JPH0141425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ホツトチヤンバ型ダイカスト装置に
関し、特に600℃〜1650℃位迄の溶解金属、所謂
600℃〜1650℃位迄の高温溶湯を成形型内に充填
して鋳造成形するダイカスト装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、此種のダイカスト装置としては第４図に
図示した構造のもので存在している。斯るダイカ
スト装置は溶湯を貯湯する保温鍋a₁′を機枠a₂′内
に吊り下げ内在させて保持炉A′を構成し、その
保持炉A′の保温鍋a₁′内に内在させたスリーブ
B′の下端開口部から成形型１の湯口１ｂに渉り
延設させた湯道路２０の先端をノズル６を介して
該湯口１ｂに接続し、且つスリーブB′内に射出
シリンダーＥのプランジヤーチツプe₁を挿入せし
めて該チツプe₁の往動（下動）によりスリーブ
B′内、所謂加圧室に流入した溶湯を加圧押出し
て湯道路２０を圧送させ、その先端のノズル６か
ら成形型１内、所謂キヤビテイに充填する構造で
ある。

しかし乍ら、このダイカスト装置はプランジヤ
ーチツプe₁により上方からスリーブB′内に圧力を
加えて溶湯を押し出し圧送して成形型１内に充填
する射出機構であるから、プランジヤーチツプe₁
の往動時（加工時）における上方から衝撃振動が
機枠a₂′内に宙吊り状に内在された保温鍋a₁′の鍋
壁やその吊り載置縁部等に伝わり、該部がダイカ
スト機の運行中に繰り返えし受ける振動の影響に
よつてクラツク等の金属疲労が大きく成長して破
損する危険があり、長期の使用に耐え得ない致命
的な欠陥があつた。

また、保持炉A′の保温鍋a₁′はモリブデン鋼や
鋳鉄等の耐熱性金属によつて作られているのが一
般的であるため、600℃〜1650℃位迄の高温溶湯
から受ける熱衝撃が大きく耐熱衝撃性に劣る難点
があり、短期間で修理や交換を行なう必要があつ
た。同時に金属であるから外部への放熱量が大き
く溶湯温度の温度管理が難しかつた。

更に、保温鍋a₁′の溶湯中に浸漬されたスリー
ブB′も上述した耐熱性金属によつて作られてい
るのが一般的であり、しかも溶湯中に浸漬されて
いる結果、常に高温状態にあるため、耐熱衝撃性
に劣ると共に、往復動するプランジヤーチツプe₁
による摩耗が激しかつた。

そこで、この様な問題点を解決するために特開
昭55−5139号公報の第２図或いは特開昭53−1632
号公報の第２図に図示されたダイカスト装置が存
在している。斯る前者のダイカスト装置はプラン
ジヤーチツプの往動時（加圧時）における上方か
らの衝撃振動に対する保温鍋の保持強度を図るた
めに、該保温鍋の外面と機枠の内面との間に粒子
状セラミツクスを充填せしめたものである。しか
し乍ら、粒子状セラミツクスであるが故に保温鍋
を衝撃振動から保護し得る必要十分な剛性を付与
できず、満足できるものではなかつた。

また、保温鍋の内面にセラミツクスコーテイン
グ剤を塗布せしめて鍋壁を金属壁とセラミツクス
壁とから耐熱衝撃性に優れた二重壁構造としたも
のである。しかし乍ら、金属の熱膨脹率とセラミ
ツクスの熱膨脹率との大きな違いから、該セラミ
ツクス壁が破損しやすい難点がある。

一方、後者のダイカスト装置はセラミツクスで
形成した保温鍋（ポツト２４）と内面に耐火レン
ガ２６を添設した機枠（保温器体４）との間に、
保温鍋を保持するセラミツクス形成の断熱層２５
を設けて貯留される溶湯の保温性と衝撃振動から
保温鍋を保護する耐衝撃性に優れた処の保持炉を
構成したものである。

しかし乍ら、保温鍋を作る上記セラミツクスは
金属に比べて耐熱衝撃性や保温性は優れている
が、600〜1650℃位迄の高温溶湯、特に1000℃以
上の高温域に対しては強度、硬度、破壊靭性値が
低く、耐熱衝撃抵抗性、耐薬品抵抗性が急激に劣
る難点があり、何れにせよ従来公知の保持炉にお
いては1000℃を越える高温域から1650℃にも及ぶ
高温溶湯の使用は不可能であつた。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明が解決しようとする技術的課題は、600
〜1650℃位迄の高温溶湯に対する耐高温熱衝撃
性、耐久性等の剛性力と高い保温性を期待でき、
しかも溶湯を成形型内に充填する際に溶湯温度の
低下はなく且つ保持炉に衝撃振動等の負荷応力を
掛けることない射出機構を具備したホツトチヤン
バ型ダイカスト装置を提供することにある。

＜技術的課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するために本発明が講じる技術
的手段は、溶湯を貯湯する保温鍋をセラミツクス
材にて焼成し、該セラミツクス製保温鍋を機枠内
に内在させると共に、その機枠の内面と保温鍋の
外面との間に、発熱体をセラミツクス材に埋め込
んで一体に焼成したセラミツクス製保温材を密接
状に内設介装せしめ且つ保温鍋の開口部をセラミ
ツクス製蓋体で閉蓋せしめて保持炉を構成し、該
保持炉の保温鍋内に下端開口部を内在位置させて
立設する吸上げ用筒体と、一端開口部を成形型の
湯口に接続する射出用筒体と、を十字状に連通さ
せてセラミツクス材にて焼成したセラミツクス製
十字形スリーブの吸上げ用筒体内に、保持炉内の
溶湯を射出用筒体内に吸上げ注湯する吸上げシリ
ンダーのプランジヤーチツプを挿入せしめると共
に射出用筒体内に、吸上げ注湯された溶湯を成形
型内に充填する射出シリンダーのプランジヤーチ
ツプを挿入せしめて成り、上記セラミツクスは、
α−Si₃N₄構造をもつ固溶体でＭ×（Si，AI）₁₂
（Ｏ，Ｎ）₁₆（上式においてＭはMg，Ca，Ｙ等）
で示されるα−サイアロン粒状晶60vol％とβ−
Si₃N₄柱状晶40vol％とが共存する領域“部分安
定化”α−サイアロン領域とよべる緻密な複合組
織相からなるα−サイアロン質焼結体であること
を特徴とする。

＜作用＞ 而して、上記した本発明の技術的手段によれ
ば、保持炉を構成する保温鍋及び十字形スリーブ
はα−サイアロン粒状晶60vol％とβ−Si₃N₄柱
状晶40vol％との共存する領域“部分安定化”α
−サイアロン領域とよべる組成範囲において強
度、硬度、破壊靭性値などの機械的特性に優れ、
且つ耐熱衝撃抵抗性、耐薬品抵抗性に優れたα−
サイアロン質焼結体にて一体成形され、それによ
つて600〜1650℃位迄の高温溶湯に対する耐高温
熱衝撃性と高い保温性が具備される。そして、保
温鍋内に貯留された溶湯は、同溶湯中に浸漬させ
て立設させた十字形スリーブの吸上げ用筒体内の
吸上げ用プランジヤーチツプの復動動作によつて
保温鍋内から連通する射出用筒体内に吸上げ注湯
され、この射出用筒体内の射出用プランジヤーチ
ツプの往動動作によつて成形型内に射出充填され
る。

＜実施例＞ 本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、
図中Ａは保持炉、Ｂはセラミツクス製十字形スリ
ーブであり、この十字形スリーブＢにより保持炉
Ａ内に貯湯されている溶湯を一旦保持炉Ａ外に吸
上げ取出し、然る後、該溶湯を成形型１内、所謂
キヤビテイ１ａに充填するものである。

保持炉Ａは、セラミツクス製保温鍋a₁をその鍋
壁外面と機枠a₂の内面との間にセラミツクス製保
温材a₃を密接状に内設介装せしめて機枠a₂内に内
在設置して構成する。

保温鍋a₁は、耐衝撃性、耐熱衝撃性、耐久性等
に優れ且つ高い保温性に優れたセラミツクス材に
て略筒状に焼成したもので、その鍋壁外面、図面
にあつては側壁外面と底壁下面に保温材a₃を付設
する。

保温材a₃は、保温鍋a₁内に貯湯された溶湯を常
時加温せしめて一定温度に保持する働きをなすも
ので、耐衝撃性、耐熱衝撃性、耐久性等に優れた
セラミツクス材（生素地セラミツクス材）に熱源
になる発熱体２を埋め込んで保温鍋a₁の鍋壁外面
と機枠a₂の内面との間に密接状に内設介装し得る
厚さに一体焼成する。

而して、セラミツクス製保温鍋a₁の鍋壁外面に
密接状に合致させ且つ機枠a₂の内面に密接状に合
致させて内設介装したセラミツクス製保温材a₃に
より保温鍋a₁と機枠a₂を一体化させた一体形構造
にして、耐久性を付与し且つセラミツクス製保温
鍋a₁により耐熱衝撃性を付与し更に該保温鍋a₁と
セラミツクス製保温材a₃とにより耐衝撃性と高い
保温性を付与せしめた保持炉Ａ構造にしたもので
ある。

尚、図中３は保持炉Ａをダイカスト機Ｃに一体
的に設置する架台であり、４は保温鍋a₁の開口部
を閉蓋せしめて貯湯された溶湯の酸化を阻止する
セラミツクス製蓋体であり、この蓋体４には溶解
炉等の親炉に配管直結された湯送管５が貫通状に
接続され、親炉から溶湯が定期的に給湯補充され
る様になつている。

十字形スリーブＢは、吸上げシリンダーＤと射
出シリンダーＥとの追従連動動作によつて保温鍋
a₁から溶湯を一旦吸上げ取り出して成形型１のキ
ヤビテイ１ａに充填する射出通路を構成するため
のもので、蓋体４を貫通させて下端開口部側筒部
を保温鍋a₁の溶湯中に没入浸漬させて立設する吸
上げ用筒体b₁と、一端開口部を成形型１の湯口１
ｂにノズル６を介して接続する射出用筒体b₂と、
を十字状に連通結合させた両者b₁，b₂を耐熱性、
耐久性等に優れたセラミツクス材にて焼成して構
成し、保持炉Ａ上に設置する。

そして、このセラミツクス製十字形スリーブＢ
の吸上げ用筒体b₁の上端開口部上方に吸上げシリ
ンダーＤを立設配置せしめて該シリンダーＤのプ
ランジヤーチツプd₁を吸上げ用筒体b₁内に摺動自
在に挿入すると共に、射出用筒体b₂の他端開口部
側方に射出シリンダーＥを横設配置せしめて該シ
リンダーＥのプランジヤーチツプe₁を射出用筒体
b₂内に摺動自在に挿入する。

尚、吸上げシリンダーＤ及び射出シリンダーＥ
はダイカスト機Ｃに連係され、吸上げシリンダー
Ｄの吸上げ動作、即ちプランジヤーチツプd₁の吸
引、復動（上動）が終了すると同時に射出シリン
ダーＥの射出動作が追従動作してプランジヤーチ
ツプe₁を加圧往動させるものである。

図中Ｆは成形型１のキヤビテイ１ａに連通接続
させて設置した吸引装置であり、この吸引装置Ｆ
は吸上げシリンダーＤの吸上げ動作開始と同時に
動作する様にダイカスト機Ｃに連係させて成る。

而して、吸上げシリンダーＤのプランジヤーチ
ツプd₁を溶湯中に宙吊り状に浸漬させた十字形ス
リーブＢの吸上げ用筒体b₁内の下降限で待機させ
ると共に、射出シリンダーＥのプランジヤーチツ
プe₁を吸上げ用筒体b₁との連通交差より該シリン
ダーＥ側の射出用筒体b₂内の後退限で待機させる
（第１図）。そして、ダイカスト機Ｃの鋳造サイク
ル（１サイクル動作毎）における射出工程時に吸
上げシリンダーＤを動作させてプランジヤーチツ
プd₁を復動させ、保持炉Ａ内の溶湯を射出用筒体
b₂に吸上げ注湯させると共に、該プランジヤーチ
ツプd₁が上昇限となる吸上げ用筒体b₂内に入いる
（第２図）と同時に射出シリンダーＥを動作させ
てプランジヤーチツプe₁を往動させ、射出用筒体
b₂内に吸上げ注湯された溶湯をノズル６を介して
成形型１のキヤビテイ１ａに充填する（第１図）。

吸上げシリンダーＤのプランジヤーチツプd₁は
射出シリンダーＥのプランジヤーチツプe₁が復動
して後退限に戻ると同時に往動せしめてその下降
限で待機し次の復動に備え、再び上記動作を繰り
返して射出シリンダーＥとの連動動作により保持
炉Ａ内の溶湯を成形型１のキヤビテ１ａに充填す
るものである。

然るに、十字形スリーブＢにより保温鍋a₁内の
溶湯を吸上げ射出する射出機構として、保持炉Ａ
に衝撃振動等の負荷応力を掛けずに溶湯を成形型
１のキヤビテイ１ａに充填できる様にしたもので
ある。

次に、上述した保持鍋a₁、保温材a₃、十字形ス
リーブＢ、蓋体４それらを作るセラミツクスの組
成構造を簡単に説明する。

斯るセラミツクスは、α−Si₃N₄構造をもつ固
溶体で、Mx（Si，AI）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆（上式において
ＭはMg，Ca，Ｙ）等で示されるα−サイアロン
の粒状晶（α相）60vol％をβ−Si₃N₄の柱状晶
（β相）40vol％間に焼成して侵入固溶させた緻密
な複合（固溶）組織相明らなるα−サイアロン質
焼結体であり、α−サイアロン粒状晶60vol％と
β−Si₃N₄柱状晶40vol％の共存する領域“部分
安定化”α−サイアロン領域とよべる組成範囲に
おいて強度、硬度、破壊靭性値などの機械的特性
に優れ、且つ耐熱衝撃抵抗性、耐薬品抵抗性に優
れるものである。

而して、本実施例のホツトチヤンバ型ダイカス
ト装置は機枠a₂内に保温材a₃により密接関係で一
体化させて格納内在させた保持炉Ａの保温鍋a₁及
び吸上げ用筒体b₁と射出用筒体b₂とを同一体に連
通させてなる十字状スリーブＢを、600〜1650℃
位迄の高温溶湯、特に1000℃を越えて1650℃の範
囲に及ぶ高温域の高温溶湯に対してα−サイアロ
ン粒状晶60vol％とβ−Si₃N₄柱状晶40vol％との
共存する領域“部分安定化”α−サイアロン領域
とよべる組成範囲において強度、硬度、破壊靭性
値などの機械的特性に優れ、且つ耐熱衝撃抵抗
性、耐薬品抵抗性に優れたα−サイアロン質焼結
体によつて一体に焼成することにより、1000℃か
ら1650℃の範囲の高温域温度に耐え得る優れた耐
高温熱衝撃性、耐久性の剛性力及び高い保温性を
具備せしめ、そして、保持炉Ａの保温鍋a₁から成
形型Ｃのキヤビテイ１ａ内への溶湯の充填を、十
字形スリーブＢの同一体に連通する吸上げ用筒体
b₁内と射出用筒体b₂内に夫々挿通された両プラン
ジヤチツプd₁，e₁の追従往復運動による吸上げ、
射出との一連工程によつて行なう射出機構とし
て、保持炉Ａにて一定温度に加温保持された溶湯
の熱が外部に放散されたり、或いは奪われて温度
が低下することなく一定に保ちながら且つ保持炉
Ａに衝撃振動等の負荷応力を掛けることなく成形
型Ｃのキヤビテイ１ａ内への充填を可能にしたも
のである。

尚、保温鍋a₁の溶湯中に十字形スリーブＢの吸
上げ用筒体b₁を宙吊り状に没入浸漬させた十字形
スリーブＢを設置形態として詳述したが、該吸上
げ用筒体b₁の下端開口部を保温鍋a₁の鍋底に付き
当たるまで延設して該吸上げ用筒体b₁を鍋底に直
接載置せしめた形態とするも任意である。尚、こ
の形態にあつては吸上げシリンダーＤのプランジ
ヤーチツプd₁が待機する下降限近傍の吸上げ用筒
体b₁に流入孔を開穿せしめて溶湯が該筒体b₁内に
流入する様にする。

更に、上記実施例にあつては十字形スリーブＢ
の吸上げ用筒体b₁を垂直宙吊り状として十字形ス
リーブＢを保持炉Ａ上に立設させた形態とした
が、吸上げ用筒体b₁を所望の傾斜角を持たせた斜
め宙吊り状になる様に十字形スリーブＢを立設す
るもよく、任意である。

＜発明の効果＞ 本発明のホツトチヤンバ型ダイカスト装置は叙
上の如く構成してなるから、下記の作用効果を奏
する。

保持炉上に設置した十字形スリーブの吸上げ
用筒体内に挿入した吸上げシリンダーのプラン
ジヤーチツプの往復運動によつて保持炉から同
吸上げ用筒体内を通して溶湯を同一体に連通す
る射出用筒体内に吸上げ取り出し、この射出用
筒体内に挿入した射出シリンダーのプランジヤ
ーチツプの往復運動によつて同射出用筒体内に
保持炉から吸上げ注湯された溶湯を成形型内に
充填する様にしたから、保持炉に充填時におけ
る襲撃振動等の負荷応力を掛けることなく、し
かも溶湯の熱が外部に放散されたり、或いは奪
われて溶湯温度が低下することなく一定の温度
に保ちながら保持炉から成形型内に充填するこ
とが出来る。従つて、溶湯温度の低下に伴う射
出途中での凝固片の発生を防いで品質の高い製
品を鋳造することが出来る。

保温材によつて機枠内に密接関係で一体化さ
せて格納内在させた保温鍋及び前記保温材と吸
上げ用筒体と射出用筒体とを同一体で十字状に
連通させてなる十字形スリーブを、600〜1650
℃位迄の高温溶湯に対してα−サイアロン粒状
晶60vol％とβ−Si₃N₄柱状晶40vol％の共存す
る領域“部分安定化”α−サイアロン領域とよ
べる組成範囲において強度、硬度、破壊靭生値
などの機械的特性に優れ、且つ耐熱衝撃抵抗
性、耐薬品抵抗性に優れたα−サイアロン質焼
結体によつて一体に焼成して、1000℃を越えて
1650℃の範囲に及ぶ高温域温度に耐え得る耐高
温熱衝撃性、耐久性等の剛性力と高い保温性を
具備してなるから、600〜1650℃位迄の高温溶
湯の射出が可能になり、しかも保持炉の保温鍋
開口部を上記α−サイアロン質焼結体からなる
蓋体にて閉蓋せしめてなるから、保温炉内に貯
留された溶湯の酸化防止を図り且つ保温材の保
温効果と相俟つて保持炉の保温性が飛躍的に高
まり、600〜1650℃位迄の高温溶湯の加温保持
が確実になる。

依つて、所期の目的を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示す要部
の断面図、第４図は従来例を示す断面図である。 尚、図中、Ａ：保持炉、a₁：保温鍋、a₂：機
枠、a₃：保温材、Ｂ：十字形スリーブ、b₁：吸上
げ用筒体、b₂：射出用筒体、Ｄ：吸上げシリンダ
ー、d₁：吸上げシリンダーのプランジヤーチツ
プ、Ｅ：射出シリンダー、e₁：射出シリンダーの
プランジヤーチツプ、１：成形型、２：発熱体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯を貯湯する保温鍋をセラミツクス材にて
   焼成し、該セラミツクス製保温鍋を機枠内に内在
   させると共に、その機枠の内面と保温鍋の外面と
   の間に、発熱体をセラミツクス材に埋め込んで一
   体に焼成したセラミツクス製保温材を密接状に内
   設介装せしめ且つ保温鍋の開口部をセラミツクス
   製蓋体で閉蓋せしめて保持炉を構成し、該保持炉
   の保温鍋内に下端開口部を内在位置させて立設す
   る吸上げ用筒体と、一端開口部を成形型の湯口に
   接続する射出用筒体と、を十字状に連通させてセ
   ラミツクス材にて焼成したセラミツクス製十字形
   スリーブの吸上げ用筒体内に、保持炉内の溶湯を
   射出用筒体内に吸上げ注湯する吸上げシリンダー
   のプランジヤーチツプを挿入せしめると共に射出
   用筒体内に、吸上げ注湯された溶湯を成形型内に
   充填する射出シリンダーのプランジヤーチツプを
   挿入せしめて成り、上記セラミツクスはα−
   Si₃N₄構造をもつ固溶体でMX（Si，AI）₁₂（Ｏ，
   Ｎ）₁₆（上式においてＭはMg，Ca，Ｙ等）で示さ
   れるα−サイアロン粒状晶60vol％とβ−Si₃N₄
   柱状晶40vol％とが共存する領域“部分安定化”
   α−サイアロン領域とよべる緻密な複合組織相か
   らなるα−サイアロン質焼結体であることを特徴
   とするホツトチヤンバ型ダイカスト機。