JPH0260429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲の請求項１に記載した
ような、たとえば、米国特許第4616691号に開示
されているようなガス透過性シエル型で金属を重
力に抗して真空鋳造する装置に関する。一層詳し
くは、このような装置で用いられる真空室に鋳型
を固定する手段に関する。

反重力式真空シエル型鋳造法は薄肉の鋳物を製
造する際に特に有用であり、次のように行われ
る。ガス透過性上部を有する底ゲート付きの鋳型
を真空室の口部に対して密封し、真空室が上部と
対面するようにし、この口部の下面を下方配置の
溶融金属溜めに浸漬してから真空室を抽気して溶
融金属を鋳型の下面にある１つ以上のゲートを通
して鋳型内に吸引する。このような方法は米国特
許第4340108号に示されており、ここでは、鋳型
は上型部分と下型部分とを有する樹脂結合砂シエ
ルを包含し、これら上型、下型部分が相互に密封
結合され、かつ、真空室の外側にある周縁衝合部
と係合するスプリング・クリツプによつて真空室
に取り付けられる。米国特許第4340108号は上型
の頂部で鋳型を真空室に対して密封し、その結
果、鋳型部分の間の分離線が真空室の外側に位置
する。米国特許第4632171号では、下型の頂部で
真空室に対して鋳型を密封し、上型、下型間の分
離線が真空室内に位置するようにしている。米国
特許第4632171号では、下型の下面と係合し、真
空室の外面に沿つて延びていて鋳型を真空室に固
着しているばね片寄せ式ボルトを使用している。
これらのボルトのヘツドは溶融金属溜め内に浸漬
されるので非常に有効寿命が短い。『現代鋳造
（Modern Casting）』1983年10月号、29〜31頁の
ジー．デイー．シヤンドリー（G.D.Chandley）
の「反重力式シエル型自動鋳造法（Automatic
Counter Gravity Casting of Shell Mounds）」
に、丸い鋳型を丸い真空室に装着し、真空室の内
面に丸い鋳型の周面に螺合する自己タツピングね
じを設けた技術が開示されている。この技術は比
較的小型の鋳型に限られ、丸い外面を持たない、
矩形等の鋳型に用いることはできない。米国特許
第4658880号が一端に真空室内の鋳型と係合する
自己タツピングねじを有する軸の使用を記載して
いる。

本発明の目的はシエル型で重力に抗して真空鋳
造する装置であつて、鋳型、真空室の形状、寸法
に無関係に真空ボツクスの口部にシエル型を迅
速、簡単かつ確実に装着できる改良手段を包含す
る装置を提供することにある。この目的および他
の目的は以下の詳細な説明から一層容易に明らか
となろう。

本発明による反重力式真空溶融金属鋳造装置は
特許請求の範囲の請求項１の特徴記載部分に記載
されている特徴によつて特徴付けられる。

本発明は、多孔性のガス透過性上方シエルおよ
びこの上方シエルに取り付けた底ゲート付き下部
を有する鋳型と、上方シエルと対面し、この上方
シエルを通して鋳型を抽気する真空室を構成して
いる真空ボツクスであつて、下面にリツプ部を有
し、鋳型およびこの鋳型の上方に位置する天井と
密封係合する周壁を包含する真空ボツクスと、鋳
型に形成してあつて、各々がそれの上方に位置す
る鋳型の少なくとも１つの棚状の張出し部分によ
つて部分的に構成されている複数の固定用空所
と、張出し部分につながつて鋳型に設けてあり、
固定用空所への入口となる開口と、真空ボツクス
の天井を貫いて往復摺動できる固定手段とを包含
し、この固定手段が、(1)真空ボツクスの天井を貫
いて延びる複数本の軸と、(2)各軸の下端にあり、
鋳型の開口を通して空所内へ挿入することができ
かつ張出し部の下面と係合するように回転できる
ようになつているキーパと、(3)各軸とキーパを張
出し部の下面と係合、離脱できるように回転させ
て鋳型を真空ボツクスに対して装着、取り外しで
きるようにした手段とを包含する改良された反重
力式真空鋳造装置を意図している。固定用空所
は、好ましくは、入口開口をこの空所から境する
２つの張出し部によつて構成される。キーパは、
好ましくは、軸の下端に中間部を溶接その他の手
段で固着してあり、軸が90度回転したときに半分
が１つの張出し部の下面と係合し、残りの半分が
他方の張出し部の下面と係合する細長い棒であ
る。すべての軸は、好ましくは、同時に一緒に回
転できるように相互に機械的にリンク結合されて
いるか、あるいは空気圧式／液圧式に連結してあ
る。

本発明は、添付図面に関連した、或る特定の実
施例についての以下の詳細な説明に照らして考案
したときに一層良く理解して貰えよう。

図面のすべての図を通じて、同様の参照符号が
同様の部分について用いられている。いくつかの
図は鋳型６内に吸い上げられることになつている
溶融金属４のポツト２を示している。鋳型６はガ
ス透過性の上部８を包含し、この上部は分離線１
２に沿つて下部１０に固着（たとえば、接着）し
てあり、それらの間に成形空所１６を構成してい
る。下部１０はその下面に複数の堰１４を包含
し、成形空所１６を抽気したときにそこに溶融金
属を供給することができる。鋳型６の下部１０は
真空室２０の口部１８に対して（すなわち、耐熱
ガスケツト材料２４を介して）密封される。この
真空室２０は真空ボツクス２２によつて構成され
ており、鋳型６のガス透過性上部８が真空室２０
内に閉じ込められるようになつている。真空室２
０は導管２３を経て真空源（図示せず）に連通し
ている。鋳型６の上部（すなわち、上型部分）８
は真空室２０内に真空が生じたときにガスを成形
空所１６から吸引するのを許すガス透過性材料
（たとえば、樹脂結合砂やセラミツク材料）で作
つてある。鋳型６の下部１０を上部８と同じ材料
で作ると便利である。ガス透過性の有無を問わず
上部材料に匹敵する他の材料で作つてもよい。

本発明の一実施例によれば（第１〜３図参照）、
鋳型６には複数の固定用空所２６が設けてあり、
これらの空所は固定手段３０の端にあるキーパ２
８（すなわち、鋳型６の各角隅に１つずつ）を受
け入れるようになつており、これらにキーパは真
空ボツクス２２の天井３２を貫いて延びている。
一層詳しく言えば、固定手段３０の各々は軸線方
向の回転自在の軸３４を包含し、この軸はその下
端にほぼ中央部を固着された長尺のキーパ棒２８
を有する。このキーパ棒２８は鋳型６の空所２６
に通じる長尺かつほぼ対応した形状の入口開口３
６を貫いている。開口３６はその両側面を鋳型６
の張出し部３８によつて画成されており、これら
張出し部は対応する空所２６を部分的に構成して
いる。それぞれの空所２６に挿入後、キーパ棒２
８は張出し部３８の下で回転させられて張出し部
３８の下面４０と係合する。あるいは、単一の張
出し部と、この単一の張出し部と係合するように
軸３４に端を固着された半分の棒からなるキーパ
を用いてもよい。しかしながら、図示の完全長の
キーパ棒と二重張出し部が最も信頼性のある固定
作用を得るには好ましい。

第１図に示す実施例では、いくつかの固定手段
３０がそれぞれ手動で操作され、一度に１つずつ
固定空所２６と係合させられる。この目的で、ハ
ンドル４２が軸３４のキーパ２８と反対の端に設
けてある。軸３４は真空ボツクス２２の天井３２
に溶接した細長いブツシング４４を貫いて摺動す
る。このブツシング４４は軸を開口３６と整合さ
せておくばかりでなく、軸３４に沿つて真空室２
０の真空が失われるのを防いでもいる。ブツシン
グ４４とハンドル４２の間には圧縮スプリング４
６が設けてあり、キーパ２８をそれぞれの空所２
６に開口３６を通して挿入し、張出し隆起３８の
下で回転させた後に鋳型６を真空ボツクス２２の
口部１８に向つて緊密に押圧する。第１図におい
て、その左側にある固定手段３０は張出し部３８
と係合する固定位置で示してあり、右側では、固
定手段３０は挿入する前の開口３６上方の位置で
示してある。

本発明の最も好ましい実施例によれば（第４
図、第５図参照）、いくつかの固定手段３０はす
べてリンク手段５０によつて機械的に一緒に連結
してあつて、このリンク手段はいくつかのキーパ
を鋳型に対して一緒に係合、離脱させるようにな
つている。一層詳しく言えば、リンク手段５０は
ブラケツト５６を介して管状の鋼製クロスメンバ
５４に固着され、それに支持されている支持部材
５２を包含するフレームを包含する。エア・シリ
ンダ５８が取り付け棒６０を介してクロスメンバ
５４の中央に取り外し自在に取り付けてあり（た
とえば、ボルト止めしてあり）、必要に応じてリ
ンク手段５０を昇降させてキーパ２８を鋳型６に
対して係合、離脱させるようになつている。軸３
４は支持部材５２の端６４内に回転自在に嵌合し
たブツシング６２を貫いて軸線方向に摺動でき
る。各軸３４に設けた外側スプライン７８が対応
したブツシング６２の内側スプライン（図示せ
ず）と係合していて軸３４の軸線方向移動を許す
と共に後述するようにブツシング６２が回転した
ときに軸３４も回転できるようにしている。ヨー
ク６６が対応した軸３４の上端７０に調節可能に
取り付けた上方アーム６８と、対応した軸３４に
あるねじ山７４に螺合し得る下方アーム７２とを
包含する。圧縮スプリング７６がヨーク６６を支
持部材５２に対して上方に片寄せ、鋳型を真空室
２０内の所定位置にしつかりと、しかし弾力的に
保持している。真空ボツクス２２の頂に取り付け
たブツシング１０２が軸３４のそこを貫いての軸
線方向への摺動を許すと共に、真空室２０内の真
空度をほとんど減らすことなく回転できるように
している。

鋳型６を真空室２０内に取り付けようとしてい
るとき、エア・シリンダ５８が付勢されて棒５９
を延ばし、支持部材５２を下方へ移動させ、順次
にヨーク６６の下方アーム７２を押す、これは軸
３４をブツシング１０２内で軸線方向へ摺動さ
せ、空所２６上方の対応した開口３６にキーパ２
８を挿入させる。トグル９０，９２およびレバー
アーム９８，１００がそれぞれのブツシング６２
に固着してあつてトグル９０，９２が動くとブツ
シングが回転するようになつている。その後、エ
ア・シリンダ８０（支持アーム８２を介してクロ
スメンバ５４に固着してある）が付勢されてシリ
ンダ・ロツド８４を引つ込める。ロツド８４が左
（第５図参照）へ移動すると、結合部部８８のと
ころでそれに取り付けられたリンク８６も左に移
動し、トグル９０，９２を90度時計方向へ回転さ
せる。同時に、トグル９０，９２に回転自在に連
結した短いリンク９４，９６がレバーアーム９
８，１００に作用してそれらを90度にわたつて回
転させる。キーパ２８がそれぞれの固定位置に回
転してしまうと、エア・シリンダ５８が引つ込め
られて固定手段３０を真空室２０内の所定位置に
鋳型６をしつかりとであるが弾力的に（すなわ
ち、スプリング７６に抗して）保持する。

第６図は本発明のまた別の実施例を示してお
り、ここにおいては、各軸３４の上端にある個々
のエア・モータ１１０が共通の空気源（図示せ
ず）でほぼ同時に付勢され、キーパ２８を固定用
空所２６に挿入すると共に、それらを回転させて
真空室２０内に鋳型を固定する。この実施例で
は、第１図のものと異なり、キーパ２８は鋳型６
の下型部分１１４に形成した直立部分１１２に形
成した空所２６に係合する。キーパ受け用開口１
１８を形成したキヤツプ１１６が直立部分１１２
の頂に接着あるいは他の手段で取り付けてあり、
キーパ１８と係合するのに必要な空所張出し部分
となつている。

第７図および第８図は本発明にまた別の実施例
を示しており、ここでは、鋳型を真空室に固定す
る手段が真空室の外側に位置しており、鋳型の底
部下面で固定用空所が形成されており、また、固
定用空所の口部（すなわち、鋳型の下面に開口し
ているところ）が鋳型材料または類似の材料で塞
がれていて鋳型が溶融金属内に浸漬されたときに
キーパが溶融金属で悪影響を受けないようにして
ある。一層詳しく言えば、これらの図は八角形の
真空室１２２に取り付けられ、ポツト２内の溶融
金属に浸漬されている鋳型の下部１２０を示して
いる。これらの下部１２０は４つのタワー１２４
を方眼紙手織、これらのタワーは鋳型の角隅から
上方に延びている。タワー１２４には鋳型下部１
２０の下面１２８から固定用空所１２６が形成し
てある。鋳型の下面に空所を形成するということ
は空所形成過程を簡略化し、特に、第６図のキヤ
ツプ１１６のような個別のキヤツプを不要として
いる。各空所１２６の口部１３０（鋳型１２８の
下面に開口している）は好ましくは鋳型材料のプ
ラグ１３２で塞がれており、それぞれのキーパ１
３４が溶融金属４と接触するのを防いでいる。直
立隆起１３６が真空室１２２と鋳型の下部１２０
の結合部を取り囲んでおり、米国特許第4745962
号に記載されているようにこの結合部を溶融金属
かり保護している。

第７〜９図に示す実施例では、固定手段３０は
真空室１２２の外で鋳型の底部１２０と係合する
ようになつている。一層詳しく言えば、固定手段
３０の軸１３８はボール・ブツシング１４０およ
び案内リング１４２内で往復動、回転する。これ
らの案内リング１４２は軸１３８およびキーパ１
３４を安定化させ、空所１２６のそれぞれの開口
１４４内に案内する。軸１３８の上端にある可撓
性継手（たとえば、Ｕジヨイント）は軸１３８と
作動手段１４８の間のいかなる不整合をも吸収
し、それによつて、ブツシング１４０または案内
リング１４２あるいはこれら両方の中で軸が不動
状態になるのを防ぐように作用する。ロツド１５
０が各継手１４６の反対端から延びていて作動手
段１４８と係合している。外側スプライン１５２
がブツシング１５４の内側スプラインと係合して
いてロツド１５２の軸線方向移動を許すと共にブ
ツシング１５４が回転したときにその回転も許す
ようになつている。上方スプリング１５６および
下方スプリング１５８がシヨツクアブソーバとし
て作用し、キーパ１３４と鋳型の弾力係合を生じ
させ、これらの構成要素が固着してあつて鋳型の
変化に対して調節することのできない場合に生じ
る可能性のある損傷を防いでいる。錠止用カラー
１６０がロツド１５０に沿つて上方または下方へ
移動してキーパ１３４の位置およびスプリング１
５６，１５８への圧縮程度を調節できるようにな
つている。

第７〜９図に示す固定手段３０を同時に作動さ
せる機構は第４図、第５図に示すものとほとんど
同じであり、トグル９０，９２、レバーアーム９
８，１００およびリンク９４，９６は一緒に動い
て軸１３８を回転させ、この機構がエア・シリン
ダ５８によつて鋳型上に下降させられ、エア・シ
リンダ８０が作動させられたときに上述したと同
じ要領で鋳型を係合、離脱させるようになつてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図および第６図は、本発明による
反重力式真空金属鋳造装置の種々の実施例を通る
部分断面正面図または側面図（すなわち、第４
図）である。第２図は、第１図の２−２線の方向
の頂面図である。第３図は、第１図の３−３線の
方向の拡大底面図である。第５図は、第４図の５
−５線の方向の頂面図である。第７図は、本発明
の別の実施例の部分断面図である。第８図は、第
７図の８−８線の方向頂面図である。第９図は、
第７図の装置の１つの角隅の拡大斜視図である。 〔主要部分の符号の説明〕、２……ポツト、４
……溶融金属、６……鋳型、８……上部、１０…
…下部、１２……分離線、１４……堰、１６……
成形空所、２０……真空室、２２……真空ボツク
ス、２６……固定用空所、２８……キーパ、３０
……固定手段、３２……天井、３４……軸、３６
……開口、３８……張出し部分、４２……ハンド
ル、４４……ブツシング、４６……圧縮スプリン
グ、５０……リンク手段、５２……支持部材、５
４……クロスメンバ、５８……エア・シリンダ、
６０……取り付け棒、６２……ブツシング、６８
……上方アーム、７０……下方アーム、７６……
圧縮スプリング、９０，９２……トグル、９８，
１００……レバーアーム、１１０……エア・モー
タ、１１２……直立部分、１１４……下型部分、
１１６……キヤツプ、１２０……下部、１２２…
…真空室、１２４……タワー、１２６……固定用
空所、１３４……キーパ、１３６……直立隆起、
１３８……軸、１４０……ボール・ブツシング、
１４２……案内リング、１４６……可撓性継手、
１５０……ロツド、１５４……ブツシング、１５
６……上方スプリング、１５８……下方スプリン
グ、１６０……錠止用カラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属４を重力に抗して真空鋳造する装置
   であつて、少なくとも部分的に成形空所１６を構
   成する多孔性かつガス透過性の上方シエル８およ
   びこの上方シエル８に取り付けてあつて前記成形
   空所１６に下方配置ポツト２から前記金属４を受
   け入れるための底ゲート付きの下部１０，１２０
   を包含する鋳型６と、この鋳型６と密封係合して
   おり、それと一緒に真空室２０を構成する真空ボ
   ツクス２２，１２２とを包含し、この真空室が前
   記上方シエル８を囲んでいて前記成形空所１６を
   前記上方シエル８を通して抽気するようになつて
   おり、前記真空ボツクス２２，１２２が前記鋳型
   ６の上方に位置する天井３２を有する装置におい
   て、 前記鋳型６に凹所として形成してあり、各々が
   その上方に位置する前記鋳型の少なくとも１つの
   張出し部分３８によつて部分的に構成されている
   複数の固定用空所２６，１２６と、前記鋳型６に
   設けてあり、各々がそれぞれの張出し部分３８と
   つながり、それぞれの空所２６，１２６への入口
   となる複数の開口３６，１１８，１１４と、前記
   真空ボツクス２２，１２２と係合している案内手
   段４４，１４０，１４２と、この案内手段４４，
   １４０，１４２および前記開口３６，１１８，１
   ４４を通つて往復摺動でき、前記鋳型６と係合し
   て前記真空室２０内の前記鋳型６を固定する固定
   手段３０であつて、前記開口３６，１１８，１４
   ４と一致して前記案内手段４４，１４０，１４２
   を貫いて延びている複数の軸３４，１３８および
   各軸の下端にあつて対応する開口３６，１１８，
   １４４を通してそれぞれの空所２６，１２６内に
   挿入できるようになつておりかつその中で回転し
   て対応する張出し部分３８の下面４０と係合でき
   るようになつているキーパ２８，１３４を包含す
   る固定手段３０と、各軸３４，１３８と作動可能
   に組合わせてあつてそれぞれのキーパ２８，１３
   ４を回転させて前記下面４０と係合／離脱させ、
   前記鋳型１６を前記真空ボツクス２２，１２２に
   対して装着したり、取り外したりすることができ
   る回転子手段４２，５０，１１０とを包含するこ
   とを特徴とする装置。 ２ 請求項１記載の装置において、前記固定手段
   ３０の各軸３４が前記開口３６のそれぞれと一致
   するように前記天井３２を貫いて延びていること
   を特徴とする装置。 ３ 請求項１または２に記載の装置において、各
   空所２６，１２６が前記鋳型６の少なくとも２つ
   の張出し部分３８によつて構成されており、対応
   する開口３６，１１８，１４４が前記張出し部分
   ３８によつて側面を構成されており、各キーパ２
   ８，１３４が対応する軸３４，１３８に取り付け
   てあつて回転時に前記張出し部分３８の両方の下
   面４０と係合し、前記鋳型６を前記真空ボツクス
   ２２，１２２に取り付ける細長い棒であることを
   特徴とする装置。 ４ 請求項１、２、３のうちいずれかに記載の装
   置において、前記回転子手段５０，１１０が前記
   軸３４，１３８をほぼ同時に回転させることを特
   徴とする装置。 ５ 請求項４記載の装置において、前記回転子手
   段が前記真空ボツクス２２，１２２の上方に位置
   し、前記回転を行わせるトグル手段９０，９２お
   よびこれらトグル手段９０，９２を相互におよび
   モータ８０に連結して前記キーパ２８，１３４を
   一緒に係合、離脱させる複数のリンク８６，９
   ４，９６，９８，１００を包含する機械的リンク
   機構を有することを特徴とする装置。 ６ 請求項１から５のうちいずれか１つに記載の
   装置において、前記軸３４，１３８を充分な力で
   上方に片寄せて前記張出し部分３８を壊すことな
   く前記鋳型６を支持し、前記真空ボツクス２２，
   １２２に固着するスプリング手段４６，７６，１
   ５６を包含することを特徴とする装置。 ７ 請求項４記載の装置において、前記回転子手
   段が各軸３４の項にある個別の流体モータ１１０
   を包含することを特徴とする装置。 ８ 請求項１記載の装置において、前記固定用空
   所１２６が前記下部１２０の前記上方シエルの外
   方に位置する部分１２４に形成してあり、各固定
   用空所１２６がその上方に位置する前記鋳型の少
   なくとも１つの張出し部分によつて部分的に構成
   されており、案内手段１４０，１４２が前記真空
   ボツクス１２２の外部に突出していて前記開口１
   ４４を貫く前記固定手段３０を案内することがで
   きることを特徴とする装置。 ９ 請求項８記載の装置において、前記固定用空
   所１２６が前記鋳型の少なくとも２つの張出し部
   分によつて構成されており、前記開口１４４が前
   記張出し部分によつて側面を構成されており、前
   記キーパ１３４が前記軸１３８に取り付けてあつ
   てこのキーパの回転時に前記両方の張出し部分の
   下面と係合し、前記鋳型を前記真空ボツクス１２
   ２に装着する細長い棒であることを特徴とする装
   置。 １０ 請求項８記載の装置において、回転子手段
   ５０が前記軸１３８をほぼ同時に回転させる手段
   を包含することを特徴とする装置。 １１ 請求項１０記載の装置において、前記同時
   回転手段が前記真空ボツクス１２２上方に位置し
   ており、前記回転を行わせるトグル手段９０，９
   ２およびこれらトルグ手段９０，９２を相互にか
   つモータ８０に連結し、前記キーパ１３４を一緒
   に係合、離脱させる複数のリンク９４，９６，９
   ８，１００を包含する機械的リンク機構を包含す
   ることを特徴とする装置。 １２ 請求項８記載の装置において、前記軸１３
   ８を充分な力で上方に片寄せて前記張出し部分を
   壊すことなく前記鋳型を支持し、前記真空ボツク
   ス１２２に固着するスプリング手段１５６を包含
   することを特徴とする装置。 １３ 請求項８記載の装置において、前記軸１３
   ８の各々の上で前記回転子手段５０と対応するキ
   ーパ１３４の間に設けてあつて前記軸１３８が前
   記案内手段１４０，１４２内で不動状態になるの
   を防ぐ可撓性のある継手１４６を包含することを
   特徴とする装置。 １４ 請求項８記載の装置において、各空所１２
   ６が前記下部１０の下面に開口する口部１３０を
   有することを特徴とする装置。 １５ 請求項８記載の装置において、直立した隆
   起手段１３６が前記部分１３４を相互に結合して
   いて前記鋳型と密封係合する前記真空室の口部を
   構成すると共に、前記下部１０を溶融金属４内に
   浸漬したときに前記真空室の口部を溶融金属４か
   ら保護することを特徴とする装置。 １６ 請求項１４記載の装置において、プラグ１
   ３２が前記口部１３０に嵌込んであつて鋳型の充
   填中に前記キーパ１３４を溶融金属４から遮断す
   ることを特徴とする装置。 １７ 請求項８記載の装置において、前記固定用
   空所１２６が前記下部１０から上方へ延びる複数
   のタワー１２４にあることを特徴とする装置。 １８ 請求項１５記載の装置において、前記部分
   １３４が前記下部１０から上方に延びるタワー１
   ２４を包含することを特徴とする装置。