JPH0323051A - 低圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶湯が充填されたキャビティの厚肉部に局
部加圧を行うようにした低圧鋳造装置に関するものであ
る． 〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕周知の
ように、従来より、ルッポ内の溶湯表面を空気またはガ
スで低圧力にて加圧し、溶渇を重力とは逆方向に押し上
げてストークを介して金型のキャビティに充填し、これ
を凝固させて鋳造を行うようにした低圧鋳造装置が知ら
れている。

しかしながら、上記従来の低圧鋳造装置は、製品重量の
歩留りの点で優れてはいるが、ルツボ内の溶湯表面の加
圧力の制御によっても押湯効果が必ずしも十分に得られ
ないため、その製品内部に空気、ガスの残留による旦ク
ロボロシティが生し易いという欠点がある。特に、肉厚
差の大きい製品の厚肉部においてミクロボロシティが多
発する｛頃向がある。

そのため、本発明者らは、溶湯が充填されたキャビティ
の厚肉部を局部ノ１ｕ圧することによってミクロポロシ
ティを押し潰すというアイディアに基づいて実験を行い
、次のような結果を得た。

すなわち、局部加圧手段を設けることによりミクロボロ
ンティをなくすことができるが、溶湯のキャビティへの
充填完了前に局部加圧が開始されると、キャビティ内の
溶湯がルツポ内に押し戻されてしまう．また、局部加圧
の開始が遅すぎると、局部加圧中に溶湯が凝固して局部
加圧時間が不足する．つまり、溶湯のキャビティへの充
填完了時期を確実に検知する必要がある．さらに、低圧
鋳造装置では、ダイカスト装置等に比較して溶壜表面の
加圧による鋳込み圧力が低いので、溶湯の充填完了後に
適正な時点で局部加圧を開始しても、その期間中は、キ
ャビティ内の溶湯のルツボ内への戻りを防ぐことが必要
である。

この発明は、上記のような知見に基づいて考え出された
ものであって、低圧鋳造での局部加圧を実現し、旦クロ
ポロシティなどの鋳造欠陥を大幅に低減できる低圧鋳造
装置を提供することを目的とする。

［８を解決するための手段〕 上記の目的を達戒するために、この発明による低圧鋳造
装置は、ルツボ内の溶湯表面を気体で加圧し、溶湯をス
トークを介して金型のキャビティへ充填する低圧鋳造装
買において、前記キャビティの最上部における金型の温
度を検出する温度検出器と、前記キャビティに近接した
湯道部に面した位０に該湯退部内へ進退可能に設けられ
た移動板と、閉指令に基づいて、前記移動板をピストン
ロッドを介して移動させ、該移動板によって前記湯道部
を閉じさせる湯道部開閉用シリンダと、前記キャビティ
の厚肉部に面した位置に謹厚肉部へ進退可能に設けられ
た局部加圧用中子と、局部加圧指令に基づいて、前記局
部加圧用中子をピストンロノドを介して前記厚肉部へ押
し込む局部加圧用シリンダと、前記温度検出器で検出し
た金型の温度値と前記キャビティの最上部における溶湯
充填完了の際の予め定められた金型設定温度埴とを比較
し、検出した金型の温度値が金型設定温度値に達した後
、まず前記場道部開閉用シリンダに閉指令を与え、次い
で前記局部加圧用シリンダに局部加圧指令を与える制御
装置と、を備えたことを特徴としている． （作　用］ この発明による低圧鋳造装置においては、低圧鋳造に際
して、温度検出器によってキャビティの最上部における
金型の温度が検出され、検出された金型の温度値とキャ
ビティの最上部における溶湯充填完了の際の予め定めら
れた金型設定温度値とが制御装置によって比較される。

この検出された金型の温度値が金型設定温度値に達し、
溶湯のキャビティへの充填完了が検知されたのち、まず
制御装置から湯道部開閉用シリンダに閉指令が与えられ
てこのシリンダが作動し、キセビティに近接した湯道部
が移動板によって閉しられる。次いで、制御装置から局
部加圧用シリンダに局部加圧指令が与えられてこのシリ
ンダが作動し、溶湯が充填されているキャビティの厚肉
部が、その湯道部が閉じられた状態で局部加圧用中子に
よって局部加圧される． （実施例） この発明による低圧鋳造装置の一実施例を、その構或説
明図の第ｌ図と、動作説明口の第２図に基づいて以下に
説明する。

第１図において、１は保持炉であり、この保持炉ｌには
、内側に溶湯を貯えるルッポ２が設けられるとともに、
ストーク３が溶湯に浸漬された状態で立設されている。

そして、保持炉１の上方に支持されているグイプレート
４上には、２個取りサイド方案による下金型５ａと上金
型５ｂが取り付けられている。この金型５ａ、５ｂによ
って閏における左側の一方のキャビティ６ａと、右側の
同形状の他方のキャビティ６ｂとが形成されている。こ
の一方のキャビティ６ａに通じる湯道部７ａと他方のキ
ャビティ６ｂに通しる渇道部７ｂとは、上記のストーク
３が連結される湯口８に通している。

そして、図に示すように、一方のキャビテイ６ａの厚肉
部に面した位置に、下金型５ａをその外側から貫通して
この厚肉部へ押し込まれる進退可能な局部加圧用中子９
が設けられ、この局部加圧用中子９は、ダイプレート４
に取り付けられた局部加圧用シリンダ１０のピストンロ
ッド１０ａに連結されている。同様に、他方のキャビテ
イ６ｂの厚肉部に面した位置にも局部加圧用中子１１が
設けられ、この局部加圧用中子１１はダイプレート４に
取り付けられた局部加圧用シリンダ１２のピストンロッ
ド１２ａに連結されている． さらに、一方のキャビティ６ａに近接した湯道部７ａの
上面に面した位置に、湯道部７ａの幅方向の断面形状と
対応する形状を有する移動板１３が、上金型５ｂの貫通
孔に嵌め込まれた状態で湯道部７ａ内へ進退可能に設け
られている。この移動板１３は湯道部７ａを開閉するた
めのものであって、その反湯道部７ａ側は上金型５ｂに
取り付けられた湯道部開閉用シリンダ１４のピストンロ
ソド１４ａに連結されている。同様に、他方のキャビテ
ィ６ｂに近接した湯道部７ｂの上面に面した位置にも、
この場道部７ｂ内へ進退可能な移動板１５が設けられて
おり、この移動板１５の反湯道部７ｂ側は上金型５ｂに
取り付けられた湯道部開閉用シリンダ１６のピストンロ
ッド１６ａに連結されている。

また１７は、センサとして熱電対を用いた温度検出器で
あって、図に示すように、キャビティ６ａ、６ｂの最上
部に対応する位置に設けられた上金型５１］の孔に嵌め
込まれており、その温度計測信号を制御装置１日に与え
るものである。つまり、この塩度検出器１７は、キャビ
ティ６ａ、６ｂの溶湯が最後に充填される最上部におけ
る上金型５ｂの温度を検出・計測するためのものである
． 制御装置１８は、キャビティ６ａ、６ｂの最上部におけ
る溶場充填完了の際の上金型５ｂの温度を実験結果等に
基づいて予め定めるための設定器ｌ９、温度検出器ｌ７
で検出した上金型５ｂの温度値と設定器１９で設定され
た金型設定温度値とを比較し、検出した上金型５ｂの温
度値が金型設定温度値に達したときに信号を出力する比
較器２０、この比較器２０の出力信号を予め設定された
遅延時間Ｔ１だけ遅延させ第１の遅延信号を出力する第
１の遅延同路２１，この第１の遅延信号を受けて、湯道
部開閉用シリンダｌ４、１６に、各移動板ｌ３、１５に
よってそれぞれの湯道部７ａ、７ｂを閉じさせるための
閉指令と、これらを図に示す元の位置に戻すための開指
令とを与える第１のシリンダ制御回路２２、比較器２ｌ
の出力信号を予め設定された遅延時間Ｔ２　（Ｔ２＞Ｔ
Ｉ）だけ遅延させ第２の遅延信号を出力する第２の遅延
回路２３、及び、この第２の遅延信号を受けて、局部加
圧用シリンダ１０、ｌ２に、各局部加圧用中子９、１ｌ
によって所定の時間局部加圧を行わせるための局部加圧
指令を与える第２のシリンダ制御回路２４から横戒され
ている． 次に上記構威になる低圧鋳造装置の動作を以下に説明す
ると、まず、鋳造開始に先立ち、上・下金型５ａ、５ｂ
を加熱炉にて４００〜５００゜Ｃ程度に加熱してからこ
れらをグイプレート４に取り付け、温度検出器１７、湯
道部開閉用シリンダ１４、１６等のセントを行った後、
型締めを行う。なお、設定器ｌ９で設定する金型設定温
度値は、例えば、アルミニウム合金ＪＩ５　１１　５２
０２　ＡＣ８Ｃの溶湯を用いた場合、実験結果等に基づ
いて予め定めた６６０゜Ｃとした。

次いで、ルツボ２の溶湯表面を気体で低圧加圧ずると、
溶湯は湯道部７ａを通って一方のキャビティ６ａに注渇
され始めると共に、同時に湯道部７ｂを通って他方のキ
ャビティ６ｂにも注湯され始める。

そして、注漫の進行に伴って温度検出器ｌ７で検出され
る上金型５ｂの温度が上昇し、この温度値が上記の金型
設定温度値に達する、と、比較器２０によって溶湯のキ
ャビティ６ａ、６ｂへの充填完了が検知され、比較器２
０は、その出力信号を第１の遅延回路２１及び第２の遅
延回路２３に与える。

この比較器２０の出力信号は、第１の遅延回路２１よっ
て溶湯温度のショット毎のばらつき等に対処するために
予め設定された遅延時間ＴＩだけ遅延され、第１の遅延
信号として第１のシリンダ制御回路２２に与えられる．
これを受けて第１のシリンダ制御回路２２は湯道部開閉
用シリンダ１４及び１６に閉指令を与える． これにより湯道部開閉用シリンダ１４が作動し、そのピ
ストンロッド１４ａを伸ばして移動板ｌ３を湯道部７ａ
内へ前進させ、第２図に示すように、この移動板ｌ３に
よって一方のキャビティ６ａに近接した位置の湯道部７
ａが閉しられる。同様に、もう一方の湯道部開閉用シリ
ンダ１６が作動し、移動仮ｌ５によって他方のキャビテ
ィ６ｂに近接した位置の湯道部７ｂが閉じられる。

一方、比較器２０から出力信号は、第２の遅延回路２３
よって、キャビティ６ａ、６ｂに充填されている溶湯が
局部加圧を開始するのに最適な半凝固状態になるまでの
時間として予め設定された遅延時間Ｔ２　（Ｔ２＞ＴＩ
）だけ遅延され、第２の遅延信号として第２のシリンダ
制御回路２４に与えられる．なお、この遅延時間Ｔ２は
実験結果等に基づいて定められるものである．この第２
の遅延信号を受けて、第２のシリンダ制御回路２４は局
部加圧指令を局部加圧用シリンダ１０、１２に与える． これにより、局部加圧用シリンダ１０が作動し、第２図
に示すように、そのピストンロッド１０ａが伸びて局部
加圧用中子９が一方のキャビティ６ａの厚肉部へ押し込
まれ、移動板１３で湯道部７ａが閉じられた状態で、こ
の局部加圧用中子９によって半凝固状態の溶湯が局部加
圧される。同様に、局部加圧用シリンダ１２が作動し、
局部加圧用中子１ｌが他方のキャビティ６ｂの厚肉部へ
押し込まれ、湯道部７ｂが塞がれた状態で、この局部加
圧用中子９によって半凝固状態の溶湯が局部加圧される
。

そして、所定の時間経過してから局部加圧用シリンダＩ
Ｏ、１２の作動によって局部加圧用中子９、１１がそれ
ぞれ元に引き戻される。次いで、間指令による湯道部開
閉用シリンダ１４、ｌ６の作動によって移動板ｌ３、１
５が元の位置まで後退し湯道部７ａ、７ｂが開かれて、
局部加圧動作が終了する．このようにして、低圧鋳造に
おいて局部加圧を行うことが可能となった。これにより
、この発明による低圧鋳造装置によれば、局部加圧を行
うことによりミクロボロシティなどの鋳造欠陥を低減で
きるので、例えば、従来の低圧鋳造装置によるアルミニ
ウム合金ＪＩＳ　Ｈ　５２０２　ＡＣ８Ｃからなるスク
ロール鋳造品と比較して、引張強度が約１０％、疲労強
度が約４０％向上した鋳造品が得られた．〔発明の効果
］ 以上説明したように、この発明による低圧鋳造装置にお
いては、温度検出器によって検出したキャビティの最上
部における金型の温度とキャビティの最上部における溶
湯充填完了の際の予め定められた金型設定温度値とを比
較することによって溶湯のキャビティへの充填完了を確
実に検知することができ、充填完了を検知した後、まず
、湯道部開閉用シリンダを作動させ、移動仮によってキ
ャビティに近接した湯道部を閉じ、次いで局部加圧用シ
リンダを作動させ、局部加圧用中子によって溶湯が充填
されているキャビティの厚肉部を局部加圧するように横
戒したので、キャビティ内の溶湯がルツポ内に押し戻さ
れることなく適正な局部加圧を行うことが可能になった
． これにより、この発明による低圧鋳造装置によれば、ミ
クロボロシティなどの鋳造欠陥を大幅に低減でき、その
機械的性能が従来より大幅に向上した鋳造品を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第ｔｒＡはこの発明の一実施例を示す低圧鋳造装置の構
成説明図であり、第２図はその動作説明図である。 ｌ一保持炉、２−ルッポ、３−ストーク、４−・・ダイ
プレート、５　ａ−下金型、５ｂ−上金型、６ａ，　６
ｂ−キャビティ、７ａ，　７ｂ−湯道部、８−・・湯口
、９、１　ｔ−局部加圧用中子、１０、１２一局部加圧
用シリンダ、 １０ａ、１２ａ−ピストンロッド、１３、１５一移動板
、１４、１６・・一湯道部開閉用シリンダ、１４ａ．１
６ａ−ピストンロγド、］　７−１度検出器、１８一制
御装置、１９一設定器、２０一比較２Ｌ２１一第１の遅
延回路、 ２２一第１のシリンダ制御回路、 ２３ ２４ 第２の遅延回路、 第２のシリンダ制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ルツボ内の溶湯表面を気体で加圧し、溶湯をスト
   ークを介して金型のキャビティへ充填する低圧鋳造装置
   において、 前記キャビティの最上部における金型の温度を検出する
   温度検出器と、 前記キャビティに近接した湯道部に面した位置に該湯道
   部内へ進退可能に設けられた移動板と、閉指令に基づい
   て、前記移動板をピストンロッドを介して移動させ、該
   移動板によって前記湯道部を閉じさせる湯道部開閉用シ
   リンダと、 前記キャビティの厚肉部に面した位置に該厚肉部へ進退
   可能に設けられた局部加圧用中子と、局部加圧指令に基
   づいて、前記局部加圧用中子をピストンロッドを介して
   前記厚肉部へ押し込む局部加圧用シリンダと、 前記温度検出器で検出した金型の温度値と前記キャビテ
   ィの最上部における溶湯充填完了の際の予め定められた
   金型設定温度値とを比較し、検出した金型の温度値が金
   型設定温度値に達した後、まず前記湯道部開閉用シリン
   ダに閉指令を与え、次いで前記局部加圧用シリンダに局
   部加圧指令を与える制御装置と、 を備えたことを特徴とする低圧鋳造装置。