JPH0919739A - 永久鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造装置が大がかりでなく，大型かつ薄肉の
鋳物を鋳造する。 【解決手段】 上型３と下型４からなる金型２であっ
て、上型３および下型４で互いに衝合される分割面３
ａ，４ａ間にキャビティ１５が形成され、そのキャビテ
ィ１５に低圧の溶湯が注湯されるものにおいて、互いに
衝合される下型４が有する分割面４ａの前記キャビティ
１５の外側に突条２６ａ，２６ｂを形成し、それらの突
条２６ａ，２６ｂは、互いに衝合される上型３と下型４
が鋳造温度で熱変形した状態で、双方の分割面３ａ，４
ａ間の間隙寸法が所要値以下となる高さ寸法としてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属材料の鋳造
に用いる永久鋳型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金等の鋳造において、従
来から金型等の永久鋳型が用いられている。

【０００３】このように鋳造において従来から用いられ
ている永久鋳型は、比較的小型の鋳物用に限られてお
り、永久鋳型の熱変形はそれほど問題とはならない。

【０００４】また、永久鋳型を用いて行なう鋳造として
は、金属の溶湯を高圧に加圧して鋳型内に供給するダイ
カスト等が一般的であるので、その溶湯の圧力に対抗す
るために永久鋳型を型締め装置で強く押圧した状態とし
て注湯が行なわれ、永久鋳型の熱変形の問題が表面化す
るには至っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、鋳物
の大型化と同時に鋳物の薄肉化が求められており、この
ような要望に応えるうえでは、大型の鋳物の鋳造に永久
鋳型を使用することがとくに鋳物の薄肉化の面で有効で
あると考えられる。

【０００６】しかし、永久鋳型を用いるものであって
も、従来のように金属の溶湯を高圧に加圧して鋳型に供
給する方式を大型の鋳物の鋳造に適用するとすれば、永
久鋳型の型締め装置等の面でその鋳造装置がきわめてお
おがかりなものとなる。

【０００７】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、鋳造装置が大がかりでなく，大型かつ薄
肉の鋳物を鋳造することのできる永久鋳型を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数の分割型からなる永久
鋳型であって、各分割型で互いに衝合される分割面間に
キャビティが形成され、そのキャビティに低圧の溶湯が
注湯されるものにおいて、互いに衝合される少なくとも
一方の分割型が有する分割面の前記キャビティの外側に
肉盛り部を形成し、その肉盛り部は、互いに衝合される
各分割型が鋳造温度で熱変形した状態で、双方の分割面
間の間隙寸法が所要値以下となる高さ寸法としてあるこ
とを特徴とする永久鋳型である。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の永久鋳型において、前記永久鋳型を矩形状とし、そ
の分割型の分割面で長手方向両端部となる部分に肉盛り
部を突条として形成したことを特徴とする永久鋳型であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面にによりこの発明の実
施の形態を説明する。

【００１１】図２および３において、１は重力鋳造用鋳
造装置を示し、２は永久鋳型としての金型、３，４はそ
れぞれ分割型としての上型，下型であり、５は湯口部で
ある。

【００１２】前記上型３は、鋳造機の可動プラテン６に
その周囲および中央部がボルトで固定された上型取付板
７に金型２の長手方向に向けて配置された支持板１１お
よび支持棒１２を介して剛直に設置されている。

【００１３】また、前記下型４は、鋳造機の固定プラテ
ン１３にボルトで固定された下型取付板１４に前記上型
３と同様に支持板１１および支持棒１２を介して剛直に
設置されている。

【００１４】この実施の形態において、これらの上型３
および下型４がかかる構造で剛直に設置されているの
は、鋳造時には金型２の上型３および下型４について、
分割面３ａ，４ａ側が背面と較べて高温となり、これら
の分割面３ａ，４ａ側が大きく膨張して反り返るように
上型３および下型４が熱変形するのを軽減するためであ
る（図７の仮想線参照。なお、同図においては上型３の
熱変形のみを示す）。

【００１５】そして、前記上型３および下型４の互いに
衝合される分割面３ａ，４ａには、それぞれ製品形成部
３ｂ，４ｂが形成されており、これらの製品形成部３
ｂ，４ｂが衝合されて所要形状のキャビティ１５が形成
される。

【００１６】この実施の形態の金型２で鋳造される鋳物
１６は、アルミニウム合金（AC4CH）からなる，いわゆ
る薄肉鋳物であって、概ね全体に薄肉板状の屈曲した構
造を有するものである。

【００１７】この鋳物１６は、図１に仮想線で示すよう
に、中間部１７とこの中間部１７の両端の先端部１８と
が一体的に形成されたものであり、例えば、乗用自動車
の車体フレームの一部として使用される，全長（図１に
おいて左右方向）でおよそ1.5mほどの大型部品である。

【００１８】かかる鋳物１６において、その中間部１７
は薄肉板状で断面コ字状のチャンネル形状に形成されて
おり、また、前記先端部１８は他の車体フレームとの接
続や自動車の懸架部品の設置等のためのブラケットとし
て前記中間部１７より厚肉に形成されたものである。

【００１９】したがって、金型２においては、このよう
な鋳物１６を形成するために、上型３と下型４とのそれ
ぞれの分割面３ａ，４ａに形成された製品形成部３ｂ，
４ｂによるキャビティ１５は、前記各先端部１８に対応
する先端部用キャビティ２１が金型２の図１における左
右方向（以下、長手方向という）の両端部に互いに離間
して形成されており、これらの先端部用キャビティ２１
の間は金型２の長手方向に向けて形成された中間部用キ
ャビティ２２により接続されている。

【００２０】そして、前記中間部用キャビティ２２の側
方であって前記先端部用キャビティ２１の間の位置に湯
口５ａが配置されており、この金型１にあっては一端側
の先端部用キャビティ２１と湯口５ａと他端側の先端部
用キャビティ２１とが金型２の長手方向に順に配置され
ている。

【００２１】このように配置された湯口５ａを経て、ア
ルミニウム合金の溶湯が重力によって図１の矢印のよう
に供給され、その溶湯は、キャビティ１５の外側を迂回
する湯道２３を経由して左右の先端部用キャビティ２１
に供給され、先端部用キャビティ２１を満たすとともに
これらの先端部用キャビティ２１を経由して中間部用キ
ャビティ２２にも充填される。

【００２２】通常、容量の小さな中間部用キャビティ２
２を充填するための少量の溶湯は放熱しやすいものであ
るが、前記のように容量が大きく高い温度レベルに維持
された先端部用キャビティ２１を経由して溶湯を供給す
るので、放熱を抑制しながら少量の溶湯を供給すること
ができ、中間部用キャビティ２２に供給する溶湯温度の
低下が軽減するので、キャビティ１５の隅々にまで確実
に良好な溶湯を供給することができる。

【００２３】なお、これらの湯道２３の各部には、多数
の細孔を有するセラミックス製フィルタ２４と押湯２５
ａとが設置されており、先端部用キャビティ２１に供給
される溶湯がフィルタ２４を通過することにより不純物
の除去と溶湯の流れの層流化とが行なわれ、その後、押
湯２５ａを経由することにより先端部用キャビティ２１
および中間部用キャビティ２２へ円滑に溶湯供給を行な
うことができる。なお、図中２５ｂは控え押湯である。

【００２４】このようにして前記湯口部５からアルミニ
ウム合金（AC4CH）の溶湯が重力でキャビティ１５に供
給され、溶湯が凝固することにより所定形状のアルミニ
ウム合金製の鋳物１６が重力鋳造法により得られること
となる。

【００２５】そして、かかる金型２の下型４の分割面４
ａにおいて、その長手方向の両端部には、前記湯道２３
のさらに外側を囲むように本願発明の肉盛り部に相当す
る突条２６ａ，２６ｂが二重に形成されている。

【００２６】この実施の形態のように金型２が大型で細
長い形状である場合には、上型３および下型４の熱変形
は、通常、図７に示すように長手方向の端部においてと
くに顕著に生じるので、この実施の形態の金型２におい
て、前記突条２６ａ，２６ｂは図５に示すように金型２
の長手方向の端部側（図中Ｅ側）の部位での突条の高さ
寸法が高く，逆に長手方向の中央部側（図中Ｃ側）の部
位での高さ寸法が低く設定される。また、図４に示すよ
うに、金型２の長手方向断面での各突条２６ａ，２６ｂ
の高さ寸法も同様に幾何学的理由から外側に位置する突
条２６ａが高くなる。

【００２７】この実施の形態において、これらの各突条
２６ａ，２６ｂは概ね1cmの均一幅に形成されており、
各突条２６ａ，２６ｂの各部における分割面４ａからの
高さ寸法については具体的には次のようにして所要の高
さに設定される。

【００２８】すなわち、かかる突条２６ａ，２６ｂの高
さ寸法の設定に際して、まず、突条２６ａ，２６ｂが分
割面４ｂに形成されていない状態で上型３と下型４とを
衝合状態として湯口５ａから溶湯を重力で供給してテス
ト鋳造を行なう。

【００２９】このテスト鋳造にともなって、上型３と下
型４とは溶湯の熱等により加熱され、分割面３ａ，４ａ
側が膨張するように熱変形を生じてこれらの分割面３ａ
と分割面４ａとの間に部分的に過大な隙間が形成される
ので、この隙間に溶湯が進入してばり（鋳ばり）を形成
させる。

【００３０】このばりは、鋳造温度において上型３およ
び下型４が熱変形を生じた状態での上型３の分割面３ａ
と下型４の分割面４ａとの間に形成された隙間に準じた
厚さであるので、このようにして得られたばりの厚さ寸
法に応じて前記各突条２６ａ，２６ｂの各部での高さ寸
法を設定することにより、上型３および下型４が鋳造温
度において熱変形を生じた状態で各突条２６の上面と上
型３の分割面３ａとの間の間隙寸法が湯漏れ等の生じな
い所要値（例えば、0.2mm〜0.3mm）で対向した衝合状態
とすることができる。

【００３１】なお、この実施の形態において前記各突条
２６ａ，２６ｂの高さ寸法は、例えば、外端部での最大
高さ寸法は1.7mmであり、中央部側端部での最小高さ寸
法は0.5mmとし、この高さ寸法の範囲内で概ね外端部側
ほど高くなるように設定されている。

【００３２】そして、この実施の形態において、これら
の各突条２６ａ，２６ｂはこの発明でいう肉盛り部に該
当するものであって、肉盛り部を突条として分割面４ａ
上に形成するので線状に肉盛り作業を行なうことにより
比較的容易に肉盛り部を形成することができる利点があ
る。

【００３３】そして、この実施の形態においては、下型
４の分割面４ａにおいて、キャビティ１５の周囲を囲む
ように高さの低い（例えば、0.2mm程度）キャビティ用
突条２７が設置され、キャビティ１５からの溶湯の漏れ
出しについても防止するようにされている。

【００３４】以上説明した実施の形態においては、下型
４の分割面４ａで先端部用キャビティ２１の外側に位置
する湯道２３のさらに外側に前記突条２６ａ，２６ｂを
配置し、これらの各突条２６ａ，２６ｂで先端部用キャ
ビティ２１のみでなく湯道２３をも囲むようにしてあ
る。

【００３５】このため、金型２を大型の型締め装置で強
く押圧せずとも、重力で湯口５ａから供給される溶湯
が、鋳造に伴う金型２の熱変形に起因して漏れ出すこと
がなく、比較的簡単な鋳造装置により大型かつ薄肉の鋳
物を鋳造することが可能である。

【００３６】また、以上説明した実施の形態において
は、下型４の分割面４ａ上のみに肉盛り部として突条２
６を設置したが、必要に応じてばりの発生した表面部分
全体に肉盛りを行なうこととしてもよく、また、図６に
示すように、上型３の分割面３ａと下型４の分割面４ａ
との双方にそれぞれ厚さの小さな突条２８を形成し、両
者が衝合されることにより前記突条２６ａ，２６ｂと同
様に機能させることとしてもよい。

【００３７】さらに、本願発明は、重力鋳造法に限ら
ず，低圧鋳造法等のように低圧の溶湯をキャビティ１５
に供給するものであっても概ね同様に適用することがで
きることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、各分割型が鋳造温度で熱変形した状態で肉
盛り部が互いの分割面間の間隙寸法が所要値以下となる
ので、分割型の熱変形による湯漏れ等が軽減され，所定
の鋳造作業を行なうことができる。

【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、分割
型の熱変形の大きな部分に肉盛り部を突条として形成す
るので、容易に肉盛り部の形成ができ，湯漏れを軽減し
た鋳造作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】下型の上面図である。

【図２】鋳造装置の正面図である。

【図３】鋳造装置の側面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。

【図５】図１のＢ矢視図である。

【図６】図４に相当する，変形例の拡大断面図である。

【図７】金型の熱変形を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 金型（永久鋳型） ３ 上型（分割型） ３ａ 分割面 ４ 下型（分割型） ４ａ 分割面 １５ キャビティ ２６ａ，２６ｂ 突条（肉盛り部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の分割型からなる永久鋳型であっ
   て、各分割型で互いに衝合される分割面間にキャビティ
   が形成され、そのキャビティに低圧の溶湯が注湯される
   ものにおいて、 互いに衝合される少なくとも一方の分割型が有する分割
   面の前記キャビティの外側に肉盛り部を形成し、 その肉盛り部は、互いに衝合される各分割型が鋳造温度
   で熱変形した状態で、双方の分割面間の間隙寸法が所要
   値以下となる高さ寸法としてあることを特徴とする永久
   鋳型。
2. 【請求項２】 請求項１記載の永久鋳型において、前記
   永久鋳型を矩形状とし、その分割型の分割面で長手方向
   両端部となる部分に肉盛り部を突条として形成したこと
   を特徴とする永久鋳型。