(57)【要約】【課題】簡単な構成で、相対的に低剛性の部分を含む鋳物の歪みを容易に且つ確実に調整することができる方法を提供する。【解決手段】本発明の鋳物１の歪み調整方法は、相対的に低剛性の部分ＬＲと高剛性の部分ＨＲを含む鋳物１の歪みを調整するものであって、相対的に低剛性の部分ＬＲの高剛性の部分ＨＲから離れる方向（図１の（ａ）では上方）へ変形するよう歪む部位とこの相対的に高剛性の部分ＨＲとの間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的大きい大収縮量調整用方案７ａを設け、相対的に低剛性の部分ＬＲの高剛性の部分ＨＲに近づく方向（図１の（ａ）では下方）へ変形するよう歪む部位とこの相対的に高剛性の部分ＨＲとの間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的小さい小収縮量調整用方案７ｂを設けるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に低剛性の部分と高剛性の部分とを含む鋳物の歪みを調整する方法であって、
前記相対的に低剛性の部分の高剛性の部分に対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて、収縮量の異なる収縮量調整用方案を、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分との間に設けることを特徴とする鋳物の歪み調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物の歪み調整方法に関し、さらに詳しくは、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分を含む鋳物の歪みを調整する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図７に示したように、底部分２から離れており両側壁部分３、４の間にわたる梁状の部分５を有する鋳物１を鋳造により一体成形するに際して、梁状の部分５の剛性が底部分２等と比較して相対的に低い場合（以下、この梁状の部分５を低剛性の部分ＬＲともいい、また、底部分２を高剛性の部分ＨＲともいう）、図８に示すように、梁状の部分５（相対的に低剛性の部分ＬＲ）は、図８に鎖線で示した本来の形状から、底部分２（相対的に高剛性の部分ＨＲ）から離れる方向へ変形するように歪む部分と、底部分２に近づく方向へ変形するように歪む部分とが発生し、その結果、波打つように変形して、狙った寸法の鋳物を成形することができないことがある。このように相対的に低剛性の部分ＬＲが変形する原因としては、離型時の鋳物１全体の温度ムラや、鋳物１の温度が常温に至るまでの熱収縮量が部分によって異なることなどが挙げられる。
【０００３】
このような相対的に低剛性の部分ＬＲの歪みを低減させるよう調整するための対策として、離型時の鋳物１全体の温度ムラを低減させるために、鋳物１の温度低下が遅い部分と対応する部分の鋳型を特に冷却することができるような鋳型冷却構造を構成したり、鋳物１の温度ムラが低減されるように鋳物１の肉厚を適正化させるよう設計したり、また鋳物１の剛性が高くなるように鋳物の形状を設計することなどが実施されている。
【０００４】
さらに、別の従来の技術としては、例えば特許文献１に開示されているように、鋳型に注湯された溶湯を冷却して得られる鋳物において、前記溶湯の放熱しやすい部分の肉厚が厚く、放熱しにくい部分の肉厚が薄くなるように、肉厚が変化していることなどを特徴とする鋳物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０７１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術のうち、鋳型冷却構造を構成する場合にあっては、鋳物の相対的に低剛性の部分ＬＲの歪み調整と鋳物１の品質の確保とのバランスを維持するために、鋳物１の相対的に低剛性の部分ＬＲの歪み調整するための対策として鋳型を部分的に十分に冷却することができないという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の技術のうち、鋳物１の肉厚を適正化させる場合にあっては、厚肉部を鋳抜くことなどで、均肉化に繋がるが、相対的に低剛性の部分ＬＲの歪みを低減させるよう調整するための対策としては限界があるという問題があった。
【０００８】
さらに、上記従来の技術のうち、鋳物１の剛性が高くなるように鋳物１の形状を設計する場合にあっては、鋳物１の重量が増加することに繋がるなどの問題があった。
【０００９】
一方、上記特許文献１にあっては、製品となる鋳物の形状が限定されるため、均一な厚さの製品を鋳造により成形する場合に適用することができないなどの問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分とを含む鋳物において、相対的に低剛性の部分の歪みを容易に且つ確実に調整することができる方法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】
【００１１】
請求項１の鋳物の歪み調整方法に係る発明は、上記目的を達成するため、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分とを含む鋳物の歪みを調整する方法であって、前記相対的に低剛性の部分の高剛性の部分に対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて、収縮量の異なる収縮量調整用方案を、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分との間に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、相対的に低剛性の部分の高剛性の部分に対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて、収縮量の異なる収縮量調整用方案を、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分との間に設けることにより、成形が完了した離型時から常温に至るまでの温度低下に伴い、各収縮量調整用方案が相対的に低剛性の部分の高剛性の部分に対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて異なる量で収縮するため、相対的に低剛性の部分の歪みが低減される。したがって、相対的に低剛性の部分と相対的に高剛性の部分とを含む鋳物の歪みを容易に且つ確実に調整することができる。なお、各収縮量調整用方案は、製品として不要であれば、鋳物の温度が常温に低下した後に切除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の鋳物の歪み調整方法の実施の一形態を説明するために、収縮量の異なる収縮量調整用方案を、相対的に低剛性の部分の高剛性の部分に対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて、相対的に低剛性の部分と高剛性の部分との間に設けた鋳物を示した部分拡大正面図である。
【図２】図１に示した実施の形態の変形例を説明するために示した部分拡大正面図である。
【図３】図１に示した実施の形態のさらに変形例を説明するために示した斜視図である。
【図４】図３に示した実施の形態のさらに変形例を説明するために斜視図である。
【図５】本発明の鋳物の歪み調整方法の第２の実施の形態を説明するために示した斜視図である。
【図６】図５に示した実施の形態の変形例を説明するために示した斜視図である。
【図７】相対的に低剛性の部分と高剛性の部分とを含む鋳物の形状の一例を説明するために示した斜視図である。
【図８】相対的に低剛性の部分の歪みを説明するために、図７の矢印Ａ方向から見た一部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の鋳物の歪み調整方法の実施の一形態を、図１〜４に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。なお、この実施の形態における鋳物１の形状は、図７に示したように、底部分２と、底部分２の互いに対向する側縁から立ち上がる両側壁部分３、４と、両側壁部分３、４との間に隣接して底部分２の後方縁から立ち上がる後壁部分６と、底部分２から離間して両側壁部分３、４の前方の間にわたる梁状の部分５とを有している。そして、梁状の部分５の剛性が底部分２と比較して相対的に低い。この実施の形態においては、梁状の部分５が本願発明の相対的に低剛性の部分ＬＲに相当し、底部分２が本願発明の相対的に高剛性の部分ＨＲに相当することとして説明する。
【００１５】
本発明の鋳物１の歪み調整方法は、概略、相対的に低剛性の部分ＬＲと高剛性の部分ＨＲを含む鋳物１の歪みを調整するものであって、相対的に低剛性の部分ＬＲの高剛性の部分ＨＲに対して変形するよう歪む傾向の方向に応じて、収縮量の異なる収縮量調整用方案７ａ、７ｂを、相対的に低剛性の部分ＬＲと高剛性の部分ＨＲとの間に設ける。
そして、さらに詳しくは、相対的に低剛性の部分ＬＲの高剛性の部分ＨＲから離れる方向（図１の（ａ）では上方）へ変形するよう歪む部位とこの相対的に高剛性の部分ＨＲとの間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的大きい大収縮量調整用方案７ａを設け、相対的に低剛性の部分ＬＲの高剛性の部分ＨＲに近づく方向（図１の（ａ）では下方）へ変形するよう歪む部位とこの相対的に高剛性の部分ＨＲとの間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的小さい小収縮量調整用方案７ｂを設けるものである。
【００１６】
鋳物の相対的に低剛性の部分である梁状の部分５は、図１の（ａ）に鎖線で示すように、成形が完了して離型させてから常温に至るまでの温度ムラなどによって歪むこととなる。この梁状の部分５の歪みには、相対的に高剛性の部分である底部分２から離れる方向（図１の（ａ）では上方）へ変形するように歪む傾向にある部位と、底部分２に近付く方向（図１の（ａ）では下方）へ変形するように歪む傾向にある部位と、がある。この部分によって歪む方向の傾向は、経験則やシミュレーションなどによって予め把握しておくことができる。
【００１７】
そこで、この実施の形態では、梁状の部分５の底部分２から離れる方向へ変形するように歪む傾向にある部位と底部２との間に大収縮量調整用方案７ａを設け、また、底部分２に近付く方向へ変形するように歪む傾向にある部位と底部２との間に小収縮量調整用方案７ｂを設ける。大収縮量調整用方案７ａは、具体的には断面が比較的大きく（すなわち、断面における幅方向（図１における左右方向）と奥行き方向（図１の紙面に対して垂直な方向）の寸法が比較的大きい）、離型時に溶湯の熱を相対的に保持し易く（つまり、高温を維持し易く）常温に至るまでの温度低下に伴う収縮量が比較的大きい（図１の（ｂ）において大収縮量調整用方案７ａに示した矢印の長さを参照）ものである。一方、小収縮量調整用方案７ｂは、具体的には断面が比較的小さく（すなわち、断面における幅方向（図１における左右方向）と奥行き方向（図１の紙面に対して垂直な方向）の寸法が比較的小さい）、離型時に溶湯の熱を相対的に放出し易く（つまり、低温になり易く）常温に至るまでの温度低下に伴う収縮量が比較的小さい（図１の（ｂ）において小収縮量調整用方案７ｂに示した矢印の長さを参照）ものである。なお、ここでいう「相対的に高剛性または低剛性の部分」とは、両部分を比較した場合に剛性が高いまたは低いことを意味し、また、「溶湯の熱を相対的に保持または放出し易い」とは、溶湯の温度の変化を大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂとで比較した場合を意味する。さらに、寸法や収縮量について「比較的」大きいまたは小さいとは、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂとを比較した場合に相対的に大きいまたは小さいことを意味する。
【００１８】
大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂは、それぞれ、梁状の部分５および底部分２と破断部８を介して一体に成形される。大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂは、ほぼ同じ長さとすることもできるが、適切な収縮量に調整するために長さを異ならせることもできる。
【００１９】
次に、図１に示した実施の形態に基づいて、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂの作用を説明する。鋳型のキャビティ内に充填された溶湯が所定温度まで低下し固化すると、型開きするなどして鋳型から鋳物１を取り出す（離型）。鋳物１の温度は、離型時から常温に至るまで低下する。このとき、上述したように、鋳物１の温度ムラなどによって、特に相対的に低剛性の部分である梁状の部分５が一般に歪む傾向にある。しかしながら、梁状の部分５の底部分２から離れる方向へ変形するように歪む傾向にある部位では、大収縮量調整用方案７ａが常温に至るまでに比較的大きく熱収縮し、梁状の部分５の底部分２に近付く方向へ変形するように歪む傾向にある部位では、小収縮量調整用方案７ｂが常温に至るまでに比較的小さく熱収縮する。すなわち、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂとでは、離型してから常温に至るまでの温度低下による熱収縮量に差が生じることとなる（図１（ｂ）の異なる長さで示した矢印を参照）。そのため、図１の（ｂ）に示すように、相対的に低剛性の部分である梁状の部分５の相反する方向への歪みを低減させるように調整することができる。
【００２０】
なお、このような形状の鋳物１を成形するための鋳型は、かかる鋳物１の形状に応じた形状のキャビティと、キャビティ内に溶湯を導入するための湯道など鋳造方案を形成することができるものであればよく、金型や砂型などを採用することができる。
【００２１】
次に、図１に示した実施の形態の変形例を図２に基づいて説明する。なお、この実施の形態においては、図１に示した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
【００２２】
この実施の形態においては、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂだけでなく、温度維持方案９が設けられている。図２に示した実施の形態では、温度維持方案９が大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂとに隣接して設けられている。この温度維持方案９は、相対的に低剛性の部分である梁状の部分５に、相対的に高剛性の部分である底部分２に達することのない長さで成形される。温度維持方案９が成形されることにより、梁状の部分５は、離型してから温度低下を遅延させることができる。そのため、梁状の部分５は、離型してから高温の状態が維持された状態で、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂの熱収縮差が作用し、その歪みが低減されることとなる。
【００２３】
次に、図１に示した実施の形態のさらに変形例を図３に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、図１に示した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
【００２４】
この実施の形態においては、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂを必要に応じて冷却、または、加熱するよう温度調整するための手段１１を設ける。図３に示した実施の形態においては、鋳型のキャビティにおいて大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂに接触するように形成された温度調整媒体を流通させるための流路１１ａにより構成されている。
【００２５】
このように流路１１ａからなる温度調整手段１１を鋳型に設けることにより、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂの断面の大きさだけでなく、熱収縮差を型開き時に任意の量で生じさせることができる。そのため、鋳物１の形状などによって相対的に低剛性の部分５と相対的に高剛性の部分２との間に大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂをその断面に差を付けるよう設けるのに鋳型に制約がある場合であっても、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂに確実に熱収縮差を生じさせて相対的に低剛性の部分５の歪みを低減させることができる。
【００２６】
次に、図３に示した実施の形態のさらに変形例を図４に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、図３に示した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
【００２７】
この実施の形態において、温度調整手段１１は、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂとにそれぞれ冷却媒体または加熱媒体を吹き付けるノズル１１ｂにより構成されている。
【００２８】
このようにノズル１１ｂからなる温度調整手段１１を備えることにより、図３に示した実施の形態だけでなく、図２に示した温度維持方案９を設けることが必要または好ましいものの、鋳物１の形状などによって温度維持方案９を設けることができない場合であっても、大収縮量調整用方案７ａと小収縮量調整用方案７ｂに確実に熱収縮差を生じさせて相対的に低剛性の部分５の歪みを低減させることができる。
【００２９】
次に、本発明の鋳物の歪み調整方法の第２の実施の形態を、図５および図６に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
【００３０】
この実施の形態における鋳物１の形状は、底部分２１と、底部分２１の互いに対向する側縁から立ち上がる両側壁部分２４、２５とを有しており、断面がＵ字状のものである。そして、一方の側壁部分２５は、その剛性が相対的に低い。この実施の形態においては、一方の側壁部分２５が本願発明の相対的に低剛性の部分に相当することとして説明する。また、この実施の形態においては、鋳物１の製品を構成する部分以外に高剛性方案部分２２が形成される。この高剛性方案部分２２は、一方の側壁部分２５に対して相対的に剛性が高い。この実施の形態においては、高剛性方案部分２２が本願発明の相対的に高剛性の部分に相当することとして説明する。
【００３１】
この実施の形態における鋳物１の歪み調整方法は、概略、相対的に低剛性の部分である一方の側壁部分２５の、高剛性の部分となる高剛性方案部分２２から離れる方向へ変形するよう歪む部位とこの高剛性方案部分２２との間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的大きい大収縮量調整用方案７ｃを設け、一方の側壁部分２５の、高剛性方案部分２２に近づく方向へ変形するよう歪む部位とこの高剛性方案部分２２との間に、離型時から常温への温度低下に伴う収縮量が比較的小さい小収縮量調整用方案７ｄを設けるものである。
【００３２】
高剛性方案部分７ｃは、鋳型のキャビティ内に溶湯を導入するための湯道を利用して成形してもよく、また、鋳物１の形状に応じたキャビティおよび湯道とは別に形成したキャビティにより成形することもできる。
【００３３】
次に、第２の実施の形態の変形例を、図６に基づいて説明する。この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態においては、図５に示した実施の形態と同様に、相対的に低剛性の部分である一方の側壁部分２５と、相対的に高剛性の部分となる高剛性方案部分２２との間に、一方の側壁部分２５の変形する方向に応じて収縮量の異なる収縮量調整用方案７ｃ、７ｄを設けているが、この実施の形態ではさらに、各収縮量調整用方案を必要に応じて冷却、または、加熱するための温度調整手段１１が設けられている。
【００３４】
各収縮量調整用方案７ｃ、７ｄを必要に応じて冷却、または、加熱するための温度調整手段１１は、この実施の形態では図３に示した実施の形態と同様に、鋳型１０のキャビティにおいて大収縮量調整用方案７ｃと小収縮量調整用方案７ｄに接触するように形成されており温度調整媒体を流通させるための流路１１ａにより構成されている。この構成により、鋳型１０に制約がある場合であっても、大収縮量調整用方案７ｃと小収縮量調整用方案７ｄに確実に熱収縮差を生じさせて相対的に低剛性の部分２５の歪みを低減させることができる。
【００３５】
なお、各収縮量調整用方案７ｃ、７ｄを必要に応じて冷却、または、加熱するための温度調整手段１１は、図４に示した実施の形態と同様に、大収縮量調整用方案７ｃと小収縮量調整用方案７ｄとにそれぞれ冷却媒体または加熱媒体を吹き付けるノズルを備えた構成とすることもできる。このような構成により、温度維持方案９（図２を参照）を設けることができないなどの場合であっても、大収縮量調整用方案７ｃと小収縮量調整用方案７ｄに確実に熱収縮差を生じさせて相対的に低剛性の部分２５の歪みを低減させることができる。
【００３６】
また、上述した実施の形態で説明した鋳物１の形状は説明のために示したものであり、本発明は、相対的に低剛性と高剛性の部分５、２、または２５、２２  を含み、これら両部分が離間している鋳物であれば、適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：鋳物、  ２：底部（相対的に高剛性の部分）、  ５：（相対的に小剛性の部分）、  ７ａ、７ｃ：大収縮量調整方案、  ７ｂ、７ｄ：小収縮量調整方案  ８：破断部、  ９：温度維持方案、  １１：温度調整手段
【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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【図８】
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