(57)【要約】【課題】方案部をその他の部分より高温で加熱して、指向性凝固を確保できる金型予熱装置を提供する。【解決手段】金型１００の上型１０１と下型１０２との間に配置され、鋳造前に上型１０１と下型１０２とを予熱する金型予熱装置１０であって、金型予熱装置１０は、周囲加熱部１１と、中央加熱部１２と、を具備し、周囲加熱部１１は、湯道１０４と重なる部分が開放され、周囲加熱部１１の内周側面には、加熱面１６が設けられ、加熱面１６は、金属プレートと、金属ニットと、を具備し、前記金属プレートには、複数の孔が形成され、金属ニットは、金属プレートの表面に設けられ、中央加熱部１２は、箱体であって、周囲加熱部１１の中央に配置され、中央加熱部１２は、上側と下側とに加熱面１７・１８を設け、上側の加熱面１７の金属プレート１７Ａは、下側の加熱面１８の金属プレート１８Ａよりも孔１７Ｂが多く形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造金型の上型と下型との間に配置され、鋳造前に該上型と該下型とを予熱する金型予熱装置であって、
前記上型の中央部には、押湯が形成され、
前記上型と下型との境界には、湯道が形成され、
金型予熱装置は、周囲加熱部と、中央加熱部と、を具備し、
前記周囲加熱部は、前記上型と前記下型との間に配置された状態で、前記上型または前記下型の外周を縁取る枠形状に形成される、内部空間を有する箱体にて構成され、
前記周囲加熱部の枠形状は、前記湯道と重なる部分が開放され、
前記周囲加熱部の内部空間には、燃料ガスが通過し、
前記周囲加熱部の内周側面には、加熱面が設けられ、
前記加熱面は、金属プレートと、金属ニットと、を具備し、
前記金属プレートには、複数の孔が形成され、
前記金属ニットは、前記金属プレートの表面に設けられ、
前記中央加熱部は、箱体であって、前記周囲加熱部の中央に配置され、燃料供給管によって前記周囲加熱部の内周側面と接続され、
前記中央加熱部の内部空間には、燃料ガスが通過し、
前記中央加熱部は、上側と下側とに前記加熱面を設け、
前記上側の加熱面の金属プレートは、前記下側の加熱面の金属プレートよりも孔が多く形成されている、
金型予熱装置。
【請求項２】
鋳造金型の上型と下型との間に配置され、鋳造前に該上型と該下型とを予熱する金型予熱装置であって、
前記上型の中央部には、押湯が形成され、
前記上型と下型との境界には、湯道が形成され、
金型予熱装置は、加熱部と、壁部と、を具備し、
前記加熱部は、前記上型または前記下型の幅および奥行きと略同一の幅および奥行きを有した箱体であって、
前記加熱部の内部空間には、燃料ガスが通過し、
前記加熱部の上面および下面には、加熱面が設けられ、
前記加熱面は、金属プレートと、金属ニットと、を具備し、
前記金属プレートには、複数の孔が形成され、
前記金属ニットは、前記金属プレートの表面に設けられ、
前記金属プレートの中央部には、前記金属プレートの周囲部よりも孔が多く形成され、
前記壁部は、断熱部材で構成され、前記上型と前記下型との間に配置された状態で、前記上型または前記下型の外側を囲う枠形状に構成され、前記湯道と重なる部分が開放されている、
金型予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造金型の上型と下型との間に配置され、鋳造前に上型と下型とを予熱する金型予熱装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型予熱装置は、鋳造前に鋳造金型を予熱する装置として公知である。一般的な金型予熱装置としては、鋳造前に、上型と下型との間に配置され、バーナーを用いて上型と下型とをそれぞれ予熱するものがある。例えば、特許文献１および２は、金型予熱装置を開示している。
【０００３】
特許文献１は、チップバーナーと、整流板および案内板を備えた燃焼筒と、排気管と、を具備し、チップバーナーからの火炎を燃焼筒から燃焼室（金型内部）に拡散させる構成の金型予熱装置を開示している。特許文献２は、金型に対して面直なマット状加熱部材と、を具備し、マット状加熱部材の前面に燃焼ガスが拡散する構成の金型予熱装置を開示している。
【０００４】
鋳造品の良否を決定する要素として、鋳造工程における指向性凝固の確保がある。指向性凝固とは、溶湯が凝固するときには、金型における製品部分の溶湯から凝固させ、方案部の溶湯が最終的に凝固することをいう。方案部とは、押湯または湯道のように最終的には製品とならない部分のことである。鋳造工程において指向性凝固が確保されることによって、溶湯が凝固する時に生じる空洞が方案部に押しやられ、製品部分に空洞が生じないことになる。特許文献１または２に代表される従来の金型予熱装置では、金型内部を均一に予熱することができるものの、鋳造工程における指向性凝固が確保されていない。鋳造工程における指向性凝固を確保するためには、金型の方案部をその他の部分より高温で加熱する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１５８９４０号公報
【特許文献２】特開平０７−１８５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、金型の方案部をその他の部分より高温で加熱して、指向性凝固を確保できる金型予熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、鋳造金型の上型と下型との間に配置され、鋳造前に該上型と該下型とを予熱する金型予熱装置であって、前記上型の中央部には、押湯が形成され、前記上型と下型との境界には、湯道が形成され、金型予熱装置は、周囲加熱部と、中央加熱部と、を具備し、前記周囲加熱部は、前記上型と前記下型との間に配置された状態で、前記上型または前記下型の外周を縁取る枠形状に形成されるものである。
【０００９】
請求項２においては、鋳造金型の上型と下型との間に配置され、鋳造前に該上型と該下型とを予熱する金型予熱装置であって、前記上型の中央部には、押湯が形成され、前記上型と下型との境界には、湯道が形成され、金型予熱装置は、加熱部と、壁部と、を具備し、前記加熱部は、前記上型または前記下型の幅および奥行きと略同一の幅および奥行きを有した箱体であって、前記加熱部の内部空間には、燃料ガスが通過し、前記加熱部の上面および下面には、加熱面が設けられ、前記加熱面は、金属プレートと、金属ニットと、を具備し、前記金属プレートには、複数の孔が形成され、前記金属ニットは、前記金属プレートの表面に設けられ、前記金属プレートの中央部には、前記金属プレートの周囲部よりも孔が多く形成され、前記壁部は、断熱部材で構成され、前記上型と前記下型との間に配置された状態で、前記上型または前記下型の外側を囲う枠形状に構成され、前記湯道と重なる部分が開放されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金型予熱装置によれば、金型の方案部をその他の部分より高温で加熱して、指向性凝固を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１である金型予熱装置の全体的な構成を示す構成図。
【図２】中央加熱部の構成を示す構成図。
【図３】実施形態２である金型予熱装置の全体的な構成を示す構成図。
【図４】金型プレートの構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を用いて、金型予熱装置１０について説明する。
なお、図１の金型１００は、説明を分かりやすくするため、単に直方体が成型される金型１００として記載している。
【００１３】
金型予熱装置１０は、本発明の金型予熱装置の実施形態１である。金型予熱装置１０は、金型１００の間（後述する上型１０１と下型１０２との間）に配置され、鋳造前に金型１００を予熱する装置である。実施形態１の金型１００は、ダイカスト型であって、溶湯としての溶融したアルミニウムが直接注ぎ込まれ、自動車用エンジンのシリンダーブロックが成型されるものとする。
【００１４】
なお、実施形態１では、金型１００は、ダイカスト型であって、溶湯としての溶融したアルミニウムが直接注ぎ込まれ、自動車用エンジンのシリンダーブロックが成型される構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【００１５】
金型１００は、上型１０１と、下型１０２と、を具備している。上型１０１は、金型１００の上部を構成する金型である。上型１０１は、成形用のキャビティと、押湯１０３と、湯道１０４と、を具備している。押湯１０３は、アルミニウムが凝固時に収縮し，鋳引けまたは収縮割れを生じることを防ぐために、収縮分のアルミニウムを補給する、あるいは、凝固時のアルミニウムに適当な温度勾配(こうばい)をもたせるために、形成される通路である。押湯１０３は、上型１０１の上部かつ中央部（上面中央部）に通路として形成されている。押湯１０３は、上型１０１の上方と金型１００の内部のキャビティとを連通している。湯道１０４は、ダイカストにおいて湯口から注がれたアルミニウムが、金型１００のキャビティ内へと流れ込む水平の通路である。上型１０１の湯道１０４は、上型１０１の下面かつ後部に溝として形成されている。湯道１０４は、上型１０１と下型１０２とが嵌合されたとき、金型１００の後方と金型１００の内部のキャビティとを連通する。
【００１６】
下型１０２は、金型１００の下部を構成する金型である。下型１０２は、成形用のキャビティと、湯道１０４と、を具備している。下型１０２の湯道１０４は、下型１０１の上面かつ後部に溝として形成されている。湯道１０４は、上型１０１と下型１０２とが嵌合されたとき、金型１００の後方と金型１００の内部のキャビティとを連通する。
【００１７】
金型予熱装置１０は、周囲加熱部１１と、中央加熱部１２と、燃料供給管１３と、を具備している。周囲加熱部１１は、上型１０１および下型１０２の周囲を縁取るように枠形状に形成される、内部空間を有する箱体にて構成されている。周囲加熱部１１は、排気部１５と、加熱面１６と、を具備している。
【００１８】
排気部１５は、枠形状に構成されている周囲加熱部１１において、枠形状の一部が切り欠かれ、枠形状が開放されている部分である。排気部１５は、金型予熱装置１０が上型１０１と下型１０２との間に配置された状態で、湯道１０４と重なる部分である。湯道１０４と重なる部分とは、排気部１５の幅が湯道１０４の幅よりも十分大きく、排気部１５が湯道１０４を覆っている状態をいう。
【００１９】
加熱面１６は、周囲加熱部１１の内周側面に設けられている。加熱面１６は、金属プレートと、金属ニットと、を具備している。金属プレートは、金属板に複数の孔を形成したものである。金属ニットは、金属プレートの表面に設けられ、ステンレス鋼の極めて微細な繊維を層状に燒結してマット状に成形したものであり、内部に多数の微細な空隙を有している。
【００２０】
中央加熱部１２は、箱体であって、円盤形状に構成されている。中央加熱部１２は、上型１０１の押湯１０３と対向するように周囲加熱部１１の中央に配置され、燃料供給管１４によって周囲加熱部１１の内周側面と接続されている。
【００２１】
燃料供給管１３は、周囲加熱部１１の外周面に接続されている。燃料供給管１３は、周囲加熱部１１の内部に燃料を供給するパイプである。
【００２２】
図２を用いて、中央加熱部１２の上側加熱面１７および下側加熱面１８について説明する。なお、図２（Ａ）は、中央加熱部１２の平面図を示し、図２（Ｂ）は、中央加熱部１２の底面図を示している。また、金属プレート１７Ａおよび金属プレート１８Ａを分かり易く表示するため、金属ニットの記載は省略している。
【００２３】
中央加熱部１２は、上側加熱面１７と、下側加熱面１８と、を具備している。上側加熱面１７は、金属プレート１７Ａと、金属ニットと、を具備している。下側加熱面１８は、金属プレート１８Ａと、金属ニットと、を具備している。金属プレート１７Ａは、金属板に複数の孔１９を形成したものである。金属プレート１８Ａは、金属板に複数の孔１９を形成したものである。金属プレート１７Ａに形成される孔１９と、金属プレート１８Ａに形成される孔１９とは、略同じ大きさに構成されている。金属プレート１７Ａは、金属プレート１８Ａと比較して孔１９が多く形成されている。金属ニットは、金属プレートの表面に設けられ、ステンレス鋼の極めて微細な繊維を層状に燒結してマット状に成形したものであり、内部に多数の微細な空隙を有している。
【００２４】
金型予熱装置１０の作用について説明する。
例えば可燃混合ガス（以下、燃焼ガス）が燃料供給管１３に供給される。燃料供給管１３に供給された燃焼ガスは、周囲加熱部１１の内部に送り込まれ、加熱面１６から流出する。燃料ガスは金属プレートに形成された孔および金属ニットを通過することにより整流、拡散されて、加熱面１６から内側方向に、加熱面１６の全面にわたって一様に流出する。最初に流出した燃料ガスは点火装置（図示せず）により着火して燃焼し、この燃焼が後続する燃料ガスにより維持される。
【００２５】
また、金型予熱装置１０が上型１０１と下型１０２との間に配置された状態では、排気部１５は、加熱されている空間における唯一の開放部分となる。そのため、燃焼した燃焼ガスは、排気部１５から排気される。
【００２６】
一方、周囲加熱部１１から燃料供給管１４に供給された燃焼ガスは、中央加熱部１２の内部に送り込まれ、上側加熱面１７および下側加熱面１８から流出する。このとき、金属プレート１７Ａは、金属プレート１８Ａと比較して孔１９が多く形成されているため、上側加熱面１７からは下側加熱面１８と比較して多量の燃焼ガスが流出する。
【００２７】
金型予熱装置１０の効果について説明する。
金型予熱装置１０によれば、金型１００の方案部をその他の部分より高温で加熱して、指向性凝固を確保できる。金型１００の方案部とは、押湯１０３および湯道１０４のことである。すなわち、排気部１５は、常時高温の排気が通過するため、排気熱によって、その他の部分と比較して高温で加熱されることになる。また、多量の燃焼ガスが流出する上側加熱面１７が対向する部分は、その他の部分と比較して高温で加熱されることになる。つまり、排気部１５と重なる湯道１０４と、多量の燃焼ガスが流出する上側加熱面１７が対向する押湯１０３と、がその他の部分と比較して高温で加熱されることになる。押湯１０３および湯道１０４がその他の部分と比較して高温で加熱されるため、鋳造工程では、最終的には製品とならない押湯１０３および湯道１０４が最終的に凝固するようになる。このようにして、金型予熱装置１０によれば、指向性凝固を確保できる。
【００２８】
また、金型予熱装置１０は、単なる枠形状の周囲加熱部１１と、円盤形状の中央加熱部１２と、で構成されているため、従来の複雑なノズル配置によって構成されていたバーナーと比較して簡易な構成となる。
【００２９】
さらに、金型予熱装置１０は、単なる枠形状の周囲加熱部１１と、円盤形状の中央加熱部１２と、で構成されているため、金型１００の内部形状であるキャビティの形状に係らず予熱することができる。
【００３０】
図３を用いて、金型予熱装置２０について説明する。
なお、図３の金型１００は、説明を分かりやすくするため、単に直方体が成型される金型１００として記載している。
【００３１】
金型予熱装置２０は、本発明の金型予熱装置の実施形態２である。金型予熱装置２０は、金型１００の間（後述する上型１０１と下型１０２との間）に配置され、鋳造前に金型１００を予熱する装置である。実施形態２の金型１００は、ダイカスト型であって、溶湯としての溶融したアルミニウムが直接注ぎ込まれ、自動車用エンジンのシリンダーブロックが成型されるものとする。なお、実施形態２の金型１００は、実施形態１の金型１００と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００３２】
なお、実施形態２では、金型１００は、ダイカスト型であって、溶湯としての溶融したアルミニウムが直接注ぎ込まれ、自動車用エンジンのシリンダーブロックが成型される構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【００３３】
金型予熱装置２０は、加熱部２１と、壁部２２と、燃料供給管２３と、を具備している。加熱部２１は、上型１０１および下型１０２の幅および奥行きと略同一の幅および奥行きを有した箱体として構成されている。
【００３４】
加熱部２１は、上面と下面とに加熱面２４を設けている。加熱面２４は、金属プレート２５（図４参照）と、金属ニットと、を具備している。金属プレート２５は、金属板に複数の孔を形成したものである。金属ニットは、金属プレート２５の表面に設けられ、ステンレス鋼の極めて微細な繊維を層状に燒結してマット状に成形したものであり、内部に多数の微細な空隙を有している。
【００３５】
壁部２２は、断熱部材で構成されるものである。壁部２２は、加熱部２１の上面および下面の周囲に枠形状に立設されている。壁部２２は、金型予熱装置２０が上型１０１と下型１０２との間に配置された状態で、上型１０１または下型１０２の外側を囲うように構成されている。壁部２２には、排気部２８が設けられている。
【００３６】
排気部２８は、枠形状に構成されている壁部２２において、枠形状の一部が切り欠かれ、枠形状が開放されている部分である。排気部２８は、金型予熱装置１０が上型１０１と下型１０２との間に配置された状態で、湯道１０４と重なる部分である。湯道１０４と重なる部分とは、排気部２８の幅が湯道１０４の幅よりも十分大きく、排気部２８が湯道１０４を覆っている状態をいう。
【００３７】
燃料供給管２３は、加熱部２１の外周面に接続されている。燃料供給管２３は、加熱部２１の内部に燃料を供給するパイプである。
【００３８】
図４を用いて、金属プレート２５について説明する。
金属プレート２５は、金属板に複数の孔２６を形成したものである。金属プレート２５の中央部分には、金属プレート２５の周囲部分と比較して多数の孔２６が形成されている。
【００３９】
金型予熱装置２０の作用について説明する。
例えば可燃混合ガス（以下、燃焼ガス）が燃料供給管２３に供給される。燃料供給管２３に供給された燃焼ガスは、加熱部２１の内部に送り込まれ、加熱面２４から流出する。燃料ガスは金属プレート２５に形成された孔および金属ニットを通過することにより整流、拡散されて、加熱面２４から加熱面２４の直角方向外側に（上面の加熱面２４から上方へ向けて、及び下面の加熱面２４から下方へ向けて）、加熱面２４の全面にわたって一様に流出する。最初に流出した燃料ガスは点火装置（図示せず）により着火して燃焼し、この燃焼が後続する燃料ガスにより維持される。このとき、金属プレート２５の中央部分には、金属プレート２５の周囲部分と比較して多数の孔２６が形成されているため、加熱面２４の中央部分からは、加熱面２４の周囲部分と比較して多量の燃焼ガスが流出する。
【００４０】
金型予熱装置２０が上型１０１と下型１０２との間に配置された状態では、排気部２８は、加熱されている空間における唯一の開放部分となる。そのため、燃焼した燃焼ガスは、排気部２８から排気される。
【００４１】
金型予熱装置２０の効果について説明する。
金型予熱装置２０によれば、金型１００の方案部をその他の部分より高温で加熱して、指向性凝固を確保できる。金型１００の方案部とは、押湯１０３および湯道１０４のことである。すなわち、排気部２８は、常時高温の排気が通過するので、排気熱によって、その他の部分と比較して高温で加熱されることになる。また、多量の燃焼ガスが流出する加熱面２４の中央部分が対向する部分は、その他の部分と比較して高温で加熱されることになる。つまり、排気部２８と重なる湯道１０４と、多量の燃焼ガスが流出する加熱面２４の中央部分が対向する押湯１０３と、がその他の部分と比較して高温で加熱されることになる。押湯１０３および湯道１０４がその他の部分と比較して高温で加熱されるため、鋳造工程では、最終的には製品とならない押湯１０３および湯道１０４が最終的に凝固するようになる。このようにして、金型予熱装置１０によれば、指向性凝固を確保できる。
【００４２】
また、金型予熱装置２０は、単なる箱形状の加熱部２１によって構成されているため、従来の複雑なノズル配置によって構成されていたバーナーと比較して簡易な構成となる。
【００４３】
さらに、金型予熱装置２０は、単なる箱形状の加熱部２１によって構成されているため、金型１００の内部であるキャビティの形状に係らず予熱することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０    金型予熱装置
１１    周囲加熱部
１２    中央加熱部
１３    燃料供給管
１４    燃料供給管
１６    加熱面
１７    上側加熱面
１８    下側加熱面
【図１】
2012170976.tif 000003
【図２】
2012170976.tif 000004
【図３】
2012170976.tif 000005
【図４】
2012170976.tif 000006