JP2019136716A - Low pressure casting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧鋳造機に関するものである。 The present invention relates to a low pressure casting machine.
欠陥の少ない良質な鋳造製品を製造する方法として、気体を加圧室内に送り込み、加圧室内の溶湯を金型に充填する低圧鋳造法が知られている。低圧鋳造法において、溶湯の酸化を防ぐ目的で、加圧用の気体にアルゴン等の不活性ガスを用いる場合がある。特許文献1には、不活性ガスを用いて低圧鋳造を行う低圧鋳造機の構造が開示されている。 As a method for producing a high-quality casting product with few defects, a low-pressure casting method is known in which a gas is fed into a pressurizing chamber and a molten metal in the pressurizing chamber is filled into a mold. In the low pressure casting method, an inert gas such as argon may be used as a gas for pressurization in order to prevent the molten metal from being oxidized. Patent Document 1 discloses the structure of a low-pressure casting machine that performs low-pressure casting using an inert gas.
特許文献1に係る低圧鋳造機では、加圧室内に不活性ガス以外の気体が流入しないよう、給気時と排気時を除き、常に加圧室は閉じた空間とされていた。しかしながら、加圧室が閉じられた状態で加圧室内の温度が上がると、気体が膨張して加圧室内の圧力が上がり、金型に溶湯が溢れてしまうおそれがあった。また、逆に加圧室内の温度が下がると、気体が収縮して加圧室内の圧力が下がり、給気口や排気口に溶湯が流れてしまうおそれがあった。 In the low-pressure casting machine according to Patent Literature 1, the pressurizing chamber is always a closed space except during supply and exhaust so that no gas other than the inert gas flows into the pressurizing chamber. However, if the temperature in the pressurizing chamber rises with the pressurizing chamber closed, the gas expands and the pressure in the pressurizing chamber rises, and there is a possibility that the molten metal overflows in the mold. On the other hand, when the temperature in the pressurizing chamber decreases, the gas contracts, the pressure in the pressurizing chamber decreases, and the molten metal may flow to the air supply port or the exhaust port.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、加圧室内の圧力を所定の圧力値内に保つことができる低圧鋳造機を提供するものである。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: The low-pressure casting machine which can maintain the pressure in a pressurization chamber within a predetermined pressure value is provided.
本発明に係る低圧鋳造機は、加圧室内に不活性ガスを導入して溶湯を加圧する低圧鋳造機であって、前記加圧室と、前記加圧室に連通された排気路と、前記排気路に設けられた第1の逆止弁及び第2の逆止弁と、を備え、前記第1の逆止弁は、前記加圧室内の圧力が前記第1の逆止弁の外気圧よりも高い第1の圧力値以上の場合に前記加圧室からの気体の流出を許可し、前記第2の逆止弁は、前記加圧室内の圧力が前記第2の逆止弁の外気圧よりも低い第2の圧力値以下の場合に前記加圧室への気体の流入を許可することを、特徴としたものである。 A low pressure casting machine according to the present invention is a low pressure casting machine that introduces an inert gas into a pressurizing chamber to pressurize a molten metal, the pressurizing chamber, an exhaust passage communicated with the pressurizing chamber, A first check valve and a second check valve provided in the exhaust passage, wherein the first check valve is configured such that the pressure in the pressurizing chamber is an external pressure of the first check valve. Allowing the gas to flow out of the pressurizing chamber when the pressure value is higher than the first pressure value, and the second check valve is configured so that the pressure in the pressurizing chamber is outside the second check valve. In the case where the pressure is equal to or lower than the second pressure value lower than the atmospheric pressure, the inflow of gas into the pressurizing chamber is permitted.
本発明に係る低圧鋳造機は、第1の逆止弁と第2の逆止弁が排気路に設けられている。第1の逆止弁は、加圧室内の圧力が外気圧よりも高い第1の圧力値以上の場合に加圧室からの気体の流出を許可する。このため、加圧室内の圧力が上がりすぎて金型側に溶湯が溢れてしまうことを抑制できる。また、第2の逆止弁は、加圧室内の圧力が外気圧よりも低い第2の圧力値以下の場合に加圧室への気体の流入を許可する。このため、加圧室内の圧力が下がりすぎて給気口や排気口に溶湯が流れてしまうことを抑制できる。 In the low pressure casting machine according to the present invention, the first check valve and the second check valve are provided in the exhaust passage. The first check valve permits gas to flow out of the pressurizing chamber when the pressure in the pressurizing chamber is equal to or higher than the first pressure value higher than the external atmospheric pressure. For this reason, it can suppress that the pressure in a pressurization chamber rises too much and a molten metal overflows to the metal mold | die side. The second check valve permits gas to flow into the pressurizing chamber when the pressure in the pressurizing chamber is equal to or lower than a second pressure value lower than the external atmospheric pressure. For this reason, it can suppress that the pressure in a pressurization chamber falls too much and a molten metal flows into an air supply port or an exhaust port.
本発明により、加圧室内の圧力を所定の圧力値内に保つことができる低圧鋳造機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a low-pressure casting machine capable of maintaining the pressure in the pressurizing chamber within a predetermined pressure value.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
[第1の実施形態]
まず、第1の実施形態に係る低圧鋳造機1の全体的な構成について、図1を用いて説明する。図1は、低圧鋳造機1の概略を示す断面図である。図1に示すように、低圧鋳造機1は、本体部10と、金型15と、配管21〜23と、電磁弁24と、第1の逆止弁25と、第2の逆止弁26と、を備える。本体部10は、溶湯Mを金型15に充填するための装置であり、加圧室11と、保持室12と、開閉弁13と、湯道14と、を備える。溶湯Mは、例えば熔融したアルミニウム等の金属である。
[First Embodiment]
First, the overall configuration of the low-pressure casting machine 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of the low-pressure casting machine 1. As shown in FIG. 1, the low-pressure casting machine 1 includes a
加圧室11は、連通孔を介して保持室12と連通しており、当該連通孔は開閉弁13によって塞ぐことができる。保持室12は、溶湯Mを保持する空間である。開閉弁13を開くことで、保持室12にある溶湯Mを加圧室11に充填することができる。
The pressurizing chamber 11 communicates with the
湯道14は、溶湯Mの流路であり、加圧室11と金型15とに連通されている。金型15は、例えば一対の金型であり、鋳造製品に対応した内部構造を有している。金型15内で溶湯Mが冷却されて凝固することで、鋳造製品が製造される。
The
配管21〜23は、アルゴン等の不活性ガスが通る管である。配管21は、ボンベ等の不活性ガス供給源(不図示)と電磁弁24とに接続されている。配管22は加圧室11と電磁弁24とに接続されている。また、配管23は、例えば二叉の形状を有しており、第1の逆止弁25と第2の逆止弁26と電磁弁24とに接続されている。
The
電磁弁24は、3方向の接続口を持つ駆動弁である。そのうち、配管22に接続された接続口は常に開いている。また、配管21に接続された接続口は、電磁弁24の電源を入れると開き、電源を切ると閉じる。また、配管23に接続された接続口は、電磁弁24の電源を入れると閉じ、電源を切ると開く。すなわち、電磁弁24は、電源を入れた場合に、配管21と配管22とを接続し、配管22と配管23との間を遮断する。一方、電磁弁24は、電源を切った場合に、配管22と配管23とを接続し、配管21と配管22との間を遮断する。
The
第1の逆止弁25と第2の逆止弁26は、気体が一方向のみに流れることを許可する逆止弁である。第1の逆止弁25は、配管23内の圧力が、第1の逆止弁25の外気圧よりも高い第1の圧力値以上の場合に開く。例えば、第1の逆止弁25は、配管23内の圧力が第1の逆止弁25の外気圧よりも1kPa以上高い場合に開くようにすることができる。このとき、配管23内の気体は外部に流出する。
The
配管22と配管23とが接続されている場合、加圧室11と配管23は連通しているため、加圧室11内の気圧と配管23内の気圧は等しくなる。従って、この場合、第1の逆止弁25は、加圧室11内の圧力が第1の逆止弁25の外気圧よりも高い第1の圧力値以上の場合に加圧室11からの気体の流出を許可する。
When the
また、第2の逆止弁26は、配管23内の圧力が、第2の逆止弁26の外気圧よりも低い第2の圧力値以下の場合に開く。例えば、第2の逆止弁26は、配管23内の圧力が第2の逆止弁26の外気圧よりも1kPa以上低い場合に開くようにすることができる。このとき、外部の気体は配管23内に流入する。
The
配管22と配管23とが接続されている場合、加圧室11と配管23は連通しているため、加圧室11内の気圧と配管23内の気圧は等しくなる。従って、この場合、第2の逆止弁26は、加圧室11内の圧力が第2の逆止弁26の外気圧よりも低い第2の圧力値以下の場合に加圧室11への気体の流入を許可する。
When the
なお、本明細書中において「逆止弁の外気圧」とは、逆止弁の外部における気圧を指す。すなわち、第1の圧力値は、第1の逆止弁25の外部における圧力よりも高く、第2の圧力値は、第2の逆止弁26の外部における圧力よりも低い。例えば、第1の逆止弁25と第2の逆止弁26がそれぞれ大気下に設けられている場合は、第1の逆止弁25の外気圧と第2の逆止弁26の外気圧は、ともに大気圧である。また、逆止弁の外部が閉空間になっている場合は、当該閉空間の圧力が逆止弁の外気圧である。
In the present specification, “the external pressure of the check valve” refers to the atmospheric pressure outside the check valve. That is, the first pressure value is higher than the pressure outside the
ここで、低圧鋳造機1を用いて低圧鋳造を行う場合の流れについて説明する。
鋳造前において、開閉弁13は閉じられている。また、電磁弁24の電源は切られており、配管21と配管22との間は遮断されている。
初めに、図示しない給湯口から、溶湯Mが保持室12に給湯される。その後、開閉弁13が開けられ、溶湯Mは加圧室11に充填される。溶湯Mが加圧室11内に所定量充填された後、開閉弁13は閉じられる。
Here, the flow in the case of performing low pressure casting using the low pressure casting machine 1 will be described.
The open /
First, the molten metal M is supplied to the holding
溶湯Mが加圧室11内に充填され、開閉弁13が閉じられた後、電磁弁24の電源が入れられる。すなわち、配管21と配管22とが接続され、配管22と配管23との間は遮断される。このとき、不活性ガス供給源(不図示)から、配管21、電磁弁24、配管22を通って、加圧室11内に不活性ガスが導入される。すなわち、配管21、電磁弁24、及び配管22は、この場合は加圧室11に不活性ガスを導入する給気路として機能する。不活性ガスは図1の配管21の近傍に示した矢印の向きに沿って流れる。
After the molten metal M is filled in the pressurizing chamber 11 and the on-off
加圧室11内に不活性ガスが導入されると、加圧室11内の溶湯Mが加圧される。加圧時における加圧室11内の圧力は第1の圧力値よりも高い。例えば、加圧室11内の圧力は、第1の逆止弁25の外気圧よりも10〜50kPa程度高い圧力値とすることができる。加圧された溶湯Mは、湯道14を通って金型15内に充填される。金型15内に充填された溶湯Mは、冷却されたのち鋳造製品となる。
When an inert gas is introduced into the pressurizing chamber 11, the molten metal M in the pressurizing chamber 11 is pressurized. The pressure in the pressurizing chamber 11 at the time of pressurization is higher than the first pressure value. For example, the pressure in the pressurizing chamber 11 can be a pressure value that is higher by about 10 to 50 kPa than the external air pressure of the
金型15内に充填された溶湯Mが冷却されると、加圧室11への不活性ガスの供給を止めるため、電磁弁24の電源が切られる。すなわち、配管22と配管23とが接続され、配管21と配管22との間は遮断される。このとき、加圧室11内の圧力は第1の圧力値以上であるため、第1の逆止弁25が開き、加圧室11内の不活性ガスは外部へ排気される。すなわち、配管22、電磁弁24、及び配管23は、加圧室11から不活性ガスを排出する排気路として機能する。不活性ガスは、図1の配管23の近傍に示した矢印の向きに沿って流れる。
When the molten metal M filled in the
加圧室11内の不活性ガスが排気され、圧力が第1の圧力値よりも低くなると、第1の逆止弁25が閉じる。このとき、加圧室11及び排気路内の空間は、不活性ガスで満たされた状態で閉じられる。このため、溶湯Mの酸化反応等を抑制し、溶湯Mの質を保持することができる。
When the inert gas in the pressurizing chamber 11 is exhausted and the pressure becomes lower than the first pressure value, the
ここで、加圧室11及び排気路内の空間が閉じられた状態において、加圧室11内の温度が上がった場合について説明する。加圧室11内の温度が上がると、不活性ガスが膨張して加圧室11内の圧力が上がる。そして、加圧室11内の圧力が第1の圧力値以上になると、第1の逆止弁25が開き不活性ガスが排気される。このような構成においては、加圧室11内の圧力は第1の圧力値を超えることがない。従って、加圧室11内の圧力が上昇して金型15側に溶湯Mが溢れることを抑制することができる。
Here, the case where the temperature in the pressurizing chamber 11 rises in a state where the pressurizing chamber 11 and the space in the exhaust passage are closed will be described. When the temperature in the pressurizing chamber 11 increases, the inert gas expands and the pressure in the pressurizing chamber 11 increases. When the pressure in the pressurizing chamber 11 becomes equal to or higher than the first pressure value, the
次に、加圧室11及び排気路内の空間が閉じられた状態において、加圧室11内の温度が下がった場合について説明する。加圧室11内の温度が下がると、不活性ガスが収縮して加圧室11内の圧力が下がる。そして、加圧室11内の圧力が第2の圧力値以下になると、第2の逆止弁26が開き外部の気体が給気される。このような構成においては、加圧室11内の圧力は第2の圧力値を下回ることがない。従って、加圧室11内の圧力が低下して、配管22に溶湯Mが流れることを抑制することができる。
Next, the case where the temperature in the pressurization chamber 11 falls in the state where the pressurization chamber 11 and the space in the exhaust passage are closed will be described. When the temperature in the pressurizing chamber 11 decreases, the inert gas contracts and the pressure in the pressurizing chamber 11 decreases. When the pressure in the pressurizing chamber 11 becomes equal to or lower than the second pressure value, the
以上で説明したように、本実施形態に係る低圧鋳造機1は、加圧室11内の圧力を、第1の圧力値と第2の圧力値の間に保つことができる。このため、溶湯Mが金型15や配管22に流れ出ることを抑制することができる。
As described above, the low-pressure casting machine 1 according to this embodiment can maintain the pressure in the pressurizing chamber 11 between the first pressure value and the second pressure value. For this reason, it can suppress that the molten metal M flows out into the metal mold | die 15 or the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係る低圧鋳造機2について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、加圧室11内の気体が膨張した場合の、本実施形態に係る低圧鋳造機2の概略を示す断面図である。図3は、加圧室11内の気体が収縮した場合の、本実施形態に係る低圧鋳造機2の概略を示す断面図である。
図2及び図3に示すように、低圧鋳造機2は、第1の実施形態における低圧鋳造機1の構成に加えて、袋体27と、筐体28と、を備える。
[Second Embodiment]
Next, the low-
As shown in FIGS. 2 and 3, the low-
袋体27は、排気路に連通され、不活性ガスを収容する袋状の部材である。袋体27は変形可能であって、袋体27の不活性ガスの収容量は可変である。本実施形態においては、袋体27は配管22に接続されているが、袋体27は配管23に接続されていてもよい。また、袋体27は、例えばポリエチレンやポリプロピレンといった、合成樹脂等の可撓性を有する素材で形成されていてもよいし、蛇腹構造等の伸縮可能な構造を有する容器であってもよい。
筐体28は、袋体27を覆うように設置されている。筐体28は、袋体27よりも強度の大きな材質で形成されていると好ましい。
The
The
ここで、図2を用いて、加圧室11及び排気路内の空間が閉じられた状態において、加圧室11内の気体が膨張した場合について説明する。加圧室11内の気体が膨張すると、図2に示すように、袋体27は膨張しつつ加圧室11から気体を受け入れる。このため、加圧室11内の圧力上昇を抑制することができる。
また、筐体28が袋体27を覆うように設けられているため、仮に袋体27が破裂したとしても、袋体27の破片や内部の気体が飛び散ることを抑えることができる。また、さらに筐体28を袋体27の膨張体積より小さくすることで、膨張による破裂を防止できる。
Here, the case where the gas in the pressurizing chamber 11 expands in a state where the pressurizing chamber 11 and the space in the exhaust passage are closed will be described with reference to FIG. When the gas in the pressurizing chamber 11 expands, as shown in FIG. 2, the
Moreover, since the housing | casing 28 is provided so that the
次に、図3を用いて、加圧室11及び排気路内の空間が閉じられた状態において、加圧室11内の気体が収縮した場合について説明する。加圧室11内の気体が収縮すると、図3に示すように、袋体27は収縮しつつ加圧室11に気体を送り込む。このため、加圧室11内の圧力低下を抑制することができる。
Next, a case where the gas in the pressurizing chamber 11 contracts in a state where the pressurizing chamber 11 and the space in the exhaust passage are closed will be described with reference to FIG. When the gas in the pressurizing chamber 11 contracts, as shown in FIG. 3, the
以上のように、本実施形態に係る低圧鋳造機2においては、加圧室11内の圧力変動をさらに抑制することができる。
なお、袋体27に耐熱温度が高くない素材を用いる場合は、袋体27を加圧室11から1m以上離れた位置に設置することが好ましい。この場合、加圧室11内の気体は十分に外気に冷やされてから袋体27に収容されるため、袋体27に対する熱の影響を抑えることができる。
As described above, in the low
In addition, when using the raw material whose heat-resistant temperature is not high for the
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記の実施形態では、給気路と排気路は一部の配管が共通である構成について説明したが、それぞれは別の配管で構成されていてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which a part of the piping is common to the air supply path and the exhaust path has been described, but each may be configured by another pipe.
また、上記の実施形態では、第2の逆止弁26の外側が大気である場合について説明したが、第2の逆止弁26は不活性ガスで満たされた筐体内に格納されていてもよい。この場合、第2の逆止弁26から加圧室11内に流入する気体は不活性ガスであるため、加圧室11内に不活性ガス以外の気体が流入するのを抑制することができる。なお、このような構成を取った場合、第2の逆止弁26の外気圧は、第2の逆止弁26を格納する筐体内の圧力となる。
In the above embodiment, the case where the outside of the
1、2 低圧鋳造機
10 本体部
11 加圧室
12 保持室
13 開閉弁
14 湯道
15 金型
21〜23 配管
24 電磁弁
25 第1の逆止弁
26 第2の逆止弁
27 袋体
28 筐体
M 溶湯
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記加圧室と、
前記加圧室に連通された排気路と、
前記排気路に設けられた第1の逆止弁及び第2の逆止弁と、を備え、
前記第1の逆止弁は、前記加圧室内の圧力が前記第1の逆止弁の外気圧よりも高い第1の圧力値以上の場合に前記加圧室からの気体の流出を許可し、
前記第2の逆止弁は、前記加圧室内の圧力が前記第2の逆止弁の外気圧よりも低い第2の圧力値以下の場合に前記加圧室への気体の流入を許可する、
低圧鋳造機。 A low-pressure casting machine that introduces an inert gas into a pressurizing chamber and pressurizes the molten metal,
The pressure chamber;
An exhaust passage communicating with the pressurizing chamber;
A first check valve and a second check valve provided in the exhaust passage,
The first check valve allows gas to flow out of the pressurizing chamber when the pressure in the pressurizing chamber is equal to or higher than a first pressure value higher than the external pressure of the first check valve. ,
The second check valve allows gas to flow into the pressurizing chamber when the pressure in the pressurizing chamber is equal to or lower than a second pressure value lower than the external pressure of the second check valve. ,
Low pressure casting machine.
請求項1に記載の低圧鋳造機。 Further comprising a bag body that communicates with the exhaust path, accommodates the inert gas, and has a variable capacity.
The low-pressure casting machine according to claim 1.
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JPH0763036A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-07 | Nissan Motor Co Ltd | Blowby gass reducing device of engine |
WO2008132991A1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Sintokogio, Ltd. | Low-pressure casting apparatus, method of inert gas filling and process for manufacturing cast article |
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- 2018-02-06 JP JP2018019617A patent/JP7000891B2/en active Active
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