JPH04274860A - 加圧鋳造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型のキャビティ内を
減圧した後、キャビティ内に注湯される溶湯を加圧する
ようにした加圧鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳物の内部品質を向上させるため、鋳型
のキャビティ内の減圧した後、キャビティ内に注湯され
る溶湯を加圧するようにした加圧鋳造法は、たとえば特
開昭６２−１１４７６１号公報に開示されている。加圧
鋳造法においては、キャビティ内の減圧は真空ポンプ等
のいわゆる減圧ポンプによって行なわれるが、減圧ポン
プのみの減圧では所定の圧力まで降下させるまで時間が
かかる。そこで、図９に示すような装置が採用されてい
る。

【０００３】図９は、リザーバタンクを用いてキャビテ
ィ内の減圧を行なう加圧鋳造装置を示している。図中、
１は鋳型を示しており、２は鋳型１のキャビティを示し
ている。鋳型１は、連通路３を介して減圧ポンプ４と連
通可能となっている。連通路３には、切替バルブ５とリ
ザーバタンク６とが直列に配置されている。この装置で
は、キャビティ２内の減圧を迅速に行なうために、予め
切替バルブ５を閉弁させた状態で減圧ポンプ４によるリ
ザーバタンク６内の減圧が行なわれる。リザーバタンク
６内が十分に減圧されると、切替バルブ５が開弁され、
鋳型１のキャビティ２内に存在する空気がリザーバタン
ク６に吸引され、キャビティ２内の減圧が迅速に行なわ
れる。このように、リザーバタンク６を用いることによ
り、図１０に示すように、減圧ポンプのみの減圧方法の
場合よりも、減圧初期の減圧速度を高めることができる
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単にリ
ザーバタンクを用いてキャビティ内の減圧を行なう場合
は、つぎのような問題が生じる。つまり、リザーバタン
クを用いることにより減圧初期の減圧速度は高められる
が、減圧後期ではリザーバタンク内の容積分も減圧ポン
プにて減圧しなければならなくなり、逆にリザーバタン
クを使用しない場合よりも減圧速度が遅くなってしまう
。そのため、キャビティ内の減圧作業を他の作業と同時
に進行させることができず、鋳造作業においては、作業
待ち時間が発生していた。この作業待ちの発生は、生産
効率の悪化を招くため、キャビティ内の減圧作業の短縮
化が望まれる。

【０００５】本発明は、上記の問題に着目し、キャビテ
ィ内の減圧速度を減圧初期および減圧後期の両方で高め
、キャビティ内の減圧作業を短縮させることが可能な加
圧鋳造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る加圧鋳造装置は、鋳型のキャビティ内を減圧ポンプ
が接続されるリザーバタンクによって減圧した後、該キ
ャビティ内に注湯された溶湯を加圧するようにした加圧
鋳造装置において、前記キャビティとリザーバタンクと
を連通させる連通路に接続される減圧ポンプと、前記連
通路の減圧ポンプとキャビティとの間に配置される第１
の切替バルブと、前記連通路の減圧ポンプとリザーバタ
ンクとの間に配置される第２の切替バルブと、前記リザ
ーバタンクのみの減圧時に第１の切替バルブを閉弁させ
るとともに第２の切替バルブを開弁させ、前記キャビテ
ィ内の減圧開始初期に第１の切替バルブおよび第２の切
替バルブの双方を開弁させ、キャビティ内の圧力が所定
値に達した時に第１の切替バルブを開弁させるとともに
第２の切替バルブを閉弁させる切替バルブ制御手段と、
を具備したものから成る。

【０００７】

【作用】このように構成された加圧鋳造装置においては
、まず、切替バルブ制御手段によって第１の切替弁が閉
弁され、第２の切替バルブが開弁される。この状態で減
圧ポンプが作動すると、リザーバタンク内の空気が減圧
ポンプによって吸引され、リザーバタンク内が減圧され
る。リザーバタンク内が十分に減圧されると、切替バル
ブ制御手段によって第１の切替バルブおよび第２の切替
バルブが共に開弁される。この状態では、鋳型のキャビ
ティ内が減圧ポンプおよびリザーバタンクと連通状態と
なり、キャビティ内の空気は、減圧ポンプおよびリザー
バタンクによって吸引される。したがって、減圧初期に
おける減圧速度は高められる。

【０００８】減圧ポンプおよびリザーバタンクによって
キャビティ内の圧力が所定値に達した場合は、切替バル
ブ制御手段によって、第１の切替バルブが開弁され、第
２の切替バルブが閉弁される。すなわち、この状態では
、キャビティとリザーバタンクとの連通が第２の切替バ
ルブによって遮断され、キャビティ内の減圧は、減圧ポ
ンプのみによって行なわれる。したがって、減圧後期に
おいては、容量の大きなリザーバタンク内を減圧させる
必要がなくなり、減圧後期における減圧速度が高められ
る。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係る加圧鋳造装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

【００１０】第１実施例 図１ないし図６は、本発明の第１実施例を示している。 図中、１１は鋳型を示しており、鋳型１１にはキャビテ
ィ１２が形成されている。鋳型１１には、キャビティ１
２内に注湯される溶湯１３を加圧する加圧手段１４が接
続されている。鋳型１１のキャビティ１２内は、連通路
１５を介してリザーバタンク１６と連通可能となってい
る。リザーバタンク１６の容積は、キャビティ１２の容
積に比べて著しく大となっている。連通路１５には、図
示されないモータ等によって回転駆動される減圧ポンプ
１７が接続されている。減圧ポンプ１７は、モータによ
る回転駆動によって空気を吸引する機能を有しており、
モータは図示されない制御手段に接続されている。

【００１１】連通路１５におけるキャビティ１２と減圧
ポンプ１７が接続される位置との間には、電磁バルブか
ら構成される第１の切替バルブ１８が配置されている。 第１の切替バルブ１８は、後述する切替バルブ制御手段
２５によって開閉可能となっている。連通路１５におけ
るリザーバタンク１６と減圧ポンプ１７が接続される位
置との間には、電磁バルブから構成される第２の切替バ
ルブ１９が配置されている。第２の切替バルブ１９は、
後述する切替バルブ制御手段２５によって開閉可能とな
っている。

【００１２】連通路１５におけるリザーバタンク１６と
第２の切替バルブ１９との間には、減圧の変化を検知す
る第１の圧力センサ２０が設けられている。第１の圧力
センサ２０の検知信号は、切替バルブ制御手段２５に入
力されるようになっている。連通路１５における第１の
切替バルブ１８と第２の切替バルブ１９との間には、減
圧の変化を検知する第２の圧力センサ２１が設けられて
いる。圧力センサ２１の検知信号は切替バルブ制御手段
２５に入力されるようになっている。

【００１３】切替バルブ制御手段２５は、リザーバタン
ク１６のみの減圧時に、第１の切替バルブ１８を閉弁さ
せるとともに、第２の切替バルブ１９を開弁させる機能
を有している。また、切替バルブ制御手段２５は、キャ
ビティ１２内の減圧開始初期に第１の切替バルブ１８お
よび第２の切替バルブ１９の双方を開弁させる機能を有
している。さらに、切替バルブ制御手段２５は、第１の
圧力センサ２０および第２の圧力センサ２１によって検
知されるキャビティ１２内の圧力が所定値に達した時に
、第１の切替バルブ１８を開弁させるとともに、第２の
切替バルブ１９を閉弁させる機能を有している。切替バ
ルブ制御手段２５は、たとえばプログラマブルコントロ
ーラ（シーケンサ）またはマイクロコンピュータ等から
構成されている。

【００１４】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。まず、キャビティ１２内を減圧を開始する前
に、切替バルブ制御手段２５からの指令信号により、第
１の切替バルブ１８が閉弁され、第２の切替バルブ１９
が開弁される。図２に示すように、この状態で減圧ポン
プ１７が回転駆動され、リザーバタンク１６内の減圧が
開始される。リザーバタンク１６内が高減圧状態にされ
ると、第１の圧力センサ２０の信号に基づいて切替バル
ブ制御手段２５から切替指令が出力され、第１の切替バ
ルブ１８が開弁されるとともに、第２の切替バルブ１９
は開弁状態が維持される。図３に示すように、この状態
では、キャビティ１２内が減圧ポンプ１７およびリザー
バタンク１６内と連通状態となり、キャビティ１２内の
空気は、減圧ポンプ１７およびリザーバタンク１６によ
って吸引される。このように、減圧初期には、２つの減
圧手段によって減圧が行なわれるので、キャビティ１２
内の減圧速度は高められる。

【００１５】減圧ポンプ１７およびリザーバタンク１６
による減圧が行なわれ、第１の圧力センサ２０および第
２の圧力センサ２１からの圧力値が所定値Ｐに達したと
切替バルブ制御手段２５によって判断された場合は、切
替バルブ制御手段２５の指令信号により、第２の切替バ
ルブ１９が閉弁され、第１の切替バルブ１８は開弁状態
に維持される。この状態を図４に示す。この状態では、
キャビティ１２とリザーバタンク１６の連通が第２の切
替バルブ１９によって遮断され、キャビティ１２内の減
圧は、減圧ポンプ１７のみによって行なわれる。したが
って、減圧ポンプ１７は、容量の大きなリザーバタンク
１６内をさらに減圧させる必要がなくなり、減圧後期に
おける減圧速度が高められる。

【００１６】このように、本実施例では、減圧初期の５
〜６秒間だけリザーバタンク１６をキャビティ１２と連
通させ、リザーバタンク１６の減圧効果を利用し、その
後はキャビティ１２とリザーバタンク１６との連通を遮
断することによって、リザーバタンク１６をさらに減圧
させる弊害を解消している。第２の切替バルブ１９の閉
弁への切替は、各圧力センサ２０、２１からの圧力値を
切替バルブ制御手段２５で監視して、各圧力値が等しく
なった時点Ｐを基準としている。

【００１７】図６は、キャビティ１２内の減圧の変化を
示している。図に示すように、減圧開始後の５〜６秒後
以降の減圧速度が高められており、従来に比べて減圧値
が７５０ｍｍＨｇに到達するまでの時間は、２５〜３０
秒短縮されている。たとえば車両の足廻り部品を鋳造す
るのに従来までは９０秒程度のサイクルタイムが必要で
あったのに対し、本実施例の装置を用いることにより、
そのサイクルタイムを６０秒に短縮することが可能にな
った。

【００１８】鋳型１１のキャビティ１２内の圧力が所定
値まで減圧されると、キャビティ１２内に溶湯１３が注
湯され、キャビティ１２内の溶湯１３は加圧手段１４に
よって加圧される。これにより、鋳造欠陥の発生が防止
され、鋳物の品質の向上がはかれる。

【００１９】第２実施例 図７および図８は、本発明の第２実施例を示している。 第２実施例が第１実施例と異なるところは、第２の圧力
センサの有無のみであり、その他の部分は第１実施例に
準じるので、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付
すことにより準じる部分の説明を省略し、異なる部分に
ついてのみ説明する。第１実施例においては、２つの圧
力センサにおいて２箇所の圧力を検知するようにしたが
、この場合は構成か複雑となり、また圧力の変化が速い
ため誤作動を招きやすい。したがって、１つの圧力セン
サで各切替バルブ１８、１９の制御を行なうようにすれ
ば、構成も簡素化され、誤作動の発生も解消される。 そこで、１つの圧力センサによって切替バルブの制御に
ついて実験した結果、第１の圧力センサ２０の圧力値に
基づく制御でも、実質的に問題がないことが判明した。 したがって、本実施例の場合は、図７に示すように、第
１実施例の構成から第２の圧力センサ２１が除かれてい
る。

【００２０】図８は、第１の圧力センサ２０からの圧力
値に基づき各切替バルブ１８、１９の制御を行なった場
合の減圧所要時間を示している。第２の切替バルブ１９
を閉弁する減圧値を５５０〜６５０ｍｍＨｇの間で変化
させ、キャビティ１２内が７５０ｍｍＨｇ以上の減圧　
　に達するまでの時間を測定した結果、５８５〜６０５
ｍｍＨｇ程度で第２の切替バルブ１９の閉弁させると最
も減圧が早くなることが判明した。また、図８からも明
らかなように、５８５〜６０５ｍｍＨｇの範囲では減圧
所要時間は同程度であり、バルブ切替のために設定した
減圧値の変化に対してもあまり敏感でないことも判明し
た。そこで、第２の切替バルブ１９の閉弁側への切替タ
イミングの減圧値を５９０ｍｍＨｇに設定して鋳造を行
なった結果（第１の切替バルブ１８の動作および制御は
第１実施例と全く同様）、第１実施例と同程度の効果が
得られ、鋳造サイクルタイムも従来に比べて約３０秒程
度の短縮がはかれた。

【００２１】なお、上述した各実施例では圧力センサか
らの減圧値に基づき各切替バルブの制御を行なうように
したが、タイマ等の手段により時間的に各切替バルブを
制御する構成としても、同様な効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加圧
鋳造装置によるときは、キャビティ内の減圧初期には減
圧ポンプとリザーバタンクによる減圧を行ない、リザー
バタンクの減圧効果が生じなくなった減圧後期には、切
替バルブを切替えて減圧ポンプのみの減圧を行なうよう
にしたので、減圧初期および減圧後期の減圧速度を共に
高めることができる。したがって、キャビティ内の減圧
作業の短縮化がはかれ、鋳造作業における作業待ち時間
の発生を防止することができる。その結果、減圧作業を
他の作業と同時に進行させることが可能となり、鋳造作
業における生産効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る加圧鋳造装置の系統
図である。

【図２】図１の装置におけるリザーバタンク内の減圧状
態を示す系統図である。

【図３】図１の装置における減圧初期の切替バルブの切
替状態を示す系統図である。

【図４】図１の装置における減圧後期の切替バルブの切
替状態を示す系統図である。

【図５】図１の装置における圧力センサによって検知さ
れる減圧値の変化を示す特性図である。

【図６】図１の装置および従来装置における減圧の変化
を示す特性図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る加圧鋳造装置の系統
図である。

【図８】図７の装置における第２の切替バルブの切替え
の減圧値に対する減圧所要時間の変化を示す特性図であ
る。

【図９】従来の加圧鋳造装置の系統図である。

【図１０】図９の装置による減圧の変化を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１１　　鋳型 １２　　キャビティ １５　　連通路 １６　　リザーバタンク １７　　減圧ポンプ １８　　第１の切替バルブ １９　　第２の切替バルブ ２０　　第１の圧力センサ ２１　　第２の圧力センサ ２５　　切替バルブ制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳型のキャビティ内を減圧ポンプが接
   続されるリザーバタンクによって減圧した後、該キャビ
   ティ内に注湯された溶湯を加圧するようにした加圧鋳造
   装置において、前記キャビティとリザーバタンクとを連
   通させる連通路に接続される減圧ポンプと、前記連通路
   の減圧ポンプとキャビティとの間に配置される第１の切
   替バルブと、前記連通路の減圧ポンプとリザーバタンク
   との間に配置される第２の切替バルブと、前記リザーバ
   タンクのみの減圧時に第１の切替バルブを閉弁させると
   ともに第２の切替バルブを開弁させ、前記キャビティ内
   の減圧開始初期に第１の切替バルブおよび第２の切替バ
   ルブの双方を開弁させ、キャビティ内の圧力が所定値に
   達した時に第１の切替バルブを開弁させるとともに第２
   の切替バルブを閉弁させる切替バルブ制御手段と、を具
   備したことを特徴とする加圧鋳造装置。