JPH05505145A

JPH05505145A - 低い溶融温度を有する金属合金をキャスティングするためのバルブメカニズム

Info

Publication number: JPH05505145A
Application number: JP3505385A
Authority: JP
Inventors: キッド，トーマス・エフ; トムソン，ステファン・エー
Original assignee: エレクトロバート・リミテッド
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-03-21
Publication date: 1993-08-05
Also published as: DE69105970T2; EP0527747A1; ES2066429T3; CA2082417A1; EP0527747B1; WO1991017010A1; US5125450A; DE69105970D1; AU7458491A; BR9106456A

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】この発明はプラスチック材料から作られるコンポーネントの後続の成形のために、およびタービンブレードなとのコンポーネントをそれらが機械加工および他の仕上げス天ツブのために保持されるように包封するために溶融可能な金属コアを作るための金属キャスティング（鋳造）プロセスに関する。より特定的に、この発明は溶融液体からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置における改良されたバルブメカニズムに関する。この発明はまたキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置において溶融液体の流れを制御するためのシステムに関する。

複雑な形状の完全に溶融した金属コアは後から成形されたプラスチックコンポーネントでコアとして使用するために製造される。コアは低い溶融温度を有する金属合金または他の適当な材料から作られる。ぞれらはアンダカットされた中空プラスチックコンポーネントを作るためにモールドに置かれ、その後コアを溶融し、アンダカットされたまたは中空プラスチックコンポーネントを残すことによってプラスチックコンポーネントから取除かれる。硬化された金属合金または他の材料の溶融温度はプラスチックコンポーネントのそれより低い。他の実施例において、低い溶融温度を有する金属合金はタービンブレードなどのようなコンポーネントをそれらが他の仕上げステップにおける機械加工のために保持され得るように包封するために使用される。使用後、コアまたはエンキャプシュレーションからの金属は再び溶融され、再使用される。低い溶融温度を有する金属合金をキャスティングするための装置の一例は、米国特許第４．６７６、２９６号で開示される。この特許において、溶融金属合金は溶融金属合金のタンク内に置かれたシリンダで下方向に動くピストンによって射出される。液体金属合金は通路を介してシリンダの底からモールドまたはダイへ通って行く。

低い溶融温度を有する金属合金のキャスティングはダイキャスティングと類似していない。ダイキャスティングは高圧力で起こり、ダイは非常に短い時間期間の間で満たされる。金属コアまたはエンキャプシュレーションを作る場合、液体金属合金が実質的に無圧力下でモールドまたはダイに流れ込むことを可能にすることが必要である。もし圧力が使用されれば、多孔性がキャスティングにおいて発生し、それは容認できない。モールドまたはダイを満たすための時間はダイキャスティングに対するよりははるかに長い。このように、モールドまたはダイへの金属合金の流れを制御することは非常に重要であることが明らかである。

米国特許第４．９５８．６７５号において、金属キャスティングプロセスが開示され、このプロセスでは射出シリンダはシリンダのピストンを持ち上げることによって射出シリンダにつながる射出通路のバルブボートを介してタンクからの溶融金属合金で満たされる。このシステムはタンクの外のダイへの通路のブロックバルブを開示する。

射出シリンダの下からダイへの通路に２つのバルブを、バルブがタンク内の溶融液体と同一の温度で維持されるように金属合金タンク内に有る状態で有することによって改良が行なわれ得ることを発見した。さらに、通路および液体合金タンク内にその２つのバルブを有することによって、容易に設置され、洗浄および保守の目的のためにタンクから取り外すことが可能な単一のアセンブリを形成することが可能である。

さらに、タンクの外のバルブはバルブ表面間に次第に蓄積する合金からの酸化物の存在のために、ある時間期間にわたって機能不全になる。その結果は金属を漏らすバルブである。バルブをタンク内に置くことの１つの利点はバルブから実際に逃れ、弁座、ステムおよび他の部分のまわりに漏れるいかなる金属もタンク内に含まれることを確実にする。バルブを酸素環境（つまり空気）から取除くことによって、バルブの漏れの主要な原因は排除される。このように、バルブが合金タンクに浸されると、それはもはや酸素環境にはなく、結果はより長くもつバルブとなる。

射出シリンダからダイへの溶融金属の流れを制御することによって改良が行なわれ得ることもまた発見した。射出シリンダを下に動かす射出ピストンの速度は溶融金属の流れを制御する。この流れは実質的に一定の流れであってもよいし、またはシリンダ内のピストンの運動に依存して可変の流れであってもよい。射出流れを制御することによって、よい品質のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを達成することが可能である。もし射出速度があまりに速ければ、キャスティングは多孔性を有する可能性があり、もし速度があまりに遅ければ、溶融金属は射出ストロークが完了する前に凝固し始める可能性がある。

この発明は溶融液体材料からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置を提供し、この装置は溶融液体を含むように適合されたタンクと、その台に射出通路への接続を有するタンクに置かれ、そのタンクを介してタンクの外に置かれたダイへとつながるシリンダと、シリンダ内のピストンと、シリンダからダイへの通路が開いている第１の位置と、ダイへの通路が閉じられている第２の位置とを有するタンク内に置かれた通路の第１のバルブとを含み、接続はシリンダからタンクのバルブ開口部へ開いており、さらに第１のバルブを一方の位置から他方の位置へ移すための第１のバルブ動作手段と、第１のバルブからダイへの通路を開閉するためのタンク内の第１のバルブの後ろに置かれた通路の第２のバルブと、第２のバルブを開閉するための第２のバルブ動作手段と、第２の位置の第１のバルブおよび第２のバルブが閉じられた状態でシリンダの中でピストンを持ち上げて、シリンダを溶融液体で満たすための手段と、さらに第１の位置の第１のバルブと第２のバルブとか開いた状態でシリンダ内でピストンを降下させ、溶融液体をダイに射出するための手段とを含む。

他の実施例において、射出ピストンをその中に有する射出シリンダを含み、シリンダは溶融液体を含むタンクに置かれ、さらにシリンダ内でピストンを昇降するための手段と、シリンダの下から延在しタンクの外部のダイにつながる射出通路とを含み、通路はタンクへのバルブボート開口部を有する第１のバルブと、通路を開閉する第２のバルブとをその中に有し、第１のバルブおよび第２のバルブはタンク内に含まれる、溶融液体からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法が提供され、改良点はシリンダからの通路を開け、バルブボート開口部を閉じるように第１のバルブを動作させるステップと、ダイへの通路を開けるように第２のバルブを動作させるステップと、ダイか一杯になるまでシリンダの中でピストンを降下させることによって溶融液体をダイに射出するステップと、予め定められた遅延の後ダイへの通路を閉じるように第２のバルブを動作させるステップと、シリンダからの通路を閉じ、かつバルブボート開口部を開けるように第１のバルブを動作させるステップと、さらにシリンダ内でピストンを上昇することによってバルブボート開口部を介してタンクから溶融液体でシリンダを充填するステップとを含む。

さらに他の実施例において、溶融液体からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置か提供され、射出シリンダはその中で往復運動するための射出ピストンを有し、射出ピストンは射出ストロークを与える一方方向に動いて、溶融液体をダイに射出し、充填ストロークを与える他方向に動いて溶融液体で射出シリンダを満たすように適合され、射出ストロークにおける射出ピストンの速度を制御するための改良手段は、射出シリンダの中で射出ピストンの位置を表わす変位信号を与えるための変位トランスジューサ手段と、変位信号を射出ストロークのために予め定められた時間／距離プロファイルと比較し、射出ストローク信号を与える比較手段と、射出ストローク信号に従って射出シリンダの中で射出ピストンを動かすための手段とを含む。

さらに他の実施例は溶融液体からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための方法を提供（７、射出シリンダはその中で往復運動する射出ピストンを有１７、射出ピストンは射出シリンダ内で移動して溶融金属をダイに射出するための射出ストロークを与え、射出ストロークのために射出ピストンの速度を制御する改良点は、射出ストロークにおける射出ピストンの相対的な位置を決定するステップと、射出ピストンの相対的な位置を射出ストロークのための予め定められた時間／′距離プロファイルと比較して、射出ストローク信号を発生するステップと、さらに射出ストローク信号に従って射出シリンダの中で射出ピストンを動かすステップとを含む。

この発明の実施例を例示する図面において、図１はシリンダ、バルブ配列およびダイへの通路を示すタンクの断面図である。

図２は射出ピストンのための他の速度制御配列の概略図である。

ここで図１を参照して、タンクを囲む絶縁物１２と、金属合金のような溶融液体材料であって、常に溶融状態であるようにタンク内で熱いままに保たれる溶融液体材料とを有する液体タンク】−０が示される。タンクのためのヒータはここには示されないが、タンクの側面および底に置かれる一般に外部の型のものである。

シリンダおよびバルブブロックアセンブリ１４はタンク　−１０内に底に位置して示される。バルブブロックアセンブリ１４は点検修理を容易にするために取外せるようにタンク１０から切り離し可能である。バルブブロックアセンブリ１４はタンク壁とバルブ本体１４との間に金属合金か何も存在しないように、タンク〕−０のコーナーに置かれる。

これは融解中の熱膨張のために他の態様では発生し得る歪みおよび変化を回避する。アセンブリ内に、射出ピストン１８をその中に有する射出シリンダ１６かあり、シリンダの下に第１のバルブ２２まて延在する第１の通路２０がある。第１のバルブ２２は先細にされた頂上ショルダ２６と底ショルダ台２８とを有するバルブチャンバ２４を有する。

先細にされた頂上ショルダ２６の上であって、その中心にタンク１０に開くバルブボート開口部３０がある。バルブボート開口部３０はシリンダ１６の底より下の高さに置がれる。先細にされた底ショルダ２８の下であって、その中心に第２の通路３２への開口部がある。第】−のバルブ２２はチャンバ２４内で往復運動する円筒状の部材３４を有し、かつ頂上弁座３６および底弁塵３８を有する。第１のバルブ２２が第１の位置にある（開いている）場合、頂上弁座３６はバルブチャンバ２４の先細にされた頂上ショルダ２６で封止する。第１の通路２０は溶融液体を第２の通路３２へ運ぶために開く。第２のバルブ２２が第２の位置にある（閉じられている）場合、底弁室３８はバルブチャンバ“　２４の先細にされた底ンヨルダ２８で封止する。この位置にある場合、タンクからのバルブボート開口部３０はシリンダ１６に対して開いており、かつ第２の通路３２は閉じられる。

円筒状の部材３４は第１のバルブステム４０に取付けられ、ひいては操作部４２に接続する。操作部はソレノイドとして示されるが、しかしながら空圧または液圧操作部もまた設けられ得る。

第２の通路３２は第２のバルブ４６まで延在し、それはその中心にタンク１０の壁を介して外部ブ０ツク５４までつながり、かつノズル５６を介してダイ５８までつながる通路５２への出口を有する先細にされた底ショルダ５０を有する第２のバルブチャンバ４８を有する。ダイまたはモールド５８は好ましくは２つの半割りで形成され、分離のためにノズル５６から取外し可能であり、かつダイ５８からキャスティング６０を取外すことも可能である。

第２のバルブ４６は底弁塵６４を有する円筒状の部材６２を有し、バルブチャンバ４８内の先細にされた底ショルダ５０上でバルブを封止する。円筒状の部材６２は第２のバルブステム６６に取付けられ、それはブロックアセンブリ１４の頂上のシール６８を通過し、それからタンクの溶融液体のレベルを越えて、好ましくはソレノイドまたは空圧もしくは液圧操作部のような他の適当なアクチュエータである操作部７０まで延在し、それは第２のバルブ４６が円筒状の部材６２上の弁座６４がバルブチャンバ４８内で先細にされた底ショルダ５０に封止し、かつゆえに第２のバルブ４６を閉じるように第２のバルブステム６６を降下させることによって閉じられることを許容する。第２のバルブ４６は円筒状の部材６２が通路３２からの溶融液体がダイ５８につながる最終通路５２へと通っていくことを可能にするように、第２のバルブステム６６を上昇させることによって開けられる。

射出ピストン１８は駆動シリンダ７６によって動力を与えられて上下に移動するシャフト７４によって支持される。

一実施例において、これは空圧シリンダであり、他の実施例において、液圧シリンダが供給され得る。駆動シリンダ７６は二重の作用を行ない、それに隣接して液圧バルブ８２を有する液圧シリンダ８０を有し、かつそれにブリッジ７８によって結合され、この液圧バルブ８２は液圧バルブ８２を開閉し、かつゆえに射出ピストン１８の速度制御に影響を及ぼすステッパモータ８４を存する。これは可変速射出ストロークを与える。駆動シリンダ７６はピストンシャフト７４によって射出ピストン１８に接続される駆動ピストン（図示せず）に動力を与え、射出ピストン１８の速度はステッパモータ８４によって設定される。マイクロプロセッサ８６はステッパモータ８４を動作させ、かつゆえに射出シリンダの射出ピストン１８の速度を制御する。マイクロプロセッサ８６はまた第１のバルブ２２のためのソレノイド操作部４２および第２のバルブ４６のためのソレノイド操作部７０を動作させ、正しいステップの順序がキャスティングプロセスにおいて発生することを確実にする。

好ましい実施例において、射出シリンダ１６の中の射出ピストン１８の制御は図２に開示されるシステムによって発生する。射出ピストン１８の制御は溶融液体からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るために使用され得る。このシステムは図１に示されるシステムに制限されるものではなく、第１のバルブ２２および第２のバルブ４６はタンク１０内に含まれるが、制御された溶融液体の流れを必要とする任意の射出プロセスにおいて使用され得る。このシステムにおいて、射出ピストン１８はピストンシャフト７４に取付けられ、これはひいては駆動シリンダ７６内の駆動ピストン（図示せず）に接続される。駆動シリンダは圧縮空気または液圧流体を供給する空圧シリンダまたは液圧シリンダであってもよい。サーボバルブ９６は圧縮空気または液圧流体（矢印Ａで入る）の正確なモニタリングを駆動シリンダ７６の頂上または底に与える。

サーボバルブ９６によるこの正確な制御は射出シリンダ１６において蓄積される圧力を妨げる。図２に示されるようなサーボバルブ９６は空圧で動作する。圧縮空気は動作流体として供給される。他の実施例において、サーボバルブは液圧て動作する。

線形の変位トランスジューサ９８は射出ピストン１８のシャフト７４に結合されたリンクまたはブリッジ１００を−有し、射出シリンダ１６内の射出ピストン１８の位置の正確な表示を与える。一実施例において、トランスジューサ９８はシリンダ７６内に組込まれてもよ（、かつゆえにシリンダ７６内の駆動ピストンの位置は連続的にモニタされる。トランスジューサ９８からの信号はサーボバルブ制御装置１０２に送られる。低い圧力を利用して、駆動シリンダ７６内の駆動ピストンの運動はサーボバルブ９６によって制御される。マイクロプロセッサ８６は射出シリンダ１６内で下に移動する射出ピストン１８の射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルをその中にプログラムしている。このプロファイルはモールドまたはダイ５８で形成されるべきキャスティング６０に基づいて決定される。大きなキャスティングはより長いストロークを必要とするであろう。複雑なプロファイルを有するキャスティングは単純なキャスティングとは異なる時間／距離プロファイルを有するであろう。

他の実施例において、ストロークはゆっくり始まり、主要射出期間の間にスピードアップし、ストロークの終わりに向けてスローダウンすることが好ましい。このプロファイルはキャスティングの特定の要求のために決定され、マイクロプロセッサにプログラムされる。

射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルは、マイクロプロセッサ８６からサーボバルブ制御装置１０２へ信号を発生し、そこでそれはトランスジューサ９８によって射出ピストン１８の位置と比較される。

さらなる信号が制御装置１０２からサーボバルブ９６へ与えられ、それはひいては流体、空気または液圧流体のいずれかの駆動シリンダ７６の頂上への流れを決定し、かつゆえに駆動ピストンを予め定められた速度で下方向に移動させ、射出シリンダ１６内に圧力が蓄積しないことを確実にする。一旦射出ストロークが完了すると、マイクロプロセッサ８６は射出ピストン１８が射出シリンダ１６の底にある時間を制御し、射出シリンダ１６の中で射出ピストン１８を上昇させるために、空気または液圧流体がサーボバルブ９６を介して駆動シリンダ７６の底に与えられるように制御装置１０２を介して他の信号を送る。

キャスティングのプロセスにおいて、射出ピストン１８はそのストロークの頂上まで上昇させられ、それは図１に示されるように、その用途か以下に説明される排出ホール８８より下に位置決めされる。安全バルブと呼ばれる第１のバルブ２４は充填時に、第２の通路３２を封止するが、バルブボート開［１部３０を介して溶融液体か射出シリンダ１６に入ることを許容する第２の位置にある。分配バルブと呼ばれる第２のバルブ４６は閉じられる、つまり円筒状部材６２は底位１亙にあり、かつゆえに通路５２を閉じる。

このサイクルを始めるために、第１のバルブ２４または安全バルブは第１のバルブステム４０が上方向に移動している状態で第２の位置から第１の位置へ移動し、その結果バルブポート開口部３０は閉じられ、第２の通路３２は開いている。

その直後に、第２のバルブ４６は頂上位置に移動し、シリンダ１６からノズル５６への開口部を完成する。

短い遅延、はぼ０．５秒後、射出ピストン１８は溶融液体が通路２０．３２および５２を介してダイ５８に流れるように射出シリンダ７６内で下方向に移動する。この下方向の動きはダイ５８が充填されている間に実質的に圧力が溶融液体に蓄積されないように制御される。ダイ５８を充填するための時間はダイ容積に依存して約３ないし３０秒の間で変化する。モールドか満たされた後、小さな圧力か射出シリンダ１６内で下に強制される射出ピストン１８によって溶融液体に蓄積される。この圧力は一般に平方インチ当り約３０ないし５０１ｂｓ、（２００ないし３５０ｋＰａ）の範囲である。より高い圧力が可能であるが、より高い圧力はダイ５８に入る金属の結果として生じる高速流れのために、ある環境においては多孔性のキャスティングを結果としてもたらし得る。ダイか満たされると、かつ小さな圧力が蓄積すると、金属部分の大きさに依存して、約１ないし１０秒のオーダで、ある時間の間圧力下に一般に維持される。

ダイ５８が満たされた後、第２のバルブ４Ｇ、または分配バルブは円筒状部材６２が先細にされた底ショルダ５０に抗して封止するように下方向に移動することによって閉じる。これか発生した後、第１のバルブ２２、または安全バルブは第１の位置から第２の位置へと移動し、かつゆえに第２の通路３２を閉じ、バルブボート開口部３０を開ける。これか終了した後、射出ピストン１８はゆっくり上方向に移動し、バルブボート開一部３０および第１の通路２０に入る溶融液体によって射出シリンダ１６を満たず。射出ビス）・ン１８が図１に示されるようにその頂上位置に到達すると、このシステムは次のサイクルを開始する準備ができる。

ダイへの溶融液体の流速は成形されるべきコアまたはアーティクルの大きさに依存して、１秒当り約０．０１−ないしＩＫｇの範囲で変化する。射出時間およびバルブの連続動作の間の時間遅延はマイクロプロセッサ８６によってすべて制御される。このマイクロプロセッサ８６はその大きさおよび形状の複雑さに依存してキャスティングされている異なったアーティクルごとにプログラムされ得る。

このプログラムは射出の速度および開口バルブの順序がキャスティングされている特定のアーテイクルのために設計されるように配列される。

タンク１−０はプラグまたはバルブをその中に有するドレイン９０を有する。さらに、その中にプラグを有するさらなるドレイン９２はタンク１０の外の通路５２の最も低い位置に設けられる。もしシステムから排出することが必要であれば、まず射出ピストン１８が排出ホール８８より上に持ち上げられ、第１のバルブ２２は第１の（開いた）位置に位置決めされ、第２のバルブ４６は開けられる。

同時にタンク１０からのドレイン９０が開けられ、通路５２からのドレイン９２か開けられる。溶融液体は２つのドレインを介してタンクから排出される。射出ピストン１８が排出ホール８８より上に上昇させられるので、空気は射出シリンダ１６に入ることを許容され、溶融液体が通路３２および５２を介して排出され、通路５２のドレイン９２を介して外に出されることを許容する。この方法によってタンクおよびバルブシステムの液体のすべては排出される。

様々な変化か以下に請求の範囲によってのみ制限されるこの発明の範囲から逸脱することなくここに示された実施例に行なわれ得る。

要約書低い溶融温度を有する金属合金をキャスティングするためのバルブメカニズムは合金タンク（１０）の内部の単一アセンブリに２つのバルブ（２２，４６）を与える。タンク内にあるバルブは空気中で発生し得る酸化物の形成を低減し、漏れを低減する傾向にある。この装置は溶融金属合金を含むように適合されたタンク（１０）と、タンク（１０）の外側に置かれるダイ（５８）へタンク（１０）を介してつながる射出通路（２０）への接続をその台に有するタンク（］０）内のシリンダ（］６）とを含む。ピストン（］８）はシリンダ（１６）内で往復運動する。２つのバルブ（２２，４６）は溶融金属合金がシリンダ（１６）の中に引張られることを許容するタンク（１０）の中の通路。

（２０）に供給され、通路（５２）を介してダイ（５８）に強制される。ピストン（１８）のための制御システム（８６）は溶融金属合金がダイ（５８）に送られた場合シリンダ（１６）の中のピストン（１８）の速度を正確に制御する。

手続補正書１、事件の表示国際出願番号；　ＰＣＴ／ＣＡ９１１０００８７２、発明の名称低い溶融温度を何する金属合金をキャスティングするためのバルブメカニズム３、補正をする者事件との関係　特許出願人名　称　エレクトロバート・リミテッド４、代理人住　所　大阪市北区南森町２丁目１番２９号　住友銀行南森町ビル屯舌　大阪（０６）３６１−２０２１５、補正命令の日付自発補正６、補正の対象請求の範囲、および明細書７、補正の内容（１）請求の範囲を別紙のとおり補正する（２）明細書第２頁第１４行目の「れる。」と「金属コア・・・」の間に下記の文章を挿入する記ポンプおよびバルブが溶融金属槽に含まれるダイキャスティン・グの−ＰＪｉ、ｔ、ギーセレイ（Ｇｉｅｓｓｅｒｅｉ　）５０　（１９６３年３月２１日）ヘット（Ｈｅｆ’ｔ）　６．頁１６７によって示される。

以上コ、溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置であって、溶融金属を含むように適合されたタンク（１０）と、タンク（１０）に置かれ、タンク（１０）の外側に置かれたダイ（５８）へタンク（１０）を介してつながる射出通路（２０）（５２）への接続を有するシリンダ（１６）と、シリンダ（１６）内のピストン（１８）と、シリンダ（１６）からダイ（５８）への通路（２０，５２）が開いている策１の位置と、ダイ（５８）への通路（２０，５２）が閉じられ、バルブポート開口部（３０）がシリンダ（１６）からタンク（１０）へ開いている第２の位置とを有する、通路内のバルブ（２２）と、一方の位置から他方の位置へバルブ（２２）を移動させるためのバルブ動作手段（４２）とを含み、射出シリンダ（１６）の中の射出ピストン（１８）の位置を表わす変位信号を与えるための変位トランスジューサ手段（９８）と、変位信号を射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルと比較し、その中の溶融金属の射出中ダイには実質的に圧力がないことを表わす射出ストローク信号を与えるための比較手段と、さらに射出ストローク信号に従って射出シリンダ（１６）の中の射出ピストン（１８）を動かすための手段（７６）とを含む、装置。

２．その中に駆動ピストンを有する二重作用流体動作型駆動シリンダ（７６）を含み、その中の駆動ピストンは射出ピストンにシャフトによって接続される、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

３、駆動シリンダ（７６）は液圧で動作する、請求項２に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

４、駆動シリンダ（７６）は空圧で動作する、請求項２に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

５、トランスジューサ手段（９８）と射出ピストン（１８）’との間に機械的リンク（１００）を含む、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

６、流体を二重作用駆動シリンダ（７６）に制御するためのサーボバルブ（９６）を含む、請求項２に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

７、サーボバルブ（９６）の動作を制御するためのサーボバルブ制御装置（１０２）を含み、サーボバルブ制御装置（１０２）は変位トランスジューサ手段（９８）からの、およびその中に予め定められた時間／距離プロファイルプログラムを含むマイクロプロセッサ（８６）からの信号を特徴する請求項６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

８、サーボバルブ（９６）は空圧で動作し、かつ駆動シリンダ（７６）は空圧で動作する、請求項６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

９、サーボバルブ（９６）は空圧で動作し、かつ駆動シリンダ（７６）は液圧で動作する、請求項６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

１０、サーボバルブ（９６）は液圧動作し、かつ駆動シリ′　ンダ（７６）は液圧で動作する、請求項６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。

１１、溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法であって、その中に射出ピストン（１８）を有する射出シリンダ（１６）を利用し、シリンダ（１６）は溶融金属および射出シリンダ（１６）内で射出ピストン（工８）を動かすための手段を含むタンク（１０）内に置かれ、射出シリンダ（１６）からタンク（１０）の外部のダイ（５８）へつながる射出通路（２０，５２）を利用し、通路（２０）はその中にバルブ（２２）を有し、バルブ（２２）はタンク（１０）へのバルブポート開口部を有し、射出シリンダ（１６）からグイ（５８）への通路（２０）（５２）を開き、タンク（１０）へのバルブポート開口部（３０）を閉じるようにバルブ（２２）を動作させるステップと、射出シリンダ（１６）において射出ピストン（１８）の相対位置を決定するステップと、射出ピストン（１８）の相対位置を射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルと比較して、その中の溶融金属の射出中ダイには実質的に圧力がないことを表わす射出ストローク信号を発生するステップと、射出ストローク信号に従って射出シリンダ（１６）で射出ピストン（１８）を動かすステップと、予め定められた時間遅延の後、シリンダ（１６）からダ・イへの通路（２０，５２）を閉じ、タンク（１０）へのバルブボート開口部を開けるようにバルブ（２２）を動作させるステップと、さらに射出シリンダ（１６）の中で射出ピストン（１８）を動かして、バルブボート開口部（３５）を介してタンク（１０）から溶融金属でシリンダ（１６）を充填するステップとを特徴とする、方法。

１２、その中に駆動ピストンを有する二重作用流体動作型駆動シリンダ（７６）を含み、その中の駆動ビスＩ・ンは射出ピストン（１８）にシャフトによって接続され、射出ピストン（１８）は駆動ピストンの流体動作運動によって動く、請求項１１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

１３、駆動ピストンは液圧で動く、請求項１２に記載のキャスティングまたはエンキャブシュレージ３ンを作る方法。

１４、駆動ピストンは空圧で動く、請求項】２に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

１５、射出ピストン（１８）の相対位置は射出ピストン（１８）に連結された変位トランスジューサ手段（９８）またはエンキャプシュレーションを作る方法。

　１６、流体をサーボバルブ（９６）を有する二重作用流体動作型駆動シリンダ（７６）に制御するステップを含む、請求項１２に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

１７、変位トランスジューサ手段（９８）からの信号、および射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルを表わす信号に応答してサーボバルブ（９６）の動作を制御するステップを含む、請求項１６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

１８、サーボバルブ（９６）を空圧で動作させ、駆動ピストンを空圧で動作させるステップを含む、請求項１６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

１９、サーボバルブ（９６）を空圧で動作させ、駆動ピストンを液圧で動作させるステップを含む、請求項１６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

２０、サーボバルブ（９６）を液圧で動作させ、駆動ピストンを液圧で動作させるステップをさらに含む、請求項１６に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。

国際調査報告　ＰＣＴ／Ｃ＾９１１０００８７国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置であって、溶融金属を含むように適合されたタンクと、タンクを介してタンクの外に置かれるダイまでつながる射出通路への接続をその台に有するタンクに置かれたシリンダと、シリンダ内のピストンと、シリンダからダイヘの通路が開いている第１の位置と、ダイヘの通路が閉じている第２の位置とを有するタンク内にある通路の第１のバルブとを含み、接続はシリンダからタンク内のバルブポート開口部へ開いており、第１のバルブを一方の位置から他方の位置へ移すための第１のバルブ動作手段と、第１のバルブからダイヘの通路を開閉するためのタンク内で第１のバルブの後ろにある通路の中の第２のバルブと、第２のバルブを開閉するための第２のバルブ動作手段と、さらに第２の位置にある第１のバルブと、第２のバルブが閉じられた状態でシリンダのピストンを持ち上げるための手段と、第１の位置の第１のバルブと第２のバルブが開いている状態で、ピストンをシリンダ内で降下させ溶融金属をダイに射出するための手段とを含む、装置。
２．通路およびタンクのバルブポート開口部はシリンダより下である、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
３．第１のバルブは第１の位置に対してバルブポート開口部を閉じるようにその頂上に切頭円錐形の弁座を有し、かつ第２の位置に対してダイヘの通路を閉じるように底に切頭円錐形の弁座を有する円筒状部材を含み、円筒状部材はタンクより上に実質的に垂直に延在するバルブステム上で支持され、第１のバルブ動作手段は円筒状の部材が第１の位置と第２の位置との間で動くようにバルブステムを往復運動させるための手段を含む、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
４．第２のバルブはダイヘの通路を閉じるようにその台に切頭円錐形の弁座を有する第２の円筒状部材を含み、第２の円筒状部材はタンクより上に実質的に垂直に延在する第２のバルブステム上で支持され、第２のバルブ動作手段は第２の円筒状部材が開位置と閉位置との間で動くように第２のバルブステムを往復運動させるための手段を含む、請求項３に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
５．タンクはタンクから溶融金属を排出するためのドレイン手段を有し、タンク内の通路の実質的に最も低い部分へのドレイン接続を含み、タンクが排出されるときに通路から溶融金属が排出されることを許容する、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
６．シリンダ、第１のバルブ、第２のバルブおよびシリンダからの通路はタンク内に含まれる単一のアセンブリ内に組込まれる、請求項１に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
７．単一のアセンブリは点検修理のためにタンクから脱着可能である、請求項６に記載の装置。
８．溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法であって、射出ピストンをその中に有する射出シリンダを利用し、シリンダは溶融金属を含むタンクに置かれ、シリンダの中でピストンを昇降させるための手段と、タンクの外部のダイにつながる射出通路とを利用し、通路はタンクヘのバルブポート開口部を有する第１のバルブをその中に有し、かつその通路を開閉するための第２のバルブをその中に有し、第１のバルブおよび第２のバルブはタンク内に含まれ、シリンダからの通路を開けて、バルブポート開口部を閉じるように第１のバルブを動作させるステップと、ダイヘの通路を開けるように第２のバルブを動作させるステップと、ダイが一杯になるまでシリンダの中でピストンを降下させることによって溶融金属をダイに射出するステップと、予め定められた時間遅延の後ダイヘの通路を閉じるように第２のバルブを動作させるステップと、シリンダからの通路を閉じ、バルブポート開口部を開けるように第１のバルブを動作させるステップと、さらにシリンダの中でピストンを持ち上げることによってバルブポート開口部を介してタンクから溶融金属でシリンダを充填するステップとを含む、方法。
９．溶融金属のダイヘの射出は制御され、その結果射出ステップの間ダイには実質的に圧力がない、請求項８に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。
１０．予め定められた時間期間の間の冷却段階の間に圧力下で溶融金属を維持するために、射出ステップの後圧力が射出ピストンに与えられる、請求項９に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。
１１．溶融液体のダイヘの流速は秒当り約０．０１から１Ｋｇの範囲である、請求項９に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。
１２．射出ステップは約３から３０秒の時間期間で発生する、請求項８に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。
１３．時間遅延は射出ステップのために第１のバルブと第２のバルブを動作させる間に発生し、さらなる時間遅延は第２のバルブを動作させ、シリンダの中でピストンを降下させることを開始して、溶融金属を射出し始めた後発生する、請求項８に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作る方法。
１４．溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置において、射出シリンダはその中で往復運動をするための射出ピストンを有し、射出ピストンは一方向に動いて溶融金属をダイに射出するための射出ストロークを与え、他方向に動いて射出シリンダを溶融金属で充填するための充填ストロークを与えるように適合され、射出ストロークにおける射出ピストンの速度を制御するための手段の改良点は射出シリンダの射出ピストンの位置を表す変位信号を与えるための変位トランスジューサ手段と、射出ストローク信号を与えるために射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルと変位信号を比較するための比較手段と、さらに射出ストローク信号に従って射出シリンダの中で射出ピストンを動かすための手段とを含む、装置。
１５．その中に駆動ピストンを有する二重作用流体動作型駆動シリンダを含み、その中の駆動ピストンはシャフトによって射出ピストンに接続される、請求項１４に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
１６．駆動シリンダは液圧で動作する、請求項１５に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
１７．駆動シリンダは空圧で動作する、請求項１５に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
１８．変位トランスジューサ手段と射出ピストンとの間に機械的リンクを含む、請求項１４に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
１９．流体を二重作用駆動シリンダに制御するためのサーボバルブを含む、請求項１５に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
２０．流体サーボバルブの動作を制御するためのサーボバルブ制御装置を含み、サーボバルブ制御装置は変位トランスジューサ手段と、その中に予め定められた時間／距離プロファイルプログラムを含むマイクロプロセッサとから信号を受信する、請求項１９に記載のキャスティングまたはエンキヤブシエレーションを作るための装置。
２１．サーボバルブは空圧で動作し、かつ駆動シリンダは空圧で動作する、請求項１９に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
２２．サーボバルブは空圧で動作し、かつ駆動シリンダは液圧で動作する、請求項１９に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
２３．サーボバルブは液圧で動作し、かつ駆動シリンダは液圧で動作する、請求項１９に記載のキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置。
２４．溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための装置において、射出シリンダはその台にダイにつながる射出通路への接続、射出シリンダ内で往復動作する射出ピストン、および射出シリンダで一方向に射出ピストンを動かして、射出シリンダを溶融金属で満たし、射出シリンダ内で他方向に射出ピストンを動かし、溶融金属をダイに射出するための手段とを有し、溶融金属のダイヘの流れを制御するためのシステムの改良点はその中での往復運動のための駆動シリンダの中の駆動ピストンを有する流体動作型二重作用駆動シリンダと、射出ピストンと駆動ピストンとの間の接続手段と、駆動シリンダヘの流体流れを制御するための流体サーボバルブ手段と、接続手段に機械的に連結され、駆動シリンダ内の駆動ピストンの位置を表わす信号を与えるための変位トランスジューサ手段と、さらに変位トランスジューサ手段から信号を受信し、射出シリンダ内の射出ピストンの射出運動を表わし、駆動シリンダヘの流体流れを制御するように流体サーボバルブ手段を制御する予め定められた時間／距離プロファイルとその信号を比較し、その結果射出ピストンが予め定められた時間／距離プロファイルに従うようにする制御装置手段とを含む、装置。
２５．溶融金属からキャスティングまたはエンキャプシュレーションを作るための方法において、射出シリンダはその中で往復運動するための射出ピストンを有し、射出ピストンは溶融金属をダイに射出するために射出ストロークを与えるために射出シリンダ内で移動し、射出ストロークのための射出ピストンの速度を制御する改良点は射出ストロークで射出ピストンの相対的な位置を決定するステップと、射出ピストンの相対的な位置を射出ストロークのための予め定められた時間／距離プロファイルと比較して、射出ストローク信号を発生するステップと、さらに射出ストローク信号に従って射出シリンダ内で射出ピストンを動かすステップとを含む、方法。