコンベアラインＫ１ｂ
は、エレベータＦ１〜Ｆ４により上階から下階に移送さ
れる、鋳造製品Ｗを載置したパレットを鋳造製品後処理
ラインＪ１まで搬送し、かつ、エレベータＥ１〜Ｅ７に
より上階から下階に移送される、空の中子パレットをエ
レベータＨ１の位置まで搬送するコンベアラインであ
る。他方のコンベアラインＫ２もコンベアラインＫ１と
同様の構成を有するものであるから、その説明は省略す
る。

【００５９】図１３は、下階に配設された中子組立てラ
インＧ１，Ｇ２のレイアウトを示す平面図である。図
中、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ上部メンバおよび下部メン
バを備えて２階建て構造を有する中子搬送用コンベアラ
インである。中子搬送用コンベアラインＰ１，Ｐ２の各
上部メンバは、空の中子パレットを、エレベータＨ１，
Ｈ２の上端から図の右端に示されているエレベータＲ
１，Ｒ２の上端までそれぞれ図の右方へ搬送するコンベ
アラインであり、エレベータＲ１，Ｒ２は、空の中子パ
レットをコンベアラインＰ１，Ｐ２の各上部メンバの終
端から各下部メンバの始端上に降下させるための中子リ
ターン用エレベータである。

【００６０】中子リターン用エレベータＲ１，Ｒ２は、
エレベータＨ１，Ｈ２とほぼ同一の高さを有し、エレベ
ータＨ１とＲ１との上端同士がコンベアラインＰ１の上
部メンバで連結され、かつエレベータＨ１とＲ１との下
端同士がコンベアラインＰ１の下部メンバで連結されて
いる。そして、エレベータＨ１によって上階のフロア面
ＭＢよりも上方へ移送された空の中子パレットが、コン
ベアラインＰ１の上部メンバによりエレベータＲ１の上
端位置まで移送され、次いでエレベータＲ１によって下
方へ移送されて、コンベアラインＰ１の下部メンバ上に
移載されるようになっている。エレベータＨ２およびＲ
２とコンベアラインＰ２の上・下部メンバとの相対関係
も上記と同様である。

【００６１】中子組立てラインＧ１，Ｇ２で組み立てら
れた中子組立て体４は中子パレット上に載置されてコン
ベアラインＰ１の下部メンバ上を図１３の左方へ移送さ
れ、中子ストッカ４０に機種データとともに入庫され
る。そして、鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４からの要求信号によ
り中子ストッカ４０から出庫された中子組立て体４は、
接着機４１により接着された後、エレベータＨ１，Ｈ２
まで搬送され、次にエレベータＨ１，Ｈ２によって下階
に移送され、コンベアラインＫ１，Ｋ２の下部メンバ
（コンベアラインＫ１においてはＫ１ａ）上に移載され
る。

【００６２】ここで、出庫要求信号を発した鋳造装置が
例えば鋳造ラインＬ１のＱ５であるとすると、先ず中子
組立て体４は、下方のコンベアラインＫ１ａによりエレ
ベータＥ５の位置まで図の左方へ搬送され、次にエレベ
ータＥ５により上階へ移送され、次いで鋳造装置Ｑ５の
コアセッタ３１によって当該鋳造機３０の鋳型１にセッ
トされ、前述の態様で鋳造が行われる。

【００６３】一方、空の中子パレットは、エレベータＥ
５により下階へ移送されて、上方のコンベアラインＫ１
ｂによってエレベータＨ１の位置まで図の右方へ搬送さ
れ、エレベータＨ１で上階のフロア面ＭＢよりもさらに
上方へ移送され、次にコンベアラインＰ１上部メンバに
よりエレベータＲ１の上端位置まで移送され、次いでエ
レベータＲ１によって下方へ移送されて、コンベアライ
ンＰ１の下部メンバ上に移載され、中子組立てラインＧ
１に戻される。

【００６４】鋳造装置Ｑ５の鋳造機３０で鋳造された製
品Ｗは、エクストラクタ３２により鋳型１から取り出さ
れ、エレベータＦ３により下階へ移送されて、上方のコ
ンベアラインＫ１ｂによって図の右方へ搬送され、鋳造
製品後処理ラインＪ１において、中子組立て体４の除去
およびゲート切断等の後処理が施される。

【００６５】以上の説明で明らかなように、この鋳造設
備は、鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４が上階に配設され、中子組
立て体４および鋳造製品Ｗの搬送手段であるコンベアラ
インＫ１，Ｋ２が下階に配設された２階建て構造を有す
るため、スペースファクタがきわめて良好であり、限ら
れたスペースに多数の鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４を配設する
ことができるとともに、鋳造機３０周りの構成を簡素化
することができ、メンテナンス性が良好になる。

【００６６】また、鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４が上階に配設
され、中子組立て体４および鋳造製品Ｗの搬送手段であ
るコンベアラインＫ１，Ｋ２が下階に配設されていると
ともに、上記コンベアラインＫ１，Ｋ２が、下方の中子
組立て体搬入ラインと上方の鋳造製品搬出ラインとによ
って構成されているため、これら鋳造装置Ｑ１〜Ｑ１４
に対する中子組立て体４の搬入および鋳造装置Ｑ１〜Ｑ
１４からの鋳造製品Ｗの搬出をきわめて効率的に行うこ
とができる。

【００６７】次に、この鋳造設備において集中管理コン
トローラが実行する制御ルーチンの１例を、図１４以下
のフローチャートに基づいて説明する。なお、説明を簡
略にするために、鋳造ラインＬ１の鋳造装置Ｑ５の場合
をを例にする。また、以下のフローチャートにおいて、
Ｓはステップを表す。

【００６８】図１４は、中子組立て体４（未接着）を中
子組立てラインＧ１の中子ストッカ４０から出庫する場
合の中子出庫ルーチンを示すフローチャートである。

【００６９】先ず、Ｓ１で鋳造機の作業完了指令ｂ（後
述）を受け、Ｓ２で出庫指令信号から種別を読みだし、
Ｓ３でその機種の中子組立て体４を中子ストッカ４０か
ら取り出し、Ｓ４で中子搬送用コンベアラインＰ１の下
部メンバ上に載置して接着機４１の位置まで中子組立て
体４を搬送し、Ｓ５で接着剤を注入して中子組立て体４
を接着する。そして、Ｓ６で接着済みの中子組立て体４
をエレベータＨ１に乗せて下階に移送し、Ｓ７で中子種
別を検出し、Ｓ８で行先を指定し、Ｓ９でコンベアライ
ンＫ１ａに載置し、Ｓ１０で作業完了指令ａを発して、
中子出庫ルーチンを完了する。

【００７０】図１５は、中子組立て体４を鋳造装置Ｑ５
に搬入する中子搬入ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【００７１】先ず、Ｓ１１で作業完了指令ａを受け、Ｓ
１２で、コンベアラインＫ１ａを流れる中子組立て体４
の順位を順位メモリに記憶する。そして、出庫指令信号
を発した鋳造装置Ｑ５に付随する中子移送用エレベータ
Ｅ５の位置に希望の中子組立て体４が到着したか否か
を、Ｓ１３でコンベアラインＫ１ａ上に設置されたリミ
ットスイッチによって判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ１４
で、ノックピン（図示は省略）を突出させてその中子組
立て体４をエレベータＥ５の位置に停止させ、Ｓ１５で
エレベータＥ５に移載し、これを上階に移送して中子搬
入ルーチンを完了する。

【００７２】図１６は、中子組立て体４を鋳造装置Ｑ５
の鋳造機３０にセットする中子セットルーチンを示すフ
ローチャートである。

【００７３】先ずＳ２１で、到着した中子組立て体４の
種別確認を行う。そして、Ｓ２２で種別が一致している
か否かを判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ２３で、コアセッ
タ３１で中子組立て体４をホールドし、ＮＯであれば、
Ｓ３１でエレベータＥ５に乗せて返却するとともに、Ｓ
３２で作業完了指令を発する。次に、Ｓ２４でコアセッ
タ３１による中子組立て体４のホールドが完了したか否
かを判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ２５で型温Ｔ_Aおよび
湯温Ｔ_Bを計測し、Ｓ２６で、型温Ｔ_Aが３２０℃〜４
６０℃の範囲内で、かつ湯温Ｔ_Bが６９０℃〜７１５℃
の範囲内にあるか否かを判定する。

【００７４】Ｓ２６の判定結果がＹＥＳであれば、Ｓ２
７に進み、中子組立て体４を金型１上に載置し、Ｓ２８
で光電管による中子組立て体４の位置の検出を行う。そ
してＳ２９で、中子組立て体４が光を遮光しているか否
かを判定し、ＮＯであれば、Ｓ３０で中子セット完了信
号を発し、ＹＥＳであれば、Ｓ３４で警報を発するとと
もにＳ３５で作業を停止させる。

【００７５】次の図１７は、金型閉作動ルーチンを示す
フローチャートである。

【００７６】先ず、Ｓ８１で、鋳造が開始されたか否か
を判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ８２で金型１の閉作動を
開始する。そして、Ｓ８３で金型１が全閉されたか否か
を判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ８４で金型全閉完了フラ
グを立てる。一方、Ｓ８３の判定がＮＯのときには、Ｓ
８５でタイマをセットするとともに、Ｓ８６でこのタイ
マの設定時間が経過したか否かを判定し、ＮＯの間はＳ
８３へもどるが、ＹＥＳになった時点でＳ８７へ進み、
警報を発するとともにＳ８８で作業を停止させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる低圧鋳造装置の実施例で使用さ
れる鋳型の図５のＩ−Ｉ線に沿った断面図

【図２】同図５のII−II線に沿った断面図

【図３】同中子組立て体の斜視図

【図４】同中子組立て体の分解斜視図

【図５】中子組立て体の下枠の平面図

【図６】同排気ポート形成用砂中子の背面図（図６
Ａ），平面図（図６Ｂ），正面図（図６Ｃ）および底面
図（図６Ｄ）

【図７】同ウオータージャケット形成用砂中子の背面
図（図７Ａ），平面図（図７Ｂ），正面図（図７Ｃ）お
よび底面図（図７Ｄ）

【図８】本発明に係わる低圧鋳造装置の正面図

【図９】本発明に係わる低圧鋳造装置の側面図

【図１０】本発明に係わる低圧鋳造装置の多数を備えた
鋳造設備の上階部分の平面図

【図１１】同鋳造設備の下階部分の平面図

【図１２】同鋳造設備の正面図

【図１３】同鋳造設備の中子組み立てラインの平面図

【図１４】中子出庫ルーチンのフローチャート

【図１５】中子搬入ルーチンのフローチャート

【図１６】中子セットルーチンのフローチャート

【図１７】金型閉作動ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

１鋳型２下型３上型４中子組立て体５入れ子６鋳抜きピン７キャビティ８，９冷却流体通路１０規制部材１１中子組立て体の下枠１２〜１５中子組立て体の外枠１６排気ポート形成用砂中子１７吸気ポート形成用砂中子１８ウオータジャケット形成用砂中子１９オイルジャケット形成用砂中子２１，２２湯口２５充填検知センサ２６溶湯３０鋳造機３１コアセッタ３２エクストラクタ３３溶湯保持炉Ｑ，ＱＩ〜Ｑ１４鋳造装置Ｅ１〜Ｅ１４，Ｆ１〜Ｆ８，Ｈ１，Ｈ２エレベータＧ１，Ｇ２中子組立てラインＪ１，Ｊ２鋳造製品後処理ラインＫ１，Ｋ２コンベアラインＬ１，Ｌ２鋳造ラインＷ鋳造製品

フロントページの続き (72)発明者中野昭弘広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉作動する上下１対の金型よりなる上
型および下型と、両金型間に配される砂型とを備えた鋳
型を有し、該鋳型の内部に画成されて溶湯が充填される
キャビティの頂壁が上記上型の底面により形成され、か
つ上記キャビティの少なくとも側壁が上記砂型により形
成されてなり、上記上型の溶湯との接触面積が、上記下
型の溶湯との接触面積よりも大となされてなることを特
徴とする低圧鋳造装置。
【請求項２】開閉作動する上下１対の金型よりなる上
型および下型と、両金型間に配される砂型とを備えた鋳
型を有し、該鋳型の内部に画成されて溶湯が充填される
キャビティの頂壁が上記上型により、側壁が上記砂型に
より、底壁の少なくとも一部が上記砂型により、それぞ
れ形成されてなることを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項３】上記上型に、鋳造後の離型時に鋳造製品
を上記砂型とともに上記上型の底面に保持し得る保持手
段が設けられてなることを特徴とする請求項１または２
に記載の低圧鋳造装置。
【請求項４】上記保持手段が、上記上型の底面から上
記キャビティの内部に突出する突出形状部よりなること
を特徴とする請求項３に記載の低圧鋳造装置。
【請求項５】上記突出形状部が、上記上型の底面から
上記キャビティの内部中央に突出する鋳抜きピンよりな
ることを特徴とする請求項４に記載の低圧鋳造装置。
【請求項６】上記下型の上面に膨出部が形成され、該
膨出部の側壁と上記砂型の側壁とにより湯口が形成され
てなることを特徴とする請求項２に記載の低圧鋳造装
置。
【請求項７】上記下型の膨出部上に、上記キャビティ
の一部を形成する金型が取付けられてなることを特徴と
する請求項６に記載の低圧鋳造装置。
【請求項８】開閉作動する上下１対の金型よりなる上
型および下型と、両金型間に配される砂型とを備えた鋳
型を有し、両金型間の間隔を規制する規制部材が、上記
上型に一体に設けられてなることを特徴とする低圧鋳造
装置。
【請求項９】上記規制部材は、上記砂型の周囲を囲む
ように配設されてなることを特徴とする請求項８に記載
の低圧鋳造装置。
【請求項１０】開閉作動する上下１対の金型よりなる
上型および下型と、両金型間に配される砂型とを備えた
鋳型を有する低圧鋳造装置において、上記砂型は、基台となる下枠部材と、該下枠部材上に配
される中子部材と、上記下枠部材上に配されて、該下枠
部材とともに上記中子部材を支持し、かつ上記鋳型の内
部に画成されたキャビティの四方の側壁を形成する外枠
部材とからなることを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項１１】単一の金型よりなる上型と、単一の金
型よりなる下型と、両金型間に配される１対の砂型から
なる鋳型を備えてなることを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項１２】上記鋳型が、上記１対の砂型間の位置
に設けられた湯口と、該湯口から上記１対の砂型に溶湯
を分配供給する分配通路とを備えてなることを特徴とす
る請求項１１に記載の低圧鋳造装置。
【請求項１３】開閉作動する上下１対の金型よりなる
上型および下型と、両金型間に配される砂型とを備えた
鋳型を用意し、該鋳型の内部に画成されて溶湯が充填されるキャビティ
の頂壁を上記上型により、他の壁部を上記砂型によりそ
れぞれ形成し、上記キャビティに溶湯を充填して鋳造を行い、鋳造後、上記上型に鋳造製品および砂型を保持させた状
態で型開きを行い、次いで、上記鋳造製品および砂型を上記上型から離型さ
せることを特徴とする低圧鋳造方法。
【請求項１４】下枠部材上に中子部材を配し、該中子
部材の上方から外枠部材を配して、上面に開口を有する
中子組立て体を作成し、該中子組立て体を下型上に載置
し、次いで、上記中子組立て体上に上型を上記開口を閉
塞する態様で配して鋳造を行うことを特徴とする低圧鋳
造方法。