特許 7172765 鋳造装置および鋳造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】鋳造装置および鋳造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 18/04 20060101AFI20221109BHJP

   B22D 18/08 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

B22D18/04 W

B22D18/08 501A

B22D18/04 P

B22D18/04 U

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019047948

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020146739

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】三吉 博晃

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－１５５５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５３２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１３０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １８／００－１８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湯口を通って溶湯が充填される鋳造キャビティを有する鋳造金型と、
前記湯口を閉塞する閉塞位置と前記湯口を開放する開放位置との間を移動する閉塞体と、
前記溶湯が貯留される注湯室と、
前記注湯室に貯留される前記溶湯の湯面を上昇させるためにガスによる加圧力を付与するガス圧付与機構と、
前記閉塞体の背後に備えられる減圧室を介して、前記鋳造キャビティおよび前記湯口を減圧する減圧機構と、を備え、
前記閉塞位置にある前記閉塞体で前記湯口を閉塞した状態で、前記減圧機構により前記鋳造キャビティおよび前記湯口を減圧するとともに、前記ガス圧付与機構により前記溶湯にガスにより前記加圧力を付与し、
次いで、前記閉塞体を前記開放位置に移動させ、かつ、前記閉塞体を前記開放位置に維持し、
次いで、前記閉塞体を前記閉塞位置に前進させるとともに、前記ガス圧付与機構による前記加圧力の解除および前記減圧機構による前記減圧の解除を順に行う、
ことを特徴とする鋳造装置。

【請求項2】

前記閉塞体が前記閉塞位置に前進した後に、前記鋳造キャビティの前記溶湯にメタル圧を付加して前記溶湯の凝固収縮分を補給してから、前記減圧の解除が行われる、
請求項１に記載の鋳造装置。

【請求項3】

前記減圧機構は、
第１真空タンクと、前記第１真空タンクに接続され前記鋳造キャビティに連通するキャビティ吸引管と、
前記第1真空タンクと独立した第２真空タンクと、前記第２真空タンクに接続され前記
減圧室に連通する減圧室吸引管と、を備える、
請求項２に記載の鋳造装置。

【請求項4】

前記減圧室吸引管からの前記減圧室を介する減圧を先行して行った後に、
前記キャビティ吸引管からの前記鋳造キャビティの減圧を行う、
請求項３に記載の鋳造装置。

【請求項5】

前記閉塞体で前記湯口を閉塞した状態で、前記減圧および前記加圧力を付与して、前記溶湯が前記閉塞体に接してから、前記閉塞体を前記開放位置に移動させる、
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の鋳造装置。

【請求項6】

注湯室に貯留される溶湯が湯口を通して鋳造キャビティに充填される鋳造方法であって、
前記湯口を閉塞する閉塞位置と前記湯口を開放する開放位置との間を移動する閉塞体が、
前記湯口を閉塞した状態で、前記閉塞体の背後に備えられた減圧室を介して減圧力を付与することにより前記鋳造キャビティと前記湯口および前記湯口よりも下方の空間を減圧するとともに、前記溶湯の湯面にガスによる加圧力を付与する第１ステップと、
前記減圧および前記加圧力を付与したままで、前記湯口の閉塞を解除して前記溶湯を前記鋳造キャビティに充填する第２ステップと、
前記湯口を閉塞するとともに、前記加圧力および前記減圧の解除を順に行う、第３ステップと、
を備えることを特徴とする鋳造方法。

【請求項7】

前記第３ステップにおいて、
前記鋳造キャビティの前記溶湯の凝固収縮分を補給してから、前記減圧が解除される、請求項６に記載の鋳造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属材料を溶かした溶湯を金型内に充填して製品を製造する鋳造装置及び鋳造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、アルミホイールやエンジンブロック等のアルミニウム複合製品などを低圧鋳造法又は低中圧鋳造法により製造するための竪型鋳造装置として、例えば特許文献１が知られている。
特許文献１の竪型鋳造装置は、ガス排出通路を備えたキャビティを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型と、キャビティ内へ溶湯を下方から供給充填するための真空吸引手段と、を備える。また、特許文献１の竪型鋳造装置は、キャビティ内に鋳込まれた溶湯がキャビティ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞ピンと、閉塞された金型キャビティ内の溶湯を加圧する加圧ステムと、を備える。
特許文献１の竪型鋳造装置は、型締完了後にキャビティ内を真空吸引することにより減圧し、溶湯を吸い上げる。これにより溶湯はキャビティに充填される。キャビティ内の溶湯の流れが停止すると、吸引ガスの流れも停止して、直ちに閉塞ピンで金型キャビティのゲートを閉塞する。これによりキャビティの溶湯が逆流しないように閉塞した後、直ちに加圧ステムを進出させ加圧し、半凝固状態の溶湯をキャビティに補充充填する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２５３２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１においては、真空吸引することによりキャビティを減圧して溶湯を充填する。しかし、キャビティの減圧によりキャビティに溶湯を充填する速度は速いとはいえず、したがって、溶湯をキャビティに充填している間に溶湯温度が低下する。そうすると、充填完了前に凝固層が形成されてしまうため、閉塞ピンによりゲートを閉塞する際に、湯境や湯じわなどが生じるおそれがある。
そこで本発明は、溶湯をキャビティへ充填する時間を短縮できる鋳造装置および鋳造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の鋳造装置は、湯口を通って溶湯が充填される鋳造キャビティを有する鋳造金型と、湯口を閉塞する閉塞位置と湯口を開放する開放位置との間を往復移動する閉塞体と、溶湯が貯留される注湯室と、注湯室に貯留される溶湯の湯面を上昇させるためにガスによる加圧力を付与するガス圧付与機構と、鋳造キャビティおよび湯口を減圧する減圧機構と、を備える。
本発明の鋳造装置は、閉塞位置にある閉塞体で湯口を閉塞した状態で、減圧機構により鋳造キャビティおよび湯口を減圧するとともに、ガス圧付与機構により溶湯にガスにより加圧力を付与し、次いで、閉塞体を開放位置に移動させ、かつ、閉塞体を開放位置に維持し、次いで、閉塞体を閉塞位置に前進させるとともに、ガス圧付与機構による加圧力の解除および減圧機構による減圧の解除を順に行う。

【0006】

本発明における鋳造装置は、好ましくは、閉塞体が閉塞位置に前進した後に、鋳造キャビティの溶湯にメタル圧を付加して溶湯の凝固収縮分を補給してから、減圧の解除が行われる。
本発明における減圧機構は、好ましくは、閉塞体の背後に減圧室を備え、この減圧室を介して減圧がなされる。

【0007】

本発明における減圧機構は、好ましくは、第１真空タンクと、第１真空タンクに接続され鋳造キャビティに連通するキャビティ吸引管と、第1真空タンクと独立した第２真空タンクと、第２真空タンクに接続され減圧室に連通する減圧室吸引管と、を備える。この減圧機構において、好ましくは、減圧室吸引管からの減圧室を介する減圧を先行して行った後に、キャビティ吸引管からの鋳造キャビティの減圧を行う。
本発明において、好ましくは、閉塞体で湯口を閉塞した状態で減圧および加圧力を付与して、溶湯が閉塞体に接してから、閉塞体を開放位置に移動させる。

【0008】

本発明は、注湯室に貯留される溶湯が湯口を通して鋳造キャビティに充填される鋳造方法をも提供する。
本発明は、第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを備える。
第１ステップは、湯口を閉塞した状態で、鋳造キャビティと湯口および湯口よりも下方の空間を減圧するとともに、溶湯の湯面にガスによる加圧力を付与する。
第２ステップは、減圧および加圧力を付与したままで、湯口の閉塞を解除して溶湯を鋳造キャビティに充填する。
第３ステップは、湯口を閉塞するとともに、加圧力および減圧の解除を順に行う。

【0009】

本発明の第３ステップにおいて、好ましくは、鋳造キャビティの溶湯の凝固収縮分を補給してから、減圧が解除される。

【発明の効果】

【0010】

本発明の鋳造装置によれば、溶湯を鋳造キャビティに充填する前に、閉塞体で湯口を閉塞しながら、鋳造キャビティおよび湯口を減圧するのに加えて、ガスによる加圧力で湯面を上昇させた後に、閉塞体を開放位置に移動させる。これにより、鋳造キャビティへの溶湯の急速な充填を可能にする。したがって、本発明の鋳造装置によれば、温度低下が少ない状態で溶湯の充填が可能となるので、閉塞体による加圧力の伝播範囲が均一に広がるため、高品質の鋳造品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る鋳造装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】図１の鋳造装置を用いて鋳造を行う過程を示し、（ａ）は閉塞ピンで湯口を塞いでおり、（ｂ）はキャビティを減圧吸引しており、（ｃ）は加圧室の溶湯の湯面にガスによる加圧力を作用させている。

【図3】図１の鋳造装置を用いて鋳造を行う過程を示し、（ａ）は閉塞ピンを後退させて湯口を開放し、（ｂ）は閉塞ピンを前進させて湯口を閉塞し、（ｃ）はさらに閉塞ピンを前進させてキャビティの溶湯にメタル圧を付加する。

【図4】図１の鋳造装置を用いて行われる鋳造の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る鋳造装置１は、図１に示すように、溶湯Ｍを保持する保持室１０と、保持室１０から供給される溶湯Ｍを収容して加圧する加圧室２０と、鋳造金型４０の下方に配置されて加圧室２０から供給される溶湯Ｍを収容する注湯室３０と、を備える。注湯室３０に貯留される溶湯が鋳造金型４０に向けてガス加圧により充填される。

【0013】

鋳造装置１は、保持室１０、加圧室２０および注湯室３０の順に通って供給される溶湯Ｍを鋳造する鋳造金型４０と、鋳造金型４０の鋳造キャビティ４２を真空吸引する減圧機構５０と、を備える。
鋳造装置１は、鋳造金型４０が備える閉塞体としてのセンターピン４９による湯口４７の閉塞と鋳造キャビティ４２の真空吸引による減圧および溶湯Ｍの加圧とのタイミングを計ることにより、鋳造キャビティ４２に溶湯Ｍを迅速に充填する。鋳造装置１は、これらの動作を司る制御器７０を備える。

【0014】

［保持室１０、加圧室２０および注湯室３０］
保持室１０は、断面図である図１には示されない側壁を有することにより、保持室１０は周囲が取り囲まれた空間を有している。保持室１０は、図１に示すように、加圧室２０との境界をなす仕切り１１と、加圧室２０と連なる溶湯通路１３と、溶湯通路１３と保持室１０とを区切る底壁１５と、を備える。

【0015】

底壁１５には保持室１０から加圧室２０への溶湯Ｍの供給を制御する開閉弁１７が設けられている。開閉弁１７は、底壁１５に形成された貫通孔１７Ａと、貫通孔１７Ａを進退する弁体１７Ｂと、弁体１７Ｂを支持する支持軸１７Ｃと、支持軸１７Ｃを昇降させる駆動源であるシリンダ１７Ｄと、を備えている。
弁体１７Ｂは、例えば鋳造装置１による鋳造工程の初期の状態において、加圧室２０に常に一定量の溶湯Ｍが収容されるように、制御器７０の指示に基づいて開閉が制御される。

【0016】

保持室１０および加圧室２０の上端開口は、蓋１４によって閉じられていれる。保持室１０および加圧室２０のそれぞれにおいて蓋１４と溶湯Ｍの間は密閉空間となっている。
保持室１０に対応する蓋１４には支持軸１７Ｃが貫通するとともにシリンダ１７Ｄが載せられている。また、保持室１０に対応する蓋１４には、保持室１０に溶湯Ｍを供給するための供給口１６が設けられている。

【0017】

[減圧機構]
また、加圧室２０に対応する蓋１４には、ガス供給路２１が設けられている。
ガス供給路２１は、ガス供給源２２と接続される。ガス供給源２２には加圧状態の例えば不活性ガスが貯留されており、この不活性ガスはガス供給路２１を通って加圧室２０に供給され加圧室２０の溶湯Ｍの湯面ＭＳを押して加圧力を付与する。ガス供給路２１を通じたガスによる加圧力は、制御器７０の指示に従って付与される。
これらの加圧室２０、ガス供給路２１およびガス供給源２２は、本発明におけるガス圧付与機構を構成する。

【0018】

加圧室２０に対応する蓋１４には、加圧室２０内の溶湯Ｍの湯面に向けて延びる湯面検知棒２３が設けられている。湯面検知棒２３は、保持室１０から開閉弁１７を介して加圧室２０に供給される溶湯Ｍの湯面ＭＳが所望するレベルに達したか否かを検知する。制御器７０は、湯面検知棒２３が湯面ＭＳを検知したことの情報を取得すると、開閉弁１７を閉じるようにシリンダ１７Ｄに指示する。

【0019】

保持室１０および加圧室２０には、例えば溶湯Ｍの溶融状態を維持するために必要な温度、例えば、約５００℃～７００℃に、貯留された溶湯Ｍを加熱するための図示しないヒータを設置することができる。

【0020】

［鋳造金型４０］
鋳造金型４０は、固定金型４１と固定金型４１の上方に設けられる可動金型４３を備える。図１に示すように固定金型４１と可動金型４３が型閉めされると、固定金型４１と可動金型４３の間の空隙である鋳造キャビティ４２が形成される。注湯室３０から供給される溶湯Ｍはこの鋳造キャビティ４２に吐出される。固定金型４１と可動金型４３の中心部には、後述するセンターピン４９が昇降するための空隙であるピン通路４４が形成されている。
鋳造金型４０は他に固定金型４１を支持する固定板、可動金型４３を支持する可動板および固定板、可動板の付帯物などの要素を備えるが、図示が省略されている。また、図示を省略しているが、固定金型４１、可動金型４３および後述するセンターピン４９などに冷却水を流す通路を形成することができる。
鋳造金型４０において、固定金型４１と可動金型４３の合わせ面は、空気の吸引をさけるために、シールを設けることが好ましい。また、鋳造金型４０には、鋳造品を押し出す図示を省略する押出ピンが設けられるが、押出ピンと金型との隙間についても同様にシールを設けることが好ましい。

【0021】

鋳造金型４０は、注湯室３０の上に設けられる給湯管４５と、給湯管４５の上に設けられる湯口４７と、を備える。給湯管４５および湯口４７は、注湯室３０に貯留された溶湯Ｍを
固定金型４１と可動金型４３から形成される鋳造キャビティ４２に供給する通路となる。

【0022】

鋳造金型４０は、軸線方向Ｃが鉛直方向Ｖに沿うように配置されるセンターピン４９を備えている。センターピン４９は、小径部４９Ａと、小径部４９Ａよりも上方に位置する大径部４９Ｂと、を備える。
センターピン４９は、湯口４７およびピン通路４４を塞ぐ閉塞位置と湯口４７およびピン通路４４を開放する開放位置との間を昇降移動が可能とされている。なお、センターピン４９が閉塞位置から開放位置に移動することを後退といい、その逆を前進ということがある。図１におけるセンターピン４９は閉塞位置にあり、図３（ａ）におけるセンターピン４９は開放位置にある。センターピン４９が閉塞位置にあれば、鋳造キャビティ４２への溶湯Ｍの注湯はできないが、センターピン４９が閉塞位置から開放位置に後退すれば、鋳造キャビティ４２への溶湯Ｍの充填ができるようになる。
なお、センターピン４９の移動のための駆動源の図示は省略されているが、油圧シリンダ、その他の動力発生源が適用される。

【0023】

鋳造金型４０は、センターピン４９の昇降運動を案内する筒状ガイド４８を備える。筒状ガイド４８は、下方端が可動金型４３の内周縁に固定されており、ピン通路４４を取り囲んでいる。センターピン４９は、図１に示す閉塞位置において、小径部４９Ａが湯口４７を閉塞し、大径部４９Ｂは筒状ガイド４８に支持されている。センターピン４９が、図３（ａ）に示す開放位置にいると、大径部４９Ｂは筒状ガイド４８に支持されるが、小径部４９Ａの周囲には筒状ガイド４８との間に溶湯Ｍが通る空隙である湯溜り４６が形成される。このように、センターピン４９は小径部４９Ａが主に閉塞の機能を担う。また、鋳造キャビティ２４に溶湯Ｍが充填された後に、大径部４９Ｂが湯溜まり４６まで前進すれば、溶湯Ｍにメタル圧を付加する押湯としての機能を担う。

【0024】

筒状ガイド４８は、センターピン４９の大径部４９Ｂが摺動するその内周面４８Ｃを備えている。大径部４９Ｂの外周面と内周面４８Ｃの間には、気体は通過することができるが、溶湯Ｍは通過できない程度の微小な隙間が設けられている。したがって、筒状ガイド４８は、センターピン４９と摺接する範囲においてはセンターピン４９により溶湯に対して液密にシールされている。また、筒状ガイド４８の上端には封止蓋４８Ａが設けられており、センターピン４９と封止蓋４８Ａの間には液密な減圧室４８Ｂが形成される。
また、センターピン４９の小径部４９Ａの外周面と湯口４７の内周面の間の隙間も、大径部４９Ｂの外周面と内周面４８Ｃの間の隙間と同様に、溶湯に対して液密にシールされている。

【0025】

［減圧機構５０］
減圧機構５０は、第１真空タンク５１Ａと、第１真空タンク５１Ａと鋳造金型４０を繋ぐキャビティ吸引管５２と、第1真空タンク５１Ａと独立した第２真空タンク５１Ｂと、第２真空タンク５１Ｂと減圧室４８Ｂを繋ぐ減圧室吸引管５３と、を備える。キャビティ吸引管５２には、真空タンク５１による鋳造金型４０への真空吸引の作用のオン・オフを選択する開閉弁５５が設けられている。図示を省略するが、減圧室吸引管５３にも同様の開閉弁が設けられている。
真空タンク５１Ａおよび真空タンク５１Ｂは、図示を省略する真空ポンプが接続されることで、内部が所定の真空度に保たれている。

【0026】

キャビティ吸引管５２は鋳造キャビティ４２に連通し、主に鋳造キャビティ４２の内部を真空吸引により減圧する。キャビティ吸引管５２には、チルベント５４が設けられている。チルベント５４は、溶湯Ｍのキャビティ吸引管５２への浸入を防止する。
減圧室吸引管５３は封止蓋４８Ａを貫通して減圧室４８Ｂに連通し、主にセンターピン４９の背後から湯口４７を真空吸引により減圧する。開閉弁５５は集合管５３Ｃに設けられており、開閉弁５５が閉じられるとキャビティ吸引管５２および減圧室吸引管５３の両者を介した真空吸引は行われない。図１には閉じられている開閉弁５５が示されている。開閉弁５５が開かれるとキャビティ吸引管５２および減圧室吸引管５３の両者を介した真空吸引が行われる。図２（ｂ）、図３（ａ）には開いている開閉弁５５が示されている。

【0027】

［鋳造手順］
次に、鋳造装置１による鋳造の手順を図２、図３および図４を参照して説明する。

【0028】

［湯口の閉塞］
鋳造装置１による鋳造手順は、図２（ａ）および図４（Ｓ１０１）に示すように、センターピン４９が閉塞位置において湯口４７を閉塞した状態で始められる。また、センターピン４９の大径部４９Ｂの外周面と内周面４８Ｃとの間、および、センターピン４９の小径部４９Ａの外周面と湯口４７の内周面との間には、気体は通過することができるが、溶湯Ｍは通過できない程度の微小な隙間が設けられている。

【0029】

［真空吸引による減圧その１］
次に、減圧室吸引管５３の図示を省略する開閉弁を開く。そうすると、センターピン４９の大径部４９Ｂと筒状ガイド４８の間およびセンターピン４９の小径部４９Ａと湯口４７の間を介して、湯口４７と湯面ＭＳの間の空間、つまり溶湯Ｍが通過する経路が真空吸引されるため、当該経路は減圧される（図４ Ｓ１０３）。このとき、開閉弁５５は閉じられており、キャビティ吸引管５２には真空吸引力は作用していない。また、センターピン４９は閉塞位置にいる。
ここでセンターピン４９と筒状ガイド４８の間の隙間が微小であり、所望する真空度を得るための時間が長くなるので、減圧室吸引管５３からの真空吸引をキャビティ吸引管５２より先行させるのが好ましい。

【0030】

［真空吸引による減圧その２］
次に、センターピン４９が湯口４７を閉塞したままの状態で、図２（ｂ）に示すように、開閉弁５５を開く。そうすると、キャビティ吸引管５２を介して鋳造キャビティ４２が真空吸引されるため、鋳造キャビティ４２は減圧される（図４（Ｓ１０５））。
なお、ここでは、キャビティ吸引管５２が鋳造キャビティ４２の減圧を担い、減圧室吸引管５３が湯口４７の周囲の減圧を担うと説明した。しかし、キャビティ吸引管５２も湯口４７の周囲の真空吸引に関わるし、減圧室吸引管５３も鋳造キャビティ４２の真空吸引にも関わる。
以上の通りであり、本実施形態の鋳造装置１において、溶湯Ｍを充填する前に、鋳造キャビティ４２を含め溶湯Ｍが通過する領域が減圧される。この減圧は、次の不活性ガスによる湯面ＭＳへの加圧力を付与する間も継続される。

【0031】

［ガスによる加圧力付与］
センターピン４９が湯口４７を閉塞したままの状態で、図２（ｃ）および図４（Ｓ１０７）に示すように、加圧室２０にガス供給路２１を介して不活性ガスを供給し、加圧室２０の溶湯Ｍの湯面ＭＳにガスによる加圧力を作用させる。この加圧力は、好ましくは、図２（ｃ）に示すように、注湯室３０の溶湯Ｍが湯口４７に配置されるセンターピン４９に接するまで行う。このとき、より好ましくは、溶湯Ｍの湯面ＭＳはセンターピン４９を鉛直方向Ｖの上向きに押圧する。ただし、これはあくまで本発明における好ましい条件にすぎない。溶湯Ｍがセンターピン４９から離れていても、本発明における減圧および加圧力を伴うことによる溶湯の迅速な充填を阻害するものではない。加圧室２０における湯面ＭＳへのガスによる加圧力は継続される。

【0032】

［湯口の開放］
溶湯Ｍがセンターピン４９に接するまで上昇した後に、図３（ａ）および図４（Ｓ１０９）に示すように、センターピン４９を開放位置まで後退させると、溶湯Ｍは湯口４７を通って鋳造キャビティ４２に充填される。鋳造キャビティ４２を含め溶湯Ｍが通過する領域が減圧されているので、加圧室２０における不活性ガスによる加圧力だけに比べると、溶湯Ｍが鋳造キャビティ４２に充填される際の抵抗が小さくなる。
溶湯Ｍが鋳造キャビティ４２に充填された後の所定期間にも、真空吸引による減圧力および不活性ガスによる加圧力を加えることが好ましい。

【0033】

［湯口の閉塞／ガス加圧解除］
溶湯Ｍが鋳造キャビティ４２に充填された後に、図３（ｂ）および図４（Ｓ１１１）に示すように、センターピン４９を閉塞位置まで前進させる。次いで、加圧室２０への不活性ガスの供給を停止して、溶湯Ｍへの不活性ガスによる加圧力を解除する。そうすると、鋳造キャビティ４２に充填された以外の溶湯Ｍはその湯面ＭＳが下がる。
センターピン４９が閉塞位置まで前進すると、鋳造キャビティ４２に充填された溶湯Ｍを加圧する。この加圧は、鋳造キャビティ４２の中でも末端部分、特に湯道の細い部分への溶湯Ｍの充填に寄与する。
なお、以上ではセンターピン４９の閉塞位置までの前進が先行して行われることを述べたが、この逆、つまり、加圧力および減圧の解除を先行して行ってからセンターピン４９の閉塞位置までの前進を行ってもよいし、加圧力および減圧の解除とセンターピン４９の閉塞位置までの前進を並行して行ってもよい。

【0034】

［メタル圧付加］
次に、図３（ｃ）に示すように、これまでの閉塞位置よりもセンターピン４９を、センターピン４９の大径部４９Ｂが湯溜り４６に達するまで前進させる。そうすると、センターピン４９の小径部４９Ａと大径部４９Ｂの差分だけ湯溜り４６の容積が縮小されることになり、この容積の縮小に相当する押湯容積の溶湯Ｍが、湯溜り４６から鋳造キャビティ４２に供給される。また、この供給過程において、センターピン４９に付与される前進の駆動力を大径部４９Ｂと小径部４９Ａとの外径差による加圧面積で除した加圧力、つまりメタル圧を付加させた状態で、湯溜り４６から溶湯が供給されるので、いわゆる押湯効果が発揮される（図４ Ｓ１１３）。この押湯効果においては、鋳造キャビティ４２へ凝固収縮分の溶湯Ｍが、凝固収縮の進行に応じた適切な量だけ補給されることが好ましい。

【0035】

［減圧解除］
凝固収縮分の溶湯Ｍが補給されたならば、第１真空タンク５１Ａに連なるキャビティ吸引管５２および第２真空タンク５１Ｂに連なる減圧室吸引管５３を介した減圧を解除する（Ｓ１１５）。

【0036】

以後は、図示を省略するが、鋳造キャビティ４２において溶湯Ｍが凝固してから固定金型４１と可動金型４３の型開きをするとともに、センターピン４９を開放位置まで後退させてから、鋳造品を取り出して一連の鋳造工程を終える。
固定金型４１と可動金型４３の型閉めをしてから、図２（ａ）に示すように、センターピン４９を閉塞位置まで前進させれば、次の鋳造工程を始めることかできる。

【0037】

［鋳造装置１の効果］
鋳造装置１による鋳造方法よれば、溶湯Ｍを充填する前に、鋳造キャビティ４２を含め溶湯Ｍが通過する領域が減圧されているので、溶湯Ｍが鋳造キャビティ４２に充填される際の抵抗が小さい。よって、鋳造キャビティ４２に溶湯Ｍが迅速に充填されるので、鋳造キャビティ４２に充填される溶湯Ｍの温度低下が少ない。これにより、センターピン４９により鋳造キャビティ４２に充填された溶湯Ｍにセンターピン４９から与えられる加圧力の伝搬範囲が広くなる。したがって、鋳造キャビティ４２の末端における微小幅の部分にも溶湯Ｍを十分に充填できるので、高い品質の鋳造品が得られる。

【0038】

加えて、本実施形態の鋳造装置１によれば、減圧室吸引管５３を介してセンターピン４９の背面の減圧室４８Ｂより空気を排出するため、空気の巻き込みが抑えられた高品質の鋳造品が得れる。特に、鋳造装置１は、センターピン４９によるメタル圧の付加を終えるまで減圧吸引を継続するので、より高品質の鋳造品を得ることができる。

【0039】

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。
例えば、本実施形態においては、保持室１０、加圧室２０および注湯室３０を備える鋳造装置１を例にしたが、本発明は、鋳造金型の下方に受けられる注湯室に下端が浸漬されるストークを通って溶湯が鋳造キャビティに充填される鋳造装置に適用することもできる。この鋳造装置においては、注湯室における給湯管よりも外側の湯面にガスによる加圧力が加えられる。つまり、本発明において、注湯室に貯留される溶湯の湯面を上昇させるためにガスによる加圧力を付与するとは、注湯室に貯留される溶湯に加圧力を直接的に付与する形態と、注湯室に貯留される溶湯に加圧力を間接的に付与する形態とを含んでいる。上述した実施形態は、後者の形態に該当する。

【0040】

また、本実施形態においては、キャビティ吸引管５２と減圧室吸引管５３の二つの真空吸引の経路を設ける好ましい例を示したが、本発明はこれに限定されない。鋳造キャビティ４２および湯口４７の周囲を減圧できるのであれば、キャビティ吸引管５２と減圧室吸引管５３のいずれか一方だけを設けることもできる。

【0041】

また、本実施形態における鋳造装置１は、センターピン４９が固定金型４１および可動金型４３の水平方向の中央に配置される例を示しているが、本発明はこれに限定されない。その位置に関わらず、湯口を塞ぐ閉塞位置と湯口を開放する開放位置との間を昇降移動することのできる閉塞体を備えていれば、本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 鋳造装置
１０ 保持室
１３ 溶湯通路
１４ 蓋
１５ 底壁
１６ 供給口
１７ 開閉弁
２０ 加圧室
２１ ガス供給路
２３ 湯面検知棒
３０ 注湯室
４０ 鋳造金型
４１ 固定金型
４２ 鋳造キャビティ
４３ 可動金型
４４ ピン通路
４５ 給湯管
４６ 湯溜り
４７ 湯口
４８ 筒状ガイド
４８Ａ 封止蓋
４８Ｂ 減圧室
４８Ｃ 内周面
４９ センターピン（閉塞体）
４９Ａ 小径部
４９Ｂ 大径部
５０ 減圧機構
５１Ａ 第１真空タンク
５１Ｂ 第２真空タンク
５２ キャビティ吸引管
５３ 減圧室吸引管
５４ チルベント
５５ 開閉弁
７０ 制御器
Ｃ 軸線方向
Ｍ 溶湯
ＭＳ 湯面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】