JP6920125B2 - Semi-solid metal manufacturing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、半凝固金属製造装置に関し、特に、半凝固金属が収容される容器を備えた半凝固金属製造装置に関する。 The present invention relates to a semi-solid metal manufacturing apparatus, and more particularly to a semi-solid metal manufacturing apparatus including a container for accommodating the semi-solidified metal.
従来、半凝固金属が収容されるるつぼ(容器)を備えた半凝固金属製造装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a semi-solid metal manufacturing apparatus including a crucible (container) for accommodating a semi-solid metal is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、液状の金属材料が注がれるるつぼと、るつぼを所定の平面パターンにより移動させて(渦巻き運動させて)るつぼ内の金属材料を撹拌することにより、金属材料を半凝固状にする移動装置とを備える半凝固金属製造装置が開示されている。 In Patent Document 1, the metal material is semi-solidified by stirring the crucible into which the liquid metal material is poured and the metal material in the crucible by moving the crucible in a predetermined plane pattern (by swirling). A semi-solid metal manufacturing apparatus including a moving device for forming a shape is disclosed.
また、従来、溶融金属が注がれる注湯部(容器)を備えた半凝固金属製造装置が知られている(たとえば、特許文献2参照)。 Further, conventionally, a semi-solidified metal manufacturing apparatus provided with a pouring portion (container) into which the molten metal is poured is known (see, for example, Patent Document 2).
上記特許文献2には、溶融金属が注がれる注湯部と、注湯部を取り囲むように配置され、注湯部に注がれた溶融金属に電気磁場を印加することにより、溶融金属を半凝固状にする撹拌部とを備える半凝固金属製造装置(いわゆる電磁撹拌装置)が開示されている。
In
しかしながら、上記特許文献1の半凝固金属製造装置では、単に、るつぼ(容器)を移動させているだけであるため、るつぼに注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合に、るつぼ内において金属材料の内側と外側とが撹拌されにくいという不都合がある。その結果、容器内の半凝固金属に温度勾配が生じてしまい、その結果、金属組織が不均一になってしまうという問題点がある。 However, in the semi-solid metal manufacturing apparatus of Patent Document 1, since the crucible (container) is simply moved, when the weight of the liquid metal material poured into the crucible increases, the inside of the crucible There is a disadvantage that the inside and outside of the metal material are difficult to be agitated. As a result, a temperature gradient is generated in the semi-solidified metal in the container, and as a result, there is a problem that the metal structure becomes non-uniform.
また、上記特許文献2の半凝固金属製造装置(いわゆる電磁撹拌装置)では、電気磁場を印加するために、電磁気場印加用コイル装置を所定の空間部を取り囲むように配置した撹拌部を備える必要があるため、装置構成が複雑化するという問題点がある。
Further, the semi-solidified metal manufacturing apparatus (so-called electromagnetic stirring apparatus) of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、簡易な構成によって、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも半凝固金属の金属組織を均一化することが可能な半凝固金属製造装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is that even if the weight of the liquid metal material poured into the container is increased by a simple structure, it is half. It is an object of the present invention to provide a semi-solid metal manufacturing apparatus capable of homogenizing the metal structure of a solidified metal.
上記目的を達成するために、この発明による半凝固金属製造装置は、液状の金属材料が注がれる容器と、容器が設置され、容器に注がれた金属材料を半凝固状にする半凝固化装置と、容器を機械的に振動させる振動子と、を備え、半凝固化装置は、振動子が取り付けられ、容器を保持する保持部を含み、振動子は、保持部に取り付けられるとともに、保持部を介して容器を振動させることにより、容器内の金属材料を撹拌するように構成されている。 In order to achieve the above object, the semi-solid metal manufacturing apparatus according to the present invention has a container in which a liquid metal material is poured and a semi-solidified container in which the container is installed to semi-solidify the metal material poured into the container. The semi-solidification device includes a holding part to which the vibrator is attached and holds the container, and the vibrator is attached to the holding part and is provided with a metallizer and a vibrator for mechanically vibrating the container. by vibrating the container via the holding portion, that is configured to stir the metal material in the container.
この半凝固金属製造装置では、上記のように、容器が設置され、容器に注がれた金属材料を半凝固状にする半凝固化装置と、容器を機械的に振動させる振動子とを設け、半凝固化装置は、振動子が取り付けられ、容器を保持する保持部を含み、振動子は、保持部に取り付けられるとともに、保持部を介して容器を振動させることにより、容器内の金属材料を撹拌するように構成されている。これにより、自ら機械的に振動する振動子により、容器を振動させることができるので、従来のように単に容器を移動させる場合と比較して、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも、容器内の金属材料の内側と外側とにおいて、効果的に金属材料を撹拌することができる。その結果、製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのを抑制することができるので、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも、半凝固金属の金属組織を均一化することができる。また、従来の電磁気場印加用コイルが必要な電磁撹拌装置とは異なり、振動子という簡易な構成により、容器に注がれた液状の金属材料を振動させることができる。以上により、半凝固金属製造装置は、簡易な構成によって、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも半凝固金属の金属組織を均一化することができる。また、従来の電磁撹拌装置とは異なり、比較的低コストで撹拌のための装置(振動子)を得ることができる。 In this semi-solidified metal manufacturing apparatus, as described above, a container is installed, and a semi-solidifying apparatus for semi-solidifying the metal material poured into the container and a vibrator for mechanically vibrating the container are provided. The semi-solidification device includes a holding part to which the vibrator is attached and holds the container, and the vibrator is attached to the holding part and vibrates the container through the holding part to vibrate the metal material in the container. that is configured to stirring. As a result, the container can be vibrated by the vibrator that vibrates mechanically by itself, so that the weight of the liquid metal material poured into the container increases as compared with the case where the container is simply moved as in the conventional case. Even in this case, the metal material can be effectively agitated inside and outside the metal material in the container. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a temperature gradient in the produced semi-solid metal, so that the metal structure of the semi-solid metal becomes uniform even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases. be able to. Further, unlike the conventional electromagnetic agitator that requires a coil for applying an electromagnetic field, a liquid metal material poured into a container can be vibrated by a simple configuration of an oscillator. As described above, the semi-solid metal manufacturing apparatus can homogenize the metal structure of the semi-solid metal even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases due to the simple configuration. Further, unlike the conventional electromagnetic stirring device, a device (oscillator) for stirring can be obtained at a relatively low cost.
上記半凝固化装置が保持部を含む構成において、好ましくは、保持部は、保持する容器の外表面に沿った形状を有している。このように構成すれば、容器の外表面に沿った形状を有する保持部により容器を保持することによって、保持部に対して容器を固定的に配置することができるので、保持部が振動子に振動された際に、振動子の振動を保持部から容器に効果的に伝達することができる。その結果、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのをより抑制することができるので、半凝固金属の金属組織をより均一化することができる。 In the configuration in which the semi-solidifying device includes a holding portion, the holding portion preferably has a shape along the outer surface of the container to be held. With this configuration, the container can be fixedly arranged with respect to the holding portion by holding the container by the holding portion having a shape along the outer surface of the container, so that the holding portion can be used as the vibrator. When vibrated, the vibration of the vibrator can be effectively transmitted from the holding portion to the container. As a result, even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases, it is possible to further suppress the occurrence of a temperature gradient in the semi-solidified metal produced, so that the metal structure of the semi-solidified metal becomes more uniform. can do.
上記保持部が容器の外表面に沿った形状を有する構成おいて、好ましくは、容器の外表面は、円筒形状を有し、保持部は、外表面に沿った円弧形状の保持面を有し、保持面により、容器の外表面を面接触状態により保持するように構成されている。このように構成すれば、保持部により容器を面接触状態で保持することによって、保持部に対して容器をより固定的に配置することができるので、保持部が振動子に振動された際に、振動子の振動を保持部から容器により効果的に伝達することができる。その結果、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのを一層抑制することができるので、半凝固金属の金属組織を一層均一化することができる。 In a configuration in which the holding portion has a shape along the outer surface of the container, preferably, the outer surface of the container has a cylindrical shape, and the holding portion has an arc-shaped holding surface along the outer surface. The holding surface is configured to hold the outer surface of the container in a surface contact state. With this configuration, the container can be arranged more fixedly with respect to the holding portion by holding the container in a surface contact state by the holding portion, so that when the holding portion is vibrated by the vibrator, the container can be arranged more fixedly. , The vibration of the vibrator can be effectively transmitted from the holding portion to the container. As a result, even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases, it is possible to further suppress the occurrence of a temperature gradient in the produced semi-solid metal, so that the metal structure of the semi-solid metal is further made uniform. can do.
上記半凝固化装置が保持部を含む構成において、好ましくは、振動子は、金属材料が注がれた容器が保持部により持ち上げられた状態で容器を振動させるように構成されている。このように構成すれば、容器の下端が設置されている場合と比較して、保持部が振動子に振動された際に、振動子の振動を保持部から容器に効果的に伝達することができる。その結果、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのをより抑制することができるので、半凝固金属の金属組織をより均一化することができる。 In the configuration in which the semi-solidification device includes a holding portion, preferably, the vibrator is configured to vibrate the container in which the metal material is poured in a state of being lifted by the holding portion. With this configuration, when the holding part is vibrated by the vibrator, the vibration of the vibrator can be effectively transmitted from the holding part to the container as compared with the case where the lower end of the container is installed. can. As a result, even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases, it is possible to further suppress the occurrence of a temperature gradient in the semi-solidified metal produced, so that the metal structure of the semi-solidified metal becomes more uniform. can do.
上記半凝固化装置が設置部を含む構成において、好ましくは、半凝固化装置は、容器が設置され、容器に注がれた金属材料の底部を冷却により固化させる設置部を含み、設置部により金属材料の底部を冷却により固化させた後、保持部により設置部から容器を離間させるように容器を持ち上げた状態で、振動子により容器を振動させるように構成されている。このように構成すれば、設置部により金属材料の底部を冷却により固化させることができる。その結果、固化された底部が周囲に密着しにくくすることができるので、容器から半凝固金属を容易に取り出すことができる。 In the configuration in which the semi-solidification device includes an installation portion, preferably, the semi-solidification device includes an installation portion in which the container is installed and the bottom of the metal material poured into the container is solidified by cooling, and the installation portion includes the installation portion. After the bottom of the metal material is solidified by cooling, the container is lifted so as to separate the container from the installation portion by the holding portion, and the container is vibrated by the vibrator. With this configuration, the bottom of the metal material can be solidified by cooling by the installation portion. As a result, the solidified bottom can be made difficult to adhere to the surroundings, so that the semi-solidified metal can be easily taken out from the container.
上記の半凝固金属製造装置において、好ましくは、振動子は、容器に金属材料を注ぐ際から、注ぎ終えた後に金属材料が半凝固化するまでに渡って継続的に容器を振動させるように構成されている。このように構成すれば、金属材料が容器に注がれた後に振動される場合と比較して、容器により金属材料の外側が内側よりも早く冷却されてしまうのを抑制することができる。その結果、半凝固金属に温度勾配が生じるのを効果的に抑制することができる。 In the above-mentioned semi-solidified metal manufacturing apparatus, preferably, the vibrator is configured to continuously vibrate the container from the time when the metal material is poured into the container until the metal material is semi-solidified after the pouring is completed. Has been done. With this configuration, it is possible to prevent the container from cooling the outside of the metal material faster than the inside by the container, as compared with the case where the metal material is vibrated after being poured into the container. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of a temperature gradient in the semi-solidified metal.
この場合において、好ましくは、半凝固化装置は、容器が設置される設置部と、設置部を振動可能に支持する支持部と、支持部に支持された設置部に容器を振動可能な状態で押し付ける押圧部とを含み、振動子は、容器が設置部に設置された状態で容器を振動させるように構成されている。このように構成すれば、支持部により設置部を振動可能に支持され、容器が設置部に設置された状態で容器を振動させることができるので、容器を設置部に設置して金属材料を注ぐ際から、効果的に容器内の金属材料を撹拌することができる。その結果、半凝固金属の金属組織をより一層均一化することができる。 In this case, preferably, the semi-solidifying device is in a state in which the container can be vibrated by the installation portion in which the container is installed, the support portion that oscillates the installation portion, and the installation portion supported by the support portion. The vibrator is configured to vibrate the container while the container is installed in the installation portion, including a pressing portion for pressing. With this configuration, the installation part can be vibrated by the support part, and the container can be vibrated while the container is installed in the installation part. Therefore, the container is installed in the installation part and the metal material is poured. From time to time, the metal material in the container can be effectively agitated. As a result, the metallographic structure of the semi-solidified metal can be further homogenized.
上記半凝固化装置が設置部と支持部と押圧部とを含む構成において、好ましくは、押圧部および容器の一方には、押圧部と容器との接触面に沿った方向に、押圧部に対する容器の移動を可能にする摩擦軽減部が設けられている。このように構成すれば、摩擦軽減部により押圧部に対する容器の移動が許容されるので、振動時において、容器をより大きく振動させることができる。その結果、効果的に容器内の金属材料を撹拌することができる。 In a configuration in which the semi-solidifying device includes an installation portion, a support portion, and a pressing portion, preferably, one of the pressing portion and the container is a container with respect to the pressing portion in a direction along the contact surface between the pressing portion and the container. A friction reducing part is provided to enable the movement of the container. With this configuration, the friction reducing portion allows the container to move with respect to the pressing portion, so that the container can be vibrated more greatly during vibration. As a result, the metal material in the container can be effectively agitated.
上記振動子が容器に金属材料を注ぐ際から注ぎ終えた後に金属材料が半凝固化するまでに渡って継続的に容器を振動させる構成において、好ましくは、容器に金属材料を注ぐ際に容器内を減圧することが可能な減圧装置をさらに備える。このように構成すれば、減圧装置により容器内の空気を容器外に排出することができるので、容器に金属材料を注ぐ際に、金属材料に空気が巻き込まれるのを抑制することができる。その結果、成形品に鋳巣(内部に残った小さな気孔部分)が発生するのを抑制することができる。 In a configuration in which the vibrator continuously vibrates the container from the time when the metal material is poured into the container until the metal material is semi-solidified after the pouring is completed, preferably, when the metal material is poured into the container, the inside of the container is vibrated. Is further provided with a decompression device capable of depressurizing. With this configuration, the air inside the container can be discharged to the outside of the container by the decompression device, so that it is possible to prevent the air from being entrained in the metal material when the metal material is poured into the container. As a result, it is possible to suppress the formation of cavities (small pores remaining inside) in the molded product.
上記の半凝固金属製造装置において、好ましくは、容器の上端部には、保持部に接触する下面を有し、水平断面形状が大きくなるフランジ部が設けられている。このように構成すれば、保持部によりフランジ部を下方から支えることができるので、容器が保持部に対して下方に移動するのを防止することができる。 In semi-solid metal production apparatus described above, preferably, the upper end of the container has a lower surface in contact with the holding portion, the flange portion is a horizontal cross-section increases are provided. With this configuration, the flange portion can be supported from below by the holding portion, so that it is possible to prevent the container from moving downward with respect to the holding portion.
上記の半凝固金属製造装置において、好ましくは、容器には、水平断面形状が略一定で上下方向に延びるとともに、保持部に保持される被保持部が設けられている。このように構成すれば、被保持部により保持部が容器を安定して保持することができる。また、被保持部の水平断面形状が略一定であるので、被保持部の形状に対応させて、保持部を簡易な形状に形成することができる。 In the above-mentioned semi-solidified metal manufacturing apparatus, preferably, the container is provided with a held portion that is held by the holding portion while having a substantially constant horizontal cross-sectional shape and extending in the vertical direction. With this configuration, the holding portion can stably hold the container by the held portion. Further, since the horizontal cross-sectional shape of the held portion is substantially constant, the holding portion can be formed into a simple shape corresponding to the shape of the held portion.
上記の半凝固金属製造装置において、好ましくは、容器は、上下両端が開口している中空部材を含み、半凝固化装置は、容器が設置され、中空部材の下側の開口を塞ぐ設置部を含む。このように構成すれば、上下両端が開口している中空部材により、容器内に製造された半凝固金属を、押し出しにより容器から取り出すことができる。 In the above-mentioned semi-solidifying metal manufacturing apparatus, preferably, the container includes a hollow member having both upper and lower ends open, and the semi-solidifying apparatus includes an installation portion where the container is installed and the opening on the lower side of the hollow member is closed. include. With this configuration, the semi-solidified metal produced in the container can be taken out from the container by extrusion due to the hollow members having both upper and lower ends open.
上記の半凝固金属製造装置において、好ましくは、容器は、内径が下方に向けて小さくなる円筒形状を有している。このように構成すれば、容器を持ち上げた際に、容器内の金属材料が下方に抜け落ちることを抑制することができる。 In the above semi-solidified metal manufacturing apparatus, preferably, the container has a cylindrical shape in which the inner diameter decreases downward. With this configuration, it is possible to prevent the metal material in the container from falling out downward when the container is lifted.
本発明によれば、上記のように、簡易な構成によって、容器に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも半凝固金属の金属組織を均一化することができる。 According to the present invention, as described above, the simple structure makes it possible to homogenize the metallographic structure of the semi-solidified metal even when the weight of the liquid metal material poured into the container increases.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図8を参照して、第1実施形態による半凝固金属製造装置104が設けられるダイカスト成形機100の構成について説明する。
[First Embodiment]
The configuration of the
(ダイカスト成形機の構成)
図1に示すように、ダイカスト成形機100には、射出装置101と、ダイプレート駆動機構102と、制御装置103と、第1実施形態による半凝固金属製造装置104とが設けられている。
(Structure of die casting machine)
As shown in FIG. 1, the
ダイカスト成形機100は、半凝固金属製造装置104により製造された半凝固金属を、射出スリーブ100c内に供給し、ダイカスト成形機100に取り付けられた金型M(キャビティM3)内に、射出装置101のプランジャ100dにより射出するための装置である。また、ダイカスト成形機100は、コールドチャンバ方式の装置である。
The
金型Mは、固定金型M1と移動金型M2とを含む。固定金型M1は、ダイカスト成形機100の固定ダイプレート100aに取り付けられ、固定されている。移動金型M2はダイカスト成形機100の移動ダイプレート100bに取り付けられ、固定金型M1に対して接近または離間する方向に移動可能に保持されている。金型M内には、半凝固金属が押し込まれるキャビティ(空洞部分)M3が形成されている。また、金型Mは、湯道M4を介してキャビティM3と射出スリーブ100cとを連通している。すなわち、湯道M4は、半凝固金属の供給通路である。
The mold M includes a fixed mold M1 and a moving mold M2. The fixed mold M1 is attached to and fixed to the fixed
射出装置101は、プランジャ100dと、駆動ユニット(図示せず)とを備える。プランジャ100dは、射出スリーブ100c内に挿入され、射出スリーブ100c内に供給された半凝固金属を金型M内に押し込むための射出部材である。駆動ユニットは、プランジャ100dに接続され、プランジャ100dを射出スリーブ100c内に進退移動させるように構成されている。駆動ユニットは、たとえば、油圧回路によって駆動される油圧シリンダである。
The
ダイプレート駆動機構102は、固定金型M1に対して移動金型M2を接近または離間させる方向に移動させることにより、型締めおよび型開きをするように構成されている。
The die
制御装置103は、射出装置101、ダイプレート駆動機構102、および、半凝固金属製造装置104など、ダイカスト成形機100の各部を制御するように構成されている。また、制御装置103は、たとえば、CPU、ROM、RAMおよび外部記憶装置を有するコンピュータにより構成されている。なお、制御装置103は、ダイカスト成形機100に設けられる各種装置毎に設けられた制御装置から構成されてもよいし、ダイカスト成形機100に含まれる全ての装置を制御する1つの制御装置から構成されてもよいし、ダイカスト成形機100に含まれる複数の装置を制御する制御装置とそれら以外を制御する制御装置から構成されてもよい。
The
(半凝固金属製造装置の構成)
図1に示すように、半凝固金属製造装置104は、液状の金属材料を保持する保持炉1と、保持炉1から液状の金属材料を汲み取る注湯装置2と、注湯装置2により液状の金属材料が注がれる容器3と、容器3に注がれた液状の金属材料を冷却して半凝固状金属にする半凝固化装置4と、容器3を機械的に振動させる振動子5とを備えている。なお、振動子5は、半凝固化装置4の後述する保持部41に取り付けられている。
(Structure of semi-solid metal manufacturing equipment)
As shown in FIG. 1, the semi-solid
<保持炉および注湯装置の構成>
保持炉1は、金属材料を収容可能に構成されており、溶解炉を兼ねるものであってもよい。保持炉1は、たとえば、金属材料を加熱する加熱装置(図示せず)と、収容されている金属材料の温度を検出する炉用温度センサ(図示せず)とを備えている。なお、保持炉1は、たとえば、セラミックスなどの断熱性に優れた材料により形成されている。保持炉1内には、たとえば、金属材料としてアルミニウム合金などが収容される。
<Structure of holding furnace and hot water pouring device>
The holding furnace 1 is configured to be capable of accommodating a metal material, and may also serve as a melting furnace. The holding furnace 1 includes, for example, a heating device (not shown) for heating the metal material and a temperature sensor for the furnace (not shown) for detecting the temperature of the contained metal material. The holding furnace 1 is made of, for example, a material having excellent heat insulating properties such as ceramics. For example, an aluminum alloy or the like is housed in the holding furnace 1 as a metal material.
注湯装置2は、ラドル21と、ラドル21を搬送可能なラドル搬送装置22とを備えている。ラドル21は、液状の金属材料を汲み取るための柄杓形状を有する容器である。また、ラドル21は、保持炉1から1ショット分(1回の射出分)の金属材料を汲み取り可能に構成されている。ラドル搬送装置22は、たとえば、多関節のアームを有するロボット(多関節ロボット)により構成されている。ラドル搬送装置22は、ラドル21を上下方向および水平方向へ移動可能に構成されている。また、ラドル搬送装置22は、ラドル21を傾斜可能に構成されている。
The hot
<容器の構成>
図2および図3に示すように、容器3は、上下両端が開口している中空部材により形成されている。また、容器3は、内径(内表面3bの直径)が下方に向けて小さくなる円筒形状を有している。すなわち、容器3は、上端部に直径D1の上側開口31と、下端部に直径D1よりも小さい直径D2の下側開口32とを有している(D1>D2)。また、容器3は、直径D1の上側開口31から直径D2の下側開口32に向けて内径が直線的に小さくなるように構成されている。また、上下方向において、後述する被保持部33を除く外表面3aが内表面3bと略平行に設けられている。すなわち、容器3は、概して、外形(外表面3aの直径)が下方に向けて小さくなる円筒形状を有している。
<Container configuration>
As shown in FIGS. 2 and 3, the
容器3には、被保持部33と、被保持部33(容器3)の上端部に設けられるフランジ部34と設けられている。
The
被保持部33は、水平断面形状が一定で上下方向に延びるとともに、後述する保持部41(図4参照)に保持(把持)される部分である。また、被保持部33は、水平断面形状が一定で上下方向に延びている。詳細には、被保持部33は、水平断面が円環状を有する外表面であり、所定の高さ範囲において、大きさを変えることなく上下方向に延びている。また、被保持部33は、直径(外径)D3を有している。要するに、被保持部33は、直径D3の円筒形状を有している。
The held
フランジ部34は、水平断面形状が被保持部33よりも大きくなるように形成されている。フランジ部34(フランジ部34の外縁部)は、被保持部33の直径D3よりも大きい直径D4(外径)を有している(D4>D3)。また、フランジ部34は、容器3の被保持部33が保持部41に保持(把持)された状態で、保持部41に接触する下面34aを有している。すなわち、フランジ部34は、下面34aを保持部41の後述する可動部41b(図4参照)の上面に当接させて係止させることにより、容器3が保持部41から下方に滑り落ちるのを規制する機能を有している。すなわち、保持部41の可動部41bは、下方からフランジ部34を支持している。なお、下面34aは、略水平方向に延びている。
The
<半凝固化装置の構成>
図4に示すように、半凝固化装置4は、容器3を把持(挟持)する保持部41と、容器3が設置される設置部42と、設置部42を下方から支持するボールプランジャ43と、設置部42の直上に配置され、設置部42上に設置された容器3を設置部42に向けて押し付ける押圧部44と、漏斗45とを備えている。さらに、半凝固化装置4は、半凝固化装置4の各構成を下方から支える土台部46と、土台部46に固定される複数の支柱部46aを介して土台部46の上方に固定的に配置される固定部材47とを備えている。固定部材47には、ボールプランジャ43を介して設置部42が取り付けられている。保持部41は、本体部41aと、一対の可動部41bとを含んでいる。一対の可動部41bは、本体部41aに対して可動(移動)可能に接続されている。一対の可動部41bは、先端が互いに離間し、および、互いに接近するように可動可能に構成されている。要するに、一対の可動部41bは、可動により容器3を把持するための構成であり、本体部41aは、一対の可動部41bを可動可能に支持する構成である。なお、ボールプランジャ43は、特許請求の範囲の「支持部」の一例である。
<Structure of semi-solidifying device>
As shown in FIG. 4, the
以下、半凝固化装置4の各部の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of each part of the
<保持部の構成>
図4に示すように、保持部41は、容器3の被保持部33を挟み込むことにより、容器3を保持するように構成されている。また、保持部41は、上面をフランジ部34の下面34aに当接させた状態で容器3を保持(把持)するように構成されている。また、保持部41は、容器3を保持しながら設置部42上に設置する。
<Structure of holding part>
As shown in FIG. 4, the holding
なお、図5に示すように、設置部42上に設置された容器3は、保持部41に保持を維持しつつ、容器3の直上から下降してくる押圧部44により、設置部42に向けて押圧される。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、保持部41は、保持する容器3の外表面に沿った形状を有している。詳細には、保持部41は、容器3の被保持部33(図2参照)の円筒形状の外表面に沿った円弧形状の保持面410を内側に有している。保持部41は、一対の可動部41bを可動させて保持面410により容器3の被保持部33(外表面)を面接触状態で挟み込むことにより、容器3を保持するように構成されている。すなわち、保持部41は、平坦面を容器3に線接触または点接触させて容器3を保持する場合と比較して、容器3との広い接触面積を確保することにより、保持部41に対して容器3が動くのを抑制するように構成されている。
As shown in FIG. 6, the holding
図4に示すように、保持部41には、保持部41を上下方向に昇降させるエアシリンダ41dと、一端がエアシリンダ41d本体に昇降されるシリンダ軸41eに接続され、他端が保持部41に接続される接続部41fとが設けられている。接続部41fは、水平方向に延びる棒形状を有している。また、保持部41は、回動機構(図示せず)により、エアシリンダ41dのシリンダ軸41eを中心として水平方向に回動可能に構成されている。これにより、保持部41は、図6に示すように、押圧部44および設置部42の間(注湯位置)と、押圧部44と設置部42との間から水平方向に退避した位置(退避位置)とに移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 4, the holding
<設置部の構成>
図5に示すように、設置部42は、水平方向に延びる平坦な板状の部材であり、容器3が設置部42上に設置された状態で、容器3の下側開口32を塞ぐように構成されている。また、設置部42には、冷媒経路42aと、熱電対42bとが内蔵されている。冷媒経路42aは、たとえば、水などの冷却媒体が通される経路であり、冷却媒体が通されることにより、設置部42を冷却して、設置部42上の容器3に注がれる液状の金属材料の底部Bを冷却するように構成されている。熱電対42bは、設置部42内に配置されており、設置部42内に注がれる金属材料(固化される底部B)の温度を測定するように構成されている。固定部材47は、上面から下方に窪む溝部47aを有している。設置部42は、上方から溝部47aに嵌め込まれることにより固定部材47に取り付けられるように構成されている。
<Structure of installation part>
As shown in FIG. 5, the
設置部42は、例えば、容器3を構成する材料よりも熱伝導率が高い材料により形成されている。たとえば、容器3は、ステンレス鋼により形成されているのに対して、設置部42は、銅(純銅)により形成されている。ただし、設置部42および容器3は、互いに同一の材料により形成されてもよい。
The
<ボールプランジャの構成>
図5に示すように、ボールプランジャ43は、設置部42の下面に複数設けられ、設置部42を下方から支持するように構成されている。また、ボールプランジャ43は、所定範囲で設置部42の上下方向への移動を可能にする機能を有している。また、複数のボールプランジャ43は、固定部材47の溝部47a内に設置されている。また、複数のボールプランジャ43は、設置部42との各々の接触箇所において、設置部42の上下方向への移動を可能にしているため、容器3下端が熱膨張などにより水平状態から傾いたとしても、設置部42と容器3下端との面接触状態を確保する機能を有している。一例ではあるが、設置部42が矩形形状を有している場合には、ボールプランジャ43は、設置部42の下面の四隅近傍にそれぞれ設けられている。
<Composition of ball plunger>
As shown in FIG. 5, a plurality of
<押圧部の構成>
図5に示すように、押圧部44は、設置部42の直上に配置されている。また、押圧部44は、容器3に上方から接触して、容器3を下方(設置部42側)に押圧する板状の部材である。押圧部44には、押圧時に容器3の上側開口31を塞ぐことがないように、上側開口31に対応する位置に上下方向に延びる貫通穴44aが設けられている。また、押圧部44の水平方向の両端には、それぞれ押圧部44を上下方向に昇降させる複数(一対)のエアシリンダ44bが設けられている。すなわち、押圧部44は、エアシリンダ44bにより下降されることによって、容器3を下方(設置部42側)に押圧するように構成されており、エアシリンダ44bにより上昇されることによって、容器3から上方へ退避(離間)するように構成されている。
<Structure of pressing part>
As shown in FIG. 5, the
<漏斗の構成>
図5に示すように、漏斗45は、注湯装置2による容器3内への液状の金属材料の供給を補助する部材である。また、漏斗45は、注湯時において、押圧部44の直上に離間、または、接触した状態で、配置されるように構成されている。また、漏斗45には、漏斗45を上下方向に昇降させるエアシリンダ45aが設けられている。
<Composition of funnel>
As shown in FIG. 5, the
<振動子の構成>
図7に示すように、振動子5は、半凝固化装置4の保持部41に固定的に取り付けらえている。詳細には、振動子5は、本体部41aの上面に固定的に取り付けられており、保持部41を介して容器3を機械的(強制的)に振動させるように構成されている。一例ではあるが、振動子5は、モータと、モータ軸に偏心して取り付けられる錘(図示せず)とを有する一般的なバイブレーション装置である。
<Vibrator configuration>
As shown in FIG. 7, the
(第1実施形態における半凝固金属の製造工程)
次に、図1、図6および図8(a)〜図8(f)を参照して、半凝固化装置4による半凝固金属の製造工程について説明する。なお、説明は容器3を設置部42に設置する工程から、半凝固金属が容器3内に形成され、射出スリーブ100cに投入されるまでの工程について行う。
(Manufacturing process of semi-solidified metal in the first embodiment)
Next, the manufacturing process of the semi-solidified metal by the
まず、図示しないが、前工程として、容器3を、保持部41により保持して、冷却装置に内蔵される冷却媒体に浸すことにより冷却する。なお、冷却媒体は、液体および気体のいずれの媒体であってもよい。
First, although not shown, as a pre-process, the
次に、図8(a)に示すように、保持部41が容器3の被保持部33を保持して、容器3を設置部42上に設置する。すなわち、設置部42と押圧部44との間に位置する設置部42の上面に、接触状態で、容器3を配置する。
Next, as shown in FIG. 8A, the holding
次に、図8(b)に示すように、押圧部44を下降させて押圧部44を容器3の上端に接触させることによって、押圧部44により容器3を設置部42に押し付ける。すなわち、押圧部44と設置部42とにより、容器3を挟持する。この際、押圧部44の貫通穴44aが容器3の上側開口31と上下方向に重なる位置(開口中心が互いに一致する位置)に配置される。さらに、漏斗45を押圧部44の直上に配置する。この際、漏斗45は、押圧部44から上方に離間していてもよいし、押圧部44に接触していてもよい。
Next, as shown in FIG. 8B, the
次に、図8(c)に示すように、注湯装置2により、漏斗45を介して液状の金属材料を容器3内に注ぎ込む。詳細には、注湯装置2のラドル21を移動させて液状の金属材料を保持炉1から汲み取る。そして、ラドル21を漏斗45の上方に移動させて傾斜させることにより、液状の金属材料を容器3内に注ぎ込む(注湯する)。
Next, as shown in FIG. 8C, the liquid metal material is poured into the
次に、図8(d)に示すように、設置部42の温度を熱電対42bにより管理しながら、設置部42内に設けられる冷媒経路42aに水などの冷却媒体を通して、設置部42を冷却する。これにより、設置部42上の金属材料の底部Bを固化させる。その結果、保持部41により、容器3を持ち上げたとしても容器3の下側開口32から液状または半凝固状の金属材料が漏れるのを防止することができる。
Next, as shown in FIG. 8D, while controlling the temperature of the
次に、図8(e)に示すように、漏斗45および押圧部44を、それぞれ、上方に移動させることにより容器3から退避させる。つまり、押圧部44による容器3の挟持(挟み込み)を解除する。
Next, as shown in FIG. 8E, the
次に、図8(f)に示すように、保持部41を上方に移動させる。その結果、保持部41により、容器3が持ち上げられて、設置部42から容器3が離間される。そして、金属材料が注がれた容器3を保持部41により持ち上げた状態で、振動子5を振動させる。これにより、振動子5の振動が保持部41を介して容器3に伝達される。その結果、底部Bの上側の金属材料が均等に撹拌され、緻密かつ均一な金属組織を有する半凝固金属が得られる。なお、振動子5の振動は、たとえば、保持部41に持ち上げられてから予め設定された所定時間を経過することにより停止される。
Next, as shown in FIG. 8 (f), the holding
次に、図6に示すように、保持部41により、押圧部44(図8参照)と設置部42(図8参照)との間から容器3を水平方向に退避させる。
Next, as shown in FIG. 6, the holding
次に、図1に示すように、退避位置において、射出スリーブ100cの投入口に向けて容器3を傾ける。押圧部材Pを下側開口32から容器3内に挿入することにより、容器3から半凝固金属が押し出される。そして、押し出された半凝固金属は、射出スリーブ100c内に供給される。
Next, as shown in FIG. 1, the
(第1実施形態の効果)
次に、第1実施形態の効果について説明する。
(Effect of the first embodiment)
Next, the effect of the first embodiment will be described.
第1実施形態では、上記のように、容器3が設置され、容器3に注がれた金属材料を半凝固状にする半凝固化装置4と、容器3を機械的に振動させる振動子5とを設ける。これにより、自ら機械的に振動する振動子5により、容器3を振動させることができるので、従来のように単に容器3を移動させる場合と比較して、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも、容器3内の金属材料の内側と外側とにおいて、効果的に金属材料を撹拌することができる。その結果、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのを抑制することができるので、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも、半凝固金属の金属組織を均一化(球状化、粒状化)することができる。また、従来の電磁気場印加用コイルが必要な電磁撹拌装置とは異なり、振動子5という簡易な構成により、容器3に注がれた液状の金属材料を振動させることができる。以上により、半凝固金属製造装置は、簡易な構成によって、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも半凝固金属の金属組織を均一化することができる。また、従来の電磁撹拌装置とは異なり、比較的低コストで撹拌のための装置(振動子5)を得ることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、振動子5を、半凝固化装置4に取り付けられ、半凝固化装置4を介して容器3を振動させるように構成する。これにより、容器3が設置される半凝固化装置4を介して、容器3に振動子5の振動を容易に伝達することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、半凝固化装置4に、振動子5が取り付けられ、容器3を保持する保持部41を設け、振動子5を、保持部41を介して容器3を振動させるように構成する。これにより、容器3に近接する保持部41に振動子5を取り付けることにより、振動子5の振動をより容器3に伝達しやすくすることができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、保持部41を、保持する容器3の外表面に沿った形状に形成する。これにより、容器3の外表面に沿った形状を有する保持部41により容器3を保持することによって、保持部41に対して容器3を固定的に配置することができるので、保持部41が振動子5に振動された際に、振動子5の振動を保持部41から容器3に効果的に伝達することができる。その結果、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのをより抑制することができるので、半凝固金属の金属組織をより均一化することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the holding
また、第1実施形態では、上記のように、容器3の外表面を、円筒形状に形成し、保持部41を、外表面に沿った円弧形状の保持面410に形成し、保持部41を、保持面410により、容器3の外表面を面接触状態により保持するように構成する。これにより、保持部41により容器3を面接触状態で保持することによって、保持部41に対して容器3をより固定的に配置することができるので、保持部41が振動子5に振動された際に、振動子5の振動を保持部41から容器3により効果的に伝達することができる。その結果、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのを一層抑制することができるので、半凝固金属の金属組織を一層均一化することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the outer surface of the
また、第1実施形態では、上記のように、振動子5を、金属材料が注がれた容器3が保持部41により持ち上げられた状態で容器3を振動させるように構成する。これにより、容器3の下端が設置されている場合と比較して、保持部41が振動子5に振動された際に、振動子5の振動を保持部41から容器3に効果的に伝達することができる。その結果、容器3に注がれる液状の金属材料の重量が増加した場合でも製造される半凝固金属に温度勾配が生じるのをより抑制することができるので、半凝固金属の金属組織をより均一化することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、半凝固化装置4に、容器3が設置され、容器3に注がれた金属材料の底部Bを冷却により固化させる設置部42を設け、半凝固化装置4を、設置部42により金属材料の底部Bを冷却により固化させた後、保持部41により設置部42から容器3を離間させるように容器3を持ち上げた状態で、振動子5により容器3を振動させるように構成する。これにより、設置部42により金属材料の底部Bを冷却により固化させることができる。その結果、固化された底部Bが周囲に密着しにくくすることができるので、容器3から半凝固金属を容易に取り出すことができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、半凝固化装置4に、容器3を保持する保持部41を設け、容器3の上端部に、保持部41に接触する下面34aを有し、水平断面形状が大きくなるフランジ部34が設ける。これにより、保持部41によりフランジ部34を下方から支えることができるので、容器3が保持部41に対して下方に移動するのを防止することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、容器3に、水平断面形状が略一定で上下方向に延びるとともに、保持部41に保持される被保持部33を設ける。これにより、被保持部33により保持部41が容器3を安定して保持することができる。また、被保持部33の水平断面形状が略一定であるので、被保持部33の形状に対応させて、保持部41を簡易な形状に形成することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、容器3を、上下両端が開口している中空部材とし、半凝固化装置4に、容器3が設置され、中空部材の下側の開口を塞ぐ設置部42を設ける。これにより、上下両端が開口している中空部材により、容器3内に製造された半凝固金属を、押し出しにより容器3から取り出すことができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、容器3を、内径が下方に向けて小さくなる円筒形状に形成する。これにより、容器3を持ち上げた際に、容器3内の金属材料が下方に抜け落ちることを抑制することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
[第2実施形態]
次に、図1、図9および図10(a)、(b)を参照して、第2実施形態の半凝固金属製造装置204について説明する。この第2実施形態では、液状の金属材料を容器3に注ぎ終えて、容器3を持ち上げた後に振動子5を振動させた上記第1実施形態とは異なり、液状の金属材料を容器203に注ぐ際から振動子5を振動させる例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the semi-solidified
(半凝固金属製造装置の構成)
図1に示す第2実施形態の半凝固金属製造装置204は、容器203を備えている。なお、振動子5は、半凝固化装置4の保持部41に取り付けられている。
(Structure of semi-solid metal manufacturing equipment)
The semi-solidified
<容器の構成>
図9に示すように、容器203のフランジ部34の上面には、複数の摩擦軽減部35が設けられている。摩擦軽減部35は、押圧部44と容器203との接触面に沿った方向(水平方向)に、押圧部44に対する容器203の移動を可能にする機能を有している。詳細には、摩擦軽減部35は、球状の部材であり、フランジ部34の上面から一部が上方に突出しており、大部分(全体の半分よりも大きな体積部分)がフランジ部34内に配置されている。また、複数の摩擦軽減部35は、それぞれ、フランジ部34の上面において、周方向に略一定の間隔を隔てて配置されている。また、摩擦軽減部35は、フランジ部34に対して移動することなく、同じ位置を保ちながら、フランジ部34に対して回転可能に構成されている。複数の摩擦軽減部35は、上方から押圧部44が接触し、押圧部44に対する容器203の水平方向への移動に伴って、容器203の移動方向と同方向に回転することにより、押圧部44に対する容器203の摩擦(摺動時の抵抗)を軽減するように構成されている。これにより、容器203および押圧部44は、振動子5(図10(b)参照)による振動時において、容易に、水平方向に相対移動可能に構成されている。
<Container configuration>
As shown in FIG. 9, a plurality of
(第2実施形態における半凝固金属の製造工程)
次に、図10(a)、(b)を参照して、半凝固化装置4(図1参照)による半凝固金属の製造工程について説明する。なお、上記第1実施形態と同様の工程については説明を省略する。
(Manufacturing process of semi-solidified metal in the second embodiment)
Next, the process of manufacturing the semi-solidified metal by the semi-solidifying device 4 (see FIG. 1) will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b). The description of the same steps as in the first embodiment will be omitted.
まず、図10(a)に示すように、設置部42に設置された容器203を押圧部44により押圧する。すなわち、押圧部44と容器203の摩擦軽減部35とを接触させる。また、漏斗45を、押圧部44の直上に配置する。
First, as shown in FIG. 10A, the
次に、図10(b)に示すように、注湯装置2のラドル21により液状の金属材料を容器203に注ぐ際(たとえば、ラドル21の傾斜開始と略同時または直前)から、振動子5の振動を開始させる。以降は、振動子5が振動させながら、第1実施形態と同様の工程(図8(d)〜図8(f)と同様の工程)が順に行われる。なお、注湯装置2が金属材料を注ぎ終えた後も金属材料が半凝固化させるために、振動子5は、継続的に振動することにより、容器3を振動させる。
Next, as shown in FIG. 10B, when the liquid metal material is poured into the
第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
(第2実施形態の効果)
次に、第2実施形態の効果について説明する。
(Effect of the second embodiment)
Next, the effect of the second embodiment will be described.
第2実施形態では、上記のように、振動子5を、容器203に金属材料を注ぐ際から、注ぎ終えた後に金属材料が半凝固化するまでに渡って継続的に容器203を振動させるように構成する。これにより、金属材料が容器203に注がれた後に振動される場合と比較して、容器203により金属材料の外側が内側よりも早く冷却されてしまうのを抑制することができる。その結果、半凝固金属に温度勾配が生じるのを効果的に抑制することができる。
In the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、半凝固化装置4に、容器203が設置される設置部42と、設置部42を振動可能に支持するボールプランジャ43と、ボールプランジャ43に支持された設置部42に容器203を振動可能な状態で押し付ける押圧部44とを設け、振動子5を、容器203が設置部42に設置された状態で容器203を振動させるように構成する。これにより、ボールプランジャ43により設置部42を振動可能に支持され、容器203が設置部42に設置された状態で容器203を振動させることができるので、容器203を設置部42に設置して金属材料を注ぐ際から、効果的に容器203内の金属材料を撹拌することができる。その結果、半凝固金属の金属組織をより一層均一化することができる。
Further, in the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、容器203に、押圧部44と容器203との接触面に沿った方向に、押圧部44に対する容器203の移動を可能にする摩擦軽減部35を設ける。これにより、摩擦軽減部35により押圧部44に対する容器203の移動が許容されるので、振動時において、容器203をより大きく振動させることができる。その結果、効果的に容器203内の金属材料を撹拌することができる。
Further, in the second embodiment, as described above, the
第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
[第3実施形態]
次に、図1、図11および図12(a)、(b)を参照して、第3実施形態の半凝固金属製造装置304について説明する。この第3実施形態では、第1実施形態の構成に加えて、容器3内を減圧することが可能な減圧装置6を設けた例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, the semi-solidified
(半凝固金属製造装置の構成)
図1に示す第3実施形態の半凝固金属製造装置304は、半凝固化装置4aと、減圧装置6(図11参照)とを備えている。なお、振動子5は、半凝固化装置4aの保持部41に取り付けられている。
(Structure of semi-solid metal manufacturing equipment)
The semi-solidified
半凝固化装置4aは、図11に示すように、押圧部344を備えている。
As shown in FIG. 11, the
<押圧部の構成>
図11に示すように、押圧部344には、複数の管状の排気経路344aが設けられている。排気経路344aの一端は、容器3の上側開口31(容器3の内部空間)に接続されている。また、排気経路344aの一端は、押圧部344内に通され、他端は、減圧装置6に接続されている。
<Structure of pressing part>
As shown in FIG. 11, the
押圧部344の貫通穴44aには、漏斗45が上方から下降されて、密着状態で取り付けられるように構成されている。これにより、貫通穴44aと漏斗45との間は、密閉される。また、押圧部344は、容器3を下方へ押圧することにより、容器3に対して密着し、容器3との間を密閉するように構成されている。また、押圧部344は、容器3を下方へ押圧することにより、容器3と設置部42との間を密閉するように構成されている。したがって、押圧部344が容器3を押圧している場合には、容器3は、漏斗45の開口部分を除き外気の流入が断たれている状態となる。
The
<減圧装置の構成>
減圧装置6は、真空ポンプ61を含んでおり、排気経路344aを介して、容器3の内部空間から空気を吸い込むことにより容器3内の空気を排気することが可能に構成されている。
<Configuration of decompression device>
The decompression device 6 includes a
(第3実施形態における半凝固金属の製造工程)
次に、図12(a)、(b)を参照して、半凝固化装置4aによる半凝固金属の製造工程について説明する。なお、上記第1実施形態と同様の工程については説明を省略する。
(Manufacturing process of semi-solidified metal in the third embodiment)
Next, the manufacturing process of the semi-solidified metal by the
まず、図12(a)に示すように、押圧部344を容器3の上方から下降させて、設置部42に設置した容器3を押圧部344により押圧する。すなわち、押圧部344と容器3とを密着させるとともに、設置部42と容器3とを密着させる。さらに、漏斗45を押圧部344の上方から下降させて、漏斗45を押圧部344と密着状態で配置する。
First, as shown in FIG. 12A, the
次に、図12(b)に示すように、注湯装置2により液状の金属材料を容器3に注ぐ際に、減圧装置6の真空ポンプ61が容器3内の空気の排気(容器3内の減圧)を開始する。また、注湯装置2により液状の金属材料を容器3に注ぐ際に、振動子5が振動を開始する。なお、減圧装置6により減圧を開始するタイミングは、たとえば、注湯装置2のラドル21が傾斜して液状の金属材料が漏斗45の開口部分に注がれる際(注湯開始時)のタイミングである。金属材料が漏斗45の開口部分を塞ぐことにより、容器3内には外気と遮断された密閉空間が形成される。すなわち、容器3内には、減圧装置6により効果的に減圧可能な閉じられた空間が形成される。以降は、振動子5が振動しながら、第1実施形態と同様の工程(図8(d)〜図8(f)と同様の工程)が順に行われる。
Next, as shown in FIG. 12B, when the liquid metal material is poured into the
第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
(第3実施形態の効果)
次に、第3実施形態の効果について説明する。
(Effect of Third Embodiment)
Next, the effect of the third embodiment will be described.
第3実施形態では、上記のように、容器3に金属材料を注ぐ際に容器3内を減圧することが可能な減圧装置6をさらに備える。これにより、減圧装置6により容器3内の空気を容器3外に排出することができるので、容器3に金属材料を注ぐ際に、金属材料に空気が巻き込まれるのを抑制することができる。その結果、成形品に鋳巣(内部に残った小さな気孔部分)が発生するのを抑制することができる。
In the third embodiment, as described above, the decompression device 6 capable of decompressing the inside of the
第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
[変形例]
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
[Modification example]
The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the description of the above embodiment but by the scope of claims, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
たとえば、上記第1〜第3実施形態では、振動子を、保持部に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容器を振動させることが可能であるならば、振動子を、押圧部や、漏斗、容器自体など、保持部以外の構成に取り付けてもよい。 For example, in the first to third embodiments, the example in which the vibrator is attached to the holding portion is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the vibrator may be attached to a configuration other than the holding portion, such as a pressing portion, a funnel, or the container itself, as long as the container can be vibrated.
また、上記第1〜第3実施形態では、容器を、上下両端が開口するように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、容器を、上端が開口しており、下端が底を有しているように形成してもよい。 Further, in the first to third embodiments, the example in which the container is formed so that both the upper and lower ends are opened is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the container may be formed so that the upper end is open and the lower end is bottom.
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の支持部をボールプランジャにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、本発明の支持部を圧縮バネなどの弾性部材により形成してもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example in which the support portion of the present invention is configured by a ball plunger is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the support portion of the present invention may be formed of an elastic member such as a compression spring.
また、上記第1〜第3実施形態では、容器を円筒形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、容器を多角形状の筒形状に形成してもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example in which the container is formed in a cylindrical shape is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the container may be formed into a polygonal tubular shape.
また、上記第1〜第3実施形態では、漏斗と押圧部とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、漏斗が押圧部を兼ねる構成であってもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example in which the funnel and the pressing portion are provided is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the funnel may also serve as a pressing portion.
また、上記第2実施形態では、容器に摩擦軽減部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部に摩擦軽減部を設けてもよい。 Further, in the second embodiment, the example in which the friction reducing portion is provided in the container is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the pressing portion may be provided with a friction reducing portion.
また、上記第2実施形態では、摩擦軽減部を球状の部材により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、摩擦軽減部を円柱状のコロにより形成してもよい。 Further, in the second embodiment, an example in which the friction reducing portion is formed of a spherical member is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the friction reducing portion may be formed by a columnar roller.
また、上記第1〜第3実施形態では、注湯後に保持部により容器を持ち上げたタイミング、または、押圧部により容器を押圧した状態で溶湯を注ぐ際(注湯直前)のタイミングで、振動子の振動を開始させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、容器に注湯している途中で振動子の振動を開始させるなど、振動子の振動を開始させるタイミングは、上記各実施形態に限られない。 Further, in the first to third embodiments, the vibrator is at the timing when the container is lifted by the holding portion after pouring, or when the molten metal is poured while the container is pressed by the pressing portion (immediately before pouring). Although an example in which the vibration of the above is started is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, the timing of starting the vibration of the vibrator, for example, starting the vibration of the vibrator while pouring hot water into the container, is not limited to each of the above embodiments.
3、203 容器
4、4a 半凝固化装置
5 振動子
6 減圧装置
33 被保持部
34 フランジ部
34a 下面
35 摩擦軽減部
41 保持部
42 設置部
43 ボールプランジャ(支持部)
44、344 押圧部
104、204、304 半凝固金属製造装置
410 保持面
B 底部
3, 203
44, 344 Pressing
Claims (13)
前記容器が設置され、前記容器に注がれた前記金属材料を半凝固状にする半凝固化装置と、
前記容器を機械的に振動させる振動子と、を備え、
前記半凝固化装置は、前記振動子が取り付けられ、前記容器を保持する保持部を含み、
前記振動子は、前記保持部に取り付けられるとともに、前記保持部を介して前記容器を振動させることにより、前記容器内の前記金属材料を撹拌するように構成されている、半凝固金属製造装置。 A container into which a liquid metal material is poured and
A semi-solidifying device in which the container is installed and the metal material poured into the container is semi-solidified.
A vibrator that mechanically vibrates the container is provided .
The semi-solidifying device includes a holding portion to which the vibrator is attached and holds the container.
The transducer, in conjunction with attached to the holding portion, by vibrating the container via the holding portion, that is configured to stir the metal material in the container, semi-solid metal manufacturing apparatus.
前記保持部は、前記外表面に沿った円弧形状の保持面を有し、前記保持面により、前記容器の外表面を面接触状態により保持するように構成されている、請求項2に記載の半凝固金属製造装置。 The outer surface of the container has a cylindrical shape and has a cylindrical shape.
The holding portion has a holding surface of a circular arc shape along the outer surface, by the holding surface, an outer surface of said container is configured to hold the surface contact of claim 2 Semi-solidified metal manufacturing equipment.
前記設置部により前記金属材料の底部を冷却により固化させた後、前記保持部により前記設置部から前記容器を離間させるように前記容器を持ち上げた状態で、前記振動子により前記容器を振動させるように構成されている、請求項4に記載の半凝固金属製造装置。 The semi-solidifying device includes an installation unit in which the container is installed and the bottom of the metal material poured into the container is solidified by cooling.
After the bottom of the metal material is solidified by cooling by the installation portion, the container is lifted by the holding portion so as to separate the container from the installation portion, and the container is vibrated by the vibrator. The semi-solid metal manufacturing apparatus according to claim 4 , which is configured in the above.
前記振動子は、前記容器が前記設置部に設置された状態で前記容器を振動させるように構成されている、請求項6に記載の半凝固金属製造装置。 The semi-solidifying device presses the container in a vibrable state against an installation portion on which the container is installed, a support portion that oscillates the installation portion, and the installation portion supported by the support portion. Including the pressing part
The semi-solidified metal manufacturing apparatus according to claim 6 , wherein the vibrator is configured to vibrate the container in a state where the container is installed in the installation portion.
前記半凝固化装置は、前記容器が設置され、前記中空部材の下側の開口を塞ぐ設置部を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の半凝固金属製造装置。 The container includes a hollow member with both upper and lower ends open.
The semi-solidified metal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the semi-solidifying device includes an installation portion in which the container is installed and closes an opening on the lower side of the hollow member.
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