JPS59110456A - 吸引鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は吸引鋳造装置に係り、特に湯回り不良による
欠陥の生じやすい複雑形状あるいは薄肉形状の鋳造製品
を前記欠陥を生じることなく高品質で製造するのに好適
な吸引鋳造装置に関す１５　　　る。

湯回り不良による欠陥を生じやすい鋳造製品としては、
たとえば肉厚０．５ｍｍ以下程度の薄肉のものや鋭いエ
ツジを有するものなどかあり、具体的にはターボチャー
ジャ用ロータやインペラ、ガ２０　　　スタービン用ロ
ータやインペラなどの薄肉買物、あるいは表面に繊細な
模様のある樹脂成形用金型等がある。

従来、上記したような湯回り不良による欠陥の生じやす
い製品を鋳造するに際しては、■真空中において鋳造す
る真空鋳造法、■金属溶湯に圧力を加える加圧鋳造法、
■鋳型を減圧する吸引鋳造法などが用いられている。

これらのうち、■真空鋳造法は設備が高価につくと共に
生産性も悪く非能率的であるという欠点を有し、■加圧
鋳造法では溶湯が飛散するという危険性があると同時に
装置の構造も複雑になるという欠点を有している。その
ため、比較的装置の構造が簡単で設備費用が少なくて済
む■の吸引鋳造法が注目されてきている。

第１図は従来の吸引鋳造装置の一例を示す断面図であっ
て、この吸引鋳造装置は、鋳枠ｌで囲んだ通気性鋳型２
の底部に冷し金としての金型３を配設し、この通気性鋳
型２と金型３とで鋳造空間４を形成し、この鋳造空間４
と連通する湯口５を鋳型２の上部に設けると共に、前記
金型３に吸引孔６を形成し、金型３の下部に吸引箱７を
設置してこの吸引箱７に吸引管８ａを接続し、この吸引
管８ａを吸引ポンプ８に連結した構造を有するものであ
る。

このような装置によって鋳造を行うに際しては、るつぼ
９内の金属箱７１４１０を湯口５内に注入するのに合わ
せて、あるいは注入する以前から、吸引ポンプ８を作動
し、吸引孔６を介して鋳造空間４内を吸引して鋳造する
ようにしていた。

しかしながら、このような従来の鋳造装置では、通気性
鋳型２と金型３との間の密着が不充分であって鋳型２と
金型３との間に隙間３ａがあると、吸引鋳造の際に金属
溶湯１０が前記隙間３ａを通って吸引孔６側へ流れて健
全な鋳造製品を得るのが困難となるばかりでなく、この
金属溶湯１０が吸引孔６から吸引箱７内に流れ込み、さ
らには吸引管８ａを経て吸引ポンプ８まで侵入して、こ
れらを閉塞しあるいは損傷する危険かあるという問題点
があった。

第２図は従来の吸引鋳造装置の他の構造例を示す図であ
って、上部鋳枠１１ａによって囲まれた通気性鋳型１２
ａの内部に湯口１３ａを形成すると共に、下部鋳枠１１
ｂによって囲まれた通気性鋳型１２ｂの内部に鋳造空間
１３ｂを形成し、鋳造製品の厚肉部に相当する通気性鋳
型１２ａの底面部分に冷し金１４を設けておき、この通
気性鋳型１２ａ、１２ｂを重ねた状態で鋳型台１５を介
して吸引箱１６上に設置し、この吸引箱１６に吸引１１
７を臨ませて図示しない吸引ポンプにより吸引できるよ
うにした構造を有するものである。

このような装置によって鋳造を行うに際しても、前記と
同様に、るつぼ９内の金属溶湯１０を湯口１３ａ内に注
入するのに合わせて、あるいは注入する以前から、吸引
管１７および吸引箱１６を介して鋳造空間１３ｂ内を吸
引して鋳造するようにしていた。

しかしながら、この吸引鋳造装置では、冷し金１４が通
気性鋳型１２ａ、１２ｂの内部に埋設されているため、
冷し金１４の冷却能力に限界があるうえに、通気性鋳型
１２ａ、１２ｂと冷し金１４との熱１彰張係数の違いに
よって通気性鋳型１２ａ、１２ｂの予熱時にクラックが
生ずることがあるという問題点があった。

この発明は上述した従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、吸引鋳造時に金属溶湯が洩出して吸引系統
を閉塞したり破損したりするのを防止することができ、
湯回り不良による欠陥の生じやすい複雑形状部品あるい
は薄肉形状部品等の鋳造製品を当該欠陥を生ずることな
く高品質で製造することができる吸引鋳造装置を提供す
ることを目的としている。

この発明に係る吸引鋳造装置は、通気性鋳型と金型とに
よって鋳造空間を形成し、前記通気性鋳型側に湯口を設
けると共に、前記通気性鋳型に、前記鋳造空間内を吸引
する吸引口を当接Ｎ４間可能に配設したことを特徴とし
ている。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第３図〜第７図はこの発明の一実施例を示すものであっ
て、通気性鋳型２１は、第４図に示すように、鋳型２１
の上部側に湯道２１ａを有すると共に、湯道２１ａより
下部側に鋳造空間形成空洞２１ｂを有し、石膏、セラミ
ックシェルあるいは砂その他の鋳型材料から適宜構成さ
れ、保温性。

通気性を有している。この通気性鋳型２１の上面側には
スリーブ２２を設置して湯口２３を形成すると共に、通
気性鋳型の底面側には耐熱性のパ、ンキング材２４を介
して冷し金としての金型２５を設置し、通気性鋳型２１
と金型２５とによって鋳造空間２６を形成するように゛
している。この場合、通気性鋳型２１は、金型２５のフ
ランジ部２５ａによって位置決めされている。この鋳造
空間２６は、第７図に示す羽根車３０の形状に対応した
形状を有している。そして、この場合、金型２５は鋳造
空間２６の一部をなすように形成され、金属溶湯の凝固
時に厚肉部分の指向性凝固を図り、鋳造製品の組織を縁
布にして歪の防止および機械的性質の向上はかるように
している。

上記通気性鋳型２１の側面には、第５図および第６図に
示すように、この通気性鋳型２１を二方向から挟むよう
に２つの単円弧状の吸引器３１゜３１が当接離間可能に
配設されている。この場合、前記両吸引器３１．３１は
各々クランプ用シリンダ３２．３２のシリンダ軸３’２
ａ、３２ａに連結され、前記通気性鋳型２１の側面に対
して当接離間可能に配設されている。そして、各吸引器
３１．３１は、配管３３．３３、吸引用バルブ３４、配
管３５を介して図示しない減圧吸引ポンプに接続されて
いる。

上記吸引器３１は、第３図および第５図等に示すように
、半円筒状の金属基盤４１に、凹溝状の円孤形吸引口４
２ａを有する同じく半円筒状の吸引体４２を取り付けた
もので、この吸、中休４２は、耐熱ゴム、アスベスト等
の耐熱性および弾性を有する材料から形成されている。

そして、金属基盤４１と吸引体４２に貫通口を設けて前
記配管３３と吸引口４２ａとを連通させ、吸引口４２ａ
を介して減圧吸引できるようにしている。また、金属基
盤４１の外側に当板４３を介してシリンダ軸３２ａを連
結している。

以上の構成になる吸引鋳造装置を用いて、従来の重力鋳
造法ては湯回り不良による欠陥を生ずるような製品を鋳
造するに際しては、例えば第７図に示す羽根車３０の形
状に対応した鋳造空間２６を形成しうる空洞２１ｂを有
する通気性鋳型２１を準備し、これを所定の予熱温度に
保持したのち金型２５上に載置して鋳造空間２６を形成
する。

次いで、両クランプ用シリンダ３２．３２を同時に作動
させて各シリンダ軸３２ａ、３２ａに連結した両吸引器
３１．３１を鋳型２１の側面に向けて移動させ、鋳型２
１の側面に当接させると同時に吸引体４２．４２の端面
同士を密着させる。このとき、第６図に示す配管３３に
２し午シブルホースを用いることによって無理な力が生
じない。

次に、るつぼ４９内に収容した金属溶湯５０を湯口２３
より注入し、鋳造空間２６内に金属溶湯５０を注ぎ込む
。この注入と同時に吸引用バルブ３４を開き、吸引器３
１．３１の吸引ＩＤ４２ａ。

４２’ａを介して鋳造空間２６内を減圧吸引し、この減
圧吸引により吸引鋳造を行う。なお、この吸引鋳造に際
しては、減圧吸引の効果を上げるために、たとえば鉄箔
やアルミニウム箔により鋳型２１の湯口２３を塞いだ状
態にして鋳造空間２６内を減圧した後、金属溶湯５０を
湯Ｉ：Ｉ２３より注入して前記箔を溶融すると共に鋳造
空間２６内に鋳込むようにすることがより好ましい。

かくして所定時間の減圧吸引を終了したのち、クランプ
用シリンダ３２．３２を引込作動させ、吸引器３１．３
１を鋳型２１の側面から離間させる。

第８図はこの発明による吸引鋳造装置を回転テーブルと
共に設置した場合を示す図であって、回転テーブル５１
は既知の間欠回転駆動機構によって所定角度毎（例えば
６０’毎）に間欠回転するものであり、この回転テーブ
ル５１上に複数の（例えば６個の）通気性鋳型２１を設
置し、複数の鋳型２１のうちのＩｌｌの鋳型２１に対し
て、その側面側より吸引器３１を当接離間可能に配設し
た場合を示している。

このようにすれば、鋳造製品の生産性を著しく向上させ
ることができるという利点がある。

第９図はこの発明の他の実施例を示す図であって、下注
鋳造による場合を示しており、前記実施例と同一機能部
分に同一符号を付してその説明を省略する。

鋳造例１ 前記第１実施例に示した吸引鋳造装置を用いて複雑な形
状でかつ薄肉翼を有するターボチャージャ用インペラを
鋳造した。鋳造条件は表１の如くである。

表　　　１ その結果、得られた鋳造製品の薄質先端（肉厚０．５ｍ
ｍ）まで十分に溶湯が充満され、湯回りが完全なもので
あって、さらに鋳物の厚肉部に当てた冷し金により指向
凝固の組織となり、緻密な鋳物を製造することができた
。

鋳造例２ 前記と同じ吸引鋳造装置を用いて複雑 な形状でかつ薄肉質を有するターボチャージャ用ロータ
を鋳造した。鋳造条件は表２の如くである。

表　　　２ その結果、鋳造製品は薄肉の翼先端まで溶湯が充満され
、湯回りの完全なものであり、かつ鋳物の厚肉部に当て
た冷し金により指向凝固させることができ、緻密な鋳物
を製造することができた。

さらに、本発明装置によれば、高融点のＮｉ基耐熱合金
鋳物を製造するに際し、鋳型予熱温度が１ｏｏｏ℃以下
（この場合は７００°Ｃ）であっても完全な湯回りを保
証することができると共に、エネルギー節約の意味から
も有利であった。

以上詳述したように、この発明の吸引鋳造装置によれば
、通常の重力鋳造では湯回り不良による欠陥の生じやす
い複雑形状製品や薄肉形状製品の鋳造を完全な湯回りを
保証しておこなうことができ、製品歩留りを向上させる
ことができると共に、減圧吸引により従来の重力鋳造に
比べて鋳型予熱温度ならびに金属溶湯温度を低下させる
ことが可能であり、鋳型が減圧されるために鋳型と溶湯
の間が酸欠状態となってガス欠陥の発生が軽減されると
同時に製品の酸化が少ない鋳肌の良好な製品を得ること
ができるという非常にすぐれた効果を奏する。

一方、減圧吸引を鋳型側から行うために、従来のように
鋳型下部の冷し金に設けた吸引孔から溶湯が流出して吸
引経路を閉塞するという危険性がなく安全な操業の確立
が容易となる利点を兼ね備えている。

さらに冷し金が鋳型の一部を構成すると共に、鋳型側か
ら鋳型内を減圧吸引するために、指向凝固を可能にして
緻密かつ機械的性質の優れた健全な鋳物製品を安価に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の吸引鋳造装置を説明する各
々断面図、第３図はこの発明の一実施例による吸引鋳造
装置を説明する部分破断正面図、第４図は第３図の吸引
鋳造装置の通気性鋳型を示す部分破断正面図、第５図は
第３図の吸引鋳造装置の吸引器を示す斜視図、第６図は
吸引器が鋳型から離間した状態を示す平面説明図、第７
図は本発明装置を用いて吸引鋳造する鋳物の形状例を示
す斜視図、第８図はこの発明による吸引鋳造装置を回転
テーブルと共に設置した実施例を示す平面説明図、第９
図はこの発明の他の実施例による吸引鋳造装置を示す断
面図である。 ２１・・・通気性鋳型、２３・・・湯口、２５・・・金
型、２６・・・鋳造空間、３１・・・吸引器、３２・・
・シリンダ、４２ａ・・・吸引口。 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　小　　塩　　　豊 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 手続補正書（自発） 昭和５８年４月１２日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １　事件の表示 昭和５７年％　許　願第２１８４１０号３　補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住　所　　神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地氏　名銘
称）　（３９９）日産自動車株式会社代表者　　石　　
原　　　　俊 ４、代理人 ６、　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 １、明細書第６頁第８行〜第９行の「耐熱性のパ゛キン
グ材２４を介して」を削除する。 ２、同第９頁第２行〜第８行の「なお、この吸引鋳造−
・番・することがより好ましい。」を削除する。 ３．１Δ面の第３図、第４図、第９図を別紙の通り訂正
する。 以」− 代理人弁理士　　小　　塩　　　豊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ５（１）通気性鋳型と金型とによって鋳造空間を形成し
   、前記通気性鋳型側に湯口を設けると共に、前記通気性
   鋳型に、前記鋳造空間内を吸引する吸引口を当接離間可
   能に配設したことを特徴とする吸引鋳造装置。