JP2904834B2

JP2904834B2 - 低圧鋳造方法

Info

Publication number: JP2904834B2
Application number: JP33451789A
Authority: JP
Inventors: 博和那賀; 信廣江本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH03194425A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、鋳型のキャビティに向って上昇する溶湯
の溶湯面の上昇速度を制御するようにした低圧鋳造方法
に関する。

（従来の技術）鋳物を機械的に多量生産するような場合には、その鋳
造のために、従来、低圧鋳造方法が用いられることがあ
る。

上記低圧鋳造方法は、通常、次のような構成とされて
いる。

即ち、密閉容器の天井を構成するダイベースに貫通孔
を形成し、上記ダイベース上に鋳型を取り付け、上記密
閉容器内に収納されて上下方向に延びその上端部が上記
貫通孔に連通し下端部が上記密閉容器内に開口する給湯
管を設け、上記密閉容器内に溶湯を補給して、この溶湯
に上記給湯管の下端部を入り込ませ、上記給湯管の外部
の密閉容器内に対し加圧ガスを供給して、その圧力で上
記密閉容器内の溶湯を、上記給湯管と貫通孔とを上昇さ
せて上記鋳型のキャビティに注入させるようにしてあ
る。

そして、上記キャビティへの溶湯の注入から所定時間
が経過すれば、鋳型内の溶湯が凝固して鋳物が成形され
る。次に、容器から加圧ガスを排出させ、給湯管内の溶
湯面を元に戻し、その一方、鋳型を開ければ、上記鋳物
が取り出されるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記した従来の技術では、次のような問題
点がある。

即ち、上記鋳造時には、上記密閉容器内の溶湯は、で
きるだけ高温のままで上記鋳型のキャビティに注入させ
てやることが望まれる。

そこで、上記密閉容器内への加圧ガスの供給により、
溶湯を上記給湯管と貫通孔とを上昇させる際、その上昇
速度を速くさせることが考えられる。

しかし、上記上昇速度を単に速くさせると、上記貫通
孔を通り鋳型のキャビティに溶湯が注入されるとき、こ
の溶湯に乱れが生じ、これに因って、鋳物に鋳造欠陥が
生じるおそれがある。

（発明の目的）この発明は、上記のような事情に注目してなされたも
ので、鋳造時に、密閉容器内の溶湯を速やかに鋳型のキ
ャビティに注入させようとする場合に、このキャビティ
で成形される鋳物に鋳造欠陥が生じないようにすること
を目的とする。

（発明の構成）上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするとこ
ろは、密閉容器２の天井を構成するダイベース９に貫通
孔10を形成し、上記ダイベース９上に鋳型12を取り付
け、上記密閉容器２内に収納されて上下方向に延びその
上端部が上記貫通孔10に連通し下端部が上記密閉容器２
内に開口する給湯管８を設け、上記密閉容器２内に溶湯
５を補給して、この溶湯５に上記給湯管８の下端部を入
り込ませ、上記給湯管８の外部の密閉容器２内に対し加
圧ガス20を供給して、その圧力で上記密閉容器２内の溶
湯５を、上記給湯管８と貫通孔10とを上昇させて上記鋳
型12のキャビティ15に注入させるようにして低圧鋳造方
法において、上記貫通孔10の内周面に沿って延びると共に耐火物28
で覆われたコイル29と、上記貫通孔10をキャビティ15に
向けて溶湯５が上昇するとき、上記コイル29に生じるイ
ンダクタンス変化を検出する一方、その検出信号を出力
するインダクタンス検出手段30とを設け、このインダク
タンス検出手段30の検出信号により上記貫通孔10におけ
る溶湯５の溶湯面25の上昇速度を遅くさせるようにした
点にある。

（作用）上記構成により作用は次の如くである。

貫通孔10の内周面に沿って延びると共に耐火物28で覆
われたコイル29と、上記貫通孔10を鋳型12のキャビティ
15に向けて溶湯５が上昇するとき、上記コイル29に生じ
るインダクタンス変化を検出する一方、その検出信号を
出力するインダクタンス検出手段30とを設け、このイン
ダクタンス検出手段30の検出信号により上記貫通孔10に
おける溶湯５の溶湯面25の上昇速度を遅くさせるように
してある。

このため、鋳造時に、密閉容器２内の溶湯５を速やか
に鋳型12のキャビティ15に注入させようとして、給湯管
８内を上昇する溶湯５の上昇速度を速くさせたとして
も、上記溶湯５の溶湯面24が上記貫通孔10を上昇すると
きにはその上昇速度は遅くされる。

よって、上記溶湯５は乱れを生じることなく円滑に上
記キャビティ15に注入させられる。

また、上記の場合、コイル29は耐火物28で覆われてい
て、十分の耐熱性を有することから、コイル29を貫通孔
10の溶湯５に十分に接近させることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、１は低圧鋳造装置であり、この低圧
鋳造装置１は密閉容器２を備えている。この密閉容器２
内にはるつぼ３が収納され、このるつぼ３内には溶湯補
給口４を通して、適宜、溶湯５を補給できるようになっ
ている。６は上記溶湯補給口４を開閉自在に閉じる蓋で
ある。

また、上記密閉容器２はその天井板を構成するダイベ
ース９を有し、このダイベース９には上記給湯管８内に
連通する断面円形の貫通孔10が形成され、上記給湯管８
と貫通孔10とは同一の垂直軸線上に位置している。

上記ダイベース９上には金型たる鋳型12が取り付けら
れており、この鋳型12は上型13と下型14とで構成され、
これら両型13,14の間がキャビティ15となっている。ま
た、上記貫通孔10からキャビティ15内に通じる湯口16が
下型14に形成されている。

上記密閉容器２内に収納されて上下方向に延びその上
端部が上記貫通孔10に連通し下端部が上記密閉容器２内
のるつぼ３内に開口する給湯管８が設けられ、この給湯
管８の下端部は上記るつぼ３内に補給される溶湯５に入
り込んでいる。

前記密閉容器２には加圧ガス供給管18が連結されてい
る。そして、この加圧ガス供給管18を通し、加圧ポンプ
19で加圧された空気であるガス20が上記給湯管８の外部
の密閉容器２内に供給されるようになっている。また、
上記加圧ガス供給管18を開閉するサーボ弁21が設けられ
ている。更に、同上密閉容器２には、この密閉容器２内
のガス20を外部に排出させる排気管22が連結され、か
つ、この排気管22を開閉する電磁弁23が設けられてい
る。

第１図と第２図において、溶湯５の通路たる貫通孔10
に対し、溶湯面25の位置を検出する位置検出装置27が設
けられる。

この位置検出装置27は、セラミックスなど耐火物28で
覆われたコイル29を有し、このコイル29は上記耐火物28
と共に貫通孔10と同軸上で、その内周面に沿って延びこ
の内周面に強固に嵌め付けられている。上記コイル29の
材質は耐熱性のあるニッケル線であり、これは銅パイプ
で巻かれ水冷却されている。また、上記貫通孔10を溶湯
５が上昇するとき、上記コイル29に生じるインダクタン
ス変化を検出する一方、その検出信号を上記サーボ弁21
や電磁弁23に出力するインダクタンス検出手段30が設け
られている。

上記インダクタンス検出手段30はコイル29に接続され
るインダクタンス測定器32や、このインダクタンス測定
器32と、上記サーボ弁21や電磁弁23とを接続させる制御
コンピュータ33などにより構成されている。なお、第１
図中、35は磁力線である。

そして、上記低圧鋳造装置１は、制御コンピュータ33
に予めメモリーされたプログラムに従い次のように自動
制御されて、下記するように低圧鋳造方法が実行される
ようになっている。

即ち、鋳造の当初には、第２図中実線で示すように、
るつぼ３内に溶湯５が補給されており、この場合、密閉
容器２内は大気圧とされている。そして、このように密
閉容器２が大気圧であることから、溶湯面25は給湯管８
の内外において等レベルとなっている。

この状態から、電磁弁23が閉じられてサーボ弁21が開
かれる。すると、加圧ポンプ19により加圧されたガス20
が上記給湯管８の外部の密閉容器２内に送り込まれ、そ
の圧力Ｐにより、給湯管８外の溶湯面25が図中仮想線で
示すように押し下げられる。そして、給湯管８内の溶湯
面25はこれとは逆に、給湯管８内を矢印Ａで示すように
押し上げられる。この場合、上記サーボ弁21は大きく開
けられており、給湯管８内の溶湯５の溶湯面25は高速に
て上昇する。

そして、上記溶湯５の溶湯面25が同上図中仮想線で示
すように貫通孔10に達すると、コイル29にはインダクタ
ンス変化が生じ、これをインダクタンス検出手段30が検
出する一方、その検出信号を出力する。すると、この信
号を入力したサーボ弁21がその開度を狭めて、密閉容器
２内へのガス20の送り込み速度を遅くさせる。このた
め、上記貫通孔10を上昇する溶湯面25の上昇速度が遅く
されて緩やかとなり、この状態で、溶湯面25が更に上昇
して、溶湯５は乱れを生じないで円滑に鋳型12のキャビ
ティ15に注入される。この場合、キャビティ15は外部と
細い空気抜き孔で連通されており、このキャビティ15に
空気が残留することが防止されている。

そして、上記キャビティ15が溶湯５で十分に満たされ
たとき、溶湯５が上記空気抜き孔に入り込むと共に、こ
こで凝固してこの孔が塞がれることとなっている。この
後、サーボ弁21は所定時間（例えば、約５分）開いたま
まとされて、溶湯５がキャビティ15内で加圧された状態
に保持される。次に、上記サーボ弁21が閉じて、上記加
圧が停止され、このままの状態で、更に、所定時間（例
えば、約５分）保持され、この間に、キャビティ15と湯
口16における各溶湯５が共に凝固し、キャビティ15内で
鋳物36が成形されることとなる。

そして、この後、電磁弁23が開かれて、密閉容器２内
のガス20が排気され、これに伴う減圧により、給湯管８
内の溶湯面25が下がり始める。そして、この溶湯面25が
貫通孔10に達すると、コイル29にはインダクタンス変化
が生じ、これを検出したインダクタンス検出手段30の出
力により、電磁弁23が閉じられる。すると、図中仮想線
で示すように、給湯管８内の溶湯面25は貫通孔10におい
て停止させられる。

上記状態で、図中矢印Ｂと、仮想線とで示すように上
型13を下型14から引き離し、キャビティ15において成形
された鋳物36が取り出される。そして、上記上型13を再
び元の位置に戻せば、サーボ弁21が開かれて、再び加圧
されたガス20が密閉容器２内に送り込まれ、溶湯面25は
貫通孔10から上昇して、キャビティ15に注入される。以
下、上記作用が繰り返されて、鋳物36が連続的に量産さ
れる。

そして、この鋳造のロッドが終了するときには、溶湯
面25は電磁弁23の開弁により貫通孔10から下げられる。
そして、密閉容器２内が大気の状態とされ、このロット
が終了する。

上記実施例によれば、鋳物36を連続的に量産すると
き、溶湯面25は貫通孔10からキャビティ15に向って往復
動するだけであって、給湯管８内を無駄に大きく上下動
することがない。このため、第１に、給湯管８の内面に
は酸化物などの不純物が生じることが防止され、よっ
て、溶湯５へのこれら不純物の巻き込みが防止される。
また、第２に、溶湯５の上下動が必要最小限に抑えられ
るため、溶湯５に乱れの生じることが防止され、その
分、鋳造欠陥の生じることが防止される。

更に、第３に、湯口16に近いところに溶湯面25が位置
しているため、この湯口16は常に溶湯５によって加熱さ
れた状態にある。このため、この湯口16における押し湯
の凝固はキャビティ15における溶湯５に比べて十分遅く
できる。この結果、この湯口16に欠陥を集めることによ
って、鋳物36に鋳造欠陥の生じることを確実に防止する
ことができる。

なお、以上は図示の例によるが、るつぼ３はなくても
よく、密閉容器２に直接溶湯５を補給するようにしても
よい。また、コイル29は貫通孔10と同軸上に設ける必要
はなく、溶湯の通路の近傍に設けるようにしてもよい。

（発明の効果）この発明によれば、密閉容器の天井を構成するダイベ
ースに貫通孔を形成し、上記ダイベース上に鋳型を取り
付け、上記密閉容器内に収納されて上下方向に延びその
上端部が上記貫通孔に連通し下端部が上記密閉容器内に
開口する給湯管を設け、上記密閉容器内に溶湯を補給し
て、この溶湯に上記給湯管の下端部を入り込ませ、上記
給湯管の外部の密閉容器内に対し加圧ガスを供給して、
その圧力で上記密閉容器内の溶湯を、上記給湯管と貫通
孔とを上昇させて上記鋳型のキャビティに注入させるよ
うにした低圧鋳造方法において、上記貫通孔の内周面に沿って延びると共に耐火物で覆わ
れたコイルと、上記貫通孔をキャビティに向けて溶湯が
上昇するとき、上記コイルに生じるインダクタンス変化
を検出する一方、その検出信号を出力するインダクタン
ス検出手段とを設け、このインダクタンス検出手段の検
出信号により上記貫通孔における溶湯の溶湯面の上昇速
度を遅くさせるようにしてある。

このため、鋳造時に、密閉容器内の溶湯を速やかに鋳
型のキャビティに注入させようとして、上記給湯管内を
上昇する溶湯の上昇速度を速くさせたとしても、上記溶
湯の溶湯面が上記貫通孔を上昇するときにはその上昇速
度は遅くされる。

よって、上記溶湯は乱れを生じることなく円滑に上記
キャビティに注入させられることから、このキャビティ
で成形させる鋳物に鋳造欠陥の生じることが防止され
て、美麗な製品が得られることとなる。

また、上記の場合、コイルは耐火物で覆われていて、
十分の耐熱性を有することから、コイルを貫通孔の溶湯
に十分に接近させることができる。

よって、その分、上記溶湯面の位置検出は高精度にな
されることとなって、鋳物に鋳造欠陥の生じることがよ
り確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は第２図の一部拡
大図に制御手段を線図で加えた図、第２図は低圧鋳造装
置の全体側面線図である。１……低圧鋳造装置、２……密閉容器、５……溶湯、８
……給湯管、９……ダイベース、10……貫通孔、12……
鋳型、15……キャビティ、20……ガス、25……溶湯面、
27……位置検出装置、28……耐火物、29……コイル、30
……インダクタンス検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01F 23/00 - 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器の天井を構成するダイベースに貫
通孔を形成し、上記ダイベース上に鋳型を取り付け、上
記密閉容器内に収納されて上下方向に延びその上端部が
上記貫通孔に連通し下端部が上記密閉容器内に開口する
給湯管を設け、上記密閉容器内に溶湯を補給して、この
溶湯に上記給湯管の下端部を入り込ませ、上記給湯管の
外部の密閉容器内に対し加圧ガスを供給して、その圧力
で上記密閉容器内の溶湯を、上記給湯管と貫通孔とを上
昇させて上記鋳型のキャビティに注入させるようにした
低圧鋳造方法において、上記貫通孔の内周面に沿って延びると共に耐火物で覆わ
れたコイルと、上記貫通孔をキャビティに向けて溶湯が
上昇するとき、上記コイルに生じるインダクタンス変化
を検出する一方、その検出信号を出力するインダクタン
ス検出手段とを設け、このインダクタンス検出手段の検
出信号により上記貫通孔における溶湯の溶湯面の上昇速
度を遅くさせるようにした低圧鋳造方法。