JP2007144447A - 差圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】砂型を用いて差圧鋳造するものであっても、成形後の砂型の取り外し及び成形前の砂型の取り付けを容易に行わせることができる差圧鋳造装置を提供する。
【解決手段】溶湯を保持し得る保持炉４と、第１チャンバ部５と、キャビティを有する型を載置可能な載置台９と、第１チャンバ部５上部に取り外し可能な状態で取り付けられた第２チャンバ部６と、保持炉４から載置台９まで延設されたストーク７と、第２チャンバ部６内の方が第１チャンバ部５内よりも圧力が小さくなるよう制御可能な加圧手段Ｃと、第２チャンバ部６を移動させて第１チャンバ部５上部からの取り外し及び取り付けを行う移動手段とを具備した差圧鋳造装置において、載置台９上には砂型８が載置されるとともに、移動手段は、第２チャンバ部６を上方に持ち上げて取り外した後、載置台９上部から退避させるべく側方に移動させ得るものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧力差によって溶湯をキャビティ内に充填し得る差圧鋳造装置に関するものである。

従来の差圧鋳造装置は、例えばアルミ材などの溶湯を所定容量保持し得る保持炉と、該保持炉を略密閉状態で保持する第１チャンバ部と、該第１チャンバ部上に取り付けられるとともにキャビティを有する金型を略密閉状態で保持する第２チャンバ部と、金型のキャビティと保持炉内とを連通させるストークとを有して成り、第１チャンバ部内及び第２チャンバ部内を略等しく加圧させた後、当該第２チャンバ部内の方が第１チャンバ部内よりも圧力が小さくなるよう制御されていた。

しかして、第１チャンバ部と第２チャンバ部との差圧にて保持炉内の溶湯がストークを介して上昇し、キャビティ内に導入されることとなる。そして、キャビティ内の溶湯が冷却固化した後、第１チャンバ部と第２チャンバ部との差圧を解除すれば、ストーク内の溶湯を重力にて保持炉内に戻らせることができる。かかる状態にて第２チャンバ部を所定寸法上方に持ち上げつつ、金型（上型、下型又は可動型、固定型）を離間させれば、内部から製品を取り出すことができる。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、上記従来の差圧鋳造装置においては、第２チャンバ部内に収容される型が金型であるため、第２チャンバ部を僅かに上方へ持ち上げた状態で、上型と下型（或いは固定型と可動型）とを離間させれば、内部の製品を取り出すことができるものの、第２チャンバ部内に砂型を収容させた場合、以下の如き問題がある。

即ち、砂型は１ショット毎に取り替える必要があるため、キャビティ内で溶湯が冷却固化した後、型自体を取り除く必要があるとともに、次の成形時には、新たな砂型を位置決めしつつ載置させる必要がある。このため、従来の如く第２チャンバ部を単に上方へ持ち上げただけでは、砂型の取り外し及び取り付けが極めて困難となるという問題があった。例えば、成形後の砂型をクレーン等でつり下げつつ持ち上げて取り除いた後、当該クレーン等にて別個新たな砂型を取り付けるためには、砂型の載置位置の上部に第２チャンバ部があると干渉してしまうのである。尚、第２チャンバ部を極めて高所まで持ち上げれば上述の如き干渉を回避できると考えられるが、その場合、装置が大型化してしまうという問題があり、実用性に乏しいものとなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、砂型を用いて差圧鋳造するものであっても、成形後の砂型の取り外し及び成形前の砂型の取り付けを容易に行わせることができる差圧鋳造装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、所定容量の溶湯を保持し得る保持炉と、該保持炉を略密閉状態で収容する第１チャンバ部と、該第１チャンバ部上に配設され、所定のキャビティを有する型を載置可能な載置台と、前記第１チャンバ部上部に取り外し可能な状態で取り付けられ、前記載置台上の型を略密閉状態で収容する第２チャンバ部と、前記保持炉から前記載置台まで延設され、保持炉内と前記砂型のキャビティとを連通させるためのストークと、前記第１チャンバ部内及び第２チャンバ部内を加圧するとともに、当該第２チャンバ部内の方が第１チャンバ部内よりも圧力が小さくなるよう制御可能な加圧手段と、前記第２チャンバ部を移動させて前記第１チャンバ部上部からの取り外し及び取り付けを行う移動手段とを具備した差圧鋳造装置において、前記載置台上には砂型が載置されるとともに、前記移動手段は、前記第２チャンバ部を上方に持ち上げて取り外した後、前記載置台上部から退避させるべく側方に移動させ得ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の差圧鋳造装置において、前記移動手段は、前記第２チャンバ部を上方へ持ち上げる第１駆動手段と、その状態から旋回して当該第２チャンバ部を側方へ移動させる第２駆動手段とを有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の差圧鋳造装置において、前記載置台は、その側縁の略全域から上方へ立設された立設部を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第２チャンバ部を移動させるための移動手段が当該第２チャンバ部を上方に持ち上げて取り外した後、載置台上部から退避させるべく側方に移動させ得るので、砂型を用いて差圧鋳造するものであっても、成形後の砂型の取り外し及び成形前の砂型の取り付けを容易に行わせることができる。

請求項２の発明によれば、移動手段が、第１駆動手段にて第２チャンバ部を上方へ持ち上げ、その状態から第２駆動手段にて旋回して当該第２チャンバ部を側方へ移動させるので、より安定した第２チャンバ部の移動を可能とすることができる。

請求項３の発明によれば、載置台が、その側縁の略全域から上方へ立設された立設部を有するので、砂型から載置台に脱落した砂、或いは鋳造中の砂型が破損した場合に溢れた溶湯が側縁より外側に漏れてしてしまうのを防止できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る差圧鋳造装置は、砂型を用いて差圧鋳造し製品としてのアルミ成形品を得るためのものであり、例えば図１及び図２に示すように、鋳造を行うための差圧鋳造装置本体１と、第２チャンバ部を移動させるための移動手段２と、砂型を移載するための移載手段３とから主に構成されている。

差圧鋳造装置本体１は、保持炉４（所謂るつぼ）と、第１チャンバ部５と、第２チャンバ部６と、ストーク７と、加圧手段Ｃとから主に構成されている。保持炉４は、所定容量の溶湯（本実施形態においては溶融状態のアルミ材）を保持しつつ上方が開口した形状とされたもので、第１チャンバ部５内部におけるの底部１５の略中央に形成された台部１６上に載置されている。

第１チャンバ部５は、その上部が蓋部１０にて閉塞されて、保持炉４を略密閉状態で収容し得るよう構成されたもので、その内壁には図示しない断熱材等が形成されている。これにより保持炉４内における溶湯の溶融状態を維持できるようになっている。また、第１チャンバ部５の上部には、クラッチドア等から成る閉塞手段１２が形成されており、かかる閉塞手段１２によるロックを解除することにより、当該上部を開口させて例えば保持炉４に溶湯を補充できるよう構成されている。

第２チャンバ部６は、第１チャンバ部５上部に取外し可能な状態で取り付けられ、載置台９上の砂型８を略密閉状態で収容可能なものである。具体的には、第２チャンバ部６は、蓋部１０上に対して閉塞手段１１（閉塞手段１２と同様、例えばクラッチドアから成る）により気密状に係止されることにより、第１チャンバ部５とは画成された収容空間を有するとともに、その収容空間に載置台９が固定されているのである。

載置台９は、図４に示すように、同心円状に配置したボルトＢにて蓋部１０に固定されたものであり、その側縁（周縁）の略全域から上方へ立設された立設部９ａが形成されている。これにより、砂型８から載置台９に脱落した砂、或いは鋳造中の砂型８が破損した場合に溢れた溶湯が側縁より外側に漏れてしまうのを防止できる。一方、載置台９上の砂型８は、その内部に製品形状に倣ったキャビティ８ａを有するとともに、該キャビティ８ａから下方に向かって湯道８ｂが形成されている。

また、蓋部１０及び載置台９の略中央には、それぞれ孔部１０ａ及び９ｂ（図４参照）が形成されており、これら孔部１０ａ及び９ｂにストーク７の上端が固定されている。このストーク７は、保持炉４から載置台９まで上下方向に延設された管状部材から成り、これにより保持炉４内が砂型８の湯道８ｂを介してキャビティ８ａと連通されるようになっている。

ところで、第１チャンバ部５及び第２チャンバ部６には、それぞれ内部と外部とを連通する連結管１４、１３が形成されており、当該連結管１３、１４は図示しないチューブ状部材または管状部材を介して加圧手段Ｃと接続されている。かかる加圧手段Ｃは、第１チャンバ部５及び第２チャンバ部６内を加圧するとともに、砂型８による成形時には、第２チャンバ部６内の方が第１チャンバ部５内よりも圧力が小さくなるよう制御可能なものである。

かかる加圧手段Ｃにて第１チャンバ部５と第２チャンバ部６との間で差圧を生じさせると、保持炉４内の溶湯がストーク７にて上昇し、湯道８ｂを介してキャビティ８ａ内に導入されることとなる。そして、その状態を一定時間維持すれば、キャビティ８内の溶湯が冷却固化して製品（アルミニウム成形品）が得られることとなる。このとき、第２チャンバ部６内においては、第１チャンバ部５よりは圧力が小さいものの、所定の圧力が付与されることとなっているので、ピンホールの発生を抑制することができる。

その後、第１チャンバ部５と第２チャンバ部６との差圧を解除し、閉塞手段１１によるロックを解除して第２チャンバ部６を第１チャンバ部５から取り外せば、砂型８が外部に曝された状態となるので、その砂型８を移載手段３にて吊り上げれば、他の所定位置へ移載することができる。そして、砂型８の砂を取り除けば、内部から所定形状の製品（アルミニウム成形品）を得ることができる。

かかる移載手段３は、図１に示すように、床面から立設された柱部２２と、該柱部２２の上端から差圧鋳造装置本体１の上方まで延びる梁部２３と、該梁部２３に沿って摺動可能な吊り下げ手段２４とから主に構成されている。これにより、１ショットの成形終了後、図示しない駆動源を駆動させて吊り下げ手段２４を砂型８上方まで移動させるとともに、連結して吊り下げ、他の所定位置まで移載し得るようになっている。

また、次の成形時には、新たな砂型８を吊り下げ手段２４にて吊り下げるとともに、当該吊り下げ手段２４を載置台９上まで移動させる。その後、砂型８の下面に臨ませた湯道８ｂの開口が載置台９の孔部９ｂと合致するよう位置決めし、吊り下げ手段２４と砂型８との連結を解くことにより、当該砂型８を載置台９上に載置させる。然るに、取り外されていた第２チャンバ部６を再び第１チャンバ部５上に取り付け、閉塞手段１１によりロックすれば、上述した一連の差圧鋳造を行わせることができる。

ここで、本実施形態に係る差圧鋳造装置には、第２チャンバ部６を第１チャンバ部５から取り外し及び取り付けが可能な移動手段２が配設されている。この移動手段２は、図１及び図２に示すように、床面から立設された柱部１７と、第２チャンバ部６の上端と連結されたアーム部１８ａを有するとともにシリンダ１９（第１駆動手段）及びモータ２０（第２駆動手段）の駆動により上下方向へ摺動及び旋回し得る摺動部１８とから主に構成されている。

具体的には、柱部１７の上部には、その軸周りに回転可能な案内部１７ａが立設されており、この案内部１７ａに対して上下方向に摺動自在に摺動部１８が配設されている。即ち、シリンダ１９におけるロッド１９ａの先端が摺動部１８に連結されているため、シリンダ１９を駆動してロッド１９ａを進退動作させると、摺動部１８が案内部１７ａに沿って上昇或いは下降するよう構成されているのである。

一方、モータ２０は、その出力軸が連動部２１と連結されており、当該モータ２０を駆動させると当該連動部２１が案内部１７ａと共に回転し得るようになっている。しかして、案内部１７ａと共に摺動部１８も回転し、当該摺動部１８から延設されたアーム部１８ａが第２チャンバ部６を連結した状態にて旋回することとなる。以下に、移動手段２における動作について説明する。

１ショットの差圧鋳造が完了して第１チャンバ部５と第２チャンバ部６との間の差圧が解除された後、閉塞手段１１のロックを解除する。かかる状態にて、シリンダ１９を駆動してそのロッド１９ａを伸長させて、摺動部１８を案内部１７ａに沿って上昇させれば、アーム部１８ａと連結した第２チャンバ部６が所定寸法上方に持ち上げられて第１チャンバ部５から取り外される。

その後、モータ２０を駆動させて連動部２１を回転させれば、案内部１７ａ及び摺動部１８が柱部１７に対して回転するので、当該摺動部１８に形成されたアーム部１８ａ及び該アーム部１８ａに連結された第２チャンバ部６が旋回することとなる。この旋回時、図２に示すように、第２チャンバ部６を、載置台９上部から退避させるべく側方に移動するまで旋回が続けられる。

これにより、第２チャンバ部６が載置台９上部から退避されているので、次のショットのための砂型８を移載手段３の吊り下げ手段２４にて吊り下げつつ載置台９上方まで容易に移動させることができる。そして、当該砂型８を載置台９上に位置決めしつつ載置させるとともに、吊り下げ手段２４を退避させた後、第２チャンバ部６を第１チャンバ部５上に取り付ける。

即ち、モータ２０を駆動（先とは反対の方向への回転）させた後、シリンダ１９を駆動してロッド１９ａを初期位置まで戻せば、第２チャンバ部６が第１チャンバ部５上に取り付けられることとなるので、閉塞手段１１にて両者をロックすれば、次のショットに係る差圧鋳造を行わせることができる。尚、差圧鋳造時には、アーム部１８ａと第２チャンバ部６との連結は解除された状態となっている。

上記の如く本実施形態によれば、第２チャンバ部６を移動させるための移動手段２が当該第２チャンバ部６を上方に持ち上げて取り外した後、載置台９上部から退避させるべく側方に移動させ得るので、砂型８を用いて差圧鋳造するものであっても、成形後の砂型８の取り外し及び成形前の砂型８の取り付けを容易に行わせることができる。また、移動手段２が、シリンダ１９（第１駆動手段）にて第２チャンバ部６を上方へ持ち上げ、その状態からモータ２０（第２駆動手段）にて旋回して当該第２チャンバ部６を側方へ移動させるので、より安定した第２チャンバ部６の移動を可能とすることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば移動手段を以下の構成のものとしてもよい。第２チャンバ部６を上方に持ち上げて第１チャンバ部５から取り外した後、載置台９上部から退避させるべく側方に直線的に移動させる移動手段とすることができる。即ち、載置台９上部から側方までの移動は、本実施形態の如く旋回させるものでもよく、これに代えて直線的に移動させるものであってもよいのである。

また、差圧鋳造装置本体１は、第１チャンバ部と第２チャンバ部との間で差圧を生じさせ当該第１チャンバ部内の保持炉から第２チャンバ部内の砂型のキャビティまで溶湯を導入させるものであれば、他の形態のものであってもよい。更に、本実施形態に係るシリンダ１９に代えて第２チャンバ部を上方へ持ち上げ得る他の駆動手段、或いはモータ２０に代えて第２チャンバ部を旋回させ得る他の駆動手段としてもよい。

載置台上には砂型が載置されるとともに、第２チャンバ部を上方に持ち上げて取り外した後、載置台上部から退避させるべく側方に移動させ得る移動手段を具備した差圧鋳造装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る差圧鋳造装置を示す側面模式図 同差圧鋳造装置を示す平面模式図 同差圧鋳造装置における差圧鋳造装置本体を示す断面模式図 同差圧鋳造装置における載置台を示す平面図 図４におけるＶ−Ｖ線断面図

符号の説明

１ 差圧鋳造装置本体
２ 移動手段
３ 移載手段
４ 保持炉
５ 第１チャンバ部
６ 第２チャンバ部
７ ストーク
８ 砂型
８ａ キャビティ
９ 載置台
９ａ 立設部
１０ 蓋部
１１、１２ 閉塞手段
１３、１４ 連通管
１５ 底部
１６ 台部
１７ 柱部
１８ 摺動部
１９ シリンダ（第１駆動手段）
２０ モータ（第２駆動手段）
２１ 連動部
２２ 柱部
２３ 梁部
２４ 吊り下げ部
Ｃ 加圧手段

Claims (3)

1. 所定容量の溶湯を保持し得る保持炉と、
   該保持炉を略密閉状態で収容する第１チャンバ部と、
   該第１チャンバ部上に配設され、所定のキャビティを有する型を載置可能な載置台と、
   前記第１チャンバ部上部に取り外し可能な状態で取り付けられ、前記載置台上の型を略密閉状態で収容する第２チャンバ部と、
   前記保持炉から前記載置台まで延設され、保持炉内と前記砂型のキャビティとを連通させるためのストークと、
   前記第１チャンバ部内及び第２チャンバ部内を加圧するとともに、当該第２チャンバ部内の方が第１チャンバ部内よりも圧力が小さくなるよう制御可能な加圧手段と、
   前記第２チャンバ部を移動させて前記第１チャンバ部上部からの取り外し及び取り付けを行う移動手段と、
   を具備した差圧鋳造装置において、
   前記載置台上には砂型が載置されるとともに、前記移動手段は、前記第２チャンバ部を上方に持ち上げて取り外した後、前記載置台上部から退避させるべく側方に移動させ得ることを特徴とする差圧鋳造装置。
2. 前記移動手段は、前記第２チャンバ部を上方へ持ち上げる第１駆動手段と、その状態から旋回して当該第２チャンバ部を側方へ移動させる第２駆動手段とを有することを特徴とする請求項１記載の差圧鋳造装置。
3. 前記載置台は、その側縁の略全域から上方へ立設された立設部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の差圧鋳造装置。

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