JPH0459990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば方向性凝固によつて方位構造
をもつ金属部品、とくにターボジエツトエンジン
のブレードのような玄武岩質又は柱状構造を有す
る超合金部品を製造するための鋳造装置に係わ
る。

さらに詳細には、この種の装置は次のような作
業サイクルを実施することを可能にする。即ち、
鋳型部品の予熱と脱ガス、鋳型内での合金の融解
及び鋳造、鋳造中の鋳型の温度を予め定められた
温度に保持すること、及び所望の方向性凝固を得
るため前記鋳型を制御しつつ冷却することであ
る。これらの作業はすべて、合金の汚染を避ける
ための真空状態かもくしは化学的に中性の雰囲気
下で行なわれる。

従来形装置はこの作業サイクルを実施すること
を目指していた。以前に提案されたこの種の装置
は、エアロツクに載置された真空チヤンバから成
る。エアロツクは気密ドアにより閉鎖され、ドア
の開口は鋳造物の取出しと空の鋳型の導入を可能
にする。チヤンバとエアロツクを距てる水平壁内
には、鋳型を通す開口が備えられており、開口は
気密弁によつて閉じられることができ、さらに弁
と同様に装置の外部から駆動されるラムに担持さ
れた冷却用ベースプレートの通過を可能ならしめ
る。エアチヤンバに導入され、ベースプレートに
取付けられた空の鋳型には、鋳造するべき合金を
入れたるつぼが載置されている。ベースプレート
の下降運動は鋳型とるつぼを炉内に導入すること
を可能にする。炉は二段作動状態をもつかあるい
は二段階加熱式で、その結果炉の作動状態を変え
るかあるいは鋳型の鉛直位置を変えるかによつて
鋳型の予熱と合金の融解を実施することができ
る。るつぼの底には鋳造孔が備わる。鋳型と鋳造
合金の正確な温度が達成されると、るつぼの位置
の変更又は鋳造孔を閉塞する可融せんの融解は鋳
型への合金の鋳造を導く。エアロツクへの鋳型の
復帰は冷却用ベースプレートの下降運動によつて
行なわれ、炉の下側でかつ開口の上側に位置する
環状冷却器の中を鋳型を通過させる。この冷却器
の作用はベースプレートの作用を増大させ、制御
凝固が確実に行なわれるようにする。鋳物と空の
るつぼがエアロツク内にあるときは、弁は閉じ、
鋳型とるつぼの切り替えはチヤンバ内の真空を切
ることなく行なわれることができる。この種の装
置は幾つかの変形を含むことができる。例えば、
合金の精錬及び鋳造は、傾動炉のようなチヤンバ
内に配置された特殊な炉を用いて行なわれ、炉は
複数個の鋳物を鋳造する容量があり、チヤンバの
外側から傾動を制御することができる。チヤンバ
は炉の導入に適する気密ドアを備えていなければ
ならないのは勿論である。

この種の装置は操作パラメータを達成した後
は、所望の構造をもつ健全部品を提供することが
できても、しかしその製造速度は必然的に周期時
間によつて制限される。この速度を加速するため
には、２種類の知られた解決法がすでに提案され
ている。第１の方法は部品がグループとして鋳造
できるならば、各グループ内の部品数を増加させ
るというものである。しかしこの方法は、凝固工
程において、収縮穴や微小収縮穴を避けるため、
及び最終的に要求される玄武岩状又は柱状構造を
得るために両方とも可能なかぎり平坦かつ水平な
等温冷却面を保持することを必要とする。この必
要性は特に鋳型の横断寸法対高さ寸法比を制限
し、その結果グループの部品数を制限することに
なる。第２の解決法は装置の数を増やすというも
のである。しかし第２の方法は気密条件と満足す
べき操作条件との故にコスト高になり、それで大
規模生産の場合を除いて必要投資がかなりの額に
昇る。

さらに自動装置を提供するために、共通真空チ
ヤンバ内に鋳型の温度を維持するための炉、昇降
ベースプレート及び冷却器をそれぞれ含む複数個
の凝固セルを配置することも提案された。セルが
チヤンバ壁に取付けられており、このチヤンバは
回転チヤンバとして形成されており、回転可能で
ある。チヤンバの回転によつて外部精錬設備から
液体金属を供給される装入孔の下へ各鋳型を次々
に導く。鋳型の配置と後退は運搬装置の付いた軌
道を用いて行なわれる。各引入れ軌道はスペース
があれば鋳型を予熱する炉を含み、各引出し軌道
は鋳型冷却器を含んでいてもよい。この種の設備
は非常に複雑かつ高度に機械化されており、極端
に高価につき、大規模大量生産の場合にだけ有効
である。さらに、全生産工程にわたつて操作条件
が一定に保たれなければならないという大きな欠
点をもつ。言いかえれば、あらかじめ定められた
種類の部品の製造工程中において、他種部品、つ
まり形状及び／又は合金の異なる部品の製造試験
を実行することが不可能である。

従つて、本発明の目的は、方位構造をもつ金属
部品の製造するための鋳造装置であつて、安価で
且つ融通性があり、しかも生産性の高いものを提
供することである。

本発明は方位構造をもつ金属部品の製造工程に
おいて、最長の２工程が一方では鋳型の予熱及び
脱ガスの工程であり、他方では、制御冷却による
凝固を行う工程であるという理解に基づくもので
ある。

上記した本発明の目的は、本発明によれば、鋳
型の導入及び鋳型の取り出しが可能なように構成
されたエアロツクと、 エアロツク内の雰囲気を所望の雰囲気に制御す
るための第１の制御手段と、 エアロツク内に設けられ、エアロツクを、夫々
気密ドアを有する第１の部分と第２の部分とに分
割する仕切り壁と、 第１の部分に設けられ、且つ鋳型が通過可能な
ように構成された第１の開口と、 第１の部分に設けられ、第１の開口を気密に閉
鎖するための第１気密弁と、 第１の部分の上方に設けられ、内部が第１の開
口を介して第１の部分の内部と連通する気密な第
１のチヤンバと、 第１のチヤンバの内の雰囲気を所望の雰囲気に
制御するための第２の制御手段と、 第１のチヤンバ内に設けられ、該第１のチヤン
バ内に配置される鋳型を予め定められた温度まで
加熱するための第１の炉と、 第１のチヤンバ内に設けられ、加熱された鋳型
を用いて鋳造を行うための鋳造手段と、 第１の部分の内部に設けられ、第１の開口を介
して鋳型を第１の炉内に移送し且つ第１の開口を
介して鋳型を第１の炉から移送するための第１の
移送手段と、 第２の部分に設けられ、且つ鋳型が通過可能な
ように構成された第２の開口と、 第２の部分に設けられ、第２の開口を気密に閉
鎖するための第２の気密弁と、 第２の部分の上方に設けられ、内部が第２の開
口を介して第２の部分の内部と連通する気密な第
２のチヤンバと、 第２のチヤンバの内の雰囲気を所望の雰囲気に
制御するための第３の制御手段と、 第２のチヤンバ内に設けられ、第２のチヤンバ
内に配置される鋳型を予熱し且つ脱ガスするため
の第２の炉と、 第２の部分の内部に設けられ、第２の開口を介
して鋳型を第２の炉の内部に移送し且つ予熱及び
脱ガスされた鋳型を第２の開口を介しての第２の
炉の内部から移送するための第２の移送手段と、 仕切り壁に設けられ、鋳型が通過可能なように
構成された第３の開口と、 仕切り壁に設けられ、第３の開口を気密に閉鎖
するための第３の気密弁と、 エアロツク内に設けられ、第２の移送手段から
予熱及び脱ガスされた鋳型を受取り且つ該鋳型を
第３の開口を介して第１の移送手段に渡すための
受け渡し手段と を備える方位構造をもつ金属部品を製造するため
の鋳造装置によつて達成される。

上記構成の鋳造装置においては、第１のチヤン
バ内にて第１の鋳型を用いて鋳造を行つた後、第
１の気密弁が開放され、第１の移送手段が降下さ
れ、これにより方向性凝固を行わせ、終了後に再
び第１の気密弁が閉鎖され、第１の鋳型がエアロ
ツクから取り出される。また第３の気密弁を閉鎖
することにより、先の工程とはまつたく独立的
に、第２の鋳型がエアロツク内に導入され、第２
のチヤンバ内にて予熱及び脱ガスが行われ、終了
後、再びエアロツク内に戻される。更に第３の気
密弁を開放することにより、予熱及び脱ガスの終
了した第２の鋳型が、鋳造に供されるべく第２の
移送手段から、第３の開口を介して第１の移送手
段に受け渡される。

従つて、本発明による鋳造装置は、少なくとも
１つの鋳型を予熱及び脱ガスのためにエアロツク
内に導入し、予熱及び脱ガスの工程にかけること
と、もう１つの鋳型を鋳造及び制御冷却により凝
固を行う工程にかけることとを、まつたく独立的
且つ同時的に行い得、しかも予熱及び脱ガスの工
程が終了した鋳型をエアロツク内に置いたまま、
鋳造及び冷却の終了した鋳型を外部に取り出すこ
とをも可能とし、安価で且つ融通性があり、しか
も生産性の高いものである。

上記の構成中、エアロツク内、並びに第１及び
第２のチヤンバ内の雰囲気を夫々制御するための
第１、第２及び第３の制御手段という表現は、い
ずれも、所定組成及び気圧の雰囲気をエアロツク
及び各チヤンバ内に受け入れるための手段（例え
ば許容圧容器及び管）と、エアロツク及び各チヤ
ンバ内を所定真空状態とし、かつこれを維持する
ための手段（例えば真空ポンプ及び吸上げ管）の
両方を示すものである。

上記の構成中、第１のチヤンバは第１の炉と第
１の開口との間に位置し、且つ内部を鋳型が通過
できるように構成された環状冷却器を備えていて
もよく、この場合、第１のチヤンバは、第１の炉
と環状冷却器との間に位置する。断熱シールドを
備えていることが望ましい。この環状冷却器の作
用により第１の炉と第１の開口との間に追加の温
度勾配を形成することが可能になる。また、鋳造
手段が精錬炉を含んでいてもよく、同様に第１の
開口の上方に位置する環状炉を含み、第２の炉が
第２の開口の上方に位置する他の環状炉を含んで
いてもよい。更に、第１の移送手段は冷却流体に
よつて冷却されるよう構成された鋳型を担持する
ためのベースプレートを含んでいてもよく、この
場合、第１の移送手段がベースプレートを支える
鉛直ロツドを有する第１鉛直ラムによつて構成さ
れることが望ましく、第１のチヤンバは鋳型が第
１の炉内に位置するとき、鋳型をベースプレート
に対して押圧する押圧手段を備えていることが望
ましい。このようなベースプレートは凝固の制御
に必要な温度勾配を作り出すために寄与する冷却
器として働く。また、第２の移送手段は鋳型を担
持するための他のベースプレートと、該他のベー
スプレートを脱着可能に支える他の鉛直ロツドを
有する第２鉛直ラムとによつて構成されてもよ
く、この場合、第２のチヤンバは第２の炉と第２
の気密弁との間に位置し、他のベースプレートを
支持するためのダイヤフラム弁を備えることが望
ましい。また、受け渡し手段は一端に鋳型との係
合のための係合手段を有する水平ロツドを備える
水平ラムを含んでいてもよい。更に第１のチヤン
バは第１の炉と第１の気密弁との間に位置し、該
第１の気密弁を溶融金属から保護するためのレセ
プタクルを備えていてもよい。

合金鋳造手段については、幾つかの解決法を考
えることができる。

この種の鋳造手段は、後に説明する具体例で
は、傾動が外部から制御される傾動精錬炉から成
り、第１のチヤンバにおいて次のことが可能であ
る。

− 第１チヤンバ内に設けられて、気密ドアによ
つて閉じられ得る装入開口を用いて原料装入を
行なう。

− 損失なしに合金を注湯する。

− 加熱炉内に配置された鋳型に合金を鋳造す
る。

しかしこの炉はまた炉底を介して作動できる鋳
造炉であることもできる。その加熱手段は誘導又
は電気抵抗によつて動かされてもよい。

さらにまた前記鋳造手段は、各鋳型上に配置さ
れ、保持炉によつてあるいは外部精錬炉に気密式
に結合された注入管によつて加熱されるるつぼの
形をとることも可能である。

本発明に関連する技術及び本発明の幾つかの具
体例を例としてとりあげ、添付図面を参照して以
下に説明する。

同じ機能をもつ装置の部分並びに部材には、ど
の図面においても同じ参照番号を付してある。

具体例 先ず第１図を検討すれば、鋳型を予熱するため
の炉１１を容れた予熱及び脱ガスチヤンバ１０
が、鋳造チヤンバ２０と並んで配置されており、
チヤンバ２０は保持炉２１を容れている。２個の
チヤンバ１０及び２０はエアロツク３０上に取付
けられている。エアロツクは、気密ドア３１によ
つて閉鎖され得る鋳型の出入れ開口を介して周囲
Ｅと連通し、また気密弁１２によつて閉鎖され得
る鋳型通過開口によつてチヤンバ１０と、さらに
気密弁２２によつて閉鎖され得る鋳型通過開口に
よつてチヤンバ２０と連通することができる。弁
１２及び２２は当然のこと外部から制御される。
炉１１及び２１は基台をもたない鉛直軸をもつ環
状炉であつて、それぞれ弁１２及び２２の上に配
置され、鋳型をその底部から導入することができ
る。炉２１内に配置された鋳型での鋳造は管２３
を介して行なわれることができると考えてよく、
管２３は不図示の外部精錬手段に結合し、さらに
チヤンバ２０の天井にある開口を介して放出す
る。

第１図及び第２図は概略図で、その目的は対応
する製造工程の配列を説明することである。これ
ら２つの図では外部制御手段は示されておらず、
それらについてはエアロツクと各チヤンバの間及
びその逆の方向への鋳型の運搬に関連して後に説
明する。さらにこれらの図には、弁２２の開口を
通過する鋳造型の下降工程中での制御された凝固
を可能にする鋳型冷却手段、電気的接続、雰囲気
制御手段、等々のようなサービス装置は示されて
いない。

次に第１図に戻つて鋳造工程を検討すれば、第
１鋳型がすでにＡにあり、つまり炉２１内にあ
り、鋳造過程中にあると考えよう。ドア３１及び
弁１２及び２２は閉じている。このため鋳型は、
炉底部を通して鋳型の導入を行なう以外は弁２２
を通過しないある装置によつてＡで支持されると
考えられる。次にドア３１が開き、第２鋳型がエ
アロツク３０に導入され、Ｂで、すなわち弁１２
の下側に来て止まる。次にドア３１が閉じ、弁１
２が開き、第２の鋳型がＣで、すなわち炉１１に
導入される。弁１２が再び閉じ、弁２２が開かれ
る。Ｃで第２の鋳型が加熱され、かつ脱ガスされ
ている間に、第１鋳型は鋳造された後、弁２２の
開口を通つて、Ｄに配置されるために下降する。
冷却手段は下降運動のあいだ機能する。第１鋳型
がＤにあるとき、弁２２は再び閉ざされ、ドア３
１は第１鋳型を取出すために開かれる。ドア３１
が再び閉じると、弁１２が開かれ、第２鋳型は空
間Ｂに運ばれるため下降する。弁１２は再び閉
じ、次に弁２２が開いて第２鋳型が炉２１内のＡ
に位置することができる。次に弁２２が再び閉
じ、ドア３１が開いて第３鋳型をエアロツク３０
に導入することができ、第３鋳型はＢに停止す
る。ドア３１が閉じた後、弁１２は開き、この第
３鋳型をＣへ移し、その後は同じ順序がくりかえ
される。

第１図の装置は従つて、ドア３１が閉じてお
り、そして鋳型が閉じた弁１２によつて閉じられ
たスペースＣ内で加熱され脱ガスされるあいだ
に、開いた弁２２を介してスペースＡから取出す
あいだにもう１つの鋳型を効果的に冷却すること
を可能にする。これら２つの操作は当サイクルの
最長の過程であることは明らかである。

第２図及び第３図は、第１図の装置よりも有利
な点の多い本発明の具体例を示す。第１図では、
エアロツク３０は１度に１個の鋳型だけによつて
占められねばならない。何故ならば、エアロツク
内に存在する別の鋳造し冷却された鋳型の取出し
を可能ならしめるため、ドア３１が開いている時
には予熱し脱ガスした鋳型をエアロツク３０内に
残しておくことは不可能だからである。

第２図及び第３図の装置は、その閉鎖状態にお
いてエアロツク３０をそれぞれスペースＢ及びＤ
に限定する２個のエアロツク部分３３及び３４に
分割する鋳型通過弁３２を設け、他方ではドア３
１を備えるエアロツクの反対側の端に配置された
ドア３５とを含む。即ちこれ以外は第１図の装置
と同様である。従つて鋳型をスペースＣに装入
し、あるいはそこから取出し、他方では他の鋳型
が鋳造後に冷却作業にかけられるため直ちにスペ
ースＡから引出され、次にドア３１を通つて取出
されることが可能である。もつと一般的には、ド
ア３５及び弁３２を備えたことによつて、一方で
は予熱及び脱ガス作業が、他方では鋳造及び冷却
作業がもはや相互依存的ではなくなる。さらに、
エアロツクチヤンバ３０を２つの部分に分割し、
そのそれぞれに雰囲気制御通路を排出路としてつ
なげば、ドアの閉止毎に引抜かれ、また新しくさ
れる雰囲気量が減少する。

予熱及び脱ガス作業の時間が、鋳造及び冷却作
業の時間より事実上長い場合は、エアロツクに補
助絶縁弁を付加することで、補助予熱及び脱ガス
チヤンバの省略が可能になる。

第４図の装置ではこのようになつている。エア
ロツクは鋳型通過弁３２及び３２′によつて３つ
の部分３３，３４及び３３′に分割される。中間
部分３４は冷却された鋳型の取出しのための気密
ドア３１′を用いて周囲に開いている。両側部分
３３及び３３′は予熱するべき鋳型の挿入のため
の両方の場合に適したドア３５及び３５′の開放
によつてそれぞれ周囲と連通できる。中間部分３
４は鋳造チヤンバ２０を担持しており、鋳型通過
弁２２によつてそこから他と分離されることがで
きる。エアロツクの両側部分３３，３３′は、予
熱及び脱ガス用のチヤンバ１０及び１０′をそれ
ぞれ担持する。それらは鋳型通過弁１２及び１
２′を用いてそれぞれそこから他と分離されても
よい。先の説明を考慮すれば、第３図に示す装置
の作業は明瞭であるから、詳しい説明の必要はあ
るまい。

次の幾つかの図を参照して本発明装置の詳しい
説明を始める前に、第２図及び第３図の２個のチ
ヤンバ１０及び２０に、又は第４図の３個のチヤ
ンバ１０，２０及び１０′を同一寸法とし、さら
にチヤンバ１０又はチヤンバ１０及び１０′に液
体金属供給用装置を設け、後に説明するチヤンバ
２０の装置に同様の冷却装置を設けることが可能
であることに留意されたい。従つて通常で予熱及
び脱ガス用のチヤンバ１０又は１０′は、冷却段
階が迅速である時は、同時にチヤンバ２０用と同
様になし得、予熱と、脱ガスと、鋳造と及び冷却
用としても適当であり得る。

次に第５図を検討すれば、第２図及び第３図の
具体例に対応する装置がより詳細に図解されてい
る。検討をしやすくするため、図は例外なしに、
装置の作動を理解する上に必要でない例えば電気
的回路、気密シール、モニター用監視孔、高温
計、水循環用ダクト及びジヤケツト、等々の部分
は図示していない。

ステンレス鋼の２重壁（図示しない）をもつ予
熱及び脱ガスチヤンバ１０は、円筒形で基台をも
たない抵抗加熱式の予熱炉１１を含む。チヤンバ
１０はエアロツク３３の部分に載置され、エアロ
ツクは鋳型を挿入するためのもので、さらに炉１
１の下側に位置しかつ鋳型を通すためのダイヤフ
ラム弁１に用いてチヤンバから分離できる。開口
１３は不図示の真空ポンプに接続する吸上げ管の
入口を示す。

同じく２重壁の鋳造チヤンバ２０は、炉１１と
類似の構造の加熱炉２１を含む。これはチヤンバ
１０と並んで配置され、鋳型の取外しのためのエ
アロツク部分３４の上に載る。それは鋳型通過用
ダイヤフラム弁２２を用いてこれと分離されるこ
とができる。前記弁は炉２１の下側に配置され、
炉から距てられている。さらに炉２１と弁２２と
の間の鋳型通路上には上から下へかけて、熱シー
ルド２３、水循環付円筒ジヤケツトによつて形成
される環形冷却器２４及び弁２２を鋳造中の金属
の飛散や落下から守るダイヤフラム２５が配列さ
れる。これら３つの部材については後に説明す
る。

鋳造チヤンバ２０での真空の生成は、２６で該
チヤンバと連通し、不図示の真空ポンプに接続す
る吸上げ管を用いて実施される。

金属の精錬は傾動式誘導炉４１を用いてチヤン
バ２０自体の中で行なわれる。炉４１はエアロツ
ク２７を介して充填される。エアロツクは気密ド
ア２８による閉鎖可能の挿入開口を備えており、
さらにキヤツプ（蓋のある）弁２９によつてチヤ
ンバ２０から分離される。炉４１はエアロツク２
７及び炉２１に対して関連的に取付けられてお
り、不図示の外部制御手段によつて精錬用には鉛
直位置を、鋳造完遂のためには十分な傾動位置
を、また新しいるつぼの装入のための中間傾動位
置が与えられる。

エアロツク部分３３及び３４の２つの部分の互
いの分離を可能にする鋳型通過弁３２は、キヤツ
プ（蓋付き）弁である。第２図と同じ方法で、エ
アロツクの２つの部分はそれぞれ気密ドア３５及
び３１によつて閉鎖される。ここへの真空生成
は、エアロツクのこれら２つの部分と３６及び３
７でそれぞれ連通する吸上げ管によつて行なわれ
る。

鋳型移送手段は次の部材を含む。即ち、 − エアロツクの部分から炉の内部１１へ及びそ
の逆方向へ鋳型を運ぶためのもので、運ばれた
鋳型の支持並びに中心決めのためのプレート５
２を担持するロツド５３をもつ鉛直油圧ラム５
１、 − エアロツク３４の部分から炉２１の内部へ及
びその逆方向へと鋳型を運ぶためのもので、運
ばれた鋳型を支持し、中心決めしさらに冷却用
ベースプレートとして働くためのプレート６２
を担持するロツド６３をもつ鉛直油圧ラム６
１、 − エアロツク３３のプレート５２の低い位置に
鋳型が載置される部分から、エアロツク３４の
プレート６２の低い位置に前記鋳型が載置され
る部分へ鋳型を運搬するためのもので、ドア３
５の下側に配置されており、前記鋳型を移動し
かつ中心決めするためのフオーク７２を担持す
るロツド７３をもつ水平ラム７１。

プレート５２及び６２についてはフオーク７２
と共に後に説明する。ダイヤフラム１４は炉１１
の下側にある。後に説明する通り、開くと鋳型の
通路となるこのダイヤフラムは鋳型と担持プレー
トが高い位置にあるとき閉じる。ラム５３のロツ
ドが後退するとプレート５２が外れ、それがダイ
ヤフラム上に残り、ラムのロツドの後退は弁１２
の閉鎖を許すべくなお続行する。

第５図の装置の操作に関する説明は、第２図を
参照してすでに済んでいるからここで繰返さな
い。以後はもつぱら説明を目的として様々な操作
パラメータ値を挙げれば十分であろう。即ち、 − エアロツク３３及び３４の部分では、初期の
真空度10^-2Torr.以上、部分３３に装入された
鋳型は1100℃で空気で予熱される。

− 予熱及び脱ガスチヤンバ１０では、鋳型は
10^-4Torr.で1300℃まで加熱される。

− 鋳造チヤンバ２０では、10^-4Torr.以下の絶
対圧力下で鋳型を温度1500℃で安定化させる。
前記温度は鋳造前の炉４１内の合金過熱温度に
原則として等しい。

ドア３１又はドア３５の開放は、エアロツク部
分に存在する圧力が大気圧に近い値に相当する値
に再びなることを要求する。これを行なうため、
開口３７又は開口３６を介してアルゴンが注入さ
れる。

チヤンバ１０及び２０内に鋳型が留まる時間及
び環形冷却器２４を通つて鋳型がゆつくり下降す
ることで制御される緩徐な冷却段階は、明らかに
部材の形、使用合金の及び所望の構造の形状に左
右される。

第６図は温度保持炉２１、熱シールド２３、環
形冷却器２４、飛散物レセプタクル２５及び第５
図ですでに引用したプレート６２を縦断面図で詳
しく示す。

炉２１は基台のない炉で電気抵抗体８６をもつ
ており、注入ロート８１が載置されており、ロツ
ド６３によつて支持されたプレート６２がその上
部位置にあるとき鋳型８０が炉内に配置される。
次に弁２２のダイヤフラムが開く。

公知の種類のプレート６２は水循環通路６４が
その内部に形成されている固体銅の厚板である。
給水は不図示の可撓管を用いて実施される。鋳型
８０の底部において環状フランジ８２が後の説明
で明らかとなる通り、水平ラム７３（第５図）の
フオーク７２によつて鋳型を取上げることができ
るようにしており、フランジ８２の内周によつて
プレート６２の外周上に鋳型を中心決めすること
ができることに留意されたい。プレート６２が上
部位置にあるとき、鋳型８０をプレートに押当さ
せる弾性戻しばね付き固定装置の存在も注目され
よう。これは引張りばね８４を介して炉２１に押
当するプレート８３によつて構成され、ばねは炉
に固定されている。ロート８１はプレート８３に
バイアスを加え、プレート内には注入オリフイス
８５が設けられている。プレート８３は２重の目
的をもつ。プレート８３は鋳型８０をプレート６
２に押当させ、とくに鋳型とベースプレート間で
鋳造金属表面の事故的露出の結果として静水圧力
の増加をうけて（図示の場合のように鋳型の形状
が開いた底部をもつとき）鋳型が持上がるのを防
ぐばかりでなく、さらに炉２１が鋳造上の事故で
金属のはねかかりを受けるのを防ぐ。

絶縁材料の環形シールド２３は、炉２１と環形
冷却器２４の間に配置されている。これは前者と
後者の間の熱交換を制限し、鋳造チヤンバ２０の
内側部分を１方は熱く他方は冷たい適正に分離し
た２つの帯域に分割する。冷却器２４は公知の種
類の水ジヤケツトである。水の循環はチヤンバ２
０の壁２０１を横切る２本の管２４１によつて行
なわれる。

断面が環状杯の形状をもつレセプタクル２５
は、唇状部で重なり合う２個のセクタに分割さ
れ、鋳型通路の円筒部分及びベースプレートから
ラムのロツド２５１によつて指示された外部装置
を用いて取外すことができる。閉鎖位置では、レ
セプタクルは、鋳型８０の底部で起こり得る金属
のこぼれからダイヤフラム弁２２の機構を保護す
る。弁２２のダイヤフラムは開き位置で示してあ
る。

鋳型８０が鋳造を受けると、レセプタクル２５
の２個の半部分は、鋳型の下降と冷却とを可能な
らしめるため相互に分け距てられる。下降が完了
すると、弁２２は鋳型の外への取出しのため必要
な分離を行なうため閉鎖し、一方ではレセプタク
ル２５の２個の半部分は、弁２２再閉鎖後新たな
予熱及び脱ガスした鋳型の導入を最終的に可能な
らしめるため相互に距てられたままである。

それが必要というわけではないが、もしここに
挙げた様々な部材が手動制御である場合、当業者
であれば幾つかの作動段階の実施が他の作業が終
つていない時に入つて来るのを予防する安全性装
置を考案するのはきわめて簡単である。例えばベ
ースプレート６２が低い位置にない時に弁２２が
閉鎖するのを防ぎ、さらにレセプタクル２５の２
つの部分が離れて距たつていないときにプレート
が下降するのを防ぐことが望ましい。

また操作段階全体と作動パラメータをマイクロ
プロセツサの作動を受ける制御下に置いて、操作
サイクル全体を自動化することもまた簡単であ
る。

次に第７図及び第８図を検討する。第７図は鋳
型を予熱及び脱ガスチヤンバ１０に移送するた
め、ラム５１のロツド５３（第５図）によつて支
持されたプレート５２に載置された鋳型８０の下
部を示す。プレート５２はグラフアイト製であ
る。その直径は、先に説明したフランジ８２を用
いて鋳型の中心決めを行なうためベースプレート
６２（第６図）の直径に等しい。ラム５３のロツ
ドの円錐端部は、プレート内に設けられた円錐形
目くら穴に配置される。円錐角は十分に大きいか
ら相互の分離は容易である。フオーク７２につい
ては、それがラム７３（第５図）のロツドに支え
られ、第８図に示すように形成されているので、
フランジ８２の外周によつて鋳型８０の底部の中
心決め及び係合を確実に行なう。

第５図、第６図及び第７図を再び考察してみよ
う。すでに説明した通り、ラム５１のロツド５３
が後退しているとき、ダイヤフラム１４はプレー
ト５２と鋳型８０を閉鎖位置で炉１１の内部に支
える。

炉１１から鋳型を取出し、かつベースプレート
６２へ運ぶため、ラム５１のロツド５３は再び上
昇し、プレートの円錐穴にはまり、その中心決め
をやり直す。ダイヤフラム１４が開く。ラムのロ
ツドが下降し、一方フオーク７２が鋳型の通路に
戻される。鋳型がフオークの中へ接触すると、フ
オークは鋳型の中心決めをやり直し、フランジ８
２の外面を介してこれを保持する。ラム５１のロ
ツドはなお後退を続けてプレート５２をひきず
り、一方、鋳型とフオークは並進運動に対して自
由になる。この運動はベースプレート６２の上側
に鋳型がきたときに終了する。

ベースプレート６２はラム６１によつて制御さ
れて上昇運動しながら鋳型を引上げ、フランジ８
２の内周によつてこれを再度中心決めしてからこ
れを炉２１に運び、一方ではフオーク７２は開放
されて、炉を出発位置に戻すことと新たな運送作
業が可能になる。

以上説明した鋳造装置は、次の条件を同時に満
足すると信じられる。

（） 従来提案された単純な装置より実質的に
高い生産速度を保証する。

（） 比較的単純な構造であり、その結果とし
て比較的適当なコストで得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳造装置の具体例の縦断面図、第２図
は鋳造装置の第２の具体例の縦断面図、第３図は
第２図のＸ−X′線による水平断面図、第４図は
第３の具体例の第３図と同様の水平断面図、第５
図は第２図の具体例に相当する、但しさらに詳細
な縦断面図、第６図は制御凝固を可能にする前記
装置の部分のさらに詳しい縦断面図、第７図は第
５図の装置の水平鋳型移送装置の詳細を表わす縦
断面図、第８図は第７図の鋳型移送装置の平面図
である。 １０，２０……チヤンバ、１１，２１……炉、
１２，２２……弁、３０，３３，３４……エアロ
ツク、３１，３５……気密ドア、８０……鋳型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳型の導入及び鋳型の取り出しが可能なよう
   に構成されたエアロツクと、 前記エアロツク内の雰囲気を所望の雰囲気に制
   御するための第１の制御手段と、 前記エアロツク内に設けられ、前記エアロツク
   を、夫々気密ドアを有する第１の部分と第２の部
   分とに分割する仕切り壁と、 前記第１の部分に設けられ、且つ鋳型が通過可
   能なように構成された第１の開口と、 前記第１の部分に設けられ、前記第１の開口を
   気密に閉鎖するための第１気密弁と、 前記第１の部分の上方に設けられ、内部が前記
   第１の開口を介して前記第１の部分の内部と連通
   する気密な第１のチヤンバと、 前記第１のチヤンバの内の雰囲気を所望の雰囲
   気に制御するための第２の制御手段と、 前記第１のチヤンバ内に設けられ、該第１のチ
   ヤンバ内に配置される鋳型を予め定められた温度
   まで加熱するための第１の炉と、 前記第１のチヤンバ内に設けられ、前記加熱さ
   れた鋳型を用いて鋳造を行うための鋳造手段と、 前記第１の部分の内部に設けられ、前記第１の
   開口を介して鋳型を前記第１の炉内に移送し且つ
   前記第１の開口を介して前記鋳型を前記第１の炉
   から移送するための第１の移送手段と、 前記第２の部分に設けられ、且つ鋳型が通過可
   能なように構成された第２の開口と、 前記第２の部分に設けられ、前記第２の開口を
   気密に閉鎖するための第２の気密弁と、 前記第２の部分の上方に設けられ、内部が前記
   第２の開口を介して前記第２の部分の内部と連通
   する気密な第２のチヤンバと、 前記第２のチヤンバの内の雰囲気を所望の雰囲
   気に制御するための第３の制御手段と、 前記第２のチヤンバ内に設けられ、前記第２の
   チヤンバ内に配置される鋳型を予熱し且つ脱ガス
   するための第２の炉と、 前記第２の部分の内部に設けられ、前記第２の
   開口を介して鋳型を前記第２の炉の内部に移送し
   且つ予熱及び脱ガスされた鋳型を前記第２の開口
   を介して前記の第２の炉の内部から移送するため
   の第２の移送手段と、 前記仕切り壁に設けられ、鋳型が通過可能なよ
   うに構成された第３の開口と、 前記仕切り壁に設けられ、前記第３の開口を気
   密に閉鎖するための第３の気密弁と、 前記エアロツク内に設けられ、前記第２の移送
   手段から前記予熱及び脱ガスされた鋳型を受取り
   且つ該鋳型を前記第３の開口を介して前記第１の
   移送手段に渡すための受け渡し手段と を備える方位構造をもつ金属部品を製造するため
   の鋳造装置。 ２ 前記第１のチヤンバは前記第１の炉と前記第
   １の開口との間に位置し、且つ内部を鋳型が通過
   できるように構成された環状冷却器を備えている
   特許請求の範囲第１項に記載の鋳造装置。 ３ 前記第１のチヤンバは、前記第１の炉と前記
   環状冷却器との間に位置する、断熱シールドを備
   えている特許請求の範囲第２項に記載の鋳造装
   置。 ４ 前記鋳造手段が精錬炉を含む特許請求の範囲
   第１項から第３項のいずれか一項に記載の鋳造装
   置。 ５ 前記第１の炉が前記第１の開口の上方に位置
   する環状炉を含み、前記第２の炉が前記第２開口
   の上方に位置する他の環状炉を含む特許請求の範
   囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の鋳造
   装置。 ６ 前記第１の移送手段は冷却流体によつて冷却
   されるように構成された鋳型を担持するためのベ
   ースプレートを含んでいる特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれか一項に記載の鋳造装置。 ７ 前記第１の移送手段が前記ベースプレートを
   支える鉛直ロツドを有する第１鉛直ラムによつて
   構成される特許請求の範囲第６項に記載の鋳造装
   置。 ８ 前記第１のチヤンバは鋳型が前記第１の炉内
   に位置するとき、前記鋳型を前記ベースプレート
   に対して押圧する押圧手段を備えている特許請求
   の範囲第６項に記載の鋳造装置。 ９ 前記第２の移送手段は鋳型を担持するための
   他のベースプレートと、該他のベースプレートを
   脱着可能に支える他の鉛直ロツドを有する第２鉛
   直ラムとによつて構成される特許請求の範囲第１
   項から第８項のいずれか一項に記載の鋳造装置。 １０ 前記第２のチヤンバは前記第２の炉と前記
   第２の気密弁との間に位置し、前記他のベースプ
   レートを支持するためのダイヤフラム弁を備える
   特許請求の範囲第９項に記載の鋳造装置。 １１ 前記受け渡し手段は一端に鋳型との係合の
   ための係合手段を有する水平ロツドを備える水平
   ラムを含んでいる特許請求の範囲第１項から第１
   ０項のいずれか一項に記載の鋳造装置。 １２ 前記第１チヤンバは前記第１の炉と前記第
   １の気密弁との間に位置し、該第１の気密弁を溶
   融金属から保護するためのレセプタクルを備えて
   いる特許請求の範囲第１項から第１１項のいずれ
   か一項に記載のに記載の鋳造装置。