JPH05337628A - 吸引鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャンバー１４０とストーク１１０間のシー
ル性を向上させる。 【構成】 本発明に係る吸引鋳造装置は、チャンバー１
４０の貫通孔１４４ｋに収納された湯溜り部材１４６
と、この湯溜り部材１４６の下部フランジ１４６ｂに接
続されるストーク１１０と、このストーク１１０を支え
る主フランジ１１２を備えている。さらに主フランジ１
１２の周囲にはチャンバー１４０の下面にシール材を介
して当接する補助フランジ１２２が設けられている。そ
して、主フランジ１１２と補助フランジ１２２との間に
形成された隙間が気密性のフランジ波板１２４によって
塞がれている。湯溜り部材１４６が熱膨張してストーク
１１０とこのストーク１１０を支える主フランジ１１２
を押し下げることにより、チャンバー１４０と主フラン
ジ１１２との間に隙間１５０が生じても、この隙間１５
０は主フランジ１１２、フランジ波板１２４、補助フラ
ンジ１２２によって遮蔽されるために外気が侵入するこ
とがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型を収納したチャン
バー内を減圧することにより、前記鋳型内に形成された
キャビティを負圧状態にして、前記チャンバーの外部に
位置する貯湯槽から前記キャビティ内に溶湯を吸引する
吸引鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来技術が、特開昭６３−
６００６３号公報に記載されており、本出願の願書に添
付した図３にその概要が示されている。この吸引鋳造装
置は、上型３ａと下型３ｂとから構成される鋳型３を備
えており、この鋳型３がチャンバー台４の上に載置され
ている。前記鋳型３には下部に湯口３ｙが形成されてお
り、この湯口３ｙがチャンバー台４に設けられた通湯孔
４ｋに接続されている。さらに前記鋳型３はその周囲が
チャンバー９によって密閉状態に覆われており、このチ
ャンバー９の内部が減圧ポンプ９ｐによって減圧できる
ようになっている。前記チャンバー台４の通湯孔４ｋに
は、下方から筒状のストーク１０がそのフランジ部１０
ｔによって接続される。なお、前記フランジ部１０ｔと
チャンバー台４の下面との間にはシール材２６が配設さ
れており、通湯孔４ｋとストーク１０との間の気密性が
確保されている。また、前記ストーク１０の先端部は、
貯湯槽２０内に蓄えられた溶湯２に侵漬されている。こ
の状態で、前記チャンバー９の内部が減圧ポンプ９ｐに
よって減圧されることにより、鋳型３のキャビティ３１
内が負圧になって貯湯槽２０内の溶湯２がストーク１
０、通湯孔４ｋを介してキャビティ３１内に吸引され
て、鋳造が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この吸引鋳造装置によ
ると、前記鋳型３のキャビティ３１内に溶湯２が吸入さ
れている状態では、通湯孔４ｋおよびストーク１０の内
部は溶湯２で満たされている。この溶湯２の熱によって
通湯孔４ｋの壁部（チャンバー台４の一部）は半径方向
および縦方向に膨張する。ここで通湯孔４ｋの壁部が縦
方向に膨張すると、この通湯孔４ｋの壁部上端が鋳型３
を上方に押圧し、また壁部下端がストーク１０を下方に
押圧する。しかしながら前記通湯孔４ｋの壁部上端は大
重量の鋳型３の押圧力を受けているために、熱膨張によ
る壁部の変形は下部で大きくなる。即ち、通湯孔４ｋの
壁部下端が下方に突出するように変形する。これによっ
て、チャンバー台４の下面にシール材２６を介して当接
している前記ストーク１０のフランジ部１０ｔは、前記
通湯孔４ｋの壁部下端の変形量だけ下方に変位する。一
方、チャンバー台４は前記通湯孔４ｋから離れるに従っ
て熱膨張量が小さくなるために、その下面の変形量も通
湯孔４ｋから離れるに従って小さくなる。このために前
記ストーク１０のフランジ部１０ｔとチャンバー台４の
下面との間には隙間が生じて、チャンバー台４とストー
ク１０との間のシール性が低下する。この結果、溶湯２
の内部に気体が混入したり、またチャンバー９内の減圧
度が低下することにより製品不良が発生する。

【０００４】本発明の技術的な課題は、チャンバー下板
に形成された通湯孔にストークを接続させるストーク接
続用フランジとは別に、このフランジの周囲でチャンバ
ー下面に当接する補助フランジを設け、さらに両フラン
ジ間を気密性のある可撓性板材で塞ぐことにより、前記
ストーク接続用フランジが通湯孔の壁部の熱膨張によっ
て下方に押し下げられても、前記補助フランジがチャン
バー下面から離れないようにして、この補助フランジと
可撓性板材によってチャンバー下面とストーク接続用フ
ランジとの当接面をシールしようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
各部構造を有する吸引鋳造装置によって解決される。即
ち、本発明に係る吸引鋳造装置は、鋳型を収納したチャ
ンバー内を減圧することにより前記鋳型に形成されたキ
ャビティの内部を負圧にし、前記チャンバーの外部に位
置する貯湯槽から前記キャビティ内に溶湯を吸引する吸
引鋳造装置において、前記チャンバーの外側からこのチ
ャンバー内に収納された前記鋳型の湯口にまで溶湯を導
く通湯孔と、筒状に成形されてその内側が溶湯通路とし
て使用され、前記通湯孔と前記貯湯槽とを連通させるス
トークと、前記通湯孔を形成する部材の一端に、前記ス
トークの一端を接続させるストーク接続部材と、前記ス
トーク接続部材の周囲を囲むように配設され、前記チャ
ンバーの表面にシール材を介して当接する補助フランジ
と、前記ストーク接続部材と前記補助フランジとの間に
形成された隙間を閉塞する気密性の可撓性板材とを有し
ている。

【０００６】

【作用】例えば、チャンバーの下板縦方向に形成された
貫通孔が通湯孔として使用される場合、鋳型のキャビテ
ィに溶湯が吸引されて通湯孔およびストークに溶湯が満
たされると、通湯孔の壁部が縦方向に熱膨張して、この
チャンバーの下面に接続されている前記ストークと、こ
のストークを支えるストーク接続部材が下方に変位す
る。しかしながら本発明によると、補助フランジは前記
ストーク接続部材とは別体に、このストーク接続部材の
周囲を囲むように配設されている。このために前記スト
ークおよびストーク接続部材が下方に変位しても、補助
フランジはチャンバーの下面にシール材を介して当接し
たままの状態で保持される。さらにストーク接続部材と
補助フランジとの隙間は気密性の可撓性板材によって塞
がれている。したがってチャンバーの下面とストークと
の当接部分は、ストーク接続部材、可撓性板材および補
助フランジによって外気から遮蔽されている。この結
果、チャンバーの下面と前記ストークとの間のシール性
が確保される。また、前記通湯孔がチャンバーとは別の
部材（通湯孔形成部材）によって形成されて、この通湯
孔形成部材がチャンバーの貫通孔に収納されている場合
には、その通湯孔形成部材が縦方向に熱膨張して、この
部材の端部に接続されている前記ストークと、このスト
ークを支えるストーク接続部材が下方に変位する。この
場合も上記と同様に、補助フランジはチャンバーの貫通
孔の外側において、このチャンバーの下面にシール材を
介して当接した状態に保持される。さらにストーク接続
部材と補助フランジとの隙間は気密性の可撓性板材によ
って塞がれている。このために通湯孔形成部材とストー
クとの接続部分は、ストーク接続部材、可撓性板材およ
び補助フランジによって外気から遮蔽される。この結
果、通湯孔形成部材とストークとの間のシール性が確保
される。

【０００７】

【実施例】以下、図１および図２を参照して本発明の一
実施例に係る吸引鋳造装置の説明を行う。図１は本実施
例に係る吸引鋳造装置１００の全体縦断面、図２は図１
の要部詳細図を表している。この吸引鋳造装置１００を
支持するベース１０２には、所定の位置に平面円形の凹
部１０４が形成されており、この凹部１０４の中心に貫
通孔１０４ｋが形成されている。さらに前記凹部１０４
の底面１０４ｂには、リング状の第１リング材１０６を
位置決めするための複数の第１ピン１０６ｐがその底面
１０４ｂに垂直に固定されている。一方、第１リング材
１０６には前記第１ピン１０６ｐが挿通される貫通孔１
０６ｋが前記ピン１０６ｐの数だけ形成されている。こ
れによって、前記第１リング材１０６は第１ピン１０６
ｐに倣って上下方向に変位できるようになっている。さ
らに第１リング材１０６と前記凹部１０４の底面１０４
ｂとの間には、第１ピン１０６ｐと同軸に、第１スプリ
ング１０６ｓが第１リング材１０６を上方に押し上げる
方向に付勢されて設置されている。

【０００８】また前記凹部１０４の底面１０４ｂには、
第１リング材１０６の周囲に位置するリング状の第２リ
ング材１０８を位置決めするための複数のピン１０８ｐ
がその底面１０４ｂに垂直に固定されている。一方、第
２リング材１０８には前記第２ピン１０８ｐが挿通され
る貫通孔１０８ｋが前記ピン１０８ｐの数だけ形成され
ている。これによって、前記第２リング材１０８は第２
ピン１０８ｐに倣って上下方向に変位できるようになっ
ている。さらに第２リング材１０８と底面１０４ｂとの
間には、第２ピン１０８ｐと同軸に、第２スプリング１
０８ｓが第２リング材１０８を上方に押し上げる方向に
付勢されて設置されている。

【０００９】前記第１リング材１０６の上面１０６ｊに
は、ストーク１１０の上部を支持する主フランジ１１２
が載置されている。ここでストーク１１０は貯湯槽１２
０の内部に蓄えられている溶湯２を後記する鋳型１３０
に導くための筒状部材であり、ベース１０２の凹部１０
４に形成された貫通孔１０４ｋに挿通されて、その先端
が溶湯２の内部に侵漬されている。またストーク１１０
の上部には円周方向に突条１１０ｔが形成されており、
この突条１１０ｔが前記主フランジ１１２の内周面に形
成された溝１１２ｍと係合できるようになっている。そ
して、ストーク１１０の突条１１０ｔと主フランジ１１
２の溝１１２ｍとが係合することにより、ストーク１１
０の上端面の高さと主フランジ１１２の上面の高さとは
ほぼ等しく保持される。なお、ストーク１１０の外周面
と主フランジ１１２の内周面との間には、前記ストーク
１１０の半径方向の熱膨張を考慮して隙間が形成されて
いる。前記主フランジ１１２の周囲にはリング状の補助
フランジ１２２が位置しており、この補助フランジ１２
２が前記第２リング材１０８の上面１０８ｊに載置され
ている。さらに前記主フランジ１１２と前記補助フラン
ジ１２２との間はリング状の気密性を有するフランジ波
板１２４によって塞がれている。

【００１０】吸引鋳造装置１００を支持するベース１０
２の上には、このベース１０２の凹部１０４を塞ぐよう
にチャンバー底板１４２が載置されている。このチャン
バー底板１４２には、中央に前記主フランジ１１２の外
径よりも小さな径の貫通孔１４２ｋが形成されており、
この貫通孔１４２ｋの中心線が前記ストーク１１０の中
心線と一致するように、前記チャンバー底板１４２はベ
ース１０２上に配置される。ここで前記主フランジ１１
２の上面と前記ストーク１１０の上端面の上には、リン
グ状の第１シール材１２６が配設されており、この第１
シール材１２６が主フランジ１１２の上面とチャンバー
底板１４２の下面との間に挟まれることにより両者１１
２，１４２の間がシールされる。また、補助フランジ１
２２の上面とチャンバー底板１４２の下面との間にはリ
ング状の第２シール材１２８が挟まれることにより両者
１２２，１４２の間がシールされる。

【００１１】前記チャンバー底板１４２の上には、鋳型
１３０を収納するチャンバー１４０の下部を構成する下
部チャンバー１４４が載置されている。この下部チャン
バー１４４には、中央に前記チャンバー底板１４２に形
成された貫通孔１４２ｋよりも大きな径の貫通孔１４４
ｋが形成されており、両貫通孔１４２ｋ，１４４ｋの中
心線が一致するように、前記下部チャンバー１４４はチ
ャンバー底板１４２上に配置される。さらに前記下部チ
ャンバー１４４およびチャンバー底板１４２の貫通孔１
４２ｋ，１４４ｋには、漏斗状の湯溜り部材１４６が前
記貫通孔１４２ｋ，１４４ｋと中心線を一致させた状態
で設置されている。この湯溜り部材１４６は、前記スト
ーク１１０によって導かれた溶湯２を鋳型１３０の湯口
１３０ｙまで導くための部材であり、その湯溜り部材１
４６の下部フランジ１４６ｂが前記ストーク１１０の上
端面に第１シール材１２６を介して接続されている。こ
れによってストーク１１０と湯溜り部材１４６との当接
面がシールされる。また前記湯溜り部材１４６の上部フ
ランジ１４６ａは、前記下部チャンバー１４４の貫通孔
１４４ｋの上部内壁面に形成されたリング状の段部１４
４ｄによって下方から支持されている。さらに前記湯溜
り部材１４６の上部フランジ１４６ａの外周と下部チャ
ンバー１４４の貫通孔１４４ｋの壁面との間には、湯溜
り部材１４６の半径方向の熱膨張を考慮して隙間が形成
されている。さらに前記湯溜り部材１４６の周囲には保
温のためのヒータ１４８が設置されている。

【００１２】前記下部チャンバー１４４の上面中央に
は、鋳型１３０が載置される。この鋳型１３０は、上型
１３０ａ、横型１３０ｂおよび下型１３０ｃから構成さ
れており、前記鋳型１３０が型締めされた状態で内部に
はキャビティ１３１が形成される。また、前記下型１３
０ｃの中央には貫通孔状の湯口１３０ｙが形成されてい
る。そしてこの湯口１０３ｙに前記湯溜り部材１４６の
上部フランジ１４６ａが接続されるように、鋳型１３０
は下部チャンバー１４４の上に配置される。これによっ
て前記鋳型１３０のキャビティ１３１は、湯溜り部材１
４６、ストーク１１０を介して貯湯槽１２０と連通す
る。即ち、前記湯溜り部材１４６の内側がチャンバー１
４０の外部から鋳型１３０の湯口１３０ｙまで溶湯２を
導く通湯孔として機能する。さらに主フランジ１１２が
ストーク接続部材、またフランジ波板１２４が気密性を
有する可撓性板材として機能する。前記下部チャンバー
１４４上に鋳型１３０が載置された状態で、この下部チ
ャンバー１４４には、チャンバー１４０の上部を構成す
る上部チャンバー１４９が被せられる。この状態でチャ
ンバー１４０は密閉された状態に保持され、さらにその
内部は、配管１４９ａを介して減圧ポンプ１４９ｐに接
続される。これによって前記減圧ポンプ１４９ｐが作動
されるとチャンバー１４０の内部は減圧される。

【００１３】次に、本実施例に係る吸引鋳造装置の作用
を説明する。先ず、ストーク１１０の上部に主フランジ
１１２がセットされる。この時、前記主フランジ１１２
にはフランジ波板１２４を介して補助フランジ１２２が
連結されている。主フランジ１１２が装着された前記ス
トーク１１０は、ベース１０２の凹部１０４の貫通孔１
０４ｋに通されて、その先端が溶湯２の内部に侵漬され
る。そして主フランジ１１２が第１リング材１０６の上
面１０６ｊに載置され、さらに補助フランジ１２２が第
２リング材１０８の上面１０８ｊに載置される。なお、
この段階では前記主フランジ１１２の上面、ストーク１
１０の上端面および補助フランジ１２２の上面は、第１
スプリング１０６ｓおよび第２スプリング１０８ｓのバ
ネ力によって、前記ベース１０２の表面よりも高い位置
に保持されている。

【００１４】次に、主フランジ１１２の上面およびスト
ーク１１０の上端面にリング状の第１シール材１２６が
セットされ、補助フランジ１２２の上面に同じくリング
状の第２シール材１２８がセットされる。この状態でチ
ャンバー底板１４２、チャンバー１４０および湯溜り部
材１４６、またチャンバー１４０に収納された鋳型１３
０が、一体でベース１０２上の所定位置に設置される。
これで鋳造準備が完了する。

【００１５】鋳造準備が完了すると、減圧ポンプ１４９
ｐによってチャンバー１４０内の減圧が行われる。チャ
ンバー１４０内が減圧されることによって、上型１３０
ａ，横型１３０ｂおよび下型１３０ｃの隙間（図示され
ていない）を介してキャビティ１３１内が減圧されて、
貯湯槽１２０内の溶湯２がストーク１１０、湯溜り部材
１４６および湯口１３０ｙを介してキャビティ１３１内
に吸引される。溶湯２がキャビティ１３１に吸引されて
いる状態では、ストーク１１０、湯溜り部材１４６の内
部は溶湯２で満たされており、この溶湯２の熱によって
ストーク１１０、湯溜り部材１４６が膨張する。さらに
湯溜り部材１４６の周囲には保温のためのヒータ１４８
が設置されているために、このヒータ１４８の熱を受け
て湯溜り部材１４６の膨張量は増大する。

【００１６】ここで、前述のように、湯溜り部材１４６
の上部フランジ１４６ａの外周と下部チャンバー１４４
の貫通孔１４４ｋの壁面との間には隙間があるために、
この湯溜り部材１４６の半径方向の膨張はこの隙間に吸
収されて特に問題にはならない。しかしながら前記湯溜
り部材１４６が縦方向に膨張すると、この湯溜り部材１
４６の上部フランジ１４６ａが鋳型１３０の下型１３０
ｃを上方に押圧し、さらに下部フランジ１４６ｂがスト
ーク１１０を下方に押圧する。しかしながら湯溜り部材
１４６は鋳型１３０によって上方から押さえられている
ために、熱膨張をすると下方向に大きく変形する。この
ため、この湯溜り部材１４６の下部フランジ１４６ｂが
下方に変位する。前記下部フランジ１４６ｂが下方に変
位することによって、図２に示されるように、ストーク
１１０およびこのストーク１１０に係合されている主フ
ランジ１１２がスプリング１０６ｓのバネ力に抗して下
方に押し下げられる。これによって主フランジ１１２の
上面とチャンバー底板１４２の下面との間には隙間１５
０が形成される。

【００１７】しかしながら補助フランジ１２２は主フラ
ンジ１１２とは別体であるために、ストーク１１０およ
び主フランジ１１２が下方に変位しても、第２シール材
１２８を介してチャンバー底板１４２の下面に押し付け
られたままに保持される。さらに主フランジ１１２と補
助フランジ１２２との隙間は気密性を有するフランジ波
板１２４で塞がれている。このため主フランジ１１２の
上面とチャンバー底板１４２の下面との間に生じた隙間
１５０は、主フランジ１１２、フランジ波板１２４およ
び補助フランジ１２２によって外気から遮蔽される。こ
の結果、外気が前記隙間１５０からチャンバー１４０の
内部に侵入することがない。この状態で所定の冷却時間
が経過して鋳型１３０内の溶湯２が凝固すると、チャン
バー１４０の内部の減圧状態が解除されて、湯溜り部材
１４６およびストーク１１０の内部に蓄えられている溶
湯２が自重で貯湯槽１２０に戻る。そしてこの後に鋳型
１３０の型開きが行われる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によると、チャンバーの外側から
内側に溶湯を導くための通湯孔とストークとの接続面の
シール性が向上するために、溶湯内に気泡が混入するこ
とがなくなり、またチャンバーの内部にも外気が侵入し
難くなるために、製品欠陥が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る吸引鋳造装置の縦断面
図である。

【図２】図１の要部詳細図である。

【図３】従来の吸引鋳造装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１３０ 鋳型 １４０ チャンバー １２０ 貯湯槽 １４６ 湯溜り部材（通湯孔を形成する部材） １１０ ストーク １１２ 主フランジ（ストーク接続部材） １２２ 補助フランジ １２４ フランジ波板（可撓性板材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浴野 芳夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型を収納したチャンバー内を減圧する
   ことにより前記鋳型に形成されたキャビティの内部を負
   圧にし、前記チャンバーの外部に位置する貯湯槽から前
   記キャビティ内に溶湯を吸引する吸引鋳造装置におい
   て、 前記チャンバーの外側からこのチャンバー内に収納され
   た前記鋳型の湯口にまで溶湯を導く通湯孔と、 筒状に成形されてその内側が溶湯通路として使用され、
   前記通湯孔と前記貯湯槽とを連通させるストークと、 前記通湯孔を形成する部材の一端に、前記ストークの一
   端を接続させるストーク接続部材と、 前記ストーク接続部材の周囲を囲むように配設され、前
   記チャンバーの表面にシール材を介して当接する補助フ
   ランジと、 前記ストーク接続部材と前記補助フランジとの間に形成
   された隙間を閉塞する気密性の可撓性板材と、を有する
   ことを特徴とする吸引鋳造装置。