(57)【要約】【課題】酸化物の鋳型への流入を防止することができる技術の提供を課題とする。【解決手段】第１通路２７と、第２通路２８とが備えられ、第２通路２８に第１フロート室３１と第２フロート室３２とが設けられ、第１フロート室３１は、第１フロート３７を上下移動可能に収納し、下端に第１フロート３７の脱落を防止する第１脱落防止部  が設けられ、上端に第１フロート３７が接触する第１座３９及び第１フロート室３１から第２フロート４３への溶湯１５の流れを許容する第１通孔４１が設けられており、第２フロート室３２も、第２フロート４３、第２脱落防止部４４、第２座４５、第２通孔４６が設けられている【効果】酸化物５０を、第２通路２８で捕捉し、酸化物５０を含まない溶湯１５を鋳型２３に注入する。酸化物５０が捕捉された溶湯１５を鋳型２３へ注入することで、高い品質の鋳造品を製造できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦向きに配置した筒体内に溶湯が流される低圧鋳造用のストークであって、
前記筒体の下部に縦向きに設けられ前記溶湯が下から上に向かって流される第１通路と、この第１通路に沿って設けられ前記第１通路の上端部まで上昇された前記溶湯が落下される第２通路とが備えられ、
前記第２通路に第１フロート室と第２フロート室とが下から上にこの順で設けられ、
前記第１フロート室は、第１フロートを上下移動可能に収納し、下端に前記第１フロートの脱落を防止する第１脱落防止部が設けられ、上端に前記第１フロートが接触する第１座及び前記第２フロート室から前記第１フロート室への溶湯の流れを許容する第１通孔が設けられており、
前記第２フロート室は、第２フロートを上下移動可能に収納し、下端に前記第２フロートの脱落を防止する第２脱落防止部が設けられ、上端に前記第２フロートが接触する第２座及び上方から前記第２フロート室への溶湯の流れを許容する第２通孔が設けられていることを特徴とする低圧鋳造用のストーク。
【請求項２】
低圧鋳造方法において、
ストーク外の溶湯の上面を加圧して、第１通路内に溶湯を上昇させる加圧工程と、
前記ストーク内の溶湯に浮いている酸化物を、第２通路で捕捉する酸化物捕捉工程と、
酸化物を含まない溶湯を鋳型に注入する鋳込み工程と、
前記加圧を停止し、前記ストーク内の溶湯を下げ、この溶湯に前記捕捉した酸化物を回収する湯下げ工程と、からなることを特徴とする低圧鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧鋳造用のストーク及びこのストークを用いた低圧鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造方法の一つとして、低圧鋳造方法が知られている。低圧鋳造では、ストークを介して溶湯が鋳型に流し込まれる（例えば、特許文献１第（図８）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、低圧鋳造装置１００は、側面に加圧用のポンプ１０１が繋がれる炉１０２と、この炉１０２内に充填された溶湯（例えば、アルミニウム溶湯）１０３と、この溶湯１０３に下端が浸かるストーク１０４と、このストーク１０４の上方に中間ストーク１０５及び湯口（ゲート）１０６、１０６を介して設けられ溶湯が流し込まれる鋳型１０８とからなる。
【０００４】
低圧鋳造装置１００を用いて鋳造品を製造するには、まずポンプ１０１を作動させ、溶湯１０３の上面を加圧する。加圧されることで溶湯１０３は、ストーク１０４内を上昇する。ストーク１０４内を上昇した溶湯１０３は、中間ストーク１０５及び湯口１０６、１０６を介して鋳型１０８に流し込まれる。鋳型１０８に流し込まれた溶湯１０３を凝固させることで、シリンダヘッド等の鋳造品が完成する。
一方、ストーク１０４内に残留した溶湯１０３は、ポンプ１０１を停止させることで、重力により炉１０２内に戻る。
【０００５】
ところで、（ａ）のｂ部拡大図である（ｂ）に示すように、溶湯１０３の表面に、「のろ」と称する溶湯１０３の酸化物（例えば、酸化アルミニウム）等を成分とした浮遊物が発生することがある（以下、「酸化物」とする。）。酸化物１１０が、鋳型１０８に送り込まれると、鋳造品の品質が低下する。
【０００６】
高い品質の鋳造品を製造できる技術の提供が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３３９１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高い品質の鋳造品を製造することができる技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係るストークは、縦向きに配置した筒体内に溶湯が流される低圧鋳造用のストークであって、
筒体の下部に縦向きに設けられ溶湯が下から上に向かって流される第１通路と、この第１通路に沿って設けられ第１通路の上端部まで上昇された溶湯が落下される第２通路とが備えられ、
第２通路に第１フロート室と第２フロート室とが下から上にこの順で設けられ、
第１フロート室は、第１フロートを上下移動可能に収納し、下端に第１フロートの脱落を防止する第１脱落防止部が設けられ、上端に前記第１フロートが接触する第１座及び第２フロート室から第１フロート室への溶湯の流れを許容する第１通孔が設けられており、
第２フロート室は、第２フロートを上下移動可能に収納し、下端に第２フロートの脱落を防止する第２脱落防止部が設けられ、上端に第２フロートが接触する第２座及び上方から第２フロート室への溶湯の流れを許容する第２通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る低圧鋳造方法は、
ストーク外の溶湯の上面を加圧して、第１通路内に溶湯を上昇させる加圧工程と、
ストーク内の溶湯に浮いている酸化物を、第２通路で捕捉する酸化物捕捉工程と、
酸化物を含まない溶湯を鋳型に注入する鋳込み工程と、
加圧を停止し、ストーク内の溶湯を下げ、この溶湯に捕捉した酸化物を回収する湯下げ工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明は、筒体内に２つの通路を備え、第２通路に２つのフロートを備える。筒体外の溶湯に加圧することで、第１通路及び第２通路内を溶湯が上昇する。第１フロートが溶湯で上昇され第１座に接触することで、第２通路の下方が閉じられる。第２通路の下方が閉じられることで、溶湯は第１通路内をさらに上昇する。第１通路の上端部まで溶湯が上昇することで、溶湯は第２通路に向かって落下する。落下する溶湯は、第２フロートを上昇させる。第２フロートが上昇し第２座に接触することで、第２通路の上方が閉じられる。第２通路の上方が閉じられることで、溶湯の表面に浮遊する酸化物も第２通路内に閉じ込められる。即ち、酸化物は捕捉される。酸化物が捕捉された溶湯を鋳型へ注入することで、高い品質の鋳造品を製造できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、酸化物を、第２通路で捕捉し、酸化物を含まない溶湯を鋳型に注入する。酸化物が捕捉された溶湯を鋳型へ注入することで、高い品質の鋳造品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るストークが用いられる低圧鋳造装置の断面図である。
【図２】実施例１に係るストークの要部断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】加圧工程から酸化物捕捉工程までを説明する図である。
【図６】鋳込み工程から湯下げ工程までを説明する図である。
【図７】実施例２に係るストークの断面図である。
【図８】図７の８−８線断面図である。
【図９】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１５】
先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、低圧鋳造装置１０は、側面１１に設けられた加圧ガス供給穴１２に加圧ポンプ１３が繋げられる炉１４と、この炉１４内に充填されるアルミニウム等の溶湯１５と、この溶湯１５に下端口１６が浸されるストーク２０と、このストーク２０の上端口２１が繋がれ炉１４の上面２２で支持される鋳型２３とからなる。
【００１６】
ストーク２０は、本体である筒体２５と、この筒体２５の下部に設けられる仕切り壁２６と、この仕切り壁２６で仕切られた第１通路２７及び第２通路２８と、この第２通路２８の下部に設けられる第１フロート室３１と、この第１フロート室３１の上部に連続的に設けられる第２フロート室３２と、筒体２５の上端口２１から下方に向かって広がる傾斜部３３と、この傾斜部３３の下端に設けられる大径部３４とからなる。
【００１７】
ストーク２０は、鋳型２３の取付部３６に大径部３４が支持されている。即ち、ストーク２０は、鋳型２３にぶら下げられるようにして設けられる。
【００１８】
なお、溶湯はアルミニウムやアルミニウム合金等任意の材料を用いることができる。
また、鋳型は砂型や金型等任意の材料を用いたものを使用することができる。
第１及び第２のフロート室３１、３２について、次図で詳細に説明する。
【００１９】
図２に示すように、第１フロート室３１は、溶湯１５の表面に浮かされ室内を上下に移動可能な球状の第１フロート３７と、この第１フロート３７の下方に設けられ第１フロート３７の脱落を防止する第１脱落防止部３８と、第１フロート３７の上方に設けられ第１フロート３７の上限を規制する第１座３９と、この第１座３９の上部から一体的に設けられ上方に向かって開けられる第１通孔４１とからなる。
【００２０】
第２フロート室３２は、室内を上下に移動可能な球状の第２フロート４３と、この第２フロート４３の下部に第１通孔４１と一体的に設けられ第２フロート４３の脱落を防止する第２脱落防止部４４と、第２フロート４３の上方に設けられ第２フロート４３の上限を規制する第２座４５と、この第２座４５の上部から一体的に設けられ上方に向かって開けられる第２通孔４６とからなる。
【００２１】
筒体２５外の溶湯１５を加圧することで、筒体２５内の溶湯１５が上昇し、第１フロート３７も上昇する。想像線で示すように、第１フロート３７が上昇すると、テーパ形状の第１座３９に接触する。第１座３９に接触することで、溶湯１５の第２フロート室３２への侵入を防ぐ。
【００２２】
即ち、第１フロート３７と第１座３９とは、弁と弁座の関係にある。第２フロート４３と第２座４５との関係も同様である。第１及び第２のフロート３７、４３は共に球状のフロートが用いられる。球状であれば、汎用品を用いることができ、ストーク２０の製造コストを低廉にすることができる。
【００２３】
図３に示すように、筒体２５は仕切り壁２６が設けられることで、断面視で半円状の第１通路２７と、同じく断面視半円状の第２通路２８とに区分される。
筒体２５に仕切り壁２６を設けて２つの通路を設けるため、ストーク２０をコンパクトにすることができる。
【００２４】
図４に示すように、第１脱落防止部３８は、第２通路２８の中心に向かって延ばされる複数（この例では４本）の爪部材４８からなる。蓋状の部材に通孔を設けた場合に比べ、溶湯の流路面積を広くすることができる。流路面積を広くすることで、溶湯の流路抵抗が小さくなる。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、まず、加圧ポンプ（図１、符号１３）を作動させ、ガスを炉（図１、符号１４）内に送ることで、加圧ガスがストーク２０外の溶湯１５の表面を加圧する。加圧することで、第１通路２７及び第２通路２８内を溶湯１５が上昇する。
【００２６】
溶湯１５が上昇を続けると、（ａ）のｂ部拡大図である（ｂ）に示すように、第１フロート３７が溶湯１５で上昇され第１座３９に接触する。接触することで、第２通路２８の下方（第１通孔４１）が閉じられる。
【００２７】
第２通路２８の下方が閉じられることで、（ｃ）に示すように溶湯１５は第１通路２７内をさらに上昇する。第１通路２７の上端部４９まで溶湯が上昇することで、溶湯１５は第２通路２８に向かって落下する。
【００２８】
（ｄ）に示すように、落下する溶湯１５は、第２フロート４３を上昇させる。第２フロート４３が上昇し、（ｄ）のｅ部拡大図である（ｅ）に示すように、第２座４５に接触することで、第２通路２８の上方が閉じられる。
【００２９】
第２通路２８の上方が閉じられることで、溶湯１５の表面に浮遊する酸化物５０も第２通路２８内に閉じ込められる。即ち、酸化物５０は捕捉される。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、酸化物５０が捕捉された溶湯１５を鋳型（図１、符号２３）へ注入することで、高い品質の鋳造品を製造できる。
【００３１】
加圧を停止することで、（ｂ）に示すように溶湯１５は筒体２５内を降下する。
溶湯１５は、（ｃ）に示すように第１通路２７及び第２通路２８内を降下し、第２通路２８内の溶湯１５の表面に浮遊する酸化物５０も降下する。
【００３２】
降下した酸化物５０は、（ｄ）に示すように、第１フロート室３１で回収される。
回収された酸化物５０は、次回の低圧鋳造時に第１フロート３７によって第１フロート室３１に閉じ込められる。即ち、第２フロート室３２では第１通路２７に存在する酸化物５０のみが捕捉される。回収された酸化物５０を第１フロート室３１に閉じ込め、第１通路２７に存在する酸化物５０のみを第２フロート室３２で捕捉する。より確実に酸化物５０の鋳型２３への混入を防ぐことができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図７に示されるように、ストーク６０は、筒体６１の外面６４側に設けられた複数の（この例では２つ）第１通路６５、６５と、これらの第１通路６５、６５に断面視で挟まれるようにして中央に設けられる第２通路６６とが備えられている。
【００３４】
第１通路６５の下端口６７から第１通路６５に入った溶湯は、第１通路６５内を上昇する。上昇することで、第１通路６５の上端を閉じる蓋体６８に開けられた連通孔６９から、筒体６１の軸に向かって排出される。排出された溶湯は、上部溶湯取入れ口５５に向かって流れる。
【００３５】
このようなストーク６０も、酸化物が捕捉された溶湯を鋳型へ注入することで、高い品質の鋳造品を製造できる。
【００３６】
図８に示すように、蓋部６８は、第２通路（図７、符号６６）に向けて傾けられる。第１通路（図７、符号６５）内を上昇した溶湯及び酸化物は、蓋部６８の傾きで確実に上部溶湯取入れ口５５へ向かって落下する。即ち、酸化物を確実に第２通路へ送ることができ望ましい。
【００３７】
尚、本発明に係る低圧鋳造装置は、シリンダヘッドの製造を例に説明したが、その他の鋳造品にも適用可能であり、他の用途に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のストークは、車両用部品を製造する低圧鋳造装置に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１５…溶湯、２０、６０…ストーク、２３…鋳型、２５、６１…筒体、２７、６５…第１通路、２８、６６…第２通路、３１…第１フロート室、３２…第２フロート室、３７…第１フロート、３８…第１脱落防止部、３９…第１座、４１…第１通孔、４３…第２フロート、４４…第２脱落防止部、４５…第２座、４６…第２通孔、４９…上端部、５０…酸化物。
【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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