JPH05293625A

JPH05293625A - 鋳造装置

Info

Publication number: JPH05293625A
Application number: JP12949492A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Asahara; 悦郎浅原
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】るつぼの溶湯とそのるつぼよりも上方に位置
して設けられた鋳型のキャビティ内とを導管で連絡し、
その溶湯面に加わる圧力とそのキャビティ内の圧力とに
圧力差を設けて、そのキャビティ内に注湯するようにし
た鋳造装置において鋳物製造時間を短縮する。【構成】キャビティに面する鋳型の一部を移動自在に
形成して可動片と、そのキャビティ内に注湯された溶湯
の体積の変化に伴うその可動片の移動量を検出する歪計
とを有する。歪計の最大出力時は、キャビティ内が凝固
したことを示しているので、圧力差を解放してキャビテ
ィ内の注湯を止め、鋳型から鋳物製品を取出すことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造装置に係り、特に、
鋳型のキャビティ内に注湯された溶湯の凝固時点を検知
して、鋳造時間の短縮に資することのできるものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、低圧鋳造装置は、るつぼ
内のアルミニウム等の溶湯と、そのるつぼよりも上方に
位置して設けられた鋳型のキャビティ内とを導管（スト
ーク）で連結し、溶湯面に圧力を加えて溶湯を導管を介
してキャビティ内に注湯し、そして、キャビティ内の溶
湯が十分に凝固（凝固）した時間を見はからって、溶湯
面の圧力を解くようにしている。この低圧鋳造装置によ
る鋳造は、溶湯面をＮ₂ガスやアルゴンガス等の不活性
ガスで覆うことができるので、溶湯の酸化を防止できる
とともに、重力式の注湯に比べて歩留りが良いという特
長を有している。

【０００３】また、重力でキャビティ内に注湯する通常
の鋳造装置においても、キャビティ内の溶湯が十分に凝
固した時点で鋳型を解枠して鋳物製品を取り出すように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の低圧鋳造装置又は通常の重力式の鋳造装置におい
て、溶湯面の圧力を解くタイミング又は解枠するタイミ
ングは、キャビティ内の溶湯が十分に凝固したと思われ
る安全な時間を見はからって行なわれていたため、鋳造
時間が長くなるという欠点があった。

【０００５】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、キャビティ内
の溶湯の凝固を的確に検出して、鋳造時間を短縮するこ
とのできる鋳造装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明装置は、上記目的
を達成するために、キャビティ内に溶湯を注湯し、注湯
された溶湯が凝固した後に、その鋳型を解枠して鋳物製
品を取り出すようにした鋳造装置において、前記キャビ
ティに面する鋳型の一部を移動自在に形成した可動片
と、そのキャビティ内に注湯された溶湯が凝固する際の
体積の変化に伴うその可動片の移動量を検出する歪計と
を有することを特徴としている。また、可動片は、キャ
ビティへ注湯を供給する堰の側壁の一部に形成されるこ
とを特徴としている。さらに、鋳型は、溶湯の貯留され
たるつぼの上方に設けられるとともに、キャビティ内と
そのるつぼとは導管で連絡され、そのるつぼの溶湯面と
そのキャビティ内に圧力差を設けてそのキャビティ内に
注湯するものであり、歪計は、検出値がキャビティ内の
溶湯の凝固を検出したときにその圧力差を解放する手段
を駆動する信号を出力するものであることを特徴として
いる。

【０００７】

【作用】上記構成において、キャビティ内に注湯された
溶湯が凝固するまでの間に、キャビティ内の溶湯の体積
が変化する。この変化に伴って可動片が移動し、その移
動量は歪計により検出される。溶湯が凝固したときの移
動量は既知であるから、歪計の検出により圧力を解くタ
イミング又は鋳型を解枠するタイミングを知ることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明を低圧鋳造に適用したときの一実
施例装置の縦断面図であって、アルミニウム等の溶湯ａ
が充填されたるつぼ１は、ヒータ（図示せず）を備えて
いて、るつぼ１を所定温度に維持するための保温容器
（保持炉）２の凹部３内に設けられている。

【０００９】保温容器２内の上部は、三重構造の蓋４で
覆われて大気と遮断されているとともに、その蓋４の中
央部からるつぼ１内に導管５が垂架して設けられてい
る。そして、その導管５の周囲には、導管５の下部の溶
湯取入口５ａと連通した不活性ガス供給管６が設けられ
ている。すなわち、導管５と不活性ガス供給管６とは、
下端部で連通した二重管構造を呈している。

【００１０】図中、７及び８はＮ₂ガスの供給管であっ
て、このうち供給管７は、凹部３内に連絡されており、
他の供給管８は不活性ガス供給管６に連絡されている。

【００１１】鋳型１０は、金型で形成されてキャビティ
Ｃを有し、上記上蓋４上に載置されている。そして、そ
のキャビティＣはキャビティＣの堰Ｃ′の部分でストレ
ーナ１２を介して導管５と連通されている。また、この
鋳型１０は、蓋４上に開閉自在に載置されたシールボッ
クス１３で気密状に保たれている。なお、図中５ｂは、
導管５の上部内側に設けられた保温部材で、導管５内の
溶湯が凝固しないようにしている。

【００１２】図中２０は検出器であって、キャビティＣ
の堰Ｃ′に設けられた可動片２１と、上蓋４上に設けら
れた歪計２２と、これら両者を接続する連結棒２３とか
らなり、その詳細は図２及び図２のＡ−Ａ線矢印方向か
ら見た拡大平面図である図３に示されている。

【００１３】可動片２１は、逆円錐状の堰Ｃ′の側壁の
一部を形成し、かつ堰Ｃ′の中心軸に向って、つまり水
平方向へ移動可能に設けられている。換言すると、可動
片２１は金型１０の下型の堰Ｃ′の一部分が水平方向に
移動自在に分割して構成されている。また可動片２１の
上面には上述の水平方向と直交する方向のＶ字状の溝２
１ａが設けられている。なお、この溝２１ａは、本発明
の必須要件ではないが、後述するように、可動片２１が
キャビティＣ内の鋳物の膨張、収縮に伴って効果的に移
動できるようにするためである。

【００１４】歪計２２は、電気抵抗式の周知の歪計から
なり、一端が可動片２１にねじ止めされた連結棒２３の
他端側に歪計２２の検出棒２２′が設けられている。し
たがって、可動片２１の移動に伴う連結棒２３の移動
が、図２の矢印（イ）又は（ロ）方向へ移動すると、歪
計２２の検出棒２２′も移動して、歪計２２はその移動
量に応じて歪出力を図示しない制御器に出力することが
できる。

【００１５】図中３０は、可動片２１が堰Ｃ′の一部を
形成するように、可動片２１を所定の位置に位置決めす
る位置決め機構であって、駆動軸が連結棒２３に連結さ
れた垂直方向の油圧シリンダ３１と、この油圧シリンダ
３１を駆動軸端に接続した水平方向の油圧シリンダ３２
の２つの油圧シリンダを含み、油圧シリンダ３２はシー
ルボックス１３に固定されている。さらに油圧シリンダ
３２は、補助シールボックス３３により覆われていて、
シールボックス１３内の気密状態が保持されるように工
夫されている。

【００１６】本発明の動作を説明する前に、図４の歪変
化図を用いて本発明の動作原理を説明する。図４は、例
えば、アルミニウム等の溶湯が、キャビティＣ内で凝固
するときの体積変化と、その体積変化に伴う歪変化図で
ある。

【００１７】通常、溶湯は、温度の低下に伴って液体か
ら固体に変化するときに体積の変化を伴う。この変化
は、例えば、アルミニウムの場合、溶湯から固体になる
と約５％収縮することが知られている。したがって、そ
の体積の変化を知ることは溶湯の凝固時点を知ることに
なる。

【００１８】上述の体積の変化がキャビティＣの中で行
なわれたときは、その体積の変化を、キャビティＣを形
成する鋳型１０の歪として検出することができる。この
ため、鋳型１０の一部を体積の変化に伴って移動可能な
可動片２１とし、その可動片２１の移動量を歪計２２で
検出できれば、キャビティＣ内の溶湯が凝固を開始した
ことを知ることができる。したがって、本発明で歪計と
いうときは、キャビティＣ内の溶湯が凝固したことによ
る体積の変化に伴って移動する可動片２１の移動量を検
出することのできる計測器を含んでいる。

【００１９】次に、図５の導管５部分の拡大図を参照し
ながら、本実施例装置の動作を説明する。

【００２０】先ず、キャビティＣに注湯を行うには、位
置決め機構３０を操作して可動片２１が堰２１を形成す
るようにセットする。そして、図示しない制御器からの
指令でバルブＶ₁を開、Ｖ₂を閉及びＶ₃を開にする。
そしてバルブＶ₃を介してシールボックス１３内の気体
を真空ポンプ（図示せず）で吸引する。これにより、凹
部３内の圧力（溶湯ａの面上の圧力）とキャビティＣ内
の圧力とに差が生じ、るつぼ１内の溶湯ａは導管５内を
上昇してキャビティＣ内に注湯される（図５（ａ）参
照）。

【００２１】歪計２２の出力が最大になった時点、つま
りキャビティＣ内の溶湯が凝固した時点で、制御器はバ
ルブＶ₃を閉じ、さらにバルブＶ₂を開き（バルブＶ₁
は開のまま）、そのバルブＶ₂を介してＮ₂ガスを圧入
する。これにより、Ｎ₂ガスは不活性ガス供給管６及び
導管５の溶湯取入口５ａを介して導管５内に注入され、
導管５内の溶湯ａをＮ₂ガスと置換して落下させる（図
５（ｂ）参照）。したがって、導管５内の溶湯面はＮ₂
ガスで覆われた状態となっている。

【００２２】次いで、シールボックス１３を開いて鋳型
１０から鋳物製品が取出された後、さらにシールボック
ス１３が閉じられて、再び、キャビティＣ内に注湯され
る。このとき、キャビティＣ内に注湯される溶湯は、全
く空気（大気）と触れないので、キャビティＣ内に供給
される溶湯に酸化溶湯が含まれず、製品歩留を低下させ
るおそれがなくなる。

【００２３】本実施例装置は、歪計２２の出力によりシ
ールボックス１３内の吸引を止め、そして鋳型１０を開
いて鋳物製品を取り出すことができるので、従来のよう
に、余分な凝固時間を必要にしないので、鋳物の製造時
間を短縮することができる。また、可動片２１は、堰
Ｃ′の部分に設けたので、鋳物製品の外形形状への影響
を少なくすることができる。

【００２４】なお、上述の実施例では、キャビティＣ内
への注湯をシールボックス１３内を負圧にして行った
が、凹部３内のＮ₂ガス圧力を高めて注湯するようにし
てもよい。このときは、凹部３内のＮ₂ガスの供給は、
歪計２２の出力が最大のときに停止される。また、不活
性ガスとしてＮ₂ガスを用いるようにしたが、アルゴン
ガス等の不活性ガスを用いてもよい。また、上述の実施
例は、低圧鋳造の例を示したが、重力式の鋳造装置に適
用することができる。この場合は、歪計がキャビティ内
の溶湯の凝固を検出したときに鋳型を解枠して鋳物製品
を取り出すようにする。

【００２５】

【発明の効果】本発明装置は、鋳型の一部を可動片とす
るとともに、その可動片の移動量を歪計で検出するよう
にしたので、その歪計の出力から、キャビティへ注湯し
た溶湯の凝固を知ることができる。したがって、従来の
ように、余分な凝固時間を必要とせずに鋳物製品を短時
間で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の縦断面図である。

【図２】検出器の詳細図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢印から見た拡大平面図であ
る。

【図４】体積及び歪変化図である。

【図５】導管部分の拡大図である。

【符号の説明】

１るつぼ５導管５ａ溶湯取入口６不活性ガス供給管１０鋳型ａ溶湯ＣキャビティＣ′ 堰２０検出器２１可動片２２歪計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビティ内に溶湯を注湯し、注湯され
た溶湯が凝固した後に、その鋳型を解枠して鋳物製品を
取り出すようにした鋳造装置において、前記キャビティに面する鋳型の一部を移動自在に形成し
た可動片と、そのキャビティ内に注湯された溶湯が凝固
する際の体積の変化に伴うその可動片の移動量を検出す
る歪計とを有することを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】可動片はキャビティへ注湯を供給する堰
の側壁の一部に形成されることを特徴とする請求項１記
載の鋳造装置。
【請求項３】鋳型は、溶湯の貯留されたるつぼの上方
に設けられるとともに、キャビティ内とそのるつぼとは
導管で連絡され、そのるつぼの溶湯面とそのキャビティ
内に圧力差を設けてそのキャビティ内に注湯するもので
あり、歪計は、検出値がキャビティ内の溶湯の凝固を検
出したときに、その圧力差を解放する手段を駆動する信
号を出力するものであることを特徴とする請求項１また
は２記載の鋳造装置。