(57)【要約】【課題】遠心鋳造装置の金型固定部品および遠心鋳造装置において、金型と回転軸の軸端部とを容易に着脱することができるとともに金型および回転軸の軸端部の構成を簡素化することができるようにする。【解決手段】遠心鋳造装置において、一端側に金型７、他端側に回転軸の軸端部２Ａを当接させて、金型７および軸端部２Ａの間の軸方向の相対位置を固定するアダプタ本体部８と、アダプタ本体部８の一端側から軸方向に沿って延ばされ径方向に弾性変形する板状部９ａと、板状部９ａの先端近傍に設けられ板状部９ａの弾性変形により被連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する突起部９ｂと、アダプタ本体部８の他端側に同様に設けられた板状部９ａと、この板状部９ａの先端近傍に設けられ被連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する突起部９ｂと、を備える連結アダプタを用いる。【選択図】図４
2011136351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と該金型を回転させる回転軸とに着脱可能に連結して、前記金型を前記回転軸の軸端部に固定する遠心鋳造装置の金型固定部品であって、
一端側に前記金型を当接させ、他端側に前記回転軸の軸端部を当接させて、前記金型および前記回転軸の軸端部の間の軸方向の相対位置を固定する金型固定部品本体部と、
該金型固定部品本体部の前記一端側から前記軸方向に沿って延ばされ、該軸方向に直交する径方向に弾性変形する第１の弾性変形部と、
該第１の弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記第１の弾性変形部が弾性変形することによって前記金型に設けられた金型側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する第１の突起部と、
前記金型固定部品本体部の前記他端側から前記軸方向に沿って延ばされ、前記径方向に弾性変形する第２の弾性変形部と、
該第２の弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記第２の弾性変形部の弾性変形により前記回転軸に設けられた回転軸側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する第２の突起部と、
を備えることを特徴とする遠心鋳造装置の金型固定部品。
【請求項２】
前記第１の弾性変形部および前記第２の弾性変形部は、それぞれ、前記軸方向および前記径方向に直交する周方向に比べて前記径方向に撓みやすい板状部材からなり、
前記第１の突起部および前記第２の突起部は、それぞれ、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記金型側連結穴部および前記回転軸側連結穴部に前記周方向において係合する平面である係合平面部を有することを特徴とする請求項１に記載の遠心鋳造装置の金型固定部品。
【請求項３】
前記金型固定部品本体部の前記一端側には、前記金型の端部に密着する第１の平面部が設けられ、
前記金型固定部品本体部の前記他端側には、前記回転軸の軸端部に密着する第２の平面部が設けられた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の金型固定部品。
【請求項４】
前記金型固定部品本体部の前記一端および前記他端の少なくともいずれかには、中心部において先端側に細るテーパー状の軸方向突起が設けられた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の金型固定部品。
【請求項５】
前記第１の弾性変形部および前記第２の弾性変形部は、それぞれ、前記金型固定部本体部側に設けられた板状部材と、該板状部材を前記金型固定部本体に対して弾性支持する弾性体とを備え、
前記第１の突起部および前記第２の突起部は、それぞれ前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することを特徴とする請求項１に記載の遠心鋳造装置の金型固定部品。
【請求項６】
金型連結穴部が設けられた金型を用いる遠心鋳造装置であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の金型固定部品と、
該金型固定部品の前記金型本体固定部品本体部の前記他端側に当接する軸端部、および前記金型固定部品の前記第２の突起部と係合する回転軸側連結穴部を有する回転軸と、
を備えることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項７】
金型連結穴部が設けられた金型を用いる遠心鋳造装置であって、
前記金型を回転させる回転軸と、
該回転軸の軸端部に固定して設けられ、軸方向に沿って延ばされるとともに該軸方向に直交する径方向に弾性変形する弾性変形部と、
該弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記弾性変形部の弾性変形により前記金型の前記金型側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する突起部と、
を備えることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項８】
前記弾性変形部は、前記軸方向および前記径方向に直交する周方向に比べて前記径方向に撓みやすい板状部材からなり、
前記突起部は、それぞれ、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することを特徴とする請求項７に記載の遠心鋳造装置。
【請求項９】
前記弾性変形部は、前記回転軸の軸端部に設けられた板状部材と、該板状部材を前記回転軸の軸端部に対して弾性支持する弾性体とを備え、
前記突起部は、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することを特徴とする請求項７に記載の遠心鋳造装置の金型固定部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心鋳造装置の金型固定部品および遠心鋳造装置に関する。
【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、回転軸の軸端部や軸端部に設けられた金型固定部などに着脱可能に固定される。その際、金型を固定する金型固定部品としては、ねじが用いられる場合が多い。
また、ねじ締結によらずに金型を固定する装置も提案されている。
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の金型固定部品および遠心鋳造装置には以下のような問題があった。
金型を回転軸の軸端部や軸端部に設けられた金型固定部に対して、ねじ締結する場合、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、金型と回転軸の軸端部とを容易に着脱することができるとともに金型および回転軸の軸端部の構成を簡素化することができる遠心鋳造装置の金型固定部品および遠心鋳造装置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、金型と該金型を回転させる回転軸とに着脱可能に連結して、前記金型を前記回転軸の軸端部に固定する遠心鋳造装置の金型固定部品であって、一端側に前記金型を当接させ、他端側に前記回転軸の軸端部を当接させて、前記金型および前記回転軸の軸端部の間の軸方向の相対位置を固定する金型固定部品本体部と、該金型固定部品本体部の前記一端側から前記軸方向に沿って延ばされ、該軸方向に直交する径方向に弾性変形する第１の弾性変形部と、該第１の弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記第１の弾性変形部が弾性変形することによって前記金型に設けられた金型側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する第１の突起部と、前記金型固定部品本体部の前記他端側から前記軸方向に沿って延ばされ、前記径方向に弾性変形する第２の弾性変形部と、該第２の弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記第２の弾性変形部の弾性変形により前記回転軸に設けられた回転軸側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する第２の突起部と、を備える構成とする。
【０００７】
また、本発明では、前記第１の弾性変形部および前記第２の弾性変形部は、それぞれ、前記軸方向および前記径方向に直交する周方向に比べて前記径方向に撓みやすい板状部材からなり、前記第１の突起部および前記第２の突起部は、それぞれ、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記金型側連結穴部および前記回転軸側連結穴部に前記周方向において係合する平面である係合平面部を有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、前記金型固定部品本体部の前記一端側には、前記金型の端部に密着する第１の平面部が設けられ、前記金型固定部品本体部の前記他端側には、前記回転軸の軸端部に密着する第２の平面部が設けられたことが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、前記金型固定部品本体部の前記一端および前記他端の少なくともいずれかには、中心部において先端側に細るテーパー状の軸方向突起が設けられたことが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、前記第１の弾性変形部および前記第２の弾性変形部は、それぞれ、前記金型固定部本体部側に設けられた板状部材と、該板状部材を前記金型固定部本体に対して弾性支持する弾性体とを備え、前記第１の突起部および前記第２の突起部は、それぞれ前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、前記金型固定部品本体部の前記一端側には、前記金型の端部に密着する第１の平面部が設けられ、前記金型固定部品本体部の前記他端側には、前記回転軸の軸端部に密着する第２の平面部が設けられたことであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記金型固定部品本体部の前記一端および前記他端の少なくともいずれかには、中心部において先端側に細るテーパー状の軸方向突起が設けられたことが好ましい。
【００１３】
また、本発明では、前記第１の弾性変形部および前記第２の弾性変形部は、それぞれ、前記金型固定部本体部側に設けられた板状部材と、該板状部材を前記金型固定部本体に対して弾性支持する弾性体とを備え、前記第１の突起部および前記第２の突起部は、それぞれ前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することが好ましい。
【００１４】
本発明は、金型連結穴部が設けられた金型を用いる遠心鋳造装置であって、本発明の金型固定部品と、該金型固定部品の前記金型本体固定部品本体部の前記他端側に当接する軸端部、および前記金型固定部品の前記第２の突起部と係合する回転軸側連結穴部を有する回転軸と、を備える構成とする。
【００１５】
本発明は、金型連結穴部が設けられた金型を用いる遠心鋳造装置であって、前記金型を回転させる回転軸と、該回転軸の軸端部に固定して設けられ、軸方向に沿って延ばされるとともに該軸方向に直交する径方向に弾性変形する弾性変形部と、該弾性変形部の先端近傍に設けられ、前記弾性変形部の弾性変形により前記金型の前記金型側連結穴部に対して進退して着脱可能に係合する突起部と、を備えることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の弾性変形部および突起部を有する遠心鋳造装置では、前記弾性変形部は、前記軸方向および前記径方向に直交する周方向に比べて前記径方向に撓みやすい板状部材からなり、前記突起部は、それぞれ、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の弾性変形部および突起部を有する遠心鋳造装置では、前記弾性変形部は、前記回転軸の軸端部に設けられた板状部材と、該板状部材を前記回転軸の軸端部に対して弾性支持する弾性体とを備え、前記突起部は、前記径方向に沿って前記軸方向の厚さが漸減するテーパー部を有するとともに、前記周方向側の側面に前記軸方向および前記径方向に平行な平面部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の遠心鋳造装置の金型固定部品および遠心鋳造装置によれば、弾性変形部の先端近傍に設けられた突起部が連結穴部に対して進退して着脱可能に係合できるため、金型と回転軸の軸端部とを容易に着脱することができるとともに金型および回転軸の軸端部の構成を簡素化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】
【００１９】
【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】本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置の主要部を示す正面視の模式的な拡大図、およびそのＡ視の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置の主要部の模式的な分解斜視図である。
【図４】図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、そのＫ部およびＪ部の拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に金型固定部品が連結される連結穴部の形状を示す径方向に沿う断面図、およびそのＣ視の平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置に用いる金型固定部品の構成を示す径方向に沿う断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の金型固定部品による金型および回転軸の軸端部に対する連結動作の動作説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な断面図、そのＥ視およびＧ視の平面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な部分断面図、およびそのＬ−Ｌ断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の変形例（第３変形例）の遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
［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およびこれに用いる金型固定部品について説明する。
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（ａ）は、本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置の主要部を示す正面視の模式的な拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ視の平面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置の主要部の模式的な分解斜視図である。図４（ａ）は、図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図４（ａ）におけるＫ部およびＪ部の拡大図である。図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に金型固定部品が連結される連結穴部の形状を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図６は、本発明の第１の実施形態の遠心鋳造装置に用いる金型固定部品の構成を示す径方向に沿う断面図である。
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）。
【００２２】
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１３を加熱溶解させた溶湯１３Ａを、高速回転される金型７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ものである。
遠心鋳造装置１００の概略構成は、筐体１、誘導コイル１１、回転軸２、および連結アダプタ１０（金型固定部品）を備える。
【００２３】
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り、不図示の支持部材によって設置床面上に配置されている。また、特に図示しないが、減圧後の筐体１内に不活性ガスを充填するための不活性ガス源が接続されている。本実施形態では、不活性ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する不活性ガス源が接続されている。
誘導コイル１１は、金属材料１３を誘導加熱によって溶解させて溶湯１３Ａを形成するものであり、材料保持板１２上に配置された金属材料１３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１１の下端部は、溶湯１３Ａが下方側に自由落下できるように開口されている。
また、誘導コイル１１には、不図示の電源および配線を通して、筐体１の外部から誘導コイル１１の内部に高周波磁界を発生させるための電力を供給できるようになっている。
【００２４】
材料保持板１２は、基端側が筐体１の側方に支持されて水平方向に延ばされ、先端側が誘導コイル１１の内部に対して水平方向に進退する伸縮可能な構成を有している。このため、誘導コイル１１に高周波電流が供給され、金属材料１３が誘導コイル１１内に発生する高周波磁界によって浮揚された後は、誘導コイル１１の外方に退避させることができる。
【００２５】
金属材料１３の材質としては、誘導コイル１１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。
【００２６】
回転軸２は、誘導コイル１１の下方側に設けられ、鉛直方向に延ばされた回転中心軸Ｏ回りに金型７を回転させるものである。このため、回転軸２の下端部には、回転軸２に回転力を伝達するモータ３が連結されている。
また、本実施形態では、図２（ａ）、図３、図４（ａ）に示すように、金型７は連結アダプタ１０を介して回転軸２の上端部に着脱可能に連結する。
このため、回転軸２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筐体１の底部において気密を保つ回転軸受（不図示）によって回転可能に支持された回転軸本体２Ｂと、モータ３と連結するため筐体１の底部の下方に延出された回転軸本体２Ｂの下端部に設けられた継手部２Ｃと、連結アダプタ１０を連結するために回転軸本体２Ｂの上端部に設けられた軸端部２Ａとを備える。
回転軸２の材質としては、適宜の金属材料を採用することができるが、本実施形態ではアルミニウム合金を採用している。
【００２７】
モータ３は、金型７を、少なくとも６０００ｒｐｍ以上の回転数で回転させることができるもので、筐体１と同様に不図示の支持部材に固定されている。
モータ３の回転は、適宜の回転伝動機構を介して回転軸２に伝達することができるが、本実施形態では、モータ３の出力軸３ａの先端に回転軸２の継手部２Ｃと連結するための継手部３ｂが設けられており、回転軸２を直接駆動できるようになっている。
【００２８】
ここで、軸端部２Ａの詳細形状について説明する。
なお、図５（ｂ）は、Ｃ−Ｃ断面視の向きに基づく第三角法の投影図であり、図示の上下が回転軸２の実際の配置における上下（図１における図示の上下）と反対向きになっている。以下、特に「図示の」上下方向と断らない限りは、上下方向は実際の配置における上下方向を意味する。
【００２９】
軸端部２Ａは、図４（ａ）に示すように、直径Ｄの外周面２ｐを有する外形が円柱状の軸部であり、鉛直上方側の上端面は回転中心軸Ｏに直交する平面からなっている。
軸端部２Ａの内部構造は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、この上端面から内部側に、軸方向（図示矢印Ｚの方向）に沿って延ばされた回転中心軸Ｏを中心とする略円筒形状の凹部が設けられている。
このため、回転中心軸Ｏを中心として、半径Ａ１の位置に円筒面である内側内周面２ｄが、また半径Ａ２（ただし、Ｄ／２＞Ａ２＞Ａ１）の位置に円筒面である外側内周面２ｃが、それぞれ形成され、内側内周面２ｄと外側内周面２ｃとの間の奥側には上端面から深さＨ２の位置に穴底面２ｅが形成されている。
これにより、軸端部２Ａの上端面は、内側内周面２ｄより径方向（図示矢印Ｒの方向）内側の円形の平面部２ｂと、外側内周面２ｃより径方向外側の環状の平面部２ａとに分割されている。
以下では、軸端部２Ａの内部構造の位置関係を表す場合、回転軸２の軸方向に沿って平面部２ａ側（上側）を「手前側」、穴底面２ｅ側（下側）を「奥側」と称する場合がある。
【００３０】
外側内周面２ｃには、外側内周面２ｃを周方向（図示矢印Ｔの方向）に４等分する位置に、それぞれ、案内溝部２ｆ、および被連結穴部２ｉ（回転軸側連結穴部）が形成されている。
案内溝部２ｆは、周方向の幅Ｗを有し、径方向外側に向かって回転中心軸Ｏから距離Ａ３（ただし、Ｄ／２＞Ａ３＞Ａ２）の位置に形成された平面である案内面２ｈを溝底面とし、周方向に１対の溝部内側面２ｇを有する水平方向断面がコ字状の溝部である。
案内溝部２ｆの手前側には、案内面２ｈと平面部２ａとが交差する角部を面取りして形成した入口傾斜面２ｎが設けられている。このため、平面部２ａにおける案内溝部２ｆの端部の開口は、案内面２ｈの位置よりも径方向外側に拡大されている。
入口傾斜面２ｎの傾斜角は、後述する連結部９Ａの突起部９ｂを円滑に挿入できるような適宜角度に設定する。
【００３１】
被連結穴部２ｉは、穴底面２ｅの近傍において案内溝部２ｆからさらに径方向外側に向かって、周方向の幅が案内溝部２ｆと同幅、かつ周方向に直交する鉛直断面の形状が径方向外側に向かって先細りする山形に形成された穴部である。
被連結穴部２ｉの山形の形状は、図５（ｂ）に示すように、手前側は、径方向内側から径方向外側に向かうとともに手前側から奥側に傾斜された平面であり、案内面２ｈに対する傾斜角が角度θ１（ただし、θ１は鋭角）である手前側傾斜面２ｊが形成されている。また、奥側は、径方向内側から径方向外側に向かうとともに奥側から手前側に傾斜された平面であり、案内面２ｈに対する傾斜角が角度θ２（ただし、０＜θ２≦９０°）である奥側傾斜面２ｋが形成されている。
すなわち、被連結穴部２ｉの手前側における周方向に直交する鉛直断面の穴形状は、少なくとも手前側傾斜面２ｊが鋭角で傾斜されることで、軸方向の幅が径方向外側に向かうにつれて漸次低減される形状の山形である。
ここで、角度θ１、θ２の大きさは、後述する連結部９Ａの突起部９ｂが係合する適宜形状に設定する。本実施形態では、一例として、いずれも４５°に設定している。
【００３２】
また、本実施形態の被連結穴部２ｉでは、これら手前側傾斜面２ｊ、奥側傾斜面２ｋ、および被連結穴部２ｉ内に延長された１対の溝部内側面２ｇが、それぞれ外周面２ｐに交差しており、外周面２ｐ上に側面開口２ｍが形成されている。
側面開口２ｍの側面視の形状は、周方向の幅寸法が幅Ｗ、軸方向では外周面２ｐの曲率に応じて最小幅寸法が幅Ｕとされた、中心部が窪んだ略矩形状、あるいは鼓状（両凹レンズ断面状）の形状を有する。ただし、図示では簡単のため矩形状に描いている。
【００３３】
被連結穴部２ｉの軸方向の位置は、手前側傾斜面２ｊの最も径方向外側の端部が、平面部２ａから距離Ｈ１（ただし、Ｈ１＜Ｈ２−Ｕ）となる位置に形成されている。
【００３４】
ここで、遠心鋳造装置１００に用いる金型７の構成について説明する。
金型７は、図２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）に示すように、外形が回転軸２の直径Ｄよりも大きい略円柱状とされた金型本体５と、金型本体５の軸方向の一方の面から突出して設けられた直径Ｄを有する円柱状の被連結部６と備える。
【００３５】
金型本体５の内部には、溶湯１３Ａを導入するため、被連結部６が設けられたのと反対側の面の中心部において、被連結部６の中心軸ＯＭと同軸に形成された縦穴である溶湯導入穴５ａが設けられ、溶湯導入穴５ａの底部の内側面に金型本体５の径方向外側に延在された成形室５ｂが設けられている。
成形室５ｂは、溶湯導入穴５ａを通して導入された溶湯１３Ａを、金型７の回転時に作用する慣性力によって急速に充填するとともに、溶湯１３Ａを冷却して固化せしめ、成形室５ｂ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５ｂ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２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）では簡単のため模式的に直方体で表している。
また、金型本体５は、成形品を取り出したり、清掃作業や保守作業などを行ったりするため、少なくとも成形室５ｂの一部が分解できるように構成された組立体からなる。
【００３６】
被連結部６の内部構造は、本実施形態では、軸端部２Ａとまったく同様に形成されているため、軸端部２Ａの説明を援用し、詳細の説明は省略する。すなわち、被連結部６は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上記の平面部２ａ、２ｂ、外側内周面２ｃ、内側内周面２ｄ、穴底面２ｅ、案内溝部２ｆ、溝部内側面２ｇ、案内面２ｈ、被連結穴部２ｉ、手前側傾斜面２ｊ、奥側傾斜面２ｋ、側面開口２ｍ、入口傾斜面２ｎ、および外周面２ｐに代えて、それぞれ、これらと同様の構成を有する平面部６ａ、６ｂ、外側内周面６ｃ、内側内周面６ｄ、穴底面６ｅ、案内溝部６ｆ、溝部内側面６ｇ、案内面６ｈ、被連結穴部６ｉ（金型側連結穴部）、手前側傾斜面６ｊ、奥側傾斜面６ｋ、側面開口６ｍ、入口傾斜面６ｎ、および外周面６ｐを備える。
ただし、被連結部６は、軸端部２Ａと対向する位置関係に同軸に連結されるため、取付時の上下関係は軸端部２Ａと反対になる。例えば、被連結部６の端面に形成された平面部６ａ、６ｂは、取付時に金型７の下端面となる向きに配置される。また、軸端部２Ａの説明における回転中心軸Ｏ、連結部９Ａは、それぞれ、中心軸ＯＭ、後述する連結部９Ｂに読み替えるものとする。
【００３７】
本実施形態の金型本体５と被連結部６とは、一体化されており、いずれの材質も無酸素銅で構成されている。
ただし、金型本体５と被連結部６とは、それぞれ別部品として形成してから互いに接合してもよい。その場合、被連結部６は溶湯１３Ａに接触しないため、被連結部６の材質は無酸素銅などの金型用途に用いられる材料とは異なる金属材料を採用してもよい。この場合、被連結部６としてより加工性のよい材料やより低価格の材料を採用することができる。
また、別体とされた金型本体５と被連結部６とを接合する場合、例えば溶接などによって着脱できないように接合されていてもよいし、例えば、ねじ締結などによって着脱可能に接合されていてもよい。
【００３８】
次に、連結アダプタ１０について説明する。
連結アダプタ１０は、図３、図４（ａ）、図６に示すように、アダプタ本体部８（金型固定部品本体部）、および連結部９Ａ、９Ｂを備える。
【００３９】
アダプタ本体部８は、一端側に金型７の被連結部６を当接させ、他端側に回転軸２の軸端部２Ａを当接させて、金型７および回転軸２の軸端部２Ａの間の軸方向の相対位置を固定する部材である。
本実施形態のアダプタ本体部８の形状は、直径Ｄを有する略円板状とされ、板厚方向の一端側および他端側には、軸方向の距離が距離ｔＣだけ離されて直径Ｄの円形の平面部８ａ、８ｂが形成されている。
本実施形態では、平面部８ａは、金型７の被連結部６の端面に設けられた平面部６ａ、６ｂを密着して当接させる第１の平面部を構成し、平面部８ｂは、軸端部２Ａの上端面である平面部２ａ、２ｂを密着して当接させる第２の平面部を構成している。
アダプタ本体部８の側面には、周方向を４等分する位置に、それぞれ側面から径方向内側に向かう穴部８ｃが形成され、各穴底には、連結部９Ａ、９Ｂを固定するため、２本の雄ねじ１４を螺合させる２つの雌ねじ部８ｄが設けられている。
【００４０】
連結部９Ａ、９Ｂは、それぞれ、平面部８ａに当接された状態の被連結部６の各被連結穴部６ｉ、および平面部８ｂに当接された状態の軸端部２Ａの各被連結穴部２ｉと係合して連結するための部材である。
本実施形態では、被連結穴部２ｉ、６ｉおよび案内溝部２ｆ、６ｆを含む軸端部２Ａ、被連結部６の内部構造が同一形状であるため、連結部９Ａ、９Ｂも同様の形状に形成されている。
本実施形態の連結部９Ａ（９Ｂ）は、被連結穴部２ｉ（６ｉ）の配置に合わせて、アダプタ本体部８の中心軸ＯＣから半径ａ１（ただし、Ａ１＜ａ１＜Ａ３）の円周上を周方向に４等分する位置において平面部８ａ（８ｂ）から高さｈ２（ただし、Ｈ１＜ｈ２＜Ｈ２）の位置まで軸方向に沿って延ばされた板状部９ａと、板状部９ａの先端近傍に径方向外側に突出して設けられ、被連結穴部２ｉ（６ｉ）に対して進退して着脱可能に係合する突起部９ｂとを備える。
【００４１】
板状部９ａの周方向の幅ｗは、案内溝部２ｆ（６ｆ）の溝内に径方向に沿って嵌合状態で進退できるように幅Ｗよりわずかに狭い幅ｗとされ、板状部９ａの板厚ｔは、幅ｗより小さい寸法に設定されている。このため、板状部９ａは、周方向に比べて径方向に撓みやすい板状部材となっており、アダプタ本体部８の平面部８ａ（８ｂ）側から軸方向に沿って延ばされ、径方向に弾性変形する第１（第２）の弾性変形部を構成している。
また、板状部９ａはその板面が径方向に直交するとともに板厚方向が径方向に一致する位置関係となるように、アダプタ本体部８に取り付けられている。本実施形態では、平面部８ａ（８ｂ）からアダプタ本体部８の内部側に向かって、径方向の幅が幅ｔとされ、周方向の幅が幅ｗとなり、板状部９ａの基端部９ｇを挿通可能に嵌合される角穴である挿入孔８ｅが板状部９ａの設置位置に設けられ、各板状部９ａの基端部９ｇが挿入孔８ｅにそれぞれ貫入されている。
挿入孔８ｅに貫入された基端部９ｇは、アダプタ本体部８の側面から径方向内側に向かって設けられた穴部８ｃの穴底に沿う位置に挿入されている。そして、アダプタ本体部８の穴部８ｃの穴底に設けられた雌ねじ部８ｄにおいて、基端部９ｇに設けられた貫通孔９ｈを通した雄ねじ１４によって共締めして固定されている。
また、板状部９ａの径方向外側の板面の位置ａ２＝ｔ＋ａ１は、連結時に案内溝部２ｆ（６ｆ）の案内面２ｈ（６ｈ）と干渉しないように、ａ２＜Ａ３の関係を満足するように設定されている。
【００４２】
本実施形態の突起部９ｂの形状は、中心軸ＯＣを含み突起部９ｂの幅ｗの中心を通る断面では、板状部９ａの延在方向の中間部から径方向外側に向かうにつれて板状部９ａの延在方向の先端側に向かって角度φ１（ただし、φ１は鋭角）で傾斜する基端側傾斜面９ｃと、板状部９ａの延在方向の先端から径方向外側に向かうにつれて板状部９ａの延在方向の基端側に向かって角度φ２（ただし、φ２は鋭角）で傾斜する先端側傾斜面９ｄと、基端側傾斜面９ｃおよび先端側傾斜面９ｄと軸方向に交差し、板状部９ａの弾性変形の中立位置において中心軸ＯＣから距離ａ３（ただし、ａ３＞Ｄ／２）の位置に設けられた突起部先端９ｆとで囲まれた山形の形状を有している。
また、突起部９ｂの周方向には、板状部９ａと同じ幅ｗをあけて対向される１対の平面部である周方向側面９ｅが形成されている。
このように、本実施形態の突起部９ｂでは、基端側傾斜面９ｃおよび先端側傾斜面９ｄは、径方向に沿って軸方向の厚さが漸減するテーパー部を構成し、周方向側面９ｅは、被連結穴部２ｉ（６ｉ）に周方向において係合する平面である係合平面部を構成している。
突起部９ｂは、板状部９ａと一体に形成されていてもよいし、板状部９ａと別体に設けてから、適宜の固定手段、例えばねじ止めや溶接などによって板状部９ａと固定してもよい。
【００４３】
板状部９ａおよび突起部９ｂの配置位置、形状および材質は、連結部９Ａ（９Ｂ）を、各案内溝部２ｆ（６ｆ）および各被連結穴部２ｉ（６ｉ）に円滑に挿脱できるとともに、挿入時に各突起部９ｂを各被連結穴部２ｉ（６ｉ）に円滑に係合できるように設定する。
例えば、連結部９Ａ（９Ｂ）を案内溝部２ｆに円滑に挿入するには、板状部９ａの弾性変形量を少なくするために、先端側傾斜面９ｄの傾斜角φ２は小さい角度にすることが好ましい。
本実施形態では、基端側傾斜面９ｃ、先端側傾斜面９ｄの角度φ１、φ２を、それぞれ、手前側傾斜面２ｊ（６ｊ）、奥側傾斜面２ｋ（６ｋ）の角度θ１、θ２と等しく設定するとともに、平面部８ａ（８ｂ）から突起部先端９ｆの軸方向の中心位置までの高さｈ１（図６参照）が、Ｈ１＋Ｕ／２に等しいか、より好ましくはわずかに低い寸法となるように設定する。そして、距離ａ１の大きさを予め適宜調整して、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、板状部９ａが弾性変形の中立位置にあるときに、基端側傾斜面９ｃと手前側傾斜面２ｊ（６ｊ）の間、および先端側傾斜面９ｄと奥側傾斜面２ｋ（６ｋ）との間に生じる隙間をそれぞれ隙間ｕ１、ｕ２とすると、ｕ２≧ｕ１≧０の関係を満足するようにする。
ただし、突起部９ｂの被連結穴部２ｉ（６ｉ）への進入をより円滑にするためには、ｕ２＞ｕ１であることが好ましく、軸方向の連結をより堅固に行うためには、ｕ１＝０であることが好ましい。
【００４４】
また、板状部９ａの幅ｗ、板厚ｔ、高さｈ１、および材質の縦弾性係数は、回転軸２の回転時に、軸端部２Ａ（被連結部６）に連結された各突起部９ｂに作用する遠心力によって、各突起部９ｂが径方向外側に移動し、少なくとも基端側傾斜面９ｃと手前側傾斜面２ｊ（６ｊ）とが係合するような弾性変形が生じる寸法と縦弾性係数とに設定する。板状部９ａの変形量は、片持ち梁のたわみの計算から容易に求めることができる。
本実施形態では、板状部９ａ、突起部９ｂの材質は、アルミニウム合金を採用している。
また、突起部９ｂの表面には、表面の摩擦係数を低減するためのコーティング、例えば、耐熱性も高いフッ素樹脂コーティングを施している。
【００４５】
このように、本実施形態の突起部９ｂは、第１（第２）の弾性変形部である板状部９ａの先端近傍に設けられ、板状部９ａが弾性変形することによって金型７（軸端部２Ａ）に設けられた被連結穴部２ｉ（６ｉ）に対して進退して着脱可能に係合する第１（第２）の突起部を構成している。
【００４６】
次に、遠心鋳造装置１００の動作について、連結アダプタ１０を用いた金型７および回転軸２に対する着脱動作を中心に説明する。
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の金型固定部品による金型および回転軸の軸端部に対する連結動作の動作説明図である。
【００４７】
本実施形態では、連結アダプタ１０の金型７に対する連結動作と、回転軸２の軸端部２Ａに対する連結動作とは連結方向を除いて同一になるため、以下では、軸端部２Ａに連結アダプタ１０の連結部９Ｂが連結されているとして、連結部９Ａによって、金型７を連結する場合の例で説明する。
【００４８】
まず、図７（ａ）に示すように、金型７の被連結部６の平面部６ａ、６ｂ側を、連結アダプタ１０の平面部８ａに対向させるとともに、各案内溝部６ｆが各突起部９ｂと略対向するように、金型７の周方向の位置を調整する。このとき、金型７の中心軸ＯＭは、連結アダプタ１０の中心軸ＯＣとは必ずしも同軸ではないが、略同軸の位置関係にある。
以下、連結部９Ａの各板状部９ａ、各突起部９ｂの各案内溝部６ｆ、各被連結穴部６ｉに対する動作は同様であるため、特に強調する必要がある場合を除いては「各」を省いて説明する。
【００４９】
次に、金型７を、連結アダプタ１０の軸方向に沿って平面部８ａ側に相対移動させる。これにより突起部９ｂは、先端側傾斜面９ｄにおいて被連結部６の入口傾斜面６ｎと当接し、さらに相対移動を続けることで、突起部９ｂが入口傾斜面６ｎに沿って摺動移動する。本実施形態では、突起部９ｂにはフッ素樹脂コーティングが施されているため、突起部９ｂが入口傾斜面６ｎに対して円滑に摺動することができる。
また、板状部９ａは、先端側傾斜面９ｄの傾斜に応じて中心軸ＯＭ側にたわむように弾性変形する。
このとき、幅ｗの板状部９ａは突起部先端９ｆの幅Ｗの溝内に嵌合され、被連結部６は、中心軸ＯＣ回りの周方向の位置が規制される。
【００５０】
突起部９ｂは、図７（ｂ）に示すように、板状部９ａが弾性変形されるとともに突起部先端９ｆが案内面６ｈに押圧された状態で案内面６ｈ上を円滑に摺動して、突起部先端９ｆ内を移動する。その際、板状部９ａの先端は、内側内周面６ｄ側に向かって撓んでいるが、案内面６ｈと内側内周面６ｄとの間の距離（Ａ３−Ａ１）は、連結開始時に中心軸ＯＭと中心軸ＯＣとの間に若干の軸ずれがあったとしても、板状部９ａの先端が内側内周面６ｄに接触しないような余裕をもった寸法に設定しておく。
このようにして、連結部９Ａの各突起部９ｂによって、被連結部６が内周側から４方向に弾性変形による押圧力を受け続けることにより、金型７の中心軸ＯＭが、連結アダプタ１０の中心軸ＯＣとずれていたとしてもこれらの押圧力のバランスがとれるに状態に金型７の径方向の位置が修正され、中心軸ＯＭは中心軸ＯＣと同軸の位置関係になる。
【００５１】
突起部先端９ｆが、案内面６ｈの奥側の端部に到達すると、基端側傾斜面９ｃが案内面６ｈの奥側の端部と当接する。突起部９ｂは、板状部９ａの弾性復元力によって、基端側傾斜面９ｃの傾斜に沿って被連結穴部６ｉの内部側に押圧され、手前側傾斜面６ｊに対して摺動して被連結穴部６ｉの内部に進入していく。すなわち、突起部９ｂが周方向回りに回転しつつ径方向に向かって移動して、被連結穴部６ｉ内に進入する。
【００５２】
このようにして、図７（ｃ）に示すように、平面部６ａ、６ｂが平面部８ａに密着して当接する位置まで金型７を軸方向に相対移動すると、連結部９Ａの各板状部９ａは弾性変形の中立位置まで戻り、各突起部９ｂは各被連結穴部６ｉに嵌り、各突起部先端９ｆが各側面開口６ｍからわずかに突出される。
このとき、本実施形態では、突起部９ｂと被連結穴部６ｉとの間では、基端側傾斜面９ｃと手前側傾斜面６ｊとの間の隙間ｕ１は０以上であり、かつ隙間ｕ１よりも、先端側傾斜面９ｄと奥側傾斜面６ｋとの間の隙間ｕ２が小さくならない寸法関係になっている（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。
このような寸法関係によって、例えば、回転開始後に、遠心力を受けて突起部９ｂがさらに径方向外側に移動して被連結穴部６ｉ内に進入する場合、基端側傾斜面９ｃと手前側傾斜面６ｊが係合されるよりも先に、先端側傾斜面９ｄと奥側傾斜面６ｋが係合されることがなくなる。
このため、被連結部６は、奥側傾斜面６ｋが先端側傾斜面９ｄに先に係合されて、奥側傾斜面６ｋから被連結部６を上方に押し上げる分力だけが作用するといったことがなくなるため、平面部６ａ、６ｂと平面部８ａとの密着状態が保たれる。
【００５３】
また、周方向では、周方向側面９ｅと内側内周面６ｄとの間には、径方向に摺動できる程度の隙間があるのみで、ほとんどガタつかない状態である。
このため、隙間ｕ１が０でない場合には、金型７は、軸方向および径方向にわずかに動きうる隙間を有しているが、いずれかの方向に移動するとしても、わずかに移動した状態で、４つの突起部９ｂのいずれかが、少なくとも被連結穴部６ｉの手前側傾斜面６ｊ、内側内周面６ｄに当接して係合し、突起部９ｂの弾性変形が許す範囲までしか移動できない状態に連結されている。
また、板状部９ａは、径方向に比べて周方向には格段に弾性変形しにくい形状を有しているため、周方向の弾性変形は無視できる。
また、隙間ｕ１が０の場合には、金型７は、軸方向および径方向のいずれに移動しようとしても、いずれかの板状部９ａが弾性変形しなければならないため、移動を規制する方向に弾性復元力が作用する。このため、中心軸ＯＭと中心軸ＯＣが同軸を保つ状態で連結されている。
【００５４】
以上で、連結アダプタ１０の連結部９Ａに対する連結が終了する。このように、本実施形態では、金型７を連結アダプタ１０と位置合わせした後、連結アダプタ１０側に相対移動させるのみで、ねじ締結作業などを行うことなく連結させることができる。しかも、金型７の相対移動は、金型７の自重を利用して下降させるだけでよいので容易かつ迅速に行うことができる。
本実施形態では、軸端部２Ａに対して連結部９Ｂを同様にして連結してから、金型７を連結部９Ａに連結する連結作業を行ったが、これらの作業に要した時間は、合計約１０秒を要したのみであった。２回目以降の遠心鋳造では、金型７のみを装着すればよいため、この半分以下程度の時間で装着することができる。
【００５５】
比較例として、金型を、回転軸に４本のねじによって固定する従来の遠心鋳造装置でも連結作業に要する時間を測定した。
この連結作業では、金型を回転軸の軸端部に対して４本のねじで固定し、１０００ｒｐｍで回転を行い、接続時の歪みや位置ずれなどによって金型の回転ぶれが生じていないか確認を行った。回転ぶれはなかったが、４本のねじを順次固定不良が発生しないように締めていく作業を行うため、固定には約３０秒を要した。すなわち、本実施形態の約３倍の固定時間がかかった。
なお、１０００ｒｐｍの回転で回転ぶれが検出された場合には、ねじを緩めて再締結する必要があるため、さらに長い時間がかかることになる。
【００５６】
このようにして軸端部２Ａに金型７を連結した後、筐体１内を減圧して、適宜の不活性ガスを充填して、筐体１の内部に非酸化雰囲気を形成する。
次に、モータ３を駆動して金型７を回転軸２とともに回転させる。
また、これと並行して、溶湯１３Ａの準備を行う。すなわち、誘導コイル１１内に配置された金属材料１３内部に、誘導コイル１１に電流を流す事によって誘導電流を発生させる。この金属材料１３の内部に流れる誘導電流は、コイルに流れる電流により発生する磁束と逆向きの磁束を発生させ、金属材料１３に浮遊力が発生するように作用する。誘導コイル１１の形状を適宜、調整したものを用いる事で、誘導コイル１１により形成される空間内に金属材料１３が浮遊保持される。金属材料１３が浮遊保持された時点で、材料保持板１２を誘導コイル１１の外部に退避させる。誘導コイル１１に流す電流を保持、または出力を高める事で、金属材料１３内部に発生する誘導電流は金属材料１３の抵抗により熱を発生し続けて、金属材料１３を加熱溶融させて溶湯１３Ａを形成する。
【００５７】
回転軸２の回転が開始されると、金型７は慣性によって回転方向と反対側に相対移動して、連結部９Ａに対して周方向に係合される。すなわち、各突起部９ｂにおいて回転方向側の周方向側面９ｅが、被連結穴部６ｉの回転方向と反対側の溝部内側面６ｇ、周方向側面９ｅと密着して係合される。
また、連結アダプタ１０は、慣性によって回転方向と反対側に相対移動して、連結部９Ｂが、軸端部２Ａの被連結穴部６ｉに対して周方向に係合される。連結部９Ｂの各突起部９ｂにおいて回転方向と反対側の周方向側面９ｅが、軸端部２Ａの被連結穴部６ｉの回転方向側の溝部内側面６ｇ、周方向側面９ｅと密着して係合される。
これにより、回転軸２の回転駆動力が連結アダプタ１０を介して金型７に伝達される。
【００５８】
また、この回転の開始により、図７（ｃ）に示すように、平面部６ｂに遠心力Ｆが作用し、遠心力Ｆに応じて各板状部９ａが径方向外側に弾性変形する。これにより各突起部９ｂが、各被連結穴部６ｉの内部にさらに進出し、少なくとも基端側傾斜面９ｃと手前側傾斜面６ｊとが係合して基端側傾斜面９ｃからは、手前側傾斜面６ｊに対して、押圧力Ｎが作用する。
押圧力Ｎの水平分力Ｎｈは、各手前側傾斜面６ｊを径方向外側に均等に押圧するため、回転中に被連結部６の中心軸ＯＭを連結アダプタ１０の中心軸ＯＣと同軸に保つ作用を有する。
同様にして、回転中は、連結部９Ｂの基端側傾斜面９ｃから手前側傾斜面２ｊに対して同様な水平分力が発生し、この水平分力は、軸端部２Ａの回転中心軸Ｏに対して、連結アダプタ１０の中心軸ＯＣを同軸に保つ作用を有する。
したがって、回転開始前の連結状態において、被連結部６と連結アダプタ１０との間、および軸端部２Ａと連結アダプタ１０との間に、移動可能な隙間があったとしても、回転後には、遠心力Ｆによって、金型７の中心軸ＯＭは、回転中心軸Ｏと同軸となるように芯出しされる。
【００５９】
このように、回転軸２の回転により金型７が安定した状態に連結され、溶湯１３Ａが鋳造可能な温度に加熱されたら、溶湯１３Ａを落下させて溶湯導入穴５ａに導入し、遠心鋳造を行う。
【００６０】
遠心鋳造が終了したら、回転軸２の回転を停止し、筐体１の雰囲気を大気状態に戻して、金型７を連結アダプタ１０から取り外す。
回転を停止すると、突起部９ｂには遠心力Ｆが作用しなくなるため、板状部９ａの弾性復元力によって突起部９ｂと被連結穴部６ｉとの係合状態が回転前の状態に戻る。
作業者は、被連結部６の外周面６ｐから突出された各突起部先端９ｆを、径方向内側に向かって押し込み、板状部９ａを径方向内側に向かって弾性変形させることによって、各突起部９ｂと被連結穴部６ｉとの係合状態を解除することができる。
このとき、例えば、配管にホースをクランプするホースバンドのように、内径が伸縮自在に設けられた金属バンドを突起部先端９ｆの外部に巻き付けて、金属バンドを外周面６ｐの外形まで縮径させて押し込むと、各突起部先端９ｆを同時かつ容易に押し込むことができる。また、金属バンドの内周側に側面開口６ｍよりも小さな突起を設けておけば、各突起部先端９ｆを突起高さに応じて外周面６ｐの内側まで押し込むようにすることもできる。
【００６１】
このように、突起部先端９ｆを径方向内側に押し込んだ状態で、金型７を上方に引き上げることで、連結部９Ａは、上記の装着動作で説明したのと反対に動作し、連結部９Ａは、被連結穴部６ｉ、案内溝部６ｆから引き抜かれ、金型７を上方に取り外すことができる。
このとき、連結部９Ｂは突起部先端９ｆを押し込まないため、連結部９Ｂの各突起部９ｂは各被連結穴部２ｉとの間で、連結部９Ａの各突起部９ｂに比べてより強固な連結状態を保っているため、連結部９Ｂが引き抜かれることがないようになっている。
また、連結アダプタ１０と軸端部２Ａとは、成形を行うごとに着脱する必要はなく、何回か成形を繰り返す間に適宜清掃や保守などの必要が生じたときだけ着脱を行えばよい。
なお、遠心鋳造装置１００によって、実際に遠心鋳造を行ったところ、金型７の回転は、ねじ締結された金型を用いる従来の遠心鋳造装置と同様に安定しており、十分な充填性が得られることが確認された。
【００６２】
本実施形態の連結アダプタ１０およびこれを用いた遠心鋳造装置１００によれば、径方向に弾性変形する板状部９ａの先端近傍に設けられた突起部９ｂが、被連結部６および軸端部２Ａに設けられた連結穴部６ｉに対して進退して着脱可能に係合できるため、金型７と回転軸２の軸端部２Ａとを容易に着脱することができる。
また、金型７および軸端部２Ａには、可動部などの複雑な構造を有しない穴部のみを設ければよいため、金型７および軸端部２Ａの構成を簡素化することができる。
また、連結アダプタ１０は軸端部２Ａとも容易に着脱することができるので、例えば、連結部９Ａに磨耗や損傷が発生した場合でも、連結アダプタ１０のみを交換すればよい。このため修理や保守のコストを低減することができる。
【００６３】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な断面図である。図８（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図８（ａ）におけるＥ視およびＧ視の平面図である。
【００６４】
本変形例の遠心鋳造装置１１０は、図１に示すように、上記第１の実施形態の回転軸２、連結アダプタ１０に代えて、回転軸２２、連結アダプタ２０（金型固定部品）を備える。回転軸２２は、回転軸２の軸端部２Ａを、軸端部２２Ａに代えたものである。
また、遠心鋳造装置１１０では、金型として、金型７の被連結部６に代えて軸端部２２Ａとまったく同様な内部構造を有する被連結部２６を備える金型２７を用いる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
軸端部２２Ａは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、軸端部２Ａの平面部２ａの中心に、平面部２ａから内部側に向かって内径が縮径する回転中心軸Ｏと同軸な円錐状の穴形状を有するテーパー状穴部２２ａを追加したものである。
また、被連結部２６は、被連結部６の平面部６ｂの中心に、平面部６ｂから内部側に向かって内径が縮径する中心軸ＯＭと同軸な円錐状の穴形状を有するテーパー状穴部２６ａを追加したものである。
【００６６】
連結アダプタ２０は、図８（ａ）、（ｃ）に示すように、アダプタ本体部８の平面部８ａ（８ｂ）の中心に、中心軸ＯＣと同軸な円錐状の突起部であるテーパー状突起部２８ａ（軸方向突起）を追加したものである。テーパー状突起部２８ａの形状は、平面部８ａ（８ｂ）と平面部６ａ（２ａ、２ｂ）と当接するときに、テーパー状穴部２２ａ（２６ａ）に隙間なく嵌合するか、あるいは、径方向のがたつきが、予め決められた芯出しの許容範囲よりも少なくなる程度の隙間をあけて嵌合する形状としている。
【００６７】
このような構成によれば、軸端部２２Ａと連結アダプタ２０、および被連結部２６と連結アダプタ２０を連結する際、平面部８ａ、８ｂ上のテーパー状突起部２８ａが、それぞれ、テーパー状穴部２２ａ、２６ａの内部に進入しつつ連結が行われる。このため、連結が進行するとともに各テーパー状突起部２８ａに案内されて、それぞれテーパー状穴部２２ａ、２６ａが隙間なく、もしくは許容範囲よりもがたつきが少なくなる程度の隙間を開けて嵌合して行く。
この結果、軸端部２２Ａの回転中心軸Ｏ、被連結部２６の中心軸ＯＭが中心軸ＯＣに許容範囲内において芯合わせされる。この結果、より円滑な連結および芯出しを行うことができる。
【００６８】
本変形例の遠心鋳造装置１１０で、実際に連結作業を行ったところ、約８秒を要したのみであった。これは、テーパー状突起部２８ａとテーパー状穴部２２ａ、２６ａとを有するため、連結を開始する前に径方向の位置を位置合わせする手間がかからず、迅速に作業を行うことができたためである。
【００６９】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な部分断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図である。
【００７０】
本変形例の遠心鋳造装置１２０は、図１、図９（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の連結アダプタ１０に代えて、連結アダプタ３０（金型固定部品）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、連結アダプタ３０は、軸方向の両端は軸方向に直交する面に対称な形状を有するため、図９では、軸方向の半分のみを図示している。
【００７１】
連結アダプタ３０は、図９（ａ）に示すように、上記第１の実施形態のアダプタ本体部８に代えて、アダプタ本体部３８（金型固定部品本体部）を備える。また、本変形例の連結部９Ａ、９Ｂは、アダプタ本体部３８の外部では上記第１の実施形態の連結部９Ａ、９Ｂとまったく同様の形状、配置位置に配置されているが、アダプタ本体部３８の内部における各板状部９ａの支持形態が上記第１の実施形態の固定支持とは異なり、弾性支持されたものである。
アダプタ本体部３８は、アダプタ本体部８と同様の外形を有する円板状部材であり、各９ａに対する挿入孔８ｅ、穴部８ｃに代えて、それぞれ、連結部９Ａ（９Ｂ）の各板状部９ａを貫入して固定するため、アダプタ本体部３８の平面部８ａ（８ｂ）から内部側に形成された、周方向の幅がｗ、径方向の幅がｔ＋２ｊ、深さがｋの角穴である保持穴部３８ａと、保持穴部３８ａの底面における径方向の中心に、長手幅が保持穴部３８ａと同幅の幅ｗ、短手幅が、板状部９ａの厚さと同じ幅ｔの大きさの角穴である挿入孔３８ｂと、アダプタ本体部３８の側面から径方向内側に向かって設けられた穴部３８ｃとを備える。
【００７２】
各板状部９ａの基端部９ｇは、平面部８ａ（８ｂ）側から保持穴部３８ａの中心を通って挿入孔３８ｂに貫入され、穴部３８ｃの径方向内側の穴底に沿う位置に挿入されている。そして、アダプタ本体部３８の穴部３８ｃの穴底に設けられた雌ねじ部８ｄにおいて、基端部９ｇの貫通孔９ｈを通した雄ねじ１４によって共締めして固定されている。
また、各保持穴部３８ａの内部には、板状部９ａを径方向において挟持する１対の弾性部材３９が挿入されている。
本実施形態の弾性部材３９としては、例えばフッ素ゴムなどからなるゴム弾性を有する弾性体を採用している。
【００７３】
本変形例によれば、連結部９Ａ、９Ｂは、アダプタ本体部３８の外部では、上記第１の実施形態の連結部９Ａ、９Ｂとまったく同様の形状、配置位置を有するため、上記第１の実施形態と同様にして、被連結部６、軸端部２Ａに着脱可能に連結することができる。
本変形例では、各板状部９ａが、アダプタ本体部３８の内部で、弾性部材３９によって径方向に弾性変形可能に支持されている。このため、強度上、板状部９ａが変形しにくい高剛性の材料を用いる必要がある場合でも、板状部９ａの長さをより長くして、弾性変形しやすくすることができる。したがって、板状部９ａおよび弾性部材３９が弾性変形することにより、上記第１の実施形態と同様に突起部９ｂを径方向に移動させることができる。
また、弾性部材３９で板状部９ａの基端部を挟持して弾性支持するため、板状部９ａの変形時にアダプタ本体部３８に固定された部分への応力集中を緩和することができる。
また、本実施形態では、弾性部材３９として、ゴム材料を用いるため、弾性部材３９の変形により板状部９ａに対して弾性復元力が作用するとともに、板状部９ａの振動に対する減衰を付与することができ、回転時の金型７の振動を抑制することができる。
【００７４】
なお、板状部９ａとして、遠心力が作用するのみでは弾性変形しないような剛性の高い材料、もしくは弾性を有しない材料を用いる必要がある場合には、基端部９ｇのねじ止めをやめて基端部９ｇに回転支軸などを設けて、径方向に向かって回転可能に支持してもよい。この場合、板状部９ａが弾性変形しなくても弾性部材３９のみが弾性変形して、突起部９ｂを径方向に移動させることができる。また、板状部９ａの基端部９ｇが回転支持されることで、回転方向に反モーメントが発生しないため、板状部９ａに過大な応力が発生して損傷したりしないようにすることができる。
【００７５】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置およびこれに用いる金型固定部品について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態の遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な斜視図である。
【００７６】
本実施形態の遠心鋳造装置１３０は、図１、１０に示すように、上記第１の実施形態の遠心鋳造装置１００の連結アダプタ１０、回転軸２に代えて、それぞれ、連結アダプタ４０（金型固定部品）、回転軸４２を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７７】
連結アダプタ４０は、上記第１の実施形態の連結アダプタ１０から、連結部９Ｂを削除し、アダプタ本体部８に代えて、平面部８ａ側から雄ねじ１４を挿入する穴部４８ａと、穴部４８ａの穴底で雄ねじ１４を挿通させる貫通孔４８ｂとが、例えば、周方向を４分割する位置に設けられたアダプタ本体部４８（金型固定部品本体部）を備える。
回転軸４２は、図１０に部分断面で示すように、上記第１の実施形態の軸端部２Ａに代えて、上方側に回転中心軸Ｏと直交する平面である端面４２ａを有し、この端面４２ａ上に連結アダプタ４０の各貫通孔４８ｂに挿通された雄ねじ１４をそれぞれ螺合するため、貫通孔４８ｂの周方向および径方向の位置が合わされた複数の雌ねじ部４２ｂを備える。本実施形態の雌ねじ部４２ｂは、貫通孔４８ｂの個数に合わせて４箇所に設けられている。
【００７８】
本実施形態の遠心鋳造装置１３０によれば、４本の雄ねじ１４を用いて、回転軸４２の軸端部４２Ａに連結アダプタ４０をねじ止めすることで、図１０に示すように、連結アダプタ４０の中心軸ＯＣと回転軸４２の回転中心軸Ｏとを同軸として、連結アダプタ４０を固定することができる。
このため、上記第１の実施形態において、連結部９Ｂと軸端部２Ａとが連結された後の状態と同様となるため、上記第１の実施形態と同様にして、金型７の着脱を容易かつ迅速に行うことができる。
本実施形態では、軸端部４２Ａと連結アダプタ４０との固定は、連結アダプタ４０を交換する場合以外には行わなくてよいため、通常着脱されるのは金型７のみである。そこで、金型７を連結部９Ａに連結する作業時間を計ったところ、約３秒であった。
【００７９】
このように、本実施形態では、連結部９Ａにおける板状部９ａは、回転軸４２の軸端部４２Ａにアダプタ本体部４８を介して固定して設けられ、軸方向に沿って延ばされるとともにこの軸方向に直交する径方向に弾性変形する弾性変形部を構成している。
また、連結部９Ａにおける突起部９ｂは、この弾性変形部の先端近傍に設けられ、弾性変形部の弾性変形により金型７の被連結穴部６ｉに対して進退して着脱可能に係合するものとなっている。
【００８０】
次に、本実施形態の変形例（第３変形例）について説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態の変形例（第３変形例）の遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な斜視図である。
【００８１】
本変形例は、図１１に示すように、上記第２の実施形態のアダプタ本体部４８を削除し、回転軸４２に代えて、回転軸５２を備える。以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
回転軸５２は、被連結部６の平面部６ａ、６ｂと密着して当接する平面部５２ａと、連結部９Ａを平面部５２ａ上に形成した軸端部５２Ａとを備える。
連結部９Ａは、軸端部５２Ａと一体に形成してもよいが、本実施形態では、突起部９ｂが設けられた板状部９ａを軸端部２２Ａの内部に形成された不図示の挿入穴に固設している。固設方法としては、ねじ止めや溶接などを採用することができる。
本変形例によれば、連結部９Ａが、軸端部５２Ａにおいて回転軸２と予め一体化されているので、連結アダプタ４０などの部材を回転軸４２に着脱する手間を省くことができる。
【００８２】
なお、上記の各実施形態の説明では、連結部９Ａ等の板状部９ａを４箇所ずつ設けた場合の例で説明したが、金型や回転軸の軸端部と連結できれば、４箇所には限定されず、１箇所以上あればよい。
また、上記の各実施形態の説明では、中心軸ＯＣを挟んで、対向する位置に板状部９ａが設けられている例で説明したが、必ずしも対向して設けられて必要はない。例えば、周方向を３等分する３箇所に設けるなどしてもよい。
また、板状部９ａに対して、中心軸ＯＣを挟んで対向する位置に、金型や回転軸の軸端部を径方向の位置を位置決めする位置決め部材を配置し、突起部９ｂに遠心力が作用して板状部９ａが弾性変形することで、対向する位置決め部材に金型や回転軸の軸端部が径方向に係止、あるいは係合されるような構成としてもよい。
【００８３】
また、上記の各実施形態の説明では、突起部９ｂが被連結穴部２ｉ（６ｉ）に係合されたとき、突起部先端９ｆが側面開口２ｍ（６ｍ）から径方向外側に突出される場合の例で説明したが、突起部先端９ｆは被連結穴部２ｉ（６ｉ）の内部とどまり径方向外側に突出しない形状としてもよい。この場合、例えば、適宜の突起を有する押し込み治具などを側面開口から内側に押し込むことにより板状部９ａを径方向内側に弾性変形させれば、突起部９ｂの係合を容易に解除することができる。
【００８４】
また、上記の各実施形態の説明では、突起部９ｂの基端側傾斜面９ｃ、先端側傾斜面９ｄは、平面で構成される場合の例で説明したが、これらは平面には限定されず、被連結穴部２ｉ、６ｉの内部の形状に応じて適宜の形状を採用することができる。
例えば、径方向の断面が同様な山形となるような、中心軸ＯＣを中心とする円錐面状に形成してもよい。この場合、被連結穴部２ｉ、６ｉは形状状態でも周方向に容易に摺動できるため、案内溝部２ｆ、６ｆの幅Ｗを幅ｗに比べて大きくした状態でも、容易に連結することができる。このため、金型７等の周方向の位置合わせが容易となる。なお、回転を開始すると、幅Ｗと幅ｗとの間の隙間の範囲で、金型７等は周方向に移動するが、周方向側面９ｅと一方の溝部内側面２ｇ、６ｇとが係合して位置が固定され、安定した連結状態を保つことができる。
【００８５】
また、上記の第１の実施形態の第２変形例の説明では、弾性体として、フッ素ゴムを用いた場合の例で説明したが、弾性体は、ばね性を有する金属などで形成した板ばねやコイルばねなどであってもよい。
【００８６】
また、上記の各実施形態の説明では、金型固定部品本体部の軸方向の端面全体がそれぞれ第１および第２の平面部を構成する場合の例で説明したが、第１および第２の平面部は金型固定部品本体部の軸方向の端面の一部に設けられた構成としてもよい。
【００８７】
また、上記の各実施形態の説明では、金型７の交換は、作業者が行う場合の例で説明したが、本発明では、金型７の着脱はねじ止めに比べて簡素な動作で行うことができるため、金型７を上下方向に移動させたり、突起部先端９ｆを径方向内側に押圧したりする簡素なロボットを備えることにより、遠隔操作での着脱作業を行うようにしてもよい。
この場合、成形が終了した金型７は、外して筐体１の内部に保管しておき、予め筐体１内に搬入された他の金型７を装着して、筐体１内の雰囲気を大気雰囲気に戻すことなく、連続的に成形を行うことができる。この結果、成形効率をさらに向上することができる。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
２、４２、５２  回転軸
２Ａ、２２Ａ、４２Ａ、５２Ａ  軸端部
２ａ、２ｂ、６ａ、６ｂ  平面部
２ｆ、６ｆ  案内溝部
２ｉ  被連結穴部（回転軸側連結穴部）
６ｉ  被連結穴部（金型側連結穴部）
２ｊ、６ｊ  手前側傾斜面
２ｋ、６ｋ  奥側傾斜面
２ｍ、６ｍ  側面開口
２ｎ、６ｎ  入口傾斜面
５  金型本体
６、２６  被連結部
７、２７  金型
８、３８、４８  アダプタ本体部（金型固定部品本体部）
８ａ  平面部（第１の平面部）
８ｂ  平面部（第２の平面部）
９Ａ、９Ｂ  連結部
９ａ  板状部（第１の弾性変形部、第２の弾性変形部、弾性変形部）
９ｂ  突起部（第１の突起部、第２の突起部）
９ｃ  基端側傾斜面（テーパー部）
９ｄ  先端側傾斜面（テーパー部）
９ｅ  周方向側面（係合平面部）
９ｆ  突起部先端
１０、２０、３０、４０  連結アダプタ
１１  誘導コイル
１３  金属材料
１３Ａ  溶湯
２２ａ、２６ａ  テーパー状穴部
２８ａ  テーパー状突起部（軸方向突起）
３８  アダプタ本体部
３８ａ  保持穴部
３９  弾性部材（弾性体）
４８  アダプタ本体部
１００、１１０、１２０、１３０、１４０  遠心鋳造装置
Ｆ  遠心力
Ｏ  回転中心軸
ＯＣ、ＯＭ  中心軸
【図１】
2011136351.tif 000003
【図２】
2011136351.tif 000004
【図３】
2011136351.tif 000005
【図４】
2011136351.tif 000006
【図５】
2011136351.tif 000007
【図６】
2011136351.tif 000008
【図７】
2011136351.tif 000009
【図８】
2011136351.tif 000010
【図９】
2011136351.tif 000011
【図１０】
2011136351.tif 000012
【図１１】
2011136351.tif 000013