(57)【要約】【課題】金型、成形装置、および成形方法において、金型のパーティング面の合わせ目を通過する溶湯によるバリの発生を低減することができるようにする。【解決手段】溶湯を成形する金型面１６ａ、１７ａ、１８ａを有する金型構成部材１６、１７、１８を組み立てることで、溶湯を注入する開口１９ｆと、開口１９ｆから内部側に向かう溶湯の流路を構成するキャビティ１９とが形成された金型であって、金型構成部材１６、１７は、それぞれ、互いの金型面１６ａ、１７ａの外縁部で当接して溶湯の流路を横断する方向に沿うパーティングラインＰＬ１を形成し、パーティングラインＰＬ１における金型面１６ａ、１７ａの法線Ｎに対して開口１９ｆ側に傾斜されるとともに、パーティングラインＰＬ１からキャビティ１９の外側方向に向かって延ばされた傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂを備えるものを用いて成形を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を成形する金型面を有する複数の金型構成部材を組み立てることで、前記成形材料を注入する材料注入口と、該材料注入口から内部側に向かう前記成形材料の流路を構成するキャビティとが形成された金型であって、
前記複数の金型構成部材のうちの少なくとも１対の金型構成部材は、
それぞれ、互いの金型面の外縁部で当接して前記成形材料の流路を横断する方向に沿うパーティングラインを形成し、該パーティングラインにおける前記互いの金型面の法線に対して前記材料注入口側に傾斜されるとともに、前記パーティングラインから前記キャビティの外側方向に向かって延ばされたパーティング面を備えることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記少なくとも１対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、
組立時に、互いに密着可能な角度に傾斜されていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記少なくとも１対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、
組立時に、前記パーティングラインからキャビティの外側方向に向かって、互いが離間するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項４】
前記複数の金型構成部材を一定の回転軸線回りの一方向に回転可能に保持する回転保持部を備え、
前記少なくとも一対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、前記回転保持部において、前記一方向と逆方向側に位置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金型。
【請求項５】
前記少なくとも一対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、前記回転保持部において、前記一方向側にも位置されたことを特徴とする請求項４に記載の金型。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の金型と、
該金型の前記材料注入口に溶解された金属材料からなる溶湯を注入する溶湯注入手段とを備えることを特徴とする成形装置。
【請求項７】
請求項４または５に記載の金型と、
該金型の前記回転保持部を前記一定の回転軸線回りの前記一方向に回転させる金型回転機構とを備え、
該金型回転機構によって前記金型を回転させたときに、前記成形材料を前記回転によって前記金型の前記材料注入口から前記金型の内部へと供給可能なことを特徴とする成形装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の金型の前記材料注入口から、前記キャビティの内部に向けて前記成形材料を注入することによって、成形を行うことを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型、成形装置、および成形方法に関する。例えば、金属材料の溶湯を複数の金型構成部材を組み合わせて構成されたキャビティに注入して固化させることにより成形を行う金型、成形装置、および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複雑な部品形状を成形するために、複数の金型構成部材を組み合わせてキャビティを作成するカセット型と呼ばれる分離型の金型、これを用いた成形装置、および成形方法が知られている。
このような金型を用いて鋳造成形する場合、成形品の表面は、複数の金型構成部材が組み合わせて構成される金型の内面に位置する金型面が組合せられた金型面の形状を転写するによって形成される。複数の金型構成部材の合わせ面のうち、金型面に交差するように形成された合わせ面はパーティング面と呼ばれる。
成形時に、互いの金型面の外縁部で当接した部位にあるパーティングラインを溶湯が通過する際、溶湯の流入圧力が大きいと、パーティング面同士の間に溶湯が侵入して冷却固化されてしまう。この場合、パーティング面の合わせ目に沿って、溶湯が固化したバリが形成され、外観不良を招いたり、金型の離型性を低下させたりする場合があった。
樹脂成形の分野では、パーティング面の形状や配置によって、バリを低減させる技術が知られている。
例えば、特許文献１には、バーティング面でのバリを抑制するため、金型において「パーティングライン」（特許文献１における用語。本願におけるパーティング面）を可動型の移動方向に対して傾斜させる構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９７４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の金型、成形装置、および成形方法では、以下のような問題があった。
従来のカセット型を用いた成形では、バリを発生させないため、溶湯の流入圧力が高くてもパーティング同士の間に溶湯が侵入しないように、パーティング面同士を高精度に当接させる必要がある。このため、金型のパーティング面を高精度に仕上げるとともに、精度よく金型を組み立てる必要がある。この結果、金型の製造コストが増大したり、成形の作業効率が悪化したりするという問題がある。
また、特許文献１に記載の技術は、樹脂射出成形において、樹脂の射出圧が高まることでキャビティの内圧が高まって、金型が変形したり可動型が移動したりする場合に発生するバリを低減するものである。
一方、溶解された金属材料の溶湯を用いる成形、例えば、鋳造成形におけるバリは、このようなキャビティ内に充填後の溶湯の圧力ではなく、溶湯が金型のキャビティ内に流入する際に、パーティング面同士の合わせ目を通過する溶湯の流入圧力によって溶湯が隙間に侵入することでバリが発生する。
すなわち、金型の変形や移動が起こらなくてもバリが発生するため、特許文献１に記載の技術では、鋳造成形などにおけるバリは防止することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、金型のパーティング面の合わせ目を通過する溶湯によるバリの発生を低減することができる金型、成形装置、および成形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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、成形材料を成形する金型面を有する複数の金型構成部材を組み立てることで、前記成形材料を注入する材料注入口と、該材料注入口から内部側に向かう前記成形材料の流路を構成するキャビティとが形成された金型であって、前記複数の金型構成部材のうちの少なくとも１対の金型構成部材は、それぞれ、互いの金型面の外縁部で当接して前記成形材料の流路を横断する方向に沿うパーティングラインを形成し、該パーティングラインにおける前記互いの金型面の法線に対して前記材料注入口側に傾斜されるとともに、前記パーティングラインから前記キャビティの外側方向に向かって延ばされたパーティング面を備える構成とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の金型において、前記少なくとも１対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、組立時に、互いに密着可能な角度に傾斜されている構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の金型において、前記少なくとも１対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、組立時に、前記パーティングラインからキャビティの外側方向に向かって、互いが離間するように形成されている構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の金型において、前記複数の金型構成部材を一定の回転軸線回りの一方向に回転可能に保持する回転保持部を備え、前記少なくとも一対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、前記回転保持部において、前記一方向と逆方向側に位置された構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の金型において、前記少なくとも一対の金型構成部材の前記それぞれのパーティング面は、前記回転保持部において、前記一方向側にも位置された構成とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、成形装置において、請求項１〜５のいずれかに記載の金型と、該金型の前記材料注入口に溶解された金属材料からなる溶湯を注入する溶湯注入手段とを備える構成とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、成形装置において、請求項４または５に記載の金型と、該金型の前記回転保持部を前記一定の回転軸線回りの前記一方向に回転させる金型回転機構とを備え、該金型回転機構によって前記金型を回転させたときに、前記成形材料を前記回転によって前記金型の前記材料注入口から前記金型の内部へと供給可能なことを特徴とする構成とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、成形方法において、請求項１〜５のいずれかに記載の金型の前記材料注入口から、前記キャビティの内部に向けて前記成形材料を注入することによって、成形を行う方法とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の金型、成形装置、および成形方法によれば、金型のパーティング面がキャビティに形成されるパーティングラインにおける金型面の法線に対して材料注入口側に傾斜されるため、金型のパーティング面の合わせ目を通過する成形材料によるバリの発生を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図、およびそのＡ視の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る金型を用いて成形した成形品の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図、およびそのＣ−Ｃ断面(水平方向断面)図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ(水平方向断面)断面を示す部分断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る金型および比較例に係る金型における溶湯の流れを説明する模式説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る金型の図１におけるＢ−Ｂ断面を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図、およびそのＤ−Ｄ断面(水平方向断面)図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図、およびそのＥ−Ｅ断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る図１におけるＢ−Ｂ断面を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の変形例（第３変形例）に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図、およびそのＧ−Ｇ断面(水平方向断面)図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る成形装置について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る成形装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ視の平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る金型を用いて成形した成形品の一例を示す模式的な斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図、およびそのＣ−Ｃ断面図(水平方向断面)である。図４は、図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面(水平方向断面)を示す部分断面図である。
なお、各図は模式図であり、見易さのために各部材の大きさや形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１８】
本実施形態の遠心鋳造装置１００は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、金属材料６を加熱溶解させた溶湯を回転された金型に導入し、この溶湯に作用する慣性力により溶湯を金型内に注入して遠心鋳造成形を行う成形装置である。
遠心鋳造装置１００の概略構成は、筐体１、誘導コイル７、回転機構４(回転軸部2、モーター3からなる)、および金型９を備える。
【００１９】
筐体１は、内部に適宜の真空度を有する減圧環境を形成する真空チャンバーである。
誘導コイル７は、金属材料６を誘導加熱によって溶解させて溶湯（成形材料）６Ａを形成するものであり、金属材料６を水平方向に取り囲んだ状態で、筐体１の天井部の中心付近の下面側に固定されている。
誘導コイル７には、不図示の電源および配線を通して、筐体１の外部から電力を供給できるようになっている。
誘導コイル７の下端部は、溶湯６Ａが下方側に自由落下できるように開口されている。
金属材料６の材質としては、誘導コイル７によって溶解可能な適宜の金属材料を採用することができる。例えば、ＡＤＣ１２などのアルミニウム合金、ＭＤＣ１Ｄなどのマグネシウム合金や、急冷固化させることで非晶質合金を形成することができる合金材料、例えば、ジルコニウム基合金、鉄基合金、チタン基合金、マグネシウム基合金などを採用することができる。
【００２０】
回転機構４は、誘導コイル７の下方側に設けられ、鉛直方向に延ばされた回転軸線Ｏ回りに、金型９を回転させるものである。
回転機構４の概略構成は、筐体１の底部を鉛直方向に貫通するように設けられた回転軸部２と、筐体１の底部の下方に延出された回転軸部２の下端部に連結され回転軸部２に回転力を伝達するモータ３を備える。モータ３は、不図示の制御部に電気的に接続され、回転制御が可能となっている。
回転軸部２の回転方向は、いずれの一方向でもよいが、以下では、回転軸部２が鉛直上方から見て反時計回り（図１（ｂ）に矢印で示す回転方向Ｒ）に回転される場合の例で説明する。
回転軸部２の上端側には、金型９を鉛直下方側で着脱可能に固定する固定部２ａが設けられている。金型９の固定方法は、適宜の固定方法を採用することができる。例えば、ボルト・ナットによる締結などの固定方法を採用することができる。
また、特に図示しないが、回転軸部２は、筐体１の底部において気密を保つ回転軸受によって回転可能に支持されている。
【００２１】
金型９は、本実施形態では、溶湯６Ａを注入して成形体の外形状を形成する分割金型１５と、分割金型１５を回転軸線Ｏ回りの回転方向Ｒに回転可能に保持する回転保持部である金型ホルダ１０とを備える。
金型９で成形する成形体の形状は、適宜の形状を採用することができるが、以下では、一例として、図２に示す成形体８の場合の例で説明する。
成形体８は、円筒面を構成する外周面８ａの軸方向の両端部に、外周面８ａの中心軸線と直交する平面からなる奥側端面８ｂ、手前側端面８ｃが形成された円柱部材である。
奥側端面８ｂは、金型９の奥側（溶湯６Ａの注入方向と反対側、溶湯６Ａが溜まり始める側）に設けられた金型面に沿って成形された平面である。
手前側端面８ｃは、成形後に、溶湯６Ａを注入する側（手前側）に形成された後述するゲート部での固化体を切断して形成した平面である。
【００２２】
分割金型１５は、図３(ａ）、（ｂ）に示すように、金型構成部材１６、１７、１８が組み合わされてなり、全体として直方体状の外形状を有する。
以下では、後述する金型ホルダ１０の分割金型収容部１１に配置するのと同様の位置関係に基づいて、組立状態の分割金型１５内の位置関係を説明する。
分割金型１５の外表面は、それぞれ矩形外形を有する底面１５ｂ、上面１５ｅ、奥側側面１５ａ、手前側側面１５ｆ、右側面１５ｃ、および左側面１５ｄの６面からなる。
そして、底面１５ｂの上方に上面１５ｅが平行に対向され、これらの間に奥側側面１５ａ、手前側側面１５ｆ、右側面１５ｃ、および左側面１５ｄが配置されている。
奥側側面１５ａおよび手前側側面１５ｆは垂直方向に平行に対向して設けられている。すなわち、奥側側面１５ａおよび手前側側面１５ｆは、互いに平行で、なおかつ回転軸線Oに平行に設けられている。それぞれの中心部には、成形体８の外周面８ａを成形する金型面となる円孔状のキャビティ１９が、奥側側面１５ａおよび手前側側面１５ｆに直交する方向に貫通して形成されている。すなわち、手前側側面１５ｆ、奥側側面１５ａ上には、それぞれ円状の開口１９ｆ、１９ａが形成されている。開口１９ｆは、溶湯６Ａを分割金型１５に注入する溶湯注入口（材料注入口）を構成している。このため、キャビティ１９は、注入された溶湯６Ａが開口１９ｆから開口１９ａに向かって流れる流路（溶湯の流路）を構成している。以下では、開口１９ｆから開口１９ａに向かうとともに、キャビティ１９の中心軸に沿う方向を溶湯注入方向Ｆ（図３（ｂ）参照）と称する。
キャビティ１９の内径は、金属材料６の成形収縮率を考慮して成形体８の外周面８ａの外径よりもわずかに大きな径に設定される。
右側面１５ｃ、左側面１５ｄは、底面１５ｂを下向きに配置して、手前側側面１５ｆ側から奥側側面１５ａ側を見たとき、それぞれキャビティ１９の右側および左側に位置する互いに平行な側面である。
【００２３】
金型構成部材１８と、金型構成部材１６、１７とは、分割金型１５を、左側面１５ｄおよび右側面１５ｃの間の中心面で左右方向に２分割した形状に設けられた部材および部材対である。
このため、金型構成部材１８は、左側面１５ｄに平行な側方パーティング面１８ｃの中心に半円断面を有する凹溝からなる金型面１８ａが形成されてなる。
また、金型構成部材１６、１７は、組立状態では、全体として、金型構成部材１８と面対称をなす形状を備えている。すなわち、金型構成部材１６、１７は、側方パーティング面１８ｃに当接するとともに右側面１５ｃと平行な平面を構成する側方パーティング面１６ｃ、１７ｃと、金型面１８ａと面対称な凹溝を構成する金型面１６ａ、１７ａとを備える。
【００２４】
また、金型構成部材１６、１７は、それぞれ側方パーティング面１６ｃ、１７ｃに対して、開口１９ｆ側から測って角度φ（ただし、０°＜φ＜９０°）だけ傾斜された平面からなる傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂ（パーティング面）によって着脱可能に密着されている。ただし、図３（ｂ）では見易さのため傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂとが離間しているように描いている。
パーティングラインＰＬ１は、金型面１６ａと傾斜パーティング面１６ｂとの交線であり金型面１６ａの外縁部をなしている。また、パーティングラインＰＬ１は金型面１７ａと傾斜パーティング面１７ｂとの交線であり金型面１７ａの外縁部をなしている。すなわち、金型構成部材１６、１７は互いの金型面１６ａ、１７ａの外縁部で当接して、１対のパーティングラインＰＬ１を形成している。本実施形態ではパーティングラインＰＬ１は、部分楕円状の曲線からなる。
これら１対のパーティングラインＰＬ１は、組立状態では、金型面１６ａ、１７ａの段差が許容値以下となるように整列されている。また、これら１対のパーティングラインＰＬ１は、開口１９ｆから注入される溶湯６Ａの流路を横断するように形成されている。
【００２５】
したがって、傾斜パーティング面１６ｂ（１７ｂ）は、パーティングラインＰＬ１を通る金型面１６ａ（１７ａ）の法線Ｎと、溶湯注入方向Ｆとを含む断面において、法線Ｎから溶湯注入方向Ｆと反対側（開口１９ｆ側）に角度θ（ただし、０°＜θ＜９０°）だけ傾斜されて、キャビティ１９の内側から外側に向かう方向に延ばされている。角度θは、金型面１６ａ（１７ａ）の溝底（図３（ｂ）の図示下側）では、θ＝９０°−φであり、パーティングラインＰＬ１に沿って、側方パーティング面１６ｃ（１７ｃ）に近づくにつれて、θ＝９０°−φから、θ＝９０°に近づいていく。
【００２６】
また、金型面１６ａ（１７ａ）と側方パーティング面１８ｃとの交線であるパーティングラインＰＬ２は、金型面１６ａ（１７ａ）と当接する金型面１８ａの外縁部に形成され、金型面１６ａ（１７ａ、１８ａ）上で、溶湯注入方向Ｆに沿って延ばされた直線からなる。
【００２７】
このような形状の金型構成部材１６、１７、１８の材質は、注入される溶湯６Ａの熱に耐えうるものであれば適宜の材質を採用することができる。例えば、ＳＵＳ３０４などの金属材料や、セラミックス材料を採用することができる。また、特に図示はしないが、本実施形態の金型構成部材１６、１７、１８は、例えば、ボルト・ナットなどの締結部材などにより、互いに位置合わせされた状態で着脱可能に連結されている。
【００２８】
金型ホルダ１０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視が円状の外形を有する全体として円板ブロック状の部材である。金型ホルダ１０の下面側の中心部は、円外形の中心が回転軸部２の回転軸線Ｏと同軸となるように、回転軸部２の固定部２ａに対して着脱可能に固定されている。
金型ホルダ１０の上部側の中心部には、誘導コイル７の下方側に開口する溶湯導入口１０ａが設けられ、溶湯導入口１０ａの下部には、上方から落下する溶湯６Ａを受ける円穴からなる溶湯受け部１０ｂが設けられている。
溶湯受け部１０ｂの内側面の一部には、金型ホルダ１０の中心、すなわち回転軸線Ｏから遠ざかる方向に水平方向に延ばして設けられた円孔状のゲート部１０ｃが設けられている。本実施形態では、ゲート部１０ｃの内径は、分割金型１５の開口１９ｆと略同径に設けられている。
ゲート部１０ｃの溶湯受け部１０ｂと反対側の端部には、分割金型１５の外形に沿う直方体状の空間からなる分割金型収容部１１が設けられている。
【００２９】
分割金型収容部１１の内面は、分割金型１５の底面１５ｂ、上面１５ｅ、右側面１５ｃ、左側面１５ｄ、奥側側面１５ａ、および手前側側面１５ｆに、それぞれ当接するように、底面１１ｂ（図１（ａ）参照）、上面１１ｅ（図１（ａ）参照）、反回転方向側側面１１ｃ、および回転方向側側面１１ｄ、奥側側面１１ａ、ゲート側側面１１ｆが設けられている。
底面１１ｂ、上面１１ｅは、それぞれ鉛直下側、鉛直上側で水平面に沿って互いに対向する面である。奥側側面１１ａは、水平面内で回転軸線Ｏと交差し、ゲート部１０ｃの中心軸線に沿って延ばされた直線Ｌ（図１（ｂ）参照）に直交するように、ゲート部１０ｃの開口に対向して設けられた平面である。ゲート側側面１１ｆは、奥側側面１１ａと対向して平行に設けられた平面であり、中心部にゲート部１０ｃが貫通されている。
反回転方向側側面１１ｃおよび回転方向側側面１１ｄは、回転軸線Ｏから直線Ｌに沿って金型ホルダ１０の外周側を見たとき、直線Ｌを挟んで左右対称な位置において、それぞれ、反回転方向側（回転方向Ｆと反対側）および回転方向Ｆ側に設けられた平面である。
【００３０】
このような分割金型収容部１１の構成により、図１（ａ）、図４に示すように、ゲート部１０ｃと分割金型１５の開口１９ｆとが略重なる位置関係に対向され、開口１９ａが、奥側側面１１ａによって塞がれた状態となり、溶湯導入口１０ａから、溶湯受け部１０ｂ、ゲート部１０ｃ、およびキャビティ１９がそれぞれ連通する空間が形成される。このうち、ゲート部１０ｃおよびキャビティ１９は、直線Ｌに沿って回転軸線Ｏから遠ざかる方向に延ばされている。
【００３１】
なお、図１（ａ）、（ｂ）は模式図のため、金型ホルダ１０を一体の部材のように描いているが、実際には、分割金型収容部１１に分割金型１５を着脱したり、成形後に内部で固化した成形体８を取り外したりするために、適宜複数の部材が着脱可能に固定されてなる。例えば、ゲート部１０ｃの中心を境界として上下方向に分割できるようになっている。
【００３２】
次に、遠心鋳造装置１００の動作について、遠心鋳造装置１００を用いた成形方法とともに説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る金型および比較例に係る金型における溶湯の流れを説明する模式説明図である。
【００３３】
まず、図１（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、金型構成部材１６、１７、１８から分割金型１５を組み立てて、分割された状態の金型ホルダ１０の分割金型収容部１１内に配置し、金型ホルダ１０を組み立てる。そして、この組立体を回転軸部２の固定部に固定する。
次に、筐体１内を減圧して真空状態とし、モータ３を駆動し、回転軸部２に固定された金型ホルダ１０を回転方向Ｒの向きに回転させる。回転速度としては、例えば、３０００ｒｐｍ程度が好適である。
モータ３の回転が安定したら、誘導コイル７に通電して、誘導コイル７の内側に保持された金属材料６を加熱する。金属材料６は、融点以上の温度になると溶解され、溶湯６Ａとして下方に自由落下する。
この溶湯６Ａは、溶湯導入口１０ａを通して、溶湯受け部１０ｂ内に落下する。溶湯受け部１０ｂ内の溶湯６Ａは、回転系である金型ホルダ１０の内部では慣性力を受けて、溶湯受け部１０ｂの内側面側に移動し、内側面に設けられた開口であるゲート部１０ｃに沿って分割金型１５の開口１９ｆに注入されていく。
このため、金型ホルダ１０のゲート部１０ｃおよび金型ホルダ１０を回転させる回転機構４は、金型の溶湯注入口に溶解された金属材料からなる溶湯を注入する溶湯注入手段を構成している。
【００３４】
このとき、図４に２点鎖線で示す溶湯６Ａには、慣性によって回転軸線Ｏから溶湯注入方向Ｆに沿って径方向外側に向かう遠心力ｆ１と、回転方向Ｒと反対側に押し付けるコリオリの力ｆ２とが作用する。このため、溶湯６Ａは、ゲート部１０ｃおよびキャビティ１９からなる連通空間では、反回転方向側に押圧されつつ、溶湯注入方向Ｆに沿って径方向外側（図４の図示右側）に移動される。
すなわち、金型面１６ａ、１７ａによって形成される凹溝の溝底付近を通って、奥側に移動していく。
そして、分割金型収容部１１の奥側側面１１ａに到達すると、径方向外側には移動できなくなるので、注入量が増えるにしたがって、開口１９ｆ側に向かって溜まってゆき、やがて、キャビティ１９内の全体に全体に溶湯６Ａが充填される。
また、このように注入される溶湯６Ａは、金型面１６ａ、１７ａとの接触により冷却されていくため、金型面１６ａ、１７ａの表面から次第に固化されていく。
【００３５】
このような注入の過程において、溶湯６Ａは、パーティングラインＰＬ１を横断する。このとき、図５（ａ）に示すように、溶湯６Ａは、溶湯注入方向Ｆに沿って遠心力ｆ１を受けてキャビティ１９の奥側に移動しており、反回転方向にコリオリの力ｆ２を受けている。したがって溶湯６Ａから金型面１６ａ、１７ａには、コリオリの力ｆ２に起因する押圧力が反回転方向に作用している。
また、パーティング面１６ｂ、１７ｂは金型ホルダ１０において金型の回転方向と逆方向側に位置されている。このため、互いに当接された傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの間にわずかでも隙間があると、溶湯６Ａを傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの間の隙間に押し込む力が作用するが、本実施形態では、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂは、パーティングラインＰＬ１における金型面１６ａ、１７ａの法線Ｎに対して、角度θだけ開口１９ｆ側に傾斜されているので、溶湯６Ａがこの隙間に侵入しにくくなっている。
すなわち、溶湯６Ａを傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂに押し込む力ｆ（図示は省略）は、遠心力ｆ１とコリオリの力ｆ２の傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂへの分力を計算することにより、ｆ＝ｆ２ｃｏｓθ−ｆ１ｓｉｎθとなる。本実施形態では０°＜θ＜９０°であるため、押し込む力ｆは、ｆ２よりも小さくなっている。
【００３６】
比較例として、図５（ｂ）には、θ＝０°の場合、図５（ｃ）には、−９０°＜θ＜０°（開口１９ｆと反対側の開口１９ａ側に傾斜されている）の場合をそれぞれ図示した。
θ＝０°の場合には、隙間に押し込む力がｆ＝ｆ２なので、本実施形態よりも溶湯６Ａが侵入しやすくなる。
−９０°＜θ＜０°場合には、押し込む力ｆは、遠心力ｆ１の成分が加算される方向に作用するため、本実施形態の場合より大きくなり、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの隙間に侵入しやすくなる。
【００３７】
なお、図５（ａ）は、金型面１６ａ、１７ａによる凹溝の溝底における断面の様子を示しているが、本実施形態では、パーティングラインＰＬ１上のどの位置でも、水平面に沿う断面をとると、図５（ａ）と同じ関係になっている。
パーティングラインＰＬ１上のどの位置で溶湯注入方向Ｆおよび金型面１６ａ、１７ａの法線Ｎを含む断面をとっても、場所によりθの大きさは変化するものの、θの傾斜方向は変化しないため、上記と同様にして、やはり溶湯６Ａが侵入しにくくなっている。
したがって、パーティングラインＰＬ１から、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの間の隙間に溶湯６Ａが侵入して固化されることによるバリの発生を低減することができる。
【００３８】
一方、パーティングラインＰＬ２での溶湯６Ａの挙動を考察すると、溶湯６ＡがパーティングラインＰＬ２を通過するのは、図４に示すように、奥側への移動が困難になって開口１９ｆ側に戻っていく場合である。このとき、溶湯６Ａは移動速度が低下しており、注入の過程で熱が奪われて粘性が増大した状態となっている。また、回転に起因して溶湯６Ａに作用する慣性力も溶湯６Ａを側方パーティング面１６ｃ、１７ｃ、１８ｃが延びる上下方向には作用しない。これらが相俟って、側方パーティング面１６ｃ、１７ｃ、１８ｃでは、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂと同様の隙間が生じたとしても溶湯６Ａの侵入は起こりにくくなっている。
また、キャビティ１９内の略全体に溶湯６Ａが充填された注入過程の末期には、遠心力に起因して、キャビティ１９の内面、奥側側面１１ａの全体を押圧する力が作用する。しかし、溶湯６Ａは、金型面１６ａ、１７ａ、１８ａに接触する側から順次固化しているため、溶湯６Ａが隙間に侵入しやすくなるということはない。
【００３９】
このようにして、キャビティ１９の内部に溶湯６Ａが充填されてゆき、金属材料６の融点以下に冷却された溶湯６Ａがキャビティ１９の内面および奥側側面１１ａに沿って固化されていく。溶湯６Ａが流動しない状態になったら、モータ３の回転を停止する。
成形体８が取り出し可能な温度になったら、筐体１を開放して、金型ホルダ１０を回転軸部２から取り外し、金型ホルダ１０、分割金型１５を分解して、成形体８を取り出す。必要に応じて、ゲート部などで固化した固化体を除去加工して、図２に示すような成形体８が得られる。
【００４０】
本実施形態の分割金型１５およびそれを用いた遠心鋳造装置１００によれば、溶湯６Ａが注入される際、溶湯６Ａの流路を横断するように形成されたパーティングラインＰＬ１において、金型面１６ａ、１７ａからキャビティ１９の外側に向かって延びる傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂを、開口１９ｆ側に傾斜させて設けるため、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの間の隙間に溶湯６Ａが侵入して固化されることによるバリの発生を低減することができる。
本実施形態では金属材料を遠心鋳造装置１００を用いて成形した例を説明しているが、同じ構造の分割金型１５を用い、樹脂材料の射出成形を行う場合にも適用できる。射出成形を行う場合、樹脂材料を傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂの隙間に押し込む力ｆは、射出圧による注入の力をｆ１、非ニュートン流体であるために発生する力をｆ２とすると、ｆ＝ｆ２ｃｏｓθ−ｆ１ｓｉｎθ  のように遠心鋳造と同様の式で表される。したがって、樹脂材料の射出成形においても、分割金型１５を用いると、遠心鋳造と同様にパーティングラインＰＬ２におけるバリの発生を防ぐことができる。
【００４１】
次に、本実施形態の金型の第１変形例について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る金型の図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す模式的な断面図である。
【００４２】
本変形例の金型９Ａは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の金型９の分割金型１５に代えて、分割金型１５Ａを備えるもので、遠心鋳造装置１００に用いることができるものである。
分割金型１５Ａは、分割金型１５の金型構成部材１６、１７に代えて、それぞれ金型構成部材１６Ａ、１７Ａを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４３】
本変形例の金型構成部材１６Ａ、１７Ａは、図６に示すように、上記第１の実施形態の金型構成部材１６、１７の傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂを、それぞれ傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄに代えたものである。また、金型構成部材１６Ａ、１７Ａ、１８は、不図示のネジなどで上述の第１の実施形態よりも強い力で固定されている。
傾斜パーティング面１６ｄは、金型面１６ａの外縁部に立てられた法線Ｎに対して、上記第１の実施形態の角度θよりも大きな角度θ１（ただし、０°＜θ＜θ１＜９０°）をなして、開口１９ｆ側に傾斜された傾斜面である。
また、傾斜パーティング面１７ｄは、金型面１７ａの外縁部に立てられた法線Ｎに対して、上記第１の実施形態の角度θよりも小さな角度θ１（ただし、０°＜θ２＜θ＜９０°）をなして、開口１９ｆ側に傾斜された傾斜面である。
角度θ１、θ２は、パーティングラインＰＬ１上の角度θの変化に伴って、上記の大小関係を満足するように大きさを変化させるものとする。このため、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄは、傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂとは異なり、パーティングラインＰＬ１からキャビティ１９の外側方向に向かう母線を有する湾曲面になっている。
このような傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄは、組立時に、上記第１の実施形態と同様な形状を有するパーティングラインＰＬ１からキャビティ１９の外側方向に向かって、互いが離間するように形成されているパーティング面を構成している。
【００４４】
本変形例によれば、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄが、ともに開口１９ｆ側に傾斜されているため、上記第１の実施形態と同様に、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄの間の隙間に溶湯６Ａが侵入して固化されることによるバリの発生を低減することができる。
さらに、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄは、キャビティ１９の外側方向で互いに離間され、パーティングラインＰＬ１の近傍でのみ当接されている。このため、組立時の上記第１の実施形態と同様の力で組み付けると、当接部に作用する圧力が大きくなるため互いに密着しやすくなる。この結果、パーティングラインＰＬ１の隙間が発生しにくくなり、一層バリが発生しにくくなる。
【００４５】
次に、本実施形態の金型の第２変形例について説明する。
図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＤ−Ｄ断面(水平方向断面)図である。
【００４６】
本変形例の金型９Ｂは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の金型９の分割金型１５に代えて、分割金型１５Ｂを備え、遠心鋳造装置１００に用いることができるものである。
分割金型１５Ｂは、分割金型１５と同様の、直方体にキャビティ１９が貫通された形状を、分割金型１５の金型構成部材１６、１７、１８に代えて、１対の金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂによって形成したものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
本変形例の金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂの外形状は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ、斜辺が一辺のみの台形断面を有する四角柱状部材であり、これらを台形断面の斜辺に対応する斜面同士で組み合わせて、分割金型１５と同様な直方体状の外形状を構成している。
すなわち、金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂは、分割金型１５Ｂの手前側側面１５ｆと奥側側面１５ａとの間で、左側面１５ｄに対して、開口１９ｆ側から測って角度φ（ただし、０°＜φ＜９０°）だけ傾斜された平面からなる傾斜パーティング面１６ｆ、１７ｆによって着脱可能に当接されている。
すなわち、金型構成部材１６Ｂは、手前側側面１５ｆと、手前側側面１５ｆに対して傾斜した状態で対向する傾斜パーティング面１６ｆとを備え、手前側側面１５ｆの中心部には、開口１９ｆから手前側側面１５ｆに直交する方向に傾斜パーティング面１６ｆまで貫通された円孔である金型面１６ｅが形成されている。
また、金型構成部材１７Ｂは、奥側側面１５ａと、奥側側面１５ａに対して傾斜した状態で対向する傾斜パーティング面１７ｆとを備え、奥側側面１５ａの中心部には、開口１９ａから奥側側面１５ａに直交する方向に傾斜パーティング面１７ｆまで貫通された円孔である金型面１７ｅが形成されている。
そして、組立状態では、傾斜パーティング面１６ｆ、１７ｆが互いに当接されることで、金型面１６ｅ、１７ｅが許容値以下の段差で滑らかに当接される。このため、組立状態の金型面１６ｅ、１７ｅは、開口１９ｆから開口１９ａまで連通するキャビティ１９を構成している。
また、このようなキャビティ１９を取り囲む金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂの４つの側面は、組立状態ではそれぞれ同一平面上に整列されて、分割金型１５Ｂの底面１５ｂ、上面１５ｅ、右側面１５ｃ、および左側面１５ｄを構成している。
【００４８】
パーティングラインＰＬ１は、金型面１６ｅと傾斜パーティング面１６ｆとの交線であり金型面１６ｅの外縁部をなしている。また、パーティングラインＰＬ１は金型面１７ｅと傾斜パーティング面１７ｆとの交線であり金型面１７ｅの外縁部をなしている。すなわち、金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂは互いの金型面１６ｅ、１７ｅの外縁部で当接して，１対のパーティングラインＰＬ３を形成している。本変形例ではパーティングラインＰＬ３は楕円状の曲線からなる。
これら１対のパーティングラインＰＬ３は、組立状態では、金型面１６ｅ、１７ｅの段差が許容値以下となるように整列されている。また、これら１対のパーティングラインＰＬ３は、開口１９ｆから注入される溶湯６Ａの流路を横断するように形成されている。
図７（ｂ）に示すように、パーティングラインＰＬ３のうち、右側面１５ｃと左側面１５ｄとの間の中心面を境界として、右側面１５ｃ側の半楕円の部分をパーティングラインＰＬ３Ｒ、左側面１５ｄ側の半楕円の部分をパーティングラインＰＬ３Ｌと称すると、パーティングラインＰＬ３Ｒは、上記第１の実施形態のパーティングラインＰＬ１とまったく同様な曲線である。また、パーティングラインＰＬ３Ｌは、パーティングラインＰＬ３Ｒを鉛直軸回りに１８０°回転移動した曲線である。
【００４９】
本変形例によれば、傾斜パーティング面１６ｆ、１７ｆが、ともに開口１９ｆ側に傾斜されているため、パーティングラインＰＬ３Ｒを構成する傾斜パーティング面１６ｆ、１７ｆの間では、上記第１の実施形態と同様にして、溶湯６Ａが侵入して固化されることによるバリの発生を低減することができる。
一方、パーティングラインＰＬ３Ｌは、溶湯注入方向Ｆに関して、パーティングラインＰＬ３Ｒを１８０°反対の位置関係を有するため、溶湯６Ａが溶湯注入方向Ｆに沿って注入圧力が高い状態でパーティングラインＰＬ３を横断する場合には、バリが発生しやすくなってしまう。
しかしながら、本変形例では、パーティングラインＰＬ３Ｌは、回転方向側に形成されているため、溶湯６ＡがパーティングラインＰＬ３Ｌを横切るのは開口１９ａ側の充填量が増えて、キャビティ１９内の溶湯６Ａが開口１９ｆ側に移動する場合である。この場合、横断方向は、溶湯注入方向Ｆと反対方向となり、かつ、回転方向側に押圧する力はコリオリの力ｆ２の分だけ低減されるため、バリは発生しにくくなる。したがって、本変形例の金型９Ｂは遠心鋳造において、特に高いバリ防止効果を奏する。
【００５０】
また、本変形例によれば、分割金型１５Ｂを、金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂの２部材で構成するため、金型構成を簡素化することができ、金型製造コストや、組立の工数などを削減することができる。
また、金型面上のパーティングラインは、溶湯６Ａの流路を横断するパーティングラインＰＬ３のみとなり、例えば、上記第１の実施形態のパーティングラインＰＬ２のように溶湯注入方向Ｆに沿って延びるパーティングラインをなくすことができる。
また、本変形例は、溶湯注入口側に傾斜されたパーティング面が、溶湯の流路において溶湯注入時に注入圧力が高くなる側に設けられており、溶湯が高い注入圧力で通過しない側には設けられていない場合の例となっている。
【００５１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る金型および成形装置について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る金型の概略構成を示す模式的な斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す部分断面図である。
【００５２】
本実施形態の遠心鋳造装置１００Ｃは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の遠心鋳造装置１００の分割金型１５、分割金型収容部１１に代えて、それぞれ分割金型１５Ｃ、分割金型収容部１１Ｃを備える成形装置である。分割金型１５Ｃは、上記第１の実施形態の第２変形例の分割金型１５Ｃの金型構成部材１６Ｂ、１７Ｂに代えて、それぞれ金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃを備えるものである。以下、上記第１の実施形態および第２変形例と異なる点を中心に説明する。
【００５３】
本実施形態の金型構成部材１６Ｃの外形状は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、金型構成部材１６Ｂの傾斜パーティング面１６ｆに代えて、手前側側面１５ｆに対向する位置に、右側面１５ｃおよび左側面１５ｄに対して、それぞれ内角で角度（１８０°−φ）だけ傾斜されたＶ字状（くさび状）の凸部を形成する傾斜パーティング面１６ｇを備える略五角柱状である。
また、金型構成部材１７Ｃの外形状は、金型構成部材１７Ｂの傾斜パーティング面１７ｆに代えて、奥側側面１５ａに対向する位置に、右側面１５ｃおよび左側面１５ｄに対して、それぞれ内角で角度φだけ傾斜されたＶ字状の凹部を形成する傾斜パーティング面１７ｇを備える略五角柱状である。
このため、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃは、分割金型１５Ｃの手前側側面１５ｆと奥側側面１５ａとの間で、水平断面において、溶湯注入方向Ｆ側に凸となる凸形状、凹形状をそれぞれ有する傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇによって着脱可能に当接されている。
そして、金型面１６ｅ、１７ｅは、これら、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇに貫通されるとともに、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃの組立状態では、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇが互いに当接されることで、金型面１６ｅ、１７ｅが許容値以下の段差で滑らかに当接される。このため、組立状態の金型面１６ｅ、１７ｅは、開口１９ｆから開口１９ａまで連通するキャビティ１９を構成している。
また、このようなキャビティ１９を取り囲む金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃの４つの側面は、組立状態ではそれぞれ同一平面上に整列されて、分割金型１５Ｃの底面１５ｂ、上面１５ｅ、右側面１５ｃ、および左側面１５ｄを構成している。
【００５４】
パーティングラインＰＬ４は、金型面１６ｅと傾斜パーティング面１６ｇとの交線であり金型面１６ｅの外縁部をなしている。また、パーティングラインＰＬ４は金型面１７ｅと傾斜パーティング面１７ｇとの交線であり金型面１７ｅの外縁部をなしている。すなわち、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃは組み立て状態において互いの金型面１６ｅ、１７ｅの外縁部で当接して，１対のパーティングラインＰＬ４を形成している。本実施形態では、パーティングラインＰＬ４は、金型面１７ｅ上で傾斜パーティング面１７ｇの凹形状に沿って折り曲げられた楕円状の曲線からなる。
これら１対のパーティングラインＰＬ４は、組立状態では、金型面１６ｅ、１７ｅの段差が許容値以下となるように整列されている。また、これら１対のパーティングラインＰＬ４は、開口１９ｆから注入される溶湯６Ａの流路を横断するように形成されている。
図８（ｂ）に示すように、パーティングラインＰＬ４のうち、右側面１５ｃ側の傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇ上に形成された半楕円の部分をパーティングラインＰＬ４Ｒ、左側面１５ｄ側の半楕円の部分をパーティングラインＰＬ４Ｌと称すると、パーティングラインＰＬ４Ｒは、上記第１の実施形態のパーティングラインＰＬ１とまったく同様な曲線である。また、パーティングラインＰＬ４Ｌは、パーティングラインＰＬ４Ｒを右側面１５ｃおよび左側面１５ｄの間の中心平面を対称面として折り返した面対称な曲線である。
【００５５】
分割金型収容部１１Ｃは、図９に示すように、上記第１の実施形態の分割金型収容部１１のゲート側側面１１ｆに代えて、ゲート側側面１１ｈを備える。
ゲート側側面１１ｈは、組立状態の分割金型１５Ｃの奥側側面１５ａを奥側側面１１ａに当接して配置したときに、分割金型１５Ｃの手前側側面１５ｆとの間のわずかに隙間ができる位置に、ゲート側側面１１ｆを移動したものである。
また、分割金型収容部１１Ｃは、少なくとも金型構成部材１６Ｃで構成される右側面１５ｃ、左側面１５ｄを覆う範囲に、それぞれ右側面１５ｃ、左側面１５ｄに対してわずかに隙間を設けて対向してされた水平方向側面１１ｇを備えるものである。
このため、互いに対向する水平方向側面１１ｇは、組立状態で配置された分割金型１５Ｃの右側面１５ｃ、左側面１５ｄの間に、わずかに隙間ができるように、反回転方向側側面１１ｃおよび回転方向側側面１１ｄの間の水平方向幅を拡幅した空間を構成している。
このような構成により、金型構成部材１６Ｃが配置される分割金型収容部１１Ｃ内の空間には、ゲート側側面１１ｆ、各水平方向側面１１ｇによって、少なくとも金型構成部材１６Ｃの水平方向の３側面が隙間を空けて囲まれる手前側収容空間１２が形成されている。
【００５６】
本実施形態の遠心鋳造装置１００Ｃを用いた成形方法は、上記第１の実施形態の成形方法と、金型９Ｃを組み立てる工程が異なる。
本実施形態では、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃは、互いの位置関係を固定することなく金型ホルダ１０の分割金型収容部１１Ｃ内に配置する。
すなわち、金型構成部材１７Ｃは、図９に示すように、奥側側面１５ａ、右側面１５ｃ、左側面１５ｄが、それぞれ、分割金型収容部１１Ｃの奥側側面１１ａ、反回転方向側側面１１ｃ、回転方向側側面１１ｄとが当接するように位置決めして、分割金型収容部１１
Ｃ内に配置する。このため、金型構成部材１７Ｃは、回転軸線Ｏからより遠ざかる分割金型収容部１１Ｃの奥側に配置されている。
一方、金型構成部材１６Ｃは、分割金型収容部１１Ｃの手前側収容空間１２内で、底面１５ｂが底面１１ｂに当接した状態で、傾斜パーティング面１６ｇが金型構成部材１７Ｃの傾斜パーティング面１７ｇに対向する位置関係に配置する。
このような配置状態では、金型構成部材１６Ｃは、組立状態に位置決めされておらず、外力が加わると手前側収容空間１２の大きさの範囲で移動することが可能である。
このように、分割金型収容部１１Ｃ内に金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃを配置した後、上記第１の実施形態と同様にして成形を行う。
【００５７】
本実施形態では、モータ３によって金型ホルダ１０を回転させると、手前側収容空間１２の金型構成部材１６Ｃは、慣性力を受けて、回転方向Ｒと反対側および回転軸線Ｏから遠ざかる水平方向側に移動する。そして、傾斜パーティング面１６ｇが、金型構成部材１７Ｃの傾斜パーティング面１７ｇに当接すると、互いの凸部、凹部が嵌り合うように案内されて、互いに密着して当接される。そして、回転が継続される間、慣性力によって傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇが強固に当接し合う。
このため、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃは互いに固定されていなくとも、回転とともに、組立状態の位置関係となる。すなわち、分割金型１５Ｃは、回転によって自動的に組み立てられる。この結果、上記第１の実施形態と同様にして成形を行うことできる。
【００５８】
その際、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇは、パーティングラインＰＬ４Ｒを構成する部分では、上記第１の実施形態の傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂとまったく同様の関係にあるため、上記第１の実施形態と同様にして、バリの発生を低減することができる。
一方、パーティングラインＰＬ４Ｌを構成する部分では、パーティングラインＰＬ４Ｒの側と面対称な位置関係にあるため、溶湯６Ａが溶湯注入方向Ｆに沿って注入圧力が高い状態でパーティングラインＰＬ４Ｌを横断しても、溶湯を回転方向に押圧する力はコリオリの力の分だけ弱くなるため、バリの発生を低減することができる。このため、分割金型１５Ｃは、溶湯６Ａの注入量などによって、注入の初期に回転方向側に溶湯６Ａが回り込みやすい場合でも、バリの発生を低減することができる。また、注入圧力に左右の差がない他の成形の場合にも好適となる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、分割金型１５Ｃを、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃの２部材で構成するため、上記第１の実施形態の第２変形例と同様、金型製造コストや、組立の工数などを削減することができる。また、上記第１の実施形態のパーティングラインＰＬ２のように溶湯注入方向Ｆに沿って延びるパーティングラインをなくすことができる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃを互いに固定しないため、より簡素な金型構成となる。
また、金型構成部材１６Ｃは、分割金型収容部１１Ｃに位置決めしない状態で配置するので、分割金型１５Ｃを組み立てる作業が発生せず、また、成形体８を取り出す場合にも、分割金型１５Ｃを容易に分解することができるため、成形の作業性を向上することができる。
また、本実施形態では、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇが、回転軸線Ｏを通る平面に対して面対称に設けられているので、モータ３の回転方向を逆転しても、同様にしてバリの発生を低減することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、金型構成部材１６Ｃは分割金型収容部１１Ｃに位置決めしない状態で配置するが、金型構成部材１７Ｃを金型構成部材１６Ｃと当接するように固定した分割金型を用いて遠心鋳造をおこなっても、同様のバリ防止効果を奏する。このような分割金型であれば、回転で金型構成部材１６Ｃを金型構成部材１７Ｃに密着させることができない射出成形など、他の成形方法にも適用することができる。また、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇが、回転軸線Ｏを通る平面に対して面対称に設けられているので、このような分割金型を射出成形に用いると、パーティングラインＰＬ４Ｌ、およびＰＬ４Ｒの両方において、上術の第１の実施形態で説明したのと同様のバリ防止効果を奏する。
【００６２】
次に、本実施形態の金型の変形例である第３変形例について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態の変形例（第３変形例）に係る金型の図１（ａ）におけるＧ−Ｇ断面(水平方向断面)を示す模式的な断面図である。
【００６３】
本変形例の金型９Ｄは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第２の実施形態の金型９Ｃの分割金型１５Ｃに代えて、分割金型１５Ｄを備え、遠心鋳造装置１００Ｃに用いることができるものである。
分割金型１５Ｄは、分割金型１５Ｃの金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃに代えて、それぞれ金型構成部材１６Ｄ、１７Ｄを備えるものである。以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６４】
本変形例の金型構成部材１６Ｄ、１７Ｄは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第２の実施形態の金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃの傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇを、それぞれ傾斜パーティング面１６ｈ、１７ｈに代えたものである。
傾斜パーティング面１６ｈは、手前側側面１５ｆに対向する位置に、右側面１５ｃ、底面１５ｂ、左側面１５ｄ、および上面１５ｅに対して、それぞれ内角で角度（１８０°−φ）だけ傾斜された略四角錐状（くさび状）の凸テーパ面として形成されている。
また、傾斜パーティング面１７ｈは、奥側側面１５ａに対向する位置に、右側面１５ｃ、底面１５ｂ、左側面１５ｄ、および上面１５ｅに対して、それぞれ内角で角度φだけ傾斜された略四角錐状の凹テーパ面として形成されている。
このため、金型構成部材１６Ｄ、１７Ｄは、分割金型１５Ｄの手前側側面１５ｆと奥側側面１５ａとの間で、水平断面および鉛直断面において、溶湯注入方向Ｆ側に凸となる凸形状、凹形状を有する傾斜パーティング面１６ｈ、１７ｈによって着脱可能に当接されている。
そして、金型面１６ｅ、１７ｅは、これら、傾斜パーティング面１６ｈ、１７ｈに貫通されるとともに、金型構成部材１６Ｄ、１７Ｄの組立状態では、傾斜パーティング面１６ｈ、１７ｈが互いに当接されることで、金型面１６ｅ、１７ｅが許容値以下の段差で滑らかに当接される。このため、組立状態の金型面１６ｅ、１７ｅは、開口１９ｆから開口１９ａまで連通するキャビティ１９を構成している。
また、このようなキャビティ１９を取り囲む金型構成部材１６Ｄ、１７Ｄの４つの側面は、組立状態ではそれぞれ同一平面上に整列されて、分割金型１５Ｄの底面１５ｂ、上面１５ｅ、右側面１５ｃ、および左側面１５ｄを構成している。
【００６５】
パーティングラインＰＬ５は、金型面１６ｅと傾斜パーティング面１６ｈとの交線であり金型面１６ｅの外縁部をなしている。また、パーティングラインＰＬ５は金型面１７ｅと傾斜パーティング面１７ｇとの交線であり金型面１７ｅの外縁部をなしている。すなわち、金型構成部材１６Ｃ、１７Ｃは組み立て状態において互いの金型面１６ｅ、１７ｅの外縁部で当接して、１対のパーティングラインＰＬ５を形成している。本変形例では、１対のパーティングラインＰＬ５は金型面１７ｅおよび１６e上で、傾斜パーティング面１６ｈおよび１７ｈの凹形状に沿って折り曲げられた４つの部分楕円形状からなる。
これら１対のパーティングラインＰＬ５は、開口１９ｆから注入される溶湯６Ａの流路を横断するように形成されている。
【００６６】
本変形例によれば、上記第２の実施形態とまったく同様にして、成形体８の成形を行うことができる。その際、本変形例では、手前側収容空間１２に配置された金型構成部材１６Ｄは、傾斜パーティング面１７ｈによって、水平方向および鉛直方向の位置が案内され規制されるので、金型構成部材１６Ｄが慣性力によって、金型構成部材１７Ｄ側に移動する際、水平方向、鉛直方向の位置が調整される。したがって、金型面１６ｅ、１７ｅの径方向の位置合わせがより正確に行われるため、パーティングラインＰＬ５の当接位置の位置合わせ精度を向上することができる。
【００６７】
また、本変形例では、金型構成部材１６Ｄを固定しない状態で配置するが、上述の第２の実施形態と同様に、金型構成部材１７Ｃを金型構成部材１６Ｃと当接するように固定した分割金型を用いて、遠心鋳造をおこなっても、同様のバリ防止効果を奏する。また、このような分割金型であれば、第２の実施形態と同様に、射出成形など他の成形方法に用いて、パーティングラインＰＬ５におけるバリを防止することができる。
【００６８】
以上、各実施形態および変形例の説明をしたが、本発明の技術範囲は上記実施形態、変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述の各実施形態、変形例の説明では、金型が３つまたは２つの金型構成部材からなり、溶湯注入口側に傾斜されたパーティング面を備える金型構成部材が１対からなる場合の例で説明したが、複数の金型構成部材の個数は４つ以上でもよく、溶湯注入口側に傾斜されたパーティング面を備える金型構成部材は１対より多くてもよい。例えば、３組以上の金型構成部材がそれぞれ溶湯注入口側に傾斜されたパーティング面を備えていてもよい。
【００６９】
また、上述の各実施形態、変形例の説明では、成形体８が円柱部材である場合の例で説明したが、成形体８の形状はこれに限定されず、キャビティの形状を代えることで、適宜形状の成形体を成形することができる。また、キャビティにおける溶湯の流路は、断面形状が変化してもよいし、適宜分岐されていてもよい。
【００７０】
また、上述の各実施形態、変形例の説明では、金型構成部材の金型面の外縁部が円筒面を構成するように当接されるため、許容値以下の段差は別として、パーティングラインを挟んだ金型面の曲率変化が滑らかにつなげられた場合の例で説明した。しかしながら、パーティングラインで当接される金型面は、溶湯が円滑に流れるように当接されていればよく、曲率変化は不連続であってもよい。したがって、溶湯注入方向Ｆに沿ってパーティングラインを横断する際の金型面の角度変化がキャビティ側で鈍角をなしていてもよい。
【００７１】
また、上述の各実施形態、変形例の説明では、キャビティ１９が分割金型収容部１１（１１Ｃ）の奥側側面１１ａによって閉じられるため、金型ホルダ１０は、金型構成部材であるとともに、回転保持部を兼ねているが、奥側側面１１ａに代えて、分割金型側にキャビティ１９の奥側を閉鎖する部材を設けてもよい。この場合には、分割金型のみで金型を構成し、金型ホルダ１０は回転保持部のみの機能を備えることになる。
【００７２】
また、上述の各実施形態、変形例の説明では、真空チャンバー１００を用いて真空下で成形をおこなっているが、真空チャンバー１００をＡｒガス置換装置におきかえ、Ａｒガス雰囲気下で成形してもよい。
【００７３】
また、上記第１の実施形態の第１変形例の説明では、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄがいずれも湾曲面となる場合の例で説明したが、対向するパーティング面同士は、パーティングラインからキャビティの外側方向に向かって相対的に離間されていればよい。したがって、例えば、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄのいずれか一方を、それぞれ平面で形成された上記第１の実施形態の傾斜パーティング面１６ｂ、１７ｂに置き換えてもよい。
【００７４】
また、上記第１の実施形態の第１変形例の説明では、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄが母線を有する湾曲面とされているため、傾斜パーティング面１６ｄ、１７ｄがパーティングラインで線接触して当接する場合の例で説明したが、キャビティの外側方向に離間するパーティング面は金型面の近傍においてある程度の幅で面接触するように当接してからさらにキャビティの外側に向かって離間する傾斜が設けられたような屈曲面であってもよい。
【００７５】
また、上記第２の実施形態の説明では、簡単のため、傾斜パーティング面１６ｇ、１７ｇや、傾斜パーティング面１６ｈ、１７ｈの傾斜が、均等となるような例で説明したが、互いに嵌合することができる凸形状、凹形状が形成できれば、傾斜角は、方向によって異なる非対称な形状としてもよい。
【００７６】
また、上記の各実施形態、各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
例えば、上記第１の実施形態の第１変形例は、第２の実施形態に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
２  回転軸部
４  回転機構（金型回転機構、溶湯注入手段）
６  金属材料
６Ａ  溶湯（成形材料）
７  誘導コイル
８  成形体
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ  金型
１０  金型ホルダ（金型構成部材、回転保持部）
１０ｃ  ゲート部（溶湯注入手段）
１１、１１Ｃ  分割金型収容部
１２  手前側収容空間
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ  分割金型
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１８  金型構成部材
１６ａ、１６ｅ、１７ａ、１７ｅ、１８ａ  金型面
１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ  傾斜パーティング面（パーティング面）
１９  キャビティ
１９ａ  開口
１９ｆ  開口（材料注入口）
１００、１００Ｃ  遠心鋳造装置（成形装置）
Ｆ  溶湯注入方向
Ｎ  法線
Ｏ  回転軸線
ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ３Ｒ、ＰＬ３Ｌ、ＰＬ４、ＰＬ４Ｒ、ＰＬ４Ｌ、ＰＬ５  パーティングライン
Ｒ  回転方向
【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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【図９】
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【図１０】
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