JP3138415B2 - 横型遠心力鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横型遠心力鋳造装
置に関し、詳しくはその軸芯回りに回転する鋳型の内面
に向けて鋳湯する鋳込樋と、その鋳込樋に供給される溶
湯を受けるホッパーとを備え、前記鋳込樋の一端側を前
記ホッパーに接続して前記ホッパーの溶湯供給口を前記
鋳込樋の湯道に接続してあるとともに、前記鋳込樋の他
端側先端に湯口を設けてあり、前記湯口を前記鋳型の端
部に設けた鋳込口から前記鋳型内に進入させ、退出させ
る鋳込装置を備えた横型遠心力鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、横型遠心鋳造装置においては、図
５に示すように、その鋳込樋１は、その一端側１ａを、
鋳込金属の供給を受けるホッパー２の溶湯供給口２ａに
接続し、その他端側１ｂに湯口４が設けられてあり、そ
の湯口４は、前記鋳込樋１の湯道３が直線的に設けられ
てある先端に設けられてあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の横型遠心鋳
造装置においては、湯口４がほぼ水平に配置されている
湯道３の先端に設けられているので、鋳込溶湯６の鋳込
時の流れは放物線状に落下する流れとなり、鋳込溶湯６
が鋳型５の内面に衝突する際の乱れにより、空気を巻き
込んだり、鋳込溶湯６の鋳型５の内面への衝突により鋳
型５内面を損傷したり、図５及び図６に示すように、鋳
込溶湯６が鋳型にほぼ垂直に注がれるために、溶湯に鋳
型の周方向への急激な加速度が作用することになる結
果、鋳込まれた凝固前の溶湯に乱れが生じ、スラグ、
砂、フラックス等の巻き込みに因って、鋳造不良を発生
したりするという問題あった。こうした問題に対して、
図７及び図８に示すように、鋳込樋１の他端側１ｂの湯
口４を鋳型５内面の下方向に回転移動する側の内面に近
寄らせるために、前記鋳込樋１を斜めに配置することが
考えられるが、湯口４から鋳湯される鋳込溶湯６が、鋳
型５内部に生ずる回転気流Ａに曝される結果、鋳込溶湯
６の流下速度と鋳型５内面の周速に差がある場合には、
鋳込溶湯６の流れがさらに乱されるうえに、前記鋳込溶
湯６を鋳型５内面沿って丁度よく流下させるように湯口
４の位置を調整するのは容易ではない。また、鋳込速度
を維持しつつ前記流下速度を前記鋳型５内面の周速に合
わせることが容易ではないという問題が新たに生ずる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解決し、好ましい位置から溶湯を鋳型の内面に沿って鋳
込み、鋳造欠陥の発生を防止ことができる鋳込装置を備
えた横型遠心鋳造装置を提供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的のための本発
明の第１の特徴構成は、他端側の湯道を下方に向けて湾
曲させた第１湾曲部を形成して、湯口を下方に向けて設
け、湯道の一端側に設けた直線部を鋳型の軸芯方向に対
して平面視斜方向に沿わせて、湯口を鋳型の内面に近接
させて鋳湯するように構成してある点にある（請求項１
に対応）。従って、湯口から鋳湯される鋳込溶湯を、鋳
込樋の湯道の曲率半径を適宜設定することによって、湯
口を出る際には流動状態に乱れを生じないで鋳型の内面
に沿って下方に向けて無理無く誘導でき、急激な溶湯の
流れの方向の変化を防ぐことができるので、溶湯の鋳込
速度を維持しつつ、好適な位置に湯口を位置させて鋳込
むことができ、さらに、湯道内の溶湯の流速を制御すれ
ば、湯口を出る鋳込溶湯の流下速度を容易に調節でき
る。その結果、空気の巻き込みは解消され、また、鋳込
樋の湯道の損傷を防止しながら、鋳型内面に沿って好適
な位置に、鋳型の回転周速に合わせた溶湯の流速で鋳込
むことができるので、鋳込みに際するスラグ、砂、フラ
ックス等の巻き込みによる鋳造欠陥の発生を防止でき
る。

【０００６】上記の目的のための本発明の第２の特徴構
成は、他端側の湯道を下方に向けて湾曲させた第１湾曲
部を形成して、湯口を下方に向けて設け、前記湯道の前
記第１湾曲部の一端側に、前記鋳型内面の下方に向かっ
て回転する側に向けて前記湯道をさらに湾曲させた第２
湾曲部を形成してある点にある（請求項２に対応）。従
って、湯口から鋳湯される鋳込溶湯を、鋳込樋の湯道の
曲率半径を適宜設定することによって、湯口を出る際に
は流動状態に乱れを生じないで下方に向けて無理無く誘
導でき、急激な溶湯の流れの方向の変化を防ぐことがで
きるので、溶湯の鋳込速度を維持しつつ、好適な位置に
湯口を位置させて鋳込むことができ、さらに、湯道内の
溶湯の流速を制御すれば、湯口を出る鋳込溶湯の流下速
度を容易に調節できる。また、湯道の第１湾曲部の一端
側に形成した第２湾曲部により、湯口を鋳型の内面に近
づけることがさらに容易になるとともに、湯口を鋳型の
鋳込口に近く位置させることができ、湯口の位置調整が
より容易になる。その結果、空気の巻き込みは解消さ
れ、また、鋳込樋の湯道の損傷を防止しながら、鋳型内
面に沿って好適な位置に、鋳型の回転周速に合わせた溶
湯の流速で鋳込むこともできるので、鋳込みに際するス
ラグ、砂、フラックス等の巻き込みによる鋳造欠陥の発
生を確実に防止できる。

【０００７】また、前記湯道の前記一端側に設けた直線
部を前記鋳型の軸芯方向に対して平面視斜方向に配置す
るとともに、前記鋳込装置を、前記湯口を前記鋳型の内
面に近接した状態で前記鋳型の長手方向に、前記鋳型に
対して相対移動可能に構成してあればなおよい（請求項
３に対応）。こうすれば、第２湾曲部の偏向角度を小さ
くでき、湯道の曲がりをも小さくできるので、湯道内の
溶湯の流れに対する影響の抑制が可能となり、鋳型内面
に沿って鋳湯される溶湯の鋳型内面に及ぼす流体力を抑
えることができる。その結果、鋳型の損傷並びに鋳造欠
陥の発生を一層容易に防止できる。

【０００８】そして、前記直線部の方向を、前記軸芯方
向に対して平面視斜方向から平面視前記軸芯方向に変更
可能とするように、前記ホッパーを垂直軸回りに偏心し
て往復駆動回転可能に前記鋳込装置に設けてあればさら
によい（請求項４に対応）。ホッパーを垂直軸回りに偏
心回転させれば、鋳込樋の先端の形状に合わせた移動が
可能であり、鋳型の直径に影響されることなく、鋳込樋
の方向を変化させて、湯口を好適な位置に移動でき、さ
らに、鋳込樋の進入・退出に際して、湯口部の湯道の曲
がりがあっても、鋳込口から障害なく湯口部を進入さ
せ、退出させることができる。その結果、鋳型の寸法に
係わらず、鋳造欠陥の発生を防止した鋳造が可能にな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記本発明の実施の形態につい
て、以下に、図面を参照しながら説明する。尚、従来技
術の説明図における構成要素と同一のもの、或いは、同
一の機能を有するものには同一の符号を付す。図１、２
は本発明の横型遠心鋳造装置の概念を示す図であり、図
１はその平断面図であり、図２は鋳型の回転軸方向に見
た鋳型の輪切り断面図である。図３は本発明の横型遠心
鋳造装置の全体を示す一分断面側面図である。図示のよ
うに、横型遠心鋳造装置には、鋳型５を駆動回転する回
転支持輪７と、その回転支持輪７上に回転支持されて軸
芯Ｃ回りに回転する鋳型５の内面に向けて鋳湯する筒状
に形成された鋳込樋１及び、その鋳込樋１に供給される
溶湯を受けるホッパー２とを備えた鋳込装置Ｐとを備え
ている。

【００１０】前記回転支持輪７は、前記鋳型５を支持
し、回転駆動するための駆動源を備えており、前記鋳型
５をその上に載置し、駆動するだけで前記鋳型５を所要
の回転方向Ｒに、所要の回転速度で回転させることがで
きるように構成された、従来から用いられているもので
ある。前記鋳込装置Ｐは、前記鋳込樋１を前記鋳型５の
一端部に設けた鋳込口５ａから前記鋳型５内に進入さ
せ、退出させるように構成してある。

【００１１】前記鋳込樋１は、その一端１ａ側を前記ホ
ッパー２に接続して前記ホッパー２の溶湯供給口２ａを
前記鋳込樋１の湯道３に接続してあるとともに、前記鋳
込樋１の他端１ｂ側先端部に湯口４を設けてある。さら
に、前記他端１ｂ側の前記湯道３を下方に向けて湾曲さ
せた第１湾曲部３ｂを形成して、前記湯口４を下向きに
形成してあり、前記湯道３の前記第１湾曲部３ｂの前記
一端１ａ側に、前記鋳型５内面が下方に向かって回転す
る側に向けて前記湯道３をさらに湾曲させた第２湾曲部
３ｃを形成して、前記湯口４を前記鋳型５の内面に接近
しやすくしてある。前記第１湾曲部３ｂ及び前記第２湾
曲部３ｃの湯道３の曲率は、その中を流れる溶湯の流れ
に乱れが生じない範囲で設定してある。なお、その範囲
の限界値は、内部を流動する溶湯の種類、温度等により
異なる流体力学的特性値によって定まるもので、上記曲
率の範囲は、予定する鋳込み金属の種類、温度等に基づ
いて求められる範囲に合わせて求め、その範囲内で上記
曲率を定める。前記湯口４を下方に向けて開口させた結
果、前記湯口４を鋳型５の内面に近接させて鋳湯する場
合に、前記湯口４から流下する鋳込溶湯６を前記内面の
回転方向に沿って供給して、鋳込溶湯６の流動方向の変
化を最小限に留め、鋳込まれた未凝固の溶湯を攪乱しな
いようになる。尚、前記鋳込溶湯６の流下速度は前記内
面の回転周速よりも大きくないことが望ましく、前記流
下速度と前記回転周速の間に差がないことがさらに望ま
しい。

【００１２】前記ホッパー２は、前記鋳込装置Ｐに、溶
湯供給口２ａより前記鋳込樋１側で、垂直軸の回りに、
前記湯道３の前記一端１ａ側に設けた直線部３ａを前記
鋳型５の軸芯Ｃの方向に対して平面視平行の姿勢から平
面視斜方向の姿勢まで往復回転駆動可能に偏心支持され
ている。

【００１３】前記鋳込装置Ｐは、鋳込みに際しては、前
記鋳型５に近接移動し、前記鋳込樋１を進入退出姿勢
（図１（ロ）参照）に保持して、前記鋳型５の鋳込口５
ａから前記湯口４を前記鋳型５内に進入させ、前記ホッ
パー２を垂直軸回りに偏心回転駆動して、前記鋳込樋１
を鋳込姿勢（図１（イ）参照）に保持して、前記湯口４
を前記鋳型５の内面に近接した状態で、鋳込み可能に構
成してある。鋳込み完了に際しては、再び前記ホッパー
２を逆方向に偏心回転駆動して、前記鋳込樋１を進入退
出姿勢に保持して、前記湯口４を前記鋳込口５ａから退
出させるように構成してある。前記進入退出姿勢におい
ては、前記鋳込樋１は前記軸芯Ｃに対して前記直線部３
ａが平面視平行に位置しており、前記進入後は前記ホッ
パー２の偏心回転駆動によって前記直線部３ａが前記軸
芯Ｃに対して平面視斜方向に位置する前記鋳込姿勢に偏
向し、前記湯口４が前記鋳型５の内面に近接するように
構成してある。前記鋳込姿勢における前記直線部３ａを
前記軸芯Ｃに対して平面視斜め方向に位置する姿勢とし
たのは、前記湯口４を前記鋳込口５ａを形成する堰に極
力近接させることを目的としたものである。従って、前
記第２湾曲部３ｃを備えたことによって、従来に比して
前記堰により近接した位置に鋳湯できるので、従来に比
して溶湯の前記鋳込口５ａ側への流動を少なくできる。
その結果、鋳込側に生ずる鋳造欠陥を減少できる。

【００１４】〔別実施形態〕 次に、本発明の他の実施の形態について説明する。 〈１〉上記実施例においては、前記鋳込樋１を前記ホッ
パー２にフランジ接続したものを図示したが、これに限
らず、前記鋳込樋１を前記ホッパー２の溶湯供給口２ａ
部に嵌合部を設けて嵌合接続するようにしてもよい。そ
して、この嵌合部を形成するに、前記溶湯供給口２ａ部
に嵌入部を設けて前記鋳込樋１の前記一端１ａ側を嵌入
させるようにしてもよく、前記溶湯供給口２ａ部に突出
部を設けて前記一端１ａ側をこの突出部に外嵌させるよ
うにしてもよい。尚、前記接続は、これらに限るもので
はなく、ネジを用いた接続等任意の接続形式を採用可能
であり、要するに、前記溶湯供給口２ａと前記鋳込樋１
の湯道３が確実に接続されればよい。 〈２〉前記鋳込樋１は、図４に示すように、前記直線部
３ａと前記第１湾曲部３ｂのみから構成してあってもよ
い。尚、図中（イ）は鋳込姿勢を示し、（ロ）は進入退
出姿勢を示す。また、前記直線部３ａに、さらに第３の
湾曲部を設けてあってもよく、要するに、前記湯口４が
下方に向けて開口し、鋳型の内面に近接して位置させる
ことができる構成であればよい。 〈３〉前記ホッパー２は、垂直軸の回りに偏心支持され
いる旨、上記の実施の形態に記載したが、その偏心支持
は軸支以外の支持方法であってもよい。尚、前記直線部
３ａが前記軸芯Ｃの方向に対して平面視平行の姿勢から
平面視斜方向の姿勢まで往復回転駆動可能に支持する旨
記載したが、前記平面視平行の姿勢は、平面視斜方向で
あってもよい。 〈４〉前記進入退出姿勢は、前記軸芯Ｃに対して前記直
線部３ａが平面視斜方向に位置するものであってもよ
く、前記鋳込姿勢を、前記直線部３ａが前記軸芯Ｃに対
して平面視平行に位置するものであってもよい。要する
に、前記両姿勢が、鋳込樋１の湯口４部が円滑に前記鋳
込口５ａから進入し、鋳型５の内面に近接した位置に移
動し、さらに、円滑に前記鋳込口５ａから退出できる姿
勢であればよい。 〈５〉上記の実施の形態においては、前記鋳込口５ａ側
を鋳込側として、鋳湯し、前記鋳型５の他端側を湯先側
として前記湯口４の位置を固定して鋳込むものを示した
が、前記湯口４を前記鋳型５の他端側にまで挿入し、鋳
湯しながら前記一端側にまで引退させるものであっても
よく、又、前記湯口４を前記鋳込口５ａ側から前記他端
側に移動させつつ鋳湯するものであってもよい。 〈６〉前記鋳型５は、特定されるものではなく、本発明
は任意の横型遠心鋳造鋳型に適用できる。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略平断面図

【図２】図１に記載の実施の形態を説明する正面視断面
図

【図３】本発明を使用する形態を示す一部断面側面図

【図４】本発明の他の実施の形態を示す概略平断面図

【図５】従来の横型遠心鋳造装置の一例を示す概略縦断
面図

【図６】図５の鋳込みについて説明する正面視断面図

【図７】従来の横型遠心鋳造装置の改良例を示す概略縦
断面図

【図８】図７の鋳込みについて説明する正面視断面図

【符号の説明】

１ 鋳込樋 １ａ 鋳込樋の一端 １ｂ 鋳込樋の他端 ２ ホッパー ２ａ 溶湯供給口 ３ 鋳込樋の湯道 ３ａ 湯道の直線部 ３ｂ 湯道の第１湾曲部 ３ｃ 湯道の第２湾曲部 ４ 湯口 ５ 鋳型 ５ａ 鋳込口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−218365（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−57547（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−100662（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 13/10 505

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その軸芯回りに回転する鋳型（５）の内
   面に向けて鋳湯する鋳込樋（１）と、その鋳込樋（１）
   に供給される溶湯を受けるホッパー（２）とを備え、前
   記鋳込樋（１）の一端（１ａ）側を前記ホッパー（２）
   に接続して前記ホッパー（２）の溶湯供給口（２ａ）を
   前記鋳込樋（１）の湯道（３）に接続してあるととも
   に、前記鋳込樋（１）の他端（１ｂ）側先端に湯口
   （４）を設けてあり、前記湯口（４）を前記鋳型（５）
   の端部に設けた鋳込口（５ａ）から前記鋳型（５）内に
   進入させ、退出させる鋳込装置（Ｐ）を備えた横型遠心
   力鋳造装置であって、 前記他端（１ｂ）側の前記湯道（３）を下方に向けて湾
   曲させた第１湾曲部（３ｂ）を形成して、前記湯口
   （４）を下方に向けて設け、 前記湯道（３）の前記一端（１ａ）側に設けた直線部
   （３ａ）を前記鋳型（５）の軸芯方向に対して平面視斜
   方向に沿わせて、前記湯口（４）を前記鋳型（５）の内
   面に近接させて鋳湯するように構成してある 横型遠心力
   鋳造装置。
2. 【請求項２】 その軸芯回りに回転する鋳型（５）の内
   面に向けて鋳湯する鋳込樋（１）と、その鋳込樋（１）
   に供給される溶湯を受けるホッパー（２）とを備え、前
   記鋳込樋（１）の一端（１ａ）側を前記ホッパー（２）
   に接続して前記ホッパー（２）の溶湯供給口（２ａ）を
   前記鋳込樋（１）の湯道（３）に接続してあるととも
   に、前記鋳込樋（１）の他端（１ｂ）側先端に湯口
   （４）を設けてあり、前記湯口（４）を前記鋳型（５）
   の端部に設けた鋳込口（５ａ）から前記鋳型（５）内に
   進入させ、退出させる鋳込装置（Ｐ）を備えた横型遠心
   力鋳造装置であって、 前記他端（１ｂ）側の前記湯道（３）を下方に向けて湾
   曲させた第１湾曲部 （３ｂ）を形成して、前記湯口
   （４）を下方に向けて設け、 前記湯道（３）の前記第１湾曲部（３ｂ）の前記一端
   （１ａ）側に、前記鋳型（５）内面の下方に向かって回
   転する側に向けて前記湯道（３）をさらに湾曲させた第
   ２湾曲部（３ｃ）を形成してある横型遠心力鋳造装置。
3. 【請求項３】 前記湯道（３）の前記一端（１ａ）側に
   設けた直線部（３ａ）を前記鋳型（５）の軸芯方向に対
   して平面視斜方向に配置するとともに、前記鋳込装置
   （Ｐ）を、前記湯口（４）を前記鋳型（５）の内面に近
   接した状態で前記鋳型（５）の長手方向に、前記鋳型
   （５）に対して相対移動可能に構成してある請求項１又
   は２記載の横型遠心力鋳造装置。
4. 【請求項４】 前記直線部（３ａ）の方向を、前記軸芯
   方向に対して平面視斜方向から平面視前記軸芯方向に変
   更可能とするように、前記ホッパー（２）を垂直軸回り
   に偏心して往復駆動回転可能に前記鋳込装置（Ｐ）に設
   けてある請求項３記載の横型遠心力鋳造装置。