(57)【要約】【課題】複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを従来よりも確実に調整することを目的とする。【解決手段】湯道分岐構造体は、分岐前湯道１０１、分岐前湯道１０１から分岐する複数の分岐後湯道１０２、１０３、および複数の分岐後湯道１０２、１０３への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部１５０を備えるものとした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分岐前湯道、前記分岐前湯道から分岐する複数の分岐後湯道、および前記複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部を備える湯道分岐構造体。
【請求項２】
前記湯溜り部は、前記分岐前湯道における溶湯の進行方向に突出する前記分岐前湯道の延長部からなり、前記延長部の突出方向に垂直な断面は、前記分岐前湯道と同一または前記分岐前湯道よりも大きい請求項１記載の湯道分岐構造体。
【請求項３】
分岐前湯道、前記分岐前湯道から分岐する複数の分岐後湯道、および前記複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部を備え、前記複数の分岐後湯道の末端に位置する複数のゲートと一つ以上のキャビティを有する鋳造用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属鋳造に用いる湯道分岐構造体および湯道分岐構造を備えた鋳造用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の湯道分岐構造においては、分岐前湯道から複数の分岐後湯道への溶湯の流量を均一にするために、分岐前湯道の中央に分岐点を配置するなど、分岐点の位置調整が行われている（例えば、特許文献１参照）。図５は、従来の湯道分岐構造体の要部概念図であり、図６は従来の湯道分岐構造を備えた多点ゲート金型の概念図である。
【０００３】
図５において、湯道分岐部２００は、分岐前湯道２０１、分岐後湯道２０２および分岐後湯道２０３からなり、分岐点２０４は、分岐前湯道２０１の中心線２０５上に配置されている。また、分岐後湯道２０２と分岐後湯道２０３とは、中心線２０５に対して対称な形状を有する。このような構造により、分岐後湯道２０２および２０３に流入する溶湯量の均一化を図るとともに、溶湯の流入タイミングを揃える工夫がなされている。
一方、分岐後湯道２０２および２０３への溶湯の流入タイミングが揃わない金型では、分岐点２０４の位置を中心線２０５からずらすことにより、溶湯の流入タイミングの均一化が図られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１７３９２号公報（第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の湯道分岐部２００では、分岐前湯道２０１内での溶湯の速度分布が、分岐後湯道２０２および２０３への溶湯の流入タイミングを決定している。しかし、図５（ａ）に矢印で示すように、溶湯の速度分布２０６は、成形毎に変化する。そのため、速度差ｘに応じて、分岐後湯道２０２および２０３への溶湯の流入タイミングに、図５（ｂ）に示すような差２０７を生じる。
【０００６】
このような流入タイミングの差により、図６に示すような複数の湯道分岐部を有する従来の多点ゲート金型等では、溶湯がゲート２０８ａ〜ｄへ到達するまでの時間に差を生じる。特に、薄肉成形品を鋳造する際に、複数のゲート２０８ａ〜ｄに溶湯が流入するタイミングに差が生じた場合、最初に溶湯が流入したゲート２０８ａ付近で溶湯の凝固が進み、最後にゲート２０８ｂに溶湯が流入したときにはゲート２０８ａが凝固した材料で塞がれてしまい、キャビティ２５０内へ溶湯の良好な充填状態が得られないという問題が生じる。
【０００７】
また、最初に溶湯が流入したゲート２０８ａが塞がれるまでに最後のゲート２０８ｂに溶湯が到達したとしても、各ゲート付近で溶湯の温度に差が生じてしまうため、やはり良好な充填が得られない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みたものであり、複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを従来よりも確実に調整することが可能な湯道分岐構造体およびそのような湯道分岐構造を有する鋳造用金型を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、分岐前湯道、前記分岐前湯道から分岐する複数の分岐後湯道、および前記複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部を備える湯道分岐構造体に関する。
【００１０】
本発明は、また、分岐前湯道、前記分岐前湯道から分岐する複数の分岐後湯道、および前記複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部を備え、前記複数の分岐後湯道の末端に位置する複数のゲートと一つ以上のキャビティを有する鋳造用金型に関する。前記金型には、多数個取り金型や複数のゲートを有する１個取り金型が含まれる。
【００１１】
前記湯道分岐構造体および鋳造用金型において、前記湯溜り部は、前記分岐前湯道における溶湯の進行方向に突出する前記分岐前湯道の延長部からなり、前記延長部の突出方向に垂直な断面は、前記分岐前湯道と同一または前記分岐前湯道よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、分岐前湯道から流れてくる溶湯は、分岐後湯道へ流入する前に一度湯溜り部に入ることになる。湯溜り部の先端まで到達した溶湯は、直進することができず先端で滞留する。つまり、湯溜り部は、分岐前の溶湯が持つ速度のばらつきが、分岐後の湯流れに影響を及ぼすことを防止する。
【００１３】
湯溜り部に滞留した溶湯は、圧力により分岐後湯道に押し出される。この圧力は分岐後の各湯道に均等に作用するため、分岐後湯道へ溶湯が流入するタイミングと溶湯速度もまた同一になる。これにより、湯道内での溶湯の速度分布が成形毎に変化しても、分岐後の各湯道へ溶湯を同時に流入させることが可能となり、複数のゲートに同時に溶湯を流入させることが可能となる。この結果、多数個取り金型や、複数のゲートを有する１個取り金型において、良好な充填が可能となる。
【００１４】
実際の成形における湯道内の溶湯速度は、約数ｍ／ｓから数百ｍ／ｓといった高速であることから、湯道内での溶湯の流れは乱流であり、直線方向の速度成分以外に、湯道進行方向に対して法線方向の速度成分も併せ持つ。従って、分岐点の進行方向上に設けた湯溜り部に溶湯が滞留する前にも、分岐後湯道へ溶湯が流入する。しかしながら、直進方向の速度成分と比較して法線方向の速度成分は非常に小さいため、各ゲートへの溶湯の到達タイミングを均一化するという本発明の目的には、特に影響がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる湯道分岐構造体の要部概念図である。
【００１６】
図１より、湯道分岐部１００は、分岐前湯道１０１、分岐後湯道１０２、分岐後湯道１０３および分岐後湯道１０２、１０３への溶湯の流入タイミングを調整する湯溜り部１５０からなる。湯溜り部１５０は、分岐前湯道１０１における溶湯の進行方向に突出するように設けられている。湯溜り部１５０の高さｈは１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、分岐前湯道１０１から流れてくる溶湯は湯溜り部１５０に流入する。そして、溶湯が湯溜り部１５０に流入して直進できなくなった時点で、分岐前湯道１０１内には圧力がかかる。湯溜り部１５０に滞留した溶湯は、圧力により押し出され、分岐後湯道１０２および１０３へ流入が開始される。
図１（ａ）に矢印で示すように、溶湯の速度分布１０６は、流入する溶湯の速度ごとに異なるが、湯溜り部１５０を設けることにより、分岐前湯道１０１内での速度分布１０６のばらつきをなくすことができる。その結果、図１（ｂ）に示すように、分岐後湯道１０２および１０３への流入タイミングに差を生み出すことを防止できるとともに、同じ速度で溶湯を流入させることが可能になる。
【００１８】
図１では、分岐後湯道１０２および１０３を分岐前湯道１０１に対して直角方向に設けたが、この角度は任意である。また、分岐点１０４を通過後の湯道を２分岐とし、分岐後湯道１０２および１０３を設けたが、湯道は３分岐以上としてもよい。
【００１９】
図２および３は、断面積の異なる湯溜り部を有する湯道分岐部の要部概念図である。図２および３において、図１と同じ構成については同じ符号を用いて説明を省略する。
図２は、湯溜り部３０１の断面形状が分岐前湯道１０１よりも小さい場合を示し、図３は、湯溜り部３０２の断面形状が分岐前湯道１０１よりも大きい場合を示す。
【００２０】
図２より、湯溜り部３０１の断面形状が分岐前湯道１０１よりも小さい場合、分岐前湯道１０１から流れてくる溶湯の一部が湯溜り部３０１に入りきれず、直接、分岐後湯道１０２および１０３へ流入する。このため分岐前湯道１０１を通過するときの溶湯の速度分布が、分岐後湯道１０２および１０３内への流入タイミング差３０３となり、同時流入が得られない場合がある。
【００２１】
一方、図３より、湯溜り部３０２の断面形状が分岐前湯道１０１よりも大きい場合、分岐前湯道１０１から流れてくる溶湯を、湯溜り部３０２に流入させて、分岐後湯道１０２および１０３への流入タイミングを揃えることができる。
従って、分岐前湯道１０１から流れてくる溶湯を確実に湯溜り部へ流入させるために、湯溜り部の断面形状は分岐前湯道１０１よりも大きい方がよい。
【００２２】
上述したように、湯溜り部３０２の断面形状は、分岐前湯道１０１の断面形状よりも大きい方が好ましいが、湯溜り部３０２と分岐前湯道１０１の断面形状は同一であってもよい。
【００２３】
図４は、本発明の湯道分岐構造を備えた多点ゲート金型の概念図である。図４において、図１と同じ構成については同じ符号を用いて説明を省略する。
【００２４】
多点ゲート金型は、分岐前湯道における溶湯の進行方向に突出する湯溜り部１５０および５０１を設けている。湯道分岐点１０４から次の分岐点４０１までの湯道１０２および１０３の長さは同一である。また、湯道分岐点４０１から各ゲート１０８ａ〜ｄまでの湯道４０２〜４０５も同一の長さである。この構成により、溶湯を同時に同じ速度で、キャビティ２５０内に流入させることができ、良好な成形品を得ることが可能となる。
【００２５】
上述した鋳造用金型は、１個のキャビティに複数のゲートから溶湯を充填させる構造としているが、複数のゲートを用いて複数のキャビティに溶湯を充填させる構造としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、湯道分岐構造体が分岐前湯道における溶湯の進行方向に突出する湯溜り部を備えたので、複数の分岐後湯道への溶湯の流入タイミングを揃えることができる。また、このような湯道分岐構造を備えた鋳造用金型を構成することにより、良好な成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる湯道分岐構造体の要部概念図である。
【図２】断面積の小さい湯溜り部を有する湯道分岐部の要部概念図である。
【図３】断面積の大きい湯溜り部を有する湯道分岐部の要部概念図である。
【図４】本発明の湯道分岐構造を備えた多点ゲート金型の概念図である。
【図５】従来の湯道分岐構造体の要部概念図である。
【図６】従来の湯道分岐構造を備えた多点ゲート金型の概念図である。
【符号の説明】
１００、２００  湯道分岐部
１０１、２０１  分岐前湯道
１０２、１０３、２０２、２０３、４０２、４０３、４０４、４０５  分岐後湯道
１０４、２０４、４０１  分岐点
１０６、２０６  速度分布
１０８、２０８  ゲート
１５０、３０１、３０２、５０１  湯溜り部
２０５  中心線
２５０  キャビティ
２０７、３０３  流入タイミング差
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005000953.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005000953.tif 000007
【図６】
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