JP7215409B2 - 鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は鋳造方法に関し、特に溶湯を加圧する鋳造方法に関する。

特許文献１に開示の鋳造製品の製造方法では、スクイズピンをキャビティ内へ移動させて、キャビティ内に充填された湯先側の溶湯を局部的に加圧する。これによって、鋳巣発生を抑制するとしている。

特開２０１６－１９６００９号公報

本願発明者等は、以下の課題を発見した。
鋳造製品のうち、スクイズピンが加圧した部位から所定の距離離れた部位がある。このような離れた部位では、この加圧した部位と比較して、大きな鋳巣が発生することが多かった。つまり、鋳造製品の全体において鋳巣発生を抑制することができなかった。このような一因として、スクイズピンによる溶湯への圧力が溶湯全体に伝達しなかったことが考えられる。

図１１に示す断面は、鋳造製品ＳＬ９において、スクイズピンが加圧した部位から所定の距離離れた部位の断面である。当該断面には、鋳巣ＤＦ９が発生する。鋳巣ＤＦ９は所定の大きさを有し、鋳造製品ＳＬ９の機械的強度が低減するおそれがある。そのため、鋳巣ＤＦ９は鋳造製品ＳＬ９の欠陥として扱われる。

本発明は、鋳造製品の欠陥となる鋳巣の発生を抑制するものとする。

本発明に係る鋳造方法は、
溶湯をスリーブからキャビティ内に充填するステップと、
前記スリーブを除く前記キャビティ外から前記キャビティ内に気体を送り込むことによって前記キャビティ内の気体を加圧して、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップとを含む。

このような構成によれば、大気圧以上に圧縮された気体を溶湯に取り込ませる。溶湯が凝固するとき、その取り込ませた空気が膨張することによって、溶湯に圧力を与える。よって、溶湯が凝固するときに、大きな凝固収縮が生じても、溶湯に取り込ませた空気が膨張し、溶湯に伝達する圧力を補う。従って、溶湯全体に圧力を加えることができるため、巣が多数に分散しつつ微細化して、鋳造製品の欠陥となる鋳巣の発生を抑制することができる。

また、前記溶湯をスリーブからキャビティ内に充填するステップを開始した後、前記溶湯の一部がゲートを通過した時点から、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップを開始することを特徴としてもよい。

このような構成によれば、溶湯の一部がゲートを通過した時点から、気体をキャビティ内に送り始める。これによって、溶湯が製品キャビティ内に到達する時点において、キャビティ内の気体の圧力値が大気圧以上であるため、圧力を溶湯に確実に加えることができる。

また、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップを実行した後、
前記溶湯の一部が前記キャビティ内において最終充填部側に位置する再加圧開始位置に到達した時点から、前記キャビティ内の気体を再加圧して、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に再び高めるステップをさらに含むことを特徴としてもよい。

このような構成によれば、溶湯の一部がゲートを通過した時点から再加圧開始位置に到達した時点において、キャビティ内における気体が金型同士の合わせ面から漏れて圧力が低下しても、キャビティ内の気体の圧力を再び高めることができる。

また、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップにおいて、気体を前記再加圧開始位置よりも前記ゲート側から送り込むことによって、前記キャビティ内の気体を加圧することを特徴としてもよい。

このような構成によれば、気体を再加圧開始位置よりもゲート側から送り込むため、ゲート通過後の溶湯に近い位置から、気体を加圧することができる。

本発明は、鋳造製品の欠陥となる鋳巣の発生を抑制することができる。

実施の形態１に係る鋳造方法において利用可能な鋳造装置の一構成例を示す概略図である。 実施の形態１に係る鋳造方法の一例の一部を示す概略図である。 実施の形態１に係る鋳造方法の一例の残部を示す概略図である。 時間に対する圧力と加圧ＯＮＯＦＦとを示すチャートの一例である。 アルミニウム溶湯の直径に対するアルミニウム溶湯のカウント数の計算例を示すグラフである。 実施の形態１に係る鋳造方法の一例におけるキャビティ内のアルミニウム溶湯の挙動を示す概略図である。 テストピースを示す斜視図である。 巣の直径に対する巣の総体積を示すグラフである。 実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例における一工程を示す斜視図である。 時間に対する圧力と加圧ＯＮＯＦＦとを示すチャートの別の一例である。 従来の鋳造方法におけるキャビティ内のアルミニウム溶湯の挙動を示す概略図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１～図４を参照して実施の形態１に係る鋳造方法について説明する。図１は、実施の形態１に係る鋳造方法において利用可能な鋳造装置の一構成例を示す概略図である。

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

（装置）
図１に示すように、鋳造装置１００は、鋳造機１０と、金型２０と、加圧ユニット３０とを備える。鋳造装置１００を用いて、実施の形態１に係る鋳造方法を実行することができる。

鋳造機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、スリーブ１３と、プランジャロッド１４と、制御装置１６とを備える。鋳造機１０は、図示しないＣフレーム、油圧シリンダ、トグル、及び射出シリンダを備えてもよい。

固定盤１１は、Ｃフレーム等によって所定の位置に固定されている。可動盤１２は、油圧シリンダやトグル等を用いて、固定盤１１に対して接近して押し合わせたり、又は離隔したりするように設けられている。

スリーブ１３は固定盤１１に組付けられている。プランジャロッド１４が、図示しない射出シリンダによって、スリーブ１３内をスリーブ１３の軸方向（ここでは、Ｘ軸方向）に摺動可能に設けられている。スリーブ１３は、給湯口１３ａを備える。スリーブ１３は、図２に示すラドル１５等によって、溶湯を給湯口１３ａから供給される。

制御装置１６は、鋳造機１０の各構成要素の動作を制御する信号を生成し、この生成した信号をその各構成要素に送り、制御する。制御装置１６は、例えば、鋳造工程における溶湯射出時において、プランジャロッド１４の移動開始を示す信号を取得してもよい。制御装置１６は、例えば、その取得後からの経過時間に応じて、溶湯がキャビティＣ１内の所定の位置に到達したことを示す信号を生成し、バルブ３５に送ってもよい。キャビティＣ１内の所定の位置は、ゲートＣ３や、後述する再加圧開始位置Ｃ１ｃ（図９参照）などである。

金型２０は、固定型２１と、可動型２２とを備える。固定型２１は、固定盤１１に取り付けられ、可動型２２は、可動盤１２に取り付けられている。

可動型２２が固定型２１に押し合わされると、キャビティＣ１が形成される。キャビティＣ１は、鋳造製品と略同じ形状を有する空間である。キャビティＣ１は、ランナーＣ２と、ゲートＣ３とを介して、スリーブ１３の内側に接続されている。スリーブ１３、ランナーＣ２、ゲートＣ３、キャビティＣ１、及びベントＣ４の一部は、溶湯及び気体が通過可能に連続している。可動型２２と固定型２１とは、キャビティＣ１内の気体が可動型２２、及び固定型２１の接触面から漏れることを抑制すべく、適宜、Ｏリングやパッキンを備えてもよい。

可動型２２は、押出機構２２ａを備える。押出機構２２ａは、押し出しピンを固定型２１側に向かって突き出し可能に設けられている。

加圧ユニット３０は、加圧タンク３１と、コンプレッサ３２とを備える。

コンプレッサ３２は、流路３３を介して、加圧タンク３１に接続されている。加圧タンク３１は、流路３４を介して、スリーブ１３を除くキャビティＣ１外と接続されていればよい。スリーブ１３を除くキャビティＣ１外は、キャビティＣ１外面において、スリーブ１３とキャビティＣ１との接続箇所の外側であればよい。また、スリーブ１３を除くキャビティＣ１外は、例えば、ベントやオーバーフローである。このようなベントは、複数であってもよく、キャビティＣ１におけるベントＣ４側やゲートＣ３側に設けられていてもよい。このようなベントは、キャビティＣ１において最終充填部近傍に設けられているとよい。本実施の形態１に係る加圧タンク３１は、流路３４を介して、ベントＣ４と接続されている。バルブ３５と、圧力センサ３６とが、流路３４に設けられている。キャビティＣ１は、ベントＣ４を介して流路３４と接続されている。バルブ３５と、圧力センサ３６とは、加圧タンク３１からベントＣ４側へ向かってこの順に設けられている。

圧力センサ３６は、流路３３及びベントＣ４を介して、キャビティＣ１内の気体の圧力を検出する。圧力センサ３６は、キャビティＣ１内の気体の圧力を検出した結果を示す圧力信号を生成し、この生成した圧力信号をバルブ３５に信号線を介して送る。加圧タンク３１とコンプレッサ３２とは、流路３４を介して接続されている。

加圧タンク３１は、キャビティＣ１内の気体の圧力より高い圧力を有する気体を貯蔵する。加圧タンク３１が貯蔵する気体の圧力は、大気圧以上であればよい。このような気体として、例えば、空気や窒素ガスを利用することができる。コンプレッサ３２は、流路３４を介して気体を加圧タンク３１内に送り込み、加圧タンク３１内の気体の圧力を高める。

バルブ３５は、制御装置１６から取得した信号や圧力センサ３６から取得した圧力信号に応じて、開閉する。具体的には、図示しない駆動装置が当該信号を取得し、駆動装置がバルブ３５を開閉させる。制御装置１６から取得した信号は、射出開始時点や射出開始時点からの経過時間を示す。射出開始時点からの経過時間は、溶湯がキャビティＣ１内の所定の位置に到達する時間、具体的には、溶湯の一部がゲートを通過する時間や、溶湯が最終充填部に到達する時間である。圧力センサ３６から取得した圧力信号は、キャビティＣ１内における気体の圧力を示す。

バルブ３５が開くと、加圧タンク３１内の気体が、流路３４及びベントＣ４を通過して、キャビティＣ１内に送り込まれる。すなわち、キャビティＣ１内における気体を加圧する。

バルブ３５が閉まると、加圧タンク３１内の気体が、流路３４及びベントＣ４を通過できなくなり、加圧タンク３１内の気体のキャビティＣ１内への送入が停止する。すなわち、キャビティＣ１内における気体への加圧を停止する。なお、加圧ユニット３０は、バルブ３５とは別のバルブを備えてもよく、当該別のバルブが開くことによって、キャビティＣ１内における気体を大気へ逃してもよい。

（鋳造方法）
次に、図２～図４を参照して実施の形態１に係る鋳造方法の一例について説明する。当該一例では、上記した鋳造装置１００を用いて行う。図２及び図３は、実施の形態１に係る鋳造方法の一例の一部を示す概略図である。図３は、図２に示す鋳造方法の一例の一部の続きを示す。図２及び図３では、見易さのため、適宜、鋳造装置１００の構成の一部の図示を省略した。図４は、時間に対する圧力と加圧ＯＮＯＦＦとを示すチャートの一例である。

まず、図２に示すように、ラドル１５を用いて、溶湯Ｍ１をスリーブ１３に給湯する（給湯ステップＳＴ１）。溶湯Ｍ１は、金属材料を溶かしたものであり、例えば保持炉に保持されているとよい。このような金属材料として、多種多様な純金属又は合金を利用することができる。このような金属材料の一例は、アルミニウム合金である。

続いて、プランジャロッド１４を可動型２２側（ここでは、Ｘ軸マイナス側）へ移動させて、溶湯Ｍ１をスリーブ１３から金型２０のキャビティＣ１へ射出する（射出ステップＳＴ２）。

具体的には、プランジャロッド１４の移動を開始する（射出開始ステップＳＴ２１）。プランジャロッド１４の移動を開始した射出開始時点Ｔ０において、プランジャロッド１４は、スリーブ１３の給湯口１３ａからプランジャロッド１４進行方向（ここでは、Ｘ軸マイナス側）において後側に位置する。図４に示すように、キャビティＣ１内における気体の圧力は、Ｐ０である。圧力Ｐ０は、大気圧以下であればよい。圧力Ｐ０は、例えば、0.01atm（=1013.25Pa）以上1.00atm（=101325Pa）以下である。

続いて、図２に示すように、引き続きプランジャロッド１４を可動型２２側へ移動させ、溶湯Ｍ１の先端部がゲートＣ３を通過する（ゲート通過ステップＳＴ２２）。溶湯Ｍ１の先端部がゲートＣ３を通過したゲート通過時点Ｔｇにおいて、バルブ３５を開き、加圧タンク３１内における気体をベントＣ４を介してキャビティＣ１内に送り込む。これによって、キャビティＣ１内における気体を加圧する。図４に示すように、ゲート通過時点Ｔｇにおいて、バルブ３５を開き（加圧ＯＮ）、キャビティＣ１内における気体の圧力は、Ｐ０からＰ１にまで高まる。圧力Ｐ１は、大気圧以上であればよい。圧力Ｐ１は、例えば、1.00atm以上10.0atm（=1013250Pa）以下であり、さらに好ましくは、2.50atm（=253312.5Pa）以上7.50atm（=759937.5Pa）以下である。キャビティＣ１内における気体の圧力がＰ１になると、バルブ３５を閉める（加圧ＯＦＦ）。

さらに引き続きプランジャロッド１４を移動させ、溶湯Ｍ１をキャビティＣ１内に充填する（充填ステップＳＴ２３）。キャビティＣ１内における気体の圧力がＰ１に高まった後から、溶湯Ｍ１が最終充填部に到達した最終充填部到達時点Ｔｅまでの間、キャビティＣ１内における気体の圧力はＰ１に維持される。なお、その後、適宜、キャビティＣ１内における気体は、大気開放してもよい。

続いて、図３に示すように、溶湯Ｍ１を凝固させて、鋳造成形体ＳＬ１を形成する（凝固ステップＳＴ３）。バルブ３５を閉めて、気体のキャビティＣ１への送り込みを停止する。なお、溶湯Ｍ１がある程度凝固した後、別のバルブを用いて、キャビティＣ１内における気体を開放してもよい。

可動型２２を固定型２１から離隔移動させて、離型する（離型ステップＳＴ４）。押出機構２２ａが、鋳造成形体ＳＬ１を可動型２２から押し出す（押し出しステップＳＴ５）。以上より、鋳造成形体ＳＬ１を製造することができる。鋳造成形体ＳＬ１から、不要な部位を除去して、鋳造製品を得ることができる。鋳造成形体ＳＬ１及び鋳造製品の内部には、巣が多数分散しつつ微細化している。そのため、鋳造製品の欠陥となる鋳巣の発生を抑制することができる。

なお、押し出しステップＳＴ５に続いて、スプレー装置１７を用いて、離型剤を固定型２１及び可動型２２に塗布し（離型剤塗布ステップＳＴ６）、潤滑剤供給装置１８を用いて、潤滑剤をプランジャロッド１４の先端部外周面に供給する（潤滑剤供給ステップＳＴ７）。給湯ステップＳＴ１に戻り射出ステップＳＴ２～押し出しステップＳＴ５を再び行うことによって、さらに別の鋳造成形体ＳＬ１を製造することができる。すなわち、給湯ステップＳＴ１～潤滑剤供給ステップＳＴ７を繰り返すことによって、鋳造成形体ＳＬ１を連続して大量に製造することができる。

また、上記した実施の形態１に係る鋳造方法の一例では、図４に示すゲート通過時点Ｔｇ、又はゲート通過ステップＳＴ２２において、キャビティＣ１内における気体に加圧しだが、射出開始ステップＳＴ２１において、プランジャロッド１４がスリーブ１３の給湯口１３ａを通過した後から、キャビティＣ１内における気体に加圧してもよい。プランジャロッド１４がスリーブ１３の給湯口１３ａを通過した後であれば、キャビティＣ１内における気体が給湯口１３ａから漏れないため、好ましい。

（計算例）
次に、図５を参照して、計算例について説明する。図５は、アルミニウム溶湯の直径に対するアルミニウム溶湯のカウント数の計算結果を示すグラフである。

当該計算例は、図２に示す射出ステップＳＴ２においてキャビティＣ１内における気体の圧力Ｐが一定であるところを除いて、上記した実施の形態１に係る鋳造方法と同じ鋳造方法について計算したものである。当該計算例は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析を用いて行った。

当該計算例では、溶湯はアルミニウム合金とした。また、射出ステップＳＴ２においてキャビティＣ１内における気体の圧力Ｐは、0.1atm（=10132.5Pa）、1atm、5atm（=506625Pa）の３水準とした。当該計算例では、充填ステップＳＴ２３において、キャビティＣ１内に射出されたアルミニウム溶湯の直径と、そのカウント数（個数）とを計算した。この計算結果を図５に示した。

図５に示すように、圧力Ｐが1atm、又は5atmである場合、アルミニウム溶湯の直径0mm以上1.0mm下のカウント数は、圧力Ｐが0.1atmである場合のそれと比較して多かった。圧力Ｐが5atmである場合、アルミニウム溶湯の直径0mm以上1.0mm以下のカウント数は、圧力Ｐが1atmである場合のそれと比較して多かった。よって、圧力Ｐが高いと、キャビティＣ１内において、小さい直径のアルミニウム溶湯が多数飛散される傾向にある。よって、小さい直径のアルミニウム溶湯が多数飛散されることから、内圧の高い気泡が溶湯に取り込まれる。

ここで、図６を参照して、図５に示す計算例に基づいた凝固ステップＳＴ３における溶湯Ｍ１内に起きていると考えられる凝固現象について説明する。図６は、実施の形態１に係る鋳造方法の一例におけるキャビティ内のアルミニウム溶湯の挙動を示す概略図である。図６は、充填ステップＳＴ２３及び凝固ステップＳＴ３におけるキャビティ内のアルミニウム溶湯の挙動を示す。

図６に示すように、アルミニウム溶湯に相当する溶湯Ｍ１をキャビティＣ１内に充填する。溶湯Ｍ１のキャビティＣ１内への充填が完了すると、内圧の高い多数の気泡ＤＦ１が溶湯Ｍ１内に発生する。溶湯Ｍ１が凝固すると、鋳造成形体ＳＬ１が形成する。鋳造成形体ＳＬ１が形成する際、鋳造成形体ＳＬ１の体積は、凝固収縮によって溶湯Ｍ１よりも小さくなると考えられるが、多数の気泡ＤＦ１が高い内圧を有するから、膨張する。よって、多数の気泡ＤＦ１が膨張したため、凝固しつつある溶湯Ｍ１に圧力を補う。鋳造成形体ＳＬ１が形成した後、巣ＤＦ１は、鋳造成形体ＳＬ１内に多数分散しつつ微細化している。溶湯Ｍ１内における気泡ＤＦ１が、鋳造成形体ＳＬ１内における巣ＤＦ１に相当する。巣ＤＦ１の径は、鋳造成形体ＳＬ１及び鋳造製品の機械的強度に影響を与えないような大きさである。そのため、巣ＤＦ１は、鋳造製品の欠陥ではない。以上より、鋳造成形体ＳＬ１及び鋳造製品の欠陥となる鋳巣の発生を抑制することができる。

また、射出ステップＳＴ２を開始した後、溶湯Ｍ１の一部がゲートＣ３を通過したゲート通過時点Ｔｇから、ゲート通過ステップＳＴ２２を開始する。ゲート通過ステップＳＴ２２では、キャビティＣ１内の気体の圧力値を大気圧以上に高める。よって、溶湯Ｍ１の一部がゲートＣ３を通過した時点から、気体をキャビティＣ１内に送り始める。これによって、溶湯Ｍ１がキャビティＣ１内に到達する時点において、キャビティＣ１内の気体の圧力値が大気圧以上であるため、圧力を溶湯に確実に加えることができる。ベントＣ４は、キャビティＣ１において最終充填部近傍に設けられており、気体はベントＣ４を通過してキャビティＣ１に送り込む。よって、溶湯Ｍ１が最終充填部を充填するまで、キャビティＣ１内の気体の圧力値を大気圧以上に高めることができてよい。

（実験）
次に、図７及び図８を参照して、実験について説明する。当該実験は、上記した実施の形態１に係る鋳造方法の一具体例を用いて、図２に示す鋳造成形体ＳＬ２を製造し、これについて評価した結果である。鋳造成形体ＳＬ２は、テストピースである。図７は、テストピースを示す斜視図である。図８は、巣の直径に対する巣の総体積を示すグラフである。

図７に示すように、鋳造成形体ＳＬ２は、平板状部ＳＬ２１を備える。平板状部ＳＬ２１は、ゲート側板状部ＳＬ２１ａと、接続部ＳＬ２１ｂと、ベント側板状部ＳＬ２１ｃとを備える。ゲート側板状部ＳＬ２１ａと、接続部ＳＬ２１ｂと、ベント側板状部ＳＬ２１ｃとは、この順に連なる。ゲート側板状部ＳＬ２１ａは、接続部ＳＬ２１ｂと比較して厚い。鋳造成形体ＳＬ２は、上記した実施の形態１に係る鋳造方法の一具体例を用いて形成された。

実施の形態１に係る鋳造方法の一具体例では、溶湯として、アルミニウム溶湯を用いた。プランジャロッド１４の速度、すなわち、射出速度は、１m/secとした。実施例１、２、及び比較例１では、射出ステップＳＴ２においてキャビティＣ１内における気体の圧力Ｐ１は、それぞれ5atm、1atm、0.1atmとした。

平板状部ＳＬ２１内部における巣を調査した。その調査結果を図８に示した。ここでは、直径１ｍｍ以上の巣は欠陥と評価し、直径０ｍｍ以上１ｍｍ未満の巣は、欠陥でないと評価した。巣の直径が１ｍｍ以上であると、平板状部ＳＬ２１の機械的強度が減じるおそれがあるからである。

図８に示すように、実施例１、２の直径１ｍｍ以上の巣の総体積は、比較例１のそれと比較して大きい。実施例１、２に係る鋳造成形体ＳＬ２は、比較例１に係る鋳造成形体と比較して、欠陥となる巣が少なかった。実施例１、２の圧力Ｐ１が、比較例１の圧力Ｐ１と比較して高いことが一因として挙げられる。

（変形例）
次に、図９及び図１０を参照して、実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例について説明する。図９は、実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例における一工程を示す斜視図である。図９に示す一工程は、充填ステップＳＴ２３に相当する。図１０は、時間に対する圧力と加圧ＯＮＯＦＦとを示すチャートの別の一例である。

実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例は、ゲート通過ステップＳＴ２２から充填ステップＳＴ２３までの間に、キャビティＣ１内における気体を再び加圧する再加圧ステップＳＴ２２１を備えるところを除いて、上記した実施の形態１に係る鋳造方法と同じである。なお、キャビティＣ１ａは、四輪車に搭載されるサスペンションメンバとほぼ同一形状である。実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例で利用可能な鋳造装置１００ａは、ベントＣ４ｂとバルブ３５ｂと流路３４ｂとを備えるところを除いて、図１に示す鋳造装置１００と同じ構成を備える。なお、図９に示す鋳造装置１００ａの他の構成は、鋳造装置１００の構成の一具体例である。図９に示す鋳造装置１００ａの構成の図示は、分かり易さのため、省略されている。流路３４ａ、３４ｂは、図１に示す加圧タンク３１に接続される。

ゲート通過ステップＳＴ２２では、溶湯Ｍ１ａの先端部がゲートＣ３ａを通過したゲート通過時点Ｔｇにおいて、バルブ３５ａを開き、加圧タンク３１内における気体をベントＣ４ａを介してキャビティＣ１ａ内に送り込む。つまり、キャビティＣ１ａ内における気体を加圧する。図１０に示すように、溶湯Ｍ１ａの先端部がゲートＣ３ａを通過したゲート通過時点Ｔｇにおいて、バルブ３５ａを開き（加圧ＯＮ）、キャビティＣ１内における気体の圧力は、Ｐ０からＰ１にまで高まる。この適用例では、圧力Ｐ０は、1.0atmとし、圧力Ｐ１は、5.0atmとした。キャビティＣ１内における気体の圧力がＰ１になると、バルブ３５ａを閉める（加圧ＯＦＦ）。

ゲート通過ステップＳＴ２２の完了後、さらに引き続きプランジャロッド１４を移動させ、再加圧開始位置到達時点Ｔｈにおいて、溶湯Ｍ１ａを再加圧開始位置Ｃ１ｃに到達させる。再加圧開始位置Ｃ１ｃは、キャビティＣ１ａ内における最終充填部側に位置する。再加圧開始位置Ｃ１ｃは、キャビティＣ１ａ内において、ゲートＣ３ａよりもベントＣ４ｂに近ければよい。再加圧開始位置Ｃ１ｃは、例えば、キャビティＣ１ａ内において、ベントＣ４ａとベントＣ４ｂとの間にある。ここで、ゲート通過時点Ｔｇから、再加圧開始位置到達時点Ｔｈまでにおいて、気体がキャビティＣ１ａ外にリークする。そのため、図１０に示すように、再加圧開始位置到達時点Ｔｈにおいて、キャビティＣ１ａ内における気体の圧力Ｐは、Ｐ２にまで低下している。

再加圧開始位置到達時点Ｔｈにおいて、バルブ３５ｂを開き、加圧タンク３１（図１参照）内における気体を、ベントＣ４ｂを介して、キャビティＣ１ａのうち、最終充填部側部分Ｃ１ｂに送り込む。つまり、キャビティＣ１ａ内における気体を再加圧する（再加圧ステップＳＴ２２１）。バルブ３５ａを開き（加圧ＯＮ）、キャビティＣ１内における気体の圧力は、Ｐ２からＰ１にまで高まる。なお、その後、適宜、バルブ３５ａを閉めてもよい（加圧ＯＦＦ）。

さらに引き続き、図１～図４に示す実施の形態１に係る鋳造方法と同様に、充填ステップＳＴ２３、凝固ステップＳＴ３～押し出しステップＳＴ５を行う。以上より、キャビティＣ１ａと略同じ形状であるサスペンションメンバを備える鋳造成形体を製造することができる。

上記した実施の形態１に係る鋳造方法の一変形例によれば、ゲート通過時点Ｔｇから再加圧開始位置到達時点Ｔｈまでにおいて、キャビティＣ１内における気体の圧力が圧力Ｐ１からＰ２に下がっても、再加圧ステップＳＴ２２１において、キャビティＣ１ａ内における気体を再加圧する。そのため、キャビティＣ１ａ内における気体の圧力を高く保つことができ、大気圧よりも高く圧縮された気体を溶湯に取り込ませる。溶湯Ｍ１ａが凝固することによってその体積が収縮しても、その取り込ませた空気が膨張することによって、溶湯Ｍ１ａに加わる圧力が減少し難い。溶湯Ｍ１ａ全体に圧力を加えることができるため、鋳造製品全体において鋳巣の発生を抑制することができる。

また、上記した一変形例に係るゲート通過ステップＳＴ２２では、気体を再加圧開始位置Ｃ１ｃよりもゲート側にあるベントＣ４ａから送り込むことによって、キャビティＣ１内の気体を加圧する。そのため、気体を再加圧開始位置Ｃ１ｃよりもゲートＣ３ａ側から送り込むため、ゲート通過後の溶湯Ｍ１ａに近い位置から、気体を加圧することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。例えば、実施の形態１に係る鋳造方法では、普通ダイカスト鋳造法を用いたが、機械的構成部品を溶湯に押し当てることによって、溶湯を加圧する鋳造方法を用いてもよい。このような鋳造方法として、例えば、スクイズピンを用いたダイカスト法やスクイズキャスティング法（高圧鋳造法）が挙げられる。

ＳＴ１ 給湯ステップ
ＳＴ２ 射出ステップ
ＳＴ２１ 射出開始ステップ ＳＴ２２ ゲート通過ステップ
ＳＴ２２１ 再加圧ステップ ＳＴ２３ 充填ステップ
ＳＴ３ 凝固ステップ ＳＴ４ 離型ステップ
ＳＴ５ 押し出しステップ ＳＴ６ 離型剤塗布ステップ
ＳＴ７ 潤滑剤供給ステップ
１００、１００ａ 鋳造装置
１０ 鋳造機
１１ 固定盤 １２ 可動盤
１３ スリーブ １３ａ 給湯口
１４ プランジャロッド １５ ラドル
１６ 制御装置 １７ スプレー装置
１８ 潤滑剤供給装置
２０ 金型
２１ 固定型 ２２ 可動型
２２ａ 押出機構 ２４ プランジャロッド
３０ 加圧ユニット
３１ 加圧タンク ３２ コンプレッサ
３３、３４、３４ａ、３４ｂ 流路 ３５、３５ａ、３５ｂ バルブ
３６ 圧力センサ
Ｃ１、Ｃ１ａ キャビティ Ｃ１ｂ 最終充填部側部分
Ｃ２ ランナー Ｃ３、Ｃ３ａ ゲート
Ｃ４、Ｃ４ａ、Ｃ４ｂ ベント
ＤＦ１ 気泡（巣） Ｍ１、Ｍ３ 溶湯
Ｐ、Ｐ０、Ｐ１ 圧力
ＳＬ１、ＳＬ２ 鋳造成形体
ＳＬ２１ 平板状部
ＳＬ２１ａ ゲート側板状部 ＳＬ２１ｂ 接続部
ＳＬ２１ｃ ベント側板状部
Ｔ０ 射出開始時点 Ｔｇ ゲート通過時点
Ｔｅ 最終充填部到達時点 Ｔｈ 再加圧開始位置到達時点

Claims (3)

1. 溶湯をスリーブからキャビティ内に充填するステップと、
   前記スリーブを除く前記キャビティ外から前記キャビティ内に気体を送り込むことによって前記キャビティ内の気体を加圧して、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップと、
   を含み、
   前記溶湯をスリーブからキャビティ内に充填するステップを開始した後、前記溶湯の一部がゲートを通過した時点から、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップを開始する鋳造方法。
2. 前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップを実行した後、
   前記溶湯の一部が前記キャビティ内において最終充填部側に位置する再加圧開始位置に到達した時点から、前記キャビティ内の気体を再加圧して、前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に再び高めるステップをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
3. 前記キャビティ内の気体の圧力値を大気圧以上に高めるステップにおいて、気体を前記再加圧開始位置よりも前記ゲート側から送り込むことによって、前記キャビティ内の気体を加圧する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の鋳造方法。

Images