JP2005205434A - 鋳造機用金網製フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】溶湯の圧力によって湯口から外れることがないとともに、溶湯の加圧時間が短くてもフィルタの一部が鋳造物内に入るようにする。
【解決手段】つば部３８が帽体部３７の全周に形成されたつば付きの帽子状を呈するフィルタ本体３５を有する。前記フィルタ本体３５の外周部から下方に延びる下方延在部３６を有する。前記つば部３８の外周縁と前記帽体部３７との間に環状の凹部３９を形成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、低圧鋳造用鋳造機の湯口内に装着する鋳造機用金網製フィルタに関するものである。

従来、例えば自動二輪車用エンジンのシリンダヘッドは低圧鋳造法によって鋳造されている。この低圧鋳造用の鋳造機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に示された鋳造機は、下金型と上金型とからなる金型の下方にるつぼが配設され、このるつぼに貯留された溶湯を加圧してストークと湯口カップとを通して押上げ、前記下金型の湯口に供給する構成が採られている。

この種の鋳造機は、るつぼ内やストーク内で生成された酸化物や溶湯中の異物が溶湯とともに金型内に流れ込むことを阻止するために、図５に示すように、湯口内に金網製のフィルタが装着されている。
図５は従来のフィルタが装着された鋳造機の湯口部分を拡大して示す断面図で、同図において、符号１は下金型を示し、２は下金型用支持部材、３は湯口カップ、４はフィルター、５は金型内で凝固した溶湯を示す。

前記下金型１は、キャビティ６が上方に向けて開口するように形成され、前記下金型用支持部材２を介して図示していない基台に固定されている。前記キャビティ６は、下金型と上金型（図示せず）とによって形成され、下端部にランナー７が形成されている。このランナー７は、同図中に二点鎖線で示す製品部分８より下方に凹むように下金型１に形成され、その底面に湯口９が開口している。

前記湯口９は、前記下金型用支持部材２に保持された湯口カップ３に接続されている。前記湯口カップ３は、図示してはいないが、下端部にストークが接続され、このストークを介してるつぼ内に連通されている。すなわち、この鋳造機においては、溶湯がストークを通って湯口カップ３に押し上げられ、湯口カップ３から湯口９を通ってキャビティ６内（ランナー７）に供給される。

前記湯口９は、上方に向かうにしたがって次第に開口径が大きくなるように形成されており、その中間部位にフィルタ４が装着されている。このフィルタ４は、加圧成形により有底円筒状に成形された金網からなり、前記湯口９に嵌合して上下方向に延びる上下方向延在部４ａと、この上下方向延在部４ａの上端部分に湯口９を上下方向に仕切るように設けられた円板状のフィルタ本体４ｂとが一体に形成されている。このフィルタ４は、キャビティ６側から湯口９に挿入され、作業者によって押されて弾性変形した状態で湯口９内に圧入される。

この従来の鋳造機は、溶湯が前記フィルタ４を通してキャビティ６内に供給され、この溶湯がキャビティ６内を満たし、湯口９近傍で凝固したときに、るつぼ側での溶湯の加圧が停止される。このように加圧を停止することによって、溶湯の未凝固部分がるつぼに流下し、凝固した部分（溶湯５）が金型側に残る。従来の鋳造機は、前記フィルタ４が前記凝固した部分に入り、鋳ぐるみ状態（図５参照）となるように加圧時間が設定されている。このため、フィルタ４は、鋳造後に鋳造物を下金型１から上方に離型させることによって、鋳造物とともに湯口９から取外される。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開平１１−５７９７９号公報

上述したように構成された従来の鋳造機は、フィルタ４が作業者によって湯口９に取付けられており、フィルタ４を湯口９に圧入するときの力が作業者毎に異なるため、フィルタ４が不適切な位置に取付けられるおそれがあった。例えば、フィルタ４が相対的にランナー７に近い位置（図中上方）に装着された場合は、フィルタ４を湯口９内に固定する力が小さくなるために、鋳造時にフィルタ４が溶湯によって押されることによって湯口９からランナー７側に外れ、製品部分８内に入ってしまうおそれがある。このようにフィルタ４が製品部分８に入ってしまうと、鋳造された物は不良品となる。

一方、フィルタ４が相対的に湯口カップ３に近い位置（図中下方）に装着された場合は、溶湯の凝固部分５にフィルタ４を取込むことができなくなるおそれがある。この場合は、鋳造物を離型させてもフィルタ４が湯口９に残存するため、次回の鋳造を行う以前に鋳造機を停止させフィルタ４を取り除かなればならず、鋳造機の連続的な可動を行うことができなくなる。このような事態が起きないように従来では、フィルタ４が湯口９に残存することがないように、溶湯の凝固部分５が湯口９の下部に達するまで溶湯を加圧している。このため、１回の鋳造に必要な時間（サイクルタイム）が長くなってしまうという問題があった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、溶湯の圧力によって湯口から外れることがなく、しかも、溶湯の加圧時間が短くてもフィルタが鋳造物内に取込まれる鋳造機用金網製フィルタを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る鋳造機用金網製フィルタは、低圧鋳造用鋳造機の湯口内にランナー側から嵌合させて装着する鋳造機用金網製フィルタであって、上方に凸の帽体の下部全周につば部が形成されたつば付きの帽子状を呈するフィルタ本体と、このフィルタ本体の外周部から下方に延びる下方延在部とから構成し、前記つば部の外周縁と前記帽体部との間に環状の凹部を形成したものである。

請求項２に記載した発明に係る鋳造機用金網製フィルタは、請求項１に記載した発明に係る鋳造機用金網製フィルタにおいて、湯口への圧入時にフィルタ本体のつば部外周縁を湯口のランナー側開口縁部にほぼ位置するよう圧入したものである。

本発明によれば、屈曲部分を有するフィルタ本体が実質的に径方向に弾性変形可能なばねとして機能するから、フィルタ本体が湯口に押し込まれた状態で湯口の周壁に圧接する弾発力を増大させることができる。
このため、フィルタを湯口内に強固に保持させることができるから、鋳造時にフィルタが溶湯の圧力によって湯口から外れることを確実に防ぐことができ、歩留りを向上させることができる。

また、フィルタ本体の帽体部は、湯口に嵌合するつば部より上方に突出しているから、フィルタ本体が湯口の相対的に下側に位置付けられている場合でも、帽体部の上端部を溶湯の凝固部分に臨ませることができる。このため、溶湯が湯口の下部まで凝固するのを待たなくてもフィルタの一部（帽体）が凝固部分内に入っているから、鋳造を１回実施するために要する時間（サイクルタイム）を短縮することができる。しかも、フィルタを確実に鋳造物とともに金型から取外すことができるから、専らフィルタを金型から取外すために鋳造機を停止させるようなことはなくなる。したがって、上述したようにサイクルタイムを短縮できることと相俟って生産性をより一層向上させることができる。

請求項２記載の発明によれば、フィルター本体のつば部を目安にしてフィルター本体を湯口のランナー側開口縁部に位置決めすることができるから、フィルターを装着する作業者が交代したとしても、フィルター本体の帽体部がランナー内に臨むように常に一定の位置にフィルター本体を位置付けることができる。このため、ランナー内で溶湯が凝固したときに溶湯の加圧を停止させることができるから、溶湯の凝固部分が湯口内に達してから溶湯の加圧を停止する場合に較べて、溶湯の加圧を停止する時期を早くすることができる。この結果、より一層サイクルタイムを短縮することができ、生産効率を向上させることができる。

以下、本発明に係る鋳造機用金網製フィルタの一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るフィルタを装備した低圧鋳造用鋳造機の断面図、図２は下金型の平面図、図３は要部を拡大して示す断面図、図４はフィルタの斜視図である。
これらの図において、符号１１で示すものは、この実施の形態による低圧鋳造用鋳造機である。この鋳造機１１は、低圧鋳造によって自動二輪車用エンジンのシリンダヘッド（図示せず）を鋳造するためのもので、従来からよく知られているように、炉体１２の上に金型１３が配設されている。

前記炉体１２は、上方に向けて開口する箱状に形成された本体１４と、この本体１４の上部開口部分を閉塞する蓋体１５と、溶湯１６を貯留するるつぼ１７と、前記蓋体１５に取付けられて下端部が前記溶湯１６内に浸漬されたストーク１８などによって構成されている。この炉体１２の前記本体１４は、前記るつぼ１７内の溶湯１６を所定の温度に加熱するためのヒータ（図示せず）を内蔵するとともに、加圧装置（図示せず）が接続されている。この加圧装置は、鋳造時に不活性ガスを前記本体１４内に供給して溶湯１６の上面を加圧して溶湯１６をストーク１８内に押し出すためのもので、本体１４に形成された接続口１４ａにガス管（図示せず）が接続されている。

この鋳造機１１による鋳造は、従来の鋳造機と同様に、金型１３を型締めした状態で加圧装置によって炉体１２の本体１４内を加圧することによって実施される。鋳造時に溶湯１６は、前記本体１４内が加圧されることにより、るつぼ１７内からストーク１８内を上昇し、上方に位置する金型１３内に供給される。
前記金型１３は、上金型２１と下金型２２とから構成され、駆動装置２３に支持されている。前記上金型２１は、下方に向けて開口するキャビティ２４が形成され、駆動装置２３のプラテン２５に取付けられている。このプラテン２５は、駆動装置２３の基台２６にタイバー２７を介して昇降可能に支持され、図示していない昇降用モータによって上下方向に移動させられる。

前記下金型２２は、上方に向けて開口するキャビティ２８が形成され、前記基台２６の上に支持部材２９によって固定されている。この下金型２２と前記上金型２１には、これらを鋳造温度まで予熱するためのヒータ（図示せず）と、鋳造時の金型温度を一定に保つための水冷式冷却装置（図示せず）とが設けられている。
下金型２２のキャビティ２８の底部には、図２および図３に示すように、キャビティ２８の一側部から他側部にわたって延びるようにランナー３０が形成されるとともに、このランナー３０の底から下方に延びるように湯口３１が形成されている。

前記湯口３１は、図２に示すように、下金型２２の底に上方から見て楕円状に形成され、図３に示すように、上側に向かうにしたがって次第に開口径が拡がり抜き勾配を形成するように穿設されている。この湯口３１の上端部の開口部分には、後述するフィルタ３２が装着され、湯口３１の下端には、前記下金型用支持部材２９に設けられた湯口カップ３３の上端部が接続されている。この湯口カップ３３は、図１に示すように、前記支持部材２９を上下方向に貫通しており、この支持部材２９の下面に当接された前記ストーク１８の上端部から溶湯１６が供給される。すなわち、鋳造時に溶湯１６は、前記ストーク１８から湯口カップ３３を通って湯口３１に流入し、湯口３１内からフィルタ３２を通過してランナー３０内に流入し、さらにキャビティ２４，２８内に供給される。

キャビティ２４，２８内を満たした溶湯１６は、キャビティ２４，２８内の製品部分３４（図３参照）から凝固し始める。この溶湯１６の凝固部分は、時間の経過とともにランナー３０内から湯口３１内に進む。この実施の形態による鋳造機１１は、ランナー３０と湯口３１との境界の近傍まで凝固部分が進んだときに加圧装置による加圧を停止させ、未凝固部分の溶湯１６をるつぼ１７に流下させる。前記加圧を停止する時期は、この実施の形態においては、下金型２２に装着された温度センサ（図示せず）によって検出された前記境界近傍の溶湯１６の温度に基づいて決定している。

前記フィルタ３２は、図３および図４に示すように、つば付きの帽子状を呈するフィルタ本体３５と、このフィルタ本体３５の外周部から下方に延びる下方延在部３６とから構成されている。この実施の形態によるフィルタ３２は、亜鉛めっきが施された鉄製の金網を図示していない加圧成形装置により成形することによって製造されたものである。図４中には、フィルタ３２の形状を理解し易いように多数の補助線が描いてあるが、このフィルタ３２の網目は、前記補助線とは異なる方向に編まれた金網によって形成されている。

前記フィルタ本体３５は、帽体部３７が上方に凸の有底円筒状に形成され、この帽体部３７の下部全周につば部３８が途切れることなく一連に形成されている。前記つば部３８は、前記下方延在部３６に接続される外周縁３８ａと帽体部３７との間に、上方に向けて開口する環状の凹部３９が形成されている。この実施の形態においては、前記つば部３８の外周縁３８ａは、径方向の外側に向かうにしたがって次第に下方に位置するように湾曲され、下方延在部３６の上端部分に滑らかに接続されている。このようにつば部３８の外周縁３８ａが湾曲し、かつこの外周縁３８ａより径方向の内側に環状の凹部３９が位置しているために、このつば部３８は、内周側に位置する環状の凹部３９と、外周側に位置する環状の凸部４０とによって断面Ｓ字状に形成されている。前記つば部３８の外径は、前記湯口３１のランナー側開口縁部の内径より僅かに大きくなるように形成されている。
前記下方延在部３６は、このフィルタ３２を加圧成形によって形成する以前の金網の四隅に相当する部分であり、フィルタ本体３５の外周部の四箇所からそれぞれ下方に延設されている。この下方延在部３６は、図３に示すように、湯口３１のテーパ面に沿うように傾斜するように形成されている。

上述したように構成されたフィルタ３２は、図３に示すように、湯口３１への圧入時にフィルタ本体３５のつば部３８外周縁を湯口３１のランナー側開口縁部（下流側端部）にほぼ位置するよう圧入することによって湯口３１に装着される。このフィルタ３２の湯口３１への圧入は、作業者によって鋳造作業毎に行われる。前記圧入作業は、下金型２２のキャビティ２８側からフィルタ３２の下方延在部３６を湯口３１に挿入し、フィルタ本体３５を前記外周縁３８ａの全域が湯口３１の周壁に接触する状態で下方（湯口３１内）へ押圧することによって行う。このようにフィルタ本体３５を下方へ押圧することによって、つば部３８を構成する環状の凹部３９および環状の凸部４０と、帽体部３７の基端部とが弾性変形し、フィルタ本体３５が径方向に圧縮される。すなわち、屈曲部分を有するフィルタ本体３５が実質的に径方向に弾性変形可能なばねとして機能する。

したがって、フィルタ本体３５が湯口３１に押し込まれることによって、フィルタ本体３５が自らの弾性で湯口３１の周壁に押されるから、このフィルタ３２を湯口３１内に強固に保持することができる。前記弾発力は、環状の凹部３９や環状の凸部４０がない従来のフィルタに較べると著しく大きくなる。
この実施の形態によるフィルタ３２は、鋳造時に溶湯１６が通過することにより上方へ押圧されるが、上述したように従来より大きな弾発力によって湯口３１の周壁に押圧されているから、溶湯１６内の酸化物や異物がフィルタ３２に集められてフィルタ３２に作用する押圧力が増大したとしても、湯口３１から外れて製品部分３４内に入ってしまうことはない。

また、フィルタ本体３５の帽体部３７は、湯口３１に嵌合するつば部３８より上方に突出しているから、仮にフィルタ本体３５が湯口３１の下部まで押し込まれた場合でも、帽体部３７の上端部が溶湯１６の凝固部分内に入るようになる。このため、溶湯１６が湯口３１の下部まで凝固するまで加圧停止を待たなくても前記帽体部３７を凝固部分内に入っているから、鋳造を１回実施するために要する時間（サイクルタイム）を短縮することができる。このため、従来では、図３中に二点鎖線Ａで示す位置に凝固部分が拡がるまで溶湯１６の加圧を継続しなければならなかったが、この実施の形態による鋳造機１１によれば、従来より数十秒早く加圧を停止することができた。

また、前記帽体部３７が上方に突出していて溶湯１６の凝固部分に入ることから、フィルタ３２を鋳造物とともに金型１３から確実に取外すことができる。すなわち、専らフィルタ３２を金型１３から取外すために鋳造機１１を停止するようなことがなくなるから、上述したようにサイクルタイムを短縮できることと相俟って生産性をより一層向上させることができる。

この実施の形態によるフィルタ３２のフィルタ本体３５は、湯口３１への圧入時につば部３８の外周縁３８ａが湯口３１のランナー側開口縁部にほぼ位置するよう圧入されるから、フィルタ３２を湯口３１に装着するに当たって、つば部３８を目安にしてフィルタ本体３５を湯口３１のランナー側開口縁部に位置決めすることができる。このため、フィルタ３２を装着する作業者が交代したとしても、フィルタ本体３５の帽体部３７がランナー３０内に臨むように、常に一定の位置にフィルタ本体３５を位置付けることができる。
したがって、ランナー３０内で溶湯１６が凝固したときに溶湯１６の加圧を停止させることができるから、溶湯１６の凝固部分が湯口３１内に達してから溶湯１６の加圧を停止する場合に較べて、早期に溶湯１６の加圧を停止することができる。この結果、より一層サイクルタイムを短縮することができ、生産効率を向上させることができる。

本発明に係るフィルタを装備した低圧鋳造用鋳造機の断面図である。 下金型の平面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 フィルタの斜視図である。 従来のフィルタが装着された鋳造機の湯口部分を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１１…鋳造機、１３…金型、２１…上金型、２２…下金型、２４，２８…キャビティ、３０…ランナー、３１…湯口、３２…フィルタ、３５…フィルタ本体、３６…下方延在部、３７…帽体部、３８…つば部、３９…環状の凹部、４０…環状の凸部。

Claims (2)

1. 低圧鋳造用鋳造機の湯口内にランナー側から嵌合させて装着する鋳造機用金網製フィルタであって、上方に凸の帽体の下部全周につば部が形成されたつば付きの帽子状を呈するフィルタ本体と、このフィルタ本体の外周部から下方に延びる下方延在部とから構成し、前記つば部の外周縁と前記帽体部との間に環状の凹部を形成したことを特徴とする鋳造機用金網製フィルタ。
2. 請求項１記載の鋳造機用金網製フィルタにおいて、湯口への圧入時にフィルタ本体のつば部外周縁を湯口のランナー側開口縁部にほぼ位置するよう圧入してなる鋳造機用金網製フィルタ。
   

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