(57)【要約】【課題】  遠心鋳造装置の円筒状金型内の全長に亘って同時に溶湯を供給できる注湯管を提供する。【解決手段】  溶湯を充填した注湯管２０を円筒状金型１０内に進入させ、  次いで、注湯管２０の円筒状金型１０内での位置を変えないように注湯管２０を軸廻りに回転させてスリット２１を上下反転させ、注湯管２０内に保持されている溶湯をスリット２１から円筒状金型１０内に供給する。  【選択図】        図１
2010227982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な円筒状金型内に溶湯を供給する注湯管であって、この注湯管には長さ方向に沿って溶湯の流入・流出が可能なスリットが形成されていることを特徴とする遠心鋳造用注湯管。
【請求項２】
回転可能な円筒状金型と、この円筒状金型内に溶湯を供給するためのスリットが長さ方向に沿って形成された注湯管と、この注湯管を前記円筒状金型内に挿抜せしめるとともに前記スリットの位置を上下反転させるために注湯管を軸回りに回転させるロボットとを備えることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項３】
長さ方向に沿って溶湯の流入・流出が可能なスリットが形成された注湯管内に溶湯を入れ、注湯管のスリットを上方にするとともに軸線をほぼ水平状態に設置された円筒状金型の軸線に一致させ、注湯管を回転する円筒状金型内に軸線に沿って進入させ、前記スリットを形成した箇所が円筒状金型内に入った後に注湯管を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯管内に保持した溶湯を円筒状金型内に供給することを特徴とする遠心鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心鋳造用注湯管（ラドル）とこの注湯管を用いた遠心鋳造装置および遠心鋳造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのボア内に配設されるシリンダスリーブなどの鋳造法として、遠心鋳造法が知られている。
この遠心鋳造法は高速で回転する円筒状金型内に注湯管を介して溶湯を注入し、遠心力によって溶湯を円筒状金型内面に押し付けて成形する鋳造法である。
【０００３】
遠心鋳造法は円筒状金型を水平方向に配置するのが一般的であり、水平方向に配置した円筒状金型内に溶湯を供給する注湯管として長尺のものを用い、円筒状金型内の奥まで注湯口が届くようにした先行技術として、特許文献１〜３が知られている。
【０００４】
特許文献１，２には、長尺な注湯管の先端部と中間部に挟持板を取り付け、これら挟持板間に注湯管が貫通する貫通支持板を設け、前記注湯管を囲むように挟持板および貫通支持板に４本の棒状ヒータを注湯管と平行に貫通支持させた構造が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、遠心鋳造法によって二層管を鋳造するにあたり、長尺な注湯管の型内挿入部の外周部にヒータを取り付けるとともに溶湯の内側表面温度を測定する温度計を注湯管に設けた構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２１３１２号公報
【特許文献２】特開２００８−２２３６９９号公報
【特許文献３】特開平７−２２７６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した長尺の注湯管を用いることで、注湯口を円筒状金型内の奥まで差し込むことができるので、注湯管を円筒状金型の軸方向に移動させつつ注湯すれば、円筒状金型内で軸方向に沿って満遍なく注湯できる。
【０００８】
しかしながら、従来の長尺注湯管は先端を注湯口としているため、円筒状金型の製品となる部分に同時に注湯することはできず、そのため、凝固時間などの凝固条件が部分的に異なり、また注湯量が軸方向に沿って均一にならず、製品の厚みが軸方向において変化することが考えられ、仕上げ加工における研削量が多くなる。
【０００９】
また、従来の長尺注湯管にあっては注湯管を移動しながら金型内に注湯することになるので、時間がかかり、タクトタイムを短縮することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく本発明は、回転可能な円筒状金型内に溶湯を供給する注湯管の構成として、長さ方向に沿って溶湯の流入・流出が可能なスリットを形成した。
【００１１】
スリットの長さは鋳造する製品の長さとほぼ同程度とする。またスリットの幅については、余り狭いと溶湯の流入・流出に支障を来たし、逆に広すぎると移動の際にこぼれるおそれがあるので、これらを考慮して決定する。
【００１２】
また遠心鋳造装置として、回転可能な円筒状金型と、この円筒状金型内に溶湯を供給するためのスリットが長さ方向に沿って形成された注湯管と、この注湯管を前記円筒状金型内に挿抜せしめるとともに前記スリットの位置を上下反転させるために注湯管を軸回りに回転させるロボットとを備える構成とした。
【００１３】
円筒状金型は完全に水平でなく若干傾斜させて配置してもよい。またロボットとしては多関節ロボットを用いることで、溶湯の保持炉から注湯管で溶湯を掬って金型内に注湯管を挿抜させ且つ回転させる動作を容易に行うことができる。
【００１４】
更に遠心鋳造方法として、長さ方向に沿って溶湯の流入・流出が可能なスリットが形成された注湯管内に溶湯を入れ、注湯管のスリットを上方にするとともに軸線をほぼ水平状態に設置された円筒状金型の軸線に一致させ、注湯管を回転する円筒状金型内に軸線に沿って進入させ、前記スリットを形成した箇所が円筒状金型内に入った後に注湯管を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯管内に保持した溶湯を円筒状金型内に供給する構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、注湯管の構造として長さ方向に溶湯の流入・流出が可能なスリットが形成されたものとしたので、遠心鋳造の円筒状金型内の全長方向に、同時に溶湯を供給することができるので、鋳造品の全長に亘って凝固条件を同じにすることができる。その結果、高品質の鋳造品を得ることができる。
【００１６】
注湯管の先端を注湯口としたもので、円筒状金型内の全長方向に注湯するには注湯管を軸方向に移動させつつ注湯する必要がある。その結果、注湯に時間がかかるが、本発明によれば、同時に全長方向に注湯することができるので、タクトタイムも短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る注湯管を備えた遠心鋳造装置の全体図
【図２】（ａ）は本発明に係る注湯管の平面図（ｂ）は本発明に係る注湯管の側面図（ｃ）は本発明に係る注湯管の端面図
【図３】本発明に係る注湯管の断面図
【図４】（ａ）は別実施例に係る注湯管の平面図（ｂ）は別実施例に係る注湯管の側面図（ｃ）は別実施例に係る注湯管の端面図
【図５】（ａ）は別実施例に係る注湯管の平面図（ｂ）は別実施例に係る注湯管の側面図（ｃ）は別実施例に係る注湯管の端面図
【図６】（ａ）は円筒状金型内に注湯管を挿入した状態の正面から見た断面図（ｂ）は（ａ）の側方から見た断面図
【図７】（ａ）は円筒状金型内で注湯管回転させて注湯している状態の正面から見た断面図（ｂ）は（ａ）の側方から見た断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように遠心鋳造装置は、円筒状金型１０、注湯管２０及び注湯管２０を移動させるロボット３０を備える。
【００１９】
円筒状金型１０は軸を略水平状態として前後の対をなすローラ１１…上に支持されている。ローラ１１…は円筒状金型１０の周方向に形成した溝１２に嵌り込むことで回転中に円筒状金型１０が軸方向に移動するのを阻止している。
【００２０】
また、４つのローラ１１…のうち少なくとも１つがモータによって回転する駆動ローラで残りは被動ローラとされている。
【００２１】
円筒状金型１０は両端に端板１３，１３を取り付け、一方の端板に形成した開口を介して前記注湯管２０が円筒状金型１０内に挿抜可能とされている。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｃ）及び図３に示すように、注湯管２０は長さ方向に沿ってスリット２１を形成している。このスリット２１は注湯管２０の端部までは延びていないため、注湯管２０の両端部には異なる容積の袋部２２，２３が形成される。
【００２３】
また、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、注湯管２０としては円筒形に限らず角筒形でもよい。また角筒形とした場合でもスリット２１を形成する位置は、図４に示すような平面部、図５に示すようなコーナ部のどちらでもよい。
【００２４】
ロボット３０は多関節アーム３１の先端にクランク３２を有し、このクランク３２の一端に前記注湯管２０を片持ち状態で取り付けている。多関節アーム３１は所定の範囲内で任意の位置および姿勢で注湯管２０を支持することができ、クランク３２は多関節アーム３１の先端アームの軸廻りに回転可能とされている。
【００２５】
以上において、遠心鋳造を行うには、先ずロボット３０を操作して、注湯管２０を溶湯保持炉４０内に浸漬する。この溶湯保持炉４０内には例えばＡｌ−Ｓｉ系の溶湯が貯留されており、注湯管２０を浸漬するとスリット２１を介して溶湯が注湯管２０内に充填される。尚、注湯管２０内に充填する溶湯の量は注湯管２０を傾斜させること或いは垂直状態とした際の溶湯内への浸漬深さで調整する。
【００２６】
注湯管２０内に溶湯を充填したならば、溶湯保持炉４０からスリット２１を上に向けた状態で注湯管２０を取り出し、円筒状金型１０の近傍まで移動する。尚、円筒状金型１０の内面には予め離型材が塗布されている。
【００２７】
そして、注湯管２０の軸線を円筒状金型１０の軸線と一致させ、その状態で軸線に沿って注湯管２０を回転している円筒状金型１０内に進入させる。この状態を図６（ａ）および（ｂ）で示している。即ち、注湯管２０は円筒状金型１０と干渉しないように円筒状金型１０内に入った状態でスリット２１は上方を向いているため、溶湯は注湯管２０内に保持されている。
【００２８】
次いで、注湯管２０の円筒状金型１０内での位置を変えないように注湯管２０を軸廻りに回転させる。具体的には、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、注湯管２０の軸を中心としてクランク３２が回転するようにロボット３０の多関節アーム３１を移動させる。
【００２９】
すると、円筒状金型１０内で注湯管２０のスリット２１が上下反転し、注湯管２０内に保持されていた溶湯はスリット２１から円筒状金型１０内に供給される。
【００３０】
スリット２１の長さは鋳造する製品の長さと略等しく設定しているため、製品の全長分の溶湯が一気に円筒状金型１０内に供給され、供給された溶湯は遠心力によって金型１０の内周面に押し付けられ、凝固してシリンダスリーブなどの製品となる。
【００３１】
このように、製品の全長に沿って同時に溶湯が供給されることで、長さ方向に沿った各部における鋳造条件が同じになり、高品質の製品を鋳造することができる。
【００３２】
溶湯が凝固した後は予め金型内面に塗型材が塗布されているため、容易に取り出すことができる。
【００３３】
尚、実施例としては注湯管の溶湯保持炉への浸漬から、円筒状金型に対する挿抜までを１つの多関節ロボットで行う例を示したが、円筒状金型に対する挿抜と他の動作を個別の装置に分担させることもできる。また注湯を２回に分けて行うことで２層管を作製することも可能である。
【００３４】
以下の（表）は本発明に係る注湯管を用いて金型の全長に亘って同時に注湯した場合と、従来の短尺の注湯管を用いて金型の一端からのみ注湯した場合の製品肉厚を比較したもので、以下の条件で判定した。
金型材：ＳＮＣＭ４３９
金型長さ：６００ｍｍ
注湯時金型温度：１９０℃
型内塗型材：アセチレンスモーク
溶湯：ＡＣ９Ａ
注湯温度：８００℃
狙い製品肉厚５．５ｍｍ±０．５ｍｍ以外は湯廻りＮＧとする。
【００３５】
【表１】
2010227982.tif 000003
【００３６】
上記（表１）から本発明に係る注湯管を用いることで、均一な肉厚の製品が得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る注湯管を備えた遠心鋳造装置は、Ａｌ−Ｓｉ系の材料からなるシリンダスリーブの鋳造などに適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…円筒状金型、１１…ローラ、１２…溝、１３…端板、
２０…注湯管、２１…スリット、２２，２３…袋部、
３０…ロボット、３１…多関節アーム、３２…クランク、
４０…溶湯保持炉。
【図１】
2010227982.tif 000004
【図２】
2010227982.tif 000005
【図３】
2010227982.tif 000006
【図４】
2010227982.tif 000007
【図５】
2010227982.tif 000008
【図６】
2010227982.tif 000009
【図７】
2010227982.tif 000010