(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融槽内へ固形素材を送り込む固形素材供給手段と、前記溶融槽を加熱して供給された固形素材を溶融する加熱手段と、前記溶融槽に隣接して設けられた搬送室と、前記溶融槽から搬送室に導かれた半溶融素材を吐出ノズルから金型内へ送り出す吐出手段とから構成されるとともに、
前記固形素材供給手段と溶融槽との間にシールドブロックを配設したことを特徴とする鋳造用注湯装置。
【請求項２】
前記固形素材供給手段は、水平面に対して所定の傾斜角を有して前記溶融槽に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造用注湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種合金を含む金属の鋳造時に使用する鋳造用注湯装置に関し、特に球状化された金属を半溶解、半凝固状態で注湯する鋳造用注湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鋳造用注湯装置は、図３に示すように予備加熱バレル１に金属素材Ｍが投入された時点で、予備加熱ヒータ３及び加熱チャンバ２の加熱ヒータ４を順次駆動する。予備加熱バレル１に投入された金属素材Ｍは、プランジャー５の往復運動によって順次、加熱チャンバ２に供給された後、加熱チャンバ２内において半溶融状態に保持される。ここで、金属素材Ｍが予備加熱バレル１にある間に於いて予備加熱ヒータ３により予備加熱しているため、金属素材Ｍが加熱チャンバ２に到達した時点で直ちに半溶融状態にすることができる。
【０００３】
このような加熱チャンバ２に半溶融状態となった金属素材Ｍ0が所定量だけ貯留されると、図外の押出シリンダによりプランジャー５が前進移動すると共に、吸引ロッド６が加熱チャンバ２内に進出する。この結果、加熱チャンバ２内に貯留された半溶融状態の金属素材Ｍ0が吐出口７から金型に供給され、所望の形状に成形される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上の様に構成された従来の鋳造用注湯装置においては、加熱チャンバ２内に金属素材Ｍを供給するプランジャー５と吸引ロッド６がそれぞれ加熱チャンバ２に連通している為に、吐出口７から金属素材Ｍ0を吐出させる場合に、吸引ロッド６のみの調整だけではなく、プランジャー５の押し込み状態も考慮しなければならなかった。また、金属素材Ｍの加熱チャンバ２内への投入は、常に一定の圧力下に行われなければならなかった。更に、加熱チャンバ２は、密封状態にすることが困難であった為に、スケール等が発生し、炉内の清掃作業が大変であった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑み提案されたもので、固形素材の供給と、半溶融素材の吐出を別系統の手段により行い、吐出量、吐出圧の変更が容易にできる鋳造用注湯装置を提供することを目的とする。また、溶融槽内を密封することができ半溶融素材の酸化を防止できる鋳造用注湯装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、溶融槽内へ固形素材を送り込む固形素材供給手段と、前記溶融槽を加熱して供給された固形素材を溶融する加熱手段と、前記溶融槽に隣接して設けられた搬送室と、前記溶融槽から搬送室に導かれた半溶融素材を吐出ノズルから金型内へ送り出す吐出手段とから構成されるとともに、前記固形素材供給手段と溶融槽との間にシールドブロックを配設したことを特徴としている。
以上の構成により、固形素材の供給と半溶融素材の吐出を別系統の手段により行い、吐出量、吐出圧の変更を容易に行うことができる。また、固形素材の溶融槽内に供給する際に低圧力状態で行うことができる。更に、溶融槽内を密封状態で溶融することができるので、半溶融素材の酸化を防止できる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明において、前記固形素材供給手段は、水平面に対して所定の傾斜角を有して前記溶融槽に接続されたことを特徴としている。
以上の構成により、供給する固形素材が溶融槽内に落下させることなく駆動シリンダによって徐々に投入することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る鋳造用注湯装置の一実施の形態を示す断面図である。ここで、溶融槽１１内へ固形素材１２を送り込む固形素材供給手段１３と、この溶融槽１１を加熱して供給された固形素材１２を半溶融する加熱手段１４と、前記溶融槽１１に隣接して設けられた搬送室１５と、前記溶融槽１１から搬送室１５に導かれた半溶融素材を吐出ノズル１６から金型内へ送り出す吐出手段１７等から構成されている。
【００１０】
固形素材供給手段１３は、本実施の形態において油圧シリンダ１８とこの油圧シリンダ１８によって軸線方向に伸縮自在に配置されたピストンロッド１９と、固形素材１２であるビレットを投入するビレット投入口２０及びインゴットを投入するインゴット投入口２１等から構成されている。また、油圧シリンダ１８及びピストンロッド１９は、水平面に対して１０〜２０度だけ傾斜している。したがって、ビレット投入口２０から投入されたビレットが自重によって溶融槽１１内に落下するおそれがなく、油圧シリンダ１８によって溶融槽１１内へ投入するビレットの量を完全に制御することができる。
【００１１】
固形素材供給手段１３は、シールドブロック２２を介して溶融槽１１と接続されている。シールドブロック２２は、セラミック等から構成されており、固形素材１２の外径と略等しい通過口２２ａを有し、この通過口２２ａ内に固形素材１２が半溶融状態で挿入されていると、半溶融素材が投入口から逆流するのを防止できる。
【００１２】
溶融槽１１は、下端に形成された連通路２３によって、溶融槽１１より下方に位置する搬送室１５と連通している。搬送室１５は、溶融槽１１に隣接すると共に、水平面に対して約１０〜２０度傾斜して取付けられている。搬送室１５内には、吐出手段１７を構成するプランジャー２４が進入、後退自在に配置されており、プランジャー２４は、油圧シリンダ２５によって駆動される。ここで、吐出手段は、搬送室１５内に進入、退避自在に駆動されるプランジャー２４と、プランジャー２４の駆動手段である油圧シリンダ２５とから構成されたので、半溶融素材の吐出量、吐出圧の変更をプランジャー２４の駆動調整によって容易に実現できる。搬送室１５のプランジャー２４が挿入される側には、セラッミク等から構成されたシールドブロック２６が取付けられており、半溶融素材が漏れるのを防止している。
【００１３】
また、溶融槽１１と搬送室１５を連通する連通路２３は、プランジャー２４の挿入される側端に開口部２３ａを有している。したがって、プランジャー２４が搬送室１５内へある程度進入すると、この開口部２３ａは、プランジャー２４によって閉塞されてしまい、溶融槽１１との連通が遮断される。このため、開口部２３ａが閉塞された後、吐出手段１７による吐出動作は、溶融槽１１内の圧力変動に影響することがない。
【００１４】
搬送室１５の他端は、半溶融素材を吐出ノズル１６まで導く流路２７と連通している。また、搬送室１５は、プランジャー２４の挿入される基端側に半溶融素材を抜き取るための排出口２８を有しており、プランジャー２４を更に後退させることで、この排出口２８から残存した半溶融素材及びスケール等を抜き取ることができる。
【００１５】
流路２７は、溶融槽１１及び搬送室１５と一体的に組立られており、加熱手段であるヒータ１４によって囲蔽されている。吐出ノズル１６は、搬送室１５と連通した流路２７に接続されると共に、半溶融素材の位置を検出するレベルセンサ２９を備えている。また、吐出ノズル１６は、水平面に対して先端が仰角となるように約５〜１５度傾斜して取付けられているため、図１に示すようにレベルセンサ２９が半溶融素材の液面を検出しない場合、吐出ノズル１６から吐出することはない。更に、流路２７の側壁には、温度センサ３０が取付けられており、流路２７周囲の温度を検出することができる。
【００１６】
次に、以上のように構成された鋳造用注湯装置の動作について説明する。先ず、ビレット投入口２０へ固形素材であるビレット１２を投入する。投入されたビレットは、ピストンロッド１９によって、溶融槽１１方向へ押し込まれる。溶融槽１１内のビレットは、外周に設置された加熱手段であるヒータ１４によって半溶解される。半溶解された半溶湯（半溶融素材）は、溶融槽１１内に充填された後、連通路２３を通って、搬送室１５、流路２７のレベルセンサ２９位置まで充填される。この時、吐出手段１７のプランジャー２４は、搬送室１５内から後退しており、開口部２３ａが解放されている。
【００１７】
次に、吐出手段１７のプランジャー２４が前進すると、吐出ノズル１６から半溶湯（半溶融素材）が図示しない金型内へ吐出する。この時、半溶湯の吐出量、吐出圧力は、プランジャー２４の移動量、移動速度を制御することにより、自由に調整することができる。金型内へ半溶湯を充填する動作の初期段階（連通路２３の開口部２３ａがプランジャー２４によって閉塞されるまでの間）を除き、溶融槽１１内の圧力が上昇しても、吐出ノズル１６からの吐出に影響しない。また、図２に示すようにビレット挿入シリンダ（固形素材供給手段１３）に設置されたシールドブロック２２によって、逆流が防止される。つまり、ピストンロッド１９の作動によって、溶融槽１１内の圧力が上昇すると、ビレットを挿入するピストンロッド１９のシールドブロック２２に半溶湯が流入し、半固体部３１を発生させ、この固体部は高圧時に静止しているので、完全に逆流を防止することができる。
【００１８】
金型内への半溶湯の充填が完了すると、プランジャー２４が後退して、開口部２３ａが開口する。この動作によって、半溶湯の上面が下降し、レベルセンサ２９が作動すると、固形素材供給手段１３が作動して、ビレット１２を溶融槽１１内へ挿入する。ビレット１２の挿入により、流路２７の湯面が上昇してレベルセンサ２９がＯＮとなると、固形素材供給手段１３の動作が停止される。
【００１９】
また、吐出ノズル１６内の半溶湯は、吐出、吸引を繰り返すことで、内部の半溶湯の冷却を防止することができる。また、ビレットの補給は、シリンダのロッドを自動的に往復動させることにより、連続的にビレット１２をビレット投入口２０へ供給することができる。
【００２０】
以上のように本発明では、ビレットの供給を行う固形素材供給手段１３と半溶湯を吐出する吐出手段１７とを夫々独立した２系統としたので、半溶湯の吐出量及び吐出圧力の変更を吐出手段１７によってのみ行うことができ、ビレットの供給動作と独立させることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、プランジャー２４の全ストロークにおいて、排湯するためにバルブが不要となり、残湯量を最小限に軽減することができる。更に、吐出湯の流路を溶融槽１１と一体化することで、熱効率を向上することができる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００２３】
請求項１に記載の発明では、溶融槽内へ固形素材を送り込む固形素材供給手段と、前記溶融槽を加熱して供給された固形素材を溶融する加熱手段と、前記溶融槽に隣接して設けられた搬送室と、前記溶融槽から搬送室に導かれた半溶融素材を吐出ノズルから金型内へ送り出す吐出手段とから構成されるとともに、前記固形素材供給手段と溶融槽との間にシールドブロックを配設したので、固形素材の供給と半溶融素材の吐出を別系統の手段により行い、吐出量、吐出圧の変更を容易に行うことができる。また、固形素材の溶融槽内に供給する際に低圧力状態で行うことができる。また、固形素材供給手段における半溶融素材の逆流を防止することができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明において、前記固形素材供給手段は、水平面に対して所定の傾斜角を有して前記溶融槽に接続されたので、供給する固形素材が溶融槽内に落下させることなく駆動シリンダによって徐々に投入することができる。
【００２６】
また、前記搬送室は、前記溶融槽から半溶融素材が重力の作用によって流入するので、搬送室へ半溶融素材を自然に供給することができる。また、前記吐出手段は、前記搬送室内に進入、退避自在に駆動されるプランジャーと、前記プランジャーの駆動手段とから構成されたので、半溶融素材の吐出量、吐出圧の変更をプランジャーの駆動調整によって容易に実現できる。
【００２７】
また、前記搬送室は、前記溶融槽と連通する連通路を前記プランジャーの前進方向の手前に有したので、半溶融素材を吐出ノズルから吐出させる際に溶融槽に与える圧力変動を小さくすることができる。また、前記吐出ノズルは、前記搬送室と連通した流路に接続されると共に、前記流路には半溶融素材の位置を検出するレベルセンサーを備えたので、溶融槽内の半溶融素材の量を管理することができる。
【００２８】
また、前記吐出ノズルは、水平面に対して先端が仰角となるように傾斜して取付けられたので、吐出ノズルからの液ダレを防止することができる。また、前記搬送室は、半溶融素材を抜き取るための排出口を備えたので、溶融槽内に残留した半溶融素材の抜き取り作業を容易にしている。また、前記流路は前記溶融槽と一体的に配設されたので、ヒータの熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋳造用注湯装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同鋳造用注湯装置に使用されるシールドブロックを示す要部断面図である。
【図３】従来の鋳造用注湯装置の一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０        鋳造用注湯装置
１１        溶融槽
１２        固形素材（ビレット）
１３        固形素材供給手段
１４        加熱手段（ヒータ）
１５        搬送室
１６        吐出ノズル
１７        吐出手段
１８        油圧シリンダ
１９        ピストンロッド
２０        ビレット投入口
２１        インゴット投入口
２２        シールドブロック
２２ａ      通過口
２３        連通路
２３ａ      開口部
２４        プランジャー
２５        油圧シリンダ
２６        シールドブロック
２７        流路
２８        排出口
２９        レベルセンサ
３０        温度センサ
３１        半固体部
【図１】
0004175602.tif 000002
【図２】
0004175602.tif 000003
【図３】
0004175602.tif 000004