JP2020019047A - 鋳造用金型及び鋳鉄の鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティ内部の空気を円滑に排気でき、厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉球状黒鉛鋳鉄製品であっても高い品質を維持しながら大気鋳造で鋳造することができる金型及び鋳鉄の鋳造方法を提供すること。【解決手段】薄肉鋳鉄製品を大気鋳造するための鋳造用金型であって、溶湯Ｍを上方から注入する注湯口３４と、薄板状の空間を形成するキャビティ面３２と、注湯口３４とキャビティ面３２とを連通する連通路３５と、固定側金型３の分割面３３と、キャビティ面３２の周囲に設けられ溶湯の進入を許容するが通過を規制する隙間である吐かせ面３６と、この吐かせ面３６から気体の排出をするための分割面３３に排気路面３７とを設けたため、排気路面３７に連通した吐かせ面３６から効果的にキャビティ面３２内の気体を排出することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、鋳鉄製品を鋳造する鋳造用金型に係り、詳しくは厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉球状黒鉛鋳鉄製品を大気鋳造に適した鋳造用金型及び鋳鉄の鋳造方法に関する。

鋳鉄は、鉄に比べ熱の伝導性が良好で熱の拡散性もよいばかりでなく、熱容量も大きいことから温まりやすく冷めにくい。またＩＨ加熱器による加熱効率も良く、特に球状黒鉛鋳鉄では析出した黒鉛（グラファイト）が多く油脂との馴染みもよい。また、黒鉛を加熱することで発生する遠赤外線の量も多いといわれている。

これらの理由から、鋳鉄製の加熱用調理器具が用いられ、ムラのない均一な加熱が可能となることが知られていた。また、油馴染みが良いことから、焦げ付きにくいという特徴もある。さらに、剥がれるようなコーティング自体がなく、長期間にわたって使用できる。このように球状黒鉛鋳鉄は加熱用調理器具としては理想的な素材であり、プロの調理人にも多く使われている。

しかしながら、従来の鋳鉄製の加熱調理器具は、スキレットやダッチオーブン、或いは厚みが１０ｍｍ以上あるステーキパンのような厚くて重いものが中心であった。鋳鉄製のフライパンもあるにはあったが、通常４．５〜５．０ｍｍ程度、薄くても３ｍｍ程度の厚みがあり、質量も２〜３ｋｇ或いはこれをはるかに超していた。このため、通常は煮込みなど置きっ放しで調理することが多く、フライパンや中華鍋のように揺り動かして調理する料理には適してなかった。特に女性などには、重くて取り扱いにくいという問題があった。

そこで、本発明者は、特許文献１に示すようにポーラス鋳型で薄くても強度のある球状黒鉛鋳鉄製で底部の厚さ１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの比較的軽量なフライパンを製造する方法を開発し、続いて、０．３〜１．０ｍｍのテストも行い、チル化せずに鋳造できることを確認した。

また、卵焼き器については、プレスした鉄板の外、銅製のものやアルミニウム製のものが知られているが、薄肉の球状黒鉛鋳鉄製の卵焼き器は、熱伝導性がよく、そのムラのない均一な加熱ばかりか、油との馴染みが良く、卵焼きの仕上がりがきれいな理想的なものである。

このように製造した球状黒鉛鋳鉄製の加熱調理器具は理想的であるが、その都度ポーラス鋳型を製作して鋳造するのは手間が掛かり効率が悪いという問題があった。そのため、金型鋳造が考えられた。

しかしながら金型で鋳造するには多くの問題があった。球状黒鉛の生成時に膨張して型に応力が掛かり金型の負担が大きいという固有の問題があることから、キャビティの体積に比較して極めて肉厚のブロック状の金型を用いたりしなければならなかった。また、２ｍｍ以下という超薄肉の球状黒鉛鋳鉄では湯周りをよくするために注湯温度を上げなければならないが、高熱の状態が続くとフェーディングを起こして黒鉛が球状化しないという問題があった。さらに逆に金型で急冷されるとチルが生じるなどの特異な問題があった。

そのため、結局従来は、金型が望まれるにもかかわらず、砂型やシェル鋳型等の多孔質のポーラス鋳型で鋳造するのが常識であった。
しかしながら、上述のとおりポーラス鋳型等は使い捨てであり、その都度砂型等を製作する必要があり、さらにサンダーなどによる表面研磨など後処理も大変であった。

そこでさらに本発明者は、このような課題を解決するため特許文献２に示すように従来金型ではできなかった２ｍｍ以下、特に１．０〜１．５ｍｍの薄肉球状黒鉛鋳鉄製のフライパンを金型により好適に製作する方法を発明した。

この発明では、極めて薄型の可撓性のある金型で、固定側と移動側との分割面に隙間ができて溶湯の漏れやバリが生じないように、気密に密着させてしっかり型締めして鋳造する。このような構造のため、注湯時にキャビティ内部にある気体を排出しなければキャビティに溶湯を隅々まで充填できず、製品に欠けやピンホールなどが生じるという問題を生じた。特に２ｍｍ以下の超薄肉の球状黒鉛鋳鉄製品の場合は、湯周りや温度変化と同時に空気抜きが重要であることが分かった。

そこで本発明者は、キャビティに設けた微細な隙間を有するベントホールにより、従来の砂型などと同様に溶湯のモレを防ぎつつキャビティから良好な排気をすることでこの問題を解決した。

しかしながら、比較的低温で溶融するアルミニウムの鋳造や、さらに低温の樹脂成型ではキャビティにステンレスなどのベントホールを設けて、ここから空気抜きをすることはよく行われるが、鋳鉄の場合は溶融温度がはるかに高く、ベントホールの素材自体に与える影響も大きい。その結果、最初は良好に排気できるが、狭い隙間では鋳造を繰り返すことでベントホールの詰まりなどが生じるという問題があったり、大きな隙間のベントホールにすれば鋳鉄が入り込んで固化すると処理が大変となったりするという問題があった。

さらに、本発明者は、特許文献３に示すようなキャビティと、溶湯を上方から注入する注湯口と、この注湯口とキャビティ側面とを連通する連通路と、固定側金型と可動側金型を鉛直方向に分割する分割面に沿ってキャビティ内の気体を排出するために形成され、キャビティの周囲と分割面の周端部とを連通するように延びた複数の排気路を備える。そして、この連通路と分割面との境界に設けられ、連通路と分割面とを気密に遮断する気密構造とを備えた発明を提案した。このような構造であるとベントホールの詰まりはなく、分割面に設けられた排気路からキャビティ内の気体を排出することができた。

しかしながら、分割面においてキャビティ内の気体を排出する排気路が詰まりやすく、一旦詰まると気体が排出できない。また、排気路を大きくすれば溶湯が漏れだしてしまうという問題があった。

特開２００３−１９００２１号公報 特開２０１０−２７４３２７号公報 特開２０１８−０１５７６４号公報

そこで、本発明は、そのような排気路の詰まりや漏れ出しがなく、金型でありながらキャビティ内部の空気を砂型のように円滑に排気でき、厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉球状黒鉛鋳鉄製品であっても高い品質を維持しながら大気鋳造で鋳造することができる鋳造用金型及び鋳鉄の鋳造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の鋳造用金型では、厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉鋳鉄製品を大気鋳造するための鋳造用金型であって、溶湯を上方から注入する注湯口と、厚みが２ｍｍ以下の薄板状の空間を形成するキャビティと、注湯口とキャビティとを連通する連通路と、キャビティに沿って、固定側金型と可動側金型を鉛直方向に分割する分割面と、この分割面の少なくとも一方において、キャビティの周囲に設けられ溶湯の進入を許容するが通過を規制する隙間である吐かせと、この吐かせの外周側端部に設けられた気体の排出をするため分割面の周端部と連通するように延びた複数の排気路と、を備えたことを特徴とする。

いわゆる「吐かせ」自体は、従来より存在するが、キャビティの上方で余った溶湯を溢れ出させる空間であった。本発明の「吐かせ」は、特殊な構成を備えたもので、キャビティの周囲に連続して設け、この「吐かせ」に排気路を連通させた。そして、この吐かせとなる間隙と、十分な幅、濡れ性を、従来とは異なり「溶湯の進入を許容するが通過を規制する」ものに調整することで、キャビティ内の気体は十分に排出することができ、かつ溶湯が漏れ出さない構成とすることができた。

その結果、キャビティ内の気体が効果的に排出できるようになり、金型による大気鋳造でありながら従来のポーラス鋳型と同等の通気性を実現することでピンホールの発生も抑制でき、ベントホールのように意匠面に跡もできないため、金型による鋳肌が美しい鋳物とすることができ、後処理も必要をなくしたり、金型の連続使用もできるようになった。

ここで、「排出路」とは、吐かせと分割面の周端部を連通させ、キャビティ内の気体が吐かせを介して円滑に排出できるような機能があれば、形状は明確な溝状のようなものに限定されるものではない。例えば、図８に示すような、多数の凹凸を設けたランダムな粗面のような構成でもよく、要は、実質的に吐かせから大気に円滑に排気が可能な通路が形成されていればよい。

本願発明においては、複数の排気路は、図３に示すような分割面に溝状に形成されているものが採用できるが、ここで、「溝」とは、その形状は問わず、ランダムな粗面なども、単一の排出路ではなく、複数の排出路である。また、分割面の片面に形成されても、両面に形成されてもよい。

本願発明の分割面に形成された複数の溝状の排気路の場合は、相互に連通されていることが望ましい。例えば一方の分割面に形成された複数の鉛直方向の溝と、他方に形成された複数の水平方向の溝のようなものでもよい。さらに、相互に連通されてバイパスを形成できれば、メッシュ状でも、蜘蛛の巣状でも、さらにランダムな形状でもよい。

排気路は、吐かせの周囲を取り囲むように設けられることが望ましい。
また、吐かせは、濡れ性を低下させる表面処理が施されていることが望ましい。本発明は、吐かせの溶湯に対する濡れ性が低い、つまり溶湯を撥きやすいため、隙間を大きくしても排気路に浸入する溶湯を抑制しつつ、気体のみを効率的に排出することができる。なお、表面処理とは広く表面を覆うものをいい、耐久性のあるコーティングなどに限定されず一時的な塗型材などの溶射・塗布を妨げるものではない。「濡れ性」とは、ここでは金型に対する溶湯の接触角により定義され、例えばアルミナのセラミックコーティングなどが金型の地肌よりも濡れ性を低下させる例として挙げられる。

前提として、本発明の金型は、予熱が可能なように厚みが均一に形成され、補強用のリブを備えたものが望ましい。
なお、本願の金型は超薄型の球状黒鉛鋳鉄を鋳造するのに最適化されたものであるが、十分に黒鉛粒が形成されていないねずみ鋳鉄のような鋳物においても適用できることは言うまでもない。

また、鋳造用金型は球状黒鉛鋳鉄など鋳物と同等の材質で製造すれば、金型と鋳物の熱収縮率が同じとなり、熱変化によるストレスが生じにくい。
本発明の鋳造用金型を用いた鋳鉄の鋳造方法であって、金型の型締めするとともに、金型を予熱し、予熱後に溶湯を注湯することで、溶湯の急激な温度低下によるチル化を効果的に抑制することができる。

また、本発明のような金型を用いることで、速やかに鋳造できるため、元湯を再溶解した球状黒鉛鋳鉄を用い、球状黒鉛鋳鉄製の薄肉鋳鉄製品を効率的に製造することが可能となっている。

本発明の金型の方案として、連通路には、異物を除去するとともに、上方の湯口から注湯された溶湯の速度を低下させるためのストレーナを設けることが望ましく、さらにキャビティの幅方向に溶湯を均一にするための堰を設け、この堰の上方に設けられ、押湯を貯留するための湯溜りを設けることも望ましい。このような方案を採用することで、大気鋳造であっても湯溜に貯留された溶湯による十分な圧力によりキャビティ内に均等に圧力を加えて、吐かせを通じて気体を十分に排気して、ピンホールもなく後処理の簡単な美しい鋳物製品が容易に鋳造できる。

本発明の鋳造用金型及び鋳鉄の鋳造方法によれば、金型でありながらキャビティ内部の空気を砂型のように円滑に排気でき、厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉球状黒鉛鋳鉄製品であっても高い品質を維持しながら大気鋳造で鋳造することができる。

本実施形態の鋳造用の金型と、この金型により鋳造した薄肉鋳鉄製品である卵焼き器を示す斜視図。 閉じた状態の金型と、加熱手段を示す正面図。 固定側金型を分割面側から見た図。 可動側金型を分割面側から見た図。 （ａ）固定側金型／移動側金型の注湯口を分割面側から見た図、（ｂ）注湯口を分割面と直交する方向から見た断面図。 湯溜りと堰とキャビティを示す図３のＡ−Ａ断面図。 キャビティと吐かせと排気路を示す図３のＢ−Ｂ断面図。 第１の実施形態とは別の実施形態の固定型金型を分割面側から見た図。 本実施形態の金型による鋳造の工程図。 本実施形態の薄肉鋳鉄製品の製造装置の平面図。 本実施形態の溶融炉の断面図。 本実施形態の注湯工程を示す斜視図。 本実施形態の金型及び型締め装置の側面図。

以下、本発明を具体化した薄肉鋳鉄製品である球状黒鉛鋳鉄製品の一例として卵焼き器Ｐの鋳造用金型とこれを用いた鋳造装置、及びこの鋳造装置を用いた鋳造方法の一実施形態を図１〜７を参照して説明する。本実施形態では、特に、薄肉球状黒鉛鋳鉄製品の特性を好適に生かした球状黒鉛鋳鉄製の本体の厚さ１．２ｍｍの卵焼き器Ｐを例として本発明を説明する。

（金型全体の構成の概要）
図１は、本実施形態の鋳造用の金型２と、この金型２により鋳造した薄肉鋳鉄製品である卵焼き器Ｐを示す斜視図である。

本実施形態では、鋳型として、従来の砂型やシェル鋳型に代えて金型２を採用している点が前提となっている。金型２は、固定側金型３と可動側金型４を備え、型締め、型開放を繰り返し、連続的に鋳込みができる。

（球状黒鉛鋳鉄）
ここで、本発明の金型及びこの金型によって製造される鋳物に好適に適用できる球状黒鉛鋳鉄について特徴的な性質を説明する。球状黒鉛鋳鉄は、基本的には「ＪＩＳＧ５５０２」で特定されるもので、組織中に球状の黒鉛（グラファイト）を含んだ鋳鉄であり、基地が連続しているため強靭な性質を有し、ダクタイル鋳鉄とも言われている。その製造法は、溶解したＣ、Ｓｉを高度に含んだＦｅに、球状化剤であるＭｇやＣｅを加えて元湯を生成し、フェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）を接種し、緩慢に冷却して凝固時に析出するグラファイトを球状化させるものである。

ここで重要なのは、球状黒鉛鋳鉄は、長時間高温で溶解したままにすると、溶融しているＭｇが酸化や蒸発により減少してしまうため（「フェーディング」という。）、黒鉛が球状化せず球状黒鉛鋳鉄にならないため、高温のまま長時間経過しないうちに鋳型に注湯しなければならない。一方、鋳込み時に急速に温度が低下すると、球状のグラファイトが析出せず、セメンタイト（Ｆｅ３Ｃ）となって白化してしまい、硬いが脆くなってしまう（このように球状黒鉛を析出しないでセメンタイトとして凝固することを「チル化」するという。）ことであり、急な温度低下は避けなければならないことである。

さらに、本実施形態のような超薄型の鋳物では、温度が低下して流動性が低下すると、いわゆる「湯回り」が悪化するという問題もある。
また、球状黒鉛鋳鉄では凝固時に球状黒鉛が析出するため体積が増加するという独特な性質があり金型が歪んで分割面に隙間ができたりする。さらに凝固後は温度の低下とともに体積が減少したりするため、「引け」などが生じないよう鋳型はこの体積の変化に対応できなければならないという問題もあった。

このように鋳造用金型及び製品のために球状黒鉛鋳鉄を用いるための要求は非常に多様で且つ特異で厳しいものがある。そのため従来においては、金型は通常使用されていなかった。自動車部品など特殊な要求から、どうしても金型を使用したい場合でも、これらの要求に応えるため大きなブロック状の鋳型の中心部に小さなキャビティを形成した、壁が極めて厚いブロック型の金型が一部に使用されているだけであった。それでも金型では表面のチル化を防止することは困難で、事後的に表面処理をしており、そもそも超薄型の球状黒鉛鋳鉄製品は金型では製造されることはなかった。

また、通常は、フェーディングを防止するため一定量の原材料を溶解して鋳込の直前に接種し、鋳込までは極めて短い時間に限定される。このため、超薄型の卵焼き器Ｐのような体積の少ないものは、多数の鋳型に順番に注湯する間に時間が経過してフェーディングを生じてしまう。また、一旦製造した球状黒鉛鋳鉄を再溶解して再凝固しても、通常は溶解過程でのフェーディングで黒鉛は球状化しない。

本発明者は、このような多面的な問題を同時に解決するため、本実施形態でも示すように前提として少量の球状黒鉛鋳鉄のインゴットを予め製造し、これを図１１に示すような超小型の高周波誘導炉からなる溶融炉５０を用いて、大電力を用いて原料を極めて短時間に溶解する。そして短時間のうちに再溶解、注湯、凝固を行うことで、フェーディングなしで少量の体積からなる球状黒鉛鋳鉄製の卵焼き器Ｐを効率的に製造した。

その一方で、薄型の金型を予熱することで急激な温度低下を防止しつつ、速やかに溶湯Ｍの温度を下げてチル化とフェーディングを同時に抑制しつつ、良好な湯周りで高品質の超薄型の球状黒鉛鋳鉄製の卵焼き器Ｐを製造している。

（金型２の材質）
この実施形態の金型２は、溶湯Ｍの温度と、予熱や保温、鋳込みにおける繰り返しの加熱・冷却に対応し、鋳込み時の鋳物の膨張収縮に対して割れを生じないで変化を吸収できるように、卵焼き器Ｐの材質と同様の熱膨張率を有した、配合の近い球状黒鉛鋳鉄から形成されている。

（金型２の形状）
図１、２に示すように金型２は、固定側金型３と可動側金型４を備える。固定側金型３と可動側金型４は、鉛直方向に沿った分割面３３／４３で分割される。固定側金型３と可動側金型４とは、分割面３３／４３が相互に当接する状態でキャビティ面３２／４２（図２）の内面により金型２内に卵焼き器Ｐの形状のキャビティ５（図７参照）が形成される。

従来は直方体の鋳物ブロックに製品の形状に応じた小さなキャビティを形成していた。しかしながら、本実施形態の薄型の金型２では、図１、図２に示すように、固定側金型３、可動側金型４のリブ３１／４１を除いた金型本体３０／４０の厚みを概ね均一の薄型の厚みに形成した。図２に示す金型本体３０／４０の厚みＤ１は、例えば卵焼き器Ｐの薄板状の本体１１部分（図１参照）に対応する本体キャビティ面３２ａ／４２ａの部分において一律に金型の厚さＤ１＝２０ｍｍとなっている。その他の柄キャビティ面３２ｂ／４２ｂの部分でも概ね厚みＤ２＝２５ｍｍ程度とした。このように金型２は薄肉の構成であるが、薄型球状黒鉛鋳鉄製品自体の厚みが薄く膨張収縮の絶対寸法変動が小さいことと、さらに金型と鋳物が同様な材質で同じ熱膨張率で膨張収縮するため、このような薄肉の金型２を実現したものである。さらに、薄くすることで従来のブロック型の金型とは異なり、若干の可撓性により応力を逃がすことができるという作用もある。

図２に示すように分割面３３／４３に沿ってみた本実施形態の金型２は、上述したようにキャビティ５の厚さがわずか１．２ｍｍという極めてうすい薄型の金型である。しかしながら加圧して溶湯Ｍを押し入れたり、負圧で溶湯Ｍを吸引するようなことなしに、大気鋳造用（重力鋳造用）に構成され、溶湯Ｍを圧入したり真空で吸引したりする設備は基本的に不要である。大気鋳造では、比較的キャビティ５内に気体が残りやすいが、気体が残ると製品に欠陥が生じるため、キャビティ５内の排気は極めて重要である。

金型２の固定側金型３と移動側金型４には、金型本体３０／４０の分割面３３／４３との反対の面には上端から下端にかけてほぼ一定間隔で水平なリブ３１／４１が形成されている。リブ３１／４１は、キャビティ５を形成する金型本体３０／４０から水平に延びる板状の部分で、その端部は同じ水平位置に揃えられている。このリブ３１／４１は、薄型の金型本体３０／４０を補強する機能がある。また、併せて金型２の加熱用のフィンとしての機能を有する。

（連通路７）
図２に示すように本実施形態では、金型２の上部に溶湯Ｍをキャビティ５内に導く連通路７が設けられる。

図３に示すように、固定側金型３の上端の連通路３５には、注湯口３４が半割円柱状の凹部として形成されその底部にはレンコン状の穴が開いたセラミック製の円盤状のストレーナ６（不図示）を保持する円環状の溝からなるストレーナ受け部３５ａが形成される。ストレーナ受け部３５ａの下には、上端部は注湯口３４と同じは内径で、下端部は径が概ね上端部の半分程度の半割ロート状の凹部からなる湯口３５ｂが形成される。湯口３５ｂの下端には湯溜り３５ｃに連通されている。湯溜り３５ｃは、湯口３５ｂの下端の径と同等な幅で、分割面３３に沿ったキャビティ面３２の水平方向の長さより長く、断面形状が分割面側がやや広い台形形状で、角部は円弧状となっている凹部として形成されている（図６参照）。また、湯溜り３５ｃの下端には、分割面３３の水平方向に沿った湯溜り３５ｃの長さより短く、かつ、キャビティ面３２よりもやや短い浅い凹部が形成され、その両端部は、溶湯Ｍが円滑に流れるように、内側に凸の円弧状となっている堰３５ｄが連通するように形成されている。

図４に示すように、移動側金型４の上部の連通路４５には、上述した固定側金型３と分割面３３／４３に対して対称な形状の注湯口４４、ストレーナ受け部４５ａ、湯口４５ｂ、湯溜り４５ｃ、堰４５ｄがそれぞれ形成されている。

このように形成された固定側金型３と移動側金型４とを、ストレーナ６をストレーナ受け部３５ａ／４５ａに嵌めこみ、分割面３３／４３を密着させて型締めすると、連通路７（図２参照）が形成される。

このように形成された連通路７の機能について、注湯口３４／４４を分割面３３／４３側から見た図５（ａ）、注湯口３４／４４を分割面３３／４３と直交する方向から見た断面図の図５（ｂ）を参照して説明する。連通路７は、鋳込にあたり、注湯口３４／４４から溶湯Ｍが注湯されると、溶湯Ｍは連通路７の内部セットされたストレーナ６に当たる。ストレーナ６は、一例として耐熱性のセラミックから形成され、厚さ８ｍｍ程度の直径５０ｍｍ程度の円盤状に形成され、３ｍｍ程度の孔が６０個程度いわゆるレンコン状に穿設されている。このため、注湯された溶湯Ｍの勢いを殺ぎ、かつスラグなどを濾しとる機能を有する。

また、注湯口３４／４４は、注湯された溶湯Ｍを一旦貯留して溢れないようにする空間でもある。
ストレーナ６の垂直下の内部は、下部がロート状になった湯口３５ｂ／４５ｂが連通する。湯口３５ｃ／４５ｃの下端は、キャビティ５の幅方向に延びて溶湯Ｍを貯留する湯溜り３５ｂ／４５ｂに連通する。このため、湯口３５ｂ／４５ｂは、湯溜り３５ｃ／４５ｃの幅に対して、注湯口３４／４４の内径を大きく採ることができるようにしているので、広い注湯口３４／４４から注湯が容易かつ効率的にできる。

湯溜り３５ｃ／４５ｃは、注湯された溶湯Ｍを、キャビティ５の上方で、キャビティ５のすべての部分に途切れなく注入できるように導く「湯道」としての機能を有する。また、溶湯Ｍを導くだけでなく、堰３５ｄ／４５ｄと相俟って、溶湯Ｍを一次貯留する機能を有する。そのため、キャビティ５の容量に対して途切れなく溶湯Ｍを供給することができる十分な溶湯Ｍの貯留量を有する。また、湯溜り３５ｃ／４５ｃにおいて溶湯Ｍを静かに貯留することで、溶湯Ｍ内の気体を排出することができる。

さらに、湯溜り３５ｃ／４５ｃと堰３５ｄ／４５ｄとキャビティ５を示す図３のＡ‐Ａ断面図を示す図６を参照すると、湯溜り３５ｃ／４５ｃから垂直下方に連通するスリット状の堰３５ｄ／４５ｄを備え、堰３５ｄ／４５ｄは、キャビティ５の上端に連通している。このため、湯溜り３５ｃ／４５ｃに貯留された十分な溶湯Ｍを、キャビティ５のすべての部分に対して、一定の量で均一に溶湯Ｍを静かに流入させる。このため、キャビティ５内の溶湯Ｍの流れが穏やかかつ円滑となり、溶湯Ｍが泡立ったり途切れたりすることなくキャビティ５内全体に隙間なく充填させることができる。

以上説明したように、本実施形態の連通路７により、薄肉球状黒鉛鋳鉄製品のためのその厚さが１．２ｍｍ程度のキャビティ５の空間に溶湯Ｍを気体の混入が少なく、速やかに隙間なく円滑に充填することができる。

（卵焼き器Ｐの形状）
図２に示すキャビティ５の形状は、本実施形態では基本的に卵焼き器Ｐの形状の空間からなる。

ここで、卵焼き器Ｐの形状を説明すると、図１に示すように長方形の内底部１４を備え、周縁部１３が立ち上がった皿状の本体１１と、この本体１１と一体に形成された柄１２が斜め上方（キャビティ５では斜め下方）に向けて突設されている一般的な卵焼き器Ｐである。そして、この本体１１は、一例として横幅がおよそ１４ｃｍで長さが２０ｃｍある。しかしながら、本実施形態では厚みが内底部１４も周縁部１３もいずれも球状黒鉛鋳鉄製の鋳鉄卵焼き器Ｐとしては異例に薄い１．２ｍｍで、均一の厚みになっている。

（キャビティ５の形状）
次に、キャビティ５の形状を説明する。図２に示すようにキャビティ５の形状は図１に示す卵焼き器Ｐと同形の空間を有している。

図３、４に示すように、キャビティ面３２／４２は、卵焼き器Ｐの本体１１に対応する本体キャビティ面３２ａ／４２ａと、卵焼き器Ｐの柄１２に対する柄キャビティ面３２ｂ／４２ｂとから構成される。従って、本体１１に対応するキャビティ５の空間の厚みは、１．２ｍｍとなっている。また、図３、４に示すように本体キャビティ面３２ａ／４２ａ部分が上部に、柄キャビティ面３２ｂ／４２ｂの部分は下部になるように配置されている。これは、柄１２の方が、本体１１よりも厚みがあるから、溶湯Ｍの充填が溶湯Ｍの温度が下がって流動性が低下しても容易に充填できるからである。

図１に示す卵焼き器Ｐの周縁部１３が、図２に示す固定側金型３と可動側金型４の分割面３３／４３に沿って配置されている。
図１の固定側金型３に示すように、柄１２の形状に沿って、固定側金型３の本体１１の分割面３３の鉛直な一般面３３ａから可動側金型４側に突出するように凸部３３ｂが形成されている。また、可動側金型４には、この分割面の凸部３３ａに対応する形状で分割面４３の鉛直な一般面からへこんだ凹部４３ｂ（図示なし）が形成されている。そして、この分割面の凸部３３ｂ、凹部４３ｂに、柄１２に対応する柄キャビティ面３２ｂ、４２ｂが形成される。

ところで、図３、図４に示すように、湯溜り３５ｃ／４５ｃと連通する堰３５ｄ／４５ｄがキャビティ面３２／４２の上端部に開口されている。このため、溶湯Ｍは、キャビティ５の上端部から流れ込んで下部から充填されて柄１２が形成され、次いで本体１１が形成される。

（吐かせ３６／４６）
本発明の吐かせ９は、本発明の特徴部分である。本実施形態の「吐かせ９」は、従来の「吐かせ」とは技術的な機能が異なるものである。すなわち、前述したように従来の「吐かせ」は、主にキャビティを隅々まで充填したあと、残余の溶湯Ｍを上部の空間に溢れ出さ、キャビティ５に溶湯を完全に充填させる空間であった。本発明の「吐かせ」は、キャビティ５の上方のみならず、キャビティ５の周囲に連続して設け、さらに、この「吐かせ」に排気路８を連通させた。そして、この吐かせ９となる間隙と、十分な幅、濡れ性を、従来とは異なり「溶湯Ｍの進入を許容するが通過を規制する」ものに調整することで、キャビティ内の気体は十分に排出することができ、かつ溶湯Ｍが漏れ出さない構成とすることができたものである。

図３、図４に示すように、キャビティ面３２／４２の堰３５ｄ／４５ｄの部分以外の周縁部に吐かせ面３６／４６が設けられる。
図７は、金型２において、図３のＢ−Ｂ部分におけるキャビティ５、吐かせ９、排気路８の部分拡大図である。固定側金型３と移動側金型４とを型締めすることで、キャビティ面３２／４２により空間であるキャビティ５が形成され、吐かせ面３６／４６により吐かせ９が形成され、分割面４３（一般面）と排気路面３７により排気路８が形成される。

本体１１のキャビティ５の間隙Ｄ３は、１．２ｍｍになっている。このキャビティ５の周縁に連続して連通する吐かせ９の間隙Ｄ４は０．２ｍｍとなっている。本実施形態の吐かせ９を形成する吐かせ面３６／４６は、アルミナのセラミックコーティングが施されており、溶湯Ｍに対して濡れ性が低い。つまり、溶湯Ｍが毛管現象で吐かせ９に進入することを抑制している。一方、溶湯Ｍに混入している水蒸気、空気、アルゴン等の不活性ガスなどは、この吐かせ９において溶湯Ｍから分離されて、排出される。また、本実施形態の吐かせ９の幅Ｌは、１０ｍｍとなっており、溶湯Ｍは、吐かせ９の途中までは進入することができても、大気鋳造にかかる溶湯Ｍの質量に由来する圧力ではこの吐かせ９の部分を通過することができない。しかしながら、一定の圧力により溶湯Ｍはキャビティ５の周縁から一部吐かせ９に進入するため、卵焼き器Ｐに周縁部１３まできれいに溶湯Ｍが充填される。また、ピンホールや欠けの原因となる気体などは、容易に吐かせ９から排出される。

なお、この吐かせ９の間隙及び幅は一例であり、吐かせ面３６／４６のコーティングや塗型材などの表面処理の状態、溶湯Ｍの配合・温度、方案に起因する溶湯Ｍに掛かる圧力などに応じて、吐かせ９が溶湯Ｍの進入を許容するが通過を規制する隙間として、間隙及び幅が適宜調整されるものである。本実施形態では、一例として吐かせの間隙Ｄ４は０．２ｍｍとなっているが、上記のような機能を達成させるためこの数値に限定されるものではなく、間隙Ｄ４も例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に調整される。幅Ｌも数値は限定されないが、例えば、１ｍｍ〜２０ｍｍ程度に調整される。

なお、従来の吐かせと同様に、本実施形態の吐かせ９においてもその上端部は、堰３５ｄ／４５ｄ及び湯溜り３５ｃ／４５ｃに隣接する部分にも設けられており剰余の溶湯Ｍからに気体を排出することができる。この部分に関しては、その間隙はキャビティ５に隣接した部分より広い間隙とすることができる。

（排気路８）
図３に示すように、固定側金型３の分割面３３の吐かせ面３６の外周縁には排気路面３７が形成される。

図７に示すように、排気路８は、深さ０．３ｍｍｍ、開口部の幅０．６ｍｍ程度の断面半割円柱状の溝からなる排気路面３７が固定側金型３の分割面３３に形成され、移動側金型４の分割面４３が型締めにより閉じられることにより形成される。

図３に示すように排気路面３７は、吐かせ９の上端部を除くほぼ全周に亘る周端部に隣接して連通するように形成されている接続部面３７ａと、ここから連通して外気に開放される外気連通部面３７ｂが形成されている。移動側金型４においては、固定側金型３の排気路面３７に対応する部分は平面として形成されている。そして固定側金型３と移動側金型４とが型締めされたときに、移動側金型４の分割面４３により接続部８ａ（図７参照）、外気連通部８ｂ（不図示）とからなる排気路８が構成される。

接続部８ａは、吐かせ９からの溶湯Ｍの進入を許容するが、通過を規制する機能を有するため、溶湯Ｍに含まれた気体のみを排出する。しかしながら、仮に、吐かせ９において溶湯Ｍから排出された気体の逃げ場所がないとすれば、その吐かせ９内の内圧が高まり、溶湯Ｍが吐かせ９に進入することができず、また溶湯Ｍから気体を排出されなくなる。そこで、吐かせ９の外周縁に排気路８を設けることで、溶湯Ｍのない低圧の空間に気体を容易に排出することができる。なお、仮に溶湯Ｍが吐かせ９に進入して充填されてしまったとしても、吐かせ９の外周縁に隣接した接続部８ａにおいて容易に気体を排出することができる。

また、接続部８ａからは、金型の外部に連通して気体を大気に開放することができる外気連通部８ｂが形成されているため、接続部８ａの内圧が高まることもない。
図３に示すように外気連通部８ｂは、接続部８ａから水平に複数、この実施形態では平行に９本設けられている。さらに最下端の外気連通部８ｂからは、さらに下方に向けて垂直方向の外気連通部８ｂが接続されている。

（コーティング）
キャビティ５内に注入された溶湯Ｍに押出された気体は、キャビティ５に連通した吐かせ９から排気される。このとき、吐かせ９に溶湯Ｍが浸入して通過すると、溶湯Ｍが排気路８に漏れ出したり、吐かせ９が目詰まりしてしまう。

そこで、本実施形態では、吐かせ８内部にセラミックコーティングを施している。このセラミックコーティングは、溶湯Ｍに対する濡れ性を低下させる、つまり溶湯Ｍを撥きやすくする。ここで、「濡れ性」とは、ここでは、吐かせ９の内部表面と、溶湯Ｍの親和性（付着しやすさ）を表すもので、接触角で表される。この濡れ性が低下すると、より広い間隙でも、溶湯Ｍが進入しにくくなる。そうすれば、溶湯Ｍの浸入を阻止しながら、キャビティ５内の気体をより円滑に排出することができることになる。

図７に示すように、本実施形態の例では、このセラミックスはアルミナの粉末を水練りして吐かせ面３６／４６に溶射してコーティングし、乾燥して固める。このセラミックコーティングは、溶湯Ｍとの濡れ性が低く、間隙Ｄ４＜０．３ｍｍであれば、セラミックコーティングの濡れ性の低さと相俟って、気体は排出するが、溶湯Ｍの進入が抑制される。なお、吐かせ９への溶湯Ｍの進入の程度に応じてなお、このセラミックコーティングは、吐かせ９の内部にのみ選択的に施す必要はなく、分割面３３全体に施してもよい。また、キャビティ面３２／４２については、作業性と品質管理の観点から適宜コーティングの有無が決定できる。

（塗型剤）
なお、吐かせ面３６／４６を含むキャビティ面３２／４２内には、溶湯Ｍとの親和性を向上し、鋳肌を美しくし、焼付きを防止するため、セラミックコーティングを施した上から各種の塗型剤を塗布してもよい。また、吐かせ面３６／４６のみに塗布して濡れ性を調整するようにしてもよい。

（金型の加熱装置２０）
図２に示すように、加熱装置２０，２０が、金型２を両側から挟むように近接して配置される。

加熱装置２０は、多数のガスバーナー２０ａを備える。ガスバーナー２０ａは、金型２のリブ３１／４１の高さに合わせて配置されている。
ガスバーナー２０ａは、リブ３１／４１の部分を加熱し、その熱が金型２の金型本体３０／４０に伝導される。そのため、金型本体３０／４０においては、急激な温度上昇や、加熱ムラがなく均一に加熱される。

また、加熱を中止すれば、リブ３１／４１は、放熱フィンとして金型２の熱を発散することで、キャビティ５内が、過度に高熱の状態が維持されないようにする。
本実施形態の金型２は、球状黒鉛鋳鉄製であり、熱伝導が良好でリブ３０／４１を加熱すれば速やかに金型本体３０／４０の温度を上昇させることができ、加熱を停止すれば速やかに放熱する。また、球状黒鉛鋳鉄は熱容量が大きく、キャビティ５内部の溶湯Ｍに対して安定した熱環境を与える。さらに、球状黒鉛鋳鉄は加熱・冷却に対して、鋳物と同等の熱膨張・熱収縮をするため、鋳物の冷却時点でのストレスが極めて小さい。そして、球状黒鉛鋳鉄は、他の金属製金型に比べても引張り強度が大きい（ＪＩＳＧ５５０２参照）。したがって金型２が薄くても、大きな熱変化において、破損しにくい。

（金型支持装置６０）
図１３に示すように、複数の金型支持装置６０は、それぞれ金型２を支持している。各金型支持装置６０は、支持した金型２の注湯口３４／４４を、溶融炉５０の近傍の注湯ポイント５６に移動できるように、レール６１，６１上に配置され（図１０参照）。レール６１上を移動できるように、機台６２は、両端に車輪６３，６３を備えた車軸６４を有し、モータ６５により駆動される。

固定側金型３を支持する固定側金型支持部６６は、機台６２の一端側に配置され、固定側金型３の背面には加熱装置２０が配置される。
また、可動側金型４を支持する可動側金型支持部６７は、機台６２の他端側に配置され、可動側金型４の背面にも加熱装置２０が配置される。可動側金型支持部６７は、移動機構６８を介して可動側金型４を支持しており、可動側金型４は、固定側金型３と型締め・型開き可能に移動される。また、可動側金型支持部６７は、水平に配置された回動軸６９ａを備えた回動機構６９を備え可動側金型４を９０度回転させて、分割面４３を鉛直下方に向けることができる。分割面４３が鉛直下方に向けられた可動側金型４の鉛直下方には、ベルトコンベア７０が配設され、型抜きされ、落下された卵焼き器Ｐを載せて、次工程に搬送する。

（溶融炉５０）
図１１に示すように、本実施形態では、超小型の溶融炉５０を用いて原料を溶解する。溶融炉５０は、高周波誘導炉で、高周波誘導加熱コイル５１、浮揚用コイル５２を備え、浮揚用コイル５２で原料を浮遊させて、高周波誘導加熱コイル５１の渦電流で加熱・溶解する。溶融炉５０の側壁５０ａは、冷却パイプ５８が内部に設けられ、冷却液が循環して側壁５０ａを冷却している。

図１２に示すように、この溶融炉５０は、炉台５９上に固着され、炉台５９は、回動軸５９ａを軸に傾動し、注湯ポイント５６（図１０）にある金型２の注湯口３４／４４に、溶融炉５０内で浮揚している溶湯Ｍを注湯する。

（金型２の作用）
図９のフローチャートに沿って、金型２の作用である、薄肉球状黒鉛鋳鉄製品である卵焼き器Ｐの鋳造方法について説明する。

（鋳造方法の概略）
図９に示すように、卵焼き器Ｐの鋳造方法は、この鋳造装置を用いて、以下のような手順で行なう。まず、図１３、図１０両側に示す開いた卵焼き器Ｐの金型２の固定側金型３の分割面３３に、可動側金型４の分割面４３を当接させて図１０中央のように型締めする型締め工程（Ｓ１）を行う。次に、図２に示す加熱制御装置２３が放射温度計２１により金型２の加熱部の表面温度を測定しつつ、加熱装置２０により金型２を予め設定された設定温度に加熱する金型予熱工程（Ｓ２）を行う。そして、元湯生成工程（Ｓ３）では、予め溶融炉５０（図１１）で元湯を溶解して生成しておく。この溶解した元湯を、予め加熱した金型２に注湯する（図１２参照）金型注湯工程（Ｓ４）を行なう。続いて、図２に示す加熱装置２０を用いて注湯した金型を急冷させないための金型保温工程（Ｓ５）を行なう。そして、注湯した元湯を設定した温度変化で硬化させる鋳物凝固工程（Ｓ６）を行う。そして、鋳物硬化後に、図１３に示すように固定側金型３と可動側金型４とを分割面３３，４３で分離する金型開放工程（Ｓ７）に続き、鋳造された卵焼き器Ｐを取り出す型抜き工程（Ｓ８）を行う。最後に、抜き出した卵焼き器Ｐをベルトコンベア７０で後加工装置に搬送して、レーザ加工機２７で鋳ばり取りをするなどを行なう後処理工程（Ｓ９）とを行う。

（型締め工程（Ｓ１））
図１３に示すように、金型支持装置６０に予めセットされた可動側金型４は、固定側金型３に対して、移動機構６８により、接離自在に支持されている。図１３において可動側金型４は開放した状態である。

次に、図１３に示す状態から、移動機構６８により可動側金型４を図上左方向に移動させて分割面３３／４３を当接させ、さらに移動機構６８の図示しない油圧機構で分割面４３を分割面３３に圧接させ、図２に示すように金型２を型締めする型締め工程（Ｓ１）を行なう。

（金型予熱工程（Ｓ２））
型締めした金型２を予め設定された設定温度まで加熱する金型予熱工程（Ｓ２）を行なう。この金型予熱工程（Ｓ２）では、型締めした金型２を挟むように近接配置した加熱装置２０／２０により矢印で示した方向に金型２の全体を加熱する。

（元湯生成工程（Ｓ３））
Ｓ１、Ｓ２と並行して、次の金型注湯工程（Ｓ４）のための球状黒鉛鋳鉄の元湯（溶湯Ｍ）を準備する。元湯自体は、どのような方法で生成してもよいが。実施形態では、前述した溶融炉５０を用いて予め所定量の球状黒鉛鋳鉄のインゴットを大電力で急速加熱して再溶解し、溶湯Ｍを生成する。このため、本実施形態では球状黒鉛鋳鉄を生成するための接種は不要である。

（金型注湯工程（Ｓ４））
上述のように、元湯が生成されたら（Ｓ３）、図１０に示すように、既に型締めし（Ｓ１）、予熱した（Ｓ２）金型２を直ちに注湯ポイント５６に移動し、図１２に示すように溶融炉５０を炉台５９を回動軸５９ａを軸に傾動させて注湯口３４／４４により形成された湯口カップに溶融炉５０から直接元湯（溶湯Ｍ）を注湯する。

（金型保温工程（Ｓ５））
注湯後は、通常は鋳物凝固工程（Ｓ６）に移行するが、本実施形態では、その前に加熱装置２０／２０が注湯後も金型２の加熱を行い、金型２を予め設定された設定温度に保温する金型保温工程（Ｓ５）を行なう。この金型保温工程では、溶湯Ｍの温度低下をコントロールして、急激な温度低下によるチル化を抑制する。この工程は状態により省略可能である。なお、金型保温工程（Ｓ５）は、鋳物凝固工程（Ｓ６）と前後し、または重複してもよい。

（鋳物凝固工程（Ｓ６））
次に、溶湯Ｍが冷却されて凝固される鋳物凝固工程（Ｓ６）を行なう。予め加熱しておいた金型２により、緩慢に温度が低下する溶湯Ｍは、球状の黒鉛を析出しながら冷却していく。このとき製品は一旦膨張するが、超薄型のため影響は小さい。注湯した金型は肉厚が薄いため、従来の砂型やシェル鋳型はもちろん、圧肉のブロック状の金型と比較しても比較的放熱が良好なため、そのままの状態でも、概ね１分以内で凝固する。このとき、予め加熱された金型２と卵焼き器Ｐとは、同様の膨張率であるので、温度低下とともに同様に熱収縮していき、金型２に歪が生じにくい。なお、送風などにより冷却を促進してもよい。

（金型開放工程（Ｓ７））
鋳物がＡ１変態点となれば、組織が固定され、硬化する。硬化したら、金型２を開放する金型開放工程（Ｓ７）を行う。

（型抜き工程（Ｓ８））
続いて、可動側金型４を固定側金型３から離間するとともに、分割面４３を下方に向けて回動させ卵焼き器Ｐを型抜きする型抜き工程（Ｓ８）を行なう。必要に応じて、金型にノックピンを設けて型抜きをしてもよい。

（後処理工程（Ｓ９））
型抜きしたら、ベルトコンベア７０で製品を搬送し、後処理工程（Ｓ９）を行なう。本実施形態では、例えば可動側金型４の可動方向と平行な方向（つまり、抜き方向）から、薄肉鋳鉄製品に対してレーザ加工機によりレーザ光により卵焼き器Ｐの周縁部にできた鋳ばりを溶断する鋳ばり取り工程を行なう。

本実施形態では、型抜きした卵焼き器Ｐには、本体１１の周縁や柄１２の周縁に、分割面３３，４３に沿って鋳ばりが生じている。特に、本実施形態では、吐かせ９に浸入した溶湯Ｍが凝固したものが鋳ばりとして生じる。これをＮＣ制御のレーザ加工機２７から射出されるレーザ光線で溶断する鋳ばり取り工程を行なう。この鋳ばりは、分割面３３／４３に沿って生じるため、可動側金型４の可動方向と垂直な方向に突出しているので、可動方向と平行な方向、つまり卵焼き器Ｐの内底部１４と垂直な方向から卵焼き器Ｐの周縁部１３や柄１２に沿ってレーザ光線ＬＢを平行移動させながら照射すれば、１回の照射で鋳ばりなどが一括して溶断処理できる。この溶断された端部は、エッジが無く手に優しいので、このレーザ加工のみでもグラインダなどによる研削は必要がない。

また、従来の砂型やシェル鋳型などのポーラスな型では、当然に表面が粗面となるのでサンダーなどで各方向から手作業で削って仕上げ作業をしていた、本発明の金型鋳造では鋳肌がきれいであるのでこのため、このような研磨作業を省略することができる。以上で薄肉球状黒鉛鋳鉄製品である卵焼き器Ｐが完成する。

（実施形態の作用・効果）
（１）キャビティに溶湯Ｍを注湯すると、十分な間隙を有した吐かせ９から、キャビティに残存していた気体や、溶湯Ｍと共に混入した気体、溶湯Ｍから蒸発した水蒸気などの気体は、先行して速やかに排出される。

（２）上記実施形態の吐かせ９は、キャビティに注湯した場合に、その一部が吐かせ９に溶湯Ｍが進入することで、キャビティ５内に溶湯Ｍを隙間なく充填することができ、従来の「吐かせ」としての機能も奏する。

（３）その一方で、本実施形態の吐かせ９では、吐かせ９内に進入した溶湯Ｍは、吐かせ９を通過することがないので、無用な溶湯Ｍの漏れ出しが起きることはない。この吐かせ９内に進入した溶湯Ｍから発生した気体は、吐かせ９内に放出される。

（４）また、吐かせ９の周縁部は、排気路８と連通しており、吐かせ９に排出された気体は、速やかに外気に開放される。
（５）排気路８は、複数の溝からなり、一つの排気路が詰まってもバイパス路により円滑に排気することができる。

（６）吐かせ９に進入した溶湯Ｍは、凝固しても、型開きをしたのちに鋳物製品とともに簡単に除去でき、金型に固着することがない。そのため、型のメンテナンスが簡単である。

（７）このように吐かせ９と排気路８により十分に排気することができるので、キャビティ５に注湯された溶湯Ｍは、気体を含まないため、ピンホールや、引け、欠けなどが生じないため、鋳肌が美しく、基本的に後処理が不必要である。

（８）このように吐かせ９と排気路８により十分に排気することができる。そのため、金型であっても、本発明の金型の構成による適切な予熱や放熱と相俟って、従来の砂型やレジン鋳型のようなポーラス鋳型と同様に十分な球状黒鉛の粒が形成される。さらにチルのない１．０〜２．０ｍｍ程度の薄肉球状黒鉛鋳鉄の卵焼き器Ｐをはじめとする製品を安定して連続して製造することができる。

（９）また、金型上端に開口された注湯口３４／４４と、ストレーナ６と、湯口３５ｂ／４５ｂ、湯溜り３５ｃ／４５ｃ、堰３５ｄ／４５ｄを含む連通路７の構成により、注湯された溶湯Ｍを、容易に、かつスラグなどが混入せず、静かにかつ速やかに、泡立てず、均一に途切れなく、隅々までキャビティ５に導くことができる。

特に、湯溜り３５ｃ／４５ｃの構成は、溶湯Ｍを導く湯道の機能を有するとともに、ここに溶湯Ｍを貯留してその質量により押湯として溶湯Ｍを十分に吐かせ９に押し込むことができるため、大気鋳造でありながら、隅々まで欠けやピンホールなどの欠損のない鋳物とすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
（排気路８の断面形状の別例）
排気路８は、図７に示す実施形態のような断面が弧状のものには限定されず、溝の断面形状がどのようなものであっても、目的とする排気が円滑に行われればよい。また、完全な直線状の溝でなくてもよい。さらに、ランダムな隙間で構成されていてもよい。

また、排気路８は、図３に示すような吐かせ９の周縁から水平若しくは垂直に延びる溝状ものには限らず、図８に示すように、排気路面３７として、多数の凹凸を設けた形状に設けられてもよい。例えば、ランダムな凹凸のある型により鋳造するほか、プレスにより凹凸を形成する加工をしてもよい。また、レーザビームによる加工、ショットブラストによる凹凸、面に沿って回転しながら移動するフライやエンドミルにより多数の微細な溝を切削して形成する方法、粗い砥石により研削して多数の凹凸を形成する方法としてもよい。さらに、エッチングによりランダムに凹凸を形成する方法など、その方法や形状は問わない。要は、分割面３３／４３の間に、吐かせ９から大気に気体が排気できる通路が形成されればよい。

また、排気路８を形成する面は、固定側金型３のみでなく、固定側金型３と可動側金型４の対応する位置の両面に設けるようなものであってもよい。
なお、本実施形態では、大気鋳造であっても好適な鋳造が可能になっているが、例えば排気路８に負圧を掛けて溶湯Ｍを導入したり、注湯口３４／４４から、溶湯Ｍを加圧するようなものを排除するものではない。

上記実施形態は、例えば以下のように変更してもよい。
・薄肉鋳鉄製品は、卵焼き器Ｐを例に挙げたが、これに限らず、フライパン、各種パン、鍋、中華鍋や北京鍋などの加熱調理器具の鋳造にも好適であり、さらに加熱調理器具に限定されるものではなく、薄肉球状黒鉛鋳鉄などの特性を生かした各種の精密機械部品や工具、冶具、自動車部品などにも適用できることは言うまでもない。

・金型の方案については、製品により適宜変更される。また、卵焼き器であっても、本実施形態に限定されるものではない。また、連通路７は、適宜製品に応じて方案を選択することができる。

・金型の排気路８のコーティングについては、アルミナのセラミックコーティングの例を挙げたが、カーバイト・ジルコニアなど、他の材質でも濡れ性が低いものであればよい。

・加熱装置の熱源としては、天然ガス・ＬＰＧなどのガスバーナーを例示したが、ガスバーナー換えてオイルバーナーでも良い。また、加熱手段は、高周波、低周波の誘導コイルにより金型を渦電流で加熱するように構成してもよい。また、加熱手段は、セラミックヒーター・ハロゲンヒータ・ニクロム線その他電気発熱体により前記金型を加熱するようにしてもよい。さらに、加熱装置は、金型内部に配置して、直接金型を加熱するようにすることもできる。

・また、必ずしも予熱を前提とするものではなく、予熱なしで鋳造してもよく、この場合でも本発明の吐かせ９と排気路８により、速やかにキャビティ５に溶湯Ｍを充填することができる。

・実施形態では、球状黒鉛鋳鉄について最適化した例を説明したが、必ずしも金型２により鋳造される製品は、球状黒鉛鋳鉄製の製品に限定されず、ネズミ鋳鉄など他の鋳鉄の鋳造にも利用できることは言うまでもない。

・その他特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、当業者が本発明の構成を付加し省略し、変更して実施できることが言うまでもない。

Ｍ…溶湯、Ｐ…卵焼き器、２…金型、３…固定側金型、４…可動側金型、５…キャビティ、６…ストレーナ、７…連通路、８…排気路、８ａ…接続部、８ｂ…外気連通部、９…吐かせ、１１…本体、１２…柄、１３…周縁部、１４…内底部、３０…金型本体、３１…リブ、３２…キャビティ面、３２ａ…本体キャビティ面、３２ｂ…柄キャビティ面、３３…分割面、３３ａ…凸部、３４…注湯口、３５…連通路、３５ａ…ストレーナ受け部、３５ｂ…湯口、３５ｃ…湯溜り、３５ｄ…堰、３６…吐かせ面、３７…排気路面、３７ａ…接続部面、３７ｂ…外気連通部面、４０…金型本体、４１…リブ、４２…キャビティ面、４２ａ…本体キャビティ面、４２ｂ…柄キャビティ面、４３…分割面、４３ａ…凹部、４４…注湯口、４５…連通路、４５ａ…ストレーナ受け部、４５ｂ…湯口、４５ｃ…湯溜り、４５ｄ…堰、４６…吐かせ面

Claims (15)

1. 厚みが２ｍｍ以下の薄板状の部分を有する薄肉鋳鉄製品を大気鋳造するための鋳造用金型であって、
   溶湯を上方から注入する注湯口と、
   厚みが２ｍｍ以下の薄板状の空間を形成するキャビティと、
   前記注湯口と前記キャビティとを連通する連通路と、
   前記キャビティに沿って、固定側金型と可動側金型を鉛直方向に分割する分割面と、
   当該分割面の少なくとも一方において、前記キャビティの周囲に設けられ溶湯の進入を許容するが通過を規制する隙間である吐かせと、
   当該吐かせの外周側端部に設けられた気体の排出をするため前記分割面の周端部と連通するように延びた複数の排気路と、
   を備えたことを特徴とする鋳造用金型。
2. 前記排気路は、前記吐かせの周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用金型。
3. 前記複数の排気路は、前記分割面に溝状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋳造用金型。
4. 前記分割面に形成された複数の溝状の排気路は、相互に連通されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
5. 前記吐かせが、濡れ性を低下させる表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋳造用金型。
6. 前記鋳造用金型は、予熱が可能なように厚みが均一に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
7. 前記金型は、補強用のリブを備えたことを特徴とする請求項６に記載の鋳造用金型。
8. 前記連通路には、異物を除去するとともに、溶湯の速度を低下させるためのストレーナを設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
9. 前記連通路には、キャビティの幅方向に溶湯を均一にするための堰を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
10. 前記連通路の前記堰の上方に設けられ、押湯を貯留するための湯溜りを設けたことを特徴とする請求項９に記載の鋳造用金型。
11. 前記鋳造用金型は球状黒鉛鋳鉄である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
12. 前記薄肉鋳鉄製品は、球状黒鉛鋳鉄である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の鋳造用金型。
13. 請求項６に記載の鋳造用金型を用いた鋳鉄の鋳造方法であって、
    前記金型の型締めするとともに、当該金型を予熱し、
    予熱後に溶湯を注湯することを特徴とする鋳鉄の鋳造方法。
14. 請求項１３に記載の鋳鉄の鋳造方法であって、
    元湯を再溶解した球状黒鉛鋳鉄を用い、
    球状黒鉛鋳鉄製の薄肉鋳鉄製品を製造することを特徴とする鋳鉄の鋳造方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の鋳鉄の製造方法であって、
    前記鋳造用金型は、前記連通路に前記キャビティの幅方向に延びる溶湯を均一にするための堰を設けるとともに、当該堰の上方に接するように押湯を貯留するための湯溜りを設け、
    前記注湯は、大気鋳造により行うことを特徴とする鋳鉄の鋳造方法。