JPH0952143A

JPH0952143A - 鋳造装置

Info

Publication number: JPH0952143A
Application number: JP20435795A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tatsumi; 光一龍見
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】押湯の本来の機能を十分に発現させてひけや
巣の発生を抑制し、健全な組織による製品を得る。【解決手段】湯口４と押湯６が互いの下部で直接連通
する略Ｖ字形状に配置されており、連通部８から水平に
ランナ１０が導出されている。ランナ１０の所定箇所に
は製品としてのシリンダヘッド１２へ流入させるための
ゲート１４が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳物製品を鋳造す
るための鋳造装置に関し、特に、グラビティ砂型鋳造に
好適な鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車エンジンにおけるアルミ
合金製のシリンダヘッドを砂型でグラビティ鋳造する場
合は、図３及び図４に示すように、砂型は下型５０、寄
型５２、上型５４で構成され、中空部分としての冷却水
の通路（ウォータジャケット）及び吸排気通路に相当す
る部分にはそれぞれに対応する中子５６及びポート中子
５８，６０が挿入される。これらを接着して組立た後、
湯口６２から溶湯が注がれる。湯口６２から注がれた溶
湯はダウンスプル６４を通って断面積の小さいチョーク
部６６で減速され、湯溜まり部６８で安定化された後水
平に延びるランナ７０へ導かれる。その後、比較的断面
積の小さいゲート７２を介してキャビティ（製品として
のシリンダヘッド７４）に入り込み、最終的に押湯７６
に至る。そして、冷却固化後砂型から製品７４が取り出
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、押湯７６
は、湯の補給や厚肉部に加圧する目的で設けられるもの
で、その性格上、最後まで溶融状態を保っていて流動圧
力を与え、製品に生じるおそれのあるひけや巣を押湯自
体に生じさせるという、言わば鋳造ひずみを吸収する機
能を有することが要求される。しかしながら、上述のよ
うな従来技術においては、溶湯を湯口６２━ダウンスプ
ル６４━チョーク部６６━ランナ７０━ゲート７２━製
品７４━押湯７６の順で充填する方式であるため、押湯
７６の温度が低下し、製品７４の厚肉部分である燃焼室
７８や、とりわけ重要部分である中央のプラグ部８０に
ひけや巣が発生し易かった。すなわち、押湯７６の温度
が低下した場合、押湯７６は液相と固相の混合状態（半
固体）を呈するため、本来有すべき溶融状態による加圧
機能が十分に発現せず、加えて、燃焼室７８周辺は肉が
厚くて凝固収縮量が大きいためである。また、押湯７６
が早く凝固するのは、ゲート７２の断面積が比較的小さ
いということも一因と考えられる。ひけや巣が発生する
と、組織が粗くなり（高気孔率化）、吸気ポートと排気
ポートとの間が割れる、いわゆる弁管割れ現象を生じた
り、あるいは、プラグ部分８０に組織的欠陥があるとク
ラックが生じて燃焼室７８の圧力がウォータジャケット
５６へ逃げる、いわゆる圧漏れ現象を生じる。

【０００４】このような押湯の早期凝固による組織劣化
を改善するために、押湯を最終凝固位置とすべく、例え
ば冷やし金を用いて押湯から遠い場所から凝固が終了す
るようにする指向性凝固の手法を採り得る。しかしなが
ら、特定部位の凝固速度を人為的に操作するこのような
手法では、健全な組織が生じ得る全体的にバランスのと
れた自然的凝固速度に対応した調整がデリケート過ぎて
満足すべき現状になかった。

【０００５】また、この種の鋳造では、酸化物等の不純
物の混入による組織劣化という問題も併存している。こ
れに対処すべく、いわゆる抜き穴を設けてスラグやごみ
を製品部位から除去することが行われているが、この点
についても必ずしも満足すべき現状になかった。これ
は、本発明者の考察によれば、製品部位への不純物の侵
入を認容し、その後において比重差による酸化物等自体
の抜き穴への浮上に委ねる、という言わば消極的除去形
態に起因するものと思われる。

【０００６】本発明は、押湯が担うべき本来の機能が十
分に発現して自然的凝固速度による健全な組織を得るこ
とができる鋳造装置の提供を、その目的とする。また、
酸化物等の不純物を高精度に除去でき、よって健全な組
織を得ることができる鋳造装置の提供を、その目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、溶湯を注湯するための湯
口と、該湯口からの溶湯を導くランナと、該ランナ内の
溶湯を型内のキャビティに導入するゲートとを有すると
共に、該湯口からキャビティ内に充填される溶湯内のガ
ス等を除去する押湯を備えた基本構成の下、上記湯口と
押湯とを互いの下部において直接連通させると共に、該
下部に連通させて上記ランナを略水平に導出し、該ラン
ナ上の所定位置に上記ゲートを配設する、という構成を
採っている。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
構成において、上記湯口と押湯とが互いの下部において
連通する略Ｖ字形状に配置されている、という構成を採
っている。請求項３記載の発明では、請求項１又は２記
載の構成において、上記ゲートからランナを経て押湯に
至る湯路の断面積が順に増大している、とい構成を採っ
ている。請求項４記載の発明では、請求項１，２又は３
記載の構成において、上記ランナとゲートとの間に不純
物を濾すストレーナを介在させる、という構成を採って
いる。

【０００９】

【実施例】以下、図１及び図２に基づいて本発明の一実
施例を説明する。鋳造装置２には、溶湯を注湯するため
の湯口４と、溶湯内のガス等を除去するための押湯６が
備えられており、湯口４と押湯６は互いの下部が連通す
る略Ｖ字形状に配置されている。また、湯口４と押湯６
の連通部８からランナ１０が水平に導出され、このラン
ナ１０の所定位置には溶湯を製品としてのシリンダヘッ
ド１２へ流入させるためのゲート１４が複数配設されて
いる。ゲート１４の断面積は従来に比べて大きく設定さ
れている。

【００１０】鋳造装置２を型形状の面から説明すると、
図２に示すように、上型１６、寄型１８及び下型２０と
から構成されており、上部には抜き穴２２が形成されて
いる。また、ランナ１０とゲート１４との間には、酸化
物等の不純物を濾過するためのストレーナ２４が介装さ
れている。図２中、符号２６，２８，３０はウォータジ
ャケット用中子、符号３２は燃焼室をそれぞれ示す。

【００１１】湯口４は、図１に示すように、下方にダウ
ンスプル３４を有し、さらに下方には断面積が絞り込ま
れたチョーク部３６を有している。一方、押湯６は断面
積が上方へ拡大する形状に形成されている。また、ラン
ナ１０の先端部１０ａはゲート１４の位置を越えて延出
且つ屈曲されており、不純物を滞留させて除去する機能
を呈するように形成されている。押湯６の断面積Ａ，ラ
ンナ１０の断面積Ｂ，ゲート１４の断面積Ｃ及び燃焼室
３２周辺の断面積との関係は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞燃焼室３２
周辺の断面積を満たすように設定されている。

【００１２】湯口４から注がれた溶湯Ｍはチョーク部３
６で減速され、連通部８を経てランナ１０へ流れる。こ
の場合、不純物Ｇは比重差によって押湯６へ浮上し、溶
湯Ｍは清浄化される。すなわち、キャビティへ流入する
前に不純物の基本的除去がなされる。ランナ１０へ流れ
た溶湯Ｍはゲート１４を経てキャビティ（シリンダヘッ
ド１２）へ入り込む。ゲート１４へ流入する前に溶湯Ｍ
に不純物が含まれている場合、不純物はランナ１０の先
端部１０ａに滞留してある程度の除去がなされる。それ
でも不純物が存在する場合、不純物はストレーナ２４に
よってキャビティへの侵入を阻止されることになる。す
なわち、この例で示す鋳造装置２は、三段階の不純物除
去機能を備えている。

【００１３】押湯６が湯口４に直接連通され、且つ、ゲ
ート１４からランナ１０を経て押湯６に至る湯路の断面
積が順に増大する構成であるので、押湯６に温度の高い
溶湯Ｍが供給され、最後まで溶融状態を保っていてキャ
ビティに流動圧力を与える、という押湯６の理想的機能
が常時発現し、自然的凝固速度による指向性凝固を呈す
る。

【００１４】

【発明の効果】請求項１又は２記載の発明によれば、湯
口と押湯を直接連通させる構成としたので、押湯が最後
まで溶融状態を保ち、押湯が確実に最終凝固位置となる
指向性凝固が得られる。これによって、収縮孔やガスに
よる気孔等が押湯に集まり、製品は健全な組織となる。
また、酸化物等の不純物はキャビティに流入する前に押
湯に浮上するので、不純物除去を効率的に行うことがで
きる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、ゲートから
ランナを経て押湯に至る湯路の断面積が順に増大する構
成としたので、押湯によるキャビティへの流動圧付与機
能が最後まで良好に維持され、ゲート、ランナ及び押湯
はキャビティが共晶温度に達するまで凝固しない。これ
によってキャビティでのひけや巣の発生が抑制される。
請求項４記載の発明によれば、ランナとゲートとの間に
ストレーナを介在する構成としたので、不純物が混入し
たままゲートに流入しようとしても不純物はストレーナ
によってキャビティへの侵入を阻止される。これによっ
て不純物混入による製品の組織劣化が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鋳造装置の砂型を除い
た概要斜視図である。

【図２】砂型を含めた概要断面図である。

【図３】従来例を示す砂型を除いた概要斜視図である。

【図４】従来例における砂型を含めた概要断面図であ
る。

【符号の説明】

４湯口６押湯１０ランナ１４ゲート２４ストレーナＭ溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶湯を注湯するための湯口と、該湯口から
の溶湯を導くランナと、該ランナ内の溶湯を型内のキャ
ビティに導入するゲートとを有すると共に、該湯口から
キャビティ内に充填される溶湯内のガス等を除去する押
湯を備えた鋳造装置であって、上記湯口と押湯とを互い
の下部において直接連通させると共に、該下部に連通さ
せて上記ランナを略水平に導出し、該ランナ上の所定位
置に上記ゲートを配設したことを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】上記湯口と押湯とが互いの下部において連
通する略Ｖ字形状に配置されている請求項１記載の鋳造
装置。
【請求項３】上記ゲートからランナを経て押湯に至る湯
路の断面積が順に増大している請求項１又は２記載の鋳
造装置。
【請求項４】上記ランナとゲートとの間にストレーナを
介在させた請求項１，２又は３記載の鋳造装置。