JPH0344865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は低圧鋳造機用の加圧装置に関するも
のである。

（従来技術及びその問題点） 一般に低圧鋳造機では低圧エアーによつてるつ
ぼ３の湯面を加圧してキヤビテイ１内に湯を注湯
してゆくようになつている（第６図参照）。そし
て、キヤビテイ１内に湯を注湯すれば湯面は降下
してゆくので、キヤビテイ１に対して常に同じ圧
力で湯を供給するためには、るつぼ３内の圧力を
鋳込毎に昇圧する必要がある。

そのための装置として実開昭55−11663号に開
示されるような加圧装置が存在し、このような加
圧装置により鋳込作業を行なうと第７図に示すよ
うな加圧サイクル線図となる。

即ち、第７図において符号Ａで示す如く、加圧
力の上昇に伴つて溶湯がストークＳ内を上昇し、
Ｂ点からキヤビテイ１内への充填が開始され、こ
こでキヤビテイ１内に溶湯が完全に充填完了され
るまでの間、圧力線は緩やかな勾配となり、Ｃ点
で充填が完了すると圧力は急激に上昇しキヤビテ
イ１内への押湯として作用する。そして最終的に
はＤ点において最初に設定された必要圧力P₁で
鋳込が完了する。その後、タイマー設定による一
定の凝固時間が経過すると鋳込完了信号が切れ、
それに伴い加圧空気の供給が停止され、るつぼ３
内が大気圧に開放されてるつぼ３内の加圧空気が
外部に排出される。その後、キヤビテイ１より鋳
造品の取り出しが行なわれ１回目の作業が完了す
る。その時点におけるるつぼ３内の湯面は第１回
目の注湯に伴い降下するため、次回の溶湯充填に
必要な圧力P₂はP₂＝H₂×ｔの式より算定される
圧力となる。（H₂はるつぼ３内の湯面とキヤビテ
イ１内壁上面間の距離であり、ｔは溶湯の密度で
ある。）そのため、第２回目の注湯に先立ちコン
トロールモーターがタイマーによる設定時間だけ
駆動され、減圧弁を介し加圧力が上昇設定され、
第２回目において第７図のA′点で示すようにス
トーク内を上昇するとともにB′点でキヤビテイ
１への充填を開始し、C′点で充填を完了し、D′点
で必要圧力P₂をもつて鋳込が完了される。この
ような従来の鋳込の加圧サイクルにおいては、鋳
込完了までの時間はそれぞれＤ及びD′点で示す
所定時間を要するため相当の作業時間が必要とな
り、鋳造サイクル上時間がかかりすぎるという問
題点があつた。即ち、第７図におけるＢに達する
までのストーク内を溶湯が通過中の時間は極力短
くすることが好ましい、又、Ｃ点からＤ点に至る
充填後の押湯時間も極めて短時間とすることが鋳
造サイクル上好ましく、一方、Ｂ点からＣ点に至
るキヤビテイ１内への充填時間は気泡の巻き込み
を少なくし巣の発生を防止し、かつキヤビテイ１
内への溶湯の湯回り性を良くするためにゆつくり
と時間をかけて行なうことが好ましい。このよう
にＢ点までは急速に、Ｂ点からＣ点まではゆつく
りと、Ｃ点からＤ点までは急速に作業を行なわそ
うとすると、Ｂ点及びＣ点において溶湯の流量を
可変させる必要があり、そのためにはＢ点及びＣ
点を的確に捕らえ、そのＢ点及びＣ点位置におい
て正確に溶湯の流量を切り変える位置が必要とな
る。ところで、このＢ点及びＣ点を検知する手段
としてプレツシヤースイツチを設け、電気的にこ
のＢ点、Ｃ点を検出する方法が考えられるが、プ
レツシヤースイツチにおいては前述したＰ＝Ｈ×
ｔの式より、第７図における大気圧である０点を
基準として予めＢ点及びＣ点を設定し、そのＢ
点、Ｃ点の圧力になつた時点で流量切り替え信号
を出すように設定する必要があるが、低圧鋳造機
においては鋳込毎に湯面が変化するので上記式に
おけるＨが絶えず変動し、正確にＢ点及びＣ点を
鋳込毎に捕らえるためには絶えずプレツシヤース
イツチの設定を変えなければならないという問題
点があり、プレツシヤースイツチによつては上記
したような流量切変による高速鋳込作業を正確に
行なうことができないという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したもの
であつて、キヤビテイに至る間は高速で溶湯を流
し、キヤビテイ充填時にはゆつくりと溶湯を流
し、キヤビテイ充填後には高速で押湯を完了する
注湯サイクルを的確に行なうことのできる加圧装
置を提供せんことを目的とし、その要旨は、密閉
した保持炉内の溶湯面に比較的小さい圧力を加
え、溶湯鋳に挿入したストークスを通して重力と
反対方向へ溶湯を押し上げ、上部に設けられたキ
ヤビテイに注湯して鋳造する低圧鋳造機におい
て、キヤビテイ内への注湯に際して前記保持炉内
の溶湯面に加えられるエアー圧を溶湯面の低下に
対応してステツプ状に昇圧させる圧力昇降回路
と、該圧力昇降回路により昇圧されたエアー圧に
基づきエアー流量をキヤビテイ位置まで溶湯を急
速に持ち上げる第１段階と、キヤビテイ内にゆつ
くりと溶湯を充填させる第２段階と、キヤビテイ
に充填された溶湯を更に急速に押湯する第３段階
の三段階に可変するための三段流量可変回路と、
該三段流量可変回路に流入する前記圧力昇降回路
により昇圧されたエアーの圧力とキヤビテイ内へ
溶湯を充填させる直前の保持炉内の実際のエアー
圧及びキヤビテイ内へ溶湯を充填直後の保持炉内
の実際のエアー圧との各差圧が予め設定された圧
力になつた時に前記三段流量可変回路を逐次所定
段階に切り変える差圧検出回路とを備えたことで
ある。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図においてエアー源１０（工場エアー４〜
５Km／cm²）から供給されたエアーはストツプバル
ブSV（以後の回路中のストツプバルブSVについ
てはその説明を省略する）と粉塵防除用のフイル
ター１１を通つてからパイロツト信号エアー１２
とメインエアー１３とに分かれる。メインエアー
１３は一次減圧弁１４により一次減圧がなされて
からコントロールモーター１５を有する二次減圧
弁１６によつて圧力の昇降がなされるようになつ
ている。ここで、二次減圧弁１６とエアー源１０
との間に一次源圧弁１４が設けられている理由に
ついて説明すると、本例では二次減圧弁１６から
出る圧力は微圧のため、元圧（エアー源１０の圧
力）が少しでも変動すると二次圧力にも変動を来
す。このため、一次減圧弁１４のベント機能によ
り圧力変動を極力少ない状態で二次減圧弁１６に
エアーが供給されるようにすることによつて二次
減圧弁１６以降の圧力変動を極力防いでいるわけ
である。

次に、前記コントロールモーター１５は二次減
圧弁１６の圧力を昇降するためのモーターであつ
て、圧力調整及び圧力補正時に使用し得るように
なつている。即ち、保持炉１７の湯面は製品を鋳
込む都度に下がるので、一定の押湯圧を得るため
には湯面の下がつた分だけ加圧力を上げなければ
ならない。このため、この加圧力を上昇するため
の制御をコントロールモーター１５にて行なつて
いるわけである。尚、通常は、鋳込毎に圧力補正
を行なつているが、本例では保持炉１７の受圧面
積が広いため３シヨツトに１回の割合で圧力補正
を行なつている。一方、二次減圧弁１６にはブリ
ード弁２３が設けられており、これによつて少量
のエアーを常に大気中に逃がすようになつてい
る。これは、後述する加圧弁１８を閉じた状態で
コントロールモーター１５によつて二次減圧弁１
６の圧力を減圧する際、二次減圧弁１６内のベロ
ウ及びベント機構の特性上の問題より圧力効果が
遅くなつて誤作動の原因になる場合があるためで
ある。このため、本例では絶えず少量の圧力を逃
がして二次減圧弁１６には常に圧力を供給してい
る状態にすることによつてこれを解決している。

次に、二次減圧弁１６で設定された圧力は安全
弁AVを介して加圧弁１８へ供給されている。本
例では、この加圧弁１８と後述する三段流量可変
回路２２とフイルター回路３７の排気弁２１とは
パイロツト弁１９，２０，３８，３９によつて流
路の切り替えが行なわれるようになつている。こ
れは、受圧面積が大きい保持炉１７を用いる場
合、管内流量を多く取らなければならない関係
上、ソレノイドバルブは大口径のものを用いなけ
ればならない。ところが、直動方式のソレノイド
バルブを用いるとソレノイドバルブの消費電力及
びスプールリーク量が多くなるので、本例ではこ
れを防止するためにパイロツト方式を用いてい
る。尚、パイロツト弁１９によつて加圧弁１８が
開かれると同時にパイロツト弁２０により排気弁
２１が閉じて圧力は三段流量可変回路２２を通つ
てからフイルター回路３７へ供給されている。フ
イルター回路３７は３つのフイルター２９，３
０，３１からなり、この各フイルターは内部にそ
れぞれ４本のフイルターエレメントを有してい
る。このフイルター２９，３０，３１は排気の際
に保持炉１７内の粉塵が管路を通つて各バルブへ
行かないようにするためのものであつて、前記三
段流量可変回路２２と保持炉１７との間にはフイ
ルター２９と３１が、排気弁２１との間にはフイ
ルター３０がそれぞれ設けられている。尚、この
フイルター回路３７を通つた圧力は保持炉１７へ
供給される。

次に、前記三段流量可変回路２２について説明
する。

この三段流量可変回路２２は第１、第２、第３
流量調節弁２４，２５，２６を主体としてなり、
第２、第３流量調節弁２５，２６には第２、第３
流量切替弁２７，２８がそれぞれ設けられてい
る。尚、第２、第３の流量切替弁２７，２８は前
記パイロツト弁３８，３９によつて切り替えが制
御されるようになつている。この、三段流量可変
回路２２は第２図に示すような加圧曲線を得るた
めのものであるが、これを得るための弁操作を次
に説明する。

先ず、第２図の０〜Ａ点までの１段目流量は溶
湯がキヤビテイ１へ到達するまでの段階であり
（第６図参照）、従つて、比較的早く溶湯を押し上
げてよいので第３図に示すように第１、第２流量
調節弁２４，２５を開いて流量を確保した溶湯を
急速に押し上げる。

次に、第２図のＡ点〜Ｂ点まではキヤビテイ１
内に溶湯を充填する段階になるので、第４図に示
すように第１流量調節弁２４のみとして流量を少
なくし、ゆつくりと溶湯をキヤビテイ１内に気泡
等の混入を少なくした状態にて充填させる。尚、
これを２段目流量という。

次に、Ｂ点〜Ｃ点までは溶湯をキヤビテイ１内
に充填した後の押湯圧になるので、流量は前述の
１段目流量と同じか又はそれ以上とする。そのた
め、第５図に示すように流量調節弁２４，２６が
開かれる。これを３段目流量という。

このようにして、第２、第３流量切替弁２７，
２８の切替えによつて三段流量可変回路２２の制
御を行なう。尚、第３図〜第５図では第１流量調
節弁２４の並列に流量調節弁２４ａが設けられて
いるが、これは単なるバイパス用であるので流量
が不足しない範囲での使用であれば省略すること
もできる。（第１図では説明簡略化のため省略し
てある。） 次に、本発明の要部である前記三段流量可変回
路２２の第２、第３の流量切替弁２７，２８の切
替方法について説明する。

前述したように、プレツシヤースイツチを設
け、これからの電気信号によつて流量を切り替え
る方式を用いると、元圧が変動する度に絶えずプ
レツシヤースイツチの設定を変えなければならな
い。即ち、保持炉１７の溶湯面が１シヨツト毎に
降下してゆき、その差圧分だけ二次減圧弁１６に
て昇圧され、第２図におけるＡ、Ｂ、Ｃ点はそれ
ぞれ昇圧された圧力位置となるが、プレツシヤー
スイツチのＡ、Ｂ点がＯ点（大気圧）を基準とし
て一定値に設定してあれば第２図に示す加圧曲線
が崩れ、点Ｂ、Ｃ間の押圧だけが昇圧する結果と
なり正確な流量制御は不可能となる。従つて、二
次減圧弁１６を介して昇圧される元圧CMが昇圧
した分だけＡ点、Ｂ点の変位圧もそれぞれ昇圧で
きるようにしないと製品に対して常に一定の所で
変位を得ることができない。そこで、本例ではＡ
点、Ｂ点間及びＢ点、Ｃ点間の差圧は常に一定に
なることを着目し、三段流量可変回路２２の出口
OUTと入口INとの間にこの間の差圧を検出する
差圧検出回路３２が設けられている。この差圧検
出回路３２は本例では２種類の差圧を設定して検
出できる接点付き差圧計３３よりなり、Ａ点、Ｂ
点に対応する変位圧力を検出するための、Ｃ点
（元圧）を基準圧力とし、Ｃ点、Ａ点間の圧力差
とＣ点、Ｂ点間の圧力差を任意の所定値に設定で
きるようにしてある。即ち、第１図において加圧
弁１８が開いている時には二次減圧弁１６により
昇圧されたエアー圧は接点付き差圧計３３に導入
され基準点となるＣ点が検出され、基準点Ｃがセ
ツトされる。この時には排気弁２１は解放され保
持炉１７内のエアー圧は大気圧（Ｏ点）となつて
いる。その後、加圧弁１８が閉じることにより昇
圧されたエアー圧は三段流量可変回路２２の流量
調節弁２４，２５を通り、フイルター回路３７を
通り保持炉１７内に供給され、溶湯は加圧されて
ストークス内を上昇しキヤビテイ１に至るが、そ
の時の保持炉１７内の実際のエアー圧はフイルタ
ー回路３７を介し接点付き差圧計３３にフイール
ドバツクされるため、接点付き差圧計３３におい
て予め設定されたＡ点、Ｃ点間の差圧を越えた時
に接点付き差圧計３３より切替信号が三段流量可
変回路２２に発せられる。従つて、三段流量可変
回路２２の第４図に示すような第１流量調節弁２
４のみを通り、ゆつくりと溶湯がキヤビテイ１内
に充填される。同様に、フアルター回路３７を介
してフイードバツクされる保持炉１７内の実際の
エアー圧がＢ点に達した時には、このＢ点は予め
Ｃ点を基準として接点付き差圧計３３に設定され
ているため、接点付き差圧計３３は正確にＢ点に
捕らえ三段流量可変回路２２に対し第５図に示す
押湯流量回路に切り替える。

このように元圧CMが上昇しても、第２図に示
すように三段流量曲線はほぼ相似形を保つたまま
変位していくことができる。即ち、溶湯面が下が
る都度に三段流量可変回路２２の第１〜第３流量
調節弁２４，２５，２６は順次前述した第５、第
４図、第３図の状態に切り替えられているわけで
ある。

このように、本例では三段流量可変回路２２に
おいて圧力の変位点を差圧計３３にて定め、切り
替えるようにしたので、溶湯のキヤビテイ位置到
達、キヤビテイ充填、押し湯圧を自動的に的確に
制御することができるわけである。尚、差圧検出
回路３２に並列に設けられた多針計３４は圧力の
リーク検出するためのものであり、３５，３６は
圧力保持弁であり、AVは安全弁である。（圧力
保持弁３５，３６は加圧弁１８を開けた時に多針
計３４の圧力支持値が減少するのを防止するため
のものであつて、圧力保持弁３５，３６を作動さ
せて多針計３４側の圧力を封じ込めてからパイロ
ツト弁１９を作動させて加圧分１８を作動させる
ようになつている。） 即に、本発明は低圧鋳造機の加圧装置におい
て、キヤビテイ内への溶湯に際して前記保持炉内
の溶湯面に加えられるエアー圧を溶湯面の低下に
対応してステツプ状に昇圧させる圧力昇降回路
と、該圧力昇降回路により昇圧されたエアー圧に
基づきエアー流量をキヤビテイ位置まで溶湯を急
速に持ち上げる第１段階と、キヤビテイ内にゆつ
くりと溶湯を充填させる第２段階と、キヤビテイ
に充填された溶湯を更に急速に押湯する第３段階
の三段階に可変するための三段流量可変回路と、
該三段流量可変回路に流入する前記圧力昇降回路
により昇圧されたエアーの圧力とキヤビテイ内へ
溶湯を充填させる直前の保持炉内の実際のエアー
圧及びキヤビテイ内へ溶湯を充填直後の保持炉内
の実際のエアー圧との各差圧が予め設定された圧
力になつた時に前記三段流量可変回路を逐次所定
段階に切り変える差圧検出回路とを備えたことに
より、キヤビテイ内への溶湯の充填位置等の流量
切り替え点を正確に捕らえ、キヤビテイ内への溶
湯の充填前においては高速で溶湯を持ち上げ、キ
ヤビテイ内への充填時にはゆつくりと充填を行な
わせ、かつ充填後の押圧については高速に完了さ
せ、鋳造サイクルを短く正確に行なわせることが
でき、鋳造の作業性を極めて効率よく行なわせる
ことができる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は本例で
は加圧装置の全体の構成を示す回路図、第２図は
本例での加圧装置による圧力の状態を示す圧力線
図、第３図は１段目流量を示す回路図、第４図は
２段目流量を示す回路図、第５図は３段目流量を
示す回路図、第６図及び第７図は従来例を示し、
第６図はキヤビテイの概略説明図、第７図は溶湯
時の加圧サイクル線図である。 １……キヤビテイ、１６……二次減圧弁、１７
……保持炉、２２……三段流量可変回路、２４，
２５，２６……流量調節弁、３２……差圧検出回
路、３３……接点付き差圧計、４０……圧力昇降
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 密閉した保持炉内の溶湯面に比較的小さい圧
   力を加え、溶湯中に挿入した保持炉外への開放口
   を通して重力と反対方向へ溶湯を押し上げ、上部
   に設けられたキヤビテイに注湯して鋳造する低圧
   鋳造機において、キヤビテイ内への注湯に際して
   前記保持炉内の溶湯面に加えられるエアー圧を溶
   湯面に低下に対応してステツプ状に昇圧させる圧
   力昇降回路と、該圧力昇降回路により昇圧された
   エアー圧に基づきエアー流量をキヤビテイ位置ま
   で溶湯を急速に持ち上げる第１段階と、キヤビテ
   イ内にゆつくりと溶湯を充填させる第２段階と、
   キヤビテイに充填された溶湯を更に急速に押湯す
   る第３段階の三段階に可変するための三段流量可
   変回路と、該三段流量可変回路に流入する前記圧
   力昇降回路により昇圧されたエアーの圧力とキヤ
   ビテイ内へ溶湯を充填させる直前の保持炉内の実
   際のエアー圧及びキヤビテイ内へ溶湯を充填直後
   の保持炉内の実際のエアー圧との各差圧が予め設
   定された圧力になつた時に前記三段流量可変回路
   を逐次所定段階に切り変える差圧検出回路とを備
   えたことを特徴とする低圧鋳造機用の加圧装置。