(57)【要約】  本発明は、金属鋳造に使用される単一構造のネックダウンフィーダを提供する。ネックダウンフィーダは、その第１の端部で、鋳型パターン上に設置するための先細の基部と一体的に形成される本体部を含む。本体部および基部は、使用中に、ネックダウンフィーダが破壊可能であって、それによって少なくとも基部の一部が本体部から分離してその中に受け容れられるように構成されてなる、１または複数の脆弱領域を有する連続的な側壁によって規定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属鋳造に使用される単一構造のネックダウンフィーダであって、その第１の端部で、鋳型パターン上に設置するための先細の基部と一体的に形成される本体部を含み、本体部および基部は、使用中に、ネックダウンフィーダが破壊可能であって、それによって少なくとも基部の一部が本体部から分離してその中に受け容れられるように構成されてなる、１または複数の、低減された厚みの領域を有する連続的な側壁によって規定され、ネックダウンフィーダの破壊強度は５ｋＮ以下であることを特徴とするネックダウンフィーダ。
【請求項２】
側壁における１または複数の、低減された厚みの領域は、少なくとも部分的にネックダウンフィーダの基部に位置することを特徴とする、請求項１に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項３】
側壁における１または複数の、低減された厚みの領域は、フィーダの基部の全体に位置することを特徴とする、請求項２に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項４】
ネックダウンフィーダの破壊強度は、３ｋＮ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項５】
低減された厚みの領域は、側壁の全周にわたって延びる、低減された厚みの連続した帯状部によって構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項６】
低減された厚みの領域における側壁の厚みは、本体部および／または基部の側壁の残余の領域の厚みの７０％よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項７】
脆弱領域における側壁の厚みは、本体部および／または基部の側壁の残余の領域の厚みの５０％よりも小さいことを特徴とする、請求項６に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項８】
低減された厚みの領域は、溝、チャネル、または１つもしくは複数の切り欠きによって提供されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項９】
１または複数の、低減された厚みの領域は、使用中に、ネックダウンフィーダが実質的に２つの部分に破壊可能なように配置されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項１０】
蓋をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項１１】
成形ピンをさらに含み、その端部は、蓋を通って部分的に延びる中心孔内、または蓋をその表面まで完全に通る中心孔に受け容れられることを特徴とする、請求項１０に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項１２】
０．８〜１．０ｇｃｍ−３の密度を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項１３】
発熱性組成物を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のネックダウンフィーダと、ブレーカコアとを含むことを特徴とするフィーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型を用いる金属鋳造作業において使用されるネックダウンフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な鋳造プロセスにおいては、溶融金属が、鋳物の形状を規定する予め形成された鋳型キャビティ内に注入される。しかしながら、金属は凝固時に収縮し、結果として、最終鋳物において受け入れることができない欠陥となる引け巣を生じる。これは鋳造業界においてよく知られた問題であり、鋳型形成中に鋳型に一体化される押湯スリーブまたはライザの使用によって対処されている。各押湯スリーブは、鋳型キャビティと連通する追加の（通常、囲まれた）容積またはキャビティを提供するので、溶融金属もまた押湯スリーブ内に入る。凝固中、押湯スリーブ内の溶融金属は、鋳型キャビティ内に逆流して、鋳物の収縮を補償する。押湯スリーブキャビティ内の金属が鋳型キャビティ内の金属よりも長く溶融状態のままであることが重要であるので、押湯スリーブは高い断熱性またはより一般的に発熱性とされ、結果として、溶融金属と接触すると、追加の熱が発生して凝固を遅らせる。
【０００３】
鋳造材料の凝固および除去後、押湯スリーブ内からの不所望の残留金属が鋳物に付着したままであり、除去されなければならない。残留金属の除去を容易にするために、押湯スリーブキャビティは、ネックダウンスリーブと一般的に呼ばれる設計において、その基部（すなわち、鋳型キャビティに最も近接するであろう押湯スリーブの端部）に向かって先細にされてもよい。強い打撃が残留金属に与えられると、鋳物近傍であろう最も弱い部分で分離する（「ノックオフ」として一般的に知られるプロセス）。鋳物上の小さなフットプリントもまた、隣接する特徴部によってアクセスが制限され得る鋳物の領域において押湯スリーブの位置決めを可能にするのに望ましい。
【０００４】
押湯スリーブは、鋳型キャビティの表面上に直接取付けられてもよく、ブレーカコアとともに使用されてもよい。ブレーカコアは、中心に穴があり、鋳型キャビティと押湯スリーブとの間に位置する、耐火材料から成るディスク（典型的に、樹脂結合砂コア、またはセラミックコア、または押湯スリーブ材料から成るコア）に過ぎない。ブレーカコアを貫通する孔の直径は、押湯スリーブの内部キャビティ（必ずしも先細である必要はない）の直径よりも小さく設計されて、ノックオフが鋳物に近接するブレーカコアにおいて生じる。
【０００５】
鋳型砂は、２つの主要なカテゴリ、化学結合（有機または無機結合剤に基づく）と粘土結合とに分類可能である。化学結合鋳型砂結合剤は、典型的に、自己硬化システムであり、該システムでは、結合剤および化学硬化剤が砂と混合されて、結合剤および硬化剤が直ちに反応し始めるが、十分にゆっくりと、砂をパターンプレートの周りに造型させ、その後除去および鋳造のために十分に硬化させる。粘土結合鋳型システムは、粘土と結合剤としての水とを用い、「生」すなわち未乾燥状態で使用可能であり、一般的に生砂と呼ばれる。生砂混合物は、圧縮力下のみにおいては、すぐに流れず、または容易に移動しないので、パターンの周りに生砂を詰め込み、鋳型に十分な強度特性を与えるために、ジョルティング（jolting）、バイブレーティング（vibrating）、スクイージング（squeezing）およびラミング（ramming）の様々な組み合わせが、高い生産性で一様な強度の鋳型を製造するのに適用される。
【０００６】
鋳型の実務は、よく知られており、たとえばフォセコ鉄鋳造工ハンドブック（ＩＳＢＮ  ０７５０６４２８４  Ｘ）の第１２章および第１３章に記載されている。非ベーク処理または低温硬化処理として知られる典型的な処理は、砂と液体樹脂またはシリケート結合剤とを適切な触媒とともに、通常は連続式ミキサ内で混合することである。そして、混合砂は、振動およびラミングの組み合わせによってパターンの周りに詰め込まれて置いておかれ、その間に、触媒が砂混合物の硬化を引き起こす結合剤と反応を開始する。鋳型が取り扱い可能な硬さに達すると、パターンから除去され、化学反応が完了するまで硬化を継続する。
【０００７】
押湯スリーブが用いられる場合、押湯スリーブはパターンプレート上に載置され、混合砂が押湯スリーブの周りに加えられる。典型的には、パターンプレートと押湯スリーブとを備える鋳型は、パターンプレート上および押湯スリーブの周りに詰め込まれている混合砂で部分的に充填される。さらなる混合砂が、鋳型および詰め込まれた砂を埋めるために素早く追加され、硬化させてから、パターンプレートから除去される。押湯スリーブの基部の周囲への砂の詰め込みが不足または不十分であることに起因して、鋳物において表面の仕上がりの不良および欠陥を招くという問題がしばしば発生する。これは、ネックダウンあるいは先細のスリーブを使用するときに、パターンプレートと、確実にかつ要求されたレベルで砂を詰め込むことが困難である先細の側壁（ネック）の下側との間のアンダーカットにつながると、特に懸念されている。
【０００８】
ＥＰ−Ａ−１１８４１０４で提案されている解決法は、二部分（two-part）の押湯スリーブである。鋳造処理中、スリーブの頂部に圧力が印加され、スリーブの一方の要素が部分的に他方に嵌り込む。スリーブ部分の１つは常にパターンプレートに接触し、外側の上部スリーブ要素はパターンプレートに向かって移動し、その下方およびパターンプレートに隣接する鋳型砂を圧縮する。しかしながら、２つの鋳型（スリーブ）部分の初期の間隔を維持することが求められるタブまたはフランジから問題が発生する。鋳造中、これらの小さなタブは、折れて取れ（それによって嵌合動作が起こることが許容され）、たやすく鋳型砂へ落下する。一定の期間にわたって、これらの破片は、鋳型砂内に蓄積する。その破片が発熱性材料から成る場合、問題は特に深刻である。砂からの水分は、小さな爆発的欠陥を引き起こす可能性をもたらす発熱性材料（たとえば金属アルミニウム）と潜在的に反応し得る。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、既知のフィーダに関連した１または複数の問題を緩和する、鋳造処理に用いられる改良されたフィーダを提供することである。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、金属鋳造に使用される単一構造のネックダウンフィーダであって、その第１の端部で、鋳型パターン上に設置するための先細の基部と一体的に形成される本体部を含み、本体部および基部は、使用中に、ネックダウンフィーダが破壊可能であって、それによって少なくとも基部の一部が本体部から分離してその中に受け容れられるように構成されてなる、１または複数の、低減された厚みの領域を有する連続的な側壁によって規定され、ネックダウンフィーダの破壊強度は５ｋＮ以下であるネックダウンフィーダが提供される。
【００１１】
したがって、本発明は、単一片として構成され、スリーブに加えられる力、たとえば成形およびラム上昇動作などで壊れるように構成されるネックダウンフィーダを提供する。１以上の脆弱領域の配置は、所定の位置において側壁を破壊し、本体部から基部の少なくとも一部を分離する。それによって、鋳型パターンに接触している基部の一部の制御不能な破損を防ぐ。圧力が、鋳型形成中に鋳型プレートに向けて常に加えられるので、ネックダウンフィーダの本体部は、破損の際に鋳型プレートに向けて移動する。基部の分離部分は、静止したままである。なぜなら、それは、鋳型プレートに接触しているからである。
【００１２】
本発明のネックダウンフィーダは、圧力が従来の成形工程の間にネックダウンフィーダに加えられたときに壊れるように設計される。それは、したがって、ＥＰ１７７５０４５およびＤＥ２０２００７００５５７５Ｕ１に記載されたような、高圧の成形システムにおいて使用されるスリーブとは異なる。そのようなスリーブは、使用中における側壁の実質的な破損を避けるために高圧に耐えるように設計される。それらは、したがって、高密度材料から作製され、通常２０ｋＮを超える破砕強度を有する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の脆弱領域は、少なくとも部分的にネックダウンフィーダの基部に位置する。いくつかの実施形態において、側壁に存在する全ての脆弱領域がネックダウンフィーダの基部の全体に位置する。
【００１４】
基部が、本体部と一体化され、かつ本体部から分離可能である、ワンピースフィーダの規定は、簡単に、かつ低コストで構成することができるので、知られている二部分入れ子（two-part telescoping）スリーブよりも有利である。さらに、ワンピースフィーダは、圧縮中に折れて鋳型砂を汚染するタブを保持する必要性を回避する。
【００１５】
基部を本体部から分離させるとともに、本体部を鋳型プレートに向かって移動させて基部を受け容れさせる、側壁の破壊を引き起こすために必要とされる加圧量および力は、いくつかの要因に影響され、該要因は、ネックダウンフィーダの製造の材料、ならびに、側壁、特に脆弱領域の形状および厚みを含む。個々のネックダウンフィーダは、意図された応用、予測される関係している圧力、およびネックダウンフィーダの寸法の要求に応じて設計される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、破壊強度（すなわち、側壁の破壊を引き起こすために必要とされる力）は、５ｋＮ、３ｋＮ、または１．５ｋＮを超えない。破壊強度は常にフィーダの破砕強度よりも小さいことが理解されるであろう。
【００１７】
１つまたは複数の、低減された厚みの領域によって、本発明のネックダウンフィーダは、使用中に、壊れて実質的に２つの部分となるように構成される。いくつかの実施形態において、これらの２つの部分は、共同で、ネックダウンフィーダの少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％を含む。それによって、ネックダウンフィーダの側壁の破壊時に鋳型砂に落下するフィーダ材料の量が最小化される。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態において、ネックダウンフィーダの本体部は、概して円柱形状を有し、本体部の外周面は、実質的にスリーブの縦軸上に中心が位置する円形断面を有し、したがって、外側円周面を含む。あるいは、ネックダウンフィーダは概して長円型（oval）または小判型（obround）であってもよい。本体部の外周面の断面はスリーブの縦軸に沿って変化してもよい、または本体部は実質的に一定の外周面断面を有してもよい。ネックダウンフィーダの基部は実質的に円錐台形であってもよく、基部の断面の面積が本体部から遠位で減少する。
【００１９】
基部の先細にされた側壁とネックダウンフィーダの縦軸との間の内角は、意図した応用および要求に応じて変化することが理解されるであろう。角度が小さ過ぎる場合、長い基部をもたらし、一様でない破壊を得るであろう。角度が大き過ぎる場合、混合砂が流れて鋳型上の基部の下部および周囲に詰め込まれることが、一層困難になるであろう。
【００２０】
一連の実施形態において、基部の先細にされた側壁とスリーブの縦軸との間の角度は、１５〜５０度、２０〜４０度、または２５〜３０度である。
【００２１】
一実施形態において、側壁における脆弱領域は、低減された厚みの領域によって提供される。たとえば、１つまたは複数の脆弱領域の厚みは、本体部および／または基部の側壁の残余の領域（または、側壁の厚みが平均の厚みと比較して変化している場所）の厚みの、７０％、６０％、５０％、４０％、またはさらに３０％よりも小さくてもよい。
【００２２】
脆弱領域における側壁の適切な厚みは、少なくとも部分的にスリーブの破砕強度に依存する。たとえば、非常に強固なスリーブは、成形圧力において発生する破壊のために、脆弱領域において相対的に薄くなる側壁を要求してもよい。
【００２３】
一実施形態において、脆弱領域は、側壁の全周にわたって延びる、低減された厚みの帯状部によって構成される。
【００２４】
いくつかの実施形態において、脆弱領域は、側壁における、溝、チャネル、または１つもしくは複数の切り欠きによって提供される。溝、チャネル、または切り欠きは、側壁の内壁もしくは外壁、または側壁の内壁および外壁の両方に設けられてもよい。溝、チャネル、または切り欠きは、側壁の全周の周囲に延在してもよい。いくつかの実施形態において、単一の溝、チャネル、または切り欠きが、側壁に設けられてもよい。別の実施形態において、２つ以上の溝、チャネル、または切り欠きが、設けられてもよい。溝、チャネル、または切り欠きは、少なくとも部分的に、ネックダウンフィーダの基部、たとえば基部と本体部との境界に位置してもよい。あるいは、溝、チャネル、または切り欠きは、基部全体に位置してもよい。
【００２５】
１つまたは複数の脆弱領域を除いて、側壁は、ネックダウンフィーダの全ての部分において、実質的に同一の厚みであってもよい。あるいは、基部の側壁は、本体部の厚みと異なる厚みを有してもよい。いくつかの実施形態において、基部の側壁の厚みは、本体部の厚みよりも大きい、あるいは反対に、基部の側壁の厚みは、本体部の厚みよりも小さい。
【００２６】
したがって、脆弱領域は、従来の成形工程中の圧力下に置かれたとき、ネックダウンフィーダの予測可能かつ一貫した破壊を提供するために配置され、それによって、ネックダウンフィーダは、実質的に２つの部分に壊れ、該部分のうちの一方が他方の内部に受け容れられることを可能にする。
【００２７】
本発明のネックダウンフィーダは、任意の耐火断熱性材料、および／もしくは発熱材料、または知られているネックダウンフィーダが形成されている組成物から形成されてもよく、あるいは任意の耐火断熱性材料、および／または発熱材料、もしくは知られているネックダウンフィーダが形成されている組成物を含んでもよく、当業者は、それぞれの特定の要求のための適切な材料を選択することができるであろう。フィーダの性質は、特に限定されず、たとえば断熱性、発熱性、または両方の組み合わせを有してもよい。通常、ネックダウンフィーダは、耐火性フィラー（たとえば、繊維、中空微小球体、および／または粒子材料）、およびバインダの混合物から作製される。発熱性フィーダは、さらに、燃料（通常、アルミニウム、またはアルミニウム合金）、および大抵の場合開始剤／感熱剤を必要とする。さらに、ネックダウンフィーダは、任意の知られたフィーダ形成方法、たとえばスリーブ材料のスラリーを、形成機および外側鋳型の内部の周囲に真空形成し、その後、該スリーブを加熱して、水分を除去するとともに、材料を強化または硬化させることによって形成されてもよい。あるいは、スリーブは、材料を中子取り（core box）に詰め込み、または吹き込み（コアショット法）、かつ、バインダを硬化させるための反応性ガスまたは触媒のスリーブ通過を介して、昇温された中子取りを用いた加熱を介して、またはスリーブを取り除くとともに炉内で加熱することにより、スリーブを硬化させることによって形成されてもよい。適切なフィーダ組成物として、たとえば、ＦｏｓｅｃｏによってＫＡＬＭＩＮおよびＫＡＬＭＩＮＥＸの商品名で市販されている、スラリー法およびコアショット法の両方によって作製されたものがある。
【００２８】
ネックダウンフィーダの密度は、組成および製造方法によって決まる。一実施形態では、ネックダウンフィーダの密度は、１．５ｇｃｍ−３未満、１．０ｇｃｍ−３未満、または０．７ｇｃｍ−３未満である。一実施形態では、ネックダウンフィーダの密度は、０．８〜１．０ｇｃｍ−３または０．５〜０．７ｇｃｍ−３である。
【００２９】
一実施形態では、単一のネックダウンフィーダは、無蓋である。ある用途において、ネックダウンフィーダは、鋳物砂がネックダウンフィーダに落下することと鋳造の間にキャビティができることとを防ぐための蓋または覆いをさらに含んでもよい。蓋は、異なる組成のネックダウンフィーダと同じ材料からも作製されてもよい。いくつかの実施形態において、ネックダウンフィーダは、成形ピンを含み、その端部は、蓋を通って部分的に延びる中心孔（すなわち、ブラインドボア）内、または蓋をその表面まで完全に通る中心孔に受け容れられる。型形成の間、破損において圧力がネックダウンフィーダの本体部を鋳型プレートに向けて移動させるとき、成形ピンは、中心孔を通過し（ブラインドボアの場合、蓋の表面を貫通する）、ネックダウンフィーダの本体部が縦軸から逸脱することなく単一の方向に鋳型プレートに向けて移動することを確実にする。このことは、基部が、鋳型プレートに完全に接触したままであり、砂が本体部の下に均一に詰め込まれることを確実にする。
本発明は、一例として、添付の図面を参照して説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るフィーダの断面を概略的に示す。
【図２】加圧およびフィーダの破砕後における図１のフィーダの断面を概略的に示す。
【図３】本発明の他の実施形態に係るフィーダの断面を概略的に示す。
【図４】蓋および成形ピンとともに使用されるような図１のフィーダの断面を概略的に示す。
【図５】本発明の実施形態に係るフィーダを提供するための改良前のフィーダの断面を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、鋳型パターンプレート２８上に取り付けられ、溶融金属を受け容れるためのキャビティ１４を規定する連続的な側壁１２を含むフィーダ１０を示す。側壁１２は連続的であるが、２つの部分、つまり本体部１０ａを規定する円形断面の概ね管状の上部側壁１２ａと、基部１０ｂを規定する概ね円錐台形の下部側壁１２ｂとを含むとみなされてもよい。示される本実施形態において、下部側壁１２ｂの厚みは、上部側壁１２ａの厚みよりも概ね大きい。
【００３２】
側壁１２は、本体部１０ａの頂部からその長さの大部分に沿ってフィーダ１０の縦軸Ａに平行に延び、次に本体部１０ａの底端部に近い領域から基部１０ｂの底端部までフィーダ１０の縦軸Ａに向けて内向きに先細になる外表面１６を有する。
【００３３】
上部側壁１２ａは、スリーブ１０の縦軸Ａに平行である内表面１８を有し、それによって円筒状のキャビティ領域１４ａを規定する。上部側壁１２ａの大部分は、したがって、一定の厚みであり、その底端部において（外側の）先細部分を有する。
【００３４】
下部側壁１２ｂは、外表面１６の先細部分にほぼ平行である内表面２０を有し、それによって円錐台形キャビティ領域１４ｂを規定するが、基部の底において広がり、下部キャビティ領域１４ｂにおける制限を規定する。示される実施形態において、内表面２０と、フィーダの縦軸Ａとの間の内角αは、２７°である。鋳造後、この領域は、フィーダにおける残余の材料に形成される切れ込みをもたらし、ノックオフを容易にする。
【００３５】
基部１０ｂの最上部は、上部側壁領域１２ａの内表面１８の下端部と、基部１０ｂの内表面２０の上端部とを相互接続する環状面２２によって規定される。環状面２２と内表面１８との間に直角が規定される。
【００３６】
上述の構造が、著しく低減された厚みの領域または帯状部２４を有する側壁１２をもたらすことが理解されるであろう。この領域２４は、フィーダ１０の全周にわたって延びる。示される実施形態において、この領域２４の厚みは、その最も薄い点において、上部側壁１２ａの厚みの約４０％まで減少する。厚みの減少した領域２４は、矢印Ｆの方向においてフィーダ１０に力が加えられるとき、側壁１２が壊れ、基部１０ｂを本体部１０ａから切断するような脆弱領域を提供する。脆弱領域２４の周囲の側壁１２の構造は、点線Ｂ１およびＢ２によって規定された部分によって示されるように、加えられた力の方向に略平行である実質的に垂直な割れの形成をもたらす。フィーダ１０の垂直切断は、本体部１０ａの上部円筒キャビティ１４ａの内径未満の外径を有する基部１０ｂの大部分の分離をもたらす。したがって、図２に示されるように、基部１０ｂの部分は、フィーダ１０にさらなる圧力を加えると、本体部１０ａが鋳型プレートに向けて移動するとき、本体部１０ａの円筒キャビティ１４ａ内に受け容れられる。本体部１０ａが力を加えた方向に下がるにつれて、先細部分の下の領域における混合砂３０および鋳型パターン２８は、さらに圧縮され詰め込まれる。
【００３７】
図３は、キャビティ１１４を規定する連続的な側壁１１２を含むフィーダ１００の他の実施形態を示す。図１に示される実施形態と同様に、側壁１１２は、本体部１００ａを規定する円形断面の概ね管状の上部側壁１１２ａと、基部１００ｂを規定する概ね円錐台形の下部側壁１１２ｂとを含む。
【００３８】
側壁１１２は、本体部１００ａの頂部から基部１００ｂの上端部までフィーダ１００の縦軸Ａに平行に延びる内表面１１８を有し、それによって円筒キャビティ領域１１４ａを規定する。基部１００ｂの上端部から、内表面１１８は、基部１００ｂのほぼ底端部までフィーダ１００の縦軸Ａに向けて内向きに先細になり、それによって円錐台形キャビティ領域１１４ｂを規定する。内表面１１８は、基部１００ｂの底部において広がり、下部キャビティ領域１１４ｂにおける制限を規定する。鋳造後、この領域は、フィーダ内の残余の材料に形成される切れ込みをもたらし、ノックオフを容易にする。
【００３９】
側壁１１２は、本体部１００ａの上端部から基部１１０ｂに部分的に入るまでフィーダ１００の縦軸Ａに平行に延びる外表面１１６を有する。したがって、上部側壁１１２ａが一定の厚みであることが理解されるであろう。基部１００ｂの上端部の近くから、外表面１１６は、フィーダ１００の縦軸Ａに向けて内向きに基部１００ｂの底端部まで先細になる。外表面１１６の先細の部分は、下部側壁１１２ｂにおいて直角の溝またはステップを規定する、環状面１２２ａと円筒状表面１２２ｂと交差する。
【００４０】
下部側壁１１２ｂの外表面１１６における溝は、基部において、本体部との接合部の近傍で、著しく低減された厚みの領域または帯状部１２４をもたらす。この低減された厚みの帯状部１２４は、フィーダ１００の全周にわたって延びている。図１の実施形態に示すように、この低減された厚みの領域１２４は、力が矢印Ｆの方向に沿ってフィーダ１００に加えられると、下部側壁１１２ｂが破壊し、点線Ｂ１とＢ２との間に広がる断面で分断するように、脆弱領域を提供している。再度、フィーダ１００の垂直切断は、基部１００ｂの要部の分離をもたらし、そして、本体部１００ａの円筒キャビティ１１４ａが、加えられた力Ｆの方向に向かって移動するので、基部１００ｂの要部は、本体部１００ａの円筒キャビティ１１４ａ内に受け容れられる。本体部１００ａは、その底部に環状の表面１２２ａを有していることにより、鋳型パターン２８の上方で混合砂３０の良好な圧縮と詰め込みとを可能にさせる。
【００４１】
図４は、蓋４０を有するフィーダ１０を示している。蓋４０は、支持ピン５０を収容する切欠きまたはブラインド穴４２を有し、それは、成形作業の前および成形作業中に、鋳型パターン２８上において適所にフィーダ４０を保持するために用いられる。蓋４０に切欠き４２を設けることは、薄肉部４４を有する蓋をもたらす。
【００４２】
支持ピンは、本体５２ａと細い頂部５２ｂとを有しており、それらはいずれも概して円筒状である。本体５２ａは、その底部に、ボス５５上で適所に本体５２ａを固定するねじ山（図示せず）を有しており、ボス５５は、パターンプレート２８上に位置している。フィーダ１０の頂部および蓋４０に矢印Ｆの方向に沿って圧力が加えられると、フィーダ本体１０ａおよび蓋４０は、鋳型パターン２８の方向へ、縦軸Ａに平行かつ縦軸Ａから逸脱せずに、下方へ移動する。この移動により、ピン５２の頂部５２ｂは、切欠き４２を通って移動して、蓋４０の薄肉部４４を貫通する。蓋４０の貫通は、成形中に鋳型砂がフィーダおよび鋳物キャビティに落ちることを防止するのに加えて、鋳物上で精製された鋳型ガスが素早く放出されることを許容する通気孔をもたらす。
＜実施例＞
【００４３】
図５に示すように、円錐台状の基部６４が一体的に形成された管状の本体部６２を有する（「ＺＴＡ１」と名付けられた）フィーダ６０が、従来の真空形成技術を用いて、ＫＡＬＭＩＮＥＸ発熱性スラリーから作製された。そのフィーダの寸法が、表１に示されている。基部と本体部との間の接合部で、厚みを低減した領域を設けるために、内部の側壁が６ｍｍまたは１２ｍｍだけ擦り減らされた。
【表１】
2015515929.tif 000003
【００４４】
改良されたＺＴＡ１フィーダの標準圧縮試験が実行された。その結果が表２に示されている。比較のために、高圧成形ラインで用いられる、出願人によって提供された異なる種類のフィーダの破壊強度も示されている。
【表２】
2015515929.tif 000004
１ＺＴＡ１について示されている値は、破壊強度、すなわち、フィーダを、一方の部分が他方の部分の内側に受け容れられる、２つの予め定められた部分に分割するために必要な力である。比較フィーダは、２つの定義された部分に破壊しないので、「破壊」強度を有しないが、その代わりに、十分な力が加えられると多数の破片に分割されるということで評価されている。したがって、比較フィーダの強度は、「圧壊」強度である。
【００４５】
圧縮下に置かれたとき、ＺＴＡ１フィーダは、フィーダの基部がフィーダの本体から分離してフィーダの本体内に受け容れられるように崩壊した。行われた各試験では、フィーダは、予想されたように、低減された厚みの領域において、その周囲で破壊していた。各場合において、フィーダ材料から成る小さな粒子を少しだけ放出しながら、きれいな破壊が達成されていた。ＺＴＡ１フィーダの破壊強度は、３ｋＮ未満であることが分かった。表２に示すように、高圧成形ラインで用いられる比較フィーダの破壊強度は、著しく高いものであった。
【図１】
2015515929.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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