(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】縦向きに配置されている筒体３６の内部に下から上へ溶湯２５が通される低圧鋳造用のストーク３０であって、傘断面のトラップ１０〜１９が、複数本互いに平行に且つ筒体内に水平に渡されている。【効果】溶湯２５内に発生し得る酸化物５３は、傘状トラップ１０〜１９で捕捉される。酸化物５３がトラップ１０〜１９で捕捉されることで、鋳型３３へ流入する酸化物５３の量を低減させることができる。酸化物５３の含有量が少ない、高い品質の鋳造品を製造することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦向きに配置されている筒体の内部に下から上へ溶湯が通される低圧鋳造用のストークであって、
傘断面のトラップが、複数本互いに平行に且つ前記筒体内に水平に渡さ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】
前記トラップは、傘部とこの傘部の中央から下方へ延びる軸部とを備え、この軸部の下端が下方に凸になっていることを特徴とする請求項１記載の低圧鋳造用のストーク。
【請求項３】
前記トラップは、前記筒体の長手方向に複数段設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の低圧鋳造用のストーク。
【請求項４】
前記トラップは、前記筒体の長手方向から見た場合に格子状に配列されていることを特徴とする請求項３記載の低圧鋳造用のストーク。
【請求項５】
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、ストーク内の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、前記ストークの高さ途中に設けた断面傘状のトラップ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（図８）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８（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、縦向きに配置されている筒体の内部に下から上へ溶湯が通される低圧鋳造用のストークであって、
傘断面のトラップが、複数本互いに平行に且つ筒体内に水平に渡されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るストークは、トラップは、傘部とこの傘部の中央から下方へ延びる軸部とを備え、この軸部の下端が下方に凸になっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係るストークは、トラップは、筒体の長手方向に複数段設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係るストークは、トラップは、筒体の長手方向から見た場合に格子状に配列されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５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、ストーク内の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、ストークの高さ途中に設けたトラップ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】
【００１４】
請求項１に係る発明は、傘断面のトラップが、筒体内に水平に渡されている。溶湯内に発生し得る酸化物は、傘状トラップで捕捉される。酸化物が傘状トラップで捕捉されることで、鋳型へ流入する酸化物の量を低減させることができる。酸化物の含有量が少ない、高い品質の鋳造品を製造することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、軸部の下端が下方に凸になっている。軸部の下端が下方に凸になっていることで、酸化物の膜や大きな酸化物をこの軸部の下端で破砕することができる。破砕され細かくなった酸化物は、傘部に捕捉されやすくなる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、トラップは、筒体の長手方向に複数段設けられている。複数段のトラップを設けることで、より広い範囲で酸化物を捕捉することができる。より広い範囲で捕捉することで、酸化物の鋳型への流入をより確実に防止することができる。
【００１７】
請求項４に係るストークでは、トラップは、筒体の長手方向から見た場合に格子状に配列されている。格子状に配列されることで、筒体を長手方向から見た場合に、より広い範囲にトラップが設けられる。より広い範囲にトラップを設けることで、より広い範囲で酸化物を捕捉することができる。より広い範囲で捕捉することで、酸化物の鋳型への流入をより確実に防止することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、酸化物を、ストークの高さ途中に設けた傘状トラップで捕捉する。酸化物が傘状トラップで捕捉されることで、鋳型へ流入する酸化物の量を低減させることができる。酸化物の含有量が少ない、高い品質の鋳造品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】傘断面のトラップを説明する斜視図である。
【図２】実施例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３】図２の３部拡大図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】図２の５−５線断面図である。
【図６】加圧工程から鋳込み工程までを説明する図である。
【図７】湯下げ工程を説明する図である。
【図８】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】
【００２０】
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。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、トラップ１０は、傘断面の棒状部材である。トラップ１１、１２は、水平に設けられたトラップ１０と同様の傘断面の棒状部材であって、トラップ１０に平行に配置される。
【００２２】
トラップ１３、１４は、傘断面の棒状部材であって、互いに水平に且つ平行に配置され、トラップ１０に対しては、平面視で直交して配置される。即ち、トラップ１０〜１４は、複数段設けられる。トラップの形態を次図で説明する。
【００２３】
図２に示されるように、低圧鋳造装置２０は、側面２１に設けられた加圧ガス供給穴２２に加圧ポンプ２３が繋げられる炉２４と、この炉２４内に充填されるアルミニウム等の溶湯２５と、この溶湯２５に下端口２６が浸されるストーク３０と、このストーク３０の上端口３１が繋がれ炉２４の上面３２で支持される鋳型３３とからなる。
【００２４】
ストーク３０は、本体である筒体３６と、この筒体３６の長手方向中央よりも下部に設けられるトラップ１０〜１９と、筒体３６の上端口３１から下方に向かって広がる傾斜部３７と、この傾斜部３７の下端に設けられる大径部３８とからなる。
【００２５】
ストーク３０は、大径部３８が鋳型３３の凹部４１に収納されることで支持されている。即ち、大径部３８の底面４２でストーク３０を支持している。
【００２６】
この例では、第１段のトラップ１０〜１２が図面表裏方向に３つ配置され、これらの第１段のトラップ１０〜１２の上方に第２段のトラップ１３、１４、が配置され、これらの第２段のトラップ１３、１４の上方に第３段のトラップ１５、１６が図面表裏方向に２つ配置され、これらの第３段のトラップ１５、１６の上方に第４段のトラップ１７、１８、１９が３つ配置される。
【００２７】
このようなストーク３０は、例えば、鋳造により筒体３６とトラップ１０〜１９とが一体成形される。
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。
トラップ１０〜１９の形状について、次図で詳細に説明する。
【００２８】
図３に示すように、トラップ１０〜１９は、下端が鋭利な尖形部４５である軸部４６と、この軸部４６の上端から斜め下方に下げられる傘部４７と、この傘部４７の両端から下方に下げられる壁部４８、４８とからなる。
【００２９】
壁部４８、４８の下端は、断面視で軸部４６に向かって上がるよう傾けられたテーパ面４９、４９である。
傘部４７は、断面視で鋭角とされる。鋭角とされた場合は、酸化物が傘部４７の上面に留まることを確実に防ぐことができる。
【００３０】
図４に示すように、トラップ１０〜１４は、長手方向から見た場合に格子状に配列されている。この例では、下段のトラップ１０、１１、１２に対して上段のトラップ１３、１４が垂直に設けられている。即ち、傘部４７の頂部５１がそれぞれ垂直に設けられている。垂直に設けた場合は、トラップ１０〜１４同士が重なる面積をできるだけ少なくし、筒体３６内のより広い領域にトラップ１０〜１４を配置することができる。
【００３１】
図５に示すように、トラップ１５〜１９は、長手方向から見た場合に格子状に配列されている。トラップ１５〜１９は、図４に示したトラップ１０〜１４とは異なる位置に設けられる。即ち、この例では、３段以上のトラップ１０〜１９が長手方向に見た場合に、異なる位置に設けられる。
【００３２】
異なる位置に設けることで、トラップ１５〜１９の編み目からは、トラップ１０〜１４を臨むことができる。即ち、長手方向に見た場合に溶湯（図４、符号２５）が見えないよう、トラップ１０〜１９が設けられる。筒体３６内の全体にトラップ１０〜１９が設けられることで、酸化物をさらに確実に捕捉することができる。
酸化物の捕捉について次図で詳細に説明する。
【００３３】
図６（ａ）に示すように、まず、加圧ポンプ（図２、符号２３）を作動させ、ガスを炉（図２、符号２４）内に送ることで、加圧ガスが溶湯２５の表面を加圧する。加圧されることで溶湯２５がストーク３０内を上昇する。
【００３４】
溶湯２５が上昇を続けると、（ｂ）に示すように、溶湯２５の表面がトラップ１０〜１９まで到達する。（ｂ）のｃ部拡大図に示すように、酸化物５３は、トラップ１０〜１９で捕捉される。
【００３５】
軸部４６の下端が下方に凸になっている（尖形部４５参照）。軸部４６の下端が下方に凸になっていることで、酸化物５３の膜や大きな酸化物５３をこの軸部４６の下端で破砕することができる。破砕され細かくなった酸化物５３は、傘部４７に捕捉されやすくなる。即ち、酸化物５３の捕捉の精度が高まる。
【００３６】
特に、壁部４８の下端を軸部４６に向かって上がるテーパ面４９とすることが望ましい。テーパ面４９とされることで、溶湯が上昇する力で酸化物５３が傘部４７に向かって押される。酸化物５３が傘部４７に向かって押されるため、より確実に酸化物５３を捕捉することができる。
【００３７】
一部の捕捉されなかった酸化物５３ａは、（ｄ）に示すように、上段に設けられたトラップ１０〜１９で捕捉される。
このようなストーク３０は、図４及び図５を参照しながら以下のようにいうことができる。
【００３８】
トラップ１０〜１９は、筒体の長手方向に複数段設けられている。複数段のトラップ１０〜１９を設けることで、より広い範囲で酸化物５３を捕捉することができる。より広い範囲で捕捉することで、酸化物５３の鋳型（図２、符号３３）への流入をより確実に防止することができる。
【００３９】
トラップ１０〜１９は、筒体３６の長手方向から見た場合に格子状に配列されている。格子状に配列されることで、筒体３６を長手方向から見た場合に、より広い範囲にトラップ１０〜１９が設けられる。より広い範囲にトラップ１０〜１９を設けることで、より広い範囲で酸化物５３を捕捉することができる。より広い範囲で捕捉することで、酸化物５３の鋳型（図２、符号３３）への流入をより確実に防止することができる。
【００４０】
また、（ｄ）のｅ部拡大図である（ｅ）に示すように、酸化物５３は、トラップ１０〜１９内に収納される。このとき、壁部４８が設けられることで、酸化物５３を収納するためのスペースを大きく取ることができる。広いスペースに酸化物５３を収納することで、一度捕捉した酸化物５３を確実に収納することができる。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、酸化物５３が捕捉された溶湯２５は、さらに上昇し、鋳型（図２、符号３３）へ注入される。鋳型へ注入されている間、酸化物５３はトラップ１０〜１９に留まる。
【００４２】
溶湯２５内に発生し得る酸化物５３は、傘状トラップ１０〜１９で捕捉される。酸化物５３がトラップ１０〜１９で捕捉されることで、鋳型（図２、符号３３）へ流入する酸化物５３の量を低減させることができる。酸化物５３の含有量が少ない、高い品質の鋳造品を製造することができる。
【００４３】
鋳型へ注入された後、加圧を停止する。（ｂ）に示すように、加圧ポンプ（図２、符号２３）での加圧を停止すると、重力で溶湯２５が降下する。降下を続けることで、トラップ１０〜１９と同じ高さまで筒体３６内の溶湯２５が降下する。
【００４４】
トラップ１０〜１９と同じ高さまで溶湯２５が降下すると、（ｃ）に示すように、トラップ１０〜１９内の溶湯２５、酸化物５３も降下し、捕捉された酸化物５３が回収される。
【００４５】
軸部４６は鉛直方向に延ばされ、傘部４７はこの軸部４６に対して斜めに設けられる。このような場合、酸化物５３が回収され、酸化物５３が下段のトラップ１０〜１９の傘部４７に当たることがある。傘部４７が斜めに設けられることで、酸化物５３は傘部４７の上面を滑る。傘部４７の上面から滑らせることで、酸化物５３を傘部４７の上面に残さず、確実に回収することができる。
【００４６】
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】
【００４７】
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】
【００４８】
１０〜１９…トラップ、２５…溶湯、３０…ストーク、３６…筒体、４５…尖形部、４６…軸部、４７…傘部。
【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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