JP3437313B2 - 半凝固鋳造装置 - Google Patents
半凝固鋳造装置Info
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Description
ダイカストマシンの金型内に圧入し、ダイカスト製品を
鋳造する半凝固鋳造装置に関する。
トをダイカストマシンの金型内に圧入し、ダイカスト製
品を鋳造する半凝固鋳造システムが知られている。この
方法は、高融点合金をダイカストする方法として開発さ
れたが、最近ではアルミニウム合金、マグネシウム合金
等にも実施されている。
与えながら冷却し、半凝固状態にして鋳造するレオキャ
スト( Rheocast)法と、溶湯を完全に冷却して凝固させ
たビュレットを再加熱して半凝固状態にしたのち鋳造す
るチクソキャスト(Thixocast) 法とがある。
度流動性があり、成形中にガスの巻き込みがなく、また
結晶粒が均一となるため機械的強度が高く安定する。当
然、T6処理、溶接が可能であり、また成分、組織的に
偏析がないことから陽極酸化、化成処理がしやすいなど
の特徴がある。さらに、成形サイクルタイムが短く、生
産性の向上を図ることができ、また寸法精度が高く、後
加工が省略できるなどの諸々の効果がある。
た半凝固鋳造システムを用いて半凝固鋳造法を実施しよ
うとしたとき、溶湯を半凝固状態にした半凝固ビュレッ
トを用いる必要があり、その材料費が高く、また半凝固
ビュレットのサイズによってダイカストマシンのプラン
ジャの径が限定されるという不都合がある。また、凝固
ビュレットをダイカストマシンに搬入し、プランジャに
よってキャビティに充填して成形した後、ゲート等に残
存して固化した金属塊や、巣が発生し不良品となった成
形品は再利用できず、廃棄せざるを得ない。つまり、従
来の半凝固鋳造システムは半凝固ビュレットだけしか使
用できないので、素材に無駄ができ、不経済である。
もので、その目的とするところは、溶湯を半凝固状態に
した半凝固ビュレットを製造し、または必要に応じて再
加熱して半凝固ビュレットを製造し、これをビュレット
搬入ロボットによってダイカストマシンに搬入すること
により、鋳造が連続的に行え、しかも専用の半凝固ビュ
レットを用いることなく、素材の再利用ができる経済的
な半凝固鋳造装置を提供することにある。
的を達成するために、請求項1は、半凝固ビュレットを
金型のキャビティ内に圧入し、ダイカスト製品を鋳造す
るダイカストマシンと、素材を加熱溶融する加熱溶融炉
と、この加熱溶融炉によって溶融された溶湯を収容する
ビュレットケースを備え、その溶湯に超音波振動を付与
しながら冷却して半凝固させ、半凝固ビュレットを製造
する半凝固ビュレット製造装置と、この半凝固ビュレッ
ト製造装置によって得られた半凝固ビュレットを前記ダ
イカストマシンに搬入するビュレット搬入ロボットとを
具備したことを特徴とする。
ャビティ内に圧入し、ダイカスト製品を鋳造するダイカ
ストマシンと、素材を加熱溶融する加熱溶融炉と、この
加熱溶融炉によって溶融された溶湯を収容するビュレッ
トケースを備え、その溶湯に超音波振動を付与しながら
冷却して凝固させ、半凝固ビュレットを製造する半凝固
ビュレット製造装置と、この半凝固ビュレット製造装置
によって得られた半凝固ビュレットまたは凝固ビュレッ
トを再加熱する再加熱装置と、この再加熱装置によって
再加熱された半凝固ビュレットを前記ダイカストマシン
に搬入するビュレット搬入ロボットとを具備したことを
特徴とする。
部を有する円筒体で、その周壁にウォータジャケットを
有すると共に、径方向に複数に分割可能であることを特
徴とする。前記再加熱装置は、好ましくは、ビュレット
ケースから取り出された半凝固ビュレットまたは凝固ビ
ュレットを囲繞することが可能な高周波加熱コイルであ
ることを特徴とする。
半凝固ビュレット製造装置のビュレットケースに収容し
た後、その溶湯に超音波振動を付与しながら冷却して半
凝固させ、半凝固ビュレットを製造する。この半凝固ビ
ュレットをビュレット搬入ロボットによってダイカスト
マシンに搬入し、ダイカスト製品を鋳造する。
説明する。図1は半凝固鋳造装置の全体を概略的に示す
平面図で、1は溶湯を半凝固状態にした半凝固ビュレッ
トから鋳造する公知のダイカストマシンである。このダ
イカストマシン1の近傍には素材を加熱溶融する加熱溶
融炉2、この加熱溶融炉2によって溶融された溶湯を後
述するビュレットケースに注湯する注湯機3、この注湯
機3によって注湯された溶湯に超音波振動を付与しなが
ら冷却して半凝固させ、半凝固ビュレットを製造する半
凝固ビュレット製造装置4およびこの半凝固ビュレット
製造装置によって得られた半凝固ビュレットを前記ダイ
カストマシン1に搬入するビュレット搬入ロボット5が
設けられている。
うに、固定金型6と可動金型7を有しており、両金型
6,7間にはキャビティ8が設けられ、このキャビティ
8はゲート9と連通している。前記固定金型6にはスリ
ーブ10が設けられており、このスリーブ10の外周に
は保温用誘導加熱コイル11が設けられ、内部にはプラ
ンジャ12が軸方向に進退自在に設けられている。
を加熱溶融し、得られた溶湯が凝固することなく、溶融
状態に維持している。また、半凝固ビュレット製造装置
4は、図3〜図7に示すように構成されている。すなわ
ち、13は円板状の回転テーブルであり、軸受体14に
回転自在に軸支された回転軸15を中心として回転する
ようになっている。回転軸15の隣側には駆動モータ1
6が設置され、この駆動モータ16の回転はギャ等の動
力伝達機構17を介して回転軸15に伝達されるように
なっている。
第1〜第4のエリア18a〜18dに4等分されてお
り、この第1〜第4のエリア18a〜18dに対応して
注湯ゾーンa、半凝固ゾーンb、再加熱ゾーンcおよび
搬出ゾーンdが設けられている。また、回転テーブル1
3の第1〜第4のエリア18a〜18dにはビュレット
ケース19が搭載されている。これらビュレットケース
19はセラミックまたは金属等の耐熱性に優れた材料か
らなり、円筒状のケース本体20と、このケース本体2
0の下端開口を閉塞する底部21とから構成され、底部
21に対してケース本体20は着脱自在に構成されてい
る。
けた分割面20aを境界して2分割可能であり、その分
割面20aには互いに係合する係合段部が形成されてい
る。さらに、2分割されたケース本体20はそれぞれ開
閉用シリンダ22のロッド23に支持されており、これ
ら開閉用シリンダ22は支持部材23aを介して進退用
シリンダ24のロッド25に支持されている。
用シリンダ22と進退用シリンダ24によって支持され
ており、この進退用シリンダ24は前記回転テーブル1
3の外周に注湯ゾーンaから半凝固ゾーンbに亘って円
弧状に設けられたガイドレール26に移動自在に支持さ
れている。つまり、ビュレットケース19を支持する開
閉用シリンダ22と進退用シリンダ24は回転テーブル
13の外周を注湯ゾーンaと半凝固ゾーンbとの間を往
復運動できるようになっている。
体20にはウォータジャケット27が設けられ、冷却水
28を流通することにより、注湯機3によって注湯され
た溶湯Aを冷却してビュレットケース19の内部に円柱
状の半凝固ビュレットBを製造するように構成されてい
る。
ブル13の上部にはビュレットケース19の上部開口に
対向して超音波発振装置29が設けられている。この超
音波発振装置29は、超音波発振回路30と接続する振
動子31およびこの振動子31に固定されたホーン32
とからなり、ホーン32はビュレットケース19の内部
の溶湯Aに挿入され、溶湯Aに超音波振動を付与して撹
拌し、溶湯Aの微細化、脱ガスを行うようになってい
る。したがって、振動子31およびホーン32は昇降機
構33によって昇降自在に支持され、溶湯Aに超音波振
動を付与するときには、振動子31およびホーン32の
全体を下降させてホーン32を溶湯Aに没入させ、撹拌
が終了すると、上昇してホーン32が溶湯Aから引き上
げられるように構成されている。
ブル13にはビュレットケース19のケース本体20が
分割され、底部21に載置された半凝固ビュレットBま
たは凝固ビュレットを囲繞する高周波加熱コイル34を
備えた再加熱装置35が設けられている。この再加熱装
置35は昇降機構36によって昇降自在に支持され、半
凝固ビュレットBを再加熱するときには、再加熱装置3
5の全体を下降させて半凝固ビュレットBを高周波加熱
コイル34によって囲繞し、再加熱が終了すると、上昇
して半凝固ビュレットBの上方へ引き上げられるように
構成されている。
図1に示すように、搬出ゾーンdに設置され、主軸37
を中心として旋回する旋回アーム38を有しており、こ
の旋回アーム38の先端部には半凝固ビュレットBの側
部を把持する把持部39を有している。そして、回転テ
ーブル13の第4のエリア18dに位置する半凝固ビュ
レットBを把持して前記ダイカストマシン1に搬入する
ようになっている。
装置の作用について説明する。アルミニウム合金、マグ
ネシウム合金等の素材を加熱溶融炉2に投入すると、素
材は加熱溶融炉2によって溶融された溶湯Aが得られ
る。この溶湯Aを注湯ゾーンaにおいて注湯機3により
回転テーブル13上のビュレットケース19に注湯す
る。ビュレットケース19内に所定量の溶湯Aが収容さ
れると、回転テーブル13は回転し、溶湯Aが収容され
たビュレットケース19は半凝固ゾーンbに位置する。
が半凝固ゾーンbに位置すると、昇降機構33が作動
し、振動子31およびホーン32の全体が下降すると共
に、超音波発振回路30に通電され振動子31が超音波
振動する。振動子31の超音波振動は溶湯Aに挿入され
たホーン32を介してビュレットケース19の内部の溶
湯Aに伝達される。したがって、溶湯Aは撹拌され、溶
湯Aの微細化、脱ガスが行われる。
し、撹拌が終了すると、昇降機構33によって超音波発
振装置29の全体が上昇してホーン32が溶湯Aから引
き上げられる。
20に設けられたウォータジャケット27には冷却水2
8が流通しているため、ビュレットケース19内の溶湯
Aは冷却され、ビュレットケース19の内部で徐々に凝
固されてビュレットケース19に倣って円柱状の半凝固
ビュレットBが製造される。
レットBが製造されると、開閉用シリンダ22が作動
し、ロッド23が引き込まれるため、ケース本体20は
分割面20aを境界して2分割される。したがって、ケ
ース本体20は半凝固ビュレットBから離れ、さらに進
退用シリンダ24が作動し、ロッド25が引き込まれる
と、ケース本体20は回転テーブル13から後退する。
したがって、半凝固ビュレットBはビュレットケース1
9の底部21に載置された状態となる。
と、底部21に載置された半凝固ビュレットBは再加熱
ゾーンcに移動する。半凝固ビュレットBが再加熱ゾー
ンcに位置すると、昇降機構36によって再加熱装置3
5が下降し、高周波加熱コイル34は半凝固ビュレット
Bを囲繞する。そして、高周波加熱コイル34に通電さ
れると、半凝固ビュレットBは周囲から再加熱される。
と、昇降機構36によって再加熱装置35が上昇して半
凝固ビュレットBの上方へ引き上げられ、回転テーブル
13が再び1/4回転し、再加熱された半凝固ビュレッ
トBは搬出ゾーンdに移動する。 搬出ゾーンdにはビ
ュレット搬入ロボット5が待機しており、旋回アーム3
8の先端部の把持部39によって半凝固ビュレットBの
側部を把持し、旋回アーム38が主軸37を中心として
旋回し、半凝固ビュレットBをダイカストマシーン1の
スリーブ10に搬入する。ダイカストマシン1は、半凝
固ビュレットBの搬入を確認した後、プランジャ12が
前進して半凝固ビュレットBをゲート9を介して固定金
型6と可動金型7との間のキャビティ8に圧入してダイ
カスト成形する。
ーブル13から後退したケース本体20はガイドレール
26に沿って移動する開閉用シリンダ22と進退用シリ
ンダ24によって注湯ゾーンaに戻り、ここで再び進退
用シリンダ24の前進によってケース本体20がビュレ
ットケース19の底部21の側部に位置決めされる。次
に、開閉用シリンダ22のロッド23が突出し、ケース
本体20は分割面20aで接合されるため、底部21と
ケース本体20とでビュレットケース19が形成され
る。したがって、前述と同様に加熱溶融炉2によって溶
融された溶湯Aが注湯機3により回転テーブル13上の
ビュレットケース19に注湯され、前述と同様の作用を
繰り返すことにより、連続的にダイカスト成形が行われ
る。
ーンcにおいて半凝固ビュレットBを再加熱装置35に
よって再加熱した後、半凝固ビュレットBを搬出ゾーン
dに移動するようにしたが、半凝固ゾーンbにおいて得
られた半凝固ビュレットBが適正のものであれば、再加
熱を行う必要がなく、再加熱装置35は不要である。
1およびホーン32の全体を下降させ、ホーン32をビ
ュレットケース19の内部の溶湯Aに没入することによ
り、超音波振動を溶湯Aに伝達させるようにしたが、図
8に示すように、ホーン32の先端部をビュレットケー
ス19の底部21に当接させ、ビュレットケース19の
内部の溶湯Aに間接的に超音波振動を伝達させるように
してもよい。
ーブル13を第1〜第4のエリア18a〜18dに4等
分し、この第1〜第4のエリア18a〜18dに対応し
て注湯ゾーンa、半凝固ゾーンb、再加熱ゾーンcおよ
び搬出ゾーンdを設けたが、図9および図10に示すよ
うに、回転テーブル13を第1〜第3のエリア18a,
18cおよび18d3等分し、この第1〜第3のエリア
18a,18c,18dに対応して注湯・半凝固ゾーン
a、再加熱ゾーンcおよび搬出ゾーンdを設けてもよ
い。
凝固ゾーンaに2分割されたケース本体20を開閉する
開閉用シリンダ22のロッド23によって支持し、これ
ら開閉用シリンダ22を支持部材23aを介して進退用
シリンダ24のロッド25に支持し、開閉用シリンダ2
2と進退用シリンダ24を注湯・半凝固ゾーンaに固定
的に設置することができる。
ス本体20を開閉用シリンダ22と進退用シリンダ24
によって保持した状態で、つまり、底部21に対してケ
ース本体20をセットしてビュレットケース19を構成
し、溶湯Aを注湯・半凝固ゾーンaにおいて注湯機3に
よりビュレットケース19に注湯する。
が収容されると、回転テーブル13の中央の固定テーブ
ル13aに支持した昇降機構33が作動し、振動子31
およびホーン32の全体が下降すると共に、超音波発振
回路30に通電され振動子31が超音波振動する。振動
子31の超音波振動は溶湯Aに挿入されたホーン32を
介してビュレットケース19の内部の溶湯Aに伝達され
る。したがって、注湯・半凝固ゾーンaにおいて、注湯
と溶湯Aの撹拌が行われ、溶湯Aの微細化、脱ガスされ
る。
し、撹拌が終了すると、昇降機構33によって振動子3
1およびホーン32が溶湯Aから引き上げられる。一
方、ビュレットケース19のケース本体20に設けられ
たウォータジャケット27には冷却水28が流通してい
るため、ビュレットケース19内の溶湯Aは冷却され、
ビュレットケース19の内部で徐々に凝固されてビュレ
ットケース19に倣って円柱状の半凝固ビュレットBが
製造される。
にした半凝固ビュレットを製造し、または必要に応じて
再加熱して半凝固ビュレットを製造し、これをビュレッ
ト搬入ロボットによってダイカストマシンに搬入するこ
とにより、鋳造が連続的に行え、しかも専用の半凝固ビ
ュレットを用いることなく、金型のゲート等に残って固
化した金属塊や、巣などの発生によって不良品となった
鋳造品を加熱溶融炉によって溶融し、その溶湯から半凝
固ビュレットを製造できるため、素材の再利用ができ、
経済的であるという効果を奏する。
体の概略的な平面図。
図。
図。
し、ビュレットケースを閉じた状態の平面図および縦断
側面図。
し、ビュレットケースを開いた状態の平面図および縦断
側面図。
側面図。
振装置の側面図。
図。
ュレット製造装置、5…ビュレット搬入ロボット、19
…ビュレットケース、20…ケース本体、21…底部。
Claims (4)
- 【請求項1】 半凝固ビュレットを金型のキャビティ内
に圧入し、ダイカスト製品を鋳造するダイカストマシン
と、素材を加熱溶融する加熱溶融炉と、この加熱溶融炉
によって溶融された溶湯を収容するビュレットケースを
備え、その溶湯に超音波振動を付与しながら冷却して半
凝固させ、半凝固ビュレットを製造する半凝固ビュレッ
ト製造装置と、この半凝固ビュレット製造装置によって
得られた半凝固ビュレットを前記ダイカストマシンに搬
入するビュレット搬入ロボットとを具備したことを特徴
とする半凝固鋳造装置。 - 【請求項2】 半凝固ビュレットを金型のキャビティ内
に圧入し、ダイカスト製品を鋳造するダイカストマシン
と、素材を加熱溶融する加熱溶融炉と、この加熱溶融炉
によって溶融された溶湯を収容するビュレットケースを
備え、その溶湯に超音波振動を付与しながら冷却して凝
固させ、半凝固ビュレットを製造する半凝固ビュレット
製造装置と、この半凝固ビュレット製造装置によって得
られた半凝固ビュレットまたは凝固ビュレットを再加熱
する再加熱装置と、この再加熱装置によって再加熱され
た半凝固ビュレットを前記ダイカストマシンに搬入する
ビュレット搬入ロボットとを具備したことを特徴とする
半凝固鋳造装置。 - 【請求項3】 前記ビュレットケースは、底部を有する
円筒体で、その周壁にウォータジャケットを有すると共
に、径方向に複数に分割可能であることを特徴とする請
求項1または2記載の半凝固鋳造装置。 - 【請求項4】 前記再加熱装置は、ビュレットケースか
ら取り出された半凝固ビュレットまたは凝固ビュレット
を囲繞することが可能な高周波加熱コイルであることを
特徴とする請求項2記載の半凝固鋳造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05116495A JP3437313B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 半凝固鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05116495A JP3437313B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 半凝固鋳造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08243707A JPH08243707A (ja) | 1996-09-24 |
JP3437313B2 true JP3437313B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=12879191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05116495A Expired - Lifetime JP3437313B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 半凝固鋳造装置 |
Country Status (1)
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- 1995-03-10 JP JP05116495A patent/JP3437313B2/ja not_active Expired - Lifetime
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