(57)【要約】【課題】鋳造を行う際に湯道に残留した溶湯を、効率よく冷却する。【解決手段】鋳造装置１０の金型１６は、湯道３８が形成された溶湯導入部２８を備える。キャビティ３２に溶湯１４を充填した後、湯道３８には、溶湯１４を冷却するためのチラー１８が設けられた冷却用バー２０が挿入される。この際、チラー１８の先端は、キャビティ３２の最高位置を示す仮想線Ｌよりも下方に位置する。このため、湯道３８を構成する方案部４０の入口近傍の溶湯１４が優先的に冷却される。冷却用バー２０及びチラー１８には、好ましくは流通路５６が設けられており、この流通路５６には、冷却媒体（例えば、冷却水）が流通される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに充填した溶湯が凝固した後に金型を開いて鋳造品を取り出す鋳造方法において、
前記キャビティに溶湯を充填した後であって且つ前記鋳造品を取り出す前に、湯口から前記キャビティに向かって溶湯を流通させるための湯道に挿入したチラーによって前記湯道に残留した溶湯を冷却する工程を有し、
前記チラーの先端を、前記キャビティの最高位置よりも下方に配置することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造方法において、前記チラーの先端に閉塞部材を設け、前記閉塞部材によって前記湯道を閉塞することを特徴とする鋳造方法。
【請求項３】
キャビティに溶湯を充填して鋳造品を得るための鋳造装置において、
湯口から前記キャビティに向かって溶湯を流通させるための湯道に挿入され、前記キャビティに溶湯を充填した後に前記湯道に残留した溶湯を冷却するチラーを有し、
前記湯道に挿入された前記チラーの先端が、前記キャビティの最高位置よりも下方に位置することを特徴とする鋳造装置。
【請求項４】
請求項３記載の鋳造装置において、前記チラーに冷却媒体を流通するための流通路が形成されたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項５】
請求項３記載の鋳造装置において、前記チラーの先端に、前記湯道を閉塞する閉塞部材が設けられたことを特徴とする鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造方法及びその装置に関し、一層詳細には、溶湯が流通する湯道にチラーを挿入する鋳造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造は、金型に形成されるキャビティに充填した溶湯を凝固（冷却固化）することで鋳造品を得る加工方法として周知である。溶湯は、溶湯入口である湯口から湯道（ランナとも呼称される）を介してキャビティに導入される。
【０００３】
ここで、特に重力鋳造においては、溶湯が凝固する最中に若干の収縮、すなわち、体積減少を伴う。この体積減少分を補うべく、湯道を介して溶湯が再供給される。従って、湯道の溶湯は、キャビティに充填された溶湯よりも遅れて凝固しなければならない。湯道の溶湯が先に凝固すると、湯道が凝固片で閉塞されるので、キャビティに溶湯を再供給することができなくなるからである。
【０００４】
溶湯が冷却固化することで得られた成形品は、金型を開く、いわゆる型開きが行われることで取り出される。この際には、湯道に残留した溶湯が凝固している必要がある。凝固していない場合、高温の溶湯が湯道出口（ゲートとも呼称される）から漏洩することになるからである。このことから諒解されるように、キャビティに対する溶湯充填を終了してから型開きを行うまでの時間を短縮するためには、湯道に残留した溶湯を短時間で凝固させる必要がある。
【０００５】
特許文献１には、このための方策として、湯口にチラー（冷やし金）を挿入することが提案されている。すなわち、チラーによって溶湯を冷却することにより該溶湯の凝固を促進する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６２−３９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、複数個の鋳造品を得るべくキャビティを複数個形成するようにした場合には、各キャビティに溶湯を再供給することが可能となるようにするべく、湯道の容積を大きくして多量の溶湯を貯留しておく必要がある。このような構成において、特許文献１に記載されるように湯口にチラーを挿入した場合、湯道に残留した溶湯の表層を凝固させることは可能であるものの、内部までを効率よく凝固させることは困難である。
【０００８】
従って、この未凝固の内部から熱が伝達されることにより、凝固した表層や、キャビティ内の鋳造品が再溶融する懸念がある。このような事態が生じると、型開きを行った際、溶湯が漏洩するという不具合を招く。
【０００９】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、湯道の溶湯を効率よく冷却することが可能であり、このために溶湯が漏洩する懸念を払拭し得る鋳造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、キャビティに充填した溶湯が凝固した後に金型を開いて鋳造品を取り出す鋳造方法において、
前記キャビティに溶湯を充填した後であって且つ前記鋳造品を取り出す前に、湯口から前記キャビティに向かって溶湯を流通させるための湯道に挿入したチラーによって前記湯道に残留した溶湯を冷却する工程を有し、
前記チラーの先端を、前記キャビティの最高位置よりも下方に配置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、キャビティに溶湯を充填して鋳造品を得るための鋳造装置において、
湯口から前記キャビティに向かって溶湯を流通させるための湯道に挿入され、前記キャビティに溶湯を充填した後に前記湯道に残留した溶湯を冷却するチラーを有し、
前記湯道に挿入された前記チラーの先端が、前記キャビティの最高位置よりも下方に位置することを特徴とする。
【００１２】
チラーの先端をこのような位置とすることにより、湯道に残留した溶湯、特に、キャビティに近接する側の溶湯を効率よく冷却することができる。すなわち、湯道に残留した溶湯を比較的短時間で凝固させることが可能となり、このため、キャビティへの注湯を開始してから型開きを行うまでのサイクルタイムを短縮することができる。
【００１３】
チラーには、流通路を形成するようにしてもよい。該流通路に流通された冷却媒体によって、溶湯の熱が奪取される。従って、溶湯を一層効率よく冷却することが可能となる。
【００１４】
チラーの先端には、閉塞部材を設けるようにしてもよい。この閉塞部材によって前記湯道を閉塞することにより（換言すれば、湯道と湯口を閉塞部材で遮断することにより）、湯道に残留した溶湯がたとえ十分に凝固していなかったとしても、該溶湯が湯口側に流動して漏洩することを回避することができる。
【００１５】
なお、閉塞部材を用いる場合には、該閉塞部材をチラーから離脱させて湯道に残留させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、湯道に挿入されたチラーの先端を、キャビティの最高位置よりも下方に位置させるようにしているので、湯道に残留した溶湯、特に、キャビティに近接する側の溶湯を効率よく冷却することができ、結局、該溶湯を比較的短時間で凝固させることが可能となる。従って、キャビティへの注湯を開始してから型開きを行うまでのサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋳造装置の概略側面一部断面図である。
【図２】図１とは別の概略側面一部断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る鋳造装置の概略側面一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る鋳造方法につき、それを実施する鋳造装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、鋳鉄の溶湯を用いる場合を例示する。
【００１９】
図１及び図２は、第１実施形態に係る鋳造装置１０の概略側面一部断面図である。この鋳造装置１０は、取鍋１２（図１参照）と、該取鍋１２から導出された鋳鉄の溶湯１４が注湯される金型１６と、溶湯１４を冷却するためのチラー１８（図２参照）が設けられた冷却用バー２０とを備える。
【００２０】
取鍋１２（図１参照）は、第１台座２２に支持される。この第１台座２２は、例えば、ピニオンギア等からなる第１傾動機構２４を介して、第２台座２６に傾動自在に支持されている。該第２台座２６は、図示しない第１変位機構の作用下に、上下方向と、水平方向の互いに直交する２軸との合計３軸の方向に変位可能であり、この変位により、取鍋１２を第１台座２２及び第１傾動機構２４ごと任意の位置に移動させることが可能となっている。
【００２１】
勿論、第１傾動機構２４は、取鍋１２を任意の角度まで傾動・停止させることが可能である。このようにして取鍋１２が第１傾動機構２４の作用下に傾動されることに伴い、取鍋１２に貯留された溶湯１４が金型１６の溶湯導入部２８に流下する。
【００２２】
この場合、金型１６は、前記溶湯導入部２８と、図２に示される鋳造品３０を複数個同時に得るべく複数個のキャビティ３２を形成する型本体部３４とを有する。この中の溶湯導入部２８には、溶湯入口である湯口３６が形成されるとともに、該湯口３６からキャビティ３２まで至る湯道３８が設けられる。
【００２３】
湯道３８は、鉛直方向に対して若干傾斜した斜行部３９と、該斜行部３９に連なり略水平に延在する方案部４０と、該方案部４０から分岐してキャビティ３２まで延在する複数個の導入路４２とを有し、各導入路４２におけるキャビティ３２に臨んで開口した終点は、ゲート４４となる。
【００２４】
方案部４０にはフィルタ４６が配設されるとともに、ベント４８が連通する。このベント４８は溶湯導入部２８の上端面で開口しており、従って、方案部４０は、ベント４８を介して大気に連通する。
【００２５】
一方、型本体部３４は、図２に示すように略直方体形状をなし、且つその軸線方向が略水平方向に沿って延在するように、換言すれば、横臥するようにして設置された固定型５２及び可動型５４を有する。下方の固定型５２は位置決め固定され、一方、上方の可動型５４は、図示しない昇降機構の作用下に略鉛直方向に沿って変位することが可能である。この変位に伴い、可動型５４が固定型５２に対して接近又は離間する。
【００２６】
型本体部３４に形成される複数個のキャビティ３２は、図２における紙面に直交する方向に沿って並列的に配置されている。従って、方案部４０から分岐した複数個の導入路４２もまた、図２における紙面に直交する方向に沿って互いに並列的に配置している。湯口３６から導入された溶湯１４は、方案部４０を経た後、複数個の導入路４２によって分配されて各キャビティ３２に導入される。
【００２７】
冷却用バー２０は、図示しない第２変位機構の作用下に、斜行部３９に対して挿入又は離脱される。チラー１８は、この冷却用バー２０の先端に連結されている。従って、冷却用バー２０が斜行部３９に挿入されることに伴い、チラー１８も斜行部３９に挿入される。
【００２８】
チラー１８内には、冷却媒体としての冷却水を流通するための流通路５６が形成される。なお、冷却用バー２０の側壁には、前記流通路５６に連通する冷却水導入口及び冷却水出口（いずれも図示せず）が開口しており、冷却水は、冷却水導入口を介して流通路５６に供給され、その後、冷却水導出口から排出される。
【００２９】
第１実施形態に係る鋳造装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、この鋳造装置１０で実施される鋳造方法との関係で説明する。
【００３０】
金型１６によって鋳造品３０を作製するに際しては、はじめに、図示しない溶解炉にて溶湯１４が生成される。この溶湯１４が、取鍋１２（図１参照）に貯留される。その後、取鍋１２は、前記第１変位機構の作用下に第１台座２２が変位されることによって、第１台座２２及び第２台座２６ごと所定の適切な位置に移動される。
【００３１】
次に、第１傾動機構２４を付勢することにより、図１に示すように、取鍋１２を傾動させる。この傾動により、溶湯１４が所定の速度で溶湯導入部２８の湯口３６に向かって流動を開始する。これにより、溶湯１４の金型１６内への注湯が開始される。注湯が進行する間、湯道３８に入り込んだ大気は、ベント４８から排出される。
【００３２】
溶湯１４は、湯口３６を通過した後、湯道３８を形成する斜行部３９を経由して方案部４０に到達する。方案部４０内の溶湯１４は、後から斜行部３９に導入される溶湯１４によって押圧され、導入路４２に向かってさらに流動する。この最中に前記フィルタ４６を通過することにより、溶湯１４中に含まれるノロ等の異物が除去される。このようにして清浄化された溶湯１４は、さらに、導入路４２から分配されて複数個のキャビティ３２の各々に導入される。
【００３３】
全てのキャビティ３２に溶湯１４が充填された後、該溶湯１４は、所定の時間が経過することに伴って冷却され、凝固する。これにより、鋳造品３０が形成されるに至る。なお、凝固の最中に溶湯１４の体積が減少すると、導入路４２から新たな溶湯１４がキャビティ３２に導入される。
【００３４】
キャビティ３２に充填された溶湯１４が凝固する間、取鍋１２は、前記第１変位機構の作用下に、第１台座２２及び第２台座２６ごと所定の退避位置に移動される。その後、前記第２変位機構の作用下に、冷却用バー２０が下降されて前記湯口３６から湯道３８（斜行部３９）に挿入される。斜行部３９に挿入されたチラー１８の先端は、キャビティ３２の最高位置を示す仮想線Ｌよりも下方に位置する。
【００３５】
この状態では、湯道３８に残留した溶湯１４にチラー１８が埋入されている。また、冷却用バー２０及びチラー１８の流通路５６には、冷却水導入口を介して予め供給された冷却水が流通している。このため、溶湯１４の熱が効率よくチラー１８によって奪取される。
【００３６】
しかも、上記したように、チラー１８の先端がキャビティ３２の最高位置よりも下方に位置しているので、方案部４０から導入路４２に残留した溶湯１４に近接する。以上のことが相俟って、湯道３８に残留した溶湯１４が効率よく冷却される。従って、湯道３８に残留した溶湯１４を比較的短時間で凝固させることができる。特に、チラー１８が近接する方案部４０の入口が優先的に凝固し、この凝固した溶湯１４によって、方案部４０の入口が閉塞される。
【００３７】
このようにして方案部４０の入口近傍の溶湯１４が凝固した後（換言すれば、方案部４０の入口が溶湯凝固物で閉塞された後）、可動型５４を変位させて固定型５２から離間させ、いわゆる型開きを行う。これにより、鋳造品３０が露呈する。
【００３８】
この際、方案部４０の入口近傍の溶湯１４が凝固して該入口が閉塞されているので、たとえ方案部４０のゲート４４側に近接する溶湯が十分に凝固していなかったとしても、方案部４０内の溶湯１４が斜行部３９内の溶湯１４から押湯されることが防止される。このため、方案部４０の溶湯１４がゲート４４から漏洩することを回避することができる。すなわち、溶湯１４が漏洩する懸念が払拭される。
【００３９】
このように、第１実施形態によれば、方案部４０の入口近傍の溶湯１４を比較的短時間で型開きを行っても漏洩しない程度に凝固させ、これにより該入口を閉塞することができるので、その後に型開きを行った際、方案部４０の溶湯１４がゲート４４から漏洩することを回避することができる。従って、溶湯１４の注湯を開始してから型開きを行うまでのサイクル時間を短縮することができる。
【００４０】
なお、湯道３８内の溶湯凝固物は、型開きが行われた時点では、鋳造品３０に対して一体的に連結している。すなわち、鋳造品３０の一部位をなす。鋳造品３０が金型１６から取り出された後、湯道３８内の溶湯凝固物に相当する部位が切断され、製品が得られる。
【００４１】
以上のようにして型開きが終了した後、前記第２変位機構の作用下に、冷却用バー２０ごとチラー１８を上昇させて湯道３８から引き抜く。次回の鋳造作業を行うときには、上記の過程を繰り返せばよい。
【００４２】
次に、第２実施形態につき図３を参照して説明する。なお、図１及び図２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図３に示すように、第２実施形態に係る鋳造装置６０は、支持用バー６２の先端に取り付けられてチラーとして機能する閉塞部材６４を有する。なお、支持用バー６２は、冷却用バー２０と同様に、図示しない第２変位機構の作用下に昇降動作する。
【００４４】
この場合、支持用バー６２には、流通路５６（図２参照）は設けられていない。また、その先端には、差込口が形成されている。この差込口には、前記閉塞部材６４の一端部が緩やかに挿入されている。すなわち、閉塞部材６４は、差込口から容易に離脱することが可能である。
【００４５】
閉塞部材６４の他端部は、断面略半円形状となるように湾曲されている。この湾曲した他端部は、幅・高さの双方の寸法が、方案部４０の入口の寸法に略合致する。
【００４６】
このような構成の閉塞部材６４は、例えば、銅合金や鋼材等からなる薄平板の端部を湾曲することで形成することができる。
【００４７】
上記した閉塞部材６４がチラーである点を除き、鋳造装置６０は、第１実施形態に係る鋳造装置１０に準拠して構成される。すなわち、該鋳造装置６０は、溶湯導入部２８と、鋳造品３０を得るためのキャビティ３２を形成する型本体部３４とを有する。勿論、溶湯導入部２８には、湯口３６からゲート４４に至るまで、斜行部３９、方案部４０及び導入路４２からなる湯道３８が設けられる。また、型本体部３４は、固定型５２と可動型５４を有する。
【００４８】
以上のように構成される鋳造装置６０の作用効果につき説明する。
【００４９】
第１実施形態と同様にして、湯道３８に導入された溶湯１４がキャビティ３２に充填される。キャビティ３２内の溶湯１４が冷却・凝固することにより、鋳造品３０が得られる。
【００５０】
この冷却の間、支持用バー６２は、前記第２変位機構の作用下に下降して湯口３６から湯道３８（斜行部３９）に挿入される。斜行部３９に挿入された閉塞部材６４の先端は、キャビティ３２の最高位置を示す仮想線Ｌよりも下方に位置する。
【００５１】
この際、閉塞部材６４の湾曲した先端部は、湯道３８の内側壁に摺接する。すなわち、閉塞部材６４は、斜行部３９の内側壁に案内されながら、該斜行部３９の最深部に向かって下降する。この最中には、閉塞部材６４の湾曲した先端は、支持用バー６２側に向かって若干押圧される。このため、該先端は、その弾性によって、支持用バー６２側に指向して若干撓んでいる。
【００５２】
閉塞部材６４の湾曲を開始した部位が斜行部３９の底壁に着座すると、湾曲した先端部が斜行部３９の内側壁から離間する。この際、支持用バー６２側に撓んでいた先端部が、弾性によって方案部４０側に復帰するとともに、閉塞部材６４の先端部が方案部４０の入口を閉塞する。
【００５３】
閉塞部材６４が溶湯１４に比して低温であるため、湯道３８内の溶湯１４の熱が該閉塞部材６４に奪取される。このため、第２実施形態においても、湯道３８内の溶湯１４を効率よく冷却すること、換言すれば、凝固させることができる。特に、閉塞部材６４が近接する方案部４０の入口が優先的に凝固し、この凝固した溶湯１４によって、方案部４０の入口が閉塞される。
【００５４】
このようにして方案部４０の入口が溶湯凝固物で閉塞された後、可動型５４を変位させて固定型５２から離間させ、いわゆる型開きを行う。これにより、鋳造品３０が露呈する。
【００５５】
この際、たとえ方案部４０のゲート４４側に近接する溶湯が十分に凝固していなかったとしても、方案部４０内の溶湯１４が斜行部３９内の溶湯１４から押湯されることが防止される。上記したように、方案部４０の入口が閉塞部材６４で閉塞されているとともに、該入口近傍の溶湯１４が凝固して該入口が閉塞されているので、斜行部３９と方案部４０が遮断されているからである。
【００５６】
以上のように、この場合においても、方案部４０の溶湯１４がゲート４４から漏洩することを短時間で回避することができるので、溶湯１４の注湯を開始してから型開きを行うまでのサイクル時間を短縮することができる。
【００５７】
型開きが終了した後、前記第２変位機構の作用下に、支持用バー６２を上昇させて湯道３８から引き抜く。この際、閉塞部材６４は支持用バー６２の差込口に緩やかに挿入された程度であり、且つその先端が方案部４０の入口の天井壁に引っ掛かっているので、差込口から離脱して湯道３８に残留する。すなわち、閉塞部材６４は、湯道３８内の溶湯凝固物に鋳ぐるまれる。そして、鋳造品３０から湯道３８内の溶湯凝固物に相当する部位が切断される際、この部位とともに鋳造品３０から切り離される。
【００５８】
なお、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００５９】
例えば、鋳造品３０が特定のものに限定されるものではないことはいうまでもない。勿論、金型も、上記した金型１６に特に限定されるものではない。
【００６０】
また、溶湯１４に対して接種剤や球状化剤等を添加した後、キャビティ３２に充填するようにしてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１０、６０…鋳造装置                  １４…溶湯
１６…金型                            １８…チラー
２０…冷却用バー                      ２８…溶湯導入部
３０…鋳造品                          ３２…キャビティ
３４…型本体部                        ３６…湯口
３８…湯道                            ４０…方案部
４２…導入路                          ５２…固定型
５４…可動型                          ５６…流通路
６２…支持用バー                      ６４…閉塞部材
【図１】
2012218028.tif 000003
【図２】
2012218028.tif 000004
【図３】
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