JPH10263785A - 鋳造方法および鋳造金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湯溜りで溶湯を旋回流通させ、効率良く徐冷し
て流速を低下させ溶湯流路の流動長を短縮し湯吹き、張
りつきを防止する。 【解決手段】中空円形状の湯溜り７の円周接線方向に沿
って開口連通されたガス抜き部の入口側８により湯溜り
７へ流入する溶湯に旋回流通成分を付与して溶湯を該湯
溜り７の内部で旋回流通し、該湯溜り７に開口連通され
たガス抜き部の出口側１０により前記溶湯の流入方向と
は異なる方向へ溶湯を流出するようにした鋳造方法およ
び鋳造金型である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋳物を作る鋳造方法
および鋳造金型、例えばダイカストに好適な鋳造方法お
よび鋳造金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳造金型内の空気を排出するため
ガス抜き部がキャビティに連通して設けられている。溶
湯がキャビティ内に圧入されるにつれキャビティ内のガ
スは溶湯に押されてガス抜き部より排出される。溶湯が
鋳造金型面に接触すると、その接触表面は瞬時に半凝固
状態となり粘性が増大し、溶湯は即座に層流となり凝固
して凝固膜を形成して張付き状態を呈する。しかし溶湯
の先端中心部は高速で進行するため、キャビティ内のガ
スを溶湯内に巻き込む。そしてガスを巻き込んだ溶湯が
ガス抜き部に達すると一部の溶湯が巻き込まれたガスに
押され鋳造金型より噴出して湯吹きを発生する。

【０００３】また、キャビティ等の製品部からチルベン
トや減圧バルブ等から成るガス抜き部までの溶湯の流動
長は、鋳造金型のサイズの制約によって、投影面積の大
きい製品の鋳造金型では短くなり、湯吹きが発生し易い
傾向にある。本来、ガス抜き部からガスのみを排出する
ものであるが、溶湯の進入速度が早く、溶湯がガス抜き
部に達するまでに十分に減速されておらずかつ溶湯が十
分に凝固しない状態にあると、射出部からの溶湯への圧
力伝搬によって鋳造金型の合わせ面より湯吹きを生ずる
事態を招く。

【０００４】このような従来技術の不具合を防止するも
のとして、図１５に示すように、鋳造金型１においてキ
ャビティ４に連通するガス抜き部９１にガス抜き方向と
直角方向に左右互い違いに成形した台形溝形状のガス抜
き部９０を配列して該台形溝形状のガス抜き部９０に溶
湯を流入させるものがある（特開昭５６ー６２６６９号
公報）。これは、急激な冷却に起因する不安定な凝固膜
層を形成する以前に溶湯を外側表面から凝固むらなく徐
冷することを可能とし、該凝固部の一部が破れて中心部
の未凝固状態の溶湯が保温されたままで鋳造金型１より
噴出するのを防止しようとするものであると説明してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、台形溝形状の
ガス抜き部９０はこれに溶湯が液面レベルを順次増す状
態で流入するだけでは該溶湯を効率良く平均的に徐冷し
てその流速を低下することができない。このため、該台
形溝形状のガス抜き部９０を十分に大きくし、また多数
の設置する必要がある等の実用上解決すべき課題を有す
る。

【０００６】本発明はかかる従来技術の問題点を解消す
るもので、湯溜りにおいて溶湯に遠心力を加え当該遠心
力によって比重の異なる溶湯とガスやのろ等の不純物と
を確実に分離して溶湯に先がけ優先的にガス抜きを図り
健全な鋳物を作る鋳造方法および鋳造金型を提案するこ
とを目的とする。詳述すれば、本発明は、湯溜りにおい
て溶湯を旋回流通させてその流速を低下させる。これに
より溶湯の凝固むらをなくし、溶湯に急激な冷却による
不安定、不均一な凝固膜の形成を抑止する。

【０００７】さらに、溶湯とガスとの比重さを旋回溶湯
の遠心力作用により増大させ、溶湯とガスとをより確実
に分離し、溶湯に先がけ優先してガス抜きを図り湯吹き
の発生を防止して健全な鋳物を作る鋳造方法および鋳造
金型を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の鋳造方法は、鋳
造金型のガス抜き部に配設された中空円錐台状の湯溜り
に該湯溜りの円周接線方向に沿って開口連通されたガス
抜き部の入口側より該湯溜りへ流入する溶湯に旋回流通
成分を付与して溶湯を該湯溜り内部で旋回流通させ、該
湯溜りに開口連通されたガス抜き部の出口側により前記
溶湯の円周接線方向とは異なる方向へ溶湯を流出させる
ことを特徴とする。

【０００９】本発明の鋳造金型は、鋳造金型のガス抜き
部に配設され溶湯を内部で旋回流通させる中空円形状の
湯溜りと、該湯溜りの円周接線方向に沿って開口連通さ
れ該湯溜りへ流入する溶湯に旋回流通成分を付与するガ
ス抜き部の入口側と、該湯溜りに開口連通され該湯溜り
の円周接線方向とは異なる方向へ溶湯を流出させるガス
抜き部の出口側とを具備することを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用・効果】上記構成からなる本発明の鋳造方
法および鋳造金型は、ガス抜き部を進む溶湯が湯溜りに
入ると、湯溜りが円錐台状でありその入口側が円周接線
方向となっているため、溶湯は円錐台の内周面にそって
流れ、溶湯には遠心力が作用する。溶湯とともに湯溜り
に入るガスも同様に円錐台の内周面にそって流れかつ遠
心力を受ける。溶湯とガスでは比重が大きく異なるため
溶湯がより遠心側に動き、ガスは必然的に中心側に押し
出されることになる。これによりガスが溶湯より分離す
る。

【００１１】一方、溶湯は円錐台状の内周面にそって流
れ、内周面で冷却されて粘性を高めるとともに速度を落
とす。これによりガス抜き部を吹き抜ける力が弱まる。
また、湯溜りの出口側は接線方向と異なる方向に開口し
ているため、ガスは容易に出口側に流れることができる
が、溶湯は出口側に流れ出ず内周面にそって旋回するこ
とになる。これにより溶湯はより長く湯溜りに留まりそ
れだけより冷却されかつ速度を落とすことになる。

【００１２】これによりガス抜き部での湯吹きが効果的
に抑制され、キャビティ内での冷却凝固が安定し組織的
に均一なより健全な鋳物を製造することができる。さら
に湯溜りを複数個装備することによりその効果をさらに
確実なものとすることが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以上、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１４】

【第１の実施の形態】第１の実施の形態を図１ないし図
４に示す。この例はアルミダイカストに適用実施したも
のである。鋳造金型１は固定金型２とこれに対向して設
けた可動金型３を持つ。固定金型２と可動金型３との合
わせ面には両者相俟って中空の所定容積、形状の製品部
としてのキャビティが形成されている。さらに固定金型
２と可動金型３との合わせ面にはガス抜き部６が構成さ
れている。該ガス抜き部６には前記合わせ面に対し直角
方向に軸心を有する中空円筒形状の４つの湯溜り７が設
けられている。

【００１５】各湯溜り７の内方側一端は前記キャビティ
４やその他の湯溜り７と連通されると共に入口側として
湯溜り７の円周接線方向に沿う接線通路８が開口連通さ
れている。接線通路８は湯溜り７へ流入するアルミ溶湯
１７に旋回流通成分を付与するように構成されている。
接線通路８は前記両金型２、３の合わせ面と平行に設け
た隙間により構成されている。各湯溜り７の内方側他端
はガス抜き溝９やその他の湯溜り７の円周接線方向に沿
わずに湯溜り７の軸心方向に対向して開口する非接線的
な出口通路１０が連通されている。

【００１６】ガス抜き溝９はチルベントのブロック１
１、１２の合わせ面に隙間を設けて構成されている。す
なわち、ガス抜き溝９はガス抜き方向が合わせ面に対し
直角方向に左右交互にジクザグ状にブロック１１、１２
に施されている。チルベントのブロック１１、１２は固
定金型２と可動金型３に取り付けられている。固定金型
２内の湯道１３には鋳込みシリンダーのスリ−ブ１４が
連通されている。スリ−ブ１４の側壁には注入口１５が
設けられている。スリ−ブ１４の内部にはプランジャー
チップ１６が往復動自在で気密性良好に嵌挿されてい
る。

【００１７】上記構成からなる第１の実施の形態は、鋳
込みシリンダのスリ−ブ１４内に注入口１５を介して注
湯されたアルミ溶湯１７がプランジャーチップ１６によ
り湯道１３を通じてキャビティ４内へ圧入され充填され
る。このとき、前記スリ−ブ１４内およびキャビティ４
内で発生するガスは方案部５としてのガス抜き部６や湯
溜り７を通じてガス抜き溝９より鋳物金型外へ排気され
る。

【００１８】またキャビティ４内に充填したアルミ溶湯
１７は前記方案部５を流通しチルベントの入口に到達す
る。この間、方案部５には複数の中空円筒形の湯溜り７
が接線通路８および出口通路１０をそれぞれ介在して連
接装備されているため、アルミ溶湯１７はその流通直進
性が接線通路８によって旋回流通成分を付与されて該湯
溜り７内で内周方向へ移行し旋回運動を行う。このた
め、第１の実施の形態にあっては、アルミ溶湯１７には
遠心力が加えられ比重差によってアルミ溶湯とガスやの
ろ等の不純物との分離が行われる。

【００１９】すなわち、アルミ溶湯１７は比重が大きい
ことに基因して遠心力作用により湯溜り７の円周方向外
方へ移行される。他方、ガスやのろ等の不純物は比重が
小さいことに基因して遠心力作用により湯溜り７の円周
方向内方へ移行される。このように分離されたガスは湯
溜り７の軸心方向に対向して開口する出口通路１０を通
じて該アルミ溶湯１７に先がけ優先的にガス抜き溝９よ
りガス抜きが効率良く確実に行われ従来のような湯吹き
を効果的に防止することができる。

【００２０】しかも、アルミ溶湯１７は、湯溜り７にお
いて旋回流通され、その流速が湯溜り７の円周方向に沿
う流通過程を経るため低下される。この流通制御により
アルミ溶湯１７は凝固むらがなくなり、アルミ溶湯１７
の急激な冷却による不安定、不均一な凝固膜層の形成で
ある張りつきが阻止される。すなわち、アルミ溶湯１７
は鋳造金型１への充填中に湯溜り７内で円周表面からの
平均的な徐冷を促進してアルミ溶湯１７の冷却凝固部を
長くし、組織的に安定かつ均一化を図り健全な鋳物を製
造することができる。

【００２１】このように第１の実施の形態において中空
円筒形状の湯溜り７を方案部５として複数直列に装備す
ることにより方案部５の流動長を従来に比して短縮する
ことができると共に、鋳造金型１のサイズを小さくする
ことができコンパクト化を図る実用的な作用効果を奏す
る。

【００２２】

【第２の実施の形態】第２の実施の形態を図５および図
６に示す。この例は湯溜り２７を中空のテーパ状円筒形
状に構成した点で前記第１の実施の形態と異なる。以下
相違点を中心に説明する。なお同一部分は同一符号を付
し説明を省略する。方案部５としてのガス抜き部６には
固定金型２と可動金型３との合わせ面に対し直角方向に
軸心０を有する中空のテーパ状円筒形の４つの湯溜り２
７が設けられている。各湯溜り２７の内方側一端はキャ
ビティ（図示せず）やその他の湯溜り２７と連通されて
いる。湯溜り２７は入口側に円周接線方向に沿う接線通
路２８が絞り部２１を介して開口連通されている。接線
通路２８は湯溜り２７へ流入する溶湯に旋回流通成分を
付与するように構成されている。すなわち、湯溜り２７
は円周側壁が所定のテーパ角度θを付与して設けられ、
接線通路２８が開口連通される入口側の小径の一辺側に
よって溶湯の流速が早くなるように構成されている。ま
た、出口通路２０が開口連通される出口側は大径となり
他辺側にあっては溶湯の流速が遅くなるように構成され
ている。

【００２３】上記構成からなる第２の実施の形態におい
て、溶湯はその流通直進性が接線通路２８および絞り部
２１によって加速的な旋回流通成分を推進付与され湯溜
り２７内で円周方向へ移行し旋回運動を安定、円滑に行
うことができる。しかるのち、溶湯は湯溜り２７の入口
小径側で流速が増速されると共に出口大径側で流速が減
速される。このため、溶湯には可変的な遠心力が順次加
えられ比重差による溶湯とガス等との的確な分離が可能
となりガス抜きをより一層効率良く的確に行うことがで
きる。

【００２４】さらに、溶湯は鋳造金型１への充填中に中
空のテーパ状円筒形の湯溜り２７内で前記可変的な遠心
力作用を受けることにより円周表面からの平均的な徐冷
を促進して溶湯の冷却凝固部を長くして組織的に安定か
つ均一化を図り健全な鋳物を製造することができる。そ
の他は前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を奏
する。

【００２５】

【第３の実施の形態】第３の実施の形態を図７および図
８に示す。この例は、前記各実施の形態とは二つの固定
金型２と可動金型３との合わせ面に対し直角方向より入
口側および出口側へ傾斜して配列して合わせ面の隙間３
９を利用して接線通路３８および出口通路３０を設け中
空のテーパ状円筒形に構成した点が異なる。以下、相違
点を中心に説明する。

【００２６】各湯溜り３７は円周側壁が所定のテーパ角
度を付与して入口側の接線通路３８および出口側の出口
通路３０にそれぞれ傾斜して連接装備されている。上記
構成からなる第３の実施の形態において溶湯は、その流
通の直進性がそれぞれ傾斜して連接装備される各湯溜り
３７内で流通抵抗少なく傾斜円周方向へ移行して旋回運
動を安定、円滑に行うことができる。そして、溶湯には
傾斜に伴う可変的に遠心力が順次加えられ旋回流通推進
し比重差による溶湯とガス等との的確な分離が可能とな
りガス抜きをさらに一層効率良く的確に行い得る。さら
に、溶湯は湯溜り３７内で傾斜に伴う可変的な遠心力作
用を受け円周表面からの平均的な徐冷を促進して冷却凝
固部を長くしてどの部分をも組織的に安定かつ均一化を
図り、特に傾斜に伴う湯溜り３７間の溶湯受渡しの安
定、円滑化の向上を図ることができ健全な鋳物を製造す
ることができる。その他は前記各実施の形態とほぼ同様
の作用効果を奏する。

【００２７】

【その他の実施の形態】図９および図１０に示す実施の
形態は、前記第３の実施の形態とは接線通路４８および
出口通路４０の湯溜り３７に対する連通開口をスリット
状に拡大すると共に固定金型２と可動金型３との突き合
わせ部分に接線通路４８および出口通路４０を穿設した
点が前記各実施の形態とは異なり前記各実施の形態とほ
ぼ同様の作用効果を奏する。

【００２８】図１１に示す実施の形態は前記各実施の形
態とは湯溜り５７を中空円錐形状に構成し、接線通路６
０を円錐形側壁の底部に開口するように形成し、出口通
路６８を底の中央部に開口するように形成し、溶湯を接
線方向に入れて湯溜まり５７内で旋回させ、最後に中心
部より出口通路６８に出すものである。溶湯は遠心力に
より出口通路６８に出にくく、長く湯溜まり５７に留ま
る。

【００２９】図１２の実施の形態は図１１の実施の形態
とは湯溜り６７を半楕円形に構成した点が異なる。この
湯溜まり６７も図１１の湯溜まりと同様の作用を持つ。
図１３に示す実施の形態は図１１の実施の形態とは湯溜
まり７７を半円球形状に構成した点が異なる。その他は
ほぼ前述と同様の作用効果を奏する。図１４に示す実施
の形態は、湯溜り８７、接線通路８８および出口通路８
０を固定金型２と可動金型３の合わせ面に対し平行方向
にそれぞれ開口軸心を有する点が異なりその他は前述と
ほぼ同様の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の鋳造金型の縦断面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って開口された固定金
型の型面を模式的に示す図である。

【図３】図２の方案部５を拡大して模式的に示す図であ
る。

【図４】図３の湯溜まりの拡大断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の方案部５を拡大し
て模式的に示す図である。

【図６】図５の湯溜まりの拡大断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態の方案部を拡大して
模式的に示す図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態の他の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図９】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大し
て模式的に示す図である。

【図１０】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図１１】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図１２】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図１３】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図１４】本発明のその他の実施の形態の法案部を拡大
して模式的に示す図である。

【図１５】従来の鋳造金型を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…鋳造金型 ２…固定金型 ３…可動金
型 ４…キャビティ ５…方案部 ６…ガス抜
き部 ７、２７、３７、４７、５７、６７、７７、８７…湯溜
り ８、２８、３８、４８、５８、６８、７８、８８…接線
通路 １０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０…出
口通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造金型のガス抜き部に配設された中空円
   錐台状の湯溜りに該湯溜りの円周接線方向に沿って開口
   連通されたガス抜き部の入口側より該湯溜りへ流入する
   溶湯に旋回流通成分を付与して溶湯を該湯溜り内部で旋
   回流通させ、該湯溜りに開口連通されたガス抜き部の出
   口側により前記溶湯の円周接線方向とは異なる方向へ溶
   湯を流出させることを特徴とする鋳造方法。
2. 【請求項２】鋳造金型のガス抜き部に配設され溶湯を内
   部で旋回流通させる中空円錐台状の湯溜りと、 該湯溜りの円周接線方向に沿って開口連通され該湯溜り
   へ流入する溶湯に旋回流通成分を付与するガス抜き部の
   入口側と、 該湯溜りに開口連通され該湯溜りの円周接線方向とは異
   なる方向へ溶湯を流出させるガス抜き部の出口側とを具
   備することを特徴とする鋳造金型。