(57)【要約】 【課題】加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、鋳型の注湯口から垂設されたストークまたは鋳型の注湯口に接続する誘導孔とを簡単に連通させて、ストーク内または誘導孔内に不活性ガスを充満させることが可能な低圧鋳造装置を提供する。【解決手段】溶湯を保持する溶湯保持室１と；溶湯保持室に連通孔４を介し連通可能にして配設されストーク８の下端が臨みまたは誘導孔２１の他端が接続しかつ不活性ガスによって溶湯を加圧する加圧室２と；連通孔を開閉する開閉弁５；加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯を鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち連通孔を開いて加圧室内の溶湯を溶湯保持室に戻し加圧室内の溶湯レベルを下降させた時に、加圧室内における溶湯の上方に形成される空間とストーク内または誘導孔内とが連通可能となる加圧室内の圧力の所定値を検知する圧力センサー９と；加圧室の上部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と；を備えたことを特徴とする。【選択図】     図１
2008044008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して鋳型の注湯口から垂設されたストークまたは鋳型の注湯口に接続する誘導孔を介して溶湯を鋳型に充填するようにした鋳造装置であって；
溶湯を保持する溶湯保持室と；
この溶湯保持室に連通孔を介し連通可能にして配設され前記ストークの下端が臨みまたは前記誘導孔の他端が接続しかつ不活性ガスによって溶湯を加圧する加圧室と；
前記連通孔を開閉する開閉弁と；
前記加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯を前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち前記連通孔を開くとともに前記不活性ガスの圧力を制御して前記加圧室内の溶湯を前記溶湯保持室に戻し前記加圧室内の溶湯レベルを下降させた時に、前記加圧室内の溶湯レベルの下降により、前記加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、前記ストーク内または前記誘導孔内とが連通可能となる前記加圧室内の圧力の所定値を検知する圧力センサーと；
前記加圧室の上部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と；
を備えたことを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の低圧鋳造装置において、
前記溶湯保持室から供給された前記加圧室内の溶湯に前記ストークの下端を浸漬させた状態で、その下端開口の一部が前記加圧室の溶湯面よりも上側に開口するように、前記ストークの下端部を形成したことを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の低圧鋳造装置における前記ストーク内または誘導孔内に不活性ガスを充満させる方法であって、
前記加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯をストークまたは誘導孔を介して前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち前記連通孔を開くとともに前記不活性ガスの圧力を制御して、加圧室内の圧力が所定値になったのを前記圧力センサーが検知するまで前記加圧室内の溶湯を前記溶湯保持室に戻して前記加圧室内の溶湯レベルを下降させ、加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、前記ストーク内または前記誘導孔内とを連通させて、前記加圧室の不活性ガスを前記ストーク内または誘導孔内に流入させることを特徴とする低圧鋳造装置における不活性ガスの充満方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の低圧鋳造装置における前記鋳型の製品キャビティ内に不活性ガスを充満させる方法であって、
前記加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯をストークまたは誘導孔を介して前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち前記連通孔を開くとともに前記不活性ガスの圧力を制御して、加圧室内の圧力が所定値になったのを前記圧力センサーが検知するまで前記加圧室内の溶湯を前記溶湯保持室に戻して前記加圧室内の溶湯レベルを下降させ、加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、前記ストーク内または前記誘導孔内とを連通させ、かつ、前記鋳型の製品キャビティを画成したのち、前記加圧室に不活性ガスを供給して製品キャビティ内に不活性ガスを充満させることを特徴とする低圧鋳造装置における不活性ガスの充満方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧鋳造装置および不活性ガスの充満方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳造機の構成を複雑にすることなく、鋳型とストークと保持炉内の空気を効率的に非酸化ガスに置換し得る低圧鋳造機として、次のように構成されたものが提案されている。すなわち、この低圧鋳造機は、略気密状に密閉された保持炉と、この保持炉へ非酸化性ガスを供給するガス体供給手段と、前記保持炉と鋳型とを連通するストークと、このストークの保持炉側への開口部を保持炉内の溶湯に浸漬される鋳造位置と、前記開口部の少なくとも一部を保持炉内の溶湯面よりも上側に開口させた位置変換とに位置切り換える位置切り換え手段とを備え、前記ストークを置換位置へ移動させた状態で、保持炉内へ不活性ガスを供給して、保持炉とストークと鋳型内の空気を不活性ガスで置換可能に構成されている。
【特許文献１】特開２０００−４２７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このように構成された従来の低圧鋳造機では、保持炉とストークと鋳型内の空気を不活性ガスで置換させるたび毎に保持炉を昇降させる必要があるため、鋳造のサイクルタイムが長くて生産性や効率が悪く、しかも、構造が複雑になり、その上、保持炉の蓋とストークとの間の密閉性が十分に確保できないなどの問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、鋳型の注湯口から垂設されたストークまたは鋳型の注湯口に接続する誘導孔とを簡単に連通させて、ストーク内または誘導孔内に不活性ガスを充満させることが可能な低圧鋳造装置および不活性ガスの充満方法を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解消するために本発明における低圧鋳造装置は、溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して鋳型の注湯口から垂設されたストークまたは鋳型の注湯口に接続する誘導孔を介して溶湯を鋳型に充填するようにした鋳造装置であって；溶湯を保持する溶湯保持室と；この溶湯保持室に連通孔を介し連通可能にして配設され前記ストークの下端が臨みまたは前記誘導孔の他端が接続しかつ不活性ガスによって溶湯を加圧する加圧室と；前記連通孔を開閉する開閉弁と；前記加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯を前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち前記連通孔を開くとともに前記不活性ガスの圧力を制御して前記加圧室内の溶湯を前記溶湯保持室に戻し前記加圧室内の溶湯レベルを下降させた時に、前記加圧室内の溶湯レベルの下降により、前記加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、前記ストーク内または前記誘導孔内とが連通可能となる前記加圧室内の圧力の所定値を検知する圧力センサーと；前記加圧室の上部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と；を備えたことを特徴とする。
【０００６】
このように構成されたものは、不活性ガス供給手段により加圧室における溶湯の上方に不活性ガスが供給されとともに、不活性ガスが逃がされて加圧室内の溶湯の上方の空間が過剰圧力になるのを防止されながら、溶湯保持室と加圧室とを連通させる連通孔が開かれて溶湯保持室内の溶湯が加圧室内に供給されたのち、溶湯保持室と加圧室とを連通させる連通孔が閉じられる。次いで、不活性ガス供給手段により、圧力の高い不活性ガスが加圧室に供給されて溶湯が加圧されて、加圧室の溶湯がストークまたは誘導孔を介して鋳型の製品キャビティ内に充填される。
【０００７】
鋳型の製品キャビティ内に充填された溶湯が凝固したのち、連通孔が開かれるとともに不活性ガス供給手段からの不活性ガスの圧力が制御されて加圧室内の溶湯が溶湯保持室に戻され加圧室の溶湯レベルが下降されて、加圧室の溶湯レベルが加圧室における溶湯の上方の空間とストークまたは誘導孔とを連通させるものとなった時に、加圧室内の圧力が所定値になったとして圧力センサーがこの所定値を検知する。この圧力センサーの所定値の検知により、連通孔が閉じられて加圧室内の溶湯が溶湯保持室内に戻されるのを停止される。これに伴い、加圧室における溶湯の上方の空間がストークまたは誘導孔と連通され、加圧室内の不活性ガスがストーク内または誘導孔内に流入することとなる。この結果、その後、誘導孔内の溶湯が空気に晒されるのを防ぐことが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
上記の説明から明らかなように本発明は、加圧室内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯を前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち連通孔を開くとともに不活性ガスの圧力を制御して加圧室内の溶湯を溶湯保持室に戻し加圧室内の溶湯レベルを下降させた時に、加圧室内における溶湯の上方に形成される空間と、ストーク内または誘導孔内とが連通可能となる加圧室内の圧力の所定値を検知する圧力センサーを設けたから、圧力センサーが加圧室の圧力の所定値を検知するまで、加圧室内の溶湯を溶湯保持室内に戻して加圧室内の溶湯レベルを下降させることにより、加圧室における溶湯の上方の空間とストークまたは誘導孔とを連通させて加圧室内の不活性ガスをストーク内または誘導孔内に流入させることが可能になるため、ストーク内または誘導孔内の溶湯の表面が空気に晒されることがなく、ストーク内または誘導孔内の溶湯に酸化膜が生成されるのを適確に防止することができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を適用した低圧鋳造装置の実施例について図１〜図４に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本低圧鋳造装置は、溶湯を保持する溶湯保持室１と、この溶湯保持室１に連通可能にして配設され不活性ガスによって溶湯を加圧する加圧室２と、前記溶湯保持室１と前記加圧室２とを補助室３を介して連通させる連通孔４を開閉する開閉弁５と、前記加圧室２の上端開口部を気密状に閉鎖する蓋部材６と、鋳型７の注湯口から垂設されこの蓋部材６を上下に貫通して前記加圧室２内に臨むストーク８と、前記蓋部材６にこれを上下に貫通して垂設され、かつ、前記加圧室２内の溶湯の上面を不活性ガスにより加圧して溶湯を前記鋳型に充填し、充填された溶湯が凝固したのち前記連通孔４を開くとともに前記不活性ガスの圧力を制御して前記加圧室２内の溶湯を前記溶湯保持室１に戻し前記加圧室２内の溶湯レベルを下降させた時に、前記加圧室２内の溶湯レベルの下降により前記加圧室２内における溶湯の上方に形成される空間と前記ストーク８内とが連通可能となる前記加圧室２内の圧力の所定値を検知する圧力センサー９と、前記蓋部材６に設けられた不活性ガス供給孔１０に接続されて前記加圧室２の上部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（図示せず）と、で構成してある。
【００１０】
そして、前記不活性ガス供給手段においては、不活性ガスを貯蔵したタンクが開閉弁および導管を介して前記不活性ガス供給孔１０に接続してある。また、前記加圧室２の上部には、溶湯の上方の空間の圧力を大気圧とほぼ同じするために不活性ガスを排出させる排ガス孔（図示せず）が設けてあり、この排ガス孔には電磁開閉弁（図示せず）が取り付けてある。また、前記溶湯保持室１の上端開口部を閉鎖する蓋部材１１には、溶湯保持室１内の溶湯の上限レベルおよび下限レベルをそれぞれ検知するレベルセンサー１２およびレベルセンサー１３が、また、前記蓋部材６には、前記加圧室２内の溶湯の上限レベルを検知するレベルセンサー１４がそれぞれ取り付けてある。
【００１１】
このように構成したものは、不活性ガス供給手段により不活性ガス供給孔１０から加圧室２における溶湯の上方に不活性ガスが供給されとともに、排ガス孔から不活性ガスが逃がされて加圧室２内の溶湯の上方の空間が過剰圧力になるのを防止されながら、まず、開閉弁５が作動されて連通孔４が開かれ、溶湯保持室１内の溶湯が加圧室２内に供給され、レベルセンサー１４が加圧室２内の溶湯の上限レベルを検知した時、開閉弁５が作動されて連通孔４が閉じられる。次いで、より圧力の高い不活性ガスが不活性ガス供給孔１０から供給されて加圧室２内の溶湯が加圧され、加圧室２の溶湯がストーク８を介して鋳型６の製品キャビティ内に充填され（図２−Ａ参照）、鋳型６の製品キャビティ内の溶湯が凝固したのち開閉弁５が作動されて連通孔４が開かれ、かつ不活性ガス供給手段からの不活性ガスの圧力が制御されて加圧室２内の溶湯が溶湯保持室１内に戻され加圧室２内の溶湯レベルが下降し、溶湯レベルがストーク８の下端に達したのを圧力センサー９が検知後（図２−Ｂ参照）、更に所定量溶湯レベルを降下させたのち、開閉弁５が作動されて連通孔４が閉じられる（図２−Ｃ参照）。
【００１２】
溶湯レベルがストーク８の下端より低下する過程で、加圧室２内の不活性ガスはストーク８内に流入する。次いで、排ガス孔からの不活性ガスの排出により加圧室２における溶湯の上方の空間の圧力が大気圧とほぼ同じになったのち、溶湯が凝固してなる鋳物が鋳型６から取り出される。
【００１３】
なお、本低圧鋳造装置では、鋳型７の上鋳型を下鋳型から分離したのち、製品キャビティ内から溶湯が凝固して成る鋳物を取り出し、続いて、鋳型７の上鋳型を下鋳型に重ねて製品キャビティを画成することにより、この製品キャビティ内に、加圧室内２の不活性ガスをストーク８を介して流入させ充満させることもできる。
【００１４】
またなお、前記溶湯保持室１から供給された前記加圧室２内の溶湯に前記ストーク８の下端を浸漬させた状態で、その下端開口の一部が前記加圧室２の溶湯面よりも上側に開口するよう図３−Ａおよび図３−Ｂに示すように、前記ストーク８の下端部を、斜めに開口あるいは断続的に開口した形状にして、不活性ガスによる加圧によって溶湯がより円滑にストーク８内に流入させることができる。
【００１５】
またなお、上述の実施例では、加圧室２内の溶湯をストーク８を介して鋳型６の製品キャビティ内に充填するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、加圧室２２内の溶湯を鋳型６の注湯口に誘導する誘導孔２１を加圧室２２に接続させた構造にしてもよい。この場合、上述の圧力ンサー９とおなじ機能を有する圧力センサー２９は、前記加圧室２２内における溶湯の上方に形成される空間と誘導孔２１内とが連通可能となる前記加圧室２２内の圧力の所定値を検知するようになっている。
またなお、圧力センサー９は、加圧室２内を加圧して鋳型６の製品キャビティ内に溶湯を充填する時に加圧室２内の圧力を制御するために設けられる圧力センサーと兼用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した第１実施例の低圧鋳造装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す低圧鋳造装置の作動説明図である。
【図３】ストークの下端の他の実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明を適用した第２実施例の低圧鋳造装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    溶湯保持室
２    加圧室
４    連通孔
５    開閉弁
８    ストーク
２１    誘導孔
【図１】
2008044008.tif 000003
【図２】
2008044008.tif 000004
【図３】
2008044008.tif 000005
【図４】
2008044008.tif 000006