(57)【要約】【課題】溶湯保持炉内や鋳型内の雰囲気を調整しながら鋳造する場合においても、注湯タイミングや注湯時間を測定可能な鋳造装置を提供する。【解決手段】溶湯保持炉の出湯口を鋳型１０の湯口１１に密着させ、溶湯保持炉内及び／又は鋳型１０内の雰囲気を調整しながら鋳造する鋳造装置において、湯口１１に鋳型１０内外を連通する連通孔５０を設け、連通孔５０に湯口側からスリット体５１、耐熱ガラス５２、溶湯検出手段５３を備える構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯保持炉の出湯口を鋳型の湯口に密着させ、溶湯保持炉内及び／又は鋳型内の雰囲気を調整しながら鋳造する鋳造装置において、
前記湯口に鋳型内外を連通する連通孔を設け、
前記連通孔に湯口側からスリット体、耐熱ガラス、溶湯検出手段を備えたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
前記連通孔を前記鋳型の湯道に設けた溶湯溜まりよりも溶湯保持炉側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯保持炉を鋳型に密着させた鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカムシャフト等の鋳物を鋳造する鋳造装置において、溶湯保持炉と鋳型との間に赤外線センサを設け、この赤外線センサによって溶湯から放射される光を検出することで、注湯の開始及び終了タイミング、溶湯が注湯されている注湯時間を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１８０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、溶湯保持炉と鋳型との間に溶湯を検出するための空間を必要とするため、溶湯保持炉を鋳型に密着させ、溶湯保持炉内や鋳型内の圧力、温度、気体の種類等の雰囲気を調整しながら鋳造する場合には、赤外線センサを配置できず、注湯タイミングや注湯時間を測定できない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、溶湯保持炉内や鋳型内の圧力を調整しながら鋳造する場合においても、注湯タイミングや注湯時間を測定可能な鋳造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、溶湯保持炉の出湯口を鋳型の湯口に密着させ、溶湯保持炉内及び／又は鋳型内の雰囲気を調整しながら鋳造する鋳造装置において、前記湯口に鋳型内外を連通する連通孔を設け、前記連通孔に湯口側からスリット体、耐熱ガラス、溶湯検出手段を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、湯口に鋳型内外を連通する連通孔を設け、連通孔に湯口側からスリット体、耐熱ガラス、溶湯検出手段を備えたため、耐熱ガラスによって溶湯保持炉内及び／又は鋳型内の雰囲気を保持しつつ、鋳型内外を連通する連通孔に備えた溶湯検出手段によって溶湯を検出できる。また、湯口側の連通孔にスリット体を設けたため、断熱効果が得られるとともに、溶湯が耐熱ガラスに接触することを防止できる。
【０００６】
上記構成において、前記連通孔を前記鋳型の湯道に設けた溶湯溜まりよりも溶湯保持炉側に設けてもよい。
上記構成によれば、連通孔を溶湯溜まりよりも溶湯保持炉側に設けたため、溶湯の湯廻り不良が生じた場合であっても、溶湯が連通孔内に流入することを防止できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、湯口に鋳型内外を連通する連通孔を設け、連通孔に湯口側からスリット体、耐熱ガラス、溶湯検出手段を備えたため、耐熱ガラスによって溶湯保持炉内及び／又は鋳型内の雰囲気を保持しつつ、鋳型内外を連通する連通孔に備えた溶湯検出手段によって溶湯を検出でき、その結果、溶湯保持炉の出湯口を鋳型の湯口に密着させ、溶湯保持炉内や鋳型内の雰囲気を調整しながら鋳造する場合においても、注湯タイミングや注湯時間を測定できる。また、湯口側の連通孔にスリット体を設けたため、断熱効果が得られるとともに、溶湯が耐熱ガラスに接触することを防止できる。
【０００８】
また、連通孔を溶湯溜まりよりも溶湯保持炉側に設けたため、溶湯の湯廻り不良が生じた場合であっても、溶湯が連通孔内に流入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋳造装置を模式的に示す図である。
【図２】連通孔を拡大して示す図である。
【図３】溶湯注湯後の鋳造装置を示す図である。
【図４】湯廻り不良時における溶湯注湯後の鋳造装置を示す図である。
【図５】本発明の変形例に係る鋳造装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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は、本実施の形態に係る鋳造装置を示す模式図である。
鋳造装置１は、鋳型１０と、溶湯保持炉２０とを備えて大略構成されている。溶湯保持炉２０は、例えば鋳鉄材料を溶かした溶湯Ｍを溜める炉体２１を備え、炉体２１の底部には、溶湯Ｍを出湯するための出湯口２２が形成されている。炉体２１には、例えば天部に、溶湯Ｍを炉体２１内に供給するための供給口２６が形成されており、供給口２６には開閉自在な上蓋２７が設けられている。上蓋２７は、炉体２１に溶湯Ｍを供給する際には開口され、閉塞中は炉体２１内を密閉するように構成されている。
【００１１】
炉体２１内には、出湯口２２を開閉するロッド状のストッパ３０が炉体２１の天部を貫通して設けられている。ストッパ３０は、エアシリンダ等の駆動源（不図示）により上下に移動可能に構成されており、下の位置で出湯口２２を塞ぐように配置されている。炉体２１の天部とストッパ３０との間には、ストッパ３０の上下移動時にも炉体２１の密閉状態を維持できるように、図示しないシール材が設けられている。炉体２１には、炉体２１内の圧力を調整する圧力調整手段４０が圧力経路４０Ａを介して接続されている。圧力経路４０Ａは、炉体２１を貫通して炉体２１内に連通しており、図示しないシール材により気密に炉体２１に接続されている。
炉体２１は、出湯口２２が鋳型１０の湯口１１に対向するように、鋳型１０上に配置される。鋳型１０と炉体２１との間には、湯口１１及び出湯口２２を囲うようにシール部材４５が設けられ、鋳型１０内及び炉体２１内が密閉されるようになっている。シール部材４５は、例えばシリコンゴムで形成されている。
【００１２】
鋳型１０は、鋳物の一例として２本のカムシャフトを鋳造する銅製の金型であり、鋳型１０には、図示しない冷却手段が設けられている。鋳型１０は、固定型１０Ａ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向下半分）及び可動型１０Ｂ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向上半分）を有し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが互いに開閉可能に構成されている。なお、図１は、固定型１０Ａを可動型１０Ｂ側から示す図である。鋳型１０は、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの合わせ面に、湯口１１、メインランナ１２、サブランナ１３、チョーク１４、フィルタ１５、ガス抜き孔１６、ゲート１７、及び、キャビティ１８を備えている。鋳型１０の構成は、メインランナ１２に対して左右対称となっている。
【００１３】
湯口１１は、溶湯Ｍの注入口である。メインランナ１２は、湯口１１から注入された溶湯Ｍを左右のサブランナ１３に供給する湯道であり、メインランナ１２の上部には、溶湯Ｍを溜める溶湯溜まり１２Ａが形成されている。サブランナ１３は、メインランナ１２からの溶湯Ｍをキャビティ１８に供給する湯道である。チョーク１４は、サブランナ１３の入口側に設けられ、サブランナ１３に供給された溶湯Ｍの流速を減速させる絞り部である。フィルタ１５は、サブランナ１３においてチョーク１４とゲート１７との間に設けられ、溶湯Ｍ中のガスや異物を除去する。ガス抜き孔１６はサブランナ１３に接続され、溶湯Ｍから発生したガスを排出する。ゲート１７は、サブランナ１３の出口側に設けられ、キャビティ１８に接続される。左右のゲート１７は、キャビティ１８の数に対応し、それぞれ１個設けられている。鋳型１０は、キャビティ１８が密閉された密閉型の金型である。
【００１４】
本実施の形態では、メインランナ１２において、溶湯溜まり１２Ａは、鋳型１０の上面１０Ｃから間隔を空けて設けられており、溶湯溜まり１２Ａの上は溶湯溜まり１２Ａの上を小さくした通路１２Ｂとなっている。通路１２Ｂには、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの合わせ面を避けて、鋳型１０外に連通する連通孔５０が接続されている。図２に連通孔５０を拡大して示す。
連通孔５０は、通路１２Ｂ（湯口１１）に対し直交するように形成されており、連通孔５０には、湯口１１側からスリット体５１、耐熱ガラス５２、及び溶湯検出手段５３が設けられている。スリット体５１は、例えばステンレスで形成され、スリット体５１を連通孔５０の連通方向に略沿って直線状に貫通する複数のスリット５１Ａを有している。スリット５１Ａの断面形状は限定されない。スリット体５１は、通路１２Ｂ内に突出しないように、通路１２Ｂと同一面、あるいは、通路１２Ｂから外側（耐熱ガラス５２側）に寄せて配置される。
【００１５】
耐熱ガラス５２は、例えば石英ガラス等の比較的高温に耐え得るガラスで形成されている。耐熱ガラス５２は、断面形状が連通孔５０と略同一に形成され、連通孔５０に例えばＯリング等のパッキン５４を介して嵌合される。耐熱ガラス５２は、スリット体５１と離して配置されるのが望ましい。
溶湯検出手段５３は、湯口１１から注湯された溶湯Ｍを検出するセンサであり、溶湯検出手段５３には、例えば、溶湯Ｍから放射される光を検出する赤外線センサ、可視光センサ等各種の光センサが用いられる。連通孔５０は、溶湯検出手段５３によって通路１２Ｂを流れる溶湯Ｍの光を検出できる程度の大きさに形成されている。
【００１６】
次に、図１〜図４を参照し、本実施の形態の作用について説明する。図３は溶湯注湯後の鋳造装置１を示す図である、図４は湯廻り不良時における溶湯注湯後の鋳造装置１を示す図である。
図１を参照し、まず、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされる。この鋳型１０上には、湯口１１を囲うようにシール部材４５が配置され、炉体２１が、出湯口２２が湯口１１に対向するように鋳型１０上に配置されることで、炉体２１と鋳型１０が密着する。溶湯保持炉２０内においては、ストッパ３０が下ろされて出湯口２２が閉塞され、上蓋２７を開けた供給口２６から溶湯Ｍが炉体２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉された炉体２１内が圧力調整手段４０により加圧される。炉体２１内の圧力が所定圧力まで上昇するとストッパ３０が上げられ、炉体２１内の溶湯Ｍは、炉体２１内と鋳型１０内との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。
【００１７】
本実施の形態では、図２に示すように、湯口１１に連通孔５０を設け、この連通孔５０に、湯口１１側から耐熱ガラス５２、溶湯検出手段５３備えたため、耐熱ガラス５２によって溶湯保持炉２０内及び鋳型１０内の雰囲気を保持しつつ、溶湯Ｍの光を溶湯検出手段５３により検出できる。したがって、炉体２１を鋳型１０に密着させ、鋳型１０内及び炉体２１内の圧力を調整しながら鋳造する場合においても、注湯タイミングや注湯時間を測定できる。
耐熱ガラス５２は、パッキン５４を介して連通孔５０に嵌合したため、鋳型１０内及び炉体２１と外部とが確実に遮断されるので、炉体２１内及び鋳型１０内の圧力を確実に保持することができる。
【００１８】
耐熱ガラス５２の湯口１１側にスリット体５１を設けたため、スリット体５１により空気の層が形成され断熱効果が得られるので、連通孔５０においてスリット体５１の外側を、耐熱ガラス５２及びパッキン５４が耐え得る温度に保つことができる。スリット体５１のスリット５１Ａは、連通孔５０の連通方向に略沿うように形成されているため、スリット体５１から漏れる溶湯Ｍの光を溶湯検出手段５３により検出できる。
【００１９】
連通孔５０は、溶湯溜まり１２Ａの上を小さくした通路１２Ｂに設けられているため、図３に示す溶湯Ｍの充填完了時や、図４に示す湯廻り不良が生じて溶湯Ｍが溶湯溜まり１２Ａに溜まった時の充填完了時にも、溶湯Ｍが連通孔５０に入り難い構成となっている。仮に、溶湯Ｍが溶湯溜まり１２Ａから溢れても、スリット体５１により、溶湯Ｍが耐熱ガラス５２に直接接触することを防止でき、耐熱ガラス５２等の損傷を防止できる。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、湯口１１に鋳型１０内外を連通する連通孔５０を設け、連通孔５０に湯口１１側からスリット体５１、耐熱ガラス５２、溶湯検出手段５３を備える構成とした。この構成により、耐熱ガラス５２によって溶湯保持炉２０内及び鋳型１０内の雰囲気を保持しつつ、鋳型１０内外を連通する連通孔５０に備えた溶湯検出手段５３によって溶湯Ｍを検出できる。その結果、溶湯保持炉２０の出湯口２２を鋳型１０の湯口１１に密着させ、溶湯保持炉２０内や鋳型１０内の圧力を調整しながら鋳造する場合においても、注湯タイミングや注湯時間を測定できる。また、湯口１１側の連通孔５０にスリット体５１を設けたため、断熱効果が得られるとともに、溶湯Ｍが耐熱ガラス５２に接触することを防止できる。
【００２１】
また、本実施の形態によれば、連通孔５０を溶湯溜まり１２Ａよりも溶湯保持炉２０側に設けたため、溶湯Ｍの湯廻り不良が生じた場合であっても、溶湯Ｍが連通孔５０内に流入することを防止できる。
【００２２】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、連通孔５０は、湯口１１に対し略直交するように水平に形成されていたが、湯口１１に対し斜めに形成されてもよい。
【００２３】
上記実施の形態では、溶湯溜まり１２Ａの上を小さくした通路１２Ｂに連通孔５０を形成したが、図５に示す鋳造装置１００のように、溶湯溜まり１２１Ａを鋳型１１０の上面１０Ｃから形成し、溶湯溜まり１１２Ａの上部に連通孔５０を形成してもよい。この場合にも、溶湯Ｍの充填完了時や、湯廻り不良が生じて溶湯Ｍが溶湯溜まり１１２Ａに溜まった時の充填完了時に、溶湯Ｍが連通孔５０に入り難くなる。
【００２４】
また、上記実施の形態では、圧力調整手段を炉体に接続したが、鋳型に接続してもよく、あるいは、炉体及び鋳型の両方に接続してもよい。いずれの場合にも、注湯時には、鋳型内の圧力に対して炉体内を加圧すればよい。
また、上記実施の形態では、本発明は、炉体内及び／又は鋳型内の雰囲気として圧力を調整する鋳造装置に適用されたが、これに限定されず、炉体内及び／又は鋳型内の雰囲気として、温度を調整する鋳造装置や、空気を他の気体に置換する鋳造装置に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１，１００  鋳造装置
１０，１１０  鋳型
１１  湯口
１２Ａ，１１２Ａ  溶湯溜まり
２０  溶湯保持炉
２２  出湯口
５０  連通孔
５１  スリット体
５２  耐熱ガラス
５３  溶湯検出手段
Ｍ  溶湯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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