(57)【要約】【課題】遠心鋳造装置において、慣性が大きな金型であっても金型固定部に対する金型の着脱を容易かつ高精度に行うことができ、しかも回転時の固定状態を安定させることができるようにする。【解決手段】金型１０と、回転軸部２と、金型固定部１５とを有する遠心鋳造装置１００であって、チャック爪部を有し、金型固定部１５において３以上の径方向に沿って移動可能に設けられた可動連結部材１４と、可動連結部材１４を径方向に移動させる可動連結部材移動機構２１と、チャック爪部と係合するために金型１０に設けられ、可動連結部材移動機構２１によって移動されるチャック爪部を挿脱可能な開口と、チャック爪部を径方向において係止する係止壁と、チャック爪部を周方向および回転中心軸線Ｏに沿う方向に係合する係合斜面とを有する連結溝部と、を備える。【選択図】図１
2011121108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形を行うための金型と、該金型を一定の回転中心軸線回りに回転させる回転駆動部と、前記金型を着脱可能に固定するため前記回転駆動部の先端に設けられた金型固定部とを有する遠心鋳造装置であって、
前記金型に係合して連結される連結部を有し、該連結部が前記金型固定部において前記回転中心軸線に直交する３以上の径方向に沿ってそれぞれ移動可能に設けられた可動連結部材と、
該可動連結部材を前記径方向に沿って付勢して移動させる可動連結部材移動機構と、
前記連結部と係合するために前記金型に設けられ、前記可動連結部材移動機構によって移動される前記可動連結部材の前記連結部をそれぞれ前記径方向に沿って前記金型の中心部側から挿脱可能な開口と、前記連結部をそれぞれ前記径方向において係止する係止壁と、前記連結部をそれぞれ前記回転駆動部による回転の周方向および前記回転中心軸線に沿う方向に係合する溝内面とを有する連結溝部と、
を備えることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項２】
前記連結部は、
前記連結溝部への挿入方向の先端側に、前記径方向において前記係止壁と係止される球面状の係止突起が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の遠心鋳造装置。
【請求項３】
前記可動連結部材移動機構は、
前記径方向に沿って進退駆動されるガスシリンダーを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心鋳造装置。
【請求項４】
前記連結部および前記連結溝部のうちの一方には、前記可動連結部材の移動方向に平行、かつ前記回転中心軸線に斜めに交差する方向に延ばされ、係合相手である前記連結部および前記連結溝部のうちの他方に対して相対的に摺動可能な係合斜面が形成され、
前記係合相手が前記係合斜面に当接されることによって、前記連結部および前記連結溝部が互いに係合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遠心鋳造装置。
【請求項５】
前記連結部および前記連結溝部のうちの他方には、前記係合斜面に対する摺動抵抗を低減する摩擦低減部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の遠心鋳造装置。
【請求項６】
前記摩擦低減部は、前記係合斜面の傾斜方向に沿って延ばされた断面Ｖ字状の複数の突起であることを特徴とする請求項５に記載の遠心鋳造装置。
【請求項７】
前記金型固定部は、
前記金型を前記回転中心軸線に沿う方向に支持するため、前記金型側に突出された３以上の位置出し突起を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の遠心鋳造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の遠心鋳造装置を用いて前記金型を前記金型固定部に着脱可能に固定する金型固定方法であって、
前記金型を前記金型固定部上に配置し、
前記可動連結部材移動機構によって、前記可動連結部材を移動させて前記連結部を前記連結溝部に挿入した後に、
前記回転駆動部を回転させ、
この回転により前記可動連結部材に作用する遠心力によって前記連結部を前記連結溝部の前記係止壁に対して前記径方向に沿う方向に押圧させるとともに、
この回転により前記金型に作用する慣性力によって前記連結溝部を前記連結部に対して回転の周方向および回転中心軸線に沿って前記金型固定部に向かう方向に押圧させ、前記金型を前記金型固定部に固定することを特徴とする金型固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心鋳造装置および金型固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠心鋳造装置では、金型を高速回転させ、金型の中心部の溶湯供給口に供給された溶湯を遠心力によって金型内に充填し固化させることによって成形を行っている。金型は、回転駆動部の先端に設けられた金型固定部に対して、ねじによって締結される場合が多い。
このようなねじ締結では、金型の着脱作業に時間がかかるため、ねじ締結によらずに金型を固定する装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、管の一端の受口の内周面を形成するためのコアを、この管を遠心鋳造するための金枠に装着させるためのコアセッターであって、前記コアを保持するコアリングと、このコアリングを支持して前記金枠の管受口形成部に対して近づけたり遠ざけたりすることができるセッター部とを有し、このセッター部は、このセッター部に対し前記コアリングを連結および解放自在に支持しかつ回転自在に支持するように構成されていることを特徴とする遠心鋳造装置のコアセッターが記載されている。
また、管の一端の受口の内周面を形成するためのコアを、このコアセッターを金枠に近づけることにより、前記コアを保持しかつセッター部に回転自在に支持されたコアリングを回転中の金枠にセットしてつれ回りさせたうえで、セッター部を金枠から遠ざけてこのセッター部からコアリングを解放させるとともに、鋳造終了後の回転中の金枠にセッター部を近づけて、金枠と一体に回転しているコアリングをこのセッター部により回転状態で支持して連結し、かつこのセッター部を金枠から遠ざけることによってコアリングを金枠から離脱させることを特徴とする遠心鋳造装置におけるコアの着脱方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５３９６３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遠心鋳造装置および金型固定方法には以下のような問題があった。
金型を金型固定部にねじ締結する場合は、締結時の作業のバラツキなどによって回転中心に対する金型の芯がずれると、アンバランスが増大して回転時の振動が増大してしまう。したがって、ねじ締結の作業は慎重に行う必要があり、金型の芯がずれた場合には金型を取り付け直さなければならないこともある。
このため、金型の固定に手間がかかり、作業効率が低下するという問題がある。
一方、特許文献１に記載の技術では、ねじ締結を行わないため金枠（キャビティ）にコアを効率よく着脱できるものの、金枠の回転中でもコアを着脱できるように、コアに設けられたフランジを金枠に回動支持されて揺動するロックレバーによって係止する構造を採用している。
このため、ロックレバーの端部に設けられたおもりに作用する遠心力によってロックレバーからコアのフランジに作用する押圧力によりコアを金枠に押圧することができるのみで、ロックレバーをフランジの周方向の一定位置に固定することはできないものである。
したがって、コアの慣性が大きいと、ロックレバーに対してフランジが周方向に滑ってしまい、金枠に対してコアが相対回転を起こしてしまうおそれがある。すなわち、特許文献１に記載の技術は、被固定部材であるコアの慣性が小さい場合や、コアおよび金枠が回転手段の回転中心軸に関して回転対称な形状を有し、互いに相対回転を起こしたとしても成形に影響しない場合にしか適用できないという問題がある。
例えば、成形室を回転中心軸から偏心して設けた遠心鋳造装置のように大きな慣性を有し、金型が回転中心軸に関して回転対称でもない金型を固定することはできないという問題がある。
また、特許文献１に記載の技術は、金型を構成する金枠とコアとを着脱可能に分割する技術であり、揺動可能なロックレバーを金枠に設けるため金型の構造が複雑となり、金型が高価についてしまうという問題もある。
【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、慣性が大きな金型であっても金型固定部に対する金型の着脱を容易かつ高精度に行うことができ、しかも回転時の固定状態を安定させることができる遠心鋳造装置および金型固定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、本発明は、成形を行うための金型と、該金型を一定の回転中心軸線回りに回転させる回転駆動部と、前記金型を着脱可能に固定するため前記回転駆動部の先端に設けられた金型固定部とを有する遠心鋳造装置であって、前記金型に係合して連結される連結部を有し、該連結部が前記金型固定部において前記回転中心軸線に直交する３以上の径方向に沿ってそれぞれ移動可能に設けられた可動連結部材と、該可動連結部材を前記径方向に沿って付勢して移動させる可動連結部材移動機構と、前記連結部と係合するために前記金型に設けられ、前記可動連結部材移動機構によって移動される前記可動連結部材の前記連結部をそれぞれ前記径方向に沿って前記金型の中心部側から挿脱可能な開口と、前記連結部をそれぞれ前記径方向において係止する係止壁と、前記連結部をそれぞれ前記回転駆動部による回転の周方向および前記回転中心軸線に沿う方向に係合する溝内面とを有する連結溝部と、を備える構成とする。
【０００７】
また、本発明では、前記連結部は、前記連結溝部への挿入方向の先端側に、前記径方向において前記係止壁と係止される球面状の係止突起が設けられたことが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、前記可動連結部材移動機構は、前記径方向に沿って進退駆動されるガスシリンダーを備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、前記連結部および前記連結溝部のうちの一方には、前記可動連結部材の移動方向に平行、かつ前記回転中心軸線に斜めに交差する方向に延ばされ、係合相手である前記連結部および前記連結溝部のうちの他方に対して相対的に摺動可能な係合斜面が形成され、前記係合相手が前記係合斜面に当接されることによって、前記連結部および前記連結溝部が互いに係合されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、前記係合斜面を有する場合、前記連結部および前記連結溝部のうちの他方には、前記係合斜面に対する摺動抵抗を低減する摩擦低減部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、前記摩擦低減部を有する場合、前記摩擦低減部は、前記係合斜面の傾斜方向に沿って延ばされた断面Ｖ字状の複数の突起であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記金型固定部は、前記金型を前記回転中心軸線に沿う方向に支持するため、前記金型側に突出された３以上の位置出し突起を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明は、本発明の遠心鋳造装置を用いて前記金型を前記金型固定部に着脱可能に固定する金型固定方法であって、前記金型を前記金型固定部上に配置し、前記可動連結部材移動機構によって、前記可動連結部材を移動させて前記連結部を前記連結溝部に挿入した後に、前記回転駆動部を回転させ、この回転により前記可動連結部材に作用する遠心力によって前記連結部を前記連結溝部の前記係止壁に対して前記径方向に沿う方向に押圧させるとともに、この回転により前記金型に作用する慣性力によって前記連結溝部を前記連結部に対して回転の周方向および回転中心軸線に沿って前記金型固定部に向かう方向に押圧させ、前記金型を前記金型固定部に固定する方法とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の遠心鋳造装置および金型固定方法によれば、回転駆動部の回転によって可動連結部材および金型に作用する慣性力によって、金型の連結溝部に可動連結部材の連結部を押圧することにより金型の固定を行い、回転を停止することによって連結部と連結溝部との押圧を解除することができるため、慣性が大きな金型であっても金型固定部に対する金型の着脱を容易かつ高精度に行うことができ、しかも回転時の固定状態を安定させ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の実施形態に係る遠心鋳造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２】図１におけるＡ視の平面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図、およびそのＤ部の拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型装着時の可動連結部材の状態を示す図３におけるＣ−Ｏ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図５】図３におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型配置を行う際の動作を説明する模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型取り外し時の可動連結部材の状態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置に用いる可動連結部材の第１および第２変形例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置に用いる可動連結部材の第３変形例を示す模式的な断面図、およびそのＧ−Ｇ断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造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１１】本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置の図１０におけるＫ−Ｋ断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型装着時、および金型取り外し時の主要部の構成を示す図１１におけるＪ−Ｏ−Ｊ’線に沿う断面図である。
【図１３】図１１におけるＨ−Ｈ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の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造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２は、図１におけるＡ視の平面図である。図３（ａ）は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＤ部の拡大図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型装着時の可動連結部材の状態を示す図３におけるＣ−Ｏ−Ｃ’線に沿う断面図である。図５は、図３におけるＥ−Ｅ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に示すように、金属材料６を加熱溶融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遠心力により溶湯を金型内に充填して遠心鋳造を行うものである。
遠心鋳造装置１００の概略構成は、筐体１、加熱コイル７、回転機構２０、金型１０、金型固定部１５、および可動連結部材移動機構２１を備える。ここで、金型１０は、遠心鋳造する成形品の形状に応じて、複数のものが交換可能に設けられている。
【００１９】
筐体１は、溶湯が酸化されないように、内部の大気を排出して非酸化雰囲気を形成するためのチャンバーであり、特に図示しないが、大気を吸引、排出する真空ポンプや例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを導入する不活性ガス源が接続されている。
加熱コイル７は、金属材料６を誘導加熱によって溶融させて溶湯を形成するとともに、この溶湯を誘導磁場によって加熱コイル７の内側の空中に保持するものであり、筐体１の天井部の中心付近の下面側に設けられている。
加熱コイル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。
金属材料６の材質としては、誘導加熱が可能な適宜の金属材料を採用することができる。
【００２０】
回転機構２０は、加熱コイル７の下方側で、鉛直方向に延ばされた回転中心軸Ｏ回りに、金型固定部１５を回転可能に保持するためのものである。
回転機構２０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回転中心軸Ｏ回りに回転可能に支持された回転軸部２（回転駆動部）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、回転伝動機構４を介して連結されたモータ３とを備える。
回転伝動機構４としては、回転軸部２を、例えば、１０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍ程度の回転数で回転駆動できれば適宜の機構を採用することができる。本実施形態では、モータ３のモータ軸に設けられたギヤ３ａ、伝達ギヤ列４ａ、および回転軸部２の下端部に固定されたギヤ２ａなどの歯車伝達機構を採用している。
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軸受によって回転可能に支持されている。
以下では、回転軸部２の回転方向Ｒが、鉛直上方から見て時計回りの場合の例で説明する。
【００２１】
本実施形態の金型１０は、図２、図３（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、一例として、略円柱状の外形を有するブロック部材であり、この円柱外形の中心軸Ｐを回転軸部２の回転中心軸Ｏに整列させた状態で配置して用いられる。なお、金型１０は、例えば成形品を取り出す場合などに分解できるように複数の部品の組立体からなっているが、以下では組み立てられた状態での構成を説明する。
以下では、誤解のおそれがない限り、金型１０の中心軸Ｐ回りの周方向の一方および他方を、金型１０が金型固定部１５に固定された際の回転方向Ｒ、および回転方向Ｒと反対方向（あるいは単に、反回転方向）と表現する場合がある。
金型上面１０ａの中心部には、加熱コイル７で溶融され、適宜タイミングで落下される金属材料６の溶湯を内部に受け入れるため上側に開口された縦穴である溶湯導入部１０ｂが設けられている。
溶湯導入部１０ｂの底部の内側面には、図１、２に示すように、金型１０の径方向に延在された成形室１０ｃが設けられている。
成形室１０ｃは、溶湯導入部１０ｂを通して導入された溶湯を、金型１０の回転時に作用する遠心力によって急速に充填するとともに、溶湯を冷却して固化せしめ、成形室１０ｃの内面の形状を成形品に転写するためのものである。このため、成形室１０ｃの形状は、成形すべき鋳造品の外形に応じた適宜の金型面からなり、必要に応じて中子などが設けられている。ただし、図１、２では簡単のため模式的に直方体で表している。
【００２２】
金型１０の金型下面１０ｄの中心部には、溶湯導入部１０ｂおよび成形室１０ｃと干渉しない範囲において鉛直上方に延ばされた穴部１０ｅが設けられている。
また、穴部１０ｅの径方向外側における金型下面１０ｄには、後述する可動連結部材１４を係合させて金型１０を金型固定部１５に連結するとともに、金型固定部１５上に設けられた後述する可動連結部材１４を径方向に移動可能に挿入するため金型下面１０ｄに開口された溝形状を有する３つの連結溝部１１が、穴部内周面１０ｆから径方向外側に延びるように設けられている。
３つの連結溝部１１の周方向の配置は、単に周方向を等分する位置としてもよいが、金型１０の質量分布などによっては、連結溝部１１に作用する力のバランスが略均等となる位置を選択することが好ましい。
例えば、一例として、図２に示すように、金型１０の質量中心ｍｃが、水平面において中心軸Ｐよりも図示上方に偏心している場合、水平面内の直線ｍｃＰ上で点Ｐを挟んで点ｍｃと反対側に１つの連結溝部１１を形成し、直線ｍｃＰから点Ｐ回りに時計回りおよび反時計回りに測ってそれぞれ６０°よりも小さい角、例えば、４５°ずつ回転された位置にそれぞれ他の連結溝部１１を形成している。すなわち、３つの連結溝部１１が設けられた位置は、穴部内周面１０ｆを周方向に９０°、１３５°、１３５°に分割する位置関係にある。
【００２３】
次に、各連結溝部１１に共通する詳細な溝形状について説明する。
連結溝部１１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、穴部内周面１０ｆに形成された開口１１ｂから径方向外側に延ばされ、延在方向に直交する平面状の係止壁１１ａによって径方向外側で閉じられた横穴を形成している。
連結溝部１１の径方向の奥行き、すなわち開口１１ｂから係止壁１１ａまでの距離はｄ１である。また、各連結溝部１１の係止壁１１ａは、金型１０の中心軸Ｐを中心とする円周上に整列する位置に設けられている。
穴部内周面１０ｆにおける開口１１ｂの形状、および延在方向に直交する連結溝部１１の断面形状は、いずれも、図５に示すように、回転方向Ｒ側にテーパが形成された多角形状（本実施形態では七角形状）とされる。
この断面は、金型下面１０ｄ側には幅Ｗ１で開口されており、図３（ｂ）に示すように、金型下面１０ｄにおいて穴部内周面１０ｆから径方向外側に延びる平行スリットであるスライド溝１１ｄが形成されている。
【００２４】
連結溝部１１のスライド溝１１ｄは、図５に示すように、反回転方向側において金型下面１０ｄから上方側の溝底面１１ｈまで鉛直上方に延ばされた反回転方向側溝側面１１ｇと、幅Ｗ１だけ間隔をあけて対向された回転方向側溝側面１１ｆとで構成されている。
回転方向側溝側面１１ｆの上端からは、回転方向側溝側面１１ｆに対して、回転方向Ｒ側に傾斜して上方に延びる係合斜面１１ｃが形成されている。係合斜面１１ｃは、後述する可動連結部材１４の係合斜面１４ｃを円滑に摺動させることができる滑らかな平面で構成された連結溝部１１の溝内面である。
係合斜面１１ｃの傾斜角としては、金型下面１０ｄに対して、３０°〜６０°程度であることが好ましい。
また、係合斜面１１ｃの上端からは、溝底面１１ｈに至るまで回転方向側溝側面１１ｆの幅Ｗ２（ただし、Ｗ２＞Ｗ１）だけ間隔をあけて、反回転方向側溝側面１１ｇと対向された回転方向側溝側面１１ｅが設けられている。
このように、連結溝部１１の回転方向Ｒ側の溝側面は、スライド溝１１ｄの開口幅Ｗ１から漸次開口幅が広がるテーパ状の張り出し部が形成されている。
【００２５】
金型固定部１５は、金型１０を着脱可能に固定する部材であり、本実施形態では、図１、図４に示すように、回転軸部２の回転中心軸Ｏに中心が一致するように配置された略円板状の部材からなり、下面１５ｂにおいて回転軸部２の上端側の軸先端部２ｄに固定されている。
以下では、誤解のおそれのない限り、金型固定部１５、金型固定部１５に設けられた部材、および金型固定部１５と取り付け関係にある部材の位置関係を参照する場合に、回転中心軸Ｏ回りの周方向、回転中心軸Ｏに直交する方向である径方向、回転中心軸Ｏに沿う方向である軸方向を、それぞれ、単に「周方向」、「径方向」、「軸方向」と称する場合がある。また、径方向において、回転中心軸Ｏに近い側を「径方向内側」、回転中心軸Ｏから遠い側を「径方向外側」と称する場合がある。
【００２６】
金型固定部１５の上面１５ａには、周方向の幅が幅Ｗ３（図５参照）の３つのスライド溝部１５ｃが中心部から放射状に延びて形成されている。３つのスライド溝部１５ｃは、回転中心軸Ｏに対して、金型１０の中心軸Ｐに対する各連結溝部１１の角度配置と同様の角度に設けられている。すなわち、本実施形態では、一例として、３つのスライド溝部１５ｃは、回転中心軸Ｏを中心として、周方向を９０°、１３５°、１３５°に分割する位置関係の放射状に設けられている。
【００２７】
スライド溝部１５ｃの底面と金型固定部１５の下面１５ｂとの間には、後述する揺動レバー１２を径方向に移動可能に貫通させる平面視矩形状のレバー貫通孔１５ｄが、それぞれ設けられている。また、レバー貫通孔１５ｄは、周方向の幅が幅Ｗ４（ただし、Ｗ４＜Ｗ３）とされている。
径方向におけるレバー貫通孔１５ｄの位置は、平面視において、中心軸Ｐが回転中心軸Ｏに位置合わせされて配置されたときの金型１０の連結溝部１１に重なり得る範囲および穴部内周面１０ｆよりも径方向内側に入り込む範囲に設定されている。
また、各スライド溝部１５ｃの溝内面には、周方向に対向する溝内面の上端側に、それぞれ径方向に沿って、例えば摩擦係数が低い樹脂部材などからなる平板状の摺動ガイド部材１７が固定されている。
このため、図５に示すように、周方向に沿うスライド溝部１５ｃの断面は、上端側が１対の摺動ガイド部材１７に挟まれて幅Ｗ５（ただし、Ｗ５＜Ｗ３）となる逆Ｔ字状の断面形状を有する。
【００２８】
また、金型固定部１５の上面１５ａには、金型１０の金型下面１０ｄを回転中心軸Ｏに沿う方向に位置決めして、回転中心軸Ｏに直交する平面である固定基準面Ｓ上に支持するための当て付けピン１６が設けられている。
当て付けピン１６は、それぞれの上端部１６ａが固定基準面Ｓに整列されていれば、３本以上の適宜本数を設けることができる。本実施形態では、図３（ａ）、図５（ａ）に示すように、各スライド溝部１５ｃよりも径方向外側の位置で、それぞれ上面１５ａから上方に突出された円柱状のものが設けられており、これら３本の当て付けピン１６の上端部１６ａによって固定基準面Ｓが決まるようになっている。
当て付けピン１６の上端部１６ａは、金型下面１０ｄが容易に摺動できるように、金型下面１０ｄを少ない接触面積で略点支持できる大きさ、形状に設ける。したがって、上端部１６ａの形状は平面には限定されず、例えば球面状などの適宜の凸湾曲面も好適である。
【００２９】
また、各スライド溝部１５ｃには、金型１０の連結溝部１１に係合して、金型１０を当て付けピン１６に押し付けて固定する可動連結部材１４が径方向に沿って移動可能に設けられている。
可動連結部材１４の概略構成は、図５に示すように、下端側がスライド溝部１５ｃに嵌合され、上面１５ａより上方に突出された直方体ブロック状のスライダ部１４ａと、スライダ部１４ａの上端に固定され連結溝部１１の開口１１ｂに対して、径方向から挿脱可能であって周方向の幅がスライド溝１１ｄの幅Ｗ１よりも大きな多角形断面を有するチャック爪部１４ｂ（連結部）とを備える。
【００３０】
周方向におけるスライダ部１４ａの側面は、その幅がスライド溝部１５ｃに設けられた１対の摺動ガイド部材１７による開口の幅Ｗ５よりもわずかに狭く形成され、摺動ガイド部材１７の間に挟まれて円滑に摺動することができるようになっている。
また、スライダ部１４ａの下端部には、周方向の両外側に突出されたスライド突起１４ｅが形成されており、それぞれスライド溝部１５ｃの底面と摺動ガイド部材１７との間に嵌合して径方向に円滑に摺動できるようになっている。このため、スライダ部１４ａは、スライド溝部１５ｃの逆Ｔ字状断面に嵌合され、上下方向にはスライド溝部１５ｃに対して抜け止めされている。
径方向におけるスライダ部１４ａの幅は、径方向における連結溝部１１の奥行きの寸法ｄ１よりもわずかに小さい寸法ｄ２とされている。
また、スライダ部１４ａの下面には、後述する揺動レバー１２を挿入するため、径方向の長さがｄ３（ただし、ｄ３＜ｄ２、図４参照）で周方向の幅が幅Ｗ６（ただし、Ｗ６＜Ｗ５、図５参照）の角穴である被駆動溝部１４ｄが形成されている。
【００３１】
チャック爪部１４ｂは、可動連結部材１４を連結溝部１１の開口１１ｂから径方向外側に向けて挿入したときに、可動連結部材１４を連結溝部１１の係合斜面１１ｃと係合させるものである。
本実施形態のチャック爪部１４ｂは、開口１１ｂと略相似形であって開口１１ｂの断面形状よりも断面積が小さい多角形断面を有している。すなわち、スライダ部１４ａの回転方向Ｒ側の上端部から係合斜面１１ｃと同様の角度で斜め上方向に傾斜された係合斜面１４ｃが張り出されている。本実施形態の係合斜面１４ｃは、係合斜面１１ｃに対する摩擦係数を低減するため、フッ素樹脂コートが施されている。このため、係合斜面１４ｃは、連結溝部１１の係合斜面１１ｃに対する摺動抵抗を低減する摩擦低減部を構成している。
また、反回転方向側にはスライダ部１４ａの反回転方向側の側面と平行な反回転方向側側面１４ｇが、チャック爪部１４ｂの上端には水平方向に延ばされた上面１４ｈがそれぞれ形成されている。
また、チャック爪部１４ｂの径方向外側の側面には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、径方向外側に突出された半球状の球状突起１４ｆ（球面状の係止突起）が形成されている。
【００３２】
このような構成により、可動連結部材１４では、スライダ部１４ａは連結溝部１１のスライド溝１１ｄに挿通可能であり、チャック爪部１４ｂは連結溝部１１の溝内面である回転方向側溝側面１１ｆ、係合斜面１１ｃ、回転方向側溝側面１１ｅ、溝底面１１ｈ、および反回転方向側溝側面１１ｇに接することなく、開口１１ｂから連結溝部１１の内部に挿入することができるようになっている。
また、チャック爪部１４ｂが連結溝部１１に挿入された際は、チャック爪部１４ｂは、スライド溝１１ｄから下方へは引き抜けないようになっている。
【００３３】
可動連結部材移動機構２１は、可動連結部材１４を径方向に沿って付勢して移動させる機構であり、本実施形態では、図４に示すように、ドローバー９、エアシリンダー１３（図１参照）、および揺動レバー１２を備える。
【００３４】
ドローバー９は、回転軸部２の内部において回転軸部２の軸方向に貫通された孔部であるドローバー案内部２ｂに対して、回転軸部２の軸方向に摺動可能、かつ回転軸部２の回転とともに連れ回るように嵌合された軸部材である。
ドローバー９の上端側の外周部には、回転軸部２に固定された金型固定部１５のスライド溝部１５ｃの下方に位置する３箇所に溝部９ａが形成されている。本実施形態では、溝部９ａは、ドローバー９の周方向における幅が幅Ｗ６の角穴からなる
ドローバー９の下端側には、図１に示すように、ドローバー９を鉛直軸方向に進退させるエアシリンダー１３が連結されている。
エアシリンダー１３は、不図示の回転ジョイントを介して供給されるエアを駆動源としており、筐体１の外部において回転軸部２の下端側に固定され、回転軸部２とともに連れ回ることができるようになっている。
【００３５】
揺動レバー１２は、全体として略Ｌ字状に屈曲された板状のリンク部材であり、ドローバー９の上下動を径方向に沿う駆動力に変換して、可動連結部材１４に伝達するものである。本実施形態では、３つの可動連結部材１４にそれぞれ対応して、１つずつ設けられている。
揺動レバー１２の屈曲部には回転支点を構成する回動軸１２ｃが設けられ、回動軸１２ｃに直交する方向に爪部１２ａ、１２ｂが延ばされている。
各回動軸１２ｃは、各爪部１２ａ、１２ｂが各スライド溝部１５ｃの溝幅中心および回転中心軸Ｏを含む鉛直面内で回動されるように、各スライド溝部１５ｃの下方の回転軸部２の上端部の内部側にそれぞれ設けられたリンク支持部２ｃによって回動支持されている。
【００３６】
各揺動レバー１２の爪部１２ａは、それぞれリンク支持部２ｃから回転軸部２の径方向内側に延ばされ、ドローバー９の溝部９ａの内部に挿入されている。
このため、爪部１２ａの板厚は少なくとも先端部において溝部９ａの幅Ｗ６よりわずかに薄くなっており、溝部９ａに摺動可能に嵌合できるようになっている。また、爪部１２ａの幅は、少なくとも先端部において回転軸部２の軸方向に沿う溝部９ａの溝長さよりも細くなっており、爪部１２ａが回動軸１２ｃを中心として回動された際に、溝部９ａ内で、回転軸部２の軸方向に移動できるようになっている。
【００３７】
各揺動レバー１２の爪部１２ｂは、それぞれリンク支持部２ｃから上方に延ばされ、各レバー貫通孔１５ｄを貫通して、被駆動溝部１４ｄの内部に挿入されている。
このため、爪部１２ｂの板厚は少なくとも上端部において被駆動溝部１４ｄの幅Ｗ６よりわずかに薄くなっており、被駆動溝部１４ｄに摺動可能に嵌合できるようになっている（図５参照）。また、爪部１２ｂの幅は、少なくとも上端部において径方向における被駆動溝部１４ｄの長さｄ３よりも細くなっており、爪部１２ｂが回動軸１２ｃを中心として回動された際に、被駆動溝部１４ｄ内で径方向に移動できるようになっている。
【００３８】
次に、遠心鋳造装置１００の動作について、本発明の金型固定方法を中心として説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型配置を行う際の動作を説明する模式的な断面図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型取り外し時の可動連結部材の状態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００３９】
遠心鋳造装置１００によって遠心鋳造を行うには、まず、各可動連結部材１４を径方向内側に移動させた状態で、金型１０を金型固定部１５上に配置する。
各可動連結部材１４を径方向内側に移動させるには、図６に示すように、エアシリンダー１３を駆動してドローバー９を下降させる。これにより、各溝部９ａに挿入されている各爪部１２ａが溝部９ａに連動して下方に移動され、各揺動レバー１２が回動軸１２ｃ回りに回動して、各爪部１２ｂが回転中心軸Ｏに向かう方向に移動される。
この結果、各爪部１２ａは、被駆動溝部１４ｄ内を径方向内側に向かって移動し、被駆動溝部１４ｄの径方向内側の内側面に当接されると、各可動連結部材１４を付勢する。このため、各可動連結部材１４はスライド溝部１５ｃに沿って一斉に径方向内側に移動される。
各可動連結部材１４の移動位置は、各可動連結部材１４の球状突起１４ｆが、可動連結部材１４の穴部内周面１０ｆの内径よりも小さい円周上に整列する位置とする。
【００４０】
次に、図６に示すように、金型１０の金型下面１０ｄを下方に向け、金型１０の中心軸Ｐが回転中心軸Ｏに略整列するとともに、各連結溝部１１が金型固定部１５のスライド溝部１５ｃ上に位置する状態で下降させ、金型下面１０ｄを当て付けピン１６の上端部１６ａに載るように配置する。このとき、予め金型１０の周方向の位置の見当をつけておき、穴部１０ｅ内に挿入され、各連結溝部１１の開口１１ｂと対向された状態のチャック爪部１４ｂが開口１１ｂの内側に挿入可能な位置となるように金型１０を配置する。
金型１０は３箇所の当て付けピン１６上に載置されるため、金型下面１０ｄが当て付けピン１６によって規定される固定基準面Ｓに略沿って載置される。
【００４１】
次に、エアシリンダー１３を駆動して、図４に示すように、ドローバー９を上昇させる。これにより、各揺動レバー１２が溝部９ａの上昇と連動して、各揺動レバー１２を上記と逆方向に回動させる。これにより、各被駆動溝部１４ｄの径方向外側の内側面に爪部１２ｂが当接されることで各可動連結部材１４が径方向外側に付勢され、一斉に径方向外側に移動される。このとき、各可動連結部材１４の移動量は共通のため、各可動連結部材１４は、３つの球状突起１４ｆが回転中心軸Ｏを中心とする円周上に整列した状態を保ちつつ移動されていく。
このようにして、各可動連結部材１４のチャック爪部１４ｂが連結溝部１１の内部に挿入され、各球状突起１４ｆがそれぞれ係止壁１１ａに当接するまで移動させる。これにより、金型１０を載置した際に、金型１０の中心軸Ｐが回転中心軸Ｏとずれていても、金型１０の各係止壁１１ａは各球状突起１４ｆが整列する回転中心軸Ｏを中心とする円周上に整列されるため、金型１０の中心軸Ｐが回転中心軸Ｏに整列される。したがって、金型１０は回転中心軸Ｏに対して芯出しされた状態となる。
また、チャック爪部１４ｂが、連結溝部１１に挿入されるため、金型１０は、各可動連結部材１４によって上方向に抜け止めされた状態となる。
【００４２】
この状態の金型１０は、図５に二点鎖線で示すように、チャック爪部１４ｂと接触されておらず、周方向には位置が決まらない状態である。また、当て付けピン１６との当たり具合によっては、可動連結部材１４の近傍位置で金型下面１０ｄが、固定基準面Ｓからごくわずかに浮いた状態になっている場合もある。すなわち、金型１０は、チャック爪部１４ｂと連結溝部１１の溝内面との間の隙間の分だけの移動代があり、その分だけがたつくことができるので、金型１０はまだ金型固定部１５に対して固定されてはいない。
【００４３】
次に、金型１０を金型固定部１５に固定するため、モータ３によって回転軸部２を回転させる。
回転軸部２とともに金型固定部１５が回転を開始すると、当て付けピン１６と金型下面１０ｄとの間の摩擦が小さく、かつ係止壁１１ａと球状突起１４ｆとの間の摩擦が小さいため、図５に矢印Ｔで示すように、金型固定部１５の回転加速度に応じて金型１０が反回転方向に相対移動され、チャック爪部１４ｂの係合斜面１４ｃと連結溝部１１の係合斜面１１ｃとが当接し互いに係合される。
係合斜面１４ｃから係合斜面１１ｃに作用する垂直抗力Ｎは、係合斜面１１ｃの傾斜角に応じて、水平方向に抗する水平分力Ｎ１と、鉛直下方に作用する垂直分力Ｎ２とに分解され、金型１０は、係合斜面１４ｃから作用する垂直分力Ｎ２によって、金型下面１０ｄが当て付けピン１６の側に下向きに押圧されることになる。この垂直分力Ｎ２は、金型１０の慣性が大きいほど、あるいは金型固定部１５の回転加速度が大きいほど、大きくなる。
このとき、例えば、金型１０の載置状態によって、金型下面１０ｄが当て付けピン１６から浮いて載置されていたとしても、金型１０は、係合斜面１４ｃに沿って斜め下方に反回転方向に相対移動されて係合が進み、これにより金型下面１０ｄが当て付けピン１６の上端部１６ａに確実に当接される。
このようにして、金型固定部１５が一定回転数に達するまでには、金型１０は、各可動連結部材１４および各当て付けピン１６に押圧され、当て付けピン１６と金型下面１０ｄ、および係合斜面１４ｃと係合斜面１１ｃとの間に働く押圧力によって、金型固定部１５に対して係合状態が保持される。この結果、金型１０が金型固定部１５に固定される。
その際、係合斜面１１ｃは金型下面１０ｄに対して、係合斜面１４ｃは固定基準面Ｓに対して、それぞれ３０°〜６０°程度傾斜されているため、金型下面１０と係合斜面１１ｃとで形成されるＶ字状の突起が、固定基準面Ｓと係合斜面１４ｃとで形成されるＶ字状の溝に貫入されている状態となり、それぞれの当接面で作用する押圧力の周方向分力によって周方向の位置が固定されている。
以上で、金型１０の固定が終了する。
【００４４】
一方、金型１０の金型固定部１５上での径方向の位置は、可動連結部材移動機構２１によって可動連結部材１４が金型１０を芯出しする位置に固定されているため、回転中も芯出し状態を維持することができる。
また、被駆動溝部１４ｄは、爪部１２ｂを径方向に移動可能な遊びを有しているため、各可動連結部材１４は径方向外側に移動可能に保持されている。このため、回転中の各可動連結部材１４は、可動連結部材移動機構２１によって径方向外側に付勢されるとともに可動連結部材１４が受ける遠心力（図３（ａ）の矢印ｆＣＥ参照）によっても径方向外側に付勢されている。
したがって、回転中の金型１０には、回転開始前の芯出し時の押圧力に遠心力が加算されるため、より大きな押圧力が可動連結部材１４の球状突起１４ｆを通して係止壁１１ａに作用する。このため、金型１０は、回転速度が増すにつれて、芯出しされた状態でますます強固に保持される。
したがって、高速回転時の金型１０の振動を抑制することができる。
【００４５】
このようにして金型１０が固定されると、溶湯を金型１０の溶湯導入部１０ｂに落下させて従来と同様に遠心鋳造を行うことができる。したがって、本実施形態では、上記のような金型１０の固定が終了するまでの間に、加熱コイル７に通電して金属材料６を加熱溶融させ、金型１０が固定されたら、ただちに溶湯を落下させることができるようにしておく。
溶湯が金型１０の溶湯導入部１０ｂを介して成形室１０ｃに導入され、溶湯が冷却固化されたら、回転軸部２の回転を停止する。
そして、金型１０を取り外す作業を開始する。
すなわち、回転軸部２の回転が停止したら、エアシリンダー１３を駆動して、ドローバー９を下降させ、各可動連結部材１４を径方向内側に移動させ、連結溝部１１からチャック爪部１４ｂを径方向内側に引き抜く。これにより、金型１０の金型固定部１５に対する係合が解除される。
そして、金型１０を上方に移動させて、金型固定部１５から離脱させる。
このように、本実施形態では、ねじ締結などを用いることなく金型１０を固定しているため、きわめて容易に金型１０を外すことができる。
金型固定部１５から外した金型１０は、適宜分解するなどして成形品の脱型を行う。
以上で、金型１０による遠心鋳造成形が終了する。さらに遠心鋳造を続ける場合には、同様にして、他の金型１０を金型固定部１５上に固定し、上記と同様にして遠心鋳造を行う。
【００４６】
このように本実施形態の遠心鋳造装置１００およびそれを用いた金型固定方法によれば、回転軸部２の回転によって可動連結部材１４および金型１０に作用する慣性力によって、金型１０の連結溝部１１に可動連結部材１４のチャック爪部１４ｂを押圧することにより金型１０の固定を行い、回転を停止することによってチャック爪部１４ｂと連結溝部１１との押圧を解除することができるため、慣性が大きな金型１０であっても金型固定部１５に対する金型１０の着脱を容易かつ高精度に行うことができ、しかも回転時の固定状態を安定させることができる。
【００４７】
［第１変形例］
次に、本実施形態に用いることができる可動連結部材の第１変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置に用いる可動連結部材の第１および第２変形例を示す模式的な断面図である。
【００４８】
本変形例は、図８に示すように、上記第１の実施形態の可動連結部材１４に代えて、可動連結部材２４を備える。
可動連結部材２４は、上記第１の実施形態の可動連結部材１４のチャック爪部１４ｂに代えて、チャック爪部２４ｂ（連結部）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。
【００４９】
チャック爪部２４ｂは、上記第１の実施形態のチャック爪部１４ｂの係合斜面１４ｃに代えて、係合斜面１４ｃと同じ位置に表面が整列された３以上の半球状の球状突起２４ｇ（摩擦低減部）と、これら球状突起２４ｇを支持するため係合斜面１４ｃと略平行な傾斜を有し、係合斜面１４ｃよりも内部側に形成された傾斜面２４ｃとを備えるものである。
【００５０】
このような構成によれば、３以上の球状突起２４ｇは、係合斜面１４ｃと同様な位置に包絡平面を有しているため、係合斜面１１ｃに当接した際に、係合斜面１４ｃと同様に、係合斜面１１ｃに対して摺動可能に係合される。
また、球状突起２４ｇは、それぞれ係合斜面１１ｃと点状に接触するため、係合斜面１１ｃに比べて接触面積が低減することで摺動抵抗を低減することができるため、より円滑な摺動を行うことができる。このため、上記第１の実施形態に比べて金型１０の慣性が小さい場合や、回転加速度が小さい場合であっても、金型１０の相対移動が発生しやすくなるため、円滑に固定することができる。
【００５１】
［第２変形例］
次に、本実施形態に用いることができる可動連結部材の第２変形例について説明する。
本変形例は、図８に示すように、上記第１の実施形態の可動連結部材１４に代えて、可動連結部材３４を備える。
可動連結部材３４は、上記第１変形例の可動連結部材２４のチャック爪部２４ｂに代えて、チャック爪部３４ｂ（連結部）を備えるものである。以下、上記第１の実施形態および上記第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００５２】
チャック爪部３４ｂは、上記第１変形例の球状突起２４ｇに代えて、傾斜面２４ｃ上に、係合斜面１４ｃと同じ位置に表面が整列された断面半円状で径方向に延ばされた複数の円柱状突起３４ｇ（摩擦低減部）を備えるものである。
【００５３】
このような構成によれば、複数の円柱状突起３４ｇは、係合斜面１４ｃと同様な位置に包絡平面を有しているため、係合斜面１１ｃに当接した際に、係合斜面１４ｃと同様に、係合斜面１１ｃに対して摺動可能に係合される。
また、円柱状突起３４ｇは、それぞれ係合斜面１１ｃと線状に接触するため、係合斜面１１ｃに比べて接触面積を低減することで摺動抵抗を低減することができるため、より円滑な摺動を行うことができる。このため、上記第１変形例と同様に、上記第１の実施形態に比べて金型１０の相対移動が発生しやすくなり金型１０をより円滑に固定することができる。
【００５４】
［第３変形例］
次に、本実施形態に用いることができる可動連結部材の第３変形例について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置に用いる可動連結部材の第３変形例を示す模式的な断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＧ−Ｇ断面図である。
【００５５】
本変形例は、図９に示すように、上記第１の実施形態の可動連結部材１４に代えて、可動連結部材４４を備える。
可動連結部材４４は、上記第１変形例の可動連結部材２４のチャック爪部２４ｂに代えて、チャック爪部４４ｂ（連結部）を備えるものである。以下、上記第１の実施形態および第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
チャック爪部４４ｂは、上記第１変形例の球状突起２４ｇに代えて、傾斜面２４ｃ上に、係合斜面１４ｃと同じ位置に表面が整列された断面三角形状（図９（ｂ）参照）で傾斜面２４ｃの傾斜方向（径方向と直交する方向）に延ばされた複数のＶ字状突起４４ｇ（摩擦低減部）を備えるものである。
【００５７】
このような構成によれば、複数のＶ字状突起４４ｇは、係合斜面１４ｃと同様な位置に包絡平面を有しているため、係合斜面１１ｃに当接した際に、係合斜面１４ｃと同様に、係合斜面１１ｃに対して摺動可能に係合される。
また、Ｖ字状突起４４ｇは、それぞれ係合斜面１１ｃと線状に接触するため、係合斜面１１ｃに比べて、接触面積を低減することで摺動抵抗を低減できるため、より円滑な摺動を行うことができる。このため、上記第１変形例と同様に、上記第１の実施形態に比べて金型１０の相対移動が発生しやすくなり金型１０をより円滑に固定することができる。
特に、本変形例では、Ｖ字状突起４４ｇが傾斜面２４ｃの傾斜方向に沿って延ばされているため、係合斜面１１ｃの傾斜方向に沿う摺動が第２変形例に比べてより円滑となる。
また、Ｖ字状突起４４ｇは、球状突起２４ｇや円柱状突起３４ｇに比べて加工が容易となるため、可動連結部材４４の製作が容易となり、部品コストをより低減することができる。
【００５８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造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１１は、本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置の図１０におけるＫ−Ｋ断面図である。図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置の金型装着時、および金型取り外し時の主要部の構成を示す図１１におけるＪ−Ｏ−Ｊ’線に沿う断面図である。図１３は、図１１におけるＨ−Ｈ断面図である。
【００５９】
本実施形態の遠心鋳造装置１１０は、図１０に示すように、上記第１の実施形態の遠心鋳造装置１００の可動連結部材移動機構２１を構成するエアシリンダー１３、ドローバー９を削除し、回転軸部２、金型固定部１５、可動連結部材１４に代えて、回転軸部２Ａ、金型固定部２５、可動連結部材１４Ａを備える。また、図１２（ａ）に示すように、可動連結部材移動機構２１を構成する揺動レバー１２を削除し、上記第１の実施形態の可動連結部材移動機構２１に代えて、可動連結部材移動機構３２を追加したものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６０】
回転軸部２Ａは、上記第１の実施形態の回転軸部２のドローバー案内部２ｂ、リンク支持部２ｃなどの内部構成を削除した軸状部材であり、回転軸部２と同様にギヤ２ａ、回転伝動機構４を介してモータ３と連結されている。
【００６１】
金型固定部２５は、金型１０を着脱可能に固定する部材であり、上記第１の実施形態の金型固定部１５と同様に、回転軸部２の回転中心軸Ｏに中心が一致するように配置された略円板状の部材からなり、下面１５ｂにおいて、回転軸部２の上端側の軸先端部２ｄに固定されている。
以下では、上記第１の実施形態と同様に、誤解のおそれのない限り、金型固定部２５、金型固定部２５に設けられた部材、および金型固定部２５と取り付け関係にある部材の位置関係を参照する場合に、回転中心軸Ｏ回りの周方向、回転中心軸Ｏに直交する方向である径方向、回転中心軸Ｏに沿う方向である軸方向を、それぞれ、単に「周方向」、「径方向」、「軸方向」と称する場合がある。また、径方向において、回転中心軸Ｏに近い側を「径方向内側」、回転中心軸Ｏから遠い側を「径方向外側」と称する場合がある。
【００６２】
金型固定部２５の上面１５ａには、金型固定部１５と同様に形成された３つのスライド溝部１５ｃの底部に、後述する駆動ロッド３１を摺動可能に挿通させるため、径方向外側から中心部に向かって延ばされ、周方向の開口幅が幅Ｗ７（ただし、Ｗ７＜Ｗ５、図１３参照）とされたＵ字溝２５ｅがそれぞれ形成されている。
また、径方向内側における各Ｕ字溝２５ｅの端部には、後述する駆動シリンダー３０を設置する駆動シリンダー設置溝２５ｄがそれぞれ中心部側に向かって延設されている。
【００６３】
可動連結部材１４Ａは、上記第１の実施形態の可動連結部材１４の被駆動溝部１４ｄに代えて、後述する駆動ロッド３１を下面側から連結するため、直径Ｄ１（ただし、Ｄ１＜Ｗ７）の連結穴１４ｉを備えるものである。
【００６４】
可動連結部材移動機構３２は、各駆動シリンダー設置溝２５ｄにそれぞれ設けられた駆動シリンダー３０と、各駆動シリンダー３０に連結されて各Ｕ字溝２５ｅにそれぞれ挿通された駆動ロッド３１からなる。
駆動シリンダー３０は、不図示の管路を通して供給される、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを駆動源とするガスシリンダーであり、不活性ガスのガス圧を制御することによって駆動ロッド３１を金型固定部２５の径方向に進退させるアクチュエータである。
駆動シリンダー３０は不活性ガスで駆動されるため、駆動シリンダー３０から不活性ガスがリークした場合でも、筐体１内の非酸化雰囲気を維持することができる。なお、駆動シリンダー３０を駆動する不活性ガスは、筐体１内に導入して非酸化雰囲気を形成するための不活性ガスと同じ種類のガスであることがより好ましい。
また、駆動シリンダー３０は、本実施形態では合計３基が設けられている。それぞれの駆動源は別々に設けてもよいが、単一の駆動源に接続されていてもよい。単一の駆動源に接続された場合、各駆動シリンダー３０の駆動量を均等に保つことが容易となる。
【００６５】
駆動ロッド３１は、各駆動シリンダー３０によって径方向に駆動される棒状部材であり、各Ｕ字溝２５ｅ内に進退可能に挿通されている。各駆動ロッド３１の延出方向の先端には、各可動連結部材１４Ａの連結穴１４ｉに嵌合され、各駆動ロッド３１に対して各可動連結部材１４Ａを径方向に連結する連結ピン３１ａがそれぞれ設けられている。これにより、各可動連結部材１４Ａは、各駆動ロッド３１の進退動作に連動するようになっている。
本実施形態では、上記第１の実施形態の可動連結部材移動機構２１に代えて、駆動シリンダー３０および駆動ロッド３１が、可動連結部材１４Ａを径方向に沿って付勢して移動させる可動連結部材移動機構３２を構成している。
【００６６】
本実施形態の遠心鋳造装置１１０の動作について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態と同様にして、金型１０を金型固定部２５上に配置する。
その際、各可動連結部材１４Ａは、各駆動シリンダー３０によって、駆動ロッド３１を径方向内側に退避させて、径方向内側に移動させておく。
次に、各駆動シリンダー３０を駆動して、図１２（ａ）に示すように、各可動連結部材１４Ａのチャック爪部１４ｂが連結溝部１１の内部に挿入され、各球状突起１４ｆがそれぞれ係止壁１１ａに当接するまで移動させる。これにより、上記第１の実施形態と同様に、金型１０は、回転中心軸Ｏに対して芯出しされるともに、各可動連結部材１４Ａによって上方向に抜け止めされた状態となる。
次に、金型１０を金型固定部２５に固定するため、モータ３によって回転軸部２を回転させる。
回転軸部２とともに金型固定部２５が回転を開始すると、上記第１の実施形態と同様にして、金型１０に作用する慣性力によって金型１０が反回転方向に移動し、係合斜面１４ｃが係合斜面１１ｃに当接した後、係合斜面１４ｃから作用する垂直押圧力成分Ｎ２によって、金型下面１０ｄが当て付けピン１６の側に下向きに押圧される。このため、上記第１の実施形態と同様にして、チャック爪部１４ｂが連結溝部１１に係合され、金型下面１０ｄが当て付けピン１６の上端部１６ａに確実に当接される。これにより、金型１０が金型固定部２５に固定される。
以上で、金型１０の固定が終了する。
【００６７】
なお、径方向における金型１０の位置は、可動連結部材移動機構３２によって可動連結部材１４Ａが金型１０を芯出しする位置に固定されているため、回転中も芯出し状態を維持することができる。
また、回転中の金型１０には、回転開始前の芯出し時の押圧力に可動連結部材１４Ａに作用する遠心力が加算されるため、より大きな押圧力が、可動連結部材１４Ａの球状突起１４ｆを通して係止壁１１ａに作用するため、回転速度が増すにつれて芯出しされた金型１０の位置をより強固に保持することができる。
【００６８】
このようにして金型１０が固定されると、溶湯を金型１０の溶湯導入部１０ｂに落下させて従来と同様に遠心鋳造を行う。
溶湯が金型１０の溶湯導入部１０ｂを介して成形室１０ｃに導入され、溶湯が冷却固化されたら、回転軸部２の回転を停止する。
そして、金型１０を取り外す作業を開始する。
すなわち、回転軸部２の回転が停止したら、駆動シリンダー３０を駆動して、各可動連結部材１４Ａを径方向内側に移動させ、連結溝部１１からチャック爪部１４ｂを径方向内側に引き抜く。これにより、金型１０の金型固定部２５に対する係合が解除される。
そして、金型１０を上方に移動させて、金型固定部２５から離脱させる。
このように、本実施形態では、ねじ締結などを用いることなく金型１０を固定しているため、きわめて容易に金型１０を外すことができる。
【００６９】
このように本実施形態の遠心鋳造装置１１０およびそれを用いた金型固定方法によれば、回転軸部２の回転によって可動連結部材１４Ａおよび金型１０に作用する慣性力によって、第１の実施形態と同様に、慣性が大きな金型１０であっても金型固定部２５に対する金型１０の着脱を容易かつ高精度に行うことができ、しかも回転時の固定状態を安定させることができる。
【００７０】
なお、上記の各実施形態の説明では、金型１０の一例として、分解可能な成形室１０ｃが設けられているものとして説明したが、金型１０は、成形室１０ｃの形状を含むブロック状の金型本体と、この金型本体を着脱可能に固定する金型本体固定部とからなる組立体で構成してもよい。
【００７１】
また、上記の各実施形態の説明では、金型固定部に３つの可動連結部材が設けられた場合の例で説明したが、これは金型の芯出しを行う最低限の個数であって、可動連結部材は３つ以上設けられていてもよい。
【００７２】
また、上記の各実施形態の説明では、少なくとも連結部の側に係合斜面が設けられた場合の例で説明したが、回転時に金型を一定の傾斜面に沿って移動させて金型固定部に押圧するには、係合斜面は、連結部および連結溝部の少なくともいずれかに設けられていればよい。
したがって、連結部として係合斜面１４ｃを有する可動連結部材１４を用いる場合、連結溝部１１の係合斜面１１ｃに代えて、球状突起２４ｇや円柱状突起３４ｇや、Ｖ字状突起４４ｇと同様な係合斜面１４ｃに沿って摺動できる平面以外の形状を備える構成としてもよい。
【００７３】
また、上記の各実施形態の説明では、連結部が、係止壁を押圧する球状突起を備える場合の例で説明したが、連結部の径方向の先端が連結溝部の係止壁と容易に摺動して、金型が慣性力によって周方向に移動できる構成であれば、球状突起を有しない構成としてもよい。
例えば、球状突起に代えて、回転中心軸線に沿って延ばされた円柱状突起を備えていてもよいし、球面以外の湾曲面を有する突起を備えていてもよい。
【００７４】
また、上記の各実施形態の説明では、係止壁１１ａが金型１０の中心軸Ｐを中心とした１つの円周に整列され、中心軸Ｐに沿って延びる平面である場合の例で説明したが、係止壁は、金型の中心軸を中心とした１つの円周に整列され、中心軸Ｐに沿って延びる円筒面とすれば、より円滑に芯出しを行うことができて好ましい。
【００７５】
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たり、削除したりし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２変形例の円柱状突起３４ｇの断面をＶ字状断面に変形したり、上記第１の実施形態の第３変形例のＶ字状突起４４ｇの断面形状を半円状としたりしてもよい。
また、上記第２の実施形態の可動連結部材１４Ａのチャック爪部１４ｂに代えて、上記第１の実施形態のチャック爪部２４ｂ、３４ｂ、４４ｂなどを採用してもよい。
また、上記第２の実施形態では、可動連結部材１４Ａに代えて、上記第１の実施形態の可動連結部材１４を採用し、連結ピン３１ａが被駆動溝部１４ｄに挿入される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
２、２Ａ  回転軸部（回転駆動部）
２ｄ  軸先端部
９  ドローバー
１０  金型
１１  連結溝部
１１ａ  係止壁
１１ｂ  開口
１１ｃ  係合斜面
１２  揺動レバー
１３  エアシリンダー
１４、１４Ａ、２４，３４、４４  可動連結部材
１４ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂ  チャック爪部（連結部）
１４ｃ  係合斜面（摩擦低減部）
１４ｆ  球状突起（球面状の係止突起）
１５、２５  金型固定部
１６  当て付けピン（位置出し突起）
２１、３２  可動連結部材移動機構
２４ｇ  球状突起（摩擦低減部）
３０  駆動シリンダー（ガスシリンダー）
３４ｇ  円柱状突起（摩擦低減部）
４４ｇ  Ｖ字状突起（摩擦低減部）
１００、１１０  遠心鋳造装置
Ｏ  回転中心軸
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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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