(57)【要約】  【課題】溶融軽合金の鋳型への注入前から溶融軽金属が凝固するまで溶融軽合金全体を加圧して、軽合金鋳物のピンホールの発生を溶融軽合金の凝固の段階に抑制することができる重力鋳造装置を提供する。  【解決手段】溶融軽合金を鋳型に注入するラドル１と、ラドルのほぼ上面から下の部分を包囲し上端部に開口を有するラドルチャンバ５と、ラドルチャンバと所要の間隔をおき隣接して設けられ１８０度反転によりラドルチャンバの上面上に重畳可能かつ内部に鋳型を取り付けた鋳型チャンバ９と、鋳型チャンバとラドルチャンバの重畳位置の開口をシールするシール手段３と、鋳型チャンバを１８０度正逆旋回移動可能、かつ鋳型チャンバを１８０度反転させてラドルチャンバの上面上に重畳可能な旋回駆動手段１１と、重畳状態のラドルチャンバ・鋳型チャンバをクランプするクランプ手段１２と、鋳型チャンバに連通接続されてラドルチャンバと鋳型チャンバとで画成する気密空間内に加圧気体を供給する加圧気体供給手段１３と、を具備したことを特徴とする。【選択図】  図１
2008119721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型回動式重力鋳造法により軽合金鋳物を鋳造する装置であって、
溶融軽合金を鋳型に注入するラドルと、
このラドルのほぼ上面から下の部分を包囲しかつ上端部に開口を有するラドルチャンバと、
このラドルチャンバと所要の間隔をおき隣接して設けられ、１８０度反転により前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能であり、かつその内部に前記鋳型を取り付けた鋳型チャンバと、
この鋳型チャンバと前記ラドルチャンバの重畳位置における前記開口の周囲をシールするシール手段と、
前記鋳型チャンバを垂直面内で１８０度正・逆旋回移動可能であり、かつ前記鋳型チャンバを１８０度反転させて前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能な旋回駆動手段と、
重畳状態の前記ラドルチャンバおよび前記鋳型チャンバをクランプするクランプ手段と、
前記鋳型チャンバに連通接続されて重畳状態の前記ラドルチャンバと前記鋳型チャンバとで画成する気密空間内に加圧気体を供給する加圧気体供給手段と、
を具備したことを特徴とする重力鋳造装置。
【請求項２】
前記加圧気体供給手段は、圧縮空気または不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の重力鋳造装置。
【請求項３】
前記鋳型が金型であって、この金型から鋳物を押出す鋳物押出手段を別途設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の重力鋳造装置。
【請求項４】
前記鋳型チャンバに吸引減圧手段を連通接続したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の重力鋳造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の重力鋳造装置を用いて軽合金鋳物を鋳造する方法であって、
所要量の溶融軽合金を前記ラドルに給湯したのち前記旋回駆動手段により前記鋳型チャンバを、垂直面内で１８０度正旋回移動かつ１８０度反転させて前記ラドルチャンバ上に重畳する工程と、
前記鋳型チャンバと前記ラドルチャンバを前記クランプ手段によってクランプしたのち前記ラドルチャンバと前記鋳型チャンバとが画成する気密空間内に前記加圧気体供給手段により所定圧の加圧気体を供給する工程と、
前記旋回駆動手段により前記ラドルチャンバおよび前記鋳型チャンバを垂直面内で逆旋回かつ回動させて加圧気体による加圧下で前記ラドルの溶融軽合金を前記鋳型のキャビティ内に注入する工程と、
前記鋳型のキャビティ内の溶融軽合金が凝固したのち前記気密空間内から加圧気体を排出させるとともに前記旋回駆動手段により前記ラドルチャンバおよび前記鋳型チャンバを垂直面内で正旋回移動させる工程と、
前記クランプ手段による前記鋳型チャンバと前記ラドルチャンバのクランプ状態を解除したのち前記旋回駆動手段により前記鋳型チャンバを前記ラドルチャンバから分離して前記鋳型から軽合金鋳物を取り出す工程と、
を含むことを特徴とする重力鋳造方法。
【請求項６】
前記気密空間内に供給する加圧気体の所定圧は０．３〜１．５ＭＰａであることを特徴とする請求項５に記載の重力鋳造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の軽合金鋳物の鋳造工程の途中において、前記気密空間内に所定圧の不活性気体を供給する前にその気密空間内を吸引減圧することを特徴とする請求項５または６に記載の重力鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力鋳造装置およびこれを用いた重力鋳造方法に関する。      
【背景技術】
【０００２】
従来、軽合金鋳物を鋳造する装置のひとつとして、上面に湯口およびガス吹込み口を開口させた密閉型るつぼを機枠に上下方向に傾動可能に枢支し、そのるつぼ上に前記湯口に連通する鋳型を設置し、さらに前記るつぼに、その内部の金属溶湯が前記鋳型内に自然注入される所定角度にそれぞれ傾動させ得る傾動装置を連結し、前記ガス吹込み口には前記るつぼの傾動後、そのるつぼ内の湯面を加圧するガスを吹込み得るガス圧送装置を接続した構成にして、鋳型に注湯後、ガス圧送装置によりガスをるつぼ内に吹き込み、るつぼ内の溶湯表面を加圧して鋳型内の溶湯に充填圧力を与えるようにした鋳造装置がある。
【特許文献１】特開昭５３−９６９２０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鋳造装置では、るつぼ内の金属溶湯の表面にしかガス圧が作用しないため、例えば、金属溶湯がアルミニウム溶湯の場合、アルミニウム溶湯に含まれる水素がアルミニウム溶湯の凝固時にガス化してアルミニウム鋳物にピンホールが生成する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、溶融軽合金の鋳型への注入前から、注入された溶融軽金属が凝固するまで溶融軽合金全体を加圧して、軽合金鋳物のピンホールの発生を溶融軽合金の凝固の段階に抑制することができる鋳型回動式の重力鋳造装置およびこれを用いた重力鋳造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】
上記の目的を達成するために本発明における重力鋳造装置は、鋳型回動式重力鋳造法により軽合金鋳物を鋳造する装置であって、溶融軽合金を鋳型に注入するラドルと、このラドルのほぼ上面から下の部分を包囲しかつ上端部に開口を有するラドルチャンバと、このラドルチャンバと所要の間隔をおき隣接して設けられ、１８０度反転により前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能であり、かつその内部に前記鋳型を取り付けた鋳型チャンバと、この鋳型チャンバと前記ラドルチャンバの重畳位置における前記開口の周囲をシールするシール手段と、前記鋳型チャンバを垂直面内で１８０度正・逆旋回移動可能であり、かつ前記鋳型チャンバを１８０度反転させて前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能な旋回駆動手段と、重畳状態の前記ラドルチャンバおよび前記鋳型チャンバをクランプするクランプ手段と、前記鋳型チャンバに連通接続されて重畳状態の前記ラドルチャンバと前記鋳型チャンバとで画成する気密空間内に加圧気体を供給する加圧気体供給手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００６】
このように構成されたものは、所要量の溶融軽合金をラドルに給湯したのち旋回駆動手段により鋳型チャンバを、垂直面内で１８０度正旋回移動かつ１８０度反転させてラドルチャンバ上に重畳し、続いて、鋳型チャンバとラドルチャンバをクランプ手段によってクランプしたのちラドルチャンバと鋳型チャンバとが画成する気密空間内に加圧気体供給手段により所定圧の加圧気体を供給する。次いで、旋回駆動手段によりラドルチャンバおよび鋳型チャンバを垂直面内で逆旋回かつ回動させて加圧気体による加圧下でラドルの溶融軽合金を鋳型のキャビティ内に注入し、続いて、鋳型のキャビティ内の溶融軽合金が凝固したのち気密空間内から加圧気体を排出するとともに、旋回駆動手段によりラドルチャンバおよび鋳型チャンバを垂直面内で正旋回移動させる。次いで、クランプ手段による鋳型チャンバとラドルチャンバのクランプ状態を解除し、続いて、旋回駆動手段により鋳型チャンバをラドルチャンバから分離したのち鋳型から軽合金鋳物を取り出す。
【０００７】
なお、本発明において加圧気体供給手段は、圧縮空気または不活性ガスを供給する構造になっている。
またなお、本発明における鋳型としては、金型だけでなく、自硬性鋳型やシェル鋳型などの各種の砂型でも良く、金型の場合には金型から鋳物を押出す鋳物押出し手段が必要である。
またなお、本発明において溶融軽合金の加圧に不活性ガスを用いる場合、鋳型チャンバに吸引減圧手段を連通接続して、気密空間内を吸引減圧したのち気密空間内に不活性ガスを供給することにより、気密空間内を高密度な不活性雰囲気にすることができる。
またなお、本発明において前記気密空間内に供給する加圧気体の所定圧は、０．３〜１．５ＭＰａが望ましく、この圧力より低いと所望の作用効果を得ることができない。
またなお、本発明において軽合金としてはアルミニウム合金やマグネシウム合金などがある。
【発明の効果】
【０００８】
以上の説明から明らかなように本発明は、鋳型回動式重力鋳造法により軽合金鋳物を鋳造する装置であって、溶融軽合金を鋳型に注入するラドルと、このラドルのほぼ上面から下の部分を包囲しかつ上端部に開口を有するラドルチャンバと、このラドルチャンバと所要の間隔をおき隣接して設けられ、１８０度反転により前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能であり、かつその内部に前記鋳型を取り付けた鋳型チャンバと、この鋳型チャンバと前記ラドルチャンバの重畳位置における前記開口の周囲をシールするシール手段と、前記鋳型チャンバを垂直面内で１８０度正・逆旋回移動可能であり、かつ前記鋳型チャンバを１８０度反転させて前記ラドルチャンバの上面上に重畳可能な旋回駆動手段と、重畳状態の前記ラドルチャンバおよび前記鋳型チャンバをクランプするクランプ手段と、前記鋳型チャンバに連通接続されて重畳状態の前記ラドルチャンバと前記鋳型チャンバとで画成する気密空間内に加圧気体を供給する加圧気体供給手段と、を具備したから、いわゆる鋳型回動式重力鋳造法におけるガスや酸化物の巻き込みを防止することができる上に、加圧雰囲気下の溶融軽合金の凝固により軽合金鋳物のピンホールの生成を未然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】
以下、本発明を適用した重力式鋳造装置の一実施例について図１〜図４に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本重力式鋳造装置は、溶融軽合金の注入手段を有するラドル１と、このラドル１のほぼ上面から下の部分を耐火物２を介在して包囲しかつシール手段３で囲まれた開口４を上端部に有するラドルチャンバ５と、このラドルチャンバ５を分離自在にして載置かつ昇降可能なラドルチャンバ昇降手段６と、前記ラドルチャンバ５と所要の間隔をおき隣接して設けられ、１８０度反転により前記ラドルチャンバ５の上面上に重畳可能であり、上端部に開口７を有しかつその内部に鋳型としての金型８を取り付けた鋳型チャンバ９と、別途設けられて前記金型８から鋳物を押出す鋳物押出し手段１０と、前記ラドルチャンバ５と前記鋳型チャンバ９との間に配置され前記鋳型チャンバ９を垂直面内で１８０度正・逆旋回移動可能でありかつ前記鋳型チャンバ９を１８０度反転させて前記ラドルチャンバ５の上面上に重畳可能な旋回駆動手段１１と、前記鋳型チャンバ９の上端部に装着されて重畳した前記鋳型チャンバ９とラドルチャンバ５とをクランプするクランプ手段１２と、前記鋳型チャンバ９に連通接続されて重畳した前記ラドルチャンバ５と前記鋳型チャンバ９とで画成する気密空間内に加圧気体を供給する加圧気体供給手段１３と、で構成してある。
【００１０】
そして、鋳型チャンバ９には吸引減圧手段も連通接続してある。
また、前記ラドルチャンバ昇降手段６は、定盤状の基台１４の上面右寄り位置に配設してあって、ブラケット１５を介して上向きに装着された第１油圧シリンダ１６と、この第１油圧シリンダ１６のピストンロッドの上端に固着されたラドルチャンバ載置部材１７とで構成してある。
【００１１】
また、前記鋳物押出し手段１０は、前記基台１４の上面左寄り位置に配設してあって、ブラケット１８を介して上向きに装着された第２油圧シリンダ１９と、前記金型８に装着されて前記第２油圧シリンダ１９の伸長作動により上昇して前記金型８から鋳物を押出す鋳物押出し機構２０とで構成してある。
【００１２】
また、前記旋回駆動手段１１は、前記基台１４の上面中央位置に配設してあって、支持台２１を介して装着された横向きのモータ２２と、このモータ２２の回転軸に基部が嵌着されかつ前記鋳型チャンバ９の右外側面に先端部が固着されたアーム２３と、で構成してある。
【００１３】
このように構成したものは、まず、図２−Ａに示すように、所要量の溶融軽合金をラドル１に給湯したのち、図２−Ｂに示すように、旋回駆動手段１１のモータ２２の駆動によりアーム２３を時計回り方向へ回動させ、鋳型チャンバ９を右方向へ旋回させるとともに１８０度反転させてラドルチャンバ５の真上に移動させる。次いで、図２−Ｃに示すように、ラドルチャンバ昇降手段６の第１油圧シリンダ１５を伸長作動してラドルチャンバ載置部材１７を介してラドルチャンバ５を押し上げ、鋳型チャンバ９にラドルチャンバ５を当接し、続いて、図２−Ｄに示すように、鋳型チャンバ９とラドルチャンバ５をクランプ手段１２によってクランプする。次いで、ラドルチャンバ５と鋳型チャンバ９とで画成する気密空間内から吸引したのち、この気密空間内に加圧気体供給手段１３により所定圧の加圧気体としての不活性ガスを供給して気密空間内を加圧するとともに、ラドルチャンバ載置部材１７を元の位置に戻す。
【００１４】
次いで、図３−Ａに示すように、旋回駆動手段１１のアーム２３を反時計回り方向へ回動させ、ラドルチャンバ５および鋳型チャンバ９を左方へ旋回させて、不活性ガスによる加圧下でラドル１の溶融軽合金を金型８のキャビティ内に注入する作動を開始し、続いて、図３−Ｂに示すように、その注湯作動を続行する。次いで、図３−Ｃに示すように、ラドルチャンバ５および鋳型チャンバ９を鋳物押出し手段１０の第２油圧シリンダ１９の真上まで移動させて鋳型８のキャビティ内への注湯を完了する。そして、金型８のキャビティ内の溶融軽合金は不活性ガスによる加圧下で凝固を始める。
【００１５】
次いで、図４−Ａに示すように、溶融軽合金の凝固が完了したのち、旋回駆動手段１１のアーム２３を再び時計回り方向へ回動させ、ラドルチャンバ５および鋳型チャンバ９をラドルチャンバ昇降手段６の真上に移動させるとともに、気密空間内から不活性ガスを排出し、続いて、図４−Ｂに示すように、クランプ手段１２による鋳型チャンバ９とラドルチャンバ５のクランプ状態を解除したのち、ラドルチャンバ昇降手段６の第１油圧シリンダ１６を収縮作動してラドルチャンバ５を下降させ鋳型チャンバ９から分離する。次いで、図４−Ｃに示すように、旋回駆動手段１１のアーム２３を再び反時計回り方向へ回動させ、鋳型チャンバ９を左方へ旋回させるとともに正転させて第２油圧シリンダ１９の真上に移動させたのち、第２油圧シリンダ１９の伸長作動により鋳物押出し機構２０を上昇させて金型８から軽合金鋳物を押し上げ、その後、この軽合金鋳物を取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した重力鋳造装置の一部断面正面図である。
【図２】図１に示す重力鋳造装置の作動説明図である。
【図３】図１に示す重力鋳造装置の作動説明図である。
【図４】図１に示す重力鋳造装置の作動説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    ラドル
３    シール手段
４    開口
５    ラドルチャンバ
６    ラドルチャンバ昇降手段
７    開口
８    金型
９    鋳型チャンバ
１０    鋳型チャンバ昇降手段
１１    旋回駆動手段
１２    クランプ手段
１３    加圧気体供給手段
【図１】
2008119721.tif 000003
【図２】
2008119721.tif 000004
【図３】
2008119721.tif 000005
【図４】
2008119721.tif 000006