(57)【要約】【課題】  金属溶湯を通気性鋳型に重力注湯して鋳造物品を得る鋳造物品の製造方法において、少なくとも製品キャビティーを満たすに足る体積の溶湯を注湯し、湯口部からガスを送気して製品キャビティーに溶湯を充填して凝固させるにあたり、製品キャビティーに充填された溶湯の逆流を速やかに防止して溶湯の充填状態を維持可能な、より改善された鋳造物品の製造方法を提供する。【解決手段】  鋳型の湯口部から溶湯流路内に溶湯を供給する溶湯供給工程と、湯口部からガスを送気して、溶湯流路内の溶湯を押し下げることで製品キャビティー内の溶湯を押し上げて、製品キャビティー内を溶湯で充填する溶湯充填工程と、遮断物で溶湯流路の一部を遮断する遮断工程とを有する鋳造物品の製造方法であって、遮断工程では、通気性鋳型の内部に配置され、かつ一面が溶湯流路の内表面の一部を形成している遮断物が、溶湯流路内の溶湯に触れるように溶湯流路を遮断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性鋳型のキャビティーのうち少なくとも製品キャビティーを満たすに足る金属溶湯を湯口部から溶湯流路内に供給する溶湯供給工程と、次いで湯口部からガスを送気して、溶湯流路内の金属溶湯を押し下げることで製品キャビティー内の金属溶湯を押し上げて、製品キャビティー内を金属溶湯で充填する溶湯充填工程と、遮断物で溶湯流路の一部を遮断する遮断工程とを有する鋳造物品の製造方法であって、前記遮断工程では、通気性鋳型の内部に配置され、かつ一面が溶湯流路の内表面の一部を形成している遮断物が、溶湯流路内の金属溶湯に触れるように、当該遮断物で溶湯流路を遮断すること特徴とする鋳造物品の製造方法。
【請求項２】
前記遮断物は個片であり、前記一面の方向に向かい縮小する傾斜部を含む請求項１に記載の鋳造物品の製造方法。
【請求項３】
前記遮断物は金属片である請求項１又は請求項２に記載の鋳造物品の製造方法。
【請求項４】
前記遮断物は、前記通気性鋳型の一部である請求項１に記載の鋳造物品の製造方法。
【請求項５】
前記遮断工程において、遮断物に水分を供給する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鋳造物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造物品の製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
鋳造物品の製造方法として、通気性鋳型である砂粒子を用いて造型された鋳型、いわゆる砂型を用いた重力鋳造法が最も一般的に適用されている。このような通気性鋳型を使用すれば、特定形状のキャビティーに溶湯が充填される際に、残留する空気がキャビティー表面から押し出されることになり、キャビティー全体に金属溶湯（以下、溶湯という場合がある。）が充満し、キャビティーと実質同一の形状の鋳物を得ることができる。鋳型のキャビティーは、一般に湯口部、湯道部、押湯部および製品部等の各キャビティーを有し、湯口部から供給された溶湯は、この順で流動する。そして、従来の技術においては、製品部（以下、製品部を製品キャビティーという場合がある。）を満たすだけの溶湯ヘッド高さに配置された湯口部に溶湯を注湯して、鋳造が終了する。
【０００３】
こうして凝固した鋳造物品を見ると、湯口部、湯道部、押湯部および製品部が鋳物として連結した形態となっている。ここで、押湯部は製品の健全化のために設定されるキャビティーであり不要な部分とはいえないが、湯口部や湯道部は製品部までの溶湯を供給するための流路に過ぎず、本来全く不要な部分である。したがって、湯口部や湯道部に溶湯が充満された状態で凝固させる限り、注入歩留りの大幅な改善を図ることはできない。また、不要な部分が連結した鋳物であると、後工程である製品部の分離工程において、製品部と不要な部分との仕分け作業に相当な工数を要して生産効率の低下をきたす。このため、重力注湯法においては、鋳物としての湯口部や湯道部の存在は大きな問題であった。
【０００４】
ところで、最近、上記のような問題に対して画期的な手法が、特許文献１および特許文献２に提案されている。その手法とは、通気性鋳型のキャビティー（以下、鋳型キャビティーという場合がある。）のうちの一部である所望のキャビティー部分に溶湯を充填するため、鋳型キャビティーの全体の体積よりも小さく、所望のキャビティー部分とほぼ等しい体積の溶湯を注湯し、注湯された溶湯が所望のキャビティー部分に充填される前に、湯口部から圧縮ガスを送気して所望のキャビティー部分に溶湯を充填して凝固させるものである（以下、送気加圧鋳造法、という場合がある）。この手法によれば、溶湯ヘッド高さにより必要な圧力が、圧縮ガスによって補填されるため、湯口部はもちろん湯道部も、つまり溶湯流路の溶湯は、ほぼ不要とすることが可能となると期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７５８６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６９３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、上記特許文献１および特許文献２に記載される送気加圧鋳造法を実現化するために実験を行った。その結果、ガスで加圧されて製品キャビティーに一旦は充填された溶湯が、ガスの供給停止とともに、またはガスの供給が継続されていてもその圧力（動圧）が溶湯の充填とともに低下するため、ヘッド圧により押し戻されて逆流してしまう場合があり、その場合には製品キャビティーへの溶湯の充填状態が維持できず、正常な鋳造物品を得ることができないことがあることを認識した。
【０００７】
上記特許文献１および特許文献２では、上記のような溶湯の逆流を防止して溶湯の充填状態を維持する手段としてガスが接触している溶湯部分に冷却ガスを供給して凝固を促進したり、機械的に遮断したり、耐火物粒子を詰め込んだり、金属を導入して融解潜熱により凝固を促進する例が開示されている。これらの例は、ガスが接触している溶湯部分を冷却し凝固させて栓状にすることにより逆流を防止する手段であり、いずれも有効な手段であるが、溶湯が凝固するまでの時間が長くかかったり、鋳型の構造が複雑化する場合もあり、製品キャビティーに充填された溶湯の逆流を速やかに防止できる、より改善された鋳造物品の製造方法の確立が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされた発明であり、送気加圧鋳造法を適用した鋳造物品の製造方法において、製品キャビティーに充填された溶湯の逆流を速やかに防止して溶湯の充填状態を維持可能な、より改善された鋳造物品の製造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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の一つの形態は、通気性鋳型のキャビティーのうち少なくとも製品キャビティーを満たすに足る金属溶湯を湯口部から溶湯流路内に金属溶湯を供給する溶湯供給工程と、次いで湯口部からガスを送気して、溶湯流路内の金属溶湯を押し下げることで製品キャビティー内の金属溶湯を押し上げて、製品キャビティー内を金属溶湯で充填する溶湯充填工程と、遮断物で溶湯流路の一部を遮断する遮断工程とを有する鋳造物品の製造方法であって、前記遮断工程では、通気性鋳型の内部に配置され、かつ一面が溶湯流路の内表面の一部を形成している遮断物が、溶湯流路内の金属溶湯に触れるように、当該遮断物で溶湯流路を遮断する鋳造物品の製造方法である。
【００１０】
上記形態において、前記遮断物は個片であり、前記一面の方向に向かい縮小する傾斜部を含むことが望ましく、さらに前記遮断物は金属片であることが好ましい。
【００１１】
また、上記形態において、前記遮断物は、前記通気性鋳型の一部であってもよい。
【００１２】
加えて、前記遮断工程において、遮断物に水分を供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、送気加圧鋳造法を適用した鋳造物品の製造方法において、製品キャビティーに充填された溶湯の逆流が速やかに防止され溶湯の充填状態が維持される、より改善された鋳造物品の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施形態の鋳造物品の製造方法の各工程を説明する図である。
【図２】図１（ａ）のＡ部拡大図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の鋳造物品の製造方法の各工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について、その一例である第１および第２実施形態に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、かかる第１および第２実施形態に限定されず、本発明の作用効果を奏する限り、適宜変形して実施することができる。また、以下説明する第１および第２の実施形態の製造方法の各構成要素は、当該実施形態のみに限定されず、本発明の作用効果を奏する限り、他の実施形態の構成要素と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００１６】
本発明に係る一つの形態である、図１〜図３で示される第１および第２実施形態の鋳造物品の製造方法は、通気性鋳型１０（２０）のキャビティー１０ｃのうち少なくとも製品キャビティー１０ｄを満たすに足る金属溶湯Ｍを湯口部１０ｇから溶湯流路１０ｆ内に供給する溶湯供給工程と、次いで湯口部１０ｇからガス１５ａを送気して、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍを押し下げることで製品キャビティー１０ｄ内の溶湯Ｍを押し上げて、製品キャビティー１０ｄ内を溶湯Ｍで充填する溶湯充填工程と、遮断物１１（２１）で溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断する遮断工程を有する鋳造物品の製造方法であって、前記遮断工程では、通気性鋳型１０（２０）の内部に存在し、かつ一面１１ａ（２１ａ）が溶湯流路１０ｆの内表面の一部を形成している遮断物１０（２０）が、溶湯流路１０ｆ内の金属溶湯Ｍに触れるように、遮断物１１（２１）で溶湯流路１０ｆを遮断する、点で共通している。
【００１７】
かかる鋳物製品の製造方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、溶湯供給工程で、湯口部１０ｇを通じ溶湯流路１０ｆに供給された、通気性鋳型１０（２０）のキャビティー１０ｃのうち少なくとも製品キャビティー１０ｄを満たすに足る金属溶湯Ｍは、溶湯充填工程で、湯口部１０ｇから送気されたガス１５ａで押されて製品キャビティー１０ｄの内に充填される。そして、遮断工程では、遮断物１１（２１）が、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍに触れるように、当該遮断物１１（２１）で溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断するので、溶湯流路１０ｆは遮断物１１（２１）により堰き止められ、溶湯充填工程で製品キャビティー１０ｄ内に充填された溶湯Ｍの逆流が阻止される。ここで、上記形態の遮断物１１（２１）は、通気性鋳型１０（２０）の内部に存在せしめている。つまり、遮断物１１（２１）は、通気性鋳型１０（２０）の造型時に設置することが極めて容易である。また加えて、上記形態の遮断物１１（２１）は、その一面１１ａ（２１ａ）が溶湯流路１０ｆの内表面の一部を形成しているので、溶湯流路１０ｆの遮断を確実に短時間で行うことができ、製品キャビティー１０ｆに充填された溶湯Ｍの逆流を確度高く阻止して、溶湯Ｍの充填状態を維持することが可能となる。
【００１８】
なお、上記した遮断物１１で遮断される溶湯流路１０ｆの一部１０ｉの位置は、溶湯流路１０ｆ内の金属溶湯Ｍに遮断物１１が触れることができれば、特段の制限はない。しかしながら、高い注入歩留りを得るためには、製品キャビティー１０ｄに金属溶湯Ｍが充填された状態において溶湯流路１０ｆの中に存在する金属溶湯Ｍのうち、後側（湯口部１０ｇの側）の端部に存在する金属溶湯Ｍの部分に遮断物１１が触れるように、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉの位置を設定することが望ましい。さらに、溶湯流路１０ｆの中に存在する金属溶湯Ｍのうち、その露出する後端面ｍ１に遮断物１１が触れるように、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉの位置を設定することが、注入歩留りの点からは最も望ましい。
【００１９】
［第１の実施形態］
本発明に係る第１実施形態の鋳造物品の製造方法について、図１および２を参照して説明する。図１（ａ）は第１実施形態の製造方法の溶湯供給工程を示す図、図１（ｂ）は溶湯充填工程を示す図、図１（ｃ）は遮断工程を示す図であり、図２は図１（ａ）のＡ部拡大図である。
【００２０】
第１実施形態の製造方法で使用される通気性鋳型（以下、鋳型という場合がある。）１０は、砂、粘結材（ベントナイト等）、水分および炭素粉などを混合してなる鋳物砂を造型した生砂型である。なお、通気性鋳型としては、生砂型に限定されず、例えばシェル型、自硬性型などを構成する砂粒子、セラミックス粒子、または金属粒子を用いて造型された鋳型も通気性鋳型として適用できる。また、石膏などのほとんど通気性のない鋳型でも、通気性材料を混在させる、または部分的に通気性材料を用いて十分な通気性を持たせることによって通気性鋳型として使用することができる。また、金型のように全く通気性のない材料を用いた鋳型であっても、ベントホール等その他の通気孔を設けて通気性を持たせた場合には通気性鋳型として使用することができる。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、生砂型である鋳型１０は上型１０ａおよび下型１０ｂを有しており、型合わせされて定盤１４の上に配置されている。そして、上型１０ａと下型１０とが型合わせされることにより鋳型１０の内部に形成される鋳型キャビティー１０ｃは、湯口部１０ｇ、溶湯流路１０ｆ、押湯キャビティー１０ｅ、最終製品に対して適宜な余肉が付加された形状で象られた製品キャビティー１０ｄで構成されており、各々はこの順で連なっている。ここで、湯口部１０ｇは、図１（ａ）に示すように溶湯Ｍが供給される入口となる部分であり、かつ図１（ｂ）に示すようにガス１５ａが送気される入口となる部分でもある。そして、湯口部１０ｇを通じ供給された溶湯Ｍおよびガス１５ａ、は製品キャビティー１０ｄへ向け溶湯流路１０ｆの中を流動することとなる。なお、押湯キャビティー１０ｅは、製品キャビティー１０ｄに充填された溶湯Ｍが凝固する際に発生する引け巣などを抑制するために設けられるキャビティーであり、必要に応じ設ければよい。
【００２２】
本形態の鋳型１０には、図１（ａ）およびそのＡ部拡大図である図２に示すように、その上型１０ａの内部に、個片である遮断物１１が配置されている。このように上型（鋳型）１０ａの内部に、個片である遮断物１１を配置することは、複雑な機構や鋳造方案を用いることなく溶湯Ｍの逆流を防止する点で重要なことである。つまり、通例、鋳型を造型する際には、型合わせの後に鋳型キャビティーとなる凹部が形成された鋳型の内部に中子などが配置される。本形態の遮断物も、この中子などと同様に通例の造型方法により鋳型の内部に配置することができ、その結果、複雑な機構や鋳造方案を適用することなく、効果的に溶湯Ｍの逆流が防止可能な鋳造物品の製造方法が具現できるのである。
【００２３】
また、遮断物１１は、その底面（一面）１１ａが溶湯流路１０ｆの上面（内周面）の一部を形成するよう配置されている。具体的には、遮断物１１は、その底面１１ａが溶湯流路１０ｆに露出するよう配置されており、当該底面１１ａは溶湯流路１１ｆの内周面の一部を構成している。これにより、溶湯流路１０ｆの遮断を確実に短時間で高く行うことができ、製品キャビティー１０ｆに充填された溶湯Ｍの逆流を確度高く阻止して、溶湯Ｍの充填状態を維持することが可能となる。なお、遮断物１１の配置位置は、溶湯流路１０ｆの上方に配置される必要はなく、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉの周囲のいずれかに、その底面１１ａが溶湯流路１０ｆを臨むように配置されていればよい。
【００２４】
さらに、ガス１５ａで押されて流動する溶湯Ｍの流動性の面からは、遮断物１１の底面１１ａは、図２に示すように、溶湯流路１０ｆの内周面とほぼ同一面となるよう構成されていることが望ましい。このように、遮断物１１の底面１１ａを一部１０ｉとして含む溶湯流路１０ｆの内周面を凹凸が少ない滑らかな面とすることにより、溶湯流路１０ｆを溶湯Ｍが流動する際の抵抗が減少し、ガス１５ａで押されて流動する溶湯Ｍを円滑に製品キャビティー１０ｄへ充填することができる。
【００２５】
ここで、本形態の製造方法において、遮断物１１は、その上面１１ｃに接するように配置された柱状の押し込み部材１２を下方（矢印Ｂで示す溶湯流路１０ｆへの向き）に押し込むことにより、遮断物１１が降下して、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断するように構成されている。なお、押し込み部材１２は、鋳型１０に事前に配置しておいてもよく、また鋳造時に鋳型１０の上方に配置された押し込み部材１２を鋳型１０に突き刺すように降下せしめ、遮断物１１を押し込んでもよい。
【００２６】
遮断物１１による溶湯流路１０ｆの一部１０ｉの遮断機構は、上記に限定されず、例えば遮断物１１の周囲を溶湯Ｍの熱により崩壊、劣化または消失する材料で包囲しておき、遮断物１１の自重により下方に降下せしめ、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断するよう構成してもよい。また、遮断物１１が磁性を有する場合には、遮断物１１の下方に磁気発生装置を配置しておき、遮断物１１を磁力で下方に降下せしめてもよい。つまり、鋳型１０の内部に上記にように配置された遮断物１１を、溶湯流路１０ｆの方向に向け（本形態の場合には下方）移動せしめ、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断できる構成であれば、その機構は何ら問われない。
【００２７】
以下、好ましい例である本形態の遮断物１１についてさらに詳細に説明する。個片である遮断物１０の形状は特に限定されず例えば柱形状やブロック形状その他各種の形状とすることができるが、図２に示すように、遮断物１１は、底面（一面）１１ａの方向に向かい縮小する傾斜部１１ｂを含んでいることが望ましい。なお、図示する遮断物１１は、その両側面が傾斜して傾斜部１１ｂを構成しているが、片方の面（少なくとも一の側面）のみが傾斜することにより傾斜部１１ｂを形成していてもよい。また、図示する遮断物１１は、紙面において上下方向において上面１１ｃから底面１１ａにかけて全て傾斜部１１ｂとなっているが、その一部が傾斜部であってもよい。
【００２８】
上記のように傾斜部１１ｂを含むことにより、傾斜部１１ｂの楔効果により、鋳型１０の内部における遮断物１１の位置の保持が確実になり、例えば鋳型１０のハンドリング時における遮断物１１の落下や位置ずれなどが抑制され、溶湯Ｍの逆流防止を確度高く行うことができる。
【００２９】
加えて、溶湯Ｍの逆流を効果的に防止するためには、図１（ｃ）に示すように、溶湯流路１０ｆを遮断したときに遮断物１１の上部が、鋳型１０の中に残存するように構成することが好ましい。これにより、逆流しようとする溶湯Ｍによる遮断物１１の位置ずれが抑制され、溶湯Ｍの逆流を効果的に防止できる。同様な面から、図２に示すように、溶湯流路１０ｆの内周面において遮断物１１の底面１１ａと対面する位置に、遮断物１１の底部が挿入可能な凹部１０ｈを設けておくことが望ましい。これにより、図１（ｃ）に示すように、溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断した遮断物１１は、その底部が、凹部１０ｈに挿入されるので、逆流しようとする溶湯Ｍにより遮断物１１が位置ずれすることがさらに抑制され、溶湯Ｍの逆流を防止することが可能となる。さらに、遮断物１１の位置ずれの抑制の点からは、押し込み部材１２による押し込みを溶湯Ｍが凝固するまで継続することが好ましい。
【００３０】
遮断物１１と鋳型１０の間に形成される隙間からの溶湯Ｍの漏れ防止の面からは、遮断物１１の底部が凹部１０ｈに嵌合する状態となるよう遮断物１１および凹部１０ｈを構成することがより望ましく、遮断物１１の形状は、図示するような傾斜部１１ｂを有する楔形状であることが望ましい。すなわち、凹部１０ｈが形成された鋳型１０は生砂型であり一定以上の力が作用すると壊れやすいので、遮断物１１が押し込まれると楔形状である傾斜部１１ｂに倣い、生砂型である凹部１０ｈが変形して、傾斜物１１の底部と凹部１０ｈとが嵌合しやすくなる。その結果、遮断物１１と鋳型１０との間に形成される隙間が減少し、当該隙間からの溶湯Ｍの漏れがより抑制される。
【００３１】
個片である遮断物１１を構成する材料は特段の制限はなく、高温の溶湯Ｍに対する耐熱性を有している材料を使用でき、例えば鋳型砂、セラミックスなどの無機質、金属質いずれで構成してもよい。しかしながら、遮断物１１で遮断した溶湯Ｍをより早く冷却して凝固させ、溶湯Ｍの逆流を防止する点では、熱伝導率の高い金属片を遮断物１１として使用することが溶湯Ｍからの抜熱を促進できるので望ましく、加えて溶湯Ｍと同様な成分で構成された金属片を使用すれば製品に異成分が混入しないのでさらに望ましい。
【００３２】
上記構成の鋳型１０を使用した本形態の鋳造方法について、説明する。まず、図１（ａ）に示すように、注湯取鍋１３から、鋳型キャビティー１０ｃのうち少なくとも製品キャビティー１０ｄを満たすに足る溶湯Ｍを湯口部１０ｇから溶湯流路１０ｆ内に供給する（溶湯供給工程）。ここで、本形態では、上記したように製品キャビティー１０ｄに加え押湯キャビティー１０ｅも設けているので、製品キャビティー１０ｄを満たす量の溶湯Ｍに加え、押湯キャビティー１０ｅも満たす量の溶湯Ｍも供給している。
【００３３】
次に、図１（ｂ）に示すように、湯口部１０ｇからガス１５ａを送気して、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍを押し下げることで製品キャビティー１０ｄ内の溶湯Ｍを押し上げて、製品キャビティー１０ｄ内を溶湯Ｍで充填する（溶湯充填工程）。具体的には、ガス１５ａを吐出する吐出装置のノズル１５を湯口部１０ｇに挿入し、上記溶湯供給工程で溶湯流路１０ｆ内に供給された溶湯Ｍの凝固が開始する前に、ガス１５ａをノズル１５から鋳型キャビティー１０ｃに送気する。この操作により、ガス１５ａと接触している溶湯Ｍの後端が、ガス１５ａによる風圧を受けて製品キャビティー１０ｄに向かい押され、溶湯流路１０ｆを流動し、製品キャビティー１０ｄおよび押湯キャビティー１０ｅに溶湯１２が充填される。
【００３４】
なお、送気するガス１５ａはコスト面からは空気を使用してもよく、溶湯の酸化防止という面からは非酸化性ガスである例えばアルゴン、窒素または二酸化炭素などを使用してもよい。また、送気するガスの流束は、ファンやブロワ等による旋風を用いてもよいが、コンプレッサー等による圧縮ガスを用いることが、より加圧状態で溶湯を均一に押すことができる点で好ましい。
【００３５】
次に、図１（ｃ）に示すように、遮断物１１で溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断する（遮断工程）が、この遮断工程では、上記のように鋳型１０の内部に配置され、かつ底面（一面）１１ａが溶湯流路１０ｆの内表面の一部を形成している遮断物１１が、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍに触れるように、当該遮断物１１で溶湯流路１０ｆを遮断するのである。本形態の製造方法は、このような遮断工程を備えているので、上記溶湯充填工程において製品キャビティー１０ｄに充填された溶湯Ｍの逆流が、遮断物１１により、当該充填工程の完了の後に短時間で確実に阻止され、溶湯Ｍの充填状態を維持することが可能となる。加えて、本形態では、遮断物１１が遮断する溶湯流路１０ｆの一部１０ｉは、製品キャビティー１０ｆに溶湯Ｍが充填された状態において溶湯Ｍの後端面ｍ１が存在する位置に設定されている。これにより、その溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断物１１が遮断したとき、溶湯Ｍの後端面ｍ１に遮断物１１は触れることとなり、製品とならない無駄な溶湯Ｍの量を低減して注湯歩留りをさらに向上させることができる。
【００３６】
なお、この遮断工程において、図２に示すように、遮断物１１に水分１２ｂを供給することが望ましい。この供給された水分１２ｂは、遮断物１１の上面１１ｃに触れる。そして、遮断物１１は溶湯流路１０ｆに存在する溶湯Ｍで加熱されているため、遮断物１１に触れた水分は蒸発し、溶湯Ｍは抜熱される。この結果、遮断物１１で遮断した溶湯Ｍがより早く冷却され凝固し、溶湯Ｍの逆流が防止される。なお、図示する例では、円筒形状の押し込み部材１２の中空部１２ａを通じて水分１２ｂを供給しているが、水分１２ｂの供給方法はこれに限定されず、別個の経路で水分１２ｂを供給するようにしてもよい。
【００３７】
水分の供給形態としては、直接水流やシャワー状として供給することでも可能ではあるが、突沸の防止、水分量のコントロール、ガスとの併用がしやすいといった利点から、ミスト状(以下、単にミストという)で供給することが好ましい。
【００３８】
ミストの形成には、種々の方式を採用できる。例えば、微粒子を形成しやすいという点で二流体ノズルなどのスプレーノズルや、キャブレターや霧吹きで使用されるベンチュリ効果を利用した方式等が適用できる。また、ミストをガスの送気の途中に供給する場合は、ガスの配管の途中に、スプレーノズル等を配置して、所定のタイミングで配管内にミストを発生することが好ましい。ガスの配管内でミストを発生させることにより、鋳型への接続は、ガスの配管口部だけとなり、注湯から、ガスの供給、ミストの供給を速やかに行うことが可能となる。また、このとき、ミストの形成にベンチュリ効果を利用する方式を採用する場合は、単純な水配管をガスの配管に接続するだけで済み、構造が簡単になる。
【００３９】
［第２の実施形態］
本発明に係る第２の実施形態の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。なお、図３において、上記第１の実施形態の鋳型と同様な構成要素については、同一符号を付しており、詳細な説明を省略する。
【００４０】
第２の実施形態で使用される鋳型２０は、図３に示すように、基本的に上記第１の実施形態の鋳型と基本的に同一であるが、遮断物２１が個片ではなく、鋳型２０の一部である点で相違している。具体的には、鋳型２０は、遮断物２１で遮断すべき溶湯流路１０ｆの一部１０ｉに向けて形成された有底孔２０ｊを有し、当該有底孔２０ｊの底面と溶湯流路１０ｆの間に存在する鋳型２０の一部が、遮断物２１となっている。そして、この鋳型２０の一部で構成された遮断物２１も、第１の実施形態の遮断物と同じく、鋳型２０の内部に配置され、かつ底面（一面）２１ａが溶湯流路１０ｆの内表面の一部を形成している。なお、有底孔２０ｊには、上記第１実施形態と同様に押し込み部材１２が挿入されている。
【００４１】
上記のように遮断物２１を形成する有底孔２０ｊについて、さらに詳細に説明する。本形態の有底孔２０ｊは、具体的には、底面が形成されるよう上型１０ａ内に下方に向け、当該鋳型（生砂型）に直接削孔された有底孔である。すなわち、内周面および底面に生砂型が露出した有底孔２０ｊは、鋳型２０の上面に上方端（一方端）が開口し、下方端（他方端）である底面が溶湯流路１０ｆに臨むように配置されている。このように有底孔２０ｊを設け、遮断物２１を鋳型２０の一部で構成することで、複雑な機構や鋳造方案を用いることなく、シンプルな構成で効果的に溶湯Ｍの逆流を阻止することができる。
【００４２】
上記のとおり本形態の有底孔２０ｊは、鋳型２０に直接形成された略円柱形状の有底孔であるが、有底孔の形態はこれに限定されない。例えば、無機質または金属質の管状部材を鋳型２０の途中まで差し込んで、有底孔としてもよい。しかしながら、鋳型２０をドリル等で直接削孔して、鋳型２０に直接有底孔２０ｊを形成することがコストの面で工業生産上有利である。なお、鋳型２０が生砂型であり、当該鋳型２０に削孔して直接有底孔２０ｊを形成する場合には、当該有底孔２０ｊの強度を保ちハンドリング時における損傷を抑制するため、有底孔２０ｊの内周面および底面などに例えば塗型コートなどを施してもよい。さらに、有底孔２０ｊの配置位置、つまり有底孔２０ｊにより形成される遮断物２１の位置は、溶湯流路１０ｆの上方である必要はなく、溶湯流路１０ｆの周囲に配置されていればよい。
【００４３】
上記構成の鋳型２０を使用した第２実施形態の鋳造方法について、説明する。まず、図３（ａ）に示すように、上記第１実施形態の製造方法と同様に溶湯供給工程を実施し、鋳型キャビティー１０ｃのうち少なくとも製品キャビティー１０ｄを満たすに足る溶湯Ｍを湯口部１０ｇから溶湯流路１０ｆ内に供給する。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、上記第１実施形態の製造方法と同様に溶湯充填工程を実施し、湯口部１０ｇからガス１５ａを送気して、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍを押し下げることで製品キャビティー１０ｄ内の溶湯Ｍを押し上げて、製品キャビティー１０ｄ内を溶湯Ｍで充填する。
【００４５】
次に、図１（ｃ）に示すような、遮断物１１で溶湯流路１０ｆの一部１０ｉを遮断する遮断工程を実施する。第２実施形態の製造方法における遮断工程でも、鋳型２０の内部に配置され、かつ底面（一面）２１ａが溶湯流路１０ｆの内表面の一部を形成している遮断物２１が、溶湯流路１０ｆ内の溶湯Ｍに触れるように、当該遮断物２１で溶湯流路１０ｆを遮断する。これにより、上記第１実施形態の製造方法と同様に、上記溶湯充填工程において製品キャビティー１０ｄに充填された溶湯Ｍの逆流が、遮断物２１により、当該充填工程の完了の後に短時間で確実に阻止され、溶湯Ｍの充填状態を維持することが可能となる。
【００４６】
ここで、第２実施形態の製造方法では、遮断物２１として、壊れやすい生砂型である鋳型２０の一部を使用している。このため、押し込み部材１２で押し込まれると、図３（ｃ）に示すように、壊れやすい鋳型２０の一部２１は粒状または細片状となる。この粒状または細片状となった鋳型２０の一部２１は、押し込み部材１２でさらに押し込まれ溶湯流路１０ｆの一部１０ｉに充填された状態となる。そして、遮断物２１で遮断されるべき溶湯流路１０ｆの一部１０ｉには溶湯Ｍが存在している。その結果、上記のように粒状または細片状となり、この鋳型２０の一部２１に充填された鋳型２０の一部２１により溶湯流路１０ｆの一部１０ｉは堰き止められ、溶湯Ｍの逆流が阻止される。
【００４７】
なお、第２実施形態の遮断工程でも、遮断物２１に水分を供給することが望ましい。具体的には、円筒形状の押し込み部材１２の中空部から供給された水分は、遮断物（鋳型２０の一部）２１に触れる。ここで、鋳型２０の一部は、溶湯流路１０ｆに存する溶湯Ｍで加熱されている。このため遮断物２１に触れた水分は蒸発し、当該遮断物２１を介して溶湯Ｍは抜熱され、間接的に冷却される。また、遮断物２１を構成している鋳型２０の一部は、鋳型２０と同様に通気性があるため水分の浸透性も高い。このため、水分の供給量などを適宜調整することにより、遮断物２１に水分を浸透せしめ、浸透した水分を溶湯Ｍに接触させることもできる。すると、上記のような間接的な冷却に加え、溶湯Ｍを水分で直接的に冷却することもでき、溶湯Ｍの凝固を促進できるので好ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１０（２０）  鋳型
１０ａ        上型
１０ｂ        下型
１０ｃ        鋳型キャビティー
１０ｄ        製品キャビティー
１０ｅ        押湯キャビティー
１０ｆ        溶湯流路
１０ｇ        湯口部
１０ｈ        凹部
１０ｉ        溶湯流路の一部
１１（２１）  遮断物
１２          押し込み部材
１３          注湯取鍋
１４          定盤
１５          ノズル
１５ａ        ガス
【図１】
2015193016.tif 000003
【図２】
2015193016.tif 000004
【図３】
2015193016.tif 000005