(57)【要約】【課題】特別な装置や設備を用いることなく、溶融金属を充填する際のエアーの巻き込みを防止し、鋳造不良を有効に防止すると共に、品質の安定化を図ることが出来る重力鋳造用鋳型の給湯制御方法及びその給湯制御装置、重力鋳造用鋳型の給湯制御装置により製造された空気入りタイヤ用金型を提供する。【解決手段】湯道６の給湯口部６ａ，６ｂには、ホッパ状の溶湯金属溜め部１３が設置され、またこの溶湯金属溜め部１３内には、溶湯金属溜め部１３内の溶湯量（水位）を検出する接触式または非接触式のレベルセンサー等で構成される検出手段１４が設けてあり、この検出手段１４からの検出信号に基づき、制御装置１５を介して前記可傾式給湯炉４の傾倒駆動装置１６の駆動制御を行うように構成してある。傾倒駆動装置１６としては、電動式の駆動モータ，空圧，油圧シリンダー等を使用することが出来る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯道の給湯口部に設けた溶湯金属溜め部に、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属を給湯して湯道部、製品部、押湯部に順次充填させて鋳造を行う重力鋳造用鋳型の給湯制御方法であって、
前記溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出手段により検出して、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属の出湯量を制御し、溶湯金属溜め部内の溶湯量を制御することを特徴とする重力鋳造用鋳型の給湯制御方法。
【請求項２】
前記検出手段からの検出信号に基づき、制御装置を介して可傾式給湯炉または給湯ラドルの傾倒駆動装置を制御する請求項１に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御方法。
【請求項３】
前記検出手段を、溶湯金属溜め部内及び押湯内に配設して、この検出手段からの検出信号に基づき、制御装置を介して可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属の出湯量を制御する請求項１または２に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御方法。
【請求項４】
重力鋳造用鋳型の湯道の給湯口部に、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属を給湯する溶湯金属溜め部を設け、前記可傾式給湯炉または給湯ラドルから給湯した溶融金属を溶湯金属溜め部を介して給湯口部、湯道部、製品部、押湯部に充填する重力鋳造用鋳型の給湯制御装置であって、
前記溶湯金属溜め部に、溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出する検出手段を設けると共に、前記可傾式給湯炉または給湯ラドルに傾倒駆動装置を設け、前記検出手段からの検出信号に基づき、前記傾倒駆動装置の駆動制御を行うようにしたことを特徴とする重力鋳造用鋳型の給湯制御装置。
【請求項５】
前記検出手段を、溶湯金属溜め部と押湯部とに設けた請求項４に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置。
【請求項６】
前記傾倒駆動装置が、可傾式給湯炉または給湯ラドルを任意角度別に多段階速度制御可能な駆動装置である請求項４または５に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置。
【請求項７】
前記検出手段が、溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出する接触式または非接触式のレベルセンサーである請求項４，５または６に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置。
【請求項８】
前記溶湯金属溜め部の高さを100mm 〜200mm に設定すると共に、溶湯金属溜め部の容積を投入溶融金属量全体の３％〜２０％に設定した請求項４，５，６または７に記載の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置。
【請求項９】
前記請求項４の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置により製造された空気入りタイヤ用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重力鋳造用鋳型の給湯制御方法及びその給湯制御装置、重力鋳造用鋳型の給湯制御装置により製造された空気入りタイヤ用金型に係わり、更に詳しくは溶湯を金型内部に充填する際にエアーの巻き込みを防止し、鋳物製品の鋳造不良を有効に防止した重力鋳造用鋳型の給湯制御方法及びその給湯制御装置、重力鋳造用鋳型の給湯制御装置により製造された空気入りタイヤ用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石膏型重力鋳造法の一つとして、例えば、図５に示すように石膏型１を設置する下型２（下金型）と、この下型２上に水平方向に開閉可能に配設された分割された上型３ａ，３ｂ（上金型）とで構成し、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から樋５を介して給湯した溶融金属Ｗを前記分割された上型３ａ，３ｂに設けた湯道６の給湯口部６ａ，６ｂから湯道部７、石膏型１と下型２，上型３ａ，３ｂの製品部８及び押湯部９に順次充填させて鋳造を行う重力鋳造法が知られている（例えば、特許文献１参照）。  ところで、上記のような重力鋳造法においては、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から樋５を介して溶融金属Ｗを給湯する際、溶融金属Ｗ内にエアーＱ（気泡）を巻き込んで充填されることが多く、この結果、鋳造製品の内部に巣が出来、製品不良を起こすと言う問題があった。特に、エアーＱ（気泡）が石膏型１のプロファイル面１ｘ近傍にある場合には、鋳物の製品面の鋳出し不良（製品面に凹部等が生ずる）が発生し、鋳造作業の完了後に鋳物製品の補修作業が必要であった。
【０００３】
そこで、溶融金属Ｗを充填する際のエアーＱの巻き込みを防止する対策として、例えば、図６に示すように、空圧容器１０内に上記のような重力鋳造法で用いる鋳造金型を設置し、空圧容器１０内を減圧Ｖａにした状態で溶融金属Ｗを充填する方法や、また図７（ａ），（ｂ）に示すように、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）と湯道６の給湯口部６ｃとの間に出口側にゲート１１を備えたホッパー状の中間槽１２を設置し、ゲート１１を開閉させることで中間槽１２内の溶融金属Ｗを鋳造金型内に直接充填する方法が知られている。
【０００４】
然しながら、図６に示す空圧容器１０を用いる方法は、設備費用等でコストアップとなる問題や、減圧完了までに時間がかかり、作業能率が悪く、更に鋳型の鋳造枠の大きさに制限を設ける必要があり、実用性に乏しいと言う問題があった。
【０００５】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すゲート１１を備えたホッパー状の中間槽１２を設置する方法は、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）からホッパー状の中間槽１２内に一度、溶湯を完全に注ぐ必要があり、このため生産性の向上を図ることが難しく、また可動するゲート１１の耐火物が破損し易く、この破損物が溶湯内に混入した場合には品質の低下が懸念され、従って中間槽１２の定期的なメンテナンスが必ず必要となる問題があった。
【特許文献１】特開平７−２９０２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、特別な装置や設備を用いることなく、溶融金属を充填する際のエアーの巻き込みを防止し、鋳造不良を有効に防止すると共に、品質の安定化を図ることが出来る重力鋳造用鋳型の給湯制御方法及びその給湯制御装置、重力鋳造用鋳型の給湯制御装置により製造された空気入りタイヤ用金型を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の重力鋳造用鋳型の給湯制御方法は、湯道の給湯口部に設けた溶湯金属溜め部に、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属を給湯して湯道部、製品部、押湯部に順次充填させて鋳造を行う重力鋳造用鋳型の給湯制御方法であって、前記溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出手段により検出して、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属の出湯量を制御し、溶湯金属溜め部内の溶湯量を制御することを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記検出手段からの検出信号に基づき、制御装置を介して可傾式給湯炉または給湯ラドルの傾倒駆動装置を制御し、また前記検出手段を、溶湯金属溜め部内及び押湯内に配設して、この検出手段からの検出信号に基づき、制御装置を介して可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属の出湯量を制御する。
【０００９】
また、この発明の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置は、重力鋳造用鋳型の湯道の給湯口部に、可傾式給湯炉または給湯ラドルから溶融金属を給湯する溶湯金属溜め部を設け、前記可傾式給湯炉または給湯ラドルから給湯した溶融金属を溶湯金属溜め部を介して給湯口部、湯道部、製品部、押湯部に充填する重力鋳造用鋳型の給湯制御装置であって、前記溶湯金属溜め部に、溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出する検出手段を設けると共に、前記可傾式給湯炉または給湯ラドルに傾倒駆動装置を設け、前記検出手段からの検出信号に基づき、前記傾倒駆動装置の駆動制御を行うようにしたことを要旨とするものである。
【００１０】
ここで、前記検出手段を、溶湯金属溜め部と押湯部とに設け、前記傾倒駆動装置が、可傾式給湯炉または給湯ラドルを任意角度別に多段階速度制御可能な駆動装置であり、更に前記検出手段が、溶湯金属溜め部内の溶湯量を検出する接触式または非接触式のレベルセンサーである。また前記溶湯金属溜め部の高さを100mm 〜200mm に設定すると共に、溶湯金属溜め部の容積を投入溶融金属量全体の３％〜２０％に設定するのが好ましい。
【００１１】
また、上記の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置を使用して製造された空気入りタイヤ用金型を要旨とするものである。
【００１２】
この発明は上記のように構成したので、特別な装置や設備を用いることなく、溶融金属を充填する際のエアーの巻き込みを防止し、鋳造不良を有効に防止すると共に、品質の安定化を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。(a).特別な装置を用いることなく溶融金属を充填する際のエアーの巻き込みを防止し、鋳造不良を有効に防止すると共に、品質の安定化を図ることが出来る。
(b).  安価な設備でコストダウンを図ることが出来る。
(c).作業能率が良く、鋳型の鋳造枠の大きさに制限を設ける必要がない。
(d).給湯量を常に一定に制御出来るので、生産性の向上を図ることが出来ると共に、異物の混入等を有効に防止出来、製品の安定化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
なお、従来例と同一構成要素は、同一符号を付して説明は省略する。
【００１５】
図１はこの発明の第１実施形態を示す重力鋳造用鋳型の給湯制御方法を実施するための給湯制御装置の概略構成図を示し、１は石膏型、２は石膏型１を設置する下型（下金型）、３ａ，３ｂは水平方向に開閉可能に配設された分割された上型（上金型）、４は可傾式給湯炉（または給湯ラドル）、５は樋を示し、前記上型３ａ，３ｂには、湯道６の給湯口部６ａ，６ｂと、湯道部７と、ゲート部７ａを介して連通する製品部８及び押湯部９とがそれぞれ形成されている。
【００１６】
前記湯道６の給湯口部６ａ，６ｂには、ホッパ状の溶湯金属溜め部１３が設置され、またこの溶湯金属溜め部１３内には、溶湯金属溜め部１３内の溶湯量（水位）を検出する接触式または非接触式のレベルセンサー等で構成される検出手段１４が設けてあり、この検出手段１４からの検出信号に基づき、制御装置１５を介して前記可傾式給湯炉４の傾倒駆動装置１６の駆動制御を行うように構成してある。
【００１７】
なお、傾倒駆動装置１６としては、電動式の駆動モータ，空圧，油圧シリンダー等を使用することが出来る。
【００１８】
また、この発明の第２実施形態としては、図２に示すように、前記検出手段１４を、溶湯金属溜め部１３内と押湯部９とに設け、それぞれの溶湯量を検出して制御装置１５を介して前記可傾式給湯炉４の傾倒駆動装置１６を駆動制御するようにしても良い。
【００１９】
なお、その他の構成及び作用は上記第１実施形態と同様なので同一符号を付して説明は省略する。
【００２０】
更に、この発明の第３実施形態としては、図３に示すように、前記傾倒駆動装置１６として、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）を任意角度別に多段階速度制御可能な駆動装置、例えば、角度計を備えた駆動装置１７として制御装置１５により制御し、溶湯金属溜め部１３内の溶融金属量（水位）を調整，制御することも可能である。
【００２１】
この実施形態では、上記のような検出手段を用いず、溶湯金属溜め部１３内の溶融金属量と給湯速度をプログラム化させ出湯管理を行うようにしたものである。
【００２２】
また、上記の第１実施形態〜第３実施形態において、溶湯金属溜め部１３は図４に示すように四角錐台に形成し、この溶湯金属溜め部１３には可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から樋５を介して溶融金属Ｗを所定量給湯するものである。この溶湯金属溜め部１３に可傾式給湯炉４から溶融金属Ｗを所定量給湯する場合、エアーＱの巻き込みを少なくするためには、溶湯金属溜め部１３の高さＨを、100mm 〜200mm に設定すると共に、溶湯金属溜め部の容積を投入溶融金属量全体の３％〜２０％に設定することが経験的に判っており、重力鋳造用鋳型にもよるが、一般には可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から３０〜８０ kg の溶融金属を投入した場合に、その３％〜２０％を溶湯金属溜め部１３で溜めた状態で、その高さは130mm 以上となるようにすることが好ましい。
【００２３】
次に、この発明の重力鋳造法の実施形態について説明する。
この発明では、湯道６の給湯口部６ａ，６ｂに設けた溶湯金属溜め部１３に、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から溶融金属Ｗを給湯して湯道部６、ゲート部７ａを介して連通する製品部８及び押湯部９に順次充填させて鋳造を行う。
【００２４】
この場合、前記溶湯金属溜め部１３内の溶湯量を接触式または非接触式のレベルセンサー等で構成される検出手段１４により検出して、検出手段１４からの検出信号に基づき、制御装置１５を介して可傾式給湯炉４の傾倒駆動装置１６を制御することで、溶湯金属溜め部１３内の溶融金属量（水位）を調整，制御し、エアーＱの巻き込みを防止する。
【００２５】
また、図２に示すように、検出手段１４を押湯部９内に配設して、この検出手段１４からの検出信号に基づき、制御装置１５を介して可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）から溶融金属の出湯を終了させることも可能である。
【００２６】
更に、図３に示すように前記傾倒駆動装置１６として、可傾式給湯炉４（または給湯ラドル）を任意角度別に多段階速度制御可能な駆動装置（例えば、角度計を備えた駆動装置１７）を制御装置１５により制御し、溶湯金属溜め部１３内の溶融金属量（水位）を調整，制御し、エアーＱの巻き込みを防止することも可能である。
【００２７】
このような方法により重力充填することで、特別な装置を用いることなく溶融金属を充填する際のエアーの巻き込みを防止し、鋳造不良を有効に防止すると共に、品質の安定化を図ることが出来、更に安価な設備でコストダウンを図ることが出来るものである。
【００２８】
また、上記のような鋳造金型を用いて空気入りタイヤを製造することで、外観の良好なタイヤ用金型を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１実施形態を示す重力鋳造用鋳型の給湯制御方法を実施するための給湯制御装置の概略構成図である。
【図２】この発明の第２実施形態を示す重力鋳造用鋳型の給湯制御方法を実施するための給湯制御装置の概略構成図である。
【図３】この発明の第３実施形態を示す重力鋳造用鋳型の給湯制御方法を実施するための給湯制御装置の概略構成図である。
【図４】この発明で使用する溶湯金属溜め部の説明図である。
【図５】従来の重力鋳造用鋳型の給湯制御装置の縦断正面図である。
【図６】従来の重力鋳造用鋳型を空圧容器内に設置して減圧した状態で給湯する方法の説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、従来のゲートを備えた中間槽により溶融金属を給湯する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  石膏型                      １ｘ  プロファイル面
２  下型
３ａ，３ｂ  上型                  ４  可傾式給湯炉
５  樋                            ６  湯道
６ａ，６ｂ  給湯口部              ７  湯道部
８  製品部                        ９  押湯部
１０  空圧容器                    １１  ゲート
１２  中間槽                        Ｗ  溶融金属
１３  溶湯金属溜め部              １４  検出手段
１５  制御装置                    １６  傾倒駆動装置
１７  駆動装置                      Ｈ  高さ
Ｑ  エアー                      Ｖａ  減圧
【図１】
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【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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【図７】
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