JPH02155558A - 低圧鋳造機の加圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、主として自動車部品等の鋳造に使用される
低圧鋳造機における溶湯の加圧装置に関するものである
。

（従来技術及びその課題） 従来、低圧鋳造機においては、保持炉内の金属溶湯に圧
力を加えて鋳型内に金属溶湯を鋳込むに際し、保持炉内
にエアーを供給するためにエアー供給路が設けられてお
り、このエアー供給路には減圧弁と流量調整弁が設けら
れ、圧力と流量が一定のエアーが保持炉内に送られるこ
とにより、最終的に保持炉内の内圧を減圧弁で設定した
圧力まで加圧するように構成されており、又、１回の鋳
造が終了する毎に減圧弁の設定値を金属溶湯の場面減少
量だけ昇圧する方法が取られている。この方法によれば
、繰り返し鋳造し、金属溶湯の場面位置が減少すると、
金属溶湯の鋳型の充填開始までの時間が長くなり、鋳型
充填開始時の溶湯温度が下がり、鋳物の湯回り不良が発
生する原因となっていた。

又、エアー供給路及び保持炉からのエアー漏れが発生し
た時には溶湯の鋳型充填速度が遅くなると同時に、最終
的に減圧弁で設定した圧力まで保持炉内の圧力が上昇し
ないことが生じ、種々の鋳物不良が発生していた。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって
、金属溶湯を繰り返し鋳型内に供給するに際し、場面位
置の減少及びエアー漏れ等によって生ずる鋳物の欠陥を
無くすることのできる低圧鋳造機の加圧制御装置を提供
せんことを目的とし、その要旨は、エアー供給路から供
給されるエアーの圧力により金属溶湯を加圧し鋳型内に
充填するとともに、所定の圧力パターンに従って加圧力
を制御する制御手段を備えた低圧鋳造機において、前記
エアー供給路内に、駆動部の移動距離に比例してエアー
の流量を制御し得る弁体を有する流量比例制御弁を設け
、該流量比例制御弁の駆動部と前記制御手段とを接続し
、前記圧力パターンに従ってエアー圧を制御し得るよう
に構成したことである。

（作用） エアー供給路内には流量比例制御弁が設けられており、
この流量比例調整弁には制御手段が接続されているため
、制御手段内にメモリきれている所定の圧力パターンに
従ってｆｃ量量比側制御弁駆動部が制御され、この駆動
部の移動量に伴って流量比例制御弁の弁体が開放され、
駆動部の移動量に比例したエアーを流すため、繰り返し
鋳造が行なわれる時に、金属溶湯の湯面位置の減少及び
エアー漏れ等が発生しても、鋳造毎に所定の圧力パター
ンに従って同一品質の鋳物を繰り返し生産することが可
能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は低圧鋳造機の概略構成システム図であり、図に
おいて、低圧鋳造機の下ダイベース５の下部には溶湯保
持炉１が配設されており、この溶湯保持炉１内にはルツ
ボ２が配置され、ルツボ２内にアルミ等の金属溶湯３を
封入可能となっている。

このルツボ２の中央部には、金属溶湯３内に浸漬キれて
下ダイベース５より垂下状にストーク４が配設されてお
り、ストーク４の上端部が、上型と下型よりなり内部に
キャビティ空間Ｋを形成した鋳型６に接続されており、
ストーク４を介し金属溶湯３を鋳型６のキャビティ空間
に内に導入可能となっている。尚、キャビティ空間にの
入り口部は湯口部Ｋａとなっている。

前記ルツボ２の図示左上部には配湯口１３が連通状に配
設されており、この配湯口１３には給気口１４が連通接
読きれている。又、配湯口１３には圧力センサ９が接続
されている。

前記給気口１４には排気弁１５が接続きれているととも
に、その上流側には流量比例制御弁１０が配設されてお
り、さらにその上流側には減圧弁１１が配設きれ、外部
のニアコンプレッサ等に接続きれている。従って、この
給気口１４には前記減圧弁１１を通り流量比例制御弁１
０で流量が調節された状態でエアが流入され、流入され
たエアがルツボ２内の金属溶湯３の上面に圧力を加えて
金属溶湯３を下方に押圧し、この押圧力により金属溶湯
３がストーク４を通り前記キャビティ空間に内に注入さ
れる構造となっている。前記圧力センサ９はこの時の金
属溶湯３に加えられる圧力を検出し得るものである。又
、圧力検出センサ９及び流量比例制御弁１０はマイクロ
コンピュータにて構成きれる制御手段１２に接続されて
いる。

前記ルツボ２内の金属溶湯３に浸漬された状態で溶湯温
度センサ７が配設されており、さらに前記鋳型６には鋳
型温度を検出し得る鋳型温度センサ８が配設され、これ
らの温度センサ７及び８は前記制御手段１２に接続され
ている。

このような装置において、前記制御手段１２内には第２
図に示すような圧力−時間パターン線図がメモリきれて
おり、この圧力−時間パターンに従って加圧制御が行な
われる。即ち、第２図において、鋳込みスタートボタン
が押された時（Ｓ）に、前述した如く配湯口１３に給気
口１４からエア圧が加えられて金属溶湯３が押圧され、
ストーク４を介しキャビティに内に金属溶湯３が注入さ
れる。その注入開始ポイントが図中Ｐ１で示す点であり
、図中Ｐ、で示す時点においてキャビティ空間に内への
充填が終了し、この２２点からＰ３点に亘り更にエア圧
が加えられて、キャビティ空間に内の金属溶湯３に圧力
が加わり押湯工程となる。その後Ｐ、からＰ４の間は押
湯圧が保持された時間であり、この時間はＡで示す押湯
圧保持時間となっている。この押湯圧保持時間Ａが経過
した後に、Ｐ４からＰ６において徐々に前記排気弁１５
が開かれてエアが排気きれ、この排気時間Ｂの時間内に
自然冷却され、その後にキャビティ空間により製品が取
り出されてワンショットが終了する。

この第２図に示す圧力−時間パターンに沿った制御が制
御手段１２により行なわれる時には、前記圧力センサ９
からの信号が制御手段１２に入力されており、この信号
に基づいて制御手段１２内にて比較演算され、その結果
を前記流量比例制御弁１０に電気信号として送り、流量
比例制御弁１０の弁開度が調節されて制御が行なわれる
。

尚、第３図には前記制御手段１２と前記流量比例制御弁
１０間の電気回路ブロック図を示す。

即ち、制御手段１２と流量比例制御弁１０間にはドライ
ブユニット１３が配設されており、前記制御手段１２か
らの操作信号はドライブユニット１３内の比較回路内に
入力され、この比較回路内には前記流量比例制御弁１０
からのバルブストロークフィードバック信号が同時に入
力されており、比較回路内でこれらを比較し、さらにこ
の比較された偏差値を偏差増幅回路により増幅し、デイ
ザ−発振回路の助けを得て駆動回路に入力し、この駆動
回路から駆動信号が前記流量比例制御弁１０の駆動部に
伝えられる。

即ち、流量比例制御弁１０は第４図に示すような構造と
なっており、前記駆動回路からの信号により駆動される
駆動部１４内にはソレノイド１５が側面側に配設され、
中央部にはこのソレノイド１５が励磁されることにより
移動されるプランジャー１６が配設されており、このプ
ランジャー１６には垂下状に軸１６ａが垂設され、軸１
６ａの下端部には弁体１８が設置されている。又、プラ
ンジャー１６の上端部にはプランジャー１６の位置を検
出し得るポテンショメーター１７が設置されている。尚
、前記弁体１８が配置される本体１０ａ内にはエアー流
路Ｒが形成されており、この流路Ｒ内に前記弁体１８と
当接し得る弁座１９が配設されている。前記弁体１８は
前記プランジャー１６の移動距離と流路Ｒ内を流れるエ
アーの流量を比例させるために円錐形状に形成されてお
り、この弁体１８と弁座１９間の隙間が前記プランジャ
ー１６移動距離と比例するように設定されている。

従って、第３図で前述した如く、プランジ〜−１６の移
動位置はポテンショメーター１７を介しバルブストロー
クフィードバック信号として前記ドライブユニット１３
内の比較回路にフィードバックされており、前記制御手
段１２には、ルツボ２内に加えられるエアー圧が圧力セ
ンサ９により検出されて入力されているため、制御手段
１２内では前記第２図に示す圧力パターンに従って、圧
力センサ９から送られる圧力検出値に基づいて流量比例
制御弁１０に操作信号をドライブユニット１３を介し送
り、この制御手段１２からの操作信号は流量比例制御弁
１０からのバルブストロークフィードバック信号と比較
され、流量比例制御弁１０が第２図に示す圧力パターン
に従って良好に制御されることとなり、前記エアー供給
路を形成する流路Ｒを流れるエアーの流量が圧力パター
ン線図に対応した流量となり、正確に第２図の圧力パタ
ーンが実行される。従って、鋳造の繰り返しによりルツ
ボ２内の金属溶湯の場面位置が減少した場合にも、ルツ
ボ２内の圧力減少は前記圧力センサ９により検出されて
良好に制御手段１２内に入力きれるため、場面位置の減
少が生じても常に流量比例制御弁１０が作動されること
により、所定の圧力パターンに制御することができ、一
定の圧力パターンに従い同一品質の鋳物を繰り返し生産
することができる。

又、同様にエアー供給路Ｒ内等にエアー漏れ等が生じて
いる時にも、ルツボ２内のエアー圧の減少は圧力センサ
９により検出きれて、制御手段１２を介し流量比例制御
弁１０の操作量が良好に操作されるため、同一品質の鋳
物を繰り返し生産可能となる。

尚、前記第４図に示す流量比例制御弁１０の構造は一例
であって、プランジャー１６の移動量と弁体１８と弁座
１９間の隙間とが比例し、プランジャーの移動距離に比
例したエアー流量が得られるものであれば良い。

尚、第１図における溶湯温度センサ７及び鋳型温度セン
サ８は、鋳型６が冷えている場合とか、溶湯金属３の温
度が標準値よりも低い場合、又は高い場合等に、前記第
２図における押湯圧保持時間Ａと排気時間Ｂを適正値に
修正するために、前記制御手段１２と接続されたもので
あり、これらの人力信号に基づいて制御手段１２内では
適正な時間Ａ及びＢが選択されて補正され、前述した流
量比例制御弁１０に操作信号が送られるものとなってお
り、その場合には流量比例制御弁１０は補正された圧力
パターンに従って制御される。

（発明の効果） 本発明の低圧鋳造機の加圧制御装置は、エアー供給路か
ら供給されるエアーの圧力により金属溶湯を加圧し鋳型
内に充填するとともに、所定の圧力パターンに従って加
圧力を制御する制御手段を備えた低圧鋳造機において、
前記エアー供給路内に、駆動部の移動距離に比例してエ
アーの流量を制御し得る弁体を有する流量比例制御弁を
設け、該流量比例制御弁の駆動部と前記制御手段とを接
続し、前記圧力パターンに従ってエアー圧を制御し得る
ように構成したことにより、流量比例制御弁が制御手段
により制御されて駆動されることにより、一定の圧力パ
ターンに従ったエアー圧を得ることができ、鋳造の繰り
返しに伴う溶湯の湯面位置の減少及びエアー漏れ等に対
しても、鋳造毎の圧力パターンを一定に制御することが
でき、同一品質の鋳物を繰り返し生産することができる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は低圧鋳造機の概略
構成システム図、第２図は制御手段内にメモリされてい
る圧力−時間パターン図、第３図は制御手段と流量比例
制御弁間の駆動回路のブ第４図は流量比例制御弁の断面
構成図 ロック図、 である。 １・・・溶湯保持炉 ３・・・金属溶湯 ６・・・鋳型 １０・・・流量比例制御弁 １３・・・ドライブユニット １５・・・ソレノイド １６・・・プランジャー １７・・・ポテンショメーター １８・・・弁体 Ｒ・・・エアー供給路（流路） Ｋ・・・キャビティ空間 ・・・ルツボ ・・・ストーク ・・・圧力センサ ト・・減圧弁 ４・・・駆動部 ９・・・弁座

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エアー供給路から供給されるエアーの圧力により金属溶
   湯を加圧し鋳型内に充填するとともに、所定の圧力パタ
   ーンに従って加圧力を制御する制御手段を備えた低圧鋳
   造機において、前記エアー供給路内に、駆動部の移動距
   離に比例してエアーの流量を制御し得る弁体を有する流
   量比例制御弁を設け、該流量比例制御弁の駆動部と前記
   制御手段とを接続し、前記圧力パターンに従ってエアー
   圧を制御し得るように構成したことを特徴とする低圧鋳
   造機の加圧制御装置。