JPS63224854A - 圧力鋳造機用セラミツクフイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野１ 本光明は、車両用ホイール等のＨ３ａに適用される圧力
鋳造機に使用される圧力鋳３ａＩＩＩ用セラミックフィ
ルタに関する。 ［従来の技術］ 自動車用アルミホイール等の車両用ホイールは、圧力鋳
造技術により製造される。この圧力鋳造技術においては
、例えば、第４図に示すように、内部が気密状態におか
れた保持炉１内に、溶湯２を貯留したルツボ３を装入す
る（実開昭５９−６８６５９号）。保持炉１の上方には
、架台５が配設されており、この架台５には金型６が配
置されている。この金型６は、上型、下型及び横型に分
Ｖ］されてａ＞す、サイドシリンダ７及び上部シリンタ
（図示ゼず）により、各金型は締め（＝ｊ　ｔｊられて
いる。金型６の内部鋳込み空間は、金型６の下方に配設
されたストーク４に連通しており、このストーク４はそ
の下部がルツボ３内の溶湯２内に浸漬している。 この圧力鋳造機において、保持炉１の加圧ガス導入口８
を介して、保持炉１内に所定の圧力（例えば、約２　ｂ
　／　ｃｄ　）の加圧ガスを導入する。そうすると、ル
ツボ３内の溶湯がストーク４を上昇して金型６内に鋳込
まれる。この場合に、ルツボ３内の溶湯２の表面に発生
したアルミニウム等の酸化物が金型６内に鋳込まれた溶
湯中に混入してしまう。そこで、圧力鋳造機においては
、従来、第５図に示すように、ストーク４の下端部に、
フィルタ９が取り付けられている。つまり、このフィル
タ９は、第５図に示ずように、例えば上方に向けて縮径
している円錐台状をなし、ストーク４を上ｉする溶湯の
圧力に抗するようにストーク４の下端に係止されている
。そして、このフィルタ９により、溶湯中の異物を除去
し、金型６内に清浄な溶湯２を供給せんとしている。 なお、実開昭５９−１０２２５１号公報にも圧力鋳造機
用ストークが開示されているが、このストークもその下
端に一体的又は別体のフィルタ部分を有している。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらの従来のフィルタ９においては、
鋳造製品中への異物の混入を完全には防止することがで
きず、このフィルタ９等を使用しても、ホイール製品内
に混入安物が認められる。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
圧力鋳造機の鋳型内へ異物が混入することが回避され、
清浄な鋳造製品を得ることができる圧力鋳造機用セラミ
ックフィルタを提供することを目的とする。 Ｆ問題点を解決するための手段１ 本発明に係る圧力鋳造機用セラミックフィルタは、鋳型
と、この鋳型への溶湯流入口に配設され溶湯通流開口が
上方に向けて広がる受は部材とを有する圧力鋳造機に使
用される圧力持３ａ機用セラミックフィルタにおいて、
この受は部材に係止されその外側面が上方に向（プて広
がる筒体部と、この筒体部の内部に配設され開口率が４
５乃至９０％のハニカム状濾過部と、を有し、この筒体
部及び濾過部はセラミック材料で形成されていることを
特徴とする。 ［作用］ この発明においては、セラミックフィルタの筒体部の外
側面が上方に向けて広がっている。つまり、筒体部が円
筒状をなす場合には、その外周面が上方に向けて拡径（
下方に向けて縮径）している。そして、セラミックフィ
ルタは、鋳型への溶湯流入口に配置された受は部材にそ
の筒体部を係止させて配設される。従って、このセラミ
ックフィルタは、溶湯流入口の近傍に配設されることに
なり、溶湯中の異物は、鋳型に溶湯が入る直前で濾過部
により濾過される。このため、鋳型内に供給される溶湯
は濾過部により濾過されて清浄であると共に、濾過後に
おいて再汚染の機会から回避される。このため、鋳型内
の溶湯は極めて清浄であり、異物の混入がない清浄な鋳
造製品を得ることができる。 また、鋳型内の凝固製品を切断分離した後、ストーク等
に付着した残余の金属又は合金は、これを加熱溶解する
ことによって回収し、再利用することができる。この場
合に、フィルタはセラミック材料で作られているから、
加熱によっても溶融等をすることがないので回収溶湯中
にフィルタ成分が混入することがなく、分離除去するこ
とができる。 ［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
説明する。第１図はこの発明の実施例に係るセラミック
フィルタを示づ斜視図、第２図は同じくその底面図、第
３図はこのセラミックフィルタを圧力鋳造機に取り付け
た状態を示す断面図である。このフィルタ１０は第３図
に示すように、圧力鋳造機の受は部材２０に係止されて
鋳型２１への溶湯流入口に配設される。圧力鋳造機の保
持炉２２は気密状態におかれており、この保持炉２２内
には溶湯２４が貯留されたルツボ２３が装入されている
。 保持炉２２の上方には、架台２５が配設されており、こ
の架台２５十に鋳型２１が設置されている。鋳型２１の
下型２６は架台２５上に固定されており、横型２７は適
宜のサイドシリンダ（図示せず）により矢印２９方向に
往復移動することができる。一方、上型２８も適宜の上
部シリンダ（図示せず）により駆動されて矢印３０方向
に往復移動覆る。横型２７及び上型２８が各シリンダに
より、進出移動づるど、横型２７、上型２８及び下型２
６により囲まれた空間３１が形成される。 この空間３１が自動車ホイール等の所望の製品形状に対
応しており、この空間に溶湯２４が鋳込まれると、詩聖
２１により冷却されて凝固し、所望の形状の凝固製品が
得られる。 下型２６はその中央に円形の孔３２が形成されており、
この孔３２内に実質的に円筒状の受ｃノ部材２０が嵌合
されている。この受Ｃノ部材２０は、だの内周面３３が
上方に向けて拡径しており、その外周面下部は切り欠か
れて若干肉薄の係合部３４が形成されている。ストーク
３５はその下端部をルツボ２３内の溶潟２４に浸漬させ
ると共に、イの上端部を受

【ノ部４１２０の係合部３４
に外嵌さぜ、長子方向を鉛直にして設けられている。 本発明の実施例に係るセラミックフィルタ１０は、第１
図に示１ように、全体的に有底円筒状をなす。セラミッ
クフィルタ１０の筒体部１５は一定の厚みｔを有Ｊる円
筒状をなし、その外周面１１及び内周面１２は、上方に
向けて拡径している。この場合に、筒体部１５の外周面
１１は受は部材２０の内周面３３に整合でるように上方
に向けて拡径している。外周面１１の稜線及び内周面１
２の稜線は鉛直方向に対して人々、θ及びαの角度で傾
斜している。なお、上述の如く筒体部１５の斤みｔが一
定の場合には、傾斜角θ及びαは相等しいが、内周面１
２の傾斜角αは外周面の傾斜角θに一致している必要は
なく、例えば、αは零（傾斜せず）であってもよい。 筒体部１５の内周面１２の下端縁部には、その直上の内
周面より若干径が大きい係合部１４が形成されている。 この係合部１４に厚さがｉ】であり、所定の開口率を有
する円板状のハニカム濾過部１３が嵌込まれて配設され
ている。濾過部１３は第２図に示すように、ハニカム状
をなし、その周縁部の複数箇所にて耐熱性接着材１６に
より筒体部１５の下端に固定されている。なお、筒体部
１５とハニカム濾過部１３とを、一体成形してもよい。 ハニカム濾過部１３及び筒体部１５は、いずれもセラミ
ック月利で作られている。このセラミック月利どしては
、例えば、アルミナ、ムライト、コージＩライト、ジル
コニア及びスピネル等の酸化物系セラミック又はＳｉＣ
等の非酸化物系セラミックがある。 次に、このように構成されたセラミックフィルタ１０の
動作について説明する。先ず、上型２８及び横型２７を
相互に退避させ、セラミックフィルタ１０を受は部′４
Ａ２０に嵌合Ｊる。この場合に、受は部４４２０の内周
面３３とセラミックフィルタ１０の外周面１１とは、そ
の稜線が同一の角頂０で傾斜覆るように、整合して上方
に向けて拡径し−〇　− ている。従って、セラミックフィルタ１０を受ｔノ部材
２０に嵌合りると、人々外周面１１及び内周面３３が密
接し、両者間に摩擦力が作用してセラミックフィルタ１
０が受【ノ部材２０に固定される。 次いで、上型２８及び横型２７を前進させて、所定の鋳
込空間３１を形成Ｊ−る。そして、保持炉２２内に加圧
ガス（例えば、２気「）を導入すると、ルツボ２３内の
溶湯２４はストーク３５を」二昇し、セラミックフィル
タ１０を介して溶湯が金型２１内の鋳込空間３１に注入
される。溶湯２４は、ストーク３５と金型２１との間の
溶湯流入［］近傍に配設されたセラミックフィルタ１０
により濾過されるから、フィルタ１０を通過した溶湯は
清浄である。また、このフィルタ１０は金型２１への溶
湯流入口近傍に配設されているから、濾過後の溶湯が金
型２１に鋳込まれる迄に、再酸化Ｊ−るという事態が確
実に回避され、極めて清浄な清濁を金型２１に鋳込むこ
とがで・８゛る。なお、溶湯が凝固した後、製品を切断
分離ガるが、残余の切断屑等は加熱により溶解させて回
収することができる。これは、フィルタに高融点のセラ
ミック材料を使用したので、加熱によってフィルタが溶
解したり、フィルタの構成成分が溶湯に混入づるという
ことがないからである。 本願発明者等は、従来（第５図）のようにストーク４の
下端部にフィルタ９を配設しているにも拘らず、凝固製
品中に異物が混入する現象について、その原因を究明１
べく、種々実験研究を重ねた結果、下記の事実を見出し
た。溶湯は鋳造の都度、ストークの内部を通流する。こ
の場合に、鋳造開始時には、従前のｆｆ！ｉ造において
ストーク内周面に付着した溶湯が存在する。このス１〜
−り内周面の付着溶湯が酸化し、この酸化物が剥離する
と異物となって金型内に侵入する。また、ストーク内に
おいて溶１１面は上下動する。このため、スＩ−一りの
上部は溶湯に満たされるときと、満たされていないとき
が交互に現われる。これによっても、ストーク内周面に
酸化物が発生づる。従って、従来のように、フィルタが
ストークの下端に配設されている場合は、このようなス
トーク内周面にて発生ずる酸化物を除去することができ
ない。 しかしながら、本願発明のように、セラミックフィルタ
１０を鋳型への溶湯流入口近傍に配設することにより、
このようなストークの内周面にて発生した異物も濾過除
去することができる。このため、本願発明によれば極め
て清浄な溶湯を金型に供給することができる。 ところで、フィルタ１０としては、下記３要件を満足す
ることが要求される。即ち、■溶湯をスムーズに通過さ
せること、■溶湯の圧力に充分に耐えることができる強
度を有していること、及び■溶湯の圧力によって容易に
移動してしまうことがないことが必要である。 特に、本願発明のように、セラミックフィルタ１０を金
型２１への溶湯流入口近傍に配設すると、溶湯がストー
ク３５を上昇して溶湯温血がフィルタ１０を通過する際
に、溶湯によりフィルタ１０が動的な衡撃を受ける。従
って、従来のように、ストーク下端部にて常に溶湯に浸
漬した状態で使用される場合に比して、本願発明のフィ
ルタには極めて厳しい性能が要求される。 本願発明者等は、このような要件を満足させるべく、フ
ィルタ形状及び開口率等について検討した結果、以下の
知見を得た。 先ず、ハニカム濾過部１３の開口率は４５乃至９０％に
覆ることが必要である。開口率が４５％未満では、溶湯
の通過性が悪く、圧損が大きいと共に、鋳造速度が低下
する。このため、所定形状の製品を得にくい。一方、間
口率が９０％を超えると、ハニカム状成形体である濾過
部１３の強度が低下し、ｖｉ造時に変形してしまう。な
お、濾過部１３がハニカム状であるのは、フィルタとし
ての強度を高めるためである。 次に、セラミックフィルタ１０は、上述のように、ハニ
カム濾過部１３を筒体部１５に固定し、又はハニカム濾
過部１３を筒体部１５に一体成形Ｊ−ることが必要であ
る。これは、ハニカム濾過部１３単独であると、それが
溶湯圧力により容易に移動してしまうと共に、フィルタ
としての強度が不足ザる。なお、筒体部１５を円筒状に
して、円板状のハニカム濾過部１３を筒体部１５の底部
に配設づることが好ましい。これにより、フィルタとし
ての強度が上昇する。 筒体部１５の少なくとも外側面を上方に向けて広がらせ
、この外側面と受は部材２０の内面とを接触させること
が必要である。筒体部１５が円筒状である場合には、筒
体部１５の外周面を上方に向けて拡径し、その外形を逆
円錐台状にする。前述のように、フィルタを有底筒状体
にしたこととの相乗効果により、溶湯の圧力を作用させ
てフィルタの移動を防止するためである。つまり、フィ
ルタ１０には、溶湯が濾過部１３を通過覆る際に受ける
通流抵抗と浮力とが上方に向けて作用する。 一方、フィルタ１０にはその重力により下方への力が作
用すると共に、筒体部１５の上端縁及び下端縁には溶湯
の静水圧が作用する。この静水圧は、上端縁と下端縁と
の面積の差に依存する。このため、本願発明のように筒
体部１５を上方に向けて拡径することにより、上端縁の
面積が下端縁の面積より大きくなり、静水圧により下方
に力が作用すると考えられる。従って、筒体部１５の外
側面（外周面）を上方に拡径することにより、セラミッ
クフィルタ１０の浮き上がりを抑制することができる。 筒体部１５の高さ１−１（第１図参照）は、４乃至３０
ｍｍに覆ることが好ましい。高さ１−１が４ＩＲ＃１以
上である場合は、鋳造時の圧力に抗するために、セラミ
ックーフィルタの強度を一層高めることができる。＾さ
ト１が３０ｍｍを超えると、セラミックフィルタの取り
付は及び取り外しが不便となり、好ましくない。 円板状をなＪハニカム線通部１３の高さｈ（第１図参照
）は、２乃至２０ｍｍであることが好ましい。高さｈが
２　ａｒｍ未満である場合は、鋳造時の溶湯圧力等に抗
づ−るための強度が不足−リ−る。一方、高ざｈが２Ｏ
ｎｒｍを超えると、溶湯がスムーズに通流しにくい。 筒体部１５の外側面（第１図の実施例では外周面１１）
は、その傾斜θ（第１図の実施例では内周面１２の傾斜
αも）が５乃至１０°の範囲に入るように設定する。こ
の範囲内にａ３いては、ｉ造時の溶ａＦＦ力によるセラ
ミックフィルタ１０の浮き上がりを防止するのに大きな
効果がある。なお、内周面１２は、第１図に示す実施例
のＪ：うに上方に向けて拡径させることは、必ずしも必
要ではない。しかし、湧流れの面からは内周面１２につ
いても上方に向けて拡径させた方が好ましい。 筒体部１５の肉厚ｔは、１乃至５　ｒｕｍの範囲に設定
することが好ましい。肉厚が１　ｒｎｔｎ未満であると
、溶湯圧力により破損するおそれがある。また、肉厚り
が５醋を超えると、筒体部の外寸が受は部材２０の大き
さに制限されているので、必然的に濾過部１３の通流面
積が小さくなるため、通流抵抗が大きくなる。 次に、下記第１表にその寸法及び形状を示すセラミック
フィルタを試作し、第３図に示した装置を使用して圧力
鋳造した試験結果について説明する。 第１表 溶湯はアルミニウムであり、このアルミニウム溶湯をス
トーク３５の下端から２気圧の圧力で上昇させ、フィル
タ１０を介して金型２１に溶湯を鋳込んだ。この鋳込試
験結果を下記第２表に示す。 第２表 フィルタａ−、Ｑが本願発明の実施例にて説明した数値
範囲に入るものであり、フィルタｍ−ｏは、比較例とし
て示すものであって、夫々、開口率の下限外れ、開口率
の上限外れ、及び傾斜なしの場合である。また、フィル
タｐ及びｑも本願発明の範囲から外れる比較例である。 第２表中、◎は極めて良好、○は良好、×は不良を意味
する。 フィルタ瓦においてはハニカム濾過体の開口率が小さい
ため、溶湯の流れが悪く製品に巣が発生した。フィルタ
ｎにおいてはハニカム濾過体の開口率が大きいため強度
が足りず破損した。フィルタ０においては筒体部外周側
に傾斜がないためフィルターが鋳造中に浮き上がってし
まい、鋳造中断を余儀なくされた。フィルタｐにおいて
はフオームタイプの濾過体を使用したため、強度不十分
で一部破損し、また圧損が高く湧流れが不均一で製品に
巣が発生した。フィルタｑにおいては筒体部がないため
フィルターが浮き上がってしまい、ｌ造中断に至った。 フィルタｆをストークの下端に配設した場合には（従来
と同様）、非金属介在物を多量に含む溶湯が金型内へ流
入した。 ［発明の効果］ 本発明によれば、鋳型内に極めて清浄な溶湯を供給する
ことができ、異物の混入がない清浄な鋳造製品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係るセラミツフッラミック
フィルタを示す断面図である。 １０；セラミックフィルタ、１１：外周面、１２；内周
面、１３；濾過部、１５；筒体部、２０；受は部祠、２
１；金型、２４；溶湯、３５；ストーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型と、この鋳型への溶湯流入口に配設され溶湯
   通流開口が上方に向けて広がる受け部材とを有する圧力
   鋳造機に使用される圧力鋳造機用セラミックフィルタに
   おいて、この受け部材に係止されその外側面が上方に向
   けて広がる筒体部と、この筒体部の内部に配設され開口
   率が４５乃至９０％のハニカム状濾過部と、を有し、こ
   の筒体部及び濾過部はセラミック材料で形成されている
   ことを特徴とする圧力鋳造機用セラミックフィルタ。
2. （２）前記筒体部は円筒状をなし、前記濾過部は、円板
   状をなして筒体部の底部に配設され、筒体部及び濾過部
   により、有底筒状体を形成することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の圧力鋳造機用セラミックフィル
   タ。
3. （３）前記濾過部と筒体部とは一体的に形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の圧力鋳
   造機用セラミックフィルタ。
4. （４）前記濾過部は前記筒体部に接着固定されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の圧力鋳造
   機用セラミックフィルタ。