(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカスト装置の射出スリーブと、
溶湯保持炉中の溶湯に浸漬され、該溶湯を収容して前記射出スリーブに移送するためのラドルと、
前記射出スリーブ及び前記ラドルの内部を減圧する減圧装置とを備え、
前記ラドルは、下端部に設けられた溶湯出入口と、該溶湯出入口を開閉する開閉手段とを備え、前記溶湯への浸漬時に、該溶湯出入口を介して前記溶湯の収容を行うものであり、
前記射出スリーブは、前記溶湯出入口が接続面を介して接続される給湯口と、該溶湯出入口と給湯口との接続部を気密に保持する気密保持手段とを備え、該給湯口を介して前記ラドル内の溶湯が供給され、
前記気密保持手段は、前記気密保持手段の前記接続面上に該給湯口の周方向に沿って設けられた溝と、該溝に通じて該溝を真空吸引するための吸引ポートとを備えることを特徴とする溶湯供給装置。
【請求項２】
前記減圧装置は、前記ラドルの減圧度よりも前記射出スリーブの減圧度を高くするためのレギュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の溶湯供給装置。
【請求項３】
前記ラドルの溶湯出入口の周りで前記射出スリーブに接続される部分に付着する溶湯を除去する清掃ユニットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶湯供給装置。
【請求項４】
下部に開閉可能な溶湯出入口を有するラドルを溶湯保持炉内の溶湯に浸漬し、該溶湯出入口を介して該ラドル内に溶湯を収容する収容工程と、
前記収容工程の後、前記ラドルの下端部をダイカスト装置の射出スリーブへの接続面に密接させ、該射出スリーブの給湯口の周方向に沿って該接続面に設けられた溝の真空吸引を開始することにより、前記溶湯出入口を該射出スリーブの給湯口に接続する接続工程と、
前記接続工程の後、前記ラドル及び射出スリーブの内部を減圧する減圧工程と、
前記減圧工程の後、前記溶湯出入口を開放して前記ラドル内の溶湯を前記射出スリーブ内に供給する供給工程とを具備することを特徴とする溶湯供給方法。
【請求項５】
前記収容工程の後、及び前記供給工程の後に、前記ラドルの溶湯出入口の周りで前記射出スリーブに接続される部分に付着した溶湯を除去する清掃工程を備えることを特徴とする請求項４に記載の溶湯供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ダイカストにおける溶湯供給装置及び溶湯供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャビティ内のガスの巻込み等による欠陥の発生を防止するためにキャビティ内を減圧するようにした真空ダイカスト法が用いられている。例えば、特許文献１には、一般的な真空ダイカストによる鋳造方法が記載されている。
【０００３】
この鋳造方法では、プランジャスリーブ内に溶湯を投入してプランジャロッドを低速で移動させ、その後、プランジャチップが給湯口を塞いだ時点から、溶湯がキャビティへのゲートに達し（ゲート打ち）、キャビティへの溶湯充填が開始されるまでの間に、キャビティの真空吸引を行うようにしている。
【０００４】
また、特許文献２には、真空ダイカストにおける給湯技術が記載されている。この給湯技術においては、高品質な製品を成形するために必要とされるキャビティの高い真空度を得るに十分な真空吸引時間を確保している。すなわち、溶湯が満たされたラドルとスリーブの給湯口を覆って密閉チャンバを構成し、十分時間をかけて該密閉チャンバを真空吸引してからラドルを傾けて、給湯口からスリーブ内へ給湯するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０８／０８８０６４号
【特許文献２】特許第３９００４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法によれば、ゲート打ちまでの間にキャビティの真空吸引を行うようにしているので、キャビティの真空度を高めるために真空吸引時間を長くする場合には、プランジャロッドの前進速度を下げて、ゲート打ちを遅らせる必要がある。そうすると、遅延された時間だけ、プランジャスリーブ内の溶湯温度が低下し続けることになる。
【０００７】
また、プランジャスリーブ内に供給された溶湯は、プランジャスリーブ内で流動して広がり、表面積が増大しているので、温度の低下が速く進行する。このため、真空吸引時間を延長させる場合には、その延長分による溶湯温度の低下が、より一層無視できないものとなる。したがって、十分な真空吸引時間を確保することが困難となる場合がある。
【０００８】
また、特許文献２の技術によれば、スリーブの近傍に配置されたラドルに溶湯を搬送し又は溶湯が満たされたラドルをスリーブの近傍に配置してから、密閉チャンバが構成されるので、その間に、溶湯が空気等と接触し、溶湯温度の低下や酸化物の発生が起こり易い。また、ラドルを覆う密閉チャンバを構成し、密閉チャンバを真空吸引するようにしているので、真空吸引の対象とされる容積が大きく、大掛かりな真空装置を必要とする。また、鋳造のサイクルタイムも長期化する。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、真空ダイカストにおける真空吸引に支障なく任意の時間を費やすことができる簡便な溶湯供給装置及び溶湯供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の溶湯供給装置は、ダイカスト装置の射出スリーブと、溶湯保持炉中の溶湯に浸漬され、該溶湯を収容して前記射出スリーブに移送するためのラドルと、前記射出スリーブ及び前記ラドルの内部を減圧する減圧装置とを備え、前記ラドルは、下端部に設けられた溶湯出入口と、該溶湯出入口を開閉する開閉手段とを備え、前記溶湯への浸漬時に、該溶湯出入口を介して前記溶湯の収容を行うものであり、前記射出スリーブは、前記溶湯出入口が接続面を介して接続される給湯口と、該溶湯出入口と給湯口との接続部を気密に保持する気密保持手段とを備え、該給湯口を介して前記ラドル内の溶湯が供給され、前記気密保持手段は、前記気密保持手段の前記接続面上に該給湯口の周方向に沿って設けられた溝と、該溝に通じて該溝を真空吸引するための吸引ポートとを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成において、ラドルが溶湯保持炉中の溶湯に浸漬され、溶湯出入口が開放されると、溶湯がラドル内に流入する。その後、溶湯出入口が閉塞されると、溶湯がラドル内に収容されたことになる。この後、ラドルの溶湯出入口が射出スリーブの給湯口に接続され、溶湯出入口が開放されると、ラドル内の溶湯がスリーブ内に供給される。
【００１２】
その際、ラドルの溶湯出入口が射出スリーブの給湯口に接続されたとき、接続部を気密保持手段により気密に保持することができる。したがって、溶湯出入口が開放されて射出スリーブ内に溶湯が供給される以前に、十分な時間を費やして射出スリーブ内を真空吸引し、減圧することができる。これにより、射出スリーブ内に溶湯を供給してから射出スリーブ内を減圧する必要がなくなるので、溶湯の温度をさほど低下させることなく、溶湯を射出スリーブによる射出に供することができる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、簡便な構成により、支障なく、任意の時間を真空吸引に費やすことができる。
【００１４】
さらに、溶湯をラドルに収容してから射出スリーブに受け渡すまでの間、溶湯を外気に触れさせたり、溶湯の余分な注ぎ渡しをしたりする必要が無いので、供給される溶湯において、温度低下や酸化膜の発生、酸化膜の巻込み等が生じるのを回避し、鋳造される製品の品質低下を防止することができる。
【００１５】
また、射出スリーブ及びラドルの内部を減圧する減圧装置を備えているため、射出スリーブ内に溶湯を供給する前に、射出スリーブ及びラドルの内部を減圧することができるので、ラドル内における溶湯についての温度低下や酸化膜の発生をより効果的に防止することができる。
【００１６】
また、溶湯出入口が開放されて射出スリーブ内に溶湯が供給されるとき、ラドルと射出スリーブとが減圧用の配管によって接続され、ラドル内と射出スリーブ内の圧力が一致する場合には、溶湯がラドルと射出スリーブとの圧力差により乱流となって射出スリーブ内に流れ込むのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記減圧装置は、前記ラドルの減圧度よりも前記射出スリーブの減圧度を高くするためのレギュレータを備えていてもよい。これによれば、射出スリーブ内に溶湯を供給する前に、射出スリーブ及びラドル内部の減圧を、射出スリーブの減圧度がラドルよりも高くなるように行うことができるので、ラドルから射出スリーブへの溶湯の供給速度を向上させ、溶湯の温度低下をより効果的に抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明においては、前記ラドルの溶湯出入口の周りで前記射出スリーブに接続される部分に付着する溶湯を除去する清掃ユニットを備えていてもよい。これによれば、供給される溶湯の質を向上させ、鋳造される製品の品質をさらに向上させることができる。
【００１９】
本発明の溶湯供給方法は、下部に開閉可能な溶湯出入口を有するラドルを溶湯保持炉内の溶湯に浸漬し、該溶湯出入口を介して該ラドル内に溶湯を収容する収容工程と、前記収容工程の後、前記ラドルの下端部を前記射出スリーブへの接続面に密接させ、前記給湯口の周方向に沿って該接続面に設けられた溝の真空吸引を開始することにより、前記溶湯出入口を該射出スリーブの給湯口に接続する接続工程と、前記接続工程の後、前記ラドル及び射出スリーブの内部を減圧する減圧工程と、前記減圧工程の後、前記溶湯出入口を開放して前記ラドル内の溶湯を前記射出スリーブ内に供給する供給工程とを具備することを特徴とする。前記収容工程の後、及び前記供給工程の後に、前記ラドルの溶湯出入口の周りで前記射出スリーブに接続される部分に付着した溶湯を除去する清掃工程を備えていてもよい。
【００２０】
本発明の溶湯供給方法によれば、上述の溶湯供給装置の場合と同様に、簡便な構成により、支障なく、任意の時間を真空吸引に供することができる。また、供給される溶湯において、温度低下や酸化膜の発生、酸化膜の巻込み等が生じるのを回避し、鋳造される製品の品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋳造システムの平面図である。
【図２】図１のシステムにおける射出スリーブとラドルとを接続したときの様子を示す断面図である。
【図３】図１のシステムにおける射出スリーブとラドルとの接続部分の断面図である。
【図４】図１のシステムにおける溶湯供給処理を示すフローチャートである。
【図５】図４の処理におけるラドル等の様子を示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る鋳造システムにおける減圧を行うための構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る鋳造システムの平面図である。
【００２３】
図１に示すように、この鋳造システム１は、真空ダイカストにより鋳造を行うためのダイカスト装置２と、ダイカスト装置２のキャビティに溶湯を射出する射出スリーブ３と、貯留された溶湯を均一に加熱して保持する溶湯保持炉４と、溶湯保持炉４中の溶湯に浸漬され、その溶湯を収容して射出スリーブ３に移送するためのラドル５と、ラドル５を搬送する搬送ロボット６と、ラドル５に付着した溶湯を除去する清掃ユニット７とを備える。
【００２４】
清掃ユニット７は、ラドル５に付着した溶湯を、エアブローやブラシ等により除去する機能を有する。
【００２５】
図２は、射出スリーブ３にラドル５が接続されたときの様子を示す断面図である。図２に示すように、ラドル５は、下端部に設けられた溶湯出入口８と、溶湯出入口８を開閉するロッド弁９とを備える。
【００２６】
射出スリーブ３は、溶湯出入口８が接続される給湯口１０と、溶湯出入口８と給湯口１０との接続部を気密に保持する気密保持手段１１と、射出スリーブ３内に供給された溶湯を押圧してダイカスト装置２のキャビティに射出するプランジャ１２とを備える。
【００２７】
射出スリーブ３及びラドル５の内部には、真空吸引用の配管１３及び１４がそれぞれ接続される。配管１３及び１４は、合流され、バルブ１５を介して真空装置１６に接続される。これにより、射出スリーブ３及びラドル５の内部は、真空装置１６により真空吸引され、同一の減圧度で減圧されるようになっている。すなわち、配管１３と１４、バルブ１５、及び真空装置１６により減圧装置が構成される。
【００２８】
なお、射出スリーブ３は、ダイカスト装置２のキャビティに通じている。このため、射出スリーブ３が真空吸引により減圧されると、該キャビティも同等の減圧度で減圧されることになる。
【００２９】
図３は、射出スリーブ３にラドル５が接続されたときの接続部分近傍の断面図である。図３に示すように、ラドル５の下端部は、円錐状となっており、その先端部に溶湯出入口８が設けられている。溶湯出入口８は、ロッド弁９が上方の開位置Ｕに位置するとき、開放され、ロッド弁９が下方の閉位置Ｄに位置するとき、閉塞されるようになっている。
【００３０】
気密保持手段１１は、射出スリーブ３上に設けられた、外形が直方体状の部材１７により構成され、給湯口１０に隣接する円筒状の貫通孔１８と、貫通孔１８の上方に隣接し、上方に開いた円錐台状の接続面１９とを備える。接続面１９は、ラドル５の円錐状の下端部に適合した形状を有する。すなわち、該下端部を接続面１９に密接させることにより、溶湯出入口８を貫通孔１８に臨ませることができるようになっている。
【００３１】
接続面１９には、内周方向に沿った溝２０が設けられている。溝２０は部材１７の側面に開口したポート２１を介して真空吸引されるようになっている。したがって、ラドル５の溶湯出入口８は、ラドル５の下端部を接続面１９に密接させ、溝２０を真空吸引することにより、射出スリーブ３の給湯口１０に対し、気密に接続される。
【００３２】
図４は、鋳造システム１における溶湯供給処理を示すフローチャートであり、図５は、この処理におけるラドル５等の様子を示している。溶湯供給処理は、鋳造システム１の制御部により、搬送ロボット６等を介して行われる。
【００３３】
溶湯供給処理を開始すると、まず、ラドル５内に溶湯を収容する収容工程が行われる（ステップＳ１）。すなわち、図５（ａ）のように、搬送ロボット６により、溶湯出入口８を開放した状態でラドル５を溶湯保持炉４内の溶湯に浸漬し、溶湯出入口８を介してラドル５内に溶湯を流入させる。
【００３４】
このとき、ラドル５の内部は大気圧に開放されているので、溶湯への浸漬により、溶湯出入口８を介して溶湯がラドル５内に流入する。流入が完了した後、溶湯出入口８を閉塞することにより、溶湯の収容が完了する。
【００３５】
次に、図５（ｂ）のように、ラドル５を溶湯保持炉４から引き上げ、清掃ユニット７による清掃位置へ移動させる（ステップＳ２）。そして、清掃ユニット７により、ラドル５の下部に付着した溶湯を除去する清掃工程を行う（ステップＳ３）。このとき、特に、図５（ｃ）のように、溶湯出入口８の周りの、射出スリーブ３に接続される部分に付着した溶湯２２を除去する。
【００３６】
次に、ラドル５を、射出スリーブ３の位置へ移動させる（ステップＳ４）。そして、図５（ｄ）のように、ラドル５を射出スリーブ３に接続する接続工程を行う（ステップＳ５）。このとき、図３のように、ラドル５の下端部が、気密保持手段１１の接続面１９に密接され、溝２０の真空吸引が開始される。
【００３７】
これにより、溶湯出入口８が、射出スリーブ３の給湯口１０に対し、気密状態で連結する。連結している間、溝２０の真空吸引により、接続面１９に沿って大気が射出スリーブ３内に侵入するのが極力防止される。
【００３８】
次に、ラドル５及び射出スリーブ３の内部を減圧する減圧工程が行われる（ステップＳ６）。すなわち、バルブ１５（図２）を開き、真空装置１６によりラドル５及び射出スリーブ３の内部を同時に真空吸引する。このとき、ラドル５及び射出スリーブ３の内部は、同一の減圧度で減圧され、所定の減圧度に達するまで真空吸引が行われる。
【００３９】
次に、図５（ｅ）のように、溶湯出入口８を開放してラドル５内の溶湯を射出スリーブ３内に供給する供給工程が行われる（ステップＳ７）。溶湯出入口８の開放は、ロッド弁９を、図３で示される開位置Ｕに上昇させることにより行われる。
【００４０】
次に、気密保持手段１１の溝２０における真空吸引を解除して、ラドル５を、射出スリーブ３から分離し、清掃ユニット７による清掃位置へ移動させる（ステップＳ８）。そして、清掃ユニット７により、ラドル５の下部に付着した溶湯を除去する清掃工程を行う（ステップＳ９）。このとき、特に、図５（ｆ）のように、溶湯出入口８の内部やロッド弁９の先端に付着した溶湯２２を除去する。
【００４１】
次に、ラドル５を溶湯保持炉４上に移動し、待機する（ステップＳ１０）。その後、溶湯供給処理の終了に至るまで（ステップＳ１１）、再びステップＳ１の収容工程に戻り、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理が繰り返される。
【００４２】
本実施形態によれば、ラドル５の溶湯出入口８が射出スリーブ３の給湯口１０に接続されたとき、接続部を気密保持手段１１により気密に保持するようにしたため、射出スリーブ３内に溶湯を供給する前に、射出スリーブ３内を減圧することができる。このため、射出スリーブ３内に溶湯を供給してから射出スリーブ３内を減圧する必要がないので、供給される溶湯の温度が低下するのを極力防止することができる。したがって、簡便な構成により、支障なく、任意の時間を、射出スリーブ３内の真空吸引に供することができる。
【００４３】
また、溶湯をラドル５に収容してから射出スリーブ３に受け渡すまでの間、溶湯を外気に触れさせたり、溶湯の余分な注ぎ渡しをしたりする必要が無いので、供給される溶湯において、温度低下や酸化膜の発生、酸化膜の巻込み等が生じるのを回避し、鋳造される製品の品質低下を防止することができる。
【００４４】
また、射出スリーブ３及びラドル５の内部を減圧する減圧装置を備えているので、射出スリーブ３内に溶湯を供給する前に、射出スリーブ３及びラドル５の内部を減圧することにより、ラドル５内における溶湯についての温度低下や酸化膜の発生をより効果的に防止することができる。
【００４５】
また、溶湯出入口８が開放されて射出スリーブ３内に溶湯が供給されるとき、ラドル５と射出スリーブ３とが配管１３と１４によって接続されており、ラドル５内と射出スリーブ３内の圧力が一致するので、ラドル５と射出スリーブ３との圧力差により溶湯が乱流となって射出スリーブ３内に流れ込むのを防止することができる。
【００４６】
また、ラドル５に付着した溶湯を除去する清掃ユニット７を備えているので、供給される溶湯の品質を向上させ、鋳造される製品の品質をさらに向上させることができる。
【００４７】
図６は、本発明の別の実施形態に係る鋳造システム１における射出スリーブ３及びラドル５の減圧を行うための構成を示す。この構成は、図２の構成において、バルブ１５に代えて、配管１３及び１４のそれぞれに、バルブ２３とレギュレータ２５、及びバルブ２４とレギュレータ２６を設けたものとなっている。本実施形態における他の点については、上述図１〜図５の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
本実施形態によれば、レギュレータ２５及び２６の操作により、ラドル５の減圧度よりも射出スリーブ３の減圧度が高くなるように、ラドル５及び射出スリーブ３の真空吸引を行うことができる。したがって、上述のステップＳ６の減圧工程において、射出スリーブ３の減圧度を、ラドル５の減圧度よりも高くすることができる。これにより、ステップＳ７の供給工程におけるラドル５から射出スリーブ３内への溶湯の供給速度を高めて、溶湯の温度低下をより効果的に抑制することができる。
【００４９】
なお、本発明は上述実施形態に限定されない。例えば、上述においては、気密保持手段１１として、ラドル５の下端部に密接する接続面１９及び真空吸引される溝２０を有するものを用いているが、この代わりに、他の気密保持手段、例えばメタルシールやガスケット等による気密保持手段や、これらを組み合わせたものを用いてもよい。
【００５０】
また、上述においては、ステップＳ１における収容工程においてラドル５内に溶湯を収容する際に、ラドル５内の空間を大気開放することにより溶湯を溶湯出入口８から導入するようにしているが、この代わりに、ラドル５内の空間を減圧することにより溶湯を溶湯出入口８から導入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２…ダイカスト装置、３…射出スリーブ、４…溶湯保持炉、５…ラドル、７…清掃ユニット、８…溶湯出入口、１０…給湯口、１１…気密保持手段、２５，２６…レギュレータ。
【図１】
0005726672.tif 000002
【図２】
0005726672.tif 000003
【図３】
0005726672.tif 000004
【図４】
0005726672.tif 000005
【図５】
0005726672.tif 000006
【図６】
0005726672.tif 000007