JPH04305356A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造装置は、一般に、特開昭６１−７８
５５０号公報に示すように、鋳型内において、製品形成
キャビティが形成され、該製品形成キャビティと湯口と
は湯道を介して連通されていて、湯口から溶湯を注湯す
ることにより、該溶湯を製品形成キャビティに流すこと
とされている。ところで、近時、鋳造における溶湯とし
て、ＳｉＣ等の強化材を含有する溶湯が注目されている
。このような溶湯により鋳造された製品は、強度が高く
、耐摩耗性等が良好だからである。しかし、上記のよう
な溶湯は、静止しているときには粘っこい（粘度が高い
）一方、流動し始めると溶湯に流れる（動粘度が低い）
性質を有しており、注湯時には、溶湯が乱れて該溶湯内
に空気が容易に巻込まれ、注湯が完了すると、溶湯の粘
性が上がって、巻込まれた空気は気泡となって逃げ難く
なる。このため、上記のような溶湯を用いた場合には製
品の中に大きな空間が形成され易く、鋳造品は欠陥品と
なり易い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実状に鑑
みてなされたもので、その目的は、溶湯として強化材を
含有する溶湯を用いた場合であっても、その溶湯内の気
泡を効果的に除去できる鋳造装置を提供することにある
。

【０００４】かかる目的を達成するために本発明にあっ
ては、湯口と製品形成キャビティとが湯道を介して連通
されている鋳造装置において、前記湯道に、前記製品形
成キャビティの直前において気液分離器が配設されてい
る構成としてある。上述の発明の構成により、製品形成
キャビティの直前に気液分離器を配設したことから、湯
口から該気液分離器までの湯道の距離（溶湯が流れる距
離）を長くとることができることになり、強化材を含有
する溶湯を用いたとしても、その長い間において、強化
材を含有する溶湯の良好な流動性を利用して、その激し
い流れ（乱流）の下で、該溶湯内の気泡同士を衝突させ
て凝集させ、気液分離器による処理前に、気泡の粗大化
を図ることができることになる。このため、気液分離器
による気泡の分離は容易となり、強化材を含有する溶湯
であっても、その溶湯から気泡を効果的に除去できるこ
とになる。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は第１実施例を示すものである。この第１実
施例を示す図１において、１は鋳型としての砂型で、該
砂型１内には、製品形成キャビティ２と湯道３とが形成
されており、製品形成キャビティ２は湯道３を介して湯
口４に連通している。

【０００６】前記製品形成キャビティ２は、本実施例に
おいてはディスク状プレ−トを製造するため、その形状
に対応した空間形状とされており、その製品形成キャビ
ティ２には、その上方において押し湯部５が接続されて
いる。

【０００７】前記湯道３は、第１湯道部６と、第２湯道
部７と、第３湯道部８と、第４湯道部９とを有している
。第１湯道部６は、砂型１の一端側（図１中、左側）に
おいて上下方向に延びるように配設されている。この第
１湯道部６の上端は湯口４に接続され、その下端は砂型
１の底部近くにまで至っており、その延び方向の長さは
、長く（例えば１７０ｍｍ）されている。また、この第
１湯道部６の通過断面積は大きく（例えば４５０ｍｍ２
　）されており、溶湯に対する流動抵抗を少なくして流
動状態が良好となるように（乱流となるように）工夫が
なされている。

【０００８】第２湯道部７は、前記第１湯道部６の下端
部にその一端が接続され、その他端は、砂型１の他端側
（図１中右側）に向けて若干延びている。この第２湯道
部７の通過断面積も前記第１湯道部６の通過断面積に劣
ることなく大きくされている（例えば６００ｍｍ２　）
。

【０００９】第３湯道部８は、上下方向に延びるように
配設されており、その下端が前記第２湯道部７の他端部
に接続され、その状態は、前記製品形成キャビティ２と
同じ高さ位置まで延びている。この第３湯道部８の通過
断面積も前記第１湯道部６の通過断面積と同じくらい大
きくされている。

【００１０】第４湯道部９は、前記第３湯道部８と製品
形成キャビティ２との間において、水平に配設されてい
る。この第４湯道部９の一端は第３湯道部８の上端部に
接続され、その他端はゲ−ト部１０を介して製品形成キ
ャビティ２に接続されており、その間の長さは比較的短
くなっている。

【００１１】前記第３湯道部８内には、該第３湯道部８
と前記第４湯道部９との接続部分において、気液分離器
としてのセラミックフィルタ１１が配設されている。セ
ラミックフィルタ１１は、本実施例においては、アルミ
ナ成分の薄い板状フィルタとされており、その厚みが４
ｍｍ、サイズ（フィルタ目）は１４メッシュとされてい
る。このセラミックフィルタ１１は、第３湯道部８を横
切るようにして配設されており、この一端（図１中、左
端）は、第４湯道部９よりも高い位置において第３湯道
部８内壁に係止され、その他端（図１中、右端）は第４
湯道部９の一端側における内壁底部に係止されている。 これにより、セラミックフィルタ１１は、他端が一端に
比べて低くなるように傾斜された状態となっている。

【００１２】前記セラミックフィルタ１１の上方には、
ガス溜り空間１２が形成されている。このガス溜り空間
１２は、周囲が砂型１の砂であるため、該砂型１を介し
て大気に連通している。

【００１３】前記第４湯道部９にもフィルタ１３が設け
られている。このフィルタ１３はグラスファイバ−製と
され、ノロ取り用として用いられている。

【００１４】また、この砂型１内には湯口４から溶湯が
注湯されるが、その溶湯には、強化材を含有する溶湯が
用いられる。上記強化材としては１０〜２０μのＳｉＣ
等の硬質粒子の短繊維を用いることができ、その含有割
合は、製品強度等の関係から、全体の２０ｗｔ％程度が
好ましい。上記溶湯の母材としてはＪＩＳＡＣ４Ｃ等が
用いられる。また、上記溶湯を注湯するに際しては、そ
の溶湯の温度は７４０℃程度とされる。

【００１５】したがって、上記のような装置においては
、強化材を含有する溶湯を用いた場合、前述したように
、注湯の際、その溶湯の特性に基づき、空気を巻込み、
溶湯内に気泡を検出することになるが、この装置におい
ては、セラミックフィルタ１１が気泡を溶湯から分離す
ることになる。すなわち、気泡を含む溶湯が下方から上
方に向けてセラミックフィルタ１１を通過する際、溶湯
の流れは、セラミックフィルタ１１のフィルタ目により
不規則に乱され、気泡同士は互いにぶつかりあわされる
。このため、気泡は粗大し浮力が増大することになり、
上昇することになる。一方、溶湯は重力の作用によりセ
ラミックフィルタ１１に案内されて下方へ移動すること
になり、気泡と溶湯とは分離されることになる。そして
、この後、気泡はガス溜り空間を得て大気に排気され、
溶湯は第４湯道部９を経で製品形成キャビティ２に導か
れることになる。この場合、この装置においては、湯口
４からセラミックフィルタ１１までの距離が第１〜第３
湯道部６、７、８によって長く確保され、しかも、その
通過断面積が大きくとられていることから、溶湯の流れ
状態を長い間、乱流状態とすることができることになり
、その長い間、溶湯を、進み方向だけでなく湯道の径方
向にも不規則に激しく変動する状態とすることができる
ことになる。このため、溶湯内の気泡を互いにぶつかり
合わせる機会を多くすることができることとなり、セラ
ミックフィルタ１１に入る直前の気泡は湯口４近傍の気
泡よりも大きくなっている。したがって、セラミックフ
ィルタ１１内においては、流入する気泡が大きいことに
基づき、気泡の粗大化が効果的に促進されており、溶湯
内からの気泡の除去は精度の高いものとなっている。こ
の結果、製品形成キャビティ２に導かれる溶湯には、１
００μ以上の気泡が全く含まれないようにすることがで
きることになる。図２、図３は第２実施例、図４、図５
は第３実施例を示している。この各実施例において別記
実施例と同一構成要素については同一符号を付してその
説明を省略する。図２、図３に示す第２実施例において
は、気液分離器として遠心分離器１４を用いた場合を示
している。すなわち、この第２実施例においては、第３
湯道部８を利用して旋回用チャンバ１５が形成され、そ
のチャンバ１５に対しては、該チャンバ１５内において
、溶湯が下方から上方に向って旋回しながら流れるよう
に、第２湯道部７が接続されている。しかも、チャンバ
１５には、その軸心位置において排気管１６が進入して
おり、その排気管１６には、砂型１外において排気ポン
プ１７が接続されている。これにより、チャンバ１５内
で溶湯を旋回させると、溶湯に対して強制的に遠心力が
与えられることになり、溶湯内の気泡は、該溶湯との比
重差に基づき、チャンバ１５の径方向内方に移動して、
該溶湯から分離されることになる。そして、この後、気
泡は排気ポンプ１７により排気管１６を介して外部に排
出され、溶湯は、製品形成キャビティ２へと導かれるこ
とになる。この場合、前記第１実施例同様、第１、第２
湯道部６、７の長さ、通過断面により、遠心分離器１４
に溶湯が入る前において、気泡の粗大化が図られている
ことから、比重差以外に、気泡径によっても分離速度を
高めており、溶湯からの気泡の遠心分離は効果的なもの
となっている。尚、この実施例においては、溶湯に対す
る流動抵抗が少なく、溶湯の流速を高めることができる
ので、薄肉形状の製品を鋳造する場合に適している。図
４、図５に示す第３実施例においては、第４湯道部９に
特製のフィルタ１８が介装されている。このフィルタ１
８は、図５に示すように、その外周側において、溶湯を
通過させない第１フィルタ部１９が形成され、その第１
フィルタ部１９よりも径方向内方において、溶湯を通過
させる第２フィルタ部２０が形成されている。この第１
、第２フィルタ部１９、２０は、溶湯の表面張力を考慮
してフィルタ目を異ならせることにより形成されており
、本実施例においては、第１フィルタ部１９のフィルタ
目は２０メッシュ、第２フィルタ部２０のフィルタ目は
５メッシュとされている。一方、砂型１内には、排気管
１６が設けられており、その一端が前記フィルタ１８の
外周部、すなわち第１フィルタ部１９に接続され、その
他端は砂型１外に延びて排気ポンプ１７を接続している
。したがって、この実施例においては、フィルタ１８が
溶湯から気泡を分離することになるが、前記第１、第２
実施例同様、フィルタ１８に至るまでの間に気泡が粗大
化して、その浮力が増大していることから、気泡は、湯
道３の外周側、特に上側に移行する傾向にあり、そのよ
うな気泡はフィルタ１８の外周側における第１フィルタ
部１９に入り易くなる。このため、上記のような気泡は
排気ポンプ１７による強制吸引により効果的に排気され
ることになる。しかも、溶湯が第２フィルタ部２０しか
通過できないことから、溶湯に対するフィルタ１８の通
過断面積が絞られることになり、フィルタ１８内では、
溶湯は、流速が速められた状態でフィルタ目に衝突する
ことになる。このため、フィルタ８内では溶湯の流れは
激しい状態となり、気泡は、フィルタ１８内において、
直接的に、或は、粗大化しつつ、フィルタ１８外周側の
第１フィルタ部に移動し易くなる。したがって、このよ
うな気泡については、排気ポンプ１７による強制吸引に
より効果的に排気されることになる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、溶湯として
強化材を含有する溶湯を用いた場合であっても、その溶
湯内の気泡を効果的に除去できる鋳造装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】第２実施例を示す縦断面図である。

【図３】第２実施例を説明する説明図である。

【図４】第３実施例を示す縦断面図である。

【図５】第３実施例に係るフィルタを示す斜視図である
。

【符号の説明】

１　　砂型 ２　　製品形成キャビティ ３　　湯道 ４　　湯口 １１　　セラミックフィルタ １２　　ガス溜り空間 １４　　遠心分離器 １８　　フィルタ １９　　第１フィルタ部 ２０　　第２フィルタ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　湯口と製品形成キャビティとが湯道を
   介して連通されている鋳造装置において、前記湯道に、
   前記製品形成キャビティの直前において気液分離器が配
   設されている、ことを特徴とする鋳造装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記湯道の通過断
   面積が大きくされている、ことを特徴とする鋳造装置。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２において、前記気液分
   離器がフィルタとされ、前記フィルタが、前記製品形成
   キャビティ側が低くなるように傾斜させて配設され、前
   記フィルタの上方に、排気系に連通するガス溜り空間が
   形成されている、ことを特徴とする鋳造装置。
4. 【請求項４】　　請求項１又は２において、前記気液分
   離器が遠心分離器とされている、ことを特徴とする鋳造
   装置。
5. 【請求項５】　　請求項１又は２において、前記気液分
   離器がフィルタとされ、前記フィルタは、該フィルタの
   外周側が溶湯の通過を許容しない第１フィルタ部とされ
   ると共に、第１フィルタ部よりも径方向内方側が溶湯の
   通過を許容する第２フィルタ部とされ、前記第１フィル
   タ部が排気系に連通されている、ことを特徴とする鋳造
   装置。