JP3920378B2 - レオキャスト鋳造法及びレオキャスト鋳造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト機を用いた鋳造のうち、金属の半溶融加工法の１つであるレオキャスト鋳造法、及びレオキャスト鋳造法を実施するための鋳造装置に関するものである。
【０００２】
金属の半溶融加工法としては、レオキャスト鋳造法とチクソキャスト鋳造法が知られており、どちらも溶融状態の金属（液相）と固体状態の金属（固相）とが混在する固液共存状態の金属スラリーを用いて鋳造する点で共通するが、両者は次の点で相違する。
即ち、レオキャスト鋳造法では、溶融金属を固液共存域まで冷却して半凝固状態となった金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填して鋳造するのに対して、チクソキャスト鋳造法では、金属ビレットと称される固体の金属塊を固液共存域まで加熱して半溶融状態となした金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填して鋳造するものである。そのため、レオキャスト鋳造法は半凝固鋳造法とも称され、またチクソキャスト鋳造法は半溶融鋳造法とも称されている。
【０００３】
【技術的背景】
レオキャスト鋳造に用いる半凝固金属は、１次粒子（初晶）が液状マトリックスにより互いに分離した状態に維持し、その結晶粒子ができるだけ微細で且つ均一な非樹枝状（好ましくは球状）であることが望ましい。そうすれば、高固相率で低粘度の半凝固金属となった状態で鋳造成形することが可能となり、鋳造された製品の収縮巣の発生を抑制し得ると共に鋳造製品の機械的強度を向上させることができることが知られている。
【０００４】
【従来の技術】
そこで従来では、例えば特開平７−３２１１３号公報に開示された如く、レオメーカーを用い、レオメーカー中で溶融金属を撹拌しながら冷却して半凝固金属を製造していた。しかし乍ら、レオメーカー中で撹拌されている溶融金属には温度分布にばらつきが生じやすく、そのために安定した固相率でしかも１次粒子（初晶）を良好な粒径に球形状化することが非常に難しく、従って性状が安定した半凝固金属を連続して得ることが出来ない不具合があった。
【０００５】
加えて、上記レオメーカーを用いたレオキャスト鋳造法では、レオメーカー中でもって所定固相率の半凝固金属を作製しているので、レオメーカーで作製された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するまでの温度コントロールが非常に難しくなるだけでなく、作製された半凝固金属の粘性が高いのでレオメーカーの金属排出口に半凝固金属が付着・堆積しやすく、そのために金属排出口の開閉弁の動きがすぐに悪くなったり、金属供給量がばらつき易く、このばらつきによって鋳造条件が変化するなどの理由により製品の品質が安定しないと言った不具合があり、未だ工業的に量産化実施されていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な現状に鑑みてなされたものであり、微細で且つほぼ均一な非樹枝状（球状）に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られ、その結果、高品質の鋳造品を安定して鋳造することが出来、工業的に量産化実施が容易に可能なレオキャスト鋳造法及びその鋳造装置を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯る目的を達成する本発明のレオキャスト鋳造法は、溶融金属を冷却体に接触させることにより当該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却して半凝固金属となし、然る後該半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブ内に装填して鋳造するレオキャスト鋳造法であって、前記保持容器は前記溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとからなり、前記保持容器に供給する際の溶融金属を１鋳造（１ショット）に必要な量だけを定量供給し、前記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するようにした事を特徴としたものである。
この時、前記冷却体に接触させる際の溶融金属の温度を、液相線温度（ＴＬ）からＴＬ＋６０℃の間に調整することが好ましい。
また、前記冷却体を傾斜した通路となし、該冷却体上に溶融金属を注ぎ流下させることにより当該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却するようにすることが好ましい。
そして、前記保持容器に供給する際の溶融金属の固相率は、０．３以下に調整することが好ましい。
【０００８】
また、前記保持容器に溶融金属を供給する際に、その保持容器を、収容する溶融金属の温度近くに予め加熱しておくようにすると共に、定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）供給することが好ましい。その時、溶融金属を前記冷却体上に注ぎ流下させてその少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった定量の溶融金属を前記冷却体から直接前記保持容器に供給するか、或いは冷却体に接触させることにより少なくとも一部が固液共存状態となった溶融金属を湯溜り槽に貯留させ、該湯溜り槽から前記保持容器に溶融金属を定量供給するようにする。
【００１０】
また、前記保持容器を前記冷却体と兼用させて、溶融金属を上記保持容器内に供給することにより該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を当該保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却するようにしても良い。
この際、前記保持容器の内部温度を、溶融金属の供給時は固相線温度（ＴS ）−２００℃以下とし、溶融金属を供給した後は固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるようにすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るレオキャスト鋳造装置は、製品を鋳造するダイカスト機と、所用量の溶融金属を保持しておくための保持炉と、該保持炉から供給された溶融金属を少なくとも一部を固液共存状態に冷却するための冷却体と、上記少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属を収容するための保持容器と、上記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するための装填手段とを備えてなり、前記保持容器が、少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成され、前記保持容器を複数個用い、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて各保持容器を順次前記ダイカスト機の加圧スリーブへ移送し当該半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記加圧スリーブ内に装填するように構成されている事を特徴としたものである。
【００１２】
前記冷却体は、前記保持炉から供給された溶融金属を流下させることができるように下向きに傾斜した通路となし、板形状または樋形状または管形状に形成することが好ましい。この時、前記保持炉から供給された溶融金属が接触する上記傾斜通路の温度を適性にコントロールするために、前記冷却体に冷却機構を具備させても良い。
また、前記冷却体を複数個用い、前記保持炉から１つの冷却体に溶融金属を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用することが好ましい。この時、複数個の冷却体を、水平方向に設置した回転軸の周囲に放射状に配置すると共に該回転軸に対して軸芯方へ向け傾斜状に設置し、各冷却体を上記回転軸を中心にして回転自在に構成する。
【００１３】
また、前記冷却体でもって少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属を貯留させるための湯溜り槽を備えるようにしても良い。この際、湯溜り槽の底部に、貯留させた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を前記保持容器に供給するための給湯口を形成すると共に、該湯溜り槽に、前記冷却体から供給される少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属が流入する部分と上記給湯口との間位置に当該湯溜り槽の湯面上から湯面下にわたって酸化物除去ゲートを設置することが好ましい。
【００１４】
そして、前記保持容器は、略筒形状に形成し、該保持容器内で生成された半凝固金属を放出しやすいように、その一端開口部に開閉蓋を開閉自在に設けたり、軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成したり、或いは固液共存状態の溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成しても良い。
保持容器を分割して開閉可能に構成する場合、その保持容器を構成している分割構成部材同士を蝶番で同時に開閉動作するように開閉可能に連結することが好ましい。
また、保持容器を缶とホルダーとで構成する場合には、上記缶を、収容する溶融金属よりも高い融点を有する金属材で形成するか、または収容する溶融金属と同基質の金属材で形成することが好ましく、更に上記缶の外周部と上記ホルダーの内周部との間に隙間がないように形成することが好ましい。
【００１５】
また、前記保持容器内に収容せしめた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を、半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段を備えることが好ましい。この保温手段としては、前記保持容器の外周部に一体的に具備せしめたり、前記保持容器を１個宛て収容しえる大きさの上部を開放し又は開放していない略容器様に構成したり、或いはその内部を前記保持容器が通過しえる略トンネル様に構成する。
【００１６】
そして、前記保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するための前記装填手段としては、ハンドロボットや、前記保持容器内に摺動自在に嵌挿された押出ピストン、或いは複数個の前記保持容器を傾転可能に設備してなる無端コンベア等を使用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレオキャスト鋳造法及び鋳造装置の実施例を、図１ないし図１３に示した図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示し、図中、１は所用量の溶融金属Ｍ1 を保持しておくための保持炉、２は上記保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 をその少なくとも一部を固液共存状態に冷却するための冷却体、３は少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を一時貯留しておくための湯溜り槽、４は少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を収容するための保持容器、５は上記保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段、６は上記保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段、そしてｂは加圧スリーブａに摺動自在に嵌挿された加圧ピストン、ｃはダイカスト機の金型、をそれぞれ示す。
【００１９】
本発明を適用し得る溶融金属（鋳造用金属）としては、アルミニウムやその合金、またはマグネシウム合金，亜鉛合金，銅またはその合金，鉄系の合金，等の金属を挙げることができる。
【００２０】
溶融金属保持炉１は、例えば周知の電気炉１１内に黒鉛ルツボ１２を収容設置すると共に側壁にヒーター１３を備えた出湯給湯管１４を連通接続して構成され、その中の溶融金属の温度すなわち冷却体２に接触させる際の溶融金属Ｍ1 の温度を、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋６０℃、好ましくは液相線温度（ＴL ）からＴL ＋４０℃の間の所定の温度で保持する。溶融金属Ｍ1 の温度が液相線温度（ＴL ）以下では、冷却板２の傾斜通路２１上で溶融金属Ｍ1 が流動しなくならないように傾斜通路２１表面の温度をコントロールするのが難しくなり、かと言ってＴL ＋６０℃より高くなると、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させた溶融金属の一部に固液共存状態を残すことが難しくなる。
尚、図中１５は、溶融金属保持炉１の溶融金属Ｍ1 内に浸入させその没入量により溶融金属Ｍ1 の供給量をコントロールするための制御棒である。
【００２１】
冷却体２は、溶融金属保持炉１の出湯給湯管１４から注がれた溶融金属Ｍ1 を接触させることによりその少なくとも一部を固液共存状態に冷却するためのものであり、例えば銅板に耐溶損性のあるコーティングを施してなる材料を用いて、表面が平滑な平板形状または樋形状（軸方向に半割りした筒形状）または管形状（円形や角形をした筒形状）等に形成し、溶融金属保持炉１の出湯給湯管１４の注下口１４’の直下位置に、溶融金属Ｍ1 を自然流下させることができるように下向き傾斜状に配設し、その表面（溶融金属Ｍ1 を注ぎ流下させる面）を傾斜通路２１とする。
【００２２】
この時、図示実施例の如く、保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 が接触する傾斜通路２１の表面温度を所定の温度に適性にコントロールするべく内部に例えば冷却水を循環させるための冷却パイプ（冷却機構）２’を冷却体２に具備させても良いが、冷却体２の構造によっては必ずしも必要としない。
【００２３】
冷却体２の表面温度、すなわち傾斜通路２１の表面温度は、その上に注下された溶融金属Ｍ1 が全く固液共存状態の部分を作成することなく湯溜り槽３又は保持容器４まで流下してしまったり逆に凝固がすすみ過ぎて流動しなくなってしまうことがないように、溶融金属Ｍ1 の初期温度や流量等に応じてコントロールされる。
【００２４】
具体的には、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触して少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 の温度が（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS （但し、ＴS は固相線温度を表わす。）からＴL ＋４０℃の間になるようにコントロールするものである。この際、溶融金属Ｍ2 の温度が上記（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS よりも低くなると、溶融金属Ｍ1 が冷却体２上で流動しなくなり、かと言って、ＴL ＋４０℃より高くなると、湯溜り槽３又は保持容器４内に収容された溶融金属Ｍ2 の組織がデンドライト状に発達してしまうため好ましくない。
【００２５】
ちなみに、溶融金属Ｍ1 を、冷却体２でもって（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS からＴL ＋４０℃の間にコントロールし保持容器４内で冷却したのち氷水に浸漬して冷却した金属組織を観察したところ、ＴL ＋α（αは４０℃以下）であっても微細で粒状の組織となるが、冷却体２と接触しない溶融金属はたとえＴL ＋α（αは４０℃以下）の温度にコントロールして保持容器４で保持したとしてもその金属組織は粒状にはならず、デンドライト状になってしまうことが実験で確認されている。
【００２６】
また冷却体２は、湯溜り槽３を使用する場合には１つだけでも良いが、湯溜り槽３を使用しない場合には特に複数個を用い、１つの冷却体に溶融金属を所用定量、例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用するようにすることが好ましい。
【００２７】
複数個の冷却体２，２…を用いる場合、例えば図３に示す如く、１本の回転軸２２を軸受２３でもって水平方向に設置し、その回転軸２２の先端部に、平板形状または樋形状または管形状に形成した複数個の冷却体２，２…をフレーム２４を介して放射状に配置すると共に各冷却体２，２…を回転軸２２に対して軸芯方へ向け傾斜状に設置し、各冷却体２，２…を上記回転軸２２を中心にして回転自在に構成する。この様に構成することにより、複数個の冷却体２，２…を、狭いスペースに設置することができると共に、溶融金属Ｍ1 を所用定量（例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を注ぎ流下させた後、冷却体２が下方へ移動する間にその表面に付着・残留した溶融金属は凝固収縮して薄い金属片ｍ’となり、最下部に移動するあたりで冷却体２から自然に剥がれ落ちてしまうので、その金属片ｍ’を回収カゴ２５で回収できるようになる。
【００２８】
湯溜り槽３は、冷却体２でもって少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を一時貯留しておくためのものであり、冷却体２から直接保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する場合には必要としない。
また、湯溜り槽３にはその底部に、溶融金属Ｍ2 を保持容器４に供給するための給湯口３１を形成し、給湯口３１を開閉栓３２で開閉自在とすると共に、冷却体２から供給される少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属が流入する部分と上記給湯口３１との間位置に、当該湯溜り槽の湯面Ｍ2 ’上から湯面下にわたって酸化物除去ゲート３３を設置し、冷却体２を通過する間に生成して湯面Ｍ2 ’上に浮遊した金属酸化物等が給湯口３１から保持容器４に流入しないようにする。
【００２９】
保持容器４には、冷却体２又は湯溜り槽３から供給された少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を収容するが、その際に定量宛て供給するようにする。即ち、溶融金属保持炉１から所用定量の溶融金属Ｍ1 を冷却体１上に注ぎ流下させてその少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、少なくとも一部が固液共存状態になった定量の溶融金属Ｍ2 を冷却体２から直接保持容器４に供給するか、または湯溜り槽３に貯留させた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を給湯口３１から保持容器４に所用定量供給するようにする。
この時、１鋳造（１ショット）に必要な量だけを定量供給するようにすれば、１鋳造（１ショット）に必要な溶融金属の供給量のばらつきを少なくすることが出来る。
【００３０】
また、冷却体２又は湯溜り槽３から保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する際に、溶融金属Ｍ2 の固相率を０．３以下、好ましくは０．２以下に調整することが望ましい。固相率が０．３以上になると、粘性が高くなり流動性に乏しくなるため冷却体２又は湯溜り槽３の給湯口３１における溶融金属Ｍ2 の切れが悪くなって、供給量がばらつきやすくなる。その為に湯溜り槽３は、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋４０℃の間に保温することが好ましい。
【００３１】
保持容器４は、収容する溶融金属Ｍ2 と反応しない材料、具体的には窒化ケイ素やサイアロン，アルミナ，マグネシア等のファインセラミックスなどの材料を用いて形成することが好ましい。そうすれば、収容した溶融金属Ｍ2 が保持容器４と反応して汚染されるようなことがなく、しかも保持容器４が損傷（溶損）せずに長持ちし、メンテナスが容易となる。
【００３２】
また保持容器４は、その内部を収容する溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておくことが好ましい。即ち、室温程度に冷えた状態の保持容器４内に溶融金属Ｍ2 を収容させた場合、溶融金属Ｍ2 から保持容器４への急激な熱移動により、溶融金属Ｍ2 の中に温度勾配が生じて温度分布が不均一になると同時に、固液共存温度（半溶融温度）以下まで急速に冷却されてしまうため、固液共存状態において温度が均一な溶融金属Ｍ2 を得ることが難しくなる。そこで、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱することにより、溶融金属Ｍ2 から保持容器４への熱移動をなくし、固液共存状態における温度の均一化を図りつつ、溶融金属Ｍ2 を半溶融温度域で冷却することが好ましい訳である。
【００３３】
保持容器４の予熱温度は、保持容器４の材質や厚さ及び用いる溶融金属Ｍ1 の種類や量により異なるが、例えばアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）を９００ｇ収容させる場合には、厚さ１０mmの炭素鋼製保持容器を用いた場合では、固相線温度（ＴS ）温度程度で良く、厚さ５mmの炭素鋼製保持容器を用いた場合では、ＴS −１００℃温度程度が適切であることが実験で確認されている。
【００３４】
この時、保持容器４の内部に溶融金属Ｍ2 を直接収容する場合には特に、その溶融金属Ｍ2 と接触する内周面に、黒鉛等の固体潤滑剤を塗布するか、或いは粉状断熱剤を乾燥した粉末のまま塗布することが好ましい。
ちなみに、本発明に用いられる粉状断熱剤としては、溶融金属と非反応性の粉体、詳しくは例えばボロンや滑石等帯電性を有する粉体、或いは金属酸化物や金属硫化物，金属チッ化物等の粉体、またはこれら粉体に樹脂粉を混合させた粉体などを挙げることができる。
【００３５】
尚、保持容器４と冷却体２とを兼用させても良い。即ち、保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 を固液共存状態に冷却するための冷却体２と、少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を収容するための保持容器４とを兼用同一体に形成せしめて、保持炉１から溶融金属Ｍ1 を上記保持容器４内に供給することによりその溶融金属Ｍ1 の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 をそのまま当該保持容器４中で半溶融温度域に保持しつつ冷却させるようにするものである。
【００３６】
この際、上記保持容器４の内部温度は、保持炉１から溶融金属Ｍ1 を供給する時は固相線温度（ＴS ）−２００℃以下とし、溶融金属Ｍ1 を供給した後は固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるようにコントロールする。即ち、保持容器４の内部温度は溶融金属Ｍ1 から熱を奪うことにより加熱されるので、保持容器４の内部温度が固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるように、上記保持容器４の材質や厚み・構造・初期温度等をコントロールするものである。
【００３７】
保持容器４の形状並びに大きさは、１鋳造（１ショット）に必要な溶融金属量を収容し得る程度の容積があれば、何等限定されるものではないが、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａ内にその注湯口ａ１から容易に装填し得るような構造に構成することが好ましい。
【００３８】
即ち、保持容器４は、ダイカスト機の加圧スリーブａの内径より少し小さい内径を有する略円筒形状に形成すると共に、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 を放出しやすいように、図９に示すように底部開口を開閉蓋４４で開閉自在に構成するか、または図４及び図５に示すように軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成するか、或いは図６に示すように少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を直接収容する缶４１とその缶４１を保持するホルダー４２とで構成する。
【００３９】
保持容器４を軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成する場合、図４に示す如く、分割構成部材４３，４３を垂直方向に配置して左右方向に分割開閉するように形成するか、または図５に示す如く、分割構成部材４３，４３を水平方向に配置して左右方向に分割開閉するように形成する。前者の保持容器４は、加圧スリーブａが鉛直方向に設置されているダイカスト機に対応しやすく、後者の保持容器４は、加圧スリーブａが水平方向に設置されているダイカスト機に対応しやすくなる。いずれにしても、保持容器４を構成している各分割構成部材４３，４３同士は、蝶番４５で分割開閉可能に連結する。そうすれば、保持容器４の内部で生成された半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に向けて正確に放出しやすくなる。
【００４０】
また、保持容器４を図６に示す如く、溶融金属Ｍ2 を直接収容する缶４１と、その缶４１を保持するホルダー４２とで構成する場合には、上記缶４１を、収容する溶融金属Ｍ2 よりも高い融点を有する金属材で形成する（即ち、例えば溶融金属Ｍ2 がアルミニウム合金系である場合には、スチール材等で形成する）か、或いは収容する溶融金属Ｍ2 と同基質の金属材で形成する（即ち、例えば溶融金属Ｍ2 がアルミニウム合金系である場合にはアルミニウム合金系の金属材で形成する）。
そして缶４１は、上記した金属材からなる薄い平板を用いて深絞り加工して所用の大きさ（容積）を有する上部を開放した有底筒形状に形成し、上記ホルダー４２内に出し入れ自在に設置し、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 と一緒にダイカスト機の加圧スリーブａに装填する。尚、半凝固金属Ｍ3 を缶４１から取出して、凝固金属Ｍ3 だけをダイカスト機の加圧スリーブａに装填するも自由である。
【００４１】
また、上記缶４１の外周部とホルダー４２の内周部との間には、隙間がないように形成する。即ち、上記缶４１の外底面及び外周面と上記ホルダー４２の内底面及び内周面のとの間に、隙間がないように形成するものである。
尚、上記缶４１内で生成された半凝固金属Ｍ3 を該缶４１ごと容易に放出できるように、ホルダー４２の底部を開閉蓋で開閉自在に構成したり、軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成することは自由である。
ちなみに、図６に示した実施例では、ホルダー４２の筒部４２’が軸方向に２つに分割して開閉可能に形成されていると共に、その底板４２”を筒部４２’に対して分離開閉可能に構成されている。
【００４２】
そして、保持容器４内に収容せしめた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 は、保温手段５でもって保温しながら所定固相率の半凝固金属Ｍ3 にすることが好ましい。即ち、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を、適当な保温手段５でもって半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）に保持しつつ所定の固相率に冷却することにより、１次粒子（初晶）を晶出・成長させ且つ球状化させるものである。
【００４３】
この時、半凝固金属Ｍ3 の固相率は、０．３〜０．８に設定することが好ましい。固相率が０．３以下では、粘性が低く金型キャビティに加圧供給する時に流れが乱れて空気を巻き込みやすくなり、そのため凝固収縮量が多くなって、鋳造された製品に収縮巣が発生しやすくなる。かと言って、半凝固金属Ｍ3 の固相率が０．８以上では、粘性が高くなりすぎて流動性が著しく低下し、金型キャビティ内に半凝固金属Ｍ3 が隅々まで完全に充満され難くなり、好ましくない。
【００４４】
保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を保温手段５でもって半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）に所定時間保持する場合に、保持容器４内の全ての部分の温度が半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）である必要はなく、その一部が半溶融温度域であればその目的を達成することが可能であり、また保持容器４内での保持時間は、実験の結果では１５秒以上が好ましく、長いほど球状化された状態が安定したところの半凝固金属Ｍ3 が得られた。
【００４５】
保温手段５としては、各種の機構・構造のものが考えられるが、図１及び図２に示した第１実施例にあっては、保持容器４を１個宛て収容しえる程度の大きさに形成し上部を開放した略容器様に形成すると共に、熱源としてその周壁や底壁に加熱ヒータを内蔵させて構成したものである。
尚、この場合、保温手段５（保温容器）の上部を開放しっぱなしではなく開閉自在に構成しても良いし、また保持容器４の周囲に保温手段５として断熱材を設けるようにしても良い。
【００４６】
また、上記保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６としては、各種の機構・構造のものが考えられるが、図１及び図２に示した第１実施例にあっては、周知のハンドロボットを用いて構成したものである。
【００４７】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４を１つだけ用いるようにしても良いが、効率的な生産を図るためにも、複数個の保持容器４を用いて、保持容器４内で生成される半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器４がダイカスト機の加圧スリーブａに到達するように、各保持容器４，４…を順次ダイカスト機の加圧スリーブａへ移送することが好ましい。
【００４８】
具体的には、冷却体２又は湯溜り槽３（この第１実施例では、湯溜り槽３）と装填手段６としてのハンドロボットとの間に、水平方向に回転する回転テーブル７を設置し、その回転テーブル７上に複数個の保温手段（保温容器）５を同心円状に配置する。そして、保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する前に、保持容器４を保温手段（保温容器）５内に収容せしめて、保持容器４の内部を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておき、その後その保持容器４内に溶融金属Ｍ2 を所用定量（例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）収容せしめる。
かくして、回転テーブル７が水平方向に回転して保持容器４が所定の位置まで移動する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温容器）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて順次保持容器４を装填手段（ハンドロボット）６で保温手段（保温容器）５から取出して、ダイカスト機の加圧スリーブａへ移送し、半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に装填するようにする。
ちなみに、加圧スリーブａ内に装填された半凝固金属Ｍ3 は、従来と同様に加圧ピストンｂでもって金型ｃのキャビティｄ内に射出供給され、製品となる。
【００４９】
次に、図７に示した第２実施例に係る鋳造装置について説明するが、既に説明した第１実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。この第２実施例では、保温手段５が、その内部を複数個の保持容器４，４…が通過しえるように適当な長さを有する略トンネル様に構成されている点と、湯溜り槽３と装填手段（ハンドロボット）６との間に、回転テーブル７に替えて搬送コンベア８を設置した点、及び上記保温手段（保温トンネル）５の手前位置に、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱するための予熱トンネル９を設けた点が、第１実施例と異なる。
【００５０】
而して、製品の鋳造に際しては、上記搬送コンベア８上に複数個の保持容器４，４…を着脱自在に載置すると共に、搬送コンベア８上の一部に上記保温手段（保温トンネル）５を設置せしめ、予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱された各保持容器４，４…内に溶融金属Ｍ2 を、湯溜り槽３１の給湯口３１から所用定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を供給する。そして、搬送コンベア８の上に乗って移動する各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を通過する間に、上記保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて順次当該保持容器４を装填手段（ハンドロボット）６でもって取出してダイカスト機の加圧スリーブａへ移送するようにしたものである。
尚、図中６’は、空の保持容器４を搬送コンベア８上に載置させるためのハンドロボットを示す。
【００５１】
次に、図８に示した第３実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例及び第２実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。この第３実施例では、保温手段５を第２実施例と同様に略トンネル様に構成すると共に保温手段（保温トンネル）５の手前位置に、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱するための予熱トンネル９を設けた点、そして回転テーブル７並びに装填手段６としてのハンドロボットを使用せずに、装填手段６として複数個の保持容器４，４…をそれぞれ傾転可能に設備してなる無端コンベアを用いた点が、第１実施例と異なる。
【００５２】
即ち、装填手段６としての無端コンベア上に複数個の保持容器４，４…を、それぞれアーム６１を介して傾転可能に設置すると共に、この装填手段（無端コンベア）６上の一部に上記保温手段（保温トンネル）５を設置し、予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱された各保持容器４，４…内に溶融金属Ｍ2 を、湯溜り槽３１の給湯口３１から所用定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を供給せしめ、装填手段（無端コンベア）６が動作して各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を通過する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて保持容器４が装填手段（無端コンベア）６の折返し部分で傾転を開始するようになし、傾転した保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接投入し装填するようにしたものである。
尚、図中１０は、保持容器４の内部に付着残留した小さな凝固金属を取り除くためのブラシを示す。
【００５３】
次に、図９に示した第４実施例に係る鋳造装置について説明する。（ａ）は本装置を側面から見た状態を示し、（ｂ）は本装置を正面から見た状態を示し、第１実施例ないし第３実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
この第４実施例では、冷却体２から供給される少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を貯留させるための湯溜り槽３を備え、湯溜り槽３の底部に複数個（この実施例では、３個）の給湯口３１を開口形成すると共に、各給湯口３１に略円筒形状に形成した保持容器４を吊下げ状に連通接続させ、そして保持容器４の底部開口を加圧スリーブａの注湯口ａ１直上に臨ませると共に、保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６として栓棒様に構成された栓兼用押出ピストンを使用し、この装填手段（栓兼用押出ピストン）６を各給湯口３１に保持容器４内にわたって進退自在なるように設置したものである。
【００５４】
またこの第４実施例では、湯溜り槽３の底部に車輪３４を設けてレール３５上を左右方向に移動自在ならしめると共に、保持容器４の外周に保温手段５としての加熱ヒータを一体的に具備せしめ、保持容器４の底部開口には開閉蓋４４を備えてなる。
【００５５】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の底部開口を開閉蓋４４で閉塞しておき、その状態で装填手段６としての栓兼用押出ピストンを上昇させて湯溜り槽３の給湯口３１を開けると、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 が保持容器４内に供給されるので、保持容器４内に所用量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）の溶融金属Ｍ2 が供給されたら、装填手段（栓兼用押出ピストン）６を少し降下させて湯溜り槽３の給湯口３１を閉める。そして、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて、保持容器４の底部開口を閉塞していた開閉蓋４４を開くと共に、装填手段（栓兼用押出ピストン）６を降下させて半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接押出し装填する。以上の動作を、他の保持容器４にも所用量の溶融金属Ｍ2 を供給せしめて、湯溜り槽３をレール３４上で左右方向に移動させながら繰り返す。
【００５６】
次に、図１０に示した第５実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例ないし第４実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第５実施例では、湯溜り槽３の下部に、略円筒形状に形成した複数本の保持容器４をそれぞれ水平状態に配設し、各保持容器４の溶湯入口部４６を湯溜り槽３の各給湯口３１の直下位置に臨ませ配置すると共に、各保持容器４の一端開口部４５に開閉蓋４４を設けて加圧スリーブａの注湯口ａ１直上に臨ませて配置した点が、上記第４実施例と相違する。
【００５７】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の一端開口部４５を開閉蓋４４で閉塞しておき、その状態で湯溜り槽３の開閉栓３２を抜いて給湯口３１を開き、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 を保持容器４内に溶湯入口部４６から供給する。そして、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて、保持容器４の一端開口部４５を閉塞していた開閉蓋４４を開くと共に、保持容器４内に摺動自在に具備せしめた装填手段６としての押出ピストンを動作させて、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接押出し装填させる。以上の動作を、他の保持容器４内にも所用量の溶融金属Ｍ2 を供給して、各保持容器４ごとに順に行なう。
【００５８】
次に、図１１及び図１２に示した第６実施例に係る鋳造装置について説明するが、第１実施例ないし第５実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第６実施例では、保持容器４を、上部を開放した略筒形状に形成し、その内底部に、生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６として押出ピストンを昇降摺動自在に具備せしめ、この保持容器４を、ダイカスト機の加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接接続させて、保持容器４の内で生成された半凝固金属Ｍ3 を上記装填手段（押出ピストン）６で押出し装填するようにした点、並びに湯溜り槽３を上下昇降動作させて、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 を保持容器４内にできるだけ静かに（空気を巻き込まないように）供給できるように構成した点が他の実施例と異なる。
【００５９】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４を保温手段（保温トンネル）５内に通過させて溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱し、各保持容器４，４…内に湯溜り槽３から溶融金属Ｍ2 を所用量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）供給する。そして、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて保持容器４が保温手段（保温トンネル）５から出現するようになす。そして、保温手段（保温トンネル）５から出現した保持容器４をダイカスト機の加圧スリーブａ方へ上昇させて、図１２に示した如く（ａ）保持容器４の上部開口を加圧スリーブａの注湯口ａ１に接続させると共に、（ｂ）保持容器４内に具備せしめた装填手段（押出ピストン）６を動作させて、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａ内に押出し装填させる。然る後、（ｃ）加圧スリーブａの加圧ピストンｂを動作させて、半凝固金属Ｍ3 を金型ｃのキャビティｄ内に射出供給し、（ｄ）加圧スリーブａの注湯口ａ１に残留した凝固金属ｍ”は、保持容器４を分離させ加圧ピストンｃを後退させ後、押出し棒ｅでもって加圧スリーブａの外へ落下させる。以上の動作を、各保持容器４ごとに順に行なうようにする。
【００６０】
最後に、図１３に示した第７実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例ないし第６実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第７実施例では、保持容器４を搬送コンベア８上に載置した状態でその底部を開閉蓋４４で開閉自在となした点、及び装填手段６として、保持容器４の上部に臨ませた押出ピストンを使用した点が他の実施例と異なる。
【００６１】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の底部を開閉蓋４４で閉塞すると共に、保持容器４を予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておき、その状態で湯溜り槽３の給湯口３１から溶融金属Ｍ2 を供給する。そして、搬送コンベア８の上に乗って移動する各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を順次通過する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて、保持容器４の底部を閉塞していた開閉蓋４４を開く。すると、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が加圧スリーブａの注湯口１内に直接投入されるので、その後、装填手段（押出ピストン）６を加圧スリーブａ内に挿入して半凝固金属Ｍ3 を金型ｃに装填し、保持容器４の内部をブラシ１０でもって掃除するようにしたものである。
【００６２】
次に、本発明の具体的実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６３】
好ましい粒状組織が生成される作製条件を、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）の場合の例で検証してみた。
▲１▼ 溶融金属Ｍ1 の温度；６２０℃以下では、溶融金属Ｍ1 が冷却体２の傾斜通路２１表面に大量に残留してほとんど流れず、７１９℃以上になると、ガス及び酸化物の発生量が増大した。
▲２▼ 溶融金属Ｍ1 の流下速度；１０ｇ／ｓ以下では、溶融金属Ｍ1 が冷却体２の傾斜通路２１表面に大量に残留してほとんど流れず、５００ｇ／ｓ以上になるとコントロールが困難になった。
▲３▼ 冷却体（冷却板）の長さ；５０ｍｍ以下では、冷却の効果が現れず、デントライトが出てしまい、４５０ｍｍ以上では、溶融金属Ｍ1 が大量に残留してほとんど流れなかった。
▲４▼ 冷却体（冷却板）の傾斜角度；２０°以下では、溶融金属Ｍ1 がほとんど流れず傾斜通路の表面に大量に残留し、７０°以上では、溶融金属Ｍ2 の落下位置が不安定となり、不均一化を招いてしまった。
▲５▼ 保持容器の予熱温度；３００以下では、溶融金属Ｍ2 の温度分布が不均一になってしまった。
▲６▼ 保持容器の大きさ；炭素鋼を用いて保持容器を形成したところ、容器の肉厚を含めて、保持容器の大きさに伴う影響はさほどなかった。
▲７▼ 保持容器に収容せしめた溶融金属Ｍ2 の冷却条件；半溶融温度域で冷却した場合には、微細で且つほぼ均一に粒状化した１次粒子（初晶）が得られると共に、保持容器中の半凝固金属の温度がレオキャスト鋳造最適温度±５℃の範囲である時間（鋳造最適時間）を３０秒以上に長くすることが出来たが、冷却した場合には１次粒子（初晶）が粗大で不均一となり、鋳造最適時間も短かくなってしまった。
▲８▼ 保持容器に収容せしめた溶融金属Ｍ2 の保持時間；１分以下では、粒状化した１次粒子（初晶）が得られなかった。
【００６４】
［実施例］
図１及び図２に示した鋳造装置を用い、溶融金属としてＪＩＳ規格のＡＣ４Ｃアルミニウム合金を使用し、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させる際の溶湯温度を６５４℃（液相線温度＋４０℃）とし、少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を保持容器４に入れ、保温手段（保温容器）５内でもって５５０℃に３分間保持させて冷却し、固相率０．５の半凝固金属Ｍ3 を得た。そして、この半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填し、製品を鋳造した。鋳造した製品の金属組織（顕微鏡写真）を図１４に示す。
この顕微鏡写真から、１次粒子（初晶）が良好な球形状の結晶からなっておりしかも均一に分散していることが観察される。
【００６５】
［比較例］
前記実施例と同様の溶融金属を使用し、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させる際の溶湯温度を７２４℃（液相線温度＋１１０℃）とし、一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を保持容器４に入れ、保温手段（保温容器）５内でもって６１５℃に３分間保持させて冷却し、固相率０．５の半凝固金属Ｍ3 を得た。この半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填し、製品を鋳造した。鋳造した製品の金属組織（顕微鏡写真）を図１５に示す。
この顕微鏡写真から、１次粒子（初晶）がデンドライト状に晶出し、不均一であることが分かる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係るレオキャスト鋳造法及びレオキャスト鋳造装置によれば、微細で且つほぼ均一な非樹枝状（球状）に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られ、その結果、高品質の鋳造品を安定して鋳造することが出来、工業的に量産化実施が容易に可能となる。
【００６７】
しかも、固相率が高い半凝固金属は、保持容器内で生成されてそのまま保持容器から別の容器に移し替えることなくダイカスト機の加圧スリーブに装填されるので、従来のレオメーカーを用いて鋳造していた場合の不具合、すなわち半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するまでの温度コントロールが非常に難しい、半凝固金属がレオメーカーの金属排出口に付着堆積して開閉弁の動きがすぐに悪くなったり金属供給量のばらつきに基づく鋳造条件の変化などにより製品の品質が安定しないと言った不具合、をほぼ完全に解消することが出来ると共に、レオメーカーのような特殊な装置を必要としないので、比較的簡単で安価な構成でもって装置を設備することが出来る。
【００６８】
また、冷却体に接触させる際の溶融金属の温度を、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋６０℃の間に調整することにより、１次粒子（初晶）が互いに分離して粒状化した金属スラリーが得られ、よって保持容器内で生成された半凝固金属が均一でチクソトロピー性に優れた金属組織となり、品質の優れた鋳造品を鋳造することが出来る。
【００６９】
また、冷却体を傾斜した通路となし、該冷却体上に溶融金属を注ぎ流下させることによりその少なくとも一部を固液共存状態に冷却することにより、保持炉から吐出される溶融金属を冷却体に容易且つ確実に接触させることが可能となり、よって１次粒子（初晶）が互いに分離して粒状化した金属スラリーを容易に得ることが出来る。
【００７０】
また、保持容器に供給する際の溶融金属の固相率を０．３以下に調整することにより、溶融金属が流動性に優れたものとなり、よってその溶融金属を冷却体または湯溜り槽の給湯口から保持容器に供給する際の溶融金属の切れが良好なものとなるため、保持容器に供給する際の金属供給量のばらつきを抑制することが出来ると共に、溶融金属の出湯口に溶融金属が付着・堆積して開閉弁の動きが悪くなるようなトラブルの発生がなくなる。
【００７１】
また、保持容器に溶融金属を定量供給することにより、保持容器に供給する金属供給量のばらつきをもとより少なくすることが可能となり、よって、粘性が高い状態で分配した時に発生する不具合を解消し、且つ金属供給量のばらつきに基づく鋳造条件の変化などを来たすことがなく、その結果、安定した品質の製品を安定して鋳造することが出来る。
【００７２】
また、保持容器を、収容する溶融金属の温度近くに予め加熱しておくことにより、保持容器に収容された溶融金属の冷却速度が遅くなって溶融金属内での温度分布の均一化を図りやすくなり、一層良好な金属組織を持った半凝固金属を得ることが出来る。
【００７３】
また、収容する溶融金属と接触する保持容器の内周面に、黒鉛等の固体潤滑剤を塗布することにより、保持容器内に収容された溶融金属が内周面に付着しなくなり、よって保持容器の内部で生成された半凝固金属を容易に分離して放出することが出来るようになる。
【００７４】
また、収容する溶融金属と接触する保持容器の内周面に、粉状断熱剤を乾燥した粉末のまま塗布することにより、収容した溶融金属の冷却速度を遅くして温度の均一化を図りやすくなると共に、その溶融金属が内周面に付着しなくなり、保持容器の内部で生成された半凝固金属を容易に分離して放出することが出来るようになる。しかも、保持容器内周面の温度が高くても粉状断熱剤を確実に塗布することが出来る。
【００７６】
また、特に請求項２記載のレオキャスト鋳造法によれば、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて当該保持容器がダイカスト機の加圧スリーブに到達するように各保持容器を順次ダイカスト機の加圧スリーブへ移送するようにしたので、鋳造サイクルを早め、量産化効果を高めることが出来る。
【００７７】
また、特に請求項３記載のレオキャスト鋳造法によれば、保持容器と冷却体を兼用させて、溶融金属を保持容器内に供給することにより該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を当該保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却するようにしたので、格別に冷却体を必要としなくなり、よってその分構造が簡素化すると共に、設備のトラブル要因がなくなり、尚且つ冷却体の傾斜通路上で溶融金属を固液共存状態に冷却する場合と比較して酸化物や異物の混入等の問題がなくなり、鋳造製品の品質を向上させることが出来る。
【００７８】
また、冷却体を下向きに傾斜した板形状または樋形状または管形状に形成することにより、保持炉から吐出される溶融金属を冷却体の表面（傾斜通路表面）に容易に接触させることが出来ると共に、安価に構成することが出来る。
【００７９】
また、冷却体を複数個用い、保持炉から１つの冷却体に溶融金属を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用することにより、冷却体を冷却するための格別な機構を必要としないと共に、鋳造サイクルを早めることが出来る。
【００８０】
しかも、複数個の冷却体を、水平方向に設置した回転軸の周囲に放射状に配置すると共に該回転軸に対して軸芯方へ向け傾斜状に配設せしめ、各冷却体を上記回転軸を中心にして回転自在とすることにより、複数個の冷却体を狭いスペースに設置することが出来ると共に、所用定量の溶融金属を注ぎ流下させた後、冷却体が下方へ移動する間にその表面に付着・残留した溶融金属は凝固収縮して薄い金属片となって最下部あたりで冷却体から自然に剥がれ落ちてしまうので、冷却体に上記付着・残留物が増加するような問題発生がなくなると同時に、付着・残留した金属片が次の鋳造（ショット）時に溶融金属中に再溶解して溶融金属の品質を低下させてしまうような問題もなくなり、溶融金属の品質保持並びに冷却体の保守が容易となる。
【００８１】
また、冷却体に接触させることにより少なくとも一部が固液共存状態となった溶融金属を湯溜り槽に貯留させ、湯溜り槽から保持容器に少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を供給することにより、冷却体の傾斜通路を通過する間に溶融金属中に生成・混入した不純物や酸化物を、保持容器に供給する前に除去することが可能となり、よって保持容器に供給する溶融金属の品質を向上させることが出来る。
【００８２】
この際、冷却体から供給される溶融金属が流入する部分と給湯口との間位置に当該湯溜り槽の湯面上から湯面下にわたって酸化物除去ゲートを設置することにより、冷却体から供給される溶融金属中に混入した不純物や酸化物並びに湯溜り槽の湯面上に浮遊した酸化物を、保持容器に供給する前に除去することが可能となり、保持容器に供給する溶融金属の品質を一層のこと向上させることが出来る。
【００８３】
また、保持容器を略筒形状に形成し、その一端開口部に、生成された半凝固金属を放出するための開閉蓋を開閉自在に設けることにより、半凝固金属を保持容器から放出しやすいと共に、ダイカスト機の加圧スリーブへ直接装填することが出来るようになる。
【００８４】
また、保持容器を、略筒形状に形成すると共に軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成することにより、半凝固金属を保持容器から放出しやすくなる。
この際、保持容器を構成している分割構成部材同士を蝶番で開閉可能に連結することにより、保持容器内で生成された半凝固金属を容易且つスムースに取出すことが出来ると同時に、ダイカスト機の加圧スリーブの注湯口にめがけて確実に放出しえるようになる。
【００８５】
また、保持容器が、溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成することにより、溶融金属がホルダーの内周面に付着することがなく、缶内で生成された半凝固金属をホルダーから容易且つスムースに取出すことが出来る。
【００８６】
この時、特に請求項６記載のレオキャスト鋳造装置のように、上記缶を、収容する溶融金属よりも高い融点を有する金属材で形成すれば、缶を肉厚の薄い板材で形成しても、缶が固液共存状態の溶融金属に接触して溶融するようなことがなくなる。
【００８７】
更に、特に請求項７記載のレオキャスト鋳造装置のように、上記缶を、収容する溶融金属と同基質の金属材で形成すれば、缶内で生成された半凝固金属を缶ごとダイカスト機の加圧スリーブに装填した場合に、鋳造品の鋳込み口と一体化した缶をそのまま再溶解することが出来ると共に、再溶解した溶融金属の成分変動を少なくすることが出来るので、再溶解した溶融金属の再利用が容易となる。
【００８８】
また、上記缶の外周部と上記ホルダーの内周部との間に隙間がないように形成することにより、缶を肉厚の薄い板材で形成しても、使用中に破損するような恐れが少なくなる。
【００８９】
また、特に請求項８記載のレオキャスト鋳造装置によれば、保持容器内に収容せしめた溶融金属を半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段を備えてなるので、ほぼ均一に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られると同時に、保持容器中で生成された半凝固金属の温度がレオキャスト鋳造に最適な温度±５℃の範囲である時間（これを、鋳造最適時間と称する。）を、３０秒以上に長くすることが出来る。従って、保持容器中で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに供給するタイミングをダイカスト機の鋳造サイクルに合わせることが容易となると共に、ダイカスト機の鋳造サイクルが多少乱れた場合でも、ほぼ一定の固相率の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに供給することが出来る。
【００９０】
この時、保持容器の外周部に、保温手段を一体的に具備せしめることにより、保持容器内に収容せしめた溶融金属を、保持容器１個１個を独立して搬送しても温度変化少なく保持することが出来るようになると共に、特別な保温装置が不要となる。
【００９１】
また、冷却体と装填手段との間に、水平方向に回転する回転テーブルを設置し、該回転テーブルに複数個の保温手段（保温容器）を同心円状に配置し、上記保温手段（保温容器）内に収容せしめた保持容器を、その内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて順次前記装填手段で取出してダイカスト機の加圧スリーブへ移送することにより、保持容器内に供給した少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属の温度コントロールを容易且つシビアに行なえ、従って保持容器内で安定した固相率の半凝固金属を生成することが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来る。しかも、複数台のダイカスト機にも対応することが出来る。
【００９２】
そして、保持容器内に収容せしめた溶融金属を、保持容器１個１個を独立して搬送しても温度変化少なく保持することが出来るようになると共に、特別な保温装置が不要となる。
【００９３】
また、冷却体と装填手段との間に搬送コンベアを設置し、該搬送コンベア上の一部に保温手段（保温トンネル）を設置すると共に、該搬送コンベアに乗って移動する複数個の保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器を順次装填手段で取出してダイカスト機の加圧スリーブへ移送することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来、複数台のダイカスト機にも容易に対応することが出来る。
【００９４】
また、複数個の保持容器を傾転自在に設置した装填手段（無端コンベア）上の一部に保温手段（保温トンネル）を設置し、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器が順次装填手段（無端コンベア）の折返し部で傾転を開始し、傾転した保持容器内の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに直接装填することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等の搬送手段を必要としない。
【００９５】
また、保温手段（加熱ヒータ）を備えた保持容器を湯溜り槽の給湯口に連通接続すると共に、該保持容器の底部開口をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口直上に臨ませて配置し、保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属を装填手段（栓兼用押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器に供給する溶融金属中に酸化物（酸化被膜）が混入するのを抑制することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能であると共に、保持容器内部の清掃を必要としなくなる。
【００９６】
また、保持容器を湯溜り槽の下部に水平状態に配設すると共に、保持容器の一端開口部をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口直上に臨ませて配置し、保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属を装填手段（押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器に供給する溶融金属中に酸化物（酸化被膜）が混入するのを抑制することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能であり、且つ保持容器内部の清掃を必要とせず、メンテナンスが容易となる。
【００９７】
また、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器の上部開口をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口に接続させ、保持容器内の半凝固金属を装填手段（押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来る。
しかも、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来ると共に、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能となる。
【００９８】
また、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに直接投入し、装填手段（押出ピストン）で金型に圧入することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来る。
しかも、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来ると共に、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る製造装置の第１実施例を示す模式正面図。
【図２】 図１の模式平面図。
【図３】 本発明に係る冷却体の実施例を示す模式側面図。
【図４】 本発明に係る保持容器の実施例を示す模式断面図。
【図５】 本発明に係る保持容器の他の実施例を示す斜視図。
【図６】 本発明に係る保持容器の更に他の実施例を示す模式断面図。
【図７】 本発明に係る製造装置の第２実施例を示す模式正面図。
【図８】 本発明に係る製造装置の第３実施例を示す模式正面図。
【図９】 本発明に係る製造装置の第４実施例を示し、（ａ）は模式側面図、（ｂ）は模式正面図。
【図１０】 本発明に係る製造装置の第５実施例を示す模式正面図。
【図１１】 本発明に係る製造装置の第６実施例を示す模式正面図。
【図１２】 第６実施例における工程を説明する模式正面図。
【図１３】 本発明に係る製造装置の第７実施例を示す模式正面図。
【図１４】 本発明の実施例に係る鋳造製品の金属組織の顕微鏡写真。
【図１５】 比較例を示す鋳造製品の金属組織の顕微鏡写真。
【符号の説明】
１……溶融金属保持炉 ２……冷却体
２１…傾斜通路 ２２…回転軸
２３…軸受 ２４…フレーム
３……湯溜り槽 ３１…給湯口
４……保持容器 ４１…缶
４２…ホルダー ４３…分割構成部材
４４…開閉蓋 ４５…蝶番
５……保温手段 ６……装填手段
７……回転テーブル ８……コンベア
９……無端コンベア １０…清掃ブラシ
Ｍ1 …溶融金属 Ｍ3 …半凝固金属
Ｍ2 …少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属
ａ……加圧スリーブ ａ１…注湯口
ｂ……加圧ピストン ｃ……金型
ｄ……キャビティ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト機を用いた鋳造のうち、金属の半溶融加工法の１つであるレオキャスト鋳造法、及びレオキャスト鋳造法を実施するための鋳造装置に関するものである。
【０００２】
金属の半溶融加工法としては、レオキャスト鋳造法とチクソキャスト鋳造法が知られており、どちらも溶融状態の金属（液相）と固体状態の金属（固相）とが混在する固液共存状態の金属スラリーを用いて鋳造する点で共通するが、両者は次の点で相違する。
即ち、レオキャスト鋳造法では、溶融金属を固液共存域まで冷却して半凝固状態となった金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填して鋳造するのに対して、チクソキャスト鋳造法では、金属ビレットと称される固体の金属塊を固液共存域まで加熱して半溶融状態となした金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填して鋳造するものである。そのため、レオキャスト鋳造法は半凝固鋳造法とも称され、またチクソキャスト鋳造法は半溶融鋳造法とも称されている。
【０００３】
【技術的背景】
レオキャスト鋳造に用いる半凝固金属は、１次粒子（初晶）が液状マトリックスにより互いに分離した状態に維持し、その結晶粒子ができるだけ微細で且つ均一な非樹枝状（好ましくは球状）であることが望ましい。そうすれば、高固相率で低粘度の半凝固金属となった状態で鋳造成形することが可能となり、鋳造された製品の収縮巣の発生を抑制し得ると共に鋳造製品の機械的強度を向上させることができることが知られている。
【０００４】
【従来の技術】
そこで従来では、例えば特開平７−３２１１３号公報に開示された如く、レオメーカーを用い、レオメーカー中で溶融金属を撹拌しながら冷却して半凝固金属を製造していた。しかし乍ら、レオメーカー中で撹拌されている溶融金属には温度分布にばらつきが生じやすく、そのために安定した固相率でしかも１次粒子（初晶）を良好な粒径に球形状化することが非常に難しく、従って性状が安定した半凝固金属を連続して得ることが出来ない不具合があった。
【０００５】
加えて、上記レオメーカーを用いたレオキャスト鋳造法では、レオメーカー中でもって所定固相率の半凝固金属を作製しているので、レオメーカーで作製された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するまでの温度コントロールが非常に難しくなるだけでなく、作製された半凝固金属の粘性が高いのでレオメーカーの金属排出口に半凝固金属が付着・堆積しやすく、そのために金属排出口の開閉弁の動きがすぐに悪くなったり、金属供給量がばらつき易く、このばらつきによって鋳造条件が変化するなどの理由により製品の品質が安定しないと言った不具合があり、未だ工業的に量産化実施されていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な現状に鑑みてなされたものであり、微細で且つほぼ均一な非樹枝状（球状）に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られ、その結果、高品質の鋳造品を安定して鋳造することが出来、工業的に量産化実施が容易に可能なレオキャスト鋳造法及びその鋳造装置を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯る目的を達成する本発明のレオキャスト鋳造法は、溶融金属を冷却体に接触させることにより当該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却して半凝固金属となし、然る後該半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブ内に装填して鋳造するレオキャスト鋳造法であって、前記保持容器は前記溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとからなり、前記保持容器に供給する際の溶融金属を１鋳造（１ショット）に必要な量だけを定量供給し、前記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するようにした事を特徴としたものである。
この時、前記冷却体に接触させる際の溶融金属の温度を、液相線温度（ＴＬ）からＴＬ＋６０℃の間に調整することが好ましい。
また、前記冷却体を傾斜した通路となし、該冷却体上に溶融金属を注ぎ流下させることにより当該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却するようにすることが好ましい。
そして、前記保持容器に供給する際の溶融金属の固相率は、０．３以下に調整することが好ましい。
【０００８】
また、前記保持容器に溶融金属を供給する際に、その保持容器を、収容する溶融金属の温度近くに予め加熱しておくようにすると共に、定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）供給することが好ましい。その時、溶融金属を前記冷却体上に注ぎ流下させてその少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった定量の溶融金属を前記冷却体から直接前記保持容器に供給するか、或いは冷却体に接触させることにより少なくとも一部が固液共存状態となった溶融金属を湯溜り槽に貯留させ、該湯溜り槽から前記保持容器に溶融金属を定量供給するようにする。
【００１０】
また、前記保持容器を前記冷却体と兼用させて、溶融金属を上記保持容器内に供給することにより該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を当該保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却するようにしても良い。
この際、前記保持容器の内部温度を、溶融金属の供給時は固相線温度（ＴS ）−２００℃以下とし、溶融金属を供給した後は固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるようにすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るレオキャスト鋳造装置は、製品を鋳造するダイカスト機と、所用量の溶融金属を保持しておくための保持炉と、該保持炉から供給された溶融金属を少なくとも一部を固液共存状態に冷却するための冷却体と、上記少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属を収容するための保持容器と、上記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するための装填手段とを備えてなり、前記保持容器が、少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成され、前記保持容器を複数個用い、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて各保持容器を順次前記ダイカスト機の加圧スリーブへ移送し当該半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記加圧スリーブ内に装填するように構成されている事を特徴としたものである。
【００１２】
前記冷却体は、前記保持炉から供給された溶融金属を流下させることができるように下向きに傾斜した通路となし、板形状または樋形状または管形状に形成することが好ましい。この時、前記保持炉から供給された溶融金属が接触する上記傾斜通路の温度を適性にコントロールするために、前記冷却体に冷却機構を具備させても良い。
また、前記冷却体を複数個用い、前記保持炉から１つの冷却体に溶融金属を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用することが好ましい。この時、複数個の冷却体を、水平方向に設置した回転軸の周囲に放射状に配置すると共に該回転軸に対して軸芯方へ向け傾斜状に設置し、各冷却体を上記回転軸を中心にして回転自在に構成する。
【００１３】
また、前記冷却体でもって少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属を貯留させるための湯溜り槽を備えるようにしても良い。この際、湯溜り槽の底部に、貯留させた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を前記保持容器に供給するための給湯口を形成すると共に、該湯溜り槽に、前記冷却体から供給される少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属が流入する部分と上記給湯口との間位置に当該湯溜り槽の湯面上から湯面下にわたって酸化物除去ゲートを設置することが好ましい。
【００１４】
そして、前記保持容器は、略筒形状に形成し、該保持容器内で生成された半凝固金属を放出しやすいように、その一端開口部に開閉蓋を開閉自在に設けたり、軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成したり、或いは固液共存状態の溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成しても良い。
保持容器を分割して開閉可能に構成する場合、その保持容器を構成している分割構成部材同士を蝶番で同時に開閉動作するように開閉可能に連結することが好ましい。
また、保持容器を缶とホルダーとで構成する場合には、上記缶を、収容する溶融金属よりも高い融点を有する金属材で形成するか、または収容する溶融金属と同基質の金属材で形成することが好ましく、更に上記缶の外周部と上記ホルダーの内周部との間に隙間がないように形成することが好ましい。
【００１５】
また、前記保持容器内に収容せしめた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を、半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段を備えることが好ましい。この保温手段としては、前記保持容器の外周部に一体的に具備せしめたり、前記保持容器を１個宛て収容しえる大きさの上部を開放し又は開放していない略容器様に構成したり、或いはその内部を前記保持容器が通過しえる略トンネル様に構成する。
【００１６】
そして、前記保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するための前記装填手段としては、ハンドロボットや、前記保持容器内に摺動自在に嵌挿された押出ピストン、或いは複数個の前記保持容器を傾転可能に設備してなる無端コンベア等を使用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレオキャスト鋳造法及び鋳造装置の実施例を、図１ないし図１３に示した図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示し、図中、１は所用量の溶融金属Ｍ1 を保持しておくための保持炉、２は上記保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 をその少なくとも一部を固液共存状態に冷却するための冷却体、３は少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を一時貯留しておくための湯溜り槽、４は少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を収容するための保持容器、５は上記保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段、６は上記保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段、そしてｂは加圧スリーブａに摺動自在に嵌挿された加圧ピストン、ｃはダイカスト機の金型、をそれぞれ示す。
【００１９】
本発明を適用し得る溶融金属（鋳造用金属）としては、アルミニウムやその合金、またはマグネシウム合金，亜鉛合金，銅またはその合金，鉄系の合金，等の金属を挙げることができる。
【００２０】
溶融金属保持炉１は、例えば周知の電気炉１１内に黒鉛ルツボ１２を収容設置すると共に側壁にヒーター１３を備えた出湯給湯管１４を連通接続して構成され、その中の溶融金属の温度すなわち冷却体２に接触させる際の溶融金属Ｍ1 の温度を、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋６０℃、好ましくは液相線温度（ＴL ）からＴL ＋４０℃の間の所定の温度で保持する。溶融金属Ｍ1 の温度が液相線温度（ＴL ）以下では、冷却板２の傾斜通路２１上で溶融金属Ｍ1 が流動しなくならないように傾斜通路２１表面の温度をコントロールするのが難しくなり、かと言ってＴL ＋６０℃より高くなると、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させた溶融金属の一部に固液共存状態を残すことが難しくなる。
尚、図中１５は、溶融金属保持炉１の溶融金属Ｍ1 内に浸入させその没入量により溶融金属Ｍ1 の供給量をコントロールするための制御棒である。
【００２１】
冷却体２は、溶融金属保持炉１の出湯給湯管１４から注がれた溶融金属Ｍ1 を接触させることによりその少なくとも一部を固液共存状態に冷却するためのものであり、例えば銅板に耐溶損性のあるコーティングを施してなる材料を用いて、表面が平滑な平板形状または樋形状（軸方向に半割りした筒形状）または管形状（円形や角形をした筒形状）等に形成し、溶融金属保持炉１の出湯給湯管１４の注下口１４’の直下位置に、溶融金属Ｍ1 を自然流下させることができるように下向き傾斜状に配設し、その表面（溶融金属Ｍ1 を注ぎ流下させる面）を傾斜通路２１とする。
【００２２】
この時、図示実施例の如く、保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 が接触する傾斜通路２１の表面温度を所定の温度に適性にコントロールするべく内部に例えば冷却水を循環させるための冷却パイプ（冷却機構）２’を冷却体２に具備させても良いが、冷却体２の構造によっては必ずしも必要としない。
【００２３】
冷却体２の表面温度、すなわち傾斜通路２１の表面温度は、その上に注下された溶融金属Ｍ1 が全く固液共存状態の部分を作成することなく湯溜り槽３又は保持容器４まで流下してしまったり逆に凝固がすすみ過ぎて流動しなくなってしまうことがないように、溶融金属Ｍ1 の初期温度や流量等に応じてコントロールされる。
【００２４】
具体的には、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触して少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 の温度が（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS （但し、ＴS は固相線温度を表わす。）からＴL ＋４０℃の間になるようにコントロールするものである。この際、溶融金属Ｍ2 の温度が上記（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS よりも低くなると、溶融金属Ｍ1 が冷却体２上で流動しなくなり、かと言って、ＴL ＋４０℃より高くなると、湯溜り槽３又は保持容器４内に収容された溶融金属Ｍ2 の組織がデンドライト状に発達してしまうため好ましくない。
【００２５】
ちなみに、溶融金属Ｍ1 を、冷却体２でもって（ＴL −ＴS ）×４／５＋ＴS からＴL ＋４０℃の間にコントロールし保持容器４内で冷却したのち氷水に浸漬して冷却した金属組織を観察したところ、ＴL ＋α（αは４０℃以下）であっても微細で粒状の組織となるが、冷却体２と接触しない溶融金属はたとえＴL ＋α（αは４０℃以下）の温度にコントロールして保持容器４で保持したとしてもその金属組織は粒状にはならず、デンドライト状になってしまうことが実験で確認されている。
【００２６】
また冷却体２は、湯溜り槽３を使用する場合には１つだけでも良いが、湯溜り槽３を使用しない場合には特に複数個を用い、１つの冷却体に溶融金属を所用定量、例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用するようにすることが好ましい。
【００２７】
複数個の冷却体２，２…を用いる場合、例えば図３に示す如く、１本の回転軸２２を軸受２３でもって水平方向に設置し、その回転軸２２の先端部に、平板形状または樋形状または管形状に形成した複数個の冷却体２，２…をフレーム２４を介して放射状に配置すると共に各冷却体２，２…を回転軸２２に対して軸芯方へ向け傾斜状に設置し、各冷却体２，２…を上記回転軸２２を中心にして回転自在に構成する。この様に構成することにより、複数個の冷却体２，２…を、狭いスペースに設置することができると共に、溶融金属Ｍ1 を所用定量（例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を注ぎ流下させた後、冷却体２が下方へ移動する間にその表面に付着・残留した溶融金属は凝固収縮して薄い金属片ｍ’となり、最下部に移動するあたりで冷却体２から自然に剥がれ落ちてしまうので、その金属片ｍ’を回収カゴ２５で回収できるようになる。
【００２８】
湯溜り槽３は、冷却体２でもって少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を一時貯留しておくためのものであり、冷却体２から直接保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する場合には必要としない。
また、湯溜り槽３にはその底部に、溶融金属Ｍ2 を保持容器４に供給するための給湯口３１を形成し、給湯口３１を開閉栓３２で開閉自在とすると共に、冷却体２から供給される少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属が流入する部分と上記給湯口３１との間位置に、当該湯溜り槽の湯面Ｍ2 ’上から湯面下にわたって酸化物除去ゲート３３を設置し、冷却体２を通過する間に生成して湯面Ｍ2 ’上に浮遊した金属酸化物等が給湯口３１から保持容器４に流入しないようにする。
【００２９】
保持容器４には、冷却体２又は湯溜り槽３から供給された少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を収容するが、その際に定量宛て供給するようにする。即ち、溶融金属保持炉１から所用定量の溶融金属Ｍ1 を冷却体１上に注ぎ流下させてその少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、少なくとも一部が固液共存状態になった定量の溶融金属Ｍ2 を冷却体２から直接保持容器４に供給するか、または湯溜り槽３に貯留させた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を給湯口３１から保持容器４に所用定量供給するようにする。
この時、１鋳造（１ショット）に必要な量だけを定量供給するようにすれば、１鋳造（１ショット）に必要な溶融金属の供給量のばらつきを少なくすることが出来る。
【００３０】
また、冷却体２又は湯溜り槽３から保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する際に、溶融金属Ｍ2 の固相率を０．３以下、好ましくは０．２以下に調整することが望ましい。固相率が０．３以上になると、粘性が高くなり流動性に乏しくなるため冷却体２又は湯溜り槽３の給湯口３１における溶融金属Ｍ2 の切れが悪くなって、供給量がばらつきやすくなる。その為に湯溜り槽３は、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋４０℃の間に保温することが好ましい。
【００３１】
保持容器４は、収容する溶融金属Ｍ2 と反応しない材料、具体的には窒化ケイ素やサイアロン，アルミナ，マグネシア等のファインセラミックスなどの材料を用いて形成することが好ましい。そうすれば、収容した溶融金属Ｍ2 が保持容器４と反応して汚染されるようなことがなく、しかも保持容器４が損傷（溶損）せずに長持ちし、メンテナスが容易となる。
【００３２】
また保持容器４は、その内部を収容する溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておくことが好ましい。即ち、室温程度に冷えた状態の保持容器４内に溶融金属Ｍ2 を収容させた場合、溶融金属Ｍ2 から保持容器４への急激な熱移動により、溶融金属Ｍ2 の中に温度勾配が生じて温度分布が不均一になると同時に、固液共存温度（半溶融温度）以下まで急速に冷却されてしまうため、固液共存状態において温度が均一な溶融金属Ｍ2 を得ることが難しくなる。そこで、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱することにより、溶融金属Ｍ2 から保持容器４への熱移動をなくし、固液共存状態における温度の均一化を図りつつ、溶融金属Ｍ2 を半溶融温度域で冷却することが好ましい訳である。
【００３３】
保持容器４の予熱温度は、保持容器４の材質や厚さ及び用いる溶融金属Ｍ1 の種類や量により異なるが、例えばアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）を９００ｇ収容させる場合には、厚さ１０mmの炭素鋼製保持容器を用いた場合では、固相線温度（ＴS ）温度程度で良く、厚さ５mmの炭素鋼製保持容器を用いた場合では、ＴS −１００℃温度程度が適切であることが実験で確認されている。
【００３４】
この時、保持容器４の内部に溶融金属Ｍ2 を直接収容する場合には特に、その溶融金属Ｍ2 と接触する内周面に、黒鉛等の固体潤滑剤を塗布するか、或いは粉状断熱剤を乾燥した粉末のまま塗布することが好ましい。
ちなみに、本発明に用いられる粉状断熱剤としては、溶融金属と非反応性の粉体、詳しくは例えばボロンや滑石等帯電性を有する粉体、或いは金属酸化物や金属硫化物，金属チッ化物等の粉体、またはこれら粉体に樹脂粉を混合させた粉体などを挙げることができる。
【００３５】
尚、保持容器４と冷却体２とを兼用させても良い。即ち、保持炉１から供給された溶融金属Ｍ1 を固液共存状態に冷却するための冷却体２と、少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を収容するための保持容器４とを兼用同一体に形成せしめて、保持炉１から溶融金属Ｍ1 を上記保持容器４内に供給することによりその溶融金属Ｍ1 の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 をそのまま当該保持容器４中で半溶融温度域に保持しつつ冷却させるようにするものである。
【００３６】
この際、上記保持容器４の内部温度は、保持炉１から溶融金属Ｍ1 を供給する時は固相線温度（ＴS ）−２００℃以下とし、溶融金属Ｍ1 を供給した後は固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるようにコントロールする。即ち、保持容器４の内部温度は溶融金属Ｍ1 から熱を奪うことにより加熱されるので、保持容器４の内部温度が固相線温度（ＴS ）以上に加熱されるように、上記保持容器４の材質や厚み・構造・初期温度等をコントロールするものである。
【００３７】
保持容器４の形状並びに大きさは、１鋳造（１ショット）に必要な溶融金属量を収容し得る程度の容積があれば、何等限定されるものではないが、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａ内にその注湯口ａ１から容易に装填し得るような構造に構成することが好ましい。
【００３８】
即ち、保持容器４は、ダイカスト機の加圧スリーブａの内径より少し小さい内径を有する略円筒形状に形成すると共に、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 を放出しやすいように、図９に示すように底部開口を開閉蓋４４で開閉自在に構成するか、または図４及び図５に示すように軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成するか、或いは図６に示すように少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を直接収容する缶４１とその缶４１を保持するホルダー４２とで構成する。
【００３９】
保持容器４を軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成する場合、図４に示す如く、分割構成部材４３，４３を垂直方向に配置して左右方向に分割開閉するように形成するか、または図５に示す如く、分割構成部材４３，４３を水平方向に配置して左右方向に分割開閉するように形成する。前者の保持容器４は、加圧スリーブａが鉛直方向に設置されているダイカスト機に対応しやすく、後者の保持容器４は、加圧スリーブａが水平方向に設置されているダイカスト機に対応しやすくなる。いずれにしても、保持容器４を構成している各分割構成部材４３，４３同士は、蝶番４５で分割開閉可能に連結する。そうすれば、保持容器４の内部で生成された半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に向けて正確に放出しやすくなる。
【００４０】
また、保持容器４を図６に示す如く、溶融金属Ｍ2 を直接収容する缶４１と、その缶４１を保持するホルダー４２とで構成する場合には、上記缶４１を、収容する溶融金属Ｍ2 よりも高い融点を有する金属材で形成する（即ち、例えば溶融金属Ｍ2 がアルミニウム合金系である場合には、スチール材等で形成する）か、或いは収容する溶融金属Ｍ2 と同基質の金属材で形成する（即ち、例えば溶融金属Ｍ2 がアルミニウム合金系である場合にはアルミニウム合金系の金属材で形成する）。
そして缶４１は、上記した金属材からなる薄い平板を用いて深絞り加工して所用の大きさ（容積）を有する上部を開放した有底筒形状に形成し、上記ホルダー４２内に出し入れ自在に設置し、その内部で生成された半凝固金属Ｍ3 と一緒にダイカスト機の加圧スリーブａに装填する。尚、半凝固金属Ｍ3 を缶４１から取出して、凝固金属Ｍ3 だけをダイカスト機の加圧スリーブａに装填するも自由である。
【００４１】
また、上記缶４１の外周部とホルダー４２の内周部との間には、隙間がないように形成する。即ち、上記缶４１の外底面及び外周面と上記ホルダー４２の内底面及び内周面のとの間に、隙間がないように形成するものである。
尚、上記缶４１内で生成された半凝固金属Ｍ3 を該缶４１ごと容易に放出できるように、ホルダー４２の底部を開閉蓋で開閉自在に構成したり、軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成することは自由である。
ちなみに、図６に示した実施例では、ホルダー４２の筒部４２’が軸方向に２つに分割して開閉可能に形成されていると共に、その底板４２”を筒部４２’に対して分離開閉可能に構成されている。
【００４２】
そして、保持容器４内に収容せしめた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 は、保温手段５でもって保温しながら所定固相率の半凝固金属Ｍ3 にすることが好ましい。即ち、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を、適当な保温手段５でもって半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）に保持しつつ所定の固相率に冷却することにより、１次粒子（初晶）を晶出・成長させ且つ球状化させるものである。
【００４３】
この時、半凝固金属Ｍ3 の固相率は、０．３〜０．８に設定することが好ましい。固相率が０．３以下では、粘性が低く金型キャビティに加圧供給する時に流れが乱れて空気を巻き込みやすくなり、そのため凝固収縮量が多くなって、鋳造された製品に収縮巣が発生しやすくなる。かと言って、半凝固金属Ｍ3 の固相率が０．８以上では、粘性が高くなりすぎて流動性が著しく低下し、金型キャビティ内に半凝固金属Ｍ3 が隅々まで完全に充満され難くなり、好ましくない。
【００４４】
保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 を保温手段５でもって半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）に所定時間保持する場合に、保持容器４内の全ての部分の温度が半溶融温度域（ＴS 〜ＴL ）である必要はなく、その一部が半溶融温度域であればその目的を達成することが可能であり、また保持容器４内での保持時間は、実験の結果では１５秒以上が好ましく、長いほど球状化された状態が安定したところの半凝固金属Ｍ3 が得られた。
【００４５】
保温手段５としては、各種の機構・構造のものが考えられるが、図１及び図２に示した第１実施例にあっては、保持容器４を１個宛て収容しえる程度の大きさに形成し上部を開放した略容器様に形成すると共に、熱源としてその周壁や底壁に加熱ヒータを内蔵させて構成したものである。
尚、この場合、保温手段５（保温容器）の上部を開放しっぱなしではなく開閉自在に構成しても良いし、また保持容器４の周囲に保温手段５として断熱材を設けるようにしても良い。
【００４６】
また、上記保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６としては、各種の機構・構造のものが考えられるが、図１及び図２に示した第１実施例にあっては、周知のハンドロボットを用いて構成したものである。
【００４７】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４を１つだけ用いるようにしても良いが、効率的な生産を図るためにも、複数個の保持容器４を用いて、保持容器４内で生成される半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器４がダイカスト機の加圧スリーブａに到達するように、各保持容器４，４…を順次ダイカスト機の加圧スリーブａへ移送することが好ましい。
【００４８】
具体的には、冷却体２又は湯溜り槽３（この第１実施例では、湯溜り槽３）と装填手段６としてのハンドロボットとの間に、水平方向に回転する回転テーブル７を設置し、その回転テーブル７上に複数個の保温手段（保温容器）５を同心円状に配置する。そして、保持容器４に溶融金属Ｍ2 を供給する前に、保持容器４を保温手段（保温容器）５内に収容せしめて、保持容器４の内部を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておき、その後その保持容器４内に溶融金属Ｍ2 を所用定量（例えば１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）収容せしめる。
かくして、回転テーブル７が水平方向に回転して保持容器４が所定の位置まで移動する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温容器）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて順次保持容器４を装填手段（ハンドロボット）６で保温手段（保温容器）５から取出して、ダイカスト機の加圧スリーブａへ移送し、半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に装填するようにする。
ちなみに、加圧スリーブａ内に装填された半凝固金属Ｍ3 は、従来と同様に加圧ピストンｂでもって金型ｃのキャビティｄ内に射出供給され、製品となる。
【００４９】
次に、図７に示した第２実施例に係る鋳造装置について説明するが、既に説明した第１実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。この第２実施例では、保温手段５が、その内部を複数個の保持容器４，４…が通過しえるように適当な長さを有する略トンネル様に構成されている点と、湯溜り槽３と装填手段（ハンドロボット）６との間に、回転テーブル７に替えて搬送コンベア８を設置した点、及び上記保温手段（保温トンネル）５の手前位置に、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱するための予熱トンネル９を設けた点が、第１実施例と異なる。
【００５０】
而して、製品の鋳造に際しては、上記搬送コンベア８上に複数個の保持容器４，４…を着脱自在に載置すると共に、搬送コンベア８上の一部に上記保温手段（保温トンネル）５を設置せしめ、予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱された各保持容器４，４…内に溶融金属Ｍ2 を、湯溜り槽３１の給湯口３１から所用定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を供給する。そして、搬送コンベア８の上に乗って移動する各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を通過する間に、上記保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて順次当該保持容器４を装填手段（ハンドロボット）６でもって取出してダイカスト機の加圧スリーブａへ移送するようにしたものである。
尚、図中６’は、空の保持容器４を搬送コンベア８上に載置させるためのハンドロボットを示す。
【００５１】
次に、図８に示した第３実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例及び第２実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。この第３実施例では、保温手段５を第２実施例と同様に略トンネル様に構成すると共に保温手段（保温トンネル）５の手前位置に、保持容器４を溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱するための予熱トンネル９を設けた点、そして回転テーブル７並びに装填手段６としてのハンドロボットを使用せずに、装填手段６として複数個の保持容器４，４…をそれぞれ傾転可能に設備してなる無端コンベアを用いた点が、第１実施例と異なる。
【００５２】
即ち、装填手段６としての無端コンベア上に複数個の保持容器４，４…を、それぞれアーム６１を介して傾転可能に設置すると共に、この装填手段（無端コンベア）６上の一部に上記保温手段（保温トンネル）５を設置し、予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱された各保持容器４，４…内に溶融金属Ｍ2 を、湯溜り槽３１の給湯口３１から所用定量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）を供給せしめ、装填手段（無端コンベア）６が動作して各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を通過する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて保持容器４が装填手段（無端コンベア）６の折返し部分で傾転を開始するようになし、傾転した保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接投入し装填するようにしたものである。
尚、図中１０は、保持容器４の内部に付着残留した小さな凝固金属を取り除くためのブラシを示す。
【００５３】
次に、図９に示した第４実施例に係る鋳造装置について説明する。（ａ）は本装置を側面から見た状態を示し、（ｂ）は本装置を正面から見た状態を示し、第１実施例ないし第３実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
この第４実施例では、冷却体２から供給される少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属Ｍ2 を貯留させるための湯溜り槽３を備え、湯溜り槽３の底部に複数個（この実施例では、３個）の給湯口３１を開口形成すると共に、各給湯口３１に略円筒形状に形成した保持容器４を吊下げ状に連通接続させ、そして保持容器４の底部開口を加圧スリーブａの注湯口ａ１直上に臨ませると共に、保持容器４内で生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６として栓棒様に構成された栓兼用押出ピストンを使用し、この装填手段（栓兼用押出ピストン）６を各給湯口３１に保持容器４内にわたって進退自在なるように設置したものである。
【００５４】
またこの第４実施例では、湯溜り槽３の底部に車輪３４を設けてレール３５上を左右方向に移動自在ならしめると共に、保持容器４の外周に保温手段５としての加熱ヒータを一体的に具備せしめ、保持容器４の底部開口には開閉蓋４４を備えてなる。
【００５５】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の底部開口を開閉蓋４４で閉塞しておき、その状態で装填手段６としての栓兼用押出ピストンを上昇させて湯溜り槽３の給湯口３１を開けると、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 が保持容器４内に供給されるので、保持容器４内に所用量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）の溶融金属Ｍ2 が供給されたら、装填手段（栓兼用押出ピストン）６を少し降下させて湯溜り槽３の給湯口３１を閉める。そして、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて、保持容器４の底部開口を閉塞していた開閉蓋４４を開くと共に、装填手段（栓兼用押出ピストン）６を降下させて半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接押出し装填する。以上の動作を、他の保持容器４にも所用量の溶融金属Ｍ2 を供給せしめて、湯溜り槽３をレール３４上で左右方向に移動させながら繰り返す。
【００５６】
次に、図１０に示した第５実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例ないし第４実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第５実施例では、湯溜り槽３の下部に、略円筒形状に形成した複数本の保持容器４をそれぞれ水平状態に配設し、各保持容器４の溶湯入口部４６を湯溜り槽３の各給湯口３１の直下位置に臨ませ配置すると共に、各保持容器４の一端開口部４５に開閉蓋４４を設けて加圧スリーブａの注湯口ａ１直上に臨ませて配置した点が、上記第４実施例と相違する。
【００５７】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の一端開口部４５を開閉蓋４４で閉塞しておき、その状態で湯溜り槽３の開閉栓３２を抜いて給湯口３１を開き、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 を保持容器４内に溶湯入口部４６から供給する。そして、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が所定の固相率になるタイミングに合わせて、保持容器４の一端開口部４５を閉塞していた開閉蓋４４を開くと共に、保持容器４内に摺動自在に具備せしめた装填手段６としての押出ピストンを動作させて、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接押出し装填させる。以上の動作を、他の保持容器４内にも所用量の溶融金属Ｍ2 を供給して、各保持容器４ごとに順に行なう。
【００５８】
次に、図１１及び図１２に示した第６実施例に係る鋳造装置について説明するが、第１実施例ないし第５実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第６実施例では、保持容器４を、上部を開放した略筒形状に形成し、その内底部に、生成された半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填するための装填手段６として押出ピストンを昇降摺動自在に具備せしめ、この保持容器４を、ダイカスト機の加圧スリーブａの注湯口ａ１に直接接続させて、保持容器４の内で生成された半凝固金属Ｍ3 を上記装填手段（押出ピストン）６で押出し装填するようにした点、並びに湯溜り槽３を上下昇降動作させて、湯溜り槽３内の溶融金属Ｍ2 を保持容器４内にできるだけ静かに（空気を巻き込まないように）供給できるように構成した点が他の実施例と異なる。
【００５９】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４を保温手段（保温トンネル）５内に通過させて溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱し、各保持容器４，４…内に湯溜り槽３から溶融金属Ｍ2 を所用量（例えば、１鋳造（１ショット）に必要なだけの量）供給する。そして、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて保持容器４が保温手段（保温トンネル）５から出現するようになす。そして、保温手段（保温トンネル）５から出現した保持容器４をダイカスト機の加圧スリーブａ方へ上昇させて、図１２に示した如く（ａ）保持容器４の上部開口を加圧スリーブａの注湯口ａ１に接続させると共に、（ｂ）保持容器４内に具備せしめた装填手段（押出ピストン）６を動作させて、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 を加圧スリーブａ内に押出し装填させる。然る後、（ｃ）加圧スリーブａの加圧ピストンｂを動作させて、半凝固金属Ｍ3 を金型ｃのキャビティｄ内に射出供給し、（ｄ）加圧スリーブａの注湯口ａ１に残留した凝固金属ｍ”は、保持容器４を分離させ加圧ピストンｃを後退させ後、押出し棒ｅでもって加圧スリーブａの外へ落下させる。以上の動作を、各保持容器４ごとに順に行なうようにする。
【００６０】
最後に、図１３に示した第７実施例に係る鋳造装置について説明する。第１実施例ないし第６実施例と同じ構成部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この第７実施例では、保持容器４を搬送コンベア８上に載置した状態でその底部を開閉蓋４４で開閉自在となした点、及び装填手段６として、保持容器４の上部に臨ませた押出ピストンを使用した点が他の実施例と異なる。
【００６１】
而して、製品の鋳造に際しては、保持容器４の底部を開閉蓋４４で閉塞すると共に、保持容器４を予熱トンネル９内で溶融金属Ｍ2 の温度近くに予め加熱しておき、その状態で湯溜り槽３の給湯口３１から溶融金属Ｍ2 を供給する。そして、搬送コンベア８の上に乗って移動する各保持容器４，４…が保温手段（保温トンネル）５内を順次通過する間に、保持容器４内に収容せしめた溶融金属Ｍ2 が、保温手段（保温トンネル）５のはたらきにより半溶融温度域に保持されつつ冷却されて、保持容器４内に所定の固相率の半凝固金属Ｍ3 が生成されるので、そのタイミングに合わせて、保持容器４の底部を閉塞していた開閉蓋４４を開く。すると、保持容器４内の半凝固金属Ｍ3 が加圧スリーブａの注湯口１内に直接投入されるので、その後、装填手段（押出ピストン）６を加圧スリーブａ内に挿入して半凝固金属Ｍ3 を金型ｃに装填し、保持容器４の内部をブラシ１０でもって掃除するようにしたものである。
【００６２】
次に、本発明の具体的実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６３】
好ましい粒状組織が生成される作製条件を、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）の場合の例で検証してみた。
▲１▼ 溶融金属Ｍ1 の温度；６２０℃以下では、溶融金属Ｍ1 が冷却体２の傾斜通路２１表面に大量に残留してほとんど流れず、７１９℃以上になると、ガス及び酸化物の発生量が増大した。
▲２▼ 溶融金属Ｍ1 の流下速度；１０ｇ／ｓ以下では、溶融金属Ｍ1 が冷却体２の傾斜通路２１表面に大量に残留してほとんど流れず、５００ｇ／ｓ以上になるとコントロールが困難になった。
▲３▼ 冷却体（冷却板）の長さ；５０ｍｍ以下では、冷却の効果が現れず、デントライトが出てしまい、４５０ｍｍ以上では、溶融金属Ｍ1 が大量に残留してほとんど流れなかった。
▲４▼ 冷却体（冷却板）の傾斜角度；２０°以下では、溶融金属Ｍ1 がほとんど流れず傾斜通路の表面に大量に残留し、７０°以上では、溶融金属Ｍ2 の落下位置が不安定となり、不均一化を招いてしまった。
▲５▼ 保持容器の予熱温度；３００以下では、溶融金属Ｍ2 の温度分布が不均一になってしまった。
▲６▼ 保持容器の大きさ；炭素鋼を用いて保持容器を形成したところ、容器の肉厚を含めて、保持容器の大きさに伴う影響はさほどなかった。
▲７▼ 保持容器に収容せしめた溶融金属Ｍ2 の冷却条件；半溶融温度域で冷却した場合には、微細で且つほぼ均一に粒状化した１次粒子（初晶）が得られると共に、保持容器中の半凝固金属の温度がレオキャスト鋳造最適温度±５℃の範囲である時間（鋳造最適時間）を３０秒以上に長くすることが出来たが、冷却した場合には１次粒子（初晶）が粗大で不均一となり、鋳造最適時間も短かくなってしまった。
▲８▼ 保持容器に収容せしめた溶融金属Ｍ2 の保持時間；１分以下では、粒状化した１次粒子（初晶）が得られなかった。
【００６４】
［実施例］
図１及び図２に示した鋳造装置を用い、溶融金属としてＪＩＳ規格のＡＣ４Ｃアルミニウム合金を使用し、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させる際の溶湯温度を６５４℃（液相線温度＋４０℃）とし、少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を保持容器４に入れ、保温手段（保温容器）５内でもって５５０℃に３分間保持させて冷却し、固相率０．５の半凝固金属Ｍ3 を得た。そして、この半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填し、製品を鋳造した。鋳造した製品の金属組織（顕微鏡写真）を図１４に示す。
この顕微鏡写真から、１次粒子（初晶）が良好な球形状の結晶からなっておりしかも均一に分散していることが観察される。
【００６５】
［比較例］
前記実施例と同様の溶融金属を使用し、冷却体２の傾斜通路２１表面に接触させる際の溶湯温度を７２４℃（液相線温度＋１１０℃）とし、一部が固液共存状態に冷却された溶融金属Ｍ2 を保持容器４に入れ、保温手段（保温容器）５内でもって６１５℃に３分間保持させて冷却し、固相率０．５の半凝固金属Ｍ3 を得た。この半凝固金属Ｍ3 をダイカスト機の加圧スリーブａに装填し、製品を鋳造した。鋳造した製品の金属組織（顕微鏡写真）を図１５に示す。
この顕微鏡写真から、１次粒子（初晶）がデンドライト状に晶出し、不均一であることが分かる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係るレオキャスト鋳造法及びレオキャスト鋳造装置によれば、微細で且つほぼ均一な非樹枝状（球状）に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られ、その結果、高品質の鋳造品を安定して鋳造することが出来、工業的に量産化実施が容易に可能となる。
【００６７】
しかも、固相率が高い半凝固金属は、保持容器内で生成されてそのまま保持容器から別の容器に移し替えることなくダイカスト機の加圧スリーブに装填されるので、従来のレオメーカーを用いて鋳造していた場合の不具合、すなわち半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに装填するまでの温度コントロールが非常に難しい、半凝固金属がレオメーカーの金属排出口に付着堆積して開閉弁の動きがすぐに悪くなったり金属供給量のばらつきに基づく鋳造条件の変化などにより製品の品質が安定しないと言った不具合、をほぼ完全に解消することが出来ると共に、レオメーカーのような特殊な装置を必要としないので、比較的簡単で安価な構成でもって装置を設備することが出来る。
【００６８】
また、冷却体に接触させる際の溶融金属の温度を、液相線温度（ＴL ）からＴL ＋６０℃の間に調整することにより、１次粒子（初晶）が互いに分離して粒状化した金属スラリーが得られ、よって保持容器内で生成された半凝固金属が均一でチクソトロピー性に優れた金属組織となり、品質の優れた鋳造品を鋳造することが出来る。
【００６９】
また、冷却体を傾斜した通路となし、該冷却体上に溶融金属を注ぎ流下させることによりその少なくとも一部を固液共存状態に冷却することにより、保持炉から吐出される溶融金属を冷却体に容易且つ確実に接触させることが可能となり、よって１次粒子（初晶）が互いに分離して粒状化した金属スラリーを容易に得ることが出来る。
【００７０】
また、保持容器に供給する際の溶融金属の固相率を０．３以下に調整することにより、溶融金属が流動性に優れたものとなり、よってその溶融金属を冷却体または湯溜り槽の給湯口から保持容器に供給する際の溶融金属の切れが良好なものとなるため、保持容器に供給する際の金属供給量のばらつきを抑制することが出来ると共に、溶融金属の出湯口に溶融金属が付着・堆積して開閉弁の動きが悪くなるようなトラブルの発生がなくなる。
【００７１】
また、保持容器に溶融金属を定量供給することにより、保持容器に供給する金属供給量のばらつきをもとより少なくすることが可能となり、よって、粘性が高い状態で分配した時に発生する不具合を解消し、且つ金属供給量のばらつきに基づく鋳造条件の変化などを来たすことがなく、その結果、安定した品質の製品を安定して鋳造することが出来る。
【００７２】
また、保持容器を、収容する溶融金属の温度近くに予め加熱しておくことにより、保持容器に収容された溶融金属の冷却速度が遅くなって溶融金属内での温度分布の均一化を図りやすくなり、一層良好な金属組織を持った半凝固金属を得ることが出来る。
【００７３】
また、収容する溶融金属と接触する保持容器の内周面に、黒鉛等の固体潤滑剤を塗布することにより、保持容器内に収容された溶融金属が内周面に付着しなくなり、よって保持容器の内部で生成された半凝固金属を容易に分離して放出することが出来るようになる。
【００７４】
また、収容する溶融金属と接触する保持容器の内周面に、粉状断熱剤を乾燥した粉末のまま塗布することにより、収容した溶融金属の冷却速度を遅くして温度の均一化を図りやすくなると共に、その溶融金属が内周面に付着しなくなり、保持容器の内部で生成された半凝固金属を容易に分離して放出することが出来るようになる。しかも、保持容器内周面の温度が高くても粉状断熱剤を確実に塗布することが出来る。
【００７６】
また、特に請求項２記載のレオキャスト鋳造法によれば、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて当該保持容器がダイカスト機の加圧スリーブに到達するように各保持容器を順次ダイカスト機の加圧スリーブへ移送するようにしたので、鋳造サイクルを早め、量産化効果を高めることが出来る。
【００７７】
また、特に請求項３記載のレオキャスト鋳造法によれば、保持容器と冷却体を兼用させて、溶融金属を保持容器内に供給することにより該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を当該保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却するようにしたので、格別に冷却体を必要としなくなり、よってその分構造が簡素化すると共に、設備のトラブル要因がなくなり、尚且つ冷却体の傾斜通路上で溶融金属を固液共存状態に冷却する場合と比較して酸化物や異物の混入等の問題がなくなり、鋳造製品の品質を向上させることが出来る。
【００７８】
また、冷却体を下向きに傾斜した板形状または樋形状または管形状に形成することにより、保持炉から吐出される溶融金属を冷却体の表面（傾斜通路表面）に容易に接触させることが出来ると共に、安価に構成することが出来る。
【００７９】
また、冷却体を複数個用い、保持炉から１つの冷却体に溶融金属を注ぎ流下させた後、当該冷却体を移動させて次の冷却体を使用することにより、冷却体を冷却するための格別な機構を必要としないと共に、鋳造サイクルを早めることが出来る。
【００８０】
しかも、複数個の冷却体を、水平方向に設置した回転軸の周囲に放射状に配置すると共に該回転軸に対して軸芯方へ向け傾斜状に配設せしめ、各冷却体を上記回転軸を中心にして回転自在とすることにより、複数個の冷却体を狭いスペースに設置することが出来ると共に、所用定量の溶融金属を注ぎ流下させた後、冷却体が下方へ移動する間にその表面に付着・残留した溶融金属は凝固収縮して薄い金属片となって最下部あたりで冷却体から自然に剥がれ落ちてしまうので、冷却体に上記付着・残留物が増加するような問題発生がなくなると同時に、付着・残留した金属片が次の鋳造（ショット）時に溶融金属中に再溶解して溶融金属の品質を低下させてしまうような問題もなくなり、溶融金属の品質保持並びに冷却体の保守が容易となる。
【００８１】
また、冷却体に接触させることにより少なくとも一部が固液共存状態となった溶融金属を湯溜り槽に貯留させ、湯溜り槽から保持容器に少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を供給することにより、冷却体の傾斜通路を通過する間に溶融金属中に生成・混入した不純物や酸化物を、保持容器に供給する前に除去することが可能となり、よって保持容器に供給する溶融金属の品質を向上させることが出来る。
【００８２】
この際、冷却体から供給される溶融金属が流入する部分と給湯口との間位置に当該湯溜り槽の湯面上から湯面下にわたって酸化物除去ゲートを設置することにより、冷却体から供給される溶融金属中に混入した不純物や酸化物並びに湯溜り槽の湯面上に浮遊した酸化物を、保持容器に供給する前に除去することが可能となり、保持容器に供給する溶融金属の品質を一層のこと向上させることが出来る。
【００８３】
また、保持容器を略筒形状に形成し、その一端開口部に、生成された半凝固金属を放出するための開閉蓋を開閉自在に設けることにより、半凝固金属を保持容器から放出しやすいと共に、ダイカスト機の加圧スリーブへ直接装填することが出来るようになる。
【００８４】
また、保持容器を、略筒形状に形成すると共に軸方向に２つ以上に分割して開閉可能に構成することにより、半凝固金属を保持容器から放出しやすくなる。
この際、保持容器を構成している分割構成部材同士を蝶番で開閉可能に連結することにより、保持容器内で生成された半凝固金属を容易且つスムースに取出すことが出来ると同時に、ダイカスト機の加圧スリーブの注湯口にめがけて確実に放出しえるようになる。
【００８５】
また、保持容器が、溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成することにより、溶融金属がホルダーの内周面に付着することがなく、缶内で生成された半凝固金属をホルダーから容易且つスムースに取出すことが出来る。
【００８６】
この時、特に請求項６記載のレオキャスト鋳造装置のように、上記缶を、収容する溶融金属よりも高い融点を有する金属材で形成すれば、缶を肉厚の薄い板材で形成しても、缶が固液共存状態の溶融金属に接触して溶融するようなことがなくなる。
【００８７】
更に、特に請求項７記載のレオキャスト鋳造装置のように、上記缶を、収容する溶融金属と同基質の金属材で形成すれば、缶内で生成された半凝固金属を缶ごとダイカスト機の加圧スリーブに装填した場合に、鋳造品の鋳込み口と一体化した缶をそのまま再溶解することが出来ると共に、再溶解した溶融金属の成分変動を少なくすることが出来るので、再溶解した溶融金属の再利用が容易となる。
【００８８】
また、上記缶の外周部と上記ホルダーの内周部との間に隙間がないように形成することにより、缶を肉厚の薄い板材で形成しても、使用中に破損するような恐れが少なくなる。
【００８９】
また、特に請求項８記載のレオキャスト鋳造装置によれば、保持容器内に収容せしめた溶融金属を半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段を備えてなるので、ほぼ均一に粒状化した１次粒子（初晶）が安定して得られると同時に、保持容器中で生成された半凝固金属の温度がレオキャスト鋳造に最適な温度±５℃の範囲である時間（これを、鋳造最適時間と称する。）を、３０秒以上に長くすることが出来る。従って、保持容器中で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに供給するタイミングをダイカスト機の鋳造サイクルに合わせることが容易となると共に、ダイカスト機の鋳造サイクルが多少乱れた場合でも、ほぼ一定の固相率の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに供給することが出来る。
【００９０】
この時、保持容器の外周部に、保温手段を一体的に具備せしめることにより、保持容器内に収容せしめた溶融金属を、保持容器１個１個を独立して搬送しても温度変化少なく保持することが出来るようになると共に、特別な保温装置が不要となる。
【００９１】
また、冷却体と装填手段との間に、水平方向に回転する回転テーブルを設置し、該回転テーブルに複数個の保温手段（保温容器）を同心円状に配置し、上記保温手段（保温容器）内に収容せしめた保持容器を、その内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて順次前記装填手段で取出してダイカスト機の加圧スリーブへ移送することにより、保持容器内に供給した少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属の温度コントロールを容易且つシビアに行なえ、従って保持容器内で安定した固相率の半凝固金属を生成することが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来る。しかも、複数台のダイカスト機にも対応することが出来る。
【００９２】
そして、保持容器内に収容せしめた溶融金属を、保持容器１個１個を独立して搬送しても温度変化少なく保持することが出来るようになると共に、特別な保温装置が不要となる。
【００９３】
また、冷却体と装填手段との間に搬送コンベアを設置し、該搬送コンベア上の一部に保温手段（保温トンネル）を設置すると共に、該搬送コンベアに乗って移動する複数個の保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器を順次装填手段で取出してダイカスト機の加圧スリーブへ移送することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来、複数台のダイカスト機にも容易に対応することが出来る。
【００９４】
また、複数個の保持容器を傾転自在に設置した装填手段（無端コンベア）上の一部に保温手段（保温トンネル）を設置し、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器が順次装填手段（無端コンベア）の折返し部で傾転を開始し、傾転した保持容器内の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに直接装填することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来ると共に、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等の搬送手段を必要としない。
【００９５】
また、保温手段（加熱ヒータ）を備えた保持容器を湯溜り槽の給湯口に連通接続すると共に、該保持容器の底部開口をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口直上に臨ませて配置し、保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属を装填手段（栓兼用押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器に供給する溶融金属中に酸化物（酸化被膜）が混入するのを抑制することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能であると共に、保持容器内部の清掃を必要としなくなる。
【００９６】
また、保持容器を湯溜り槽の下部に水平状態に配設すると共に、保持容器の一端開口部をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口直上に臨ませて配置し、保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属を装填手段（押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器に供給する溶融金属中に酸化物（酸化被膜）が混入するのを抑制することが出来る。
しかも、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能であり、且つ保持容器内部の清掃を必要とせず、メンテナンスが容易となる。
【００９７】
また、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器の上部開口をダイカスト機の加圧スリーブの注湯口に接続させ、保持容器内の半凝固金属を装填手段（押出ピストン）でダイカスト機の加圧スリーブに押出し装填することにより、保持容器の内部で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに確実に且つ直接的に装填することが出来ると共に、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来る。
しかも、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来ると共に、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能となる。
【００９８】
また、保持容器が保温手段（保温トンネル）内を通過する間にこれら保持容器内に収容された溶融金属が所定の固相率の半凝固金属になるタイミングに合わせてその保持容器の開閉蓋を開いて保持容器内の半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに直接投入し、装填手段（押出ピストン）で金型に圧入することにより、保持容器内に収容した溶融金属の温度コントロールを容易に行なうことが出来る。
しかも、鋳造サイクルに合わせて半凝固金属を作成してダイカスト機の加圧スリーブに装填することが出来ると共に、保持容器内で生成された半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブに搬送するためのハンドロボット等を必要とせず、比較的狭い設置スペースにも設備可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る製造装置の第１実施例を示す模式正面図。
【図２】 図１の模式平面図。
【図３】 本発明に係る冷却体の実施例を示す模式側面図。
【図４】 本発明に係る保持容器の実施例を示す模式断面図。
【図５】 本発明に係る保持容器の他の実施例を示す斜視図。
【図６】 本発明に係る保持容器の更に他の実施例を示す模式断面図。
【図７】 本発明に係る製造装置の第２実施例を示す模式正面図。
【図８】 本発明に係る製造装置の第３実施例を示す模式正面図。
【図９】 本発明に係る製造装置の第４実施例を示し、（ａ）は模式側面図、（ｂ）は模式正面図。
【図１０】 本発明に係る製造装置の第５実施例を示す模式正面図。
【図１１】 本発明に係る製造装置の第６実施例を示す模式正面図。
【図１２】 第６実施例における工程を説明する模式正面図。
【図１３】 本発明に係る製造装置の第７実施例を示す模式正面図。
【図１４】 本発明の実施例に係る鋳造製品の金属組織の顕微鏡写真。
【図１５】 比較例を示す鋳造製品の金属組織の顕微鏡写真。
【符号の説明】
１……溶融金属保持炉 ２……冷却体
２１…傾斜通路 ２２…回転軸
２３…軸受 ２４…フレーム
３……湯溜り槽 ３１…給湯口
４……保持容器 ４１…缶
４２…ホルダー ４３…分割構成部材
４４…開閉蓋 ４５…蝶番
５……保温手段 ６……装填手段
７……回転テーブル ８……コンベア
９……無端コンベア １０…清掃ブラシ
Ｍ1 …溶融金属 Ｍ3 …半凝固金属
Ｍ2 …少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属
ａ……加圧スリーブ ａ１…注湯口
ｂ……加圧ピストン ｃ……金型
ｄ……キャビティ
Claims (8)
- 溶融金属を冷却体に接触させることにより当該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却して半凝固金属となし、然る後該半凝固金属をダイカスト機の加圧スリーブ内に装填して鋳造するレオキャスト鋳造法であって、前記保持容器は前記溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとからなり、前記保持容器に溶融金属を１鋳造（１ショット）に必要な量を定量供給し、前記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するようにした事を特徴とするレオキャスト鋳造法。
- 前記保持容器を複数個用い、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて当該保持容器が前記ダイカスト機の加圧スリーブに到達するように各保持容器を順次前記ダイカスト機の加圧スリーブへ移送するようにした請求項１記載のレオキャスト鋳造法。
- 前記保持容器が前記冷却体を兼ねており、溶融金属を上記保持容器内に供給することにより該溶融金属の少なくとも一部を固液共存状態に冷却し、この少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を当該保持容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却するようにした請求項１記載のレオキャスト鋳造法。
- 前記保持容器の内部温度を、溶融金属の供給時は固相線温度（ＴS）−２００℃以下とし、溶融金属を供給した後は固相線温度（ＴS）以上に加熱されるようにした請求項３記載のレオキャスト鋳造法。
- 製品を鋳造するダイカスト機と、所用量の溶融金属を保持しておくための保持炉と、該保持炉から供給された溶融金属を少なくとも一部を固液共存状態に冷却するための冷却体と、上記少なくとも一部が固液共存状態に冷却された溶融金属を収容するための保持容器と、上記保持容器内で生成された半凝固金属を前記ダイカスト機の加圧スリーブ内に装填するための装填手段とを備えてなり、前記保持容器が、少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を直接収容する缶と該缶を保持するホルダーとで構成され、前記保持容器を複数個用い、これら保持容器内で生成される半凝固金属が所定の固相率になるタイミングに合わせて各保持容器を順次前記ダイカスト機の加圧スリーブへ移送し当該半凝固金属を前記ホルダーから分離された前記缶ごと前記加圧スリーブ内に装填するように構成されている事を特徴とするレオキャスト鋳造装置。
- 前記缶が、収容する溶融金属よりも高い融点を有する金属材で形成されている請求項５記載のレオキャスト鋳造装置。
- 前記缶が、収容する溶融金属と同基質の金属材で形成されている請求項５記載のレオキャスト鋳造装置。
- 請求項５記載の鋳造装置において、前記保持容器内に収容せしめた少なくとも一部が固液共存状態になった溶融金属を半溶融温度域に保持しつつ所定の固相率に冷却するための保温手段を備え、該保温手段が、前記保持容器を１個宛て収容しえる大きさの略容器様に構成されている事を特徴とするレオキャスト鋳造装置。
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