(57)【要約】【課題】吸上げ管を短くし得て吸上げ管に要するコストを低減し、また１回の鋳造当りの製品の取り個数を多くして製品コストを低減できるとともに鋳造能率，生産能力を従来に増して高くすることのできる減圧吸引鋳造装置を提供する。【解決手段】減圧吸引鋳造装置を、溶解炉２０内に挿入可能な大きさの底部２６及び起立壁２８を備えてそれらにより減圧チャンバ１０の収容空間３０を形成し、更に底部２６には吸上げ管１８を挿入可能な小開口３２を備えた、溶解炉２０の内部に連通した上側空間を閉鎖した状態で昇降可能な昇降壁体２４と、昇降シリンダ４０とを含んで構成し、溶解炉２０内の金属溶湯Ｍの湯面の低下につれて昇降壁体２４の底部２６及び減圧チャンバ１０の溶解炉２０内への挿入深さを深くして、吸上げ管１８により金属溶湯Ｍを吸い上げるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧チャンバ内に多孔質の鋳型を収容するとともに該鋳型から吸上げ管を下向きに延出させ、該吸上げ管を溶解炉内の金属溶湯内に挿入した状態で、該減圧チャンバ内を減圧することにより該溶解炉内の金属溶湯を該吸上げ管を通じて前記鋳型内部に吸い上げるようになした減圧吸引鋳造装置において
(イ)前記溶解炉内に挿入可能な大きさの底部及び該底部の外周部から起立する起立壁を備えて、それらの内側に前記減圧チャンバの少なくとも下部を収容する収容空間を形成し、更に該底部には前記吸上げ管を挿入可能な小開口及び該小開口を開閉する小蓋を備えた、前記溶解炉の内部に連通した上側空間を閉鎖した状態で昇降可能な昇降壁体と、（ロ)該昇降壁体を昇降させる昇降手段と、を設け、前記溶解炉内の金属溶湯の湯面の低下につれて前記昇降壁体及び減圧チャンバの該溶解炉内への挿入深さを深くして、金属溶湯を前記吸上げ管にて吸い上げるようになしてあることを特徴とする減圧吸引鋳造装置。
【請求項２】
請求項１において、前記昇降手段が、前記昇降壁体を上向きに付勢するコイルばねと、該昇降壁体を前記減圧チャンバとともに下向きに駆動する駆動装置とを含んでいることを特徴とする減圧吸引鋳造装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記昇降壁体の底部及び起立壁の少なくとも下部が水冷銅板にて構成されていることを特徴とする減圧吸引鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内部に多孔質の鋳型を収容した減圧チャンバを減圧することにより、溶解炉内の金属溶湯を吸上げ管を通じて吸い上げ、鋳型内に充填する減圧吸引鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の鋳造装置として従来一般的に用いられている装置は、鋳型の内部に金属溶湯を自然に落下させて鋳型のキャビティ内部に金属溶湯を充填し、凝固させるようになしたものである。
しかしながらこの鋳造装置の場合、金属溶湯の流れの乱れによってガスを巻き込み易いといった問題がある。
【０００３】
一方、減圧チャンバ内に多孔質の鋳型を収容するとともに鋳型から吸上げ管を下向きに延出させ、吸上げ管を溶解炉内の金属溶湯内に挿入した状態で減圧チャンバ内を減圧することにより、溶解炉内の金属溶湯を吸上げ管を通じて鋳型内部に吸い上げるようになした減圧吸引鋳造装置が用いられている。
この減圧吸引鋳造装置は、金属溶湯の注入を速やかに且つ静かに行うことができ、湯回り性に優れ鋳造品の内部品質も良好である利点を有している。
この減圧吸引鋳造装置は、特に大気中の酸素による汚染を防ぐことが必要な金属の鋳造装置として好適なものである。
ただし通常の金属の鋳造装置として適用することも可能である。
【０００４】
図５はこの種減圧吸引鋳造装置の一例として下記特許文献１に開示されたものを示している。
同図において、２００は減圧チャンバで排気口２０２が設けられており、この排気口２０２からの排気によって減圧チャンバ２００内部が減圧される。
２０４はこの減圧チャンバ２００内部に収容された多孔質の鋳型で、この鋳型２０４からは吸上げ管２０６が下向きに延出している。
２０８は誘導コイル２１０を備えた溶解炉、２１２は溶解炉２０８全体を包み込む容器で、２１４は容器２１２内部を上部空間２１６と下部空間２１８とに仕切る仕切壁である。
【０００５】
２２０は溶解炉２０８の内部に連通した上側空間を閉鎖する固定の閉鎖壁体で、２２２はこの閉鎖壁体２２０にて区画された小空間である。
この閉鎖壁体２２０には吸上げ管２０６を挿通可能な小開口２２４と、これを開閉する小蓋２２６とが設けられている。
２２８は減圧チャンバ２００を容器２１２内部に挿入させる大開口で、２３０はこの大開口２２８を開閉する大蓋である。
【０００６】
２３２は排気口で、この排気口２３２からの排気によって下部空間２１８及び連通管２３４にて下部空間２１８に連通された小空間２２２が排気される。
一方２３６はアルゴンガス（不活性ガス）の供給口で、この供給口２３６からのアルゴンガスの供給によって下部空間２１８及び小空間２２２がアルゴンガス雰囲気に保持される。
【０００７】
この減圧吸引鋳造装置では、溶解炉２０８で金属を溶解した後、大開口２２８を開いて減圧チャンバ２００を下降させ、更に小開口２２４を開いて吸上げ管２０６を小開口２２４に挿通し、溶解炉２０８内部の金属溶湯中に挿入する。
そして減圧チャンバ２００内部を減圧して溶解炉２０８内部の金属溶湯を吸上げ管２０６を通じて吸い上げ、鋳型２０４のキャビティ内に充填する。そしてキャビティ内に充填した金属溶湯を凝固させ、キャビティに対応した形状の製品を鋳造成形する。
【０００８】
しかしながらこの減圧吸引鋳造装置の場合、減圧チャンバ２００は固定状態に設けられた閉鎖壁体２２０の位置までしか下降できず、このため溶解炉２０８内の金属溶湯の吸上げによって湯面が低下したとき、吸上げ管２０６が短いと溶解炉２０８内の金属溶湯を吸い上げられなくなってしまう。
従ってこの鋳造装置にあっては、図５（Ｂ）に示しているように吸上げ管２０６を、湯面が最も下がった場合においてもこれを吸い上げられるようにその長さを長くしておかなければならない。
【０００９】
しかしながらこの吸上げ管２０６は高価なものであり、従って吸上げ管２０６が長くなることによって吸上げ管２０６に要するコストが高くなってしまう。
更に鋳型２０４の造型等の前工程においては、吸上げ管２０６を含む鋳型２０４の全高に対する制約があって、一定以上に鋳型２０４の高さを高くすることができず、この場合吸上げ管２０６の長さが長くなると、その分鋳型２０４の高さが低くなり、即ち鋳型２０４そのものが小さくなってしまい、これにより１回の鋳造による製品の取り個数が少なくなって、製品１個当りの鋳造コストが高くなってしまう問題を生ずる。
またこれと併せて鋳造能率，生産能力が低く抑えられてしまう問題を生ずる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２２０４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上のような事情を背景とし、吸上げ管を短くし得て吸上げ管に要するコストを低減し、また１回の鋳造当りの製品の取り個数を多くして製品コストを低減できるとともに鋳造能率，生産能力を従来に増して高くすることのできる減圧吸引鋳造装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
而して請求項１のものは、減圧チャンバ内に多孔質の鋳型を収容するとともに該鋳型から吸上げ管を下向きに延出させ、該吸上げ管を溶解炉内の金属溶湯内に挿入した状態で、該減圧チャンバ内を減圧することにより該溶解炉内の金属溶湯を該吸上げ管を通じて前記鋳型内部に吸い上げるようになした減圧吸引鋳造装置において、(イ)前記溶解炉内に挿入可能な大きさの底部及び該底部の外周部から起立する起立壁を備えて、それらの内側に前記減圧チャンバの少なくとも下部を収容する収容空間を形成し、更に該底部には前記吸上げ管を挿入可能な小開口及び該小開口を開閉する小蓋を備えた、前記溶解炉の内部に連通した上側空間を閉鎖した状態で昇降可能な昇降壁体と、（ロ)該昇降壁体を昇降させる昇降手段と、を設け、前記溶解炉内の金属溶湯の湯面の低下につれて前記昇降壁体及び減圧チャンバの該溶解炉内への挿入深さを深くして、金属溶湯を前記吸上げ管にて吸い上げるようになしてあることを特徴とする。
【００１３】
請求項２のものは、請求項１において、前記昇降手段が、前記昇降壁体を上向きに付勢するコイルばねと、該昇降壁体を前記減圧チャンバとともに下向きに駆動する駆動装置とを含んでいることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記昇降壁体の底部及び起立壁の少なくとも下部が水冷銅板にて構成されていることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１５】
以上のように本発明は、溶解炉の内部に連通した上側空間を閉鎖する壁体を、溶解炉内に挿入可能な大きさで且つ昇降可能な昇降壁体として設けるとともに、かかる昇降壁体を昇降させる昇降手段を設け、溶解炉内の金属溶湯の湯面の低下につれて、昇降壁体及び減圧チャンバの溶解炉内への挿入深さを深くして金属溶湯を吸上げ管にて吸い上げるようになしたものである。
【００１６】
かかる本発明においては、昇降壁体及び減圧チャンバそのものが、溶湯の吸上げによる湯面の低下につれて溶解炉内への挿入深さを深くすることができるため、従来のように湯面の低下にも対応できるように吸上げ管の長さを長くしておくといった必要がなく、かかる吸上げ管を可及的に短く構成しておくことができる。
詳しくは、湯面が最も高いときに金属溶湯を吸上げ可能な長さで吸上げ管を短く構成しておくことができる。
これにより高価な吸上げ管に要するコストを低減することができる。
【００１７】
また吸上げ管の長さを短くできることによって、本来の鋳型の高さを高くすることができ、これにより１回の鋳造当りの製品の取り個数を多くし得て製品コストを低減することができる。
更にはまた１回の鋳造でより多くの製品を鋳造できるようになり、鋳造能率が向上するとともに生産能力を高めることができる。
【００１８】
本発明においては、上記昇降手段を昇降壁体を上向きに付勢するコイルばねと、昇降壁体を減圧チャンバとともに下向きに駆動する駆動装置とを含んで構成しておくことができる（請求項２）。
更に本発明においては、上記昇降壁体の底部及び起立部の少なくとも下部を水冷銅板にて構成しておくことができる（請求項３）。
このようにすることで、昇降壁体の底部を溶解炉内の金属溶湯の湯面に対して可及的に近接させておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1において、１０は減圧チャンバで排気口１２が設けられている。
１４は減圧チャンバ１０内部に収容された多孔質の鋳型で、製品に対応した形状のキャビティ１６を多数有している。
この鋳型１４からは吸上げ管１８が下向きに延出している。
２０は溶解炉で、２２はこの溶解炉２０から立上がる形態で設けられた円筒形状の立上り壁である。
【００２０】
２４は溶解炉２０内部の金属溶湯Ｍの湯面との間に小空間２５を形成する状態に溶解炉２０内部に連通した上側空間を閉鎖する、全体が水冷銅板から成る昇降壁体で、底部２６と、その外周端部から起立する起立壁２８とを有し、それらにて減圧チャンバ１０を内部に収容する収容空間３０を内側に形成している。
ここで底部２６及び起立壁２８は、溶解炉２０内部に挿入可能な大きさで構成されている。
底部２６には、吸上げ管１８を挿通可能な小開口３２と、これを開閉する小蓋３４（図２参照）とが設けられている。
【００２１】
昇降壁体２４の上部には環状の水平壁３６が設けられており、この水平壁３６から円筒形状をなす立下り壁３８が下向きに延び出している。そしてこの立下り壁３８が上記の立上り壁２２に対し上下に摺動可能且つ気密に嵌合している。
【００２２】
４０は昇降手段としての昇降シリンダで、ロッドの上端が昇降壁体２４の水平壁３６に連結され、かかる昇降シリンダ４０によって昇降壁体２４全体が上下に昇降駆動されるようになっている。
４１は小空間２５内部を排気するための排気口で、４２は小空間２５内に不活性ガスとしてのアルゴンガスを供給する供給口である。
尚、図中Ｈは金属溶湯Ｍの湯面の高さを表している。
【００２３】
次に本実施形態の減圧吸引鋳造装置の作用を鋳造工程とともに以下に説明する。
図２は溶解炉２０にて金属を溶解した後の状態を表している。
このとき金属溶湯Ｍの湯面の高さＨは最も高い位置となる。
この状態で小空間２５をアルゴンガス雰囲気に保持しつつ減圧チャンバ１０を、内部に鋳型１４をセットした状態で図示を省略する駆動装置にて下降させ、そして図２の小蓋３４を開いて鋳型１４から下向きに延出した吸上げ管１８を小開口３２を通じて金属溶湯Ｍ中に挿入する。
【００２４】
そして排気口１２を通じて減圧チャンバ１０内部を減圧し、溶解炉２０内の金属溶湯Ｍを吸上げ管１８を通じて吸い上げ、鋳型１４の多数のキャビティ１６内に充填する。
そしてキャビティ１６内で金属溶湯Ｍが凝固するまでその状態に保持した後、減圧チャンバ１０を上記駆動装置にて上昇させ、一旦小蓋３４にて小開口３２を閉鎖する。
そして上記の動作を繰り返して鋳造を繰り返し実施する。
ところでこのように減圧吸引鋳造を繰り返し実施すると、これに伴って溶解炉２０内部の金属溶湯Ｍの湯面は低下する。
そこで本実施形態では、その湯面の低下につれて昇降壁体２４を昇降シリンダ４０にて下降させ、昇降壁体２４及び減圧チャンバ１０の溶解炉２０内への挿入深さを深くして行く。
【００２５】
図５に示す従来の減圧吸引鋳造装置の場合、湯面が低下しても減圧チャンバ２００，鋳型２０４及び吸上げ管２０６は下降位置が一定であって、それ以上下がることができず、そのために吸上げ管２０６の長さを長くしておかなければならなかったのが、本実施形態の減圧吸引鋳造装置では、図３に示すように減圧チャンバ１０及びその内部に収容された鋳型１４、更に吸上げ管１８が湯面の低下につれて昇降壁体２４とともに下降することができ、これにより吸上げ管１８を短く構成した場合においても吸上げ管１８を金属溶湯Ｍに到達させ且つその内部に挿入させることができる。
そして吸上げ管１８を短く構成しておくことができることから、高価な吸上げ管１８に要するコストを低減することができる。
【００２６】
また吸上げ管１８の長さを短くできることによって、鋳型１４の高さを高くすることができ、これにより１回の鋳造当りの製品の取り個数を多くし得て、製品コストを低減することができる。
更にはまた１回の鋳造でより多くの製品を鋳造できるようになることから鋳造能率が向上し、また生産能力も高まる。
【００２７】
本実施形態では、昇降壁体２４全体を水冷銅板にて構成しており、これにより昇降壁体２４の底部２６を溶解炉２０内の金属溶湯Ｍの湯面に対して可及的に近接させ得、吸上げ管１８の長さをより短くすることができる。
【００２８】
図４は本発明の他の実施形態を示している。
この例は、昇降壁体２４を上向きに付勢するコイルばね４４を設けて、このコイルばね４４と減圧チャンバ１０を昇降駆動する駆動装置とで、昇降壁体２４を昇降させる昇降手段を構成した例である。
即ちこの例では、減圧チャンバ１０がその駆動装置にて下向きに下降すると、これに伴って昇降壁体２４がコイルばね４４の付勢力に抗して下向きに移動する。即ち昇降壁体２４が下降移動する。
一方減圧チャンバ１０が駆動装置にて上昇させられると、昇降壁体２４がコイルばね４４の付勢力で減圧チャンバ１０に追随して上向きに移動、即ち上昇する。
【００２９】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば昇降手段として上例以外の他の様々な昇降手段、例えば雄ねじと雌ねじによりねじ送りにて昇降壁体を昇降する装置を用いることもできるし、或いは図１の昇降シリンダ４０を昇降壁体２４に対する上向きの付勢手段として用い、この昇降シリンダ４０と減圧チャンバ１０を駆動する駆動装置とで昇降手段を構成することも可能である等、昇降手段を様々に構成することも可能である。
また不活性ガスとしてアルゴンガス以外のガスを用いることも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の減圧吸引鋳造装置の全体図である。
【図２】同装置を減圧吸引鋳造する前の状態で示す図である。
【図３】同実施形態の作用説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の減圧吸引鋳造装置の全体図である。
【図５】従来の減圧吸引鋳造装置の図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  減圧チャンバ
１４  鋳型
１８  吸上げ管
２０  溶解炉
２４  昇降壁体
２６  底部
２８  起立壁
３０  収容空間
３２  小開口
３４  小蓋
４０  昇降シリンダ
４４  コイルばね
Ｍ  金属溶湯
【図１】
2007061841.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007061841.tif 000005
【図４】
2007061841.tif 000006
【図５】
2007061841.tif 000007