JPH0760429A - 低圧鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造金型のキャビティ内への溶湯充填後、気
体圧力を上昇させ、かつ上昇後の気体圧力を所定期間保
持して鋳造を行う低圧鋳造方法において、常に最適な鋳
造条件を設定することを可能にすることにより、鋳造品
の品質の安定化を図った低圧鋳造方法を提供する。 【構成】 上記気体圧力の保持期間ｔ４〜ｔ５の初期に
おける金型温度および溶湯温度を検出し、該検出された
金型温度および溶湯温度に応じて、上記保持期間ｔ４〜
ｔ５の長さを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧鋳造方法の改良に
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
圧して溶湯を押し上げ、この押し上げられた溶湯をスト
ークを介して鋳造金型のキャビティ内に充填して鋳造を
行う方法である。

【０００３】この場合、溶湯がストーク内を上昇し金型
の湯口に達するまでは、溶湯の温度低下を防止するた
め、急速に溶湯の表面を加圧することが望まれ、溶湯が
キャビティ内に供給され始めてから充填されるまでの間
は、鋳造製品の形状等によって定まる適正な圧力で湯面
を加圧することが望まれ、さらに、溶湯がキャビティ内
に充填された後は、溶湯を良好な状態で凝固させるた
め、湯面を高い圧力で加圧することが望ましい。

【０００４】このため、従来から、時間に対する圧力変
化状態を表す加圧パターンを予め設定して、この加圧パ
ターンに基づいて、湯面を加圧する圧力の可変制御を行
っている。そしてこの場合、例えば特開平１−１４８４
５１号公報に開示されているように、鋳造金型のキャビ
ティ内に溶湯の加圧充填を開始する際の金型温度と溶湯
温度とを検出し、次いで、金型温度と溶湯温度とに対応
して予め設定してあるそれぞれ複数の溶湯加圧パターン
と金型冷却パターンの中から最適な溶湯加圧パターンと
金型冷却パターンとを選択し、その選択された溶湯加圧
パターンに基づいて溶湯をキャビティ内に充填し加圧保
持するとともに、選択された金型冷却パターンに基づい
て冷却水の流量を可変制御しながら金型に供給するよう
にして、鋳造品の品質向上を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の低圧鋳造方法では、鋳造金型のキャビティ内に溶湯
の加圧充填を開始する際の金型温度と溶湯温度とに基づ
いて、気体圧力の保持期間の長さを設定しているため、
キャビティ内への溶湯充填中に金型温度あるいは溶湯温
度が変化した場合、鋳造条件が最適条件から外れてしま
い、鋳造品の品質が低下するという問題があった。

【０００６】上述の事情に鑑み、本発明は、常に最適な
鋳造条件を設定することを可能にすることにより、鋳造
品の品質の安定化を図った低圧鋳造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【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、鋳造金型のキ
ャビティ内への溶湯充填後、気体圧力を上昇させ、かつ
上昇後の気体圧力を所定期間保持して鋳造を行う低圧鋳
造方法において、上記気体圧力の保持期間の初期におけ
る金型温度および溶湯温度を検出し、該検出された金型
温度および溶湯温度に応じて、上記保持期間の長さを設
定することを特徴とするものである。

【０００８】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、鋳造金型のキャビティ内
への溶湯充填後、気体圧力を上昇させ、かつ上昇後の気
体圧力を所定期間保持して鋳造を行う低圧鋳造方法にお
いて、上記気体圧力の保持期間の初期における金型温度
および溶湯温度を検出し、該検出された金型温度および
溶湯温度に応じて、上記保持期間の終了時点から型開き
時点までの時間を設定することを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用および発明の効果】本発明によれば、気体圧力上
昇後の保持期間の初期における金型温度および溶湯温度
に基づいて、上記保持期間の長さあるいは該保持期間の
終了時点から型開き時点までの時間を設定しているた
め、溶湯充填中に金型温度あるいは溶湯温度が変化した
場合でも、それに影響されることなく、常に最適な鋳造
条件を設定することを可能になり、鋳造品の品質の安定
化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明をＶ
型６気筒エンジンのー対のシリンダヘッドを鋳造するた
めの低圧鋳造装置に適用した場合の実施例について説明
する。

【００１１】図１は、鋳造機にセットされる金型の中心
線から左側部分（シリンダヘッド１個分）の構成を概略
的に示す断面図である。

【００１２】図１において、鋳造用金型１は、下型２
と、この下型２の上方に配置された上型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中子組
立て体４とを備えており、これら下型２、上型３および
中子組立て体４と、シリンダヘッドの燃焼室を形成する
ために下型２に設けられた入れ子５と、プラグホールを
形成するために上型３に垂設された鋳抜きピン６とによ
って、シリンダヘッドに対応する形状のキャビティ７が
画成されている。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。１０は、金型閉時の下
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垂設されて、中子組立て体４の
外側を覆っている。

【００１３】中子組立て体４は、図２および図３に、下
枠１１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１
１との間に組み付けられた、図４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５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てい
る。したがって、キャビティ７の側壁部および下壁部
は、上記入れ子５の部分を除き、すべて砂型によって形
成されていることになる。

【００１４】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。

【００１５】そして、上記中子組立て体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上にセット
されるようになっている。

【００１６】上記キャビティ７の下壁部と側壁部の下方
部分を形成する下枠１１には、下型２に形成された湯口
２１とキャビティ７とを連通する湯口２２が形成されて
いる。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２
１および２２を通ってキャビティ７に充填されるように
構成されている。

【００１７】以上の説明で明らかなように、本実施例に
用いられる低圧鋳造装置は、その金型１内における砂中
子１６〜１９を保持する下枠１１および外枠１２〜１５
の内壁部（キャビティ７の外壁）が、製品鋳造後砂中子
１６〜１９とともに破壊除去される砂型によって形成さ
れているため、鋳造後の金型１の清掃作業が簡略化さ
れ、鋳造工程の自動化が容易になるとともに鋳造サイク
ルタイムを短縮することが可能になる。

【００１８】また、この低圧鋳造装置では、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短
縮することが可能になる。

【００１９】さらに、この低圧鋳造装置では、、キャビ
ティ７の側壁部が砂型よりなる下枠１１および外枠１２
〜１５により形成されているから、摺動型を設ける必要
がなくなり、鋳造用金型１の構成が簡略化され、製作も
容易となる。

【００２０】またさらに、この低圧鋳造装置では、キャ
ビティ７の下壁部が砂型よりなる下枠１１で形成され、
この下枠１１に湯口２２が形成されているから、湯口２
２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、鋳造品の品質向上を図ることができる。

【００２１】次に、上述した低圧鋳造装置を用いて鋳造
を行う場合の溶湯の加圧冷却制御方法について説明す
る。

【００２２】加圧エアによる溶湯の加圧は、図６に示す
ような溶湯加圧パターンに基づいて実行される。図６に
おいて、時点ｔ０とｔ１との間は予圧期間で、加圧エア
の供給の供給開始後溶湯が金型１の湯口２２に達するま
では、溶湯の温度低下を防止するために圧力を急速に上
昇させる。時点ｔ１とｔ２との間は、溶湯が砂中子間に
スムーズに充填されるように一定圧力を保持する保圧期
間、時点ｔ２とｔ３との間は溶湯充填期間、時点ｔ３と
ｔ４との間は、湯面に高い圧力を加えるべく圧力を上昇
させる昇圧期間、時点ｔ４とｔ５との間は、溶湯を良好
な状態で凝固させるべく高い圧力を保持する保圧期間
（加圧期間）、時点ｔ５とｔ６との間は排気期間（冷却
期間）である。上記時点ｔ０で型締めが行われ、時点ｔ
６で型開きが行われる。

【００２３】図６における溶湯充填開始時点ｔ２から加
圧開始時点ｔ４までの溶湯加圧パターンは、溶湯充填開
始時点ｔ２における溶湯温度と金型温度とに応じて複数
用意されている。そして、昇圧開始時点ｔ３における炉
内圧力Ｐに対して一定圧αだけ高い圧力Ｐ₀ が加圧期間
における目標圧力値として設定されている。

【００２４】また、上記上型３には、図７に示すよう
に、キャビティ７内への溶湯充填の完了を検出するため
の溶湯接触部２５ａを備えた充填検知センサ２５が取り
付けられており、この充填検知センサ２５による検出に
基づいて昇圧開始時点ｔ３を補正するようになってい
る。すなわち、図８において予め設定された溶湯加圧パ
ターンを表す実線Ａ上における昇圧開始時点ｔ３よりも
以前の時点ｔ３′で充填検知センサ２５が溶湯充填を検
知した場合、時点ｔ３′から破線Ｂに沿って昇圧を開始
し、かつ時点ｔ３′における炉内圧力Ｐに対して一定圧
αだけ高い目標圧力Ｐ₀ （Ｐ₀ ＝Ｐ＋α）に達した時点
ｔ４′で炉内圧力を保持して加圧するようにしている。

【００２５】一方、キャビティ７内への溶湯充填量が少
なくて、時点ｔ３に達しても溶湯が充填検知センサ２５
の溶湯接触部２５ａに接触しない場合は、そのまま１点
鎖線Ｃに沿って溶湯充填を継続し、時点ｔ３″から１点
鎖線Ｃに沿って昇圧を開始し、かつ時点ｔ３″における
炉内圧力Ｐに対して一定圧αだけ高い目標圧力Ｐ₀ （Ｐ
₀ ＝Ｐ＋α）に達した時点ｔ４″で炉内圧力を保持して
加圧するようにしている。

【００２６】さらに、溶湯充填開始時点ｔ２における溶
湯温度と金型温度とに応じて、図９に示すような、冷却
水の流量制御による金型冷却パターンが複数用意されて
おり、溶湯充填開始時点ｔ２における溶湯温度と金型温
度とに応じた最適の溶湯加圧パターンと金型冷却パター
ンとの組み合わせを示す、下記の表１のようなプログラ
ム選択マップに基づいて、炉内圧力Ｐおよび冷却水流量
が制御される。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すマップは、例えば、溶湯充填開
始時点ｔ２における金型温度が３６０°Ｃで溶湯温度が
７３０°Ｃのときには、それぞれ複数の溶湯加圧パター
ンおよび金型冷却パターンの中から＃１の溶湯加圧パタ
ーンと＃２の金型冷却パターンとが選択されることを示
し、金型温度が４００°Ｃで溶湯温度が７３０°Ｃのと
きには、＃１の溶湯加圧パターンと＃３の金型冷却パタ
ーンとが選択されることを示している。そして、採用さ
れた冷却パターンをもって金型１の冷却を行う場合、そ
のときの金型温度の実測値が、採用された金型冷却パタ
ーンと比較され、この比較に基づいて、金型温度が該金
型冷却パターンに近付くように冷却水の流量がフィード
バック制御される。

【００２９】次に、鋳造時における加圧期間（時点ｔ４
〜ｔ５）の長さ（加圧時間）および排気期間（時点ｔ５
〜ｔ６）の長さ（冷却時間）が、表２に示すマップに基
づいて設定される。表２のマップにおける加圧時間と冷
却時間との組み合わせは、加圧開始時点ｔ４（またはｔ
４′，ｔ４″）から１０秒経過した時点における溶湯温
度と金型温度とに応じて設定される。

【００３０】また、鋳造開始時の温度が下記の表３に示
す温度範囲にあるときのみ、鋳造が実行され、上記温度
範囲を逸脱するときには、鋳造が中止されるようになっ
ている。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】このように、本実施例では、充填検知セン
サ２５による溶湯充填完了時点の検出に基づいて、昇圧
開始時点を補正しているから、効率的な溶湯加圧制御を
行うことができる。

【００３４】また、本実施例では、鋳造時における加圧
期間（時点ｔ４〜ｔ５）の長さ（加圧時間）および排気
期間（時点ｔ５〜ｔ６）の長さ（冷却時間）が、表２に
示すマップに基づいて設定され、表２のマップにおける
加圧時間と冷却時間との組み合わせは、加圧開始時点ｔ
４から１０秒経過した時点における溶湯温度と金型温度
とに応じて設定されるから、時点ｔ４〜ｔ５間の加圧時
間および加圧終了後における時点ｔ５〜ｔ６間の冷却時
間を最適に設定することができ、これによって、鋳造製
品の品質の安定化を図ることができる。

【００３５】図１０および図１１は、上述した低圧鋳造
用金型１を備えた鋳造装置Ｑの正面図および側面図であ
る。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】上階には、図１２（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１２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る。エレベータＥ１〜Ｅ
７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。

【００３９】各鋳造ラインＬ１，Ｌ２のー端（図の右
端）には、後述する中子組立てライン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，Ｇ２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。

【００４０】一方、下階には、図１３（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のー端（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。

【００４１】図１４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Ｋ１ａ，Ｋ１
ｂ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Ｆ１〜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Ｊ
１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。

【００４２】図１５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、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。また、図の右端に示されているエ
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。

【００４３】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。

【００４４】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１５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。

【００４５】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の金型１にセッ
トされ、前述の態様で鋳造が行われる。

【００４６】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。

【００４７】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により金型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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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１６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。

【００５１】図１６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。

【００５２】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で作業完了指令を発して、中
子出庫ルーチンを完了する。

【００５３】図１７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。

【００５４】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上に設定されたリミ
ットスイッチ（図示は省略）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。

【００５５】図１８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。

【００５６】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 および湯温Ｔ_B
が前記表３に示す範囲内にあるか否かを判定する。

【００５７】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。

【００５８】図１９〜図２１は、鋳造時の溶湯加圧制御
ルーチンを示すフローチャートである。

【００５９】先ず、図１９のＳ４１で中子組立て体４の
セットが完了したか否かを判定し、Ｓ４２で型温Ｔ_A お
よび湯温Ｔ_B を計測し、Ｓ４３で、型温Ｔ_A および湯温
Ｔ_Bが前記表３に示す範囲内にあるか否かを判定する。
そして、Ｓ４３の判定結果がＹＥＳであれば、Ｓ４４に
進み鋳造を開始する。

【００６０】次に、Ｓ４５で、前記表１のマップから溶
湯加圧パターンと金型冷却パターン（図９参照）とを選
択し、Ｓ４６で予圧を開始し、Ｓ４７で目標予圧になる
ようにフィードバック制御を行う。次のＳ４８では、予
圧が完了したか否かを判定し、ＹＥＳであれば、図２０
のＳ５１へ進み、金型１が全閉か否かを判定する。そし
て、ＹＥＳであれば、Ｓ５２で溶湯の充填を開始し、Ｓ
５３で目標充填圧になるようにフィードバック制御を行
う。

【００６１】次のＳ５４では、充填検知センサ２５が溶
湯の充填を検知したか否かを判定し、ＹＥＳであれば、
Ｓ５５で、このときの圧力Ｐを計測するとともに、Ｓ５
６で昇圧を開始する。そしてＳ５７で、充填検知センサ
２５が溶湯の充填を検知したときの圧力Ｐに一定圧力値
αを加えた値を目標加圧値Ｐ₀ として設定し、Ｓ５８で
圧力Ｐが目標加圧値Ｐ₀ になるようにフィードバック制
御を行い、Ｓ５９で圧力Ｐが目標昇圧値Ｐ₀ 以上になっ
たと判定されれば、Ｓ６０でそのときの圧力Ｐを保持
し、図２１のＳ７１へ進む。

【００６２】一方、Ｓ５１の判定がＮＯのときには、Ｓ
６１で予圧を保持するとともに、Ｓ６２でタイマをセッ
トして、このタイマの設定時間が経過するまではＳ５１
へ戻る。そして、タイマの設定時間が経過したときに
は、Ｓ６４で圧力を低下させるとともに、Ｓ６５で警報
を発し、Ｓ６６で作業を停止させる。

【００６３】次に、図２１のＳ７１では、１０秒経過し
たか否かを判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ７２で型温Ｔ_A
および湯温Ｔ_B を計測し、Ｓ７３で、表２に示すマップ
から、加圧時間および冷却時間を設定する。そして、Ｓ
７４およびＳ７５で、加圧時間および冷却時間が完了し
たと判定されたとき、Ｓ７６で金型１を開き、Ｓ７７で
作業完了指令ｂを発し、溶湯圧力制御ルーチンを終了す
る。

【００６４】次の図２２は、金型閉作動ルーチンを示す
フローチャートである。このルーチンは、図１９〜図２
１に示すルーチンとの関連を保ちつつ、並行して実行さ
れる。

【００６５】先ず、Ｓ８１で、鋳造が開始されたか否か
を図１９のＳ４４から判定し、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、Ｓ８５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Ｓ８３へもどるが、ＹＥＳになった
時点でＳ８７へ進み、警報を発する。

【００６６】最後に、図２３は、鋳造時の型温Ｔ_A およ
び湯温Ｔ_B の制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。このルーチンも、図１９〜図２１に示すルーチンと
の関連を保ちつつ、並行して実行される。ここでは、Ｓ
９１で、鋳造が開始されたか否かを図１９のＳ４４から
判定し、ＹＥＳであれば、Ｓ９２で目標温度になるよう
にフィードバック制御を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる低圧鋳造方法の実施に適用され
る低圧鋳造装置が備えている鋳造用金型の構成を概略的
に示す断面図

【図２】同 中子組立て体の斜視図

【図３】同 中子組立て体の分解斜視図

【図４】同 排気ポート形成用砂中子の背面図（図４
Ａ），平面図（図４Ｂ），正面図（図４Ｃ）および底面
図（図４Ｄ）

【図５】同 ウオータージャケット形成用砂中子の背面
図（図５Ａ），平面図（図５Ｂ），正面図（図５Ｃ）お
よび底面図（図５Ｄ）

【図６】溶湯加圧パターンを示す線図

【図７】金型に充填検知センサが取り付けられた状態を
示す断面図

【図８】図６の加圧パターンに対する昇圧開始時点補正
動作の説明に供する線図

【図９】金型冷却パターンを示す線図

【図１０】本発明の実施に適用される低圧鋳造装置の正
面図

【図１１】同 正面図

【図１２】鋳造設備の上階部分の平面図

【図１３】鋳造設備の下階部分の平面図

【図１４】鋳造設備の側面図

【図１５】鋳造設備の中子組み立てラインの平面図

【図１６】中子出庫ルーチンのフローチャート

【図１７】中子搬入ルーチンのフローチャート

【図１８】中子セットルーチンのフローチャート

【図１９】溶湯圧力制御ルーチンのフローチャート前半
部分

【図２０】溶湯圧力制御ルーチンのフローチャート中間
部分

【図２１】溶湯圧力制御ルーチンのフローチャート後半
部分

【図２２】金型閉作動ルーチンのフローチャート

【図２３】溶湯および金型の温度制御ルーチンのフロー
チャート

【符号の説明】

１ 鋳造用金型 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に貯溜された溶湯の表面を、
   気体圧力により、予め設定された加圧パターンに基づい
   て加圧して、金型内に画成されたキャビティに上記溶湯
   を充填し、該溶湯の充填後、上記気体圧力を上昇させ、
   かつ上昇後の気体圧力を所定期間保持して鋳造を行う低
   圧鋳造方法において、 上記気体圧力の保持期間の初期における金型温度および
   溶湯温度を検出し、該検出された金型温度および溶湯温
   度に応じて、上記保持期間の長さを設定することを特徴
   とする低圧鋳造方法。
2. 【請求項２】 密閉容器内に貯溜された溶湯の表面を、
   気体圧力により、予め設定された加圧パターンに基づい
   て加圧して、金型内に画成されたキャビティに上記溶湯
   を充填し、該溶湯の充填後、上記気体圧力を上昇させ、
   かつ上昇後の気体圧力を所定期間保持して鋳造を行う低
   圧鋳造方法において、 上記気体圧力の保持期間の初期における金型温度および
   溶湯温度を検出し、該検出された金型温度および溶湯温
   度に応じて、上記保持期間の終了時点から型開き時点ま
   での時間を設定することを特徴とする低圧鋳造方法。