(57)【要約】      （修正有）【課題】凝固、固化によりその体積が膨張する特性を有する特殊金属の鋳造品に適用されるモールドを提供する。【解決手段】側壁を有する膨張可能なモールドは、側壁により最小容積のモールド空洞を形成するための第１の状態に保持される。側壁は、物品が固化するときにモールドの側壁と鋳造品との間での締まり嵌めの形成を排除するような状態への物品の膨張に便宜をはかるのに十分な容積へモールド空洞を膨張させるように横方向に分離できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化時に膨張する釣用おもりを鋳造するためのモールド組立体であって、
収斂する側壁を内部に有するモールドブロックと、
モールド空洞の一部を有する第１の面及びモールドブロックの収斂する側壁の一部と係合する第２の面を有する第１のモールド部分と、
モールド空洞の別の一部を有する第１の面及びモールドブロックの収斂する側壁の反対部分と係合する第２の面を有する第２のモールド部分であって、第１のモールド部分及び第２のモールド部分が第１の容積のモールド空洞を形成する状態で位置決めできる第２のモールド部分と、
第１のモールド部分及び第２のモールド部分に関して軸方向に位置し、それによって、第１のモールド部分及び第２のモールド部分をモールドブロックの外方向かわせる力を発生させ、固化した鋳造品とモールド部分との間の締まり嵌めの形成を阻止するために内部のモールド空洞の容積を増大させるように第１のモールド部分及び第２のモールド部分を横方向に分離させる部材と、
を有することを特徴とするモールド組立体。
【請求項２】
第１のモールド部分の第２の面は、第１のモールド部分がモールドブロック内で軸方向に変位するときに、第１のモールド部分の横方向運動を許容するように角度づけされた面であることを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項３】
第２のモールド部分の第２の面は、第１のモールド部分がモールドブロック内で軸方向に変位するときに、第２のモールド部分の横方向運動を許容するように角度づけされた面であることを特徴とする請求項２のモールド組立体。
【請求項４】
第１のモールド部分が角度づけされた舌片を含み、第３のモールド部分が角度づけされた溝を含み、角度づけされた舌片及び角度づけされた溝は、第１のモールド及び第２のモールド部分の軸方向変位が第２のモールド部分から離れるように第１のモールド部分を押圧するように、摺動係合することを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項５】
第１のモールド部分が第２の角度づけされた舌片を含み、第４のモールド部分が角度づけされた溝を含み、第４のモールド部分上の角度づけされた舌片が角度付けされた溝と摺動係合することを特徴とする請求項４のモールド組立体。
【請求項６】
部材がディスクバネであることを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項７】
第１の容積のモールド空洞の容積が最小容積状態であるような状態に第１のモールド部分及び第２のモールド部分を保持する頂板を含むことを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項８】
各モールド部分の外表面がモールド部分の頂点端部から離れるように開拡し、モールドブロックの側壁がモールドブロックの側壁の頂点端部の方へ収斂していて、モールドブロックの側壁の頂点端部の方への第１のモールド部分及び第２のモールド部分の軸方向変位が、第１のモールド部分及び第２のモールド部分により、その中の第１の容積のモールド空洞を形成させることを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項９】
溶融ビスマスが第１の容積のモールド空洞内に位置決めされることを特徴とする請求項１のモールド組立体。
【請求項１０】
固化相中に膨張する釣用おもりを鋳造する方法であって、
モールドブロック内に膨張可能なモールドを置く工程と、
モールドブロックと一緒に膨張可能なモールドを収縮させることによりモールド鋳造容積を有するモールド空洞を形成するように膨張可能なモールドを圧縮する工程と、
締まり嵌めを形成するように固化相中に通常膨張する溶融金属を膨張モールド内へ注入する工程と、
モールド空洞固化容積を生じさせるように膨張可能なモールドを拡張する工程と、を有し、
固化した金属が膨張可能なモールドに対して非締まり嵌めを形成し、それによって、モールドからの固化した金属の解放を許容することを特徴とする方法。
【請求項１１】
溶融金属を注入する工程が固化相中に溶融金属の膨張を生じさせるのに十分なビスマスを含む金属を注入する工程を有することを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１２】
第１の方向への膨張可能なモールドの軸方向変位がモールド空洞の容積を減少させ、かつ、反対方向への膨張可能なモールドの軸方向変位がモールド空洞の容積を増大させるように、モールドブロック内に収斂する側壁及び膨張可能なモールド上に収斂する側壁を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１３】
膨張可能なモールドのための分離力を提供するようにモールドブロック内にバネを置く工程を含むことを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１４】
膨張可能なモールドを置く工程がモールドブロック内に少なくとも２部品の膨張可能なモールドを置く工程からなることを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１５】
膨張可能なモールドを置く工程がモールドブロック内に一組の片持ち部材を置く工程からなることを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１６】
膨張可能なモールドを置く工程がモールドブロック内にコレットモールドを置く工程からなることを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１７】
モールドを拡張する工程が溶融金属の固化相中に開始されることを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１８】
モールドを圧縮する工程が各モールド部分の横面の接触を生じさせるようにモールド部分を軸方向に変位させる工程からなることを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１９】
固化相中に膨張する金属性の釣用おもりを鋳造するためのモールド組立体であって、
側壁を備えた開口を有するモールドブロックと、
膨張可能なモールドであって、鋳造状態に膨張可能なモールドを保持し、次いで、内部のモールド空洞の横方向膨張を許容して、固化時に膨張する鋳造品が膨張可能なモールド内で締まり嵌めを形成するのを阻止するように、モールドブロックの側壁に係合するようになった別の側壁を有する膨張可能なモールドと、
を有することを特徴とするモールド組立体。
【請求項２０】
膨張可能なモールドがビスマスから釣用おもりを鋳造するためのモールド空洞を一緒に形成する少なくとも２つの部分を有することを特徴とする請求項１９のモールド組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は一般に鋳造に関し、特に、液体金属が固化時に膨張して鋳造品をモールドに頑強に付着させるような金属おもり（ｍｅｔａｌ  ｓｉｎｋｅｒ）の鋳造に関する。
【０００２】
【発明の背景】
伝統的な鉛のおもりは釣り糸のための錘として使用されてきた。環境配慮のため、製造者はおもりを他の金属又は金属合金から作ることへ移行した。おもりに使用するのに理想的に適した金属の１つはビスマス（ｂｉｓｍｕｔｈ）である。その理由は、ビスマスが大きな比重を有するからである。不運にも、ビスマスはそれからおもりを形成するのを困難及び高価にする特有の固化特徴を有する。ビスマスが冷却すると、ビスマスは収縮どころか膨張し、その結果、冷却時に、ビスマス物品はモールドとの間に締まり嵌め（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｔ）を形成し、その取り外しを極端に困難にする。ビスマスが脆い形式の金属であるという事実を結びつけて考えると、鋳造ビスマス物品をモールドから追い出そうとすることにより、ビスマス鋳造品を容易に粉砕することがある。
【０００３】
本発明は、同時に、鋳造品とモールド空洞の壁との間に締まり嵌めを通常生じさせる特有の固化特徴を克服しながら、ビスマス、ビスマス合金又は固化中に膨張する他の金属の如き金属からおもりを鋳造するのを可能にする方法及びモールドを提供する。
【０００４】
【発明の概要】
略述すると、本発明は、鋳造品の粉砕無しに、固化時に膨張する鋳造品の膨張に便宜をはかるのに十分なだけモールド空洞を膨張させるように横方向に分離できる側壁を有する膨張可能なモールドである。
【０００５】
【実施の形態】
図１は固化時に膨張するビスマスの如き金属から釣用おもりを鋳造するための４部品膨張モールド１０の２つのモールド部分１５、１７を示す斜視図である。モールド部分１５は第１のモールド空洞１９の一部及び第２のモールド空洞２０の一部を含み、一方、モールド部分１７はいかなるモールド空洞をも持たない。モールド部分１７は鋳造中にモールド部分１５を固定の位置に保持するように機能し、また、固化相中にモールド部分１５が鋳造品から横方向に離れるように移動するのを許容する。
【０００６】
図２はモールドブロック１８内に保持される４つのモールド部分１４、１５、１６、１７を示す、４部品モールド１０の頂部組立体図である。モールド空洞１９、２０を含むモールド部分１４、１５は、空洞１９が側壁１９ａ、１９ｂにより形成され、空洞２０が側壁２０ａ、２０ｂにより形成されることを示す対面状態で位置する。端モールド部分１６、１７はモールド空洞を含まないが、モールドブロック１８内でモールド部分１４、１５を相互に整合するように保持する。モールドブロック１８は内部にモールド部品１４、１５、１６、１７を保持するための閉じ込め領域を形成する収斂する（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ）側壁３６を含む。
【０００７】
モールド部分１４、１５の特徴を示す目的で、第１のモールド空洞１９及び第２のモールド空洞２０を形成するために対面係合で位置する２つのモールド部分１４、１５の頂面図を示す図３を参照すべきである。モールド部分１５の端部２６には角度づけられた舌片２７が位置し、端部２６ａには角度づけられた舌片２７ａが位置する。同様に、モールド部分１４の端部３８には角度づけられた舌片３７が位置し、端部３８ａには角度づけられた舌片３７ａが位置する。図３Ａに対する参照は、平坦面２５を備えたモールド部分１５を示すモールド部分１５の孤立した頂面図を示す。図示の実施の形態においては、モールド部分１４、１５は互いに同形であり、そのため、対面配置されたときには、これらは対称的なモールド空洞１９、２０を形成する。
【０００８】
図４は、対面状態で位置するモールド部分１４、１５の端面図であり、部分１５の一側に沿って延びる舌片２７及びモールド部分１４の一側に沿って延びる舌片３７を示し、舌片３７、２７はモールド部分１４の頂点端部１４ａ及びモールド部分１５の頂点端部１５ａから離れるように開拡する。モールド部分１５の面２５はモールド部分１４の面２９と係合する。モールド部分１４、１５が対面状態にあるときに、これらがモールド部分１４、１５の頂点端部の方へ収斂するように、モールド部分２９の外面２５ａが面２５に対して鋭角を形成し、同様に、モールド部分１４の外面３０が面２９に対して鋭角を形成することに留意されたい。
【０００９】
図１−図４に示される膨張モールド１０は、２つの別個のモールド部分１４、１５が鋳造品の固化相中に横方向に分離されるモールド空洞を形成するように共働するような割り型モールドを示す。図７−１０に示される更なる実施の形態は、単一のモールド部分が、モールド空洞を形成するように共働するが固化相中に横方向に分離する複数の片持ちセグメントを含むような膨張モールドを示す。
図４Ａは破線で示すモールド空洞の一部を備えた第１の面２５を有する第１のモールド部分１５の孤立した端面図を示す。
【００１０】
図２は、鋳造状態でのモールド部分１４、１５、１６、１７を示す。鋳造状態においては、第１のモールド部分１５は、モールド空洞１９、２０の別の一部をその中に有する第１の面３０ａを有する第２のモールド部分１４の次に、モールド空洞１９、２０の一部をその中に有する第１の面２５を有する。第１のモールド部分１４及び第２のモールド部分１５は第１の鋳造容積のモールド空洞１９及び第２の鋳造容積のモールド空洞２０を形成するように対面状態に位置決めできる。第１のモールド部分１４の外面３０はモールドブロック１８の収斂する側壁３６の第１の部分に対して位置決めでき、第２のモールド部分１５の外面は、第１のモールド部分１４及び第２もモールド部分１５を鋳造状態に保持するようにモールドブロック１８の収斂する側壁３６の対向部分に対して位置決めできる。
【００１１】
モールド部分１４、１５の一端の近傍には端モールド部分１６が位置し、モールド部分１４、１５の他端の近傍には第２の端モールド部分１７が位置する。すべての４つのモールド部分１４、１５、１６、１７はモールドブロック１８の側壁３６内に閉じ込められ、それによって、各モールド部分の相互の横方向分離を阻止する。従って、鋳造状態においては、すべてのモールド部分１４、１５、１６、１７は互いに対面係合し、モールド空洞１９、２０の容積は最小になる。
【００１２】
図１、図３を参照すると、図３は、モールド部分１５がモールド部分１５の縁部に沿って延びる第１の矩形の舌片２７及びモールド部分１５の反対側縁部に沿って延びる第２の矩形の舌片２７ａを有することを示す。同様に、モールド部分１４はモールド部分１４の縁部に沿って延びる第１の矩形の舌片３７及びモールド部分１４の反対側縁部に沿って延びる第２の矩形の舌片３７ａを有する。これらの舌片は端部分１６、１７の対応する適合溝と共働し、鋳造品とモールド空洞の側壁との間に締まり嵌めが生じるのを阻止するようにモールド空洞の容積の膨張を生じさせるモールド部分１４、１５の制御された横方向分離を許容する。
【００１３】
図４Ｂに対する参照は、モールド部分１７の一縁に沿う第１の角度づけられた溝１７ｂ及びモールド部分１７の反対縁に沿って位置する第２の角度づけられた溝１７ｃを現す端モールド部分１７の端面図を示す。角度づけられた溝１７ｂはモールド部分１４の舌片３７ａと摺動係合してそれに関する長手方向の変位を許容し、角度づけられた溝１７ｃはモールド部分１５の対応する舌片２７ａと摺動係合してそれに関する長手方向の変位を許容する。舌片に沿う長手方向の変位は、モールド部分１４、１５が上方へ変位するときに、モールド部分１４、１５の相互の分離横方向変位を生じさせる。同様に、舌片２７、３７はモールド部分１６の角度付けられた溝（図示せず）と係合する。モールド部分１６、１７が同形であるので、ここでは端モールド部分１７のみを説明する。
【００１４】
本発明の作動を認識するために、図５及び図６を参照すべきである。図５は図２の５−５線における図を示し、保持部材４０はモールド部分１４、１５を鋳造位置に保持するためにモールドブロック１８の頂部上に位置する。図５は、固化相中膨張する溶融金属を鋳造するモールド空洞１９の容積が最小な状態での対面状態にあるモールド部分１４、１５を示す。空洞１９はモールド部分１５の上方に開拡する壁１９ａ及びモールド部分１４の上方に開拡する壁１９ｂにより形成される。モールド部分１４、１５の頂点端部においてその下方には、ディスクバネ等からなる弾性部材４１が位置する。ディスクバネを示したが、他の形式の弾性部材又は力発生部材を使用することができる。
【００１５】
図５に示す実施の形態においては、板４０がモールド部分１５、１６を下方鋳造状態に維持し、弾性部材４１はモールド部分１５、１６の下方の空洞内に位置する。弾性部材４１はモールド部分１４、１５をモールドブロック１８内で上方に移動させる上方の軸方向力を提供するが、モールド部分１４、１５は板４０により上方移動を阻止される。
【００１６】
図６は板４０の上昇のために横方向に膨張した状態のモールド部分１５、１６を示す。すなわち、バネ４１がモールド部分１４、１５を軸方向上方へ押圧する。モールド部分１４、１５の頂点端部上の上方の力は、モールド部分１６、１７の溝と摺動適合するその上の舌片と一緒に、モールド部分１４、１５が上方へ移動するときに、モールド部分１４、１５を横方向で相互分離させる。図５は対面状態即ち鋳造状態でのモールド部分１４、１５を示し、一方、図６は離間した状態でのモールド部分１４、１５を示し、離間距離は距離ｄ１で示す。
【００１７】
図５に示すような鋳造状態での空洞１９の直径はｄ３であり、これは、図６に示す固化状態での空洞１９の直径ｄ２よりも小さい。すなわち、モールド部分１４、１５が軸方向上方へ駆動されるとき、これらの部分は、モールド部分１４、１５の舌片及び端部分１６、１７の溝の案内により、モールドブロック１８の角度づけられた表面３５、３６に沿って摺動する。その結果、その中のモールド空洞１９は第１の鋳造容積から一層大きな固化容積へと膨張する。
【００１８】
図５に示すような鋳造状態での容積寸法を図６に示す鋳造後状態に対して相関関係づけることにより、鋳造品とモールド部分１４、１５の側壁との間の締まり嵌めを排除できる。すなわち、モールド部分１４、１５が互いに離れるように横方向に移動するので、膨張した状態で金属を収容するための付加的な空間が生じ、それによって、モールド部分を損傷させるか又は鋳造品を破壊することなく、鋳造品をモールドから取り外すことができる。更に、モールド部分が相互に離れるように横方向に移動するので、これらの部分は鋳造品から離れる通常の方向へ引っ張られ、これが、鋳造状態での物品に対する損傷を最小にする。その理由は、鋳造品の表面及びモールドの表面が互いの上で摺動しないからである。
【００１９】
図７−図１０は膨張モールド５２の別の実施の形態を示し、ここでは、１部品のコレット型のモールドがモールド空洞を形成するために使用される。膨張モールド５２は一組の半径方向セグメント５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇを有し、これらは膨張モールド５２の頂点ベース５２ｈから外方へ片持ち式に延びる。膨張モールド５２は切頭円錐形状を有し、半径方向セグメントの各々が図７、８に示す分離状態に維持でき又は分離状態へ戻るように、弾性材料から作られる。膨張モールド５２の頂点の下方には、膨張モールド５２上に垂直な上向き力を提供するコイルバネ６１の如き弾性部材が位置する。
【００２０】
図９、図１０は、最小容積のモールド空洞を有する鋳造状態での膨張モールド５２を示す。図面は、半径方向セグメントが圧縮バネ１により抵抗される、モールドブロック６０内での板５１の下方変位により互いに横方向で接触させられたことを示す。すなわち、モールドブロック６０は、それに沿って膨張モールド５２が摺動するのを許容するが、同時に、半径方向セグメントを互いに横方向で接触させるように押圧する、収斂する側壁６０ａを有する。
【００２１】
図１０は中央の円筒形状のモールド空洞６５を形成するような対面状態での膨張モールド５２及び半径方向セグメントを現す部分断面頂面図を示す。図示の実施の形態においては、モールド空洞は複数のセグメントの共働により形成される。膨張モールド５２が図１０に示す状態にあるとき、溶融金属はモールド空洞６５内へ流入できる。金属が冷却すると、板５１をモールドブロック６０から上昇させることができ、バネ６１のバネ力がブロック６０内で膨張モールド５２を上方へ押圧することができる。そのようになると、片持ち形式のバネである半径方向セグメントは図７に示すように横方向に分離し、それによって、モールド空洞６５の容積を増大させ、その結果、その中の鋳造品は半径方向セグメントの側壁による締まり嵌めで保持されない。
【００２２】
従って、図７−図１０に示す実施の形態においては、各セグメントは外方へ膨張し、それによって、セグメントの側壁を鋳造品から離れるように横方向に移動させ、鋳造品とモールドの側壁との間の締まり嵌めを排除する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２つのモールド部分の斜視図である。
【図２】モールドブロック内に位置する図１のモールド部分の頂面図である。
【図３】図３は内部に物品を鋳造するための空洞を形成するための２つのモールド部分の頂面図であり、図３Ａは図３のモールド部分の１つの頂面図である。
【図４】図４は図３のモールド部分の端面図であり、図４Ａは図３Ａのモールド部分の端面図であり、図４Ｂは端モールド部分の端面図である。
【図５】最小容積状態でのモールド部分を示す、５−５線における断面図である。
【図６】膨張した容積状態でのモールド部分を示す、５−５線における断面図である。
【図７】１部品膨張モールドの頂面図を示す別の実施の形態の図である。
【図８】膨張した状態での１部品膨張モールドを示す、図７の８−８線における側面図である。
【図９】最小容積状態での図７の１部品膨張モールドの頂面図である。
【図１０】最小容積状態での図７の１部品膨張モールドの側面図である。
【符号の説明】
１０、５２：モールド、１４、１５：モールド部分、１６、１７：モールド部分、１８、６０：モールドブロック、１９、２０、６５  モールド空洞、２５、２９：面、２７、２７ａ、３７、３７ａ：舌片、３６：収斂する側壁、４０：板、４１：弾性部材、５２ａ−５２ｇ：半径方向セグメント、６０ａ：収斂する側壁、６１：バネ。
【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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【外国語明細書】
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