(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の外枠と、該外枠内に同心円状に配置される径の異なる複数のモールド枠とを有し、これらモールド枠相互間のリング状の間隙部がリング状部品を鋳造するための製品型部とされる鋳造装置であって、
前記外枠と最外周位置のモールド枠との間のリング状空間は、注湯された金属溶湯を一時貯留する湯溜まり部とされ、前記外枠の内底部には、前記湯溜まり部と前記製品型部とを連通させ、前記湯溜まり部に注湯された金属溶湯を前記製品型部に案内する湯道部が、前記湯だまり部に金属溶湯を供給する注湯部に対して反対側に設けられていることを特徴とするリング状部品の鋳造装置。
【請求項２】
前記湯道部は、前記湯溜まり部に金属溶湯を供給する注湯部に対して１８０°反対側に設けられていることを特徴とする請求項１記載のリング状部品の鋳造装置。
【請求項３】
前記外枠の下方には、該外枠の外底面を冷却する冷却板が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリング状部品の鋳造装置。
【請求項４】
前記外枠の内底面には、同心円状となるように径方向に間隔をおいて複数の溝が形成され、これら溝内に、各モールド枠の下端部が着脱可能に嵌合されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリング状部品の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解めっき装置に使用されるアノード電極等のリング状部品を鋳造するための鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に示される電解めっき装置が知られている。この電解めっき装置は、めっき液を内部に貯留する処理容器内の下部に、アノードが配置されるとともに、処理容器の上部には、カソードとして機能する被めっき体が設置され、処理容器の内底部から被めっき体に向けてめっき液を噴出しながらアノードと被めっき体との間に通電して、被めっき体に電気めっきする構成である。この場合、処理容器内に配置されるアノードとして、めっき成分をイオン化する効率を高めるために、同心円状でかつ径方向に間隔をおいて多重に設置されるリング状部品が使用されている。このアノードに使用されるリング状部品は一般には鋳造により製造される。
【０００３】
一方、このような鋳造部品を製造するための鋳造装置として、例えば特許文献２に示される金属インゴット鋳造装置がある。この鋳造装置は、注湯口から流し込まれた金属溶湯を一旦貯留する溶湯保持室と、金属溶湯の凝固により製品を形成する製品型部とからなる鋳型部を具備するものであって、該鋳型部の溶湯保持室と製品型部との間には、下部に湯道を有する隔離壁が設けられている。
この隔離壁は、溶湯保持室に流し込まれた金属溶湯に含まれるドロス（異物となる酸化金属）を上層に浮遊させ、その下部に、ドロスを除いた金属分のみを製品型部に至らせる湯道を有するものである。そして、この隔離壁によって、金属溶湯に含まれるドロスが除去されて、製品型部内で鋳造されるインゴットに、ドロスの巻き込みに伴う引け巣やクラックが発生することを防止できるものである。
【特許文献１】特表２００２‐５４１３２６号公報
【特許文献２】特開２００３‐３１１３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献２に示される鋳造装置では、ドロスを分離するための溶湯保持室が、製品型部に並列するように設置されているために、鋳型部が大型化する傾向がある。また、特許文献２の鋳造装置では、細長形状のインゴットを製造しているが、特許文献１で使用されるリング状のアノード部品を製造する場合も同様に、ドロスを分離するための溶湯保持室を別途設けるのでは、装置全体が大型化かつ複雑化するという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製品へのドロスの巻き込みを防止しつつ全体をコンパクトな構造とすることができるリング状部品の鋳造装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るリング状部品の鋳造装置は、有底筒状の外枠と、該外枠内に同心円状に配置される径の異なる複数のモールド枠とを有し、これらモールド枠相互間のリング状の間隙部がリング状部品を鋳造するための製品型部とされる鋳造装置であって、前記外枠と最外周位置のモールド枠との間のリング状空間は、注湯された金属溶湯を一時貯留する湯溜まり部とされ、前記外枠の内底部には、前記湯溜まり部と前記製品型部とを連通させ、前記湯溜まり部に注湯された金属溶湯を前記製品型部に案内する湯道部が、前記湯だまり部に金属溶湯を供給する注湯部に対して反対側に設けられている。
【０００７】
上記のように構成された鋳造装置では、モールド枠と外枠との間に位置する湯溜り部に注湯された金属溶湯が、外枠の底部に形成された湯道部を経由して、モールド枠の間隙に形成された製品型部に供給される。ここで、金属溶湯に含まれるドロスは、湯溜り部内の上層に浮遊し、該ドロスが含まれない金属溶湯成分のみが、外枠の底部の湯道部を経由して、順次内周側のモールド枠間の製品型部に流れるとともに、モールド枠間の各製品型部では、下方から押し上げられるようにして静かに金属溶湯が溜まっていく。この場合、注湯部付近に位置する湯溜り部の上層にドロスを浮遊させ、その反対側の底部からドロスが含まれない純粋な金属溶湯成分のみを湯道部を経由して内周側のモールド枠間の製品型部に順次至らせることができる。その際、注湯部から注湯された金属溶湯は、湯道部に至るまでに、湯溜り部内にて周方向に沿ってゆっくりと移動し、その移動の際に、金属溶湯内のドロスを確実に浮遊させて除去することができる。これによってモールド枠間の各製品型部内にて、ドロスの巻き込みに伴う引け巣やクラックが生じないリング状のインゴットを製造することが可能となる。また、上記鋳造装置では、外周に位置するモールド枠と外枠との間に、ドロスを浮遊させる湯溜り部を設けたので、幅は小さくても比較的大きい容量の湯溜り部を確保することができ、全体としての大径化を抑制することができる。また、外周に位置するモールド枠と外枠との間に湯溜り部を設けることで、外側から内方に保温することができ、モールド枠間における注湯中の金属溶湯の温度を均一にすることができる。
【０００８】
また、本発明に係るリング状部品の鋳造装置において、前記湯道部は、前記湯溜まり部に金属溶湯を供給する注湯部に対して１８０°反対側に設けられている構成としてもよい。
【０００９】
また、本発明に係るリング状部品の鋳造装置において、前記外枠の下方には、該外枠の外底面を冷却する冷却板が設けられている構成としてもよい。
このように構成された鋳造装置では、モールド枠間の製品型部内に流れ込んだ金属溶湯は、外枠の外底面から冷却板によって冷却されることにより、下方から徐々に凝固し、これにより、偏析のない、全体の成分が均一なインゴットを製造することができる。
【００１０】
また、本発明に係るリング状部品の鋳造装置において、前記外枠の内底面には、同心円状となるように径方向に間隔をおいて複数の溝が形成され、これら溝内に、各モールド枠の下端部が着脱可能に嵌合される構成としてもよい。
このように構成された鋳造装置では、複数のモールド枠を外枠の底部に正確に位置決めすることができ、モールド枠間の製品型部に、所望した形状のリング状鋳造品を製造することができる。また、着脱可能であるので、鋳造後の分解、再組み立てを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るリング状部品の鋳造装置では、外枠と最外周位置のモールド枠との間のリング状空間に、ドロスを浮遊させる湯溜り部を設けたので、幅は小さくても比較的大きい容量の湯溜り部を確保することができ、ドロスが内側の製品型部内に巻き込まれることを確実に防止することができ、引け巣やクラックのない良質のインゴットを製造することができるとともに、従来のようにドロスを分離するための溶湯保持室を製品型部に並列させた鋳造装置と比較して、装置全体をコンパクトな構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るリング状部品の鋳造装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
この実施形態のリング状部品の鋳造装置１００は、図１及び図２に全体を示したように、外枠１と、この外枠１内にセットされる複数のモールド枠２Ａ〜２Ｅとを主な構成要素とするものであって、いずれもカーボンにより形成されている。図４には外枠１、図５にはモールド枠２Ａ〜２Ｅのそれぞれの外観を示している。
【００１３】
外枠１は、底板部１ａに円筒状の周壁部１ｂを一体に形成したものであって、底板部１ａには、その中心から同心円状となるように径方向に間隔をおいて複数の溝３Ａ〜３Ｅが形成されるとともに、これら溝３Ａ〜３Ｅのうち、中央の溝３Ａを除いて他のリング状の溝３Ｂ〜３Ｅを横断するように溝状の湯道部４が半径方向に沿って形成されている。
【００１４】
モールド枠２Ａ〜２Ｅは、図２に示すように、外枠１の周壁部１ｂの高さとほぼ同じか若干小さい高さのリング状に形成され、それぞれのモールド枠２Ａ〜２Ｅは、外枠１の底板部１ａに形成された対応する溝３Ａ〜３Ｅに下端部が嵌合されるようになっている。そして、これら溝３Ａ〜３Ｅに嵌合されることにより、各モールド枠２Ａ〜２Ｅは、外枠１の底板部１ａ上に、その中心から同心円状となるように径方向に間隔をあけた状態に正確に位置決められるようになっており、これらモールド枠２Ａ〜２Ｅの間隙部がリング状部品５Ａ〜５Ｄを鋳造するための製品型部６〜９となるものである。なお、中央位置のモールド枠２Ａ内に形成される孔１０は位置決め等に用いられる。
【００１５】
また、図１及び図２に示すように、モールド枠２Ａ〜２Ｅにおいて、最外周に位置するモールド枠２Ｅと、円筒状に形成された外枠１の周壁部１ｂとの間は、注湯された金属溶湯に含まれるドロス（図２に符号Ｄで示す）を浮遊させる湯溜り部１１とされている。この湯溜り部１１はリング状に形成された空間であり、該湯溜り部１１の上方に位置する注湯部（符号１２で示す位置）から金属溶湯が注湯されるようになっている。
【００１６】
そして、外枠１の底板部１ａに形成された湯道部４は、湯溜り部１１と、モールド枠２Ａ〜２Ｅ間の製品型部６〜９とを連通させ、湯溜り部１１に注湯された金属溶湯Ｍを製品型部６〜９に案内するようになっている。この湯道部４は、図３に示すように、断面形状が半円状にされるとともに、図１及び図２に示すように、湯溜り部１１に金属溶湯を供給する注湯部１２に対して、周方向に１８０°反対側の外枠１の底板部１ａに、該外枠１の半径方向に沿って配置されている。また、湯道部４の深さは、図２及び図３に示すように溝３Ａ〜３Ｅよりも深く形成されており、溝３Ａ〜３Ｅ内に各モールド枠２Ａ〜２Ｅの下端部が嵌合した状態でも、湯道部４の内底面と各モールド枠２Ａ〜２Ｅの下端面との間には空間が形成され、該空間を介して各製品型部６〜９が連通状態となるようになっている。
【００１７】
また、図２に示すように、外枠１の底板部１ａの裏面側には、この底板部１ａを冷却する冷却板１３と、外枠１を上下移動する昇降機構１４とが設けられている。この冷却板１３は、各モールド枠２Ａ〜２Ｅがセットされた外枠１を昇降機構１４によって昇降させることによって、外枠１の底板部１ａに対して相対的に接触又は離間するように設けられているものである。そして、モールド枠２Ａ〜２Ｅ間の製品型部５家ら内に金属溶湯Ｍを注湯した後、冷却板１３を外枠１の底板部１ａに接触させることにより、モールド枠２Ａ〜２Ｅ間の製品型部６〜９に注湯した金属溶湯Ｍを下方から徐々に凝固させることができ、これにより、偏析のない、全体の成分が均一なインゴットを製造することができるものである。
【００１８】
次に、上記のように構成された鋳造装置１００によってリング状部品５Ａ〜５Ｄを製造する方法について説明する。
（１）まず、図４に示す外枠１内に図５に示すモールド枠２Ａ〜２Ｅを入れ、外枠１の溝３Ａ〜３Ｅに各モールド枠２Ａ〜２Ｅの下端部を嵌合することにより、図１及び図２に示すように鋳造装置１００を組み立てる。また、昇降機構１４によって外枠１を上昇させることにより、冷却板１３から外枠１の底板部１ａを浮かせた状態としておく。
（２）次に、注湯部１２を通じて、モールド枠２Ａ〜２Ｅと外枠１との間に位置する湯溜り部１１に金属溶湯を注湯する。
【００１９】
（３）湯溜り部１１に注湯された金属溶湯Ｍは、図１に鎖線矢印（イ）及び（ロ）で示すように外枠１の周壁部１ｂの内周に沿うように流れて反対側に達した後、外枠１の底板部１ａに形成された湯道部４を経由して、モールド枠２Ａ〜２Ｅの間隙に形成された製品型部６〜９に下方から侵入する。
ここで、金属溶湯Ｍに含まれるドロスＤは、金属溶湯Ｍよりも軽く、壁面に付着し易いので、湯溜り部１１内の上層で、かつ注湯口１２の付近から円周の半分程度までの領域に浮遊する。したがって、注湯口１２から１８０°離れた反対位置では、このドロスＤが含まれない金属溶湯Ｍのみが外枠１の底板部１ａの湯道部４から、順次、内周側のモールド枠２Ａ〜２Ｅ間の製品型部６〜９に流れる。そして、モールド枠２Ａ〜２Ｅ間の各製品型部６〜９では、下方から押し上げられるようにして静かに金属溶湯Ｍが溜まっていく。これにより、各製品型部６〜９には、湯溜り部１１でドロスＤが除去された金属溶湯Ｍが供給されることで、これら各製品型部６〜９内にて、該ドロスＤの巻き込みに伴う引け巣やクラックが生じない均質なリング状部品５Ａ〜５Ｄを製造することが可能となる。
【００２０】
（４）モールド枠２Ａ〜２Ｅ間の各製品型部６〜９内に金属溶湯Ｍが満たされた後は、昇降機構１４により外枠１を降下させて、該外枠１の底板部１ａを冷却板１３上に載置して接触させる。これによって、各製品型部６〜９内に注湯された金属溶湯Ｍを下方から徐々に凝固させる。
（５）製品型部６〜９内の金属溶湯Ｍが凝固したら、外枠１毎、昇降機構１４から外して、外枠１を裏返しにするなどにより、内部のモールド枠２Ａ〜２Ｅと、鋳造されたリング状部品５Ａ〜５Ｄと最外周のリング状インゴット（湯溜り部１１により形成されたインゴットであり、ドロスＤが含まれるために通常は使用しない）とが一体的になったものを外枠１から抜き出す。ここで、最外周のリング状インゴットは、熱収縮するため、外枠１からは比較的簡単に外すことができる。
【００２１】
（６）次に、各モールド枠２Ａ〜２Ｅを分解する前に、湯道部４により形成された棒状の金属インゴット部分を削り取って除去する。
（７）その後、モールド枠２Ａ〜２Ｅとリング状部品５Ａ〜５Ｄ及び最外周のリング状インゴットとを相互にスライドさせるようにして１個ずつ分離する。ここで、鋳造されたリング状部品５Ａ〜５Ｄ及び最外周のインゴットは、熱収縮力でモールド枠２Ａ〜２Ｅと一体化されるため、外枠１から単に外しただけではバラバラにならず、このため、まず、内周位置のモールド枠２Ａ〜２Ｅを動かないように固定して、最外周位置のリング状インゴットを軸方向に押圧しながらスライドさせるようにして取り外す。次に、この最外周位置のリング状インゴットを外したことにより、開放状態となった外周位置のモールド枠２Ｅを同様にして軸方向に押圧しながらスライドさせるようにして取り外す。以降、同様に、リング状部品、モールド枠というように順次、外側から内側に向けて取り外していくと、図６に示すように、４重となるリング状部品５Ａ〜５Ｄが取り出される。
【００２２】
以上説明した鋳造装置１００では、最外周に位置するモールド枠２Ｅと外枠１との間に、ドロスＤを浮遊させる湯溜り部１１を設けたので、幅は小さくても比較的大きい容量の湯溜り部１１を確保することができ、ドロスＤが内側の製品型部６〜９に巻き込まれることを確実に防止することができる。この場合、湯溜り部１１に金属溶湯を供給する注湯部１２に対して、周方向に１８０°反対側の外枠１の底板部１ａに湯道部４を配置したことにより、注湯部１２付近に位置する湯溜り部１１の上層にドロスＤを浮遊させ、ドロスＤが含まれない純粋な金属溶湯成分のみを湯道部４から内周側のモールド枠２Ａ〜２Ｅ間の各製品型部５〜９に順次至らせることができる。その際、注湯部１２から注湯された金属溶湯は、湯道部４に至るまでに、湯溜り部１１内にて図１の矢印（イ）及び（ロ）で示す周方向にゆっくりと流れ、その途中でドロスＤを確実に浮遊させて除去することができ、これによって引け巣やクラックが生じない上質なリング状部品５Ａ〜５Ｄを製造することが可能となる。
【００２３】
また、外周に位置するモールド枠２Ｅと外枠１との間に湯溜り部１１を設けることで、外側から内方に保温することができ、モールド枠２Ａ〜２Ｅ間における注湯中の金属溶湯の温度を均一にすることができる。
しかも、上記鋳造装置１００では、最も外側にリング状に湯溜り部１１を設けたことにより、従来のように、ドロスＤを分離するための溶湯保持室を製品型部に並列させた鋳造装置と比較して、装置全体をコンパクトな構造にすることができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、モールド枠２Ａ〜２Ｅの数を５リングとし、これらモールド枠の間に４箇所の製品型部５〜９を形成するようにしたが、モールド枠の数は５に限定されず、形成する製品型部の数に応じて適宜変更しても良い。また。外枠１の底板部１ａに、半径方向に沿って１本の湯道部４を設けたが、各製品型部間を連通できるものであれば、１本としなくても、複数本を分散して配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態における鋳造装置の外枠及びモールド枠を一体にした状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における鋳造装置全体の縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。
【図４】図１における外枠の斜視図である。
【図５】図１におけるモールド枠の斜視図である。
【図６】一実施形態の鋳造装置によって製造されたリング状部品の斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  外枠
１ａ  底板部
１ｂ  周壁部
２Ａ〜２Ｅ  モールド枠
３Ａ〜３Ｅ  溝
４  湯道部
５Ａ〜５Ｄ  リング状部品
６〜９  製品型部
１０  孔
１１  湯溜り部
１２  注湯部
１３  冷却板
Ｄ  ドロス
Ｍ  金属溶湯
【図１】
0005181829.tif 000002
【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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