(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型重力鋳造において金型のキャビティ面に塗布される粉体離型剤であって、
多孔質の中芯材と、
前記中芯材の表面を被覆する複数の球状粒子とから構成され、
前記中芯材及び各前記球状粒子は、それぞれ無機化合物からなり、
各前記球状粒子の径は、前記中芯材の径よりも小さく、
前記金型のキャビティ面に塗布される前記粉体離型剤のメジアン粒子径は、１０μｍ以上５０μｍ以下である粉体離型剤。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体離型剤を用いる金型重力鋳造方法であって、
前記金型のキャビティ面に、前記粉体離型剤を塗布する塗布工程と、
前記金型を傾斜させながら、前記金型のキャビティに溶湯を充填する充填工程とを有し、
前記塗布工程や前記充填工程の実行時における前記金型の温度は３００℃以下である金型重力鋳造方法。
【請求項３】
前記塗布工程や前記充填工程の実行時における前記金型の温度は１６０℃以上２６０℃以下である請求項２に記載の金型重力鋳造方法。
【請求項４】
前記塗布工程では、負極性或いは正極性に帯電させた前記粉体離型剤が、当該粉体離型剤とは反対の極性となる前記金型のキャビティ面に噴出されることで、前記金型のキャビティ面に前記粉体離型剤が塗布される請求項３に記載の金型重力鋳造方法。
【請求項５】
前記塗布工程では、電圧の印加によって針電極から放出されたイオンが前記粉体離型剤に付着することで、前記粉体離型剤が負極性或いは正極性に帯電し、
前記針電極に印加される電圧は、鋳造環境の相対湿度に基づき調整される請求項４に記載の金型重力鋳造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の粉体離型剤を用いる鋳造システムであって、
金型を備える鋳造部と、当該鋳造部の両側方に設けられて、前記鋳造部を回転可能に支持する一対の支持部とが設けられる傾斜鋳造機と、
ロボットアームと、当該ロボットアームに沿って配置される配管と、前記ロボットアームに固定されて、前記配管に供給された前記粉体離型剤を噴出するノズルと、前記ロボットアームの動作を制御するロボット本体部とが設けられるロボットと、
前記配管に接続されて、空気流によって前記粉体離型剤を前記配管に供給して前記ノズルから噴出させる粉体供給装置と、
前記金型のキャビティに充填するための溶湯を貯留する炉とを備え、
前記一対の支持部が配置される直線上を境界とする一方側及び他方側のうち、一方側に前記ロボットと前記粉体供給装置とが配置され、他方側に前記炉が配置され、
前記粉体供給装置や前記ロボット本体部と前記傾斜鋳造機との離隔距離は、前記鋳造部の回転半径よりも大きい鋳造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型重力鋳造において金型のキャビティ面に塗布される粉体離型剤、当該粉体離型剤を用いる金型重力鋳造方法、及び前記粉体離型剤を用いて金型重力鋳造を行うための鋳造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業では、環境問題や安全問題への対応として、車体機能を維持しつつ車体を軽量化することが求められている。その中で、車体の構成素材を置き換えたり、素材自身を薄肉にする試みが行なわれており、従来使用されていた鋼板をアルミニウムに置き換えることや、当該アルミニウムを薄肉にすることが、上記軽量化に効果的である。
【０００３】
薄肉のアルミニウム板材を用いて車体を製造する際には、板材同士を溶接で接合することなく、複雑形状を一体化することが求められている。この要求にかなう方法として、金型重力鋳造や、低圧鋳造（例えば特許文献１）や、ダイカスト鋳造（例えば特許文献２）等の鋳造があげられる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるような低圧鋳造では、溶解炉内を加圧する手段や、キャビティを減圧するための機構が必要とするため、コスト高となる。また、特許文献２に開示されるようなダイカスト鋳造では、金型キャビティ内を減圧するための連通回路や真空装置を必要とするため、コスト高となる。これに対し、金型重力鋳造は、重力のみで溶融アルミをキャビティに充填できるため，他の鋳造方法と比較して簡便であり、鋳造設備コストや金型製作コストを安価に抑える上で有利である。
【０００５】
従来の金型重力鋳造では、湯まわり性の確保や、金型の溶損防止等を目的として、断熱性のセラミックス系塗型剤が金型のキャビティの表面に塗布されている。以下では、キャビティの表面を、キャビティ面と適宜略す。また特許文献３には、アルミニウム合金等の金型鋳造で使用される粉末離型剤が開示されている。特許文献３の粉末離型剤は、固体で潤滑剤として用いられる無機化合物からなる粉末状又は顆粒状の離型剤基材と、離型剤基材に付着性を付与する有機化合物とを混合したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１７６４２４号公報
【特許文献２】特開平７−４７４５５号公報
【特許文献３】特開平５−９２２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の金型重力鋳造では、湯まわり性を高めるために、上述したセラミックス系塗型剤をキャビティ面に厚く塗り付けていた。このため、製造可能な鋳造品の寸法・肉厚には限界があり、縦横の寸法を０．５ｍよりも大きくすることや、肉厚を４ｍｍよりも薄くすることができなかった。このことから、従来の金型重力鋳造は、大型薄肉鋳造品の製造に適したものではなかった。また、溶湯の湯まわり性を高めるために、金型温度を、３００℃超過の高温にする対応も考えられるが、この場合には、溶湯の凝固に長い時間がかかるため、鋳造組織が粗大となり、高強度な鋳造品を得ることができない。
【０００８】
また、特許文献３の粉末離型剤は、溶湯との接触で、有機化合物が熱分解してガスを発生する虞れがある。そして、このようにガスが発生する場合には、鋳造品にガス欠陥が生じて、機械的特性に優れた高品質の鋳造品を得ることが出来ない。
【０００９】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、鋳造組織が微細であることから、引張強さや伸び率が大きく機械的特性に優れた鋳造品を製造可能であるとともに、鋳造品の生産性を向上可能な粉体離型剤、当該粉体離型剤を用いる金型重力鋳造方法、及び当該粉体離型剤を用いて金型重力鋳造を行う鋳造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点に係る粉体離型剤は、金型重力鋳造において金型のキャビティ面に塗布される粉体離型剤であって、多孔質の中芯材と、前記中芯材の表面を被覆する複数の球状粒子とから構成され、前記中芯材及び各前記球状粒子は、それぞれ無機化合物からなり、各前記球状粒子の径は、前記中芯材の径よりも小さく、前記金型のキャビティ面に塗布される前記粉体離型剤のメジアン粒子径は、１０μｍ以上５０μｍ以下である。
【００１１】
本発明の第２の観点に係る金型重力鋳造方法は、前記粉体離型剤を用いる金型重力鋳造方法であって、前記金型のキャビティ面に、前記粉体離型剤を塗布する塗布工程と、前記金型を傾斜させながら、前記金型のキャビティに溶湯を充填する充填工程とを有し、前記塗布工程や前記充填工程の実行時における前記金型の温度は３００℃以下である。
【００１２】
好ましくは、前記塗布工程や前記充填工程の実行時における前記金型の温度は１６０℃以上２６０℃以下である。
【００１３】
好ましくは、前記塗布工程では、負極性或いは正極性に帯電させた前記粉体離型剤が、当該粉体離型剤とは反対の極性となる前記金型のキャビティ面に噴出されることで、前記金型のキャビティ面に前記粉体離型剤が塗布される。
【００１４】
好ましくは、前記塗布工程では、電圧の印加によって針電極から放出されたイオンが前記粉体離型剤に付着することで、前記粉体離型剤が負極性或いは正極性に帯電し、前記針電極に印加される電圧は、鋳造環境の相対湿度に基づき調整される。
【００１５】
本発明の第３の観点に係る鋳造システムは、前記粉体離型剤を用いる鋳造システムであって、金型を備える鋳造部と、当該鋳造部の両側方に設けられて、前記鋳造部を回転可能に支持する一対の支持部とが設けられる傾斜鋳造機と、ロボットアームと、当該ロボットアームに沿って配置される配管と、前記ロボットアームに固定されて、前記配管に供給された前記粉体離型剤を噴出するノズルと、前記ロボットアームの動作を制御するロボット本体部とが設けられるロボットと、前記配管に接続されて、空気流によって前記粉体離型剤を前記配管に供給して前記ノズルから噴出させる粉体供給装置と、前記金型のキャビティに充填するための溶湯を貯留する炉とを備え、前記一対の支持部が配置される直線上を境界とする一方側及び他方側のうち、一方側に前記ロボットと前記粉体供給装置とが配置され、他方側に前記炉が配置され、前記粉体供給装置や前記ロボット本体部と前記傾斜鋳造機との離隔距離は、前記鋳造部の回転半径よりも大きい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の粉体離型剤は、金型のキャビティ面に塗布されることで、キャビティに充填される溶湯の湯まわり性や、溶湯と金型との断熱性を高める。したがって、本発明の粉体離型剤がキャビティ面に塗布されることで、金型の温度を低い温度に調整しても、キャビティへの溶湯の充填率を高めて、鋳造品を所望の形状に成型することができる。そして、上述のように金型の温度を低くできるので、溶湯の凝固時間を短縮できる。このため、鋳造品の鋳造組織を小さくすることができるので、引張強さや伸び率が大きく機械的特性に優れた鋳造品を製造することが可能である。そして、上述のように溶湯の凝固時間を短縮できるので、鋳造品の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る粉体離型剤を示す一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る粉体離型剤を示す一部断面図である。
【図３】図１に示す粉体離型剤の中芯材を示す写真である。
【図４】図３に示す中芯材の表面を拡大して示す写真である。
【図５】本発明の実施形態に係る鋳造システムを示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る鋳造システムを示す平面図である。
【図７】傾斜鋳造機やロボットを示す側面図である。
【図８】傾斜鋳造機やロボットを示す側面図である。
【図９】傾斜鋳造機の正面図である。
【図１０】傾斜鋳造機の正面図である。
【図１１】金型や下型設置プレートや上型設置プレートを示す側面図である。
【図１２】金型や下型設置プレートや上型設置プレートを示す側面図である。
【図１３】金型や下型設置プレートや上型設置プレートを示す側面図である。
【図１４】金型の断面図である。
【図１５】金型の断面図である。
【図１６】静電塗布ノズルを示す概略断面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る金型重力鋳造方法の工程を示すフローチャートである。
【図１８】熱媒体の循環が行なわれる状況で、図１７の処理が複数回繰り返される際の金型の温度推移の例を示すグラフである。
【図１９】熱媒体の循環が行なわれない状況で、図１７の処理が複数回繰り返される際の金型の温度推移の例を示すグラフである。
【図２０】針電極に印加する電圧が一定である場合の粉体離型剤の帯電量と相対湿度との関係を示すグラフである。
【図２１】粉体離型剤の帯電量の絶対値と、キャビティ面の単位面積当たりにおける粉体離型剤の付着量との関係を示すグラフである。
【図２２】実施例の鋳造品の試料を示す写真である。
【図２３】比較例の鋳造品の試料を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１や図２は、本発明の実施形態に係る粉体離型剤１Ａ、１Ｂを示す一部断面図である。図３は、図１に示す粉体離型剤１Ａの中芯材２Ａを示す写真である。図４は、図３に示す中芯材２Ａの表面を拡大して示す写真である。
【００１９】
図１や図２に示す粉体離型剤１Ａ、１Ｂは、金型重力鋳造において、金型のキャビティ面に塗布される。図１に示す粉体離型剤１Ａは、中芯材２Ａと、複数の球状粒子３Ａとから構成される。図２に示す粉体離型剤１Ｂは、中芯材２Ｂと、複数の球状粒子３Ｂとから構成される。以下、粉体離型剤１Ａ，１Ｂを総称して粉体離型剤１と適宜記し、中芯材２Ａ，２Ｂを総称して中芯材２と適宜記し、球状粒子３Ａ，３Ｂを総称して球状粒子３と適宜記す。
【００２０】
図１や図２に示す粉体離型剤１では、中芯材２は多孔質を呈しており、複数の球状粒子３は、中芯材２の表面を被覆する。各球状粒子３の径は、中芯材２の径よりも小さい。中芯材２や各球状粒子３は、それぞれ無機化合物から形成される。図１に示す粉体離型剤１Ａの中芯材２Ａは、珪藻土を含有するものであり、図２に示す粉体離型剤１Ｂの中芯材２Ｂは、ゼオライトを含有するものである。図１や図２に示す各球状粒子３Ａ，３Ｂは、例えば非晶質シリカからなる。
【００２１】
図１に示す粉体離型剤１Ａでは、中芯材２Ａは、中空の球状を呈しており（図１、図３）、中芯材２Ａの壁には、中芯材２Ａの内側外側を連通させる多数の貫通孔４Ａが形成されている（図１、図４）。各貫通孔４Ａの径は、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【００２２】
図２に示す粉体離型剤１Ｂでは、中芯材２Ｂは、中実の球状を呈しており（図２）、中芯材２Ｂを貫通する孔４Ｂが多数形成されることで、中芯材２Ｂはスポンジ状を呈している。
【００２３】
金型のキャビティ面に塗布される粉体離型剤１Ａ，１Ｂのメジアン粒子径は、１０μｍ以上５０μｍ以下であり、より好ましくは、２０μｍ以上３０μｍ以下である。この粉体離型剤１Ａ，１Ｂのメジアン粒子径は、粉体離型剤１Ａ，１Ｂの試料０．１ｇをビーカーに入れ、分散液を１ｗｔ％含有する水溶液１００ｇをビーカーに添加して、超音波にて２分間分散処理した後、レーザー回折式粒度分布計（株式会社堀場製作所製  ＬＡ−７００）で測定したものである。粉体離型剤１Ａ，１Ｂのメジアン粒子径が１０μｍ未満である場合には、粉体離型剤１Ａ，１Ｂのメジアン粒子径がキャビティ面の表面粗さと近い値となり、キャビティ面の凹凸に粉体離型剤１Ａ，１Ｂが埋もれてしまい、粉体離型剤１Ａ，１Ｂに覆われず露出するキャビティ面の範囲が大きくなる。そして、この露出するキャビティ面と溶湯とが接触することで、溶湯の流動性が充分得られなくなる。また、粉体離型剤１Ａ，１Ｂのメジアン粒子径が５０μｍよりも大きい場合には、溶湯充填後、金型から取り出した鋳造品の表面に粉体離型剤１Ａ，１Ｂの転写痕が残ることで、鋳造品の表面品位が劣化する。このため、鋳造品の表面を研磨する後工程が必要となり、コスト高となる。
【００２４】
粉体離型剤１Ａ，１Ｂは、例えば、中芯材２Ａ，２Ｂとなる珪藻土（昭和化学工業株式会社製  ラヂオライト８００）と、球状粒子３Ａ，３Ｂとなる非晶質シリカ（ＤＳＬジャパン株式会社製  カープレックス＃８０）とを、９６ｗｔ％：４ｗｔ％の重量割合で予備混合した後、室温で、ポットミルで混合処理することで得ることができる（処理周波数：１５Ｈｚ、処理時間：２時間）。混合処理には、ヘンシェルミキサーを含む混合機を使用することができる。なお、混合処理には、中芯材２Ａ，２Ｂに、衝撃及びせん断力を付与しない混合機を使用する必要がある。
【００２５】
本実施形態の粉体離型剤１によれば、中芯材２や各球状粒子３が無機化合物であることで、粉体離型剤１をキャビティ面に付着させておくことで、溶湯の熱によって熱分解ガスが発生することなく、溶湯をキャビティに充填することができる。このため、鋳造品の表面や内部にガス欠陥が生じないので、高品質の鋳造品、すなわち機械的特性に優れた鋳造品を得ることが出来る。
【００２６】
また、中芯材２が多孔質であることで、粉体離型剤１は、中芯材２の内部に空気層を有するものとなる。粉体離型剤をキャビティ面に付着させて溶湯を充填する際には、上記の中芯材２の内部の空気層が断熱層として機能することで、溶湯と金型との断熱性が高められ、溶湯の流動性が向上して、鋳造品の薄肉部を形成するキャビティの範囲においても、溶湯がスムースに充填される。
【００２７】
また，球状粒子３が中芯材２の表面を被覆することで，中芯材２の表面に対してコロ転がりの作用が付与され、粉体離型剤１が転がりやすいものとなる。したがって、粉体離型剤１をキャビティ面に塗布する際に、キャビティ面全体に粉体離型剤１を行き渡らせることができる。このため、鋳造品に付着斑が生じることを防止できる。あわせて、中芯材２同士の凝集を緩和できるので、粉体離型剤１を貯蔵するタンク（後述の粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂに相当）から、粉体離型剤を噴出するノズル（後述の静電ノズル６３，６４に相当）までの配管（後述の配管６１，６２に相当）の壁面で、粉体離型剤１が凝集することを防止できる。このため、粉体離型剤１を、安定的にキャビティ面に塗布することができる。
【００２８】
次に、上述の粉体離型剤１（図１，図２）を用いて金型重力鋳造を行う鋳造システムや鋳造方法について説明する。
【００２９】
図５や図６は、本発明の実施形態に係る鋳造システム１０を示す平面図である。本実施形態の鋳造システム１０は、傾斜鋳造機１１と、ロボット１２と、粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂと、炉１４と、電圧制御装置（図示せず）と、湿度センサ（図示せず）と、金型温度センサ（図示せず）とを備える。
【００３０】
図７や図８は、傾斜鋳造機１１やロボット１２を示す側面図である。図９や図１０は、傾斜鋳造機１１の正面図である。
【００３１】
図５〜図１０に示すように、傾斜鋳造機１１は、金型１５（図９，図１０）を備える鋳造部１６と、鋳造部１６の両側方に設けられて、鋳造部１６を回転可能に支持する一対の支持部１７Ａ，１７Ｂとを備える。
【００３２】
図９や図１０に示すように、鋳造部１６は、上述の金型１５に加えて、下型設置プレート２０と、上型設置プレート２１と、固定プレート２２と、タイバー２３と、油圧シリンダ２４と、カップリング２５と、連結棒２６とを備える。上型設置プレート２１は、下型設置プレート２０の上方に配置される。固定プレート２２は、上型設置プレート２１の上方に配置される。金型１５は、上下に相対する上型３０及び下型３１からなる。上型３０は、上型設置プレート２１の下面に固定される。下型３１は、下型設置プレート２０の上面に固定される。タイバー２３は、下型設置プレート２０から上方に延びて、上型設置プレート２１を貫通し、上端が固定プレート２２に固定される。油圧シリンダ２４は、固定プレート２２の上面に固定される。カップリング２５は、上型設置プレート２１の上面に固定される。連結棒２６は、固定プレート２２を貫通して、油圧シリンダ２４とカップリング２５とを連結するものであり、油圧シリンダ２４の駆動力をカップリング２５に伝達する。
【００３３】
一対の支持部１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ、柱体４０と、回転軸４１と、吊下体４２とを備える。柱体４０は、鋳造部１６の側方で床面に立設されるものであり、柱体４０の上端には、孔４３が形成される。孔４３は、水平方向に延びており、鋳造部１６側に開口する。回転軸４１は、柱体４０の孔４３に挿入されており、モータ等の動力により回転可能である。回転軸４１の鋳造部１６側の部分４１ａは、孔４３の開口から延び出ている。この延び出た回転軸４１の部分４１ａに、吊下体４２が接合される。吊下体４２は、この接合位置から下方に延びており、吊下体４２の下端部は、下型設置プレート２０の端面に接合される。
【００３４】
図１１〜図１３は、金型１５や下型設置プレート２０や上型設置プレート２１を示す側面図である。図１４や図１５は、金型１５の断面図である。図１４（ａ）は、金型１５が図１１の状態になるときの断面を示し、図１４（ｂ）は、金型１５が図１３の状態になるときの断面を示す。図１５は、後述の上型３０のキャビティ面３２ａや下型３１のキャビティ面３３ａに、粉体離型剤１を塗布する際の断面を示す。
【００３５】
上述した鋳造部１６では、連結棒２６（図９、図１０）が油圧シリンダ２４の駆動力をカップリング２５に伝達することで、カップリング２５や上型設置プレート２１や上型３０が上下方向に移動可能とされる。そして、上型３０が上昇することで、図１０や図１３や図１４（ｂ）に示すように、上型３０と下型３１とが離れる型開きの状態になる。そして、この型開きの状態から、上型３０が下降することで、図９や図１１や図１４（ａ）に示すように、上型３０と下型３１とが当接する型閉じの状態になる。この型閉じの状態では、上型３０の凹部３２及び下型３１の凹部３３により、金型１５のキャビティＫや湯口Ｙが構成される（図１４（ａ））。湯口Ｙは、溶湯をキャビティＫに導くためのものであって、金型１５の一方側に開口する。下型３１の一方側側面には、湯口Ｙの直下となる位置に、バケット３５が固定されている。バケット３５は、湯口Ｙに注がれる溶湯を貯留するものである。ここで、符号３２ａで示す上型３０の凹部３２の表面や、符号３３ａで示す下型３１の凹部３３の表面は、粉体離型剤１が塗布される金型１５のキャビティ面に相当する。上述した型開きの状態（図１０や図１３や図１４（ｂ）の状態）では、上型３０の凹部３２の表面３２ａや下型３１の凹部３３の表面３３ａは、露出する。以下では、上型３０の凹部３２の表面３２ａを、上型３０のキャビティ面３２ａと記し、下型３１の凹部３３の表面３３ａを、下型３１のキャビティ面３３ａと記す。
【００３６】
支持部１７Ａ，１７Ｂの各回転軸４１の回転によって、吊下体４２や鋳造部１６は、図５に示す非傾倒状態（鉛直方向に延びる状態）から、図６に示す傾倒状態（水平方向に延びる状態）まで、回転可能とされる。そして、このように鋳造部１６が回転可能であることで、金型１５は、図９や図１１や図１４（ａ）に示す水平状態から、図１２に示す直立状態まで、傾動可能とされる（図９や図１１や図１４（ａ）は、鋳造部１６が図５の状態にあるときを示し、図１２は、鋳造部１６が図６の状態にあるときを示す）。この金型１５の傾動によって、バケット３５に貯留された溶湯は、湯口Ｙを通じて、キャビティＫに充填される。
【００３７】
図１４に示すように、金型１５（上型３０や下型３１）には、熱媒体の流路５０が形成される。熱媒体の流路５０は、金型１５（上型３０や下型３１）の温度を調整するために形成される。この流路５０に循環させる熱媒体の温度を調整することで、余熱時に金型１５を加熱したり、鋳込後に金型１５を冷却することが可能である。また、図示しない金型温度センサは、金型１５における湯口近傍部３６やキャビティ近傍部３７の温度を測定する。この金型温度センサの測定値に基づき、湯口近傍部３６やキャビティ近傍部３７の流路５０に流される熱媒体の温度が制御される。この温度制御により、肉厚が厚く溶湯の熱で高温となりやすい湯口近傍部３６では、低温の熱媒体を流路５０に循環させ、その一方、肉厚が薄く低温となりやすいキャビティ近傍部３７では、高温の熱媒体を流路５０に循環させることが可能である。
【００３８】
図５〜図８や図１５に示すように、ロボット１２は、ロボットアーム６０と、第１配管６１と、第２配管６２と、上型用ノズル６３と、下型用ノズル６４（図１５）と、ロボット本体部６５とを備える。
【００３９】
ロボットアーム６０は、複数のアーム体が関節機構を介して連結されたものであり、関節機構が、駆動源の回転をアーム体に伝達することで、アーム体が、上下左右に揺動したり、軸回りに回転する。
【００４０】
上型用ノズル６３や下型用ノズル６４は、上型３０のキャビティ面３２ａや下型３１のキャビティ面３３ａに粉体離型剤１を塗布するために設けられる。図１５に示すように、上型用ノズル６３は、ロボットアーム６０の上面６０ａの先端に固定される。下型用ノズル６４は、ロボットアーム６０の下面６０ｂの先端に固定される。
【００４１】
第１配管６１は、上型用ノズル６３に粉体離型剤１を供給するために設けられる。図１５に示すように、第１配管６１は、ロボットアーム６０の上面６０ａに沿って配置されて、先端が上型用ノズル６３に接続される。第２配管６２は、下型用ノズル６４に粉体離型剤１を供給するために設けられる。第２配管６２は、ロボットアーム６０の下面６０ｂに沿って配置されて、先端が下型用ノズル６４に接続される。
【００４２】
ロボット本体部６５は、ロボットアーム６０の動作を制御するものである。このロボット本体部６５の制御によって、図１５に示すように、金型１５が型開き状態のときにロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込ませることや、上型３０と下型３１との間からロボットアーム６０の先端を抜き出すことが可能とされる（図７は、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込むときの動作を示し、図８は、上型３０と下型３１との間からロボットアーム６０の先端を抜き出すときの動作を示す）。そして、図１５に示すように、ロボットアーム６０の先端が上型３０と下型３１との間に差し込まれた状態では、上型用ノズル６３が上型３０のキャビティ面３２ａと向かい合い、下型用ノズル６４が下型３１のキャビティ面３３ａに向かい合う。
【００４３】
図５や図６に示すように、粉体供給装置１３Ａは、第１配管６１の基端に接続されるものであって、粉体離型剤１を圧送する空気流を生じさせることで、粉体離型剤１を第１配管６１に供給して上型用ノズル６３から噴出させる。粉体供給装置１３Ｂは、第２配管６２の基端に接続されるものであって、粉体離型剤１を圧送する空気流を生じさせることで、粉体離型剤１を第２配管６２に供給して下型用ノズル６４から噴出させる。粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂは、図１５に示すように、ノズル６３，６４が上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに向かい合うときに、上述の空気流を生じさせて、ノズル６３，６４から粉体離型剤１を噴出させる。これにより、上型用ノズル６３から噴出される粉体離型剤１が上型３０のキャビティ面３２ａに吹き付けられ、下型用ノズル６４から噴出される粉体離型剤１が、下型３１のキャビティ面３３ａに吹き付けられる。なお、粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂに生じさせる空気流の流速が、それぞれ独立に制御可能であることで、ノズル６３，６４から噴出される粉体離型剤１の量（配管６１，６２に供給される粉体離型剤１の量）が、それぞれ独立に調整可能である。また、粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂに種類の異なる粉体離型剤を投入することで、上型３０のキャビティ面３２ａに吹き付ける粉体離型剤と、下型３１のキャビティ面３２ａに吹き付ける粉体離型剤とを変えることができる。例えば、図１に示す粉体離型剤１Ａを粉体供給装置１３Ａに投入し、図２に示す粉体離型剤１Ｂを粉体供給装置１３Ｂに投入した場合には、上型３０のキャビティ面３２ａに粉体離型剤１Ａが吹き付けられ、下型３１のキャビティ面３３ａに粉体離型剤１Ｂが吹き付けられる。
【００４４】
また本実施形態では、粉体離型剤１を確実に上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに付着させるために、金型１５（上型３０や下型３１）にアース線９１（図１６）が設置されるとともに、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４として、静電塗布ノズルが使用される。図１５や図１６に示すように、この静電塗布ノズルである上型用ノズル６３や下型用ノズル６４は、筒状のノズル部８０と、ノズル部８０の開口に設けられて、コロナ放電を生じさせる針電極８１とを備える。粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂが生じさせる空気流によって搬送される粉体離型剤１は、配管６１，６２を通じて、ノズル６３，６４のノズル部８０の内部に導入されて、ノズル６３，６４のノズル部８０の開口から噴出される。
【００４５】
図１６に示すように、上型用ノズル６３の針電極８１（第１針電極）や下型用ノズル６４の針電極８１（第２針電極）は、それぞれ電線８２を介してＨＶ電源９０に接続されており、ＨＶ電源９０から、ノズル６３，６４の針電極８１に電圧が印加されることで、これら針電極８１がマイナスイオンを放出する。そして、このマイナスイオンが、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４の開口（ノズル部８０の開口）から噴出される粉体離型剤１に付着することで、当該粉体離型剤１が負極性に帯電する。そして、この負極性に帯電した粉体離型剤１が、上型３０や下型３１に近づいていくことで、上型３０や下型３１にある負電荷がアース線９１を通じてグランドに放出され、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに正電荷が集まる。これにより、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａが、粉体離型剤１と反対の正極性となるので、負極性に帯電した粉体離型剤１が、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに引き寄せられて、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに付着する。
【００４６】
図示しない電圧制御装置や湿度センサは、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａへの粉体離型剤１の付着量が、鋳造環境の相対湿度に応じて変動することを防止すべく設けられる。湿度センサは、金型１５の近傍に設置されており、当該設置された鋳造環境の相対湿度を測定する。相対湿度とは、ある気温で空気中に含まれる水蒸気の量を、その温度の飽和水蒸気量で割ったものである。電圧制御装置は、ＣＰＵ、メモリ、及び通信インターフェースや、上述のＨＶ電源９０を備えるものであって、湿度センサや金型温度センサと、有線又は無線を介して通信可能である。電圧制御装置のメモリには、ＨＶ電源９０からノズル６３，６４の針電極８１に印加される電圧と、鋳造環境の相対湿度と、上型３０や下型３１の温度との関係を示す電圧制御データが予め記憶されている。電圧制御装置は、湿度センサや金型温度センサから、相対湿度や上型３０・下型３１の温度の測定値を受信するとともに、これら湿度や温度の測定値と電圧制御データとに基づき、ノズル６３，６４の針電極８１に印可する電圧を制御する。これにより、針電極８１から放出されるマイナスイオンの量が、鋳造環境の相対湿度や上型３０・下型３１の温度に応じた値とされ、このマイナスイオンの量に応じた負極性の帯電量で、ノズル６３，６４から噴出される粉体離型剤１が帯電する。この結果、ノズル６３，６４から噴出される粉体離型剤１の帯電量は、鋳造環境の相対湿度や上型３０・下型３１の温度に応じた値になる。このため、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに付着する粉体離型剤１の量が、相対湿度や金型温度によって変動することを防止できる。なお、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４の針電極８１に印加する電圧は、それぞれ独立に制御可能である。
【００４７】
炉１４（図５、図６）は、金型１５のキャビティＫに充填するための溶湯を貯留する。例えば、炉１４は、アルミニウム等の金属を加熱して溶融させるとともに、当該溶融した溶湯を貯留可能な溶錬炉である。
【００４８】
炉１４でアルミニウム等の金属が溶融される場合、炉１４は、１００℃程度の高熱を発する。この炉１４の熱が粉体離型剤１に及ぼす影響を小さく抑えること等を目的として、鋳造システム１０では、粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂやロボット１２を、炉１４から遠ざけるレイアウトが採用されている。具体的には、図５や図６に示すように、支持部１７Ａ，１７Ｂが配置される直線Ｘ上を境界とする一方側及び他方側のうち、一方側に粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂとロボット１２とが配置され、他方側に炉１４が配置されている。他方側は、作業員が鋳造のための作業を行う領域である。また、鋳造部１６の回転に対して粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂやロボット１２が支障しないように、傾斜鋳造機１１に対する粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂやロボット本体部６５の離隔距離は、鋳造部１６の回転半径Ｒ（図６〜図９）よりも大きく設定されている。上記の離隔距離は、回転軸４１の軸芯からの距離である。図７や図８に示すＨは、鋳造部１６の上端（油圧シリンダ２４の上端）の回転軌道を示しており、上記の回転半径Ｒ（図６〜図９）は、型閉じの状態における回転軸４１の軸芯と鋳造部１６の上端（油圧シリンダ２４の上端）との間の直線距離に相当する。
【００４９】
図１７は、本発明の実施形態に係る金型重力鋳造方法の工程を示すフローチャートである。以下、図１７を参照して、本実施形態に係る金型重力鋳造方法を説明する。なお、図１７の処理は、流路５０（図１４）への熱媒体の循環によって、金型１５（上型３０や下型３）の温度が３００℃以下、好ましくは、１６０℃以上２６０℃以下とされた状態で行なわれる。
【００５０】
まず、塗布工程が実行される（ステップＳ１〜Ｓ３）。この塗布工程は、金型１５（上型３０・下型３１）のキャビティ面３２ａ，３３ａに粉体離型剤１を塗布するものである。具体的には、まず、金型１５を水平状態及び型開きの状態（図１０、図１３、図１４（ｂ）の状態）とする（ステップＳ１）。そして、傾斜鋳造機１１側に向かうロボットアーム６０の動作により（図７に示す動作）、図１５に示すように、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込ませて、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４を、それぞれ上型３０・下型３１のキャビティ面３２，３３ａに向かい合わせる（ステップＳ２）。ついで、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４から、負極性に帯電させた粉体離型剤１を噴出させて、当該粉体離型剤１を、正極性となる上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに塗布する（ステップＳ３）。
【００５１】
このステップＳ３が実行される際には、電圧制御装置（図示せず）は、湿度センサ（図示せず）から相対湿度の測定値を受信し、金型温度センサ（図示せず）から上型３０や下型３１の温度の測定値を受信する。
【００５２】
そして、電圧制御装置は、相対湿度と上型３０の温度と電圧制御データとに基づき、上型用ノズル６３の針電極８１に印可する電圧を制御する。これにより、上型用ノズル６３の針電極８１から放出されるマイナスイオンの量が相対湿度や上型３０の温度に応じた値とされ、このマイナスイオンの量に応じた負極性の帯電量で、上型用ノズル６３から噴出される粉体離型剤１が帯電する。
【００５３】
また、電圧制御装置は、相対湿度と下型３１の温度と電圧制御データとに基づき、下型用ノズル６４の針電極８１に印可する電圧を制御する。これにより、下型用ノズル６４の針電極８１から放出されるマイナスイオンの量が相対湿度や下型３１の温度に応じた値とされ、このマイナスイオンの量に応じた負極性の帯電量で、下型用ノズル６４から噴出される粉体離型剤１が帯電する。
【００５４】
塗布工程の後では、充填工程が実行される（ステップＳ４〜Ｓ６）。この充填工程は、炉１４内の溶湯を金型１５のキャビティＫに充填するものである。
【００５５】
具体的には、まず、ロボット本体部６５側に向かうロボットアーム６０の動作により（図８に示す動作）、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間から抜き出して、金型１５を型閉じの状態（図９、図１１、図１４（ａ）の状態）とする（ステップＳ４）。なお、空洞を有する鋳造品を成形する場合には、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間から抜き出した後、上型３０と下型３１との間にシェル中子（図示せず）をセットして、上型３０を下降させることで、キャビティＫ内にシェル中子を配置する。ついで、ラドルと称される耐熱性の容器を用いて、炉１４内のアルミニウム等の溶湯をバケット３５に投入する（ステップＳ５）。ついで、回転軸４１を回転させて、金型１５を傾斜させることで、バケット３５に投入された溶湯を、重力の作用により、湯口Ｙを通じてキャビティＫに充填する（ステップＳ６）。ステップＳ６における回転軸４１の回転は、溶湯をキャビティＫの奥まで流し込むために、例えば金型１５が直立状態（図１２の状態）に至るまで行われる。
【００５６】
充填工程の後では、凝固工程が実行される（ステップＳ７）。この凝固工程では、金型１５の流路５０に循環させる熱媒体の温度を下げて、金型１５を冷却することで、キャビティＫに充填された溶湯を凝固させる。これにより、キャビティＫで鋳造品が成形される（炉１４内にアルミニウムの溶湯が貯留され、このアルミニウムの溶湯がキャビティＫに充填されていた場合には、キャビティＫでアルミ鋳造品が成形される）。
【００５７】
凝固工程の後では、脱型工程が実行される（ステップＳ８）。この脱型工程では、回転軸４１の回転で、金型１５を直立状態（図１２の状態）から水平状態（図１１、図１４（ａ）の状態）に回転させた後、金型１５を型開き状態（図１３、図１４（ｂ）の状態）として、金型１５から鋳造品を取り外す。
【００５８】
以上で、１回の鋳造が完了する。他の鋳造品を連続して製造する場合には、ステップＳ８の終了後、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ８の工程が繰り返される。なお、各回のステップＳ１〜Ｓ８では、金型１５（上型３０や下型３１）の流路５０に熱媒体を循環させることで、金型１５の温度が３００℃以下、好ましくは、１６０℃以上２６０℃以下とされる。
【００５９】
図１８は、流路５０に熱媒体が循環される状況で、図１７の処理が複数回繰り返される際の金型１５の温度推移の例を示す。図１８に示す例では、流路５０への熱媒体の循環によって、各回の処理で、金型１５の温度を、１６０℃以上２６０℃以下の範囲に安定して維持できた。この結果、各回の処理で、製品となる鋳造品が製造された。
【００６０】
なお、本実施形態では、流路５０に熱媒体を循環しない場合であっても、鋳造を行うことが可能である。図１９は、流路５０に熱媒体を循環しない状況で、図１７の処理が複数回繰り返される際の金型１５の温度推移の例を示す。流路５０への熱媒体の循環を行なわない場合、金型１５の温度は、キャビティＫに充填した溶湯の温度に依存するものとなる。図１９に示す例では、各回の処理における金型１５の温度が３００℃以下の範囲に維持されており、各回の処理で、製品となる鋳造品を製造できた。
【００６１】
なお、図１８の例では、流路５０に熱媒体を循環したことで、図１９の例に比べて、各回の処理の金型１５の温度分布が均一となり、また、各回の処理における金型１５の高温部（湯口近傍部）と低温部（キャビティ近傍部・巾木部）との温度差を小さく抑えることができた。その結果、図１８の例では、図１９の例に比べて、各回の処理で得られる鋳造品の品質が均等なものとなり、また、各回の処理で得られる鋳造品は、各部位間の機械的特性の差が小さなものとなった。
【００６２】
本実施の形態によれば、粉体離型剤１が金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに塗布されることで、キャビティＫに充填される溶湯の湯まわり性や、溶湯と金型１５との断熱性が高められる。このため、金型１５の温度を２６０℃以下という低い温度に調整しても、キャビティＫへの溶湯の充填率を高めて、鋳造品を所望の形状に成型することができる。そして、上述のように金型１５の温度を低くできるので、溶湯の凝固時間を短縮できる。このため、鋳造品の鋳造組織を小さくすることができる。これにより、引張強さや伸び率の大きい機械的特性に優れた鋳造品を製造することが可能である。また、上述のように溶湯の凝固時間を短縮できるので、鋳造品の生産性を向上させることができる。
【００６３】
また、粉体離型剤１は、キャビティ面３２ａ，３３ａに厚く塗り付けることを要せず、キャビティＫに充填される溶湯の湯まわり性を向上させることができる。したがって、粉体離型剤１を用いることで、縦横の寸法が大きく肉厚の薄い大型薄肉鋳造品を製造することができる。
【００６４】
また、負極性に帯電させた粉体離型剤１が、正極性となる金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに噴出されることで、粉体離型剤１を確実にキャビティ面３２ａ，３３ａに付着させることができる。さらに、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４の針電極８１に印加される電圧が、鋳造環境の相対湿度に基づき調整されるので、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４から噴出される粉体離型剤１の帯電量は、鋳造環境の相対湿度に応じた値になる。これにより、上型３０や下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに付着する粉体離型剤１の量が、相対湿度によって変動することを防止できる。この効果について、図２０や図２１を参照して詳細に説明する。
【００６５】
図２０は、針電極８１に印加する電圧が一定である場合の粉体離型剤１の帯電量と相対湿度との関係を示すグラフである。図２１は、粉体離型剤１の帯電量の絶対値と、キャビティ面３２ａ，３３ａの単位面積当たりにおける粉体離型剤１の付着量との関係を示すグラフである。
【００６６】
針電極８１に印加する電圧が一定である場合には、図２０に示すように、相対湿度が高いときに帯電量が低くなり、相対湿度が低いときに帯電量は高くなる。そして、図２１に示すように、粉体離型剤１の付着量は、帯電量と比例する関係にあり、帯電量が低いときに付着量は少なく、帯電量が高いときに付着量は多くなる。以上から明らかなように、針電極８１に印加される電圧が一定である場合には、相対湿度が高いときに付着量が少なくなり、相対湿度が低いときに付着量が多くなる。これに対し、本実施形態によれば、針電極８１に印加する電圧が相対湿度に応じて調整されるので、相対湿度が低いときや高いときでも、粉体離型剤１の帯電量を、常に一定にすることができる。そしてこのことから、粉体離型剤１の付着量を、湿度によらず一定にすることができるので、鋳造品の寸法・肉厚を常に所望のものとすることができる。
【００６７】
また、本実施形態の鋳造システム１０では、図５や図６に示したように、支持部１７Ａ，１７Ｂが配置される直線Ｘ上を境界とする一方側及び他方側のうち、一方側に粉体供給装置１３とロボット１２とが配置され、他方側に炉１４が配置されるので、粉体供給装置１３やロボット１２を炉１４から遠ざけることができる。したがって、炉１４の熱が粉体離型剤１に及ぼす影響を小さく抑えることができる。また、粉体供給装置１３とロボット１２とを同一側に配置できるので、粉体供給装置１３とロボット１２とを接近させることができる。これにより、上型用ノズル６３や下型用ノズル６４と粉体供給装置１３とをつなぐ管路（配管６１，６２）の延長を短くできるので、当該管路に粉体離型剤１が滞留することを防止できる。また、上述のように管路の延長を短くできるので、粉体供給装置１３で生じさせる空気流の圧力を大きくすることを要せず、粉体離型剤１をノズル６３，６４から噴出させることができる。
【００６８】
さらに上述した図５や図６のレイアウトによれば、ロボット１２が支持部１７Ａ，１７Ｂの側方に存在しないので、ロボットアーム６０の構造や動作を複雑にすることなく、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込むことが可能である。すなわち、ロボット１２が支持部１７Ａ，１７Ｂの側方に存在する場合には、ロボット１２と鋳造部１６との間に支持部１７Ａ，１７Ｂが介在するようになるので、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込む際に、支持部１７Ａ，１７Ｂやタイバー２３を回避する動作をロボットアーム６０に行わせる必要がある。このため、ロボットアーム６０の構造や動作を複雑にする必要がある。一方、図５や図６のレイアウトによれば、ロボット１２が支持部１７Ａ，１７Ｂの側方に存在しないことで（ロボット１２が直線Ｘ上に存在しないことで）、ロボット１２と鋳造部１６との間に支持部１７Ａ，１７Ｂが介在しない。このため、上述のような支持部１７Ａ，１７Ｂ等を回避する動作をロボットアーム６０に行わせることを要せず、ロボットアーム６０の先端を上型３０と下型３１との間に差し込んで、ノズル６３，６４を上型３０・下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａと向かい合わせることができる。したがって、粉体離型剤１を上型３０・下型３１のキャビティ面３２ａ，３３ａに塗布することが容易である。
【００６９】
また、傾斜鋳造機１１に対する粉体供給装置１３Ａ，１３Ｂやロボット本体部６５の離隔距離が、鋳造部１６の回転半径Ｒよりも大きく設定されるので、粉体供給装置１３やロボット１２が、鋳造部１６の回転に支障しない。これにより、鋳造部１６での重力鋳造が円滑に行なわれる。
【００７０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限らず、種々変更することができる。
【００７１】
例えば、上記の実施形態では、負極性に帯電させた粉体離型剤１を、正極性となる金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに噴出する例を示したが、これとは逆に、正極性に帯電させた粉体離型剤１を、負極性となる金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに噴出するようにしてもよい。この場合には、針電極８１（図１６）への印加電圧が制御されることで、針電極８１からプラスイオンが放出されて、このプラスイオンの付着により、粉体離型剤１が正極性に帯電する。そして、当該正極性に帯電した粉体離型剤１が金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに近づいていくことで、金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａは負極性となる。このようにしても、粉体離型剤１とキャビティ面３２ａ，３３ａとが、反対の極性となるので、粉体離型剤１を確実にキャビティ面３２ａ，３３ａに付着させることができる。
【００７２】
また、上記の実施形態では、針電極８１への電圧の印加により、粉体離型剤１を帯電させる例を示したが、粉体離型剤１を帯電させる方法はこれに限られない。例えば、粉体離型剤１をノズル６３，６４の内壁にぶつけたときの摩擦で、粉体離型剤１を帯電させるトリボ方式が採用されてよい。
【００７３】
また、ロボットアーム６０の構造は、図７や図８に示す構造に限られない。ロボットアーム６０は、金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａにノズル６３，６４を向かい合わせることの可能な任意の構造を有し得る。また、ロボットアーム６０におけるノズル６３，６４の固定位置も、ロボットアーム６０の先端に限らず、ロボットアーム６０の任意の位置に設定可能である。
【００７４】
本発明者らは、本発明の重力鋳造方法により成形した鋳造品（以下、実施例の鋳造品）と、従来の重力鋳造方法で成形した鋳造品（以下、比較例の鋳造品）との機械的特性を比較する試験を行なった。以下、この試験について説明する。
【００７５】
比較例の鋳造品は、従来のセラミックス系塗型剤を金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに塗布して成形したものである。
【００７６】
実施例の鋳造品は、図１７の処理によって成形したものであり、塗布工程（ステップＳ１〜Ｓ３）では、コロナチャージ方式の静電塗布ノズルを用いて、負極性に帯電させた粉体離型剤１を、正極性となる金型１５のキャビティ面３２ａ，３３ａに塗布した。粉体離型剤１に含まれる中芯材２は、珪藻土とシリカとの化合物である（珪藻土の重量％は９６％であり、シリカの重量％は４％である）。粉体離型剤１のメジアン粒子径は、２５μｍである。静電塗布ノズルの針電極８１に印加された電圧は５０ＫＶである。粉体離型剤１を搬送する空気流の流量は４．０ｍ３／ｈである。
【００７７】
充填工程（ステップＳ４〜Ｓ６）では、７５０℃〜７８０℃のアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）の溶湯を、炉１４からバケット３５に注湯した後、金型１５を回転させることで、バケット３５内の溶湯をキャビティＫに充填した。そして、金型１５の回転開始から１４０秒後に、型開きを行なって（ステップＳ８）、実施例の鋳造品を得た。
【００７８】
そして、上記の方法で得られた実施例及び比較例の鋳造品の組織観察を行った。この観察の際には、マイクロカッターで鋳造品から試料を切り出し、光、硬化性樹脂に包埋するとともに、包埋試料を、サンドペーパーで粗研磨して、１μｍのダイヤモンドペーストを用いたバフ研磨により鏡面仕上げを行った。この後、鏡面仕上げの行なった試料を、ケラー液にてエッチングして、光学顕微鏡により観察した。図２２や図２３は光学顕微鏡で撮影された写真であり、図２２は実施例の試料の表面を示し、図２３は比較例の試料の表面を示す。図２２及び図２３を比較すれば明らかなように、実施例の試料は、比較例の試料に比べて、鋳造組織が微細であった。
【００７９】
また、本試験では、実施例及び比較例の鋳造品について、２次デンドライトアームスペーシング（Secondary Dendrite Arm Spacing：ＳＤＡＳ）・引張強さ・伸び率を測定した。
【００８０】
２次デンドライトアームスペーシング（以下、ＳＤＡＳ）は、光学顕微鏡の写真に示される試料の表面から、デンドライト状の部分をランダムに選び、その長さと枝数から算出したものである。
【００８１】
引張強さや伸び率の測定の際には、ワイヤ放電加工機（ブラザー工業株式会社製：ＨＳ３００）を用いて、鋳造品から試料を切り出した。そして、試料の放電加工面をサンドペーパーにて研磨し、放電加工影響部を除去した。なお、その他の表面は鋳造時のままとした。そして、試料に対して熱処理を行った。この熱処理は、試料に対して５２５℃の溶体化処理を８時間行った後、試料を一晩室温にて放置し、この後、試料に対して１６０℃の時効処理を６時間行うものである。そして、熱処理前の試料の引張強さ・伸び率と、熱処理後の試料の引張強さ・伸び率とを、インストロン型試験器で測定した。この測定は、室温で行ったものであり、インストロン型試験器の引張速度は、３ｍｍ／ｍｉｎであった。ＳＤＡＳ・引張強さ・伸び率の測定結果を、以下の表１に示す。
【００８２】
【表１】
0006406667.tif 000002
【００８３】
表１に示すように、比較例は、ＳＤＡＳが２０μｍ〜４０μｍであった。これに対して、実施例は、ＳＤＡＳが、８μｍ〜１５μｍであり、比較例の５０％（１／２）程度であった。このことから、本発明の重力鋳造方法によれば、鋳造品の凝固組織を小さくできることが確認された。
【００８４】
また、熱処理前の引張強さについては、実施例の測定値が比較例の測定値の１．３倍（１３０％）となった。熱処理後の引張強さについては、実施例の測定値が比較例の測定値の１．１７倍（１１７％）となった。また、熱処理前の伸び率については、実施例の測定値が、比較例の測定値の２．３３倍（２３３％）となり、熱処理後の伸び率については、実施例の測定値が、比較例の測定値の１．５６倍（１５６％）となった。以上のことから、本発明の重力鋳造方法によれば、引張強さや伸び率が大きく、機械的特性に優れる鋳造品を成形できることが確認された。
【００８５】
また、本試験では、比較例の鋳造品の重量や、実施例の鋳造品の重量を測定しており、比較例と実施例との重量比（比較例の重量：実施例の重量）が、１００：５４になることが確認された（すなわち、実施例は、比較例に比べて、比較例の重量の４６％ほど軽量なものであることが確認された）。この実施例と比較例との重量の差は、本発明の粉体離型剤１が従来のセラミックス系塗型剤よりも高い湯回り性を生じさせることで、実施例の最小肉厚を２ｍｍ程度に抑えることができ、実施例の肉厚を、比較例の肉厚よりも、薄くできたことによる。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ，１Ｂ  粉体離型剤
２Ａ，２Ｂ  中芯材
３Ａ，３Ｂ  球状粒子
１０  鋳造システム
１１  傾斜鋳造機
１２  ロボット
１３  粉体供給装置
１４  炉
１５  金型
１６  鋳造部
１７Ａ，１７Ｂ  支持部
３０  上型
３１  下型
３２  上型の凹部
３３  下型の凹部
３２ａ  上型のキャビティ面
３３ａ  下型のキャビティ面
６０  ロボットアーム
６１，６２  配管
６３  上型用ノズル
６４  下型用ノズル
６５  ロボット本体部
７０  投入部
７１，７２  接続管
８１  針電極
Ｋ  キャビティ
【図１】
0006406667.tif 000003
【図２】
0006406667.tif 000004
【図３】
0006406667.tif 000005
【図４】
0006406667.tif 000006
【図５】
0006406667.tif 000007
【図６】
0006406667.tif 000008
【図７】
0006406667.tif 000009
【図８】
0006406667.tif 000010
【図９】
0006406667.tif 000011
【図１０】
0006406667.tif 000012
【図１１】
0006406667.tif 000013
【図１２】
0006406667.tif 000014
【図１３】
0006406667.tif 000015
【図１４】
0006406667.tif 000016
【図１５】
0006406667.tif 000017
【図１６】
0006406667.tif 000018
【図１７】
0006406667.tif 000019
【図１８】
0006406667.tif 000020
【図１９】
0006406667.tif 000021
【図２０】
0006406667.tif 000022
【図２１】
0006406667.tif 000023
【図２２】
0006406667.tif 000024
【図２３】
0006406667.tif 000025