(57)【要約】      （修正有）【課題】剥ぎ取り刃による金属素材外層の剥ぎ取り操作時に、剥ぎ取り刃が金属素材との摩擦によって局部的に過加熱となって金属素材が溶着等することを防止可能な金属製品の鋳造装置を提供する。【解決手段】金属製品の鋳造装置は、キャビティ１６を有する基体１と、固液共存状態の金属素材Ｍをキャビティ１６内に加圧供給する加圧供給機構３と、基体のキャビティ入口付近に配設された環形状の刃体４とを備える。刃体４は、加圧供給機構３によるキャビティ１６内への金属素材Ｍの加圧供給に際してその金属素材Ｍの外層を剥ぎ取るための剥ぎ取り刃４４を有する。刃体４の外周部には、剥ぎ取り刃４４からの熱除去手段としての冷却フィン４５が形成されている。尚、熱除去手段を、刃体４内に設けた冷媒流通路と、刃体４外に設けたポンプ機構とによって構成してもよい。【選択図】  図１
2004337973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品成形用のキャビティを有する基体と、固液共存状態又は液相状態の金属素材を前記キャビティ内に加圧供給する加圧供給機構と、前記基体のキャビティ入口付近に配設されると共に前記加圧供給機構によるキャビティ内への金属素材の加圧供給に際してその金属素材の外層を剥ぎ取るための剥ぎ取り刃を有する刃体とを備えた金属製品の鋳造装置において、
前記刃体の剥ぎ取り刃から熱を除去するための熱除去手段が設けられていることを特徴とする金属製品の鋳造装置。
【請求項２】
前記熱除去手段は、前記刃体に形成された冷却フィンにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の金属製品の鋳造装置。
【請求項３】
前記刃体は鋳造装置への装着時において略環形状をなし、前記熱除去手段は、その略環形状をなす刃体の外周部に形成された冷却フィンにより構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製品の鋳造装置。
【請求項４】
前記基体には、前記刃体の冷却フィンの周辺気相を基体の外に連通させるための放熱通路が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の金属製品の鋳造装置。
【請求項５】
前記熱除去手段は、前記刃体の内部、表面又は周囲に設けられた冷媒流通路と、前記刃体の外にあって前記冷媒流通路に冷媒を流通させるためのポンプ機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の金属製品の鋳造装置。
【請求項６】
前記基体には、刃体の垂直駆動機構を構成するロッドを通すための垂直通路が確保されており、その垂直通路内に併設されたホースによって、前記冷媒流通路と前記ポンプ機構とが接続されていることを特徴とする請求項５に記載の金属製品の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液共存状態又は液相状態の金属素材を用いて高品質の金属製品を鋳造するための金属製品の鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビレットと呼ばれる半凝固状態（固液共存状態）の金属素材を圧入室に装填したのちプランジャ等で機械加圧することにより、当該金属素材を変形流動させつつ圧入室からキャビティ（成形空間）内に加圧充填する金属製品の製造方法が知られている。一般にビレットの表層には酸化物等の不純物や凝固皮膜が生成し易いが、そのような不純物等をもキャビティ内に進入させると、製品の品質が低下する。かかる不都合を回避するために、例えば特許文献１の金属成形品の製造装置では、圧入室の開口部周縁に設けた第１剪断刃と、プランジャの先端部周縁に設けた第２剪断刃との協働により、圧入室への金属素材の装填時にビレットの中心部を打ち抜きながら（つまり不純物を多く含むビレットの表層又は外層だけを剥ぎ取って除外しながら）、純度の高い金属素材を圧入室及びキャビティ内に充填している。
【０００３】
ところで、半凝固金属素材をプランジャ等で機械加圧して金属素材の外層を所定の剥ぎ取り刃（上記従来装置では第１剪断刃）で剥ぎ取る際に、剥ぎ取り刃と半凝固金属素材との摩擦によって、剥ぎ取り刃の一部（特に先端部）が過度に高温化し、金属素材が溶着や焼き付きを起こすことがある。剥ぎ取り刃に金属素材が溶着等すると、装置の動作不良の原因となり連続鋳造が困難になる。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２５６４２２号公報（要約、図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、剥ぎ取り刃による金属素材外層の剥ぎ取り操作時に、剥ぎ取り刃が金属素材との摩擦によって局部的に過加熱となって金属素材が溶着等することを防止可能な金属製品の鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、鋳造品成形用のキャビティを有する基体と、固液共存状態又は液相状態の金属素材を前記キャビティ内に加圧供給する加圧供給機構と、前記基体のキャビティ入口付近に配設されると共に前記加圧供給機構によるキャビティ内への金属素材の加圧供給に際してその金属素材の外層を剥ぎ取るための剥ぎ取り刃を有する刃体とを備えた金属製品の鋳造装置において、前記刃体の剥ぎ取り刃から熱を除去するための熱除去手段が設けられていることを特徴とする金属製品の鋳造装置である。
【０００７】
この鋳造装置によれば、加圧供給機構を作動させることで、基体のキャビティ内に固液共存状態又は液相状態の金属素材が加圧供給される。その際、キャビティ入口付近に配設された刃体の剥ぎ取り刃により金属素材の外層が剥ぎ取られ、不純物等の少ない金属素材だけがキャビティ内に充填される。剥ぎ取り刃による金属素材外層の剥ぎ取り時には、剥ぎ取り刃と金属素材との摩擦によって生じた熱で剥ぎ取り刃が加熱されるが、当該鋳造装置に設けられた熱除去手段により剥ぎ取り刃から熱が効果的に除去されるため、剥ぎ取り刃が局部的に過加熱状態に陥ることはなく、金属素材が摩擦熱によって剥ぎ取り刃に溶着する又は焼き付くといった事態が未然に防止される。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の金属製品の鋳造装置において、前記熱除去手段は前記刃体に形成された冷却フィンにより構成されることを特徴とする。請求項２によれば、剥ぎ取り刃の熱が刃体内を伝導して冷却フィンに達し、この冷却フィンを介してその周辺気相に放熱されることで、剥ぎ取り刃の過加熱が回避される。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の金属製品の鋳造装置において、前記刃体は鋳造装置への装着時において略環形状をなし、前記熱除去手段は、その略環形状をなす刃体の外周部に形成された冷却フィンにより構成されることを特徴とする。請求項３によれば、剥ぎ取り刃の熱が刃体内を伝導して刃体外周部の冷却フィンに達し、この冷却フィンを介してその周辺気相に放熱されることで、剥ぎ取り刃の過加熱が回避される。尚、略環形状をなす刃体の外周部に冷却フィンを形成することで、フィンの放熱面積を確保し易くなる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の金属製品の鋳造装置において、前記基体には、前記刃体の冷却フィンの周辺気相を基体の外に連通させるための放熱通路が設けられていることを特徴とする。請求項４によれば、冷却フィンを介してその周辺気相に伝達された熱は、基体に設けられた放熱通路を経由して最終的に基体の外に放出される。故に、鋳造装置の内部に熱がこもり、その結果、冷却フィンによる剥ぎ取り刃からの熱除去効率が低下するといった不都合な事態が防止される。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１に記載の金属製品の鋳造装置において、前記熱除去手段は、前記刃体の内部、表面又は周囲に設けられた冷媒流通路と、前記刃体の外にあって前記冷媒流通路に冷媒を流通させるためのポンプ機構とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５によれば、刃体の内部、表面又は周囲に設けられた冷媒流通路を冷媒（液体冷媒及び気体冷媒の双方を含む）がポンプ機構によって流通している。故に、剥ぎ取り刃の熱が刃体内を伝導して冷媒流通路に達し、そこを流れる冷媒に放熱されることで、剥ぎ取り刃の過加熱が回避される。なお、このような冷媒による強制冷却方式は、前記冷却フィンによる空冷方式よりも熱除去効果が高い。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５に記載の金属製品の鋳造装置において、前記基体には、刃体の垂直駆動機構を構成するロッドを通すための垂直通路が確保されており、その垂直通路内に併設されたホースによって、前記冷媒流通路と前記ポンプ機構とが接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６によれば、垂直駆動機構により刃体を垂直駆動可能に構成した場合でも、基体に確保された垂直駆動機構を構成するロッドを通すための垂直通路内にホースを併設し、そのホースによって、刃体の内部、表面又は周囲に設けられた冷媒流通路と、刃体の外にあるポンプ機構とを接続して、刃体の冷媒流通路に対する外部からの冷媒供給を確実に行うことができる。
【００１５】
（付記）本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件を以下に列挙する。
請求項１〜６において、前記刃体の剥ぎ取り刃の突出量（ｈ）が５〜３０ｍｍに設定されていること。請求項１〜６において、前記刃体の剥ぎ取り刃は、前記加圧供給機構による金属素材の供給方向に対して０．５〜３０度（°）の傾斜角（θ１）が付与された内側刃面を有すること。
【００１６】
このような剥ぎ取り刃の突出量及び／又は内側刃面の傾斜角の設定により、剥ぎ取り刃の局部加熱を更に効果的に回避して金属素材の溶着や焼き付きを防止することが可能になる。尚、上記各数値範囲の上限値及び下限値の臨界的意義については、発明の実施の形態の欄で詳述する。
【００１７】
また、請求項５及び６に対し請求項２，３又は４の構成を付加することは好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の金属製品の鋳造装置によれば、刃体の剥ぎ取り刃から熱を除去するための熱除去手段を設けたことで、剥ぎ取り刃による金属素材外層の剥ぎ取り操作時に、剥ぎ取り刃が金属素材との摩擦によって局部的に過加熱となって金属素材が溶着等することを防止することができる。そして、金属素材の剥ぎ取り刃への溶着等に起因する装置の動作不良を回避して当該鋳造装置の安定的な連続運転を可能ならしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のいくつかの実施形態を図面を参照して説明する。図１に示すように、金属製品の鋳造装置は、金型の本体たる基体１と、その直下に設けられた加圧供給機構３と、基体１内に装着される環形状の刃体４とを備えている。尚、基体１は、必要に応じて縦割状に二分割可能に構成されており、それら二つの分割体の相互接合により、後述するような各種の凹部、室又は空間領域が基体１内に区画される。
【００２０】
基体１は、外枠金型１１と、その外枠金型１１の凹部１１ａに保持された入子式の成形金型１２とで構成されている。外枠金型１１の下半部には、固液共存状態又は液相状態の金属素材Ｍを受容可能な略円筒状の加圧室１４が設けられている。なお、一般に加圧室１４の内壁面１４ｆ（及び後記収容筒３１の内壁面）には耐熱用又は潤滑用の離型剤が塗布される。加圧室１４の下端には、下側に開口した着座部１４ｍが設けられている。成型金型１２には、金属素材Ｍが送入されて鋳造品を成形するための複数個のキャビティ１６、及び、各キャビティ１６の底部と加圧室１４とをつなぐ湯道１７が形成されている。この湯道１７を介して基体底部から各キャビティ１６に金属素材Ｍを送入させる底送入方式が実現される。
【００２１】
基体１を構成する成形金型１２の下端部中央には、円筒状案内壁１９が形成されている。この円筒状案内壁１９の内側には、前記加圧室１４と湯道１７との境界領域が区画されている。他方、円筒状案内壁１９の外側には環形状の刃体４が外嵌され、円筒状案内壁１９は刃体４の垂直方向スライドを案内するためのガイド部としての役割を担う。
【００２２】
基体１を構成する外枠金型１１には、金属素材の剥ぎ取り屑Ｍ２（図４及び図５参照）を収容するための屑収容室１８が設けられている。屑収容室１８は、刃体４の下側位置にあって加圧室１４と連通しつつ加圧室１４を取り囲んでいる。屑収容室１８には押出しピン１５が設けられ、又、加圧室１４、キャビティ１６及び湯道１７には、押出しピン１５と連動する押出し手段（図示略）がそれぞれ設けられている。押出しピン１５は、屑収容室１８内からの剥ぎ取り屑Ｍ２の押出し除去に用いられ、前記各押出し手段（図示略）は、外枠金型１１及び成形金型１２内からの方案付き鋳造品の取り出しに用いられる。
【００２３】
図１に示すように、基体１の直下には加圧供給機構３が配設されている。加圧供給機構３は、ストレート円筒状の収容筒３１と、その収容筒３１内を摺動可能な加圧プランジャ３２と、この加圧供給機構３を駆動する駆動手段（図示略）とを備えている。図１をｘｙｚ三次元直交座標におけるｘ−ｙ平面に沿った断面とみなした場合に、加圧供給機構３は、ｘ軸方向に延びる回動軸を中心としてｙ−ｚ平面内を揺動可能に構成されている。つまり加圧供給機構３は、収容筒３１がｙ軸に沿って直立状態となる加圧操作位置と、収容筒３１がｙ軸に対して所定角度（例えば３０°）だけ傾斜する素材受容位置との間を揺動可能となっている。そして、加圧供給機構３が加圧操作位置に配置されると、収容筒３１の上端開口部が基体底部の加圧室１４（即ちキャビティ１６の入口）に向き合うと共に、収容筒３１の中心軸線Ｐが加圧室１４の中心線に一致して、収容筒３１の上端部が加圧室の着座部１４ｍに対し着座可能となる。他方、加圧供給機構３が素材受容位置に傾斜配置されると、収容筒３１の上端開口部は基体１底部との対向関係を解かれて開放され、固液共存状態又は液相状態の金属素材Ｍをカップ等を用いて収容筒３１内に給送し易くなる。
【００２４】
図１に示すように、刃体４は、基体１内においてキャビティ１６の入口付近、より具体的には加圧室１４と湯道１７との境界領域にある前記円筒状案内壁１９の周囲に配設されている。図２及び図３に示すように、刃体４は、それぞれ割面４２を持つ半リング状の第１及び第２の半割片４１Ａ，４１Ｂを二個組み合わせて構成されると共に、両半割片４１Ａ，４１Ｂを基体１に装着した際にこれら二つの半割片によって形作られる刃体４の全体形状が加圧室１４の中心線（即ち加圧操作位置にある収容筒３１の中心軸線Ｐ）を取り囲む環形状となるように構成されている。それ故、基体１への刃体４の装着時、刃体４の中心軸線は加圧室１４及び収容筒３１の中心軸線Ｐと一致する。
【００２５】
図２に示すように、第１及び第２の半割片４１Ａ，４１Ｂの各々の下側面（底面）４３には、剥ぎ取り刃４４が突出形成されている。この剥ぎ取り刃４４は、その刃先が刃体４の中心軸線Ｐから等距離に位置して真円形をなすように環形状に形成されると共に、その真円の半径方向に沿った断面形状が三角形状となるように形成されている。このため、剥ぎ取り刃４４には、その環形状の内側を構成する傾斜した内側刃面４４ａと、環形状の外側を構成する傾斜した外側刃面４４ｂとが存在する。そして、内側刃面４４ａと外側刃面４４ｂとが交差した先端部に、剥ぎ取り刃４４の刃先が形成されている。
【００２６】
各半割片の下側面４３を基準とした剥ぎ取り刃４４の突出量（即ち剥ぎ取り刃４４の高さ）ｈは、５〜３０ｍｍの範囲に設定されることが好ましい（図２の事例ではｈ＝１５ｍｍに設定）。突出量ｈが５ｍｍ未満になると、金属素材Ｍの外層を剥ぎ取るための刃としての本来の機能を十分に発揮できない虞れがある。他方、突出量ｈが３０ｍｍを超えると、剥ぎ取り刃４４自体の機械的強度が低下するのみならず、後記熱除去手段の併設にもかかわらず、刃先からの熱除去が不十分となって刃先への金属素材Ｍの溶着又は焼き付きを防止し難くなる。
【００２７】
刃体４の中心軸線Ｐが延びる方向（加圧供給機構３による金属素材Ｍの供給方向）に対する剥ぎ取り刃の内側刃面４４ａの傾斜角θ１は０．５〜３０度（°）の範囲に設定されることが好ましい（図２の事例ではθ１＝１５°に設定）。内側刃面４４ａの傾斜角θ１が０．５゜未満になると、内側刃面４４ａの傾斜が限り無くゼロに近づいて抜き勾配が全く無いのと同様となり、後記刃体４の後退上動時に加圧室１４を満たしている金属素材Ｍに対してカジリを生ずる原因になる。その一方で、内側刃面４４ａの傾斜角θ１が３０゜を超えると、剥ぎ取り刃４４が金属素材Ｍの外層に食い込んで外層を剥ぎ取る（又は切除する）作用が鈍化する虞れがある。なお、刃体４の中心軸線Ｐが延びる方向に対する剥ぎ取り刃の外側刃面４４ｂの傾斜角θ２については、特に限定されるものではないが、傾斜角θ１の場合と同様、抜き勾配の必要性から、図２の事例ではθ２＝３０°に設定されている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、半リング状に形成された第１及び第２の半割片４１Ａ，４１Ｂの各々の外周部には、熱除去手段としての複数の冷却フィン４５が形成されている。これらの冷却フィン４５は、各半割片の外周部に対してその半径方向外側から中心軸線Ｐに向けて所定長（例えば１〜５ｍｍ）だけスリット状に切込み加工を施すことにより形成されている。このため、隣り合う冷却フィン４５間に存在するスリット状の隙間は、半割片４１Ａ又は４１Ｂを縦方向（即ち中心軸線Ｐの方向）に貫通している。
【００２９】
以上説明したような二つの半割片４１Ａ，４１Ｂを各々の割面４２を接合させつつ組み合わせることによって、底面側から見て刃先が真円形をなす剥ぎ取り刃４４を持った環形状の刃体４が構成される。この環形状の刃体４は、前記円筒状案内壁１９の周囲に外嵌されることで基体１に装着されるが、基体１の屑収容室１８の天井付近に形成されたフランジ状の段部２０により支持されることで、加圧室１４及び屑収容室１８内に落ち込むことはない。また、フランジ状段部２０は冷却フィン４５の配列状況に対応して設けられており、冷却フィン４５間に存在するスリット状隙間と、屑収容室１８との連通を阻止する遮断壁としての役割をも担っている。尚、半割片４１Ａ，４１Ｂは、耐熱性の金属（例えば耐熱鋼）又はセラミックスで作られている。
【００３０】
図１に示すように、基体１には刃体４用の垂直駆動機構（５２，５３）が設けられている。この垂直駆動機構は、二つの第１流体圧シリンダ５２（図１では一つのみ図示）と、シリンダ５２にそれぞれ作動連結されて垂直方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に往復動可能な作動子としての二本の第１シリンダロッド５３（図１では一つのみ図示）とから構成されている。各ロッド５３の下端は、刃体４を構成する半割片４１Ａ，４１Ｂにそれぞれ連結されている。垂直駆動機構（５２，５３）の作用により二つの半割片４１Ａ，４１が同期して上下動されることにより、刃体４は、図１に示す剥ぎ取り操作位置と、図５に示す離脱位置との間を切替え配置される。
【００３１】
図１に示すように、基体１内には、前記中心軸線Ｐを挟んで基体１の中心域から外方向に向けて水平に延びる複数本の誘導路２１と、それぞれの誘導路２１内に配置された複数個の金属製バックアップ片７とが設けられている。尚、図１に示す装置では、基体１を構成する二つの分割体がそれぞれに、水平な２本の誘導路２１及び各誘導路２１内に配置された２個の金属製バックアップ片７を具備する。これらバックアップ片７は、刃体４が剥ぎ取り操作位置にあるときに、刃体４の上方、即ち各誘導路２１の内端位置に配置されて刃体４を背後から支える（即ちバックアップする）働きをする。それぞれの誘導路２１内において各バックアップ片７は、刃体４の上方に位置して刃体４をその背後から支えるバックアップ位置（図１に示す位置）と、そのバックアップ位置から水平スライドした退避位置（図４に示す位置）との間を切替え配置可能となっている。そして、基体１にはバックアップ片７用の水平駆動機構（６２，６３）が設けられている。この水平駆動機構は、各バックアップ片７に対応した第２流体圧シリンダ６２と、各シリンダ６２にそれぞれ作動連結されて誘導路２１に沿って往復動可能な作動子としての第２シリンダロッド６３とから構成されている。各ロッド６３の内端にはバックアップ片７が連結されており、水平駆動機構（６２，６３）の作用により各バックアップ片７は、前記バックアップ位置と退避位置との間を切替え配置される。
【００３２】
図１に示すように、バックアップ片７用の誘導路２１は、刃体４の外周部（冷却フィン４５）のあたりと基体１の外部とをつないでおり、刃体４に形成された冷却フィン４５の周辺気相を基体１の外に連通させる一種の放熱通路としても機能する。また、基体１内で垂直方向に往復動可能なシリンダロッド５３の周囲にも通路状の隙間（図示略）が存在し、この通路状の隙間も、刃体４に形成された冷却フィン４５の周辺気相を基体１の外に連通させる一種の放熱通路として機能する。
【００３３】
次に、本実施形態の鋳造装置を用いた金属製品の鋳造手順を説明する。
基体１のキャビティ１６内に金属素材Ｍを加圧供給する前の待機状態では、鋳造装置は図１に示すような状態にある。即ち垂直駆動機構（５２，５３）によって刃体４が図１に示す剥ぎ取り操作位置に配置されると共に、水平駆動機構（６２，６３）によって各バックアップ片７が図１に示すバックアップ位置に配置される。基体１の直下に位置する加圧供給機構３の収容筒３１は、その上端開口部が加圧室１４と向き合う直立状態（即ち加圧操作位置）にある。収容筒３１内に金属素材Ｍを準備するには、収容筒３１を加圧操作位置から素材受容位置に傾倒させる。そして、予めカップ内で加熱調製された固液共存状態の金属素材Ｍを該カップから傾倒状態の収容筒３１内に移し替え、その後再び収容筒３１を加圧操作位置に戻す。なお、金属素材Ｍとしてはアルミニウム合金を例示できる。一般にアルミニウム合金は、５５０〜６００℃の温度に加熱することで流動性のある固液共存状態となる。
【００３４】
収容筒３１に準備した固液共存状態の金属素材Ｍをキャビティ１６に加圧供給する際には、収容筒３１を図１の状態から上動させ、その上端部を加圧室の着座部１４ｍに着座嵌合させて加圧室１４と収容筒３１とを連結する（図４参照）。そして、加圧プランジャ３２を上動させて金属素材Ｍを加圧室１４内に加圧供給する。加圧プランジャ３２の上動時には、収容筒３１の内壁面に塗布されていた離型剤等の不純物が金属素材Ｍの中に巻き込まれ易い。また、固液共存状態の金属素材Ｍは加圧室の内壁面１４ｆに接することで更に冷却され、その外層は凝固度を更に増し、加圧室内壁面１４ｆに塗布されていた離型剤等の不純物を巻き込み易くなる。加圧プランジャ３２の上動に伴って、加圧室１４を一旦満たした金属素材Ｍは、その外層を剥ぎ取り刃４４により剥ぎ取られ、環状の剥ぎ取り刃４４の内側を通過した金属素材Ｍの中心部分（外層以外の部分）だけが湯道１７を経由してキャビティ１６に加圧供給される。その結果、キャビティ１６内には純度の高い固液共存状態の金属素材Ｍが充填される（図４及び図５参照）。なお、剥ぎ取り刃４４によって剥ぎ取られた金属素材Ｍの外層は、剥ぎ取り屑Ｍ２としてカールしながら屑収容室１８に押し込まれるため、剥ぎ取り屑Ｍ２に生成又は付着されている不純物、変質組織、離型剤等がキャビティ１６内に取り込まれることはない。
【００３５】
加圧プランジャ３２の上動に伴う剥ぎ取り刃４４による金属素材外層の剥ぎ取り時には、剥ぎ取り刃４４と金属素材Ｍとの摩擦に基づいて熱が発生し、その摩擦熱及び金属素材Ｍが持つ熱によって剥ぎ取り刃４４（特にその刃先）が極度に加熱される。ただし、剥ぎ取り刃４４における熱は、刃体４の本体部を伝わって刃体外周部の冷却フィン４５に達し、各冷却フィン４５を介してその周辺気相に放熱される。冷却フィン４５からの放熱により加熱された気相（空気）は、基体１内に設けられた放熱通路（即ち誘導路２１及びシリンダロッド５３の周囲の通路状隙間）を経由して最終的に基体１の外に放出される。それ故、剥ぎ取り刃４４に熱がこもって剥ぎ取り刃４４の刃先が過加熱状態に陥ることはなく、摩擦熱等によって金属素材Ｍが剥ぎ取り刃４４に溶着する又は焼き付くということはない。
【００３６】
また、剥ぎ取り刃４４による金属素材外層の剥ぎ取り時には刃体４に大きな外力が作用するが、その刃体４を各バックアップ片７が背後から支えるため、刃体４は外力に抗して強固に保持され位置ズレ等を起こさない。それ故、剥ぎ取り刃４４による外層の剥ぎ取り精度は非常に高い。金属素材Ｍのキャビティ１６への充填完了後、加圧プランジャ３２による加圧を保持して所定時間待つことで、キャビティ１６及び湯道１７内の金属素材Ｍが完全に固化し鋳造が完了する。
【００３７】
金属素材Ｍが固化したら、水平駆動機構（６２，６３）によって各バックアップ片７を矢印Ｘ２方向にスライドさせ、図４に示す退避位置に後退させる。更にその後、垂直駆動機構（５２，５３）によって刃体の両半割片４１Ａ，４１Ｂを矢印Ｙ１方向に移動させ、図５に示す離脱位置に後退上動させる。この一連の動作により、刃体４をその剥ぎ取り刃４４が噛み込んでいた金属素材Ｍから離脱させることができる。なお、剥ぎ取り刃４４の内側刃面４４ａ及び外側刃面４４ｂには、抜き勾配として傾斜角θ１及びθ２がそれぞれ付与されているため、刃体４の後退上動時に、固化した金属素材Ｍに対し剥ぎ取り刃４４がカジリを生ずることはなく、刃体４は金属素材Ｍから円滑に離脱することができる。
【００３８】
固化した金属素材Ｍから刃体４を離脱させ、基体１を縦割状に二分割した後、押出しピン１５を用いて屑収容室１８内の剥ぎ取り屑Ｍ２を押し出すと同時に、前記押出し手段（図示略）を用いて加圧室１４、キャビティ１６及び湯道１７内の方案付き鋳造品をｚ軸方向に押し出すことで、剥ぎ取り屑Ｍ２と方案付き鋳造品とが一体化された鋳造物を外枠金型１１及び成形金型１２の内部から取り出すことができる。尚、取り出した鋳造物から剥ぎ取り屑Ｍ２及び方案部（ランナー）を切り離すことで所望の鋳造品が得られる。次の鋳造を行うには、成形金型１２を元の状態に戻してから、前記垂直及び水平駆動機構により、刃体４及びバックアップ片７を図１の待機状態に戻せばよい。
【００３９】
（効果）本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
刃体４の外周部に熱除去手段としての冷却フィン４５を設けたことで、剥ぎ取り刃４４による金属素材外層の剥ぎ取り操作時に、剥ぎ取り刃４４の刃先が金属素材Ｍとの摩擦によって局部的に過加熱となり剥ぎ取り刃４４に対して金属素材Ｍが溶着する又は焼き付くといった事態を防止することができる。従って、金属素材Ｍの剥ぎ取り刃４４への溶着等に起因する装置の動作不良を未然に回避して当該鋳造装置の安定的な連続運転を可能ならしめることができる。
【００４０】
環形状をなす刃体４の外周部に冷却フィン４５を形成したことで、冷却フィン４５の放熱面積を大きく確保することができ、放熱効率を高めることができる。また、基体１内に、冷却フィン４５の周辺気相を基体１の外に連通させるための放熱通路（即ち誘導路２１及びシリンダロッド５３の周囲の通路状隙間）を設けたことも、冷却フィン４５の放熱効率向上に大きく貢献する。更には刃体４における剥ぎ取り刃４４の突出量ｈ、内側刃面４４ａの傾斜角θ１及び外側刃面４４ｂの傾斜角θ２を前述のように最適化したことで、剥ぎ取り刃本来の機能を損なうことなく、その刃先の局部的な加熱を極力防止可能となる。
【００４１】
（変更例及び補足説明）：
上記実施形態では冷却フィン４５を刃体４の外周部の全体に形成したが、刃体４の外周部の一部のみに冷却フィン４５を形成してもよい。つまり、必要な放熱面積を確保できる程度に冷却フィン４５を設ければよい。金属素材Ｍは、アルミニウム合金の他に、マグネシウム合金、亜鉛合金等であってもよい。また、「固液共存状態」とは固相と液相とが共存する状態を意味し、固相が２０〜８０重量％（更に好ましくは３０〜７０重量％）で残りが液相であるような共存状態であることが好ましい。
【００４２】
（第２実施形態）：
図２及び図３に示す刃体４構成用の半割片４１Ａ，４１Ｂでは、熱除去手段として冷却フィン４５を設けたが、これに代えて、液冷式の熱除去手段を採用してもよい。例えば図６に示すように、半割片４１Ａ及び４１Ｂの各々の内部にトンネル状に形成した冷媒流通路４６と、基体１の外にあって各半割片の冷媒流通路４６に冷媒を流通させるためのポンプ機構５０とによって、液冷式の熱除去手段を構成してもよい。
【００４３】
詳しくは、各半割片４１Ａ，４１Ｂの上面側に、冷媒流通路４６の両端部にそれぞれ連通する２本の連結パイプ４７を取り付けると共に、これら２本の連結パイプ４７とポンプ機構５０とをフレキシブルなホース４８で接続して閉ループ状の循環経路を構築する。その際、刃体４用の垂直駆動機構（５２，５３）を構成する第１シリンダロッド５３を通すべく基体１内に確保された垂直通路（図示略）において、その垂直通路の内壁面とロッド５３との間にできる通路状の隙間に前記ホース４８を配設することで、基体１の中心部に設置された刃体４と、基体１の外に設置されたポンプ機構５０とをホース４８で無理なく接続することができる。必要に応じて、ポンプ機構５０の前後に熱交換器（図示略）を配置することは好ましい。
【００４４】
そして、冷媒流通路４６、連結パイプ４７、ホース４８及びポンプ機構５０により構築される閉ループ状の循環経路に冷媒（例えば冷却水）を満たし、その冷媒をポンプ機構５０の作用により循環させることで、刃体４を常に強制冷却して剥ぎ取り刃４４の過加熱を未然回避することができる。このような冷媒による強制冷却方式は、前記冷却フィン４５による空冷方式よりも熱除去効果が高いことは言うまでもない。
【００４５】
ちなみに図６のような刃体構造を採用する場合には、刃体４（即ち半割片４１Ａ及び４１Ｂ）上を水平スライドする各バックアップ片７の平面形状を図７のように設計することは好ましい。即ち、バックアップ片７の進行方向先端部において、それがバックアップ位置に配置されたときに、前記連結パイプ４７との干渉を回避するための切り欠き凹部７１及び前記第１シリンダロッド５３との干渉を回避するための切り欠き凹部７２を設けておく。また、連結パイプ４７の高さ（垂直方向突出長）を前記バックアップ片７の高さよりも若干高く設定して、バックアップ片７の水平スライド時にホース４８がバックアップ片７に引っ掛からないように配慮することは好ましい。
【００４６】
尚、図６では、各半割片４１Ａ，４１Ｂの内部の冷媒流通路４６を、平面視状態であたかも多角形（より具体的には八角形）の各辺に沿うように経路設定したが、円弧状に経路設定してもよい。また、冷媒流通路４６は、各半割片４１Ａ，４１Ｂの内部以外、例えば各半割片４１Ａ，４１Ｂの上表面や外周表面において溝状に形成されてもよいし、刃体４に接する周囲の壁部に形成されてもよい。更には図８に示すように、刃体４を構成する各半割片４１Ａ，４１Ｂに対して、冷媒流通路４６及び連結パイプ４７（即ち液冷式の熱除去手段）と冷却フィン４５（即ち空冷式の熱除去手段）の両方を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態の鋳造装置の概要を示すｘ−ｙ面での断面図。
【図２】刃体を構成する半割片の平面図及び正面図。
【図３】二つの半割片で構成される刃体の底面図。
【図４】バックアップ片が後退した状態を示す図１相当の断面図。
【図５】刃体が後退上動した状態を示す図１相当の断面図。
【図６】第２実施形態において刃体を構成する半割片の平面図及び正面図。
【図７】第２実施形態におけるバックアップ片及びその関連機構の概略平面図。
【図８】第２実施形態の変更例における刃体を構成する半割片の平面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…基体、３…加圧供給機構、４…刃体、１６…キャビティ、２１…誘導路（放熱通路）、４１Ａ，４１Ｂ…刃体を構成する半割片、４４…剥ぎ取り刃、４４ａ…剥ぎ取り刃の内側刃面、４４ｂ…剥ぎ取り刃の外側刃面、４５…冷却フィン（空冷式の熱除去手段）、４６… 冷媒流通路、４７…連結パイプ、４８…ホース、５０…ポンプ機構（４６〜４８及び５０は冷媒を用いた熱除去手段を構成する）、５２…第１流体圧シリンダ、５３…第１シリンダロッド（５２，５３は刃体の垂直駆動機構を構成する）、Ｍ…金属素材、Ｍ２…剥ぎ取り屑。
【図１】
2004337973.tif 000003
【図２】
2004337973.tif 000004
【図３】
2004337973.tif 000005
【図４】
2004337973.tif 000006
【図５】
2004337973.tif 000007
【図６】
2004337973.tif 000008
【図７】
2004337973.tif 000009
【図８】
2004337973.tif 000010