WO2018181894A1 - 鋳造装置 - Google Patents

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WO2018181894A1
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molten metal
cavity
mold
overflow
casting apparatus
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English (en)
French (fr)
Inventor
岡本吉則
早乙女亮
西村純一
川島健太
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies

Definitions

  • the present invention relates to a casting apparatus for obtaining a cast with a cavity formed when a fixed mold and a movable mold are clamped.
  • a cast product is obtained by filling a molten metal of metal such as aluminum into a cavity of a casting apparatus and cooling and solidifying it.
  • a molten metal of metal such as aluminum
  • the air in the cavity may be caught in the molten metal.
  • gas defects are formed in the cast product. For this reason, the quality of a cast product will fall.
  • the molten metal overflows to the final filling site where the molten metal is finally filled in the product portion (part of the cavity) forming the product.
  • a plurality of overflow runners to be connected are connected, and a chill vent portion (gas discharge portion) to discharge air in the cavity to the atmosphere is provided downstream of the overflow runners. In this case, the air in the cavity is pushed into the molten metal, and then discharged from the chill vent into the atmosphere.
  • the main object of the present invention is to provide a casting apparatus capable of achieving downsizing of the chill vent portion because solidification of the molten metal can be promoted downstream of the overflow portion.
  • the fixed mold includes a fixed mold fixed in position and a movable mold displaced in a direction toward or away from the fixed mold, the fixed mold and the fixed mold when the mold is tightened.
  • a gas discharger one end of which is in communication with the cavity and the other end of which is open to the atmosphere;
  • An overflow portion interposed between the gas discharge portion and the cavity and into which the molten metal overflowed from the cavity enters;
  • a casting apparatus is provided, wherein the overflow portion extends in a direction orthogonal to the mating surface of the fixed mold and the movable mold.
  • the molten metal overflowed from the cavity enters the molten metal filling portion.
  • the molten metal filling portion extends in a direction orthogonal to the mating face of the fixed mold and the movable mold. Therefore, the entering molten metal stagnates and is filled. That is, in the present invention, by providing the molten metal filling portion, a space capable of capturing the molten metal overflowed from the cavity is secured.
  • the molten metal is then presumed to flow toward the gas discharge part. That is, in the present invention, the molten metal can be retained in the overflow portion for a relatively long time. In addition, the flow speed of the molten metal in the overflow portion is reduced, and the temperature is reduced relatively quickly. For this reason, even if the molten metal reaches the gas discharge part, its flow velocity is small, low temperature, and small. Therefore, when the molten metal reaches the inside of the gas discharge part, the molten metal solidifies quickly.
  • the gas discharge unit can be miniaturized. Therefore, the size and weight of the mold can be reduced, and as a result, the cost required for the mold can be reduced.
  • the molten metal filling portion is provided in the vicinity of the molten metal outlet from the cavity, the molten metal in the vicinity of the molten metal outlet can be kept warm to some extent. For this reason, it is possible to maintain a so-called pusher effect.
  • the molten metal filling portion is provided in each of the fixed mold and the movable mold, and the molten metal filling portion on the fixed mold side and the molten metal filling portion on the movable mold side are asymmetrically positioned.
  • the molten metal can first be made to flow into either one of the molten metal filling sections and then be made to flow into the remaining one of the molten metal filling sections. That is, the passage of the molten metal is lengthened, and the residence time in the overflow portion is further lengthened. Therefore, since the temperature is further easily lowered, it is possible to solidify the molten metal more quickly when the molten metal reaches the gas discharge part.
  • the molten metal outlet from the cavity to the overflow portion is formed on the mating surface, and a communication passage connecting the overflow portion and the gas discharge portion is formed at a position offset in a direction parallel to the mating surface with respect to the molten metal outlet. Furthermore, it is preferable to form the gas discharge part along the mating surface.
  • the molten metal advances while changing the flow direction.
  • the flow rate decreases, so that the molten metal can be prevented from overflowing from the mold, so-called flush.
  • the molten metal tends to stay in the molten metal filling portion. For this reason, it becomes difficult for the molten metal to reach the communication passage and the gas discharge part, and the flush is more effectively prevented.
  • a molten metal storage portion for temporarily storing the molten metal overflowed from the cavity may be provided on the upstream side of the molten metal filling portion.
  • the capacity of the overflow portion is further increased by the molten metal storage portion.
  • the molten metal will stay in the overflow for a longer time, it will be difficult for the molten metal to reach the communication passage and the gas discharge part, and even if it reaches the gas discharge part, it will solidify in the same manner as above. Do.
  • the melt outlet may be set narrower as it goes from the cavity to the overflow portion. Therefore, immediately after the molten metal enters the overflow portion, the molten metal diffuses. Therefore, since it becomes difficult for the molten metal to go straight, the molten metal can easily flow into the molten metal filled portion.
  • the melt outlet In the case of narrowing the width of the melt outlet, it is preferable to provide the melt outlet with a slope that expands from the cavity toward the overflow portion. By this gradient, the cross-sectional area of the melt outlet can be kept constant even when the width of the melt outlet is narrowed. Therefore, the degassing speed is constant.
  • the overflow part is orthogonal to the mating face of the fixed mold and the movable mold.
  • the melt filling portion extending in the direction is included.
  • the melt filling portion functions as a space for capturing the entering melt. Therefore, the molten metal remains in the overflow portion for a relatively long time. During this time, the flow rate decreases and the temperature decreases. Therefore, the molten metal reaching the gas discharge part has a low flow rate and a low temperature. And it is a small amount. Therefore, the molten metal that has reached the gas discharge part can be solidified quickly.
  • the mold can be miniaturized and lightened. As a result, the cost required for the mold can be reduced.
  • FIG. 1 is an overall schematic front view of a movable mold 10 constituting a casting apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic plan view of main parts of the movable mold 10 and the fixed mold 12 when the mold is clamped. It is.
  • the fixed mold 12 is positioned and fixed, while the movable mold 10 is displaced toward or away from the fixed mold 12 under the action of a displacement mechanism (for example, a hydraulic cylinder) not shown.
  • a displacement mechanism for example, a hydraulic cylinder
  • the fixed mold 12 is provided with two cavity forming parts (not shown), and the movable mold 10 is provided with two cavity forming parts 14a and 14b.
  • the mold clamping is performed, the cavity forming portion on the stationary mold 12 side and the cavity forming portions 14a and 14b on the movable mold 10 side overlap with each other, whereby two cavities 16 shown in FIG. 2 are formed.
  • FIG. 2 only the end portion of the cavity 16, in other words, the most downstream side in the flow direction of the molten metal L is shown.
  • the cavity 16 is shaped such that the side covers 18a and 18b of the motorcycle engine can be obtained. That is, according to the casting apparatus, two castings can be obtained by one pouring.
  • the two cavities 16 communicate with the sprue 20 via a runner 19. That is, the molten metal L introduced from the sprue 20 is distributed to the cavity 16 by the runner 19. For this reason, the side covers 18a and 18b are continuous through the molten metal L (hereinafter, referred to as a "scheme portion" and the reference numeral is 22) which is solidified by cooling in the sprue 20 and the runner 19.
  • ascheme portion and the reference numeral is 22
  • a part of the fixed mold 12 is a convex part 24 for a cavity that protrudes toward the movable mold 10, and a part of the movable mold 10 corresponding to the convex part 24 for a cavity is a depressed cavity. This is the recess 26.
  • the end of the cavity 16 is formed on the mating surface of the cavity projection 24 and the cavity recess 26.
  • the chill vent portion 30 gas discharge portion is formed on the mating surface of the flat portion of the fixed mold 12 and the movable mold 10.
  • the chill vent portion 30 is formed by the bent valley portion 32 formed on the movable mold 10 and the bent valley portion 33 of the fixed mold 12 facing each other.
  • the valley portion 32 for the vent and the valley portion 33 for the vent are formed at six places, that is, six. Therefore, the number of chill vents 30 and overflows 34 described later is also six.
  • One end of the chill vent portion 30 communicates with the end of the cavity 16 via the overflow portion 34.
  • the valley portion 32 for the vent and the valley portion 33 for the vent extend to the side surface of the movable mold 10, and therefore the chill vent 30 is opened to the atmosphere by the side surfaces of the fixed mold 12 and the movable mold 10. ing.
  • the overflow portion 34 has a molten metal storage portion 36, and a first molten metal filling portion 38 and a second molten metal filling portion 40 located on the downstream side of the molten metal storage portion 36.
  • the molten metal storage portion 36 is continuous with the outlet of the cavity 16 and extends toward the proximal end side of the cavity convex portion 24 and the proximal end side of the cavity concave portion 26. That is, the extending direction of the molten metal storage portion 36 is orthogonal to the parallel direction along the mating surface.
  • the molten metal outlet 42 formed along the mating surface at the end of the cavity 16 is open at a substantially middle portion in the longitudinal direction of the molten metal storage portion 36.
  • the molten metal outlet 42 is formed to narrow in width toward the overflow portion 34.
  • the molten metal outlet 42 is provided with a slope so as to expand toward the overflow portion 34, as can be understood from FIG. 2 in which the viewpoint is a direction parallel to the mating surface. Due to this gradient, the cross-sectional area of the melt outlet 42 is maintained substantially constant although the width is narrowed. Furthermore, as shown in FIG.
  • the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40 are portions where the molten metal L stagnates and is solidified by cooling, and extends in a direction orthogonal to the mating surface. That is, the first molten metal filling portion 38 is a movable mold side molten metal filling portion extending toward the inside of the movable mold 10 so as to be separated from the mating surface, and the second molten metal filling portion 40 is separated from the mating surface. Thus, it is a fixed mold side molten metal filling portion extending toward the inside of the fixed mold 12.
  • the first molten metal filling unit 38 is linearly connected to the downstream side of the molten metal storage unit 36.
  • the first molten metal filling portion 38 accommodates the first bush 44 in which the first spacer 43 abuts, and the first push pin 46 is slidably inserted in the first spacer 43 and the first bush 44. Since the first bush 44 is present, the first molten metal filling portion 38 has a smaller volume than the molten metal storage portion 36.
  • the fixed mold 12 side of the molten metal storage portion 36 is bent approximately 90 ° so as to extend along the mating surface.
  • the second molten metal filling portion 40 is provided slightly downstream from the bent portion 48 and, as described above, goes to the inside of the fixed mold 12 so as to be separated from the mating surface. For this reason, the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40 are not located on the same straight line. That is, the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40 are in an asymmetric position.
  • the second molten metal filling portion 40 accommodates the second bush 52 with which the second spacer 50 is in contact. Then, the second push pin 54 is slidably inserted in the second spacer 50 and the second bush 52.
  • a communication passage 56 is formed in the mating surface, the downstream side being in communication with the second molten metal filling portion 40 and the upstream side being in communication with the chill vent portion 30. Since the mating surface on which the second molten metal filling portion 40 and the chill vent portion 30 are formed is in a position where it is recessed in plan view with respect to the mating surface of the top surface of the convex portion 24 for cavity, the communication passage 56 This position is offset to the fixed mold 12 side with respect to 42.
  • the casting apparatus according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, its function and effect will be described in relation to the casting method performed by the casting apparatus.
  • the movable mold 10 is displaced so as to approach the fixed mold 12 and clamping is performed.
  • the cavity 16 is formed by the cavity forming portions 14a and 14b and the cavity forming portion.
  • the overflow portion 34 and the chill vent portion 30 are also formed.
  • a molten metal L of metal such as aluminum is supplied from the sprue 20.
  • the molten metal L is distributed through the runners 19 and is further introduced from the runners 19 into the cavity 16. Thereby, the filling of the molten metal L into the cavity 16 is started.
  • the molten metal L flows in the cavity 16 with the runner 19 as the upstream side and the end portion as the most downstream side.
  • the molten metal L is derived from the molten metal outlet 42. In other words, it flows into the overflow portion 34. It is inferred that the overflowed molten metal L flows as follows.
  • the width of the melt outlet 42 is narrowed toward the overflow portion 34 as described above (see FIG. 3). For this reason, the molten metal L diffuses immediately after entering the relatively large-capacity molten metal storage portion 36 (see FIG. 2). That is, it becomes difficult to move straight ahead, and convection occurs as indicated by the arrows. As a result, the molten metal L is temporarily stored in the molten metal storage portion 36. Thereafter, the molten metal L is introduced toward the first molten metal filling portion 38 linearly connected to the molten metal storage portion 36 by the inclined surface provided in the molten metal outlet 42 while filling the molten metal storage portion 36. .
  • the melt L flows while being diffused into the melt storage portion 36, so that the first melt is temporarily stored in the melt storage portion 36. It becomes easy to guide the filling section 38.
  • the cross-sectional area of the molten metal outlet 42 is kept constant since the molten metal outlet 42 is provided with a gradient, the degassing speed can be made constant.
  • a first bush 44 is accommodated in the first molten metal filling portion 38. Therefore, the molten metal L enters the hollow interior of the first bush 44 and is blocked by the tip of the first push pin 46.
  • the excessive amount of the molten metal L pushes out the molten metal L filled in the first molten metal filling portion 38, or Head directly to the mating side.
  • the extruded molten metal L or the molten metal L flowing directly toward the mating surface side is introduced into the second molten metal filling unit 40 through the bending unit 48.
  • the moving direction of the molten metal L changes by approximately 90 ° when moving from the molten metal storage portion 36 to the bending portion 48 and when moving from the bending portion 48 to the second molten metal filling portion 40.
  • the flow speed of the molten metal L decreases with the passage of the bending portion 48 as described above. Therefore, it becomes easy to prevent the so-called flush that the molten metal L leaks. Moreover, in this case, it is not easy for the molten metal L to flow from the overflow portion 34 to the communication passage 56. In other words, the molten metal L is easily filled into the second molten metal filling portion 40.
  • the second bush 52 is accommodated in the second molten metal filling unit 40. Therefore, the molten metal L enters the hollow interior of the second bush 52 and is blocked by the tip of the second push pin 54.
  • the molten metal storage portion 36 is located in the vicinity of the molten metal outlet 42, and the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal charging portion 40 are located in the vicinity of the molten metal retention portion. For this reason, the molten metal L in the vicinity of the molten metal outlet 42 is heated by the molten metal L in the molten metal storage portion 36, the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40. Therefore, since it is avoided that the temperature of the molten metal L falls rapidly near the molten metal outlet 42, the pouring effect is maintained.
  • the molten metal L When the molten metal L further overflows, the molten metal L enters the communication passage 56. In some cases, the chill vent portion 30 may be reached.
  • the molten metal L is temporarily stored in the molten metal storage portion 36. Thereafter, since the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40 are in the asymmetrical position, most of the molten metal L flows into the first molten metal filling portion 38 first, and then into the second molten metal filling portion 40. To flow. That is, the molten metal L sequentially flows into the second molten metal filling unit 40 from the first molten metal filling unit 38.
  • the molten metal L that has overflowed is stored in the molten metal storage portion 36, whereby the flow velocity is reduced. And since it flows through the 1st molten metal filling part 38 and the 2nd molten metal filling part 40 sequentially after that, it stays in the overflow part 34 for a comparatively long time. For this reason, the temperature of the molten metal L falls relatively quickly.
  • molten metal L can be accumulated by the molten metal storage portion 36, the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40. Accordingly, the flow rate of the molten metal L entering the communication passage 56, and in some cases, the chill vent 30, is sufficiently reduced, the temperature is sufficiently reduced, and the amount thereof is small. For this reason, the molten metal L that has reached the communication passage 56 and the chill vent portion 30 is cooled and solidified in a short time.
  • the chill vent portion 30 can be miniaturized. For this reason, since size reduction and weight reduction of the fixed mold 12 which is a metal mold
  • the overflow portion corresponding portion 60 has a molten metal storage portion corresponding portion 62, a first molten metal filling portion corresponding portion 64, a second molten metal filling portion corresponding portion 66, and a communication path corresponding portion 68 (see FIG. 5).
  • the cast product is pressed by the first extrusion pin 46, the second extrusion pin 54, and the like to perform mold release. Further, the side cover 18a, 18b can be obtained in a shape close to the final product by cutting out the plan portion 22 and the overflow portion corresponding portion 60.
  • first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40 may be arranged symmetrically.
  • the first molten metal filling portion 38 may be provided in the fixed mold 12, and the second molten metal filling portion 40 may be provided in the movable mold 10.
  • the passage diameter of the communication passage 56 may be set smaller than the passage diameter of the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40. As a result, the molten metal L flows into the communication passage 56 after filling the first molten metal filling portion 38 and the second molten metal filling portion 40. That is, the ordering of the inflow of the molten metal L becomes more reliable.

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Abstract

鋳造装置では、型締めがなされたとき、金型である固定型(12)と可動型(10)でキャビティ(16)、オーバーフロー部(34)、チルベント部(30)(ガス排出部(30))が形成される。チルベント部(30)は、オーバーフロー部(34)を介してキャビティ(16)に連通する。さらに、オーバーフロー部(34)は、固定型(12)と可動型(10)の合わせ面に対して直交する方向に向かって延在する溶湯充填部(38、40)を有する。

Description

鋳造装置
 本発明は、固定型と可動型が型締めされた際に形成されるキャビティで鋳造品を得る鋳造装置に関する。
 鋳造品は、アルミニウム等の金属の溶湯を鋳造装置のキャビティに充填し、冷却固化することで得られる。ここで、溶湯をキャビティに充填する際、キャビティ内の空気が溶湯内に巻き込まれてしまうことがある。このような事態が発生すると、鋳造品にガス欠陥が形成される。このため、鋳造品の品質が低下してしまう。
 これを回避するべく、例えば、特開平4-157055号公報に記載されるように、製品を形成する製品部(キャビティの一部)において溶湯が最後に充填される最終充填部位に、溶湯をオーバーフローさせる複数のオーバーフローランナを接続し、さらに、オーバーフローランナの下流側に、キャビティ内の空気を大気に排出させるチルベント部(ガス排出部)を設けるようにしている。この場合、キャビティ内の空気が溶湯に押し出され、その後、チルベント部から大気中に排出される。
 このような鋳造装置では、オーバーフローした溶湯がチルベント部から排出されることを回避する必要がある。この観点から、特開平4-157055号公報に記載されるようにチルベント部に冷却構造を設けることが行われている。この場合、チルベント部に到達した溶湯が冷却構造によって早期に凝固されるからである。
 又は、実用新案登録第3077039号公報に記載されるように、ある程度の容量を有する複数個のオーバーフロー部を設けることも有効である。この場合、最初に金型内に進入し、キャビティ内の空気を巻き込みつつ温度が低下した溶湯が、オーバーフロー部に貯留されるからである。
 しかしながら、特開平4-157055号公報に記載されるように冷却構造を設けたり、実用新案登録第3077039号公報に記載されるようにオーバーフロー部の容量を大きくするか、又は、チルベント部の通路長を長くしたりすると、金型の小型化や軽量化を図ることが容易ではない。すなわち、従来技術に係る鋳造装置には、金型に要するコストを低減することが困難であるという不具合が顕在化している。
 本発明の主たる目的は、オーバーフロー部の下流で溶湯の凝固を促進することができることから、チルベント部の小型化を図り得る鋳造装置を提供することにある。
 本発明のさらなる目的は、金型を小型化、軽量化して金型に要するコストを低減することが可能な鋳造装置を提供することにある。
 本発明の一実施形態によれば、位置決め固定された固定型と、前記固定型に対して接近又は離間する方向に変位する可動型とを備え、型締めがなされたときに前記固定型と前記可動型でキャビティを形成する鋳造装置において、
 一端が前記キャビティに連通し、且つ他端が大気に開放されたガス排出部と、
 前記ガス排出部と前記キャビティの間に介在し、前記キャビティからオーバーフローした溶湯が進入するオーバーフロー部と、
 前記キャビティから前記オーバーフロー部への溶湯出口と、
 が形成され、
 前記オーバーフロー部は、前記固定型と前記可動型の合わせ面に対して直交する方向に延在する鋳造装置が提供される。
 溶湯充填部には、キャビティからオーバーフローした溶湯が進入する。ここで、溶湯充填部は、固定型と可動型の合わせ面に対して直交する方向に延在する。従って、進入した溶湯が滞留して充填される。すなわち、本発明においては、溶湯充填部を設けたことにより、キャビティからオーバーフローした溶湯を捕捉し得る空間が確保される。
 溶湯は、その後、ガス排出部に向かって流動すると推察される。すなわち、本発明では、溶湯を比較的長時間にわたってオーバーフロー部に滞留させることが可能である。しかも、このためにオーバーフロー部内の溶湯の流動速度が低下するとともに、温度が比較的速やかに低下する。このため、溶湯がガス排出部に到達したとしても、その流動速度は小さく且つ低温であり、しかも、少量である。従って、ガス排出部内に溶湯が到達したとき、該溶湯は速やかに凝固する。
 このため、ガス排出部の小型化を図ることができる。従って、金型の小型化及び軽量化を図ることができるので、その結果として、金型に要するコストを低減することが可能となる。
 また、溶湯充填部をキャビティからの溶湯出口近傍に設けると、溶湯出口近傍の溶湯がある程度保温される。このため、いわゆる押し湯効果を維持することができる。
 溶湯充填部は、固定型と可動型にそれぞれ設け、且つ固定型側の溶湯充填部と可動型側の溶湯充填部を非対称位置とすることが好ましい。この構成では、溶湯を、いずれか一方の溶湯充填部に先ず流入させ、その後、残余の一方の溶湯充填部に流入させることが可能となる。すなわち、溶湯の行路が長くなり、オーバーフロー部内での滞留時間が一層長くなる。従って、温度が一層低下し易くなるので、ガス排出部内に溶湯が到達したときの溶湯を一層速やかに凝固させることが可能となる。
 また、キャビティからオーバーフロー部への溶湯出口を合わせ面に形成するとともに、オーバーフロー部とガス排出部を連通する連通路を、溶湯出口に対して合わせ面に平行な方向にオフセットされた位置に形成し、さらに、ガス排出部を合わせ面に沿って形成することが好ましい。
 このような構成では、溶湯は、流動方向を変化させながら進行する。このために流動速度が低下するので、溶湯が金型から溢れる、いわゆるフラッシュを防止することができる。しかも、この場合、オーバーフロー部から連通路に溶湯が流動することが容易でなくなる。換言すれば、溶湯充填部に溶湯が滞留し易くなる。このため、連通路やガス排出部に溶湯が到達することが困難となり、フラッシュが一層有効に防止される。
 オーバーフロー部には、キャビティからオーバーフローした溶湯を一旦貯留する溶湯貯留部を、溶湯充填部の上流側に設けるようにしてもよい。この場合、溶湯貯留部によってオーバーフロー部の容量が一層増加する。しかも、溶湯が一層長時間にわたってオーバーフロー部に滞留するようになるので、連通路やガス排出部に溶湯が到達することが困難となり、ガス排出部に到達したとしても、上記と同様に速やかに凝固する。
 この場合、溶湯出口を、キャビティからオーバーフロー部に向かうに従って幅狭に設定するとよい。これにより、溶湯がオーバーフロー部に進入した直後、溶湯が拡散する。従って、溶湯が直進することが困難となるので、溶湯充填部に溶湯が流入し易くなる。
 溶湯出口の幅を狭小化する場合、該溶湯出口に、キャビティからオーバーフロー部に向かうに従って拡開するような勾配を設けることが好ましい。この勾配により、溶湯出口の幅を狭小化する場合においても溶湯出口の断面積を一定に保つことができる。従って、ガス抜き速度が一定となる。
 本発明によれば、キャビティとガス排出部との間に、前記キャビティからオーバーフローした溶湯が進入するオーバーフロー部を介在する構成において、オーバーフロー部に、固定型と可動型の合わせ面に対して直交する方向に延在する溶湯充填部を含めるようにしている。
 溶湯充填部は、進入した溶湯を捕捉する空間として機能する。このため、溶湯は、オーバーフロー部内で比較的長時間滞留する。この間に流動速度が低減するとともに、温度が低下する。従って、ガス排出部に到達する溶湯は、その流動速度が小さく且つ低温である。しかも、少量である。従って、ガス排出部に到達した溶湯を速やかに凝固させることができる。
 このためにガス排出部の小型化を図ることができるので、金型の小型化及び軽量化を図ることができる。その結果、金型に要するコストを低減することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る鋳造装置を構成する可動型の全体概略正面図である。 型締めがなされたときの可動型及び固定型の要部概略平面図である。 合わせ面に直交する方向を視点とした溶湯出口の概略平面図である。 得られる鋳造品の全体概略正面図である。 図4の鋳造品の要部拡大斜視図である。
 以下、本発明に係る鋳造装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
 図1は、本実施の形態に係る鋳造装置を構成する可動型10の全体概略正面図であり、図2は、型締めがなされたときの可動型10及び固定型12の要部概略平面図である。固定型12は位置決め固定され、一方、可動型10は、図示しない変位機構(例えば、油圧シリンダ)の作用下に、固定型12に対して接近又は離間する方向に変位する。このような構成は周知であることから、その詳細な説明は省略する。
 固定型12には、2個の図示しないキャビティ形成部が形成され、且つ可動型10には2個のキャビティ形成部14a、14bが形成されている。型締めがなされたとき、固定型12側のキャビティ形成部と可動型10側のキャビティ形成部14a、14bとが重なり合い、これによって図2に示すキャビティ16が2個形成される。なお、この図2においては、キャビティ16の末端部、換言すれば、溶湯Lの流動方向の最下流側のみを示している。この場合、キャビティ16は、図4に示すように、自動二輪車用エンジンの側方カバー18a、18bを得ることが可能な形状をなす。すなわち、鋳造装置によれば、1回の注湯で2個の鋳造品が得られる。
 2個のキャビティ16は、ランナ19を介して湯口20に連通する。すなわち、湯口20から導入された溶湯Lは、ランナ19によってキャビティ16に分配される。このため、側方カバー18a、18bは、湯口20及びランナ19内で冷却固化した溶湯L(以下、「方案部」と表記し、その参照符号を22とする)を介して連なる。
 図2に示すように、固定型12の一部は可動型10に指向して突出したキャビティ用凸部24であり、且つ可動型10の、キャビティ用凸部24に対応する部位は陥没したキャビティ用凹部26である。キャビティ16の末端部は、キャビティ用凸部24とキャビティ用凹部26の合わせ面に形成される。一方、固定型12と可動型10の平坦部の合わせ面には、チルベント部30(ガス排出部)が形成される。チルベント部30は、可動型10に形成されたベント用谷山部32と、固定型12のベント用山谷部33とが対向することによって形成される。
 本実施の形態において、ベント用谷山部32、ベント用山谷部33は6箇所、すなわち、6個形成される。従って、チルベント部30及び後述するオーバーフロー部34の個数も6個である。
 チルベント部30の一端は、オーバーフロー部34を介してキャビティ16の末端に連通する。その一方で、ベント用谷山部32、ベント用山谷部33は可動型10の側面まで延在しており、このため、チルベント部30は、固定型12と可動型10の側面で大気に開放されている。
 オーバーフロー部34は、溶湯貯留部36と、該溶湯貯留部36の下流側に位置する第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40とを有する。溶湯貯留部36は、キャビティ16の出口に連なり、且つキャビティ用凸部24の基端側、キャビティ用凹部26の基端側に向かうように延在する。すなわち、溶湯貯留部36の延在方向は、合わせ面に沿う平行方向に対して直交する。
 キャビティ16の末端部において合わせ面に沿って形成された溶湯出口42は、溶湯貯留部36の、長手方向略中間部で開口している。ここで、合わせ面に対して直交する方向を視点とした図3に示すように、溶湯出口42は、オーバーフロー部34に向かうにつれて幅が狭小化するように形成されている。その一方で、合わせ面に対して平行な方向を視点とする図2から諒解されるように、溶湯出口42には、オーバーフロー部34に向かうにつれて拡開するように勾配が設けられている。この勾配により、幅が狭小化されているにも関わらず溶湯出口42の断面積が略一定に維持されている。さらに、図2に示すように、溶湯出口42の第1溶湯充填部38側に傾斜面を設けているので、後述するように、溶湯出口42から導出された溶湯Lは、大部分が第1溶湯充填部38に向かう。
 第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40は、溶湯Lが滞留して冷却固化する部分であり、合わせ面に直交する方向に延在する。すなわち、第1溶湯充填部38は、合わせ面から離間するように可動型10の内部に向かって延在する可動型側溶湯充填部であり、第2溶湯充填部40は、合わせ面から離間するように固定型12の内部に向かって延在する固定型側溶湯充填部である。
 第1溶湯充填部38は、溶湯貯留部36の下流側に対して直線状に連なる。第1溶湯充填部38には第1スペーサ43が当接した第1ブッシュ44が収容されるとともに、第1スペーサ43及び第1ブッシュ44に第1押出ピン46が摺動自在に挿通される。第1ブッシュ44が存在する分、第1溶湯充填部38は、溶湯貯留部36に比して小容量である。
 溶湯貯留部36の固定型12側は、合わせ面に沿って延在するように略90°折曲する。第2溶湯充填部40は、この折曲部48から若干下流側に設けられ、上記したように、合わせ面から離間するように固定型12の内部に向かう。このため、第1溶湯充填部38と第2溶湯充填部40は、同一直線上に位置しない。すなわち、第1溶湯充填部38と第2溶湯充填部40は非対称位置となる。
 第2溶湯充填部40には、第2スペーサ50が当接した第2ブッシュ52が収容される。そして、第2スペーサ50及び第2ブッシュ52には第2押出ピン54が摺動自在に挿通される。
 合わせ面には、下流側が第2溶湯充填部40に連通し、且つ上流側がチルベント部30に連通する連通路56が形成される。第2溶湯充填部40及びチルベント部30が形成された合わせ面が、キャビティ用凸部24の頂面の合わせ面に比して平面視で陥没した位置にあるので、連通路56は、溶湯出口42に対して固定型12側にオフセットされた位置となる。
 本実施の形態に係る鋳造装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該鋳造装置によって行われる鋳造方法との関係で説明する。
 鋳造を行うには、はじめに、可動型10を固定型12に接近するように変位させ、型締めを行う。その結果、キャビティ形成部14a、14bとキャビティ形成部とでキャビティ16が形成される。同時に、オーバーフロー部34とチルベント部30も形成される。
 次に、アルミニウム等の金属の溶湯Lが湯口20から供給される。溶湯Lは、ランナ19を介して分配され、さらに、各ランナ19からキャビティ16に導入される。これにより、キャビティ16への溶湯Lの充填が開始される。溶湯Lは、ランナ19を上流側、末端部を最下流側としてキャビティ16内を流動する。
 キャビティ16内に所定量の溶湯Lが導入されると、溶湯Lが溶湯出口42から導出される。換言すれば、オーバーフロー部34に流入する。このオーバーフローした溶湯Lは、以下のように流動すると推察される。
 溶湯出口42の幅は、上記したようにオーバーフロー部34に向かうに従って狭小化されている(図3参照)。このため、溶湯Lは、比較的大容量である溶湯貯留部36に進入した直後に拡散する(図2参照)。すなわち、直進的に進行することが困難となり、矢印で示すように対流が起こる。その結果として、溶湯Lが溶湯貯留部36に一旦貯留される。その後、溶湯Lは、該溶湯貯留部36を満たしながら、一部は溶湯出口42に設けた傾斜面により、溶湯貯留部36に対して直線状に連なる第1溶湯充填部38側に導入される。
 このように、溶湯出口42を、オーバーフロー部34に向かうに従って幅狭とすることにより、溶湯Lが溶湯貯留部36に拡散しながら流入されるので、溶湯貯留部36に一旦貯留しつつ第1溶湯充填部38に案内することが容易となる。なお、溶湯出口42に勾配が設けられているために該溶湯出口42の断面積が一定に保たれているので、ガス抜き速度を一定にし得る。
 第1溶湯充填部38には、第1ブッシュ44が収容されている。従って、溶湯Lは、第1ブッシュ44の中空内部に進入し、第1押出ピン46の先端によって堰止される。
 オーバーフローした溶湯Lの量が、溶湯貯留部36と第1溶湯充填部38の容積よりも多い場合、過剰量の溶湯Lは、第1溶湯充填部38を満たした溶湯Lを押し出すか、又は、直接合わせ面側に向かう。押し出された溶湯L、又は直接合わせ面側に向かって流動した溶湯Lは、折曲部48を経て第2溶湯充填部40に導入される。この過程で、溶湯Lは、溶湯貯留部36から折曲部48に移動するときと、折曲部48から第2溶湯充填部40に移動するときとで、進行方向が略90°変化する。
 このように折曲部48を通過することに伴い、溶湯Lの流動速度が低下する。従って、溶湯Lが漏洩する、いわゆるフラッシュを防止することが容易となる。しかも、この場合、オーバーフロー部34から連通路56に溶湯Lが流動することが容易でなくなる。換言すれば、第2溶湯充填部40に溶湯Lが充填され易くなる。
 第2溶湯充填部40には、第2ブッシュ52が収容されている。このため、溶湯Lは、第2ブッシュ52の中空内部に進入し、第2押出ピン54の先端によって堰止される。
 溶湯貯留部36は、溶湯出口42の近傍に位置し、且つ第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40は溶湯滞留部の近傍に位置する。このため、溶湯出口42の近傍の溶湯Lが、溶湯貯留部36、第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40内の溶湯Lで加温される。従って、溶湯出口42の近傍で溶湯Lの温度が急激に低下することが回避されるので、押し湯効果が維持される。
 溶湯Lがさらにオーバーフローすると、該溶湯Lが連通路56に進入する。場合によっては、チルベント部30に到達することもある。
 以上のように、本実施の形態では、溶湯Lが溶湯貯留部36で一旦貯留される。その後、第1溶湯充填部38と第2溶湯充填部40を非対称位置としているため、溶湯Lは、大部分が先ず第1溶湯充填部38に流入し、次に、第2溶湯充填部40に流入する。すなわち、溶湯Lは、第1溶湯充填部38から第2溶湯充填部40に順次流入する。
 このように、オーバーフローした溶湯Lは、溶湯貯留部36に貯留されることで流動速度が低減される。しかも、その後に第1溶湯充填部38と第2溶湯充填部40を順次経由して流動するため、オーバーフロー部34に比較的長時間滞在する。このため、溶湯Lの温度が比較的速やかに低下する。
 しかも、溶湯貯留部36、第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40によって多量の溶湯Lを蓄積することができる。従って、連通路56、場合によってはチルベント部30に進入した溶湯Lは、流動速度が十分に低減し、且つ温度が十分に低下しており、しかも、その量が少ない。このため、連通路56やチルベント部30に到達した溶湯Lは、短時間で冷却固化する。
 従って、チルベント部30を大容量のものとして形成する必要は特にない。この分、チルベント部30の小型化を図ることができる。このため、金型である固定型12や可動型10の小型化・軽量化を図ることができるので、金型に要するコストを低減することが可能となる。
 キャビティ16に充填された溶湯Lが冷却固化することにより、図4に示すように、2個の側方カバー18a、18bが鋳造品として得られる。側方カバー18a、18bは、方案部22を介して連なる。また、図4及び図5に示すように、側方カバー18a、18bには、オーバーフロー部34に滞留した溶湯Lが冷却固化することで形成されたオーバーフロー部対応部60が形成される。オーバーフロー部対応部60は、溶湯貯留部対応部62、第1溶湯充填部対応部64、第2溶湯充填部対応部66、連通路対応部68を有する(図5参照)。
 可動型10が固定型12に対して離間する方向に変位することで型開きがなされた後、鋳造品が第1押出ピン46、第2押出ピン54等に押圧されて離型がなされる。さらに、方案部22、オーバーフロー部対応部60が切除されることにより、側方カバー18a、18bが最終製品に近い形状で得られるに至る。
 本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 例えば、第1溶湯充填部38と第2溶湯充填部40を、対称に配置するようにしてもよい。また、上記とは逆に、固定型12に第1溶湯充填部38を設け、且つ可動型10に第2溶湯充填部40を設けるようにしてもよい。
 さらに、連通路56の通路径を第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40の通路径よりも小さく設定するようにしてもよい。これにより、溶湯Lが、第1溶湯充填部38及び第2溶湯充填部40を充填した後に連通路56側に流入するようになる。すなわち、溶湯Lの流入の順序付けが一層確実となる。
10…可動型             12…固定型
14a、14b…キャビティ形成部   16…キャビティ
18a、18b…側方カバー      30…チルベント部
34…オーバーフロー部        36…溶湯貯留部
38…第1溶湯充填部         40…第2溶湯充填部
42…溶湯出口            56…連通路
60…オーバーフロー部対応部     62…溶湯貯留部対応部
64…第1溶湯充填部対応部      66…第2溶湯充填部対応部
68…連通路対応部          L…溶湯

Claims (6)

  1.  位置決め固定された固定型(12)と、前記固定型(12)に対して接近又は離間する方向に変位する可動型(10)とを備え、型締めがなされたときに前記固定型(12)と前記可動型(10)でキャビティ(16)を形成する鋳造装置において、
     一端が前記キャビティ(16)に連通し、且つ他端が大気に開放されたガス排出部(30)と、
     前記ガス排出部(30)と前記キャビティ(16)の間に介在し、前記キャビティ(16)からオーバーフローした溶湯が進入するオーバーフロー部(34)と、
     前記キャビティ(16)から前記オーバーフロー部(34)への溶湯出口(42)と、
     が形成され、
     前記オーバーフロー部(34)は、前記固定型(12)と前記可動型(10)の合わせ面に対して直交する方向に延在する溶湯充填部(38、40)を有することを特徴とする鋳造装置。
  2.  請求項1記載の鋳造装置において、前記溶湯充填部(38、40)は、前記固定型(12)と前記可動型(10)にそれぞれ設けられ、且つ前記固定型(12)側の前記溶湯充填部(40)と、前記可動型(10)側の前記溶湯充填部(38)とが非対称位置であることを特徴とする鋳造装置。
  3.  請求項1又は2記載の鋳造装置において、前記溶湯出口(42)が、前記合わせ面に形成され、
     前記オーバーフロー部(34)と前記ガス排出部(30)を連通する連通路(56)が、前記溶湯出口(42)に対して前記合わせ面に平行な方向にオフセットされた位置に形成され、
     前記ガス排出部(30)が前記合わせ面に沿って形成されることを特徴とする鋳造装置。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の鋳造装置において、前記オーバーフロー部(34)は、前記溶湯充填部(38、40)の上流側に設けられ、前記キャビティ(16)からオーバーフローした溶湯を一旦貯留する溶湯貯留部(36)を有することを特徴とする鋳造装置。
  5.  請求項4記載の鋳造装置において、前記溶湯出口(42)が、前記キャビティ(16)から前記オーバーフロー部(34)に向かうに従って幅狭に設定されていることを特徴とする鋳造装置。
  6.  請求項5記載の鋳造装置において、前記溶湯出口(42)に、前記キャビティ(16)から前記オーバーフロー部(34)に向かうに従って拡開する勾配が設けられていることを特徴とする鋳造装置。
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