出湯装置及び注湯方法
【課題】ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御可能な出湯装置及び注湯方法を提供する。
【解決手段】出湯装置２０は、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ２１と、ルツボ２１を覆う密閉部材２４と、密閉部材２４に設けられた出湯口２４Ａと、出湯口２４Ａに設けられルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する閉塞部材５０とを備える構成とする。
【解決手段】出湯装置２０は、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ２１と、ルツボ２１を覆う密閉部材２４と、密閉部材２４に設けられた出湯口２４Ａと、出湯口２４Ａに設けられルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する閉塞部材５０とを備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾動式のルツボを備えた出湯装置及び注湯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ルツボの底部に出湯口を備え、出湯口を形成するノズルを開閉するストッパ（開閉部材）を設け、ストッパでノズルを閉塞し、ルツボ内の圧力や気体の種類等の雰囲気を制御した状態で溶湯を保持する出湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この出湯装置では、ストッパは、上下移動可能に構成され、下の位置でノズルを閉塞してルツボ内を密閉し、ストッパを上げることで溶湯を出湯している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、ストッパとノズルとの隙間が大きくなると、その隙間から溶湯が漏れるおそれがある。ストッパとノズルとの隙間を小さくするために、ストッパとノズルとを頻繁すり合わせる場合には、ストッパが削れていき、ストッパの寿命が短くなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御可能な出湯装置及び注湯方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、溶湯を溜める傾動式のルツボと、該ルツボを覆う密閉部材と、該密閉部材に設けられた出湯口と、該出湯口に設けられ該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、溶湯を溜める傾動式のルツボと、ルツボを覆う密閉部材と、密閉部材に設けられた出湯口と、出湯口に設けられルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。
【０００６】
上記構成において、前記密閉部材の内部空間に、前記ルツボと、該ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に前記閉塞部材を備えてもよい。
上記構成によれば、密閉部材の内部空間に、ルツボと、ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に閉塞部材を備えたため、樋部材が設けられても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。
【０００７】
上記構成において、前記密閉部材、前記ルツボおよび前記出湯口を一体化し、該ルツボの傾動出湯時には、該ルツボを前記密閉部材毎傾動してもよい。
上記構成によれば、密閉部材、ルツボおよび出湯口を一体化し、ルツボの傾動出湯時には、ルツボを密閉部材毎傾動するため、密閉部材、ルツボおよび出湯口が一体化されても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。
【０００８】
上記構成において、前記密閉部材内を加圧する加圧手段を備えてもよい。
上記構成によれば、密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたため、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【０００９】
また、本発明は、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、前記ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、前記傾動式ルツボを傾動し、該密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、前記出湯口に設けた閉塞部材を、該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、傾動式ルツボを傾動し、密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、出湯口に設けた閉塞部材を、ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。また、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶湯を溜める傾動式のルツボと、ルツボを覆う密閉部材と、密閉部材に設けられた出湯口と、出湯口に設けられルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材でルツボ内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。
【００１１】
また、密閉部材の内部空間に、ルツボと、ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に閉塞部材を備えたため、密閉部材の内部空間に樋部材が設けられても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに密閉部材内の雰囲気を制御できる。
【００１２】
また、密閉部材、ルツボおよび出湯口を一体化し、ルツボの傾動出湯時には、ルツボを密閉部材毎傾動するため、密閉部材、ルツボおよび出湯口が一体化されても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに密閉部材内の雰囲気を制御できる。
【００１３】
また、密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたため、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【００１４】
また、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、傾動式ルツボを傾動し、密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、出湯口に設けた閉塞部材を、ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。また、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図２】薄板とその近傍を拡大して示す図である。
【図３】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図５】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図７】薄板とその近傍を拡大して示す図である。
【図８】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図１０】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
鋳造装置１は、鋳型１０と、出湯装置２０とを備えて大略構成されている。鋳型１０は、鋳物の一例として２本のカムシャフトを鋳造する銅製の金型であり、鋳型１０には、図示しない冷却手段が設けられている。鋳型１０は、固定型１０Ａ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向下半分）及び可動型１０Ｂ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向上半分）を有し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが互いに開閉可能に構成されている。なお、図１は、固定型１０Ａを可動型１０Ｂ側から示す図である。鋳型１０は、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの合わせ面に、湯口１１、メインランナ１２、サブランナ１３、チョーク１４、フィルタ１５、ガス抜き孔１６、ゲート１７、及び、キャビティ１８を備えている。鋳型１０の構成は、メインランナ１２に対して左右対称となっている。
【００１７】
湯口１１は、例えば鋳鉄材料を溶かした溶湯Ｍの注入口である。メインランナ１２は、湯口１１から注入された溶湯Ｍを左右のサブランナ１３に供給する湯道である。サブランナ１３は、メインランナ１２からの溶湯Ｍをキャビティ１８に供給する湯道である。チョーク１４は、サブランナ１３の入口側に設けられ、サブランナ１３に供給された溶湯Ｍの流速を減速させる絞り部である。フィルタ１５は、サブランナ１３においてチョーク１４とゲート１７との間に設けられ、溶湯Ｍ中のガスや異物を除去する。ガス抜き孔１６はサブランナ１３に接続され、溶湯Ｍから発生したガスを排出する。ゲート１７は、サブランナ１３の出口側に設けられ、キャビティ１８に接続される。左右のゲート１７は、キャビティ１８の数に対応し、それぞれ１個設けられている。鋳型１０は、キャビティ１８の上部が開放された開放型の金型である。
【００１８】
出湯装置２０は、溶湯Ｍを溜めるルツボ２１を備えている。ルツボ２１は、例えば略箱状に形成された筐体２４（密閉部材）内に配置されており、傾動軸２１Ａを介して傾動自在に筐体２４に支持されている。傾動軸２１Ａの回転時にも筐体２４内の密閉状態を維持できるように、筐体２４の壁部と傾動軸２１Ａとの間に図示しないシール材が設けられている。傾動軸２１Ａは、ルツボ２１の上端部に設けられている。
筐体２４には、溶湯Ｍをルツボ２１内に供給するための供給口２６が形成されている。供給口２６は、ルツボ２１の直上であって、傾動軸２１Ａと上下に重ならないように、傾動軸２１Ａからオフセットした位置に設けられている。供給口２６には開閉自在な上蓋２７が設けられ、この上蓋２７は、ルツボ２１に溶湯Ｍを供給する際には開口され、閉塞中は筐体２４内を密閉するように構成されている。
【００１９】
筐体２４内には、ルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材２８が設けられている。樋部材２８は、ルツボ２１の下方に配置され、ルツボ２１を傾動させた時にルツボ２１から溢れた溶湯Ｍを受ける受け部２８Ａと、受け部２８Ａを囲む壁部２８Ｂとを備えている。樋部材２８の底部には、受けた溶湯Ｍを出湯する出湯口２８Ｃが形成されている。受け部２８Ａは、出湯口２８Ｃに向けて傾斜している。樋部材２８の周囲には、溶湯Ｍを加熱するヒータ２９が配置されている。
筐体２４には、ルツボ２１内を加圧する加圧手段４１が加圧経路４１Ａを介して接続されている。加圧経路４１Ａは、筐体２４を貫通して筐体２４内に連通しており、図示しないシール材により気密に筐体２４に接続されている。筐体２４の底部には、樋部材２８の出湯口２８Ｃより大きい出湯口２４Ａが形成されている。ルツボ２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口２４Ａから鋳型１０に出湯される。筐体２４には、出湯口２４Ａを塞ぎ、筐体２４内と外部とを仕切る薄板（閉塞部材）５０が設けられている。
【００２０】
薄板５０は、出湯時に溶湯Ｍの熱によって貫通するように構成されている。薄板５０が、紙や樹脂等の可燃物で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で燃焼して貫通する。また、薄板５０が、溶湯Ｍよりも融点の低い金属で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で溶けて貫通する。また、薄板５０が、溶湯Ｍよりも融点の高い金属で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で薄板５０の強度が下がり、溶湯Ｍの勢いで簡単に破れて貫通する。例えば、溶湯Ｍがアルミ合金の場合、薄板５０は、消失させる仕切りとして、紙、又は、ＰＥＴやポリエステル等の樹脂で形成され、強度を下げる仕切りとしてアルミ箔で形成される。また、例えば、溶湯Ｍが鉄系合金の場合には、薄板５０は、消失させる仕切りとして、紙、樹脂、又はアルミ箔で形成され、強度を下げる仕切りとしてステンレス箔で形成される。
【００２１】
ところで、出湯口２４Ａに出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を設ける場合、溶湯Ｍが薄板５０を貫通するのに時間が掛かると、薄板５０上に溶湯Ｍが溜まり、出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れてしまい、筐体２４の出湯口２４Ａ周辺が損傷するおそれがある。そこで、本実施の形態では、薄板５０の厚さが、溶湯Ｍが瞬時に貫通して出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れることのない薄さに設定されている。また、薄板５０の厚さは、加圧されたルツボ２１内と外部との差圧に耐えられるように設定されている。
【００２２】
図２は、薄板５０とその近傍を拡大して示す図である。
筐体２４には出湯口２４Ａの下端を大きくした薄板取付部５１が形成されており、この薄板取付部５１に、固定部材５２によって薄板５０が下側から取り付けられる。薄板取付部５１の上端面５１Ａにはシール部材５３Ａを嵌めるシール溝５１Ｂが形成され、薄板取付部５１の内周にはねじ部５１Ｃが形成されている。
固定部材５２は略円筒状に形成され、固定部材５２の貫通孔５２Ａは、筐体２４の出湯口２４Ａと略同一、あるいは、出湯口２４Ａより大きく形成されている。固定部材５２の上面にはシール部材５３Ｂを嵌めるシール溝５２Ｂが形成され、固定部材５２の外周にはねじ部５２Ｃが形成されている。固定部材５２は、固定部材５２のねじ部５２Ｃが薄板取付部５１のねじ部５１Ｃに螺合することにより、筐体２４に固定される。薄板５０は、シール部材５３Ａ，５３Ｂの間に配置される。シール部材５３Ａ，５３Ｂは、ゴム等の弾塑性材で形成されている。
【００２３】
次に、図１及び図３を参照し、本実施の形態の作用について説明する。図３は、薄板５０が貫通した状態の鋳造装置１を模式的に示す図である。
図１を参照し、まず、筐体２４にシール部材５３Ａが嵌められ、シール部材５３Ｂが嵌められた固定部材５２で、薄板５０が、出湯口２４Ａに押し付けられるように取り付けられる。次いで、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型１０の上方に、筐体２４が、出湯口２４Ａが湯口１１に対向するように配置される。筐体２４内においては、ヒータ２９による加熱が開始され、上蓋２７を開けた供給口２６から溶湯Ｍがルツボ２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉された筐体２４内が加圧手段４１により加圧される。
【００２４】
筐体２４内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ２１が実線矢印で示すように傾動軸２１Ａを中心に傾動し、図３に示すように、ルツボ２１から溢れた溶湯Ｍがルツボ２１下の樋部材２８で受けられ、樋部材２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。このとき、薄板５０は、溶湯Ｍの熱で着火して燃焼する又は溶けることで貫通する。あるいは、薄板５０は、溶湯Ｍの熱で強度が下がり、溶湯Ｍの運動エネルギーにより、容易に破られて貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体２４内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。注湯が終了すると固定部材５２が外され、薄板５０が外される。したがって、薄板５０は注湯毎に交換される。
【００２５】
このように、傾動式のルツボ２１を用い、ルツボ２１を覆う筐体２４の出湯口２４Ａを塞ぎ、出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を設けたため、ルツボ２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体２４内の雰囲気を制御できる。また、機密性を容易に維持できるとともに、出湯口２４Ａを瞬時に開くことができるので、筐体２４内の圧力を出湯直前まで制御できる。これにより、注湯時に、筐体２４内を加圧できるようになるため、出湯速度を速くし、鋳型１０内の湯廻りを向上できる。なお、筐体２４内の圧力は、所望の出湯速度となるような所定圧力に設定される。
【００２６】
また、薄板５０を設けることにより、出湯口２４Ａを機械的に開閉する開閉機構を設ける必要がなくなるので、出湯口２４Ａ周りの構成を単純化できる。さらに、薄板５０の取り付け部分にシール部材５３Ａ，５３Ｂを配置することで、ルツボ２１内の機密性をより高めることができる。
薄板５０は、溶湯Ｍが瞬時に貫通して出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れることのない薄さに形成されているため、溶湯Ｍが薄板５０を貫通するのに時間が掛からず、薄板５０上に溶湯Ｍが溜まり、筐体２４の出湯口２４Ａ周辺が損傷することを防止できる。また、薄板５０は薄く形成されているため、薄板５０が溶湯Ｍによって溶かされる際、あるいは、薄板５０の強度が熱で下げられる際に、溶湯Ｍの温度低下はごくわずかとなるので、溶湯Ｍの温度低下によって鋳物品質が悪化することがなく、溶湯Ｍの温度を高くする必要もない。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ２１と、ルツボ２１を覆う筐体２４と、筐体２４に設けられた出湯口２４Ａと、出湯口２４Ａに設けられルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０とを備える構成とした。この構成により、ルツボ２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体２４内の雰囲気を制御できる。また、出湯口２４Ａを瞬時に開くことができるので、筐体２４内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。さらに、出湯口を機械的に開閉する開閉機構を設ける必要がなくなるので、出湯口周りの構成を単純化できる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、筐体２４内を加圧する加圧手段４１を備えたため、出湯時に筐体２４内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【００２９】
＜第２の実施の形態＞
次に、図４及び図５を参照し、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、出湯口２４Ａが筐体２４の底部に形成されていたが、図４及び図５に示す第２の実施の形態の鋳造装置１００では、出湯口１２４Ａが筐体（密閉部材）１２４の側面に設けられている。なお、図４及び図５では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
出湯装置１２０は、図４に示すように、溶湯Ｍを溜めるルツボ１２１を備えている。ルツボ１２１は、筐体１２４内に配置されており、傾動軸１２１Ａを介して傾動自在に筐体１２４に支持されている。傾動軸１２１Ａの回転時にも筐体１２４内の密閉状態を維持できるように、筐体１２４の壁部との間に図示しないシール材が設けられている。ルツボ１２１は、傾動時に溶湯Ｍを注ぐ注口１２１Ｂを備え、傾動軸１２１Ａの下方に配置されている。ルツボ１２１には、壁部にヒータ１２９が埋設されている。
筐体１２４の供給口１２６は、ルツボ１２１の直上に形成されており、この供給口２６に上蓋２７が設けられている。また、筐体１２４の出湯口１２４Ａは、側面に形成されている。筐体１２４は、出湯口１２４Ａ及び供給口１２６の位置以外は図１に示す筐体２４と同一に構成されている。
【００３１】
筐体１２４内には、ルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材１２８が設けられている。樋部材１２８は、ルツボ１２１を傾動させた時にルツボ１２１から溢れた溶湯Ｍを受ける受け部１２８Ａと、受け部２８Ａを囲む壁部１２８Ｂとを備えている。樋部材１２８の底部には、受けた溶湯Ｍを外部へ出湯する出湯口１２８Ｃが形成されている。受け部１２８Ａは、出湯口１２８Ｃに向けて傾斜している。樋部材１２８の出湯口１２８Ｃは、筐体１２４の出湯口１２４Ａを貫通しており、ルツボ１２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口１２８Ｃから鋳型１０に出湯される。樋部材１２８には、出湯口１２８Ｃを塞ぎ、筐体１２４内と外部とを仕切る薄板５０が設けられている。薄板５０の固定構造については、図２に示す方法と同様のとして説明を省略する。
【００３２】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
まず、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０が出湯口１２８Ｃに取り付けられ、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされた鋳型１０の上方に、筐体１２４が配置される。筐体１２４内においては、ヒータ１２９による加熱が開始され、上蓋２７を開けた供給口２２６から溶湯Ｍがルツボ１２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉された筐体１２４内が加圧手段４１により加圧される。
【００３３】
筐体１２４内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ１２１が実線矢印で示すように傾動軸１２１Ａを中心に傾動し、図５に示すように、ルツボ１２１から溢れた溶湯Ｍがルツボ１２１下の樋部材１２８で受けられ、樋部材１２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体１２４内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。薄板５０は注湯毎に交換される。
本実施の形態においても、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、筐体１２４の内部空間に、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ１２１と、ルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材１２８とを備え、この樋部材１２８の出湯口１２８Ｃに設けられルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を備える構成とした。この構成により、筐体１２４の内部空間に樋部材１２８が設けられても、ルツボ１２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体１２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体１２４内の雰囲気を制御できる。
【００３５】
＜第３の実施の形態＞
次に、図６−図８を参照し、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、ルツボ２１と筐体２４とが別体に形成されていたが、図６−図８に示す第３の実施の形態の鋳造装置２００では、ルツボ２２１と筐体（密閉部材）２２４とが一体に形成されている。なお、図６−図８では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
出湯装置２２０は、図６に示すように、溶湯Ｍを溜めるルツボ２２１を備えている。ルツボ２２１は、傾動軸２２１Ａを介して傾動自在に図示しない固定部に支持されている。ルツボ１２１は、略急須状に形成され、注口２２１Ｂを備えている。
【００３６】
密閉部材としての外装体２２４は、ルツボ２２１の全体を覆うように、ルツボ２２１と一体に設けられている。ルツボ２２１内に溶湯Ｍを供給する供給口２２６は、一体となったルツボ２２１及び外装体２２４の上部に、当該ルツボ２２１及び外装体２２４を貫通するように形成されており、この供給口２２６に上蓋２７が設けられている。
本実施の形態の加圧手段４１は伸縮自在な加圧経路２４１Ａを備えており、この加圧経路２４１Ａは外装体２２４に接続されている。加圧経路２４１Ａは、一体となったルツボ２２１及び外装体２２４を貫通してルツボ２２１内に連通しており、図示しないシール材により気密にルツボ２２１に接続されている。
また、外装体２２４は、注口２２１Ｂを開放する開口２２４Ａを備え、この開口２２４Ａ及び注口２２１Ｂが出湯口２２２となる。ルツボ２２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口２２２から鋳型１０に出湯される。この出湯口２２２に、薄板５０が固定部材２５２（図７参照）によって取り付けられる。
【００３７】
図７に示すように、外装体２２４の先端面２５１Ａには、シール部材５３Ａを嵌めるシール溝２５１Ｂが形成され、外装体２２４の外周にはねじ部２５１Ｃが形成されている。
固定部材２５２は底部２５４を有する有底円筒状に形成され、底部２５４には貫通孔２５２Ａが形成されている。固定部材２５２の貫通孔２５２Ａは、ルツボ２２１の注口２２１Ｂと略同一、あるいは、注口２２１Ｂより大きく形成されている。底部２５４の内面２５４Ａにはシール部材５３Ｂを嵌めるシール溝２５２Ｂが形成され、固定部材２５２の内周にはねじ部２５２Ｃが形成されている。固定部材２５２は、固定部材２５２のねじ部２５２Ｃが外装体２２４のねじ部２５１Ｃに螺合することにより、外装体２２４に固定される。薄板５０は、シール部材５３Ａ，５３Ｂの間に配置される。
【００３８】
次に、図６−図８を参照し、本実施の形態の作用について説明する。
図７を参照し、まず、外装体２２４にシール部材５３Ａが嵌められ、シール部材５３Ｂが嵌められた固定部材２５２で、薄板５０が、出湯口２２２に押し付けられるように取り付けられる。次いで、図６を参照し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型１０の上方に、出湯装置２２０が配置される。出湯装置２２０においては、上蓋２７を開けた供給口２２６から溶湯Ｍがルツボ２２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉されたルツボ２２１内が加圧手段４１により加圧される。
【００３９】
ルツボ２２１内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ２２１が実線矢印で示すように傾動軸２２１Ａを中心に外装体２２４毎傾動し、図８に示すように、出湯口２２２に向けて流れた溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、ルツボ２２１内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。
本実施の形態においても、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、外装体２２４、ルツボ２２１および出湯口２２２を一体化し、ルツボ２２１の傾動出湯時には、ルツボ２２１を外装体２２４毎傾動するため、外装体２２４、ルツボ２２１および出湯口２２２が一体化されても、ルツボ２２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で外装体２２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに外装体２２４内の雰囲気を制御できる。
【００４１】
＜第４の実施の形態＞
次に、図９及び図１０を参照し、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、薄板５０が出湯装置２０に設けられていたが、図９及び図１０に示す第４の実施の形態の鋳造装置３００では、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させ、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０との間に設けられている。なお、図９及び図１０では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
鋳型３１０は、図９に示すように、キャビティ１８が密閉された密閉型の金型であり、キャビティ１８が密閉されている以外は図１に示す鋳型１０と同一に構成されている。出湯装置３２０は、筐体２４に薄板取付部５１が形成されていない以外、図１に示す出湯装置２０と同一に形成されている。筐体２４は、出湯口２４Ａが鋳型３１０の湯口１１に対向するように、鋳型３１０上に配置される。鋳型３１０と筐体２４との間には、湯口１１及び出湯口２４Ａを囲うようにシール部材１５３Ａ，１５３Ｂが設けられ、鋳型３１０内及び筐体２４内が密閉されるようになっている。シール部材１５３Ａ，１５３Ｂは、ゴム等の弾塑性材で形成されている。薄板５０は、シール部材１５３Ａ，１５３Ｂの間に配置される。
【００４３】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
まず、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型３１０上に、湯口１１を囲うようにシール部材１５３Ｂが配置される。シール部材１５３Ｂ上に薄板５０が配置され、薄板５０上に、湯口１１を囲うようにシール部材１５３Ａが配置される。そして、筐体２４が、出湯口２４Ａが湯口１１に対向するように鋳型３１０上に配置される。これにより、筐体２４と鋳型３１０が密着するとともに、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０との間にシール部材１５３Ａ，１５３Ｂを介して挟持されることとなる。出湯装置３２０においては、図１に示す出湯装置２０と同様に出湯され、図１０に示すように、樋部材２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体２４内と鋳型３１０内との圧力差及び重力により、鋳型３１０に円滑に注湯される。鋳物の成型が終了すると、筐体２４が移動され、薄板５０が外される。
【００４４】
本実施の形態では、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。それに加え、薄板５０は、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させる際に、筐体２４と鋳型３１０の間に挟持されるため、薄板５０を固定する固定部材を設ける必要がなく、部品点数を削減し、製造工程を簡略化できる。さらに、薄板５０の取り付け部分にシール部材１５３Ａ，１５３Ｂを配置することで、筐体２４内の機密性をより高めることができる。
【００４５】
また、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させた状態で、筐体２４内の圧力を出湯直前まで制御できるため、注湯完了後も、筐体２４内の圧力は高くなっている。したがって、引け巣対策のために、注湯完了後に筐体２４内を再度加圧する場合にも、筐体２４内の圧力を直ぐに高くすることができるので、鋳物に生じる引け巣を確実に防止できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させ、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０の間に挟持される構成としたが、薄板５０は鋳型３１０側に設けられてもよい。
また、本実施の形態では、筐体２４に加圧手段４１を接続したが、加圧手段４１に変えて、あるいは、この加圧手段４１とともに鋳型３１０に減圧手段を接続してもよい。いずれの場合にも、注湯時には、鋳型３１０内の圧力に対して筐体２４内を加圧すればよい。
【００４７】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、本発明は、筐体内及び／又は鋳型内の雰囲気として圧力を調整する鋳造装置に適用されたが、これに限定されず、筐体内及び／又は鋳型内の雰囲気として、温度を調整する鋳造装置や、空気を他の気体に置換する鋳造装置に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０ 出湯装置
２１，１２１，２２１ ルツボ
２４，１２４ 筐体（密閉部材）
２４Ａ 出湯口
２８，１２８ 樋部材
２８Ｃ，１２８Ｃ 出湯口
５０ 薄板（閉塞部材）
４１ 加圧手段
２２４ 外装体（密閉部材）
２２４Ａ 開口
Ｍ 溶湯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾動式のルツボを備えた出湯装置及び注湯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ルツボの底部に出湯口を備え、出湯口を形成するノズルを開閉するストッパ（開閉部材）を設け、ストッパでノズルを閉塞し、ルツボ内の圧力や気体の種類等の雰囲気を制御した状態で溶湯を保持する出湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この出湯装置では、ストッパは、上下移動可能に構成され、下の位置でノズルを閉塞してルツボ内を密閉し、ストッパを上げることで溶湯を出湯している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、ストッパとノズルとの隙間が大きくなると、その隙間から溶湯が漏れるおそれがある。ストッパとノズルとの隙間を小さくするために、ストッパとノズルとを頻繁すり合わせる場合には、ストッパが削れていき、ストッパの寿命が短くなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御可能な出湯装置及び注湯方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、溶湯を溜める傾動式のルツボと、該ルツボを覆う密閉部材と、該密閉部材に設けられた出湯口と、該出湯口に設けられ該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、溶湯を溜める傾動式のルツボと、ルツボを覆う密閉部材と、密閉部材に設けられた出湯口と、出湯口に設けられルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。
【０００６】
上記構成において、前記密閉部材の内部空間に、前記ルツボと、該ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に前記閉塞部材を備えてもよい。
上記構成によれば、密閉部材の内部空間に、ルツボと、ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に閉塞部材を備えたため、樋部材が設けられても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。
【０００７】
上記構成において、前記密閉部材、前記ルツボおよび前記出湯口を一体化し、該ルツボの傾動出湯時には、該ルツボを前記密閉部材毎傾動してもよい。
上記構成によれば、密閉部材、ルツボおよび出湯口を一体化し、ルツボの傾動出湯時には、ルツボを密閉部材毎傾動するため、密閉部材、ルツボおよび出湯口が一体化されても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。
【０００８】
上記構成において、前記密閉部材内を加圧する加圧手段を備えてもよい。
上記構成によれば、密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたため、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【０００９】
また、本発明は、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、前記ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、前記傾動式ルツボを傾動し、該密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、前記出湯口に設けた閉塞部材を、該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、傾動式ルツボを傾動し、密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、出湯口に設けた閉塞部材を、ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。また、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶湯を溜める傾動式のルツボと、ルツボを覆う密閉部材と、密閉部材に設けられた出湯口と、出湯口に設けられルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材でルツボ内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。
【００１１】
また、密閉部材の内部空間に、ルツボと、ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に閉塞部材を備えたため、密閉部材の内部空間に樋部材が設けられても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに密閉部材内の雰囲気を制御できる。
【００１２】
また、密閉部材、ルツボおよび出湯口を一体化し、ルツボの傾動出湯時には、ルツボを密閉部材毎傾動するため、密閉部材、ルツボおよび出湯口が一体化されても、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに密閉部材内の雰囲気を制御できる。
【００１３】
また、密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたため、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【００１４】
また、傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、傾動式ルツボを傾動し、密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、出湯口に設けた閉塞部材を、ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたため、ルツボを開閉する開閉部材を設けることなく、閉塞部材で密閉部材内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずにルツボ内の雰囲気を制御できる。また、出湯口を瞬時に開くことができるので、密閉部材内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。また、出湯時に密閉部材内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図２】薄板とその近傍を拡大して示す図である。
【図３】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図５】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図７】薄板とその近傍を拡大して示す図である。
【図８】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
【図１０】薄板が貫通した状態の鋳造装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る出湯装置を適用した鋳造装置を模式的に示す図である。
鋳造装置１は、鋳型１０と、出湯装置２０とを備えて大略構成されている。鋳型１０は、鋳物の一例として２本のカムシャフトを鋳造する銅製の金型であり、鋳型１０には、図示しない冷却手段が設けられている。鋳型１０は、固定型１０Ａ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向下半分）及び可動型１０Ｂ（例えば鋳型１０の紙面垂直方向上半分）を有し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが互いに開閉可能に構成されている。なお、図１は、固定型１０Ａを可動型１０Ｂ側から示す図である。鋳型１０は、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの合わせ面に、湯口１１、メインランナ１２、サブランナ１３、チョーク１４、フィルタ１５、ガス抜き孔１６、ゲート１７、及び、キャビティ１８を備えている。鋳型１０の構成は、メインランナ１２に対して左右対称となっている。
【００１７】
湯口１１は、例えば鋳鉄材料を溶かした溶湯Ｍの注入口である。メインランナ１２は、湯口１１から注入された溶湯Ｍを左右のサブランナ１３に供給する湯道である。サブランナ１３は、メインランナ１２からの溶湯Ｍをキャビティ１８に供給する湯道である。チョーク１４は、サブランナ１３の入口側に設けられ、サブランナ１３に供給された溶湯Ｍの流速を減速させる絞り部である。フィルタ１５は、サブランナ１３においてチョーク１４とゲート１７との間に設けられ、溶湯Ｍ中のガスや異物を除去する。ガス抜き孔１６はサブランナ１３に接続され、溶湯Ｍから発生したガスを排出する。ゲート１７は、サブランナ１３の出口側に設けられ、キャビティ１８に接続される。左右のゲート１７は、キャビティ１８の数に対応し、それぞれ１個設けられている。鋳型１０は、キャビティ１８の上部が開放された開放型の金型である。
【００１８】
出湯装置２０は、溶湯Ｍを溜めるルツボ２１を備えている。ルツボ２１は、例えば略箱状に形成された筐体２４（密閉部材）内に配置されており、傾動軸２１Ａを介して傾動自在に筐体２４に支持されている。傾動軸２１Ａの回転時にも筐体２４内の密閉状態を維持できるように、筐体２４の壁部と傾動軸２１Ａとの間に図示しないシール材が設けられている。傾動軸２１Ａは、ルツボ２１の上端部に設けられている。
筐体２４には、溶湯Ｍをルツボ２１内に供給するための供給口２６が形成されている。供給口２６は、ルツボ２１の直上であって、傾動軸２１Ａと上下に重ならないように、傾動軸２１Ａからオフセットした位置に設けられている。供給口２６には開閉自在な上蓋２７が設けられ、この上蓋２７は、ルツボ２１に溶湯Ｍを供給する際には開口され、閉塞中は筐体２４内を密閉するように構成されている。
【００１９】
筐体２４内には、ルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材２８が設けられている。樋部材２８は、ルツボ２１の下方に配置され、ルツボ２１を傾動させた時にルツボ２１から溢れた溶湯Ｍを受ける受け部２８Ａと、受け部２８Ａを囲む壁部２８Ｂとを備えている。樋部材２８の底部には、受けた溶湯Ｍを出湯する出湯口２８Ｃが形成されている。受け部２８Ａは、出湯口２８Ｃに向けて傾斜している。樋部材２８の周囲には、溶湯Ｍを加熱するヒータ２９が配置されている。
筐体２４には、ルツボ２１内を加圧する加圧手段４１が加圧経路４１Ａを介して接続されている。加圧経路４１Ａは、筐体２４を貫通して筐体２４内に連通しており、図示しないシール材により気密に筐体２４に接続されている。筐体２４の底部には、樋部材２８の出湯口２８Ｃより大きい出湯口２４Ａが形成されている。ルツボ２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口２４Ａから鋳型１０に出湯される。筐体２４には、出湯口２４Ａを塞ぎ、筐体２４内と外部とを仕切る薄板（閉塞部材）５０が設けられている。
【００２０】
薄板５０は、出湯時に溶湯Ｍの熱によって貫通するように構成されている。薄板５０が、紙や樹脂等の可燃物で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で燃焼して貫通する。また、薄板５０が、溶湯Ｍよりも融点の低い金属で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で溶けて貫通する。また、薄板５０が、溶湯Ｍよりも融点の高い金属で形成された場合には、出湯時に溶湯Ｍの熱で薄板５０の強度が下がり、溶湯Ｍの勢いで簡単に破れて貫通する。例えば、溶湯Ｍがアルミ合金の場合、薄板５０は、消失させる仕切りとして、紙、又は、ＰＥＴやポリエステル等の樹脂で形成され、強度を下げる仕切りとしてアルミ箔で形成される。また、例えば、溶湯Ｍが鉄系合金の場合には、薄板５０は、消失させる仕切りとして、紙、樹脂、又はアルミ箔で形成され、強度を下げる仕切りとしてステンレス箔で形成される。
【００２１】
ところで、出湯口２４Ａに出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を設ける場合、溶湯Ｍが薄板５０を貫通するのに時間が掛かると、薄板５０上に溶湯Ｍが溜まり、出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れてしまい、筐体２４の出湯口２４Ａ周辺が損傷するおそれがある。そこで、本実施の形態では、薄板５０の厚さが、溶湯Ｍが瞬時に貫通して出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れることのない薄さに設定されている。また、薄板５０の厚さは、加圧されたルツボ２１内と外部との差圧に耐えられるように設定されている。
【００２２】
図２は、薄板５０とその近傍を拡大して示す図である。
筐体２４には出湯口２４Ａの下端を大きくした薄板取付部５１が形成されており、この薄板取付部５１に、固定部材５２によって薄板５０が下側から取り付けられる。薄板取付部５１の上端面５１Ａにはシール部材５３Ａを嵌めるシール溝５１Ｂが形成され、薄板取付部５１の内周にはねじ部５１Ｃが形成されている。
固定部材５２は略円筒状に形成され、固定部材５２の貫通孔５２Ａは、筐体２４の出湯口２４Ａと略同一、あるいは、出湯口２４Ａより大きく形成されている。固定部材５２の上面にはシール部材５３Ｂを嵌めるシール溝５２Ｂが形成され、固定部材５２の外周にはねじ部５２Ｃが形成されている。固定部材５２は、固定部材５２のねじ部５２Ｃが薄板取付部５１のねじ部５１Ｃに螺合することにより、筐体２４に固定される。薄板５０は、シール部材５３Ａ，５３Ｂの間に配置される。シール部材５３Ａ，５３Ｂは、ゴム等の弾塑性材で形成されている。
【００２３】
次に、図１及び図３を参照し、本実施の形態の作用について説明する。図３は、薄板５０が貫通した状態の鋳造装置１を模式的に示す図である。
図１を参照し、まず、筐体２４にシール部材５３Ａが嵌められ、シール部材５３Ｂが嵌められた固定部材５２で、薄板５０が、出湯口２４Ａに押し付けられるように取り付けられる。次いで、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型１０の上方に、筐体２４が、出湯口２４Ａが湯口１１に対向するように配置される。筐体２４内においては、ヒータ２９による加熱が開始され、上蓋２７を開けた供給口２６から溶湯Ｍがルツボ２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉された筐体２４内が加圧手段４１により加圧される。
【００２４】
筐体２４内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ２１が実線矢印で示すように傾動軸２１Ａを中心に傾動し、図３に示すように、ルツボ２１から溢れた溶湯Ｍがルツボ２１下の樋部材２８で受けられ、樋部材２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。このとき、薄板５０は、溶湯Ｍの熱で着火して燃焼する又は溶けることで貫通する。あるいは、薄板５０は、溶湯Ｍの熱で強度が下がり、溶湯Ｍの運動エネルギーにより、容易に破られて貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体２４内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。注湯が終了すると固定部材５２が外され、薄板５０が外される。したがって、薄板５０は注湯毎に交換される。
【００２５】
このように、傾動式のルツボ２１を用い、ルツボ２１を覆う筐体２４の出湯口２４Ａを塞ぎ、出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を設けたため、ルツボ２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体２４内の雰囲気を制御できる。また、機密性を容易に維持できるとともに、出湯口２４Ａを瞬時に開くことができるので、筐体２４内の圧力を出湯直前まで制御できる。これにより、注湯時に、筐体２４内を加圧できるようになるため、出湯速度を速くし、鋳型１０内の湯廻りを向上できる。なお、筐体２４内の圧力は、所望の出湯速度となるような所定圧力に設定される。
【００２６】
また、薄板５０を設けることにより、出湯口２４Ａを機械的に開閉する開閉機構を設ける必要がなくなるので、出湯口２４Ａ周りの構成を単純化できる。さらに、薄板５０の取り付け部分にシール部材５３Ａ，５３Ｂを配置することで、ルツボ２１内の機密性をより高めることができる。
薄板５０は、溶湯Ｍが瞬時に貫通して出湯口２４Ａ周囲に溶湯Ｍが触れることのない薄さに形成されているため、溶湯Ｍが薄板５０を貫通するのに時間が掛からず、薄板５０上に溶湯Ｍが溜まり、筐体２４の出湯口２４Ａ周辺が損傷することを防止できる。また、薄板５０は薄く形成されているため、薄板５０が溶湯Ｍによって溶かされる際、あるいは、薄板５０の強度が熱で下げられる際に、溶湯Ｍの温度低下はごくわずかとなるので、溶湯Ｍの温度低下によって鋳物品質が悪化することがなく、溶湯Ｍの温度を高くする必要もない。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ２１と、ルツボ２１を覆う筐体２４と、筐体２４に設けられた出湯口２４Ａと、出湯口２４Ａに設けられルツボ２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０とを備える構成とした。この構成により、ルツボ２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体２４内の雰囲気を制御できる。また、出湯口２４Ａを瞬時に開くことができるので、筐体２４内の雰囲気を出湯直前まで制御できる。さらに、出湯口を機械的に開閉する開閉機構を設ける必要がなくなるので、出湯口周りの構成を単純化できる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、筐体２４内を加圧する加圧手段４１を備えたため、出湯時に筐体２４内を加圧できるので、出湯速度を速めることができる。
【００２９】
＜第２の実施の形態＞
次に、図４及び図５を参照し、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、出湯口２４Ａが筐体２４の底部に形成されていたが、図４及び図５に示す第２の実施の形態の鋳造装置１００では、出湯口１２４Ａが筐体（密閉部材）１２４の側面に設けられている。なお、図４及び図５では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
出湯装置１２０は、図４に示すように、溶湯Ｍを溜めるルツボ１２１を備えている。ルツボ１２１は、筐体１２４内に配置されており、傾動軸１２１Ａを介して傾動自在に筐体１２４に支持されている。傾動軸１２１Ａの回転時にも筐体１２４内の密閉状態を維持できるように、筐体１２４の壁部との間に図示しないシール材が設けられている。ルツボ１２１は、傾動時に溶湯Ｍを注ぐ注口１２１Ｂを備え、傾動軸１２１Ａの下方に配置されている。ルツボ１２１には、壁部にヒータ１２９が埋設されている。
筐体１２４の供給口１２６は、ルツボ１２１の直上に形成されており、この供給口２６に上蓋２７が設けられている。また、筐体１２４の出湯口１２４Ａは、側面に形成されている。筐体１２４は、出湯口１２４Ａ及び供給口１２６の位置以外は図１に示す筐体２４と同一に構成されている。
【００３１】
筐体１２４内には、ルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材１２８が設けられている。樋部材１２８は、ルツボ１２１を傾動させた時にルツボ１２１から溢れた溶湯Ｍを受ける受け部１２８Ａと、受け部２８Ａを囲む壁部１２８Ｂとを備えている。樋部材１２８の底部には、受けた溶湯Ｍを外部へ出湯する出湯口１２８Ｃが形成されている。受け部１２８Ａは、出湯口１２８Ｃに向けて傾斜している。樋部材１２８の出湯口１２８Ｃは、筐体１２４の出湯口１２４Ａを貫通しており、ルツボ１２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口１２８Ｃから鋳型１０に出湯される。樋部材１２８には、出湯口１２８Ｃを塞ぎ、筐体１２４内と外部とを仕切る薄板５０が設けられている。薄板５０の固定構造については、図２に示す方法と同様のとして説明を省略する。
【００３２】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
まず、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０が出湯口１２８Ｃに取り付けられ、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされた鋳型１０の上方に、筐体１２４が配置される。筐体１２４内においては、ヒータ１２９による加熱が開始され、上蓋２７を開けた供給口２２６から溶湯Ｍがルツボ１２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉された筐体１２４内が加圧手段４１により加圧される。
【００３３】
筐体１２４内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ１２１が実線矢印で示すように傾動軸１２１Ａを中心に傾動し、図５に示すように、ルツボ１２１から溢れた溶湯Ｍがルツボ１２１下の樋部材１２８で受けられ、樋部材１２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体１２４内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。薄板５０は注湯毎に交換される。
本実施の形態においても、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、筐体１２４の内部空間に、溶湯Ｍを溜める傾動式のルツボ１２１と、ルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍを受ける樋部材１２８とを備え、この樋部材１２８の出湯口１２８Ｃに設けられルツボ１２１の傾動出湯時に溶湯Ｍの熱で貫通する薄板５０を備える構成とした。この構成により、筐体１２４の内部空間に樋部材１２８が設けられても、ルツボ１２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で筐体１２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに筐体１２４内の雰囲気を制御できる。
【００３５】
＜第３の実施の形態＞
次に、図６−図８を参照し、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、ルツボ２１と筐体２４とが別体に形成されていたが、図６−図８に示す第３の実施の形態の鋳造装置２００では、ルツボ２２１と筐体（密閉部材）２２４とが一体に形成されている。なお、図６−図８では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
出湯装置２２０は、図６に示すように、溶湯Ｍを溜めるルツボ２２１を備えている。ルツボ２２１は、傾動軸２２１Ａを介して傾動自在に図示しない固定部に支持されている。ルツボ１２１は、略急須状に形成され、注口２２１Ｂを備えている。
【００３６】
密閉部材としての外装体２２４は、ルツボ２２１の全体を覆うように、ルツボ２２１と一体に設けられている。ルツボ２２１内に溶湯Ｍを供給する供給口２２６は、一体となったルツボ２２１及び外装体２２４の上部に、当該ルツボ２２１及び外装体２２４を貫通するように形成されており、この供給口２２６に上蓋２７が設けられている。
本実施の形態の加圧手段４１は伸縮自在な加圧経路２４１Ａを備えており、この加圧経路２４１Ａは外装体２２４に接続されている。加圧経路２４１Ａは、一体となったルツボ２２１及び外装体２２４を貫通してルツボ２２１内に連通しており、図示しないシール材により気密にルツボ２２１に接続されている。
また、外装体２２４は、注口２２１Ｂを開放する開口２２４Ａを備え、この開口２２４Ａ及び注口２２１Ｂが出湯口２２２となる。ルツボ２２１内の溶湯Ｍは、破線矢印で示すように、出湯口２２２から鋳型１０に出湯される。この出湯口２２２に、薄板５０が固定部材２５２（図７参照）によって取り付けられる。
【００３７】
図７に示すように、外装体２２４の先端面２５１Ａには、シール部材５３Ａを嵌めるシール溝２５１Ｂが形成され、外装体２２４の外周にはねじ部２５１Ｃが形成されている。
固定部材２５２は底部２５４を有する有底円筒状に形成され、底部２５４には貫通孔２５２Ａが形成されている。固定部材２５２の貫通孔２５２Ａは、ルツボ２２１の注口２２１Ｂと略同一、あるいは、注口２２１Ｂより大きく形成されている。底部２５４の内面２５４Ａにはシール部材５３Ｂを嵌めるシール溝２５２Ｂが形成され、固定部材２５２の内周にはねじ部２５２Ｃが形成されている。固定部材２５２は、固定部材２５２のねじ部２５２Ｃが外装体２２４のねじ部２５１Ｃに螺合することにより、外装体２２４に固定される。薄板５０は、シール部材５３Ａ，５３Ｂの間に配置される。
【００３８】
次に、図６−図８を参照し、本実施の形態の作用について説明する。
図７を参照し、まず、外装体２２４にシール部材５３Ａが嵌められ、シール部材５３Ｂが嵌められた固定部材２５２で、薄板５０が、出湯口２２２に押し付けられるように取り付けられる。次いで、図６を参照し、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型１０の上方に、出湯装置２２０が配置される。出湯装置２２０においては、上蓋２７を開けた供給口２２６から溶湯Ｍがルツボ２２１内に供給される。１回分の溶湯Ｍの供給が終了すると上蓋２７が閉められ、密閉されたルツボ２２１内が加圧手段４１により加圧される。
【００３９】
ルツボ２２１内の圧力が所定圧力まで上昇すると、ルツボ２２１が実線矢印で示すように傾動軸２２１Ａを中心に外装体２２４毎傾動し、図８に示すように、出湯口２２２に向けて流れた溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、ルツボ２２１内と外部との圧力差及び重力により、鋳型１０に円滑に注湯される。
本実施の形態においても、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、外装体２２４、ルツボ２２１および出湯口２２２を一体化し、ルツボ２２１の傾動出湯時には、ルツボ２２１を外装体２２４毎傾動するため、外装体２２４、ルツボ２２１および出湯口２２２が一体化されても、ルツボ２２１を開閉する開閉部材を設けることなく、薄板５０で外装体２２４内を密閉でき、その結果、ストッパを使わずに外装体２２４内の雰囲気を制御できる。
【００４１】
＜第４の実施の形態＞
次に、図９及び図１０を参照し、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１に示す鋳造装置１では、薄板５０が出湯装置２０に設けられていたが、図９及び図１０に示す第４の実施の形態の鋳造装置３００では、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させ、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０との間に設けられている。なお、図９及び図１０では、図１に示す鋳造装置１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
鋳型３１０は、図９に示すように、キャビティ１８が密閉された密閉型の金型であり、キャビティ１８が密閉されている以外は図１に示す鋳型１０と同一に構成されている。出湯装置３２０は、筐体２４に薄板取付部５１が形成されていない以外、図１に示す出湯装置２０と同一に形成されている。筐体２４は、出湯口２４Ａが鋳型３１０の湯口１１に対向するように、鋳型３１０上に配置される。鋳型３１０と筐体２４との間には、湯口１１及び出湯口２４Ａを囲うようにシール部材１５３Ａ，１５３Ｂが設けられ、鋳型３１０内及び筐体２４内が密閉されるようになっている。シール部材１５３Ａ，１５３Ｂは、ゴム等の弾塑性材で形成されている。薄板５０は、シール部材１５３Ａ，１５３Ｂの間に配置される。
【００４３】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
まず、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂが型締めされ、この鋳型３１０上に、湯口１１を囲うようにシール部材１５３Ｂが配置される。シール部材１５３Ｂ上に薄板５０が配置され、薄板５０上に、湯口１１を囲うようにシール部材１５３Ａが配置される。そして、筐体２４が、出湯口２４Ａが湯口１１に対向するように鋳型３１０上に配置される。これにより、筐体２４と鋳型３１０が密着するとともに、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０との間にシール部材１５３Ａ，１５３Ｂを介して挟持されることとなる。出湯装置３２０においては、図１に示す出湯装置２０と同様に出湯され、図１０に示すように、樋部材２８から流れ出た溶湯Ｍの熱で薄板５０が貫通する。そして、溶湯Ｍは、筐体２４内と鋳型３１０内との圧力差及び重力により、鋳型３１０に円滑に注湯される。鋳物の成型が終了すると、筐体２４が移動され、薄板５０が外される。
【００４４】
本実施の形態では、図１に示す鋳造装置１と同様に、薄板５０を設けることによる作用及び効果が得られる。それに加え、薄板５０は、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させる際に、筐体２４と鋳型３１０の間に挟持されるため、薄板５０を固定する固定部材を設ける必要がなく、部品点数を削減し、製造工程を簡略化できる。さらに、薄板５０の取り付け部分にシール部材１５３Ａ，１５３Ｂを配置することで、筐体２４内の機密性をより高めることができる。
【００４５】
また、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させた状態で、筐体２４内の圧力を出湯直前まで制御できるため、注湯完了後も、筐体２４内の圧力は高くなっている。したがって、引け巣対策のために、注湯完了後に筐体２４内を再度加圧する場合にも、筐体２４内の圧力を直ぐに高くすることができるので、鋳物に生じる引け巣を確実に防止できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、筐体２４の出湯口２４Ａを鋳型３１０の湯口１１に密着させ、薄板５０が筐体２４と鋳型３１０の間に挟持される構成としたが、薄板５０は鋳型３１０側に設けられてもよい。
また、本実施の形態では、筐体２４に加圧手段４１を接続したが、加圧手段４１に変えて、あるいは、この加圧手段４１とともに鋳型３１０に減圧手段を接続してもよい。いずれの場合にも、注湯時には、鋳型３１０内の圧力に対して筐体２４内を加圧すればよい。
【００４７】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、本発明は、筐体内及び／又は鋳型内の雰囲気として圧力を調整する鋳造装置に適用されたが、これに限定されず、筐体内及び／又は鋳型内の雰囲気として、温度を調整する鋳造装置や、空気を他の気体に置換する鋳造装置に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０ 出湯装置
２１，１２１，２２１ ルツボ
２４，１２４ 筐体（密閉部材）
２４Ａ 出湯口
２８，１２８ 樋部材
２８Ｃ，１２８Ｃ 出湯口
５０ 薄板（閉塞部材）
４１ 加圧手段
２２４ 外装体（密閉部材）
２２４Ａ 開口
Ｍ 溶湯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を溜める傾動式のルツボと、該ルツボを覆う密閉部材と、該密閉部材に設けられた出湯口と、該出湯口に設けられ該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたことを特徴とする出湯装置。
【請求項２】
前記密閉部材の内部空間に、前記ルツボと、該ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に前記閉塞部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の出湯装置。
【請求項３】
前記密閉部材、前記ルツボおよび前記出湯口を一体化し、該ルツボの傾動出湯時には、該ルツボを前記密閉部材毎傾動することを特徴とする請求項１に記載の出湯装置。
【請求項４】
前記密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の出湯装置。
【請求項５】
傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、
前記ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、
前記傾動式ルツボを傾動し、該密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、
前記出湯口に設けた閉塞部材を、該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたことを特徴とする出湯方法。
【請求項１】
溶湯を溜める傾動式のルツボと、該ルツボを覆う密閉部材と、該密閉部材に設けられた出湯口と、該出湯口に設けられ該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する閉塞部材とを備えたことを特徴とする出湯装置。
【請求項２】
前記密閉部材の内部空間に、前記ルツボと、該ルツボの傾動出湯時に溶湯を受ける樋部材とを備え、この樋部材の出湯口に前記閉塞部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の出湯装置。
【請求項３】
前記密閉部材、前記ルツボおよび前記出湯口を一体化し、該ルツボの傾動出湯時には、該ルツボを前記密閉部材毎傾動することを特徴とする請求項１に記載の出湯装置。
【請求項４】
前記密閉部材内を加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の出湯装置。
【請求項５】
傾動式のルツボに溶湯を溜める行程と、
前記ルツボを覆う密閉部材内を加圧する行程と、
前記傾動式ルツボを傾動し、該密閉部材に設けた出湯口に溶湯を供給する行程と、
前記出湯口に設けた閉塞部材を、該ルツボの傾動出湯時に溶湯の熱で貫通する行程とを備えたことを特徴とする出湯方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７９６２０（Ｐ２０１２−１７９６２０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３０９５（Ｐ２０１１−４３０９５）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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