JP4653796B2 - ディスクロータ鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ装置に使用されるディスクロータの鋳造方法に関する。

ディスクロータは、外周面および内周面をもつと共に外周面と内周面との間に摺動面を形成する摺動リング部を有しており、黒鉛を含有する鋳鉄で形成されている。黒鉛は、固体潤滑剤としての機能や、振動を減衰させる機能等を有するため、ディスクロータの性能向上に有効である。ディスクロータでは、ブレーキ時に摺動リング部の摺動面がパッドなどの相手材と摩擦摺動するため、摺動リング部の円周方向における偏摩耗が小さいことが要請されている。

鋳鉄でディスクロータを鋳造する方法が開示されている（特許文献１等）。図１６に模式的に示すように、この方法で使用される鋳型５Ｘは、摺動リング部を鋳造成形するリング状をなす鋳造キャビティ５３Ｘと、摺動リング部の外周面を成形するリング形状をなす外周成形用鋳型面５３１Ｘと、摺動リング部の内周面を成形するリング形状をなす内周成形用鋳型面５３２Ｘとを備えている。更に鋳型５Ｘにおいては、外周成形用鋳型面５３１Ｘの側において、円周方向に間隔を隔てて形成された複数の堰６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘが形成されている。更に、堰６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘに連通する湯道７１Ｘ，７２Ｘ，７３Ｘが形成されている。堰６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘは、鋳造キャビティ５３Ｘの中心線Ｐ５を放射方向に通る法線７７Ｘ，７８Ｘ，７９Ｘに対して平行となるように形成されている。
特開２００７−２１１８２８号公報

上記した方法によれば、鋳造キャビティ５３Ｘの円周方向に沿って複数の堰６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘを間隔を隔てて形成し、複数の堰６１Ｘ，６２Ｘ，６３Ｘから鋳造キャビティ５３Ｘに溶湯を流入させている。このため、堰が１個の場合に比較して、鋳造キャビティの周方向における溶湯の温度のばらつきが低減され、ディスクロータの品質の均一化に貢献できる。

しかしながら産業界では、車両の更なる高性能化等に鑑み、ディスクロータにおける偏摩耗を更に一層低減させ、ディスクロータの信頼性を更に一層高めることがますます要請されている。回転摺動体であるディスクロータにおいては、特に外周面側は回転半径が大きいだけに摺動条件が内周側に比較して厳しい。このため、ディスクロータの外周面側の円周方向において、偏摩耗を更に一層低減させることが必要となる。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近の円周方向において溶湯の温度のばらつきが低減され、摺動リング部における偏摩耗の抑制、殊に外周面側の偏摩耗の抑制に一層貢献することができるディスクロータ鋳造方法を提供することを課題とする。

（１）本発明者はディスクロータ鋳造方法について鋭意開発を進めている。そして、本発明者は次の事項を知見した。（ｉ）鋳造キャビティの外周側に形成した複数の堰から溶湯を鋳造キャビティに流入させるときには、溶湯が鋳型の内周成形用鋳型面に径方向から直接衝突する度合が高く、これに起因して溶湯の流れの偏りが鋳造キャビティにおいて発生しやすいこと、（ｉｉ）このため鋳造キャビティの円周方向でみると、堰に対面する溶湯部分と、隣接する堰間に存在する溶湯部分とで、凝固速度がかなり異なること、（ｉｉ）凝固速度の相違に起因して、摺動リング部の円周方向において、黒鉛サイズのばらつきが増加することを知見した。摺動リング部の摩耗は、黒鉛と基地組織との境界を起点として発生すると考えられているため、黒鉛サイズのばらつきは、偏摩耗の抑制の観点からは好ましくない。

そこで、本発明者は、鋳造キャビティの中心を放射方向に通る仮想線を法線とするとき、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面の側において円周方向に間隔を隔てて形成されている複数の堰の中心線をそれぞれ、法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度で傾斜させた鋳型を用いれば、本発明の課題を達成できることを知見し、本発明を完成させた。

（２）すなわち、本発明に係るディスクロータ鋳造方法は、外周面および内周面をもつと共に前記外周面と前記内周面との間に摺動面を形成する摺動リング部を有すると共に黒鉛を含有する黒鉛含有鋳鉄製のディスクロータを鋳造するディスクロータ鋳造方法であって、
前記摺動リング部を鋳造成形するリング状をなす鋳造キャビティと、前記摺動リング部の前記外周面を成形する外周成形用鋳型面と、前記摺動リング部の内周面を成形する内周成形用鋳型面と、前記外周成形用鋳型面の側において円周方向に間隔を隔てて形成され前記鋳造キャビティの中心を放射方向に通る法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度で傾斜した中心線をもつ複数の堰で形成された堰群と、前記堰群を構成する各前記堰に連通する湯道と、前記湯道に連通する湯口とを備える鋳型を準備する準備工程と、
前記鋳型の前記湯口から注湯した前記溶湯を前記湯道を介して前記堰群の各前記堰から前記法線に対して０°越え９０°未満の傾斜角度で前記鋳造キャビティ内に注入して凝固させる注湯凝固工程とを順に実施する方法であり、
前記堰群のうち前記湯口からの溶湯流動距離が最も長い堰を遠堰とし、前記堰群のうち前記湯口からの溶湯流動距離が最も短い堰を近堰とし、前記湯道を介して前記遠堰まで流れる前記溶湯の流れの慣性方向を遠堰用順方向とするとき、
前記遠堰は、前記遠堰から前記鋳造キャビティに流入する溶湯を前記遠堰用順方向に沿って流す向きに傾斜されており、前記近堰は、前記遠堰から前記鋳造キャビティに流入する前記溶湯の流れ方向に沿って前記溶湯を流す向きに傾斜されていることを特徴とする。

（３）注湯凝固工程によれば、鋳型の湯口から注湯した溶湯を湯道を介して堰群の各堰から法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度で鋳造キャビティ内に注入する。このため堰から鋳造キャビティに流入した溶湯が鋳型の内周成形用鋳型面に直接衝突することが抑制される。この結果、従来技術で発生していた溶湯の直接衝突に起因する分岐流が抑制される。このため、鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近において、溶湯の温度が局部的に低温の溶湯部分と局部的に高温の溶湯部分とが存在することが抑制される。

更に、堰群のうち湯口からの溶湯流動距離が最も長い堰を遠堰とし、堰群のうち前記湯口からの溶湯流動距離が最も短い堰を近堰とする。湯道を介して遠堰まで流れる溶湯の流れの慣性方向を遠堰用順方向とするとき、遠堰は、遠堰から鋳造キャビティに流入する溶湯を遠堰用順方向に沿って流す向きに傾斜されている。更に、近堰は、遠堰から鋳造キャビティに流入する溶湯の流れ方向に沿って溶湯を流す向きに傾斜されている。

従って、鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近の円周方向において、溶湯の温度のばらつきが低減される。この結果、鋳造キャビティにおいて、隣接する堰間に対面する部分で凝固する溶湯の温度と、堰に対面する部分で凝固する溶湯の温度とのばらつきが低減される。ひいては、鋳造キャビティの円周方向において、溶湯の凝固速度のばらつきも抑制される。この結果、前記円周方向において黒鉛サイズのばらつきも抑制される。

本発明によれば、鋳造キャビティの円周方向において、溶湯の温度のばらつきを抑制でき、ひいては凝固速度のばらつきを抑制できる。このためディスクロータの円周方向において、摺動特性のばらつき、偏摩耗を抑制できる。

殊に、ディスクロータの外周面側の円周方向において、溶湯の温度のばらつきを抑制でき、ひいては凝固速度のばらつきを抑制できる。このためディスクロータの外周面側の円周方向において、摺動特性のばらつき、偏摩耗を抑制できる。従って、ディスクロータの信頼性を一層向上させることができる。

・堰群を構成する複数の堰は、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面の側において円周方向に間隔を隔てて形成されている。堰の数は２個以上であればよい。しかし堰の数が過剰に増加すると、材料歩留まりが低下するため、ディスクロータのサイズにもよるが、２〜８個、殊に、２〜６個、２〜４個が好ましい。なおディスクロータの外径が増加すると、堰の数は増加する傾向がある。

・堰は、鋳造キャビティの中心を放射方向に通る法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度θで傾斜した中心線をもつ。θは１０〜８５度の範囲、１０〜８０度の範囲に適宜設定でき、２０〜７０度の範囲に設定することが好ましく、３０〜６０度の範囲に設定することが好ましい。θが９０°に近いほど、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面の接線方向に沿う構造となる。θが０度に近いほど、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面の接線方向から外れ、溶湯が鋳型の内周成形用鋳型面に直接衝突し易くなる。溶湯は片状黒鉛鋳鉄が好ましいが、いも虫状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄等でもよい。

・堰群のうち湯口からの溶湯流動距離が最も長い（遠い）堰を遠堰とし、湯道を介して遠堰まで流れる溶湯の流れの慣性方向を遠堰用順方向とするとき、遠堰は、遠堰から鋳造キャビティに流入する溶湯を遠堰用順方向に沿って流す向きに傾斜されており、堰群を構成する残りの堰（近堰を含む）は、遠堰から鋳造キャビティに流入する溶湯の流れ方向に沿って溶湯を流す向きに傾斜されている形態が例示される。遠堰は、他の堰に比較して湯口からの溶湯流動距離が最も遠い。このため、遠堰に到達した溶湯は、他の堰に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが低いおそれがある。このような場合、遠堰を通過した溶湯を鋳造キャビティにおいて遠堰用順方向に優先的に流せば、温度および熱エネルギが低い溶湯の湯流れ性を高めることができる。ひいては、低温で熱エネルギの低い溶湯が鋳造キャビティにおいて部分的に滞留化することが抑制される。ひいては鋳造キャビティの外周成形用鋳型面付近の円周方向における溶湯温度のばらつき低減に貢献することができ、更に当該円周方向における凝固速度の局部的なばらつきが抑制され、黒鉛サイズのばらつきが抑制される。

・湯道は、互いに反対方向に溶湯を流す遠堰に繋がる遠堰用湯道と、近堰に繋がる近堰用湯道とを備えている形態が例示される。この場合、堰群のうち湯口からの溶湯流動距離が最も短い（近い）堰を近堰とし、湯道を介して近堰まで流れる溶湯の流れの慣性方向を近堰用順方向とし、近堰用順方向の逆向きの方向を近堰用逆方向とするとき、近堰は、近堰から鋳造キャビティに流入する溶湯を近堰用逆方向に沿って流す向きに傾斜されており、堰群を構成する残りの堰（遠堰を含む）は、近堰から鋳造キャビティに流入する溶湯の流れ方向に沿って溶湯を流す向きに傾斜されている形態が例示される。近堰は、他の堰に比較して湯口からの溶湯流動距離が最も近いため、近堰に到達した溶湯は、他の堰に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが高い可能性がある。このような場合、近堰を通過した溶湯を鋳造キャビティにおいて近堰用順方向ではなく、近堰用逆方向に流せば、温度および熱エネルギが高い溶湯の湯流れ性が過剰に高くなることが抑制される。ひいては、他の堰から鋳造キャビティに流入した低温で熱エネルギの低い溶湯が鋳造キャビティにおいて部分的に滞留化することが抑制される。ひいては鋳造キャビティの外周成形用鋳型面付近の円周方向における溶湯温度のばらつき低減に貢献することができる。更に当該円周方向において、凝固速度の局部的なばらつきが抑制され、黒鉛サイズのばらつきが抑制される。

・堰群のうち遠堰は、法線に対する傾斜角度が最も大きく設定されている形態が例示される。法線に対する傾斜角度が最も大きいことは、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面に対して最も接線に近い形態を意味する。遠堰は、他の堰に比較して湯口からの溶湯流動距離が最も遠いため、遠堰に到達した溶湯は、他の堰に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが低いおそれがある。このような場合、溶湯を鋳造キャビティの外周成形用鋳型面に対して最も接線に近い形態で流入させて、鋳造キャビティにおける湯流れ性を高めることは、低温で熱エネルギの低い溶湯の部分的な滞留化が抑制される。故に、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面付近の円周方向における溶湯温度のばらつき低減に貢献することができる。ひいては当該円周方向において、凝固速度の局部的なばらつきが抑制され、黒鉛サイズのばらつきが一層抑制される。

・また、堰群のうち近堰は、法線に対する傾斜角度が最も大きく設定されている形態が例示される。近堰は、他の堰に比較して湯口からの溶湯流動距離が最も近いため、近堰に到達した溶湯は、他の堰に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが高いことがある。このような場合、温度および熱エネルギが高い溶湯を鋳造キャビティの外周成形用鋳型面に対して最も接線に近い形態で流入させて湯流れ性を高めることは、鋳造キャビティの外周成形用鋳型面における溶湯温度の高温化に貢献でき、円周方向における溶湯温度のばらつき低減に貢献することができる。なお、溶湯の熱エネルギが大きい方が、熱エネルギが小さい場合に比較して、溶湯の凝固速度が緩やかになり、黒鉛のサイズの成長は促進されると推察される。

・鋳型は鋳型本体と鋳型本体に保持されたシェル中子型とを有しており、堰群の堰空間の少なくとも一部はシェル中子型のシェル型面で区画されている形態が例示される。堰の中心線の傾斜角度が大きい場合には、堰を構成する型部分が鋭角化する傾向となる。この場合、鋭角化した型部分が溶湯により損傷され、鋳造不良を発生させるおそれがある。そこで、シェル中子型のシェル型面で堰空間の少なくとも一部を区画すれば、損傷は抑制され、鋳造不良が抑えられる。シェル中子型は熱硬化性樹脂で砂を結合して硬化されているため、溶湯に起因する損傷性または崩壊性は低いからである。

・摺動リング部の肉厚について、摺動リング部の外周面は摺動リング部の内周面よりも大きく設定されている形態が例示される。この場合、鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近において、溶湯の熱エネルギが増加する。このため鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近における溶湯の局部的な低温化が抑制され、凝固速度の局部的なばらつき低減に貢献でき、黒鉛サイズのばらつき低減に貢献できる。

・鋳型の材質は生砂型、シェルモールド型、セラミックス型、コンクリート型、金型等を例示できる。ディスクロータを構成する鋳鉄の組成は、片状黒鉛、いも虫状黒鉛等の黒鉛を生成するものであれば良い。冷却速度に影響を与える鋳型の材質によるが、例えば、鋳鉄全体を１００％とするとき、質量比で、Ｃ：２．０〜４．２％、Ｓｉ：０．８〜６．５％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．５％以下、Ｓ：０．５％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成が例示される。必要に応じて、他の合金元素を含有することができる。

・各堰は互いに対向する２つの対面壁面で規定されており、２つの対面壁面の延長線の少なくとも一方（好ましくは両方）は、鋳型の内周成形用鋳型面に当たらないように設定されている形態が例示される。各堰から鋳造キャビティに流入する溶湯が鋳型の内周成形用鋳型面に直接衝突することが抑制される。よって、鋳造キャビティの円周方向に沿って溶湯を流動させ易い利点が得られる。このため鋳造キャビティのうち外周成形用鋳型面付近における溶湯の局部的な低温化が抑制され、凝固速度の局部的なばらつき低減に貢献でき、黒鉛サイズのばらつき低減に貢献できる。

以下、本発明の実施例１について図１〜図４を参照して説明する。

本実施例は車両用のディスクロータ１を鋳造する方法を示している。図１に示すように、ディスクロータ１は、中心線Ｐ１の回りを１周する摺動リング部２を有する。摺動リング部２は、アウタリング部３と、アウタリング部３に対面するインナリング部４とを備えている。アウタリング部３とインナリング部４との間には、空気が通過する冷却通路１０を仕切る羽根部１１が形成されている。よってディスクロータ１は、冷却性が高いベンチレーテッドタイプとされている。

アウタリング部３はインナリング部４よりも径方向（矢印Ｄ方向）において内側に更に延設されており、取付孔１２をもつ取付部１３を有する。取付孔１２は鋳造成形で形成してもよいし、後加工で形成してもよい。アウタリング部３は、アウタリング部３の外縁を形成する第１外周面３１、および、取付部１３の内縁を形成する第１内周面３２をもつと共に、第１外周面３１と第１内周面３２との間に平坦状のリング形状をなす第１摺動面３３を形成する。インナリング部４は、インナリング部４の外縁を形成する第２外周面４１、および、インナリング部４の内縁を形成する第２内周面４２をもつ。第２外周面４１と第２内周面４２との間に平坦状のリング状をなす第２摺動面４３を形成する。

制動時には、第１摺動面３３は一方の相手材と摩擦摺動すると共に、第２摺動面４３は他方の相手材と摩擦摺動する。摺動リング部２は、片状黒鉛を基地組織に分散させた片状黒鉛鋳鉄を基材とする。基地組織はパーライト系、フェライト系、パーライト−フェライト系、オーステナイト系、ベイナイト系等のいずれかが採用される。

図２は、ディスクロータ１を鋳造する鋳型５の半分を鉛直方向に沿って切断した断面を示す。図２に示すように、鋳型５は基本的には生砂型であり、鋳型本体として機能する第１鋳型５１と、第１鋳型５１に埋設された中子型５２（第２鋳型）とを備えている。第１鋳型５１は、上型である第１分割型５１ｆと、下型である第２分割型５１ｓとで形成されており、割り面５１ｐは水平方向に沿っている。鋳型５は、アウタリング部３を鋳造成形するリング状をなす第１鋳造キャビティ５３と、インナリング部４を鋳造成形するリング状をなす第２鋳造キャビティ５４とをもつ。鋳型５においては、アウタリング部３の第１外周面３１を成形する第１外周成形用鋳型面５３１と、インナリング部４の第２外周面４１を成形する第２外周成形用鋳型面５４１とが形成されている。更に、鋳型５には、アウタリング部３の第１内周面３２を成形するリング状をなす第１内周成形用鋳型面５３２と、インナリング部４の第２内周面４２を成形するリング状をなす第２内周成形用鋳型面５４２とが形成されている。

図３は鋳型５の一部を水平方向に沿って切断した断面を示す。図３は鋳型５の一部のみを示す。実際には、量産化のため、図３に示す鋳型部分が４個分一体的に並設されている。図３に示すように、鋳型５は、第１堰６１、第２堰６２および第３堰６３で形成された堰群６と、第１堰６１に連通する第１湯道７１と、第２堰６２に連通する第２湯道７２と、第３堰６３に連通する第３湯道７３と、第１湯道７１、第２湯道７２および第３湯道７３に連通する湯口７とを有する。第１湯道７１、第２湯道７２、第３湯道７３は、第１鋳造キャビティ５３の外周に沿って弧状に形成されている。

第１湯道７１および第２湯道７２は、湯口７から分岐部７ｍまで合流する共通湯道部を有しており、分岐部７ｍから分岐されている。図３において、第１湯道７１は、第１鋳造キャビティ５３，第２鋳造キャビティ５４に対して図示反時計方向（矢印Ｒ１方向）に向けて延設されており、第１堰６１（遠堰）に連通するため、遠堰用湯道である。第２湯道７２および第３湯道７３は、第１鋳造キャビティ５３および第２鋳造キャビティ５４に対して図示時計方向（矢印Ｒ３方向）に向けて延設されている。図３において、第３湯道７３は、第３堰６３（近堰）に連通するため遠堰用湯道である。

第１堰６１、第２堰６２および第３堰６３は、第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１の側において、円周方向に一定の間隔を隔てて形成されている。第１堰６１は、第１鋳造キャビティ５３の中心線Ｐ２を放射方向に通る第１法線７７に対してθ１（０°越え、９０°未満）の傾斜角度で傾斜した第１中心線６１ａと、第１中心線６１ａを介して互いに対面する第１対面壁面６１０とをもつ。第１対面壁面６１０は、第１湯道７１の下流側の下流対面壁面６１１と、下流対面壁面６１１よりも上流側の上流対面壁面６１２とを備えている。下流対面壁面６１１および上流対面壁面６１２は、堰空間を介して互いに対向していると共に、第１中心線６１ａとほぼ平行とされている。

第２堰６２は、第１鋳造キャビティ５３の中心線Ｐ２を放射方向に通る第２法線７８に対してθ２（０°越え、９０°未満）の傾斜角度で傾斜した第２中心線６２ａと、第２中心線６２ａを介して互いに対面する第２対面壁面６２０とをもつ。第２対面壁面６２０は、第２湯道７２の下流側の下流対面壁面６２１と、下流対面壁面６２１よりも上流側の上流対面壁面６２２とを備えている。下流対面壁面６２１および上流対面壁面６２２は、堰空間を介して互いに対面すると共に、第２中心線６２ａとほぼ平行とされている。

第３堰６３は、第１鋳造キャビティ５３の中心線Ｐ２を放射方向に通る第３法線７９に対してθ３（０°越え、９０°未満）の傾斜角度で傾斜した第３中心線６３ａと、第３中心線６３ａを介して互いに対面する第３対面壁面６３０とをもつ。第３対面壁面６３０は、第３湯道７３の下流側の下流対面壁面６３１と、下流対面壁面６３１よりも上流側の上流対面壁面６３２とを備えている。下流対面壁面６３１および上流対面壁面６３２は、堰空間を介して互いに対面すると共に、第３中心線６３ａとほぼ平行とされている。

本実施例によれば、基本的には０°＜θ１＝θ２＝θ３＜９０°の関係、または、０°＜θ１≒θ２≒θ３＜９０°の関係とされている。第１堰６１の流路断面積をＳ１とし、第２堰６２の流路断面積をＳ２とし、第３堰６３の流路断面積をＳ３とすると、基本的にはＳ１＝Ｓ２＝Ｓ３の関係、または、Ｓ１≒Ｓ２≒Ｓ３の関係とされている。なお、第１湯道７１、第２湯道７２および第３湯道７３の流路断面積は、第１堰６１、第２堰６２および第３堰６３から溶湯をできるだけ均等に分配できるように設定されていることが好ましい。但し必要に応じて、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の大小関係を調整しても良い。

堰群６のうち湯口７からの溶湯流動距離が最も長い（遠い）遠堰は、第１堰６１とされる。ここで、第１湯道７１を介して遠堰まで流れる溶湯の流れの慣性方向を遠堰用順方向（矢印Ａ１方向）とし、遠堰用順方向に対して逆向きの方向を遠堰用逆方向（矢印Ａ２方向）とする。本実施例によれば、第１堰６１（遠堰）から第１鋳造キャビティ５３に流入する溶湯を遠堰用順方向（矢印Ａ１方向，矢印Ａ方向）に沿って流す向きに、第１堰６１（遠堰）は傾斜されている。堰群６を構成する残りの堰、即ち、第２堰６２および第３堰６３の傾斜向きは、矢印Ａ方向（遠堰用順方向，矢印Ａ１方向）に沿って溶湯を流す向きとされている。ここで、鋳造キャビティ５３における溶湯の流れ方向は、前記遠堰用順方向（矢印Ａ１方向）と同じ向きを示す矢印Ａ方向（図３参照）である。

遠堰である第１堰６１は、他の堰である第２堰６２および第３堰６３に比較して、湯口７からの溶湯流動距離が最も遠い。このため、第１堰６１（遠堰）に到達した溶湯は、他の堰（第２堰６２および第３堰６３）に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが低いおそれがある。このような場合であっても、第１堰６１（遠堰）を通過した溶湯を第１鋳造キャビティ５３において遠堰用順方向（矢印Ａ１方向）に流せば、温度および熱エネルギが低い溶湯の湯流れ性を優先的に高めることができる。ひいては、低温で熱エネルギの低い溶湯が鋳型５の第１鋳造キャビティ５３の円周方向において部分的に滞留化することを抑制できる。ひいては第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１付近の円周方向において、溶湯温度のばらつき低減に貢献することができ、当該円周方向において、凝固速度の局部的なばらつきを抑制でき、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる利点が得られる。

換言すると、堰群６のうち湯口７からの溶湯流動距離が最も短い（近い）第３堰６３を近堰とし、第３湯道７３を介して第３堰６３（近堰）まで流れる溶湯の流れの慣性方向を近堰用順方向（矢印Ｂ２方向）とし、近堰用順方向の逆向きの方向を近堰用逆方向（矢印Ｂ１方向）とすると、第３堰６３から第１鋳造キャビティ５３に流入する溶湯を近堰用逆方向（矢印Ｂ１方向）に沿って流す向きに、第３堰６３（近堰）は傾斜されている。

すなわち、堰群６を構成する残りの堰である第１堰６１（遠堰）および第２堰６２は、第３堰６３（近堰）から第１鋳造キャビティ５３に流入する溶湯の流れ方向（近堰用逆方向である矢印Ｂ１方向，矢印Ａ１方向）に沿って溶湯を流す向きに傾斜されている。

ここで、第３堰６３（近堰）は、他の堰である第１堰６１および第２堰６２に比較して湯口７からの溶湯流動距離が最も近い。このため第３堰６３（近堰）に到達した溶湯は、他の堰である第１堰６１および第２堰６２に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが高い可能性がある。このような場合、第３堰６３（近堰）を通過した溶湯を第１鋳造キャビティ５３において近堰用順方向（矢印Ｂ２方向）ではなく、近堰用逆方向（矢印Ｂ１方向）に流せば、他の堰６１，６２から第１鋳造キャビティ５３に流入した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが高い溶湯の湯流れ性が過剰に高くなることを抑制できる。

ひいては、他の堰である第１堰６１および第２堰６２から第１鋳造キャビティ５３に流入した低温で熱エネルギの低い溶湯が第１鋳造キャビティ５３の円周方向において部分的に滞留化することを抑制できる。ひいては第１鋳造キャビティ５３の円周方向において、溶湯温度のばらつき低減に貢献することができ、凝固速度の局部的なばらつきが抑制され、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。

殊に本実施例によれば、各堰６１〜６３から鋳造キャビティ５３に流入する溶湯は、鋳型５の第１外周成形用鋳型面５３１に沿って円周方向（矢印Ａ方向）に流れ易くなる。このため、第１外周成形用鋳型面５３１付近の円周方向において、溶湯温度のばらつき低減に貢献することができ、凝固速度の局部的なばらつきを抑制でき、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。

本実施例によれば、第２鋳造キャビティ５４は第１鋳造キャビティ５３に連通しつつ同軸的に形成されているため、第２鋳造キャビティ５４においても基本的には同様のことが言える。即ち、第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向において、溶湯温度のばらつき低減に貢献することができ、当該円周方向において、凝固速度の局部的なばらつきを抑制でき、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。

以上の説明から理解できるように、鋳型５の湯口７から注湯した溶湯を、第１湯道７１，第２湯道７２および第３湯道７３を介して、第１堰６１、第２堰６２および第３堰６３から各法線６１ａ，６２ａ，６３ａに対して、０°越え且つ９０°未満の傾斜角度θ１，θ２，θ３で第１鋳造キャビティ５３内に注入し、ひいては第２鋳造キャビティ５４内に注入する。

このため第１堰６１（遠堰）、第２堰６２および第３堰６３（近堰）から第１鋳造キャビティ５３に流入した溶湯が第１鋳型５１の第１内周成形用鋳型面５３２に対して径方向から直接衝突することが抑制される。この結果、従来技術において発生していた直接衝突に起因する溶湯の分岐流が抑制される。このため、第１鋳造キャビティ５３のうち第１外周成形用鋳型面５３１付近において、溶湯の温度が局部的に低温の溶湯部分と、局部的に高温の溶湯部分とが存在することを抑制できる。第２鋳造キャビティ５４においても同様である。

従って本実施例によれば、第１鋳造キャビティ５３のうち第１外周成形用鋳型面５３１付近の円周方向において、溶湯の温度のばらつきを低減できる。同様に、第２鋳造キャビティ５４のうち第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向において、溶湯の温度のばらつきを低減できる。この結果、鋳造キャビティ５３，５４の円周方向において、隣接する堰６１，６２，６３間に対面する部分で凝固する溶湯の温度と、堰６１，６２，６３に直接対面する部分で凝固する溶湯の温度とにおいて、ばらつきを低減できる。ひいては、当該円周方向における凝固速度のばらつきも抑制できる。

この結果、ディスクロータ１について、アウタリング部３の第１外周面３１側の円周方向における黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。ひいては、当該円周方向における摺動特性のばらつきを抑制できる。故に、第１摺動面３３および第２摺動面４３について、その円周方向における偏摩耗の抑制に貢献できる。殊に、アウタリング部３の第１外周面３１側の円周方向における黒鉛サイズのばらつきを抑制でき、当該円周方向における摺動特性のばらつきを抑制でき、偏摩耗の抑制に貢献できる。同様に、インナリング部４の第２外周面４１側の円周方向においても、同様に、黒鉛サイズのばらつき、ひいては当該円周方向における摺動特性のばらつきを抑制できる。従って、ディスクロータ１の信頼性を一層向上させることができる。

図４（Ａ）（Ｂ）は、第１鋳造キャビティ５３における溶湯の湯流れ凝固について、湯流れ凝固シミュレーションソフト（クオリカ、ＪＳＣＡＳＴ）で解析した結果を示す。図４（Ａ）は従来形態の解析結果を示す。図４（Ｂ）は実施例１の解析結果を示す。ここで溶湯の温度の高低の関係として、○＞●＞△の順である。図４（Ａ）に示す従来形態によれば、θ１＝θ２＝θ３＝０°の関係に設定されている。この従来形態によれば、第１堰６１Ｘ、第２堰６２Ｘ、第３堰６３Ｘから第１鋳造キャビティ５３に流入する溶湯は、鋳型５Ｘの第１内周成形用鋳型面５３２Ｘに対して径方向から直接衝突する傾向が高くなるため、かかる衝突に基づいて溶湯が衝突箇所から左右に分岐して分岐流Ｍ１、Ｍ２を形成し、それがほぼ径方向に沿って鋳型５Ｘの第１外周成形用鋳型面５３１Ｘに向かうことになる。このため、この従来形態によれば、ディスクロータ１のアウタリング部３の第１外周面３１側において、その円周方向では、溶湯温度が部分的にばらつき、ひいては凝固速度がばらつく傾向がある。これに起因して、アウタリング部３の第１外周面３１側の円周方向における黒鉛サイズの差（ばらつき）が大きくなると推察される。

これに対して、図４（Ｂ）に示す実施例１によれば、第１堰６１（遠堰）、第２堰６２、第３堰６３（近堰）から第１鋳造キャビティ５３に流入する溶湯は、第１外周成形用鋳型面５３１の円弧の接線に近い方向に沿って流れる傾向があるため、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に対して直接衝突しにくくなる。よって溶湯が左右に分岐して分岐流を形成することを抑制できる。即ち、溶湯は鋳型５の第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１に沿って円周方向に流れ易くなる。このため、実施例１によれば、溶湯が凝固して形成されたディスクロータ１のアウタリング部３の第１外周面３１側について、円周方向における溶湯温度のばらつき、凝固温度のばらつきが小さくなり、黒鉛サイズのばらつき（差）が小さくなると推察される。同様に、ディスクロータ１のインナリング部４の第２外周面４１側においても、円周方向における黒鉛サイズのばらつき（差）が小さくなると推察される。

本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する図１〜図３を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、９０°＞θ１＞θ２＞θ３＞０°とされている。このように堰群６のうち第１堰６１（近堰）の傾斜角度θ１は、θ２およびθ３よりも大きい。これは、第１堰６１の第１中心線６１ａは、第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１，第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１に対して、最も接線に近い形態とされていることを意味する。

第１堰６１（遠堰）は、他の堰である第２堰６２および第３堰６３に比較して湯口７からの溶湯流動距離が最も遠い。このため第１堰６１（遠堰）に到達した溶湯は、第２堰６２および第３堰６３に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが低いおそれがある。このような場合、第１堰６１の溶湯を第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１の円弧に対して最も接線に近い形態で流入させて湯流れ性を優先的に高める。

このため、低温で熱エネルギの低い溶湯の部分的な滞留化を抑制できる。よって、第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１付近の円周方向における溶湯温度のばらつきを低減できる。更に、第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向における溶湯温度のばらつきを低減できる。ひいては当該円周方向において、凝固速度の局部的なばらつきを抑制でき、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。

本実施例は実施例２と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、図１〜図３を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。９０°＞θ１＞θ２≒θ３＞０°とされている。

本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、図１〜図３を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。堰群６のうち第３堰６３（近堰）の傾斜角度θ３は、θ１およびθ２よりも大きい（θ３＞θ１≒θ２）。ここで、第３堰６３（近堰）は、他の堰である第１堰６１および第２堰６２に比較して湯口７からの溶湯流動距離が最も近い。このため、第３堰６３（近堰）に到達した溶湯は、第１堰６１および第２堰６２に到達した溶湯に比較して、温度および熱エネルギが高いことが多い。このような場合、温度および熱エネルギが高い溶湯を第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１に対して最も接線に近い形態で流入させて優先的に湯流れ性を高めれば、第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１、第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向における溶湯温度の高温化に貢献でき、溶湯温度のばらつき低減に貢献することを期待できる。なお、第１鋳造キャビティ５３，第２鋳造キャビティ５４に注入される溶湯の熱エネルギが大きい方が、熱エネルギが小さい場合に比較して、溶湯の凝固速度が緩やかになり、黒鉛のサイズの成長は促進されると推察される。

本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。但し、図示はしないものの、鋳型には、第１堰、第２堰、第３堰の他に、第４堰（法線に対する傾斜角度θ４）がそれぞれ一定の間隔を隔てて形成されている。基本的には、９０°＞θ１＝θ２＝θ３＝θ４＞０°の関係、または、９０°＞θ１≒θ２≒θ３≒θ４＞０°の関係とされている。

図５は実施例６を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図５に示すように、鋳型５は、アウタリング部３を鋳造成形するリング状をなす第１鋳造キャビティ５３と、インナリング部４を鋳造成形するリング状をなす第２鋳造キャビティ５４とをもつ。更に鋳型５には、アウタリング部３の第１外周面３１を成形する第１外周成形用鋳型面５３１と、インナリング部４の第２外周面４１を成形する第２外周成形用鋳型面５４１とが形成されている。また鋳型５には、インナリング部４の第２内周面４２を成形する第２内周成形用鋳型面５４２とが形成されている。

２つの第２鋳造キャビティ５４は、互いに接近しつつ上下方向において並設されており、互いに対向する。更に、第１鋳造キャビティ５３は第２鋳造キャビティ５４の上側および下側に形成されている。第１堰６１の堰空間は、シェル中子型５８のシェル型面で区画されている。第２堰６２の堰空間、第３堰６３の堰空間も同様に、シェル中子型５８のシェル型面で区画されている。

従来形態のように傾斜角度θ１，θ２，θ３が０°に設定されていれば、第１堰６１を構成する型部分、第２堰６２を構成する型部分、第３堰６３を構成する型部分が鋭角化せず、溶湯に対して強度を有し易い。これに対して、傾斜角度θ１，θ２，θ３が０°を越え且つ９０°よりも小さい角度（例えばθ１，θ２，θ３が２０〜７０°）であれば、注湯凝固工程において、鋭角化した型部分が溶湯との接触に起因して損傷するおそれがある。そこで本実施例によれば、シェル中子型５８のシェル型面で、第１堰６１の堰空間、第２堰６２の堰空間、第３堰６３の堰空間を区画する。これにより損傷を抑制できる。シェル中子型５８は熱硬化性樹脂で砂粒子を結合して硬化されているため、シェル中子型５８の型面としては、生砂型である第１鋳型５１の鋳型面よりも損傷性および崩壊性が低いからである。シェル中子型５８は型部分５８ａ，５８ｂ，５８ｃをもつ。

図６は実施例７を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。鋳型５は、第１鋳型５１と、第１鋳型５１に保持された第１シェル中子型５８ｆ、第２シェル中子型５８ｓ、第３シェル中子型５８ｔとを有する。

第１シェル中子型５８ｆの型面は、第１堰６１の堰空間を形成している。第２シェル中子型５８ｓの型面は、第２堰６２の堰空間を形成している。第３シェル中子型５８ｔの型面は、第３堰６３の堰空間を形成している。第１シェル中子型５８ｆ〜第３シェル中子型５８ｔは、熱硬化性樹脂で砂粒子を結合して硬化されているため、シェル型面は、溶湯と接触しても第１鋳型５１の鋳型面よりも損傷性は低い。従って、θ１，θ２，θ３を９０°に近づくよう大きくするとき、第１堰６１を構成する型部分、第２堰６２を構成する型部分、第３堰６３を構成する型部分が鋭角化したとしても、その部分の強度が確保され易い。故に、溶湯の堰流入速度を速くすることができる。

図７は実施例８を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、図１〜図３を準用する。以下、相違する部分を中心として説明する。摺動リング部２の肉厚について、摺動リング部２の外周面の肉厚は摺動リング部２の内周面の肉厚よりも大きく設定されている。すなわち、アウタリング部３の第１外周面３１の肉厚ｔ１ｐは、アウタリング部３の第１内周面３２側の肉厚ｔ１ｉよりも大きく設定されている（ｔ１ｐ＞ｔ１ｉ）。またインナリング部４の第２外周面４１の肉厚ｔ２ｐは、インナリング部４の第２内周面４２の肉厚ｔ２ｉよりも大きく設定されている（ｔ２ｐ＞ｔ２ｉ）。冷却通路１０は、径外方向に向かうにつれて通路幅が小さくなる傾斜状の内壁面１０１、１０２で形成されている。第１摺動面３３および第２摺動面４３は互いに平行とされている。

本実施例によれば、ｔ１ｐ＞ｔ１ｉの関係とされているため、第１鋳造キャビティ５３において、アウタリング部３の第１外周面３１を形成する第１外周成形用鋳型面５３１付近で溶湯が更に流れ易くなる。同様に、ｔ２ｐ＞ｔ２ｉの関係とされているため、第２鋳造キャビティ５４において、インナリング部４の第２外周面４１を形成する第２外周成形用鋳型面５４１付近で溶湯が更に流れ易くなる。ひいては、第１外周成形用鋳型面５３１付近、第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向において、溶湯温度のばらつきを低減でき、凝固速度のばらつきを抑制でき、黒鉛サイズのばらつきを抑制できる。

本実施例によれば、第１鋳造キャビティ５３、第２鋳造キャビティ５４のうち、第１外周成形用鋳型面５３１付近、第２外周成形用鋳型面５４１付近において溶湯が更に流れ易くなるため、当該付近における溶湯の熱エネルギが増加する。よってアウタリング部３の第１外周面３１、インナリング部４の第２外周面４１側において、黒鉛の長さが成長し易くなる。このため、黒鉛による固体潤滑性、振動減衰性の増加が期待でき、ディスクロータ１の信頼性を更に高めるのに貢献できる。

図８は実施例９を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図８に示すように、摺動リング部２の肉厚について、摺動リング部２の外周面の肉厚は、摺動リング部２の内周面の肉厚よりも大きく設定されている。すなわち、アウタリング部３の第１外周面３１の肉厚ｔ１ｐは、アウタリング部３の第１内周面側の肉厚ｔ１ｉよりも大きく設定されている（ｔ１ｐ＞ｔ１ｉ）。またインナリング部４の第２外周面４１の肉厚ｔ２ｐは、インナリング部４の第２内周面４２の肉厚ｔ２ｉよりも大きく設定されている（ｔ２ｐ＞ｔ２ｉ）。冷却通路１０は、径外方向に向かうにつれて通路幅が小さくなるように段部１０３を有する内壁面１０１、１０２で形成されている。

図９は実施例１０を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図９に示すように、摺動リング部２はソリッド型とされており、冷却通路を有しない。

図１０は実施例１１を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図１０に示すように、第１堰６１（遠堰）を構成する第１対面壁面６１０は、互いに対向する下流対面壁面６１１および上流対面壁面６１２を備えている。上流対面壁面６１２（鋳造キャビティ５３の溶湯の流れ方向である矢印Ａ方向において第１法線７７よりも上流側）は、下流対面壁面６１１よりも傾斜角度が大きく設定され、第１外周成形用鋳型面５３１の接線の向きに近づくようにされている。従って上流対面壁面６１２の延長線６１２ｍは、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。勿論、下流対面壁面６１１の延長線６１１ｍも、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。

第２堰６２を構成する第２対面壁面６２０は、互いに対向する下流対面壁面６２１および上流対面壁面６２２を備えている。下流対面壁面６２１（鋳造キャビティ５３の溶湯の流れ方向である矢印Ａ方向において第２法線７８よりも上流側）は、上流対面壁面６２２よりも傾斜角度が大きく設定され、第１外周成形用鋳型面５３１の接線の向きに近づくようにされている。従って下流対面壁面６２１の延長線６２１ｍは、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。勿論、上流対面壁面６２２の延長線６２２ｍも、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。

第３堰６３（近堰）を構成する第３対面壁面６３０は、互いに対向する下流対面壁面６３１および上流対面壁面６３２を備えている。下流対面壁面６３１は（鋳造キャビティ５３の溶湯の流れ方向である矢印Ａ方向において第３法線７９よりも上流側）、上流対面壁面６３２よりも傾斜角度が大きく設定され、第１外周成形用鋳型面５３１の接線に近づくようにされている。従って下流対面壁面６３１の延長線６３１ｍは、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。勿論、上流対面壁面６３２の延長線６３２ｍも、鋳型５の第１内周成形用鋳型面５３２に当たらないように設定されている。

このような本実施例によれば、溶湯が接線方向に沿って流れ易くなるため、第１内周成形用鋳型面５３２に径方向から直接衝突する確率が更に低下される。よって、溶湯を鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１に沿って円周方向に流し易くなる。このため低温の溶湯が第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１において部分的に滞留することを更に抑制できる。なお、堰の鋭角化した部分をシェル中子型の型面で形成することも好ましい。

上記した従来形態および実施例１に基づいて、ディスクロータ１を実際に鋳造で成形した。ディスクロータ１のアウタリング部３については、外径サイズは３０５ミリメートルとし、平均肉厚は９ミリメートルとした。インナリング部４については、外径サイズは３０５ミリメートルとし、内径サイズは１６８ミリメートルとし、平均肉厚は９ミリメートルとした。溶湯組成はＦＣ１５０相当で、質量比で、Ｃ：３．５５％、Ｓｉ：２．１５％、Ｍｎ：０．５８％、Ｐ：０．０３５％、Ｓ：０．０９０％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるものを用いた。

このディスクロータ１について、円周方向における平均黒鉛長さの差（ばらつき）を求めた。この場合、画像処理装置を用い、顕微鏡組織を画像処理し、その平均黒鉛長さの差をソフトウェア処理した。画像処理装置は、鋳鉄組織解析用画像処理装置（”ＯＴＧ−５０２キャンパス” 大阪特殊金合金株式会社）を用いた。黒鉛長さについては、片状黒鉛の長さ方向の一端と他端との直線距離として測定した。従来形態および実施例１において、サイズを同一、厚みを同一、組成を同一、鋳型５の材質、鋳鉄組成を同一、注湯条件を同一とした。但し、従来形態ではθ１＝θ２＝θ３＝０°に設定した。実施例１ではθ１＝θ２＝θ３＝６０°に設定した。

図１１はディスクロータ１のアウタリング部３についての試験結果（ｎ＝１０）を示す。図１２はディスクロータ１のインナリング部４についての試験結果（ｎ＝１０）を示す。図１１において、横軸は、アウタリング部３の外周である第１外周面３１から径方向に沿って第１内周面３２に向かう距離を示し、縦軸は円周方向における平均黒鉛長さの差ΔＬを示す。差ΔＬは、円周方向における平均黒鉛長さのばらつきを意味する。図１２において、横軸は、インナリング部４の外周である第２外周面４１から径方向に沿って第２内周面４２に向かう距離を示し、縦軸は円周方向における平均黒鉛長さの差ΔＬを示す。

図１１および図１２において、◆印は従来方案を採用する従来形態の場合における黒鉛長さの差ΔＬ（ばらつき）を示し、■印は実施方案を採用する実施例１の場合における黒鉛長さの差ΔＬ（ばらつき）を示す。図１１に示すように、ディスクロータ１のアウタリング部３については、従来形態によれば、第１外周面３１側では差ΔＬはかなり大きかったが、実施例１によれば、第１外周面３１側では差ΔＬは小さくなっていた。また、図１２に示すように、ディスクロータ１のインナリング部４については、第２外周面４１側において、差ΔＬは、従来形態よりも実施例１の方が小さくなっていた。

図１１に示すように、堰群６が形成される側のアウタリング部３については、従来形態に対して実施例１では、差ΔＬを顕著に小さくでき、優れた効果を示す。堰群６が形成されない側のインナリング部４については、従来形態に対して実施例１では、差ΔＬを小さくできるものの、あまり顕著ではなかった。なお図１において、ディスクロータ１の第１外周面３１および第２外周面４１から示されている『２，４，６，８，１０，２２』の数字は、第１外周面３１および第２外周面４１から径方向に沿って内周側に変位する距離［ミリメートル］を示す。

更に、基本的には同様な条件でディスクロータ１を鋳造で形成した。試験結果を図１３〜図１５に示す。図１３〜図１５はディスクロータ１のアウタリング部３についての試験結果（ｎ＝８）を示す。図１３はθ１＝θ２＝θ３＝３０°の場合の試験結果を示す。図１４はθ１＝θ２＝θ３＝６０°の場合の試験結果（ｎ＝８）を示す。図１５はθ１＝θ２＝θ３＝０°の場合の試験結果（ｎ＝８）を示す。縦軸および横軸は前述した通りである。

図１５に示すように、θ１＝θ２＝θ３＝０°の場合には、差ΔＬは大きい。図１３，図１４に示すように、θ１＝θ２＝θ３＝３０°の場合や、θ１＝θ２＝θ３＝６０°の場合、従来形態に比較して、差ΔＬは小さい。殊に、θ１＝θ２＝θ３＝３０°の場合に比較して、θ１＝θ２＝θ３＝６０°の場合には、差ΔＬは小さくなる。その理由としては次のように推察される。即ち、法線に対する堰６１，６２，６３の傾斜角度が大きい方が、第１鋳造キャビティ５３に対して接線に近い方向で溶湯が注入される。このため第１鋳造キャビティ５３の第１外周成形用鋳型面５３１付近の円周方向における溶湯温度のばらつき低減、更には、第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１付近の円周方向における溶湯温度のばらつき低減に貢献することができる。ひいては当該円周方向における凝固速度の局部的なばらつきを抑制でき、当該円周方向における黒鉛サイズのばらつきを抑制できるためと推察される。

（その他）
上記した実施例１によれば、第１堰６１、第２堰６２および第３堰６３は、第１鋳造キャビティ５３（アウタリング部３を形成するキャビティ）の第１外周成形用鋳型面５３１の側において形成されているが、これに限らず、インナリング部４を成形する第２鋳造キャビティ５４の第２外周成形用鋳型面５４１の側において円周方向に所定の間隔を隔てて形成されていてもよい。９０°＞θ２＞θ３＞θ１＞０°とされていても良い。９０°＞θ１＞θ３＞θ２＞０°とされていても良い。

上記した記載から次の技術的思想も把握される。

［付記項１］外周面および内周面をもつと共に前記外周面と前記内周面との間に摺動面を形成するリング部を有する黒鉛含有鋳鉄製の回転体を鋳造する回転体鋳造方法であって、前記摺動リング部を鋳造成形するリング状をなす鋳造キャビティと、前記摺動リング部の前記外周面を成形する外周成形用鋳型面と、前記リング部の内周面を成形する内周成形用鋳型面と、前記外周成形用鋳型面の側において円周方向に間隔を隔てて形成され前記鋳造キャビティの中心を放射方向に通る法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度で傾斜した中心線をもつ複数の堰で形成された堰群と、前記堰群を構成する各前記堰に連通する湯道と、前記湯道に連通する湯口とを備える鋳型を準備する準備工程と、前記鋳型の前記湯口から注湯した前記溶湯を前記堰群の各前記堰から前記法線に対して０°越え９０°未満の傾斜角度で前記鋳造キャビティ内に注入して凝固させる注湯凝固工程とを順に実施することを特徴とする鋳鉄回転体鋳造方法。鋳鉄回転体としては、ブレーキドラム、フライホィール等が例示される。

本発明は車両または産業機器などに使用されるディスクロータの鋳造方法に利用できる。

ディスクロータを示す断面図である。 ディスクロータを鋳造する第１鋳造キャビティおよび第２鋳造キャビティを有する鋳型の半分を垂直方向に沿って切断して示す断面図である。 ディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティを水平方向に切断して示す断面図である。 （Ａ）はディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティに沿って水平方向に切断して示す従来形態に係る断面図であり、（Ｂ）はディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティに沿って水平方向に切断して示す実施例１に係る断面図である。 実施例６に係り、ディスクロータを鋳造する第１鋳造キャビティおよび第２鋳造キャビティを有する鋳型を垂直方向に沿って切断して示す部分断面図である。 実施例７に係り、ディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティを水平方向に切断して示す断面図である。 実施例８に係り、ディスクロータの外周側を切断して示す部分断面図である。 実施例９に係り、ディスクロータの外周側を切断して示す部分断面図である。 実施例１０に係り、ディスクロータの外周側を切断して示す部分断面図である。 実施例１１に係り、ディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティを水平方向に切断して示す断面図である。 ディスクロータのアウタリング部についての試験結果を示すグラフである。 ディスクロータのインナリング部についての試験結果を示すグラフである。 θ１，θ２，θ３が３０°で鋳造したときにおけるディスクロータについての試験結果を示すグラフである。 θ１，θ２，θ３が６０°で鋳造したときにおけるディスクロータについての試験結果を示すグラフである。 θ１，θ２，θ３が０°で鋳造したときにおける従来形態に係るディスクロータについての試験結果を示すグラフである。 従来形態に係り、ディスクロータを鋳造する鋳造キャビティのうち第１鋳造キャビティに沿って水平方向に切断して示す断面図である。

１はディスクロータ、２は摺動リング部、３はアウタリング部、４はインナリング部、３１はアウタリング部の第１外周面、３２はアウタリング部の第１内周面、４はインナリング部、４１はインナリング部の第２外周面、４２はインナリング部の第２内周面、５は鋳型、５１は第１鋳型（鋳型本体）、５２は中子型、５３は第１鋳造キャビティ、５４は第２鋳造キャビティ、５３１は第１外周成形用鋳型面、５３２は第２外周成形用鋳型面、５４１は第２外周成形用鋳型面、５４２は第２外周成形用鋳型面、６は堰群、６１は第１堰（遠堰）、６２は第２堰、６３は第３堰（近堰）を示す。

Claims (8)

1. 外周面および内周面をもつと共に前記外周面と前記内周面との間に摺動面を形成する摺動リング部を有すると共に黒鉛を含有する黒鉛含有鋳鉄製のディスクロータを鋳造するディスクロータ鋳造方法であって、
   前記摺動リング部を鋳造成形するリング状をなす鋳造キャビティと、前記摺動リング部の前記外周面を成形する外周成形用鋳型面と、前記摺動リング部の内周面を成形する内周成形用鋳型面と、前記外周成形用鋳型面の側において円周方向に間隔を隔てて形成され前記鋳造キャビティの中心を放射方向に通る法線に対して０°越え且つ９０°未満の傾斜角度で傾斜した中心線をもつ複数の堰で形成された堰群と、前記堰群を構成する各前記堰に連通する湯道と、前記湯道に連通する湯口とを備える鋳型を準備する準備工程と、
   前記鋳型の前記湯口から注湯した前記溶湯を前記湯道を介して前記堰群の各前記堰から前記法線に対して０°越え９０°未満の傾斜角度で前記鋳造キャビティ内に注入して凝固させる注湯凝固工程とを順に実施する方法であり、
   前記堰群のうち前記湯口からの溶湯流動距離が最も長い堰を遠堰とし、前記堰群のうち前記湯口からの溶湯流動距離が最も短い堰を近堰とし、前記湯道を介して前記遠堰まで流れる前記溶湯の流れの慣性方向を遠堰用順方向とするとき、前記遠堰は、前記遠堰から前記鋳造キャビティに流入する溶湯を前記遠堰用順方向に沿って流す向きに傾斜されており、
   前記近堰は、前記遠堰から前記鋳造キャビティに流入する前記溶湯の流れ方向に沿って前記溶湯を流す向きに傾斜されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
2. 請求項１において、前記堰群を構成する堰のうち前記遠堰および前記近堰以外の残りの堰は、前記遠堰から前記鋳造キャビティに流入する前記溶湯の流れ方向に沿って前記溶湯を流す向きに傾斜されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
3. 請求項１または請求項２において、前記湯道は、互いに反対方向に溶湯を流す前記遠堰に繋がる遠堰用湯道と、前記近堰に繋がる近堰用湯道とを備えており、前記近堰用湯道を介して前記近堰まで流れる前記溶湯の流れの慣性方向を近堰用順方向とし、前記近堰用順方向に対する逆向きの方向を近堰用逆方向とするとき、前記近堰は、前記近堰から前記鋳造キャビティに流入する前記溶湯を前記近堰用逆方向に沿って流す向きに傾斜されている
   ことを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
4. 請求項１〜請求項３のうちの一項において、前記堰群のうち前記遠堰は、前記法線に対する前記傾斜角度が最も大きく設定されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
5. 請求項１または請求項２のうちの一項において、前記堰群のうち前記近堰は、前記法線に対する前記傾斜角度が最も大きく設定されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
6. 請求項１〜請求項５のうちの一項において、前記鋳型は鋳型本体と前記鋳型本体に保持されたシェル中子型とを有しており、前記堰群の堰空間の少なくとも一部は前記シェル中子型のシェル型面で区画されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
7. 請求項１〜請求項６のうちの一項において、前記摺動リング部の肉厚について、前記摺動リング部の外周面は前記摺動リング部の内周面よりも大きく設定されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。
8. 請求項１〜請求項７のうちの一項において、各前記堰は互いに対向する２つの対面壁面で規定されており、２つの前記対面壁面の延長線の少なくとも一方は、前記鋳型の前記内周成形用鋳型面に当たらないように設定されていることを特徴とするディスクロータ鋳造方法。

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