WO2008068947A1

WO2008068947A1 - 鋳造方法、上鋳型組立体、および上鋳型に対する中子の固定方法

Info

Publication number: WO2008068947A1
Application number: PCT/JP2007/068855
Authority: WO
Inventors: Kunihiro Hashimoto; Junichi Iwasaki; Yutaka Hagata; Takeshi Kamasaka
Original assignee: Sintokogio, Ltd.; Aisin Takaoka Co., Ltd.
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2008-06-12
Also published as: KR20080050307A; BRPI0705825A; EP1927415A1; EA200702259A1; JPWO2008068947A1; JP4991755B2; CN101573195B; EA012717B1; EP1927415B1; CN101573195A; US20100018664A1

Abstract

　この鋳造方法は、上鋳型に中子を固定して、上鋳型組立体を用意する段階と；下鋳型の凹所に、鋳造品を得るために必要な最小限量の溶融金属を注湯する段階と；上鋳型組立体を予め定めた第１速度で動かし、該上鋳型組立体が凹所内の溶融金属の表面に接触する直前の予め定めた高さ位置まで下降させる段階と；上鋳型組立体の下降速度を、第１速度から予め定めた第２速度に変えて、上鋳型組立体を前記予め定めた高さ位置から下降させる段階と；下鋳型に対して上鋳型組立体を重ね合わせた状態または下降させた状態で、上鋳型組立体の状態情報を検出する段階と、前記状態情報が予め定めた状態情報に達したことを検出した後、上鋳型組立体の下降を停止する段階とで特徴づけられる。中子は、機械的手段、接着剤、中子側嵌合突起と凹嵌部との摩擦嵌合関係、または中子側係合突出子と突き固められる鋳物砂との係合関係によって上鋳型に固定される。

Description

明細書

踌造方法、上踌型組立体、および上踌型に対する中子の固定方法技術分野

[0001] 本発明は、铸造品の製造方法 (すなわち、铸造方法）、この方法で用いられる上铸型組立体、および、上铸型に対する中子の固定方法に関するものである。さらに具体的に云うと、本発明は、铸造品を得るために必要な最小限量の溶融金属が注入される下铸型に上铸型を重ね合わせる砂型プレスキャスティングプロセスによる铸造品の铸造方法に関するものである。

[0002] 砂型による金属の铸造では、上铸型と下铸型を重ね合わせて铸型キヤビティを画成し、該キヤビティ内に溶融金属（溶湯)を注入して铸物が製造される。この汎用铸造法では、注入金属の流動を制御し、かつ、不純物およびガスの巻き込みを防止して不良品の発生を防ぎ、良品を得ることを目的にして、铸造方案と呼ばれる、製品形状とは関係のない注入金属の流路を設けることが必要不可欠の手法として採用されている。し力、しながら、铸造方案の採用で、铸物の歩留まりが低下し、铸型の解枠後に、押湯部分、湯道部分等の铸物本体以外の付加金属片を除去するための手間を要するため、铸造の生産性を阻害し、生産経費増大要因になっていた。

[0003] そこで、铸物の歩留まりを向上させるために、砂型プレスキャスティングプロセスと呼ばれる铸造法が提案された (特許文献 1参照）。この方法は、（1)各種铸型造型法によって造型された铸型であって、铸造方案を達成するために必要なキヤビティを有さず、铸物本体铸造用として必要なキヤビティのみを有する下铸型と、（2)各種铸型造型法によって造型された铸型であって、铸造方案を達成するために必要なキヤビティを有さず、前記下铸型のキヤビティと協働して铸物本体铸造用のキヤビティを画成可能な突出部分を有する上铸型とを用いて铸造を行なう方法であり、前記铸物本体のみを铸造するために必要な量の溶融金属を前記下铸型のキヤビティ内に注入した後、この注入された溶湯内に前記上铸型の突出部分を進入させて、前記铸物本体のみを铸造するために必要なキヤビティを画成するようにして、前記上铸型を前記下铸型に重ね合わせて実行される。

特許文献 1 :特開 2005— 52871号公報特許文献 2：特開平 9 57396号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 砂型プレスキャスティングプロセスは、高!/、溶融金属歩留まりをもって、所望の铸造品を製造できる方法であるが、この方法で中子を用いて铸造品を铸造しょうとすると、中子の浮き上がりという問題が生じる。中子を用いて铸造品を铸造する場合、従来の铸造方案では、铸型内で正しい位置に中子を支持するために、中子の幅木を受けるように、これと同一形状の凹部になった受け部を下铸型に設け、その場所に中子を設置して、上铸型にて挟み込み、その後に注湯する方式が一般的であり（特許文献 2参照）、幅木を有する中子が溶湯により浮き上がることはない。しかるに、砂型プレスキャスティングプロセスでは、下铸型に注湯した後に、上铸型を被せるという方式を採用しているため、仮に注湯前に下铸型に中子を設置しておくと、溶湯の浮力により中子が浮上してしまい、製品形状不良が発生するという問題がある。したがって、砂型プレスキャスティングプロセスでは、従来どおりに、下铸型に中子を置いただけでは、注湯時に中子が浮いてしまう問題があるため、铸型内での中子の浮き上がりを防止することが必要不可欠である。

[0005] 斯かる課題の下で、中子を用いて、砂型プレスキャスティングプロセスによって铸造を行なうにあたり、製品形状不良を発生させることなぐ歩留まりよぐ铸造を行なうことのできる铸造技術を提供することが、本発明の目的である。

課題を解決するための手段

[0006] 前記目的に照らし、本発明の第一の観点によれば、铸造品の製品輪郭形状の一部に対応する凹所を有する下铸型と、中子を支持し、前記下铸型と協働して铸型キャビティを画成する上铸型とを用いて行なう以下の铸造方法が提供される。

この铸造方法は、

上铸型に中子を固定して、上铸型組立体を用意する段階と、

下铸型の前記凹所に、铸造品を得るために必要な最小限量の溶融金属を注湯する段階と、

上铸型組立体を予め定めた第 1速度で動かし、該上铸型組立体が前記凹所内の溶融金属の表面に接触する直前の予め定めた高さ位置まで下降させる段階と、上铸型組立体の下降速度を、前記第 1速度から予め定めた第 2速度に変えて、上铸型組立体を前記予め定めた高さ位置から下降させる段階と、

下铸型に対して上铸型組立体を重ね合わせた状態または下降させた状態で、上铸型組立体の状態情報を検出する段階と、

前記状態情報が予め定めた状態情報に達したことを検出した後、上铸型組立体の下降を停止する段階とを含む。

本発明の铸造方法によれば、好適には、上铸型組立体の前記状態情報が、該上铸型組立体が前記凹所内の溶融金属および/または下铸型に加える加圧力、または、上铸型組立体の全下降距離である。

[0007] 本発明の第二の観点によれば、上铸型と、該上铸型に固定された中子とを含み、下铸型と協働して铸型キヤビティを画成する上铸型組立体が提供される。

本発明の上铸型組立体によれば、好適には、前記中子が、機械的手段によって上铸型に固定される。

本発明の上铸型組立体によれば、好適には、前記中子が、接着剤によって上铸型に固定される。

本発明の上铸型組立体によれば、好適には、前記中子が、該中子に設けた嵌合突起と、上铸型に設けた凹嵌部との摩擦嵌合関係によって上铸型に固定される。本発明の上铸型組立体によれば、好適には、前記中子が、該中子に設けた係合突出子と、上铸型の突き固められた铸物砂との係合関係によって上铸型に固定される前記上铸型組立体のレ、ずれの発明にお!/、ても、上铸型に複数個の中子を固定して上铸型組立体を形成し、また、下铸型に中子数に対応する複数の凹所を設けて、単一組の上下铸型を用いて同時に複数個の铸造品を製造することが可能である。

[0008] 本発明の第三の観点によれば、摩擦力を利用して上铸型に中子を固定する以下の中子の固定方法が提供される。

铸型造型法によって造型された上铸型と下铸型を重ね合わせることにより、铸造品を得るための製品輪郭形状を呈するキヤビティを画成する铸型を用い、前記铸造品の製品輪郭形状の一部を成す中子を、前記上铸型に対して摩擦力を利用して固定する中子の固定方法。

この固定方法は、

中子を固定するための铸型側凹嵌部が形成されている前記上铸型と、前記铸型側凹嵌部に嵌め込まれる中子側嵌合突起を有する中子とを用意する段階と、

前記上铸型に対する、前記中子を支持する中子支持具の相対的移動によって、前記中子側嵌合突起を、前記上铸型に設けた前記铸型側凹嵌部に圧入嵌合させるに当たり、予め求められた、前記上铸型に対する前記中子の固定に関する情報値に基づき、前記圧入嵌合に伴う情報値が所定の情報値に達するまで前記中子側嵌合突起を前記铸型側凹嵌部に圧入する段階とを含む。

本発明の中子の固定方法によれば、好適には、中子側嵌合突起が単一または複数であり、該中子側嵌合突起と嵌合する単一または複数の铸型側凹嵌部の少なくとも奥部領域の内径が中子側嵌合突起の対応する接触部分の外径よりも小さくなされ本発明の中子の固定方法によれば、好適には、中子側嵌合突起を有しない中子模範を支持する中子支持具を、上铸型に対して相対的に移動させて、中子模範が上铸型に接することにより、中子模範が上铸型から受ける圧力が予め定めた大きさに達した時の、中子支持具の初期位置からの移動距離が、圧入嵌合に伴う前記所定の情報値である。

発明の効果

本発明の铸造方法および上铸型組立体によれば、上铸型に中子を固定して上铸型組立体を形成し、下铸型の凹所に、铸造品を得るために必要な最小限量の溶融金属を注湯した後、下铸型に向かって上铸型組立体を下降させ、下铸型に対して上铸型組立体を重ね合わせた状態または下降させた状態で、上铸型組立体の状態情報を検出し、状態情報が予め定めた状態情報に達したことを検出した後、上铸型組立体の下降を停止して、プレス工程を終えるプレス制御法を採用しているため、注湯工程からプレス工程終了までの時間を最短にすることができる。また、斯様にプレス時間を最短にすることにより、铸型キヤビティ内の溶融金属の温度低下が進行して温度分布が不均一になる前にプレス工程を終えることができ、もって、铸造品金属組織の均一化を図ることができる。

また、状態情報としてプレス時の加圧力または上铸型組立体の下降距離を検知すれば、上铸型組立体を下铸型に対して押圧し過ぎることがなぐ寸法精度の正確な铸造品を安定的に製造できる。

本発明の中子の固定方法によれば、以下の利点が得られる。

1.上铸型との摩擦力を利用して中子を固定する方法では、機械的な固定具あるいは接着剤を用いて、上铸型に中子を固定する方法に比して、固定用部品または固定用手段を省略することによる部品コストの節減が可能であり、また、上铸型と中子とを単に嵌め合わせる作業は単純であり、生産性の向上を企図できる。

2.上铸型に対して中子を摩擦嵌合させるには、中子支持具に支持された中子を上铸型に対する相対移動で押しつけるだけでよい。この際、上铸型の下位に中子支持具が位置し、中子支持具の頂面に中子を載置して、中子支持具を上昇させることによって上铸型に対して中子を接触させる場合には、把持具あるいは真空吸引手段を用いて中子を保持する必要がないので、中子装着装置の構造単純化を図ることができる。

3.上铸型と中子が接触する際の荷重値を測定することで、適正な中子固定位置を設定することが可能となり、製品寸法の安定化を図ることができる。

以下、添付図を見ながら本発明の具体例について説明する。

実施例 1

[0010] 図 1は、本発明の一実施例である下铸型 10と上铸型組立体 20を含む铸造装置を模式的に示す縦断面図である。

下铸型 10は、铸造品の製品輪郭形状の一部に対応する凹所 12を有する。この凹所 12は、下铸型 10に対して上铸型 22が重ね合わされた時に、鍀型キヤビティを画成する。上铸型組立体 20は、上铸型 22の下面に中子 24を固定して組み立てられ、該中子 24が上铸型組立体 20の突出部分 26を形成し、該突出部分 26が前記凹所 1 2と共に製品輪郭形状を規定する。

[0011] 上铸型 22と中子 24を組合わせて上铸型組立体 20を作製するための、上铸型 22 に対する中子 24の固定は、機械的結合、接着剤結合、摩擦力を利用した結合、 m 型を形成する铸物砂を突き固めることによる結合によって、これを行なうことができる。図 1、図 2では、機械的結合手段としてボルト 28a、ナット 28bを用いている。ボルト 2 8aは、予め中子 24に植設されており、ボルト 28aが上铸型 22を上下方向で貫通するように、また、中子 24が完成後の上铸型 22の下面に沿うように上铸型 22が造型される。ボルト 28aの先端部には、ナット 28bを螺嵌させて、上铸型 22からの中子の脱落を防ぐ。代替法として、既に造型された上铸型 22に対してボルト 28aを貫通させて上铸型 22の下面に沿うように中子 24を固定することもできる。機械的結合手段としては、ボルト、ナットに限らず、針金、クサビ等を用いることもできる。

[0012] 図 3は、上铸型 22に対する中子 24Aの、接着剤による結合例を示す。中子 24Aの一面に突設された複数の突起 24aを、上铸型 22の下面側に設けた複数の凹嵌部 2 2a内に、それぞれ嵌入し、接着剤 Bを介在させて凹嵌部 22aの内面に突起 24aを接合している。接着剤 Bの種類は特に限定されるものではなぐ無機接着剤、有機接着剤のいずれでもよい。本実施例では、酢酸ビュル樹脂を主成分とする速乾性強力接着剤を使用した。中子 24Aの重量が大きい場合には、接着面積を増大するか、または、接着面の形状を任意に選んで接着強度を増大すればよい。

[0013] 図 4は、上铸型 22に対する中子 24Bの、摩擦力を利用した結合例を示す。中子 24 Bの一面に突設された複数の突起 24bが、上铸型 22の下面側に設けた複数の凹嵌部 22b内に、それぞれ嵌入されている。突起 24bと凹嵌部 22bとは、ほぼ同一形状、同一寸法になされ、突起 24bが凹嵌部 22b内に挿入される時、凹嵌部 22bの内壁面が削られ、肖 IJり取られた铸物砂が両者間に詰まって摩擦が生じ、その摩擦力によって、突起 24bが凹嵌部 22b内に確実に保持され、したがって中子 24Bが上铸型 22に固定される。

[0014] 図 5は、上铸型 22に対する中子 24Cの、铸物砂による結合を利用した結合例を示す。先端側が大径になされた複数の突起 24cを有する中子 24Cを上铸型 22と一体的に造型することにより、突き固められた铸物砂内に突起 24cが埋め込まれて、中子 24Cが上铸型 22に確実に固定される。

[0015] 図 2〜図 5に示した上铸型 22に対する中子 24、 24A、 24B、 24Cの固定手段は、単独での使用に限定されることなぐそれら複数種の固定手段を単一铸型に併用することもできる。また、図 2〜図 5に示した例では、単一の中子 24 24A 24B 24C が上铸型 22に取着されている力、複数個の中子を単一の上铸型 22に取着してもよい。

[0016] 図 1に示す上铸型組立体 20は、昇降手段 32に接続され、ガイドロッド 30によって機枠に案内されながら下铸型 10に対して昇降動せしめられる。昇降手段 32は、電動式、油圧式、空気圧式等、任意の手段を採用できるが、好ましい実施形態では、上铸型組立体 20の高さ位置および昇降速度を高精度で制御できる電動サーボシリンダが用いられる。この電動サーボシリンダは、ねじ機構、駆動モータ、および、位置検出器としてのロータリーエンコーダ等を含む。上铸型組立体の高さ位置および昇降速度を制御できる前記電動サーボシリンダに代えて、上铸型組立体の速度を制御できる電動サーボシリンダと、上铸型組立体の位置を検出して、その高さ位置を制御するリニアスケールを用いてもょレヽ。

[0017] 以下、図 6〜図 9を見ながら、本発明の一実施形態としての砂型プレスキャスティングプロセスによる铸造品の铸造方法について説明する。

先ず、铸物本体を得るために必要な最小限量の溶融金属が、下铸型 10の凹所 12 内に注湯される（図 6)。凹所 12内の溶融金属の注湯量は、必要に応じて適切に決定される。注湯される溶融金属の温度は、その液相線温度よりも 100°C以上高い温度が好ましい。

[0018] 本発明では、下铸型 10に注湯された溶融金属が凝固する前に、すばやく上铸型組立体 20を下铸型 10に重ね合わせ、凹所 12内の溶融金属をプレスして铸造品形状を溶融金属に転写する必要があるため、図 7に示すように、上铸型組立体 20を予め定めた第 1速度で動かし、凹所内の溶融金属の表面に接触する直前の予め定めた高さ位置まで上铸型組立体が高速で下降せしめられる。この下降速度は、例えば 375mm/秒であるが、この値に限定されるものではなぐ上铸型組立体 20の移動によって装置全体が揺れることのない速度範囲内の値に設定される。第 1速度（下降速度）の適正範囲は、 300〜； 1000mm/秒である。上铸型組立体 20が、凹所内の溶融金属の表面に接触する直前の高さ位置とは、溶湯上面から、上铸型 22または中子 24までの最小距離が 1〜； 100mmの範囲である。

[0019] 上铸型組立体 20が、凹所内の溶融金属の表面に接触する直前の予め定めた高さ位置に達した後は、図 8に示すように、上铸型 22と中子 24を含む上铸型組立体 20 の下降速度を、予め定めた第 2速度に切り替えて、低速で上铸型組立体 20を下降させる。

第 2速度が大き過ぎると、溶湯が乱れ、製品内部に空気が巻き込まれる可能性があり、逆に第 2速度が小さ過ぎると、溶湯が凝固してしまい、上铸型組立体 20が最終位置まで到達できない惧れがある。このため、第 2速度の適正範囲は 1〜； 100mm/秒である。

なお、注湯工程の間、中子 24は上铸型 22に固定されているため、溶融金属内で浮き上がる惧れはない。

[0020] このようにして上铸型組立体 20を予め定めた第 2速度で下降させ、図 9に示すように上铸型組立体 20を下铸型 10に重ね合わせて、下铸型 10に及ぼす上铸型組立体 20の状態情報を検出する。この状態情報としては、上铸型組立体 20が下铸型 10に及ぼす加圧力、または、上铸型組立体の全下降距離を用いることができる。本例では、昇降手段 32として、電動サーボシリンダが用いられているので、そのロッド先端に設けられるロードセルによって加圧力を検出することができる。

[0021] 前記状態情報が、所定の状態情報に達したことを検出したならば、上铸型組立体 2 0の下降を停止する。本例では、加圧力が lkPaに達した時に上铸型組立体 20の下降を停止し、溶湯が完全に凝固するために必要な時間、その状態を維持して铸造を兀 J る。

[0022] 以上に説明したとおり、本発明では、上铸型 22に中子 24を固定した上铸型組立体 20を下铸型 10に向かって下降させて铸造を行なうので、中子 24が浮き上がることはない。また、中子 24が溶湯中を移動する時間を最小限にすることができるので、溶湯の熱や圧力による中子 24の変形や、溶湯の温度変化による湯回り不良等が生じない。このため、本発明によれば、中子を用いて、砂型プレスキャスティングプロセスによって鍀造を行なうにあたり、製品形状不良を発生させることなぐ铸造を行なうことができる。 [0023] なお、予め多数の上铸型組立体を作って保管しておき、铸造時に順次使用することもできる。また、上铸型組立体の状態情報の検出は、上铸型組立体を下铸型に対して重ね合わせた状態以外の下降過程でも行なうことができる。さらには、場合により、溶融金属を注湯する作業と並行して、または、その作業の後に、上铸型組立体を用意することも可能である。

実施例 2

[0024] 以下で説明する実施例は、上铸型に対する中子の、摩擦力を利用した結合例を示す。

図 10を見ると、中子装着装置 50の中子支持具 58上に載置された中子 40が、その上位に定置された上铸型 60に対向して位置づけられている。中子 40は、頂面中心に棒状嵌合突起 42を有し、この棒状嵌合突起 42が、上铸型 60の下面中心に形成された凹嵌部 62内に押し込まれて、棒状嵌合突起 42と凹嵌部 62との摩擦嵌合関係で、上铸型 60に対して中子 40が装着、固定されるようになっている。

中子装着装置 50は、基台（図示せず）に支持される機枠 90と、該機枠 90に摺動自在に配設されるガイドロッド 52と、下部が機枠 90に支持され、上部がガイドロッド 52 の上端に架設されたフレーム 100に結合された駆動シリンダー（空気圧式、油圧式または電動式)装置 54と、該駆動シリンダー装置 54のピストンロッド 56の先端に固定された中子支持具 58とを主部材として構成されている。

駆動シリンダー装置 54の軸線（したがって、ピストンロッド 56の軸線）は、中子 40の棒状嵌合突起 42の軸線と整合し、また、それらの軸線は、上铸型 60の軸線とも整合している。したがって、図 10に示す状態で、駆動シリンダー装置 54を作動させて、中子 40を上昇させると、中子 40の棒状嵌合突起 42が上铸型 60の凹嵌部 62内に進入することになる。

[0025] 上昇した中子 40が上铸型 60に密着し、凹嵌部 62内に棒状嵌合突起 42が進入した状態を図 11に示す。

ここで、棒状嵌合突起 42と凹嵌部 62の寸法関係について説明する（図 12参照)。棒状嵌合突起 42および凹嵌部 62は、いずれも截頭円錐形状になされている。ただし、棒状嵌合突起 42は等径丸棒形状であってもよい。棒状嵌合突起 42の長さは、凹嵌部 62の深さよりも小さぐ凹嵌部 62内に棒状嵌合突起 42が進入完了した状態である程度の余裕空間が、棒状嵌合突起 42の先端と凹嵌部 62の底面 (最深部）との間に残る程度になされる。また、棒状嵌合突起 42の先端部の外径を a、棒状嵌合突起 42の根元部分の外径を b、凹嵌部 62の入口部分の内径を A、凹嵌部 62の最深部に近ぐ棒状嵌合突起 42の先端部が進入して到達する位置の内径を Bとすると、次の関係がある。 B< a<b<A

この寸法関係によって、凹嵌部 62の入口に対する棒状嵌合突起 42の円滑な進入が保証される力凹嵌部 62内での棒状嵌合突起 42の前進に伴なつて、棒状嵌合突起 42の先端部が凹嵌部 62の内壁と干渉して、これを力、じることになる。このかじりによって、上铸型 60が削られると、その削り屑は、棒状嵌合突起 42の先端と凹嵌部 62 の底面 (最深部）との間の空間に収容され、棒状嵌合突起 42が削られると、その削り屑は、棒状嵌合突起 42の根元外径 bと、棒状嵌合突起 42の入口内径 Aとの差に相当する空所に収容される。このようにして、棒状嵌合突起 42が凹嵌部 62内にかじり係合して嵌合した摩擦接触関係により、上铸型 60に対して中子 40が確実に固定される。

なお、中子 40は単一の棒状嵌合突起 42を有するが、別例として、図 13に示す中子 40Aのように複数の棒状嵌合突起を設けたものでもよい。図 13の例では、中子 40 Aが 2つの棒状嵌合突起 42a、 42bを有し、それに対応して、上铸型 60Aも、 2つの凹嵌部 62a、 62bを有する。棒状嵌合突起 42a、 42bと、凹嵌部 62a、 62bとの寸法関係は、棒状嵌合突起 42と凹嵌部 62の寸法関係と同様である。

[0026] 図 11に示すように、中子 40が上铸型 60に密着し、凹嵌部 62内に棒状嵌合突起 4 2が進入した状態で、駆動シリンダー装置 54の作動を止めなければならないが、そのためには、図 10に示す中子支持具 58上の中子 40の初期位置と、図 11に示す中子 40の嵌合完了位置との間の距離、すなわち、ピストンロッド 56のスト口—クを、駆動シリンダ一装置 54の制御装置に予め設定しておく必要がある。このことについては、以下で、図 14〜図 17を用いて説明する。

[0027] 図 14は、中子装着装置 50の中子支持具 58上に、棒状嵌合突起 42がないことを除き中子 40と同一形状、同一寸法の中子模範 70を載置した状態を示している。図示された中子装着装置 50の位置は、上铸型保持装置 80に保持されて定位置にある上铸型 60の軸線から外れた中子装填位置である。

[0028] 中子装着装置 50は、図 14に示す位置から、定位置にある上铸型 60の軸線と整合する位置に移動し（図 15)、中子模範 70と上铸型 60とが共通軸線上にある状態で、駆動シリンダー装置 54を作動させてピストンロッド 56を伸張させ、中子支持具 58上の中子模範 70を上铸型 60に対して密着させる。この間、中子模範 70が上铸型 60に接触すると、ピストンロッド 56が上铸型 60から受ける圧力が上昇開始し、ピストンロッド 56の更なる伸張に伴って、前記圧力が急速に上昇する。中子模範 70が上铸型 60 に接触した後の中子模範 70の上昇は、上铸型 60に対する接触圧を高める。この接触圧が過度に高くなると、上铸型 60および/または中子模範 70が破損することになる。したがって、上铸型 60に対して中子模範 70を適切な係合関係で密着固定させるための接触圧に達した時点で、駆動シリンダー装置 54の作動を停止させなければならない。

[0029] 図 17は、上铸型 60に対して中子模範 70を密着させる際の、ピストンロッド 56のストローク (横軸）と、ピストンロッド 56が上铸型 60から受ける圧力（縦軸）との関係を示すグラフである。適切な密着圧力は X点近傍（0. 008-0. 009MPa)であると想定され図 17のグラフから、上铸型 60に対して中子模範 70を密着させるために必要なビストンロッド 56のストロークを確認することができ、実際の铸造準備作業で、中子 40を上铸型 60に装着、固定する際に、以上で確認されたピストンロッド 56のストロークを中子 40の移動距離として、駆動シリンダー装置 54の制御装置に予め設定しておけば、上铸型 60に対する中子 40の固定を、常に適切位置を維持しながら行なうことができ、一定品質の铸造品を得るための铸型量産体制に対応できる。

産業上の利用可能性

[0030] 中子を用いて、砂型プレスキャスティングプロセスによって铸造を行なうにあたり、製品形状不良を発生させることなぐ歩留まりよぐ铸造を行なうことのできる铸造技術を提供する。

図面の簡単な説明 [図 1]本発明の一実施例としての上铸型組立体と下铸型との関係を示す模式的縦断面図。

[図 2]中子と上铸型との機械的結合関係を示す、本発明の一実施例に係わる上铸型組立体の模式的縦断面図。

園 3]中子と上铸型との接着剤を用いた結合関係を示す、本発明の一実施例に係わる上铸型組立体の模式的縦断面図。

園 4]中子と上铸型との摩擦力による結合関係を示す、本発明の一実施例に係わる上铸型組立体の模式的縦断面図。

園 5]中子と上铸型との铸物砂による結合関係を示す、本発明の一実施例に係わる上铸型組立体の模式的縦断面図。

園 6]本発明の一実施例に係わる上铸型組立体と下铸型を用いた注湯作業工程を示す模式的縦断面図。

[図 7]図 6に示す注湯工程後、上铸型組立体を第 1速度で下降させる状態を示す模式的縦断面図。

[図 8]図 7に示す状態に続き、上铸型組立体を第 2速度で下降させる状態を示す模式的縦断面図。

園 9]図 8に示す状態に続き、上铸型組立体を下铸型に重ね合わせて加圧力を加えた後、上铸型組立体の下降を停止した状態を示す模式的縦断面図。

園 10]中子装着装置の中子支持具上に載置された中子が、その上位に定置された上铸型に対向して位置づけられた状態を示す一実施例に係わる模式図。

園 11]中子支持具が上昇して上铸型に対して中子が密着せしめられた状態を示す模式図。

園 12]上铸型に対する中子の嵌合関係を示す模式的断面図。

園 13]別実施例に係わる中子と上铸型を示す模式図。

園 14]上铸型に対して中子を固定するための中子の移動距離を予め確認するために中子模範を用いた場合の操作を説明する模式図。

[図 15]上铸型の下位に中子模範を位置づけた状態を示す模式図。

園 16]上铸型に対して中子模範を密着させた状態を示す模式図。 [図 17]図 14〜図 16に関連して、ピストンロッドのストローク（横軸）と、ピストンロッドが上铸型から受ける圧力（縦軸）との関係を示すグラフ。

符号の説明

10 下铸型

12 凹所

20 上錚型組立体

22 上铸型

22a 凹嵌部

24 中子

26 突出部分

28a ボノレ卜

28b ナット

30 ガイドロッド

32 昇降手段

40 中子

42 棒状嵌合突起

50 中子装着装置

52 ガイドロッド

54 駆動シリンダー装置

56 ピストンロッド

58 中子支持具

60 上铸型

62 凹嵌部

70 中子模範

80 上踌型保持装置

90 機枠

100 フレ、

B 接着剤

Claims

請求の範囲

[1] 铸造品の製品輪郭形状の一部に対応する凹所を有する下铸型と、中子を支持し、前記下铸型と協働して铸型キヤビティを画成する上铸型とを用いて行なう铸造方法において、

前記上铸型に中子を固定して、上铸型組立体を用意する段階と、

前記下铸型の前記凹所に、前記铸造品を得るために必要な最小限量の溶融金属を注湯する段階と、

前記上铸型組立体を予め定めた第 1速度で動かし、該上铸型組立体が前記凹所内の前記溶融金属の表面に接触する直前の予め定めた高さ位置まで下降させる段階と、

前記上铸型組立体の下降速度を、前記第 1速度から予め定めた第 2速度に変えて、前記上铸型組立体を前記予め定めた高さ位置から下降させる段階と、

前記下铸型に対して前記上铸型組立体を重ね合わせた状態または下降させた状態で、前記上铸型組立体の状態情報を検出する段階と、

前記状態情報が予め定めた状態情報に達したことを検出した後、前記上铸型組立体の下降を停止する段階とを含む铸造方法。

[2] 前記上铸型組立体の前記状態情報は、該上铸型組立体が前記凹所内の前記溶融金属および/または前記下铸型に加える加圧力、または、前記上铸型組立体の全下降距離である請求項 1に記載された铸造方法。

[3] 上铸型と、該上铸型に固定された中子とを含む上铸型組立体であり、下铸型と協働して铸型キヤビティを画成する上铸型組立体。

[4] 前記中子が、機械的手段によって前記上铸型に固定されている請求項 3に記載された上铸型組立体。

[5] 前記中子が、接着剤によって前記上铸型に固定されている請求項 3に記載された上铸型組立体。

[6] 前記中子（24A)が、該中子に設けた嵌合突起（24a)と、前記上铸型に設けた凹嵌部（22a)との摩擦嵌合関係によって前記上铸型に固定されている請求項 3に記載された上铸型組立体。

[7] 前記中子（24C)が、該中子に設けた係合突出子（24c)と、前記上铸型の突き固められた铸物砂との係合関係によって前記上铸型に固定されている請求項 3に記載された上铸型組立体。

[8] 前記中子が複数個である請求項 3から請求項 7までのいずれ力、 1項に記載された上铸型組立体。

[9] 铸型造型法によって造型された上铸型と下铸型を重ね合わせることにより、铸造品を铸造するための製品輪郭形状を呈するキヤビティを画成する铸型を用い、前記铸造品の製品輪郭形状の一部を成す中子を、前記上铸型に対して摩擦力を利用して固定する中子の固定方法において、

中子を固定するための铸型側凹嵌部が形成されている前記上铸型と、前記铸型側凹嵌部に嵌め込まれる中子側嵌合突起を有する中子とを用意し、

前記上铸型に対する、前記中子を支持する中子支持具の相対的移動によって、前記中子側嵌合突起を、前記上铸型に設けた前記铸型側凹嵌部に圧入嵌合させるに当たり、

予め求められた、前記上铸型に対する前記中子の固定に関する情報値に基づき、前記圧入嵌合に伴う情報値が所定の情報値に達するまで前記中子側嵌合突起を前記铸型側凹嵌部に圧入させることを特徴とする中子の固定方法。

[10] 前記中子側嵌合突起が単一または複数であり、該中子側嵌合突起と嵌合する単一または複数の前記铸型側凹嵌部の少なくとも奥部領域の内径が前記中子側嵌合突起の対応する接触部分の外径よりも小さくなされている請求項 9に記載された中子の固定方法。

[11] 前記中子側嵌合突起を有しない中子模範を支持する前記中子支持具を、上铸型に対して相対的に移動させて、前記中子模範が前記上铸型に接することにより、前記中子模範が前記上铸型から受ける圧力が予め定めた大きさに達した時の、前記中子支持具の初期位置力の移動距離が、前記圧入嵌合に伴う前記所定の情報値である請求項 10に記載された中子の固定方法。