JP5909000B1 - 鋳型支持構造、鋳造機、鋳造物の製造方法および鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心鋳造における鋳型の高速回転を実現する。【解決手段】鋳型支持構造（１ｃ）は、遠心鋳造に用いられる鋳型（１）の一部を支持する支持ローラ（２）を備え、支持ローラ（２）の支持面（鋳型１の円錐台状の端部側面１ｇ）が鋳型の回転軸（Ｃ１）に対して傾斜している。【選択図】図２

Description

本発明は、遠心鋳造に用いられる、鋳型支持構造、鋳造機、鋳造物の製造方法および鋳型に関する。

遠心鋳造機において、遠心鋳造時に回転している鋳型を支持するための構造として、例えば特許文献１に記載のような鋳型の軸方向前後に設けられた一対の軸受装置を備えた鋳造機が開示されている。

特開２０１１−２１２６８８号公報（２０１１年１０月２７日公開）

しかしながら、特許文献１に開示された軸受装置は、鋳型をその回転軸と直交する方向に支持するものであるため、厚みの均一性を向上させるべく、鋳型を非常に高速回転させた場合には、確実に鋳型を支持することが困難となり、該鋳型に振動が発生してしまう可能性があった。

本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、鋳型の回転時における振動を抑制して、鋳型の高速回転を実現する鋳型支持構造、該鋳型支持構造を備えた鋳造機、該鋳造機を用いた鋳造物の製造方法および回転時の振動が抑制される鋳型を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の鋳型支持構造は、遠心鋳造に用いられる鋳型の一部を支持する支持ローラを備え、上記支持ローラの支持面が、上記鋳型の回転軸に対して傾斜している。

上記の構成によれば、支持ローラの支持面が鋳型の回転軸に対して傾斜していることから、支持ローラによって、鋳型が該鋳型の回転軸方向および該回転軸と垂直な方向に支持される。したがって、鋳型の支持がより確実となり、鋳型の回転時の振動を抑制することができる。そのため、鋳型の高速回転が可能となる。

また、本発明の鋳型支持構造の、上記支持ローラの支持面は、上記支持ローラによって上記鋳型の一部を押圧する力の向きが上記鋳型の回転軸方向における中央部側を向くように、上記鋳型の回転軸に対して傾斜していることが好ましい。

支持ローラによって鋳型の一部を押圧する力の向きが該鋳型の端面側を向くように、支持ローラの支持面を鋳型の回転軸に対して傾斜させた場合、支持ローラを鋳型の支持面と垂直な方向に移動させるための機構が別途必要となる。

その点、上記の構成によれば、支持ローラを鋳型の一部に押し当てるだけで鋳型の支持が実現する。そのため、本発明に係る鋳型支持構造を備えた鋳造機の機構を簡素にすることができ、部品点数の削減およびコスト削減を実現することができる。

また、本発明の鋳型支持構造の、上記支持ローラは、上記鋳型における、上記鋳型の回転軸と同一の中心軸を有する円錐台状に形成された少なくとも一端を支持していることが好ましい。

上記の構成によれば、支持ローラによって支持される鋳型の少なくとも一端は、円錐台状を形成しているため、該一端に加わる力を鋳型の回転軸方向および該回転軸方向と垂直な方向に作用させることができ、鋳型の支持がより確実となる。これらのことから、鋳型の高速回転がより実現可能となる。

また、本発明の鋳型支持構造における、上記円錐台状に形成された少なくとも一端における上記支持ローラの支持面の、上記鋳型の回転軸に対する傾斜角度は、１０°以上５０°以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、円錐台状に形成された少なくとも一端の支持ローラが支持する表面において、鋳型の回転軸方向および該回転軸方向と垂直な方向に適切に押圧力が加わる。そのため、鋳型の支持がより安定化し、ひいては鋳型の高速回転をより安全に行うことができる。

また、本発明の鋳型支持構造の、上記鋳型は、上記円錐台状に形成された少なくとも一端において、少なくとも３つの上記支持ローラで支持されていることが好ましい。

上記の構成によれば、円錐台状に形成された両端のそれぞれにおいて、荷重の加わる箇所が少なくとも３つできることから、鋳型の支持がより安定化する。そのため、鋳型の高速回転をより安全に行うことができる。

また、本発明の鋳型支持構造は、上記鋳型の回転軸に沿って上記鋳型の端面を見た場合における、隣り合う２つの上記支持ローラと上記鋳型の回転軸とのなす角度が均等になるように、上記少なくとも３つの支持ローラのそれぞれが配置されていることが好ましい。

上記の構成によれは、少なくとも３つの支持ローラが、円錐台状に形成された鋳型の端部上に、隣り合う２つの支持ローラと回転軸とのなす角度（回転軸に沿って鋳型を見た場合）が均等になるように配置される。そのため、上記端部に対して均等に力が加わり、鋳型の支持がより安定化する。そのため、鋳型の高速回転をより安全に行うことができる。

また、本発明の鋳型支持構造の、上記支持ローラの外形は、円錐台状となっており、上記支持ローラを円錐台とみなした場合における上底面が、上記鋳型の端面方向を向いていることが好ましい。

上記の構成によれは、支持ローラで円錐台状に形成された両端を支持することにより生じる、該支持ローラに作用する反力を異なる方向に分散させることができる。そのため、支持ローラの破損を抑制することができ、鋳型を安全に高速回転させることができる。

また、上記の構成によれば、鋳型の回転軸、支持ローラの回転軸、支持ローラの支持面における、鋳型の回転軸に沿った方向の延長線は、全て鋳型の回転軸上の特定の一点で交わる。そのため、支持ローラを構成する各部位間で回転差が生じることを防止することができ、遠心鋳造時における鋳型の回転軸に沿う方向の支持ローラの滑りと、遠心鋳造時における鋳型の回転軸に直交する方向の支持ローラの滑りとを抑制することができる。

また、本発明の鋳型支持構造の、上記支持ローラは、上記鋳型の回転軸の軸方向に移動可能であることが好ましい。

上記の構成によれば、支持ローラを鋳型の回転軸方向に移動させるだけで、鋳型の支持を解除することができる。そのため、鋳型の交換を容易にすることができる。

また、本発明の鋳造機は、上記の鋳型支持構造を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、鋳型を高速回転させた場合においても、鋳型の振動を抑制するとともに、鋳型を確実に支持する鋳造機を実現することができる。

また、本発明の鋳造物の製造方法は、上記の鋳造機を用いた鋳造物の製造方法であって、溶湯が供給されている上記鋳型の一部を、上記鋳造機に備えられた上記鋳型支持構造における上記支持ローラで支持して回転させる鋳型回転工程を含んでいる。

上記の構成によれば、本発明に係る鋳造機を用いることによって、回転時の鋳型の振動を抑制しつつ、鋳型を高速回転させることができる。したがって、溶湯を鋳型内面に均等に分布させることができ、製造された鋳造物の厚みを均一にすることができる。そのため、本発明に係る鋳造物の製造方法によって鋳造物の品質を向上させることができる。

また、本発明の鋳型は、遠心鋳造に用いられる鋳型であって、上記鋳型の回転軸に対して傾斜した回転軸を有し、遠心鋳造時に上記鋳型を回転させながら支持する複数の支持ローラにより支持されるよう、長手方向の側面が形成されている。

上記の構成によれば、支持ローラの回転軸が鋳型の回転軸に対して傾斜するように鋳型の長手方向の側面が形成されていることから、鋳型は、支持ローラによって該鋳型の回転軸方向および該回転軸と垂直な方向に支持される。したがって、鋳型の支持がより確実となり、鋳型の回転時の振動を抑制することができる。そのため、高速回転が可能な鋳型を実現することができる。

また、本発明の鋳型は、上記鋳型の回転軸と同一の中心軸を有する円錐台状に、上記鋳型の両端が形成されており、この円錐台状に形成された両端にて、上記支持ローラに支持される。

上記の構成によれば、鋳型の両端が円錐台状に形成されているため、該両端を支持ローラによって支持することにより、回転時の振動が抑制される。また、両端を支持ローラによって支持した場合、該両端に加わる力を鋳型の回転軸方向および該回転軸方向と垂直な方向に作用させることができ、鋳型の支持がより確実となる。これらのことから、高速回転がより可能な鋳型を実現することができる。

本発明の一態様によれば、鋳型の回転時における振動を抑制することができるとともに、支持ローラが摩耗した場合でも鋳型を確実に支持することができる。そのため、遠心鋳造における鋳型の高速回転が可能となる。

本発明の実施形態１に係る鋳造機の概略構成を示す断面図である。 上記鋳造機が備える鋳造物成型部の概略構成を示す断面図である。 上記鋳造物成型部が備える鋳型の端部周辺の概略構成を示す断面図である。 上記鋳造物成型部の概略構成を示す正面図である。 （ａ）は、上記鋳造物成型部が備える支持ローラで上記鋳型を支持した場合に、支持ローラに反力が作用する様子を示した概略図である。（ｂ）は、上記支持ローラに実質的に作用する、上記反力の分解成分を示した概略図である。（ｃ）は、上記分解成分が、上記支持ローラの回転軸に平行な方向の成分と該回転軸に直交する方向の成分とに、さらに分解される様子を示した概略図である。 上記鋳造物成型部が備えるウォータージャケットローラの傾斜面の上記回転軸（鋳型）に対する傾斜角度と、上記支持ローラが備える軸部の該回転軸に対する傾斜角度との関係を示す概略図である。 上記鋳造機の変形例の構成を示す断面図であり、鋳造開始時点の様子を示している。 上記鋳造機の変形例の構成を示す断面図であり、鋳造終了時点の様子を示している。 （ａ）および（ｂ）は、本発明に係る鋳造機に用いられる、鋳型の両端の形状およびウォータージャケットローラの外形形状の変形例を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明に係る支持ローラによる、鋳型の支持方法の変形例を示す概略図である。 本発明の実施形態１に係る鋳造機における溶湯供給構造である、円弧取鍋およびシュートの拡大図である。

〔実施形態１〕
本発明に係る一実施形態について、図１〜６、および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

＜鋳造機１００の構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係る鋳造機１００の概略構成を示す断面図である。具体的には、図１は鋳造終了時点の様子を示している。

図１に示す鋳造機１００は、鋳造物成型部１０、定置取鍋２０から溶湯３０が供給される円弧取鍋４０、モーター５０、シュート６０、トラフ７０およびトラフ移動部８０を備えている。円弧取鍋４０は、取鍋本体４０ａおよびノズル（注湯口）４０ｂを備えている。

取鍋本体４０ａは、溶湯３０を貯留するものである。取鍋本体４０ａは、第１断面（取鍋本体から外部への注湯方向と、鉛直方向とで規定される平面と平行な方向における断面、すなわち、紙面と同じ面）形状が中心４０ｃを中心とする第１円弧である底面部４０ｄを備えている。換言すれば、取鍋本体４０ａの第１断面視は、中心４０ｃを中心とする扇形である。取鍋本体４０ａは、モーター５０により、中心４０ｃを回動軸として、取鍋本体４０ａから外部への注湯方向と、鉛直方向とで規定される平面内で回動される。なお、底面部４０ｄは、該回動軸に沿って（紙面表裏方向に）延伸するように設けられている。

ノズル４０ｂは、底面部４０ｄに配置されている。円弧取鍋４０は、このノズル４０ｂから、取鍋本体４０ａに貯留された溶湯３０を外部へ注湯することが可能となっている。モーター５０により取鍋本体４０ａの回動角度を制御することで、取鍋本体４０ａから外部へ注湯される溶湯３０の量を調節することが可能である。また、取鍋本体４０ａの回動に追従して、ノズル４０ｂも回動される。

シュート６０は、円弧取鍋４０から注湯された溶湯３０を受け、受けた溶湯３０を水平方向に導く溝状の部材である。シュート６０は、その表面に塗型（黒鉛等）が塗布されている。シュート６０より導かれた溶湯３０は、トラフ７０に供給される。

シュート６０は、上記第１断面において、取鍋本体４０ａから外部への注湯方向と、シュート６０が溶湯３０を導く方向とがなす角度θ（図１１参照）が、９０°以上２７０°以下である。好ましくは、１８０°以下である。ここで、シュート６０が溶湯３０を導く方向とは、シュート６０の先端部における溶湯３０の流れ方向（トラフ７０に溶湯３０を導く方向）であり、角度θは図１１に示す通り、取鍋本体４０ａから外部への注湯方向と、シュート６０の先端がトラフ７０に溶湯３０を導く方向への、流れの方向が変化する角度である。換言すれば、シュート６０の先端における溶湯３０が流れる方向は、ノズル４０ｂからの注湯方向と水平方向において、概ね逆方向である。これにより、円弧取鍋４０から注湯された溶湯３０の流れが、シュート６０によって流れの方向を大きく変えられるため、円弧取鍋４０からの注湯時の勢いを緩衝することが可能である。このため、シュート６０から供給される溶湯３０の流れを安定化させることができる。また、シュート６０は、上記第１断面形状が、中心４０ｃを中心とし、かつ、上記第１円弧より中心４０ｃまでの距離が遠い第２円弧である。これにより、底面部４０ｄとシュート６０との最短距離ｄ（図１１参照）を一定とすることが容易である。この最短距離ｄを一定とすることにより、シュート６０が溶湯３０を導くことをより安定化させることが可能となる。

トラフ７０は、溶湯３０が通る溝であり、鋳造物成型部１０側が下がるようにやや傾斜して延伸している。トラフ移動部８０は、例えばレールであり、トラフ７０の延伸方向に沿って台車を移動させる。トラフ７０は、普段は該レールに対して平行な傾斜角度であるが、該レールに対して鋳造物成型部１０側が下がるようにさらに傾斜させることが可能となっていてもよい。

鋳造機１００では、取鍋本体４０ａを回動させることにより、ノズル４０ｂの位置を変化させることができる。これにより、シュート６０が溶湯３０を受ける位置を、取鍋本体４０ａの回動角度に応じて適宜変化させることができる。この結果、シュート６０表面の溶湯接触面に塗布された塗型を厚塗りしないでも、シュート６０表面に焼き付きが生じることを抑制することができ、シュート６０に対するダメージを低減することができる。

（鋳造物成型部１０の構成）
図２は、鋳造機１００が備える鋳造物成型部１０の概略構成を示す断面図である。また、図３は、鋳造物成型部１０が備える鋳型１の端部１ｅ周辺の概略構成を示す断面図である。

図２に示すように、鋳造物成型部１０は、鋳型１、支持ローラ２、支持ローラ保持体３、鋳型回転ローラ５、モーター６および制振台７を備えている。

鋳型１は、モールド１ａ、スリーブ１ｂおよびウォータージャケットローラ１ｈを備えている。モールド１ａおよびスリーブ１ｂはともに円筒形状であるが、スリーブ１ｂおよびウォータージャケットローラ１ｈについては、その端部１ｅ（両端）が鋳型１の回転軸Ｃ１と同一の中心軸を有する円錐台状に形成されている。また、スリーブ１ｂおよびウォータージャケットローラ１ｈは、モールド１ａを囲むように、モールド１ａに対して同心円状に設けられている。

上述のように、鋳型１の端部１ｅを円錐台状にすることにより、該端部１ｅに加わる力を回転軸Ｃ１方向および該回転軸Ｃ１方向と垂直な方向に作用させることができ、支持ローラ２による鋳型１の支持がより確実となる。

なお、支持ローラ２による鋳型１の支持面（鋳型１の円錐台状の端部側面１ｇ；図３参照）が鋳型１の回転軸に対して傾斜していれば、上記と同様の効果を得ることができる。

上述のように、モールド１ａ、スリーブ１ｂ、ウォータージャケットローラ１ｈが別部材で鋳型１を構成する場合、支持ローラ２で支持されるウォータージャケットローラ１ｈの表面が摩耗した場合など、部材の交換で対応できるため補修が容易となるとともに、鋳型１として複雑な形状のものを実現し得る。

また、鋳型１の円錐台状の端部側面１ｇ（支持ローラの支持面；図３参照）の回転軸Ｃ１に対する傾斜角度は、１０°以上５０°以下であることが好ましい。なお、本実施形態では傾斜角度を２０°としている。

傾斜角度を上述のようにすることで、上記端部側面１ｇにおいて、回転軸Ｃ１方向および該回転軸Ｃ１方向と垂直な方向に適切に支持ローラ２の押圧力が加わる。そのため、鋳型１の支持がより安定化し、ひいては鋳型１の高速回転をより安全に行うことができる。

さらに、モールド１ａとスリーブ１ｂとの間には空間１ｆが形成されており、この空間１ｆに、外部からウォータージャケットローラ１ｈを介して冷却水８ａを供給することにより、モールド１ａの冷却が可能となっている。

なお、トラフ７０に導かれた溶湯３０は、鋳造物成型部１０側のトラフ７０の端部（以下、トラフ７０の終端と称する）から流れ落ち、モールド１ａに導かれる。つまり、トラフ７０の終端が、モールド１ａへの溶湯３０の供給部分となっている。

支持ローラ２は、鋳型１の端部１ｅを、鋳造時に回転させながら支持する部材である。図３に示すように、支持ローラ２は、支持ローラ本体２ａおよび軸部２ｂを備え、支持ローラ本体２ａが回転軸Ｃ２周りに回動自在な構成となっている。支持ローラ本体２ａの外形は略円錐台状となっており、該支持ローラ本体２ａにおける面積の小さい方の端面、換言すれば該支持ローラ本体２ａを円錐台とみなした場合における上底面２ｃが、鋳型１の端面１ｄ方向を向いている。

支持ローラ２の配置を上述のようにすることで、支持ローラ２の支持面および回転軸Ｃ２は、該支持ローラ２によって鋳型１の端部１ｅを押圧する力の向きが該鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部側を向くように、該鋳型１の回転軸Ｃ１に対して傾斜する。したがって、支持ローラ２を鋳型１の円錐台状の端部側面１ｇに押し当てるだけで鋳型１の支持が実現する。そのため、支持ローラ２を回転軸Ｃ１と垂直な方向に移動させるための機構を考慮する必要がなく、鋳造機１００の機構を簡素化できる。

また、鋳型１の回転によって、支持ローラ２における鋳型１の端部１ｅとの接触面が摩耗した場合でも、支持ローラ２を回転軸Ｃ１と平行に鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部に向けて移動させるだけで、支持ローラ２は、摩耗前と同様の状態で鋳型１の端部１ｅを支持することができる。そのため、鋳型１の高速回転を一定時間継続した場合でも、支持ローラ２による安定した鋳型１の支持を維持することができる。

さらに、支持ローラ本体２ａが回動しながら鋳型１を支持できるように、支持ローラ本体２ａの中空部（図示せず）と軸部２ｂとの隙間に設置する転がり軸受（図示せず）については、軸受内径の小さい市販のものを用いることができる。そのため、鋳型１の回転数を上げても、支持ローラ２に用いる転がり軸受の限界ｄｎ値以下に実際のｄｎ値を抑えることができ、鋳型１の高速回転が可能となる。

ここで、ｄｎ値は、転がり軸受の内径に軸部の毎分回転数を乗じた値を指す。また、限界ｄｎ値は、特定の転がり軸受における毎分回転数の限界値を求めるための基準となる値である。限界ｄｎ値は、軸受の形式・寸法、保持器の形式・材料、軸受荷重、潤滑方法、軸受周辺を含めた冷却状況等に応じてあらかじめ定まっている。

支持ローラ保持体３は、鋳型１が支持ローラ２によって支持されるよう、該支持ローラ２を所定の位置で保持するための部材である。支持ローラ保持体３は、鋳型１の装着時および取り外し時には、支持ローラ２と一体となって回転軸Ｃ１方向に移動する。具体的には、装着時には鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部に向けて移動し、取り外し時には鋳型１の端面１ｄ方向に移動する。

このように、支持ローラ２および支持ローラ保持体３を回転軸Ｃ１の軸方向に移動させるだけで、鋳型１の支持を解除することができることから、鋳型１の交換を容易にすることができる。

ウォータージャケットローラ１ｈは、スリーブ１ｂにおける円錐台状の端部を囲むようにスリーブ１ｂに対して同心円状に設けられた略円錐台状の部材であり、鋳造時にはモールド１ａおよびスリーブ１ｂと一体となって回転する。また、図３に示すように、回転時には、ウォータージャケットローラ１ｈに設けられた略中空円筒状の接続部４ａの一部が、常に外部の給排水口内に配置される構成となっている（図示せず）。

ウォータージャケットローラ１ｈおよび接続部４ａの内部には、該ウォータージャケットローラ１ｈのスリーブ１ｂとの接触面と該接続部４ａの端部とを貫通する空間４ｂが形成されている。ここで、空間４ｂは冷却水８ａの流路となっており、外部から給水された冷却水８ａは空間４ｂを通って空間１ｆに供給され、モールド１ａおよびスリーブ１ｂを冷却する。その後、モールド１ａおよびスリーブ１ｂの冷却に使用された冷却水８ａは、他の流路から排出される。

鋳型回転ローラ５は、鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部を基準として回転軸Ｃ１に沿って左右対称に配置されるよう制振台７に搭載されることにより、鋳型１の端部１ｅ付近の下方と接触する。そして、同じく制振台７に搭載されたモーター６によって鋳型回転ローラ５を回転させることにより、鋳型１が回転軸Ｃ１周りに回転する。

なお、鋳型１の回転方法として、必ずしも上述した鋳型回転ローラを用いる必要はない。例えば、１本のベルトを鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部に配置し、該ベルトを介してモーターで回転させてもよい（図示せず）。また、２本のベルトを鋳型１の端部１ｅにそれぞれ配置してもよい。

制振台７は、鋳型１の回転時における振動を抑制するものである。また上述のように、制振台７には鋳型回転ローラ５およびモーター６が設けられており、このモーター６による鋳型回転ローラ５の駆動によって鋳型１を回転させている。

（鋳型支持構造１ｃの構成）
図２に示すように、鋳造機１００は鋳型支持構造１ｃを備えている。鋳型支持構造１ｃは、鋳型１の端部１ｅ（円錐台状に形成された少なくとも一端）、支持ローラ２および支持ローラ保持体３を備える。

図４に示すように、鋳型１は、回転軸Ｃ１に沿って該鋳型１の端面１ｄを見た場合、該鋳型１の端部１ｅにおいて、それぞれ３つの支持ローラ２によって支持されている。そして、３つの支持ローラ２は、隣り合う２つの支持ローラ２と回転軸Ｃ１とのなす角度が全て１２０度になるように、それぞれ配置される。換言すれば、回転軸Ｃ１に沿って鋳型１の端面１ｄを見た場合における、隣り合う２つの支持ローラ２と回転軸Ｃ１とのなす角度が均等になるように、３つの支持ローラ２のそれぞれが配置される。

３つの支持ローラ２の配置を上述のようにすることで、鋳型１の端部１ｅに対して均等に力が加わり、該鋳型１の支持がより安定化する。そのため、鋳型１の高速回転をより安全に行うことができる。

なお、鋳型１の端面１ｄを支持する支持ローラ２の個数および配置は、上記場合に限定されない。例えば、一つの端面１ｄを６つの支持ローラ２で支持し、隣り合う２つの支持ローラ２と回転軸Ｃ１とのなす角度が全て６０度になる（図示せず）ように、それぞれ配置してもよい。また、隣り合う２つの支持ローラ２と回転軸Ｃ１とのなす角度が互いに異なるような配置であっても、鋳型１の支持が安定化するような３つの支持ローラ２の配置であればよい。

また、図５の（ａ）に示すように、支持ローラ２によって、回転軸Ｃ１に沿って鋳型１の回転軸Ｃ１方向における中央部方向に作用する押圧力Ｆで、鋳型１の端部１ｅを支持した場合、支持ローラ２に対して反力Ｆが、該押圧力Ｆと反対の方向に作用する。

ここで、鋳型１の端部１ｅにおけるウォータージャケットローラ１ｈの外形は円錐台状であることから、図５の（ｂ）に示すように、反力Ｆは、回転軸Ｃ１方向と垂直な方向に作用する分力Ｆｒと、ウォータージャケットローラ１ｈにおける支持ローラ２との接触面と直交する方向に作用する分力Ｆｎとに分解される。結果、支持ローラ２には分力Ｆｎが作用する。本実施形態では、鋳型１の回転軸Ｃ１に対して、ウォータージャケットローラ１ｈの上記接触面における回転軸Ｃ１を含む面と同一平面内にある延長線Ｓは、２０°傾斜している。そのため、Ｆｒ＝Ｆ／ｓｉｎ２０°、Ｆｎ＝Ｆ／ｔａｎ２０°の値をとる。

さらに、図５の（ｃ）に示すように、支持ローラ２に作用する分力Ｆｎは、支持ローラ本体２ａの外形が円錐台状であることから、支持ローラ２の回転軸Ｃ２に平行な方向に作用する分力Ｆａと、回転軸Ｃ２に直交する方向に作用するＦｎ１とに分解される。結果、支持ローラ２に作用する分力Ｆｎを２方向に分散させることができる。本実施形態では、回転軸Ｃ２は、延長線Ｓに対して１０°傾斜している。そのため、Ｆａ＝Ｆｎ×ｓｉｎ１０°、Ｆｎ１＝Ｆｎ×ｃｏｓ１０°の値をとる。

このように支持ローラ本体２ａの外形を円錐台状とすることで、支持ローラ２に作用する反力Ｆｎを異なる方向に分散させることができ、例えば、支持ローラ本体２ａの外形が円柱状の場合に比して、支持ローラ２の破損をより抑制することができる。

なお、支持ローラ本体２ａの外形は必ずしも円錐台状である必要はなく、例えば、上述のような円柱状であってもよい。

また、上述したように、支持ローラ２は、支持ローラ本体２ａにおける面積の小さい方の端面が鋳型１の端面１ｄ方向を向くように配置される。そのため、図６に示すように、鋳型１の回転軸Ｃ１、支持ローラ２の回転軸Ｃ２、鋳型１の円錐台状の端部側面１ｇにおける回転軸Ｃ１に沿った方向の延長線Ｓは、全て鋳型１の回転軸Ｃ１上の特定の一点Ｐで交わる。

ここで、支持ローラ２とウォータージャケットローラ１ｈとの接触面上にある任意の接触点Ｐ１およびＰ２において、接触点Ｐ１におけるウォータージャケットローラ１ｈの外径Ｄ１と支持ローラ２の外径ｄ１との比が、接触点Ｐ２におけるウォータージャケットローラ１ｈの外径Ｄ２と支持ローラ２の外径ｄ２との比に一致するよう、支持ローラ２およびウォータージャケットローラ１ｈの傾斜面を設計するのが好ましい。

上記のようにそれぞれの傾斜面を設計することにより、支持ローラ２を構成する各部位間で回転差が生じることを防止することができる。そのため、遠心鋳造時における鋳型１の回転軸Ｃ１に沿う方向の支持ローラ２の滑りと、回転軸Ｃ１に直交する方向の支持ローラ２の滑りとを抑制することができる。

＜鋳造物の製造方法＞
図７および図８を用いて、鋳造機１１０を用いた鋳造物の製造方法について説明する。なお、鋳造機１１０は、シュート６０の配置が図１に示す鋳造機１００と異なるほかは、該鋳造機１００と同様の構成である。したがって、鋳造機１００についても、下記に説明する製造方法により、鋳造物の製造が可能である。

鋳造機１１０による鋳造が開始されると、まず、円弧取鍋４０から溶湯３０を注湯する。円弧取鍋４０から注湯された溶湯３０は、シュート６０、トラフ７０の順に導かれ、トラフ７０の終端から鋳型１（モールド１ａ）に供給される（溶湯供給工程）。

このとき、鋳型１は、モーター６による鋳型回転ローラ５の駆動により、鋳型１の回転軸Ｃ１周りに高速で回動されている（鋳型回転工程）。

さらにこのとき、図７に示すとおり、トラフ７０の終端をシュート６０方向に移動させるように、トラフ移動部８０によりトラフ７０を移動させる。これにより、トラフ７０の終端は、モールド１ａにおけるシュート６０側に向けて移動することになる。従って、モールド１ａにおけるシュート６０と反対側の端部に溶湯３０が供給できるよう、トラフ７０の初期位置を設定すれば、モールド１ａには、シュート６０と反対側の端部から、シュート６０側の端部へと、順次溶湯３０が供給されることになる。

さらにこのとき、トラフ７０を、トラフ移動部８０のレールに対して鋳造物成型部１０側が下がるようにさらに傾斜させてもよい。これにより、トラフ７０を流れ切らずトラフ７０上に残った溶湯３０を、トラフ７０の終端からモールド１ａに残さず導くことができる。この結果、溶湯３０の利用効率を上げると共に、トラフ７０上に余剰銑（ジャミ）が残存することを抑制することができる。

鋳造機１１０による鋳造が終了した時点では、図８に示すように、トラフ７０の終端は、モールド１ａよりシュート６０に近い位置となっている。そして、溶湯３０は、モールド１ａ全体に亘って供給されている。なお、円弧取鍋４０は、鋳造物１個毎に、必要量の溶湯３０を注湯するのが好ましい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図９〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜鋳型の両端の形状＞
鋳型の両端の形状には、実施形態１で説明したもの以外の形状を採用することも可能である。

例えば、図９の（ａ）に示すように、鋳型２００の先端は円筒形状とし、該先端よりも鋳型２００の回転軸方向における中央部側の位置に、実施形態１における鋳型１の端部１ｅと同様の傾斜角度の傾斜面を有する支持部２００ａが設けられた（すなわち、長手方向の側面が形成されている）鋳型２００を採用してもよい。この場合、ウォータージャケットローラ８００の外形形状も支持部２００ａの形状と略同様となる。なお、鋳型２００自体の外形は円筒形状で、ウォータージャケットローラ８００の外形形状のみが上記支持部２００ａと略同様の形状であってもよい（図示せず）。

また、図９の（ｂ）に示すように、鋳型３００の端部３００ａの外形が略円錐状（先端が平面になっている）であってもよい。もしくは、端部３００ａの傾斜面に突起部３００ｂが設けられていてもよい。

＜支持ローラ２による支持方法＞
支持ローラ２による鋳型の支持方法には、実施形態１で説明したもの以外の方法を採用することも可能である。

例えば、図１０の（ａ）に示すように、鋳型４００の回転軸Ｃ３方向における中央部付近に、実施形態１における鋳型１の端部１ｅと同様の傾斜角度の傾斜面を２面有する支持部４００ａを設け（すなわち、長手方向の側面が形成されている）、該支持部４００ａのそれぞれの傾斜面を支持ローラ２によって支持するようにしてもよい。なお、支持部４００ａは、必ずしも鋳型４００の回転軸Ｃ３方向における中央部付近に設けられる必要はなく、鋳型４００を高速回転した場合でも、該鋳型４００を安定して支持できる位置であれば、どの位置に設けられてもよい。

また、図１０の（ｂ）に示すように、鋳型５００の端部付近にそれぞれ支持部５００ａを設け（すなわち、長手方向の側面が形成されている）、該支持部５００ａの傾斜面を支持ローラ２によって支持するようにしてもよい。この場合、支持ローラ２の回転軸Ｃ２は、該支持ローラ２によって支持部５００ａを押圧する力の向きが鋳型５００の外側を向くように、鋳型５００の回転軸Ｃ４に対して傾斜する。

上述した各支持方法を採用しても、支持ローラ２の回転軸Ｃ２が鋳型４００および５００の回転軸（Ｃ３およびＣ４）に対して傾斜していることから、支持ローラ２によって、鋳型４００および５００が回転軸（Ｃ３およびＣ４）方向および該回転軸と垂直な方向に支持される。そのため、鋳型４００および５００の支持がより確実となり、鋳型４００および５００の回転時の振動を抑制することができる。

また、支持ローラ２における鋳型４００および５００との接触面が摩耗した場合でも、支持ローラ２を回転軸（Ｃ３およびＣ４）と平行に鋳型４００および５００の該回転軸方向における中央部に向けて移動させるだけで、支持ローラ２は、摩耗前と同様の状態で鋳型４００および５００の一部を支持することができる。そのため、鋳型４００および５００の高速回転を一定時間継続した場合でも、支持ローラ２による安定した鋳型４００および５００の支持を維持することができる。

また、上述した実施形態において、鋳型１は、モールド１ａ、スリーブ１ｂおよびウォータージャケットローラ１ｈを備えたものであったが、ウォータージャケットローラ１ｈおよびスリーブ１ｂを用いず、モールド１ａのみであってもよい。その場合、支持ローラ２が、モールド１ａを直接傾斜して支持する構造となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、鋳型の高速回転を可能とする鋳型支持構造、該鋳型支持構造を備えた鋳造機、該鋳造機を用いた鋳造物の製造方法および鋳型に利用することができる。

１、２００、３００、４００、５００ 鋳型
１ｃ 鋳型支持構造
１ｄ 端面
１ｅ、３００ａ 端部（鋳型の少なくとも一端）
１ｇ 端部側面（支持ローラの支持面）
２、６００、７００ 支持ローラ
２ｃ 上底面
１００ 鋳造機
２００ａ、４００ａ、５００ａ 支持部（鋳型の一部）
Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４ 回転軸（鋳型の回転軸）

Claims (11)

1. 遠心鋳造に用いられる鋳型の一部を回転させながら上記鋳型の回転軸方向および上記鋳型の回転軸と垂直な方向に支持する支持ローラを複数備えることで、上記鋳型の回転時の振動を抑制する鋳型支持構造であって、
   上記支持ローラは、上記鋳型の回転軸の鉛直上下側にそれぞれ設けられ、
   上記支持ローラが上記鋳型を支持する支持面が、上記支持ローラによって上記鋳型の一部を押圧する力の向きが上記鋳型の回転軸方向における中央部側を向くように、上記鋳型の回転軸に対して傾斜していることを特徴とする鋳型支持構造。
2. 上記支持ローラは、上記鋳型における、上記鋳型の回転軸と同一の中心軸を有する円錐台状に形成された部位を支持することを特徴とする請求項１に記載の鋳型支持構造。
3. 上記円錐台状に形成された部位における上記支持面の、上記鋳型の回転軸に対する傾斜角度は、１０°以上５０°以下であることを特徴とする請求項２に記載の鋳型支持構造。
4. 上記鋳型は、上記円錐台状に形成された部位において、少なくとも３つの上記支持ローラで支持されることを特徴とする請求項２または３に記載の鋳型支持構造。
5. 上記鋳型の回転軸に沿って上記鋳型の端面を見た場合における、隣り合う２つの上記支持ローラと上記鋳型の回転軸とのなす角度が均等になるように、上記少なくとも３つの支持ローラのそれぞれが配置されることを特徴とする請求項４に記載の鋳型支持構造。
6. 上記支持ローラの外形は、円錐台状となっており、
   上記支持ローラを円錐台とみなした場合における上底面が、上記鋳型の端面方向を向いていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の鋳型支持構造。
7. 上記支持ローラは、上記鋳型の回転軸の軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の鋳型支持構造。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の鋳型支持構造を備えていることを特徴とする鋳造機。
9. 請求項８に記載の鋳造機を用いた鋳造物の製造方法であって、
   溶湯が供給されている上記鋳型の一部を、上記鋳造機に備えられた上記鋳型支持構造における上記支持ローラで支持して回転させる鋳型回転工程を含むことを特徴とする鋳造物の製造方法。
10. 遠心鋳造に用いられる鋳型であって、
    上記鋳型の回転軸に対して傾斜した回転軸を有するとともに上記鋳型の回転軸の鉛直上下側にそれぞれ設けられ、遠心鋳造時に上記鋳型を回転させながら上記鋳型の回転軸方向および上記鋳型の回転軸と垂直な方向に支持することで上記鋳型の回転時の振動を抑制する複数の支持ローラにより、上記鋳型の一部を押圧する力の向きが上記鋳型の回転軸方向における中央部側を向くように支持されるよう、長手方向の側面が形成されていることを特徴とする鋳型。
11. 上記鋳型の回転軸と同一の中心軸を有する円錐台状に、上記鋳型の両端が形成されており、この円錐台状に形成された両端にて、上記支持ローラに支持されることを特徴とする請求項１０に記載の鋳型。

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