JP2594629B2 - 低圧鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低圧鋳造装置に関し、一層詳細には、金型内
に画成される鋳造品用キャビテイに溶湯を圧入すべく前
記溶湯を保温して貯留する溶湯保持室炉に当該溶湯中に
混在するガスを除去するための脱ガス機構を設けると共
に、前記溶湯保持炉と脱ガス機構とをメカニカルシール
により気密に閉塞し、これによって前記溶湯をキャビテ
イに圧入する際にも圧力の漏れを阻止して前記脱ガス手
段を駆動することが出来、鋳造不良のない高品質な鋳造
品を得ることを可能にした低圧鋳造装置に関する。

［発明の背景］ 一般に、鋳造品からなる自動車部品等を大量生産する
場合、低圧鋳造機が広範に利用されている。前記低圧鋳
造機は、例えば、溶湯を加圧保持する溶湯保持炉と、前
記溶湯保持炉上に載置されキャビテイと湯口を画成する
金型と、前記溶湯保持炉から湯口を介してキャビテイに
連通するストークとを含む。

そこで、この種の低圧鋳造機において、先ず、所定の
圧力で溶湯保持炉内を加圧すると、加圧された溶湯がス
トーク内を上昇し湯口を介してキャビテイに充填され
る。次いで、所定時間加圧状態を保持して溶湯が所定温
度に下降した後、加圧状態を解除し金型を離間させて製
品を得るものである。

この場合、溶湯保持炉内に貯留されている溶湯中にガ
スが混在している場合が多く、前記ガスを含んだ溶湯が
キャビテイに充填されると鋳造欠陥が惹起して品質の劣
化した製品が鋳造されてしまう。このため、溶湯保持炉
内に貯留されている溶湯中からガスを除去すべく脱ガス
機構を具備した種々の鋳造装置が提案されており、例え
ば、特開昭第55−153657号にその技術的思想が開示され
ている。

すなわち、前記の従来技術では、水平方向に進退自在
な複数の保持炉を有すると共に、当該保持炉の搬送路上
の所定の位置で前記保持炉内に貯留されている溶湯の脱
ガス処理を行う変位自在な脱ガス機構を設けている。そ
して、保持炉内に溶湯を供給した後、脱ガス機構を駆動
して前記溶湯中のガスを外部へと導出させる。次いで、
前記保持炉を金型の下方まで移動させてこれを上昇さ
せ、当該保持炉を前記金型に対し装着した後、当該金型
内のキャビテイに溶湯を充填し製品を得ている。

然しながら、前記の従来技術では、保持炉に対し脱ガ
ス機構を取着して溶湯の脱ガス処理を施した後、この脱
ガス機構を前記保持炉から取り外すと共に、当該保持炉
を金型側に移動させてキャビテイに溶湯の充填を行って
いる。このため、保持炉の移送時に溶湯中に新たにガス
が発生し易いという不都合が指摘されている。

しかも、保持炉を所定の方向に搬送する搬送機構や脱
ガス機構を移動させる移動機構等を設けなければなら
ず、装置全体の設備費が高騰し、且つ前記装置が相当に
大型化してしまうという欠点が露呈している。

また、保持炉に対し脱ガス機構を着脱自在に装着した
鋳造装置も提案されているが、この場合、脱ガス処理後
に前記脱ガス機構を取り外さなければならない。従っ
て、前記脱ガス機構の着脱作業が煩雑となる共に、キャ
ビテイへの溶湯の充填時に脱ガス処理を行うことが出来
ず、高精度な脱ガス処理を達成することが困難となると
いう問題が存在している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもの
であって、金型内のキャビテイに溶湯を圧入する溶湯保
持炉に前記溶湯中に混在するガスを除去するための脱ガ
ス機構を装着すると共に、前記溶湯保持炉と脱ガス機構
とをシール手段を介して気密に遮断し当該溶湯保持炉内
に作用する圧力が前記脱ガス機構から外部に洩れること
を阻止するよう構成し、これによって溶湯をキャビテイ
に圧入する際にも当該脱ガス機構を駆動して確実な脱ガ
ス処理を遂行することが出来、鋳造欠陥のない、従っ
て、品質に優れた鋳造品を得ることを可能にした低圧鋳
造装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、鋳造品用キ
ャビテイを画成する金型と前記キャビテイに充填させる
溶湯を加熱保持すると共に、前記キャビテイに連通する
ストークの端部が溶湯内に浸漬される溶湯保持室および
前記溶湯保持室に連通し外部から新たな溶湯が補給され
る溶湯補充室を有した溶湯保持炉と、 前記溶湯補充室に装着され、前記溶湯中に混在するガ
スを外部に除去する脱ガス機構と、 当該脱ガス機構を前記溶湯補充室に対し気密に装着す
るためのシール手段と、 を備えることを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る低圧鋳造装置について好適な実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

第１図において、参照符号10は本実施態様に係る低圧
鋳造装置を示し、当該装置10は実質的には溶湯保持炉12
と金型14と脱ガス機構15とから構成される。

前記溶湯保持炉12はケーシング16を含み、このケーシ
ング16に比較的大容量の溶湯保持室18と比較的小容量の
溶湯補充室20とが画成される。前記ケーシング16におい
て溶湯保持室18と溶湯補充室20との間に設けられる隔壁
16aの下部側に通路26が形成されると共に、この隔壁16a
の溶湯補充室20側の壁面にフィルタ28が貼着される。こ
の場合、前記フィルタ28としては後述する溶湯を通過さ
せる一方、この溶湯中に混在する酸化物の通過を阻止し
得る機能を営むものであればよく、多孔質のセラミック
スの他、種々のものを採用することが出来る。

溶湯補充室20には鉛直方向に傾斜して補給ストーク30
の一端部が臨入しており、この補給ストーク30の外部に
露呈する他端部には開閉蓋32が設けられている。また、
溶湯保持室18および溶湯補充室20にはこれらに貯留され
ている溶湯34を所定の温度に保持すべく複数のヒータ36
a、36bが配設されている。

次いで、ケーシング16の上部に炉蓋38を載設し、この
炉蓋38の一端部、すなわち、溶湯保持室18の上方に位置
して第１および第２のベッド46a、46bが重畳して載設さ
れる。これらのベッド46a、46bによりストーク48a、48b
が保持されると共に、前記ストーク48a、48bは炉蓋38を
貫通して溶湯保持室18内の溶湯34中にその端部を浸漬す
る。前記ベッド46b上には金型14を構成する下型50が載
設され、この下型50の上方には図示しない昇降手段を介
して変位自在な上型52が配設されている。さらに、ベッ
ド46b上に４つの側壁54a乃至54dが進退自在に配設され
ており、これらの側壁54a乃至54dと下型50と上型52とに
より所望の鋳造品形状を呈するキャビテイ56が画成さ
れ、このキャビティ56はストーク48a、48bに湯口58a、5
8bを介して連通している。

一方、炉蓋38上にはシール手段60を介して脱ガス機構
15が装着される。前記シール手段60は実質的にはメカニ
カルシールからなり、略筒状を呈する本体62を含む。第
２図に示すように、前記本体62の中央部には開口部63と
孔部64とが連通して穿設され、この孔部64を画成する内
周部に夫々所定間隔離間してリング状の凹部66a乃至66d
が形成される。そして、本体62の小径な下端部側を炉蓋
38に係着すると共に、この本体62の大径な上端部側を脱
ガス機構15を構成するハウジング68に係着する。

ハウジング68内には支持板70が立設されており、この
支持板70の上部は、第２図中、右側に延在して回転駆動
源72を保持すると共に、前記回転駆動源72から鉛直上方
向に延在する回転駆動軸74に第１の歯車76が軸着され
る。前記支持板70には回転駆動源72と反対側にあって上
下方向に配設されるベアリング78a、78bを介して第１の
ロッド80が回転自在に支承される。

前記第１ロッド80の中央部には軸線方向に通路82が貫
通形成され、この第１ロッド80の上端縁部に前述した第
１歯車76に噛合する第２の歯車84が軸着される。第１ロ
ッド80の上端部にはロータリジョイント86を介して管路
88の一端部が接続され、この管路88の他端部は図示しな
い不活性ガス供給源に接続される。

一方、第１ロッド80の下端部に第２のロッド90が同軸
的に係着され、この第２ロッド90の中央部には通路82に
連通する通路92が軸線方向に貫通形成される。前記第２
ロッド90は実質的にシール手段60を構成しており、本体
62の孔部64の直径よりも小さな直径に選択される。さら
に、第２ロッド90の上部側には本体62の夫々の凹部66a
乃至66dに対応する位置に前記凹部66a乃至66dに遊嵌す
るリング状突起部94a乃至94dが形成される。この場合、
前記第２ロッド90は炉蓋38から溶湯補充室20内に延在し
た溶湯34内に浸漬されると共に、その下端部に回転羽根
96を設ける。

なお、第２図中、参照符号100は鎮静炉を示し、この
鎮静炉100を構成するケーシング102内に溶湯34が貯留さ
れており、この溶湯34内に一端を浸漬している供給管10
4の他端は補給ストーク30に係合自在である。また、鎮
静炉100には前述した脱ガス機構15と同様な構成からな
る脱ガス機構106が装着されている。

本発明に係る低圧鋳造装置は基本的には以上のように
構成されるものであり、次にその作用並びに効果につい
て説明する。

先ず、下型50に対し上型52並びに側型54a乃至54dを近
接変位させ金型14を型締めしてキャビテイ56を画成す
る。次いで、例えば、炉蓋38に設けられる通路（図示せ
ず）を介し溶湯保持室18内に圧力気体を導入し、この溶
湯保持室18に貯留されている溶湯34の溶湯面上を加圧す
る。このため、前記加圧された溶湯34はストーク48a、4
8b中を上昇し、湯口58a、58bを介してキャビテイ56内に
充填加圧される。そして、所定時間冷却後、金型14の型
開きを行いキャビテイ56内で凝固した鋳造品を離型した
後、前述したように、新たな鋳造品の鋳造作業を行う。

このように、当該低圧鋳造装置10を介して鋳造作業を
継続していくと溶湯保持室18に貯留されている溶湯34が
減少し、新たな溶湯34をこの溶湯保持室18に補給する必
要が生ずる。

そこで、補給ストーク30を閉塞している開閉蓋32を開
動作させ、この補給ストーク30に鎮静炉100の供給管104
を係合する。次に、前記鎮静炉100を駆動してケーシン
グ102内に貯留されている溶湯34を供給管104から補給ス
トーク30を介して溶湯補充室20内に供給する。

その際、脱ガス機構15を構成する回転駆動源72の駆動
作用下に回転駆動軸74を介して第１歯車76を回転させる
と、この第１歯車76に噛合する第２歯車84を介して第１
ロッド80と第２ロッド90とが一体的に回転する。このた
め、前記第２ロッド90の下端部に設けられている回転羽
根96が溶湯34を撹拌することになる。ここで、図示しな
い不活性ガス供給装置より管路88に不活性ガスを供給す
ると、この不活性ガスはロータリジョイント86から第１
および第２ロッド80、90の夫々の通路82、92を介し回転
羽根96の端側から溶湯34内に導入される。従って、前記
回転羽根96の撹拌作用と溶湯34中に供給される不活性ガ
スとにより前記溶湯34中のガスは上方へと浮上し、ケー
シング16と炉蓋38との間に画成されている間隙（図示せ
ず）から外部へと導出されることになる。

鎮静炉100から前記溶湯補充室20に供給された溶湯34
は、前述したように脱ガス処理を施された後、フィルタ
28から通路26を介して溶湯保持室18内に導入される。そ
して、溶湯保持室18内に所定量の溶湯34が補給された
後、鎮静炉100からの溶湯34の補給作業を終了して供給
管104を補給ストーク30から離間させ、開閉蓋32を閉動
作させる。これによって、当該低圧鋳造装置10により新
たな鋳造工程が遂行されることになる。

この場合、本実施態様では、炉蓋38に対し脱ガス機構
15をシール手段60を介して装着しているため、溶湯補充
室20内に貯留されるガスやこの溶湯補充室20内に作用す
る加圧力が前記脱ガス機構15から外部へと洩れることを
阻止出来る。

すなわち、前記シール手段60は実質的に本体62に画成
された孔部64と、この孔部64を画成する内周部に形成さ
れた凹部66a乃至66dと、前記孔部64に遊嵌する第２ロッ
ド90と、前記第２ロッド90の外周部に設けられ夫々の凹
部66a乃至66dに遊嵌する突起部94a乃至94dとから構成さ
れる。従って、溶湯補充室20内のガスが、先ず、第２ロ
ッド90の突起部94dと本体62の凹部66dとの間に進入する
と、このガスは前記第２ロッド90と孔部64の内周部との
間に画成される狭小な間隙、あるいはそれよりも径の大
きい凹部66dによってそのガス圧が弱められる。さら
に、前記ガスが凹部66dから凹部66c側へと移動したとし
ても、ここでもガス圧が弱められるために実質的にガス
が上方へと導出されることはない。

このようにメカニカルシールであるシール手段60を介
し、溶湯補充室20内のガスが脱ガス機構15内に洩れるこ
とを防止することが可能となる。

同様に、前記溶湯補充室20内に加圧力が作用した場
合、この加圧力はシール手段60の作用下に脱ガス機構15
側へと逃げることを阻止される。これによって、特に、
溶湯保持室18内に圧力気体を導入してこの溶湯保持室18
内の溶湯34をキャビテイ56に充填する際に、脱ガス機構
15を駆動して溶湯補充室20内の溶湯34の脱ガス処理を遂
行することが出来る。従って、脱ガス処理が確実に達成
され、溶湯保持室18内にガスの混在しない清浄な溶湯34
を供給することが可能となり、前記溶湯34をキャビテイ
56に充填して鋳造不良のない、高品質な鋳造品を成形し
得るという利点が挙げられる。

しかも、炉蓋38と脱ガス機構15との間からガスや圧力
の逃げがないため前記脱ガス機構15を炉蓋38に対し、常
時装着しておくことが出来、従来のように、溶湯保持炉
を移動させたり、脱ガス機構を着脱する作業が不要とな
る。この結果、当該低圧鋳造装置10全体の小型化並びに
鋳造工程全体の効率化が容易に達成されるという効果が
得られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、金型内に画成される
キャビテイに溶湯を供給するための溶湯保持炉に対し脱
ガス機構をメカニカルシール等のシール手段を介して装
着している。このため、溶湯保持炉内に貯留されるガス
や前記溶湯保持炉内に導入される圧力気体がシール手段
に阻止されて外部に洩れることがない。これによって、
脱ガス機構を溶湯保持炉から取り外す必要がなく、従来
のような脱ガス機構の着脱作業を不要とすることが出来
る。しかも、溶湯保持炉内に圧力気体を導入して溶湯を
キャビテイに充填する際にも脱ガス機構を駆動すること
が可能となり、前記溶湯中の脱ガス処理を確実に遂行し
て高品質な鋳造品を得ることが出来ると共に、鋳造作業
全体の効率化が達成されるという効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る低圧鋳造装置の縦断説明図、 第２図は当該低圧鋳造装置を構成する脱ガス機構の縦断
概略説明図である。 10……低圧鋳造装置、12……溶湯保持炉 14……金型、15……脱ガス機構 18……溶湯保持室、20……溶湯補充室 34……溶湯、60……シール手段 64……段付孔部、66a〜66d……凹部 72……回転駆動源、80、90……ロッド 94a〜94d……突起部、100……鎮静炉

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造品用キャビテイを画成する金型と前記
   キャビテイに充填される溶湯を加熱保持すると共に、前
   記キャビテイに連通するストークの端部が溶湯内に浸漬
   される溶湯保持室および前記溶湯保持室に連通し外部か
   ら新たな溶湯が補給される溶湯補充室を有した溶湯保持
   炉と、 前記溶湯補充室に装着され、前記溶湯中に混在するガス
   を外部に除去する脱ガス機構と、 当該脱ガス機構を前記溶湯補充室に対し気密に装着する
   ためのシール手段と、 を備えることを特徴とする低圧鋳造装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記シール
   手段は、前記溶湯補充室の溶湯内に浸漬されて回転する
   溶湯攪拌用回転羽根を設けて前記脱ガス機構を構成する
   と共に、外周部に複数の突起部を形成したロッドと、 前記ロッドを挿通し且つ前記突起部に対応する複数の凹
   部を設けた筒状本体と、 を備えたメカニカルシールであり、 前記複数の突起部と凹部とにより圧力等の漏れを阻止す
   るよう構成することを特徴とする低圧鋳造装置。