JPH035903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶融金属を貯留した保温炉の溶湯を
保温炉内の加圧によりダイカストマシン等の鋳型
に給湯する溶融金属の給湯方法と給湯装置に関す
るものである。

［従来技術及びその問題点］ 従来、金属溶湯を金型あるいはダイカストマシ
ンのプランジヤスリーブ等に給湯する方法として
各種のものが知られている。

例えば、特公51−36704、特開60−152356、特
開63−40661、特開63−90355、特願63−307120等
である。

これらの方法は、それぞれ実績もあり、鋳造技
術の向上に大きな役割を果たしてきている。

近年の産業界全般における技術革新の進み方は
かつて考えることができなかつたと言えるほど急
速であり、鋳造分野においても同様である。

鋳物製品の高品質化の要求、種々雑多な合金種
の登場等多方面に亙つている。

こうしたとき特に、特開60−152356や特開63−
40661に示される技術の鋳物製品の高品質化にお
いて果たしつつある役割は極めて顕著で特筆に値
する。

しかしながら、生産ラインとして形成する場合
給湯管内部での弱点などにより保全の頻度が決し
て低くなく、操業上の時間的損失は決して少なく
はない。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
異物が混入しない清浄で、かつ温度的に十分管理
された金属溶湯を、途中でガス成分の巻込み、吸
収をできるだけ少なくし、量的に精度よく給湯で
き、設備全体の価格が相当に安価にできあがり、
保全の頻度を少なくし、操業上の時間的損失の少
ない高品質の鋳物の生産が可能になる溶融金属の
給湯方法及び装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 以下、本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

(1) 第１図は本発明の請求項１に関する概念図で
ある。

同図において給湯管４は溶湯流入口３を保温
炉１内に貯留された金属溶湯２の底部近くに位
置し溶湯流出口３５をダイカストマシンプラン
ジヤスリーブ２１のダイカストマシンプランジ
ヤスリーブ下部受湯口３４に接してダイカスト
マシンプランジヤスリーブ２１に接続され給湯
管管路外部のより溶湯流出口３５に近い位置に
給気ボツクス２４を装備し、前記の給気ボツク
ス２４に近接した給湯管管路外部に給湯管４の
管路内の金属溶湯の通過を検知する金属通過セ
ンサ２３を装備している。

第２図は第１図中に図示された給気ボツクス
の詳細及び周辺の総体的な関係を表わす概念図
であるが、この図に示されるように前記の給気
ボツクス２４は前記の給湯管４の管路壁面に微
細な給気口３３を持ち、この給気口３３の気体
の通過をオン・オフ制御するための給気口開閉
栓３２とこの給気口開閉栓３２を図示されてい
ない給湯制御装置の指令に基づき駆動するため
の駆動機構３１が接続され装備され、第１図に
示されるように給気導管２５を介して予熱源２
６とバルブ２７、手動バルブ２８を給気導管２
５の途中に配置して気体供給源２９に接続され
ている。

第１図に示されるように、前記の給湯管４の
溶湯流入口３が貯留された金属溶湯２内底部に
配された前記の保温炉１には貯留された前記の
金属溶湯２の温度を所定の温度に常時保つため
の図示されていない温度管理制御システムによ
つて熱量の出力が制御された熱源９が装置さ
れ、炉内の圧力を測定するための圧力測定口１
０が一本は測定導管１１の途中に測定導管１１
の管路を図示されていない給湯制御装置からの
信号によつて閉塞することのできるバルブ１３
を配置した測定導管１１ｂ介して差圧発信器１
２の圧力測定室１２ｂに接続され他の一本は管
路のみの測定導管１１ａを介して差圧発信器１
２の圧力測定室１２ａに接続されている。

同様、前記の保温炉１内の加圧口８は途中に
図示されていない給湯制御装置の信号によつて
管路を開閉することのできるバルブ１５を配置
した加圧導管１７を介して外部の加圧源１６と
接続されている。

又、前記の保温炉１には外部から金属溶湯を
補給したり内部を掃除したりするための炉口５
を密封することのできる蓋６が装備されてい
る。

前記の保温炉１内に金属溶湯２が貯留され炉
口５の蓋６によつて保温炉１が密封され、圧力
測定口１０に接続された測定導管１１ｂの管路
途中に配されたバルブ１３が図示されていない
給湯制御装置の信号によつて開放され、排気口
７に接続された排気導管１８の管路途中に配さ
れたバルブ１４が図示されていない給湯制御装
置の信号により閉塞され、給気ボツクス２４内
の給気口開閉栓３２が図示されていない給湯制
御装置の信号により駆動機構３１が駆動され給
湯管４の給気口３３を閉塞し、給気ボツクス２
４に接続された給気導管２５の管路途中に配さ
れたバルブ２７が図示されていない給湯制御装
置の信号により閉塞され手動バルブ２８が手動
で開放され、ダイカストマシンの金型２２が正
規の位置で待機し、ダイカストマシンプランジ
ヤスリーブ２１内のプランジヤ２０が第２図に
示された例のような給湯管４の溶湯流出口３５
及びダイカストマシンプランジヤスリーブ下部
受湯口３４を閉塞することのない原位置に位置
したならば本発明における請求項１の溶融金属
の給湯方法と請求項２の溶融金属の給湯装置は
溶融金属を給湯するためのダイカストマシンか
らの、即ち図示されていない給湯制御装置から
の給湯指令に対する待機状態となる。

ここまで、及び以後においても「図示されて
いない給湯制御装置」として記述されるものは
本発明における個別のバルブ等を動作させるた
めのリレー、プログラムコントローラー等で構
成される所謂論理的に組み立てられた制御盤で
あり、複数の概念を持つものではなく、同一の
一面の制御盤である。

図示されていない給湯制御装置はダイカスト
マシンから給湯指令を受け付けると、前記の保
持炉１内の加圧口８に接続した加圧導管１７の
管路途中に配されたバルブ１５を開放し外部の
加圧源１６から気体を保温炉１内に受け入れさ
せる。

前記の保温炉１内の圧力が高まり、前記の保
温路１内の金属溶湯２の表面が圧力を受ける
と、この圧力を逃がすかのように溶湯流入口３
を前記の保温炉内に持つ給湯管４の管路内を金
属溶湯２は上昇していく。

やがて、金属溶湯２が給湯管４の管路外部に
装備された金属通過センサによつて検知され、
検知したことが図示されていない給湯制御装置
に伝達されると図示されていない給湯制御装置
は前記の保温炉１の圧力測定口１０に接続され
た測定導管１１ｂの管路に配されたバルブ１３
を閉塞させその時の保温炉内の圧力を差厚発信
器１２の圧力測定室１２ｂに保持する。

前記の金属通過センサ２３によつて検知され
た金属溶湯２は引き続き給湯管４内を上昇し溶
湯流出口３５及びダイカストマシンプランジヤ
スリーブ下部受湯口３４に到達しダイカストマ
シンプランジヤスリーブ２１内へ充満してい
く。

一方、２個の圧力測定口１０に測定導管１１
ａ及び１１ｂによつて接続された差圧発信器１
２は測定導管１１ｂの管路途中のバルブ１３が
閉塞されたことにより、前記のとおり金属通過
センサ２３によつて給湯管４内の金属溶湯２を
検知した位置における保温炉１内の圧力を圧力
測定室１２ｂに封じ込めているので、金属通過
センサ２３での給湯管４内の金属溶湯２の検知
以後の保温炉１内の圧力変化を前記の検知時点
での圧力を基準値としてその後の増圧分を圧力
測定室１２ａと圧力測定室１２ｂの差圧として
演算し、図示されていない給湯制御装置に組み
込まれた差圧調節計へ送信する。

前述の差圧発信器１２からのデータが前記の
図示されていない給湯制御装置内の差圧調節計
にあらかじめ設定されていた調節値に到達した
ならば給湯制御装置は前記の保温炉１内の加圧
口８に接続された加圧導管１７の管路の途中に
設けられたバルブ１５を閉塞し保温炉１外部の
加圧源１６からの気体の供給を停止する。

特公51−36704の理論及び実用化の過程での
経験、実績から、流出口に近接した定点以降の
増圧量の値によつて、一定時間単位での定量的
な金属溶湯２の溶湯流出口３５からの流出が限
られた時間範囲以内に起こることが知られてい
る。

特公51−36704、特公63−40661、特願63−
307120による方法、装置の場合保温炉への加圧
を停止後直ちに保温炉内の圧力を開放し給湯を
停止することで定量給湯を実現している。

本発明の場合、前述の加圧導管１７の管路の
途中に設けられたバルブ１５を閉塞し保温炉１
外部の加圧源１６からの気体の供給を停止した
後の定量的流出が補償される一定時間内にダイ
カストマシンにプランジヤ２０の定速移動を図
示されていない給湯制御装置から指示し、プラ
ンジヤ２０が前記の定量的流出が補償される一
定時間内にダイカストマシンプランジヤスリー
ブ２１内のプランジヤ移動仮想プランジヤ先端
定位置３０に定速移動し達した信号を受けたな
らば、図示されていない給湯制御装置は保温炉
１内の排気口７に接続した排気導管１８の管路
途中に設けられたバルブ１４を開放して保温炉
１内の内圧を外部と同一にする、一方給気ボツ
クス２４に対しても図示されていない給湯制御
装置は前述のプランジヤ２１がプランジヤ移動
仮想プランジヤ先端位置３０に定速移動し達し
たた信号をダイカストマシンから受けたなら
ば、駆動機構３１を駆動し給気口開閉栓３２を
給気口３３から離脱させ、同時に給気導管２５
の管路途中に設けられたバルブ２７を開放し、
気体供給源２９から気体を給気口３３を通じて
給湯管４内へ供給するならばプランジヤ２０が
プランジヤ移動仮想プランジヤ先端位置３０に
到達したことでダイカストマシンプランジヤス
リーブ２１内に定量給湯された残りとして給湯
管４内に残つている金属溶湯２に保温炉１内の
給湯管４の溶湯流入口３方向への下降力が働く
こととなり速やかな金属溶湯２の保温炉１内へ
の復帰を実現でき、給気されない場合の金属溶
湯２の保温炉１内への自重落下による復帰の場
合の時間的な遅れ及びこの時間的遅れに起因す
る凝固と給湯管４の凝固金属による閉塞の危険
が皆無となる。

前述のように金属溶湯２が給湯管４から保温
炉１内に復帰するに充分な時間経過後、給気導
管２５の途中に設けられたバルブ２７は図示さ
れていない給湯制御装置により閉じられ、同様
に駆動機構３１が駆動され給気口閉塞栓３２に
よつて給湯管４の給気口３３が閉塞され給湯管
４への気体供給源２９からの気体の供給が停止
される。

そして給湯完了となり、図示されていない給
湯制御装置は、ダイカストマシンからの給湯指
令待機状態の条件に、バルブ類の条件に戻し、
ワンサイクル完了となる。

この過程までの間において、ダイカストマシ
ンンのプランジヤ２０は金型２２にダイカスト
マシンプランジヤスリーブ２１内に供給された
金属溶湯を供給すべく移動を続け後端位置は第
２図のプランジヤ移動仮想プランジヤ後端位置
３６に至り給気口３３から気体が供給され若干
異なつていた給湯管４内の気体圧力は大気と同
一となる。

なお、プランジヤ２０のダイカストマシンプ
ランジヤスリーブ２１内における絶対的な位置
は、リミツトスイツチ内蔵のピストン機構が極
一般的であるように容易に検出し信号として取
り出すことができる。

以上説明したように、請求項１の「溶融金属
の給湯方法」、請求項２の「溶融金属の給湯装
置」実現できる。

(2) 前述のように(1)で説明した方法、装置の内、
請求項３で構成することを特徴とする「給湯管
給気方法」及び請求項４で構成することを特徴
とする「給湯管への給気装置」は特公60−
152356における発明等に対しても独立した発明
として活用することが可能であり極めて有用な
発明要素といえる。

(3) 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４に
おいて外部に設けられた気体供給源２９の気体
を不活性ガスに置き換えた場合、アルミニユウ
ムのように、酸素分との酸化反応の反応性が高
く、早い金属溶湯に対しては、定量給湯後の給
湯管４内における酸化物薄膜の発生を最低限に
抑制し、成長を抑制するので給湯管４内におけ
る酸化薄膜の堆積によるトラブル及び、メンテ
ナンス頻度を下げることが可能となる。

そしてまた、給湯後に給湯管４内に充満した
不活性ガスは次の給湯において給湯管４内を上
昇してくる金属溶湯によつてダイカストマシン
プランジヤスリーブ２１内に押し出され、ダイ
カストマシンマシンプランジヤスリーブ２１内
に給湯されてくる金属溶湯の酸化薄膜の発生及
び成長増加を抑制し、金型内で鋳造される鋳物
の品質は飛躍的に向上する。

本発明における方法、装置の適用範囲は第１
図で示されるようなダイカストマシンとの組み
合わせのみでなく、重力鋳造等種々の鋳造機械
と組み合わせることで広がつていく。

給気導管２５の途中に予熱源２６を配置し気
体供給源２９から供給される気体を適切に予熱
することにより、給湯管４内に給気すること
で、前記の給湯管４内部が冷却され、給湯のた
めに給湯管４内を上昇し、給湯完了後下降する
金属溶湯２の不必要な凝固を防ぐことができ
る。

なお給湯管４内に給気口３３から給気される
気体の圧力は大気圧より若干高ければそれで良
い。

第１図において、給湯管４の長さが相当に長
いかの如く示されているが、これは作図上の便
宜的な結果であり、実用上は可能な限り短く構
成することが有益である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によつて密閉され
た保持炉において、異物が混入しない清浄で、か
つ温度的にも十分管理された金属溶湯を、途中で
酸化物の生成、ガス成分の巻込み、吸収等を少な
くして量的精度よく給湯でき、高品質の鋳物の生
産が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の請求項１に関わる溶融金属の
給湯方法の概念を示す図、第２図は第１図中に図
示された給気ボツクスの詳細及び周辺の相対的な
関係を表わす概念図、 １……保温炉、２……金属溶湯、３……溶湯流
入口、４……給湯管、６……蓋、５……炉口、７
……排気口、８……加圧口、９……熱源、１０…
…圧力測定口、１１ａ……測定導管、１１ｂ……
測定導管、１２……差圧発信器、１２ａ……圧力
測定室、１２ｂ……圧力測定室、１３……バル
ブ、１４……バルブ、１５……バルブ、１６……
加圧源、１７……加圧導管、１８……排気導管、
２０……プランジヤ、２１……ダイカストマシン
プランジヤスリーブ、２２……金型、２３……金
属通過センサ、２４……給気ボツクス、２５……
給気導管、２６……予熱源、２７……バルブ、２
８……手動バルブ、２９……気体供給源、３０…
…プランジヤ移動仮想プランジヤ先端定位置、３
１……駆動機構、３２……給気口開閉栓、３３…
…給気口、３４……ダイカストマシンプランジヤ
スリーブ下部受湯口、３５……溶湯流出口、３６
……プランジヤ移動仮想プランジヤ後端開放位
置、尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属溶湯を貯留し、貯留した前記の金属溶湯
   の温度を一定に保つための熱源を装置し、圧力測
   定口二個を有し、一本は途中に管路を給湯制御装
   置からの信号によつて閉塞することのできるバル
   ブを有し他の一本は管路のみの二本の測定導管を
   介して前記の二個の圧力測定口は差圧発信器に接
   続され、加圧口を有し管路を給湯制御装置からの
   信号によつて閉塞することのできるバルブを有し
   た加圧導管を介して外部の加圧源と接続され、排
   気口と接続され途中に給湯制御装置の信号によつ
   て管路を開放することのできるバルブを有した排
   気導管と、外部から溶湯を補給したり内部を掃除
   するための炉口と炉口を密封することのできる蓋
   を有した保温炉と、前記の金属溶湯をダイカスト
   マシンプランジヤスリーブに給湯する時にダイカ
   ストマシンプランジヤスリーブ下部受湯口に連結
   して溶湯流出口を有し、前記の保温炉内に溶湯流
   入口を有し、ダイカストマシンプランジヤスリー
   ブ近くの給湯管管路外部に給湯管管路内の前記の
   金属溶湯の通過を検知することのできる金属通過
   センサを有し、ダイカストマシンプランジヤスリ
   ーブへの給湯が完了したときに給湯管管路内に気
   体を供給するための微細な給気口を有し、前記の
   微細な給気口への給気を給湯制御装置の信号によ
   つて行うための駆動機構の付いた給気口開閉栓を
   内蔵し外部の気体供給源と途中に給気のための管
   路を給湯制御装置からの信号によつて開閉するこ
   とのできるバルブと給気される気体を予熱するた
   めの予熱源を有し接続された給気導管と接続され
   た給気ボツクスをダイカストマシンプランジヤス
   リーブ近くに有した給湯管を有した給湯装置をダ
   イカストマシンのプランジヤの移動動作とに給湯
   制御装置を用いて最適同期させることにより溶融
   金属を給湯することを特徴とする溶融金属の給湯
   方法。 ２ 請求項１の給湯方法を実現するための金属溶
   湯を貯留し、貯留した前記の金属溶湯の温度を一
   定に保つための熱源を装置し、圧力測定口二個を
   有し、一本は途中に管路を給湯制御装置からの信
   号によつて閉塞することのできるバルブを有し他
   の一本は管路のみの二本の測定導管を介して前記
   の二個の圧力測定口は差圧発信器に接続され、加
   圧口を有し管路を給湯制御装置からの信号によつ
   て閉塞することのできるバルブを有した加圧導管
   を介して外部の加圧源と接続され、排気口と接続
   され途中に給湯制御装置の信号によつて管路を開
   放することのできるバルブを有した排気導管と、
   外部から溶湯を補給したり内部を掃除するための
   炉口と炉口を密封することのできる蓋を有した保
   温炉と、前記の金属溶湯をダイカストマシンプラ
   ンジヤスリーブに給湯する時にダイカストマシン
   プランジヤスリーブ下部受湯口に連結して溶湯流
   出口を有し、前記の保温炉内に溶湯流入口を有
   し、ダイカストマシンプランジヤスリーブ近くの
   給湯管管路外部に給湯管管路内の前記の金属溶湯
   の通過を検知することのできる金属通過センサを
   有し、ダイカストマシンプランジヤスリーブへの
   給湯が完了したときに給湯管管路内に気体を供給
   するための微細な給気口を有し、前記の微細な給
   気口への給気を給湯制御装置の信号によつて行う
   ための駆動機構の付いた給気口開閉栓を内蔵し外
   部の気体供給源と途中に給気のための管路を給湯
   制御装置からの信号によつて開閉することのでき
   るバルブと給気される気体を予熱するための予熱
   源を有し接続された給気導管と接続された給気ボ
   ツクスをダイカストマシンプランジヤスリーブ近
   くに有した給湯管を有したことを特徴とする溶融
   金属の給湯装置。 ３ 請求項１の方法における、ダイカストマシン
   プランジヤスリーブへの給湯が完了したときに給
   湯管管路内に気体を供給するための微細な給気口
   を有し、前記の微細な給気口への給気を給湯制御
   装置の信号によつて行うための駆動機構の付いた
   給気口開閉栓を内蔵し外部の気体供給源と途中に
   給気のための管路を給湯制御装置からの信号によ
   つて開閉することのできるバルブと給気される気
   体を予熱するための予熱源を有し接続された給気
   導管と接続された給気ボツクスで構成される給湯
   管給気装置によつて給湯管へ給気することを特徴
   とする給湯管給気方法。 ４ 請求項１の方法における、ダイカストマシン
   プランジヤスリーブへの給湯が完了したときに給
   湯管管路内に気体を供給するための微細な給気口
   を有し、前記の微細な給気口への給気を給湯制御
   装置の信号によつて行うための駆動機構の付いた
   給気口開閉栓を内蔵し外部の気体供給源と途中に
   給気のための管路を給湯制御装置からの信号によ
   つて開閉することのできるバルブと給気される気
   体を予熱するための予熱源を有し接続された給気
   導管と接続された給気ボツクスで構成されること
   を特徴とする給湯管への給気装置。 ５ 請求項１の方法における、ダイカストマシン
   プランジヤスリーブへの給湯が完了したときに給
   湯管管路内に気体を供給するための微細な給気口
   を有し、前記の微細な給気口への給気を給湯制御
   装置の信号によつて行うための駆動機構の付いた
   給気口開閉栓を内蔵し外部の気体供給源と途中に
   給気のための管路を給湯制御装置からの信号によ
   つて開閉することのできるバルブと給気される気
   体を予熱するための予熱源を有し接続された給気
   導管と接続された給気ボツクスで構成される給湯
   管給気装置によつて給湯管へ給気する時に、給気
   する気体を不活性ガスにしたことを特徴とする給
   気方法。