(57)【要約】【課題】真空機構を設けずに、量産に適した遠心鋳造装置を提供する。【解決手段】金属溶湯の鋳込みを行う金型に連結し、該金型の回転を行う前記回転軸を中空管とし、該中空管の前記金型とは反対の開口端よりガスを流して前記金型に導入し、前記金型内にて金属溶湯の鋳造を行う遠心鋳造装置。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも金型、回転軸、およびガス導入管を含む遠心鋳造装置であって、金属溶湯の鋳込みを行う前記金型に連結し、該金型の回転を行う前記回転軸を中空管とし、さらに該中空管の前記金型とは反対側のガス導入管より前記中空管を介してガスを前記金型に導入する、前記金型内にて金属溶湯の遠心鋳造を行う遠心鋳造装置。
【請求項２】
前記金型の一部に前記ガスを排出する開口部が設けられた請求項１に記載の遠心鋳造装置。
【請求項３】
前記金型の周囲に抵抗加熱用ヒータあるいは高周波加熱用のコイルが配置された、請求項１または２に記載の遠心鋳造装置。
【請求項４】
前記金型に前記中空管とは別に開閉可能な溶湯導入口が設けられた、請求項１または２に記載の遠心鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量産性に優れた遠心鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心鋳造方法の一つとして金属母材中に微細な固相粒子を複合化させる方法があり、例えば、特許文献１に開示された遠心力混合粉末法である。この技術では、まず母材金属粉末と複合化させたい固相粒子を混合して混合粉末１を作製する（図１参照）。そして、該混合粉末１を円筒形状金型２に投入した後、前記円筒形状金型２を回転させることによって該混合粉末１に遠心力を印加し、湯道３を通じて溶解炉で溶解された母材金属溶湯４を流し込む（図２参照）。凝固後、微細な固相粒子が母材金属に強固に固定され、母材金属中に微細な固相粒子が均一あるいは傾斜分散した円環状の鋳造材を得ることできる（図３参照）。さらに、図４に示す遠心鋳造装置を用いることによって、棒状の鋳造材（図５参照）を得ることもできる。しかし、図２あるいは図４に示す装置では、少なくとも回転機構と、溶解炉あるいは金型（鋳型）の少なくとも一方は真空容器に収納して鋳込みを行うことが一般的であるため、装置全体に比して金型のサイズが小さくなり、量産性に欠けていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８４５８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記点に鑑みて、コスト低減し、量産に適した遠心鋳造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、真空中での鋳込みの代わりに不活性ガス等を雰囲気ガスとして用い、かつ当該雰囲気ガスの導入と回転機構を組み合わせることにより上記課題を解決しうることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下の遠心鋳造装置が提供される。
【０００６】
［１］少なくとも金型、回転軸、およびガス導入管を含む遠心鋳造装置であって、金属溶湯の鋳込みを行う前記金型に連結し、該金型の回転を行う前記回転軸を中空管とし、さらに該中空管の前記金型とは反対側のガス導入管より前記中空管を介してガスを前記金型に導入する、前記金型内にて金属溶湯の遠心鋳造を行う遠心鋳造装置。
【０００７】
［２］前記金型の一部に前記ガスを排出する開口部が設けられた前記［１］に記載の遠心鋳造装置。
【０００８】
［３］前記金型の周囲に抵抗加熱用ヒータあるいは高周波加熱用のコイルが配置された、前記[１]または［２］に記載の遠心鋳造装置。
【０００９】
［４］前記金型に前記中空管とは別に開閉可能な溶湯導入口が設けられた、前記［１］または［２］に記載の遠心鋳造装置。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】遠心力混合粉末法における母材金属粉末と固相粒子粉末の混合粉末を回転中の円筒形状金型に投入する方法を模式的に描いた図である。
【図２】遠心力混合粉末法における母材金属溶湯を回転中の円筒形状金型に流し込む方法を模式的に描いた図である。
【図３】遠心力混合粉末法にて作製した円筒形状複合材料を模式的に描いた図である。
【図４】遠心力混合粉末法にて棒状複合材料を作製する際に用いる真空遠心鋳造装置を模式的に描いた図である。
【図５】図４に示す遠心鋳造装置を用いて遠心力混合粉末法によって作製した棒状複合材料を模式的に描いた図である。
【図６】本発明の実施例１を説明する図である
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１２】
本発明の遠心鋳造装置において、金型を回転するための回転軸が金型の中心軸の延長上に設けられ、モーター等でベルトを介して駆動された回転軸に連動して金型が回転する。一方、前記回転軸が金型への窒素あるいは不活性ガス等を導入する流路の一部となるように、回転軸が中空管で構成される。金型の一部に前記ガスを排出する開口部が設けられることが好ましい。当該中空管と金型、および金型とは反対側にガス導入のためのガス導入管が中空管（パイプ）と接続される。なお、金型としては円筒形が好ましいが、４角形以上の多角形でもよい。本発明の金型の周囲には、金属あるいは合金を溶解するための抵抗加熱用ヒータあるいは高周波加熱用コイルが適宜配置される。金型中で金属あるいは合金を溶解した後、冷却しながら当該金型中で遠心鋳造することができるが、一方、金属あるいは合金を別の溶解炉にて溶解して、本発明の金型に設けた溶湯導入口を開けて溶湯を当金型に注いで遠心鋳造を行うこともできる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１４】
（実施例１）
本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図６において、金型は金属あるいは合金等の溶湯等を遠心力を利用して鋳込むための金型であり、円筒形をなしている。当該金型をその中心軸のまわりに回転させて遠心鋳造を行うが、当該中心軸の延長上にモーターにより回転駆動される主軸（中空鋼管）がエクステンダを介して金型に接続される。一方、鋳込みの雰囲気を構成するガスとしてアルゴン等の不活性ガスあるいは窒素ガス等を金型へ導入するためのガス管あるいは当該ガス管に接続された拡張パイプが金属製あるいは合成樹脂製のカバーの壁に固定され、シールベアリングにより前記主軸となる中空鋼管に接続される。本装置により、金型中で金属あるいは合金を溶解し、当該金型を中心軸のまわりに回転させ、当該金型を適宜外部から冷却することにより円環状の金属あるいは合金が得られる。
【００１５】
（実施例２）
本発明の他の実施例について図面を参照して説明する。図６と同じく、金型は金属あるいは合金等の溶湯等を遠心力を利用して鋳込むための金型であり、円筒形をなしている。当該金型を中心軸のまわりに回転させて遠心鋳造を行うが、当該中心軸の延長上にモーターにより回転駆動される主軸（中空鋼管）がエクステンダを介して金型に接続される。一方、鋳込みの雰囲気を構成するガスとしてアルゴン等の不活性ガスあるいは窒素ガス等を金型へ導入するためのガス管あるいは当該ガス管に接続された拡張パイプが金属製あるいは合成樹脂製のカバーの壁に固定され、シールベアリングにより前記主軸となる中空鋼管に接続される。本実施例の場合、金属あるいは合金を別の溶解炉で溶解して、本発明の金型に設けた溶湯導入口から溶湯を回転中の当該金型に注いで遠心鋳造を行うことができる。なお、予め、本装置の金型に金属とグラファイト等の混合粉末を投入して遠心力を与え、当該金型に設けた溶湯導入口に別の溶解炉から前記金属の溶湯を流し込み、鋳込みを行うことにより、前記特許文献１に記載の複合材の遠心鋳造も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の装置は金属あるいは合金等の鋳込みに利用できる。
【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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【図６】
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