JP2010247217A - 鋳造装置の予熱方法および予熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造装置における金型のキャビティ内へ金属溶湯を供給するための溶湯供給経路となる堰入れ子、および湯口入れ子について、短時間で効果的に予熱することができる鋳造装置の予熱方法、および予熱装置についての技術の提供を課題とする。
【解決手段】一部の堰入れ子７・７・・・に対してキャビティ１０側から熱風を吹き込み、熱風を吹き込んだ堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・から湯口入れ子８内部を通じて熱風が吹き込まれない堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・まで熱風を循環させることにより、複数の堰入れ子７・７・・・と湯口入れ子８とを予熱し、熱風が吹き込まれない前記堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・では、熱風が溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・の内周面に沿って流れるように熱風の流通経路を規制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、低圧鋳造法などに用いられる鋳造装置において、良好な鋳造品質を確保するべく、前記鋳造装置における金型や金型への溶湯供給経路などの各部位を所定の温度域にまで予熱するための鋳造装置の予熱方法、および予熱装置についての技術に関する。
より詳しくは、鋳造装置における金型のキャビティ内へ金属溶湯を供給するための溶湯供給経路となる堰入れ子、および湯口入れ子について、短時間で効果的に予熱することができる鋳造装置の予熱方法、および予熱装置についての技術に関する。

従来から、低圧鋳造法などにおいては、良好な鋳造品質を確保するために、実際の製品を生産する前に、金型（鋳造金型）の各部位を所定の温度域にまで上昇させておく予熱が行われている。ここで、予熱に用いられる手法としては、実際に金属溶湯を鋳造金型のキャビティ内に注湯し、この金属溶湯の発する熱により、鋳造金型の各部位を所定の温度域にまで上昇させる手法が知られている。
しかし、このような手法を用いる場合、鋳造金型の各部位が所定の温度域に到達するまでの鋳造サイクルは、いわゆる「捨て打ち工程」となり、製品の歩留まりを悪化させる要因となっていた。
そこで、「捨て打ち工程」を行うことなく鋳造金型を予熱するための技術として、以下の「特許文献１」や「特許文献２」に示されるような、ガスバーナーを用いた金型の予熱装置が知られている。

つまり、前記「特許文献１」では、鋳造金型の各部位に対して、必要な温度域ごとに、複数のガスバーナーの系統分けを行い、これらガスバーナーに供給されるガス、および空気の供給量を、系統ごとに制御手段を用いて調整する技術が開示されている。
また、前記「特許文献２」では、ガスバーナーのノズルから一定距離を隔てた下方側において、中央部に小孔を穿孔する耐熱鋼製円盤を配置し、該耐熱鋼製円盤に反射した輻射熱により鋳造金型の上部を加熱する一方、前記小孔を貫通した火焔により鋳造金型の湯口を加熱するとともに、前記耐熱鋼製円盤と鋳造金型との間から上昇する火焔流により鋳造金型の下部を加熱する技術が開示されている。

特開２００５−２４６４０２号公報 特開２００４−９３０９６号公報

このような前記「特許文献１」や前記「特許文献２」に示されるような予熱装置を用いれば、従来のような「捨て打ち工程」を行うことなく効果的に金型（鋳造金型）を予熱することができ、製品の歩留まりの向上を図ることができる。
しかし、これらガスバーナーによる予熱装置を用いる場合、鋳造金型の表面については比較的容易に予熱を行うことができるものの、とりわけ高温に加熱する必要のある部位、つまり鋳造金型のキャビティ内へ金属溶湯を供給するための溶湯供給経路である堰入れ子、および湯口入れ子については、所定の温度域にまで予熱するのに非常に長い時間を要するものとなっていた。

即ち、図５に示すように、例えば上型金型６Ａや、横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・や、下型金型６Ｃなどからなる鋳造金型６、堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８などといった鋳造装置の各部位に対して予熱を行う場合、これら金型群６Ａ・６Ｂ・・・とともに、前記下型金型６Ｃに設けられる複数の堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８を均一に加熱するべく、全ての堰入れ子７・７・・・に対してガスバーナー２・２・・・を設置することとしている。
このような状態で、ガスバーナー２・２・・・を着火すれば、該ガスバーナー２・２・・・より噴き出される火焔は、堰入れ子７・７・・・における溶湯通路７ｂの上部（入口付近）で跳ね返され、また、該火焔による熱風も堰入れ子７・７・・・の内部（湯口入れ子８側）にまで十分に吹き込まれないこととなる。その結果、堰入れ子７・７・・・は比較的短時間で予熱されるものの、湯口入れ子８については、所定の温度域にまで上昇するのに長時間を要していた。

つまり、従来の予熱装置５０では、全ての堰入れ子７・７・・・に対して、ガスバーナー２・２・・・より熱風を吹き込むため、これら各々の堰入れ子７・７・・・は熱風の入口となる一方、出口にもなってしまう。その結果、ひとたび熱風が堰入れ子７・７・・・内に吹き込まれても、図５に示す矢印ｃに示すように、先に堰入れ子７・７・・・を通じて湯口入れ子８内に吹き込まれた熱風の外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）に噴き出す勢いによって弾き返されてしまうため、前記熱風はなかなか湯口入れ子８にまで到達することができず、湯口入れ子８を所定の温度域にまで上昇するのに長時間を要していた。

一方、これら各々の堰入れ子７・７・・・が熱風の入口兼出口となるのを防止するべく、いずれかの堰入れ子７にはガスバーナー２を設けないこととすれば、堰入れ子７内に一旦吹き込まれた熱風は、湯口入れ子８にまで到達し、その後、ガスバーナー２を設けない堰入れ子７を介して外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）へと噴き出されることとなる。

しかし、このような熱風の全てが、堰入れ子７の溶湯通路７ｂの内周面に接しながら外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）へと噴き出されることはない。つまり、前記溶湯通路７ｂを通過する熱風の大部分は、溶湯通路７ｂの断面視中央部を流れることとなり、堰入れ子７を予熱することなく外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）へと噴き出されることとなる。
その結果、ガスバーナー２・２・・・の設けられた堰入れ子７・７・・・と、ガスバーナー２の設けられない堰入れ子７と、の間では温度差が生じ、全ての堰入れ子７・７・・・を均一に予熱することが困難であった。

そこで、本発明においては、例えば低圧鋳造法などに用いられる鋳造装置において、該鋳造装置における金型のキャビティ内へ金属溶湯を供給するための溶湯供給経路となる堰入れ子、および湯口入れ子について、短時間で効果的に予熱することができる鋳造装置の予熱方法、および予熱装置についての技術の提供を課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、金型内に形成されるキャビティと、前記キャビティ内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子と、前記金型に設けられ、前記湯口入れ子に供給された溶湯を前記キャビティに案内する溶湯通路を有する複数の堰入れ子とを備えた鋳造装置の予熱方法であって、前記複数の堰入れ子のうち、一部の堰入れ子に対して前記キャビティ側から熱風を吹き込み、熱風を吹き込んだ堰入れ子の溶湯通路から前記湯口入れ子内部を通じて熱風が吹き込まれない堰入れ子の溶湯通路まで熱風を循環させることにより、前記複数の堰入れ子と湯口入れ子とを予熱し、熱風が吹き込まれない前記堰入れ子のうち、少なくとも一つの堰入れ子の溶湯通路においては、熱風が該溶湯通路の内周面に沿って流れるように、熱風の流通経路を規制するものである。

請求項２においては、前記各堰入れ子は、熱風が吹き込まれる状態、または熱風の流通経路を規制される状態の何れかの状態にあるものである。

請求項３においては、前記堰入れ子における熱風の流通経路の規制は、前記堰入れ子の溶湯通路内に、金属部材からなる流通規制手段を、前記溶湯通路の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入することにより行うものである。

請求項４においては、金型内に形成されるキャビティと、前記キャビティ内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子と、前記金型に設けられ、前記湯口入れ子に供給された溶湯を前記キャビティに案内する溶湯通路を有する複数の堰入れ子とを備えた鋳造装置の予熱装置であって、前記複数の堰入れ子のうち、一部の堰入れ子に対して前記キャビティ側から熱風を吹き込む加熱手段と、熱風が吹き込まれない前記堰入れ子のうち、少なくとも一つの堰入れ子の溶湯通路内に、前記溶湯通路の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入される流通規制手段とを備え、前記流通規制手段により、当該溶湯通路内を流通する熱風の熱風経路を、流通規制手段と溶湯通路の内周面との間で規制するものである。

請求項５においては、前記各堰入れ子には、加熱手段または前記流通規制手段の何れかが設けられているものである。

請求項６においては、前記流通規制手段は金属部材にて形成され、前記堰入れ子の溶湯通路を流通する熱風により加熱されることで、堰入れ子を予熱するために十分な輻射熱を輻射するものである。

請求項７においては、前記流通規制手段は連結部材を介して、前記加熱手段と連結されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明における鋳造装置の予熱方法、および予熱装置を用いることで、該鋳造装置における金型（鋳造金型）のキャビティ内へ金属溶湯を供給するための溶湯供給経路となる堰入れ子、および湯口入れ子について、短時間で効果的に予熱することができる。

つまり、一部の堰入れ子に流通規制手段を挿入することで、該堰入れ子内部における熱風の流通経路が溶湯通路の内周面に沿った経路になるとともに、前記流通経路の断面積が小さくなる（前記流通経路が狭くなる）こととなる。その結果、加熱手段によって湯口入れ子内部にまで噴き込まれた熱風の大部分が、流通規制手段の挿着される堰入れ子における溶湯通路の内周面と接触しながら外部（鋳造金型のキャビティ側）に噴き出すこととなる。
従って、加熱手段が配置されているか否かに係わらず、全ての堰入れ子に対して均一に予熱することが可能となり、鋳造金型の堰入れ子、および湯口入れ子を短時間で効果的に予熱することができるのである。

本発明の一実施例に係る予熱装置の全体的な構成を示した側面断面模式図。 同じく堰入れ子近傍を示した側面断面模式図。 加熱ピースの形状を示した図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図。 加熱ピースと堰入れ子との組付け状態を示した詳細図であり（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図。 従来の予熱装置の全体的な構成を示した側面断面模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

［鋳造装置２０］
まず、本発明に係る予熱装置１によって予熱が行われる、金型（鋳造金型）６、堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８などを備える鋳造装置２０の全体的な構成について、図１および図２を用いて説明する。なお、便宜上、図１および図２の上下方向を鋳造金型６の上下方向とし、且つ矢印Ａの方向を前方と規定して、以下説明する。

本実施例における鋳造装置２０の鋳造金型６は、例えば溶融されたアルミニウム合金（金属溶湯）を流し込み、自動車用エンジンのシリンダヘッドなどを鋳造する低圧鋳造用の鋳造金型である。
前記鋳造金型６は上型金型６Ａや横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・や下型金型６Ｃなど、複数の金型に分割して構成される。また、これら金型群６Ａ・６Ｂ・・・は、下型金型６Ｃの上方に横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・を配置し、さらに横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・の上方に上型金型６Ａを配置して構成されており、下型金型６Ｃを基準として、上型金型６Ａが上下方向へ移動可能に、横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・が水平方向へ移動可能にそれぞれ構成されている。

即ち、上型金型６Ａは、下型金型６Ｃの上方において、図示せぬアクチュエーターを介して上下方向に移動可能に設けられる。
また、横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・は、下型金型６Ｃの上方、且つ上型金型６Ａの下方において、複数の金型に分割して構成され、図示せぬ案内ガイド等によって水平面（上型金型６Ａの移動方向に対して直行する平面）上を、下型金型６Ｃを中心とする平面視放射状に各々スライド移動可能に設けられる。
さらに、下型金型６Ｃは、これら上型金型６Ａや横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・の下方において、例えば、鋳造装置２０に設けられる固定テーブル２１の上面に、ボルト等を介して着脱可能に固設されている。

そして、上型金型６Ａが下型金型６Ｃに対して離間した上方位置に位置するとともに、複数の横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・が下型金型６Ｃに対して離間した外方位置に位置している状態から、上型金型６Ａが下型金型６Ｃに向かって下方へと移動し、また、複数の横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・が水平面上を下型金型６Ｃに向かって各々スライド移動することで、鋳造金型６は「型閉じ」され、鋳造金型６内に上型金型６Ａ、複数の横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・、および下型金型６Ｃにて囲まれる空間部（キャビティ）１０が形成されるようになっている。

下型金型６Ｃには、上下方向に貫通する複数の貫通孔６ａ・６ａ・・・が設けられている。前記貫通孔６ａ・６ａ・・・は、鋳造金型６のキャビティ１０と連通し、該キャビティ１０内に金属溶湯を注湯する際の注湯口として設けられるものであり、本実施例では、下型金型６Ｃの平面視中央部における四箇所に、断面視円形状からなる貫通孔６ａ・６ａ・・・が周方向に等間隔をなして配置されている。

但し、これら貫通孔６ａ・６ａ・・・については、本実施例に限定されるものではなく、例えば、個数については二箇所以上設けられていればよく、また、断面形状についても他の多角形状等によって構成してもよい。更に言えば、これら貫通孔６ａ・６ａ・・・の設けられる金型は、下型金型６Ｃに限定されるものではなく、上型金型６Ａ、或いは横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・であってもよい。

前記貫通孔６ａ・６ａ・・・には堰入れ子７・７・・・が各々設けられている。
各堰入れ子７は、図４（ｂ）に示すように、上下方向に貫通する溶湯通路７ｂを備えた筒状部材からなる。溶湯通路７ｂの上部７ａは上方に向かって徐々に拡径するテーパ状に形成され、上部７ａの下方に連設される下部は下方へ向かって拡径するテーパ状に形成されている。つまり、各堰入れ子７の溶湯通路７ｂの全体形状は、下端から上下方向の途中部までが上方に向かって釣鐘状に一旦縮径され、前記途中部から上端までが上方に向かって徐々に拡径されるような形状となっている。

このような形状からなる複数の堰入れ子７・７・・・を前記貫通孔６ａ・６ａ・・・内に各々下方より挿入することで、これら堰入れ子７・７・・・は前記貫通孔６ａ・６ａ・・・と軸心を同じくして下型金型６Ｃに固定保持され、下型金型６Ｃにおける前記キャビティ１０内への注湯口の形状を、金属溶湯が流やすい形状に確保するようになっている。

一方、これら堰入れ子７・７・・・の下方には湯口入れ子８が設けられる。
前記湯口入れ子８は略半球形状に形成された凹部を有する碗状の部材からなり、その底面中央部には貫通孔８ａが穿孔されている。そして、湯口入れ子８は、例えば鋳造装置２０に設けられる固定テーブル２１の上面において、上方に開口するようにして固設されることで、前記貫通孔８ａが鋳造装置２０の外部より金属溶湯を注ぎ込む供給管２２と連通されるようになっている。

また、図１に示すように、固定テーブル２１の上面における、湯口入れ子８の設けられる箇所は他の箇所と比べて幾分下方に掘り下げた形状に形成されている。
そして、湯口入れ子８を固定テーブル２１に固設した状態で、さらに湯口入れ子８の上方から下型金型６Ｃを固定テーブル２１に固設することで、下型金型６Ｃに設けられる全ての堰入れ子７・７・・・が湯口入れ子８の上部と連通されるようになっている。

つまり、平面視において、固定テーブル２１の上面における下型金型６Ｃの配設位置は、下型金型６Ｃに設けられる全ての堰入れ子７・７・・・が、湯口入れ子８の前記凹部の範囲内に収まるように設けられており、固定テーブル２１の上面における予め定められた箇所に湯口入れ子８と、下型金型６Ｃとを順に固設することで、複数の堰入れ子７・７・・・と、湯口入れ子８と、供給管２２と、がともに連通されるようになっている。

このように、鋳造金型６はキャビティ１０内に連通する複数の堰入れ子７・７・・・を具備し、該堰入れ子７・７・・・を介して、キャビティ１０内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子８と連結するようになっており、鋳造装置２０においては、湯口入れ子８に供給された溶湯を堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・を通じてキャビティ１０内に案内するように構成されている。

そして、鋳造金型６を構成する金型群６Ａ・６Ｂ・・・が「型閉じ」され、鋳造金型６の内部に空間部（キャビティ）１０が形成されると、供給管２２を介して金属溶湯が一旦湯口入れ子８の内部に流れ込み、その後、圧力の高められた状態にて、金属溶湯はキャビティ１０内に、堰入れ子７・７・・・を介して勢いよく噴出されるのである。

［予熱装置１］
次に、本発明の一実施例に係る鋳造装置２０の予熱装置１の構成について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、便宜上、図３（ｂ）、および図４（ｂ）の上下方向を加熱ピース３の上下方向とし、且つ図３、および図４に示す矢印Ａの方向を前方と規定して、以下説明する。

本実施例における予熱装置１は良好な鋳造品質を確保するために、上述の金型（鋳造金型）６の表面温度を所定の温度域にまで予熱するとともに、鋳造金型６への溶湯供給経路となる湯口入れ子８と、堰入れ子７・７・・・とを短時間で効果的に予熱するためのものである。

予熱装置１は，予熱を必要とする、鋳造金型６や堰入れ子７・７・・・や湯口入れ子８などといった鋳造装置２０の各部位に対して熱風を吹き込むために設けられる複数のガスバーナー２・２・・・や、加熱ピース３などにより構成される。なお、図１、および図２については、説明の都合上、堰入れ子に対して火焔を噴き出すガスバーナー２のみを記載し、他の金型群６Ａ・６Ｂ・・・などに対して火焔を噴き出すガスバーナー２・２・・・は記載を省略する。

まず、ガスバーナー２・２・・・について説明する。
ガスバーナー２・２・・・は、一種の加熱手段として設けられるものであり、複数の堰入れ子７・７・・・のうち、一部の堰入れ子７・７・・・の近傍（図１における上方側）に配設されるとともに、図示しないが鋳造金型６を構成する上型金型６Ａや横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・や下型金型６Ｃなどに対して各々配設されている。

また、これら複数のガスバーナー２・２・・・の先端部には、チップ（ノズル）２ａ・２ａ・・・が各々装着されており、該チップ（ノズル）２ａ・２ａ・・・の噴き出し口を拡径、或いは縮径するなどして、これらガスバーナー２・２・・・の火焔の大きさを各々調整可能としている。

ガスバーナー２・２・・・には供給管５が設けられる。
前記供給管５はガスバーナー２・２・・・に対して、燃料として必要なガスや空気を供給するためのものであり、主に延出する管状の中空部材により形成される。
また、供給管５の一端部は封止されるとともに、他端部では図示せぬガスや空気の供給源と、混合器を介して連通されている。

そして、供給管５の側面部には、延出方向の全領域に渡って複数のガスバーナー２・２・・・が枝分かれして連通されており、このような構成を有することで、全てのガスバーナー２・２・・・にガスや空気が均等に供給されるようになっている。

また、供給管５には、例えば丸棒部材を下方に向かって略Ｌ字状に屈曲形成したスタンド部材（図示せず）が該供給管５の両端部に設けられており、前記スタンド部材によって供給管５は下型金型６Ｃの上方に自立可能な構成となっている。

なお、本実施例においては、全てのガスバーナー２・２・・・に対して共通の供給管５が設けられるものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、堰入れ子７・７・・・に対するガスバーナー２・２・・・については、他の鋳造金型６の部位と区別して別途単独に供給管５を設けることとしてもよい。

次に加熱ピース３について説明する。
加熱ピース３は、堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に挿入される流通規制手段であり、ガスバーナー２・２・・・が近設されていない堰入れ子７・７・・・のうち、少なくとも一つの堰入れ子７・７・・・に対して各々設けられ、ガスバーナー２・２・・・によって堰入れ子７・７・・・内部に吹き込まれた熱風が、再び元の堰入れ子７・７・・・（熱風を噴き込んだ堰入れ子７・７・・・）を介して外部に噴き出すことなく、湯口入れ子８まで十分到達するように、熱風の流れを規制するためのものである。

加熱ピース３は、図３に示すように、基部材３１や、複数の突起片３２・３２・・・や、掛止部材３３などにより構成される。
前記基部材３１は下方に向かって徐々に縮径する略コーン状（略円錐状）の中実部材からなり、該基部材３１の下端部３１ｂは半球面状にまるみを帯びた形状にて形成されている。

基部材３１の上側の端部３１ａ、つまり該基部材３１の断面視拡径側の端部３１ａの外周面には、複数の突起片３２・３２・・・が設けられる。
前記突起片３２・３２・・・は略矩形状の板部材からなり、平面視にて基部材３１の外周面に周方向に等間隔をなして配置され、該基部材３１の半径方向に向かって突出するようにして溶着されている。

また、図３（ｂ）に示すように、各突起片３２の外側（基部材３１の平面視半径方向外側）の下端部は、クランク状に切り欠かれており、この切欠部の側面部３２ａは堰入れ子７における溶湯通路７ｂの上部７ａの内周面に沿って形成される一方、前記切欠部の上面部３２ｂは水平面状に形成される。

なお、本実施例においては、突起片３２・３２・・・を略矩形状の板部材にて形成することとしているが、これに限定されるものではなく、前記側面部３２ａと、上面部３２ｂとからなる切欠部の形状を有する限り、例えば丸棒部材など他の形状からなる部材にて形成してもよい。

また、前記上面部３２ｂは全ての突起片３２・３２・・・に設けられる必要はなく、例えば、本実施例に示すように、堰入れ子７への加熱ピース３の挿入姿勢にガタ（遊び）が生じないように、一部の突起片３２については、上面部３２ｂを設けないこととしてもよい。

さらにいえば、加熱ピース３を構成するこれら複数の部材３１・３２・３２・・・の形状は、本実施例に限定されるものではない。
つまり、後述のとおり、加熱ピース３は堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に、上方側（キャビティ１０側）から下方に向かって挿入され、その結果、基部材３１と、堰入れ子７における溶湯通路７ｂの内周面との間に間隙１１（図４を参照）を形成するが、前記間隙１１の形状、および断面積は、加熱ピース３の設けられる堰入れ子７を予熱するのに必要な熱風の流量により決定されるものである。

換言すれば、ガスバーナー２・２・・・の設けられる堰入れ子７・７・・・と、加熱ピース３の設けられる堰入れ子７との予熱の際における温度バランスは、主に加熱ピース３の形状によって調整されるものであり、前記間隙１１を通過する熱風が有する熱量によって加熱ピースの形状は決定される。

従って、加熱ピース３の形状については、堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に挿着された状態で、基部材３１と、堰入れ子７との間に適切な間隙１１が設けられるものであれば、例えば、円柱状や、表面に螺旋状の溝部を有する略円錐状等に基部材３１を形成してもよい。

ここで、加熱ピース３を形成する各部材３１・３２・３２・・・は、高温に熱せられることで輻射熱を輻射する金属部材により構成されている。そして、後述のとおり、加熱ピース３を堰入れ子７に挿設した状態で、該堰入れ子７を介して外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）に噴き出す熱風により、加熱ピース３は加熱され、該加熱ピース３より輻射される輻射熱によっても、堰入れ子７が予熱されるようになっている。

基部材３１の上側の端面部には掛止部材３３が設けられる。
前記掛止部材３３は丸棒部材を逆Ｕ字状に屈曲して形成され、その両端部を基部材３１の上側の端部３１ａ中央部に埋没させて、該基部材３１に固設されている。
一方、上述のガスバーナー２・２・・・に設けられる供給管５の中途部にも、前記掛止部材３３と同様の形状からなる掛止部材３４（図１を参照）が固設されている。

そして、これら掛止部材３３・３４に、鎖（チェーン）等からなる連結部材４の両端部に設けられるフック部４ａ・４ａを掛止することで、加熱ピース３は前記供給管５と連結されるようになっている。

このように、加熱ピース３は連結部材４を介して、ガスバーナー２・２・・・に設けられる供給管５と連結されることで、ガスバーナー２・２・・・の熱風により極度の高温状態にまで熱せられた加熱ピース３の、堰入れ子７からの脱着作業を容易なものとすることができるようになっている。

つまり、加熱ピース３と、ガスバーナー２・２・・・の供給管５と、を連結部材４により連結することで、加熱ピース３は前記供給管５に追従して移動されることとなる。
従って、堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８の予熱作業の終了後、ガスバーナー２・２・・・を堰入れ子７・７・・・近傍より離すべく、前記供給管５を上方へと持ち上げれば、前記連結部材４を介して加熱ピース３も上方へと引き抜かれ、高温に熱せられた加熱ピース３を、堰入れ子７から容易に脱着することができるのである。

このような構成からなる加熱ピース３は、複数の部材３１・３２・３２・・・より一体的に形成され、堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に、基部材３１の下端部３１ｂを下側に向けて、堰入れ子７の上方より、該堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に挿入される。
その結果、基部材３１の側面部と、堰入れ子７の内側面部と、の間に間隙１１（図４を参照）が形成され、該間隙１１を介して、湯口入れ子８内部にまで到達した熱風は、外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）に噴き出すこととなる。

［予熱方法］
次に予熱装置１を用いた鋳造金型６の予熱方法について、図１乃至図４を用いて説明する。

まず、金型（鋳造金型）６の開いた状態（型開き状態）において、加熱ピース３を堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に挿入する。
ここで、図４（ｂ）に示すように、加熱ピース３は堰入れ子７の上方より、該堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内に徐々に進入するようにして挿入され、基部材３１のほぼ全体が溶湯通路７ｂ内に収まると、複数の突起片３２・３２・・・に設けられる切欠部の上面部３２ｂ・３２ｂ・・・が、堰入れ子７の上端部と当接される。

そして、前記上面部３２ｂ・３２ｂ・・・によって、加熱ピース３の上下方向の位置が規制されるとともに、切欠部の側面部３２ａ・３２ａ・・・が、堰入れ子７の上部７ａの溶湯通路７ｂと当接され、加熱ピース３の前後左右方向の位置が規制されることとなる。
つまり、図４（ｂ）に示すように、加熱ピース３の基部材３１は、複数の突起片３２・３２・・・を介して、堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内における平面視中央部に配置され、前記基部材３１の外周面と、前記堰入れ子７の溶湯通路７ｂの内周面との間に間隙１１が形成されることとなる。
換言すれば、堰入れ子７に加熱ピース３を挿入することで、該堰入れ子７の流通経路となる溶湯通路７ｂの断面積は、前記間隙１１の面積にまで狭められることとなる。

次に、鋳造金型６を構成する上型金型６Ａや横型金型６Ｂ・６Ｂ・・・や下型金型６Ｃなど所定の部位とともに、複数の堰入れ子７・７・・・のキャビティ１０側の近傍に、ガスバーナー２・２・・・が配置される。
ここで、ガスバーナー２・２・・・が設けられる堰入れ子７・７・・・は、加熱ピース３が未挿着である堰入れ子７・７・・・に限られ、図１に示すように、チップ（ノズル）２ａ・２ａ・・・の噴き出し口より噴き出す火焔の方向が、これら堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂに向くようにして、これらガスバーナー２・２・・・は堰入れ子７・７・・・の上方に配置される。

その後、加熱ピース３は、連結部材４を介してガスバーナー２・２・・・の供給管５と連結され、該ガスバーナー２・２・・・が着火される。

ガスバーナー２・２・・・の火焔の噴出が開始されると、該火焔にともなって高温状態の熱風も勢いよく噴出される。
そして、ガスバーナー２・２・・・より噴き出された熱風は、堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・を通じて、該堰入れ子７・７・・・の内部に各々吹き込まれ、さらに湯口入れ子８の内部へ侵入して、加熱ピース３が挿着される堰入れ子７の溶湯通路７ｂ内へと循環する（図２における矢印ａ１）。
その後、前記熱風は、基部材３１の外周面と、堰入れ子７における溶湯通路７ｂの内周面との間に形成される間隙１１を介して、湯口入れ子８および堰入れ子７・７・・・の内部空間から外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）に噴き出されることとなる（図２における矢印ａ２）。

また、前記熱風は間隙１１を通過する際、加熱ピース３自身をも加熱することととなり、その結果、加熱ピース３より輻射熱が輻射され（図２における矢印ｂ）、該加熱ピース３の設けられる堰入れ子７は、前記熱風に加えて、該輻射熱によっても加熱されることとなる。
つまり、前記間隙１１は、堰入れ子７における溶湯通路７ｂの内周面に沿って形成されており、加熱ピース３が挿設される堰入れ子７の溶湯通路７ｂを通過する熱風は、溶湯通路７ｂの内周面に沿って流れることとなる。
これにより、当該堰入れ子７は、溶湯通路７ｂ内（より詳細には溶湯通路７ｂ内の間隙１１）を通過する熱風により、該溶湯通路７ｂの内周面を通じて直接加熱され、さらに前記溶湯通路７ｂ内を通過する熱風により加熱された加熱ピース３から放射される輻射熱によっても加熱される。

その後、鋳造金型６、堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８などの鋳造装置２０の各部位が所定の温度域に達すると、ガスバーナー２・２・・・のチップ（ノズル）２ａ・２ａ・・・が閉じられ、鋳造装置２０の予熱は完了し、予熱装置１は鋳造装置２０より取り外される。

このように、鋳造金型６内に形成されるキャビティ１０と、キャビティ１０内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子８と、鋳造金型６に設けられ、湯口入れ子８に供給された溶湯をキャビティ１０内に案内する溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・を有する複数の堰入れ子７・７・・・とを備えた鋳造装置２０を予熱する、本発明における金型の予熱方法においては、前記複数の堰入れ子７・７・・・のうち、一部の堰入れ子７・７・・・に対してキャビティ１０側から熱風を吹き込み、熱風を吹き込んだ堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・から湯口入れ子８内部を通じて熱風が吹き込まれない堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・まで熱風を循環させることにより、複数の堰入れ子７・７・・・と湯口入れ子８とを予熱し、熱風が吹き込まれない堰入れ子７・７・・・のうち、少なくとも一つの堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・においては、熱風が該溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・の内周面に沿って流れるように、熱風の流通経路を規制することとしている。

また、本発明においては、このような金型の予熱方法を実現するべく、鋳造金型６内に形成されるキャビティ１０と、キャビティ１０内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子８と、鋳造金型６に設けられ、湯口入れ子８に供給された溶湯をキャビティ１０内に案内する溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・を有する複数の堰入れ子７・７・・・とを備えた鋳造装置２０の予熱装置１によって予熱を行うこととしており、前記予熱装置１は、前記複数の堰入れ子７・７・・・のうち、一部の堰入れ子７・７・・・に対してキャビティ１０側から熱風を吹き込むガスバーナー（加熱手段）２・２・・・と、熱風が吹き込まれない前記堰入れ子７・７・・・のうち、少なくとも一つの堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・内に、溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入される加熱ピース（流通規制手段）３とを備え、前記加熱ピースにより、当該溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・内を流通する熱風の熱風経路を、加熱ピース３の外周面と溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・の内周面との間に形成される間隙１１で規制することとしている。

このような予熱方法、および予熱装置１の構成とすることで、鋳造装置２０の堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８を短時間で効果的に予熱することができる。

つまり、一部の堰入れ子７に加熱ピース３を挿入することで、該堰入れ子７内部における熱風の流通経路が溶湯通路７ｂの内周面に沿った経路になるとともに、前記流通経路の断面積が小さくなる（前記流通経路が狭くなる）こととなる。
その結果、ガスバーナー２・２・・・によって、湯口入れ子８内部にまで噴き込まれた熱風の大部分が、加熱ピース３の挿着される堰入れ子７における溶湯通路７ｂの内周面と接触しながら外部（鋳造金型６のキャビティ１０側）に噴き出すこととなる。
従って、ガスバーナー２・２・・・が配置されているか否かに係わらず、全ての堰入れ子７・７・・・を均一に予熱することが可能となるとともに、鋳造金型６の堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８を短時間で効果的に予熱することができるのである。

また、本発明における金型の予熱方法では、前記各堰入れ子７は、熱風が吹き込まれる状態、または熱風の流通経路を規制される状態の何れかの状態にあることとしている。

一方、本発明においては、このような金型の予熱方法を実現するべく、鋳造装置２０の予熱装置１には、前記各堰入れ子７には、ガスバーナー（加熱手段）２または前記加熱ピース（流通規制手段）３の何れかが設けられている、こととしている。

このような予熱方法、および予熱装置１の構成とすることで、複数の堰入れ子７・７・・・の全てにおいて、ガスバーナー２、あるいは加熱ピース３のいずれかが設けられることとなり、鋳造金型６の堰入れ子７・７・・・、および湯口入れ子８を、より短時間で効果的に予熱することができる。

また、本発明における金型の予熱方法では、前記堰入れ子７・７・・・における熱風の流通経路の規制は、前記堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・内に、金属部材からなる加熱ピース（流通規制手段）３を、前記溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入することにより行うこととしている。

一方、本発明においては、このような金型の予熱方法を実現するべく、鋳造装置２０の予熱装置１を、前記加熱ピース（流通規制手段）３は金属部材にて形成され、前記堰入れ子７・７・・・の溶湯通路７ｂ・７ｂ・・・を流通する熱風により加熱されることで、堰入れ子を予熱するために十分な輻射熱を輻射するように構成している。

このような予熱方法、および予熱装置１の構成とすることで、複数の堰入れ子７・７・・・を略均一に予熱することができる。

つまり、加熱ピース３の設けられた堰入れ子７については、既に湯口入れ子８を通過し、幾分かの熱量の奪われた熱風と、加熱ピース３自身が輻射する輻射熱と、によって加熱されるため、ガスバーナー２・２・・・の設けられる堰入れ子７・７・・・と比較しても略均等の温度にて予熱することが可能となり、複数の堰入れ子７・７・・・を略均一に予熱することができる。

また、前記予熱装置１において、前記加熱ピース（流通規制手段）３は連結部材４を介して、前記ガスバーナー（加熱手段）２・２・・・に設けられる供給管５と連結されることとしている。

このような予熱装置１の構成とすることで、鋳造金型６の予熱完了後の高温状態にある加熱ピース３は、堰入れ子から容易に脱着できるようになっている。
つまり、供給管５を上方へ持ち上げることで、連結部材４を介して加熱ピース３も上方へと容易に引き抜かれることとなるのである。

１ 予熱装置
２ ガスバーナー（加熱手段）
３ 加熱ピース（流通規制手段）
４ 連結部材
５ 供給管
６ 鋳造金型
７ 堰入れ子
７ｂ 溶湯通路
８ 湯口入れ子
１０ キャビティ
１１ 間隙
２０ 鋳造装置

Claims (7)

1. 金型内に形成されるキャビティと、
   前記キャビティ内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子と、
   前記金型に設けられ、前記湯口入れ子に供給された溶湯を前記キャビティに案内する溶湯通路を有する複数の堰入れ子とを備えた鋳造装置の予熱方法であって、
   前記複数の堰入れ子のうち、一部の堰入れ子に対して前記キャビティ側から熱風を吹き込み、
   熱風を吹き込んだ堰入れ子の溶湯通路から前記湯口入れ子内部を通じて熱風が吹き込まれない堰入れ子の溶湯通路まで熱風を循環させることにより、前記複数の堰入れ子と湯口入れ子とを予熱し、
   熱風が吹き込まれない前記堰入れ子のうち、少なくとも一つの堰入れ子の溶湯通路においては、熱風が該溶湯通路の内周面に沿って流れるように、熱風の流通経路を規制する、
   ことを特徴とする鋳造装置の予熱方法。
2. 前記各堰入れ子は、熱風が吹き込まれる状態、または熱風の流通経路を規制される状態の何れかの状態にある、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置の予熱方法。
3. 前記堰入れ子における熱風の流通経路の規制は、
   前記堰入れ子の溶湯通路内に、金属部材からなる流通規制手段を、前記溶湯通路の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入することにより行う、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋳造装置の予熱方法。
4. 金型内に形成されるキャビティと、
   前記キャビティ内に溶湯を注ぎ込むための湯口入れ子と、
   前記金型に設けられ、前記湯口入れ子に供給された溶湯を前記キャビティに案内する溶湯通路を有する複数の堰入れ子とを備えた鋳造装置の予熱装置であって、
   前記複数の堰入れ子のうち、一部の堰入れ子に対して前記キャビティ側から熱風を吹き込む加熱手段と、
   熱風が吹き込まれない前記堰入れ子のうち、少なくとも一つの堰入れ子の溶湯通路内に、前記溶湯通路の内周面から所定距離だけ離間した状態で挿入される流通規制手段とを備え、
   前記流通規制手段により、当該溶湯通路内を流通する熱風の熱風経路を、流通規制手段と溶湯通路の内周面との間で規制する、
   ことを特徴とする鋳造装置の予熱装置。
5. 前記各堰入れ子には、加熱手段または前記流通規制手段の何れかが設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の鋳造装置の予熱装置。
6. 前記流通規制手段は金属部材にて形成され、
   前記堰入れ子の溶湯通路を流通する熱風により加熱されることで、堰入れ子を予熱するために十分な輻射熱を輻射する、
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の鋳造装置の予熱装置。
7. 前記流通規制手段は連結部材を介して、前記加熱手段と連結される、
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の金型の予熱装置。

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