(57)【要約】【課題】より品質が良く、安全性が高く、使用エネルギ・熱損失が少なく、保守が容易な鋳造装置および鋳造法を提供する。【解決手段】金属又は合金を溶融又は半溶融状態として炉から鋳型に注入することで、鋳造品を製造する鋳造装置であって、１）溶湯を導入する溶湯導入手段を有する鋳型、２）溶湯を溶湯導入手段に０．２ＭＰａ以下の圧力で導入するための溶湯駆動手段、および、３）一端が溶湯導入手段、他端が溶湯駆動手段に接続され、かつ前記炉内の溶湯中に浸漬されたＵ字状のパイプ、を含み、前記溶湯導入手段が、前記Ｕ字状パイプと鋳型との間を開閉できる開閉用部材、あるいは、独立して駆動できる２個のプランジャ・チップを有するスリーブ、前記溶湯駆動手段がａ）プランジャとプランジャの駆動装置、およびプランジャを通じてのガス加圧、あるいはｂ）加圧および減圧が可能な気密炉を有する装置であることを特徴とする鋳造装置および鋳造方法に係る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属又は合金を溶融又は半溶融状態としたもの（以下「溶湯」）を炉から鋳型に注入することで、鋳造品を製造する鋳造装置であって
１）溶湯を導入する溶湯導入手段を有する鋳型、
２）溶湯を前記溶湯導入手段に０．２ＭＰａ以下の圧力で導入するための溶湯駆動手段、および
３）一端が前記溶湯導入手段、他端が前記溶湯駆動手段に接続され、かつ前記炉内の溶湯中に浸漬されたＵ字状のパイプ、
を有することを特徴とする鋳造装置
【請求項２】
前記溶湯導入手段を、前記Ｕ字状パイプと鋳型との間に設置され、１）開口部、および、２）溶湯の一部を除去するために前記Ｕ字状パイプ側に設けた空洞であるトラップを有し、さらに、３）前記トラップおよび前記Ｕ字状パイプ内のガスあるいは空気を排気するための排気溝を前記Ｕ字状パイプ側あるいは前記トラップの上部に有するＵ字状パイプの開閉用部材とした、請求項１に記載の鋳造装置
【請求項３】
前記溶湯導入手段を円筒状のスリーブであって、１）鋳型への開口部、２）前記Ｕ字状パイプへの開口部、３）前記Ｕ字状パイプへの開口部で閉じた状態から開くことで、スリーブ内に減圧空間を作り出し、この減圧空間に溶湯が流入した後、この溶湯をさらに、鋳型への開口部に移動させ、射出するための独立に駆動できる２個のプランジャ・チップ、を有するものとした請求項１に記載の鋳造装置
【請求項４】
前記溶湯駆動手段を、１）前記Ｕ字状パイプ内に設けたプランジャ、２）このプランジャを駆動する駆動装置、３）前記プランジャ近くで前記Ｕ字状パイプ側面に設けた開口部、４）Ｕ字状パイプとプランジャの間隙に加圧ガスを導入するためのガス導入溝と加圧手段、を有する装置とした請求項１に記載の鋳造装置
【請求項５】
請求項４に記載の溶湯駆動手段に加えてプランジャ前方にガスを導入するための溶湯加圧溝と加圧手段を有するプランジャとした請求項１に記載の鋳造装置
【請求項６】
請求項１に記載の溶湯駆動手段を、加圧および減圧が可能な気密炉であって、
１）炉上からの放熱を防ぐように炉上の一部を覆うように配置され、
２）加圧手段および減圧手段に接続するための加圧口と減圧口を有し、
３）下部をダムで仕切られた主室と副室から構成され、
４）主室には前記Ｕ字状パイプが接続され、主室の容積は副室より大きく、
５）炉内の溶湯を吸引する吸引パイプが副室に接続され、
６）主室にＵ字状パイプを開閉する主室ストッパー、副室に吸引パイプを開閉する副室ストッパー
を有する装置とした、請求項１に記載の鋳造装置
【請求項７】
請求項６に記載の主室ストッパーが、前記Ｕ字状パイプを開閉できるシール部を外側に、Ｕ字状パイプ内の溶湯を加圧できるプランジャ部を内側に有し、シール部とプランジャ部を独立に駆動できるものとした請求項１に記載の鋳造装置
【請求項８】
炉中の溶湯を溶湯導入手段を介して鋳型に導入し、鋳造品を製造する鋳造方法であって、
１）前記Ｕ字状パイプの炉内への浸漬や請求項６に記載の気密炉に溶湯を流入させる準備工程
２）０．２ＭＰａ以下の低圧で、溶湯導入手段に溶湯を供給する第１工程
３）溶湯導入手段から鋳型に溶湯を導入する第２工程
４）Ｕ字状パイプ内に溶湯を流入させる第３工程
５）凝固した鋳造品を取り出し、鋳型清掃、塗型等をして、鋳型を閉じる第４工程、
からなり、Ｕ字状パイプ内の湯面がある限度以上に低下するまでは、上記第１工程から第４工程を繰り返すことを特徴とする鋳造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の溶湯駆動手段として、請求項４あるいは請求項５に記載のプランジャを利用し、溶湯導入手段として、請求項２に記載の開閉用部材を使用し、前記第１工程において、この開閉用部材の下側に設けられた空洞であるトラップを前記Ｕ字状パイプの上に位置させ、前記トラップに溶湯を流入させた時点で開閉用部材を移動させることでトラップ中の溶湯を除去し、同時に開閉用部材の開口部をＵ字状パイプの上に位置させて前記第２工程に移る請求項８に記載の鋳造法
【請求項１０】
請求項９に記載の第１工程と第２工程、あるいは第２工程において、鋳型内を減圧しながら、かつ前記プランジャを押し下げる速度を調整しながら、鋳型内に溶湯を導入する請求項８に記載の鋳造法
【請求項１１】
請求項８に記載の溶湯導入手段として、請求項３に記載のスリーブとプランジャ・チップを利用する鋳造方法
【請求項１２】
請求項８に記載の溶湯駆動手段として、請求項６に記載の気密炉として、前記準備工程を、前記Ｕ字状パイプを前記主室ストッパーあるいは主室ストッパーのシール部で閉鎖し、前記副室ストッパーを開き、気密炉を減圧して主炉内の溶湯を気密炉に吸引し、次に前記主室ストッパーを開け、気密炉内の溶湯を前記Ｕ字状パイプ内に流出させ、副室ストッパーを開け、前記ダムからあふれ出て副室に存在する溶湯を主炉に戻す工程とし、気密炉内の加圧あるいは、主室ストッパーのプランジャ部の駆動により０．２ＭＰａ以下の圧力で溶湯を溶湯導入手段に供給する第１工程、請求項２に記載の開閉用部材あるいは請求項３に記載のスリーブとプランジャ・チップを利用した溶湯導入手段で鋳型内に溶湯を導入する工程を第２工程、加圧を止め、あるいはＵ字状パイプのシールを開け、Ｕ字状パイプ内に溶湯を流入させる工程を第３工程とする請求項８に記載の鋳造方法
【請求項１３】
請求項１２に記載の溶湯導入手段を請求項２に記載の開閉用部材として、少なくとも第２工程で、鋳型内を減圧し、かつ、前記気密室内も減圧して、鋳型内の減圧度を調整しながら溶湯を導入する請求項８に記載の鋳造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、新規な鋳造装置および鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  金属又は合金を溶融又は半溶融状態として、鋳型に注入し、鋳造品を製造する鋳造加工法が種々の自動車部品、機械・電気部品等の製造に利用されている。特にＡｌ合金やＭｇ合金鋳物等に対しては、ダイカスト法が多用されているが、重力金型鋳造法や、低圧鋳造法、真空吸引法なども採用されている（非特許文献１、２、３）。【０００３】  ダイカスト法や重力金型鋳造法では、溶融合金あるいは溶融金属（以後「溶湯」という）を取鍋によって鋳造装置に供給することが多く、湯面が酸化し、酸化皮膜が製品に巻き込まれて欠陥となる。また、溶湯および取鍋と大気との接触時間が長いため、放熱による熱損失が大きい。さらに、ダイカスト法は生産性が高いという利点があるが、スリーブ中の溶湯と共に空気およびガス化した潤滑材を高圧・高速で射出するため、これらが巻き込まれて欠陥が生じやすいし、使用エネルギが多い。【０００４】  低圧鋳造法では、保持炉内の湯面をガス加圧するか、電磁ポンプを溶湯中に浸漬して鋳型空隙部に溶湯を供給している。しかし、炉内全体のガス加圧では、溶湯供給量を制御するのが容易でなく、また作業環境が悪く、炉の保守も大変である。電磁ポンプの使用は作業環境的には良いが、電磁ポンプの効率は低いので、省エネルギ上問題である。この他、鋳型空隙部を減圧し、この減圧を利用して溶湯を吸引する真空吸引法は、環境的には最も良く、使用エネルギも小さいが、減圧度が小さく鋳型内でのガス巻き込みの制御が容易でないし、気密性が悪いとガスを巻き込み欠陥が増大する。さらに、これらの方法では、ダイカスト法に比較し、生産性が悪いという大きな問題がある。【０００５】  ダイカスト法における空気等の巻き込みを防ぐため、特許文献１では、スリーブ内の２個のプランジャ・チップを閉じた状態から開いて、プランジャ・チップ間に減圧空間を作り出し、それにより溶湯を吸引する方法を提案している。この方法では、従来のダイカスト法のようにスリーブ内に空気が少なく、湯面からプランジャ・チップまでの空間のガス（通常は空気）がスリーブ内に巻き込まれるだけであり、品質は改善されるが、湯面をなるべくプランジャ・チップに近い位置に制御する工夫が必要である。【０００６】  さらに特許文献２では、低圧鋳造と同様に湯面を加圧してスリーブに溶湯を供給するダイカスト法を提案しているが、適切な量の溶湯供給は容易ではない。また炉を全て密閉する必要があり、大型装置では問題となる。【０００７】  これらに対して本発明者は、ストーク上部に開口部を設けた開閉用部材を配置し、ストーク内のプランジャを保持炉外部から駆動する鋳造装置を発明した（特許文献３）。この装置では湯面の酸化皮膜を除去して清浄な溶湯のみを鋳型に供給でき、また溶湯を加圧できるので、低圧鋳造法以上の品質とダイカスト法並みの生産性が得られるが、プランジャ駆動軸が保持炉を貫通する部分で凝固し、駆動が困難になる危険性がある。【０００８】  このように従来の鋳造装置あるいは鋳造方法では、鋳造品の品質、生産性、放熱による熱損失、湯面の酸化、使用エネルギ、安全性などに問題があり、これらの解決が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２４７６７
【特許文献２】特願２００６−３４３５１２
【特許文献３】特願２００９−１１０７７
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】大中逸雄、溶融加工学、コロナ社（２００４）
【非特許文献２】素形材、Ｖｏｌ．４４（２００３）１，６（財）素形材センター
【非特許文献３】ダイカスト技術の展望（１９９８．６）日本ダイカスト協会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明の主たる目的は、より品質が良く、安全性が高く、使用エネルギ・熱損失が少なく、保守が容易な鋳造装置および鋳造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１３】すなわち、本発明は、下記の鋳造装置及び鋳造法に係る。
１．金属又は合金を溶融又は半溶融状態とした溶湯を炉から鋳型に注入することで、鋳造品を製造する鋳造装置であって
１）溶湯を導入する溶湯導入手段を有する鋳型、
２）溶湯を前記溶湯導入手段に０．２ＭＰａ以下の圧力で導入するための溶湯駆動手段、および
３）一端が前記溶湯導入手段、他端が前記溶湯駆動手段に接続され、かつ前記炉内の溶湯中に浸漬されたＵ字状のパイプ、
を有することを特徴とする鋳造装置
２．前記溶湯導入手段を、前記Ｕ字状パイプと鋳型との間に設置され、１）開口部、および、２）溶湯の一部を除去するために前記Ｕ字状パイプ側に設けた空洞であるトラップを有し、さらに  ３）前記トラップおよび前記Ｕ字状パイプ内のガスあるいは空気を排気するための排気溝を前記Ｕ字状パイプ側あるいは前記トラップの上部に有するＵ字状パイプの開閉用部材とした、１に記載の鋳造装置
３．前記溶湯導入手段を円筒状のスリーブであって、１）鋳型への開口部、２）前記Ｕ字状パイプへの開口部、３）前記Ｕ字状パイプへの開口部で閉じた状態から開くことで、スリーブ内に減圧空間を作り出し、この減圧空間に溶湯が流入した後、この溶湯をさらに、鋳型への開口部に移動させ、射出するための独立に駆動できる２個のプランジャ・チップ、を有するものとした１に記載の鋳造装置
４．前記溶湯駆動手段を、１）前記Ｕ字状パイプ内に設けたプランジャ、２）このプランジャを駆動する駆動装置、３）前記プランジャ近くで前記Ｕ字状パイプ側面に設けた開口部、４）Ｕ字状パイプとプランジャの間隙に加圧ガスを導入するためのガス導入溝と加圧手段、を有する装置とした１に記載の鋳造装置
５．４に記載の溶湯駆動手段に加えてプランジャ前方にガスを導入するための溶湯加圧溝とガス加圧手段を有するプランジャとした１に記載の鋳造装置
６．１に記載の溶湯駆動手段を、加圧および減圧が可能な気密炉であって、
１）炉上からの放熱を防ぐように炉上の一部を覆うように配置され、
２）加圧手段および減圧手段に接続するための加圧口と減圧口を有し、
３）下部をダムで仕切られた主室と副室から構成され、
４）主室には前記Ｕ字状パイプが接続され、主室の容積は副室より大きく、
５）炉内の溶湯を吸引する吸引パイプが副室に接続され、
６）主室にＵ字状パイプを開閉する主室ストッパー、副室に吸引パイプを開閉する副室ストッパー
を有する装置とした、１に記載の鋳造装置
７．６に記載の主室ストッパーが、前記Ｕ字状パイプを開閉できるシール部を外側に、Ｕ字状パイプ内の溶湯を加圧できるプランジャ部を内側に有し、シール部とプランジャ部を独立に駆動できるものとした１に記載の鋳造装置
８．炉中の溶湯を溶湯導入手段を介して鋳型に導入し、鋳造品を製造する鋳造方法であって、
１）前記Ｕ字状パイプの炉内への浸漬や６に記載の気密炉に溶湯を流入させる準備工程
２）０．２ＭＰａ以下の低圧で、溶湯導入手段に溶湯を供給する第１工程
３）溶湯導入手段から鋳型に溶湯を導入する第２工程
４）Ｕ字状パイプ内に溶湯を流入させる第３工程
５）凝固した鋳造品を取り出し、鋳型清掃、塗型等をして、鋳型を閉じる第４工程、からなり、Ｕ字状パイプ内の湯面がある限度以上に低下するまでは、上記第１工程から第４工程を繰り返すことを特徴とする鋳造方法。
９．８に記載の溶湯駆動手段として、４あるいは５に記載のプランジャを利用し、溶湯導入手段として、２に記載の開閉用部材を使用し、前記第１工程において、この開閉用部材の下側に設けられた空洞であるトラップを前記Ｕ字状パイプの上に位置させ、前記トラップに溶湯を流入させた時点で開閉用部材を移動させることでトラップ中の溶湯を除去し、同時に開閉用部材の開口部をＵ字状パイプの上に位置させて前記第２工程に移る８に記載の鋳造法
１０．９に記載の第１工程と第２工程、あるいは第２工程において、鋳型内を減圧しながら、かつ前記プランジャを押し下げる速度を調整しながら、鋳型内に溶湯を導入する８に記載の鋳造法
１１．８に記載の溶湯導入手段として、３に記載のスリーブとプランジャ・チップを利用する鋳造方法
１２．８に記載の溶湯駆動手段として、６に記載の気密炉を使用し、前記準備工程を、前記Ｕ字状パイプを前記主室ストッパーあるいは主室ストッパーのシール部で閉鎖し、前記副室ストッパーを開き、気密炉を減圧して主炉内の溶湯を気密炉に吸引し、次に前記主室ストッパーを開け、気密炉内の溶湯を前記Ｕ字状パイプ内に流出させ、副室ストッパーを開け、前記ダムからあふれ出て副室に存在する溶湯を主炉に戻す工程とし、気密炉内の加圧あるいは、主室ストッパーのプランジャ部の駆動により０．２ＭＰａ以下の圧力で溶湯を溶湯導入手段に供給する第１工程、２に記載の開閉用部材あるいは３に記載のスリーブとプランジャ・チップを利用した溶湯導入手段で鋳型内に溶湯を導入する工程を第２工程、加圧を止め、あるいはＵ字状パイプのシールを開け、Ｕ字状パイプ内に溶湯を流入させる工程を第３工程とする８に記載の鋳造方法
１３．１２に記載の溶湯導入手段を２に記載の開閉用部材として、少なくとも第２工程で、鋳型内を減圧し、かつ、前記気密室内も減圧して、鋳型内の減圧度を調整しながら溶湯を導入する８に記載の鋳造方法
【発明の効果】
【００１４】  本発明の鋳造装置および鋳造方法によれば、より高品質の鋳造品を保守が容易で安全性高く、使用エネルギおよび熱損失が少なく製造できる。
より具体的には、下記（１）〜（１０）のような効果を得ることができる。【００１５】（１）Ｕ字状パイプが溶湯中に浸漬されているので、外部に出した場合よりエネルギ損失が少なく、安全である。
（２）プランジャ駆動軸が保持炉を貫通しないので、安全である。
（３）ダイカスト法のように多量の空気等を巻き込まないので欠陥の少ない高品質鋳物を製造できる。また、高圧・高速で溶湯を射出しないので、使用エネルギが少ない。
（４）低圧鋳造のように製品部が凝固するまで溶湯を加圧し続ける必要はなく、また、湯口部の凝固が一番遅れるように加熱する必要がないので、凝固時間が短くなり生産性が上がる。
（５）プランジャの駆動は機械的であり、低圧鋳造のように広い湯面を加圧して溶湯を供給するより、より正確な体積の溶湯を、より少ないエネルギで供給できる。
（６）ガス加圧を使用する場合でも、炉よりも小さい面積の加圧であり、より制御が容易で、使用エネルギが少ない。
（７）気密炉内の湯面位置が高いので、湯面位置から溶湯導入手段までの移動距離が短く、より短時間で供給できる。
（８）炉の上面を開放できるので炉全体を密閉する低圧鋳造法より保守が容易である。
（９）気密炉が炉上を覆うので、熱損失が少なく、気密炉で溶湯漏れが生じても安全である。
（１０）気密炉内と鋳型内の両方を減圧、あるいはプランジャの移動速度を遅くする、あるいはプランジャ前面でのガス圧力を小さくすることで、鋳型内をより減圧した状態で静かに溶湯を鋳型内に導入できるので、湯回りが良く、ガスや酸化皮膜の巻き込みが減少し、品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の正面図である
【図２】実施例１の側面図である
【図３】実施例１に使用したプランジャの他の例である
【図４】実施例１に使用したトラップ部の他の例の断面図である
【図５】実施例２に使用した溶湯駆動手段の断面図である
【図６】実施例２に使用した溶湯駆動手段の他の例である
【図７】実施例３に使用した溶湯導入手段の断面図である
【図８】実施例４の正面図である
【図９】実施例５の工程図である
【符号の説明】
【００１７】１    Ｕ字状パイプ
２    プランジャ
３    パイプ開口部
４    炉
５    溶湯
６    開閉用部材
７    開口部
８    鋳型
９    加圧ピストン
１０  鋳型空隙部
１１  プランジャ駆動軸
１２  パイプ支持部材
１３  トラップ
１４  開閉用部材支持部材
１５  サーボモータ
１６  排気溝
１７  仕切弁
１８  プランジャ空洞部
１９  溶湯加圧ガス導入口
２０  加圧ガス導入口
２１  溶湯加圧ガスパイプ
２２  ガス流出溝
２３  スリーブ
２４  主プランジャ・チップ
２５  副プランジャ・チップ
２６  スリーブ開口部
２７、２７’  プランジャ・チップ駆動軸
２８  鋳型への開口部
２９  溶湯導入手段および鋳型
３０  気密炉
３１  主室
３２  副室
３３  ダム
３４  吸引パイプ
３５  主室ストッパー
３６  シール
３８  プランジャ部
３９  副室ストッパー
４０  加圧口
４１  減圧口
４２  炉底
４３  ヒータ
４４  凝固物
【発明を実施するための形態】
【００１８】１．鋳造装置
本発明の鋳造装置は金属又は合金を溶融又は半溶融状態とした溶湯を、炉から鋳型に注入して鋳造品を製造する装置であって
１）溶湯を導入する溶湯導入手段を有する鋳型、
２）溶湯を前記溶湯導入手段に０．２ＭＰａ以下の圧力で導入するための溶湯駆動手段、および
３）一端が前記溶湯導入手段、他端が前記溶湯駆動手段に接続され、かつ前記炉内の溶湯中に浸漬されたＵ字状のパイプ、
を含むことを特徴とする。
【００１９】  本発明装置は、Ａｌ合金、Ｚｎ合金、Ｍｇ合金、Ｃｕ合金、Ｆｅ合金、純Ａｌ、純Ｃｕその他種々の合金や金属に適用できる。
【００２０】  本発明の装置は、炉内に浸漬したＵ字状パイプに炉内の溶湯を流入させ、溶湯駆動手段により、Ｕ字状パイプ内の溶湯を溶湯導入手段を介して０．２ＭＰａ以下の低圧で鋳型に導入して鋳造品を製造する装置である。溶湯導入手段としては、鋳型と前記Ｕ字状パイプとの間を開閉できる開閉用部材あるいは、独立に駆動できる２個のプランジャ・チップを有するスリーブを有し、溶湯駆動手段としては、プランジャとプランジャ駆動装置、あるいはガス加圧を用いる装置を有する。ただし、鋳型あるいは溶湯導入手段の減圧により溶湯を鋳型に導入することも可能で、この場合には、溶湯駆動手段は、溶湯導入の制御手段として作用する。なお、鋳型は、金型や砂型、セラミックス型でも良い。
【００２１】  Ｕ字状パイプの一端は、溶湯導入手段、他端は溶湯駆動手段に接続されている。このＵ字状パイプには、ダイカスト法のような高圧を作用させないので、耐圧性には劣るが溶湯との反応が少ないセラミックスを使用できる。しかし、溶湯との反応や耐久性に問題がなければ金属系材料や複合材料も使用できる。なお、Ｕ字状パイプの形状は厳密にＵ字状である必要はなく、パイプの両端付近が上方を向いていれば良い。また、Ｕ字状パイプの断面形状は円形でなく矩形等他の形状でも良く、寸法も均一でなくても良い。なお、Ｕ字状パイプは通常鋳型の下部に位置させるが、側面としても良い。
【００２２】  溶湯導入手段として前記開閉部材を使用した場合、開閉用部材は少なくとも、開口部と往復運動が可能な駆動手段を有し、この開閉用部材を移動させ、前記開口部をＵ字状パイプの出口に位置させることで、鋳型空隙部とＵ字状パイプ内を接続し、Ｕ字状パイプの出口に位置させないことで、鋳型空隙部を密閉できる制御機能を有する。鋳型空隙部を密閉する目的は鋳型空隙部の減圧や溶湯加圧を可能とするためである。さらに、この開閉用部材のＵ字状パイプ側に、空洞であるトラップを設けても良い。湯面は通常酸化皮膜で覆われているが、湯面部分が前記トラップに流入した時点で、開閉用部材を移動させるこことで、この部分を除去し、清浄な溶湯のみを開口部を通じて鋳型に導入することができる。ただし、この場合、Ｕ字状パイプ内の空気あるいはガスを排出させるため、トラップに接続する開閉用部材の下面あるいはトラップの上部に排気溝を設ける。ただし、開閉用部材の周囲の気密性が良くない場合には、排気溝は不要である。なお、開閉用部材の断面形状は、矩形でも円形でも他の形状でも良い。材料も金属材料以外にセラミックスや複合材料を使用してもよい。この開閉用部材の駆動には電動サーボモータを使用するが、油圧サーボなど他の方法でも良い。
【００２３】  前記の開閉用部材では、良い製品が得られない場合、鋳型への開口部と前記Ｕ字状パイプへの開口部および独立に駆動できる２個のプランジャ・チップを有するスリーブを使用することもできる。この場合、前記プランジャ・チップを閉じた状態でスリーブと前記Ｕ字状パイプの接続部に位置させ、プランジャ・チップ間を開くことで、減圧空間をスリーブ内に作り出し、同時にＵ字状パイプ内の溶湯を溶湯駆動手段により押し上げ、スリーブ内に溶湯を導入し、さらに、溶湯導入後、前記２個のプランジャ・チップを同時に移動させ、吸引した溶湯を鋳型への開口部に移動させ、一方のプランジャ・チップで溶湯を加圧して鋳型内に射出するための電動サーボモータと制御装置を有している。電動サーボモータの代わりに油圧サーボモータ等を利用しても良い。
【００２４】  溶湯駆動手段の１つは、電動サーボモータ等の駆動装置に接続されたプランジャである。すなわち、前記Ｕ字状パイプの一端にプランジャを配置し、その近くにパイプ開口部を設けている。従って、前記プランジャの先端を前記パイプ開口部の上に位置させると、Ｕ字状パイプ内に溶湯が流入する。その溶湯をプランジャで押し下げることで、Ｕ字状パイプの他端の溶湯導入手段に溶湯を供給できる。溶湯供給量は、プランジャの移動距離と断面積から推定され、プランジャの移動距離で制御できる。なお、プランジャ駆動で溶湯に作用する圧力は０．２ＭＰａ以下と小さくするので、プランジャ駆動装置の出力は小さく、使用エネルギも小さい。
【００２５】  また、前記Ｕ字状パイプとプランジャの間隙に不活性ガスを導入することで、Ｕ字状パイプとプランジャ間の摩擦抵抗を減らし耐久性を上げる、あるいは、鋳造終了後、間隙に入り込んだ溶湯を除去することができる。このため、プランジャを中空とし、側面にスリットや細孔を設ける、あるいはプランジャ全て、あるいは一部を多孔質セラミックスとしても良い。不活性ガスとしては、溶湯の種類によるが、Ａｌ合金などではＮ２ガスやＡｒガスなどが利用できる。ただし、耐久性が問題にならない場合には、このような不活性ガスのプランジャ間隙への導入システムはなくても良い。
【００２６】  このプランジャの材質は、前記Ｕ字状パイプと同様の材質以外に、表面をセラミックスで保護した金属材料あるいは複合材料などでも良いが、溶湯と濡れにくい材料で中空として、熱容量を小さくすることが望ましい。溶湯と濡れにくいＢＮなどで被覆しても良い。また、プランジャ部に外部から冷却空気を送って冷却して耐久性を上げることも可能である。ただし、凝固が生じないような注意が必要である。プランジャとＵ字状パイプの隙間が大きく、プランジャ長さが短いほど、耐久性は良いが、溶湯が隙間から流出しやすくなるので、溶湯に作用する圧力が小さくなる。従って、必要な溶湯圧や耐久性などを考慮して、適切な隙間および長さを決定する。
【００２７】  前記プランジャを、その前方に不活性ガスを送るための溶湯加圧ガス導入口と加圧手段を付加した溶湯駆動手段としても良い。この場合、プランジャは、前記パイプ開口部のストッパーとして主に利用し、パイプ開口部を閉鎖後、前記溶湯加圧ガス導入口から、プランジャ前方に不活性ガスを導入し、この圧力で溶湯を溶湯導入手段に導入する。また、鋳型に溶湯を供給した後は、加圧ガスを回収してガス圧を下げ、不活性ガスの消費量を必要最小限に抑える。不活性ガスとしては、前述のようなガスが利用できる。
【００２８】  なお、上記で、鋳型あるいは溶湯導入手段を減圧してＵ字状パイプ内の溶湯を吸引することもできる。この際、導入するガスの圧力制御で、鋳型への溶湯導入を制御できる。すなわち、導入ガス圧力が小さく、プランジャとＵ字状パイプ間の溶湯流動抵抗が大きいほど、鋳型内の減圧度を大きくしても低流速で溶湯を導入できるので、鋳型内でのガスや酸化皮膜の巻きこみを少なくでき、品質が向上する。
【００２９】  上記のプランジャによる溶湯駆動では、耐久性や溶湯導入に必要な時間がかかり過ぎる場合には、溶湯駆動手段として、加圧・減圧あるいは減圧とプランジャを利用する気密炉を使用する。気密炉は、炉の放熱を防ぎ、かつ気密炉の下部からの放熱を防ぐように炉の上部に設置され、容積の大きい主室と容積が小さい副室から構成され、その間はダムで仕切られている。そして、主室には前記Ｕ字状パイプが接続され、副室には炉内の溶湯を吸引する吸引パイプが接続されており、主室に接続するＵ字状パイプと副室に接続する吸引パイプには、夫々主室ストッパーと副室ストッパーを有している。また、主室ストッパーは、前記Ｕ字状パイプの端部を単に気密に閉鎖できるストッパー、あるいは前記Ｕ字状パイプの端部を気密に閉鎖できるシール部が外側に、Ｕ字状パイプ内の溶湯を加圧できるプランジャ部が内側にあり、シール部とプランジャ部を独立に駆動できるものとしても良い。気密炉にはさらに気密炉内を加圧、減圧するための、ボンベあるいはコンプレッサ、真空ポンプなどと接続している加圧口と減圧口を有している。
【００３０】  主室ストッパーおよび副室ストッパーの役割は、それぞれＵ字状パイプおよび吸引パイプを閉鎖して気密炉内の加圧、減圧を可能にすることと、気密炉中の溶湯を制御して流出できるようにすることある。また、主室と副室の間のダムは、気密炉中の初期湯面高さを一定に設定するためのものである。気密炉に炉内の溶湯を流入させるには、まず、Ｕ字状パイプを主室ストッパーで閉鎖して、気密炉を減圧し、炉内の溶湯を吸引して気密炉内に溶湯を貯める。次に、副室ストッパーで吸引パイプを閉鎖し、主室ストッパーを開き、Ｕ字状パイプ内に溶湯を重力で供給する。さらに、副室ストッパーを開くと、主室と副室の間に設置したダムより上部の溶湯が吸引パイプを通じて炉に流出する。従って、気密炉の湯面位置はダムの最上部の位置となる。また、気密炉は炉の上に位置しているので、Ｕ字状パイプ中の湯面位置は、溶湯導入手段にかなり近い位置となる。溶湯導入手段に溶湯を導入するには、気密炉内のガス加圧あるいは主室ストッパーのプランジャ部を駆動することで溶湯を溶湯導入手段に供給する。プランジャ部を利用して機械的に溶湯を駆動する場合、供給溶湯量の制御は容易であるが、プランジャの耐久性が問題になる場合がある。また、ガス加圧により溶湯を駆動する場合、耐久性の問題は少ないが、供給溶湯量の制御は簡単ではない。いずれにしても、気密炉内の湯面位置を湯面センサで検出し、その情報を考慮して溶湯供給量を制御するため、湯面センサを設置しておくことが望ましい。
【００３１】  気密炉の寸法は、鋳型空隙部の体積、鋳造サイクル、Ｕ字状パイプの体積などで変化するが、湯面断面積はなるべく大きく、１回の供給で、数ｍｍ以下の湯面変化になるようにするのが望ましい。これは湯面変化が大きいほど供給体積の精度が低下するからである。また、Ｕ字状パイプの体積に比べ気密室、特に主室が大きくないと、最初吸引された溶湯がＵ字状パイプに流入した後の湯面位置はダムの高さより低くなり、ダムの効果がなくなる。さらに、気密炉内に溶湯が長時間滞留する場合、気密炉内の溶湯を加熱するヒータが必要な場合もある。
【００３２】  前記吸引パイプの材質は、Ｕ字状パイプと同様の材質としてもよいし、溶湯との反応が少なく、耐久性があれば他の材質ものでも良い。
【００３３】２．鋳造方法
本発明の鋳造方法は、炉中に浸漬したＵ字状パイプ内の溶湯を溶湯導入手段を介して鋳型に導入し、鋳造品を製造する鋳造方法であって、
１）Ｕ字状パイプの炉内への設置や前記気密炉に溶湯を流入させる準備工程
２）０．２ＭＰａ以下の低圧で、溶湯導入手段に溶湯を供給する第１工程
３）溶湯導入手段から鋳型に溶湯を導入する第２工程
４）Ｕ字状パイプ内に溶湯を流入させる第３工程
５）凝固した鋳造品を取り出し、鋳型清掃、塗型等をして、鋳型を閉じる第４工程、からなり、Ｕ字状パイプ内の湯面がある限度以上に低下するまでは、上記第１工程から第４工程を繰り返すことを特徴とする。
【００３４】  本発明方法は、前記で掲げた種々の合金や金属に適用できる。
【００３５】準備工程
準備工程は、溶湯駆動手段として、「問題を解決する手段」の４あるいは５に記載のプランジャを使用する場合と６に記載の気密炉を使用した場合とで異なる。プランジャを使用する場合には、前記Ｕ字状パイプを溶湯に浸漬し、プランジャ先端をＵ字状パイプの側面に設けた開口部の上に位置させる、あるいは、このような状態で、Ｕ字状パイプ内の湯面位置が適切な位置になるように溶湯を炉に供給する工程である。
【００３６】  溶湯駆動手段として前記気密炉を使用する場合、まず、Ｕ字状パイプを主室ストッパーで閉鎖し、副室ストッパーを開き、気密炉の減圧口から排気して気密炉内を減圧して炉内の溶湯を気密炉に吸引する。この際、ダムより上まで溶湯を吸引するが、気密炉を溶湯で充満すると減圧口などに溶湯が吸引され問題となるので、湯面センサなどを利用して、充満しないように注意する。次に、主室ストッパーを開け、前記気密炉内の溶湯を前記Ｕ字状パイプ内に流出させる。これにより、気密炉内の湯面位置は下がるが、ダムの高さより高くなるように設計されている。さらに、副室ストッパーを開けると、前記ダムから副室にあふれ出た溶湯が重力で炉に流出し、主室内の湯面位置、従って、前記Ｕ字状パイプ内の湯面位置がダムの高さとなる。
【００３７】第１工程
この工程では、０．２ＭＰａ以下の低圧で、溶湯導入手段に溶湯を導入する。
【００３８】  溶湯駆動手段として、前記プランジャを使用する場合、電動サーボモータや油圧サーボモータ等の駆動装置でプランジャを押し下げ、Ｕ字状パイプ内の溶湯を０．２ＭＰａ以下の低圧で溶湯導入手段に導入する。あるいは、プランジャの前方に加圧ガスを送り、溶湯を加圧して導入することもできる。
【００３９】  「問題を解決する手段」の２に記載の開閉用部材を溶湯導入手段として使用する場合、第１工程では、二つの方法がある。一つは、開閉用部材の開口部をＵ字状パイプの上に位置させて、溶湯を導入する方法である。この場合、Ｕ字状パイプ内の空気あるいはガスは、鋳型空隙部内に流出する。もう一つの方法はＵ字状パイプ内の酸化皮膜で覆われた湯面が鋳型に導入されるのを防ぐため、開閉用部材の下側に設けたトラップをＵ字状パイプの上に位置させて、溶湯を導入する方法である。この場合、Ｕ字状パイプ内の空気あるいはガスは、開閉用部材の下部に設けた排気溝あるいは、トラップの上部に設けた排気溝から排出させる。気密性が悪い場合には、開閉用部材の周囲から空気あるいはガスが流出するため不要である。さらに、トラップに溶湯が流入したら、開閉用部材を移動させて、この部分の溶湯を除去し、開口部をＵ字状パイプの上部に移動させ、Ｕ字状パイプ内の溶湯を鋳型空隙部に導入する第２工程に入る。
【００４０】  溶湯駆動手段として、前記気密炉を使用する場合には、加圧口からガスを送入することで気密炉内を加圧し、溶湯を溶湯導入手段に供給する。供給量は、湯面位置センサによる湯面位置と、鋳型に供給する量から算出する。このガス加圧による溶湯供給量の精度が不十分な場合には、主室ストッパーのプランジャ部の駆動により溶湯を供給する。供給量はプランジャの移動距離と移動部の断面積で求められる。
【００４１】  これらの第１工程で、プランジャやガスによる溶湯加圧を利用せず、溶湯導入手段および場合によっては鋳型も減圧して、Ｕ字状パイプ内の溶湯を吸引することもできる。あるいは、この吸引とプランジャやガスによる溶湯加圧を併用して溶湯を導入することもできる。
【００４２】第２工程
この工程では溶湯導入手段から鋳型に溶湯を導入する。
【００４３】  前記開閉用部材を使用する場合は、開口部をＵ字状パイプの上に位置させた状態で、プランジャあるいはガス加圧で溶湯を鋳型に導入させる。鋳型内を減圧して、溶湯を吸引することもできる。この場合、溶湯駆動手段は、溶湯導入制御装置として作用する。すなわち、プランジャの移動速度を小さく、あるいは気密炉内を減圧することで、鋳型空隙部の減圧度を大きくしても溶湯を鋳型空隙部に静かに導入でき、酸化皮膜やガス巻き込みが減り、湯回りも良くなる。また、プランジャ先端にガスを送る場合には、プランジャを停止した状態でガス圧を制御し、かつ鋳型空隙部の減圧度を制御することで、溶湯導入速度を制御できる。なお、この第２工程で鋳型空隙部が溶湯で充満後、必要に応じて第３工程の前あるいは第３工程と並行して鋳型に設置した加圧ピストンで溶湯を加圧して、引け巣等の発生を防止してもよい。
【００４４】  溶湯導入手段として前記の２個のプランジャ・チップを有するスリーブを利用する場合には、２個のプランジャ・チップを同時に鋳型開口部の下に移動させた後、従来のダイカスト法と同様に一方のプランジャ・チップで、スリーブ内の溶湯を鋳型空隙部に射出する。
【００４５】第３工程
この工程では、プランジャ部を引き上げ、あるいは気密炉内での加圧を止め、Ｕ字状パイプの開口部からＵ字状パイプ内に溶湯を流入させる。第２工程で、鋳型の減圧を利用して溶湯を導入する場合、気密性が良いので、Ｕ字状パイプ内に外気あるいは不活性ガスを導入して、Ｕ字状パイプ内の溶湯の低下が容易になるようにする。溶湯との反応が少ない不活性ガスを導入すれば、湯面の酸化も防げるので望ましい。不活性ガスとしては、Ａｌ合金溶湯などに対してはＮ２ガスが安価であるが、Ａｒガスなど他のガスでも良い。プランジャ前方にガスを送り溶湯を駆動した場合には、このガスを送気側に回収し、パイプ開口部からガスが流出しないようにする。このため、プランジャ先端部を凹面としてガスがパイプ開口部から炉内に流出するのを防ぐことが望まれる。
【００４６】第４工程
凝固した鋳造品を取り出し、鋳型清掃、塗型等をして、鋳型を閉じる。この工程は従来の鋳造方法と同じである。
【実施例】  以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。但し、本発明の範囲は、実施例に限定されない。
＜実施例１＞【００４７】  図１に実施例１における鋳造装置の正面図、図２に側面図を示す。Ｕ字状パイプ１が溶湯５中に浸漬され、支持部材１２で支持されており、一端には溶湯駆動手段の一部であるプランジャ２が、他端には溶湯導入手段としての開閉用部材６を通じて鋳型８が接続されている。プランジャ２の近くにはパイプ開口部３がある。場合によっては図３に示すような開口部を有するプランジャ２を使用してもよい。この場合、必ずしもＵ字状パイプ１にパイプ開口部３を設けなくても良い。溶湯はこれらの開口部からＵ字状パイプ１に流入してＵ字状パイプ１を充満している。図１の実施例１では開口部３の形状は、水平方向に広がった幅１０ｍｍのスリット状にしているが、円形等他の形状でも良く、複数設けても良い。また、開口部３にフィルターを設置しても良い。開口部３の位置は、湯面にあまり近いと酸化皮膜等を巻き込むし、頻繁に炉４に溶湯を供給する必要があるので、鋳造品の体積、鋳造サイクルなどを考慮して適切な位置とする。プランジャ２を下に移動させ、パイプ開口部３を塞ぐと、それ以降はプランジャ２の移動距離とＵ字状パイプ１の断面積を乗じた体積の分が、最初の湯面位置から上部に輸送される。従って、この体積が、鋳型空隙部１０の体積と最初の湯面位置から鋳型空隙部までの体積の総計より大きくなるようにプランジャ２の移動距離を設定しておく必要がある。湯面位置は鋳造ごとに減少するので、湯面位置をセンサで検出しておいて、その情報により、プランジャ２の移動量を決定することが望ましい。あるいは、溶湯導入手段が溶湯で充満すると圧力が上がる場合には、プランジャ２に作用する力を計測し、その変化からプランジャ２の移動を制御することも可能である。その後適切な時刻に、プランジャ２をパイプ開口部３より上まで引き上げる。すると再び、Ｕ字状パイプ１が溶湯５で充満される。この動作を繰り返すことで、鋳造を繰り返すことができる。【００４８】  本装置では、鋳型空隙部１０を減圧して、その吸引力とプランジャ２による溶湯加圧を制御して鋳造することもできる。この場合、開閉用部材６とＵ字状パイプ１および鋳型８間の気密性を良くしておかないとガスを巻き込む。気密性が良く、プランジャ２とＵ字状パイプとの隙間での溶湯流動抵抗が大きいほど、鋳型空隙部１０の減圧度を大きくしても、鋳型空隙部１０への溶湯流入速度は、プランジャ２の速度で律速され、静かに溶湯を導入できるため、湯面での酸化を防ぎ、湯周り良く、ガス化した塗型剤の巻き込みなどを防ぐことができ、高品質な鋳造品が得られる。なお、鋳型を真空ボックスに入れることで、セラミックシェル型や砂型にも利用できる。【００４９】  プランジャ２の駆動は、電動サーボモータが望ましいが、油圧サーボモータ、リニアモータなど他の手段でも良い。また、回転運動を直線運動に変えるには、ボールねじの他ギヤなど他の手法でも良い。【００５０】  Ｕ字状パイプ１の形状は、鋳型５とプランジャ２が上部にあり、その間を接続するパイプのかなりの部分が溶湯に浸漬されていれば、本実施例のような形状でなくても、例えば、矩形状でも３角形状でも良い。断面形状は円形としているが他の形状でも良い。また、その内径は同一である必要は���い。ただし、本実施例では、プランジャ２の稼動範囲では開閉用部材６の下部のパイプ部分より内径を大きくして、短いプランジャ２の移動で溶湯が早く鋳型空隙部１０に流入できるようにしている。また、プランジャ２の外径とＵ字状パイプの内径の差（プランジャ間隙寸法）は０．０１〜０．５ｍｍ程度にしている。このプランジャ間隙寸法が小さいほど、大きい溶湯圧が得られるが、耐久性が問題になる。なお、パイプ開口部３より上では、隙間が大きくても溶湯供給には影響せず、隙間が狭いほど摺動による耐久性が問題になるので、プランジャ２の長さをあまり長くしても意味がない。プランジャ２とＵ字状パイプ１間の摩擦が大きく、耐久性に問題が生じる場合には、プランジャの全てあるいは一部を多孔質、あるいは一部にスリットを設け、不活性ガスを噴出させることで、摩擦抵抗を減らしても良い。なお、Ｕ字状パイプ１の長さは短く、湯面位置は開閉用部材６に近い方が望ましいので、Ｕ字状パイプ１を設置している炉底を高くしているが、炉底は水平でも良い。また、溶湯温度の低下が問題になる場合には、炉内にヒータを挿入しても良い。【００５１】  本実施例では、開閉用部材６のトラップ１３をＵ字状パイプ１の上部に位置させ、酸化皮膜で覆われている湯面を除去して鋳型に溶湯を導入している。トラップ１３に溶湯を流入させるには、Ｕ字状パイプ１内のガスを流出させる必要があるが、本実施例では、開閉用部材６の周囲の隙間から流出させている。また、トラップ１３内へは溶湯圧で押し込んでいる。しかし、鋳型内を減圧する場合など、開閉用部材周囲の気密性が重要な場合には図４のような構造あるいは開閉用部材６の下部に排気溝を設けるなどの排気の工夫が必要である。【００５２】  図４では、仕切弁１７を開くと、排気溝１６を通じてＵ字状パイプ１内のガスが流出する。場合によっては排気溝１６から減圧しても良い。溶湯がトラップ１３内にある程度流入したら、仕切弁１７を閉じる。この閉じるタイミングは経験的に決めても良いし、トラップ１３内あるいはその近傍に温度センサや湯面センサなどを設置して制御しても良い。あるいは、仕切弁１７は使用せず、トラップ１３に溶湯が流入した時点で駆動を中止しても良い。しかし、この場合、排気構１６に溶湯が流入して除去困難になる危険性がある。また、仕切弁１７を設ける代わりに、トラップ１３の上部を多孔質物質としても良い。【００５３】＜実施例２＞
図５は、実施例２で使用したプランジャ２とＵ字状パイプ１上部の断面図である。この場合、プランジャ２はプランジャ先端が開放されたプランジャ空洞部１８を有しており、プランジャ２でパイプ開口部３を閉鎖後、不活性ガスを溶湯加圧ガス導入口１９から送り、Ｕ字状パイプ１内の溶湯を加圧して、溶湯導入手段に溶湯を導入する。鋳型への溶湯導入が終了したら、ガスを排出して、回収する。このような中空のプランジャでなく中実プランジャとしても良いが、ガスがパイプ開口部３から流出しやすい欠点がある。また、プランジャ２とＵ字状パイプ１間の隙間にガスを噴出させる加圧ガス導入口２０とガス流出溝２２を有しており、プランジャ２とＵ字状パイプ１間の摩擦を減らし、また、鋳造終了後、この隙間に溶湯を残さないようにすることもできる。ガスとしては、前述のような種々の不活性ガスが利用できる。なお、ガス流出のためにプランジャの全部あるいは一部を多孔質にする、あるいは細孔やスリットを設けても良い。ただし、溶湯加圧用のガスとプランジャ隙間へのガス導入圧は独立に制御することが望ましい。また、図６に示すように溶湯加圧ガス導入口からの加圧ガス導入ではなく、Ｕ字状パイプ１に設けた溶湯加圧ガスパイプ２１を使用しても良い。【００５４】＜実施例３＞
図７は実施例３で使用した溶湯導入手段である。すなわち、Ｕ字状パイプ１の一端にスリーブ開口部２６を通じてスリーブ２３を接続している。スリーブ２３内にはプランジャ・チップ２４，２５があり、それぞれプランジャ駆動軸２７，２７′が接続されている。Ｕ字状パイプ１内の溶湯は、副プランジャ・チップ２５あるいは主プランジャ・チップ２４を移動して、空間を広げて減圧空間を作りながら、他端の溶湯駆動手段により、溶湯５をスリーブ２３内に導入する。溶湯導入後、プランジャ・チップ２４、２５の両方を同時に移動させ、鋳型への開口部２８の下に位置させ、主プランジャ・チップ２４を移動させて、溶湯を鋳型に供給する。溶湯駆動手段としては、実施例１のようなプランジャ駆動を利用しても良いし、後述の実施例４のような気密炉を利用しても良い。【００５５】＜実施例４＞
図８は、溶湯駆動手段として加圧、減圧あるいはプランジャ駆動を利用する気密炉３０を利用した実施例を示す。Ｕ字状パイプ１は実施例１に記載のものと同様のものを使用し、炉４中に浸漬され、支持部材１２で支持されている。気密炉３０は、炉４の上部の一部をふさぎ、放熱を防ぐと共に、気密炉３０の下部からの放熱も防ぐことになる。気密炉３０は、主室３１と副室３２からなり、ダム３３で仕切られている。ただし、完全に分離されているのではなく、ダム３３の上部では主室３１と副室３２は一体となっており、気密炉３０全体を加圧するための加圧口３９、減圧するための減圧口４０を有している。加圧口３９には、ボンベやコンプレッサなどの加圧源が、減圧口４０には真空ポンプなどが電磁弁等を介して接続されている。さらに主室３１にはＵ字状パイプ１が、副室３２には吸引パイプ３４が接続され、主室３１には主室ストッパー３５が、副室３２には副室ストッパー３８が設置され、主室ストッパー３５は、シール部３６とプランジャ部３７から構成され、両者は独立に駆動できる構造になっている。ただし、プランジャによる溶湯駆動が必要でない場合は、シール機能のみを有するストッパーとしても良い。【００５６】  吸引パイプ３４は炉４の深い部分に設置されており、炉底４１近傍にはヒータ４２が設置されているが、ヒータ４１は湯温低下が問題になる場合など必要に応じて設置すれば良く、必ずしも必要ではない。また、炉の形状も図７に示すものである必要はない。しかし、このような形状の場合、Ｕ字状パイプ１の寸法あるいは支持部材１２の寸法を小さくできる。また、ヒータ４２を炉底４１近くに設置することで、加熱され密度が低下した溶湯が上昇・循環し、炉４内の溶湯温度を均一に保ってくれるが、必ずしも炉底４１近くに設置しなくても良い。吸引パイプ３４の端部は、炉底４１より多少離れた位置にすることが望ましい。これは、溶湯によっては炉底４１近くに密度の大きい非金属介在物や金属間化合物など有害物質の濃度が高くなるので、そのような溶湯の供給を防ぐためである。【００５７】  本実施例での溶湯供給は、まず、主室ストッパー３５で、Ｕ字状パイプ１を閉鎖し、副室ストッパー３８を開け、減圧口４０から気密炉３０全体を減圧して、吸引パイプ３４を介して炉４中の溶湯を主室３１と副室３２に吸引し、副室ストッパー３８を閉じる。この際、減圧口４０などに溶湯が流入しないように、静かに吸引する。このため、湯面センサ等で、気密炉３０内の湯面位置を計測し、制御することが望まれる。気密炉３０に溶湯が吸引されたら、主室ストッパー３５を開け、Ｕ字状パイプ１に溶湯を重力で流入させる。次に、副室ストッパー３８を開け、副室３２に存在する溶湯を炉４に重力で流出させる。さらに再び副室ストッパー３８を閉じる。これで、溶湯導入手段２９への溶湯供給準備が完了したので、あとは、加圧口４０から加圧ガスを導入して気密炉３０を加圧して、溶湯を溶湯導入手段２９に供給する。ただし、加圧力と供給する溶湯体積の関係は、プランジャを利用する場合より複雑で、また、完全な気密も困難なので制御が容易でなく、溶湯供給量の制御精度はあまり良くない。しかし、プランジャのような摺動部の耐久性の問題は少ない。��なわち、高い溶湯供給精度が要求される場合や、気密が問題となる場合には主室ストッパー３５のプランジャ部３７を駆動して、溶湯を供給する。この場合の方法は、実施例１の場合と同様である。【００５８】＜実施例５＞
図９は実施例５の工程を示している。（ａ）は準備工程が終了した時点あるいは、第４工程が終了した時点を示すもので、プランジャ２は、パイプ開口部３の上に位置し、Ｕ字状パイプ１内の湯面は炉４内の湯面と同じ高さになっている。この状態から、プランジャ２を押し下げ、溶湯を開閉用部材６に設けたトラップ１３に導入させる（第１工程（ｂ））。Ｕ字状パイプ１内のガスは、排気溝１８を通じて排出される。トラップ１３に溶湯が流入したら、開閉用部材６を移動させ、開口部７をＵ字状パイプ１の上に移動させ、溶湯を鋳型空隙部１０に導入する（第２工程（ｃ））。これにより、同時にＵ字状パイプ１内の汚れた湯面が除去される。鋳型空隙部１０が溶湯で充満されると、再び、開閉用部材６を移動し、鋳型空隙部１０を閉鎖し、溶湯を加圧ピストンで加圧する。同時にプランジャ２を引き上げＵ字状パイプ１内の湯面を引下げる（第３工程（ｄ））。また、トラップ１３や開口部７に残留する凝固物４０を除去し、鋳型を開き、鋳物を取り出し、鋳型空隙部を清掃、塗型をして次の鋳造に備える。【００５９】本実施例では、鋳型空隙部１０を減圧しながら、プランジャ２を移動させても良い。この場合、プランジャ２の移動速度が遅いほど鋳型空隙部１０内の減圧度を大きくでき、鋳型空隙部１０での湯面の酸化、ガスの巻き込みが減少し、高品質の鋳物が得られる。ただし、開閉用部材６と鋳型８やＵ字状パイプ１などとの接続部や接触面の気密を良くしておかないと、溶湯ではなく周囲の空気を吸引し、巻き込むので注意が必要である。また、気密を良くした場合、前記第３工程で、湯面を低下させる場合、Ｕ字状パイプ１に外気を導入する外気導入溝を設ける。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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