特許 6379847 鋳造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6379847

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】鋳造装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 18/08 20060101AFI20180820BHJP

   B22D 18/04 20060101ALI20180820BHJP

   B22C 9/06 20060101ALI20180820BHJP

   B22D 35/00 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   B22D18/08 501C

   B22D18/04 P

   B22D18/04 F

   B22D18/04 W

   B22C9/06 A

   B22D35/00 C

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-166696(P2014-166696)

(22)【出願日】2014年8月19日

(65)【公開番号】特開2016-43356(P2016-43356A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】きさらぎ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 寛人

(72)【発明者】

【氏名】三吉 博晃

(72)【発明者】

【氏名】明本 晴生

(72)【発明者】

【氏名】山下 輝之

【審査官】 川崎 良平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１２５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４４００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５３２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１１０６４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２０８６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６９２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１５８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０６２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４４００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１６９４３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ ９／０６

Ｂ２２Ｄ １８／０４，１８／０８，３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、
前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、
上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、
前記注湯室よりも上方の前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、
前記キャビティからガスを排出して該キャビティ内を減圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された減圧手段と、
前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、
前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記減圧手段と前記溶湯移送手段とを連動制御して給湯を行う給湯制御手段と
を備えたことを特徴とする鋳造装置。

【請求項2】

下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、
前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、
前記保持室と前記注湯室とに前記連通路を介して連通し前記保持室から供給される溶湯を収容すると共に該溶湯の上面に密閉空間を形成する加圧室と、
上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、
前記注湯室よりも上方の前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、
前記加圧室の前記密閉空間にガスを供給して該加圧室内を加圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された加圧手段と、
前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、
前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記加圧手段と前記溶湯移送手段とを連動制御して給湯を行う給湯制御手段と
を備えたことを特徴とする鋳造装置。

【請求項3】

下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、
前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、
前記保持室と前記注湯室とに前記連通路を介して連通し前記保持室から供給される溶湯を収容すると共に該溶湯の上面に密閉空間を形成する加圧室と、
上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、
前記注湯室よりも上方の前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、
前記キャビティからガスを排出して該キャビティ内を減圧する減圧手段と、
前記加圧室の前記密閉空間にガスを供給して該加圧室内を加圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された加圧手段と、
前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、
前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記減圧手段、前記加圧手段及び前記溶湯移送手段を連動制御して給湯を行う給湯制御手段と
を備えたことを特徴とする鋳造装置。

【請求項4】

前記キャビティの端部のブッシュに対して進退自在に構成された複数の部分加圧ピンを更に備えた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の鋳造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、鋳造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両のサブフレーム等の材料であるアルミニウム合金を低圧鋳造又は低中圧鋳造する鋳造装置において、鋳造サイクル毎に溶湯を金型のキャビティなどの供給先に供給する溶融金属供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この溶融金属供給装置は、筒状のダクト内に電磁コイルを配置してダクト内部に移動磁界を発生させることにより、ダクト内の溶融金属（溶湯）に推力を与えて供給先に供給するための誘導形電磁ポンプを用いている。

【0003】

実際の溶湯の供給に際しては、溶湯金属槽内の溶湯の液位より低い位置に配置された立上用誘導子により溶湯をダクト内の給湯用誘導子の高さまで汲み上げる。そして、この高さまで汲み上げられた溶湯を給湯用誘導子により供給先へ移送することで、溶湯の供給が行われる。

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術の溶融金属供給装置では、立上用誘導子及び給湯用誘導子の２つの電磁コイルをダクトに配置する必要があると共に、供給条件に応じてこれらを綿密に電力制御する必要がある。このため、ダクト周りの構成が複雑になると共に電力系及び制御系の双方においてシステムが複雑化してしまう。

【0005】

また、いわゆる溶湯の凝固・収縮時のひけ等を防止するための押湯効果を得るためには、キャビティ内で溶湯が溶けている間中溶湯を押すような圧力をかける必要があるが、上記のような電磁コイルによる推力のみでは不十分と思われるため、より効果的な押湯効果を得るための対策が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１１５８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で電磁コイルを利用した給湯を行い必要十分な押湯効果を得ることができる鋳造装置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】

【0008】

本発明に係る一の鋳造装置は、下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、前記キャビティからガスを排出して該キャビティ内を減圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された減圧手段と、前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記キャビティの開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記減圧手段と前記溶湯移送手段とを連動制御して給湯を行う給湯制御手段とを備えたことを特徴とする。

【0009】

本発明に係る他の鋳造装置は、下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、前記保持室と前記注湯室とに前記連通路を介して連通し前記保持室から供給される溶湯を収容すると共に該溶湯の上面に密閉空間を形成する加圧室と、上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、前記加圧室の前記密閉空間にガスを供給して該加圧室内を加圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された加圧手段と、前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記加圧手段と前記溶湯移送手段とを連動制御して給湯を行う給湯制御手段とを備えたことを特徴とする。

【0010】

本発明に係る更に他の鋳造装置は、下方に開口を有する金型のキャビティ内に充填される溶湯を保持する保持室と、前記保持室に連通路を介して連通し前記金型の下方に配置されて溶湯を収容する注湯室と、前記保持室と前記注湯室とに前記連通路を介して連通し前記保持室から供給される溶湯を収容すると共に該溶湯の上面に密閉空間を形成する加圧室と、上端開口が前記キャビティの開口に連通し下端開口が前記注湯室内の溶湯の内部に浸漬された筒状のストークと、前記ストークの外周側に配置された電磁コイルを有し電磁誘導の作用により前記ストーク内の溶湯を前記キャビティ内に移送する溶湯移送手段と、前記キャビティからガスを排出して該キャビティ内を減圧する減圧手段と、前記加圧室の前記密閉空間にガスを供給して該加圧室内を加圧することで前記注湯室から少なくとも前記電磁コイルの上端位置まで前記ストーク内の溶湯を揚程可能に構成された加圧手段と、前記キャビティの開口及び該キャビティに連通する湯溜りに対して進退自在に構成されて前記開口を開閉すると共に前記キャビティ内を加圧するゲートシールセンター加圧ピンと、前記注湯室から前記キャビティ内に溶湯を充填する際に前記減圧手段、前記加圧手段及び前記溶湯移送手段を連動制御して給湯を行う給湯制御手段とを備えたことを特徴とする。

【0011】

本発明の一実施形態においては、前記キャビティの端部のブッシュに対して進退自在に構成された複数の部分加圧ピンを更に備えていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、簡単な構成で電磁コイルを利用した給湯を行い必要十分な押湯効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図である。

【図2】同鋳造装置の制御パターンを示す図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図である。

【図4】同鋳造装置の制御パターンを示す図である。

【図5】本発明の第３の実施形態に係る鋳造装置の制御パターンを示す図である。

【図6】本発明の第４の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図である。

【図7】同鋳造装置の制御パターンを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る鋳造装置を詳細に説明する。

【0015】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る鋳造装置１００は、溶湯Ａを保持する保持室１０と、この保持室１０と連通路１１を介して連通され、保持室１０から供給された溶湯Ａを収容する注湯室２０とを備えて構成されている。

【0016】

保持室１０及び注湯室２０には、内部に貯留された溶湯Ａを加熱するためのヒータ２１，２２，２３がそれぞれ設置されている。ヒータ２１〜２３は、例えばそれぞれ溶湯Ａの溶融状態を維持するために必要な温度である５５０℃〜７５０℃程度の温度まで溶湯Ａを加熱する。

【0017】

保持室１０には、溶湯Ａの連通路１１への供給を制御するための孔部１２に嵌合する開閉弁１３が設けられている。開閉弁１３は、給湯制御装置１の制御に基づいて駆動されるシリンダ１３ｂ及びロッド１３ｃの進退動作に伴って孔部１２を開閉する。開閉弁１３は、例えば鋳造装置１００による鋳造工程完了後の注湯室２０への溶湯Ａのチャージ工程において、注湯室２０内に常に一定量の溶湯Ａが連通路１１を介して収容されるように開閉される。

【0018】

保持室１０の上端開口部は、固定板１４によって閉塞されている。固定板１４には、保持室１０の内部に溶湯Ａを供給するための図示しない供給口が形成されている。溶湯Ａは、その湯面が注湯室２０よりも高位にある保持室１０の内部から、そのヘッド差により孔部１２を介して連通路１１に供給される。

【0019】

そして、溶湯Ａは、注湯室２０の壁部に図示しない治具により取り付けられた湯面センサ２４の先端までの湯面レベルを維持するように注湯室２０に収容される。注湯室２０の上端開口部には、電磁コイル４０が取り付けられた筒状のストーク３０を注湯室２０及び固定板２６間に取り付けるためのベースアタッチメント２５が取り付けられており、注湯室２０内の溶湯Ａの上面空間は密閉されていない状態となっている。

【0020】

ベースアタッチメント２５及び固定板２６の中央には、両端が開口したストーク３０が電磁コイル４０と共に固定されている。電磁コイル４０は、注湯室２０よりも上方のストーク３０の外周側に配置されている。ストーク３０の下端開口は、注湯室２０内の溶湯Ａの内部に浸漬されている。

【0021】

固定板２６の上面には、固定金型２８が装着されている。固定金型２８に対して上方に移動可能に構成された可動板２７の下面には、可動金型２９が装着されている。これら固定金型２８及び可動金型２９は、型閉したときにキャビティ３１を形成する。固定金型２８の中央部には、キャビティ３１に連通するゲート部分に開口（湯口）３１ａが形成されている。

【0022】

そして、ストーク３０の上端開口は、上記開口３１ａに連通している。また、固定金型２８には、キャビティ３１からガスを抜くためのガス抜き用配管３１ｂが接続されている。このガス抜き用配管３１ｂとキャビティ３１との間には、溶湯Ａのガス抜き用配管３１ｂへの浸入を防止するチルベント３１ｃが設けられている。

【0023】

可動金型２９には、ゲートシールセンター加圧ピン５０及び複数の部分加圧ピン５１が装着されている。ゲートシールセンター加圧ピン５０は、先端側が凸状に小径となる略棒状に形成されている。ゲートシールセンター加圧ピン５０は、キャビティ３１の開口３１ａ及びこのキャビティ３１に連通する湯溜り３２に対して進退自在に構成されている。

【0024】

このように構成されたゲートシールセンター加圧ピン５０は、キャビティ３１の開口３１ａを開閉すると共にキャビティ３１内を加圧する。部分加圧ピン５１は、略棒状に形成されてキャビティ３１に連通する製品端部のブッシュ３３に対して進退自在に構成され、キャビティ３１内を加圧する。

【0025】

ゲートシールセンター加圧ピン５０は、上端部が可動板２７の上面に設けられた駆動手段としてのピストン機構５２に連結されて上下動可能に構成されている。同様に、部分加圧ピン５１は、上端部が可動板２７の上面に設けられた駆動手段としてのピストン機構５３に連結されて、各々上下動可能に構成されている。

【0026】

上記のように構成された第１の実施形態に係る鋳造装置１００は、更に、図１に示すように、ガス抜き用配管３１ｂにガス抜き用の減圧制御サーボ弁３４を介して接続された真空装置３５と、溶湯Ａの給湯に関して特に鋳造装置１００全体の動作を制御可能な給湯制御装置１とを有する。

【0027】

なお、上記電磁コイル４０及び図示しない三相交流電源等により電磁誘導の作用によってストーク３０内の溶湯Ａをキャビティ３１内に移送する溶湯移送手段を構成する。また、上記ガス抜き用配管３１ｂ、減圧制御サーボ弁３４及び真空装置３５等により注湯室２０から少なくとも電磁コイル４０の上端位置までストーク３０内の溶湯Ａを揚程可能な溶湯供給手段を構成する。

【0028】

真空装置３５は、減圧制御サーボ弁３４及びガス抜き用配管３１ｂを介してキャビティ３１からガスを排出し、キャビティ３１内を減圧する。真空装置３５は、真空タンク３５ａ、真空タンク３５ａを真空引きする真空ポンプ３５ｂ、及び真空ポンプ３５ｂを駆動するモータ３５ｃを有する。

【0029】

給湯制御装置１は、注湯室２０からキャビティ３１内に溶湯Ａを充填する際に上記溶湯供給手段と溶湯移送手段とを制御して給湯を行う。第１の実施形態においては、給湯制御装置１は、まず、溶湯供給手段である減圧制御サーボ弁３４及び真空装置３５を制御してキャビティ３１内のガスを排出し内部を減圧することで溶湯Ａを呼び水にする。

【0030】

そして、給湯制御装置１は、溶湯供給手段と溶湯移送手段である電磁コイル４０とを併せて制御して溶湯Ａをキャビティ３１内に充填（給湯）する。最後に、給湯制御装置１は、ピストン機構５２を制御してゲートシールセンター加圧ピン５０により開口３１ａ閉塞すると共にキャビティ３１内を加圧する。また、ピストン機構５３を制御して部分加圧ピン５１によりキャビティ３１内を加圧する。

【0031】

次に、給湯制御装置１による給湯制御を含めた鋳造装置１００による一連の鋳造動作について説明する。図２は、鋳造装置の制御パターンを示す図である。なお、図２においては、左縦軸は減圧度（ｋＰａ）を示し、右縦軸は電磁コイル４０への負荷電圧（Ｖ）と、ゲートシールセンター加圧ピン５０のストローク（ピンＳｔ）（ｍｍ）とを示し、横軸は時間（ｓｅｃ）を示している。

【0032】

ここでは、大型で薄肉の車両のサブフレームの鋳造を想定した一連の鋳造動作について説明する。

【0033】

第１の実施形態においては、減圧（呼び水）→電磁誘導＋減圧（併用充填）→ピン加圧により鋳造動作が行われる。鋳造工程としては、（１）初期状態、（２）工程１、（３）工程２、（４）工程３、（５）工程４、（６）工程５の（１）〜（６）の工程により１鋳造サイクルを構成する。

【0034】

図２に示すように、時点Ｔ０の（１）初期状態においては、注湯室２０の溶湯Ａの湯面高さは、湯面センサ２４の先端により検知された一定の高さにある。すなわち、注湯室２０の溶湯Ａの湯面レベルは鋳造開始直前には常に一定に保たれるよう制御されている。注湯室２０における湯面レベルの保持制御は、上述したように溶湯Ａのチャージ工程において、保持室１０の開閉弁１３を開くことで溶湯Ａが連通路１１を介して注湯室２０に流入し、湯面が湯面センサ２４の先端に到達すると同時に開閉弁１３を閉じることにより行われる。

【0035】

また、初期状態においては、電磁コイル４０は負荷電圧（Ｖ）が０の励磁がない遮断状態にあり、真空装置３５及び減圧制御サーボ弁３４からなる真空系は真空状態にある。なお、減圧制御サーボ弁３４はキャビティ３１側のガス抜き用配管３１ｂ等を減圧ラインと大気開放ラインとに切り替え可能な切替弁を有する。

【0036】

減圧制御サーボ弁３４は、初期状態では切替弁が大気開放ライン側にあるので、キャビティ３１側のガス抜き用配管３１ｂ、金型内の減圧ランナ（図示せず）、チルベント３１ｃ、キャビティ３１、製品部のランナ３１ｄ、開口３１ａ、ストーク３０は外部（大気）と連通した状態となる。

【0037】

次に、時点Ｔ０〜時点Ｔ１の（２）工程１においては、注湯室２０内の溶湯Ａの減圧吸引が行われる。時間（経過時間）０．０ｓｅｃ、電磁コイル４０への負荷電圧０Ｖ、減圧度０ｋＰａ及びピンＳｔ０ｍｍの時点Ｔ０において減圧が開始されると、減圧制御サーボ弁３４の切替弁を減圧ライン側に切り替えてサーボ弁を開く制御が行われる。

【0038】

これにより、ガス抜き用配管３１ｂ、金型内の減圧ランナ、チルベント３１ｃ、キャビティ３１、製品部のランナ３１ｄ、開口３１ａ及びストーク３０内が徐々に減圧される。なお、このときの減圧度は注湯室２０内の溶湯Ａの湯面からストーク３０の外周側の電磁コイル４０が配置されている上端位置までの距離、すなわちヘッド高さに相当する減圧度に設定する。

【0039】

具体的には、例えば溶湯Ａがアルミニウムの場合にその比重から算出される４０ｍｍ／ｋＰａの数値を参考に、ヘッド高さが８００ｍｍの場合は、溶湯Ａをストーク３０内にて上昇させるのに必要な−２０ｋＰａの減圧度に設定する。また、このときの真空減圧速度は、溶湯Ａがストーク３０内で乱流となりガスを巻き込んだり、所定の距離（高さ）を超えたりしない範囲で、可能な限り速やかに溶湯Ａの先端（先湯）が電磁コイル４０の上端位置の高さに移送される速度が望ましい。

【0040】

このため、減圧制御サーボ弁３４の時間当たりの減圧度、すなわち減圧速度を調整する必要がある。なお、ストーク３０内の溶湯Ａが電磁コイル４０の上端位置に到達した時点Ｔ１においては、時間は３．０ｓｅｃ、負荷電圧は０Ｖ、減圧度は−２０ｋＰａ及びピンＳｔは０ｍｍとなっている。

【0041】

次に、時点Ｔ１〜時点Ｔ２の（３）工程２においては、電磁誘導による溶湯Ａの開口３１ａへの移送が行われる。電磁コイル４０に電圧を負荷し、電磁誘導の作用によりストーク３０内の溶湯Ａを開口３１ａ付近まで上昇させる。この工程２で電磁コイル４０に負荷する負荷電圧は、時点Ｔ１において８０Ｖとなる。この際、例えば予め定めておいた電磁コイル４０の負荷電圧に応じたＱ（流量）−Ｈ（揚程）特性に基づいて、開口３１ａの高さまでの揚程に見合うように予め求めておいた負荷電圧を設定すると共に、時間当たりの負荷電圧の増分である増加率を調整する。

【0042】

負荷電圧の増加率は、例えば溶湯Ａが開口３１ａにて噴出することがない範囲において、可能な限り速やかに溶湯Ａの先湯が開口３１ａに移送されるように調整される。この工程２においては、キャビティ３１の減圧度は、溶湯Ａをストーク３０内の電磁コイル４０の上端位置辺りに移送するのに要した−２０ｋＰａに維持されている。なお、ストーク３０内の溶湯Ａの先湯が開口３１ａの位置に到達した時点Ｔ２においては、時間は６．０ｓｅｃ、負荷電圧は１１０Ｖ、減圧度は−２０ｋＰａ及びピンＳｔは０ｍｍとなっている。

【0043】

そして、時点Ｔ２〜時点Ｔ４の（４）工程３においては、電磁誘導と減圧の併用による開口３１ａから製品部のランナ３１ｄへの溶湯Ａの移送が行われ、キャビティ３１内への溶湯Ａの充填が完了する。すなわち、工程３においては、溶湯Ａが開口３１ａから更にその先の製品部のランナ３１ｄを通過し、キャビティ３１内に流入するように電磁コイル４０への負荷電圧を更に増大する。

【0044】

但し、サブフレームのような薄肉リブ構造の製品を鋳造する場合、製品部のランナ３１ｄ通過後は溶湯Ａの流路が極端に狭まる。また、流動する溶湯Ａが周囲の金型壁面より抜熱されて溶湯Ａ自身の粘性も増大することから流動抵抗が増大して溶湯Ａが流れ難く（流速が小さく）なる。

【0045】

このことから、工程３においては、時点Ｔ２以降に溶湯Ａが開口３１ａを通過した後は可能な限り速やかに溶湯Ａの充填が完了するように、電磁コイル４０への負荷電圧を最大値（例えば、１６０Ｖ）まで一気に増大する。なお、最大値まで負荷電圧を上昇してから、実際に溶湯Ａがキャビティ３１内に満たされて充填が完了するまでには、ある一定の時間を要する。

【0046】

このため、最大値にした負荷電圧を所定の時間保持する必要がある。図２においては、時点Ｔ３から時点Ｔ５までの時間が最大電圧保持時間となる。この最大電圧保持時間については、例えば鋳造装置１００を用いた予備実験を行い、最大電圧保持時間を種々変更した鋳造を試行錯誤的に繰り返すことによって、上記のようにキャビティ３１内に充填が完了する際の最小の時間を求めることが可能である。

【0047】

一方、キャビティ３１への溶湯Ａの充填中の減圧度については、上記のような−２０ｋＰａを維持してもよいが、次のようにしてもよい。すなわち、上述したような理由から、電磁コイル４０の電磁誘導の作用による移送のみでは十分な流速が得られず、結果として鋳造された製品表面に湯廻り不良や湯境などの鋳造欠陥が生じる場合は、負荷電圧の増大に加えて減圧制御サーボ弁３４によって更にキャビティ３１内の減圧度を増大させるようにしてもよい。

【0048】

従って、電磁コイル４０への最大値の負荷電圧が印加された時点Ｔ３においては、例えば時間は６．３ｓｅｃ、負荷電圧は１６０Ｖ、減圧度は−９０ｋＰａ及びピンＳｔは０ｍｍとなっている。このように、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの僅か０．３ｓｅｃの間に、負荷電圧は１１０Ｖ→１６０Ｖに上昇し、減圧度は−２０ｋＰａ→−９０ｋＰａに増大されている。

【0049】

なお、キャビティ３１への溶湯Ａの充填完了後は、キャビティ３１内の減圧は不要となるので、所定の保持時間経過と同時に減圧制御サーボ弁３４を閉止させる。但し、電磁コイル４０への負荷電圧については、次工程のゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が開始される時点Ｔ５までの間は、最大値の負荷電圧を印加し続け溶湯Ａの供給を継続する。

【0050】

このため、溶湯Ａのキャビティ３１への充填が完了した時点Ｔ４においては、時間８．０ｓｅｃ、負荷電圧１６０Ｖ、減圧度−９０ｋＰａ及びピンＳｔ０ｍｍであるが、上記時点Ｔ５においては、時間８．５ｓｅｃ、負荷電圧１６０Ｖ、減圧度０ｋＰａ及びピンＳｔ６０ｍｍとなっている。このように、時点Ｔ４から時点Ｔ５までの僅か０．５ｓｅｃの間に、減圧度は−９０ｋＰａ→０ｋＰａに減少している。

【0051】

次に、時点Ｔ４〜時点Ｔ６の（５）工程４においては、キャビティ３１内へ充填された溶湯Ａの凝固が行われる。すなわち、まず、キャビティ３１内への溶湯Ａの充填が完了するのに必要な所定の保持時間経過後に、キャビティ３１内の溶湯Ａを加圧下において凝固させるためにゲートシールセンター加圧ピン５０を駆動して開口３１ａを閉塞することが行われる。

【0052】

具体的には、ゲートシールセンター加圧ピン５０は、溶湯Ａのキャビティ３１への充填が完了し減圧が停止された時点Ｔ４において駆動が開始され、上記時点Ｔ５において開口３１ａが完全に閉塞されキャビティ３１内が閉空間となるため、ゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が開始される。

【0053】

時点Ｔ５以降は、ゲートシールセンター加圧ピン５０を連続動作で下降させることにより、電磁コイル４０の電磁誘導の作用により達成可能な加圧力である数十ｋＰａオーダーを大きく上回る数十ＭＰａの鋳造圧力を湯溜り３２に付加する。このゲートシールセンター加圧ピン５０のピン加圧による加圧力によって、湯溜り３２からキャビティ３１内部に発生した凝固収縮を補う溶湯Ａが移送される、いわゆる押湯効果を得ることができ、収縮巣の発生を抑えることができる。また、このとき、部分加圧ピン５１によるキャビティ３１内の加圧を併用するようにしてもよい。部分加圧ピン５１の併用によるキャビティ３１内の加圧は、以降の実施形態においても同様である。

【0054】

なお、ゲートシールセンター加圧ピン５０が開口３１ａを閉塞するピンＳｔ６０ｍｍ通過後は、キャビティ３１内が閉空間となるので給湯の必要がなくなる。このため、時点Ｔ５以降は負荷電圧を０Ｖにして電磁コイル４０への負荷電圧の印加を停止する。

【0055】

ゲートシールセンター加圧ピン５０の前進動によるピン加圧は、キャビティ３１や湯溜り３２の凝固が完了してゲートシールセンター加圧ピン５０が停止する時点Ｔ６まで継続する。この時点Ｔ６においては、時間は１６．０ｓｅｃ、負荷電圧は０Ｖ、減圧度は０ｋＰａ及びピンＳｔは９８ｍｍとなっている。

【0056】

最後に、時点Ｔ６以降の（６）工程５においては、凝固完了後の鋳造された製品の取り出しが行われる。すなわち、キャビティ３１及び湯溜り３２における溶湯Ａの凝固完了後は、ゲートシールセンター加圧ピン５０を後退動させて、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピンＳｔを０ｍｍとなるスタート位置に戻す。これにより、ストーク３０内の溶湯Ａを注湯室２０の内部に戻す。そして、可動金型２９を動かして型開し製品を図示しない押し出し機構などにより押し出すことで取り出す。なお、取り出された製品はロボット等を用いて型外に搬送する。

【0057】

このように、第１の実施形態に係る鋳造装置１００は、減圧制御サーボ弁３４等によるキャビティ３１内の減圧により溶湯Ａを呼び水にし、電磁コイル４０の電磁誘導と減圧とを併用して溶湯Ａをキャビティ３１内に給湯（充填）している。そして、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピン加圧により製品の鋳造を行うので、簡単な構成で電磁コイル４０を利用した給湯が可能で、必要十分な押湯効果を得ることができる。

【0058】

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図である。なお、以降においては、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を割愛する。図３に示すように、第２の実施形態に係る鋳造装置１０１は、主に以下の点が、第１の実施形態に係る鋳造装置１００と相違している。すなわち、鋳造装置１０１は、保持室１０と注湯室２０との間に、連通路１１を介してこれらと連通する加圧室６０を備える。

【0059】

また、鋳造装置１０１は、加圧室６０に接続されたガス加圧用配管６１ａ、加圧室６０へのガス加圧を制御するガス加圧制御サーボ弁６１、ガス加圧制御サーボ弁６１の動作を制御する圧力制御装置６２、及びガス加圧制御サーボ弁６１へ加圧ガスを供給する加圧源６３を備える。

【0060】

なお、第２の実施形態に係る鋳造装置１０１においては、上記真空系による減圧ラインが省かれており、代わりに開口３１ａに連通して開口３１ａを大気開放する大気開放配管３６ａ及び大気開放弁３６からなる大気開放ラインが備えられている。

【0061】

加圧室６０は、連通路１１に向けて延びる管状部材６４を備える。管状部材６４は、ファインセラミックスからなり、加圧室６０の上端開口側において開口周縁部を覆うフランジ状の部分を有する。加圧室６０の上端開口部は、固定板６６により閉塞されている。固定板６６は、管状部材６４のフランジ状の部分をパッキン６５を介して覆うように配置され、取付ボルト６７により取り付けられている。

【0062】

これにより、加圧室６０内は密閉空間とされている。この密閉空間に上記ガス加圧用配管６１ａが連通している。圧力制御装置６２は、給湯制御装置１からの制御命令に基づき、ガス加圧制御サーボ弁６１を制御して加圧源６３からの不活性ガスをガス加圧用配管６１ａを介して加圧室６０内に供給する。加圧源６３からの不活性ガスは、加圧室６０の密閉空間が負圧にならないように供給される。圧力制御装置６２は、給湯制御装置１の内部機能の１つとして設けられていてもよい。

【0063】

固定板６６には、溶湯Ａの湯面に向けて進退自在に延びる湯面センサ６８が設けられている。湯面センサ６８は、湯面センサ筐体６９内に図中矢印で示す方向に進退自在に収容されている。この湯面センサ６８は、保持室１０から送られた溶湯Ａが加圧室６０内において所定の湯面レベルにあるか否かを検知する。湯面センサ６８の高さは、鋳造装置１０１による鋳込み重量に応じて予め変動される。

【0064】

なお、注湯室２０は、湯面センサ２４が省かれた上で、連通路１１に向けて延びるファインセラミックスからなる管状部材３７を備える。この管状部材３７は、ベースアタッチメント２５との連結部分においてストーク３０と接続されている。このため、第２の実施形態に係る鋳造装置１０１では、ストーク３０及び管状部材３７によって１つのストークを構成している。

【0065】

次に、鋳造装置１０１による一連の鋳造動作について説明する。図４は、鋳造装置の制御パターンを示す図である。なお、図４においては左縦軸に負荷電圧及びピンＳｔと共にガス加圧（ｋＰａ）を示している点が、図２と相違している。また、以降において、既に説明した部分と重複する内容については説明を割愛する。

【0066】

第２の実施形態においては、ガス加圧（呼び水）→電磁誘導→ピン加圧により鋳造動作が行われる。鋳造工程としては、（１）初期状態、（２）工程１、（３）工程２、（４）工程３、（５）工程４、（６）工程５の（１）〜（６）の工程により１鋳造サイクルを構成する。

【0067】

図４に示すように、時点Ｔ０の（１）初期状態においては、加圧室６０内の溶湯Ａの湯面高さは、予め設定された高さに配置された湯面センサ６８の先端により検知された一定の高さにある。すなわち、第１の実施形態の注湯室２０における溶湯Ａの湯面レベル保持制御と同様に、湯面センサ６８からの検知信号に基づき保持室１０の開閉弁１３の開閉制御が行われる。従って、加圧室６０の溶湯Ａの湯面レベルは鋳造開始直前には常に一定に保たれるよう制御されている。

【0068】

また、初期状態においては、電磁コイル４０は負荷電圧が０Ｖの遮断状態にあると共に、加圧源６３、ガス加圧制御サーボ弁６１及びガス加圧用配管６１ａからなる加圧系はガス加圧制御サーボ弁６１が大気開放状態にある。なお、ガス加圧制御サーボ弁６１は加圧室６０側のガス加圧用配管６１ａ等を加圧ラインと大気開放ラインとに切り替え可能な切替弁を有する。

【0069】

なお、この初期状態においては、上記のようにガス加圧制御サーボ弁６１が大気開放状態にあるため、加圧室６０も大気開放状態となる。また、大気開放弁３６は、給湯制御装置１又は圧力制御装置６２の制御により開状態から閉状態に切り替えられるので、大気開放ラインは閉止状態となる。

【0070】

次に、時点Ｔ０〜時点Ｔ１の（２）工程１においては、加圧室６０内の溶湯Ａの加圧が行われる。時間０．０ｓｅｃ、負荷電圧０Ｖ、減圧度０ｋＰａ、ピンＳｔ０ｍｍ及びガス加圧０ｋＰａの時点Ｔ０においてガス加圧が開始されると、ガス加圧制御サーボ弁６１の切替弁を加圧ライン側に切り替えてサーボ弁を開く制御が行われる。なお、第２の実施形態においては減圧は行われない。

【0071】

ガス加圧が開始されると、加圧室６０の密閉空間に不活性ガスが供給されて内部の溶湯Ａの湯面が加圧されて下降する。これに伴い、注湯室２０の管状部材３７の内部の溶湯Ａが上昇する。このときのガス加圧の圧力は、第１の実施形態と同様に注湯室２０内の溶湯Ａの湯面から電磁コイル４０の上端位置までの距離であるヘッド高さに相当する圧力に設定する。

【0072】

ガス加圧の圧力は、溶湯Ａがアルミニウムでヘッド高さが８００ｍｍの場合は、上述したような比重から算出される数値を基に２０ｋＰａに設定する。また、このときのガス加圧速度は、溶湯Ａがガスを巻き込んだり所定高さを超えたりしない範囲で速やかに上記上端位置の高さに移送される速度が好ましく、ガス加圧制御サーボ弁６１において時間当たりの圧力増分である増圧パターンを設定する。なお、ストーク３０内の溶湯Ａが電磁コイル４０の上端位置に達した時点Ｔ１においては、時間は３．０ｓｅｃ、負荷電圧は０Ｖ、ピンＳｔは０ｍｍ及びガス加圧は２０ｋＰａとなっている。

【0073】

次に、時点Ｔ１〜時点Ｔ２の（３）工程２においては、電磁誘導による溶湯Ａの開口３１ａへの移送が行われる。溶湯Ａが電磁コイル４０の上端位置に到達した時点Ｔ１の直後に電磁コイル４０に８０Ｖ程度の負荷電圧が印加される。そして、電磁コイル４０に電圧を負荷し続けて溶湯Ａを開口３１ａ付近まで上昇させるため、更に負荷電圧を増大させる。また、ガス加圧による圧力は、切替弁により加圧ライン側にサーボ弁が切り替えられているガス加圧制御サーボ弁６１のサーボ弁を更に開く制御を行うことにより、電磁コイル４０の上端位置から開口３１ａまでの距離に相当するヘッド高さ分まで増大される。

【0074】

この際の負荷電圧は、溶湯Ａが開口３１ａに達した際に噴出することがない範囲で速やかに先湯が開口３１ａに移送されるように、時間当たりの電圧増分が調整される。また、ガス加圧による圧力は、電磁コイル４０の電磁誘導による注湯室２０内の溶湯Ａの汲み上げ給湯に伴い、加圧室６０内の溶湯Ａの湯面が低下することによって密閉空間内の圧力が下がらぬように行われる。先湯が開口３１ａに到達した時点Ｔ２においては、時間は６．０ｓｅｃ、負荷電圧は１１０Ｖ、ピンＳｔは０ｍｍ及びガス加圧は４０ｋＰａとなっている。

【0075】

そして、時点Ｔ２〜時点Ｔ４の（４）工程３においては、電磁誘導による開口３１ａから製品部のランナ３１ｄへの溶湯Ａの移送が行われ、キャビティ３１内への溶湯Ａの充填が完了する。すなわち、工程３においては、溶湯Ａが開口３１ａから製品部のランナ３１ｄを通過してキャビティ３１内に流入するように、電磁コイル４０への負荷電圧を更に増大する。

【0076】

なお、サブフレームを鋳造するような場合は、上述したように溶湯Ａの流速が小さくなることが懸念されるため、時点Ｔ２以降に速やかに溶湯Ａの充填が完了するように電磁コイル４０への負荷電圧を最大値である１６０Ｖまで一気に増大し、最大電圧保持時間の間保持する。

【0077】

一方、加圧室６０については、電磁コイル４０への負荷電圧１１０Ｖの印加と同時に、すなわち時点Ｔ２以降においてガス加圧制御サーボ弁６１の切替弁を大気開放ライン側に切り替えてガス加圧を停止し、更に最大負荷電圧が印加された時点Ｔ３以降にサーボ弁を徐々に開くことで加圧室６０の密閉空間を大気開放することが行われる。

【0078】

加圧ラインによるガス加圧を停止してからの大気開放は、電磁コイル４０の電磁誘導による注湯室２０内の溶湯Ａの汲み上げ給湯に伴い、加圧室６０内の溶湯Ａの湯面が低下することによって密閉空間内の圧力が下がり、負圧となって注湯室２０側の溶湯Ａの給湯を妨げないために行われる。

【0079】

従って、電磁コイル４０への最大負荷電圧が印加された時点Ｔ３においては、例えば時間は６．３ｓｅｃ、負荷電圧は１６０Ｖ、ピンＳｔは０ｍｍ及びガス加圧は１０ｋＰａとなっている。このように、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの僅か０．３ｓｅｃの間に、負荷電圧は５０Ｖ上昇し、ガス加圧の圧力は３０ｋＰａ減少している。

【0080】

なお、キャビティ３１への溶湯Ａの充填完了後は、加圧室６０内のガス加圧は不要となるので、所定の保持時間経過と同時にガス加圧制御サーボ弁６１の切替弁を大気開放ライン側にした状態でサーボ弁を開止させる。電磁コイル４０への最大負荷電圧の印加については、ゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が開始される時点Ｔ５までの間は継続して溶湯Ａを供給し続ける。

【0081】

このため、キャビティ３１への溶湯Ａの充填完了及びゲートシールセンター加圧ピン５０の駆動開始の時点Ｔ４においては、時間８．０ｓｅｃ、負荷電圧１６０Ｖ、ピンＳｔ０ｍｍ及びガス加圧０ｋＰａであるが、上記時点Ｔ５においては、時間８．５ｓｅｃ、負荷電圧１６０Ｖ、ピンＳｔ６０ｍｍ及びガス加圧０ｋＰａとなっている。ガス加圧に関しては、時点Ｔ３から時点Ｔ４までの１．７ｓｅｃの間に１０ｋＰａ→０ｋＰａに減少している。

【0082】

次に、時点Ｔ４〜時点Ｔ６の（５）工程４においては、キャビティ３１内へ充填された溶湯Ａの凝固が行われる。ゲートシールセンター加圧ピン５０による開口３１ａの閉塞と、時点Ｔ５以降のキャビティ３１内の加圧は上述した通りに行われ、押湯効果を得ることができる。

【0083】

なお、ゲートシールセンター加圧ピン５０が開口３１ａを閉塞するピンＳｔ６０ｍｍ通過後はキャビティ３１内が閉空間となり給湯が不要となるため、時点Ｔ５以降は負荷電圧を０Ｖにして電磁コイル４０への負荷電圧の印加を停止し、且つ大気開放弁３６を開いて開口３１ａを大気開放配管３６ａを介して大気開放ラインにより外気と連通させる。

【0084】

これにより、ストーク３０内の溶湯Ａは注湯室２０内の管状部材３７内へ戻される。なお、ゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧は、上述したように時間１６．０ｓｅｃ、負荷電圧０Ｖ、ピンＳｔ９８ｍｍ及びガス加圧０ｋＰａの時点Ｔ６まで継続される。

【0085】

最後に、時点Ｔ６以降の（６）工程５においては、上述したようにゲートシールセンター加圧ピン５０のピンＳｔを０ｍｍに戻して、型開を行い鋳造された製品の取り出しが行われる。このように、第２の実施形態に係る鋳造装置１０１は、ガス加圧制御サーボ弁６１等による加圧室６０内のガス加圧により溶湯Ａを呼び水にし、電磁コイル４０の電磁誘導の作用により溶湯Ａをキャビティ３１内に給湯して、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピン加圧により製品の鋳造を行う。このため、第１の実施形態と同様に、簡単な構成で電磁コイル４０を利用した給湯が可能で、必要十分な押湯効果を得ることができる。

【0086】

［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る鋳造装置の制御パターンを示す図である。第３の実施形態に係る鋳造装置は第２の実施形態に係る鋳造装置１０１と同様の構成を備えている。第３の実施形態においては、ガス加圧（呼び水）→電磁誘導＋ガス加圧（併用充填）→ピン加圧により鋳造動作が行われ、鋳造工程は上記と同様に（１）〜（６）の工程により１鋳造サイクルが構成される。

【0087】

図５に示すように、時点Ｔ０の（１）初期状態及び時点Ｔ０〜時点Ｔ１の（２）工程１においては、第２の実施形態と同様の動作及び制御が行われる。そして、時点Ｔ１〜時点Ｔ２の（３）工程２においては、電磁誘導とガス加圧の併用による開口３１ａから製品部のランナ３１ｄへの溶湯Ａの移送が行われる。

【0088】

すなわち、時点Ｔ１の直後に電磁コイル４０に８０Ｖ程度の負荷電圧が印加され、更に溶湯Ａを開口３１ａ付近まで上昇させるために、上記のような所定の範囲において時間当たりの電圧増分が調整された上で負荷電圧が増大される。時点Ｔ２における負荷電圧やガス加圧等は第２の実施形態と同様である。

【0089】

また、ガス加圧による圧力は、切替弁により加圧ライン側にサーボ弁が切り替えられているガス加圧制御サーボ弁６１のサーボ弁を更に開く制御を行うことにより、電磁コイル４０の上端位置から開口３１ａまでの距離に相当するヘッド高さ分まで増大される。このガス加圧が併用されることで、電磁コイル４０の電磁誘導による注湯室２０内の溶湯Ａの汲み上げ給湯に伴い、加圧室６０内の溶湯Ａの湯面が低下することによって密閉空間内の圧力が下がらぬようになる。

【0090】

時点Ｔ２〜時点Ｔ４の（４）工程３においては、電磁誘導とガス加圧の併用による開口３１ａから製品部のランナ３１ｄへの溶湯Ａの移送が行われ、キャビティ３１内への溶湯Ａの充填が完了する。すなわち、工程３においては、電磁コイル４０への負荷電圧を更に増大すると共に、加圧室６０については、時点Ｔ２における電磁コイル４０への負荷電圧１１０Ｖの印加と同時に、ガス加圧による圧力を更に増大させる。

【0091】

従って、電磁コイル４０への最大負荷電圧が印加された時点Ｔ３においては、時間は６．３ｓｅｃ、負荷電圧は１６０Ｖ、ピンＳｔは０ｍｍ及びガス加圧は７５ｋＰａとなっている。更に、時点Ｔ３直後のある時点にはガス加圧は最大値の８５ｋＰａとなっている。このように、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの僅か０．３ｓｅｃの間に、負荷電圧は１１０Ｖから１６０Ｖに上昇し、ガス加圧の圧力は４０ｋＰａから７５ｋＰａに増加してその直後に更に８５ｋＰａまで高められている。

【0092】

なお、時点Ｔ３以降のある時点においてガス加圧力及び負荷電圧を最大値（８５ｋＰａ及び１６０Ｖ）としてから実際に溶湯Ａがキャビティ３１内に満たされて充填が完了するまでには、上述したようにある一定の時間を要するため、最大値にしたガス加圧力及び負荷電圧を例えば時点Ｔ５までの間保持する必要がある。この保持時間は、第１の実施形態の最大電圧保持時間と同様に予備実験等により求めることができる。

【0093】

そして、時点Ｔ４におけるキャビティ３１への溶湯Ａの充填完了後においても、加圧室６０へのガス加圧制御サーボ弁６１によるガス加圧及び電磁コイル４０への負荷電圧については、次工程のゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が開始される時点Ｔ５までの間は、それぞれ最大値を維持し続けて溶湯Ａの給湯を続ける。

【0094】

このため、時点Ｔ４においては、時間８．０ｓｅｃ、負荷電圧１６０Ｖ、ピンＳｔ０ｍｍ及びガス加圧８５ｋＰａであり、０．５ｓｅｃ後の時点Ｔ５においても負荷電圧及びガス加圧は変わらない数値となっている。しかし、時点Ｔ４においてゲートシールセンター加圧ピン５０の駆動が開始されるので、時点Ｔ５においてはピンＳｔは６０ｍｍに到達する。

【0095】

そして、時点Ｔ４〜時点Ｔ６の（５）工程４においては、キャビティ３１内へ充填された溶湯Ａの凝固が行われる。ゲートシールセンター加圧ピン５０による開口３１ａの閉塞と、時点Ｔ５以降のキャビティ３１内の加圧は第２の実施形態の通りに行われ、押湯効果を得ることができる。

【0096】

なお、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピンＳｔ６０ｍｍ通過後は給湯が不要となるため、時点Ｔ５以降は負荷電圧を０Ｖにして電磁コイル４０への負荷電圧の印加を停止する。これと共に、ガス加圧制御サーボ弁６１による加圧室６０へのガス加圧を停止し且つ大気開放弁３６を開いて開口３１ａを外気と連通させ、ストーク３０内の溶湯Ａを注湯室２０内へ戻す。

【0097】

時点Ｔ５以降においても、ゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧は、上述したように時間１６．０ｓｅｃ、負荷電圧０Ｖ、ピンＳｔ９８ｍｍ及びガス加圧０ｋＰａの時点Ｔ６まで継続する。なお、時点Ｔ６以降の（６）工程５においては、第２の実施形態と同様の動作及び制御が行われる。

【0098】

このように、第３の実施形態においては、ガス加圧制御サーボ弁６１等による加圧室６０内のガス加圧により溶湯Ａを呼び水にし、電磁コイル４０の電磁誘導の作用とガス加圧とを併用して溶湯Ａをキャビティ３１内に給湯し、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピン加圧により製品の鋳造を行う。このため、第１及び第２の実施形態と同様に、簡単な構成で電磁コイル４０を利用した給湯が可能で、必要十分な押湯効果を得ることができる。

【0099】

［第４の実施形態］
図６は、本発明の第４の実施形態に係る鋳造装置を示す断面図、図７は鋳造装置の制御パターンを示す図である。なお、図７は図２と同様に減圧度、負荷電圧、ピンＳｔ及び時間を示しているが、右縦軸が更にガス加圧（ｋＰａ）を示している点が図２と相違している。図６に示すように、第４の実施形態に係る鋳造装置１０２は、第２及び第３の実施形態に係る鋳造装置１０１に、第１の実施形態に係る鋳造装置１００のガス抜き用配管３１ｂ、減圧制御サーボ弁３４及び真空装置３５からなる真空系を加えた構成からなる。鋳造装置１０２におけるこれら各部の構成については、上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。

【0100】

この鋳造装置１０２による一連の鋳造動作は、図７に示すようになる。第４の実施形態においては、ガス加圧（呼び水）→電磁誘導＋ガス加圧＋減圧（併用充填）→ピン加圧により鋳造動作が行われ、鋳造工程は上記と同様に（１）〜（６）の工程により１鋳造サイクルが構成される。

【0101】

図７に示すように、時点Ｔ０の（１）初期状態においては、加圧室６０内の溶湯Ａの湯面高さは、予め設定された高さに配置された湯面センサ６８の先端により検知された一定の高さにあり、上述したように加圧室６０の溶湯Ａの湯面レベルは鋳造開始直前には常に一定に保たれている。

【0102】

また、電磁コイル４０は負荷電圧が０Ｖの遮断状態にあり、ガス加圧制御サーボ弁６１等の加圧系及び加圧室６０は大気開放状態にある。大気開放弁３６は、開状態から閉状態に切り替えられるので、大気開放ラインは閉止状態にある。更に、真空装置３５等の真空系は真空状態にある。

【0103】

なお、上述したように減圧制御サーボ弁３４は切替弁が初期状態では大気開放ライン側にあるので、キャビティ３１側のガス抜き用配管３１ｂ、減圧ランナ、チルベント３１ｃ、キャビティ３１、製品部のランナ３１ｄ、開口３１ａ、及びストーク３０は大気と連通した状態となっている。

【0104】

次に、時点Ｔ０〜時点Ｔ１の（２）工程１においては、第２及び第３の実施形態と同様の動作及び制御が行われる。また、時点Ｔ１〜時点Ｔ２の（３）工程２においても第２及び第３の実施形態と同様の動作及び制御が行われる。なお、時点Ｔ１においては、時間３．０ｓｅｃ、負荷電圧０Ｖ、減圧度０ｋＰａ、ピンＳｔ０ｍｍ及びガス加圧２０ｋＰａである。また、時点Ｔ２においては、時間６．０ｓｅｃ、負荷電圧１１０Ｖ、減圧度０ｋＰａ、ピンＳｔ０ｍｍ及びガス加圧４０ｋＰａである。

【0105】

そして、時点Ｔ２〜時点Ｔ４の（４）工程３においては、電磁誘導とガス加圧の併用及びキャビティ３１内の減圧の併用により、開口３１ａから製品部のランナ３１ｄへ溶湯Ａが移送され、キャビティ３１内への充填が完了する。すなわち、工程３においては、電磁コイル４０への負荷電圧を更に増大すると共に、時点Ｔ２における電磁コイル４０への負荷電圧１１０Ｖの印加と同時に、ガス加圧による加圧室６０への圧力を更に増大させる。

【0106】

また、キャビティ３１内の減圧についても、キャビティ３１内のガスによる背圧を軽減すると共に、第１の実施形態のように減圧による溶湯Ａの吸引作用によって流動性を高めるため、減圧制御サーボ弁３４の切替弁を減圧ライン側に切り替えて真空装置３５等を動作させ、キャビティ３１内の減圧を行う。

【0107】

このため、最大負荷電圧印加の時点Ｔ３においては、時間は６．３ｓｅｃ、負荷電圧は１６０Ｖ、減圧度は−５０ｋＰａ、ピンＳｔは０ｍｍ及びガス加圧は７５ｋＰａとなっており、更に、時点Ｔ３直後のある時点には減圧度が−９０ｋＰａでガス加圧が８５ｋＰａとなっている。

【0108】

このように、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの僅か０．３ｓｅｃの間に、負荷電圧は１１０Ｖから１６０Ｖに上昇し、減圧度は０ｋＰａから−５０ｋＰａに増大してその直後に更に−９０ｋＰａまで増大し、更にガス加圧の圧力は４０ｋＰａから７５ｋＰａに増加してその直後に更に８５ｋＰａまで高められている。

【0109】

なお、時点Ｔ３以降のある時点において減圧度、ガス加圧力及び負荷電圧を最大値（−９０ｋＰａ、８５ｋＰａ及び１６０Ｖ）としてから実際に溶湯Ａの充填が完了するまでには、最大値にした減圧度、ガス加圧力及び負荷電圧を、例えば減圧度については時点Ｔ４まで、ガス加圧力及び負荷電圧については時点Ｔ５までの間（保持時間の間）それぞれ保持する必要がある。

【0110】

すなわち、減圧については時点Ｔ４におけるキャビティ３１への溶湯Ａの充填完了及びゲートシールセンター加圧ピン５０の駆動開始までは継続する。また、加圧室６０へのガス加圧制御サーボ弁６１によるガス加圧及び電磁コイル４０への負荷電圧については、ピンＳｔ６０ｍｍ通過後のゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が開始される時点Ｔ５までの間は、それぞれ最大値を維持し続けて溶湯Ａの給湯を続ける。

【0111】

なお、時点Ｔ４においては、減圧制御サーボ弁３４の切替弁を大気開放ライン側に切り替えてサーボ弁の動作を停止するのでキャビティ３１内の減圧が停止され、時点Ｔ５よりも前の時点で減圧度が０ｋＰａとなる。また、時点Ｔ５においてゲートシールセンター加圧ピン５０によるピン加圧が行われると給湯が不要となるため、時点Ｔ５以降は電磁コイル４０への負荷電圧の印加を停止すると共に、ガス加圧制御サーボ弁６１による加圧室６０へのガス加圧を停止する。同時に大気開放弁３６を開いて開口３１ａを外気と連通させるので、ストーク３０内の溶湯Ａは注湯室２０内へ戻される。

【0112】

工程４におけるこれ以降の動作や制御及び時点Ｔ６以降の（６）工程５における動作や制御は、上述した第１〜第３の実施形態と同様である。このように、第４の実施形態においては、加圧室６０内のガス加圧により溶湯Ａを呼び水にし、電磁誘導の作用、ガス加圧及び減圧を併用して溶湯Ａをキャビティ内に給湯し、ゲートシールセンター加圧ピン５０のピン加圧により鋳造を行う。このため、第１〜第３の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0113】

１ 給湯制御装置
１０ 保持室
２０ 注湯室
２８ 固定金型
２９ 可動金型
３０ ストーク
３１ キャビティ
３１ａ 開口（湯口）
３４ 減圧制御サーボ弁
３５ 真空装置
３６ 大気開放弁
４０ 電磁コイル
５０ ゲートシールセンター加圧ピン
６０ 加圧室
６１ ガス加圧制御サーボ弁
６２ 圧力制御装置
１００ 鋳造装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】