KR20180135096A - 주조 장치 및 주조 방법 - Google Patents

Abstract

주조 장치는, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 하 주형 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되고, 하 주형이 장착된 하측 하우징, 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징과, 챔버에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압하는 챔버용 흡인 장치와, 캐비티에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압하는 캐비티용 흡인 장치를 구비한다. 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하면, 캐비티와 챔버가 형성된다.

Description

주조 장치 및 주조 방법 {CASTING DEVICE AND CASTING METHOD}

본 발명은, 주조 장치 및 주조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 캐비티에 금속 용탕을 충전할 때, 소정의 분할 주형과 분할 하우징을 조합한 구조체 등을 사용한 주조 장치 및 주조 방법에 관한 것이다.

종래, 얇은 부품의 주조를 가능하게 한 상태 그대로, 또한, 금속 용탕의 가열도 및 주형 온도도 낮게 억제하여 주조하는 흡인 차압 주조 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

*이 흡인 차압 주조 방법에 있어서는, 우선, 가압 가능한 밀폐형의 유지로(holding furnace)의 하부에 유지된 금속 용탕에 스토크(stalk)의 하부를 침지시키고, 스토크의 상방에 연통된 스토크의 위에 좌우로 개폐 가능한 금형을 상하 이동 가능하게 설치하고, 금형을 덮는 밀폐실을 구획 형성한다. 이어서, 이 밀폐실에 연통된 연통관을 통하여 흡인 개폐 밸브를 개방함으로써 진공 탱크를 통해 진공 펌프에 의해 밀폐실 내의 압력을 1초 이하의 시간에 100Torr까지 감압한다. 그리고, 그 직후 가압 장치에 의해 압축 공기를 가압 개폐 밸브를 개방하여 유지로 내로 보내고, 금속 용탕의 탕면을 1초 이하의 시간에 0.4 내지 1㎏/㎠로 가압한 후, 그 압력으로 유지하고, 주물이 응고한 시점에서 감압 및 가압 유지를 해제한다.

일본 특허 제2933255호

그러나, 특허문헌 1에 기재된 흡인 차압 주조 방법에 있어서는, 캐비티의 공기를, 그 외측의 감압에 의해 간접적으로 흡인하고 있기 때문에, 캐비티의 감압도 내지 감압 속도가, 분할 주형의 분할면의 클리어런스나 캐비티 체적, 분할 주형의 전체를 덮는 분할 주형의 외측에 있어서의 밀폐실 체적에 의존해버린다.

그 때문에, 예를 들어 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 있어서, 캐비티 내의 공기를 그 외측의 감압에 의해 간접적으로 흡인하는 것만으로는, 캐비티에 있어서의 감압도 내지 감압 속도를 적절한 범위로 안정시킬 수 없어, 금속 용탕의 충전성이 저하되는 경우가 있다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 주조 장치에 있어서는, 금형 전체를 덮는 밀폐실을 설치하고 있기 때문에, 설비 비용이 높아진다고 하는 문제점도 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 그리고, 본 발명은, 예를 들어 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 있어서도, 설비 비용을 저감시킴과 함께, 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있는 주조 장치 및 주조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 캐비티에 금속 용탕을 충전할 때, 소정의 분할 주형과 분할 하우징을 조합한 구조체를 사용하는 구성으로 하는 것 등에 의해, 상기 목적을 달성할 수 있다는 사실을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 주조 장치는, 분할 주형과, 분할 하우징과, 챔버용 흡인 장치와, 캐비티용 흡인 장치를 구비한다. 그리고, 분할 주형은, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형과, 하 주형 위에서 슬라이드하는 중 주형과, 상 주형을 포함한다. 또한, 분할 하우징은, 챔버의 형성에 사용되고, 하 주형이 장착된 하측 하우징과, 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함한다. 그리고, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 함으로써, 캐비티와 챔버가 형성된다. 또한, 챔버용 흡인 장치는, 챔버에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압한다. 또한, 캐비티용 흡인 장치는, 캐비티에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압한다. 또한, 이 주조 장치는, 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 유지로에 유지된 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조한다. 또한, 이 주조 장치는, 유지로의 내부의 가압에 의해 유지로에 유지된 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급하는 가압 장치를 구비한다. 또한, 캐비티용 흡인 장치는, 적어도 탕구까지 공급된 금속 용탕을 캐비티 전체에 공급한다.

또한, 본 발명의 주조 방법은, 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 유지로에 유지된 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조할 때, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 하 주형 위에서 슬라이드하는 중 주형 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되고, 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 사용하여, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티와 챔버를 형성하는 공정 (1)과, 공정 (1)의 후에 챔버용 흡인 장치에 의해 챔버에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압하는 공정 (3)과, 공정 (1)의 후에 캐비티용 흡인 장치에 의해 캐비티에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압하는 공정 (4)와, 공정 (1)의 후에, 또한, 공정 (3) 및 공정 (4)의 전에, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압에 의해 유지로에 유지된 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급하는 공정 (2)를 포함하고, 공정 (4)에 있어서, 적어도 탕구까지 공급된 금속 용탕을 캐비티 전체에 공급한다.

본 발명에 의하면, 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 유지로에 유지된 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조할 때, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 하 주형 위에서 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되고, 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 사용하여, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티와 챔버를 형성하고, 또한, 챔버용 흡인 장치에 의해 챔버에 접속되며, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압함과 함께, 캐비티용 흡인 장치에 의해 캐비티에 접속되며, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압하고, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압에 의해 유지로에 유지된 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급하고, 캐비티용 흡인 장치에 의해 적어도 탕구까지 공급된 금속 용탕을 캐비티 전체에 공급하는 구성으로 하였다. 그 때문에, 예를 들어 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 있어서도, 설비 비용을 저감시킴과 함께, 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있는 주조 장치 및 주조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 주조 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 챔버용 배관 및 챔버용 흡인 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 사용한 주조 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 사용한 주조 방법의 다른 일례에 의해 얻어진 성형품을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조 장치 및 주조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에서 인용하는 도면의 치수 비율은, 설명의 편의상 과장되어 있으며, 실제의 비율과는 상이한 경우가 있다.

(제1 실시 형태)

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 주조 장치에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 주조 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 또한, 도 2는, 도 1에 도시한 챔버용 배관 및 챔버용 흡인 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 주조 장치(1)는, 분할 주형(10)과, 분할 하우징(20)과, 챔버용 흡인 장치(30)와, 캐비티용 흡인 장치(40)와, 실린더(50)와, 유지로(60)와, 스토크(70)와, 가압 장치(80)와, 센서(90)와, 제어 장치(100)를 구비하는 것이다. 또한, 주조 장치(1)는, 예를 들어 톱 코어 B1, 워터 재킷 코어 B2 및 포트 코어 B3으로 구성되는 코어 B를 배치한 캐비티 A에, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속 용탕 C를 충전해서 도시하지 않은 실린더 헤드 등의 성형품을 제조하는 것이다.

그리고, 분할 주형(10)은, 캐비티 A의 형성에 사용되며, 하 주형(11)과, 하 주형(11) 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형(13)과, 상 주형(15)을 포함하는 것이다. 또한, 분할 주형(10)은, 예를 들어 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속 용탕 C에 대해서 적용 가능한 종래 공지된 금형으로 구성되어 있다. 또한, 코어 B나 그에 부가되는 판벽에 대해서도, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속 용탕 C에 대해서 적용 가능한 종래 공지된 코어나 판벽에 의해 구성되어 있다.

또한, 분할 하우징(20)은, 챔버 D의 형성에 사용되며, 하 주형(11)이 장착된 하측 하우징(21)과, 상 주형(15)이 장착된 상측 하우징(23)을 포함하는 것이다. 또한, 하측 하우징(21)과 상측 하우징(23)의 접촉부에는 고무제 시일 부재(25)가 배치되어 있으며, 이들 사이의 시일성이 확보되어 있다. 또한, 분할 하우징(20)으로서는, 예를 들어 주조 공정에서의 압력이나 온도 등의 변화에 대한 내압성이나 내열성을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 분할 주형과 동일한 재료에 의해 구성된 분할 하우징을 사용해도 되지만, 서로 다른 재료에 의해 구성된 분할 하우징을 사용해도 된다. 또한, 예를 들어 각 분할 하우징이 적용되는 환경에 따라서 서로 다른 재료로 구성한 분할 하우징을 사용해도 된다. 또한, 도시하지는 않지만, 하 주형과 하측 하우징은 장착 탈거 가능하며, 상 주형과 상측 하우징도 장착 탈거 가능하다.

여기서, 캐비티 A와 챔버 D는, 하 주형(11) 위에서 중 주형(13)을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징(20)을 폐쇄한 상태로 함으로써 형성된다.

또한, 챔버용 흡인 장치(30)는, 챔버 D에 접속되고, 또한, 챔버 D의 외부로 인출된 챔버용 배관(32)을 통해 적어도 챔버 D의 내부를 감압하는 것이다. 또한, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 챔버용 배관(32)은, 챔버 D로 금속 용탕이 누설된 경우라도 영향을 받기 어려운 상측 하우징(23)에 배치하는 것이 바람직하다.

여기서, 챔버용 배관 및 챔버용 흡인 장치에 대하여 도면을 이용하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 챔버용 흡인 장치(30)는, 예를 들어 밀폐 공간을 진공 내지 그 근방까지 흡인(감압)하기 위한 펌프(30A)를 구비하고 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 챔버용 배관 중, 챔버용 흡인 장치(30)가 설치되어 있는 주 배관(32A)에는, 챔버 D의 내부의 압력을 검출하는 압력 센서(31), 주 배관(32A)의 흡인 유량을 조정하는 스로틀 밸브(33), 주 배관(32A)의 흡인을 제어하는 개폐 밸브(35), 챔버용 흡인 장치(30)의 흡인 압력을 검출하는 압력 센서(37), 흡인 시에 흡인되는 이물 등을 제거하기 위한 탱크(39)가 배치되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 주 배관(32A)으로부터 분기한 부 배관(32B)에는, 대기 개방할 때 부 배관(32B)에 의한 흡인 유량을 조정하는 스로틀 밸브(34), 부 배관(32B)에 의한 흡인을 제어하는 개폐 밸브(36)가 배치되어 있다.

또한, 캐비티용 흡인 장치(40)는, 캐비티 A에 접속되고, 또한, 챔버 D의 외부로 인출된 캐비티용 배관(42)을 통해 캐비티 A를 감압하는 것이다. 또한, 도시하지는 않지만, 캐비티용 배관 및 캐비티용 흡인 장치에 대해서도, 전술한 챔버용 배관 및 챔버용 흡인 장치와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 또한, 도시하지는 않지만, 캐비티용 배관의 캐비티 접속부에는 금속 용탕의 침입을 억제하는 다공질체가 배치되어 있다.

한편, 실린더(50)는, 중 주형(13)의 수평 방향으로의 슬라이드 구동에 사용되는 것이며, 예를 들어 실린더 로드(51)와 실린더(53)와 유지부(55)를 포함하는 것이다. 또한, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 종래 공지된 액추에이터를 이용할 수 있다. 또한, 이 유지부(55)는, 분할 하우징(20)을 유지하는 것으로서도 기능하고 있다. 또한, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 실린더 로드(51)는 하측 하우징(21)을 관통하고 있는 것이 바람직하다. 이것은, 하측 하우징(21)은, 상측 하우징(23)과 비교해서 거의 이동시키는 일이 없어, 실린더를 함께 이동시킬 필요가 없기 때문이다. 또한, 도시하지는 않지만, 실린더 로드와 하측 하우징의 사이에는, 이들 사이의 시일성을 확보함과 함께, 실린더 로드의 슬라이드를 저해하기 어려운 시일 부재가 배치되어 있다. 또한, 도시하지는 않지만, 상 주형의 수직 방향으로의 슬라이드 구동에 사용되는 마찬가지의 실린더를 구비하고 있어도 된다.

그리고, 유지로(60)는, 챔버 D의 외부이며, 또한, 캐비티 A가 형성된 상태의 분할 주형(10)의 하부에 배치되어 있다. 또한, 유지로(60)는, 금속 용탕 C를 유지하고 있다.

또한, 스토크(70)는, 캐비티 A에 충전되는 금속 용탕 C의 유로이며, 상단부(70a)가 분할 주형(10)의 탕구(10a)에 접속되고, 또한, 하단부(70b)가 유지로(60)에 유지된 금속 용탕 C에 침지되어 있다. 또한, 도시하지는 않지만, 탕구에는 종래 공지된 다공질체가 배치되어 있다.

또한, 가압 장치(80)는, 유지로(60)에 접속된 배관(82)을 통해 유지로(60)의 내부를 가압하는 것이다. 이때, 가압 장치(80)는, 유지로(60)에 유지된 금속 용탕 C를 탕구(10a)까지 공급하도록 해도 된다.

또한, 센서(90)로서는, 예를 들어 형 폐쇄를 검지하기 위한 형 폐쇄 센서(91)를 갖는 것을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 도시하지는 않지만, 이것에 더하여, 탕구로의 금속 용탕의 도달을 검지하기 위한 금속 용탕 탕구 도달 센서나 캐비티에 있어서의 금속 용탕의 충전을 검지하기 위한 캐비티 금속 용탕 충전 센서, 캐비티에 있어서의 금속 용탕의 응고를 검지하기 위한 캐비티 금속 용탕 응고 센서를 갖는 것을 적용할 수도 있다.

상기 형 폐쇄 센서(91)로서는, 예를 들어 종래 공지된 위치 결정 센서를 적용한 형 폐쇄 센서를 들 수 있다.

그리고, 상기 금속 용탕 탕구 도달 센서로서는, 예를 들어 탕구 근방에 배치되는 온도 센서, 나아가, 유지로 내에 배치되는 탕면 높이 센서나 압력 센서 등을 적용할 수 있다.

또한, 상기 캐비티 금속 용탕 충전 센서로서는, 예를 들어 캐비티 근방의 캐비티용 배관에 배치되는 온도 센서나 압력 센서, 나아가, 유지로 내에 배치되는 탕면 높이 센서나 압력 센서 등을 적용할 수 있다.

또한, 상기 캐비티 금속 용탕 응고 센서로서는, 예를 들어 캐비티 근방의 캐비티용 배관에 배치되는 온도 센서 등을 적용할 수 있다.

그리고, 제어 장치(100)로서는, 예를 들어 형 폐쇄 센서(91)로부터의 입력에 대응하여, 가압 장치(80)를 제어하고, 형 폐쇄 센서(91) 및 가압 장치(80) 중 적어도 하나로부터의 입력에 대응하여, 챔버용 흡인 장치(30)를 제어하고, 형 폐쇄 센서(91) 및 가압 장치(80) 중 적어도 하나로부터의 입력에 대응하여, 캐비티용 흡인 장치(40)를 제어하는 일체 또는 별체의 제어 장치를 적용할 수 있다.

이와 같은 제어 장치를 적용하는 경우에는, 예를 들어 예비 실험에 의해 미리 취득한, 위치나, 압력, 온도, 형 폐쇄로부터의 경과 시간 등에 의해, 가압 및 흡인을 제어하는 제어 데이터를 제어 장치에 저장해 두면 된다.

그러나, 제어 장치는, 전술한 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 도시하지는 않지만, 제어 장치로서는, 예를 들어 형 폐쇄 센서와, 가압 장치, 금속 용탕 탕구 도달 센서, 캐비티 금속 용탕 충전 센서 및 캐비티 금속 용탕 응고 센서 중 적어도 하나로부터의 입력에 대응하여, 가압 장치를 제어하고, 형 폐쇄 센서, 가압 장치, 금속 용탕 탕구 도달 센서, 캐비티 금속 용탕 충전 센서 및 캐비티 금속 용탕 응고 센서 중 적어도 하나로부터의 입력에 대응하여, 챔버용 흡인 장치를 제어하고, 형 폐쇄 센서, 가압 장치, 금속 용탕 탕구 도달 센서, 캐비티 금속 용탕 충전 센서 및 캐비티 금속 용탕 응고 센서 중 적어도 하나로부터의 입력에 대응하여, 캐비티용 흡인 장치를 제어하는 일체 또는 별체의 제어 장치를 적용할 수도 있다.

이와 같은 제어 장치를 적용하는 경우에는, 예를 들어 형 폐쇄로부터의 경과 시간을 고려하지 않고, 실제의 위치나, 온도, 압력 등에 의해, 가압 및 흡인을 제어하면 된다. 물론, 예비 실험에 의해 미리 취득한 압력이나 온도에 의해, 가압 및 흡인을 제어하는 제어 데이터를 제어 장치에 저장해도 된다. 또한, 전술한 각 제어 데이터는, 전술한 형 폐쇄 센서, 금속 용탕 탕구 도달 센서, 캐비티 금속 용탕 충전 센서, 캐비티 금속 용탕 응고 센서 등의 각종 센서를 사용한 예비 실험에 의해 적절히 설정할 수 있다.

그리고, 주조 장치(1)는, 성형품을 제조할 때, 실린더(50) 등이, 하 주형(11), 하 주형(11) 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형(13), 및 상 주형(15)을 포함하는 분할 주형(10)과, 하 주형(11)이 장착된 하측 하우징(21) 및 상 주형(15)이 장착된 상측 하우징(23)을 포함하는 분할 하우징(20)을 사용하여, 하 주형(11) 위에서 중 주형(13)을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징(20)을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티 A와 챔버 D를 형성한다.

또한, 주조 장치(1)는, 성형품을 제조할 때, 챔버용 흡인 장치(30)가, 챔버 D에 접속되고, 또한, 챔버 D의 외부로 인출된 챔버용 배관(32)을 통해 챔버 D의 내부를 감압한다.

또한, 주조 장치(1)는, 성형품을 제조할 때, 캐비티용 흡인 장치(40)가, 캐비티 A에 접속되고, 또한, 챔버 D의 외부로 인출된 캐비티용 배관(42)을 통해 캐비티 A의 감압을 감압한다. 이때, 캐비티용 흡인 장치(40) 자체가, 금속 용탕 C를 캐비티 A 전체에 공급하도록 해도 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 가압 장치(80)에 의해 적어도 탕구(10a)까지 공급된 금속 용탕 C를 캐비티용 흡인 장치(40)가 캐비티 A 전체에 공급하도록 해도 된다.

또한, 주조 장치(1)는, 성형품을 제조할 때, 가압 장치(80)가, 유지로(60)에 접속된 배관(82)을 통해 유지로(60)의 내부를 가압하고, 유지로(60)에 유지된 금속 용탕 C를 탕구(10a)까지 공급하도록 해도 된다.

전술한 바와 같이, 소정의 분할 주형, 분할 하우징, 챔버용 흡인 장치 및 캐비티용 흡인 장치를 구비하고, 소정의 분할 주형의 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 소정의 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티와 챔버를 형성하고, 또한, 소정의 챔버용 흡인 장치를 이용하여, 챔버의 내부를 감압함과 함께, 소정의 캐비티용 흡인 장치를 이용하여, 캐비티를 직접 감압하는 구성으로 함으로써, 설비 비용을 저감시킴과 함께, 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

즉, 하 주형, 하 주형 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 구비하고, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하면, 캐비티와 챔버가 형성되는 소정의 구조체를 이용함으로써, 챔버 체적을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 공기 말려들어감에 의한 결함을 저감시키는 것이나 주입 속도를 빠르게 하는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 후술하는 바와 같이, 캐비티용 흡인 장치를 이용하여 캐비티를 직접 감압할 때에도, 감압도나 감압 속도에 있어서의 분할 주형의 분할면의 클리어런스나 캐비티의 외측에 있어서의 챔버 체적에 대한 의존도 작게 할 수 있다. 그 때문에, 감압도나 감압 속도를 적절한 범위로 안정시킬 수 있다. 또한, 특별히 한정되는 것이 아니라, 챔버에 있어서의 분할 주형의 측면측의 적절한 간극 사이즈로서는, 중 주형을 수평 방향으로 슬라이드시켰을 때, 성형품을 취출하는 것이 가능한 사이즈를 적합예로서 들 수 있다. 또한, 이와 같이, 챔버 체적을 작게 함으로써, 설비 비용을 낮추는 것이 가능해진다. 또한, 챔버 체적이 작아지는 것에 수반하여, 챔버 흡인 장치 등의 사이즈를 종래보다도 작게 하는 것이 가능하게 되어, 설비 비용을 더 낮추는 것이 가능해진다. 또한, 실린더를 챔버의 외부에 배치하는 것도 가능하며, 이 경우에는, 예를 들어 후술하는 금형 내부 청소 공정이나 코어 세트 준비 작업 공정, 코어 에어 블로우 공정 등의 작업성을 향상시킬 수도 있다.

그리고, 캐비티용 흡인 장치를 이용하여, 캐비티에 접속되며, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 직접 감압함으로써, 감압도나 감압 속도에 있어서의 분할 주형의 분할면의 클리어런스나 캐비티 체적, 캐비티의 외측에 있어서의 챔버 체적에 대한 의존을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 감압도나 감압 속도를 적절한 범위로 안정시킬 수 있다. 이에 의해, 주입 속도를 빠르게 하는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 챔버용 흡인 장치를 이용하여, 챔버에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 챔버의 내부를 감압함으로써, 캐비티용 흡인 장치만을 이용하여 캐비티를 직접 감압한 경우에 일어날 수 있는 분할 주형의 분할면의 클리어런스 등으로부터의 공기의 유입이 억제 내지 방지된다. 이에 의해, 공기 말려들어감에 의한 결함을 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 주조 장치에 있어서는, 전술한 바와 같이, 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 유지로에 유지된 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조하는 주조 장치에 있어서, 유지로의 내부의 가압에 의해 유지로에 유지된 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급하는 가압 장치를 구비하고, 캐비티용 흡인 장치가, 적어도 탕구까지 공급된 금속 용탕을 캐비티 전체에 공급하는 것이면 바람직하다. 이에 의해, 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 가압 장치를 이용하여, 유지로의 내부를 가압함으로써, 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급함으로써, 유지로에 유지된 금속 용탕을, 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 캐비티를 통해 탕구까지 흡인에 의해 공급할 필요가 없다. 그 때문에, 충전성 향상의 저해 요인으로 되는 복잡한 형상을 갖는 캐비티에 있어서의 흡인 저항을 고려할 필요가 없다. 또한, 캐비티용 흡인 장치만을 이용해서 캐비티를 직접 감압한 경우에 일어날 수 있는 분할 주형의 분할면의 클리어런스 등으로부터의 공기의 유입이 억제 내지 방지된다. 이에 의해, 캐비티용 흡인 장치만을 이용하여 캐비티 전체에 금속 용탕을 공급하는 경우와 비교하여, 제조할 때 사용하는 에너지 손실을 저감시킴과 함께, 공기 말려들어감에 의한 결함을 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명은, 고속·고압으로 금속 용탕을 캐비티에 충전하는 다이캐스트법에 적용하는 것보다도, 저속·저압으로 금속 용탕을 캐비티에 충전하는 저압 주조법에 적용하는 것이 효과적이다. 이것은, 다이캐스트법에 있어서 유입되는 공기보다도 저압 주조법에 있어서 유입되는 공기 및 원래 존재하는 공기의 쪽이, 금속 용탕의 충전성을 저감시키기 쉽기 때문이다.

또한, 본 실시 형태의 주조 장치에 있어서는, 전술한 바와 같이, 형 폐쇄를 검지하기 위한 형 폐쇄 센서와, 형 폐쇄 센서로부터의 신호에 대응하여, 가압 장치를 제어하고, 형 폐쇄 센서 및 가압 장치 중 적어도 하나로부터의 신호에 대응하여, 챔버용 흡인 장치를 제어하고, 형 폐쇄 센서 및 가압 장치 중 적어도 하나로부터의 신호에 대응하여, 캐비티용 흡인 장치를 제어하는 일체 또는 별체의 제어 장치를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 가압 장치에 의한 소정의 가압을 할 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 함과 함께, 캐비티용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 함으로써, 제조할 때 사용하는 에너지 손실의 더 이상의 저감화, 주입 속도의 적절한 범위에서의 더 이상의 안정화, 공기 말려들어감에 의한 결함의 저감화 등이 가능해진다. 이에 의해, 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 주조 장치에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 또한, 상기의 실시 형태에 있어서 설명한 것과 동등한 것에 대해서는, 그들과 동일한 부호를 부여해서 설명을 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 주조 장치(1A)는, 분할 주형(10)으로서, 캐비티 A와, 분할 주형(10)의 외부인 챔버 D의 공간 Da를 연통하는 연통 경로(10b)를 갖는 것을 사용하고 있는 점이 상이하다. 또한, 도 3 중 점선으로 나타내는 10b는, 캐비티용 배관(42)에 간섭하지 않는 위치에 배치되어 있는 연통 경로이다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 연통 경로(10b)의 흡인구(10c)에 대해서, 톱 코어 B1이나 포트 코어 B3이 배치되어 있다. 또한, 도면 중 실선 및 점선으로 각각 나타내는 13A 및 15A는, 매우 좁은 연통 경로(10b)를 형성하기 위해서 사용한 중 주형(13) 및 상 주형(15)과 마찬가지의 강재이다.

특허문헌 1에 기재된 흡인 차압 주조 방법에 있어서는, 분할 주형과 함께 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 대하여 전혀 검토가 이루어져 있지 않다. 그 때문에, 분할 주형과 함께 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 있어서, 용탕이 코어에 접촉했을 때 코어에 포함되는 점착제 등이 연소하여 발생하는 코어 가스에 의해 가스 결함이 발생하고, 이것에 의해서도 금속 용탕의 충전성이 저하되는 경우가 있다.

이에 반하여, 본 실시 형태의 주조 장치에 있어서는, 전술한 바와 같이, 캐비티와, 분할 주형의 외부인 챔버의 공간을 연통하는 연통 경로를 갖는 분할 주형을 사용함으로써, 용탕이 코어에 접촉했을 때 코어에 포함되는 점착제가 연소하거나 하여 발생하는 코어 가스를 연통 경로를 통해 빼내는 것이 가능하게 되어, 캐비티의 압력 상승을 저감시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 비록 캐비티용 배관으로부터 코어 가스 등을 배출할 수 없는 경우라도, 연통 경로를 통해 코어 가스 등을 배출할 수 있기 때문에, 가스 결함을 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 연통 경로로서는, 예를 들어 캐비티용 배관과 비교해서 매우 좁게 한, 통과 저항이 큰 것을 예로 들 수 있다. 이에 의해, 챔버의 내부의 감압 직후에 연동해서 감압되는 일은 없다. 한편, 이에 의해, 캐비티용 배관을 통해 캐비티로부터 코어 가스 등을 직접 배출할 수 없고, 캐비티의 압력이 상승한 경우에 코어 가스 등을 연통 경로를 통해 배출할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 주조 장치에 있어서는, 전술한 바와 같이, 연통 경로의 흡인구에 대해서, 코어 또는 코어에 부가된 판벽이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이, 연통 경로의 흡인구에 대해서, 코어나 판벽을 배치함으로써, 용탕이 코어에 접촉했을 때 코어에 포함되는 점착제 등이 연소하여 발생하는 코어 가스를 연통 경로 및 챔버용 배관을 통해 효율적으로 빼낼 수 있다. 또한, 주입 속도의 적절한 범위에서의 더 이상의 안정화, 공기 말려들어감에 의한 결함의 저감화 등이 가능해진다. 이에 의해, 가스 결함을 보다 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 주조 장치에 있어서는, 연통 경로가, 중 주형, 상 주형, 및 중 주형과 상 주형의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이, 연통 경로를 중 주형이나 상 주형, 이들 사이 등에 형성함으로써, 용탕이 코어에 접촉했을 때 코어에 포함되는 점착제 등이 연소하여 발생하는 코어 가스를 연통 경로 및 챔버용 배관을 통해 효율적으로 빼낼 수 있다. 또한, 주입 속도의 적절한 범위에서의 더 이상의 안정화, 공기 말려들어감에 의한 결함의 저감화 등이 가능해진다. 이에 의해, 가스 결함을 보다 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 주조 방법, 구체적으로는, 본 발명의 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 사용한 주조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명의 주조 방법은, 반드시 본 발명의 주조 장치를 사용할 필요는 없지만, 본 발명의 주조 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 주조 방법은, 공정 (1)과, 공정 (3)과, 공정 (4)를 포함한다. 여기서, 공정 (1)은, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 하 주형 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되며, 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 사용하여, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티와 챔버를 형성하는 공정이다. 또한, 공정 (3)은, 공정 (1)의 후에, 챔버용 흡인 장치에 의해 챔버에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압하는 공정이다. 또한, 공정 (4)는, 공정 (1)의 후에, 바람직하게는 공정 (3)의 후에, 캐비티용 흡인 장치에 의해 캐비티에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압하는 공정이다.

이와 같이, 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 하 주형 위에서 수평 방향으로 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되며, 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 사용하여, 하 주형 위에서 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 캐비티와 챔버를 형성하고, 또한, 챔버용 흡인 장치에 의해 챔버에 접속되며, 또한, 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 챔버의 내부를 감압함과 함께, 캐비티용 흡인 장치에 의해 캐비티에 접속되고, 또한, 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 캐비티를 감압함으로써, 예를 들어 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품의 제조에 있어서도, 설비 비용을 저감시킴과 함께, 금속 용탕의 충전성을 향상시키는 것이 가능해진다.

그리고, 본 실시 형태의 주조 방법에 있어서는, 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 유지로에 유지된 해당 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조할 때, 공정 (1)의 후에, 또한, 공정 (3) 및 공정 (4)의 전에, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압에 의해 유지로에 유지된 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급하는 공정 (2)를 포함하고, 공정 (4)에 있어서, 적어도 탕구까지 공급된 금속 용탕을 상기 캐비티 전체에 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 가압 장치를 이용하여, 유지로의 내부를 가압하여, 금속 용탕을 적어도 탕구까지 공급함으로써, 유지로에 유지된 금속 용탕을, 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 캐비티를 통해 탕구까지 흡인에 의해 공급할 필요가 없다. 그 때문에, 충전성 향상의 저해 요인으로 되는 복잡한 형상을 갖는 캐비티에 있어서의 흡인 저항을 고려할 필요가 없다. 또한, 캐비티용 흡인 장치만을 이용하여 캐비티를 직접 감압한 경우에 일어날 수 있는 분할 주형의 분할면의 클리어런스 등으로부터의 공기의 유입이 억제 내지 방지된다. 이에 의해, 캐비티용 흡인 장치만을 이용하여 캐비티 전체에 금속 용탕을 공급하는 경우와 비교하여, 제조할 때 사용하는 에너지 손실을 저감시킴과 함께, 공기 말려들어감에 의한 결함을 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 실시 형태의 주조 방법에 있어서는, 가압 장치에 의한 소정의 가압을 할 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 함과 함께, 캐비티용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 하는 것이 바람직하다.

여기서, 가압 장치에 의한 소정의 가압이란, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 개시하고, 계속해서, 탕구에 금속 용탕이 도달할 때까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속하고, 또한, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급될 때까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속 또는 유지하고, 또한, 캐비티 전체의 금속 용탕이 응고할 때까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속 또는 유지하고, 그러한 후, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 종료하는 것을 의미한다.

또한, 챔버용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)이란, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압의 개시부터 탕구에 금속 용탕이 도달할 때까지의 사이에, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버에 접속된 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 개시하고, 계속해서, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급될 때까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속 또는 유지하고, 또한, 캐비티 전체의 금속 용탕이 응고할 때까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속 또는 유지하고, 그러한 후, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 종료할 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 종료하는 것을 의미한다. 또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 최종 도달 압력에 있어서, 후술하는 캐비티의 내부의 압력보다 챔버의 내부의 압력을 낮게 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하면, 공기 말려들어감에 의한 결함의 저감화 등이 가능하게 되어, 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 캐비티용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)이란, 탕구에 금속 용탕이 도달했을 때, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티에 접속된 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 개시하고, 계속해서, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급될 때까지, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 계속하고, 그러한 후, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급되고 나서 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 종료할 때까지의 사이에, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 종료하는 것을 의미한다.

이와 같이, 가압 장치에 의한 소정의 가압을 할 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 함과 함께, 캐비티용 흡인 장치에 의한 소정의 흡인(감압)을 함으로써, 제조할 때 사용하는 에너지 손실의 더 이상의 저감화, 주입 속도의 적절한 범위에서의 더 이상의 안정화, 공기 말려들어감에 의한 결함의 저감화 등이 가능해진다. 이에 의해, 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 주조 방법에 있어서는, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급될 때까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속 혹은 유지할 때, 또는 캐비티 전체의 금속 용탕이 응고할 때까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속 혹은 유지할 때 챔버용 흡인 장치에 의한 전술한 연통 경로 및 챔버용 배관을 통한 캐비티의 감압을 개시하고, 그러한 후, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 종료할 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 전술한 연통 경로 및 챔버용 배관을 통한 캐비티의 감압을 종료하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 전술한 연통 경로를 갖는 분할 주형을 사용함으로써, 용탕이 코어에 접촉했을 때 코어에 포함되는 점착제 등이 연소하여 발생하는 코어 가스를 연통 경로 및 챔버용 배관을 통해 빼낼 수 있다. 이에 의해, 가스 결함을 저감시키는 것이 가능해지는 등 금속 용탕의 충전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이하, 본 실시 형태의 주조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조 장치를 사용한 주조 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 예의 주조 방법은, 공정 (E)의 주조 공정의 전 공정으로서, 종래 공지된 금형 내부 청소 공정(공정 (A)), 코어 세트 준비 작업 공정(공정 (B)), 코어 에어 블로우 공정(공정 (C)) 및 형 폐쇄 공정(공정 (D))을 갖고, 주조 공정의 후속 공정으로서, 종래 공지된 냉각 공정(공정 (F)) 및 형 개방 공정(공정 (G))을 갖는다.

여기서, L1은, 유지로의 내부의 압력을 나타내고, 예를 들어 배관에 배치되는 압력 센서에 의해 검지되는 값을 적용할 수 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 가압 장치에 의한 가압력의 값을 적용할 수도 있다. 또한, L2는, 챔버의 내부의 압력을 나타내고, 예를 들어 챔버용 배관에 배치되는 압력 센서에 의해 검지되는 값을 적용할 수 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 챔버용 흡인 장치에 의한 감압력의 값을 적용할 수도 있다. 또한, L3은, 캐비티의 압력을 나타내고, 예를 들어 캐비티용 배관에 배치되는 압력 센서에 의해 검지되는 값을 적용할 수 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 캐비티 흡인 장치에 의한 감압력의 값을 적용할 수도 있다.

우선, L1로 나타낸 바와 같이, 형 폐쇄되었을 때를 나타내는 T1에 있어서, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 개시한다. 계속해서, 탕구에 금속 용탕이 도달했을 때를 나타내는 T2까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속한다. 또한, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급되었을 때를 나타내는 T3까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속 또는 유지한다. 또한, 캐비티 전체의 금속 용탕이 응고했을 때를 나타내는 T4까지, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 계속 또는 유지하고, 그러한 후, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 종료한다. 또한, T5는, 가압 장치에 의한 가압(및 후술하는 챔버용 흡인 장치에 의한 감압)이 해제되었을 때를 나타내고, T6은, 이형 가능한 강도까지 성형품의 온도가 저하되었을 때를 나타낸다.

또한, L2로 나타낸 바와 같이, 가압 장치에 의한 유지로 내부의 가압의 개시일 때를 나타내는 T1로부터 탕구에 금속 용탕이 도달했을 때를 나타내는 T2까지의 사이에, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버에 접속된 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 개시한다. 계속해서, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급되었을 때를 나타내는 T3까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속하고, 또한, 캐비티 전체의 금속 용탕이 응고했을 때를 나타내는 T4까지, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 계속한다. 그러한 후, 가압 장치에 의한 유지로의 내부의 가압을 종료했을 때를 나타내는 T5일 때, 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 종료한다.

또한, L3으로 나타낸 바와 같이, 탕구에 금속 용탕이 도달했을 때를 나타내는 T2에 있어서, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티에 접속된 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 개시한다. 계속해서, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급되었을 때를 나타내는 T3까지, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 계속한다. 그러한 후, 캐비티 전체에 금속 용탕이 공급되었을 때를 나타내는 T3으로부터 챔버용 흡인 장치에 의한 챔버용 배관을 통한 챔버의 내부의 감압을 종료할 때까지의 사이에, 캐비티용 흡인 장치에 의한 캐비티용 배관을 통한 캐비티의 감압을 종료한다.

다음으로, 주조에 의해 얻어지는 성형품에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 5는, 본 발명의 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 주조 장치를 사용한 주조 방법의 다른 일례에 의해 얻어진 성형품을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 성형품 E는, 알루미늄 합금제의 실린더 헤드이며, 분할 주형의 캐비티 형상에 상당하는 형상을 갖고 있다. 또한, 도면 중의 Ea는 연통 경로나 캐비티용 배관에서 유래하는 핀(fin)을 나타낸다.

이상, 본 발명을 약간의 실시 형태에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는, 금속 용탕으로서, 알루미늄이나 알루미늄 합금을 예시하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 철이나 구리, 놋쇠 등에 대해서도 적용할 수 있다.

그리고, 예를 들어 상기 실시 형태에 있어서는, 분할 주형과 코어를 사용하여 형성하는 복잡한 형상을 갖는 성형품으로서, 실린더 헤드를 예시하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 실린더 블록에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 예를 들어 상기 실시 형태에 있어서는, 실린더를 챔버의 외부에 배치한 경우를 예시하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 실린더를 챔버의 내측에 배치해도 된다.

또한, 예를 들어 전술한 실시 형태에 있어서는, 금속 용탕을 탕구까지 공급할 때, 유지로의 내부를 가압하는 가압 장치를 이용하는 경우를 예시하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 전자 펌프를 이용하여 적어도 탕구까지 금속 용탕을 공급해도 된다.

1, 1A: 주조 장치
10: 분할 주형
10a: 탕구
10b: 연통 경로
10c: 흡인구
11: 하 주형
13: 중 주형
13A, 15A: 강재
15: 상 주형
20: 분할 하우징
21: 하측 하우징
23: 상측 하우징
25: 고무제 시일 부재
30: 챔버용 흡인 장치
30A: 펌프
31, 37: 압력 센서
32: 챔버용 배관
32A: 주 배관
32B: 부 배관
33, 34: 스로틀 밸브
35, 36: 개폐 밸브
39: 탱크
40: 캐비티용 흡인 장치
42: 캐비티용 배관
50: 실린더
51: 실린더 로드
53: 실린더
55: 유지부
60: 유지로
70: 스토크
70a: 상단부
70b: 하단부
80: 가압 장치
82: 배관
90: 센서
91: 형 폐쇄 센서
100: 제어 장치
A: 캐비티
B: 코어
B1: 톱 코어
B2: 워터 재킷 코어
B3: 포트 코어
C: 금속 용탕
D: 챔버
Da: 공간
E: 성형품
Ea: 핀

Claims (5)

1. 캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형과, 해당 하 주형 위에서 슬라이드하는 중 주형과, 상 주형을 포함하는 분할 주형과,
   챔버의 형성에 사용되고, 상기 하 주형이 장착된 하측 하우징과, 상기 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징으로서, 해당 하 주형 위에서 상기 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 해당 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 함으로써, 상기 캐비티와 상기 챔버를 형성하는 분할 하우징과,
   상기 챔버에 접속되고, 또한, 해당 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 해당 챔버의 내부를 감압하는 챔버용 흡인 장치와,
   상기 캐비티에 접속되고, 또한, 상기 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 해당 캐비티를 직접 감압하는 캐비티용 흡인 장치를 구비하고,
   분할 주형으로 형성된 캐비티에, 해당 분할 주형의 하부에 배치된 유지로(holding furnace)에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 해당 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 해당 유지로에 유지된 해당 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조하는 주조 장치이며,
   상기 탕구에 상기 금속 용탕의 도달을 검지하기 위한 금속 용탕 탕구 도달 센서와,
   상기 금속 용탕 탕구 도달 센서로부터의 입력에 응답하여, 상기 캐비티용 흡인 장치를 제어하는 제어 장치와,
   상기 유지로의 내부의 가압에 의해 해당 유지로에 유지된 상기 금속 용탕을 적어도 상기 탕구까지 공급하는 가압 장치를 구비하고,
   상기 캐비티용 흡인 장치가, 적어도 상기 탕구까지 공급된 상기 금속 용탕을 상기 캐비티 전체에 공급하는 것을 특징으로 하는, 주조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 챔버용 흡인 장치가, 상기 캐비티용 흡인 장치에 의한 감압에 의해 얻어지는 상기 캐비티 내의 최종 도달 압력보다 해당 챔버용 흡인 장치에 의한 감압에 의해 얻어지는 상기 챔버 내의 최종 도달 압력을 낮게하는 것을 특징으로 하는, 주조 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상측 하우징의 중앙부에 관통 구멍이 형성되고, 상기 상 주형이 해당 관통 구멍에 끼워 맞추도록 하여 일체화되어 있으며, 상기 캐비티용 배관이 해당 상 주형으로 설치된 관통 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주조 장치.
4. 분할 주형으로 형성된 캐비티에, 해당 분할 주형의 하부에 배치된 유지로에 유지된 금속 용탕을, 상단부가 해당 분할 주형의 탕구에 접속되고, 또한, 하단부가 해당 유지로에 유지된 해당 금속 용탕에 침지된 스토크를 통해 충전하여 성형품을 제조할 때,
   캐비티의 형성에 사용되고, 하 주형, 해당 하 주형 위에서 슬라이드하는 중 주형, 및 상 주형을 포함하는 분할 주형과, 챔버의 형성에 사용되고, 해당 하 주형이 장착된 하측 하우징 및 해당 상 주형이 장착된 상측 하우징을 포함하는 분할 하우징을 사용하여, 해당 하 주형 위에서 해당 중 주형을 폐쇄한 상태로 함과 함께, 해당 분할 하우징을 폐쇄한 상태로 하여, 해당 캐비티와 해당 챔버를 형성하는 공정 (1)과,
   상기 공정 (1)의 후에, 챔버용 흡인 장치에 의해 상기 챔버에 접속되고, 또한, 해당 챔버의 외부로 인출된 챔버용 배관을 통해 적어도 해당 챔버의 내부를 감압하는 공정 (3)과,
   상기 공정 (1)의 후에, 캐비티용 흡인 장치에 의해 상기 캐비티에 접속되고, 또한, 상기 챔버의 외부로 인출된 캐비티용 배관을 통해 해당 캐비티를 감압하는 공정 (4)를 포함하고,
   상기 공정 (1)의 후에, 또한, 상기 공정 (3) 및 상기 공정 (4)의 전에, 가압 장치에 의한 상기 유지로의 내부의 가압에 의해 해당 유지로에 유지된 상기 금속 용탕을 적어도 상기 탕구까지 공급하는 공정 (2)를 포함하고,
   상기 공정 (2)에 있어서, 상기 탕구까지 상기 금속 용탕이 도달한 것을 금속 용탕 탕구 도달 센서로 검지하고,
   상기 공정 (4)에 있어서, 상기 금속 용탕 탕구 도달 센서로부터의 입력에 응답하여, 제어 장치에 의해 상기 캐비티용 흡인 장치를 제어하고, 적어도 상기 탕구까지 공급된 상기 금속 용탕을 상기 캐비티 전체에 공급하는 것을 특징으로 하는, 주조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 공정 (4)에 있어서, 상기 캐비티 내의 최종 도달 압력보다 상기 챔버 내의 최종 도달 압력을 낮게하는 것을 특징으로하는, 주조 방법.

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