JPS6134899B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋳型に関し、特に湯道にエア抜き対策
を施した重力鋳造法に用いる鋳型に関する。

〔従来の技術〕

従来より、重力鋳造法に用いる一般的な鋳型と
して、鋳型上部から下方に向かつて延在する湯口
と、この湯口と接続して設けられている湯道と、
この湯道から直接あるいは堰を介して接続されて
いる製品キヤビテイとを有する鋳型が公知であ
る。この鋳型では、通常湯道は鋳型に対して水平
に設けられている。

ところで、かかる鋳型を用いて重力鋳造を行う
場合、溶湯を湯口から注ぐ際に空気（以下、エア
という）を巻き込むことがある。このエアの巻き
込みは、ガスホール、ブローホール等のガス欠陥
を引き起す原因となつている。従つて、エアの巻
き込みは少なければ少ない程よく、巻き込んだエ
アは速やかに鋳型外へ除去するのが望ましい。

従来、かかるエアの巻き込みを少なくするた
め、注湯を静かに行つたり、製品キヤビテイに接
続して上がりを設け、製品キヤビテイ内に存在す
るエアを外部に除去していた。また、湯道の途中
にノロ取り空間を設けたものもあり、このノロ取
り空間によつても若干のエアが捕捉されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、いずれの方法も十分なエア抜き
効果を奏していない。即ち、上がりは製品キヤビ
テイ内のエアを鋳型外へ導くものであり、実際に
は鋳型の製品キヤビテイ内に入る前に巻き込みエ
アを除去する方が、ガス欠陥を少なくする上で望
ましい。また、ノロ取り空間では十分にエアを捕
捉することができない。

このため、製品キヤビテイに入る前の湯道で、
巻き込みエアを効率よく捕捉、除去する工夫が望
まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題は、次に述べる本発明の鋳型によつて
解決される。

即ち、本発明の鋳型は、鋳型上部から下方に向
かつて延在する湯口と、この湯口と接続して設け
られている湯道と、この湯道から直接あるいは堰
を介して接続されている製品キヤビテイとを有す
る鋳型であつて、 前記湯道は、湯口との接続部から一端下方に下
がつて上昇する略円弧状をなしており、この湯道
の最下端から上昇にうつる後半の部分に、湯道と
接続して上方に向かうエア抜き空間部が設けられ
ていることを特徴としている。

本発明において、湯道は略円弧状の一部をな
す。円弧に近い程、エア抜き効果は大きく、また
円弧の弧角が大きい程、エア抜き効果が大きい。

エア抜き空間部は、そのまま外部と連通する連
通孔に接続されていてもよく、また多孔性部材を
介して外部と連通してもよい。

〔作用〕

本発明の鋳型によれば、湯口から垂直に落下し
た溶湯は、略円弧状の湯道に沿つて円弧を描き、
外方に遠心力を受けながら湯道中を移動する。こ
のため、注湯時巻き込まれたエアは、溶湯に比べ
比重が極めて小さいことから、溶湯から上方に向
かう浮力をうけると共に、受ける遠心力が溶湯よ
り小さく、円弧状湯道の内側に移動する。そし
て、円弧状湯道の内側に移動したエアは、よどみ
効果により円弧状湯道の上昇部に設けられたエア
抜き空間部に取り込まれる。捕捉されたエアは、
エア抜き空間部と連通する連通孔または多孔性部
材を介して鋳型外へ取り出される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明
する。

ここで、第１図は本発明の実施例に係る鋳型を
示す断面図である。

本実施例の鋳型は、金型で構成され、第１の上
型１と第２の上型２および下型３からなる。この
第１の上型１と下型３により湯口４と湯道５の一
部が形成され、第２の上型２と下型３により、湯
道５の一部と押湯６と製品キヤビテイ７が形成さ
れ、また第１の上型１と第２の上型２によりエア
抜き空間部８および一端をこのエア抜き空間部８
に接続した他端を鋳型外へ開口する連通孔９が形
成されている。湯口４は鋳型上部から下方に向か
つて延在して設けられ、この湯口４に接続して湯
道５が設けられている。湯道５は、湯口４との接
続部より一端下方に下がり、途中で上昇して押湯
６に接続している。この湯道５は、図に示すよう
に略円弧状をしている。そして、湯道５が下降か
ら上昇に移つた部分に、上方に向けてエア抜き空
間部８が設けられている。このエア抜き空間部８
は、連通孔９を介して鋳型外に連通している。

かかる鋳型にアルミニウム合金溶湯を注いで鋳
造を行つた。得られた鋳物は、ガス欠陥等の鋳造
欠陥のない健全なものであつた。

次に、本発明の特徴を明確にするため、以下の
試験を行つた。

試験例 １ 本試験においては、気泡除去率を高めるため
に、湯道をストレートにするのがよいか屈曲させ
た方がよいのかを比較して調べた。

第２図に示すストレート方案と第３図に示す屈
曲部を有する方案を作製し、それぞれ途中にエア
抜き空間部を設けた。上記方案をそれぞれ断面積
９cm²と18cm²の２種類作製し、エアを混入させた水
を流量を変えて通し、その際の気泡除去率を測定
した。

この結果を第４図に示す。第４図おいて、ａは
断面積９cm²のストレート方案の場合、ｂは断面積
18cm²のストレート方案の場合、ｃは断面積９cm²の
屈曲部を有する方案の場合、ｄは断面積18cm²の屈
曲部を有する方案の場合の気泡除去率を示す。

第４図から明らかなように、ストレート方案、
屈曲部を有する方案のいずれの場合も、断面積が
大きい方が気泡除去率が高い。また、流量が増え
るに従い気泡除去率は低下する。ストレート方案
と屈曲部を有する方案を比較すると、ストレート
方案に比べ、屈曲部を有する方案の方が流量が増
加しても気泡除去率の低下が少ないことが判る。

試験例 ２ 本試験例においては、屈曲部を有する方案を用
いる場合、エア抜き空間部をどの位置にもうける
のが望ましいかを調べた。

即ち、第５図〜第７図に示すように、屈曲部を
有する方案において、エア抜き空間部を屈曲部の
後半に設けたもの（第５図参照）、屈曲部の上に
設けたもの（第６図参照）、屈曲部の前半に設け
たもの（第７図参照）の３種類を作製した。な
お、屈曲部を有する方案の断面積はいずれも９cm²
とした。この３種の屈曲部を有する方案につい
て、エアを混入させた水を流量を変えて通し、そ
の際の気泡除去率を測定した。

この結果を第８図に示す。第８図において、ｃ
は屈曲部の後半にエア抜き空間部を設けた屈曲部
を有する方案の場合（第４図のｃと同じ）、ｅは
屈曲部の上にエア抜き空間部を設けた屈曲部を有
する方案の場合、ｆは屈曲部の前半にエア抜き空
間部を設けた屈曲部を有する方案の場合の気泡除
去率を示している。

第８図から明らかなように、エア抜き空間部は
屈曲部の後半に設けた方が気泡除去率が高いこと
が判る。

試験例 ３ 本試験例においては、湯道を屈曲させる場合
に、どの程度湾曲させると気泡除去率が高くなる
かを調べた。

第９図〜第１３図に示す５種の湯道方案を作製
した。第９図は図示しない湯口との接続角度が湯
口面（鋳型平面）に対して90度でなだらかに接続
した円弧状の湯道方案を、第１０図は湯口との接
続角度が湯口面に対して60度の場合を、第１１図
は湯口との接続角度が湯口面に対して30度の場合
を、第１２図は湯口との接続角度が湯口面に対し
て０度の場合を示しており、また第１３図は従来
のストレート方案を示す。この５種の湯口方案の
各々について、エアを混入した水を流量を変えて
通し、その際の気泡除去率を測定した。

この結果を第１４図に示す。第１４図におい
て、ｇ〜ｋはそれぞれ第９図〜第１３図の場合に
対応する。

第１４図から明らかなように、湯道は円弧に近
い程、また湯口との接続がなだらかな程気泡除去
率が高いことが判る。

以上、本発明の特定の実施例について説明した
が、本発明は、この実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実
施態様が包含されるものである。

〔発明の効果〕

以上より、本発明の鋳型によれば、以下の効果
を奏する。

(イ) 比重差に基づく遠心力と浮力の差により、溶
湯からエアを容易に分離、除去することができ
るため、エアの巻き込みに起因するガス欠陥が
防止される。従つて、ガス欠陥のない健全な鋳
物が得られる。

(ロ) ガス欠陥が防止されるため、鋳物の品質が向
上し、鋳造歩留りがよくなる。

(ハ) 注湯時、エアを巻き込まないよう細心の注意
を払う必要がなくなり、かつ注湯速度を速くす
ることができ、注湯作業の容易化、迅速化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る鋳型を示す断面
図、第２図は本発明の試験例１で使用したストレ
ート方案を示す概略構成図、第３図は本発明の試
験例１で使用した屈曲部を有する方案を示す概略
構成図、第４図は本発明の試験例１における気泡
除去率を示すグラフ、第５図は本発明の試験例２
で使用した屈曲部を有する方案を示す概略構成
図、第６図は本発明の試験例２で使用した屈曲部
を有する方案を示す概略構成図、第７図は本発明
の試験例２で使用した屈曲部を有する方案を示す
概略構成図、第８図は本発明の試験例２における
気泡除去率を示すグラフ、第９図は本発明の試験
例３で使用した屈曲部を有する方案を示す概略構
成図、第１０図は本発明の試験例３で使用した屈
曲部を有する方案を示す概略構成図、第１１図は
本発明の試験例３で使用した屈曲部を有する方案
を示す概略構成図、第１２図は本発明の試験例３
で使用した屈曲部を有する方案を示す概略構成
図、第１３図は本発明の試験例３で使用した従来
のストレート方案を示す概略構成図、第１４図は
本発明の試験例３における気泡除去率を示すグラ
フである。 １……第１の上型、２……第２の上型、３……
下型、４……湯口、５……湯道、６……押湯、７
……製品キヤビテイ、８……エア抜き空間部、９
……連通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳型上部から下方に向かつて延在する湯口
   と、この湯口と接続して設けられている湯道と、
   この湯道から直接あるいは堰を介して接続されて
   いる製品キヤビテイとを有する鋳型であつて、 前記湯道は、湯口との接続部から一端下方に下
   がつてから上昇する略円孤状をなしており、この
   湯道の最下端から上昇にうつる後半の部分に、湯
   道と接続して上方に向かうエア抜き空間部が設け
   られていることを特徴とする鋳型。