JP2015147232A - ストーク、ストークの製造方法、鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルター部を通過した後の金属溶湯の湯面の変動を抑制し、圧力が安定した金属溶湯を金型へ供給することができるようにしたストーク、ストークの製造方法、鋳造装置および鋳造方法を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係るストークは、管部と、フィルター部とを備える。管部は、金属溶湯が流れる流路が内部に形成される。フィルター部は、流路に設けられる。また、フィルター部は、流路における金属溶湯の流れ方向に沿って延在されるとともに、延在方向の長さが延在方向に対して垂直な方向の長さよりも長い。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、ストーク、ストークの製造方法、鋳造装置および鋳造方法に関する。

従来、溶解したアルミニウム合金などの金属溶湯を金型に流し込んで鋳物を製作する装置として、低圧鋳造装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる鋳造装置にあっては、金属溶湯が貯留される坩堝と、金属溶湯用の流路を有するストークとを備える。ストークは、下端側が坩堝の金属溶湯に浸漬される一方、上端側が金型に接続されるように配置される。そして、坩堝が密閉された状態で金属溶湯の湯面が加圧されると、坩堝内の金属溶湯はストークの流路へ流入して上昇し、ストーク上端側にある金型へ供給されて、鋳物が製作される。

なお、上記したストークの流路にはフィルター部が設けられ、金属溶湯内の不純物が除去される。また、上記したフィルター部は円盤形状であり、その厚さが比較的薄く形成される。

特開２００７−２２２９０４号公報

しかしながら、金属溶湯は、フィルター部へ流入すると流れが乱される。そのため、フィルター部が上記したような形状である場合、金属溶湯は流れが乱された状態のままフィルター部を通過することとなる。これにより、フィルター部を通過した後の金属溶湯の湯面は大きく変動し、よって安定した圧力の金属溶湯を金型へ供給できないおそれがあった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、フィルター部を通過した後の金属溶湯の湯面の変動を抑制し、圧力が安定した金属溶湯を金型へ供給することができるようにしたストーク、ストークの製造方法、鋳造装置および鋳造方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るストークは、管部と、フィルター部とを備える。管部は、金属溶湯が流れる流路が内部に形成される。フィルター部は、前記流路に設けられる。また、前記フィルター部は、前記流路における金属溶湯の流れ方向に沿って延在されるとともに、延在方向の長さが前記延在方向に対して垂直な方向の長さよりも長い。

実施形態の一態様によれば、フィルター部を通過した後の金属溶湯の湯面の変動を抑制し、圧力が安定した金属溶湯を金型へ供給することができる。

図１は、実施形態に係るストークを備えた鋳造装置の構成例を示す模式断面図である。 図２は、図１に示すストーク付近を拡大して示す模式拡大断面図である。 図３は、図２などに示された被覆部を取り出して示す模式斜視図である。 図４は、図２に示す連通路付近を拡大して示す模式拡大断面図である。 図５Ａは、フィルター部の交換を説明するための模式断面図である。 図５Ｂは、フィルター部の交換を説明するための模式断面図である。 図５Ｃは、フィルター部の交換を説明するための模式断面図である。 図５Ｄは、フィルター部の交換を説明するための模式断面図である。 図６は、本実施形態に係るストークの製造工程および鋳造装置への組付け方法を示すフローチャートである。 図７は、本実施形態に係る鋳造方法を示すフローチャートである。 図８Ａは、変形例に係るストークの模式断面図（その１）である。 図８Ｂは、変形例に係るストークの模式断面図（その２）である。 図８Ｃは、変形例に係るストークの模式断面図（その３）である。 図９は、変形例に係るストークの模式断面図（その４）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するストーク、ストークの製造方法、鋳造装置および鋳造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜１．鋳造装置の構成＞
図１は、実施形態に係るストークを備えた鋳造装置の構成例を示す模式断面図である。なお、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸、紙面における左右方向をＸ軸、紙面奥から手前方向をＹ軸とした３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の図でも示されることがある。

また、この明細書では「Ｘ軸」や「Ｚ軸」などと表現して説明することがあるが、これらは鋳造装置を構成する各要素が図示された状態で配置されたときのＸ軸、Ｚ軸方向を意味するものであって、表現した方向に限定されるものではない。

図１に示すように、鋳造装置１は、坩堝１０と、炉体２０と、ストーク３０と、金型４０とを備えた、いわゆる低圧鋳造装置（差圧鋳造装置）である。

坩堝１０は、内部に空間１１を有する形状に形成される。坩堝１０の空間１１部分には、金属溶湯５０が貯留される。金属溶湯５０は、溶解されたアルミニウム合金であるが、これに限定されるものではなく、たとえば亜鉛、マグネシウム合金などその他の金属を溶解したものであってもよい。

また、坩堝１０は、鉛直方向の上側、すなわちＺ軸の正方向側が開口される。坩堝１０の開口部分には、蓋部１２が取り付けられ、坩堝１０は密閉状態とされる。また、蓋部１２は、圧縮空気を坩堝１０の空間１１へ供給する空気供給路１２ａが形成される。なお、坩堝１０の形状は、図１に示されるものに限られず、要は金属溶湯５０を密閉状態で貯留できればどのような形状であってもよい。

炉体２０は、上記した坩堝１０を収納する略直方体状の容器である。炉体２０は、図示しないヒータを備え、坩堝１０に貯留された金属溶湯５０を加熱・保温する。

ストーク３０は、金属溶湯５０用の流路３１が内部に形成される管部３２と、流路３１に設けられるフィルター部３３とを備える。また、ストーク３０は、下端側が坩堝１０の金属溶湯５０に浸漬される一方、上端側が金型４０に接続されるように配置される。なお、ストーク３０の構成については、後に詳説する。

金型４０は、上型４１と、下型４２とを備える。上型４１と下型４２とは嵌合可能に構成され、嵌合した状態の上型４１と下型４２との間に、キャビティ４３が形成される。また、上型４１には、駆動シリンダ４４がピストンロッド４５を介して接続される。したがって、図示しない制御装置によって駆動シリンダ４４が制御されて、ピストンロッド４５が鉛直方向に上下動すると、それに伴って上型４１も鉛直方向に上下動させられる。このように、上型４１および下型４２は分離可能とされる。

ここで、上記の如く構成された鋳造装置１における鋳造方法について説明する。先ず、圧縮空気が図１に矢印Ａで示すように空気供給路１２ａを介して坩堝１０内に供給されると、金属溶湯５０の湯面５０ａが矢印Ｂで示すように加圧される。これにより、金属溶湯５０は、矢印Ｃで示すようにストーク３０の流路３１へ流入して、フィルター部３３で濾過されつつ流路３１内を上昇し（矢印Ｄ参照）、金型４０のキャビティ４３へ供給される。

その後、金型４０は冷却されて金属溶湯５０が固化する。そして、上型４１が駆動シリンダ４４で上方へ移動させられ、固化した金属溶湯５０、すなわち鋳物（図示せず）が金型４０から取り出される。なお、上記した鋳造方法については後にも説明する。

ところで、坩堝１０内の金属溶湯５０は、ストーク３０の流路３１に設けられたフィルター部３３を通過して金型４０へ供給される。

しかしながら、たとえば仮に、フィルター部のＺ軸方向の厚さが比較的薄く形成された場合、安定した圧力の金属溶湯を金型へ供給できないおそれがあった。すなわち、金属溶湯は、フィルター部へ流入すると流れが乱されるため、上記のようにフィルター部の厚さが薄いと、流れが乱された状態のままフィルター部を通過することとなる。このような場合、フィルター部を通過した後の金属溶湯の湯面は、波を打って大きく変動し、よって安定した圧力の金属溶湯を金型へ供給できず、結果として製品（鋳物）の品質が低下するおそれがあった。

そこで、本実施形態に係るストーク３０にあっては、フィルター部３３を通過した後の金属溶湯５０の湯面の変動を抑制し、圧力が安定した金属溶湯５０を金型４０へ供給することができるような構成とした。以下、そのストーク３０の構成について、図２以降を参照して詳しく説明する。

＜２．ストークの構成＞
図２は、図１に示すストーク３０付近を拡大して示す模式拡大断面図である。図２に示すように、ストーク３０は、上記した管部３２およびフィルター部３３を備え、坩堝１０の蓋部１２に取り付けられる。

管部３２は、略円筒状であり、その内部に金属溶湯５０が流れる流路３１が形成される。また、管部３２および流路３１は、鉛直方向に沿って伸びるような長尺状に形成される。なお、上記では、管部３２が略円筒状であるように構成したが、これに限定されるものではなく、流路３１が形成されていれば、略角筒状などその他の形状であってもよい。

フィルター部３３は、通過する金属溶湯５０の不純物を除去する機能を有し、たとえば多孔質アルミナを用いることができる。なお、フィルター部３３の材質は、上記したアルミナに限定されるものではなく、たとえば炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなどであってもよい。

また、フィルター部３３は、上記した流路３１の全域あるいは略全域に亘って充填されるように設けられる。詳説すると、フィルター部３３は、流路３１における金属溶湯５０の流れ方向（Ｚ軸方向。長手方向）に沿って延在されるように形成される。この明細書においては、フィルター部３３が延在される方向を「延在方向」といい、フィルター部３３は、延在方向が鉛直方向に沿った状態（換言すれば、延在方向と鉛直方向とが平行または略平行な状態）で流路３１に設けられる。

また、フィルター部３３は、延在方向の長さＬ３３が延在方向に対して垂直な方向の長さ（すなわちフィルター部３３のＸ軸方向の幅）Ｗ３３よりも長くなるように設定される。具体的には、フィルター部３３の幅Ｗ３３を１とした場合、幅Ｗ３３と延在方向の長さＬ３３とのアスペクト比は、たとえば１：１．１〜２０、好ましくは１：２〜１３、さらに好ましくは１：３〜１０となるように設定されることが望ましい。アスペクト比が１．１より小さいと、後述する整流効果が十分に得られない。また、アスペクト比が２０より大きい場合、ストーク３０およびフィルター部３３の長さが長くなるため、コストの増加を招くことがある。

このように、フィルター部３３の延在方向の長さＬ３３を幅Ｗ３３よりも長くして、縦長の形状となるように構成したことから、圧力が安定した金属溶湯５０を金型４０へ供給することができる。

すなわち、金属溶湯５０は、矢印Ｄで示すようにフィルター部３３を流れる。その際、金属溶湯５０は、フィルター部３３の下端３３ａ側に流入した直後は流れが乱されるものの、その後フィルター部３３の内部を流れる間に整流される。

そして、整流された金属溶湯５０がフィルター部３３の上端３３ｂから吐出されることとなる。これにより、フィルター部３３を通過した後の金属溶湯５０の湯面５０ｂ（図２において一点鎖線で示す）の変動を抑制することができ、圧力が安定した金属溶湯５０を金型４０へ供給することができる。

また、圧力が安定した金属溶湯５０を金型４０へ供給することで、金型４０のキャビティ４３の細部まで金属溶湯５０が行き渡り易くなることから、鋳造装置１で製作される鋳物の品質を向上させることが可能となる。

また、フィルター部３３は、金型４０へ供給されるときの金属溶湯５０の流れ方向（矢印Ｄ）における下流側の孔径が上流側の孔径に比べて小さくなるように一体的に形成されるのが望ましい。詳しくはたとえば、フィルター部３３は、上流側の孔径が比較的大きい、すなわち目が粗くなるように設定される一方、下流側へいくにつれて孔径が徐々に小さくなる、すなわち目が緻密になるように設定されるのが望ましい。たとえば、上流側の孔径と下流側の孔径との孔径比は、２〜２０：１程度が好ましく、さらに好ましくは５〜１５：１程度が望ましい。

これにより、金属溶湯５０は、孔径が小さいフィルター部３３の下流側へいくほど効率良く整流され、よってフィルター部３３を通過した後の金属溶湯５０の湯面５０ｂの変動をより一層抑制することができる。

また、フィルター部３３は、上記のように構成されることから、比較的大きな不純物を上流側で、比較的小さい不純物を下流側で捕獲することができ、よって金属溶湯５０を効率良く濾過することができる。

なお、上記したフィルター部３３において、下流側の孔径が上流側の孔径に比べて小さくなる構造は、どのようなものであってもよい。具体的にたとえば、フィルター部３３の孔径が下流側へいくにつれて連続的に小さくなる構造であっても、段階的に小さくなるように層状とする多層構造であってもよい。

また、上記では、フィルター部３３は、上流側と下流側とで孔径が相違するように構成されるが、これは例示であって限定されるものではない。すなわち、たとえばフィルター部３３の孔径が上流側から下流側に亘って均一あるいは略均一であってもよく、そのような場合でも、フィルター部３３は金属溶湯５０を十分に整流させることが可能である。

なお、図２に示す例では、フィルター部３３が流路３１の全域あるいは略全域に亘って設けられるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえばフィルター部３３は、延在方向の長さＬ３３が流路３１の金属溶湯５０の流れ方向の長さＬ３１に対して１０％以上、好ましくは５０％以上であればよい。なお、図２では、長さＬ３３が流路３１の長さＬ３１に対して１０％のフィルター部３３を想像線で示した。

詳しくは、フィルター部３３の長さＬ３３が流路３１の長さＬ３１に対して１０％未満の場合、金属溶湯５０は、フィルター部３３の内部で十分に整流されることなく、フィルター部３３を通過し、湯面５０ｂが過度に変動するおそれがある。よってフィルター部３３の長さＬ３３は、流路３１の長さＬ３１に対して１０％以上であるのが望ましい。

ストーク３０の説明を続けると、流路３１は、フィルター部３３の下端３３ａ側と対応する位置３１ａの幅Ｗ３１ａとフィルター部３３の上端３３ｂ側と対応する位置３１ｂの幅Ｗ３１ｂとが異なるテーパ状に形成されることが望ましい。

具体的に流路３１は、側面視において鉛直方向の上方側が下方側に比べて拡幅するテーパ状に形成される。すなわち、流路３１は、フィルター部３３の下端３３ａ側と対応する位置３１ａの幅Ｗ３１ａがフィルター部３３の上端３３ｂ側と対応する位置３１ｂの幅Ｗ３１ｂよりも小さいテーパ状に形成されることが望ましい。

なお、上記したように管部３２は略円筒状であるから、上記した幅Ｗ３１ａ、Ｗ３１ｂは流路３１の径（直径）ともいえる。したがって、流路３１は、金属溶湯５０の流れ方向（矢印Ｄ）において上流側から下流側（鉛直軸の負側から正方向）へ向かうにつれて拡径する逆テーパ状に形成される、ともいえる。

フィルター部３３は、流路３１に充填されることから、フィルター部３３の周縁３３ｃも、流路３１と同様なテーパ状とされる。換言すれば、フィルター部３３は、円錐台状に形成される。

このように、流路３１およびフィルター部３３をテーパ状とすることで、フィルター部３３が流路３１から鉛直方向の下向きへ脱落するのを防止することができる。さらには、フィルター部３３を管部３２から容易に取り出すことができるが、これについては後に説明する。なお、図２などにおいては、テーパ状であることを明示するため、流路３１およびフィルター部３３の周縁３３ｃの傾斜角度などを誇張して図示している。

また、管部３２の外周縁３２ａの上方には、フランジ部３２ｂが突設される。フランジ部３２ｂは、蓋部１２に設けられた第１保持部１３と第２保持部１４とによって挟持され、これによってストーク３０は蓋部１２に取り付けられて保持される。

上記した第１、第２保持部１３，１４は、蓋部１２から取り外し可能となるように構成される。したがって、第１、第２保持部１３，１４が蓋部１２から取り外されると、ストーク３０も、それに伴って蓋部１２から取り外されることとなる。このストーク３０の取り外しは、たとえば後述するフィルター部３３の交換などメンテナンス作業の際に行われる。

また、図２に示すように、ストーク３０はさらに、被覆部３４を備えることが望ましい。被覆部３４は、管部３２とフィルター部３３との間に設けられる。

図３は、図２などに示された被覆部３４を取り出して示す模式斜視図である。図３に示すように、被覆部３４は、シート状の部材であり、比較的高温に耐えることが可能で金属溶湯５０を吸収し難い素材、たとえばアルミナなどを用いて製作することができる。なお、被覆部３４の材質は、上記したアルミナに限定されるものではなく、たとえば金属溶湯５０に対する耐久性に優れた素材であればどのようなものであってもよい。

被覆部３４は、流路３１の形状に沿うような形とされる。具体的には、流路３１はテーパ状であることから、被覆部３４は、図３に示すような漏斗状に形成される。そして、被覆部３４の内部に、図３に想像線で示すフィルター部３３が収まる。したがって、フィルター部３３は、管部３２に直接接触せず、周縁３３ｃが被覆部３４に被覆された状態で流路３１に設けられる。

上記した被覆部３４を備えることで、たとえばフィルター部３３を交換する際、フィルター部３３を管部３２から容易に取り外すことが可能となるが、これについては後述する。

図２の説明に戻ると、管部３２は、中間フランジ部３５を介して金型４０に接続される。中間フランジ部３５は、金型４０と管部３２との間に設けられる。管部３２と中間フランジ部３５との間にはパッキング材３６（たとえばＯリング）が介挿され、金属溶湯５０が漏洩するのを防止する。同様に、金型４０と中間フランジ部３５との間にもパッキング材が介挿されるが、図２では図示を省略した。

また、中間フランジ部３５は、管部３２の流路３１と金型４０のキャビティ４３（図１参照）とを連通する連通路３７が形成される。したがって、坩堝１０の金属溶湯５０は、流路３１、連通路３７を通って金型４０のキャビティ４３へ供給される。

上記した連通路３７の幅Ｗ３７と管部３２の流路３１の幅Ｗ３１ｂとは、互いに異なる値に設定されることが望ましい。具体的にたとえば、流路３１は、フィルター部３３の上端３３ｂ側と対応する位置３１ｂの幅Ｗ３１ｂが連通路３７の幅Ｗ３７よりも大きくなるように設定される。逆に言えば、連通路３７の幅Ｗ３７は、流路３１の幅Ｗ３１ｂよりも小さくなるように設定される。

これにより、フィルター部３３の鉛直方向における移動を規制することができる。これについて図４を参照して説明する。図４は、連通路３７付近を拡大して示す模式拡大断面図である。

図４に示すように、フィルター部３３は、金属溶湯５０が金型４０へ向けて流動する際、矢印Ｅで示す如く流路３１から浮き上がって上方へ移動することがある。そのような場合であっても、閉曲線Ｆで囲んで示すように、フィルター部３３は、中間フランジ部３５の連通路３７に引っ掛かり、それ以上の移動が規制される。

すなわち、流路３１および中間フランジ部３５を上記の如く構成することで、中間フランジ部３５をフィルター部３３のストッパーとして機能させることができ、フィルター部３３が過度にズレるのを抑制することができる。

＜３．フィルター部の交換＞
フィルター部３３は、除去した金属溶湯５０の不純物が蓄積されることから、定期的に交換する必要がある。ここでは、そのフィルター部３３の交換について説明する。なお、以下で説明するフィルター部３３の交換手順は、あくまでも一例であって限定されるものではない。

図５Ａ〜図５Ｄは、本実施形態に係るストーク３０におけるフィルター部３３の交換を説明するための模式断面図である。なお、図５Ａは、第１、第２保持部１３，１４を坩堝１０の蓋部１２から取り外し、ストーク３０が蓋部１２から取り外された状態を示す。また、図５Ａに示す管部３２の向きを「正位置」ということがある。

先ず図５Ａで示されるストーク３０に対し、鉛直方向の上下が逆転するように回転させる。そして、たとえば図示しない工具を用いて、フィルター部３３をＺ軸の正方向から負方向へ向けて押し出す（図５Ｂ参照）。

ところで仮に、フィルター部が管部に直接接触するようにして配置された場合、金属溶湯はフィルター部と管部との間で固化して、フィルター部を管部から取り出し難くなることがある。

そこで、本実施形態に係るストーク３０においては、フィルター部３３が、被覆部３４によって被覆されており、管部３２には直接接触していない。また、被覆部３４は、上記したように、金属溶湯５０を吸収し難い素材で製作される。

このことから、金属溶湯５０は管部３２と被覆部３４との間で固化し難く、よって被覆部３４をフィルター部３３ごと管部３２から容易に取り出すことができる。さらに、流路３１が図５Ｂにおいて鉛直下向き方向へ拡幅するテーパ状であることから、フィルター部３３および被覆部３４を鉛直下向き方向へより一層容易に取り出すことができる。

次いで、図５Ｃに示すように、管部３２を再度回転させて元の正位置へ戻し、新しい被覆部３４Ｎを管部３２に取り付ける。なお、図５Ｃおよび図５Ｄでは、理解の便宜のため、新しい被覆部を符号３４Ｎ、新しいフィルター部を符号３３Ｎで示した。

次いで、図５Ｄに示すように、新しいフィルター部３３Ｎを、被覆部３４Ｎが取り付けられた管部３２の流路３１へ挿入して取り付け、交換作業が終了する。

なお、上記では、被覆部３４Ｎ、フィルター部３３Ｎの順で管部３２に取り付ける場合を例にとって説明したが、たとえば既に被覆部３４Ｎで被覆されたフィルター部３３Ｎを、管部３２の流路３１に挿入して取り付けるようにしてもよい。

＜４．ストークの製造方法および鋳造装置への組付け方法＞
次に、ストーク３０の製造方法および鋳造装置１への組付け方法について説明する。図６は、本実施形態に係るストーク３０の製造工程および鋳造装置１への組付け方法を示すフローチャートである。

図６に示すように、先ず管部３２を準備する（ステップＳ１）、詳しくは金属溶湯５０が流れる長尺状の流路３１が内部に形成された管部３２を準備する。

具体的にたとえば、管部３２は、ＣＩＰ（Cold Isostatic Pressing。冷間静水圧プレス）によって製作される。すなわち、先ず主原料粉末と焼結助剤と溶媒とを湿式混合し、スプレードライ処理により顆粒化する。そして、得られた顆粒を図示しない成形器へ投入する。

上記した主原料粉末としては、窒化珪素粉末を用いることができる。また、焼結助剤としては、イットリウム（Ｙ）を含むものを用いることができるが、これは例示であって限定されるものではない。すなわち、焼結助剤は、たとえばイッテルビウム（Ｙｂ）やルテチウム（Ｌｕ）など、その他の元素を含むものであってもよい。また、溶媒としては、蒸留水を用いることができるが、これに限らず、水やアルコール系であってもよい。

成形器は、ＣＩＰ用の成形器である。図示は省略するが、成形器は、有底円筒状のゴム型の中に、金属製で棒状の中芯が立設されるように構成される。また、ゴム型と中芯との間には隙間が形成される。かかる隙間に上記した顆粒が投入されて充填されるようにする。

次いで、ゴム型を外部から加圧して顆粒を圧縮成形させる成形処理を行って、成形品を作製する。そして、成形品を成形器から抜き出し、焼結炉に入れて焼結させることで、図２などに示される管部３２が完成する。

図６の説明を続けると、次いで被覆部３４を管部３２に取り付ける（ステップＳ２）。その後、フィルター部３３を管部３２の流路３１に取り付ける（ステップＳ３）。そして、ストーク３０を鋳造装置１に組付ける（ステップＳ４）。具体的には、フィルター部３３および被覆部３４が取り付けられた管部３２を坩堝１０の蓋部１２に取り付けるとともに、管部３２の上方に中間フランジ部３５を介して金型４０を接続することで、ストーク３０の鋳造装置１への組付けが完了する。

＜５．鋳造方法＞
次に、鋳造装置１を用いた鋳造方法について説明する。図７は、本実施形態に係る鋳造方法を示すフローチャートである。

図７に示すように、先ず金属溶湯５０を、図示しない給湯路を介して坩堝１０へ供給して貯留する（ステップＳ１０）。次いで、坩堝１０に貯留された金属溶湯５０の温度を、炉体２０のヒータで所定の値に調節する（ステップＳ１１）。

次いで、金型４０の上型４１と下型４２とを駆動シリンダ４４を用いて嵌合させ、キャビティ４３を形成する（ステップＳ１２）。なお、上型４１と下型４２とを嵌合させる工程の順番は、上記に限定されるものではない。すなわち、上型４１および下型４２は金属溶湯５０が供給される前に嵌合していればよく、よってたとえばステップＳ１０の前段、または後段で嵌合させる工程を行うようにしてもよい。

その後、圧縮空気を空気供給路１２ａから坩堝１０内へ供給して金属溶湯５０の湯面５０ａを加圧し、それによって金属溶湯５０をストーク３０を介して金型４０のキャビティ４３へ供給する（ステップＳ１３。図１の矢印Ａ〜Ｄ参照）。このとき、金属溶湯５０はストーク３０を通過するため、安定した圧力の金属溶湯５０を金型４０へ供給できることは、上述した通りである。

そして、図示しない冷却装置などを用いて金型４０を冷却し、金属溶湯５０を固化させる（ステップＳ１４）。次いで、金型４０の上型４１を駆動シリンダ４４で上方へ移動させ、固化した金属溶湯５０、すなわち鋳物を金型４０から取り出す（ステップＳ１５）。

上述してきたように、本実施形態に係るストーク３０は、管部３２と、フィルター部３３とを備える。管部３２は、金属溶湯５０が流れる長尺状の流路３１が内部に形成される。フィルター部３３は、流路３１に設けられる。また、フィルター部３３は、流路３１における金属溶湯５０の流れ方向に沿って延在されるとともに、延在方向の長さＬ３３が延在方向に対して垂直な方向の長さＷ３３よりも長い。これにより、フィルター部３３を通過した後の金属溶湯５０の湯面５０ｂの変動を抑制し、圧力が安定した金属溶湯５０を金型４０へ供給することができる。

図８Ａ〜図８Ｃは、変形例に係るストーク３０の模式断面図である。

図２などに示す例では、フィルター部３３が流路３１の全域に亘って設けられるようにしたが、フィルター部３３の形状は、それに限定されないことは、上述した通りである。具体的には、フィルター部３３の長さＬ３３は流路３１の長さＬ３１に対して１０％以上、好ましくは５０％以上であればよい。その場合、フィルター部３３の流路３１に対する配置は、流路３１内であればいずれの場所であってもよい。

すなわち、たとえば、フィルター部３３を、図８Ａに示すような流路３１の上端側に位置させてもよく、あるいは図８Ｂに示すような流路３１の下端側、図８Ｃに示すような流路３１の中央部に位置させるようにしてもよい。フィルター部３３は、図８Ａ〜図８Ｃに示すいずれの位置に配置された場合であっても、通過する金属溶湯５０を整流でき、通過後の金属溶湯５０の湯面５０ｂの変動を抑制することができる。

なお、上記において、ストーク３０の流路３１は、下端の幅Ｗ３１ａが上端の幅Ｗ３１ｂよりも小さいテーパ状に形成されるが、これに限定されるものではない。図９は、その変形例に係るストーク３０の模式断面図である。

具体的には図９に示すように、ストーク３０の流路３１は、下端の幅Ｗ３１ａが上端の幅Ｗ３１ｂよりも大きいテーパ状に形成されるようにしてもよい。これにより、例えばフィルター部３３は、金属溶湯５０が金型４０へ向けて流動する場合であっても、流路３１から浮き上がって上方へ移動することがなく、よってフィルター部３３が過度にズレるのを抑制することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 鋳造装置
１０ 坩堝
１２ 蓋部
２０ 炉体
３０ ストーク
３１ 流路
３２ 管部
３３ フィルター部
３４ 被覆部
３５ 中間フランジ部
３７ 連通路
４０ 金型
４３ キャビティ
５０ 金属溶湯

Claims (10)

1. 金属溶湯が流れる流路が内部に形成される管部と、
   前記流路に設けられるフィルター部と
   を備え、
   前記フィルター部は、
   前記流路における金属溶湯の流れ方向に沿って延在されるとともに、延在方向の長さが前記延在方向に対して垂直な方向の長さよりも長いこと
   を特徴とするストーク。
2. 前記フィルター部は、
   前記延在方向が鉛直方向に沿った状態で前記流路に設けられ、
   前記流路は、
   前記フィルター部の下端側と対応する位置の幅と前記フィルター部の上端側と対応する位置の幅とが異なるテーパ状に形成されること
   を特徴とする請求項１に記載のストーク。
3. 前記流路は、
   前記フィルター部の下端側と対応する位置の幅が前記フィルター部の上端側と対応する位置の幅よりも小さいテーパ状に形成されること
   を特徴とする請求項２に記載のストーク。
4. 前記管部は、
   前記流路と金型のキャビティとを連通する連通路を有する中間フランジ部を介して前記金型に接続されるとともに、
   前記フィルター部は、
   前記延在方向が鉛直方向に沿った状態で前記流路に設けられ、
   前記流路は、
   前記フィルター部の上端側と対応する位置の幅が前記連通路の幅よりも大きいこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のストーク。
5. 前記フィルター部は、
   前記延在方向の長さが前記流路の前記流れ方向の長さに対して１０％以上であること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のストーク。
6. 前記管部と前記フィルター部との間に設けられ、前記フィルター部の周縁を被覆する被覆部
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のストーク。
7. 前記フィルター部は、
   金属溶湯の流れ方向における下流側の孔径が上流側の孔径に比べて小さくなるように一体的に形成されること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のストーク。
8. 金属溶湯が流れる流路が内部に形成された管部を準備する工程と、
   前記流路における金属溶湯の流れ方向に沿って延在されるとともに、延在方向の長さが前記延在方向に対して垂直な方向の長さよりも長いフィルター部を前記流路に取り付ける工程と
   を含むことを特徴とするストークの製造方法。
9. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のストーク
   を備えることを特徴とする鋳造装置。
10. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のストークを介して金属溶湯を金型へ供給する工程
    を含むことを特徴とする鋳造方法。

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