JPH1110302A

JPH1110302A - 電磁加圧成形機

Info

Publication number: JPH1110302A
Application number: JP17014297A
Authority: JP
Inventors: Saburo Noda; 三郎野田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳巣の発生を防止し高品質の製品を得ること
ができるとともに、成形のサイクルタイムを短くできる
ようになる電磁加圧成形機とする。【解決手段】炉２内の溶湯１００を電磁ポンプ１５に
より金型２５のキャビティ３４内へゲートを通じて充填
する電磁加圧成形機１で、金型２５にガス抜き路４１を
有するチルブロック４０と、溶湯１００を供給するノズ
ル１７の先端側に設けられた鋳込口２０とを備えるもの
とし、ガス抜き路４１の面積をゲートの面積の０.１倍
以上とし、鋳込口２０を、冷却水路付きの湯口ブシュ２
１と分流子３１とを含み形成する。そのため、ガスは大
量に排出されるので、鋳巣ができず、高品質の製品を得
ることができ、また、電磁ポンプ１５によりガスを溶湯
に巻き込まず、かつ、溶湯が固化しない範囲の速度で高
速充填されるので、成形のサイクルタイムを短縮でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路内に貯留された
溶融金属を電磁ポンプにより金型のキャビティ内へ充填
する電磁加圧成形機に関する。

【０００２】

【背景技術】精密な金型内に溶融金属（以下溶湯とい
う）を圧入し、鋳はだのすぐれた高精度な鋳物を短時間
で大量生産する鋳造方法として、ダイカストマシンを使
用するダイカスト法が知られており、このダイカスト法
では、高圧、高速での鋳造が行われている。また、上記
ダイカスト法とは別に、炉体にセットされた坩堝の上面
にダイプレートを設置し、このダイプレートに固定金型
を固定するとともに可動金型を合わせ、坩堝内の溶湯に
低圧をかけることにより、給湯管を通じて金型内に溶湯
を充填させる低圧鋳造法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ダイカス
ト法によれば、高圧、高速での充填となるので、ガスの
巻き込みを無視して行うこととなり、鋳巣ができやす
い。従って、高品質の製品を得にくいという問題と、熱
処理が困難であり、さらに、高圧充填のためアンダーカ
ット中子を必要とするものには適さないという問題とが
ある。一方、低圧鋳造法によれば、溶湯を低圧でゆっく
りと金型キャビティ内へ充填するため金型温度が高くな
り、これにより、サイクルタイムが長くなるとともに、
生産性が悪いという問題と、複雑な形状、薄肉形状の製
品を鋳造する際、充填の途中で溶湯が固化することがあ
り、高品質の製品を得にくいという問題がある。また、
坩堝内の溶湯に低圧をかける際は、圧縮気体で行ってい
るので、充填速度を途中で変えることが困難で、製品の
形状に柔軟に対応できなかった。

【０００４】本発明の目的は、鋳巣の発生を防止し高品
質の製品を得ることができるとともに、成形のサイクル
タイムを短くできるようになる電磁加圧成形機を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明の電磁
加圧成形機は、炉内に貯留した溶湯を電磁ポンプにより
金型のキャビティ内へゲートを通じて充填し成形品を得
る電磁加圧成形機において、金型に設けられキャビティ
内のガスを排出可能とするガス抜き路を有するガス抜き
部材と、金型に形成されキャビティ内へ通じるゲートと
このゲートに溶湯を供給するノズルとの間に設けられた
鋳込口とを備え、ガス抜き部材のガス抜き路の断面積は
ゲートの断面積の０. １倍以上とされ、鋳込口は、冷却
水路付きの湯口ブシュと、この湯口ブシュとの間で溶湯
のキャビティ内への流入路を形成するとともに冷却水路
を有する分流子とを含み形成されていることを特徴とす
るものである。

【０００６】以上において、本発明の電磁加圧成形機は
横型、縦型を問わず適用される。また、ガス抜き路の断
面積はゲートの断面積の０. １倍以上であればよいが、
０. ２倍以下であることが好ましく、さらに、０. １倍
以上の場合でもゲートの断面積を１００ｍｍ²以上とす
ることが好ましい。このような本発明では、キャビティ
内のガスはゲートの断面積の０. １倍以上に形成された
ガス抜き路で大量に排出されるので、ガスが成形品内に
巻き込まれることを防止でき、これにより、高品質の製
品を得ることができる。また、鋳込口を構成する湯口ブ
シュと分流子とには、それぞれに冷却水路が形成されて
いるので、部分加圧使用時における鋳込口の溶湯の固化
が早く、溶湯が逆流することがなく、これにより、成形
のサイクルタイムが短くなる。

【０００７】本発明の第２発明の電磁加圧成形機は、第
１発明のガス抜き部材のガス抜き路は鋸刃状または波状
とされるとともに、ガス抜き路近傍には冷却水路が形成
されていることを特徴とするものである。このような本
発明では、ガス抜き路が鋸刃状または波状となってお
り、また、冷却水路で冷却されているので、ガスは抜け
るが、溶湯は流れにくく、これにより、キャビティ内か
ら金型外に飛散しようとする溶湯がガス抜き路で遮断さ
れ、安全性が確保される。

【０００８】本発明の第３発明の電磁加圧成形機は、第
１発明の鋳込口を、ノズルと湯口ブシュとの間に介在さ
れノズルの先端近傍における溶湯の固化を防止する断熱
リングを備えて構成したことを特徴とするものである。
以上において、断熱リングは、湯口ブシュ側の冷却水に
よる低温をノズル側に伝達させないために、熱伝導率が
低い材料で形成されることが好ましい。このような本発
明では、湯口ブシュ側が冷却されても、その低温は断熱
リングで遮断されるので、ノズルの先端近傍における溶
湯には伝わらず、これにより、ノズルの先端近傍におけ
る溶湯の固化を防止でき、溶湯のスムーズな流れを確保
できる。

【０００９】本発明の第４発明の電磁加圧成形機は、第
１〜第３発明のいずれかに記載の溶湯充填時の溶湯の流
れの先端位置を成形品の形状に基づく電磁ポンプの負荷
の変化から読みとって、電磁ポンプの吐出圧力の設定を
切り替えることにより溶湯の充填速度を変化させ、ガス
を溶湯に巻き込まない範囲の速度で高速充填させる制御
装置を備えていることを特徴とするものである。このよ
うな本発明では、ガスを溶湯に巻き込まない範囲の速度
で高速充填させるので、鋳巣の発生を防止し高品質の製
品を得ることができるとともに、成形品のサイクルタイ
ムが短くなる。

【００１０】本発明の第５発明の電磁加圧成形機は、第
４発明の溶湯充填開始時の電磁ポンプの吐出圧力をスロ
ープ状に上昇させることを特徴とするものである。この
ような本発明では、充填開始時に電磁ポンプの吐出圧力
をスロープ状に上昇させることで、湯先が緩やかなスピ
ードでスタートし、これにより、湯先位置を確実に捕捉
でき、湯先の負荷に基づく速度制御を確実なものにする
ことができ、鋳巣の発生を防止し高品質の製品を得るこ
とができる。

【００１１】本発明の第６発明の電磁加圧成形機は、第
１〜第５発明のいずれかに記載の電磁ポンプの出力を鋳
造圧力相当で３０Ｋｇｆ／ｃｍ²以下とすることを特徴
とするものである。以上において、鋳造圧力は通常１〜
１０Ｋｇｆ／ｃｍ²で充填、保圧、冷却を行い、薄肉で
複雑な形状の成形品の場合には、溶湯の冷却速度が早
く、圧力損失が大きいので３０Ｋｇｆ／ｃｍ²程度で行
うことが好ましく、成形品の形状に応じて圧力を選択す
ることが好ましい。このような本発明では、比較的低圧
で鋳造できるので、充分なガス抜きを行えて巣の発生を
防止できるとともに、薄肉で複雑な形状の成形品にも適
用でき、これにより、高品質の製品を得ることができ
る。

【００１２】本発明の第７発明の電磁加圧成形機は、第
１または第４発明の炉は移動装置により電磁ポンプ側に
互いの接合部を接合可能に移動可能とされ、ノズルは、
ノズルタッチ用駆動手段により断熱リングに押圧される
ことを特徴とするものである。

【００１３】以上において、移動装置は、炉を電磁ポン
プ側に移動するものであればどのようなものでもよく、
例えば炉に車輪を取り付け、シリンダで炉を前後動する
ようにしてもよく、レール部材上に炉を設け、この炉を
シリンダで前後動させ、あるいはモータ、チェーン駆動
により炉を移動させてもよい。また、ノズルタッチ用駆
動手段は、ノズルを断熱リングに押圧できるものであれ
ば形式を限定されず、例えば金型とノズル側とにわたっ
て設けられるシリンダであることが好ましい。このよう
な本発明では、炉の移動、押し付けと、ノズル押圧の駆
動手段とを別個に設け、押し付け力の大小に応じた装置
としたので、装置の小型軽量化、低コスト化を図れると
ともに、長寿命化を図れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１〜７に示すように、本発明の
第１実施形態に係る電磁加圧成形機１は、電磁ポンプ１
５で溶湯１００を充填後、電磁ポンプ１５で保圧し、冷
却後電磁ポンプを１５逆相運転し、ノズル１７先端の溶
湯１００を炉２側へ逆流させて鋳込口２５の湯切れをよ
くし、よって、高品質の製品を得るとともに、成形のサ
イクルタイムを短くしようとするものである。

【００１５】すなわち、図１に示すように、電磁加圧成
形機１は、急速排湯機能を有するほぼ箱体状の炉２を備
えている。この炉２の内部にはアルミニウム等の溶湯１
００が所定量貯められている。炉２の一方側（電磁ポン
プ側）の側面かつ上下方向のほぼ中央には、炉２の内部
に通じる吸込管３がその先端を斜め上方外側に向けて取
り付けられている。また、炉２の内部には、角柱または
円柱状の浸漬体４が設けられている。この浸漬体４の上
面には垂直軸４Ａが取り付けられ、この垂直軸４Ａは炉
2 の上面に設けられた浸漬体昇降装置5 により上下方向
に移動可能に支持されている。

【００１６】炉２内の溶湯１００の基準高さ面、つま
り、定湯面Ａは常に一定であることが好ましく、そのた
めに、浸漬体４を溶湯１００内に浸漬させ上下移動させ
て定湯面Ａを維持するようになっている。浸漬体４が最
も下方に下がり仮想線Ｃで示す位置にあるときまでは定
湯面Ａが維持されるが、この状態で溶湯１００を金型に
充填すれば以後定湯面Ａの位置が下がりその位置を維持
できなくなる。そのため、液面検出器６を設け常に定湯
面Ａを検知できるようになっている。また、浸漬体４を
最大限上昇させたとき（浸漬体４が溶湯１００内から引
き上げたとき）溶湯１００は急速排湯時の最高湯面Ｂの
位置まで下がるようになっている。この急速排湯時の最
高湯面Ｂの高さは、前記吸込管３から外部にこぼれない
ような高さとなっており、この湯面Ｂの位置にすること
は、運転休止時、メンテナンス時等において必要とな
る。なお、炉２内の溶湯１００の上方空間は、溶湯１０
０および浸漬体４が酸化しないように不活性ガス雰囲気
７となっている。また、浸漬体昇降装置５および液面検
出器６は制御装置に接続されている。

【００１７】炉２の下部かつ隅部には車輪８が取り付け
られており、これらのうちの１つの車輪８の近傍にはブ
ラケット９が設けられている。このブラケット９には、
シリンダ１０のロッド１０Ａ先端が連結されており、こ
のシリンダ１０は炉２とは別体の例えば床部１１に固定
されている。従って、シリンダ１０を駆動させロッド１
０Ａを伸縮させることにより、炉２が前後移動（金型方
向への移動）することになる。

【００１８】前記吸込管３には、その延長線に沿って斜
め上方に伸びた電磁ポンプ用ダクト１６の接続口が、吸
込管３の端部との間で互いに液密になるように当接され
ている。この際、ダクト１６の接続口の吸込管３への押
付面圧は、５〜１０Ｋｇｆ／ｃｍ²となるように、シリ
ンダ１０の出力が制御装置により調整されるようになっ
ている。電磁ポンプ１５はコイル、ステータ１５Ａおよ
びコア１５Ｂ等を備え、電磁誘導の作用により、炉２内
の溶湯１００を加圧するものであり、本実施形態の電磁
ポンプ１５は通常の電磁ポンプよりコア１５Ｂ等の長さ
を長く形成してあり、高出力の電磁ポンプとなってい
る。このようなダクト１６の先端（反吸込管３側）には
ノズル１７が設けられ、これらのダクト１６、ノズル１
７の内部を溶湯１００が流入可能となっている。また、
ノズル１７の周囲には、その内部の溶湯１００が固化し
ないようにヒータ１８が設けられている。

【００１９】図２にも示すように、ノズル１７の先端は
球面状に形成されるとともに鋳込口２５の湯口ブシュ２
１に取り付けた断熱リング２２に押圧されるようになっ
ており、湯口ブシュ２１は、金型２５を構成する固定型
２６に設けられている。また、断熱リング２２は、熱伝
導率が１３Ｗ／ｍＫ＝０. ０３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
℃以下となっており、このような断熱リング２２へのノ
ズル１７先端の押付面圧は３０〜５０Ｋｇｆ／ｃｍ²と
なるように、制御装置によってノズルタッチ用駆動手段
であるアクチュエータ２７の出力を調整できるようにな
っている。なお、ノズルタッチ用アクチュエータ２７
は、固定型２６を取り付ける固定ダイプレート２８と前
記ダクト１６とにわたって設けられている。また、湯口
ブシュ２１には冷却水路２１Ａが形成されている。

【００２０】このような固定型２６に対して、固定型２
６とともに金型２５を構成する移動型２９が合わせられ
るようになっており、この移動型２９は移動ダイプレー
ト３０に取り付けられている。また、移動ダイプレート
３０は固定ダイプレート２８とともに、図示しないダイ
カストの機体に装着されている。そして、固定型３０の
湯口ブシュ２１に対向して移動型３０に分流子３１が設
けられている。分流子３１は突端部を有し、この突端部
が湯口ブシュ２１内に入り込み、両者３１、２１で形成
される隙間が溶湯の流入路３２となっている。また、分
流子３１の内部にも冷却水路３１Ａが形成されている。
ここにおいて、前記断熱リング２２、湯口ブシュ２１、
分流子３１を含んで前記鋳込口２０が構成されている。

【００２１】固定型２６または移動型３０には、図２に
も示すように、湯口ブシュ２１と分流子３１とで形成さ
れる流入路３２に連続するランナ（湯道）３３が形成さ
れ、このランナ３３と製品部３４（キャビティ）とはゲ
ート３５で繋がれている。製品部３４の流れの下流側に
はオーバーフロー３６（キャビティ）が形成されてい
る。また、オーバーフロー３６と金型２５の外表面との
間には、図１に示すように、ガス抜き部材であるチルブ
ロック４０が設けられている。このチルブロック４０は
ブロック状に形成され、固定型２６、移動型３０の両方
に設けられている。このチルブロック４０には、金型２
５の分割面（合わせ面）に沿ったそれぞれの合わせ面
に、鋸刃状または波形状のガス抜き路４１が形成されて
いる。そして、このガス抜き路４１はチルブロック４０
の固定型２６、移動型３０のガス抜き溝４２に接続され
金型外に通じている。さらに、移動側３０にはオーバー
フロー３６に向けて加圧ピン４３が設けられ、この加圧
ピン４３は加圧ピン用アクチュエータ４４により移動可
能となっており、部分的に加圧できるようになってい
る。また、２つのチルブロック４０にはそれぞれ冷却水
路４０Ａが形成されている。

【００２２】このような本実施形態の駆動系統１Ａは、
図６にも示すように、負荷電流検出器５８で検出した電
磁ポンプ１５にかかる負荷電流を、予め周波数設定器５
５により多段階に設定された周波数に自動的に切り替え
るコントローラ５６を有する前記制御装置５０を備え、
この制御装置５０により、インバータ５７を内蔵するポ
ンプ駆動源５１を駆動させ電磁ポンプ１５を駆動させて
いる。なお、インバータ制御の場合の電圧／周波数の特
性は、図７のようになっている。また、制御装置５０
は、溶湯１００の湯先（溶湯の先端側）がガスを巻き込
まない範囲の速度、つまり、層流の限界内の最適速度で
キャビティ３４内を進むように、電磁ポンプ１５の負荷
電流の変化から溶湯１００の湯先位置を読みとり、電磁
ポンプ１５の出力を順次切り替えて速度を制御するよう
になっている。

【００２３】さらに、制御装置５０は製品部３４の溶湯
凝固後に鋳込口２０の溶湯１００が固化するように、分
流子３１および湯口ブシュ２１の冷却水量を制御できる
ようになっているとともに、製品部３４に肉厚不同があ
り、加圧ピン４３による部分加圧が必要な場合は、部分
加圧時に製品部３４の溶湯１００が鋳込口２０から逆流
しないように、分流子３１の冷却水量を制御することが
でき、かつ、加圧ピン４３の作動タイミングを調整する
ことができるようになっている。また、制御装置５０に
は前記液面検出器６からの定湯面Ａの情報が送られ、こ
の情報により浸漬体昇降装置５を駆動させ、浸漬体４を
上下動させるようになっている。

【００２４】ここで、電磁ポンプ１５の出力特性線図の
うち、定電圧の場合の吐出流量と吐出圧力とは、図３に
示すような関係となっている。この図に示すように、吐
出圧力が大きいと吐出流量が少なくなり、吐出圧力が小
さいと吐出流量が多くなる。この吐出流量の多少が、つ
まり充填速度の違いとなっている。また、電磁ポンプ１
５の出力特性線図のうち、電圧（周波数）と吐出圧力と
は図４に示すような関係となっており、本実施形態で
は、電圧はスロープ状に緩やかに上昇するようになって
いる。

【００２５】このような本実施形態の溶湯１００のゲー
ト通過速度Ｖｇは、ガスの巻き込み巣を避けるために、
ガスを巻き込まない範囲の速度となる１ｍ／ｓ以下の低
速度を採用しており、この値は、層流限界の範囲以内で
ある（アルミニウム合金溶湯の層流限界は約１．５ｍ／
ｓである）。このため、ゲート３５の断面積Ｇａは非常
に広く形成されており、通常の普通ダイカスト法におけ
るゲートの断面積の約１０倍程度となっている。

【００２６】また、低圧で溶湯１００を充填するための
必要条件として、溶湯充填完了時の金型２５のキャビテ
ィ３４内の残留ガスの低減がある。この場合、普通ダイ
カスト法では、高速、高圧充填により、ガスの一部は型
外へ、残りはガス巻き込みを無視して製品内に分散含有
させているが、本実施形態では、以下のようにして残留
ガスの低減を図っている。すなわち、チルブロック４０
のガス抜き路４１の断面積Ｃｅを、０．２Ｇａ≧Ｃｅ≧
０．１Ｇａとする。ただし、最小でも１００ｍｍ²以上
とする。また、チルブロック４０のガス通過部の表面温
度ｔｃは、ｔｃ≦１００℃とする。この際、溶湯１００
が金型２５外に飛散しないように冷却水路４０Ａでチル
ブロック４０を冷却して上記温度を維持している。

【００２７】次に、本実施形態の作用を図５に基づいて
説明する。本実施形態において、通常は１〜１０Ｋｇｆ
／ｃｍ²の圧力で鋳造を行い、薄肉で複雑形状の成形品
の場合には、溶湯の凝固速度が早く、かつ、圧力損失が
大きいため、３０Ｋｇｆ/ ｃｍ²程度の圧力で鋳造を行
う。そして、本実施形態では、アルミニウム合金（ＡＣ
４ＣＨ）を使用し、金型キャビティ容積＝１２００ｃｍ³ 充填時間＝２Ｓｅｃゲート断面積Ｇａ＝８ｃｍ² と設定する。これらの条件より、ゲート通過速度Ｖｇ
は、Ｖｇ＝１２００／２×８×１０^-2＝０．７５ｍ／
ｓとなる。

【００２８】また、ガス抜き路の断面積Ｃｅは、Ｃｅ＝
０．１５Ｇａ＝１．２ｃｍ²＝１２０ｍｍ²を採用して
いる。なお、ガス抜き路の寸法は、厚さ１. ５×幅８０
ｍｍである。また、鋳込口において、分流子の温度は、部分加圧使用時；Ｔ＝２５０℃ 部分加圧不使用時；Ｔ＝４００℃に制御する。

【００２９】以上のような条件により、定湯面Ａ状態に
保持されている溶湯１００を電磁ポンプ１５により、本
機にセットされている金型２５のキャビティ３４内に充
填する。溶湯充填開始にあたり電磁ポンプ１５の吐出圧
力をスロープ状に上昇させる。

【００３０】湯先位置がゲート３５に至るまで電磁ポン
プ１５にかかる負荷電流は０から緩やかに所定値まで上
がり、その負荷を維持する。このとき、電圧は０からｆ
１に切り替わりｆ１の状態で推移する。ゲート３５から
製品部３４に至るとき負荷は大きくなり、さらに製品部
３４からオーバーフロー３６に至るまで緩やかに大きく
なる。このとき電圧は、検出された負荷により製品部３
４で上記ｆ１からｆ２に急激に切り替わりｆ２の状態で
推移する。オーバーフロー３６到達後、保圧に移行した
とき負荷は最大となり、このとき、電圧はｆ２からｆ３
に切り替わりｆ３の状態で所定時間推移する。保圧時間
はタイマで制御し、保圧時間経過後、電圧は最大のｆ３
から０を超えてマイナス側のｆＳに切り替わり、つまり
逆相運転され、ｆＳの電圧でタイマで計る逆相運転の時
間だけ溶湯金属１００をノズル１７側に逆流させてい
る。そして、湯切り時間が経過したとき電圧も０に切り
替えられ、１サイクルが終了する。

【００３１】この際、溶湯充填に伴い発生するガスは、
チルブロック４０のガス抜き路４１を経由して金型２５
外に排出されるが、ガス排出後、金型２５外に飛散しよ
うとする溶湯１００は、チルブロック４０の冷却水路４
０Ａ内の制御された冷却水により冷却され、ガス抜き路
４１内で固化される。

【００３２】また、製品部３４の溶湯凝固後に鋳込口２
５の溶湯１００が早く固化するように、制御装置５０に
より分流子３１および湯口ブシュ２１の冷却水路３１
Ａ、２１Ａの水量を制御する。さらに、製品部３４に肉
厚不同があり、加圧ピン４３による部分加圧が必要な場
合は、部分加圧時に製品部３４の溶湯１００が鋳込口２
０から逆流しないように、制御装置５０により分流子３
１の冷却水路３１Ａの水量を制御するとともに、加圧ピ
ン４３の作動タイミングを調整する。

【００３３】このような本実施形態では、次のような効
果がある。なお、以上のような条件の下に鋳造された成
形品の鋳造結果（平均値）は、・製品強度（Ｔ６処理）；引っ張り強さ＝３１Ｋｇｆ／
ｍｍ²、伸び＝１２％・ガス含有量；０．６ｃｃ／１００ｇとなっている。（１）金型内で発生するガスが、チルブロック４０の大
きなガス抜き断面積のガス抜き路４１で大量に排出され
るので、ガス含有量の少ない成形品を得ることができ、
これにより、高品質の製品を得ることができる。

【００３４】（２）チルブロック４０のガス抜き路４１
は鋸刃状または波形状に形成されているので、ガスは抜
けるが溶湯は流れにくく、これにより、キャビティ３４
内から金型２５外に飛散しようとする溶湯１００はガス
抜き路４１で遮断され、安全性を確保することができ
る。（３）ガスを溶湯１００に巻き込まず、かつ、溶湯が固
化しない範囲の速度（０．７５ｍ／ｓ）で高速充填させ
るので、巣の発生を防止し高品質の製品を得ることがで
きるとともに、成形のサイクルタイムを短くできるよう
になる。

【００３５】（４）鋳込口２０は断熱リング２２、湯口
ブシュ２１、分流子３１を含んで構成され、湯口ブシュ
２１、分流子３１にそれぞれ冷却水路２１Ａ、３１Ａが
形成されており、しかも、これらの水量は制御装置５０
で製品の形状等に応じて制御されるので、製品部の溶湯
の凝固が早くなり、サイクルタイムが短くなる。（５）鋳込口２０には熱伝導率の低い断熱リング２２が
設けられており、湯口ブシュ２１側が冷却されても、そ
の低温は断熱リング２２で遮断されるので、ノズル１７
の先端近傍における溶湯１００には伝わらず、従って、
ノズル１７の先端近傍における溶湯１００の固化を防止
でき、溶湯１００の製品部３４側へのスムーズな流れを
確保できる。

【００３６】（６）比較的低圧（１〜３０Ｋｇｆ／ｃｍ
²）の圧力で鋳造できるとともに、大きなガス抜き断面
積となったガス抜き路４１を有するので、充分なガス抜
きが行えて鋳巣の発生を防止できるとともに、薄肉で複
雑な形状の成形品にも適用でき、これにより、高品質の
製品を得ることができる。（７）充填開始時に電磁ポンプ１５の吐出圧力をスロー
プ状に上昇させているので、湯先が緩やかにスタート
し、これにより、湯先位置を確実に捕捉でき、湯先の負
荷に基づく正確な速度制御が得られ、鋳巣の発生を防止
した高品質の製品が生産できる。

【００３７】（８）電磁ポンプ１５による溶湯１００の
充填なので、非金属介在物等の不導体には電磁誘導によ
る推力が働かず、溶湯中の非金属介在物等が減少する。
従って、破断凝固片や酸化皮膜の混入がほとんどない高
品質の成形品を得ることができ、これにより、熱処理も
容易となり、溶接も可能となる。

【００３８】（９）比較的鋳造圧力が低く、充填速度も
比較的遅く、かつ、溶湯温度が低いため金型の寿命が長
い。（１０）炉２の移動、押し付けと、ノズル１７の押し付
けのアクチュエータ２７とを別個に設け、大きな押付力
が鋳造圧力の高いノズル１７部のみに作用するようにし
たので、装置の小型軽量化、低コスト化、長寿命化を図
れる。

【００３９】図８には本発明の第２の実施形態が示され
ており、本実施形態では、前記第１実施形態の電磁加圧
成形機１が横型であったものを、縦型の電磁加圧成形機
１’としたものである。従って、前記第１実施形態と同
一構造および同一部材には、同一符号を付すとともに、
その詳細な説明は省略または簡略化し、異なる部分のみ
を説明する。

【００４０】この実施形態では、電磁ポンプ１５は固定
ダイプレートである下型ダイプレート２８’にブラケッ
ト６０を介して吊り下げられた状態で設けられ、このブ
ラケット６０にはノズルタッチ用アクチュエータ２７が
設けられている。下型ダイプレート２８’には固定型２
６’が、移動型である上金型２９’は移動ダイプレート
３０’に取り付けられ、この上金型３０’にはガス抜き
弁６１が設けられている。縦型機１’の場合、ガスの排
出が悪いためにチルブロック４０の他に設けたものであ
る。このガス抜き弁６１の作動は、充填時に開くように
なっており、湯先がガス抜き弁６１に接近したことを電
磁ポンプ１５の負荷から読みとり、溶湯が金型２５’の
外に飛散しないように、ガス抜き弁６１をシャットする
ようになっている。なお、吸込管３’は吊り下げられた
電磁ポンプ１５に接続させるため、前記吸込管３よりも
長く形成されており、かつ、その周囲にはヒータ１８’
が設けられている。

【００４１】このような本実施形態においても前記第１
実施形態の作用および（１）〜（１０）と同様の効果を
得ることができる他、チルブロック４０とともにガス抜
き弁６１が設けられているので、さらに、ガス抜き効果
が大きくなり、ガスの排出が悪い縦型機１’においても
高品質の製品を得ることができる。

【００４２】なお、本発明は、前記各実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できるものであ
れば、次に示すような変形形態でもよいものである。す
なわち、前記第各実施形態では、各数値を鋳造に当たっ
て本発明で求められる諸条件に合致するように決めてあ
るが（例えばゲート断面積Ｇａを８ｃｍ²等）、これに
限らず、諸条件に合致する数値であればよい。

【００４３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電磁加
圧成形機によれば、キャビティ内のガスはゲートの断面
積の０．１倍以上に形成されたガス抜き路で大量に排出
されるので、ガスが成形品内に巻き込まれることを防止
でき、これにより、高品質の製品を得ることができる。
また、鋳込口を構成する湯口ブシュと分流子とには、そ
れぞれに冷却水路が形成されているので、部分加圧使用
時における鋳込口の溶湯の固化が早く、溶湯が逆流する
ことがなく、これにより、成形のサイクルタイムが短く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る横型の電磁加圧成
形機を示す概略図である。

【図２】本実施形態の要部を示す縦断面図である。

【図３】本実施形態の電磁ポンプの吐出圧力と吐出流量
との関係を示す出力特性線図である。

【図４】本実施形態の電磁ポンプの吐出圧力と電圧との
関係を示す出力特性線図である。

【図５】本実施形態の充填にあたってのサイクルの運転
パターンを示す図である。

【図６】本実施形態の電磁ポンプの駆動系統を示す図で
ある。

【図７】本実施形態のインバータ制御の場合の電圧／周
波数の特性を示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る縦型の電磁加圧成
形機を示す概略図である。

【符号の説明】

１電磁加圧成形機２炉３吸込管４浸漬体５浸漬体昇降装置１０移動装置であるシリンダ１５電磁ポンプ１７ノズル２０鋳込口２１湯口ブシュ２２断熱リング２６固定型３０移動型３１分流子３４キャビティである製品部３５ゲート４０ガス抜き部材であるチルブロック４１ガス抜き路５０制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉内に貯留した溶融金属を電磁ポンプに
より金型のキャビティ内へゲートを通じて充填し成形品
を得る電磁加圧成形機において、前記金型に設けられ前記キャビティ内のガスを排出可能
とするガス抜き路を有するガス抜き部材と、前記金型に形成され前記キャビティ内へ通じるゲートと
このゲートに前記溶融金属を供給するノズルとの間に設
けられた鋳込口とを備え、前記ガス抜き部材のガス抜き路の断面積は前記ゲートの
断面積の０. １倍以上とされ、前記鋳込口は、冷却水路付きの湯口ブシュと、この湯口
ブシュとの間で前記溶融金属の前記キャビティ内への流
入路を形成するとともに冷却水路を有する分流子とを含
み形成されていることを特徴とする電磁加圧成形機。
【請求項２】請求項１に記載の電磁加圧成形機におい
て、前記ガス抜き部材のガス抜き路は鋸刃状または波状
とされるとともに、ガス抜き路近傍には冷却水路が形成
されていることを特徴とする電磁加圧成形機。
【請求項３】請求項１に記載の電磁加圧成形機におい
て、前記鋳込口は、前記ノズルと前記湯口ブシュとの間
に介在され前記ノズルの先端近傍における前記溶融金属
の固化を防止する断熱リングを備えていることを特徴と
する電磁加圧成形機。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の電磁加
圧成形機において、前記溶融金属充填時の溶融金属の流
れの先端位置を前記成形品の形状に基づく前記電磁ポン
プの負荷の変化から読みとって、前記電磁ポンプの吐出
圧力の設定を切り替えることにより前記溶融金属の充填
速度を変化させ、ガスを溶融金属に巻き込まない範囲の
速度で高速充填させる制御装置を備えていることを特徴
とする電磁加圧成形機。
【請求項５】請求項４に記載の電磁加圧成形機におい
て、前記溶融金属充填開始時の前記電磁ポンプの吐出圧
力をスロープ状に上昇させることを特徴とする電磁加圧
成形機。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の電磁加
圧成形機において、前記電磁ポンプの出力を鋳造圧力相
当で３０Ｋｇｆ/cｍ²以下とすることを特徴とする電磁
加圧成形機。
【請求項７】請求項１に記載の電磁加圧成形機におい
て、前記炉は移動装置により前記電磁ポンプ側に互いの
接合部を接合可能に移動可能とされ、前記ノズルは、ノ
ズルタッチ用駆動手段により前記断熱リングに押圧され
ることを特徴とする電磁加圧成形機。