(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートが複数設けられたキャビティと、溶湯供給源から上方へ略鉛直に延びるランナと、当該ランナから分岐部で分岐して当該ランナの直交方向に延びて前記複数のゲートに至る複数のランドフィードと、を備え、前記ランナから、前記ランドフィード、前記ゲートを介して前記キャビティに溶湯が供給される鋳造金型であって、
前記複数の分岐部のそれぞれについて、下側の角部の曲率半径は、上側の角部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする鋳造金型。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造金型において、
前記キャビティは同一形状で点対称位置に２つ設けられることを特徴とする鋳造金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鋳造金型において、
前記複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔を空けて設けられることを特徴とする鋳造金型。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の鋳造金型において、
前記上流側の角部の曲率半径は、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記下流側の角部の曲率半径は、前記ランドフィードの幅の１．２倍以上であることを特徴とする鋳造金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造金型に関する。詳しくは、キャビティ、ランナ、およびランドフィードを備える鋳造金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高温で流動性のある溶湯を金型内部に供給して、この溶湯を金型内部で凝固させることで、所望の形状の製品を得る鋳造金型が知られている。
この鋳造金型は、例えば、ゲートが複数設けられたキャビティと、鉛直方向に延びるランナと、このランナから分岐部で分岐して水平方向に延びて、各ゲートに至る複数のランドフィード部と、を備えている（特許文献１参照）。
以上の鋳造金型によれば、溶湯供給源からランナの下端に溶湯を供給すると、この溶湯は、各分岐部でランドフィードにも流入しながら、ランナ内を上昇する。そして、各ランドフィードに流入した溶湯は、ゲートを介して、キャビティ内に流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０９８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、以上の鋳造金型では、ランナの各ランドフィードへの分岐部の角部を、丸い形状としている。この理由は、角部が鋭利な形状である場合、溶湯が凝固した後に製品を脱型すると、この鋭利な角部を起点としてランナ部が割れて、この割れたランナ部が金型内部に残る場合があるためである。また、この鋭利な角部に熱が籠もって、溶湯が金型に焼き付きやすくなったり、この鋭利な角部に熱応力が作用し、金型が欠けたりする場合があるからである。
【０００５】
しかしながら、流体である溶湯には物体の表面に沿って流れる性質（以下、コアンダ効果と呼ぶ）があるうえに、溶湯に重力が作用するため、ランナに供給された溶湯は、ランドフィードへの分岐部において、ランナ内をさらに上昇するのではなく、丸い角部に沿ってランドフィード内に流れやすい。
その結果、溶湯供給源に近いゲートから順番に、溶湯がキャビティ内に吐出されることになり、各ランドフィードからキャビティに溶湯が流入するタイミングにばらつきが生じて、製品の品質が安定しないおそれがあった。
【０００６】
特に、一つの金型に同一形状のキャビティを点対称に２つ設け、一度に２つの製品を鋳造する場合、この傾向が顕著となる。
すなわち、キャビティが点対称で形成されているため、一方のキャビティでは、製品の上部に相当する部分に先行して溶湯が流入し、他方のキャビティでは、製品の下部に相当する部分に先行して溶湯が流入することになる。よって、２つのキャビティで鋳造した製品の品質が大きく異なってしまう。
【０００７】
本発明は、溶湯の先行流入をできる限り抑制できる鋳造金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鋳造金型（例えば、後述の鋳造金型１）は、ゲート（例えば、後述のゲート４１〜４５）が複数設けられたキャビティ（例えば、後述のキャビティ４Ａ、４Ｂ）と、直線状に延びるランナ（例えば、後述のランナ３）と、当該ランナから分岐部（例えば、後述の分岐部３１〜３５）で分岐して当該ランナの直交方向に延びて前記複数のゲートに至る複数のランドフィード（例えば、後述のランドフィード５１〜５５）と、を備え、前記ランナから、前記ランドフィードおよび前記ゲートを介して、前記キャビティに溶湯が供給される鋳造金型であって、前記複数の分岐部のそれぞれについて、上流側の角部（例えば、後述の角部３１Ａ）の曲率半径（例えば、後述の曲率半径Ｒ１）は、下流側の角部（例えば、後述の角部３１Ｂ）の曲率半径（例えば、後述の曲率半径Ｒ２）よりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、上流側の角部の曲率半径を、下流側の角部の曲率半径よりも小さくした。上流側の角部の曲率半径が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィードに流れ込む溶湯を低減できる。
また、下流側の角部の曲率半径が大きいため、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で受けて、ランナに戻すことができる。
以上より、溶湯がランナ内にほぼ行き渡った後、ランナ内の溶湯がランナからランドフィードに流入することになるので、複数のゲートからほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。
【００１０】
この場合、前記複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔（例えば、後述の所定間隔ｄ１〜ｄ４）を空けて設けられることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、複数の分岐部のうち互いに隣接するもの同士を、所定間隔を空けて設けた。よって、互いに隣り合う分岐部同士の間には、断面積が一定となるランナが形成されることになる。これにより、下流側の角部を確実に形成して、この下流側の角部で溶湯を確実に受けてランナに戻すことができるから、溶湯の流れが乱れるのを防止できる。そのため、各分岐部で生じるコアンダ効果を確実に抑制できる。
【００１２】
この場合、前記上流側の角部の曲率半径は、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記下流側の角部の曲率半径は、前記ランドフィードの幅（例えば、後述の幅ｔ）の１．２倍以上であることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、上流側の角部の曲率半径を３ｍｍ以上５ｍｍ以下とした。よって、コアンダ効果を小さくできるうえに、この角部に熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部に熱応力が作用して金型が欠けたりするのを防止できる。
上流側の角部の曲率半径が３ｍｍ未満の場合、角部に熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部に熱応力が作用して金型が欠けたりする。一方、上流側の角部の曲率半径が５ｍｍを超える場合、コアンダ効果が小さくならない。
【００１４】
また、下流側の角部の曲率半径を、ランドフィードの幅の１．２倍以上とした。よって、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で確実に受けてランナに戻すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上流側の角部の曲率半径を、下流側の角部の曲率半径よりも小さくした。上流側の角部の曲率半径が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィードに流れ込む溶湯を低減できる。また、下流側の角部の曲率半径が大きいため、溶湯の一部がランドフィードに流れ込もうとしても、この溶湯を下流側の角部で受けて、ランナに戻すことができる。以上より、溶湯がランナ内にほぼ行き渡った後、ランナ内の溶湯がランナからランドフィードに流入することになるので、複数のゲートからほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋳造金型の全体斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る鋳造金型のキャビティに至るランナの断面図である。
【図３】前記実施形態に係る鋳造金型のランナの分岐部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る鋳造金型１の全体斜視図である。
鋳造金型１は、溶湯を供給するシリンダ装置２と、このシリンダ装置２から略鉛直に直線状に延びる２つのランナ３と、これらランナ３の外側に点対称に配置された一対のキャビティ４Ａ、４Ｂと、ランナ３から分岐して水平に延びてキャビティ４Ａ、４Ｂに至る複数のランドフィード５１〜５５と、を備える。
【００１８】
以下、キャビティ４Ａに至るランナ３について説明するが、キャビティ４Ｂに至るランナ３についても、同様の構成である。
図２は、キャビティ４Ａに至るランナ３の断面図である。
キャビティ４Ａに至るランナ３側には、複数のゲート４１〜４５が鉛直方向に並んで形成されている。
ランナ３には、複数の分岐部３１〜３５が設けられている。ランドフィード５１〜５５は、分岐部３１〜３５で分岐し、ゲート４１〜４５まで延びている。
分岐部３１〜３５のうち互いに隣接するもの同士は、所定間隔ｄ１〜ｄ４を空けて設けられている。
【００１９】
図１に戻って、シリンダ装置２は、ランナ３に溶湯を供給するものである。
よって、このシリンダ装置２を駆動することにより、ランナ３、ランドフィード５１〜５５、ゲート４１〜４５を介して、キャビティ４Ａ、４Ｂに溶湯が供給される。
【００２０】
以下、ランナ３の分岐部３１について説明するが、残る分岐部３２〜３５についても、同様の構成である。
図３は、ランナ３の分岐部３１の拡大断面図である。
分岐部３１の上流側の角部としての下側の角部３１Ａの曲率半径Ｒ１は、下流側の角部としての上側の角部３１Ｂの曲率半径Ｒ２よりも小さくなっている。また、曲率半径Ｒ１は、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、曲率半径Ｒ２は、ランドフィード５１の幅ｔの１．２倍以上となっている。
【００２１】
したがって、この分岐部３１では、以下のように溶湯が流れる。すなわち、溶湯がランナ３に供給されると、この溶湯は、ランナ３内を上昇し、分岐部３１に至る。分岐部３１では、図３に示すように、下側の角部３１Ａの曲率半径Ｒ１が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、ランドフィード５１に流れ込む溶湯が低減される。
また、上側の角部３１Ｂの曲率半径Ｒ２が大きいため、溶湯の一部がランドフィード５１に流れ込もうとしても、この溶湯は上側の角部３１Ｂに沿って流れて、ランナ３に戻る。
【００２２】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）下側の角部３１Ａの曲率半径Ｒ１を、上側の角部３１Ｂの曲率半径Ｒ２よりも小さくした。下側の角部３１Ａの曲率半径Ｒ１が小さいため、コアンダ効果が小さくなるから、従来に比べて、ランドフィード５１〜５５に流れ込む溶湯を低減できる。また、上側の角部３１Ｂの曲率半径Ｒ２が大きいため、溶湯の一部がランドフィード５１〜５５に流れ込もうとしても、この溶湯を上側の角部３１Ｂで受けて、ランナに戻すことができる。以上より、溶湯がランナ３内にほぼ行き渡った後、ランナ３内の溶湯がランナ３からランドフィード５１〜５５に流入することになるので、複数のゲート４１〜４５からほぼ同じタイミングで溶湯をキャビティ４Ａ、４Ｂ内に流入させることができ、製品の品質を安定させることができる。
【００２３】
（２）複数の分岐部３１〜３５のうち互いに隣接するもの同士を、所定間隔ｄ１〜ｄ４を空けて設けた。よって、互いに隣り合う分岐部３１〜３５同士の間には、断面積が一定となるランナ３が形成されることになる。これにより、上側の角部３１Ｂを確実に形成して、この上側の角部３１Ｂで溶湯を確実に受けてランナ３に戻すことができるから、溶湯の流れが乱れるのを防止できる。そのため、各分岐部３１〜３５で生じるコアンダ効果を確実に抑制できる。
【００２４】
（３）下側の角部３１Ａの曲率半径Ｒ１を３ｍｍ以上５ｍｍ以下とした。よって、コアンダ効果を小さくできるうえに、この角部３１Ａに熱が籠もって溶湯が金型に焼きつきやすくなったり、この角部３１Ａに熱応力が作用して金型が欠けたりするのを防止できる。
また、上側の角部３１Ｂの曲率半径Ｒ２を、ランドフィード５１〜５５の幅ｔの１．２倍以上とした。よって、溶湯の一部がランドフィード５１〜５５に流れ込もうとしても、この溶湯を角部３１Ｂで確実に受けてランナ３に戻すことができる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１      鋳造金型
３      ランナ
４Ａ、４Ｂ      キャビティ
３１〜３５      分岐部
３１Ａ      角部（上流側の角部）
３１Ｂ      角部（下流側の角部）
４１〜４５      ゲート
５１〜５５      ランドフィード
Ｒ１、Ｒ２      曲率半径
ｄ１〜ｄ４  所定間隔
ｔ      幅
【図１】
0005412201.tif 000002
【図２】
0005412201.tif 000003
【図３】
0005412201.tif 000004