(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストークによって溶湯を鋳型まで導く鋳造法において使用される坩堝であり、坩堝本体の内部を溶湯が供給される給湯槽と前記ストークが浸漬される汲み出し槽とに分ける仕切り板と、前記仕切り板の下部に形成されており、給湯槽と汲み出し槽とを連通させる開口と、前記開口に装着されるフィルタとを有しており、
前記フィルタは、枠体とその枠体の内側に張られたメッシュとから構成されており、
前記仕切り板には、前記フィルタの枠体を両サイドから拘束する一対の縦板と、前記フィルタの枠体の下端を拘束する下板とからなるガイド部材が、前記開口の両側辺及び下辺を囲むように固定されており、
前記ガイド部材の一対の縦板には、前記フィルタの枠体を前記仕切り板にほぼ面接触させた状態で、上下動可能にガイドする縦溝が形成されており、
前記フィルタの枠体が前記ガイド部材の下板に当接するまで、前記縦溝にガイドされて下動した状態で、そのフィルタが前記開口に装着される構成であることを特徴とする坩堝。
【請求項２】
請求項１に記載された坩堝において、
前記開口は、異物が沈殿するレベルよりも高い位置に設置されている坩堝。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストークによって溶湯を鋳型まで導く鋳造法において使用される坩堝に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストークによって坩堝内の溶湯を鋳型まで導く鋳造法では、鋳造製品への異物混入を防止するために、フィルタでろ過した清澄な溶湯を鋳型に導くようにしている。図３に示す鋳造法（減圧鋳造法）では、フィルタ８を籠状に製作し、その籠状のフィルタ８を溶湯に浸漬し、前記フィルタ８内の溶湯をストーク４によって鋳型６まで導くようにしている（特開平２−１２１７６３号公報参照）。この構造により、常にフィルタ８でろ過した溶湯を鋳型６まで導くことができるとともに、前記フィルタ８の構造も簡単にできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記鋳造法では、籠状のフィルタ８によって坩堝２の内部をストーク８の周囲とその他の部分とに仕切る構造であり、坩堝２自体には何ら仕切が設けられていない。このため、前記坩堝２に対して取鍋等（図示されていない）から溶湯が供給されると、前記溶湯によって坩堝２内の溶湯が撹乱されている状態でその溶湯がフィルタ８によってろ過される。即ち、溶湯の表面に浮上している異物（酸化物、不純物等）や沈殿している異物が溶湯内にほぼ均等に拡散された状態で、その溶湯がフィルタ８によってろ過される。このため、フィルタ８を通過した微細な異物はストーク４によってそのまま鋳型６に供給され、その異物によって鋳造製品の品質不良が発生することがある。一方、微細な異物がフィルタ８を通過しないようにそのフィルタ８の目を細かくすると、目詰まりが発生し易くなるとともに、溶湯の通過抵抗が大きくなって鋳型６に対する溶湯の充填速度を希望する値に保持できなくなる。
【０００４】
そこで、本発明のうち請求項１、請求項２に記載の発明は、溶湯をろ過するとともに、ろ過後の溶湯中の異物を浮上あるいは沈殿させて異物のほとんど存在しない中間レベルにある溶湯を鋳型に供給できるようにすることにより、鋳造製品に対する異物混入を防止して鋳造欠陥が発生しないようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、請求項１に記載された坩堝によって解決される。
請求項１の発明は、ストークによって溶湯を鋳型まで導く鋳造法において使用される坩堝であり、坩堝本体の内部を溶湯が供給される給湯槽と前記ストークが浸漬される汲み出し槽とに分ける仕切り板と、前記仕切り板の下部に形成されており、給湯槽と汲み出し槽とを連通させる開口と、前記開口に装着されるフィルタとを有しており、前記フィルタは、枠体とその枠体の内側に張られたメッシュとから構成されており、前記仕切り板には、前記フィルタの枠体を両サイドから拘束する一対の縦板と、前記フィルタの枠体の下端を拘束する下板とからなるガイド部材が、前記開口の両側辺及び下辺を囲むように固定されており、前記ガイド部材の一対の縦板には、前記フィルタの枠体を前記仕切り板にほぼ面接触させた状態で、上下動可能にガイドする縦溝が形成されており、前記フィルタの枠体が前記ガイド部材の下板に当接するまで、前記縦溝にガイドされて下動した状態で、そのフィルタが前記開口に装着される構成であることを特徴とする。
本発明によると、取鍋等によって坩堝本体の給湯槽に供給された溶湯はフィルタによってろ過された後、汲み出し槽に供給される。また、給湯槽と汲み出し槽とは仕切り板によって仕切られているため、給湯槽内の溶湯が取鍋等から供給された溶湯によって撹乱されていても汲み出し槽内の溶湯にはその影響がほとんど及ばない。即ち、汲み出し槽内では溶湯がほとんど撹乱されることがないため、フィルタでろ過された溶湯中に異物が混在していても、その異物の多くは浮上したり、あるいは沈殿しており、中間レベルにある溶湯にはほとんど異物が混入されていない。したがって、中間レベルの溶湯をストークによって鋳型に導くことにより、鋳造製品に異物が混入し難くなり、鋳造欠陥を防止することができる。
また、フィルタをガイド部材の縦溝に沿って引き上げることにより、そのフィルタを開口の位置から容易に取り外すことができる。
【０００６】
上記した課題は、請求項２に記載された坩堝によって解決される。
本発明によると、仕切り板の開口は異物が沈殿するレベルよりも高い位置に設置されているため、給湯槽内で沈殿した異物が汲み出し槽内に入り込み難くなる。なお、給湯槽内で浮上した異物は仕切り板で遮られるため、汲み出し槽内には入り込まない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２に基づいて、本発明の一の実施の形態に係る坩堝の説明を行う。ここで、図１（Ａ）は本実施の形態に係る坩堝の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。また、図２は前記坩堝を使用した鋳造装置の概略図である。
前記坩堝１０はアルミ等の軽合金の溶湯を貯留する坩堝であり、上部が開放した有底円筒形の坩堝本体１２を備えている。前記坩堝本体１２はカーボン・ＳｉＣ質の材料で製作されており、図１に示されるように、その内部は仕切り板１４によって縦に仕切られている。
【０００８】
前記仕切り板１４は、坩堝本体１２の内部を給湯槽Ｘと汲み出し槽Ｙとに分ける板であり、ＳｉＣ・カーボン質の材料で製作されている。前記仕切り板１４の下部には給湯槽Ｘと汲み出し槽Ｙとを連通させる開口１４ｋが形成されている。なお、前記開口１４ｋの高さは、給湯槽Ｘ内で異物が沈殿する範囲よりも高い位置に設定されている。
【０００９】
前記仕切り板１４の開口１４ｋには給湯槽Ｘ側にフィルタ１６が装着される。
前記フィルタ１６は開口１４ｋよりも大きい板状のフィルタであり、角形の枠体１６ｗとその枠体１６ｗの内側に張られたメッシュ１６ｍとから構成されている。このように、前記フィルタ１６は板状であるため構造が簡単で製作が容易である。なお、前記フィルタ１６のメッシュ１６ｍはアルミナ・コージェライト質の材料で製作されている。
【００１０】
前記フィルタ１６はガイド部材１８によって簡単に取外しができるように仕切り板１４に取付けられる。前記ガイド部材１８は前記フィルタ１６の両サイドを拘束する一対の縦板１８ｓとそのフィルタ１６の下端を拘束する下板１８ｄとから構成されており、それらの縦板１８ｓと下板１８ｄとが開口１４ｋの両側辺及び下辺を囲むように仕切り板１４に固定されている。さらに、両縦板１８ｓには前記フィルタ１６の枠体１６ｗを仕切り板１４にほぼ面接触させた状態で上下方向にガイドする縦溝１８ｍが形成されている。なお、ガイド部材１８は仕切り板１４と同じＳｉＣ・カーボン質の材料で製作されている。
【００１１】
この構造により、前記フィルタ１６をガイド部材１８の縦溝１８ｍに沿って下板１８ｄの位置まで落とし込むことによりそのフィルタ１６を簡単に仕切り板１４の開口１４ｋの位置に装着することができる。また、前記フィルタ１６を前記縦溝１８ｍに沿って引き上げることにより、そのフィルタ１６を開口１４ｋの位置から容易に取り外すことができる。
【００１２】
次に、図２に基づいて前記坩堝１０を使用した鋳造法を説明しながらその坩堝１０の機能を説明する。
先ず、前記坩堝１０に配湯口（図示されていない）から溶湯が供給される。溶湯は坩堝１０の給湯槽Ｘに供給され、その給湯槽Ｘに供給された溶湯がフィルタ１６によってろ過された後、仕切り板１４の開口１４ｋから汲み出し槽Ｙに供給される。ここで、前記坩堝１０の給湯槽Ｘに供給される溶湯は供給時に前記配湯口から坩堝１０まで落下するためその給湯槽Ｘ内では溶湯が撹乱されるとともに、酸化物の生成が助長される。しかし、前記坩堝１０は仕切り板１４によって給湯槽Ｘと汲み出し槽Ｙとに仕切られているため、汲み出し槽Ｙ内の溶湯は給湯槽Ｘ内の溶湯の撹乱の影響をほとんど受けることはない。したがって、汲み出し槽Ｙ内ではろ過された溶湯中に異物が存在していても、その異物の多くは浮上したりあるいは沈殿するため、中間レベルにある溶湯には異物等はほとんど存在しない。
【００１３】
前記坩堝１０の汲み出し槽Ｙ内の溶湯を鋳型２６に供給するストーク２４は定板２５に装着されており、そのストーク２４の基端部（上端部）が鋳型２６の湯口２６ｙに接続されている。そして、前記ストーク２４の先端部分が汲み出し槽Ｙ内の溶湯に浸漬されている。
前記坩堝１０は密閉された室内に設置されており、その坩堝１０に配湯口から溶湯が供給された後、その密閉された室内が加圧される。これによって、溶湯の表面が押圧され、汲み出し槽Ｙの溶湯のうち異物等をほとんど含まないほぼ中間レベルにある溶湯が重力に抗してストーク２４内を押し上げられ、そのストーク２４から鋳型２６のキャビティ２６ｃ内に供給される。そして、鋳型２６内の溶湯が凝固した後は、室内の圧力が大気圧まで下げられ、ストーク２４内の溶湯が坩堝１０内に戻される。
【００１４】
このように、本実施の形態に係る坩堝１０によると、坩堝本体１２の給湯槽Ｘと汲み出し槽Ｙとは仕切り板１４によって仕切られているため、給湯槽Ｘ内の溶湯が取鍋等から供給された溶湯によって撹乱されていても汲み出し槽Ｙ内の溶湯にはその影響が及ばない。即ち、汲み出し槽Ｙ内では溶湯がほとんど撹乱されることがないため、フィルタ１６でろ過された溶湯中に異物が混在していても、その異物の多くは浮上したり、あるいは沈殿しており、中間レベルにある溶湯にはほとんど異物が混入されていない。したがって、中間レベルの溶湯をストーク２４によって鋳型２６に導くことにより、鋳造製品に異物が混入し難くなり、鋳造欠陥を防止することができる。
【００１５】
また、前記仕切り板１４の開口１４ｋは異物が沈殿するレベルよりも高い位置に設置されているため、給湯槽Ｘ内で沈殿した異物が汲み出し槽Ｙ内に入り込み難くなる。なお、給湯槽Ｘ内で浮上した異物は仕切り板１４で遮られ、汲み出し槽Ｙ内には入り込まない。
ここで、本実施の形態においては仕切り板１４に給湯槽Ｘと汲み出し槽Ｙとを連通させる開口１４ｋを一つ設ける例を示したが、小さな開口を複数設けることも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によると、坩堝の汲み出し槽内では溶湯がほとんど撹乱されないため、ろ過された溶湯中に異物が混在していても、その異物の多くは浮上したり、あるいは沈殿しており、中間レベルにある溶湯にはほとんど異物が混入されていない。したがって、その中間レベルの溶湯をストークによって鋳型に導くことにより、鋳造製品に異物が混入し難くなり、鋳造欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明の一の実施の形態に係る坩堝の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る坩堝を使用した鋳造装置の概略図である。
【図３】従来の鋳造装置を表す概略図である。
【符号の説明】
１０    坩堝
１２    坩堝本体
１４    仕切り板
１４ｋ  開口
１６    フィルタ
Ｘ      給湯槽
Ｙ      汲み出し槽
【図１】
0003683114.tif 000002
【図２】
0003683114.tif 000003
【図３】
0003683114.tif 000004