(57)【要約】【課題】  鋳造の各ショット毎に供給する溶湯量を正確にコントロールできる遠心鋳造用の注湯取鍋及び遠心鋳造法を提供する。【解決手段】  注湯取鍋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は注湯取鍋の端部までは延びていないため、注湯取鍋２０の両端部には異なる容積の袋部２２，２３が形成される。溶湯の保持炉に注湯取鍋２０を立てた状態で浸漬することで、前記袋部２２，２３の一方に溶湯が入り込む。【選択図】        図２
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【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取鍋であって、この注湯取鍋には両端部を残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、両端部には容積の異なる袋部が形成されていることを特徴とする遠心鋳造用注湯取鍋。
【請求項２】
請求項１に記載の注湯取鍋を用いた遠心鋳造法であって、溶湯の保持炉に注湯取鍋の一端を浸漬して一端側の袋部に溶湯を充填し、注湯取鍋を水平状態でスリットが上になるようにして回転する円筒状金型内に進入させ、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取鍋を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯取鍋内の溶湯を円筒状金型内に供給して外側層を鋳造し、次いで、注湯取鍋を円筒状金型から後退させた後、溶湯の保持炉に注湯取鍋の他端を浸漬して他端側の袋部に溶湯を充填し、注湯取鍋を水平状態でスリットが上になるようにして回転する円筒状金型内に進入させ、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取鍋を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯取鍋内の溶湯を円筒状金型内に供給して前記外側層の内側に内側層を鋳造することを特徴とする遠心鋳造法。
【請求項３】
請求項２に記載の遠心鋳造法において、前記注湯取鍋を溶湯の保持炉に浸漬して注湯取鍋を引き上げた後に、注湯取鍋を垂直状態に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、遠心鋳造用注湯取鍋およびこの注湯取鍋を用いた遠心鋳造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造を行う際には保持炉から溶湯を取鍋に移し、この取鍋を鋳造金型まで移動し、取鍋を傾けて金型内に一定量の溶湯を供給（切り出し）している。従来から金型内への溶湯の供給量は特許文献１及び特許文献２に開示されるように取鍋の傾斜角によって制御している。
【０００３】
特許文献１には、溶湯を所定の状態に保持する保持炉から所定量の溶湯を取鍋装置に分け、この取鍋装置から昇温炉装置に溶湯を受け入れ、傾動装置によって昇温炉装置を傾けることで所定量の溶湯を切り出して金型に注湯することが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、取鍋内の溶湯を鋳型に注湯する際に、注湯開始から完了までの間の取鍋の注湯傾斜角度データ及びその間に取鍋が鋳型に接近移動する距離データを予め設定し、該設定された角度データ及び距離データに基づいて取鍋内の溶湯を前記鋳型に注湯することが開示されている。
【０００５】
一方最近では、鋳鉄管や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、遠心鋳造法が利用されている。この遠心鋳造法は円筒状金型を水平方向に配置して回転させるのが一般的である。例えば特許文献３及び特許文献４では、水平方向に配置した円筒状金型内に溶湯を供給する手段として、注湯管を水平方向から円筒状金型内に挿入し、この注湯管に取鍋（特許文献３ではポット、特許文献４ではサイロ）を介して一定量の溶湯を供給するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２７７７１０号公報
【特許文献２】特開平８−３９２３２号公報
【特許文献３】特開２００８−２２３６９９号公報
【特許文献４】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】
鋳造製品の肉厚は注湯量に比例する。例えば、遠心鋳造法によって鋳造される製品は鋳鉄管やアルミ合金製のシリンダスリーブであり、これらには正確な肉厚が要求される。遠心鋳造法の場合、製品の肉厚は溶湯の供給量によって決定されるため、取鍋から注湯管に供給される溶湯量は各ショット毎に同じであることが要求されるが、微細なコントロールを取鍋の傾斜角によって行うことは難しく、製品の厚みにバラツキが生じ、後工程での研削量が多くなる。
【０００８】
特に、遠心鋳造法によってＡｌ-Ｓｉ系の二重管を作成する場合、最初に鋳造する外側層は内側層を鋳造する際のチラー（冷し金）の役目を担うため、薄肉であることが要求され、内側層は鋳造後に研削を行うため所定の厚みが要求される。このような要求を満足するには正確な注湯量としなければならないが、現状では困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく本発明に係る遠心鋳造用注湯取鍋は、回転可能な円筒状金型内に溶湯を供給する注湯取鍋であって、この注湯取鍋には両端部を残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、両端部には容積の異なる袋部が形成された構成である。なお、前記注湯取鍋としては例えば外径が管状をなすものが含まれる。
【００１０】
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、あま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。また、袋部の容積は目的とする鋳造品の肉厚に応じて決定する。
【００１１】
上記の注湯取鍋は、遠心鋳造法によって二重管を鋳造する場合に特に有効である。
即ち、本発明に係る遠心鋳造法は、溶湯の保持炉に注湯取鍋の一端を浸漬して一端側の袋部に溶湯を充填し、注湯取鍋を水平状態でスリットが上になるようにして回転する円筒状金型内に進入させ、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取鍋を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯取鍋内の溶湯を円筒状金型内に供給して外側層を鋳造し、次いで、注湯取鍋を円筒状金型から後退させた後、溶湯の保持炉に注湯取鍋の他端を浸漬して他端側の袋部に溶湯を充填し、注湯取鍋を水平状態でスリットが上になるようにして回転する円筒状金型内に進入させ、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取鍋を軸回りに回転させてスリットを下方に向け、スリットから注湯取鍋内の溶湯を円筒状金型内に供給して前記外側層の内側に内側層を鋳造する。
【００１２】
上記の遠心鋳造法において、注湯取鍋を溶湯の保持炉に浸漬する角度は水平でもまた斜めでよいが、保持炉から引き上げた後に保持炉内でほぼ垂直とすることで、正確に一定の注湯量を掬うことができる。尚、引き上げた後に傾斜角度を決めて所定量の溶湯を注湯取鍋内に残すようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る注湯取鍋によれば、両端部に袋部を有するので、各ショット毎に正確な量の溶湯を金型に供給することができる。またスリットを介して、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。
【００１４】
また、遠心鋳造法によって二重管を鋳造する場合に、外側層及び内側層とも正確な肉厚の鋳造品を得ることができ、特に外側層の厚みを均一で薄くできるので、内側層を急冷することがでる。したがって、溶湯としてＡｌ-Ｓｉ系を使用した場合、Ｓｉの均一で微細な結晶が得られ、耐摩耗性に優れた製品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る注湯取鍋を備えた遠心鋳造装置の全体図
【図２】本発明に係る注湯取鍋の断面図
【図３】（ａ）は本発明に係る注湯取鍋の一端の袋部に溶湯を保持している状態を示す図（ｂ）は本発明に係る注湯取鍋の他端の袋部に溶湯を保持している状態を示す図
【図４】（ａ）は円筒状金型内に注湯取鍋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５】（ａ）は外側層を遠心鋳造している状態を示す断面図（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】
【００１６】
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、注湯取鍋２０及び注湯取鍋２０を移動させるロボット３０を備える。
【００１７】
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。
【００１８】
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、また円筒状金型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取鍋２０が円筒状金型１０内に挿抜可能とされている。
【００１９】
図２に示すように、注湯取鍋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は注湯取鍋の端部までは延びていないため、注湯取鍋２０の両端部には異なる容積の袋部２２，２３が形成される。注湯取鍋２０としては円筒形に限らず角筒形でもよい。
【００２０】
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の一端に前記注湯取鍋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取鍋２０を支持することができ、この多関節アーム３１が届く範囲に溶湯の保持炉４０も配置されている。
【００２１】
前記クランク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。そして、多関節アーム３１及びクランク３２を操作することで、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、注湯取鍋２０の一端側又は他端側を下にして保持炉４０内に浸漬され、この後注湯取鍋２０を溶湯面から引き上げた後に、注湯取鍋２０を垂直にすることで、袋部２２または２３の一方に溶湯が正確に切り出される。
【００２２】
注湯取鍋２０を垂直にして切り出す方が注湯取鍋２０の傾斜角度によって溶湯の切り出し量を制御する場合よりも簡単で正確である。尚、要求される溶湯の量によっては、必ずしも注湯取鍋２０を垂直にする必要はなく、所定角度傾けた状態で所定量の溶湯を注湯取鍋２０内に残すことも可能である。
【００２３】
以上において、遠心鋳造法によって二重管の鋳造を行う手順を説明する。先ずロボット３０を操作して、注湯取鍋２０を溶湯保持炉４０内に浸漬して、図３（ａ）に示すように、袋部２２に溶湯（例えばＡｌ−Ｓｉ系）を入れる。
【００２４】
注湯取鍋２０内に溶湯を充填したならば、スリット２１を上に向けた水平状態で注湯取鍋２０を円筒状金型１０の近傍まで移動する。尚、円筒状金型１０の内面には予め塗型材が塗布されている。
【００２５】
そして、注湯取鍋２０の挿入方向（軸線）を円筒状金型１０の軸線（回転中心）に一致させ、そのまま軸線に沿って注湯取鍋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４で示している。即ち、注湯取鍋２０が円筒状金型１０内に進入した状態でスリット２１は上方を向いているため、溶湯は注湯取鍋２０内に保持されている。
【００２６】
次いで、注湯取鍋２０の円筒状金型１０内での位置を変えないように注湯取鍋２０を軸廻りに回転させる。すると、図５に示すように、円筒状金型１０内で注湯取鍋２０のスリット２１が上下反転し、注湯取鍋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。
【００２７】
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、凝固して外側層が形成される。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。
【００２８】
この後、注湯取鍋２０を円筒状金型１０から後退させ、再び注湯取鍋２０を保持炉４０の位置まで移動し、今度は図３（ｂ）に示すように、注湯取鍋２０の他端を溶湯の保持炉４０内に浸漬して袋部２３に溶湯（例えばＡｌ−Ｓｉ系）を入れる。
【００２９】
この後は前記と同様に、注湯取鍋２０を円筒状金型１０内に進入させ、軸周りに回転させてスリット２１を下向きとし、注湯取鍋２０内の溶湯を既に外側層が形成されている円筒状金型１０内側面に供給し、外側層の内側に内側層を形成し二重管が鋳造される。
【００３０】
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、容易に二重管を取り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る注湯取鍋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】
【００３２】
１０…円筒状金型、１１…ローラ、１２…溝、１３…端板、
２０…注湯取鍋、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…溶湯の保持炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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