(57)【要約】【課題】鋳造品の品質を向上させるために、鋳型への溶湯の充填が完了した後直ちに鋳型を反転させることができ、かつ、溶湯が鋳型から流出することがない重力鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】溶湯１１の供給口である湯口２と、該湯口２から供給された溶湯１１を成形空間たる製品部５へ案内する湯道３と、該湯道３と製品部５との間に配置される押湯部４と、が形成され、湯道３の途中に該湯道３を閉塞可能な閉塞手段たる閉塞部材８を有し、水平方向に軸支される反転軸１０によって支持され、反転軸１０回りに上下反転される反転工程を有する重力鋳造方法に用いられる鋳型１であって、閉塞部材８は、鋳型１を構成する素材（例えば、鋳砂）に比して熱伝導率が十分に高い素材（例えば、銅）によって構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯の供給口である湯口と、
該湯口から供給された溶湯を成形空間へ案内する湯道と、
該湯道と成形空間との間に配置される押湯部と、
が形成され、
前記湯道の途中に該湯道を閉塞可能な閉塞手段を有し、
水平方向に軸支される反転軸によって支持され、
前記反転軸回りに上下反転される反転工程を有する重力鋳造方法に用いられる鋳型であって、
前記閉塞手段は、
前記鋳型を構成する素材に比して熱伝導率が十分に高い素材によって構成される、
ことを特徴とする重力鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記閉塞手段は、
前記湯道に配設されるフィルターと置換されて、
所定の閉塞位置に配設される、
ことを特徴とする請求項１に記載の重力鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造中に鋳型を上下方向に１８０度反転させる工程を含む重力鋳造方法に用いられる鋳型の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳造工程の途中で鋳型を上下方向に１８０度反転させる工程を含む重力鋳造方法が知られている。一般的な反転工程を含む重力鋳造方法では、鋳型の中に溶湯が注入されると同時に溶湯の凝固が始まるため、溶湯の注入後できるだけ早く鋳型を上下方向に１８０度反転させることが望ましいとされている。また、重力鋳造において押湯を効果的に効かせるためには、鋳型の反転時に充填された溶湯を流出させないことが望ましいため、従来は湯口に蓋をしたり、また湯口表面の溶湯が凝固するのを待ったりしてから、鋳型を反転させていた。このため、反転工程を実施するタイミングが遅れてしまい、鋳造品の品質に悪影響を及ぼす場合があった。
【０００３】
そこで、鋳型から溶湯が流出することを防止する技術として、鋳型を上下方向に１８０度反転させる前に、溶湯の供給系（即ち、湯口や湯道等）を機械的に閉鎖する技術が知られており、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
係る特許文献１に示されている従来技術では、鋳造品の実質的固化（凝固）が起こる前に、閉鎖手段を動かして湯道を遮断してから、鋳型を上下方向に１８０度反転させて、重力方式で溶湯を凝固させる構成としている。
【０００４】
しかしながら、係る特許文献１に示される従来技術では、機械的な閉鎖手段を採用しているため、閉鎖手段たる鋼や鋳鉄製の金属プレートを案内する部位では隙間を確保しなければならず、係る隙間を通じて溶湯が流出する可能性があった。
【特許文献１】特開平１１−３２００７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、係る現状を鑑みてなされたものであり、鋳造品の品質を向上させるために、鋳型への溶湯の充填が完了した後直ちに鋳型を反転させることができ、かつ、溶湯が鋳型から流出することがない重力鋳造用鋳型を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、溶湯の供給口である湯口と、該湯口から供給された溶湯を成形空間へ案内する湯道と、該湯道と成形空間との間に配置される押湯部と、が形成され、前記湯道の途中に該湯道を閉塞可能な閉塞手段を有し、水平方向に軸支される反転軸によって支持され、前記反転軸回りに上下反転される反転工程を有する重力鋳造方法に用いられる鋳型であって、前記閉塞手段は、前記鋳型を構成する素材に比して熱伝導率が十分に高い素材によって構成されるものである。
【０００８】
請求項２においては、前記閉塞手段は、前記湯道に配設されるフィルターと置換されて、所定の閉塞位置に配設されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
請求項１においては、押湯部に貯溜される溶湯が反転工程時にこぼれ出ることを確実に防止できる。
【００１１】
請求項２においては、湯道の長さを従来と同等に保持でき、閉塞手段を有する鋳型をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る重力鋳造用鋳型の全体構成について、図１および図２を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係る鋳型の全体構成を示す模式図、（ａ）注入工程時の姿勢を示す側面断面模式図、（ｂ）反転工程後の姿勢を示す側面断面模式図、図２は本発明の一実施例に係る鋳型の全体構成（分解した状態）を示す模式図、（ａ）側面断面模式図、（ｂ）底面模式図である。
【００１３】
図１（ａ）・（ｂ）に示す如く、本発明の一実施例に係る重力鋳造用鋳型である鋳型１は、主に鋳砂を用いて成形されるものであり、湯口２、湯道３、押湯部４、製品部５等が形成されている。また、鋳型１は、反転軸１０によって、回転可能に支持されており、反転軸１０を軸心として上下方向に１８０度反転させて、図１（ａ）に示す状態（注入工程時の姿勢）から図１（ｂ）に示す状態（反転工程後の姿勢）へと姿勢を変更することが可能な構成とされている。
【００１４】
湯口２は、鋳型１に対して溶湯を供給するための供給口となる略擂鉢状に形成された部位である。また、湯道３は、湯口２と押湯部４とを連通する部位として形成される流路であり、湯口２から注入された溶湯を流通させて、押湯部４に連設される製品部５へ案内する役割を果たすものである。
【００１５】
押湯部４は、図１（ａ）に示す注入工程時の姿勢において、成形空間となる製品部５の下方にあたる部位に形成される空隙部であり、湯道３と製品部５とを連通する部位として形成されている。そして押湯部４は、図１（ｂ）に示す反転工程後の姿勢においては、製品部５の上方に位置し、押湯部４に充填された溶湯によって製品部５を押湯する役割を果たすものである。
【００１６】
湯道３の中途部にはフィルター６が配設されており、湯道３を通って押湯部４に流入する溶湯に抵抗を付与して溶湯の流れを整流するとともに、溶湯に混入した異物等を捕集する役目を果たして、鋳造品の品質確保に寄与している。そして、湯口２から注入された溶湯は、湯道３、フィルター６および押湯部４を介して製品部５に供給される。
【００１７】
製品部５は、最終製品である鋳造品の製品形状をなす空隙部であり、製品部５に注入された溶湯を、製品部５内で凝固させることによって、凝固された溶湯を製品形状に形成するための部位である。
【００１８】
ここで、フィルター６周辺部の構成について、さらに詳述すると、図２に示す如く、本発明の一実施例に係る鋳型１には、湯道３の中途部に湯道３の口径に比して拡径された内部空間を有する部位であって、鋳型１の外部と連通する部位である収納部９が形成されている。
【００１９】
収納部９の平面視（あるいは底面視）における内形形状は、フィルター６の平面視における外形形状と略同一に形成されており、収納部９に対してフィルター６をほぼ隙間無く挿入することができ、かつ、収納部９の内部で、収納部９に沿ってフィルター６を移動することができる構成としている。
【００２０】
そして係る収納部９には、フィルター６の他に、さらに弾性部材７、閉塞部材８の各部材が挿入される。これらの各部材６・７・８は、弾性部材７、フィルター６、閉塞部材８の順序で、収納部９に挿入される。
【００２１】
弾性部材７は、例えば、金属製のバネ部材が用いられており、各部材６・７・８が収納部９に挿入された状態においては、フィルター６に対して、定常状態に比して短縮させた状態で当接させる構成としている。これにより、フィルター６は、収納部９に挿入された状態においては、弾性部材７によって、該フィルター６が収納部９から排除される方向へ常時付勢される構成としている。
【００２２】
また、フィルター６の下方には、閉塞部材８を当接させているため、弾性部材７による付勢力によってフィルター６が鋳型１から脱落してしまうことはない。このように本発明の一実施例に係る鋳型１では、フィルター６に対して、上方からは弾性部材７によって弾性力を付勢し、かつ、下方には閉塞部材８を当接させることによって、フィルター６が収納部９の内部でがたつくことを防止する構成としている。
【００２３】
閉塞部材８は、例えば銅等の金属によって形成される板状の部材であり、平面視における形状は、フィルター６の形状と略同一に形成されている。このためフィルター６と同様に、閉塞部材８もまた、収納部９に対してほぼ隙間が無い状態で挿入することができ、かつ、収納部９の内部で収納部９の内部形状に沿って移動することが可能な構成としている。
【００２４】
また、本実施例における閉塞部材８は、鋳砂（熱伝導率０．８Ｗ／（ｍ・ｋ）程度）に比して十分大きな熱伝導率を有する素材である銅（熱伝導率３９８Ｗ／（ｍ・ｋ）程度）によって構成されている。このため、閉塞部材８に溶湯を接触させることによって、その接触した溶湯を直ちに凝固させることができる。
尚、本実施例では、閉塞部材８を構成する素材として銅を採用した場合を例示しているが、これに限定するものではなく、閉塞部材８を構成する素材には、鋳型１を構成する素材に比して十分に大きい熱伝導率を有する素材を適宜選択して採用することができる。
【００２５】
フィルター６および閉塞部材８と、これらが移動する際に案内をする役目を果たす収納部９との間には微小な隙間が存在しているが、係る隙間から流出しようとする溶湯は、確実に閉塞部材８と接触する。閉塞部材８と接触した溶湯は急速に放熱（冷却）され直ちに凝固されるため、隙間から流出することはなく、また、その凝固した溶湯がさらに隙間を封止するため、本発明の一実施例に係る鋳型１では、閉塞部材８と収納部９によって形成される隙間から溶湯が流出することが確実に防止される。
【００２６】
また、閉塞部材８を弾性部材７による付勢力に抗して収納部９内に押し込むことによって、弾性部材７を短縮させるとともに、フィルター６が収納部９に収納されて、フィルター６が配設されていた位置に閉塞部材８を配置して、閉塞部材８によって、湯道３を閉塞させることができる。
【００２７】
このように、従来から通常鋳型に備えられているものであるフィルター６の配設場所において、フィルター６と閉塞部材８を置換して湯道３を閉塞させる構成とすることにより、閉塞部材８の配設場所を新たに確保する必要が無くなるため、鋳型１をコンパクトな構成とすることができる。
【００２８】
即ち、本発明の一実施例に係る鋳型１においては、閉塞部材８は、湯道３に配設されるフィルター６と置換されて、所定の閉塞位置に配設されるものであり、湯道３を閉塞可能な部材である。
このような構成により、湯道３の長さを従来と同等に保持でき、閉塞手段たる閉塞部材８を有する鋳型１をコンパクトに構成することができる。
【００２９】
次に、本発明の一実施例に係る鋳型１を用いた重力鋳造方法について、図３および図４を用いて説明をする。図３は本発明の一実施例に係る鋳型を用いた重力鋳造方法（注入工程）を示す模式図、（ａ）注入状態を示す側面断面模式図、（ｂ）注入完了状態を示す側面断面模式図、図４は本発明の一実施例に係る鋳型を用いた重力鋳造方法（反転工程〜押湯工程）を示す模式図、（ａ）反転状態を示す側面断面模式図、（ｂ）反転完了後の押湯状態を示す側面断面模式図である。
【００３０】
（注入工程）
図３（ａ）に示す如く、鋳型１に対して溶湯１１を注入する注入工程では、湯口２から溶湯１１が注入される。湯口２から注入された溶湯１１は、湯道３、フィルター６および押湯部４を介して製品部５に供給される。
【００３１】
そして、図３（ｂ）に示す如く、所定量の溶湯１１が鋳型１に注入され、製品部５が溶湯１１によって充満された状態になると、溶湯１１の供給を停止する。
【００３２】
そして、それと同時に、閉塞部材８を収納部９の内部に押し込んで、フィルター６と置換する。このとき、収納部９に隣接する湯道３に貯溜されている溶湯１１は、閉塞部材８と接触することによって急速に放熱（冷却）され凝固するため、収納部９に隣接する湯道３が確実に閉塞される。
【００３３】
（反転工程）
図４（ａ）に示す如く、鋳型１を上下１８０度反転させる反転工程では、鋳型１に対して所定量の溶湯１１が注入され、閉塞部材８が収納部９の内部に押し込まれると直ぐに、鋳型１が反転軸１０回りに回転される。この回転時に、鋳型１の傾斜角がある一定以上の角度になると、湯口２および湯道３に貯溜されていた溶湯１１が湯口２の傾斜に沿って重力の作用によって自然に流出し始める。
【００３４】
このとき、本発明の一実施例に係る鋳型１では、湯道３は、閉塞部材８と、該閉塞部材８と隣接する湯道３において凝固した溶湯１１によって確実に閉塞されているため、押湯部４および製品部５は溶湯１１で満たされた状態に確実に保持される。また、押湯部４および製品部５を満たしている溶湯１１が鋳型１の外部に流出し、押湯部４に貯溜される溶湯１１が減少することもない。
【００３５】
即ち、本発明の一実施例に係る鋳型１においては、溶湯１１の供給口である湯口２と、該湯口２から供給された溶湯１１を成形空間たる製品部５へ案内する湯道３と、該湯道３と製品部５との間に配置される押湯部４と、が形成され、湯道３の途中に該湯道３を閉塞可能な閉塞手段たる閉塞部材８を有し、水平方向に軸支される反転軸１０によって支持され、反転軸１０回りに上下反転される反転工程を有する重力鋳造方法に用いられる鋳型１であって、閉塞部材８は、鋳型１を構成する素材（例えば、鋳砂）に比して熱伝導率が十分に高い素材（例えば、銅）によって構成されるものである。
このような構成により、押湯部４に貯溜される溶湯１１が反転工程時に流出することを確実に防止できる。
【００３６】
（押湯工程）
そして、図４（ｂ）に示す如く、鋳型１を１８０度上下に反転させた状態とし、押湯部４内の溶湯１１に作用する重力によって製品部５を押湯しながら製品部５内の溶湯１１を凝固させる。すると、製品部５内の溶湯１１が凝固するのに伴って体積が収縮しても、その収縮した体積分の溶湯１１を押湯部４から補給することができ、品質の安定した鋳造品を得ることができる。
【００３７】
このとき、本発明の一実施例に係る鋳型１では、湯道３が、閉塞部材８と、該閉塞部材８と隣接する湯道３において凝固した溶湯１１によって確実に閉塞されているため、鋳型１が１８０度上下に反転された状態でも、押湯部４および製品部５を満たしている溶湯１１が鋳型１の外部に流出することがない。
【００３８】
このように、本発明の一実施例に係る鋳型１を用いれば、鋳型１への溶湯１１の充填が完了した後直ちに鋳型１を反転させることができ、かつ、このとき、押湯部４および製品部５を満たしている溶湯１１が鋳型１から流出することがないため、効果的に押湯を行うことができ、鋳造品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例に係る鋳型の全体構成を示す模式図、（ａ）注入工程時の姿勢を示す側面断面模式図、（ｂ）反転工程後の姿勢を示す側面断面模式図。
【図２】本発明の一実施例に係る鋳型の全体構成（分解した状態）を示す模式図、（ａ）側面断面模式図、（ｂ）底面模式図。
【図３】本発明の一実施例に係る鋳型を用いた重力鋳造方法（注入工程）を示す模式図、（ａ）注入状態を示す側面断面模式図、（ｂ）注入完了状態を示す側面断面模式図。
【図４】本発明の一実施例に係る鋳型を用いた重力鋳造方法（反転工程〜押湯工程）を示す模式図、（ａ）反転状態を示す側面断面模式図、（ｂ）反転完了後の押湯状態を示す側面断面模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１    鋳型
２    湯口
３    湯道
４    押湯部
５    製品部
６    フィルター
７    弾性部材
８    閉塞部材
９    収納部
１０  反転軸
１１  溶湯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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