(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳型において、キャビティ内での溶湯への巻き込み空気量を減少させると共に鋳込み時間の短縮化を図る。【解決手段】鋳型１は、外周面２ａを有する中子２と、内周面４ａを有すると共に中子２を全周に渡って囲む外周型４とを備え、外周面２ａと内周面４ａとによりキャビティ６が形成される。キャビティ６に溶湯を導く湯路は、キャビティ６に開放する出口14ｅ，15ｅを有する第１，第２堰14，15と、第１，第２堰14，15に溶湯を導く主湯路とからなる。第１，第２堰14，15の出口14ｅ，15ｅでの溶湯の流出方向Ａ１，Ａ２は、該流出方向Ａ１，Ａ２に平行に延びる出口14ｅ，15ｅの仮想の延長部17，18が外周面２ａと交差しない方向である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本形状が軸線を中心とする回転面からなる外周面を有する中子と、内面を有すると共に前記中子を全周に渡って囲む主型とを備え、前記外周面と前記内面とにより円環状のキャビティが形成される鋳型において、
前記主型には前記キャビティに溶湯を導く湯路が設けられ、該湯路は、前記キャビティに開放する出口を有する堰と、該堰に溶湯を導く主湯路とからなり、前記出口での溶湯の流出方向は、該流出方向に平行に延びる前記出口の仮想の延長部が前記外周面と交差しない方向であることを特徴とする鋳型。
【請求項２】
前記内面は、径方向で前記外周面と対向する面であって基本形状が前記軸線を中心とする回転面からなる内周面を有し、前記延長部は前記内周面に接し、前記堰は、前記流出方向に平行に延びて前記主湯路の下流端部に接続する直線状の通路により構成されることを特徴とする請求項１記載の鋳型。
【請求項３】
前記堰は、第１堰および第２堰からなり、前記出口は、前記第１堰の出口である第１出口および前記第２堰の出口である第２出口からなり、前記第１堰および前記第２堰は、前記主湯路の下流端部において二股に分岐した通路により構成されることを特徴とする請求項１記載の鋳型。
【請求項４】
前記主湯路は湯口を有し、前記第１堰および前記第２堰での溶湯の流れは、前記湯口の下流端部から前記主湯路の前記下流端部に至る溶湯の流れと同じ方向での流れ成分を有することを特徴とする請求項３記載の鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状の鋳造品を鋳造する鋳型に関し、該鋳造品は、例えば円環状の金型であり、該金型は、例えばタイヤ成形のために使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、特許文献１に開示されたものが知られている。この技術では、円形の鋳型とその外周に設置された環状の鋳枠との間に形成される空間に溶湯を注湯するシュートが用いられる。前記空間に挿入されるシュートは、上端部に溶湯の受け口が設けられたシュート本体と、シュート本体の下方部分の内側に取り付けられた邪魔板とを備える。そして、シュート本体の下端部において邪魔板とは反対側に、溶湯を流出させるための開口部が設けられる。シュート本体内を流下して開口部から流出する溶湯は、邪魔板と鋳枠との間の空間に流入し、その後、邪魔板の外面に沿って流れつつ次第に鋳枠内に充満する。注湯終了後に、シュートは速やかに抜き取られる。
【特許文献１】特許第２７９６０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来技術では、開口部からの溶湯は、前記空間（キャビティに相当）内において、邪魔板の外面に沿って流れる前に、開口部から径方向にほぼ沿って外方に向かって流出して鋳枠の内面に衝突するため、この衝突により溶湯の流れに乱れが発生して、溶湯に空気が巻き込まれ、鋳造品に巣などの孔が形成される可能性がある。また、開口部から流出した溶湯は、鋳枠の内面に衝突することで、その流れが径方向から周方向に急激に偏向させられるために、前記空間内での溶湯の速度低下が大きくなって、鋳込み時間が長くなる難点があり、さらに、注湯終了後に前記空間に挿入された部材であるシュートを除去する必要があるので、その除去の過程で、シュートが充填済みの溶湯に乱れを生じさせる難点がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜４記載の発明は、鋳型において、キャビティ内での溶湯への巻き込み空気量を減少させると共に鋳込み時間の短縮化を図ることを目的とする。そして、請求項３記載の発明は、さらに、簡単な構造の堰により、キャビティ内への溶湯の充填の均一性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、基本形状が軸線を中心とする回転面からなる外周面を有する中子と、内面を有すると共に前記中子を全周に渡って囲む主型とを備え、前記外周面と前記内面とにより円環状のキャビティが形成される鋳型において、前記主型には前記キャビティに溶湯を導く湯路が設けられ、該湯路は、前記キャビティに開放する出口を有する堰と、該堰に溶湯を導く主湯路とからなり、前記出口での溶湯の流出方向は、該流出方向に平行に延びる前記出口の仮想の延長部が前記外周面と交差しない方向である鋳型である。
【０００６】
これによれば、堰から流出した溶湯は、キャビティ内で、中子の外周面に交差しない流出方向に流出することから、径方向にほぼ沿う流れの状態で主型および中子に衝突することがないので、溶湯が主型や中子と衝突することで発生する流れの乱れにより、空気が溶湯に巻き込まれることが防止または抑制されて、巻き込み空気量が減少する。また、キャビティ内では、堰の出口からの溶湯の流れが、径方向から周方向に偏向させられるなど、急激に偏向させられることがないので、溶湯の速度低下が抑制される。さらに、中子の外周面に交差しない流出方向に溶湯を流出させる堰が主型に設けられるので、前記従来技術とは異なり、溶湯を案内するためにキャビティ内に挿入される部材は不要であり、該挿入部材の除去工程で充填済みの溶湯に乱れが生じることがない。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋳型において、前記内面は、径方向で前記外周面と対向する面であって基本形状が前記軸線を中心とする回転面からなる内周面を有し、前記延長部は前記内周面に接し、前記堰は、前記流出方向に平行に延びて前記主湯路の下流端部に接続する直線状の通路により構成されるものである。
【０００８】
これによれば、溶湯は堰の全体において流出方向に流れているので、主湯路の下流端部から堰の出口までにおいて速度低下が抑制され、しかも出口からの溶湯は外周面と同軸の回転面を基本形状とする内周面に沿って流れるので、キャビティ内での溶湯の流れの偏向が緩やかになり、キャビティ内での溶湯の速度低下が一層少なくなる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の鋳型において、前記堰は、第１堰および第２堰からなり、前記出口は、前記第１堰の出口である第１出口および前記第２堰の出口である第２出口からなり、前記第１堰および前記第２堰は、前記主湯路の下流端部において二股に分岐した通路により構成されるものである。
【００１０】
これによれば、内面において異なる位置でキャビティに開放する第１、第２出口から溶湯を流出させる第１，第２堰が設けられるので、キャビティ内での溶湯の充填の均一性が向上する。また、第１，第２堰は、主湯路の下流端部において二股に分岐した通路からなるので、構造が簡単である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の鋳型において、前記主湯路は湯口を有し、前記第１堰および前記第２堰での溶湯の流れは、前記湯口の下流端部から前記主湯路の前記下流端部に至る溶湯の流れと同じ方向での流れ成分を有するものである。
【００１２】
これによれば、溶湯は、湯口の下流端部から主湯路の下流端部までの流れ方向を少なくとも部分的に維持した状態で、第１，第２堰全体を流れるので、湯口の下流端部から第１，第２堰の出口までにおいて速度低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、キャビティ内での溶湯への巻き込み空気量が減少するので、巻き込まれた空気に起因して巣などの孔が形成される鋳造欠陥の発生が抑制されて、鋳造品の品質が向上する。またキャビティ内での溶湯の速度低下が抑制されるので、鋳込み時間が短縮され、さらにキャビティ内に挿入される部材も不要であるので、これらの点でも鋳造品の品質向上に寄与できる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、主湯路の下流端部から堰の出口までにおいて溶湯の速度低下が抑制され、しかもキャビティ内での溶湯の速度低下が一層少なくなるので、鋳込み時間が一層短縮されて、鋳造品の品質向上に寄与できる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、簡単な構造の第１，第２堰により、キャビティ内での溶湯の充填の均一性を向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、湯口の下流端部から第１，第２堰の出口までにおいて溶湯の速度低下が抑制されるので、鋳込み時間が短縮されて、鋳造品の品質向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１，図２を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された鋳型１は、環状の鋳造品としての円環状の金型であるタイヤ成形用金型Ｃを重力鋳造法により成形するために使用される。鋳型１は、基本形状が軸線Ｌを中心とする回転面からなる外周面２ａを有する中子２と、内面３ａを有すると共に中子２を全周に渡って囲む主型３とを備え、外周面２ａと内面３ａとにより円環状のキャビティ６が形成される。なお、図１では、図示の便宜上、金型Ｃは、外周面２ａおよび内面３ａからずれて示されている。
【００１８】
主型３は、径方向で外周面２ａと対向する面であって基本形状が軸線Ｌを中心とする回転面からなる内周面４ａを有する筒状、この実施形態では円筒状の外周型４と、中子２および外周型４を支持すると共に底面５ａを有する底型５とから構成される。底面５ａは、軸線Ｌを中心とする基本形状が回転面からなり、この実施形態では円環状を呈する。それゆえ、内面３ａは内周面４ａおよび底面５ａから構成される。そして、分割構造となっている中子２は、石膏製であり、保持部材７により底型５に対して固定される。また、外周型４および底型５は金属製である。
なお、この明細書または特許請求の範囲において、基本形状が回転面であるとは、全体が回転面であること、または局所的な凹凸を除いた大部分が回転面であることを意味する。また、径方向および周方向は、それぞれ、軸線Ｌを中心とする放射方向および周方向を意味する。
【００１９】
外周型４には、軽金属または軽金属合金の溶湯、この実施形態ではアルミニウム合金の溶湯８を、キャビティ６に導くための１つの湯路Ｐが設けられる。湯路Ｐは、キャビティ６よりも上方に位置して溶湯８が注がれる湯溜まり11と、湯溜まり11に接続される上流端部12ａと下流端部12ｂとを有して上下方向に延びる１つの湯口12と、軸線Ｌに直交する平面に沿って下流端部12ｂからキャビティ６に向かって径方向内方、より具体的には軸線Ｌに向かって水平方向に延びる１つの湯道13と、湯道13からキャビティ６に向かって延びてキャビティ６に開放する出口Ｇｅを有する堰Ｇとからなる。
【００２０】
湯道13は、径方向に沿って延びる直線状の通路である。また、堰Ｇは、湯道13の下流端部13ｂにおいて分岐壁16を挟んで二股に分岐した通路により構成される第１堰14および第２堰15からなる。そして、堰Ｇの出口Ｇｅは、第１堰14の出口である第１出口14ｅおよび第２堰15の出口である第２出口15ｅからなり、第１，第２出口14ｅ，15ｅは内周面４ａにおいて異なる位置で開口する。また、第１出口14ｅでの溶湯８の流出方向である第１流出方向Ａ１および第２出口15ｅでの溶湯８の流出方向である第２流出方向Ａ２は、第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２のそれぞれに平行に延びる各出口14ｅ，15ｅの仮想の延長部である第１，第２延長部17，18がキャビティ６内で外周面２ａと交差しない方向であり、この実施形態では、第１，第２延長部17，18は内周面４ａに接する。
【００２１】
そして、第１堰14は、下流端部13ｂに接続すると共に第１流出方向Ａ１に平行である直線状の通路により構成され、第２堰15は、下流端部13ｂに接続すると共に第２流出方向Ａ２に平行である直線状の通路により構成される。また、第１，第２堰14，15は、軸線Ｌを含む平面からなる対称面を有するように、外周型４に形成される。
【００２２】
第１流出方向Ａ１は、第１堰14からの溶湯８がキャビティ６内で、内周面４ａに沿うと共に周方向での一方の方向である第１周方向Ａ３に沿って流れる方向であり、第２流出方向Ａ２は、第２堰15からの溶湯８がキャビティ６内で、内周面４ａに沿うと共に、周方向での他方の方向であって第１周方向Ａ３とは反対方向の第２周方向Ａ４に沿って流れる方向である。また、湯道13および第１，第２堰14，15での溶湯８は底面５ａと同一の平面上を流れ、第１，第２堰14，15の出口14ｅ，15ｅからの溶湯８は底面５ａ上を流れる。
【００２３】
さらに、図２に示されるように、第１，第２堰14，15での溶湯８の流れＦ１，Ｆ２は、湯口12の下流端部12ｂから湯道13の下流端部13ｂに至る溶湯８の流れＦ３と同じ方向での流れ成分Ｆ1a，Ｆ2aを有する。
【００２４】
それゆえ、湯路Ｐは、第１，第２出口14ｅ，15ｅをそれぞれ有する第１，第２堰14，15と、第１，第２堰14，15に溶湯８を導く主湯路Ｐａとから構成される。そして、該主湯路Ｐａは、湯溜まり11と湯口12と湯道13とを有し、湯道13の下流端部13ｂは、主湯路Ｐａの下流端部を構成する。
【００２５】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
湯溜まり11に溶湯８が注がれると、溶湯８は、湯路Ｐ、湯道13および第１，第２堰14，15を流れて、第１，第２出口14ｅ，15ｅからキャビティ６内で第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２に流出して、キャビティ６に充填される。
【００２６】
そして、外周型４にはキャビティ６に溶湯８を導く湯路Ｐが設けられ、湯路Ｐは、キャビティ６に開放する出口14ｅ，15ｅを有する第１，第２堰14，15と、各堰14，15に溶湯８を導く主湯路Ｐａとからなり、第１，第２出口14ｅ，15ｅでの第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２は、それぞれ第１，第２延長部17，18が中子２の外周面２ａと交差しない方向であることにより、第１，第２堰14，15から流出した溶湯８は、キャビティ６内で、径方向にほぼ沿う流れの状態で外周型４および中子２に衝突することがないため、溶湯８が外周型４や中子２と衝突することで発生する流れの乱れにより、空気が溶湯８に巻き込まれることが防止または抑制されて、巻き込み空気量が減少するので、巻き込まれた空気に起因して巣などの孔が形成される鋳造欠陥の発生が抑制されて、金型Ｃの品質が向上する。また、キャビティ６内では、第１，第２出口14ｅ，15ｅからの溶湯８の流れが、径方向から周方向に偏向させられるなど、急激に偏向させられることがないので、溶湯８の速度低下が抑制されて、鋳込み時間が短縮されること、および、外周面２ａに交差しない第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２に溶湯８を流出させる第１，第２堰14，15が主型３に設けられるので、前記従来技術とは異なり、溶湯８を案内するためにキャビティ６内に挿入される部材は不要であり、該挿入部材の除去工程で充填済みの溶湯８に乱れが生じることがないことから、金型Ｃの品質向上に寄与できる。
【００２７】
第１，第２延長部17，18は内周面４ａに接し、第１，第２堰14，15は第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２に平行に延びて下流端部13ａに接続する直線状の通路により構成されることにより、溶湯８は第１，第２堰14，15の全体においてそれぞれ第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２に流れているので、下流端部13ａから第１，第２出口14ｅ，15ｅまでにおける速度低下が抑制されること、しかも第１，第２出口14ｅ，15ｅからの溶湯８は外周面２ａと同軸の回転面を基本形状とする内周面４ａに沿って流れるので、キャビティ６内での溶湯８の流れの偏向が緩やかになることから、キャビティ６内での溶湯８の速度低下が一層少なくなり、鋳込み時間が一層短縮されて、金型Ｃの品質向上に寄与できる。
【００２８】
第１堰14および第２堰15は、下流端部13ｂにおいて二股に分岐した通路により構成されることにより、内周面４ａにおいて異なる位置でキャビティ６に開放する第１、第２出口14ｅ，15ｅから溶湯８を流出させる第１，第２堰14，15が設けられるので、キャビティ６内での溶湯８の充填の均一性が向上する。また、第１，第２堰14，15は、下流端部13ｂにおいて二股に分岐した通路からなるので、構造が簡単である。この結果、簡単な構造の第１，第２堰14，15により、キャビティ６内での溶湯８の充填の均一性を向上させることができる。
【００２９】
第１，第２堰14，15での溶湯８の流れＦ１，Ｆ２は、湯口12の下流端部12ｂから湯道13の下流端部13ｂに至る溶湯８の流れＦ３と同じ方向での流れ成分Ｆ1a，Ｆ2aを有することにより、溶湯８は、下流端部12ｂから下流端部13ｂまでの流れ方向を少なくとも部分的に維持した状態で、第１，第２堰14，15全体を流れることから、湯口12の下流端部12ｂから第１，第２出口14ｅ，15ｅまでにおいて速度低下が抑制されるので、鋳込み時間が短縮されて、金型Ｃの品質向上に寄与できる。
【００３０】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
堰Ｇは、前記実施形態では第１，第２堰14，15から構成されたが、１つの堰により構成されてもよい。また、湯路Ｐは、部分的に底型５に設けられてもよく、その際に、第１，第２堰の少なくともいずれか一方は底型５に設けられて、その出口が底面５ａに開口してもよい。さらに、第１，第２流出方向Ａ１，Ａ２は、キャビティ６の形成範囲において、第１，第２延長部が軸線Ｌを中心軸線とする仮想の円柱面に接する方向であってもよい。そして、これらのいずれの場合にも、キャビティ６内での溶湯８の速度低下が抑制されて、鋳込み時間短縮の効果が奏される。
前記鋳造品は、前記実施形態では、タイヤ成形用金型Ｃであったが、タイヤ成形用以外の金型または金型以外の物品であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態を示し、本発明が適用された鋳型の、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…鋳型、２…中子、２ａ…外周面、３…主型、３ａ…内面、４…外周型、４ａ…内周面、５…底型、６…キャビティ、７…保持部材、８…溶湯、11…湯溜まり、12…湯口、12ｂ…下流端部、13…湯道、13ｂ…下流端部、14，15…堰、16…分岐壁、17，18…延長部、
Ｃ…金型、Ｌ…軸線、Ｐ…湯路、Ｇ…堰、Ａ１，Ａ２…流出方向、Ａ３，Ａ４…周方向、Ｆ１〜Ｆ３…流れ、Ｆ1a，Ｆ2a…流れ成分。
【図１】
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【図２】
2006082110.tif 000004