(57)【要約】【課題】鋳巣等の製品欠陥の発生が少なく、簡易な製造設備で効率良く成形を行うことができ、製品コストを低減することができる中空部材の鋳造方法を提供する。【解決手段】本発明の鋳造方法は、円筒形状の中空部材１５を成形する鋳造方法であって、円柱形状の凹部３を有し凹部３の底部４に貫通孔５が形成された主型２を溶湯１３の中に浸漬する工程と、円柱形状の中子６を溶湯１３の中に浸漬し凹部３と同軸に配置して溶湯１３の中で鋳型１を組み立てる工程と、を有する。これにより、簡易な製造設備で、鋳込空間１０の細部にまで溶湯１３を供給することができる。また、鋳巣等の製品欠陥が少なく高精度且つ高効率に中空部材１５を製造することができ、製品の製造コストを大幅に低減することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の中空部材を成形する鋳造方法であって、
円柱形状の凹部を有し前記凹部の底部に貫通孔が形成された主型を溶湯の中に浸漬する工程と、
円柱形状の中子を前記溶湯の中に浸漬し前記凹部と同軸に配置して前記溶湯の中で鋳型を組み立てる工程と、を有することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記凹部と同軸に形成されたテーパ状の嵌合孔であり、
前記中子の一端には前記中子と同軸にテーパ状の嵌合軸が形成され、
前記嵌合孔に前記嵌合軸を嵌合することにより前記主型と前記中子とを着脱自在に結合することを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記溶湯の中で組み立てられた前記鋳型を前記溶湯から取り出す工程と、
前記溶湯から取り出された前記鋳型を冷却水の中に浸漬して冷却する工程と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋳造方法。
【請求項４】
前記中子及び成形された前記中空部材を一体的に前記主型から取り外す工程と、
前記中空部材を前記嵌合軸方向にずらして前記中子から取り外す工程と、を有することを特徴とする請求項２に記載の鋳造方法。
【請求項５】
複数個の前記主型と複数個の前記中子とを前記溶湯の中で同時に結合して複数個の前記鋳型を組み立て、複数個の前記中空部材を同時に成形することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造方法に関し、特に、アルミニウム合金製の中空部材の製造に適した鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラのレンズ部品やエンジンのシリンダライナとして、円筒形状を成すアルミニウム合金製の中空部品が広く用いられている。従来、これらの部品は、主に押出し加工（例えば、非特許文献１）により成形された中空部材（素材）を切削加工することによって製造されていた。
【０００３】
また、切削加工の素材となる中空部材を加工する他の方法としては、ダイカスト（例えば、特許文献１、非特許文献１）や遠心鋳造法（例えば、特許文献２、非特許文献１）が知られている。ダイカストは、溶湯を高圧で金型に注入するので、薄肉物の加工が可能であり、大量生産に適している。また、遠心鋳造法は、鋳型を回転させた状態で溶湯を流し込み、遠心力を利用して鋳造品を作るため、中空管の製造に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９１４９０号公報（第７、８頁）
【特許文献２】特開２００８−２２１３０８号公報（第５−７頁、第５図）
【非特許文献１】機械工学便覧  日本機械学会１９８７年発行（Ｂ２編  第１６頁、第９６−９９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、押出し加工によって中空部材を加工する方法では、精密形状の加工が困難で、加工後の素材の偏肉が大きいため、切削加工による削り代を大きくする必要があった。また、押出し加工を行うためには、大型で複雑な製造装置が必要になる。また更に、押出し成形素材は、比較的長尺であるので、その運搬や在庫のためのスペースも広く確保する必要がある。そのため、押出し加工を利用した製造方法では、完成部品の製造コストが高くなるという問題点があった。
【０００６】
また、ダイカストによる素材加工方法では、溶湯が高速で金型内に射出されるため、溶湯の粒状化や流れの乱れ、ガスの巻き込み等によってブローホール等の鋳巣が発生し易いという問題点がある。また、ダイカストは、溶湯の加圧注入を行うための装置や、耐圧製の金型、更には金型を加圧保持するための装置等が必要になるため、製造設備が複雑で、製造設備費用が高いという問題点もある。
【０００７】
また、遠心鋳造法では、金型の温度や回転速度（遠心力）等の鋳造条件が適切ないと、偏肉や鋳巣が発生し易く、製品品質が劣化するとう問題点がある。そのため、それら鋳造条件を厳密に管理する必要があった。また、金型を適切に余熱するための装置や、金型を回転させるための特別の装置も必要になる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鋳巣等の製品欠陥の発生が少なく、簡易な製造設備で効率良く成形を行うことができ、製品コストを低減することができる中空部材の鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の鋳造方法は、円筒形状の中空部材を成形する鋳造方法であって、円柱形状の凹部を有し前記凹部の底部に貫通孔が形成された主型を溶湯の中に浸漬する工程と、円柱形状の中子を前記溶湯の中に浸漬し前記凹部と同軸に配置して前記溶湯の中で鋳型を組み立てる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鋳造方法によれば、主型を溶湯の中に浸漬した後、中子を前記溶湯の中に浸漬し、前記溶湯の中で鋳込空間を形成して鋳型を組み立てるので、溶湯を鋳込空間の細部にまで容易に行き渡らせることができる。
【００１１】
即ち、円柱形状の凹部を有する主型を溶湯の中に浸漬して、保温炉内の溶湯を直接前記凹部に供給するので、溶湯の温度低下が殆どなく、良好な湯流れを維持できる。また、前記凹部の容積は、その後の工程で形成される鋳込空間の容積に比べて大きいので、溶湯の流動抵抗が非常に小さい。そのため、溶湯の温度低下による流動停止を防止でき、凹部の内部に空隙を残すことなく、凹部を溶湯で満たすことができる。
【００１２】
そして、円柱形状の中子を溶湯の中に浸漬し、溶湯で満たされた凹部の中に中子を挿入して鋳込空間を形成するので、鋳込空間の細部にまで、空隙を残すことなく、容易に溶湯を供給することができる。そのため、溶湯を加圧注入するための特別の装置や、高耐圧の金型や加圧保持装置等を必要とせずに、簡易な設備で高効率に中空部材の鋳造を行うことができる。
【００１３】
また、主型を溶湯の中に浸漬して、保温炉内の溶湯を直接前記凹部に流し込むので、ガスの少ない溶湯を凹部に供給することができる。また、凹部の底部に形成された貫通孔を介して凹部に溶湯が流れ込むので、溶湯の流れの乱れやガスの巻き込みを抑えることができる。また、注湯は、所定の温度に保持された溶湯の中で行われるので、鋳込まれた溶湯の粒状化を避けることができる。また更に、適度な溶湯静圧を維持することができる。これらにより、鋳巣の少ない高品質な中空部材を製造することができる。
【００１４】
また、主型及び中子に各々形成されたテーパ状の嵌合孔及び嵌合軸を嵌合することにより、主型と中子とを着脱自在に結合するので、主型と中子との位置合わせを容易に行うことができる。これにより、作業効率が向上すると共に、製品の加工精度が向上する。また、成形品の取り出し時には、主型と中子とを容易に分解できるので、成形品の取り出しを容易に行うことができる。
【００１５】
また、溶湯を保温炉の外部に移動させないので、溶湯が外気と接触することによる酸化作用を抑えることができる。また、外部からの異物の混入を防止することもできる。また更に、溶湯の飛散等も防止できるので、作業の安全性を確保することができる。更には、移動による溶湯の温度低下がなくなるので、生産のためのエネルギー消費を削減することができる。
【００１６】
また、溶湯から取り出された鋳型を、所定の温度に保持された冷却水の中に浸漬して冷却するので、冷却に要する時間を短縮すると共に、成形品の取り出しが容易になり、生産性を更に向上させることができる。
【００１７】
また更に、溶湯の中で複数個の主型と複数個の中子とを同時に結合して複数個の鋳型を構成し、複数個の中空部材を同時に成形することにより、生産スピードを更に向上させることができ、効率良く大量生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る主型を示す（Ａ）上面図、（Ｂ）正面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る中子を示す（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る鋳型を示す（Ａ）上面図、（Ｂ）正面断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る注湯工程における主型の（Ａ）下降、（Ｂ）下降から浸漬、（Ｃ）浸漬を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る注湯工程における（Ａ）中子の下降、（Ｂ）中子の浸漬と鋳型の組み立て、（Ｃ）鋳型の取り出しを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る冷却工程における鋳型の（Ａ）下降、（Ｂ）浸漬、（Ｃ）取り出しを説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る成形品取り出し工程における（Ａ）主型、（Ｂ）中子の取り外しを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る鋳造方法を図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
先ず、図１ないし図２を参照して、本発明の実施形態に係る鋳造方法に用いる主型２及び中子６について説明する。図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る鋳造方法に用いる主型２の概略構造を示す上面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面を表す正面断面図である。
【００２１】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、主型２は、外形全体として略円柱形状を成し、該上面には、略円柱形状を成す凹部３が外周面を成す円柱形状と同軸に、且つ上方に開口するよう形成されている。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、凹部３の底部４には、略円柱形状を成す凹部３と同軸に、下方に向かって径が小さくなるテーパ形状の嵌合孔５（貫通孔）が形成されている。嵌合孔５は、底部４を貫通しており、これにより、凹部３は、嵌合孔５を介して外部空間と連通する。
【００２３】
また、凹部３には、僅かに抜き勾配が形成されている。即ち、凹部３は、奥に向かって内径が僅かに小さくなるテーパ形状を成している。具体的には、図１（Ｂ）に示す凹部３の開口部の内径Ｄ１は、底部４付近の内径Ｄ２よりも僅かに大きい。これにより、後述する成形品１５（図７参照）の取り出しを容易に行うことができるようになる。
【００２４】
また更に、抜き勾配を、例えば、０．５〜１．５度の範囲の好適な値に設定し、且つ後述する取り外し方法を採用することにより、離型剤を使用せずに成形品１５の取り外しを行うことが可能となる。これにより、離型剤に起因する鋳巣の発生を抑えることができ、成形品１５の品質が更に向上する。
【００２５】
また、主型２には、主型２を図示しない昇降移動装置に固定するための図示しない形状、例えば、溝やネジ孔等、が形成されている。
【００２６】
ここで、主型２の材質は、例えば、鉄鋼材料である。主型２の材質としては、成形品１５よりも融点が十分高い各種材料を使用することができる。
【００２７】
図２（Ａ）は、中子６の概略構造を示す上面図であり、同図（Ｂ）は、正面図である。
【００２８】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中子６は、全体として略円柱形状を成し、図２（Ｂ）に示すように、その一端、即ち下方端には、先端に向かって径が小さくなるテーパ形状の嵌合軸８が中子６の本体部７と同軸に形成されている。嵌合軸８は、前述の主型１（図１参照）の嵌合孔５（図１参照）に嵌合される部分であり、嵌合孔５と基準直径を同一とし、且つ同一の勾配で形成される。
【００２９】
また、中子６の上部は、中子６を図示しない昇降移動装置に固定するための固定部９となる。固定部９には、中子６を昇降移動装置に固定するための形状、例えば、溝やネジ孔等、が形成されている。ここでは、それら固定のための詳細形状については、図示を省略している。
【００３０】
また、中子６の本体部７には、僅かに抜き勾配が形成されている。即ち、中子６の本体部７は、下方に向かって外形が僅かに小さくなるテーパ形状を成している。具体的には、図２（Ｂ）に示す本体部７の上部の外径ｄ１は、本体部７の嵌合軸８側の外径ｄ２よりも僅かに大きい。これにより、後述する成形品１５（図７参照）の取り出しを容易に行うことができるようになる。
【００３１】
また更に、抜き勾配を、例えば、０．５〜１．５度の範囲の好適な値に設定し、且つ後述する取り外し方法を採用することにより、離型剤を使用せずに成形品１５の取り外しを行うことが可能となる。これにより、離型剤に起因する鋳巣の発生を抑えることができ、成形品１５の品質を更に向上させることができる。
【００３２】
ここで、中子６の材質は、前述の主型２と同様に、例えば、鉄鋼材料である。中子６の材質としては、成形品１５よりも融点が十分高い各種材料を使用することができる。
【００３３】
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、本実施形態に係る鋳造方法の鋳型１の構成及びその組み立てについて説明する。図３（Ａ）は、本実施形態で用いる鋳型１の概略構造を示す上面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿った断面を表す正面断面図である。
【００３４】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、鋳型１は、主型２と中子６とを組み合わせて構成される。尚、後述するように、鋳型１の組み立て、即ち、主型２と中子６との結合は、溶湯１３（図４参照）の中で行われる。
【００３５】
鋳型１を組み立てるには、主型２の凹部３に中子６を挿入し、主型２の嵌合孔５に中子６の嵌合軸８を嵌め込む。ここで、主型２と中子６とは、着脱自在に結合される。
【００３６】
主型２と中子６とを結合することにより、主型２と中子６との間には、上方に開口（開口１１）する略円筒形状を成す鋳込空間１０が形成される。開口１１は、中子６の全周囲を取り囲み環状に形成される。換言すれば、略円筒形状を成す鋳込空間１０の軸方向上方は、全て開口していることになる。
【００３７】
前述の通り、主型２の嵌合孔５は、略円柱形状を成す凹部３と同軸に形成され、中子６の嵌合軸８は、略円柱形状を成す中子６の本体部７と同軸に形成されている。これにより、嵌合孔５と嵌合軸８とを嵌合することにより、凹部３と中子６の本体部７とは、同軸に配置される。
【００３８】
このように、本実施形態は、主型２と中子６との位置合わせを容易且つ正確に行うことができるので、作業性に優れると共に、成形品１５（図７参照）の偏肉等が防止でき、成形品１５の寸法精度を高めることができる。成形品１５を高精度に加工できることにより、その後の仕上げ加工の削り代を小さくすることができ、材料歩留まりを向上させることができる。
【００３９】
前述の通り、鋳型１の組み立て、即ち主型２と中子６との結合は、溶湯１３の中で行われる。そのための主型２及び中子６の昇降移動等は、図示しない昇降移動装置を用いて行われる。そこで、主型２及び中子６は、注湯工程の前に、各々図示しない昇降移動装置にセットされる。具体的には、図３（Ｂ）と同じ方向に、主型２は、略円柱形状を成す凹部３の中心軸が略鉛直になり、且つ凹部３が上方に開口するように、図示しないネジや金具等によって昇降移動装置に固定支持される。また、中子６は、中心軸が主型２の凹部３と同軸、即ち略鉛直になり、且つ嵌合軸８が形成された端部が下方を向くように、固定部９が昇降移動装置に固定される。
【００４０】
尚、ここで、鋳込空間１０を構成する壁面、即ち主型２の凹部３及び中子６の本体部７には、予め離型剤を塗布しても良い。しかしながら、本実施形態に係る鋳造方法では、前述の通り、凹部３及び中子６の本体部７に適切な抜き勾配を形成し、且つ後述する取り外し方法を採用することにより、離型剤を使用せずに、成形品１５の取り出しを容易に行うことができる。これにより、離型剤を塗布する作業が不要になり作業性が向上すると共に、離型剤に起因する鋳巣の発生を防止することができる。
【００４１】
次に、図４（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して、主型２を溶湯１３に浸漬する工程について説明する。主型２を溶湯１３に浸漬する工程は、注湯工程の一部となるものである。図４（Ａ）は、注湯工程における主型２の下降を説明する図である。また、同図（Ｂ）は、主型２を下降して浸漬する工程を、同図（Ｃ）は、主型２の浸漬を説明する図である。
【００４２】
図４（Ａ）に示すように、昇降移動装置に固定支持された主型２は、昇降移動装置によって駆動され、溶湯１３に向かって下降する。ここで、溶湯１３は、溶融した金属であり、例えば、アルミニウム合金である。そして、溶湯１３は、保温炉１２の内部に所定の温度（例えば、７００℃）で保温され貯留されている。
【００４３】
図４（Ｂ）に示すように、主型２は、所定の速度で下降し、溶湯１３の内部へと浸漬されていく。この時、凹部３の底部４には、嵌合孔５が形成されているので、嵌合孔５を介して、溶湯１３が凹部３の内部へと流れ込む。
【００４４】
そして、図４（Ｃ）に示すように、主型２は、凹部３の上部開口が溶湯１３の液面１４よりも下方になるように、溶湯１３に浸漬される。これにより、嵌合孔５及び上部開口を介して凹部３の内部に溶湯１３が流れ込み、凹部３の内部が溶湯１３で満たされる。
【００４５】
ここで、凹部３には、ガスの少ない保温炉１２内の溶湯１３が直接供給される。そして、凹部３の内部の空気及び溶湯１３から発生したガスを凹部３の上方の開口から逃がしつつ、底部４に形成された嵌合孔５から凹部３の内部に溶湯１３を流し込むので、溶湯１３の流れの乱れやガスの巻き込みが非常に少ない。
【００４６】
また、凹部３への注湯は、所定の温度に保持された溶湯１３の中で行われるので、鋳込まれた溶湯１３の温度低下が小さく、溶湯１３の粒状化を避けることができる。また更に、適度な溶湯静圧を維持することができる。また、凹部３の容積は、その後の工程で形成される鋳込空間１０（図３参照）の容積に比べて大きいので、溶湯１３の流動抵抗が非常に小さい。そのため、溶湯１２の温度低下による流動停止を防止でき、凹部３の内部に空隙を残すことなく、凹部３を溶湯１３で満たすことができる。また、これにより、ブローホール等の鋳巣の発生を防止することができる。
【００４７】
尚、本実施形態では、凹部３の底部４に形成された嵌合孔５を介して溶湯１３が凹部３の内部に流れ込むので、必ずしも主型２全体を溶湯１３の中に浸漬する必要はない。即ち、図４（Ｃ）の如く、凹部３の上部開口が溶湯１３の液面１４よりも下方になるように、主型２を溶湯１３に浸漬する方法に代えて、図４（Ｂ）の如く、主型２の一部分が溶湯１３の液面１４よりも上方に残り露出するようにしても構わない。図４（Ｂ）の如く、主型２の下部の一部分を浸漬した状態で、後述する中子６（図３参照）の浸漬及び鋳型１（図３参照）の組み立てを行う方法によっても、略円筒形状の製品を成形することができる。
【００４８】
次に、図５（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して、注湯工程における中子６を浸漬して鋳型１を組み立てる工程について説明する。図５（Ａ）は、注湯工程における中子６の下降を説明する図である。また、同図（Ｂ）は、中子６の浸漬と鋳型１の組み立てを、同図（Ｃ）は、組み立てられた鋳型１の取り出しを説明する図である。
【００４９】
図５（Ａ）に示すように、図示しない昇降移動装置に支持された中子６は、昇降移動装置によって駆動され、主型２が浸漬されている溶湯１３に向かって下降する。
【００５０】
そして、図５（Ｂ）に示すように、中子６は、溶湯１３の中に浸漬され、主型２の凹部３の中に挿入され、主型２と結合する。具体的には、主型２の嵌合孔５と中子６の嵌合軸８とが嵌合する。これにより、鋳型１が組み立てられ、上方に開口する（開口１１）略円筒形状を成す鋳込空間１０が形成される。
【００５１】
このように、鋳込空間１０への注湯、即ち鋳型１の組み立ては、所定の温度で保持された溶湯１３の中で行われるので、鋳込空間１０内の溶湯１３の温度低下が少なく、良好な湯流れを維持できる。また、前述の通り、主型２の凹部３は、中子６を挿入する前に、既に溶湯１３で満たされている。そのため、この工程で形成される鋳込空間１０の内部は、空隙を残すことなく、細部まで溶湯１３で満たされる。その結果、ダイカストのように、溶湯を加圧注入するための特別な装置や、高耐圧の金型や加圧保持装置等を必要とせずに、簡易な設備で高効率に中空部材の鋳造を行うことができる。
【００５２】
また、中子６は、略円柱形状を成し、内部に空気を保持する空間部（凹部）等が形成されていない。そのため、中子６を溶湯１３の中に挿入する際には、溶湯１３の内部への空気の巻き込みや、溶湯１３内の乱流の発生等は、非常に少ない。これにより、ブローホール等の鋳巣の発生を防止することができるので、高品質な製品を鋳造することができる。そのため、特に、薄肉の略円筒形状の成形品１５を製造する方法として好適である。
【００５３】
また、鋳型１を溶湯１３に浸漬した状態で保持する時間を適切に管理することにより、ガスの放出や溶湯１３の凝固等をコントロールできるので、鋳巣の発生を抑え製品の品質を向上させると共に、離型性を良好にすることができる。
【００５４】
また、略円筒形状の鋳込空間１０を形成しているので、鋳込空間１０の内部に流入した溶湯１３が凝固する過程においては、溶湯１３を周囲壁側から均等に凝固させることができる。そのため、凝固収縮による引け巣や亀裂、変形、残留応力等の欠陥の発生を抑制することができる。
【００５５】
また、溶湯を取鍋で移動して鋳型に流し込む従来の一般的な鋳造方法に比べると、本実施形態では、溶湯１３を保温炉１２の外部に移動させないので、溶湯１３が外気と接触することによる酸化作用を抑えることができる。また、外部からの異物の混入を防止することもできる。また更に、溶湯１３の飛散等も防止できるので、作業の安全性を確保することができる。
【００５６】
更には、溶湯１３を保温炉１２の外部に移動させないので、溶湯１３の移動による温度低下を考慮する必要がなくなる。これにより、溶湯１３の保温温度を低く設定することが可能となり、生産のためのエネルギー消費を削減することができる。
【００５７】
鋳込空間１０への注湯が完了したら、即ち溶湯１３の中で鋳型１の組み立てが完了したら、図５（Ｃ）の如く、昇降移動装置によって鋳型１を上昇させて、鋳型１を溶湯１３の外へ取り出す。
【００５８】
次に、図６（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して、冷却工程について説明する。図６（Ａ）は、冷却工程における鋳型１の下降を説明する図である。また、同図（Ｂ）は、鋳型１の浸漬を、同図（Ｃ）は、鋳型１の取り出しを説明する図である。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、図示しない昇降移動装置によって鋳型１を、所定の温度で冷却水１７が保持された水槽１６の上部に移動し、冷却水１７に向かって下降させる。
【００６０】
そして、図６（Ｂ）に示すように、鋳型１は、冷却水１７の中に浸漬される。ここで、鋳型１の少なくとも主型２の部分全体が冷却水１７の中に浸漬されることが望ましい。即ち、昇降移動装置は、主型２の全体が冷却水１７の水面１８よりも下方になるまで、鋳型１を下降させる。
【００６１】
このように、所定の温度で所定量の冷却水１７が保持された水槽１６の中に鋳型１を直接浸漬させて冷却することにより、冷却水１７の急激な蒸発を防止でき、安全且つ高速度に鋳型１を冷却することができる。
【００６２】
また、鋳型１を冷却することにより、後述する成形品１５の取り出し工程までに要する時間を大幅に短縮することができる。また、成形品１５の取り出し作業時における鋳型１や成形品１５の取り扱いも安全且つ容易になるので、取り出し作業工程の作業効率も向上させることができる。このように、冷却工程を採用することによって生産性を向上させることができる。
【００６３】
冷却工程では、鋳込空間１０の内部で凝固する成形品１５の温度が所定の目標温度になるまで冷却を行う。所定の目標温度とは、溶湯１３（図４参照）の液相線温度より低い温度であり、更に好ましくは、固相線温度である。具体的には、目標温度（範囲）は、５００〜５８０℃、好ましくは、５００〜５３０℃、更に好ましくは、５１５℃である。
【００６４】
尚、冷却温度の管理は、鋳型１を溶湯１３に浸漬して保持する時間及び冷却水１７に浸漬して保持する時間によって行う。これにより、温度検出や演算のための装置を必要とせずに、成形品１５の冷却温度を適切に管理することができる。
【００６５】
冷却水１７に浸漬することによる鋳型１の冷却が完了したら、図６（Ｃ）に示すように、昇降移動装置は、鋳型１を上昇させて、冷却水１７の中から取り出す。
【００６６】
次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、成形品１５の取り出し工程について説明する。図７（Ａ）は、成形品１５の取り出し工程における主型２の取り外しを説明する図であり、同図（Ｂ）は、中子６の取り外しを説明する図である。
【００６７】
先ず、図７（Ａ）に示すように、鋳型１から主型２を取り外す。換言すれば、中子６及び凝固した成形品１５は一体的に結合された状態で、主型２から取り外される。主型２の取り外しは、所定形状の治具を利用して、主型２を下方、即ち嵌合孔５（嵌合軸８）の小径方向に、中子６を上方、即ち嵌合孔５（嵌合軸８）の大径方向に各々押圧することにより行う。
【００６８】
ここで、前述の通り、主型２と中子６とは、着脱自在に嵌合されており、凹部３には、適切な抜き勾配が形成されている。また、前述の冷却工程よって、鋳型１及び成形品１５は冷却されているので、冷却による熱収縮作用を利用できる。即ち、主型２（鉄鋼材料）と成形品１５（アルミニウム合金）との線膨張係数の差によって、鋳型１を冷却すると、主型２の凹部３と成形品１５との間隙が広がる。これにより、主型２を容易に取り外すことができる。
【００６９】
次いで、図７（Ｂ）に示す如く、中子６から成形品１５を取り外す。成形品１５と中子６とを分離するには、所定形状の治具を利用して、成形品１５を中子６の嵌合軸８が形成された端部の方向に、中子６をその逆方向に各々押圧する。
【００７０】
前述の通り、中子６の本体部７には、適切な抜き勾配が形成されているので、中子２から成形品１５を容易に取り外すことができる。また、鋳型１及び成形品１５は、前述の通り、固相線温度を目標とする適切な温度に冷却されている。これにより、成形品１５が凝固収縮して、中子６に強固に固着することを防止できるので、成形品１５の取り外しを容易に行うことができる。
【００７１】
尚、主型２及び中子６の取り外し工程は、必ずしも前述のような順番でなくても良い。例えば、主型２及び中子６を同時に取り外すこととしても構わない。主型２及び中子６を同時に取り外して成形品１５を取り出す方法では、生産スピードを更に向上させることができる。
【００７２】
以上説明のように、本実施形態に係る鋳造方法によれば、簡易な製造設備で、鋳巣等の製品欠陥が少なく高精度な中空部材を、効率良く製造することができる。更に、製品を仕上げるための切削加工も容易になり、材料歩留まりも向上する。これにより、製品の製造コストを大幅に低減することが可能となる。
【００７３】
尚、以上説明の実施形態では、１つの鋳型１を用いる例を挙げて鋳造方法を説明したが、鋳型１の個数は、１つに限定されるものではない。例えば、溶湯１３の中で、複数個の主型２と複数個の中子６とを結合して複数個の鋳型１を構成し、複数個の成形品１５を同時に成形しても良い。このように、複数個の鋳型１を用いて、成形品１５の成形を同時に行うことにより、生産ロットを増加させ生産スピードを更に向上させることができる。その結果、効率的な大量生産が可能となる。
【００７４】
また、本実施形態に係る鋳造方法は、複雑な製造装置を必要としないので、前述の各工程について、容易に自動化を図ることができる。即ち、注湯工程や冷却工程の基本的な動作は、主型２、中子６及びそれらが結合した鋳型１の昇降動作のみであるので、保温炉１２及び水槽１６を適切に配置し、適切な昇降動作と移動動作とを行う昇降移動装置を用いることにより、容易に自動化を図ることができる。
【００７５】
また、所定の治具を利用して、主型２及び中子６の保持動作や、主型２及び中子６の分解動作についても自動化を図ることが可能であり、例えば、全ての工程を全自動で行うことも可能である。このように各工程の自動化を図ることにより、生産効率を更に向上させることができる。
【００７６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１      鋳型
２      主型
３      凹部
４      底部
５      嵌合孔（貫通孔）
６      中子
８      嵌合軸
１０    鋳込空間
１１    開口
１３    溶湯
１５    中空部材（成形品、加工中含む）
１７    冷却水
【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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【図７】
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