JPH0899168A - 低圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱エネルギの損失減少を図りつつ生産効率の向
上，小型化および高品質化を達成することができるよう
にする。 【構成】溶解炉１に配設され内部に閉塞可能な収容空間
１４が形成された保持ルツボ１１と、この保持ルツボ１
１に対応して配設された金型部５１とを有し、この保持
ルツボ１１に溶解炉１内の溶湯中で開口し収容空間１４
へ溶湯を通し可能な給湯口１５を設けるとともに、給湯
口１５を開閉可能な開閉手段２１を設け、保持ルツボ１
１の収容空間１４内に収容された溶湯を外部から加圧可
能な加圧手段３１を設け、給湯口１５を閉鎖して保持ル
ツボ１１の収容空間１４を閉塞した状態で加圧すること
により当該収容空間１４内の溶湯を注入パイプ５５を通
して金型部５１へ供給可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムや亜鉛製
品等の製造に使用される低圧鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に低圧鋳造装置の従来構成を示す。
図において、１は溶解炉，５１は金型部，６１は溶湯搬
送を行う保持炉である。

【０００３】溶解炉１は、適宜な加熱手段を用いてアル
ミニウムや亜鉛等を溶融し，溶湯を収容可能に構成され
ている。この溶解炉１は、溶湯を所定温度（例えば５０
０〜９００℃）に保持した状態で収容する収容室２と，
この収容室２に連通し上部開口された出湯室３とを含
み、出湯室３から取鍋（図示省略）で溶湯を汲み出し可
能に形成されている。

【０００４】保持炉６１は、溶解炉１から汲み出した溶
湯を所定温度（５００〜９００℃）に保持しつつ金型部
５１まで搬送する手段である。詳しくは、保持炉６１
は、溶湯を保持可能なルツボ６２と，このルツボ６２を
支持する搬送台車６３と，ルツボ６２をヒータやバーナ
ー等を用いて所定温度に保持する加熱装置６５とから構
成されている。

【０００５】金型部５１は、上下動可能に設けられてお
り、分割可能な金型５２と，この金型５２へ溶湯を注入
するための注入パイプ５５と，金型５２等を支持する支
持板５３とから構成されている。支持板５３には、ルツ
ボ６２内に高圧の不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送
り込むための加圧パイプ５６が挿通されている。上記し
た金型部５１と保持炉６１とは、図示しないセット手段
を用いて係止・係止解除可能とされている。

【０００６】上記低圧鋳造装置において、例えばアルミ
ニウムダイカスト製品を製造するには、まず溶解炉１の
出湯室３からアルミニウムの溶湯を取鍋で汲み出して保
持炉６１のルツボ６２内に投入する。次に、保持炉６１
を搬送して金型部５１の下方位置に位置決めし、その状
態で金型部５１を下降させて支持板５３をルツボ６２上
部と密着させる。そして、セット手段を用いて金型部５
１と保持炉６１とを係止して、ルツボ６２内の溶湯を密
封する。

【０００７】こうして、保持炉６１が金型部５１にクラ
ンプされたところで、加圧パイプ５６を通して空素ガス
をルツボ６２内に送り込む。すると、ルツボ６２内の溶
湯は加圧され注入パイプ５５を通して金型５２内へ供給
される。金型５２内へ供給された溶湯は、所定時間経過
後固化しダイカスト製品となる。このダイカスト製品を
金型５２を分割することにより外部へ取り出す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の低圧鋳造装置は、次のような問題点のあることが指
摘されている。

【０００９】生産効率が悪い。 溶解炉１から汲み出した溶湯を保持炉６１を用いて金型
部５１まで搬送し、さらに保持炉６１と金型部５１とを
位置合わせして係止した後，金型５２への給湯を行う構
成とされているので、非常に手間が掛かる。

【００１０】ここにおいて、溶解炉１と金型部５１とを
接近配設して溶湯搬送時間を短縮したとしても、保持炉
６１を金型部５１にクランプするには、金型部５１の下
方位置へ位置決めした後、金型部５１を下降させて支持
板５３とルツボ６２とを密着させなければならず、期待
するほど生産時間の短縮を図ることができない。

【００１１】設備の小型化が図りにくい。 保持炉６１には、ルツボ６２内の溶湯を所定温度に保持
するための加熱装置６５を備えなければならず、大型化
しやすい。また、生産効率の向上を図るには、上記した
金型部５１の下降距離を短くする必要があるため注入パ
イプ５５が短くなる傾向にある。その結果、注入パイプ
５５をルツボ６２内の溶湯中に深く差し込むことができ
ず、金型５２への給湯量を確保するにはルツボ６２の横
方向寸法を大きくしなければならなくなる。したがっ
て、この点からも保持炉６１が大型化しやすい。

【００１２】熱エネルギの損失が大きい。 溶解炉１の出湯室３は開口しておかなければならず熱が
逃げやすい。また、保持炉６１のルツボ６２も上部が開
口しており、熱が逃げやすい。

【００１３】品質の向上を図りにくい。 溶解炉１の出湯室３に収容された溶湯の上部にはスラグ
が浮遊していることが多く、保持炉６１のルツボ６２に
溶湯を注ぎ入れる際にスラグが混入しやすい。そのた
め、金型２０へ供給する溶湯の品質が低下しやすい。

【００１４】本発明の目的は、上記事情に鑑み、熱エネ
ルギの損失減少を図りつつ生産効率の向上，小型化およ
び高品質化を達成することができる低圧鋳造装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る低圧鋳造装
置は、溶湯を生成して収容する溶解炉と、この溶解炉に
配設され内部に閉塞可能な収容空間が形成された溶湯保
持部と、この溶湯保持部と対応して溶解炉の外部に配設
された金型部とを有し、溶湯保持部に溶解炉内の溶湯中
で開口し収容空間内へ溶湯を通し可能な給湯口を設ける
とともに、給湯口を開閉可能な開閉手段を設け、溶湯保
持部の収容空間内に収容された溶湯を外部から加圧可能
な加圧手段を設け、給湯口を閉鎖して溶湯保持部の収容
空間を閉塞した状態で加圧することにより当該収容空間
内の溶湯を注入部材を通して金型部へ供給可能に構成し
たことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成による本発明では、開閉手段を用いて
溶湯保持部の給湯口を開放すると、溶解炉内の溶湯が給
湯口を通して収容空間内へ流入する。こうして、溶湯保
持部の収容空間内へ溶湯が所定量注入されたところで給
湯口を閉じて当該収容空間を閉塞し、しかる後に加圧手
段を用いて収容空間内の溶湯を加圧する。これにより、
溶湯は、注入部材を通して金型部へ供給される。

【００１７】このように、給湯口を開放して溶湯保持部
の収容空間内に溶湯を流入させ、当該収容空間内に収容
された溶湯を加圧手段を用いて加圧するだけで金型部へ
給湯することができる。したがって、従来に比べて大幅
な生産時間の短縮を図ることができる。

【００１８】また、溶湯保持部の収容空間内の溶湯は、
溶解炉に収容された溶湯によって保温されるので、ヒー
タ等の加熱手段を備える必要がなくなり、容易に小型化
を図ることができる。

【００１９】また、溶解炉の底部付近の溶湯を給湯口を
通して溶湯保持部の収容空間に収容できるので、スラグ
等が混入するのを効果的に防止できる。

【００２０】さらに、溶解炉に出湯するための開口部を
備える必要がないとともに、溶湯保持部の収容空間に収
容された溶湯は効果的に保温されるので熱エネルギの損
失減少を図れる。

【００２１】以上より、熱エネルギの損失減少を図りつ
つ生産効率の向上，小型化および高品質化を達成するこ
とができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本低圧鋳造装置は、図１〜図３に示す如く、溶解
炉１と，溶湯保持部（１１）と，金型部５１と，開閉手
段２１と，加圧手段３１とを設け、熱エネルギの損失減
少を図りつつ生産効率の向上，小型化および高品質化を
達成可能に構成されている。

【００２３】溶解炉１は、密閉構造とされており、生成
したアルミニウム等の溶湯を所定温度（５００〜９００
℃）に保持した状態で収容可能な収容室２を有してい
る。

【００２４】また、溶湯保持部としての保持ルツボ１１
は、溶解炉１に着脱自在に設けられており、その内部に
は閉塞可能な収容空間１４が形成されている。

【００２５】本実施例においては、保持ルツボ１１は、
セラミック製とされており、溶解炉１の所定箇所に形成
された開口部に嵌挿されている。この保持ルツボ１１
は、取扱性の向上を図るために，上部開口部を有する容
器本体１２と，この容器本体１２に上部開口部を閉鎖す
るように装着された蓋部材１３とからなり，分割可能に
構成されている。蓋部材１３には、金型部５１が取付部
材５９を介して装着されている。なお、金型部５１を取
付部材５９に着脱自在に装着してもよい。

【００２６】この保持ルツボ１１は、金型部５１に１回
分の溶湯を供給可能な範囲内で収容空間１４が最小とな
るように形成されている。また、保持ルツボ１１の容器
本体１２の外周面の一部が、図２に示す如く、外側に突
出して補助溶湯収容部１２Ａが形成されている。補助溶
湯収容部１２Ａの内部空間は、上記収容空間１４と連通
されている。

【００２７】また、金型部５１は、分割可能な金型５２
と，この金型５２へ溶湯を注入するための注入部材（５
５）を含み構成されている。この保持ルツボ１１の収容
空間１４内に収容された溶湯は、溶解炉１の収容室２に
収容された溶湯によって保温されるので、ヒータ等の加
熱手段を備える必要がなくなり、容易に小型化を図るこ
とができるとともに熱エネルギの損失を大幅に減少させ
ることができる。

【００２８】そして、保持ルツボ１１には、溶解炉１の
溶湯中で開口し収容空間１４内へ溶湯を通し可能な給湯
口１５が設けられている。特に、本実施例では、給湯口
１５は、保持ルツボ１１の補助溶湯収容部１２Ａの底部
１２ｃに設けられている。なお、保持ルツボ１１の容器
本体１２中央には、給湯口１５を通して収容空間１４内
に溶湯が所定量注入されたか否かを検出するためのレベ
ルセンサ１９が設けられている。

【００２９】また、開閉手段２１は、保持ルツボ１１の
給湯口１５を開閉する手段である。本実施例では、開閉
手段２１は、先端に栓部２３が形成された開閉ロッド２
２と，この開閉ロッド２２を上下動可能な開閉シリンダ
装置２５とから構成されている。開閉シリンダ装置２５
は、当該装置２５と空気圧供給源２９との間に介装され
た切替弁２６を切替駆動することによりピストンロッド
２５ａが上昇・下降する構成とされている。

【００３０】また、加圧手段３１は、保持ルツボ１１の
収容空間１４内に収容された溶湯を外部から加圧する手
段である。本実施例では、加圧手段３１は、加圧パイプ
３２を通して保持ルツボ１１内に所定圧力（０．５〜１
kg／ｃｍ² ）の不活性ガス（窒素ガス等）を供給して溶
湯を加圧する構成とされている。

【００３１】加圧パイプ３２は、その一端部が窒素ガス
供給源３９に接続され，かつ他端部が蓋部材１３を挿通
して保持ルツボ１１の収容空間１４上部に位置するよう
に設けられている。また、加圧パイプ３２には加圧弁３
３が介装されている。また、加圧弁３３より下流のパイ
プ３２部分には、大気開放用のパイプ３６が接続されて
おり、当該パイプ３６には大気開放弁３５が介装されて
いる。各弁（３５，３３）は電磁開閉弁とされている。

【００３２】本低圧鋳造装置は、保持ルツボ１１の給湯
口１５を閉鎖して収容空間１４を閉塞した状態で加圧す
ることにより当該空間１４内の溶湯を注入部材（５５）
を通して金型部５１の金型５２へ供給可能に構成されて
いる。本実施例では、注入部材は、支持板５３を挿通し
下端部が保持ルツボ１１の収容空間１４底部に接近しか
つ上端部が金型５２に接続された注入パイプ５５より構
成されている。なお、本低圧鋳造装置は、溶解炉１に出
湯するための開口部を備える必要がないとともに、保持
ルツボ１１の収容空間１４に収容された溶湯は効果的に
保温されるので熱エネルギの損失減少を図れる。

【００３３】また、保持ルツボ１１内の溶湯の加圧およ
び給湯口１５の開閉は、制御装置４１を用いて自動制御
される構成とされている。

【００３４】制御装置４１は、ＣＰＵ４２，ＲＯＭ４
３，ＲＡＭ４４，キーボード４５，時計回路４６，入出
力ポート４７等を含み構成されている。入出力ポート４
７には、開閉シリンダ装置２５を切換駆動するための切
換弁２６，加圧弁３３，大気開放弁３５がそれぞれ図示
しない電空変換器を介して接続されている。また、入出
力ポート４６には、上記したレベルセンサ１９が接続さ
れている。

【００３５】次に、この実施例の作用を、図３に示すフ
ローチャートに基づき説明する。キーボード４５の特定
キーが操作されて金型部５１への給湯指令が発せられる
（ＳＴ１０のＹＥＳ判断）と、ＣＰＵ４２は切換弁２６
を切換操作して開閉シリンダ装置２５のピストンロッド
２５ａ（すなわち開閉ロッド２２）を上昇させ給湯口１
５を開放する（ＳＴ１１）。また、大気開放弁３５を開
放して保持ルツボ１１の収容空間１４を大気開放する
（ＳＴ１２）。これにより、保持ルツボ１１の収容空間
１４に、溶解炉１の収容室２に収容された溶湯が給湯口
１５を通して流入する。この際、収容空間１４は大気開
放されているので、一段と円滑に溶湯が流入する。ま
た、溶解炉１の底部付近の溶湯を給湯口１５を通して収
容空間１４に収容できるので、スラグ等が混入するのを
効果的に防止できる。

【００３６】レベルセンサ１９で収容空間１４内に溶湯
が所定高さまで注入されたことが確認される（ＳＴ１３
のＹＥＳ判断）と、ＣＰＵ４２は切換弁２６を切換操作
して開閉ロッド２２を下降させ栓部２３で給湯口１５を
閉鎖するとともに、大気開放弁３５を閉鎖する（ＳＴ１
４，１５）。しかる後に、加圧弁３３を開放する（ＳＴ
１６）。

【００３７】これにより、窒素ガスが、加圧パイプ３２
を通して閉塞された保持ルツボ１１の収容空間１４内へ
送り込まれ溶湯を加圧する。加圧された溶湯は、注入パ
イプ５５を通して金型５２へ供給される。所定時間Ｔｓ
経過後、加圧弁３２を閉鎖する（ＳＴ１８）。なお、上
記した所定時間Ｔｓは、金型５２への完全給湯が達成で
きるように予め設定されている。

【００３８】このように、給湯口１５を開放して保持ル
ツボ１１内に溶湯を流入させ、当該ルツボ１１内に収容
された溶湯を加圧手段３１を用いて加圧するだけで金型
５２へ溶湯を供給することができる。したがって、従来
に比べて大幅な生産時間の短縮を図ることができる。

【００３９】金型５２へ供給された溶湯が固化してアル
ミニウム製品が形成されたところで、金型５２を分割し
製品を取り出す。

【００４０】しかして、この実施例によれば、溶解炉１
に配設され内部に閉塞可能な収容空間１４が形成された
保持ルツボ１１と、この保持ルツボ１１と対応して溶解
炉１の外部に金型部５１が装着された保持ルツボ１１と
を有し、この保持ルツボ１１に溶解炉１内の溶湯中で開
口し収容空間１４内へ溶湯を通し可能な給湯口１５を設
けるとともに、給湯口１５を開閉可能な開閉手段２１を
設け、保持ルツボ１１の収容空間１４内に収容された溶
湯を外部から加圧可能な加圧手段３１を設け、給湯口１
５を閉鎖して保持ルツボ１１の収容空間１４を閉塞した
状態で加圧することにより当該収容空間１４内の溶湯を
注入パイプ５５を通して金型部５１へ供給可能に構成し
たので、熱エネルギの損失減少を図りつつ生産効率の向
上，小型化および高品質化を達成することができる。

【００４１】また、保持ルツボ１１内の溶湯の加圧およ
び給湯口１５の開閉を、制御装置４１を用いて自動制御
する構成としたので、一段と熱エネルギの損失減少を図
りつつ高品質化，小型化および生産効率の向上を図るこ
とができる。

【００４２】また、保持ルツボ１１を、金型部５１に１
回分の溶湯を供給可能な範囲内で収容空間１４が最小と
なるように形成したので、一段と小型化を図ることがで
きる。また、保持ルツボ１１を、容器本体１２と蓋部材
１３とに分割可能としたので、より一層の取扱性の向上
を図ることができる。

【００４３】また、給湯口１５を、保持ルツボ１１の補
助溶湯収容部１２Ａの底部１２ｃに設けて容器本体底部
１２ｂよりも相当程度上方に位置するように構成したの
で、当該容器本体底部１２ｂとの間隔が狭くて溶湯注入
に支障を来すような事態は生じない。また、かかる構成
により開閉ロッド２２の長さを短くすることができ、長
期にわたって円滑かつ確実に給湯口１５の開閉を行わせ
ることができる。また、開閉ロッド２２が注入パイプ５
５やレベルセンサ１９の邪魔にならず、金型部５１への
給湯を円滑かつ確実に行うことができる。

【００４４】なお、上記実施例では、保持ルツボ１１を
分割可能に構成したが、分割不能に形成してもよい。

【００４５】また、溶湯保持部を、溶解湯１に着脱可能
に取り付けられた保持ルツボ１１より構成したが、これ
に限定されるものではなく、保持ルツボ１１と同一機能
を有し溶解炉１と一体構成された溶湯保持ケース（図示
省略）より構成してもよい。また、加圧弁３３および大
気開放弁３５を手動開閉弁より構成してもよい。

【００４６】また、金型部５１を保持ルツボ１１の上部
に装着したが、保持ルツボ１１とは別の部材（図示省
略）に装着し当該保持ルツボ１１より給湯するように構
成してもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、溶解炉と、この溶解炉
に配設され内部に閉塞可能な収容空間が形成された溶湯
保持部と、この溶湯保持部と対応して溶解炉の外部に配
設された金型部とを有し、溶湯保持部に溶解炉内の溶湯
中で開口し閉塞空間へ溶湯を通し可能な給湯口を設ける
とともに、給湯口を開閉可能な開閉手段を設け、溶湯保
持部の収容空間内に収容された溶湯を外部から加圧可能
な加圧手段を設け、給湯口を閉鎖して溶湯保持部の収容
空間を閉塞した状態で加圧することにより当該収容空間
内の溶湯を注入部材を通して金型部へ供給可能に構成し
たので、熱エネルギの損失減少を図りつつ生産効率の向
上，小型化および高品質化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図である。

【図２】同じく、保持ルツボの容器本体を説明するため
の図である。

【図３】同じく、動作を説明するためのフローチャート
である。

【図４】低圧鋳造装置の従来構成を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ 溶解炉 １１ 保持ルツボ（溶湯保持部） １４ 収容空間 １５ 給湯口 ２１ 開閉手段 ３１ 加圧手段 ５１ 金型部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶湯を生成して収容する溶解炉と、この
   溶解炉に配設され内部に閉塞可能な収容空間が形成され
   た溶湯保持部と、この溶湯保持部と対応して溶解炉の外
   部に配設された金型部とを有し、溶湯保持部に溶解炉内
   の溶湯中で開口し収容空間内へ溶湯を通し可能な給湯口
   を設けるとともに、給湯口を開閉可能な開閉手段を設
   け、溶湯保持部の収容空間内に収容された溶湯を外部か
   ら加圧可能な加圧手段を設け、給湯口を閉鎖して溶湯保
   持部の収容空間を閉塞した状態で加圧することにより当
   該収容空間内の溶湯を注入部材を通して金型部へ供給可
   能に構成したことを特徴とする低圧鋳造装置。