专利名称：铸造装置和熔化金属供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及铸造装置。
背景技术：
在模铸等铸造装置的领域中，必需通过加热熔化固体状态的金属变成熔化金属将该熔化金属供给铸造装置。用感应加热作为加热熔化金属的方法，熔化金属变成熔化金属把该熔化金属供给铸造装置的技术是公知的。感应加热是利用电磁感应的感应电流利用在这时产生的焦尔热加热该金属的加热方法。
另外因已熔化的金属材料通常比周围的温度高很多，所以在供给铸造装置时处理困难。例如在用长把勺子取出已熔化的金属材料供给铸造装置的方法中，存在金属材料凝固和氧化的可能性。
作为另一方法例如特开2001-239354号公报公开了在对着喷射装置的圆筒设置的圆筒状容器中通过感应加热熔化金属变成熔化金属并将该熔化金属供给模铸的熔化金属供给装置。
上述熔化金属供给装置包括用于将形成在该圆筒状容器的下部上的熔化金属排出到筒体中的开口，和开闭该开口的盖。通过使盖滑动打开开口，在圆筒状容器内已熔化的熔化金属靠重力流入筒体内。
该熔化金属供给装置可以将已熔化的必要量的熔化金属不与空气接触地供给喷射装置，从而可以保持熔化金属的品质。
可是，在如上述刊物中公开那样的熔化金属供给装置中，有容器内的熔化金属从形成在开口与正在使该开口闭锁的盖之间的间隙泄漏的可能性。一旦容器内的熔化金属泄漏，就使盖的开闭变为困难，从而有使供给模铸机的熔化金属量的偏差大等可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种熔化金属供给装置，该装置使必要量的金属材料在容器内加热后熔化变成熔化金属，通过开闭容器将该熔化金属供给铸造装置，同时使来自容器开闭地点的熔化金属不从容器中泄漏出。
另外，本发明的另一目的在于提供一种包括上述熔化金属供给装置的铸造装置。
本发明的熔化金属供给装置，是将熔化金属供给铸造装置的熔化金属供给装置，该装置包括在底部具有开口并收容金属材料的收容容器、闭塞上述开口的盖、通过使上述盖相对上述收容容器移动开闭上述开口的驱动手段、利用在上述收容容器内的金属材料的感应电流加热该金属材料并且产生使阻止上述收容容器内的金属从上述开口与上述盖之间漏出的力作用在该熔化金属上的磁场的感应加热用线圈。
本发明的铸造装置包括供给用在铸造上的熔化金属材料的金属料供给手段，上述熔化金属供给手段包括在底部具有开口并收容金属材料的收容容器，闭塞上述开口的盖，通过使上述盖相对上述收容容器移动开闭上述开口的驱动手段，利用在上述收容容器内的金属材料的感应电流加热该金属材料并且产生使阻止上述收容容器内的熔化金属从上述开口与上述盖之间漏出的力作用在该熔化金属上的磁场的感应加热用线圈。
按照本发明，当感应电流在收容容器的熔化金属上流过时，由该感应电流和来自感应加热用线圈的磁场的电磁感应作用产生的电磁力就作用在熔化金属上。收容容器的底部的开口被盖闭塞或仅简单地用盖闭塞开口，就在开口与盖之间形成间隙，从而存在熔化金属靠自重漏出的可能性。感应加热用线圈产生的磁场感应加热熔化金属，并使阻止收容容器内的熔化金属从开口与盖之间漏出的熔化金属的电磁力作用在熔化金属上。
图1是与本发明一实施方式有关的熔化金属供给装置的剖面图。
图2是表示作为本发明铸造装置的模铸机一侧的主要构成的剖面图。
图3是表示收容容器和感应加热用线圈的构造的图。
图4是表示由在熔化金属ML上流动的感应电流与感应加热用线圈产生的磁场的电磁感应作用引起作用在熔化金属上的电磁力和熔化金属的液压的曲线图。
图5是表示不考虑感应加热用线圈的形状并在收容容器的外周上沿中心轴的全域上配置直径一定的感应加热用线圈时的收容容器内的熔化金属状态一例的剖面图。
图6是表示作用在图5中所示的感应加热用线圈时的熔化金属上的电磁力和熔化金属的液压的曲线图。
图7是表示与本发明一实施例有关的感应加热用线圈的又一例的剖面图。
图8是表示与本发明一实施方式有关的收容容器的另一方式的图。
图9是表示使熔化金属靠自重从收容容器的开口落下后供给体壳的样子的剖面图。
图10是表示与本发明第二实施方式有关的熔化金属供给装置的构成的图。
图11是表示与本发明第三实施方式有关的熔化金属供给装置构成的图。
图12是表示在熔化金属供给装置中将坯料收容在容器中之前状态的图。
图13是用于说明在熔化金属供给装置中将熔化金属供给体壳内的程序的图。
图14是表示与本发明第四实施方式有关的熔化金属供给装置的构成的图。
图15是表示具有另外开闭机构的熔化金属供给装置的图。
图16是表示具有又一开闭机构的熔化金属供给装置的图。
图17是表示具有其它开闭机构的熔化金属供给装置的图。
图18是表示与本发明第五实施方式有关的熔化金属供给装置构成的剖面图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方式。
第一实施方式图1是与本发明一实施方式有关的熔化装置的剖面图。
在图1中所示的熔化金属供给装置1包括熔化加热部2、和材料供给机构51。
材料供给机构51包括料斗55、筒状体52、螺杆丝杆53。
料斗55具有圆锥状的外形并具有能在内部收容金属材料M的构成料斗55具有在下端部与筒状体52连通的供给口55a。
供给在料斗55内的金属材料M靠自重通过供给口55a供给筒状体52内。
存储在料斗55中的金属材料M是把例如铝合金等金属制成为球状或细长的颗粒状的容器。
筒状体52由圆筒状的材料制成，在外周的一部分上形成与料斗55的供给口55a连通的连通孔52a。
该筒体52的前端部侧连接在后述的收容容器3的上端部，从而使筒状体52的内部和收容器3的内部连通。
螺杆丝杠53可转动地设置在筒状体52的内部，该螺杆丝杠53的一端与固定在筒状体52一端侧上的电动机的输出轴54a相连接。
当使螺杆丝杠53随着电动机54的转动在规定的方向转动时从料斗55供给筒状体52内的金属材料M向图1中所示的箭头J的方向运送，从筒状体52的前端部落下到收容容器3内。金属材料M向收容器3的运送量由(供给量)根据螺杆丝杠53的回转量确定。
熔化加热部2包括配置在后述的模铸机的体壳70的给金属熔液口70h上方的收容容器3，配置在收容容器3的周围的感应加热用线圈10和开闭机构21。
开闭机构21包括盖22、流体缸装置23。
盖22是通过对置配置在收容容器3的底部(下端部)的开口上可闭锁该开口3d的板状构件。
流体缸装置23包括前端部连接在盖22上的活塞杆24，使该活塞杆24通过例如压缩空气和油压的压力向箭头D1和D2的方向伸缩，借助活塞杆24向D1和D2方向的滑动使收容容器3的下端部的开口3d被盖22开闭。
图2是表示作为铸造装置的模铸机的一侧的主要部分构成的剖面图。
如图2所示，模铸机60包括由固定模具90、相对固定模具可开闭设置的移动模具80、和设置在固定模具90上的圆筒状部件组成的体壳70和嵌合在固定在柱塞杆73上的体壳70的内周上的柱塞端部72。
体壳70与形成在已固紧的固定模具与移动模具80之间的凹部Ca连通。
固定模具90和移动模具80通过图中未示出的模具固紧机构在固紧的状态，通过形成在体壳70上的给汤口70h向体壳70内供给熔化金属(熔化金属材料)ML。
然后，体壳70内的熔化金属ML通过柱塞端部72喷射并充填到形成在固定模具90与移动模具80之间的凹部Ca中。
充填在凹部Ca中的熔化金属ML凝固后打开移动模具80，通过设置在移动模具80上的顶出销91顶出凹部Ca内的铸造品。
图3是表示收容容器3和感应加热用线圈10的构造的图，(A)是收容容器3的俯视图，(B)是沿(A)中所示的A-A线方向的剖面图。
如图3所示，收容容器3由具有能收容金属材料M的收容空间3a的圆筒状构件组成。该收容容器3的形成材料例如用奥氏体不锈钢、铜或铜合金等非强磁性体的金属和电绝缘性的陶瓷等绝缘材料。另外把这些材料制成非强磁性体。用这样非强磁性材料的理由是防止在感应加热时磁通集中在收容容器3内，并且通过感应加热用线圈10使比较大的电磁力作用在收容在收容容器3中的金属材料M上。
收容容器3的下端部的开口3d如图3所示，被盖22闭锁。这时，与收容容器3的下端面3e对置的盖22的抵接面22s以接触在下端面3e上的方式配置，但在下端面3e与抵接面22s之间可能形成间隙。
感应加热用线圈10以该收容容器3的中心轴线O同心地配置在收容容器3的周围。
沿该感应加热用线圈10的中心轴线O的下端侧定位在收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s的接触位置附近。
并且，沿感应加热用线圈10的中心轴线的上端侧的直径d1变成为最大直径，下端侧的直径d2变成为最小直径，感应加热用线圈10的直径从上端向下端侧直径逐渐缩小。
在感应加热用线圈10上供给例如数十KHz程度的高频电流。当高频电流供给感应加热用线圈时，产生磁场。该磁场在收容容器3内的金属材料M上引起感应电流，当电流在金属材料上流动时，因焦耳损耗而加热熔化金属材料M。因此金属材料M变成为熔化金属ML。
金属材料M变成熔化金属ML后，由于在熔化金属ML上流动的电流与感应加热用线圈10产生的磁场的电磁感应作用，而电磁力作用在熔化金属ML上。该电磁力主要朝向收容容器3的中心方向。
下面参照图4说明作用在被上述形状的感应加热用线圈10已熔化的金属ML的力。
图4是表示由在熔化金属ML上流动的感应电流与感应加热用线圈10产生的磁场的电磁感应作用而作用在熔化金属ML上的电磁力F和熔化金属ML的液压P的曲线图。
设收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22a的接触位置为基准高度ho，作用在已变成液体的收容容器3内的熔化金属ML上的液压在基准高度ho变成最大值，随着向收容容器3的上侧逐渐变小。
另外，因为感应加热用线圈10具有上述的形状，所以在感应加热用线圈10的内周侧产生的磁场的磁通密度在感应加热用线圈10的下端侧变为最大，磁通密度向上端侧逐渐减小。
因此由感应加热用线圈10对熔化金属ML作用在收容容器3的中心轴方向的电磁力F，根据感应加热用线圈10的形状，在基准高度ho附变为最大，随着朝收容容器的上侧面逐渐变小。
因而收容容器3的熔化金属ML变成为例如图3所示那样的形状。
在图3中所示的熔化金属L的形状形成为近似从下端到上端的直径相等的圆筒形，在收容容器3的下端侧形成使该收容容器3的内圆周面和熔化金属ML成隔离的形状。
也就是说，在收容容器3内的熔化金属ML上，变成为一边把高度抑制得比较低，一边变成阻止收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出的力作用的状态。
因此可以防止熔化金属ML靠自重从在被盖22闭塞开口3d的状态的收容容器3漏出。
图5是在不考虑感应加热用线圈的形状时在将沿中心轴O的全域上直径d为一定的感应加热用线圈300配置在收容容器3的外周上时的收容容器3内的熔化金属ML的状态一例的剖面图。
如图5所示，感应加热用线圈300的直径一定时，对熔化金属ML作用在收容容器3的中心轴方向的电磁力F变成例如象图6所述那样沿中心轴方向大致一定的值。
另外，作用在已成为液体的收容容器3的熔化金属于ML上的液压P在基准高度ho变为最大，随向收容容器3的上侧逐渐变小。
因而熔化金属ML按照电磁力F与液压P的关系，如图5所示那样，变成为向高度高的方向逐渐扩展的形状，存在熔化金属ML从收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出的可能性，为了阻止这种漏出，必需使更强的电磁力作用在熔化金属ML上。
如上所述，通过把使感应加热用线圈10的形成变成适当的形状，用比较小的电磁力，就可以防止熔化金属ML靠自重从开口3d被盖22闭锁的状态的收容容器3中漏出。并且不只是感应加热线圈的形状，而通过适当地选择感应加热用线圈10的形状和感应加热用线圈10相对收容容器的配置或感应加热用线圈10相对收容容器3的配置，也可以防止熔化金属ML从被盖22闭锁开口3d的状态的收容容器3中漏出。
另外，为了确定感应加热用线圈10的形状和配置等，必需考虑感应加热用线圈10产生的磁场强度、供给收容容器3内的金属材料M的量、和感应加热用线圈10沿中心轴线的高度H等相互关系。
下面参照图7说明说明能防止金属熔化金属ML从收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出的感应加热用线圈的其它例。
在图7(A)中所示的感应加热用线圈10A与上述的感应加热用线圈10同样配置在收容容器3的外周上。并且感应加热用线圈10A以使直径从上端到下端全等地形成，感应加热用线圈10A的下端部配置在收容容器3的下端面3e和盖22的抵接面22s抵接的位置附近。
限定该感应加热用线圈10A沿中心轴线O方向的高度H，以使电磁力只作用在收容容器3内的熔化金属ML的下方。也就是说，配置感应加热用线圈10A，以使按照与收容容器3内的熔化金属ML的量的关系，使朝向中心轴线O的电磁力只集中作用在收容容器3内的熔化金属ML的下侧区域。从而可以抑制熔化金属ML的高度，因下侧区域的液压力变低而用比较小的电磁力平衡。
如上所述，因为根据与收容容器3内的熔化金属ML量的关系限制感应加热用线圈10A的高度，所以可以如图7(A)所示那样，在收容容器3的下端侧制成使该收容容器3的内周与熔化金属ML隔离的形状，从而可以防止熔化金属ML从收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出。
虽然在图7(B)中所示的感应加热用线圈10B具有与在图7(A)中所示的感应加热用线圈10A相同的形状和配置，但图7(B)的感应加热用线圈10B的下端部配置在收容容器3的端面3e的更下方。
这样，由于将感应加热用线圈10B的下端部配置在收容容器3的下端面的更下方，而可以比感应加热用线圈10A提高朝向收容容器3的下端位置的中心轴线O的电磁力。结果与比感应加热用线圈10A相比进一步可靠地防止熔化金属ML从收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出。
图8是表示上述的收容容器3的另一方式例，其中(A)是主视图，(B)是在(A)中的C-C线方向的剖面图。
在收容容器3由铁那样的强磁性材料形成时，因上述感应加热用线圈10产生的磁场沿收容容器3的圆周方向引起涡流电流，而发生收容容器3的可能性被加热。
因此图8所示的收容容器3A在一部分上沿着中心轴线O形成一条缺口3K。通过形成该缺口3K遮断在感应加热时产生的收容容器3A的圆周方向的电路路径，可以防止加热收容容器3A。
并且在缺口3K中埋入例如陶瓷等绝缘材料Is。借此可以防止大气浸入收容容器3A的内部，可以使收容容器3A内变成非氧化气氛。另外，在收容容器3A的内部即使大气浸入也没有问题的场合，也可以不设置绝缘部件Is。
作为防止收容容器3加热的其它方法，可以考虑调整图3(A)中所示的容器3的厚度TH。
在收容容器3上产生的涡流电流的穿透深度δ可以根据由收容容器3的电阻率ρ(Ω·cm)，收容容器3的导磁率μ，施加在感应加热用线圈10上的电流频率f(Hz)确定的关系式求出。
通过使收容容器3的厚度TH比涡流电流的穿透深度δ薄，可以防止收容容器3的加热。
在上述构成的熔化金属供给装置1中，使金属材料M在收容容器3内加热后熔化，在达到规定温度后，如图9所示，当使盖22向P的方向滑动时，熔化金属ML就靠自重从收容容器3的开口3d落下通过供给熔化金属口70h供模铸机的体壳70中。
如上所述，按照本实施方式，在把收容容器3内的金属材料M通过感应加热变成熔化金属ML时，在感应加热金属材料M的同时，通过确定磁场的感应加热用线圈10的形状和/或配置，以便能使阻止熔化金属ML从收容容器3的下端面3e与盖22的抵接面22s之间漏出的力作用在该熔化金属ML上，不用改变收容容器3的开闭机构21就可以防止熔化金属ML的漏出。
另外，虽然在上述的实施方式中，是就感应加热用线圈举多个形态说明的，但本发明不受此限定，也可以变成使上述的多个方式组合的方式，也可以采用其它方式。
第二实施方式图10是表示与本发明第二实施方式有关的金属供给装置构成的图。在图10中凡与第一实施方式有关的熔化金属供给装置1同一构成部分使用同一符号。
虽然在上述的第一实施方式中，作为本发明的金属材料供给手段是以供给固体状态的金属材料的材料供给机构51为例说明的，但在与本实施方式有关的熔化金属供给装置200中，在收容容器3中不是供给固体状态金属材料，而是供给液体状态的金属材料的熔化金属ML，关于其它构成部分与上述的第一方式完全相同。
在图10中，熔化炉401收容熔化例如铝的熔化金属ML。
通常在熔化炉401中只能使铝升温到750°程度。然而也有在800℃程度的非常高温状态下供给给模铸机的情况。
在这样的场合，利用由图中未示出的运送机构保持的铸勺400将熔化炉401内的铝的熔化金属ML吸到规定量，将其运送供给收容容器3。
在收容容器3中与上述的实施方式相同，通过感应加热铝的熔化金属ML的熔液，升温。
这样，由于制成为本实施方式构成，而能使熔化金属ML升温到用熔化炉40不能升到的温度，然后供给模铸机等铸造装置。
另外，与本实施方式有关的熔化金属供给装置200可适用上述的收容容器、感应加热用线圈10的各种变型例。
第三实施方式图11是表示与本发明的又一实施方式有关的熔化金属供给装置构成的图。另外，在图11中凡与第一实施方式有关的熔化金属供给装置1相同构成的部分，使用相同的符号。
在第一和第二实施方式中，是就向收容容器3供给颗粒状的金属材料和熔化金属的场合说明的，而在本实施方式中就向收容容器3供给铸锭式坯料等状态的固体状态的金属的场合进行说明。
在图11中所示的熔化金属供给装置301具有开闭机构21B，该开闭机构21B包括盖22B、和使该盖22B沿由箭头E1和E2表示的铅直方向升降用的气缸25。
盖22B与升降用气缸25的活塞杆26相连并能相对活塞杆26通过执行机构30以轴27为中心沿箭头R1和R2的方向旋回。
图12是表示在熔化金属供给装置301上将铸锭IG收容在收容容器3前的状态的图。
使盖22B沿箭头E2的方向下降，在保持水平状的盖22B上载置铸锭IG。
当从该状态使盖22B沿箭头E1的方向上升时，如图11所示，盖22B抵接在收容容器3的下端面3e，而收容容器3的开口3d闭锁。
在图11所示的状态，通过感应加热加热铸锭，使其熔化，然后如图13所示，使盖22B沿箭头R1的方向旋回，通过打开收容容器3的开口3d，将熔化金属ML供给体壳70内。
这样，本实施方式的熔化金属供给装置301，在开闭机构21B进行收容容器3的开口3d的开闭的同时实现将铸锭IG供给收容容器3内的金属材料供给手段的作用。
按照本实施方式的熔化金属供给装置30，由于不需要预先保持大量的熔化金属，而可以安全地对模铸机进行熔化金属的供给，并且可以改善作业环境。
按照本实施方式的熔化金属供给装置301能适用上述的收容容器3，因为作为一块(疙瘩)铸锭供给，所以因抑制氧化而使金属熔化的质量提高，从而使材料的致密化。
按照本实施方式的熔化金属供给装置301能适用上述的收容容器3，感应加热用线圈10的各种变形例。
第四实施方式图14～图17是表示与本发明的又一实施方式有关的熔化金属供给装置构成的图。
在上述的各实施方式中，以在盖22与收容容器3的下端面3e之间已形成间隙时，就防止收容容器3内的熔化金属ML从该间隙漏出的技术进行了说明。
另外，在收容容器3内利用感应加热熔化金属材料时，从抑制金属氧化的角度看，最好使收容容器3内的气氛气为惰性气氛。
可是，在盖25与收容容器3e的下端面3e之间形成的间隙越大，在气氛气的置换时需要时间长，且所需要的惰性气氛气体也越多。
而且当形成在盖22与收容容器3的下端面3e之间的间隙很大时，一旦在通过感应加热熔化收容容器3内的金属材料熔化中，因停电等原因停止感应加热，熔化金属就可能从盖22与收容容器3的下端面3e之间形成的间隙漏出。
因此最好使在盖22与收容容器3的下端面3e之间形成的间隙尽可能地小。
下面说明在本实施方式中能使在盖22与收容容器3的下端面3e之间形成的间隙缩小的构成。
图14中所示的熔化金属供给装置500仅开闭机构21C与第一实施方式有关的熔化金属供给装置1不同，其它构成是相同的。
在图14中，开闭机构21C包括盖22C、和使该盖22以轴27为中心旋回地的执行机构30。
执行机构30由例如电动机和传递机构构成。
当驱动执行机构30使盖22C向箭头R2的方向旋回时，盖22C的抵接面22Cs抵接在收容容器3的下端面3e上，在盖22C的抵接面22Cs已抵接在收容容器3的下端面3e上的状态，保持执行机构30的输出一定，通过以规定的力使盖22的抵接面22Cs顶压在收容容器3的下端面3e上，可以使在抵接面22Cs与下端面3e之间形成的间隙缩小。
图15是表示包括另一构成开闭机构的熔化金属供给装置的图。另外，在图15中所示的熔化金属供给装置501与图14中所示的熔化金属供给装置除开闭机构外，其它构成是相同的，并且凡与图14中的熔化金属供给装置500同一机构的部分使用相同的符号。
在图15中所示的开闭机构21D包括盖22D、使盖22D以轴27为中心旋回的执行机构30、楔部件32、气缸装置29、引导部件31。
盖22D在与抵接面22Ds相反侧具有相对抵接面22Ds以规定的角度倾斜的倾斜面22Da。
楔部件32被引导部件可沿由箭头D1和D2所示的水平方向移动地支持。该楔部件32在与被引导部件31支持的面相反侧的面上具有与盖22D的倾斜面22Da相对并与倾斜面22Da以相同角度倾斜的倾斜面32a。
引导部件31具有不能妨碍图中未示出的平行配置在收容容器3的下方两侧并将从收容容器3的开口3d排出的熔化金属ML的体壳的供给路径的构成。
气缸装置29包括沿箭头D1和D2的方向伸缩的活塞杆28，该活塞杆28的前端与楔部件32相连。气缸装置29通过使活塞杆28向箭头D1和D2的方向伸缩，使楔部件32向箭头D1和D2的方向移动。
当通过驱动执行机构30使盖22D向箭头方向旋回时，盖22D的抵接面22Ds抵接在收容容器3的下端面3e上。
当从该状态使楔部件32向箭头方向移动时，楔部件32的倾斜面32a和盖22D的倾斜面22Da相抵接，使楔部件32向箭头D1的方向前进，以力f2顶在楔部件32上。
顶压楔部件32的力f2被变换成朝向收容容器3的下端面3e顶压盖22D的力f3。这时f3通过楔效果被放得比力f2大。
从而可以以大的力朝向收容容器3e的下端部3e顶压盖22D，可以使在抵接面22Ds与下端面3e之间形成的间隙缩小。也就是说，在图14所示的开闭机构的构成中，必需使执行机构30产生大的力，但在本例中，因为能通过楔效果把气缸装置29的输出变换成大的力，所以不需要使执行机构30产生大的力。
图16是表示具有另一开闭机构的熔化金属装置的图。另外，在图16中所示的熔化金属供给装置502与图14中所示的熔化金属供给装置500除开闭机构以外，其它构成相同。
在图16中所示的开闭机构21E包括盖22E、气缸装置23、引导部件35。
盖22E被引导部件35可沿由箭头D1和D2所示的水平方向移动地支持。
盖22E的抵接面22Es不与收容容器3的中心轴线O正交，并相对于与中心轴线O垂直的平面以规定的角度倾斜。
另外，收容容器3的下端面3e不与收容容器3的中心轴线O正交，并相对与中心轴线垂直的平面以规定角度倾斜。
气缸装置23通过使活塞杆24沿箭头D1和D2的方向伸缩，使盖22向箭头D1和D2的方向移动。
引导部件35具有不妨碍图中未示的平行配置在收容容器3的下方的两侧并将从收容容器3的开口3d排出的熔化金属ML供给体壳70的供给路径的构成。
当气缸装置23使盖22E向箭头D2方向移动时，盖22E的抵接面22Es抵接在收容容器3的下端面3e上，收容容器3的开口3d被盖22E闭锁。
当从该状态再以力f2向箭头2的方向顶压盖22E时，利用下端面3e与抵接面22E的楔效果将力f2变换成朝向收容容器3的下端面3e顶压盖22E的力f3。力f3被放大得比f2大。借此能以大的力朝向收容容器3的下端面3e顶压盖22E，从而能使在抵接面22Es与下端面3e之间形成的间隙缩小。
在本实例中，因为利用作为使盖22E相对收容容器3的开口3d关闭盖22E的执行机构的气缸装置33的驱动力使在抵接面22Es与下端面3e之间形成的间隙缩小，所以不需要另外设置用于朝向收容容器3顶压盖22E的执行机构。
图17是表示具有另一构成的开闭机构的熔化金属供给装置的图。另外，在图17中所示的熔化金属供给装置503除开闭机构以外的构成与图14中所示的熔化金属供给装置500相同。
在图17中所示的开闭机构21F包括盖22F、和气缸装置38。
气缸装置38包括沿箭头G1和G2的方向伸缩的活塞杆39，该活塞杆39的前端部固定在盖22F上。
活塞杆39的伸缩方向G1和G2不与收容容器3的下端面平行，相对下端面3e以规定角度θ倾斜。
盖22F以使抵接面22Fs平行于收容容器3的下端面3e地固定在活塞杆39上。
通过伸缩活塞杆39使盖22F的抵接面22Fs顶压在收容容器3的下端面3e上，并使抵接面22Fs顶压在下端面3e上，利用楔效果，盖2F以比气缸装置38的输出大的力顶压在收容容器3的下端面3e上。
另外，在图14～图17所示的熔化金属供给装置500～503是就作为金属材料供给手段包括材料供给机构51的场合说明的，但在熔化金属供给装置500～503上也能适用在第二实施方式中说明的金属材料供给手段。
另外与本实施方式有关的熔化金属供给装置500～503能适用上述的收容容器3和感应加热用线圈10的各种变型例。
第五实施方式图18是表示与本发明的另一实施方式有关的熔化金属供给装置构成的剖面图，另外在图18中凡与上述的实施方式同一构成的部分使用相同的符号，并且收容容器3和感应加热用线圈10的构成与上述的实施方式是相同的。
在与上述的各实施方式有关的熔化金属供给装置中，在盖22上通过感应加热用线圈10产生的磁通。在盖22的形成材料是例如铁等强磁性材料时，随着磁通的通过，在盖22上产生涡流电流，使盖22加热。即因为用在感应加热上的能量的一部分用于盖22的加热，而变成能量损失。
另外当继续对盖22进行涡流电流加热时，因盖22的温度上升得过高而可能损坏。
下面说明在本实施方式中为防止因盖22引起的能量损失而能防止盖22加热的构成。
在图18中，开闭机构21G包括接触部件601、弹性部件602、法兰盘部件603、筒状部件604和执行机构610。
本发明的盖由接触部件601、弹性部件602、法兰盘部件603和筒状部件604构成。
执行机构610使保持部件605向箭头R1和R2的方向旋回。
接触部件601是配置在与收容容器3内的熔化金属ML直接接触的位置上的圆盘状的部件。该接触部件601的外圆面形成为以规定角度倾斜的锥面601t。该筒状部件604的外周嵌合在形成在保持部件605上的圆形孔605a中。
筒状部件604由筒状的部件构成，上端侧的内周面具有用于支持接触部件601t的锥面604t。该筒状部件604的外周嵌合在形成在保持605上的圆孔中605a中。
法兰盘部件603包括插入在筒状部件604的内圆中的突出部603a，外圆部通过螺栓拉紧连接在保持部件605上。该法兰盘部件603的突出部603a的上表面变成为通过弹性部件支持接触部件601的下面侧的支持面603b。
弹性部件602由圆形的部件构成，并夹在接触部件601的下面与法兰盘部件603的支持面603之间。该弹性部件602由在被接触部件601的下面与法兰盘部件603的支持面603b压缩的力作用时可弹性变形的材料构成，具体地说由松密度纤维纸等形成。
保持部件605形成图中未示出的缺口，以便遮断感应加热用线圈10在嵌入有筒状部件604的圆形孔605的外周由产生的磁场引起的感应电流的电流路径。
在本实施方式中，为了防止感应加热时的涡流电流对盖的加热，而用不是铁那样的强磁性体，而是用奥氏体的不锈钢或铜等非强磁性体的金属或陶瓷那样的绝缘体(把它们称为非强磁性体)的材料构成盖。
具体地说，用例如铜作为保持部件605的形成材料，用例如陶瓷作为法兰盘部件603和筒状部件604的形成材料。
另外，因为接触部件直接与熔化金属ML接触，所以短时间传导很大的热量。因此用在高温下特别稳定和耐热冲击强韧的材料形成接触部件601。具体地说，可举出例如氮化硅(Si3N4)、スイアロン(Si3N4-Al2O3)、氮化硼(BN)、钛酸铝(TiO2-Al2O3)等陶瓷材料。
另外，因为在该接触部件601的内部温差变大时因应力可能损坏，所以最好尽可能使接触部件601的热容变小。因此把接触部件601制成板状，通过考虑该接触部件601的形成材料的导热率和对应由热引起的内部应力的韧性确定板的厚度。具体地说，在熔化铝和镁等金属用陶瓷材料作为接触部件601的形成材料时，当考虑铝或镁的熔化温度约为700℃时，接触部件601的厚度最好约3～8mm的程度。如果是超过上述值的厚度，则在接触部件601与熔化金属ML接触侧的面与同其相反侧的面之间产生很大的温差，因沿着接触部件601的表面的方向产生龟裂而不能使用。并且因为过薄时容易发生深的裂纹，所以最好如上述那样，厚度在3mm以上。
在上述构成的熔化金属供给装置600中，当在收容容器3内利用感应加热熔化金属材料时，因接触部件601与熔化金属ML直接接触而温度变得非常高，所以发生热膨胀。
接触部件601随着该接触部件的圆锥面601t与筒状部件604的圆锥面604的相互作用向下方移动并顶压弹性部件602而消耗吸收接触部件601的半径方向的热膨胀。
该接触部件601随着按其原样顶压弹性部件602而消耗吸收接触部件601厚度方向的热膨胀。
因此接触部件601不容易发生因热应力引起的损坏。
如上所述，按照与本实施方式有关的熔化金属供给装置600，通过适当地选择不需要加热的盖的材料，既可以抑制感应加热时的能量损耗，又能抑制盖的加热，从而可以延长盖的寿命。
另外用多个部件构成盖，特别是用接触部件601构成与熔化金属ML直接接触的部分，并且制成吸收该接触部件601的构造，借此可以大幅度地延长损坏可能性最高的接触部件601的寿命。
另外，在本实施方式中，虽然收容容器3、接触部件601、筒状部件604、法兰盘部件603和弹性部件602的水平方向的断面形状制成圆形，但也可以将这些部件的水平方向的断面形状制成任意的形状(例如四边)，也可以制成在接触部件601和筒状部件604相接触的面上附加斜度的构成。
另外，在本实施例中，为了吸收接触部件601的热膨胀，而用弹性部件602，但在用陶瓷材料作为接触部件时，由于热膨胀变化不大，所以也可以不用弹性部件602，也可以在用作法兰盘形成材料用的陶瓷材料上选择能吸收接触部件601膨胀的材料。
另外，虽然与本实施方式有关的熔化金属供给装置600不包括将金属材料供给收容容器的金属材料供给手段，但也可对在熔化金属供给装置600上适用例如第一～第三实施方式中说明那样的金属供给手段的熔化金属供给装置。
另外，对与本实施方式有关的熔化金属供给装置600可以适用上述的收容容器3、感应加热用线圈10的各种变形例。
另外，也可以适用在第四实施方式中说明的将与本实施方式有关的熔化金属供给装置600的盖的技术制成顶压在收容容器3的下端面上的构成。
以上通过各种实施方式，举例说明了本发明的熔化金属供给装置，但本发明不受上述的实施方式限定。
在上述实施方式中作为从本发明的熔化金属供给装置接收熔化金属供给的铸造装置通过以模铸机为例进行了说明，但不受限定。在例如用在采用砂型铸造或重力模具铸造等其它铸造方法的铸造装置上也可适用。
另外，上述实施方式的熔化金属供给装置加热、熔化的金属材料是主要作为铝的场合说明的，但通过使收容容器内变成惰性气氛气，也可以进行以镁和钛为代表的高融点金属等的加热熔化。
权利要求
1.一种熔化金属供给装置，是将熔化金属供给铸造装置的熔化金属供给装置，该装置包括在底部具有开口并收容金属材料的收容容器、闭塞上述开口的盖、通过使上述盖相对上述收容容器移动开闭上述开口的驱动手段、利用在上述收容容器内的金属材料的感应电流加热该金属材料并且产生使阻止上述收容容器内的金属从上述开口与上述盖之间漏出的力作用在该熔化金属上的磁场的感应加热用线圈。
2.如权利要求1所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述收容容器由筒状体构成，上述盖具有抵接在该筒状体的下端面上的抵接面，上述感应加热用线圈在上述筒状体周围与该筒状体的中心轴同心地配置，并且具有发生使阻止来自上述筒体下端面与上述盖的抵接面之间的上述熔化金属漏出的力作用在上述熔化金属上的磁场的配置和/或形状。
3.如权利要求2所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述筒状体由非强磁性体形成。
4.如权利要求2所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述筒状体的厚度比利用上述感应加压手段在该筒状体上产生的涡流电流的穿透深度薄。
5.如权利要求2所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述筒状体包括用于遮断利用上述感应加热手段在该筒状体上产生的涡流电流的路径的缺口部。
6.如权利要求5所述的熔化金属供给装置，其特征在于在上述缺口部上设置绝缘体。
7.如权利要求2或3所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述筒状体由绝缘体形成。
8.如权利要求1所述的熔化金属供给装置，其特征在于上述开口配置在将熔化金属供给铸造位置的供熔化金属液口的位置上。
9.如权利要求1所述的熔化金属供给装置，其特征在于还具有将金属材料供给上述金属容器的金属材料供给手段。
10.一种铸造装置，包括供给用在铸造上的熔化金属材料的金属料供给手段，上述熔化金属供给手段包括在底部具有开口并收容金属材料的收容容器，闭塞上述开口的盖，通过使上述盖相对上述收容容器移动开闭上述开口的驱动手段，利用在上述收容容器内的金属材料的感应电流加热该金属材料并且产生使阻止上述收容容器内的熔化金属从上述开口与上述盖之间漏出的力作用在该熔化金属上的磁场的感应加热用线圈。
全文摘要
提供一种在能通过容器的开闭向铸造装置供给熔化金属的同时使熔化金属从容器的开闭地点泄漏很小的熔化金属供给装置。该供给装置包括在底部具有开口并收容金属材料的收容容器，闭塞开口的盖，通过使盖相对收容容器移动开闭开口的筒状装置、和利用在上述收容容器内的金属材料的感应电流加热该金属材料并且产生使阻止上述收容容器内熔化金属从上述开口与上述盖之间漏出的力作用在该熔化金属上的磁场的感应加热用线圈。
文档编号B22D41/005GK1454736SQ0312862
公开日2003年11月12日 申请日期2003年4月28日 优先权日2002年4月26日
发明者南都宽, 平原昭 申请人:东芝机械株式会社