(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】縦向きに配置される低圧鋳造用のストーク２０であって、このストーク２０は、長手方向略中間位置に内径が他の部位より大きな膨出部２８を有し、この膨出部２８の上端部３９若しくはこの上端部３９より高い位置にてストーク２０からストーク２０の中心に向かって縮径部材３１が延びており、この縮径部材３１の中心からストーク２０より小径の小径管部３２が膨出部２８の下端部４２より下方まで延びている。【効果】膨出部２８に到達した酸化物４５は、膨出部２８内に留められる。即ち、酸化物４５が膨出部２８で捕捉される。酸化物４５が膨出部２８で捕捉されることで、鋳型  へ流入する酸化物４５の量を低減させることができる。酸化物４５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１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦向きに配置される低圧鋳造用のストークであって、
このストークは、長手方向略中間位置に内径が他の部位より大きな膨出部を有し、この膨出部の上端部若しくはこの上端部より高い位置にて前記ストークから前記ストークの中心に向かって縮径部材が延びており、この縮径部材の中心から前記ストークより小径の小径管部が前記膨出部の下端部より下方まで延び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】
前記縮径部材は、前記ストークの中心へ向かいつつ下方へ向かう円弧断面からなるテーパ管形状体であ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】
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方向途中に設けた膨出部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５（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、縦向きに配置される低圧鋳造用のストークであって、
このストークは、長手方向略中間位置に内径が他の部位より大きな膨出部を有し、この膨出部の上端部若しくはこの上端部より高い位置にて前記ストークからストークの中心に向かって縮径部材が延びており、この縮径部材の中心からストークより小径の小径管部が前記膨出部の下端部より下方まで延びていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るストークは、縮径部材は、ストークの中心へ向かいつつ下方へ向かう円弧断面からなるテーパ管形状体であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３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、ストークの高さ方向途中に設けた膨出部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】
【００１２】
請求項１に係るストークは、膨出部と、縮径部材の中心から下げられる小径管部とを有する。筒体内の溶湯は、表面張力の影響で筒体の軸を頂点とする山形を呈する。即ち、筒体の内面側の溶湯が低くなる。筒体の内面側の溶湯が低いことで、溶湯の表面に浮遊する酸化物は、特に筒体の内面付近に多く存在するものと考えられる。
【００１３】
このため、溶湯を上昇させた場合に、酸化物は膨出部に到達しやすい。膨出部に到達した酸化物は、膨出部内に留められる。即ち、酸化物が膨出部で捕捉される。酸化物が膨出部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。
【００１４】
請求項２に係るストークでは、縮径部材は、ストークの中心へ向かいつつ下方へ向かう円弧断面からなるテーパ管形状体である。縮径部材よりも上方で酸化物が発生することがある。発生した酸化物は湯下げ時に、溶湯と共にストーク内を降下される。縮径部材をテーパ管形状体とすることで、酸化物を留まらせることなく、確実に小径管部に送ることができる。
【００１５】
請求項３に係るストークの製造方法では、酸化物を、ストークの高さ途中に設けた膨出部で捕捉する。酸化物が膨出部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】
【００１６】
【図１】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２】図１の２−２線断面図である。
【図３】加圧工程から鋳込み工程までを説明する図である。
【図４】湯下げ工程を説明する図である。
【図５】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】
【００１７】
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】
【００１８】
先ず、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、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。
【００１９】
ストーク２０は、本体である筒体２５と、この筒体２５の内面２６側から外面２７側に向かって膨出される膨出部２８と、この膨出部２８の上端部３９と同じ高さから筒体２５の軸３０に向かって下げられるテーパ管形状体の縮径部材３１と、この縮径部材３１の中心から軸３０に沿って下げられる小径管部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３４と、この傾斜部３４の下端に設けられる大径部３５とからなる。
【００２０】
ストーク２０は、大径部３５が鋳型２３の取付け部３６に取付けられることで支持されている。即ち、大径部３５の底面３７でストーク２０を支持している。
【００２１】
膨出部２８は、一端が縮径部材３１近傍から外周方向に向かって延ばされる上端部３９と、この上端部３９の他端から下げられる側壁４１と、この側壁４１の下端から筒体２５に向かって延ばされる下端部４２とからなり、断面視矩形状を呈する。
【００２２】
円弧断面の縮径部材３１から繋げられる小径管部３２の下端は、断面視で筒体２５の軸３０から筒体２５の内面２６に向かって昇るテーパ面４４とされる。
【００２３】
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。
さらに、縮径部材は、テーパ管形状体の他、平板の中央に穴が開けられたいわゆるドーナツ板であっても用いることができ、これらのものに形状は限られない。
膨出部２８について、次図で詳細に説明する。
【００２４】
図２に示すように、ストーク２０は、筒体２５の一般部の内径Ｄ１よりも膨出部２８の内径Ｄ２を大きくした。内径Ｄ２を大きくし、膨出部２８を設けることで、膨出部２８に多量の溶湯１５を流し込むことができる。多量の溶湯１５を流し込むことで、より確実に酸化物を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。
【００２５】
図３（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、加圧ガスが溶湯１５の表面を加圧する。加圧されることで溶湯１５がストーク２０内を上昇する。
【００２６】
溶湯１５が上昇を続けると、（ｂ）に示すように、溶湯１５の表面が小径管部３２と同じ高さまで到達する。
（ｂ）のｃ部拡大図に示すように、溶湯１５の表面を浮遊する酸化物４５は、膨出部２８に流し込まれる。膨出部２８に流し込まれる理由は、以下のように考えられる。膨出部２８に流し込まれる理由を（ｂ）に戻って説明する。
【００２７】
筒体２５内の溶湯１５は、表面張力の影響で筒体２５の軸３０を頂点とする山型を呈する。裾野である筒体２５の内面２６は、溶湯１５が低くなる。筒体２５の内面２６側の溶湯１５が低いことで、溶湯１５の表面に浮遊する酸化物４５は、特に筒体２５の内面２６付近に多く存在するものと考えられる。
【００２８】
内面２６付近に溜まる酸化物４５は、溶湯１５を上昇させた場合に、膨出部２８に到達しやすい。膨出部２８に到達することで、酸化物４５が膨出部２８で捕捉される。酸化物４５が膨出部２８で捕捉されることで、酸化物４５の鋳型（図１、符号２３）への流入を防止することができる。
【００２９】
（ｃ）に戻り、小径管部３２の下端は、テーパ面４４とされる。テーパ面４４は、軸３０から膨出部２８に向かって上がるよう傾けられる。テーパ面４４に沿って酸化物４５は移動されるため、効率よく酸化物４５を膨出部２８に導くことができる。酸化物４５をさらに溶湯１５から捕捉することができる。
【００３０】
酸化物４５が捕捉された溶湯１５は、（ｄ）に示すように、さらに上昇し、鋳型へ注入される。鋳型へ注入されている間、酸化物４５は膨出部２８に留まる。酸化物４５が捕捉された溶湯１５を鋳型へ送る。酸化物４５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。
鋳型へ注入された後、加圧を停止する。加圧を停止した後の筒体２５の内部の状態について次図で説明する。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、加圧ポンプ（図１、符号１３）での加圧を停止すると、重力で溶湯１５が降下する。降下してくる溶湯１５に、鋳型内で発生した酸化物４６や鋳型に砂型を用いた場合の砂４７等が混じることがある。
【００３２】
酸化物４６や砂４７の混入した溶湯１５は、降下を続けることで、縮径部材３１の上面まで降下する。縮径部材３１をテーパ管形状体とした場合は、（ａ）のｂ部拡大図である（ｂ）に示すように、酸化物４６や砂４７を留まらせることなく、確実に小径管部３２に送ることができる。即ち、縮径部材３１がテーパ管形状体であることで、酸化物４６や砂４７が滑り落ちやすくされ、縮径部材３１の上面に留まることを防ぐ。
【００３３】
溶湯１５がさらに降下し、膨出部２８と同じ高さまで降下すると、（ｃ）に示すように、膨出部２８内の溶湯１５、酸化物４５も降下し、下端口１６に向かって流される。即ち、捕捉された酸化物４５が回収される。
【００３４】
酸化物４５の回収後に、再度加圧を行い、連続的に次の鋳造作業を開始する。鋳型等で発生した酸化物４６や砂４７は、テーパ管形状体の縮径部材３１で確実に筒体２５の下端口１６まで降下させられる。下端口１６まで降下させられた酸化物４５、４６は、膨出部２８で加圧の度に回収される。縮径部材３１をテーパ管形状体とすることで、確実に酸化物４６や砂４７を回収することができ、連続して使用することに適したストーク２０を提供することができる。
【００３５】
さらに、内径が他の部位より大きな膨出部２８で酸化物４５、４６を回収する。内径を他の部位より大きくしたことで、より多くの酸化物４５、４６を回収することができる。より多くの酸化物４５、４６を回収することができるため、この点からもストーク２０は、連続して使用することに適しているということができる。
【００３６】
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】
【００３７】
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】
【００３８】
１５…溶湯、２０…ストーク、２３…鋳型、２５…筒体、２８…膨出部、３１…縮径部材、３２…小径管部、３９…上端部、４２…下端部、４５、４６…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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