(57)【要約】【課題】生産性を向上させた低圧鋳造装置を提供する。【解決手段】第１型１１と、第２型１２とを含んで形成されるキャビティ２１と、キャビティ２１に接続される湯路と、を有し、溶湯を注湯する低圧鋳造装置であって、第１型１１または第２型１２で確定されるキャビティ２１の外側であって、湯路に面し、外圧を導入可能とするベント１４と、ベント１４からの外圧の導入と遮断の状態を切り替えるバルブ１５と、を備え、第１型１１及び第２型１２の型閉じ状態において、注湯後の溶湯が所定の凝固状態となったときに、バルブ１５を開くことでベント１４から外圧を導入し、外圧に応じて湯路内の溶湯を移動させることで、キャビティ２１内において凝固状態の溶湯とキャビティ２１外の湯路中の未凝固状態の溶湯とを切り離す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型と、第２型とを含んで形成されるキャビティと、前記キャビティに接続される湯路と、を有し、溶湯を注湯する低圧鋳造装置であって、
前記第１型または前記第２型で確定される前記キャビティの外側であって、前記湯路に面し、外圧を導入可能とするベントと、
前記ベントからの外圧の導入と遮断の状態を切り替えるバルブと、を備え、
前記第１型及び第２型の型閉じ状態において、注湯後の溶湯が所定の凝固状態となったときに、前記バルブを開くことで前記ベントから外圧を導入し、外圧に応じて前記湯路内の溶湯を移動させることで、前記キャビティ内において凝固状態の溶湯と前記キャビティ外の湯路中の未凝固状態の溶湯とを切り離す
低圧鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、低圧鋳造法は高品質の鋳物を得るために、指向性凝固を図ることから、凝固時間が長く生産性が低いという特徴がある。湯口となる堰入子内部の溶湯から、下型である金型への熱供給が、金型内の溶湯の凝固を遅らせることで、さらに生産性の低さを助長している。
【０００３】
従来、このような分野の技術として、特開２００３−１３６２２０号公報がある。この公報に記載された低圧鋳造装置では、溶湯充填経路に摺動可能なゲートを設けておき、押し湯完了後にゲートを閉じて機械的に溶湯を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低圧鋳造装置において、型開きの実施を早く行うことで、生産性を向上させたいという要望がある。しかしながら、前述した従来の低圧鋳造装置では、溶湯が凝固して固着する可能性がある。この場合、溶湯充填経路に設けたゲートの摺動不良が発生し、その保全性が悪いという問題もある。
本発明は、生産性を向上させた低圧鋳造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる低圧鋳造装置は、第１型と、第２型とで形成されるキャビティと、前記キャビティに接続される湯路と、を有し、溶湯を注湯する低圧鋳造装置であって、前記第１型または前記第２型で確定される前記キャビティの外側であって、前記湯路に面し、外圧を導入可能とするベントと、前記ベントからの外圧の導入と遮断の状態を切り替えるバルブと、を備え、前記第１型及び第２型の型閉じ状態において、注湯後の溶湯が所定の凝固状態となったときに前記バルブを開くことで、前記ベントから外圧を導入し、外圧に応じて前記湯路内の溶湯を移動させて、前記キャビティ内において凝固状態の溶湯と前記キャビティ外の湯路中の未凝固状態の溶湯とを切り離す。
これにより、キャビティ内の溶湯をより短時間で凝固させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、生産性を向上させた低圧鋳造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】低圧鋳造装置の図である。
【図２】低圧鋳造装置の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、低圧鋳造装置１は、第１型である下型１１と、第２型である上型１２と、下型１１及び上型１２からなるキャビティ２１と、キャビティ２１により形成された空間内に配置される中子１３と、上型１２に設けられるベント１４と、ベント１４からの溶湯への外圧の導入及び遮断状態を切り替えるバルブ１５と、キャビティ２１の下方に設けられ、溶湯を供給する給湯管（ストーク）１６と、ストーク１６からキャビティ２１内に溶湯を供給する湯路に設けられた堰入子１７と、を備える。なお、図１では低圧鋳造装置１の構成をわかりやすくするために、低圧鋳造装置１の断面を示している。
【００１０】
下型（第１型）１１及び上型（第２型）１２は、あわせてキャビティ２１を構成する一対の組み合わせである。典型的には、下型１１及び上型１２は、夫々、金属製のブロックに様々な凹凸が設けられている。
【００１１】
ここで下型１１は、上型１２の下方に設けられた略平板状であるものとして説明する。また上型１２は、中央部が凹んだ形状である。すなわち、上型１２の下側中央部が凹んでいることにより、下型１１と上型１２とを型閉じ状態とした際に、凹み部分が空間部２２となる。空間部２２には、所定の形状の中子１３が配置される。
【００１２】
凹形状である上型１２の凹みを形成している壁部１２ａには、ベント１４が上下方向に延在するように形成されている。すなわち、下型１１と上型１２で確定されるキャビティ２１の外側である壁部に、上下に延びるベント１４が設けられている。また例えば、ベント１４の上部にはバルブ１５が設けられている。バルブ１５は、ベント１４から溶湯に対して与える外圧について、導入状態と遮断状態を切り替える。
【００１３】
ここでベント１４は通気孔であって、ベント１４の下側先端は湯路に面している。ここでベント１４は、湯路に溶湯が供給された際に、ベント１４のバルブ１５の動作によって大気開放と遮断状態の切り替えが可能であり、かつ、湯路から溶湯が侵入しないように設けられた穴であって、例えば焼結ベントである。
【００１４】
また、キャビティ２１を型閉じ状態とした場合に、上型１２の壁部１２ａの一部は、下型１１の外周部付近の上面の上方に配置される。すなわち、下型１１の外周部における上面と、上型１２の壁部１２ａの下端部との間に、隙間２３が形成されている。キャビティ２１の空間部２２は、この隙間２３を介して、湯路である堰入子１７の部分と接続されている。ベント１４の下側端部は、隙間２３の外側の近傍に配置されている。
【００１５】
なお以下では、空間部２２及び隙間２３は、キャビティ２１内の領域に含まれるものとして説明する。
【００１６】
ストーク１６は、キャビティ２１の下方に配置される給湯管である。ストーク１６から排出された溶湯は、湯路を通ってキャビティ２１内に供給される。より具体的には、ストーク１６に供給された溶湯は、下型１１の下方に設けられた空間から、下型１１の外周側下方から外周部付近の堰入子１７を通り、さらに隙間２３を通って、キャビティ２１内の空間部２２に供給される。
【００１７】
堰入子１７は、湯路であって、下型１１の外周からその下方にかけて配置された箇所であるとともに、ベント１４の下方に配置されている。言い換えると、堰入子１７の直上にベント１４が配置されている。
【００１８】
また、隙間２３の近傍の金型内には、凝固促進装置（図示せず）が設けられている。凝固促進装置は、隙間２３近傍の溶湯の冷却を行い、他の場所に比べて凝固が先に行われるように動作する。凝固促進装置は、下型１１と上型１２のどちらか一方、あるいは両方に設けられていて良い。
【００１９】
次に、図２を参照して低圧鋳造装置１の動作について説明する。
【００２０】
事前の準備として、隙間２３の近傍において溶湯が凝固するまでの時間を予め計測しておき、記録しておく（ステップＳ１）。ここで、記録した時間をｔ１とする。
【００２１】
下型１１、上型１２、中子１３を配置して型閉じ状態とする。そして、ストーク１６及び堰入子１７を介して、キャビティ２１内に注湯する（ステップＳ２）。なお、バルブ１５は遮断状態であって、ベント１４からの外圧は発生させていない状態とする。
【００２２】
キャビティ２１に充填された溶湯を、そのまま保持する（ステップＳ３）。
【００２３】
バルブ開きタイミングに達したかを確認する（ステップＳ４）。すなわち、金型内に溶湯が充填されてから、バルブを開くための基準の時間である時間ｔ１が経過したか否かを確認する。時間ｔ１が経過していなければ（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ３に戻り、金型内での溶湯の保持状態を続行する。時間ｔ１が経過している場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、隙間２３近傍において溶湯が凝固する所定のタイミングであるものとして、ステップＳ５に進む。
【００２４】
バルブ１５を開放状態にする（ステップＳ５）。これにより、堰入子１７では、ベント１４により大気開放され、外圧が導入された状態となる。なおこのとき、隙間２３近傍では凝固促進装置の動作によって溶湯が凝固した状態であるのに対し、堰入子１７の溶湯は凝固していない状態である。したがって、バルブ１５を開くことにより、隙間２３の近傍ですでに凝固した部分は残った状態のまま、瞬間的に、堰入子１７の湯路における未凝固状態の溶湯を落下させ、迅速に湯切りすることができる。
【００２５】
金型内に充填された溶湯が凝固するまで、金型内で溶湯を保持する（ステップＳ６）。
【００２６】
その後、型開きを行い、製品を取り出す（ステップＳ７）。
【００２７】
これにより、ベント１４からの外圧によって堰入子１７内の溶湯を下型１１と切り離すことで、堰入子１７内の溶湯から下型１１への熱供給を早期に遮断することができる。したがって、金型の温度上昇を抑制するとともに、キャビティ２１において、溶湯から金型への熱移動を促進することができる。そのため、キャビティ２１内に充填された溶湯のうち、未凝固状態の溶湯の凝固を早めることができ、型開き時間を早め、生産性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、低圧鋳造装置１には機械的な摺動部分が無いため、湯溶が固着することによって動作不良が発生することを抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ベント１４は、上型１２の壁部１２ａにおいて上下方向に貫通するように設けられているものとして説明したが、湯路に外圧を加えることで、堰入子１７内の溶湯を下型１１と切り離すことができるのであれば、ベント１４の配置を変更してもよい。また、下型１１が略平板状であり、上型１２が略凹形状であるものとして説明したが、これに限られず、下型１１と上型１２の形状に合わせてベント１４を設けることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１            低圧鋳造装置
１１            下型
１２            上型
１２ａ            壁部
１３            中子
１４            ベント
１５            バルブ
１６            ストーク
１７            堰入子
２１            キャビティ
２２            空間部
２３            隙間
【図１】
2020059055.tif 000003
【図２】
2020059055.tif 000004