JPH0627247Y2 - 落し込み方案用鋳造設備 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、アルミニウム合金鋳物などを鋳造するにあ
たって、製品部位の直上部の湯口から溶湯を落し込むよ
うにした鋳造方案、すなわち落し込み方案に用いられる
鋳造設備に関するものである。

従来の技術 一般に落し込み方案の鋳造設備は、例えば第５図に示す
ように、金型等からなる鋳型１における製品部位２の直
上に湯口部３を形成しておき、ひしゃくや注湯取鍋等の
注湯容器４から湯口部３に、アルミニウム合金等の溶湯
５を落し込むように構成されている。このような落し込
み方案では、溶湯容器４内の湯面上に浮遊していた滓６
が、溶湯の落し込み時に溶湯とともに鋳型１内の製品部
位２に流れ込み、また溶湯の落し込み時の乱流により空
気が巻込まれて泡７が発生し、これらの滓６や泡７が製
品部位２で溶湯５中に巻込まれて、製品に欠陥が発生す
ることがある。

そこで、これらの欠陥のうち、滓６の巻込みによる欠陥
の発生防止対策としては、例えば第６図に示すように、
フィルタ８を設置して、滓６が鋳型１内の製品部位２に
流入しないようにする方法が従来から適用されている。
なお、この場合のフィルタ８としては、鉄線材からなる
網やセラミック成形品も一部では用いられている。

またこのほか、滓の巻込みによる欠陥防止対策として
は、例えば特開昭６２−２５４９６５号に示されている
ように、注湯取鍋の出湯口付近に、滓の流出を防止する
ための規制部材を設けておき、注湯取鍋内の湯面上の滓
が注湯時に鋳型内に流入しないようにする方法も考えら
れている。

考案が解決しようとする課題 前述のように、フィルタ８を用いた場合、注湯容器４の
湯面上に浮遊している滓６が、鋳型１の製品部位２に巻
込まれて欠陥が発生することは防止できるが、フィルタ
８から製品部位２に溶湯５が落し込まれる際には泡が発
生することがあり、したがって、泡の巻込みによる欠陥
の発生は確実には防止し得ないのが実情である。

また、フィルタ８として前述のように鉄線材からなる金
網を用いた場合、アルミニウム合金鋳物の鋳造において
は次のような問題があった。すなわち、一般にアルミニ
ウム合金鋳物の鋳造においては、鋳型１の湯口部３の部
分は、製品部分２から切離した後、アルミニウム溶解原
料（アルミ屑）として再利用するのが通常であるが、こ
の場合に、湯口部３に金網が結合したまま溶解原料とし
て再利用すれば、金網からの鉄分増加によってひけ巣不
良や製品強度の低下を招くなどの不都合が生じる。そこ
で、湯口部３のアルミ材料から金網を除去した後、溶解
原料として再利用することが必要となるが、このような
金網を除去する作業を行なえば著しい作業コストの上昇
を招く。さらに、いずれのフィルタを用いるにしても、
フィルタの購入費とフィルタをセットするための作業コ
ストを要するから、コスト上昇を招かざるを得ず。特
に、セラミック繊維の金網やセラミック成形品のフィル
タの場合はその購入費が高くなって大幅なコスト上昇を
招くという問題がある。

そのほか、網状のフィルタを用いる場合には、セットミ
スによりフィルタの端部と湯口部壁面との間に間隙が生
じて、その部分から滓が浸入してしまい、滓巻込みによ
る欠陥を招く虞れもあった。

一方、特開昭６２−２５４９６５号に示されているよう
に、注湯取鍋の出湯口に滓の流出を抑えるための規制部
材を設ける方法では、大型の注湯容器には適用できて
も、ひしゃくの如き小型の注湯容器には適用が困難であ
り、また、規制部材を設けることによって出湯口流路が
狭められるため、出湯口付近で、溶湯の凝固付着による
詰まりが生じ易いという問題もあった。さらに、この方
法では、滓の流出防止にはある程度の効果があっても、
溶湯の落し込み時の乱流による泡の発生は防止できず、
したがって泡の巻込みによる欠陥防止には有効ではなか
ったのが実情である。

この考案は、以上の事情を背景としてなされたもので、
大幅なコスト上昇を招くことなく、簡単かつ容易に滓や
泡の巻込みによる製品欠陥の発生を防止し得るようにし
た落し込み方案用鋳造設備を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この考案の落し込み方案用鋳
造設備は、落し込み方案用鋳型の漏斗状湯口部の上端に
堰鉢が配置され、その堰鉢には、注湯容器から注入され
た溶湯を一旦受容するための上面が解放された受容室が
形成されるとともに、その受容室の底部のうち前記漏斗
状湯口の傾斜した内面の上方に位置する箇所に、溶湯を
少量づつ連続して流下させる上下方向に貫通したスリッ
トが形成されていることを特徴としている。

作用 注湯容器から落し込まれた溶湯は、堰鉢の受容室に流入
し、さらに、そのその底部のうち漏斗状湯口部の傾斜し
た内面の上方に位置するように成形したスリットを通っ
て鋳型の湯口部に流入する。このとき、注入容器の湯面
に浮遊する滓が溶湯と共に受容室に流入するが、受容室
への注湯量に比べて、受容室からスリットを通って湯口
部へ流入する溶湯の量が少ないため受容室内に溶湯溜ま
りが形成され、溶湯より比重の小さい滓は、この溶湯溜
まりの湯面に保持されて鋳型内への流入が防止される。
また、堰鉢のスリットを通って湯口部に流入する溶湯
は、スリットの間隙が狭いため、少量ずつ一定量が連続
的に流入するため、流入時の乱流の発生が防止されて泡
の発生および泡の巻込みが抑えられる。特に、スリット
が漏斗状湯口部の傾斜した内面の上方に位置しているこ
とに伴い、スリットを通って流入した溶湯が湯口部の内
側面を伝って製品部位側に流入するため、泡の発生がさ
らに効果的に抑えられる。

実施例 以下、この考案の落し込み方案用鋳造設備の実施例を第
１図ないし第４図に基づいて説明する。

第１図および第２図は第１実施例を示すもので、鋳造設
備１１は、鋳型１２と堰鉢１３とからなり、前記鋳型１
２は、金型１４と中子１５とにより製品を成形するキャ
ビティ１６と、このキャビティ１６の上部に湯口部１７
とが形成されている。又前記堰鉢１３は、鋳型１２の湯
口部１７の上部に取付けられている。

前記堰鉢１３は、上部を開放した箱形を呈し、その内側
が受容室１８となるとともに、一方の側に傾斜した底部
１９の一つの側壁寄りの最も低い位置には、この底部１
９を上下方向に貫通するスリット２０が、一つの側壁と
平行するように所定の幅で直線状に形成されている。ま
た、この堰鉢１３の前記底部１９の下面側には、中央部
を削って凹部２１が形成され、この凹部２１の周壁には
ガス抜き溝２２，２２が形成されている。そして、注湯
時には、ひしゃく等の注湯容器２３から注がれた溶湯２
４が、前記堰鉢１３を介して鋳型１２に注入されるよう
になっている。なお、符号２５は溶湯２４に混入してい
る滓である。また、本実施例においては、注湯時の溶湯
２４の乱流を低減させるために、湯口部１７を漏斗状に
形成して角度θ_１の勾配をもたせるとともに、鋳型１２
を垂直に対して角度θ_２だけ傾斜させて注湯を行なっ
た。

次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明
する。

ひしゃく等の注湯容器２３に汲み取られた溶湯２４の湯
面には滓２５が浮遊しており、この溶湯２４は注湯容器
２３から堰鉢１３の受容室１８に落し込まれる。そし
て、注湯初期においては、受容室１８に注がれた溶湯２
４は、堰鉢１３の底部１９に形成されたスリット２０を
通って直接に湯口１７側に流入するが、溶湯２４と共に
受容室１８に注がれた滓２５は、前記スリット２０の間
隙が狭いことと、溶湯２４の表面張力および溶湯２４と
滓２５との比重の差との関係によって、スリット２０の
通過が阻止され、湯口部１７およびキャビティ１６側へ
流入せずに受容室１８内に残留する。

また、注湯中期以降となると、注湯容器２３から堰鉢１
３の受容室１８に落し込まれる溶湯の量に比べて、スリ
ット２０を通って湯口部１７側に流入する溶湯の量の方
が少ないため、前記受容室１８に溶湯溜まり２４′が形
成される。その結果、受容室１８内の滓２５は、溶湯溜
まり２４′の湯面に浮遊するため湯口部１７およびキャ
ビティ１６側に流入することはない。また、溶湯２４が
注湯容器２３から堰鉢１３に落し込まれる際に泡が生じ
た場合も、発生した泡は同様に受容室１８内の溶湯溜ま
り２４′の湯面に浮上するためキャビティ１６側に流入
することはない。

また、前記堰鉢１３の受容室１８に溶湯溜まり２４′を
形成した溶湯は、スリット２０の間隙が狭いため流通量
が制限されて少量ずつ湯口部１７側に流入し、しかも一
定量で連続的に流入するため、キャビティ１６内の溶湯
２４に乱流が起らず泡の発生を抑えることができる。

さらに、本実施例におていは、鋳型１２の湯口部１７に
角度θ_１の勾配を持たせて漏斗状に形成するとともに、
スリット２０をその漏斗状の湯口部１７の傾斜した内面
の上方に位置するように形成してあり、さらにこの鋳型
１２を垂直に対して角度θ_２だけ傾斜させてあるため、
スリット２０を通過した溶湯２４は、湯口部１７の内面
を伝って流れるとともに、キャビティ１６の側面に沿っ
て滑らかに流れて底部側から充填されるため、乱流が抑
えられ泡の発生が防止される。また、注湯終了時には、
溶湯溜まり２４′の湯面に浮遊していた滓２５は、鋳造
後に製品部分から切離される湯口部１７に流入した溶湯
２４の湯面に浮遊した状態のままで凝固する。

したがって、滓２５の巻込みや泡の巻込み等による製品
不良の発生が効果的に防止され、従来の湯口部１７にフ
ィルタを装着して注湯した場合と比べて、滓２５の巻込
みは勿論泡の巻込みもない優れた製品を鋳造することが
できる。また、フィルタを使用していないため、切離し
た湯口部１７は、そのままアルミニウム溶解用原料とし
て再利用することができる。

なお、本実施例においては、堰鉢１３の下面に凹部２１
を設けるとともに、この凹部２１の周囲に外部に通じる
ガス抜き溝２２を形成してあるので、キャビティ１６内
への溶湯２４の流入量に相当するキャビティ１６内の空
気が、前記ガス抜き溝２２を介して円滑に排出されるた
め、流入する溶湯２４の流れが、逆向きに流れる排出ガ
スの流れによって乱されるのが防止される。

また、前記堰鉢１３の底部１９に形成されたスリット２
０のサイズは、間隙の広さαが２mm以下では、溶湯の充
填時間が長くなり、湯廻り不良等の発生が増加する虞れ
があり、またαが６mm以上では、湯流れの乱れが多くな
り、泡の巻込みによる製品不良が増加するため２〜６mm
が適当である。また、スリット２０の長さβは、短いと
流入開口面積が少なくなって溶湯の充填に時間がかかり
過ぎるため、湯口部１７の寸法および形状に応じて適切
な長さに設定する。

さらに、第３図および第４図はこの考案の第２実施例を
示すもので、前記第１実施例において堰鉢の底部に形成
した直線状のスリットをコ字形に形成したもので、以
下、図面に基づいて説明する。

鋳造設備４１は、鋳型１２と、この鋳型１２の湯口部１
７の上端に取付けられた堰鉢４３とから構成されてい
る。前記堰鉢４３は、上部を開放した箱形を呈し、その
内側に受容室３８を備えるとともに、一方の側に傾斜し
た底部４９の低くなった側には、この底部４９を上下方
向に貫通するスリット５０が側壁に沿ってコ字形に形成
されている。

そして、前記スリット５０がコ字形に形成されているこ
とにより、スリット５０の間隙を狭くしたままで、溶湯
の流入する開口面積の増加を図っている。

そのため、大型製品を鋳造する場合にも、速やかに注湯
することができ、また前記第１実施例の場合と同様の作
用効果により、滓や泡の巻き込みのない優れた製品を鋳
造することができるとともに、フィルタを使用していな
いため湯口部１７をそのままアルミニウム溶解用原料と
して再利用することができる。

考案の効果 以上説明したようにこの考案の落し込み方案用鋳造設備
は、注湯容器から注入される溶湯を一旦受容するための
上面が開放された受容室が形成されかつその受容室の底
部のうち漏斗状湯口部の傾斜した内面の上方に位置する
箇所にスリットが形成された堰鉢を落し込み方案用鋳型
の湯口部の上端に配置し、消耗品であるフィルタを使用
せずに、廉価かつ簡単な構造でしかも耐久品である堰鉢
を介して注湯するので、フィルタを使用した場合のセッ
トミスによる滓の巻込みの虞れがなく、またフィルタの
セット手間およびフィルタのコストを省くことができる
とともに、製品部位への滓の流入および泡の発生が抑え
られ、滓および泡の巻込みのない優れた製品を鋳造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの考案の実施例を示すもので、
第１図は第１実施例の鋳造設備を示す縦断面図、第２図
は第１図のII矢視図、第３図は第２実施例の鋳造設備の
要部断面図、第４図は同じく堰鉢の平面図、第５図およ
び第６図はそれぞれ従来の注湯方法を示す概略説明図で
ある。 １１，４１…鋳造設備、１２…鋳型、１３，４３…堰
鉢、１６…キャビティ、１７…湯口部、１８，４８…受
容室、２０，５０…スリット、２２，４２…ガス抜き
溝、２３…注湯容器、２４…溶湯、２４′…溶湯溜ま
り、２５…滓。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】落し込み方案用鋳型の漏斗状湯口部の上端
   に堰鉢が配置され、その堰鉢には、注湯容器から注入さ
   れた溶湯を一旦受容するための上面が解放された受容室
   が形成されるとともに、その受容室の底部のうち前記漏
   斗状湯口の傾斜した内面の上方に位置する箇所に、溶湯
   を少量づつ連続して流下させる上下方向に貫通したスリ
   ットが形成されていることを特徴とする落し込み方案用
   鋳造設備。