JP2581262Y2

JP2581262Y2 - 鋳造用給湯スリーブ

Info

Publication number: JP2581262Y2
Application number: JP1992000204U
Authority: JP
Inventors: 隆之馬場; 隆一升田; 美秀斉竹; 英司山本; 理通佐藤; 辻彦安田; 章祥阪納; 民郎伊藤; 博規伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2007-01-08
Also published as: JPH0560654U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、吸引鋳造や低圧鋳造
等の差圧鋳造装置において、アルミニウムやアルミニウ
ム合金等の溶湯を金型内へ導く部位に配置される鋳造用
給湯スリーブに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、鋳造用給湯スリーブ
（以下、単にスリーブという）は、通常、熱間ダイス鋼
を使用し、溶湯を金型内へ導くための流路孔を内部に備
える筒状に形成されており、その役割は、溶湯を導く堰
として、また、溶湯充填完了後は、押湯として利用して
いた。

【０００３】差圧鋳造においては、差圧を利用して、保
持炉内の溶湯をストークとスリーブとを経て金型内へ充
填し、充填完了後も、製品品質の向上を目的として、押
湯効果を期待し、製品の凝固が完了するまでスリーブと
ストークとの内部に溶湯を保持し、その後、製品を離型
していた。

【０００４】しかし、従来のスリーブでは、押湯時の金
型の冷却によつて、スリーブも冷却されているため、ス
リーブ内に保持されている溶湯の凝固も早まり、押湯の
役割を十分に得ることができず、不良品を発生させる場
合があつた。

【０００５】この対策として、スリーブ内に保持されて
いる溶湯の凝固を遅延させるため、スリーブ内の流路孔
を大径として対処することができるが、このように、ス
リーブの流路孔を大きくすると、離型させた後の製品
に、スリーブの流路孔内で凝固した押湯が残り、その押
湯が流路孔の大径化に伴なつて大きくなり、離型後の後
加工を手間取らせるとともに、材料の歩留りを低下させ
てしまう。

【０００６】また、スリーブの流路孔を大きくして押湯
効果を得ようとすると、スリーブ温度がバラツク中での
最低の条件下でも効果が得られるように、大きな流路孔
が必要となり、その流路孔内の平均的な溶湯凝固時間が
長くなり、鋳造サイクルも長くなつて、生産性を低下さ
せることになつてしまう。

【０００７】上記課題を解決するため、スリーブにヒー
タを設けて温度調節し、流路孔を大きくせずに押湯効果
を有効に生かすことが考えられる。

【０００８】しかし、スリーブが配置される部位は、周
囲に金型の冷却水の配管が配置される等のスペースの制
約を受けるため、所定の温度に加熱するのに適当な、高
出力のヒータがないのが実情である。

【０００９】また、ヒータによるスリーブの加熱は、流
路孔の周壁だけを加熱し、他の冷却水の配管等を加熱し
ないようにする必要がある。そのため、スリーブにだけ
ヒータの発熱部を配置させ、その発熱部に発熱しないリ
ード線を結線する必要が生ずる。

【００１０】しかし、スリーブの周囲の鋳造装置の温度
は、アルミニウム合金の鋳造の場合、７００〜８００℃
となり、その発熱部へ接続するリード線自体や、発熱部
とリード線とを接続するターミナルが、熱によつて破損
してしまう。

【００１１】この考案は、上述の課題を解決するもので
あり、小スペースで高温雰囲気下であつても、流路孔の
周壁を加熱するヒータを設けることができて、湯づまり
することなくスリーブの流路孔の内径を小さくでき、離
型後の押湯切断作業の工数を低減できて、生産効率を向
上させることができるスリーブを提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この考案に係るスリーブ
は、鋳造装置の金型内へ溶湯を導く流路孔を有するスリ
ーブ本体と、前記鋳造装置内に配置されて前記スリーブ
本体を加熱するヒータと、から構成され、該ヒータが、
前記スリーブ本体の外周に巻かれる発熱部と、該発熱部
から前記鋳造装置の外方向へ延びる非発熱部と、から構
成され、前記発熱部が、外表面に配置される耐熱性を有
した耐熱層と、電気絶縁材料を充填されて前記耐熱層内
に螺旋状に配置される抵抗発熱線と、から構成され、前
記非発熱部が、外表面に配置されて、前記発熱部の耐熱
層を連続して延設させた耐熱層と、電気絶縁材料を充填
されて前記耐熱層内に配置され、前記抵抗発熱線の端部
に接続される導線と、から構成されることを特徴とす
る。

【００１３】

【考案の作用・効果】この考案に係るスリーブでは、ス
リーブ本体の外周に巻かれるヒータの発熱部が、耐熱層
内で抵抗発熱線を螺旋状に配置させているため、小スペ
ースで高出力を確保できる。

【００１４】また、ヒータの非発熱部が、外表面に発熱
部の耐熱層を連続させて配置させるとともに、その内部
に、電気絶縁材料を充填させて、発熱部における抵抗発
熱線の端部に接続される導線を配置させている構成であ
る。そのため、導線や、導線と抵抗発熱線との接続部位
が、気密性を有して連続する状態の耐熱層内に、電気絶
縁材料を充填させて配置されることとなつて、耐熱性を
有することとなり、雰囲気温度が７００〜８００℃とな
るアルミニウム合金用の鋳造装置内にヒータの非発熱部
を破損すること無く配置可能となる。

【００１５】そして、スリーブ本体の外周にヒータを設
けることができて、ヒータによつてスリーブ本体を温度
調節できるため、湯づまりを生じさせることなく、スリ
ーブ本体の流路孔を小さくすることができて、離型させ
た後の製品に、流路孔内で凝固した押湯が残つても、そ
の押湯が流路孔の小径化に伴つて小さくなり、離型後の
後加工を容易にさせるとともに、材料の歩留りを向上さ
せることができる。

【００１６】また、スリーブ本体の流路孔を小さくする
ことができるため、その流路孔内で溶湯が凝固するまで
の時間を短くすることができ、鋳造サイクルを短時間に
することができて、生産効率を向上させることができ
る。

【００１７】したがつて、この考案に係るスリーブは、
小スペースで高温雰囲気下であつても、流路孔の周壁を
加熱するヒータを設けることができて、湯づまりするこ
となくスリーブの流路孔の内径を小さくでき、離型後の
押湯切断作業の工数を低減できて、生産効率を向上させ
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１９】実施例のスリーブ３が配設される鋳造装置
Ｍは、図４に示すように、アルミニウム合金製の自動車
のエンジン部品を鋳造品（製品）Ｗとして鋳造するもの
であり、保持炉１内に溶融したアルミニウム合金の溶湯
Ａが貯溜されている。

【００２０】この鋳造装置Ｍは、吸気口７を利用して金
型４内の圧力を保持炉１内に比べて低くし、保持炉１内
の溶湯Ａを、ストーク２とスリーブ３とを経て金型４内
へ流入させ、金型４のキヤビテイ４ａ内の溶湯Ａが凝固
するまで、ストーク２とスリーブ３との内部に溶湯Ａを
保持した後、鋳造品Ｗを離型させ、順次、つぎの鋳造を
行なうものである。なお、５は、金型４内に設けられる
冷却水路、６は、冷却水路５に冷却水を供給するための
配管である。

【００２１】そして、スリーブ３は、図１・２・４に示
すように、内部に溶湯Ａを流す流路孔３０ａを備えたス
リーブ本体３０と、鋳造装置Ｍ内に配置されてスリーブ
本体３０を加熱するヒータ３１と、ヒータ３１の発熱部
３２を覆うカバー３６と、から構成されている。

【００２２】スリーブ本体３０は、熱間ダイス鋼、アル
ミナや窒化ケイ素等のセラミツク、あるいは、金属とセ
ラミツクとを所定の比率で混合・焼結したサーメツト、
等から形成され、上下部の外周にフランジ部３０ｂ・３
０ｃを備えている。

【００２３】ヒータ３１は、スリーブ本体３０のフラン
ジ部３０ｂ・３０ｃ間の外周に巻かれる発熱部３２と、
発熱部３２の両端から鋳造装置Ｍの外方向へ延びる２本
の非発熱部３３と、から構成されている。

【００２４】発熱部３２は、図３に示すように、外表面
に配置されて耐熱性を有する耐熱層３２ａと、電気絶縁
材料３２ｂを充填されて耐熱層３２ａ内に螺旋状に配置
される抵抗発熱線３２ｃと、から構成されている。

【００２５】実施例の場合、耐熱層３２ａはステンレス
管であり、電気絶縁材料３２ｂはＭｇＯであり、抵抗発
熱線３２ｃは、Ｎｉ−Ｃｒ系合金であつて、直線に延ば
せば軸方向距離の約４倍となるの長さを螺旋状に形成さ
れて構成されている。そして、発熱部３２の外径を３．
２mmとしている。

【００２６】非発熱部３３は、図３に示すように、外表
面に配置されて、発熱部３２の耐熱層３２ａを連続して
延設させた耐熱層３３ａと、電気絶縁材料３３ｂを充填
されて耐熱層３３ａ内に配置され、抵抗発熱線３２ｃの
端部に接続される導線３３ｃと、から構成されている。

【００２７】電気絶縁材料３３ｂは、耐熱層３３ａが耐
熱層３２ａと同一材であるのと同様に、発熱部３２の絶
縁材料３２ｂと同様に、ＭｇＯから構成され、実施例の
場合、導線３３ｃは、Ｎｉ線としている。そして、導線
３３ｃは、その発熱部３２側の端部の外周に抵抗発熱線
３２ｃを巻いて、抵抗発熱線３２ｃと結線されている。
また、非発熱部３３の外径は、発熱部３２と同様に、
３．２mmとしている。

【００２８】発熱部３２と非発熱部３３との形成は、連
続した耐熱層３２ａ・３３ａ内に絶縁材料３２ｂ・３３
ｂを充填させるとともに抵抗発熱線３２ｃと導線３３ｃ
とを結線して配置させ、当初、大径のものから、順次絞
つて、空隙を無くしつつ小径にして形成する。

【００２９】なお、それぞれの非発熱部３３の発熱部３
２から遠ざかる端部には、ターミナル３４を介して、電
源に接続される通常のリード線３５が結線されている。

【００３０】カバー３６は、スリーブ本体３０のフラン
ジ部３０ｂ・３０ｃ間に巻かれたヒータ３１の発熱部３
２を保護するために覆うもので、２枚の鋼等の金属板か
ら構成され、ボルト３７とナツト３８とを利用して、発
熱部３２を覆うように一体化される。

【００３１】なお、カバー３６で発熱部３２を覆う際に
は、発熱部３２の温度調整を行なうために、別途、熱電
対等の温度センサが発熱部３２の周囲に配置されること
となる。

【００３２】このように構成されたスリーブ３では、ス
リーブ本体３０の外周に巻かれるヒータ３１の発熱部３
２が、耐熱層３２ａ内で抵抗発熱線３２ｃを螺旋状に配
置させているため、小スペースで高出力を確保できる。
そのため、周囲に配管６が複雑に配置されている鋳造装
置Ｍに、容易にスリーブ３を配置させることができる。
なお、実施例の場合、発熱部３２の外径を３．２mmとし
ており、曲げ係数がケーブルの半径の３倍を限界として
も、直径６mm程度の円弧を描くように、発熱部３２を曲
げることができ、スリーブ本体３０の外形を小さくして
も、容易に追従させて発熱部３２を巻くことができる。

【００３３】また、ヒータ３１の非発熱部３３が、外表
面に発熱部３２の耐熱層３２ａを連続させて配置させる
とともに、その内部に、絶縁材料３３ｂを充填させて、
発熱部３２における抵抗発熱線３２ｃの端部に接続され
る導線３３ｃを配置させている構成である。そのため、
導線３３ｃや、導線３３ｃと抵抗発熱線３２ｃとの接続
部位が、気密性を有して連続する状態の耐熱層３２ａ・
３３ａ内に、絶縁材料３２ｂ・３３ｂを充填させて配置
されることとなつて、耐熱性を有することとなり、雰囲
気温度が７００〜８００℃となるアルミニウム合金用の
鋳造装置Ｍ内にヒータ３１の非発熱部３２を破損するこ
と無く配置可能となる。

【００３４】そして、スリーブ本体３０の外周にヒータ
３１の発熱部３２を設けることができるため、発熱部３
２のスリーブ本体３０の加熱によつて、湯づまりを生じ
させることなく、スリーブ本体３０の流路孔３０ａを小
さくすることができる。そのため、離型させた後の鋳造
品Ｗに、流路孔３０ａ内で凝固した溶湯Ａの押湯が残つ
ても、その押湯が流路孔３０ａの小径化に伴つて小さく
なり、離型後の後加工を容易にさせるとともに、材料の
歩留りを向上させることができる。

【００３５】また、スリーブ本体３０の流路孔３０ａを
小さくすることができるため、その流路孔３０ａ内で溶
湯Ａが凝固するまでの時間を短くすることができ、鋳造
サイクルを短時間にすることができて、生産効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示すスリーブの一部破断
正面図である。

【図２】同実施例のスリーブの側面図である。

【図３】同実施例に使用するヒータの部分断面図であ
る。

【図４】同実施例を装着した鋳造装置Ｍの断面図であ
る。

【符号の説明】

３…（給湯）スリーブ、４…金型、３０…スリーブ本体、３０ａ…流路孔、３１…ヒータ、３２…発熱部、３２ａ…耐熱層、３２ｂ…電気絶縁材料、３２ｃ…抵抗発熱線、３３…非発熱部、３３ａ…耐熱層、３３ｂ…電気絶縁材料、３３ｃ…導線、Ｍ…鋳造装置、Ａ…溶湯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者斉竹美秀愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者山本英司愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者佐藤理通愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者安田辻彦愛知県名古屋市緑区高根台107 (72)考案者阪納章祥愛知県名古屋市港区当知三丁目3801 (72)考案者伊藤民郎愛知県岩倉市下本町下寺廻117番地 (72)考案者伊藤博規愛知県名古屋市中川区富田町大字千音寺字仏供田3040番地 (56)参考文献特開平４−361850（ＪＰ，Ａ) 実開平３−120958（ＪＰ，Ｕ) 特公昭60−6739（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 18/04 B22D 17/20

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鋳造装置の金型内へ溶湯を導く流路孔を
有するスリーブ本体と、前記鋳造装置内に配置されて前
記スリーブ本体を加熱するヒータと、から構成され、該ヒータが、前記スリーブ本体の外周に巻かれる発熱部
と、該発熱部から前記鋳造装置の外方向へ延びる非発熱
部と、から構成され、前記発熱部が、外表面に配置される耐熱性を有した耐熱
層と、電気絶縁材料を充填されて前記耐熱層内に螺旋状
に配置される抵抗発熱線と、から構成され、前記非発熱部が、外表面に配置されて、前記発熱部の耐
熱層を連続して延設させた耐熱層と、電気絶縁材料を充
填されて前記耐熱層内に配置され、前記抵抗発熱線の端
部に接続される導線と、から構成される鋳造用給湯スリ
ーブ。