JPH0628795B2 - 鋳造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、低圧鋳造システムに係り、溶湯圧送手段お
よび溶湯圧送圧力制御を改善した鋳造方法および装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の低圧鋳造システムとして、気密構造の溶湯保持炉
から溶湯管を導出し、この溶湯管から直接金型キャビテ
ィ内へ溶湯を空気圧力により低圧力で射出し鋳造する装
置が知られている。

第２図は、前記従来の空気圧制御方式による鋳造装置の
構成例を示すものである。すなわち、第２図において、
参照符号１０は溶湯保持炉を示し、この保持炉１０は蓋
板１２により気密に密閉される。しかるに、この蓋板の
一部には、給湯管１４を気密に挿通配置すると共に空気
圧供給系１６を連通接続する。空気圧供給系１６は、所
要の空圧源１８より発生した圧力空気を空気圧制御装置
２０を介して保持炉１０内へ導入するよう構成されてい
る。一方、前記給湯管１４は、固定ダイプレート２２を
介して下金型２４の湯通路２６に連通接続する。なお、
前記下金型２４の上部には上金型２８が接合され、その
接合面間に金型キャビティ３０が設けられる。また、前
記給湯管１４の蓋板１２から外部に導出する部分の外周
部にガスバーナ３２を配設し、金型キャビティ３０内へ
溶湯を鋳込完了後これが凝固する迄の保持時間中に給湯
管１４中での溶湯の凝固を防止するよう構成する。

このように構成された従来の低圧鋳造装置においては、
気密構造の保持炉１０に対し空気圧供給系１６から制御
された空気圧力を供給して、給湯管１４から金型キャビ
ティ３０内への溶湯の射出圧力を一定条件にして鋳造を
行う。この場合、鋳造サイクル完了後は、空気圧供給系
１６から供給する空気圧力を解放するため、給湯管１４
中の溶湯は保持炉１０内に逆流し、その湯面Ｂは保持炉
１０の湯面Ａと同一レベルとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した従来の鋳造装置によれば、保持炉１０に対する
空気圧力を制御することによって溶湯の射出圧力を一定
条件とするものであるから、溶湯の射出制御に対する応
答が遅くなり、鋳造サイクルの時間が増加する難点があ
る。また、金型キャビティ３０中への溶湯射出中におけ
る射出圧力のプログラム的制御を行う場合、同様の理由
で制御性が低下し、精密な制御ができないため、複雑な
形状の鋳造品を成形するには、金型の先端キャビティま
で溶湯が充分流入できずに不良品が発生する等の難点が
ある。特に、従来の鋳造装置においては、第２図に示す
ように、金型の中央下部に１本の給湯管を接続配置して
これを保持炉に連通し、１個所の射出口から溶湯を射出
するものであるから、例えば複雑な形状の鋳造の場合、
金型キャビティの先端まで溶湯が充分達し得ず、鋳造品
の不良率発生が多くなる難点がある。さらに、鋳造サイ
クル毎に、給湯管１４中の溶湯は、空気圧力の制御の切
換えによりその湯面Ｂが上下に変動し、これにより給湯
管１４中の溶湯内に空気を巻き込み、この結果鋳造品に
巣を発生させる頻度も多くなる欠点がある。

そこで、本発明の目的は、従来の空気圧力制御に代えて
電磁誘導ポンプを使用して、溶湯の射出圧力制御と共に
給湯管および保持炉内の溶湯の最適な保持を行い得るよ
うにし、しかも金型キャビティの形状に応じて湯流れが
円滑となるよう最適個所に最適個数を給湯管射出口を設
けてそれぞれ同時もしくは時間差を以って注湯を行うこ
とにより、常に品質の安定した鋳造品を得ることができ
る鋳造方法および装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る鋳造方法は、保持炉中の溶湯を給湯管を介
して直接金型キャビティ内にへ低圧力で注湯する鋳造方
法において、金型キャビティに対し複数の最適位置にそ
れぞれ給湯管を連通接続し、前記各給湯管に電磁誘導ポ
ンプを配設して前記各給湯管による溶湯の射出タイミン
グ、射出圧力、射出量を制御することを特徴とする。

前記の鋳造方法において、保持炉内に湯面検知センサを
移動自在に設け、前記湯面検知センサにより保持炉内の
湯面レベルを検出し、この検出信号に基づき各給湯管か
ら金型キャビティ内へ注湯を行う場合の射出圧力設定と
各給湯管内の溶湯を最適レベルに保持するために各電磁
誘導ポンプの励磁電圧を演算し、指令し、制御するよう
にすれば好適である。

また、前記方法を実施するための本発明に係る鋳造装置
は、金型キャビティに対し複数の最適位置にそれぞれ給
湯管を連通接続し、これら給湯管の金型キャビティに近
接した位置にそれぞれ電磁誘導ポンプを構成する励磁コ
イルを囲繞配置し、一方保持炉内に湯面レベルを検出す
る湯面検知センサを上下移動自在に取付け、前記湯面レ
ベル検出信号を入力して前記各給湯管から金型キャビテ
ィ内へ注湯を行う場合の射出圧力設定と各給湯管内の溶
湯を最適レベルに保持するために前記電磁誘導ポンプの
励磁電圧指令を演算する手段を設け、さらにこの演算手
段で得られた励磁電圧指令により前記励磁コイルを付勢
制御する電圧制御器を設けることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の鋳造方法および装置によれば、金型キャビティ
に対し複数の最適位置にそれぞれ給湯管を連通接続し、
しかもこれら給湯管に対し電磁誘導ポンプを設けて溶湯
をその電磁力で移送するよう構成することにより、溶湯
の加熱保持を有効になし得ると共に複雑な形状の金型キ
ャビティ内への注湯を円滑かつ確実に行い、良品質の鋳
造品の生産性向上を容易に実現することができる。この
場合、保持炉内の溶湯の湯面レベルを検出してこの検出
信号に基づいて常に適正な射出タイミング，射出圧力，
射出量を得ることができるように電磁誘導ポンプを励磁
制御して良品質の鋳造品を量産化することができる。

〔実施例〕 次に、本発明に係る鋳造方法につき、この方法を実施す
る装置を例示して以下詳細に説明する。

第１図は、本発明鋳造装置の一実施例を示すものであ
る。なお、説明の便宜上第２図に示す従来の鋳造装置と
同一の構成部分については、同一の参照符号を付して説
明する。第１図において、本発明を実施する金型２４，
２８は複雑な形状を有する金型キャビティ３０を形成し
ている。そこで、本発明においては、前記金型キャビテ
ィ３０に対し円滑な湯流れが得られるよう、最適個所に
複数の独立した給湯管１４ａ，１４ｂ，１４ｃをそれぞ
れ固定ダイプレート２２を介して下金型２４の湯通路２
６に連通接続する。また、これら給湯管１４ａ，１４
ｂ，１４ｃは、保持炉１０の底部側面に対しそれぞれ連
通接続する。そして、これら給湯管１４ａ，１４ｂ，１
４ｃに対し、固定ダイプレート２２と接続される近傍に
電磁誘導ポンプを構成する励磁コイル４０ａ，４０ｂ，
４０ｃをそれぞれ囲繞配置する。しかるに、これら電磁
誘導ポンプは、各電圧制御器４２により励磁コイル４０
ａ，４０ｂ，４０ｃに供給される３相交流等の励磁電圧
を調整することにより、溶湯金属を電磁力により移送し
て金型キャビティ３０内へ射出するよう動作する。この
場合、前記電圧制御器４２を制御するため、次のような
制御系が採用される。

すなわち、参照符号４４は、蓋板１２より保持炉１０内
へ上下動自在に挿通配置された湯面検知センサであり、
この湯面検知センサ４４の移動はサーボモータ４６によ
り制御される。このサーボモータ４６の制御は、マイク
ロコンピュータ４８から出力される指令信号に基づき、
増幅器５０から出力される信号により行われる。また、
前記サーボモータ４６には、前記パルスジェネレータ５
２が結合され、前記湯面検知センサ４４の上下位置を検
出し、この検出位置信号を前記マイクロコンピュータ４
８へ入力する。さらに、前記湯面検知センサ４４によっ
て湯面との接触を検出する検出信号を変換器５４を介し
て前記マイクロコンピュータ４８へ入力する。そこで、
このマイクロコンピュータ４８では、最適の鋳造条件と
して、射出圧力と射出圧力のプログラム的変化パターン
等をキーボード等の入力手段５６により、適宜ＣＲＴデ
ィスプレイ装置５８を確認しながら入力する一方、前記
パルスジェニレータ５２から入力される保持炉１０内に
おける湯面位置データと比較し、溶湯の最適射出条件を
演算して電磁誘導ポンプの制御指令を出力する。従っ
て、このマイクロコンピュータ４８により出力される制
御指令は、増幅器６０を介して電圧制御器４２に入力さ
れ、電磁誘導ポンプの励磁コイル４０を付勢する。な
お、参照符号６２は、前記電磁誘導ンプの励磁コイル４
０および湯面検知センサ４４の移動を行うサーボモータ
４６を駆動するための動力電源を示すものである。

本実施例における鋳造装置において、各給湯管１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ中の湯面Ｂは、前述した湯面検知センサ
４４による検出信号をマイクロコンピュータ４８へ入力
して演算処理を行い、得られた出力指令を増幅器６０を
介して電圧制御器４２へ伝達し、電磁誘導ポンプの各励
磁コイル４０ａ，４０ｂ，４０ｃの励磁電圧を制御する
ことにより、各給湯管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ中の溶湯
を所定の射出プログラムに基づいて射出し、鋳込み完了
後は湯面Ｂが一定レベルとなるよう保持することが可能
となる。この場合、湯面検知センサ４４は、その感知部
が湯面に接触するまでサーボモータ４６を付勢し、セン
サ４４を下動せて湯面Ａに接触させる。この時、湯面検
知センサ４４の感知部を構成する温度センサまたは通電
センサが作動して、その出力を変換器５４を介してマイ
クロコンピュータ４８に入力し、このマイクロコンピュ
ータ４８より増幅器５０を介してサーボモータ４６の駆
動を停止させる指令を出力する。また、これと同時にサ
ーボモータ４６に結合したパルスジェネレータ５２にお
いて検出された位置信号がマイクロコンピュータ４８に
入力され、この湯面データに基づいて電磁誘導ポンプの
励磁コイル４０ａ，４０ｂ，４０ｃの励磁電圧を決定す
る演算処理を行う。

本発明においては、前述した制御手段を使用して、金型
キャビティ３０のそれぞれ湯流れを考慮してそれぞれ最
適個所に設けた給湯管１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対し、
それぞれ射出圧力，射出タイミング，射出量等が最適条
件とされるよう各電磁誘導ポンプを制御することができ
る。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
複雑な形状をした金型キャビティに対し、湯流れが良好
となる最適位置に複数の給湯管を連通接続し、これらの
給湯管り溶湯を所定のタイミングでそれぞれ適正な射出
圧力および射出量で注湯を行うことにより、欠陥のない
良品質の鋳造品を量産することができる。

また、本発明によれば、電磁誘導ポンプの使用により、
保持炉内の溶湯の湯面変化に関係なく給湯管内の一定レ
ベルに溶湯を保持することができ、常に同一の鋳造条件
で射出制御を適正に行うことができる。

さらに、電磁誘導ポンプの使用により、給湯管中の最適
レベルに湯面を保持することができることと、電磁誘導
効果による渦電流の発生で加熱作用も付加され、鋳込み
完了後の凝固待ち時間中に溶湯が給湯管中で凝固するの
を有効に防止することができる。

さらにまた、射出圧力制御に際し、射出中の圧力変化パ
ターンもマイクロコンピュータで任意に設定並びに変更
することができ、しかも給湯管中の湯面を常に最適レベ
ルに保持することができることから、溶湯への空気巻き
もなく、鋳造サイクルの短縮化による生産性の向上と共
に欠陥のない良品質の鋳造品を量産することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造方法を実施する装置の要部構
成並びに制御系統図、第２図は従来の低圧鋳造装置の要
部構成図である。 10……保持炉、12……蓋板 14a,b,c……給湯管、16……空気圧供給系 18……空圧源、20……空気圧制御装置 22……固定ダイプレート、24……下金型 26……湯通路、28……上金型 30……金型キャビティ、32……ガスバーナ 40a,b,c……励磁コイル（電磁誘導ポンプ） 42……電圧制御器、44……湯面検知センサ 46……サーボモータ 48……マイクロコンピュータ、50……増幅器 52……パルスジェネレータ、54……変換器 56……入力手段、58……ＣＲＴディスプレイ装置 60……増幅器、62……動力電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保持炉中の溶湯を給湯管を介して直接金型
   キャビティ内へ低圧力で注湯する鋳造方法において、金
   型キャビティに対し複数の最適位置にそれぞれ給湯管を
   連通接続し、前記各給湯管に電磁誘導ポンプを配設して
   前記各給湯管による溶湯の射出タイミング、射出圧力、
   射出量を制御することを特徴とする鋳造方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の鋳造方法にお
   いて、保持炉内に湯面検知センサを移動自在に設け、前
   記湯面検知センサにより保持炉内の湯面レベルを検出
   し、この検出信号に基づき各給湯管から金型キャビティ
   内へ注湯を行う場合の射出圧力設定と各給湯管内の溶湯
   を最適レベルに保持するために各電磁誘導ポンプの励磁
   電圧を演算し、指令し、制御することからなる鋳造方
   法。
3. 【請求項３】保持炉中の溶湯を給湯管を介して直接金型
   キャビティ内へ低圧力で注湯を行うよう構成した鋳造装
   置において、金型キャビティに対し複数の最適位置にそ
   れぞれ給湯管を連通接続し、これら給湯管の金型キャビ
   ティに近接した位置にそれぞれ電磁誘導ポンプを構成す
   る励磁コイルを囲繞配置し、一方保持炉内に湯面レベル
   を検出する湯面検知センサを上下移動自在に取付け、前
   記湯面レベル検出信号を入力して前記各給湯管から金型
   キャビティ内へ注湯を行う場合の射出圧力設定と各給湯
   管内の溶湯を最適レベルに保持するために前記電磁誘導
   ポンプの励磁電圧指令を演算する手段を設け、さらにこ
   の演算手段で得られた励磁電圧指令により前記励磁コイ
   ルを付勢制御する電圧制御器を設けることを特徴とする
   鋳造装置。