JPS6142448A - 鋳型 - 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】 〔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って延在する湯口と、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ャビティとを有す
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っている
。従って、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
静かに行ったり、製品キャビティに接続して上がりを設
け、製品キャビティ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っ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、上がりは製品キャビティ内のエアを
鋳型外へ導くものであり、実際には鋳型の製品キャビテ
ィ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マシい。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、製品キャビティに入る前の湯道で、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って解決され
る。

即ち、本発明の鋳型は、鋳型上部から下方に向かって延
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
る製品キャビティとを有する鋳型であって、 前記湯道は、湯口との接続部から一端下方に下がってか
ら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ずる連通孔に接
続されていてもよく、また多孔性部材を介して外部と連
通していてもよい。

〔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って円弧を描き、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
と連通ず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と製品キャビティ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
方に向かっ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。＃Ｊ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った部分に
、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っ
た。得られた鋳物は、ガス欠陥等の鋳造欠陥のない健全
なものであった。

次に、本発明の特徴を明確にするため、以下の試験を行
った。

（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９ｃ１１と１８−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図において、ａは断面積
９ｃｄのストレート方案の場合、ｂは断面積１８ｃ＋Ｊ
のストレート方案の場合、Ｃは断面積９ｄの屈曲部を有
する方案の場合、ｄは断面積１８−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９ｃｊ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６
０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５ｗｉ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−に
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。従って、
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 ３−一一−−−下型 ４−−−−−一湯口 ５−−−−一湯道 ６−−−−一押湯 ７−−−−一製品キャビティ ８−・−−−−エア抜き空間部 ９−・一連通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型上部から下方に向かって延在する湯口と、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ャビティ
   とを有する鋳型であって、前記湯道は、湯口との接続部
   から一端下方に下がってから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する鋳型。