JPH0560654U - 鋳造用給湯スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小スペースで高温雰囲気下であつても、流路
孔の周壁を加熱するヒータを設けることができて、湯づ
まりすることなくスリーブの流路孔の内径を小さくで
き、離型後の押湯切断作業の工数を低減できて、生産効
率を向上させることができる鋳造用給湯スリーブを提供
すること。 【構成】 金型内へ溶湯を導く流路孔３０ａを有するス
リーブ本体３０と、本体３０の加熱用ヒータ３１と、か
らなる。ヒータ３１は、本体３０外周に巻かれる発熱部
３２と、発熱部３２から鋳造装置外へ延びる非発熱部３
３と、からなる。発熱部３２は、外表面側の耐熱層３２
ａと、電気絶縁材料を充填されて耐熱層３２ａ内に螺旋
状に配置される抵抗発熱線と、からなる。非発熱部３３
は、外表面側の、発熱部の耐熱層３２ａと連続する耐熱
層３３ａと、電気絶縁材料を充填されて耐熱層３３ａ内
に配置され、抵抗発熱線の端部に接続される導線と、か
らなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、吸引鋳造や低圧鋳造等の差圧鋳造装置において、アルミニウムや アルミニウム合金等の溶湯を金型内へ導く部位に配置される鋳造用給湯スリーブ に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】

従来、鋳造用給湯スリーブ（以下、単にスリーブという）は、通常、熱間ダイ ス鋼を使用し、溶湯を金型内へ導くための流路孔を内部に備える筒状に形成され ており、その役割は、溶湯を導く堰として、また、溶湯充填完了後は、押湯とし て利用していた。

【０００３】 差圧鋳造においては、差圧を利用して、保持炉内の溶湯をストークとスリーブ とを経て金型内へ充填し、充填完了後も、製品品質の向上を目的として、押湯効 果を期待し、製品の凝固が完了するまでスリーブとストークとの内部に溶湯を保 持し、その後、製品を離型していた。

【０００４】 しかし、従来のスリーブでは、押湯時の金型の冷却によつて、スリーブも冷却 されているため、スリーブ内に保持されている溶湯の凝固も早まり、押湯の役割 を十分に得ることができず、不良品を発生させる場合があつた。

【０００５】 この対策として、スリーブ内に保持されている溶湯の凝固を遅延させるため、 スリーブ内の流路孔を大径として対処することができるが、このように、スリー ブの流路孔を大きくすると、離型させた後の製品に、スリーブの流路孔内で凝固 した押湯が残り、その押湯が流路孔の大径化に伴なつて大きくなり、離型後の後 加工を手間取らせるとともに、材料の歩留りを低下させてしまう。

【０００６】 また、スリーブの流路孔を大きくして押湯効果を得ようとすると、スリーブ温 度がバラツク中での最低の条件下でも効果が得られるように、大きな流路孔が必 要となり、その流路孔内の平均的な溶湯凝固時間が長くなり、鋳造サイクルも長 くなつて、生産性を低下させることになつてしまう。

【０００７】 上記課題を解決するため、スリーブにヒータを設けて温度調節し、流路孔を大 きくせずに押湯効果を有効に生かすことが考えられる。

【０００８】 しかし、スリーブが配置される部位は、周囲に金型の冷却水の配管が配置され る等のスペースの制約を受けるため、所定の温度に加熱するのに適当な、高出力 のヒータがないのが実情である。

【０００９】 また、ヒータによるスリーブの加熱は、流路孔の周壁だけを加熱し、他の冷却 水の配管等を加熱しないようにする必要がある。そのため、スリーブにだけヒー タの発熱部を配置させ、その発熱部に発熱しないリード線を結線する必要が生ず る。

【００１０】 しかし、スリーブの周囲の鋳造装置の温度は、アルミニウム合金の鋳造の場合 、７００〜８００℃となり、その発熱部へ接続するリード線自体や、発熱部とリ ード線とを接続するターミナルが、熱によつて破損してしまう。

【００１１】 この考案は、上述の課題を解決するものであり、小スペースで高温雰囲気下で あつても、流路孔の周壁を加熱するヒータを設けることができて、湯づまりする ことなくスリーブの流路孔の内径を小さくでき、離型後の押湯切断作業の工数を 低減できて、生産効率を向上させることができるスリーブを提供することを目的 とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るスリーブは、金型内へ溶湯を導く流路孔を有するスリーブ本体 と、該スリーブ本体を加熱するヒータと、から構成され、 該ヒータが、前記スリーブ本体の外周に巻かれる発熱部と、該発熱部から鋳造 装置外へ延びる非発熱部と、から構成され、 前記発熱部が、外表面に配置される耐熱性を有した耐熱層と、電気絶縁材料を 充填されて前記耐熱層内に螺旋状に配置される抵抗発熱線と、から構成され、 前記非発熱部が、外表面に配置されて、前記発熱部の耐熱層を連続して延設さ せた耐熱層と、電気絶縁材料を充填されて前記耐熱層内に配置され、前記抵抗発 熱線の端部に接続される導線と、から構成されることを特徴とする。

【００１３】

【考案の作用・効果】

この考案に係るスリーブでは、スリーブ本体の外周に巻かれるヒータの発熱部 が、耐熱層内で抵抗発熱線を螺旋状に配置させているため、小スペースで高出力 を確保できる。

【００１４】 また、ヒータの非発熱部が、外表面に発熱部の耐熱層を連続させて配置させる とともに、その内部に、電気絶縁材料を充填させて、発熱部における抵抗発熱線 の端部に接続される導線を配置させている構成である。そのため、導線や、導線 と抵抗発熱線との接続部位が、気密性を有して連続する状態の耐熱層内に、電気 絶縁材料を充填させて配置されることとなつて、耐熱性を有することとなり、雰 囲気温度が７００〜８００℃となるアルミニウム合金用の鋳造装置にヒータの非 発熱部を破損すること無く配置可能となる。

【００１５】 そして、スリーブ本体の外周にヒータを設けることができて、ヒータによつて スリーブ本体を温度調節できるため、湯づまりを生じさせることなく、スリーブ 本体の流路孔を小さくすることができて、離型させた後の製品に、流路孔内で凝 固した押湯が残つても、その押湯が流路孔の小径化に伴つて小さくなり、離型後 の後加工を容易にさせるとともに、材料の歩留りを向上させることができる。

【００１６】 また、スリーブ本体の流路孔を小さくすることができるため、その流路孔内で 溶湯が凝固するまでの時間を短くすることができ、鋳造サイクルを短時間にする ことができて、生産効率を向上させることができる。

【００１７】 したがつて、この考案に係るスリーブは、小スペースで高温雰囲気下であつて も、流路孔の周壁を加熱するヒータを設けることができて、湯づまりすることな くスリーブの流路孔の内径を小さくでき、離型後の押湯切断作業の工数を低減で きて、生産効率を向上させることができる。

【００１８】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１９】 実施例のスリーブ３が配設される鋳造装置Ｍは、図４に示すように、アルミニ ウム合金製の自動車のエンジン部品を鋳造品（製品）Ｗとして鋳造するものであ り、保持炉１内に溶融したアルミニウム合金の溶湯Ａが貯溜されている。

【００２０】 この鋳造装置Ｍは、吸気口７を利用して金型４内の圧力を保持炉１内に比べて 低くし、保持炉１内の溶湯Ａを、ストーク２とスリーブ３とを経て金型４内へ流 入させ、金型４のキヤビテイ４ａ内の溶湯Ａが凝固するまで、ストーク２とスリ ーブ３との内部に溶湯Ａを保持した後、鋳造品Ｗを離型させ、順次、つぎの鋳造 を行なうものである。なお、５は、金型４内に設けられる冷却水路、６は、冷却 水路５に冷却水を供給するための配管である。

【００２１】 そして、スリーブ３は、図１・２に示すように、内部に溶湯Ａを流す流路孔３ ０ａを備えたスリーブ本体３０と、スリーブ本体３０を加熱するヒータ３１と、 ヒータ３１の発熱部３２を覆うカバー３６と、から構成されている。

【００２２】 スリーブ本体３０は、熱間ダイス鋼、アルミナや窒化ケイ素等のセラミツク、 あるいは、金属とセラミツクとを所定の比率で混合・焼結したサーメツト、等か ら形成され、上下部の外周にフランジ部３０ｂ・３０ｃを備えている。

【００２３】 ヒータ３１は、スリーブ本体３０のフランジ部３０ｂ・３０ｃ間の外周に巻か れる発熱部３２と、発熱部３２の両端から鋳造装置Ｍ外へ延びる２本の非発熱部 ３３と、から構成されている。

【００２４】 発熱部３２は、図３に示すように、外表面に配置されて耐熱性を有する耐熱層 ３２ａと、電気絶縁材料３２ｂを充填されて耐熱層３２ａ内に螺旋状に配置され る抵抗発熱線３２ｃと、から構成されている。

【００２５】 実施例の場合、耐熱層３２ａはステンレス管であり、電気絶縁材料３２ｂはＭ ｇＯであり、抵抗発熱線３２ｃは、Ｎｉ−Ｃｒ系合金であつて、直線に延ばせば 軸方向距離の約４倍となるの長さを螺旋状に形成されて構成されている。そして 、発熱部３２の外径を３．２mmとしている。

【００２６】 非発熱部３３は、図３に示すように、外表面に配置されて、発熱部３２の耐熱 層３２ａを連続して延設させた耐熱層３３ａと、電気絶縁材料３３ｂを充填され て耐熱層３３ａ内に配置され、抵抗発熱線３２ｃの端部に接続される導線３３ｃ と、から構成されている。

【００２７】 電気絶縁材料３３ｂは、耐熱層３３ａが耐熱層３２ａと同一材であるのと同様 に、発熱部３２の絶縁材料３２ｂと同様に、ＭｇＯから構成され、実施例の場合 、導線３３ｃは、Ｎｉ線としている。そして、導線３３ｃは、その発熱部３２側 の端部の外周に抵抗発熱線３２ｃを巻いて、抵抗発熱線３２ｃと結線されている 。また、非発熱部３３の外径は、発熱部３２と同様に、３．２mmとしている。

【００２８】 発熱部３２と非発熱部３３との形成は、連続した耐熱層３２ａ・３３ａ内に絶 縁材料３２ｂ・３３ｂを充填させるとともに抵抗発熱線３２ｃと導線３３ｃとを 結線して配置させ、当初、大径のものから、順次絞つて、空隙を無くしつつ小径 にして形成する。

【００２９】 なお、それぞれの非発熱部３３の発熱部３２から遠ざかる端部には、ターミナ ル３４を介して、電源に接続される通常のリード線３５が結線されている。

【００３０】 カバー３６は、スリーブ本体３０のフランジ部３０ｂ・３０ｃ間に巻かれたヒ ータ３１の発熱部３２を保護するために覆うもので、２枚の鋼等の金属板から構 成され、ボルト３７とナツト３８とを利用して、発熱部３２を覆うように一体化 される。

【００３１】 なお、カバー３６で発熱部３２を覆う際には、発熱部３２の温度調整を行なう ために、別途、熱電対等の温度センサが発熱部３２の周囲に配置されることとな る。

【００３２】 このように構成されたスリーブ３では、スリーブ本体３０の外周に巻かれるヒ ータ３１の発熱部３２が、耐熱層３２ａ内で抵抗発熱線３２ｃを螺旋状に配置さ せているため、小スペースで高出力を確保できる。そのため、周囲に配管６が複 雑に配置されている鋳造装置Ｍに、容易にスリーブ３を配置させることができる 。なお、実施例の場合、発熱部３２の外径を３．２mmとしており、曲げ係数がケ ーブルの半径の３倍を限界としても、直径６mm程度の円弧を描くように、発熱部 ３２を曲げることができ、スリーブ本体３０の外形を小さくしても、容易に追従 させて発熱部３２を巻くことができる。

【００３３】 また、ヒータ３１の非発熱部３３が、外表面に発熱部３２の耐熱層３２ａを連 続させて配置させるとともに、その内部に、絶縁材料３３ｂを充填させて、発熱 部３２における抵抗発熱線３２ｃの端部に接続される導線３３ｃを配置させてい る構成である。そのため、導線３３ｃや、導線３３ｃと抵抗発熱線３２ｃとの接 続部位が、気密性を有して連続する状態の耐熱層３２ａ・３３ａ内に、絶縁材料 ３２ｂ・３３ｂを充填させて配置されることなつて、耐熱性を有することとなり 、雰囲気温度が７００〜８００℃となるアルミニウム合金用の鋳造装置Ｍにヒー タ３１の非発熱部３２を破損すること無く配置可能となる。

【００３４】 そして、スリーブ本体３０の外周にヒータ３１の発熱部３２を設けることがで きるため、発熱部３２のスリーブ本体３０の加熱によつて、湯づまりを生じさせ ることなく、スリーブ本体３０の流路孔３０ａを小さくすることができる。その ため、離型させた後の鋳造品Ｗに、流路孔３０ａ内で凝固した溶湯Ａの押湯が残 つても、その押湯が流路孔３０ａの小径化に伴つて小さくなり、離型後の後加工 を容易にさせるとともに、材料の歩留りを向上させることができる。

【００３５】 また、スリーブ本体３０の流路孔３０ａを小さくすることができるため、その 流路孔３０ａ内で溶湯Ａが凝固するまでの時間を短くすることができ、鋳造サイ クルを短時間にすることができて、生産効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示すスリーブの一部破断
正面図である。

【図２】同実施例のスリーブの側面図である。

【図３】同実施例に使用するヒータの部分断面図であ
る。

【図４】同実施例を装着した鋳造装置Ｍの断面図であ
る。

【符号の説明】

３…（給湯）スリーブ、 ４…金型、 ３０…スリーブ本体、 ３０ａ…流路孔、 ３１…ヒータ、 ３２…発熱部、 ３２ａ…耐熱層、 ３２ｂ…電気絶縁材料、 ３２ｃ…抵抗発熱線、 ３３…非発熱部、 ３３ａ…耐熱層、 ３３ｂ…電気絶縁材料、 ３３ｃ…導線、 Ｍ…鋳造装置、 Ａ…溶湯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 斉竹 美秀 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 山本 英司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 佐藤 理通 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 安田 辻彦 愛知県名古屋市緑区高根台107 (72)考案者 阪納 章祥 愛知県名古屋市港区当知三丁目3801 (72)考案者 伊藤 民郎 愛知県岩倉市下本町下寺廻117番地 (72)考案者 伊藤 博規 愛知県名古屋市中川区富田町大字千音寺字 仏供田3040番地

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内へ溶湯を導く流路孔を有するスリ
   ーブ本体と、該スリーブ本体を加熱するヒータと、から
   構成され、 該ヒータが、前記スリーブ本体の外周に巻かれる発熱部
   と、該発熱部から鋳造装置外へ延びる非発熱部と、から
   構成され、 前記発熱部が、外表面に配置される耐熱性を有した耐熱
   層と、電気絶縁材料を充填されて前記耐熱層内に螺旋状
   に配置される抵抗発熱線と、から構成され、 前記非発熱部が、外表面に配置されて、前記発熱部の耐
   熱層を連続して延設させた耐熱層と、電気絶縁材料を充
   填されて前記耐熱層内に配置され、前記抵抗発熱線の端
   部に接続される導線と、から構成される鋳造用給湯スリ
   ーブ。