JP2017159339A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】方向性凝固による精密鋳造を適切に行うことができる鋳造装置１を提供すること。【解決手段】本発明の鋳造装置１は、位置によって太さが異なる鋳型Ｍが、加熱室４と冷却室５の間の遮熱部７０を通過する際に、遮熱体７３の可撓部７６が鋳型Ｍの外径に合わせて撓むので、鋳型Ｍの壁面と遮熱体７３の間の隙間を最小に抑えることができ、加熱室４と冷却室５との間の遮熱を効果的に行うことができる。これにより、冷却室５内の冷却能力低下を防ぐことで鋳物の温度勾配の向上が図られるので、生産される鋳物製品の強度を改善することができる。また、加熱ヒータ１２から放出されるエネルギのうち、冷却室５に無駄に放出される量を低減できるので、エネルギ効率の向上を図ることもできる。【選択図】図１

Description

本発明は、方向性凝固により鋳造品を得る鋳造装置に関し、特に、方向性凝固を行わせるための加熱室と冷却室の間を区切る遮熱体に関する。

例えば、タービン用の翼、その他の部品は、方向性凝固を用いた精密鋳造を用いて、その結晶構造を柱状結晶又は単結晶とすることによりクリープ変形の抑制、及び、疲労強度の向上を図っている。この鋳造装置は、注湯した鋳型の一端部から他端部、通常は下端部から上端部に向けて順次冷却することにより、方向性凝固を可能としている。この鋳造装置は、互いに隣接する加熱室と冷却室を備え、加熱室で注湯された鋳型は、緩やかな速度で下端部から冷却室に移動する。

方向性凝固を適切に進展させるためには、鋳型内部における溶融金属の液相線近傍で、急峻な温度勾配が形成されていることが重要である。すなわち、鋳型内部における凝固界面よりも上側の領域では対象の金属の融点以上の温度を維持する一方で、凝固界面よりも下側の領域では凝固点よりも低い温度を維持することが要求される。
このような温度差を維持するための手段として、例えば特許文献１に記載されるように、加熱室と冷却室の間を区切る遮熱体が用いられている。
しかしながら、特許文献１に記載された技術では，断面の大きさが大きく異なる鋳造物に適用した場合、最大断面積に合せて遮熱体のサイズを選定しなければならない。さもなければ、鋳型表面と遮熱体の間に大きな隙間が生じることになり、遮熱体の効果が低下してしまう問題があった。

特開２０１０−７５９９９号公報

そこで本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、方向性凝固による精密鋳造を適切に行うことができる鋳造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の鋳造装置は、鋳型に溶融金属が注がれる加熱室と、加熱室に隣接して設けられ、溶融金属が注がれた鋳型を移動させながら方向性凝固を行なう冷却室と、加熱室と冷却室を区切り、鋳型が通る鋳型通路が空けられた遮熱体を備える鋳造装置であって、遮熱体は、鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の可撓片が周方向に並んで配置される可撓部と、可撓部の外周において複数の可撓片と連なる支持部を備えることを特徴とする。
本発明の鋳造装置は、位置によって横断面積が異なる鋳型が、加熱室と冷却室の間を通過する際に、遮熱体の可撓部が鋳型の外径に合わせて撓むので、鋳型の壁面と遮熱体の間の隙間を最小に抑えることができ、加熱室と冷却室との間の遮熱を効果的に行うことができる。同時に、冷却室の冷却能力低下が抑制されるので、鋳物の温度勾配の向上が図られ、鋳物製品の強度を改善することができる。
また、遮熱が効果的になることで、加熱室から放出されるエネルギのうち、冷却室に放出される量を低減することができ、エネルギ効率が向上する副次効果も得られる。

本発明における遮熱体は、支持部が、可撓部に比べて剛性が高いことが好ましい。これにより、可撓部が支持部の付け根から先端にかけて垂れ下がるのを防ぐことができるので、遮熱体の遮熱効果を長期に維持することができる。

本発明における遮熱体は、支持部が、可撓部に比べて剛性の高い部材で表裏から挟まれることが好ましい。これによって、可撓性の素材で構成される遮熱体の強度を補強することができるので遮熱体の寿命を延ばすことができる。ここでいう可撓性とは、鋳型が接触することで容易に撓むことができる程度の可撓性をいう。

本発明の遮熱体に設けられる鋳型通路は、鋳型の横断面形状を模した形状か、又は、円形であることが好ましい。鋳型の横断面形状を模すように構成することで、鋳型と遮熱体の隙間を少なくできるので、遮熱体による遮熱効果を向上させることができる。また、円形にすることにより、遮熱体の加工が容易になるので製作コストを抑制することができる。

本発明の遮熱体における互いに隣接する可撓片は、スリットを介して、周方向に密に配列されていることが好ましい。互いに隣接する可撓片と可撓片の間を、隙間が少ないスリット状にすることによって、遮熱体による遮熱効果をさらに高めることができる。

本発明の遮熱体におけるスリットと支持部との境界部には、応力緩和構造が設けられることが好ましい。これにより、鋳物と可撓片が接触した際にスリットの先端に発生する応力を、応力緩和構造が緩和するので、遮熱体が破損したり破断したりするのを防ぎ、遮熱体の寿命を延ばすことができる。

本発明における遮熱体は、第一遮熱体と第二遮熱体の積層構造をなし、第一遮熱体は、鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第一可撓片が周方向に並んで設けられる第一可撓部と、第一可撓部の外周において複数の第一可撓片と連なる第一支持部を備え、第二遮熱体は、鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第二可撓片が周方向に並んで設けられる第二可撓部と、第二可撓部の外周において複数の第二可撓片と連なる第二支持部を備え、第一遮熱体と第二遮熱体は、複数の第一可撓片と複数の第二可撓片の位相をずらして設けられることが好ましい。
そうすることで、第一遮熱体が備えた隣接する可撓片の間の隙間を、第二遮熱体の可撓片が補完して塞ぐので、遮熱体による遮熱効果を格段に向上させることができるようになる。

本発明の鋳造装置によれば、加熱室と冷却室の遮熱を効果的に行うので、方向性凝固による精密鋳造を適切に行うことができる鋳造装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る鋳造装置の概略構成を示す断面図である。 本実施形態に係る鋳造装置において、鋳型の下端部が冷却室に移動した様子を示す図である。 図２よりも鋳型の移動が進んだ様子を示す図である。 図３よりも鋳型の移動がさらに進んだ様子を示す図である。 本実施形態に用いられる遮熱体を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’矢視図であり、（ｃ）は横断面積の大きい鋳型の部分が通過するときの（ａ）のＡ−Ａ’矢視図であり、（ｄ）は横断面積のさらに大きい鋳型の部分が通過するときの（ａ）のＡ−Ａ’矢視図である。 本実施形態に用いられる遮熱体の変形例を示し、（ａ）は高剛性の支持部を有する遮熱体を示し、（ｂ）は鋳型通路が円形である遮熱体を示し、（ｃ）は応力緩和構造を有する遮熱体を示す図である。 本実施形態に用いられる積層構造の遮熱体を示し、（ａ）は第一遮熱体の平面図であり、（ｂ）は第二遮熱体の平面図であり、（ｃ）は、第一遮熱体と第二遮熱体を積層したときの（ａ）のＡ−Ａ’矢視図及び（ｂ）のＢ−Ｂ’矢視図である。 本実施形態に用いられる補強体を備える遮熱体を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’矢視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の鋳造装置について説明する。
鋳造装置は、機械的強度が要求される、例えば、ガスタービン用の動翼、静翼等の部品を方向性凝固が適用される精密鋳造によって製造する。この鋳造装置は、特に、その加熱室と冷却室の間に備えられる遮熱体の効果を最大限に発揮することを目的としてなされたものである。

本実施形態において、鋳造装置１は、図１に示すように、内部空間が減圧状態に保持された真空室２と、真空室２の内部の相対的に上方に配置される注湯室３と、真空室２の内部において注湯室３よりも下方に設けられる加熱室４と、真空室２の内部において加熱室４の下方に設けられる冷却室５を備えている。真空室２の内部において、注湯室３と加熱室４の境界部分には遮熱部６が設けられ、加熱室４と冷却室５の境界部分には遮熱部７０が設けられている。
また図２は、鋳造装置１の内部に鋳型Ｍを収容した様子を示している。図２に示すように、冷却室５の内部には、鋳型Ｍを昇降させる駆動ロッド８と、駆動ロッド８の頂部に設けられ、鋳型Ｍを下方から支持するとともに冷却する冷却テーブル９が設けられている。

鋳型Ｍは、耐火材料よりなり、図２に示すように、鋳造しようとする動翼又は静翼等の外径に対応する空間であるキャビティが内部に形成されている。鋳型Ｍは、下端の幅方向の寸法が最も小さく、上端に近い部分に形成されるフランジにおける幅方向の寸法が最も大きい。鋳型Ｍのキャビティは、上端に上部開口ＭＡが、また、下端に下部開口ＭＢが設けられており、上下方向に貫通している。そして、上部開口ＭＡより溶融状態の合金Ａ（本発明の請求項１の溶融金属にあたる）が鋳型Ｍのキャビティへ充填可能とされている。また、下部開口９Ａは冷却テーブル９によって下方から閉塞されるとともに、この冷却テーブル９によって鋳型Ｍの底壁９Ｂが構成される。

図１及び図２において、真空室２は、図示を省略する真空ポンプの動作により、鋳造時には内部の空間が概ね真空状態に維持される。
注湯室３は、注湯時に、図示を省略する注湯取鍋に溜められた溶融状態の合金Ａを、注湯ノズル１１を介して鋳型Ｍに注ぐ。注湯ノズル１１は、注湯室３と加熱室４の境界をなす遮熱部６に支持されている。図示を省略する注湯取鍋は、真空室２を真空にする前に外部から注湯室３に導入され、その後、真空室２を真空に減圧してから、注湯取鍋から溶融状態の合金Ａを注湯する。

加熱室４は、鋳造の際に、溶融状態の合金Ａが注湯された鋳型Ｍを、合金Ａの融点よりも高い温度に保持する。そのために、加熱室４は、図１及び図２に示すように、加熱ヒータ１２が設けられている。加熱ヒータ１２は、その内部空間を取り囲むように、その内壁面４Ａの周方向に沿って円筒状に設けられている。
遮熱部７０については、冷却室５に係る説明の後に述べることにする。

冷却室５は、図１に示すように、冷却室５は注湯された溶融状態の合金Ａを凝固させる領域であり、鋳型Ｍの内部へ注湯された合金Ａの融点よりも低い温度に保持されるとともに、溶融状態の合金Ａを強制的に冷却する冷却機構２０を備えている。
加熱室４で溶融状態の合金Ａを受け取った鋳型Ｍは冷却室５に移動するが、この鋳型Ｍが移動する向きを基準に上流と下流を定義する。

冷却機構２０は、図１に示すように、ガス供給ノズル２２と、放射冷却部２５を備えている。
ガス供給ノズル２２は、図示を省略するガス供給源から供給される冷却ガスＣＧを噴出させる機構を複数備えている。
ガス供給ノズル２２は、鉛直方向については図１に示すように遮熱部７０の直下に固定されて複数設けられるとともに、水平方向については鋳型Ｍを周囲から取り囲むように、水平方向に沿って設けられている。これにより、水平方向について、鋳型Ｍを均一に冷却できる。ガス供給ノズル２２は、鋳型Ｍに対向する先端である吐出端２２１から冷却ガスＣＧを鋳型Ｍに向けて吹き付ける。ガス供給ノズル２２から鋳型Ｍに向けて吹き付けられる冷却ガスＣＧは、合金Ａの酸化を抑制するために、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスを用いることが好ましい。また、冷却ガスＣＧの温度は、常温程度であれば十分であるが、特に凝固速度を速くしたいときには、常温よりも低い温度の冷却ガスＣＧを用いることができる。

なお、以上では、ガス供給ノズル２２は、遮熱部７０の直下に固定される例を示したが、例えば、図示が省略されるアクチュエータにより、ガス供給ノズル２２と鋳型Ｍとの干渉を避けつつ、ガス供給ノズル２２と鋳型Ｍとの距離が一定に保たれるように、ガス供給ノズル２２を進退させる機構を設けることが可能である。この場合、ガス供給ノズル２２の進退は、鋳型Ｍの太さに応じてなされ、鋳型Ｍが細い部分では、ガス供給ノズル２２を前進させ、鋳型Ｍが太い部分では、ガス供給ノズル２２を後退させるように制御する。それにより、冷却ガスＣＧの吐出端と鋳型Ｍの距離が一定に保たれるので、冷却ガスの吹き付けによる鋳型Ｍの冷却効果を安定化させることが可能になる。

次に、放射冷却部２５は、鋳型Ｍを放射冷却する。ここで、放射とは、高温の物体から低温の物体にエネルギが伝達される現象であり、鋳造装置１の場合には、高温の物体が鋳型Ｍであり、低温の物体が放射冷却部２５である。
放射冷却部２５は、熱伝導率の高い銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成された、例えばリング状の水冷ジャケット２６の内部を冷却媒体、例えば冷却水ＣＷが循環する構造を有している。放射冷却部２５は、鋳型Ｍをその周囲から取り囲むことで、中空部分を通過する高温の鋳型Ｍが放射冷却される。
放射冷却部２５は、ガス供給ノズル２２のガス供給ノズル２２の直下に隣接して設けられており、ガス供給ノズル２２と放射冷却部２５は、鉛直方向に直列に配列されている。

駆動ロッド８は、冷却テーブル９を介して鋳型Ｍを昇降させる。
駆動ロッド８は、図１及び図２に示すように、冷却室５の底壁５Ｂを貫通して設けられ、冷却テーブル９を支持しながら図示を省略するアクチュエータにより、冷却室５の内部を昇降する。

冷却テーブル９は、図１及び図２に示すように、鋳型Ｍの下部開口ＭＢを閉塞しながら鋳型Ｍを下方から支持するとともに、特に下部開口ＭＢを通じて鋳型Ｍの内部の合金Ａを冷却する。

遮熱部７０は、図１に示すように、加熱室４と冷却室５の間を区切り、両者間の熱伝達を抑制する。遮熱部７０は、冷却室５の内壁面５Ａからその中心に向かって水平方向に突出して設けられる基体７１と、基体７１の上に固定された遮熱体７３とで構成されている。基体７１には、その中央部に加熱室４と冷却室５とを連通する鋳型通路７２が形成されており、この鋳型通路７２の開口径は、鋳型Ｍの最大の外径よりも大きく設定されている。遮熱体７３にも、その中央部に加熱室４と冷却室５とを連通する鋳型通路７４が形成されており、この鋳型通路７４の開口径は鋳型通路７２の開口径よりも小さく設定されている。
鋳型Ｍは、真空室２の中央部に配置され、鋳型通路７２と、鋳型通路７４を通じて、加熱室４と冷却室５との間を上下方向に移動可能になっている。

遮熱体７３は、図５に示すように、それぞれが独立して撓むことができる複数の可撓片７５が周方向に並んで配置される可撓部７６と、この可撓部７６の外周において複数の可撓片７５と連なる支持部７７を備えている。遮熱体７３は、外形が円形であり、中心部には鋳型Ｍの通路となる鋳型通路７４を有している。鋳型通路７４は、ここでは鋳型Ｍの横断面形状を模して楕円形状としているが、円形の開口形状としてもよいし、他の形状にしてもよい。遮熱体７３の、可撓部７６から支持部７７の領域にかけて、放射状にスリットＳ（Ｓ１,Ｓ２，Ｓ３,Ｓ４，Ｓ５,Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）が設けられ、これにより可撓部７６は８つの可撓片７５（７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄ，７５Ｅ，７５Ｆ，７５Ｇ，７５Ｈ）に区分されている。可撓部７６の外径は、鋳型Ｍの最も太い部分が通過できるように設定される。ここでいうスリットＳ（Ｓ１〜Ｓ８）は、可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）の間に形成された切り込みであり、撓みが生じなければ、隣接する可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）の間には隙間がない。ただし、本発明は、隣接する可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）の間に隙間があることを排除するものではない。なお、可撓片７５との表現は、それぞれの可撓片７５Ａ〜７５Ｈを総称するときに、また、スリットＳとの表現は、それぞれのスリットＳ１〜Ｓ８を総称するときに使用する。後述する応力緩和構造Ｃも同様である。

鋳型Ｍが通過しないか、鋳型Ｍの太さが鋳型通路７４よりも小さければ、図５（ｂ）に示すように、可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）は撓むことがないが、鋳型Ｍの太い部分が通過することによって、図５（ｃ）に示すように可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）の先端が下向きに撓む。鋳型Ｍのさらに太い部分が鋳型通路７４を通過することによって可撓片７５の（７５Ａ〜７５Ｈ）の撓みが大きくなる。
このように、鋳型Ｍが鋳型通路７４を通過する際に、鋳型Ｍの太さに応じて可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）の撓みが増減することによって、鋳型Ｍの周りの隙間を最小に抑えることができる。これによって、加熱室４と冷却室５の間の熱伝達を減らすことができるので、遮熱体７３による遮熱が効果的に行われる。

［動 作］
次に、以上の構成を備える鋳造装置１における鋳造の動作を説明する。
＜注湯ステップ＞
図２に示すように、冷却テーブル９を介して鋳型Ｍを支持した状態で、駆動ロッド８を最も高い位置に移動させて、下端の一部を除いて鋳型Ｍを加熱室４の内部に配置する。そして、図示を省略する溶解炉で溶解された合金Ａを、鋳型Ｍの上部開口ＭＡより鋳型Ｍの内部に注湯する。
加熱室４は、合金Ａの融点よりも高い温度に保持されているので、鋳型Ｍに注湯された溶融状態の合金Ａが凝固することがない。一方で、鋳型Ｍへ注湯された合金Ａの下端部は冷却テーブル９に接することで優先的に凝固され、薄い凝固部分である凝固界面が形成される。

注湯ステップにおいては、図２に円で囲って示すように、ガス供給ノズル２２の吐出端２２１は鋳造装置１の中心軸に最も接近した前進位置で待機している。注湯ステップにおいて、ガス供給ノズル２２から冷却ガスＣＧを吐出させておいてもよいし、また、水冷ジャケット２６に冷却水ＣＷを循環させておいてもよい。

＜冷却ステップ＞
必要な量の合金Ａを注湯したならば、図３に示すように、駆動ロッド８を降下させることで、遮熱部７０の鋳型通路７２を通じて鋳型Ｍを冷却室５の内部へ緩やかな速度で移動させる。このときの鋳型Ｍの移動速度は、例えば１時間に数十センチ程度とされる。

冷却室５の内部は、鋳型Ｍの内部の合金Ａの融点よりも低い温度に保持されているので、鋳型Ｍが冷却室５に移動されるのに従って、凝固界面は徐々に上方へ移動していき、方向性凝固がなされる。
鋳型Ｍを降下させながら、ガス供給ノズル２２から鋳型Ｍに向けて冷却ガスＣＧを吹き付けるとともに、水冷ジャケット２６に冷却水ＣＷを循環させることで、冷却機構２０は遮熱部７０の直下において鋳型Ｍを冷却する。

必要な位置まで緩やかな速度で鋳型Ｍが降下したならば、冷却ステップが終了する。その後は、冷却室５から鋳型Ｍを取り出してから型ばらしをして、方向性凝固された鋳造品を得る。

［効 果］
本実施形態の鋳造装置１によれば、以下の効果を奏する。
鋳造装置１は、位置によって横断面積が異なる鋳型Ｍが、加熱室４と冷却室５の間の遮熱部７０を通過する際に、遮熱体７３の可撓部７６が鋳型Ｍの外径に合わせて撓むので、鋳型Ｍの壁面と遮熱体７３の間の隙間を最小に抑えることができ、加熱室４と冷却室５との間の遮熱を効果的に行うことができる。

冷却室５内の冷却能力低下を防止することで鋳物の温度勾配を急峻にできるので、得られる鋳物の強度を改善することができる。
また、遮熱が効果的に行われることによって、加熱ヒータ１２から放出されるエネルギのうち、冷却ゾーンに無駄に放出される量を低減できるので、エネルギ効率が向上する効果も得られる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。
例えば、遮熱体７３は、図６（ａ）に示すように、支持部７７をカーボンプレートのような耐熱性と高剛性を備えた材質（請求項３の剛性の高い部材にあたる）のもので構成することができる。これにより、可撓部７６が自重で根元から先端にかけて撓むのを高剛性の支持部７７が支えるので、遮熱体７３の遮熱効果を有効に機能させることができる。
なお、可撓部７６については、例えば、厚さ１〜３０ｍｍのカーボン素材のフェルト生地のような耐熱性と柔軟性を備えた材質で構成することができる。

また、図６（ｂ）に示すように、鋳型通路７４の形状は加工が容易な円形にすることができる。そうすることで遮熱体７３の製作コストを低く押さえることができる。

また、図５で述べた遮熱体７３では、図６（ｃ）に示すように、スリットＳ（Ｓ１〜Ｓ８）の先端部分に、円形の貫通孔からなる応力緩和構造Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８）を設けたものを用いることができる。このようにすれば、鋳型ＢＭと可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）が接触することでスリットＳ（Ｓ１〜Ｓ８）の先端に発生する応力を、応力緩和構造Ｃ（Ｃ１〜Ｃ８）が緩和するので、９が破損したり破断したりするのを防ぎ、遮熱体７３の寿命を延ばすことができる。なお、ここでは応力緩和構造として円形の例を示しているが、他の形態の貫通孔を用いてもよい。

さらに、遮熱体７３は、図７に示すように、第一遮熱体７３Ａと第二遮熱体７３Ｂの積層構造にして設けることもできる。この例では、第一遮熱体７３Ａは、図７（ａ）に示すように、鋳型通路７４を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第一可撓片７５（７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄ，７５Ｅ，７５Ｆ，７５Ｇ,７５Ｈ）が周方向に並んで設けられる第一可撓部７６と、第一可撓部７６の外周において複数の第一可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）と連なる第一支持部７７が備えられている。そして、第二遮熱体７３Ｂも同様に、図７（ｂ）に示すように、鋳型通路７４を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第二可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）が周方向に並んで設けられる第二可撓部７６と、第二可撓部７６の外周において複数の前記第二可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）と連なる第二支持部７７が備えられている。ここで、第一遮熱体７３Ａと第二遮熱体７３Ｂとでは、複数の第一可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）と複数の第二可撓片７５（７５Ａ〜７５Ｈ）とは、位相がずらして設けられている。第一遮熱体７３Ａと第二遮熱体７３Ｂは、位相がずれていることを除けば、寸法及び形状は一致している。なお、第一遮熱体７３Ａと第二遮熱体７３Ｂは、図７（ｃ）に示されているように互いに接するように隙間なく積層してもよいが、これとは別に、所定の隙間を設けて積層してもよい。
スリットＳ（Ｓ１〜Ｓ８）が位相をずらして設けられることで、第一遮熱体７３Ａの可撓部７６が鋳型Ｍの外径に合わせて撓んだとき、例えば、可撓片７５Ａと可撓片７５Ｈが撓むことによって両者間のスリットＳ１の幅が広く開いたとしても、第二遮熱体７３Ｂの可撓片７５Ｈが、この広く開いたスリットＳ１の部分を補完して塞ぐことができる。これにより、遮熱体７３（第一遮熱体７３Ａ，第二遮熱体７３Ｂ）による遮熱効果を格段に向上させることができるようになる。
以上では、撓みが生じていない状態で、隣接する可撓片７５と可撓片７５の間がスリットＳ（Ｓ１〜Ｓ８）により隙間のない例を示している。しかし、仮に、隣接する可撓片７５と可撓片７５の間に所定の隙間が設けられているとしても、第一遮熱体７３Ａが備える隣接した可撓片同士の隙間を、第二遮熱体７３Ｂの可撓片７５が補完して塞ぐので、遮熱効果を同様に向上させることができる。
また、図７の例は、遮熱体７３（第一遮熱体７３Ａ，第二遮熱体７３Ｂ）が二層に積層されているが、更なる遮熱効果を期す場合には、三層、四層と積層数を増してもよく、そうすることで、さらに卓越した遮熱効果を得ることも可能である。

また、図８に示すように、遮熱体７３は、硬質材からなる補強体７８で、遮熱体７３の支持部７７を挟持して構成することができる。これによっても、可撓性の素材で構成された遮熱体７３の強度を補強することができ、遮熱体７３の寿命を延ばすことができる。

１ 鋳造装置
２ 真空室
３ 注湯室
４ 加熱室
４Ａ 内壁面
５ 冷却室
５Ａ 内壁面
５Ｂ 底壁
６ 遮熱体
８ 駆動ロッド
９ 冷却テーブル
９Ａ 下部開口
９Ｂ 底壁
１１ 注湯ノズル
１２ 加熱ヒータ
２０ 冷却機構
２２ ガス供給ノズル
２２１ 吐出端
２５ 放射冷却部
２６ 水冷ジャケット
７０ 遮熱体
７１ 基体
７２ 鋳型通路
７３ 遮熱体
７３Ａ 第一遮熱体
７３Ｂ 第二遮熱体
７４ 鋳型通路
７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄ，７５Ｅ，７５Ｆ，７５Ｇ,７５Ｈ 可撓片
７６ 可撓部
７７ 支持部
７８ 補強体
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７,Ｓ８ スリット
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８ 応力緩和構造
ＣＧ 冷却ガス
ＣＷ 冷却水
Ｍ 鋳型
ＭＡ 上部開口
ＭＢ 下部開口

Claims (7)

1. 鋳型に溶融金属が注がれる加熱室と、
   前記加熱室に隣接して設けられ、前記溶融金属が注がれた前記鋳型を移動させながら方向性凝固を行なう冷却室と、
   前記加熱室と前記冷却室を区切り、前記鋳型が通る鋳型通路が空けられた遮熱体と、
   を備える鋳造装置であって、
   前記遮熱体は、
   前記鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の可撓片が周方向に並んで配置される可撓部と、
   前記可撓部の外周において複数の前記可撓片と連なる支持部と、を備える、
   ことを特徴とする鋳造装置。
2. 前記遮熱体は、
   前記支持部が、前記可撓部に比べて剛性が高い、
   請求項１に記載の鋳造装置。
3. 前記遮熱体は、
   前記支持部が、前記可撓部に比べて剛性の高い部材で表裏からで挟まれる、
   請求項１に記載の鋳造装置。
4. 前記鋳型通路は、
   前記鋳型の横断面形状を模した形状か、又は、円形をなす、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の鋳造装置。
5. 互いに隣接する前記可撓片は、
   スリットを介して、周方向に密に配列されている、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の鋳造装置。
6. 前記スリットと前記支持部との境界部に、
   応力緩和構造が設けられる、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の鋳造装置。
7. 前記遮熱体は、第一遮熱体と第二遮熱体の積層構造をなし、
   前記第一遮熱体は、
   前記鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第一可撓片が周方向に並んで設けられる第一可撓部と、
   前記第一可撓部の外周において複数の前記第一可撓片と連なる第一支持部と、を備え、
   前記第二遮熱体は、
   前記鋳型通路を周囲から取り囲み、それぞれが独立して撓むことができる複数の第二可撓片が周方向に並んで設けられる第二可撓部と、
   前記第二可撓部の外周において複数の前記第二可撓片と連なる第二支持部と、を備え、
   前記第一遮熱体と前記第二遮熱体は、複数の前記第一可撓片と複数の第二可撓片の位相をずらして設けられる、
   請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の鋳造装置。

Images