JP2011121064A

JP2011121064A - 遠心鋳造装置

Info

Publication number: JP2011121064A
Application number: JP2009278477A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Matsuo; 大介松尾; Hirobumi Taniguchi; 博文谷口
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】金型保持部材に対して金型を芯出しして保持させ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達でき、さらに金型保持部材に対して金型を容易に着脱できる遠心鋳造装置を提供すること。
【解決手段】回転駆動部１０に固定され、金型３０を保持する金型保持部材２０と、回転駆動部１０の回転中心軸線Ｏに交差する角度に傾斜して金型保持部材２０に形成された金型係止部２１と、金型３０に設けられた金型被係止部３３と、金型係止部２１及び金型被係止部３３に設けられた傾斜面と、金型保持部材２０及び金型３０に対して回転中心軸線Ｏに直交する方向に移動可能に金型保持部材２０及び金型３０に取り付けられた可動係止部材４１と、金型保持部材２０に取り付けられ、可動係止部材４１が回転中心軸線Ｏから遠ざかる方向に移動するときに、可動係止部材４１に連結し、金型３０を金型保持部材２０に向かう方向に押圧する連動押圧部材４４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心鋳造装置に関する。

従来、金属の溶湯を金型に注入し、金型を回転させて成形する遠心鋳造が行われている。遠心鋳造の際には、回転機構を有する回転軸に金型を取り付けるが、この取り付けにあたっては、回転中に金型が回転軸から外れない程度の固定力と、回転中に金型の挙動が安定し、好適に遠心鋳造が行われるように、回転軸と金型の中心軸とを合わせる同軸（芯出し）とが重要である。
このような遠心鋳造装置では、回転する金型のバランスが安定するように、回転駆動部の回転中心軸線と金型の回転中心軸線とを合わせる芯出しをおこなう必要がある。

金型の固定に関する技術について、特許文献１には、遠心鋳造装置のコアセッターが記載されている。特許文献１において、遠心鋳造により管を形成するための金枠（金型）には、ロックレバーが支持軸回りに回動可能に軸支されている。ロックレバーの一端には重りが取り付けられており、遠心鋳造時に金枠が回転すると、発生する遠心力によって重りが金枠から離間するようにロックレバーが回動し、ロックレバーの他端に設けられたロック爪がコアリングを押圧する。その結果、コア（金型保持部材）に対して確実に金枠が固定される。

特開２００２−１５３９６３号公報

ところで、遠心鋳造に用いる金属材料として、近年、複数の金属元素が結晶構造を形成せずに凝固（アモルファス化）した合金である非晶質合金の成形品が注目されている。金属ガラスに代表される非晶質合金の成形品は、その特性上寸法の小さいものが多く、金型もそれに伴って小さくなる結果、良好な充填性を得るのに十分な遠心力を生じさせるために、例えば５０００回転毎分（ｒｐｍ）以上の高速で回転されることが多い。したがって、このような高速回転の遠心鋳造においては、芯出しを高精度にできることに加えて、金型保持部材に対して金型が摺動しないように、金型保持部材に金型を確実に取り付けできることが重要となる。
しかしながら、特許文献１に記載のコアセッターでは、金型に対してロックレバーが摩擦係合するものであるため、金型を回転させる力が大きい場合に、金型が金型保持部材に対して相対移動することがある。この場合、金型を金型保持部材に取り付けるときの取り付け力が不十分になり金型が金型保持部材に対して摺動するおそれがある。
また、金型保持部材と金型とを固定すれば金型保持部材の回転を金型に確実に伝達することはできるが、この場合、金型保持部材へ金型を着脱する作業が煩雑になる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、金型保持部材に対して金型を芯出しして保持させ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達でき、さらに金型保持部材に対して金型を容易に着脱できる遠心鋳造装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の遠心鋳造装置は、金型と該金型を回転させる回転駆動部とを有する遠心鋳造装置であって、前記回転駆動部に固定され、前記金型を保持する金型保持部材と、前記回転駆動部の回転中心軸線に対して斜めに交差する角度に傾斜して前記金型保持部材に形成された金型係止部と、前記金型に設けられ、該金型係止部に係止される金型被係止部と、前記金型被係止部が前記金型係止部に係止されることにより前記金型保持部材に保持された前記金型を、前記金型保持部材の回転方向に係止すると共に、前記金型保持部材及び前記金型に対して前記回転中心軸線に直交する方向に移動可能に取り付けられた可動係止部材と、前記金型保持部材に取り付けられ、前記可動係止部材が前記回転中心軸線から遠ざかる方向に移動するときに、前記可動係止部材に連結し、前記金型を前記金型保持部材に向かう方向に押圧する連動押圧部材と、を備え、前記金型係止部と前記金型被係止部との少なくともいずれかに形成された傾斜面と、前記金型係止部と前記金型被係止部との他方とが係合して、前記金型が前記回転中心軸線に対して芯出しされて前記金型保持部材に係止されることを特徴とする。

また、前記可動係止部材は、前記金型保持部材を貫通し、前記金型に挿入されていることが好ましい。

また、前記可動係止部材は、前記連動押圧部材に係合する係合部を有し、前記連動押圧部材は、前記金型保持部材に前記連動押圧部材を取り付けたときに、前記金型保持部材に前記金型を載置したときの前記金型側かつ前記回転中心軸線側に向くように傾斜して形成された案内面を有し、前記可動係止部材が前記回転中心軸線回りに回転するときの遠心力の方向に前記係合部が移動することで前記係合部が前記案内面に接触して、前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ前記連動押圧部材が移動するようになっていることが好ましい。

また、前記係合部は、前記可動係止部材を貫通して形成された連結孔を有することが好ましい。
また、前記係合部は、前記案内面と平行な摺動面を有することが好ましい。

また、前記可動係止部材は、前記可動係止部材の軸方向に並べて設けられた複数の歯が形成されたラックを有し、前記連動押圧部材は、前記回転中心軸線と平行な方向に回転軸が向き、前記ラックにかみ合って前記連動押圧部材を前記回転軸回りに回転させるピニオンと、前記回転軸回りに回転することで前記連動押圧部材を前記金型保持部材に対して前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ相対移動させるネジ部と、を有し、前記金型保持部材は、前記ネジ部がネジ嵌合するネジ受部を有し、前記回転中心軸線回りに前記ラックが回転することによって生じる遠心力の方向に、前記ピニオンに対して前記ラックが移動することで、前記連動押圧部材が前記回転軸回りに回転し、前記ネジ部が前記ネジ受部にネジ込まれることによって前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ前記連動押圧部材が前記金型保持部材に対して移動するようになっていてもよい。

本発明の遠心鋳造装置によれば、金型保持部材に金型を芯出しして保持させ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達でき、さらに金型保持部材に対して金型を容易に着脱できる。

本発明の第１実施形態の遠心鋳造装置を示す分解斜視図である。同遠心鋳造装置を示す図で（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は同遠心鋳造装置の一部の構成を示す斜視図である。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、同遠心鋳造装置の使用時の動作を説明するための動作説明図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、同遠心鋳造装置の使用時の動作を説明するための動作説明図である。本発明の第２実施形態の遠心鋳造装置を示す部分断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、同遠心鋳造装置の一部の構成を示す斜視図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、同遠心鋳造装置の使用時の動作を説明するための動作説明図である。（Ａ）は同遠心鋳造装置の変形例の構成を示す斜視図、（Ｂ）は同変形例の構成の遠心鋳造装置の使用時の動作を示す動作説明図である。（Ａ）は本発明の第３実施形態の遠心鋳造装置を示す部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）の拡大図である。本発明の第４実施形態の遠心鋳造装置を示す部分断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の遠心鋳造装置１について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、遠心鋳造装置１を示す分解斜視図である。また、図２は、遠心鋳造装置１を示す図で（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は遠心鋳造装置１の一部の構成を示す斜視図である。また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、遠心鋳造装置１の使用時の動作を説明するための動作説明図である。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、遠心鋳造装置１の使用時の動作を説明するための動作説明図である。

図１及び図２（Ａ）に示すように、遠心鋳造装置１は、回転駆動部１０と、金型保持部材２０と、金型３０と、連結部４０とを備えて概略構成されている。
回転駆動部１０は、鉛直方向に延びる回転中心軸線Ｏ回りに回転駆動する軸状の部材である。
金型保持部材２０は、回転駆動部１０に固定され、回転駆動部１０によって回転中心軸線Ｏ回りに回転動作するようになっている。
金型保持部材２０の上面２０Ａの中心部には、回転中心軸線Ｏに対して金型３０を位置決めして係止するための金型係止部２１が形成されている。
金型係止部２１の形状は、本実施形態では、金型係止部２１の内側面が上面２０Ａ側から底部に向かって縮径する回転中心軸線Ｏと同軸状の円錐面の一部をなす形状になっている。ただし、金型係止部２１の形状は、金型３０を下方側に押し付けることにより金型３０を回転中心軸線Ｏに芯出しできる傾斜面を有する形状であれば、このような円錐面の一部をなす凹部には限定されず、金型３０の後述する金型被係止部３３の形状に応じた形状とすることができる。

また、金型保持部材２０には、回転中心軸線Ｏに直交する方向に沿って、金型保持部材２０の側面２０Ｂから金型係止部２１まで貫通された一対の貫通孔２２が、回転中心軸線Ｏを挟んで対向するように設けられている。
各貫通孔２２の延在方向に直交する断面形状は、本実施形態では、矩形形状（略矩形形状を含む）としている。
また、金型保持部材２０には、平面視で各貫通孔２２とそれぞれ重なる位置に矩形状の開口を有し、かつ上面２０Ａから内部側に向かって少なくとも貫通孔２２と交差する深さまで延ばされた２つの凹部２３が設けられている。なお、凹部２３は、金型保持部材２０の厚さ方向に貫通されていてもよい。

金型３０は、回転中心軸線Ｏ２を中心とする略円柱形状に形成されている。金型３０は、回転中心軸線Ｏ２に沿って延びて形成された湯受部３１と、湯受部３１と連通し、回転中心軸線Ｏ２から偏心した位置に形成されたキャビティ部３２と、金型３０の下面に形成された金型被係止部３３と、後述する連結部４０が係止される２対の連結穴３４及び係止穴３５と、を有している。

湯受部３１は、金型３０の上面３０Ａに開口３１Ａを有しており、鋳造される成型品の材料が溶融された溶湯が開口３１Ａを通じて投入されるようになっている。

キャビティ部３２は、成型品の形状に対応する型形状を内面に有しており、キャビティ部３２に溶湯が流入して固化するとキャビティ部３２の内面の形状が転写されて成型品が形成されるようになっている。

金型被係止部３３は、金型保持部材２０の金型係止部２１に形成された湾曲面に面接触するように傾斜して形成された傾斜面３３Ａを有している。この傾斜面３３Ａは、金型３０から金型保持部材２０に向かうに従って縮径し、回転中心軸線Ｏが中心軸となる円錐面の一部をなしている。

各連結穴３４は、回転中心軸線Ｏ２に直交する方向に沿って、金型被係止部３３の表面から回転中心軸線Ｏ２に向かって形成された穴部であり、回転中心軸線Ｏ２を挟んで互いに対向するように２つ設けられている。また、連結穴３４の延在方向に直交する断面形状は、金型保持部材２０の貫通孔２２と同じ大きさの矩形形状（略矩形形状を含む）とされている。
また、各連結穴３４の回転中心軸線Ｏ２に沿う方向の位置は、金型被係止部３３を金型保持部材２０の金型係止部２１に係止して、回転中心軸線Ｏ回りの位置を適宜合わせたときに、金型被係止部３３の表面に形成された各連結穴３４の開口が、金型保持部材２０の各貫通孔２２の開口と対向し、貫通孔２２と連結穴３４とが連通する位置関係になっている。すなわち、金型被係止部３３をこのような位置関係において金型係止部２１に係止すると、貫通孔２２と連結穴３４とによって、金型保持部材２０の側面２０Ｂに形成された貫通孔２２の矩形状の開口から、金型係止部２１の内側面および金型被係止部３３の表面を貫通して金型３０の内部にまで延びる同一の矩形形状断面を有する角穴部が、回転中心軸線Ｏに直交する方向に延びて形成されるようになっている。

係止穴３５は、金型３０の上面３０Ａから金型３０の中間部へ、回転中心軸線Ｏと平行に延びて形成されている。係止穴３５は、金型３０の回転中心軸線Ｏ２を挟んで対向する位置に２つ設けられている。係止穴３５には、後述する連動押圧部材４４の係止部４７が挿入されるようになっている。

連結部４０は、金型保持部材２０の貫通孔２２と金型３０の連結穴３４とにそれぞれ進退自在に挿通される可動係止部材４１と、可動係止部材４１に連結される連動押圧部材４４とを有している。可動係止部材４１と連動押圧部材４４とはそれぞれ２つずつ設けられており、可動係止部材４１と連動押圧部材４４とを一組として、回転中心軸線Ｏを挟んで対向するように二組配置されている。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）、及び図２（Ｃ）に示すように、可動係止部材４１は、金型保持部材２０の貫通孔２２および金型３０の連結穴３４にそれぞれ挿通可能な矩形形状断面を有し、貫通孔２２および連結穴３４が連通し形成される角穴部に金型保持部材２０の側面から可動係止部材４１を挿通したときに、可動係止部材４１の先端４１Ａが連結穴３４の内部に達する長さを有する棒状部材である。
可動係止部材４１の軸方向の中間部には、軸方向の一端側から前記角穴部に挿入したときに貫通孔２２に交差する凹部２３と重なる位置において、上下方向（回転中心軸線Ｏに沿う方向）に連動押圧部材４４が進退自在に挿通される連結孔４２が形成されている。
連結孔４２において、可動係止部材４１の先端４１Ａ側の内壁部には、後述する嵌合凹部４５Ａに係合する係合部４２Ａが形成されている。
また、可動係止部材４１の軸方向の他端には錘４３が設けられている。
錘４３は、その質量の大きさによって、可動係止部材４１が金型保持部材２０に取り付けられて回転されるときに可動係止部材４１に加わる遠心力を調整するためのものである。

連動押圧部材４４は、連動押圧部材４４の配置時に金型３０の上面３０Ａに当接するために水平方向に延ばされた棒状の当接部４６と、連動押圧部材４４の配置時に金型３０の側面に沿って下方に延ばされる棒状部４５とを備える略Ｌ字状の部材である。
当接部４６の端部には、金型３０の係止穴３５に挿入して係止穴３５に係止するため下方側に突出する係止部４７が設けられている。
棒状部４５の下端部は、配置時に金型保持部材２０の凹部２３に挿入され、凹部２３を通って貫通孔２２内に挿通された可動係止部材４１の連結孔４２に進退自在に挿入可能である。また、棒状部４５の下端部には、可動係止部材４１が貫通孔２２内で、金型保持部材２０の径方向外側に移動したときに、連結孔４２の係合部４２Ａに係止される嵌合凹部４５Ａが設けられている。

連動押圧部材４４の棒状部４５は、連結孔４２の幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２、および連結孔４２の奥行きＤ１よりも小さい奥行きＤ２となる矩形形状となる断面形状を有している。このため、連動押圧部材４４の棒状部４５は可動係止部材４１の連結孔４２に進退自在に挿入可能である。

嵌合凹部４５Ａは、連動押圧部材４４の長手方向における長さＨ２が可動係止部材４１の連結孔４２の高さＨ１と略等しくなっている。このため、嵌合凹部４５Ａに係合部４２Ａが嵌合した状態では、連動押圧部材４４は、連動押圧部材４４の長手方向に可動係止部材４１と相対移動しないように可動係止部材４１に対して連結されるようになっている。

以上に説明した構成の、本実施形態の遠心鋳造装置１の使用時の動作について、図３及び図４を参照して説明する。
図３（Ａ）に示すように、遠心鋳造装置１の使用者は、金型保持部材２０の金型係止部２１に金型３０の金型被係止部３３が接触するように金型３０を金型保持部材２０に載置する。このとき、金型保持部材２０に形成された金型係止部２１に金型３０の金型被係止部３３が嵌まり、金型３０の回転中心軸線Ｏ２は金型保持部材２０の回転中心軸線Ｏと略一致する。さらに、使用者は、金型保持部材２０の貫通孔２２に金型３０の連結穴３４の開口が連通する位置になるように、回転中心軸線Ｏ回りに金型保持部材２０と金型３０との位置あわせを行う。

続いて、図３（Ｂ）に示すように、使用者は、連結部４０の可動係止部材４１を、貫通孔２２を貫通させて連結穴３４に挿入する。可動係止部材４１が貫通孔２２と連結穴３４とにともに挿入されている状態では、金型保持部材２０と金型３０とは、回転中心軸線Ｏ回りに一体に回転するように連結される。また、このとき、可動係止部材４１の連結孔４２は、金型保持部材２０の凹部２３内に位置している。また、連結孔４２の開口は、金型保持部材２０の上面２０Ａ側に向いている。

続いて、図３（Ｃ）に示すように、使用者は、連結部４０の連動押圧部材４４を、棒状部４５が凹部２３及び連結孔４２に挿入され、係止部４７が金型３０の係止穴３５に挿入されるように取り付ける。すると、連動押圧部材４４の当接部４６は金型３０の上面３０Ａに接触する。これにより、連動押圧部材４４の自重によって、金型保持部材２０に向かってさらに金型３０は押圧される。

金型３０が金型保持部材２０に向かって押圧されると、金型３０に形成された金型被係止部３３が金型保持部材２０に形成された金型係止部２１に対して摺動し、金型被係止部３３の円錐面の中心（回転中心軸線Ｏ２）が、金型係止部２１の円錐面の中心と一致する。このとき、金型係止部２１の円錐面の中心は回転駆動部１０の回転中心軸線Ｏに一致しているので、金型３０は、回転中心軸線Ｏに対して高精度に芯出しされている。

続いて、使用者は、回転駆動部１０を回転中心軸線Ｏ回りに回転動作させて金型保持部材２０及び金型３０を回転中心軸線Ｏ回りに回転させる。
すると、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、連結部４０の可動係止部材４１には外側方向に遠心力Ｇが加わり、金型保持部材２０に対して可動係止部材４１が径方向外側へ移動する。すると、可動係止部材４１の連結孔４２に設けられた係合部４２Ａは、連動押圧部材４４の嵌合凹部４５Ａに嵌合する。これにより、連動押圧部材４４は可動係止部材４１に連結され、連動押圧部材４４は金型保持部材２０の凹部２３から抜けなくなる。さらに、この状態では、連動押圧部材４４は金型３０からも抜けなくなっている。

このように、金型３０を金型保持部材２０に載置し、連結部４０が取り付けられた状態で金型保持部材２０及び金型３０を回転させることで、金型３０は金型保持部材２０に対して芯出しして保持される。さらに、金型保持部材２０の回転は可動係止部材４１を介して金型３０へと確実に伝達される。

使用者は、金型３０が金型保持部材２０に高精度に芯出しして保持された状態で、湯受部３１を通じて溶湯をキャビティ部３２へ供給して成型品を鋳造することができる。

成型品を鋳造する動作が終了したら、使用者は、回転駆動部１０を停止させる。すると、金型保持部材２０及び金型３０の回転も停止し、可動係止部材４１には遠心力は加わっていない状態となる。この状態で、使用者は、可動係止部材４１と連動押圧部材４４との連結を例えば手作業によって解除し、金型保持部材２０及び金型３０から連動押圧部材４４を取り外す。さらに、使用者は、可動係止部材４１を連結孔３４及び貫通孔２２から引き抜く。すると、金型３０は金型保持部材２０の金型係止部２１に載置されている状態になるため、使用者は金型３０を持ち上げて金型保持部材２０から金型３０を取り外すことができる。

以上説明したように、本実施形態の遠心鋳造装置１によれば、金型保持部材２０および金型３０に着脱可能に係合する可動係止部材４１によって、金型保持部材２０と金型３０とを連結することができる。このため、金型保持部材２０の周方向に金型３０がすべらず、回転駆動部１０の駆動力を損失なく金型３０に伝達することができる。このため、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達して金型３０を高速回転させることができる。
さらに、可動係止部材４１は金型３０に対して金型３０の回転中心軸線に直交する方向に移動可能に取り付けられているので、金型３０を高速回転させると、可動係止部材４１は回転中心軸線から遠ざかる方向に移動し連動押圧部材４４に連結される。連結された連動押圧部材４４は、金型３０を金型保持部材２０に押し付けるので、金型被係止部３３を金型係止部２１に対して摺動させて芯出しをすることができる。さらに、金型３０の回転速度が速くなるほど、可動係止部材４１に働く遠心力が大きくなり、連結された連動押圧部材４４は、より強く金型３０の周方向に押圧されるので、連動押圧部材４４はより強く固定され、さらに確実に金型３０を金型保持部材２０に押し付けることができる。また、可動係止部材４１は連動押圧部材４４に連結したとき、金型３０および金型保持部材２０を貫通し、金型３０に挿入された状態で固定されるので、金型３０を高速回転させたときにも、金型保持部材２０の周方向に金型３０がすべらない。
このため、金型保持部材２０に金型３０を芯出しして保持させ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達できる。また、可動係止部材４１は金型保持部材２０を貫通し、金型２０に挿入されているため、金型３０を回転させないときには、容易に金型３０および金型保持部材２０から引き抜けるので、金型保持部材に対して金型を容易に着脱できる。

また、可動係止部材４１に設けられた連結孔４２が可動係止部材４１を貫通して形成されているので、可動係止部材４１に連動押圧部材４４を取り付けて金型保持部材２０を回転させたときに可動係止部材４１と連動押圧部材４４とが外れることを防止できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の遠心鋳造装置２について図５ないし図７を参照して説明する。図５は、遠心鋳造装置２を示す部分断面図である。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、遠心鋳造装置２の一部の構成を示す斜視図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、遠心鋳造装置２の使用時の動作を説明するための動作説明図である。
遠心鋳造装置２は、連結部４０に代えて連結部２４０を備えている点で上述の第１実施形態で説明した遠心鋳造装置１と構成が異なっている。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態の遠心鋳造装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略する。

図５及び図６（Ａ）に示すように、連結部２４０は、連動押圧部材４４に代えて連動押圧部材２４４を有している。連動押圧部材２４４は、第１実施形態で説明した連動押圧部材４４の棒状部４５と形状が異なる棒状部２４５を有している点で第１実施形態で説明した連動押圧部材４４と構成が異なっている。

連動押圧部材２４４の棒状部２４５には、金型保持部材２０に連動押圧部材２４４を取り付けたときに、金型保持部材２０に金型３０を載置したときの金型３０の上面３０Ａ側かつ回転中心軸線側Ｏ側に向くように傾斜した案内面２４５Ａが形成されている。

案内面２４５Ａには、可動係止部材４１の連結孔４２における先端４１Ａ側の角（係合部）４２Ｂが接触し、案内面２４５Ａの面方向に沿って角４２Ｂが摺動するようになっている。
なお、連動押圧部材２４４の棒状部２４５の幅Ｗ３は、可動係止部材４１の連結孔４２の幅Ｗ１よりも小さく形成されている。このため、連動押圧部材２４４は可動係止部材４１の連結孔４２に挿入可能になっている。

以上に説明した構成の、本実施形態の遠心鋳造装置２の使用時の動作について図７を参照して説明する。
本実施形態においても、第１実施形態で説明したのと同様に、金型３０を金型保持部材２０に載置し、金型保持部材２０の貫通孔２２を貫通させて金型３０の連結孔３４に可動係止部材４１を挿入する。

続いて、使用者は、図７に示すように、金型保持部材２０の凹部２３及び可動係止部材４１の連結孔４２に連動押圧部材２４４の棒状部２４５を挿入し、金型３０の係止穴３５に連動押圧部材２４４の係止部４７を挿入する。

この状態で回転駆動部１０を回転中心軸線Ｏ回りに回転動作させると、可動係止部材４１には遠心力が加わり、可動係止部材４１は遠心力の方向へ金型保持部材２０に対して相対移動する。すると、可動係止部材４１の連結孔４２の角４２Ｂは連動押圧部材２４４の案内面２４５Ａに接触し、角４２Ｂは案内面２４５Ａの面に沿って摺動する。

可動係止部材４１は金型保持部材２０の連結孔２２の内面で支持されているので、可動係止部材４１の長手方向（遠心力が加わる方向）に直交する方向へは金型保持部材２０に対して相対移動しない。このため、可動係止部材４１が遠心力の方向へ移動することで、可動係止部材４１と連動押圧部材２４４とが連結されたまま、連結孔４２の角４２Ｂによって、連動押圧部材２４４の棒状部２４５は金型保持部材２０の凹部２３の底方向へと移動する。これにより、連動押圧部材２４４の当接部４６は金型３０の上面３０Ａに当接し、金型３０を金型保持部材２０へ押し付ける。
すると、金型３０の金型被係止部３３は金型保持部材２０の金型係止部２１に対して摺動して金型３０は回転中心軸線Ｏに対して高精度に芯出しされるとともに、金型３０が金型保持部材２０から浮き上がることを抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の遠心鋳造装置２によれば、連動押圧部材２４４に案内面２４５Ａが形成されているので、可動係止部材４１が回転中心軸線Ｏ回りに回転するときの遠心力によって、金型３０から金型保持部材２０へ向かう方向へ連動押圧部材２４４を移動させる力を発生させることができる。これにより、金型保持部材２０及び金型３０が回転する回転速度が速くなるに従って金型保持部材２０へ金型３０をより強く押し付けて確実に芯出しすることができる。

（変形例）
以下では、本実施形態の遠心鋳造装置２の変形例の構成について図８を参照して説明する。図８（Ａ）は同遠心鋳造装置の変形例の構成を示す斜視図、図８（Ｂ）は同変形例の構成の遠心鋳造装置の使用時の動作を示す動作説明図である。
図８（Ａ）に示すように本変形例では、遠心鋳造装置２には、可動係止部材４１に代えて可動係止部材２４１が設けられている。可動係止部材２４１は、連結孔４２と同様の開口を上面側に有する連結孔２４２が形成されている。また、連結孔２４２において可動係止部材２４１の挿入方向の先端２４１Ａ側には、係合部４２Ａに代えて、案内面２４５Ａと同様の傾斜角に傾斜して形成された摺動面２４２Ｂが形成されている。

図８（Ｂ）に示すように、本変形例では、図７に示す金型３０が金型保持部材２０に取り付けられて回転中心軸線Ｏ回りに回転すると、可動係止部材２４１が遠心力の方向（金型保持部材２０の径方向外側）へ移動して、摺動面２４２Ｂは案内面２４５Ａに対して面接触する。そして、可動係止部材２４１と連動押圧部材４４とは、摺動面２４２Ｂ及び案内面２４５Ａの面方向に相対移動する。

本変形例では、摺動面２４２Ｂと案内面２４５Ａとが面接触しているので、案内面２４５Ａ上で摺動面２４２Ｂが引っかかることが抑制されている。このため、可動係止部材４１が遠心力の方向へ移動するときに、より滑らかに連動押圧部材４４を連動させて動作させることができる。また、摺動面２４２Ｂと案内面２４５Ａとが面接触するので、連結孔４２の角４２Ｂが案内面２４５Ａに接触する場合よりも案内面２４５Ａを磨耗しにくくなる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の遠心鋳造装置３について図９を参照して説明する。図９（Ａ）は遠心鋳造装置３を示す部分断面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の拡大図である。遠心鋳造装置３は、金型保持部材２０に代えて設けられた金型保持部材３２０と、金型３０に代えて設けられた金型３３０と、連結部４０に代えて設けられた連結部３４０とを備えている点で第１実施形態で説明した遠心鋳造装置１と構成が異なっている。
金型保持部材３２０は、第１実施形態で説明した凹部２３に代えて設けられた凹部３２３を有している。凹部３２３は、金型保持部材３２０の上面３２０Ａに開口し、凹部３２３の底には雌ネジ形状を有するネジ受部３２３Ａが形成されている。このネジ受部３２３Ａには、後述する連動押圧部材３４４の棒状部３４５の雄ネジ部３４５Ｂがネジ込まれるようになっている。

金型３３０は、上面３３０Ａに係止穴３５が形成されていない点で第１実施形態で説明した金型３０と形状が異なっている。
連結部３４０は、金型保持部材３２０の貫通孔２２を貫通して金型３３０の連結穴３４に挿入可能な可動係止部材３４１と、可動係止部材３４１に連結される連動押圧部材３４４とを有している。

可動係止部材３４１は、可動係止部材３４１の長手軸方向に並べて設けられた複数の歯が形成されたラック３４２を有している点で第１実施形態で説明した可動係止部材４１と構成が異なっている。

連動押圧部材３４４の棒状部３４５には、回転中心軸線Ｏと平行な方向に回転軸が向いてラック３４２にかみ合うピニオン３４５Ａと、凹部３２３のネジ受部３２３Ａにネジ嵌合する雄ネジ部３４５Ｂと、が形成されている。本実施形態では、雄ネジ部３４５Ｂとネジ受部３２３Ａとはいずれも右ネジである。

また、連動押圧部材３４４の当接部３４６は、連動押圧部材３４４の長手軸に対して径方向外側に向かって広がる円板状に形成されており、当接部３４６は金型３３０の上面３３０Ａに接触可能になっている。

本実施形態では、ラック３４２が金型保持部材３２０の径方向外側へ移動したときに、連動押圧部材３４４を当接部３４６から棒状部３４５へ見たときにピニオン３４５Ａが右回りに回転するように、ラック３４２とピニオン３４５Ａとが組み合わせられている。

以上に説明した構成の、本実施形態の遠心鋳造装置３の使用時の動作について説明する。
まず、使用者は、第１実施形態と同様に、金型保持部材３２０の金型係止部２１に金型３０の金型被係止部３３が接触するように金型保持部材３２０に金型３３０を載置する。続いて、金型保持部材３２０の貫通孔２２を貫通させて金型３３０の連結穴３４に可動係止部材３４１を挿入する。このとき、可動係止部材３４１に形成されたラック３４２の歯は凹部２３２内にも位置している。

使用者は、ラック３４２にピニオン３４５Ａがかみ合う状態で連結されるように連動押圧部材３４４の棒状部３４５を凹部２３２に挿入する。さらに、棒状部３４５に形成された雄ネジ部３４５Ｂを凹部２３２に形成されたネジ受部３２３Ａにネジ込む。雄ネジ部３４５Ｂをネジ受部３２３Ａにネジ込む量は適宜の量でかまわないが、当接部３４６と金型３３０の上面３３０Ａとが接触する程度であることが好ましい。

この状態で、使用者は回転駆動部１０を回転中心軸線Ｏ回りに回転させる。すると、可動係止部材３４１は遠心力の方向へ移動する。すると、可動係止部材３４１のラック３４２によって連動押圧部材３４４のピニオン３４５Ａが、連動押圧部材３４４の長手軸回りに回転する。

連動押圧部材３４４が長手軸回りに回転することで、連動押圧部材３４４の棒状部３４５に形成された雄ネジ部３４５Ｂは金型保持部材３２０の凹部３２３に形成されたネジ受部３２３Ａにネジ込まれる。すると、連動押圧部材３４４の当接部３４６は、連動押圧部材３４４の長手軸回りに回転しながら金型保持部材３２０側へと移動する。すると、連動押圧部材３４４の当接部３４６は金型３３０の上面３３０Ａを、金型保持部材３２０側へと押圧する。

これにより、金型３３０の金型被係止部３３は金型保持部材３２０の金型係止部２１へ押圧されて第１実施形態と同様に金型３３０は回転中心軸線Ｏに対して芯出しされて金型保持部材３２０に保持される。

金型保持部材３２０及び金型３３０の回転を停止させて金型保持部材３２０から金型３３０を取り外すときには、連動押圧部材３４４を当接部３４６から棒状部３４５側に見て連動押圧部材３４４を左回しに回転させる。これにより、連動押圧部材３４４をネジ受部３２３Ａから外すことができる。その後、使用者は、可動係止部材３４１を金型３３０の連結穴３４から引き抜く。

このような構成であっても、上述の第１実施形態の遠心鋳造装置１と同様に、金型保持部材３２０および金型３３０に着脱可能に係合する可動係止部材３４１によって、金型保持部材３２０と金型３３０とを連結することができ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達できる。

さらに、可動係止部材３４１のラック３４２にかみ合うピニオン３４５Ａを有する連動押圧部材３４４によって、可動係止部材３４１遠心力が加わって可動係止部材３４１が径方向外側へ移動する力で金型３３０を金型保持部材２０に押し付けて、金型被係止部３３を金型係止部２１に対して摺動させて芯出しをすることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の遠心鋳造装置４について図１０を参照して説明する。図１０は、遠心鋳造装置４を示す部分断面図である。遠心鋳造装置４は、金型保持部材２０に代えて設けられた金型保持部材４２０と、金型３０に代えて設けられた第３実施形態の金型３３０と、連結部４０に代えて設けられた連結部４４０とを備えている点で上述の第１実施形態で説明した遠心鋳造装置１と構成が異なっている。

図１０に示すように、金型保持部材４２０は、凹部２３に代えて、後述する連動押圧部材４４４の棒状部４４５を内壁面で支持可能な大きさに形成された凹部４２３を有している。

連結部４４０は、可動係止部材４１に代えて設けられた可動係止部材４４１と、連動押圧部材４４に代えて設けられた連動押圧部材４４４とを備えている。

可動係止部材４４１は、第１実施形態で説明した可動係止部材４１と形状が異なり、連結孔４２は形成されていない。また、可動係止部材４４１の錘４３には、後述するワイヤ４４８の端部が固定されている。

連動押圧部材４４４は、棒状部４４５に形成されて可動係止部材４４１を進退自在に挿通する連結孔４４５Ａと、当接部４４６に取り付けられ、後述するワイヤ４４８に固定された押さえ部材４４７とを有している。また、連動押圧部材４４４の当接部４４６は、連動押圧部材４４４の径方向に棒状に延びて形成されており、当接部４４６は金型３３０の上面３３０Ａに接触可能になっている。

また、可動係止部材４４１と連動押圧部材４４４とは、ワイヤ４４８によって連結されている。また、ワイヤ４４８には、金型保持部材４２０に回転自在に固定されたプーリ４４９が取り付けられている。

以上に説明した構成の、本実施形態の遠心鋳造装置４の使用時の動作について説明する。
遠心鋳造装置４の使用者は、第１実施形態と同様に金型保持部材４２０に金型３３０を載置する。続いて、連動押圧部材４４４の棒状部４４５を金型保持部材４２０の凹部４２３に差し込む。さらに、可動係止部材４４１を貫通孔２２及び連結孔４４５Ａを貫通させて連結穴３４に挿入する。その後、ワイヤ４４８をプーリ４４９に係止する。

この状態で、使用者は、回転駆動部１０を回転中心軸線Ｏ回りに回転動作させる。すると、可動係止部材４４１には遠心力が加わり、可動係止部材４４１は遠心力の方向へ、金型保持部材４２０に対して相対移動する。すると、可動係止部材４４１の錘４４３に固定されたワイヤ４４８によって、押さえ部４４７が牽引される。これにより、連動押圧部材４４４は、金型３３０から金型保持部材４２０へ向かう方向へと移動され、連動押圧部材４４４の当接部４４６によって金型３３０は金型保持部材４２０へ押圧される。このとき、第１実施形態で説明したのと同様に、金型３３０は金型保持部材４２０に、回転中心軸線Ｏに対して芯出しされて保持される。

このような構成であっても、上述の第１実施形態の遠心鋳造装置１と同様に、金型保持部材４２０および金型３３０に着脱可能に係合する可動係止部材４４１によって、金型保持部材４２０と金型３３０とを連結することができ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達でき、さらに金型を回転中心軸線に対して精度良く芯出しすることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたように、本発明の遠心鋳造装置によれば、可動係止部材によって、金型保持部材と金型とを金型保持部材の周方向に金型がすべらないよう係止することができるので、回転駆動部の駆動力を損失なく金型に伝達することができる。このため、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達して金型を高速回転させることができる。
さらに、可動係止部材は金型に対して金型の回転中心軸線に直交する方向に移動可能に取り付けられているので、金型を高速回転させると、可動係止部材には回転中心軸線から遠ざかる方向に遠心力が働く。このとき、可動係止部材に連結された連動押圧部材は、金型を金型保持部材に押し付けるので、回転中心軸線に対して斜めに交差する角度に傾斜して前記金型保持部材に形成された金型係止部に対して金型被係止部が係止され、芯出しをすることができる。さらに、金型の回転速度が速くなるほど、可動係止部材に働く遠心力が大きくなり、連結された連動押圧部材は、より強く可動係止部材から力を受ける。このため、連動押圧部材は、より強く固定されるか、もしくは金型から金型保持部材へ向かう方向へ押圧する力を発生させ、より確実に金型を金型保持部材に押し付けることができる。また、可動係止部材は、金型回転時に連動押圧部材に連結しているので、金型および金型保持部金型を高速回転させたときにも、金型保持部材の周方向に金型がすべらない。
したがって、本発明の遠心鋳造装置は、金型保持部材に金型を芯出しして保持させ、金型保持部材の回転を金型に確実に伝達できる。さらに本発明の遠心鋳造装置は、金型を回転させる前に、ボルトなどによって機械的に金型と金型保持部材とを締結する必要がないので、金型保持部材に対して金型を容易に着脱できる。

なお、本発明の遠心鋳造装置の具体的な構成は各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりする設計変更等も含まれる。
例えば、上述の各実施形態では、金型係止部２１と金型被係止部３３とはいずれも湾曲して形成された湾曲面である例を示したが、これに限らず、金型係止部２１と金型被係止部３３のとの少なくともいずれかが傾斜して形成されていればよい。

また、連結孔４２は、閉じた環状でなくてもよく、連結孔４２の奥行きＤ１方向に対向する内壁面の一部に切欠を有していてもよい。この場合、この切欠を通じて連結孔４２の内側へ連動押圧部材を挿入することができる。

また、金型係止部と金型被係止部との間の摩擦抵抗を低減するために、金型係止部と金型被係止部とのいずれか一方に面を有し、金型係止部と金型被係止部との他方に金型係止部と金型被係止部との接触面積がより小さくなるような凹凸形状を有していても良い。
また、上述の実施形態及び変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

１、２、３、４遠心鋳造装置
１０回転駆動部
２０、３２０、４２０金型保持部材
２１金型係止部
３０、３３０金型
３３金型被係止部
３３Ａ傾斜面
４１、２４１、３４１、４４１可動係止部材
４４、２４４、３４４、４４４連動押圧部材
３２３Ａネジ受部
３４２ラック
３４５Ａピニオン
３４５Ｂ雄ネジ部

Claims

金型と該金型を回転させる回転駆動部とを有する遠心鋳造装置であって、
前記回転駆動部に固定され、前記金型を保持する金型保持部材と、
前記回転駆動部の回転中心軸線に対して斜めに交差する角度に傾斜して前記金型保持部材に形成された金型係止部と、
前記金型に設けられ、該金型係止部に係止される金型被係止部と、
前記金型被係止部が前記金型係止部に係止されることにより前記金型保持部材に保持された前記金型を、前記金型保持部材の回転方向に係止すると共に、前記金型保持部材及び前記金型に対して前記回転中心軸線に直交する方向に移動可能に取り付けられた可動係止部材と、
前記金型保持部材に取り付けられ、前記可動係止部材が前記回転中心軸線から遠ざかる方向に移動するときに、前記可動係止部材に連結し、前記金型を前記金型保持部材に向かう方向に押圧する連動押圧部材と、
を備え、
前記金型係止部と前記金型被係止部との少なくともいずれかに形成された傾斜面と、前記金型係止部と前記金型被係止部との他方とが係合して、前記金型が前記回転中心軸線に対して芯出しされて前記金型保持部材に係止されることを特徴とする遠心鋳造装置。
前記可動係止部材は、前記金型保持部材を貫通し、前記金型に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の遠心鋳造装置。
前記可動係止部材は、前記連動押圧部材に係合する係合部を有し、
前記連動押圧部材は、前記金型保持部材に前記連動押圧部材を取り付けたときに、前記金型保持部材に前記金型を載置したときの前記金型側かつ前記回転中心軸線側に向くように傾斜して形成された案内面を有し、
前記可動係止部材が前記回転中心軸線回りに回転するときの遠心力の方向に前記係合部が移動することで前記係合部が前記案内面に接触して、前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ前記連動押圧部材が移動するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心鋳造装置。
前記係合部は、前記可動係止部材を貫通して形成された連結孔を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の遠心鋳造装置。
前記係合部は、前記案内面と平行な摺動面を有することを特徴とする請求項３に記載の遠心鋳造装置。
前記可動係止部材は、前記可動係止部材の軸方向に並べて設けられた複数の歯が形成されたラックを有し、
前記連動押圧部材は、
前記回転中心軸線と平行な方向に回転軸が向き、前記ラックにかみ合って前記連動押圧部材を前記回転軸回りに回転させるピニオンと、
前記回転軸回りに回転することで前記連動押圧部材を前記金型保持部材に対して前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ相対移動させるネジ部と、
を有し、
前記金型保持部材は、前記ネジ部がネジ嵌合するネジ受部を有し、
前記回転中心軸線回りに前記ラックが回転することによって生じる遠心力の方向に、前記ピニオンに対して前記ラックが移動することで、前記連動押圧部材が前記回転軸回りに回転し、前記ネジ部が前記ネジ受部にネジ込まれることによって前記金型を前記金型保持部材に押し付ける方向へ前記連動押圧部材が前記金型保持部材に対して移動するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心鋳造装置。