JP7143470B1 - 鋳造金型の加熱方法および鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断弁のシール部での異物噛み込みを抑制する。【解決手段】鋳造金型１２の加熱方法は、鋳造を行う前に鋳造金型を加熱する加熱方法であって、鋳造金型は、キャビティ部１４およびオーバーフロー部１８を備え、オーバーフロー部は、ガス流路（吸引路２２、２３）に接続され、ガス流路とオーバーフロー部の間に弁（開閉弁Ｖ、遮断弁２０）が設けられる。加熱方法は、弁を鋳造時における第１の時間よりも短い第２の時間だけ開状態として、オーバーフロー部内およびキャビティ部内のガスを吸引することによって、キャビティ部内を第２の圧力とする工程、および圧力とされたキャビティ部内に溶湯を供給して、固化させることで、鋳造金型を加熱する工程を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、鋳造金型の加熱方法および鋳造装置に関する。

鋳造において、製品作成のための鋳造に先立って、鋳造金型の予備加熱のための鋳造を行う手法（捨て打ち）がある（例えば、特許文献１）。捨て打ちは、鋳造金型のキャビティ内に溶湯を注入して固化することで、鋳造金型を加熱するものであり、このとき固化した溶湯（鋳造品）は、製品としては用いられない。

鋳造金型はキャビティの下流にオーバーフロー部を有する。このオーバーフロー部は、鋳造において、製品部に凝固収縮による欠陥が生じないように溶湯を充填する押し湯機能やガスが混入した溶湯を製品部から除去する機能等、多様な機能を備えている。しかし、オーバーフロー部は、鋳造品の離型時に金型に貼り付いて折損し、金型に残存し易い。このため、鋳造品と共に、オーバーフロー部が完全に離型されているかの確認（離型の確認）が必要となる。オーバーフロー部（の断片）が金型内に残存すると、次の鋳造時において、例えば、金型に挟まれて、鋳造の障害となる等の不備が生じる可能性がある。この確認のためには、鋳造時にオーバーフロー部が溶湯によって充填されていることが必要である。つまり、鋳造時にオーバーフロー部が未充填だと、離型の確認時に離型の不備と未充填の区別が形状からだと付き難くなる。この点、捨て打ちにおいても、残存するオーバーフロー部によって、その後の工程が不備となることを避ける必要がある。すなわち、捨て打ちであっても、オーバーフロー部の離型を確認すること、すなわち、鋳造時にオーバーフロー部が充填されていることが必要となる。

ところで、溶湯内へのガスの混入に起因する欠陥（例えば、巣）の発生を抑制するために、キャビティ内のガスを吸引した後に、鋳造を行う減圧鋳造方式が用いられる。ここで、減圧鋳造方式、特に、キャビティ部を真空近くまで減圧する高真空鋳造方式においては、キャビティ部内への大気のリークを防ぐため、金型には厳重なシールが施されている。このため、減圧鋳造方式において、キャビティ部内にガスが残存すると、オーバーフロー部内での溶湯の充填を阻害することになる。すなわち、ガスが残存する箇所には、溶湯が充填されない。すなわち、減圧鋳造方式の鋳造金型においては、捨て打ちであっても、オーバーフロー部の充填のためにキャビティ内を減圧することが望ましい。

ここで、捨て打ちは、金型が十分に加熱されていない状態で行われることから、粉バリ（溶湯紛）が発生し易い。このため、捨て打ち後の減圧時において、粉バリが減圧遮断弁（遮断弁）の周囲に付着する等して、遮断弁のシール部に噛みこまれる可能性がある。減圧鋳造方式では、オーバーフロー部の下流側に遮断弁が設けられ、減圧路（ガス流路）内への溶湯の侵入を防止している。遮断弁のシール部が異物を噛み込むと、溶湯の充填時に、遮断弁が完全に閉じず、減圧路内に溶湯が侵入してしまう畏れがある。

特許第５７１７６９２号公報

本発明は、遮断弁のシール部での異物噛み込みの抑制を図った鋳造金型の加熱方法および鋳造装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る鋳造金型の加熱方法は、鋳造を行う前に鋳造金型を加熱する加熱方法であって、前記鋳造金型は、その内部に、キャビティ部と、前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部と、を備え、前記オーバーフロー部は、前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路に接続され、前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に弁が設けられ、前記鋳造を行う工程は、前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内のガスを吸引して、前記ガス流路内を所定の圧力とする第１吸引工程と、前記弁を第１の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第１の圧力とする第２吸引工程と、前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させる工程と、前記溶湯が固化してなる鋳造品を製品として取り出す工程と、を有し、前記加熱方法は、前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内を前記所定の圧力とする第３吸引工程と、前記弁を前記第１の時間よりも短い第２の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第２の圧力とする第４吸引工程と、前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させることで、前記鋳造金型を加熱する工程と、前記溶湯が固化してなる鋳造品を試験品として取り出す工程と、を有する。

本発明の一態様に係る鋳造装置は、鋳造金型を備えた鋳造装置であって、前記鋳造金型は、その内部に、キャビティ部と、前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部と、を備え、前記鋳造装置は、前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引するガス吸引部と、前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に設けられる弁と、前記キャビティ部内に溶湯を供給する溶湯供給部と、前記弁、前記ガス吸引部、および前記溶湯供給部を制御する制御部と、を備え、鋳造時において、前記制御部は、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を所定の圧力とさせる第１吸引工程と、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を第１の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第１の圧力とさせる第２吸引工程と、前記溶湯供給部を制御して、前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、を実行し、加熱時において、前記制御部は、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を前記所定の圧力とさせる第３吸引工程と、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を前記第１の時間より短い第２の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第２の圧力とさせる第４吸引工程と、前記溶湯供給部を制御して、前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、を実行することで、前記鋳造金型を加熱させる。

本発明によれば、遮断弁のシール部での異物噛み込みの抑制を図った鋳造金型の加熱方法および鋳造装置を提供することができる。

実施形態に係る鋳造装置を表す図である。 実施形態に係る鋳造方法を表すフロー図である。

以下、本発明の実施形態に係る鋳造金型の加熱方法および鋳造装置を説明する。

図１に示す鋳造装置１０は、鋳造金型１２を備える。鋳造金型１２は、図の左右方向（水平方向）に互いに対向して配置される固定金型１２ａと可動金型１２ｂとから構成される。可動金型１２ｂは、固定金型１２ａに対して、当接および離間可能に、水平方向に移動する。固定金型１２ａと可動金型１２ｂの互いに対向する合わせ面には、キャビティ部１４を構成する凹部１４ａ、１４ｂがそれぞれ形成される。固定金型１２ａに可動金型１２ｂを当接させることで、鋳造金型１２は、閉じられ、その内部にキャビティ部１４が形成される。

鋳造装置１０は、溶湯供給部１６を有する。溶湯供給部１６は、固定金型１２ａ側に設けられ、キャビティ部１４内に溶湯を供給する。可動金型１２ｂには、キャビティ部１４の下流にオーバーフロー部１８が形成される。キャビティ部１４に供給された溶湯はオーバーフロー部１８に達して、キャビティ部１４およびオーバーフロー部１８の内部で固化する。固化した溶湯は、鋳造品として、鋳造金型１２から取り出される。

鋳造金型１２は、遮断弁２０、および吸引路２２を有する。遮断弁２０は、オーバーフロー部１８と吸引路２２の間に設けられ、吸引路２２を遮断して、オーバーフロー部１８から吸引路２２への溶湯の侵入を防止する。

吸引路２２は、開閉弁Ｖ、吸引路２３、および切替弁２４を介して、ガス吸引部２６に接続される。ガス吸引部２６は、切替弁２４、吸引路２３、開閉弁Ｖ、吸引路２２、およびオーバーフロー部１８を介して、キャビティ部１４内のガスを吸引する。ガス吸引部２６は、タンク２６ａおよび真空ポンプ２６ｂを有し、真空ポンプ２６ｂによって減圧されたタンク２６ａによって、キャビティ部１４内のガスを吸引する。キャビティ部１４への溶湯の供給の前に、キャビティ部１４内のガスを吸引しておくことで、溶湯へのガスの混入による鋳造品の欠陥（例えば、巣）の発生を低減することができる。

切替弁２４には、ガス吸引部２６と共に、エア供給部２８が接続される。エア供給部２８は、切替弁２４、吸引路２３、開閉弁Ｖ、吸引路２２、およびオーバーフロー部１８を介して、開かれた状態の鋳造金型１２内にエアを流すことで（エアブロー）、吸引路２２等をクリーニングする。開閉弁Ｖは、吸引路２３と吸引路２２との間を開閉する。切替弁２４は、吸引路２２に対するガス吸引部２６およびエア供給部２８の接続を切り替える。

鋳造装置１０は、圧力検出器３０および撮像部３２を備える。圧力検出器３０は、吸引路２３内に設けられ、ガス吸引部２６によるガスの吸引およびエア供給部２８からのエアの供給によって変動する吸引路２３内の気体の圧力を検出する。撮像部３２は, 鋳造金型１２から取り出された鋳造品、特に、そのオーバーフロー部１８を撮像し、オーバーフロー部１８まで溶湯が充填されているか否かの検査に用いられる。なお、本実施形態では、撮像部３２を用いて、オーバーフロー部１８の欠損を検知しているが、撮像部３２に替えて、オーバーフロー部１８の欠損を検知できる検知手段を利用できる。検知手段として、通常の鋳造に用いられている検知手段（例えば、リミットスイッチ）を用いることができる。

鋳造装置１０は、制御部３４、記憶部３６、および入出力部３８を有する。制御部３４は、ハードウェア（例えば、プロセッサ）とソフトウェア（例えば、プログラム）から構成され、溶湯供給部１６、遮断弁２０、開閉弁Ｖ、切替弁２４、ガス吸引部２６、エア供給部２８を制御し、圧力検出器３０および撮像部３２からの信号を受信する。記憶部３６は、例えば、ハードディスク、半導体メモリであり、後述の第１の時間Ｔ１、第２の時間Ｔ２を記憶する。入出力部３８は、制御部３４とオペレータとの間で情報を入出力する装置、例えば、キーボード、および表示装置である。

鋳造装置１０は、製品としての鋳造品を作成する鋳造工程に先立って、鋳造金型１２を予備加熱するための予備加熱工程を行う鋳造方法を実施する。

図２は、実施形態に係る鋳造方法を表すフロー図である。鋳造方法は、予備加熱工程と、鋳造工程に区分される。このうち、予備加熱工程が本実施形態に係る鋳造金型の加熱方法に対応する。鋳造工程は、試験品を得る工程ではなく、製品を得る工程（通常鋳造工程、本鋳造工程）である。予備加熱工程は、その後の鋳造工程を前提としている。このため、以下では、判り易さのために、予備加熱工程および鋳造工程を含む鋳造方法として、纏めて説明する。

ここでは、実際に実行される順番とは異なるが、判り易さのために、鋳造工程を先に説明する。鋳造工程は、製品としての鋳造品を作成するための工程である。制御部３４は、開閉弁Ｖおよびガス吸引部２６を制御して、開閉弁Ｖを閉じた状態で、吸引路２３内を所定の圧力Ｐ０とする（第１吸引工程、ステップＳ１１）。このとき遮断弁２０は、開いた状態としておくことが好ましい。遮断弁２０を開いておくことで、開閉弁Ｖのみの開閉により、オーバーフロー部１８内およびキャビティ部１４内のガスを吸引させることが可能となる。

この所定の圧力Ｐ０は、吸引路２３内に残留するガスがキャビティ部１４からのガスの吸引を阻害せず、円滑に吸引を行うために設定される。この圧力Ｐ０は、基本的には、真空ポンプ２６ｂがタンク２６ａを減圧したときの圧力である。タンク２６ａの容積は、通例、吸引路２３の容積より十分に大きいため、タンク２６ａが吸引路２３内のガスを吸引しても、タンク２６ａ内の圧力は、実質的には変化しない。

所定の圧力Ｐ０は、例えば、１０～４０ｋＰａ-ａｂｓ（絶対圧）である。ここでは、所定の圧力Ｐ０、および後述の第１の圧力Ｐ１、第２の圧力Ｐ２は、大気圧よりも圧力が小さい、いわゆる、負圧の状態である。

その後、制御部３４は、開閉弁Ｖおよびガス吸引部２６を制御して、開閉弁Ｖを第１の時間Ｔ１だけ開状態として、所定の圧力Ｐ０とされた吸引路２３（および吸引路２２）を介して、ガス吸引部２６によって、オーバーフロー部１８内およびキャビティ部１４内のガスを吸引させる（第２吸引工程、ステップＳ１２）。既述のように、遮断弁２０が予め開かれていれば、このときの遮断弁２０の操作は不要となる。ここでは、減圧されたタンク２６ａによって、オーバーフロー部１８内およびキャビティ部１４内のガスが吸引される。この結果、キャビティ部１４内は、第１の圧力Ｐ１となる（ステップＳ１２）。

制御部３４は、遮断弁２０を閉じた後に、溶湯供給部１６を制御して、第１の圧力Ｐ１とされたキャビティ部１４内に溶湯を供給して、固化させる（ステップＳ１３）。溶湯の供給前に遮断弁２０を閉じることで、吸引路２２等への溶湯の侵入が防止される。その後、溶湯が固化してなる鋳造品を製品として取り出す（ステップＳ１４）。

一方、予備加熱工程は、基本的に、製品としての鋳造品を作成する前に、鋳造金型１２を予備加熱するための鋳造を行う（捨て打ち）工程である。制御部３４は、開閉弁Ｖおよびガス吸引部２６を制御して、開閉弁Ｖを閉じた状態で、吸引路２２内を所定の圧力Ｐ０とする（第３吸引工程、ステップＳ１）。このとき、鋳造工程と同様、遮断弁２０は、開いた状態としておくことが好ましい。この所定の圧力Ｐ０は、鋳造工程での所定の圧力Ｐ０と同様の意義を有し、同一とすることができる。但し、予備加熱工程と鋳造工程で圧力を異ならせてもよい。

その後、制御部３４は、開閉弁Ｖおよびガス吸引部２６を制御して、開閉弁Ｖを第１の時間Ｔ１よりも短い第２の時間Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）だけ開状態として、所定の圧力Ｐ０とされた吸引路２２を介して、ガス吸引部２６によってオーバーフロー部１８内およびキャビティ部１４内のガス（当初は、基本的に大気圧）を吸引させる（第４吸引工程、ステップＳ２）。この結果、キャビティ部１４内は、第２の圧力Ｐ２（負圧）となる（第４吸引工程、ステップＳ２）。このとき、第２の圧力Ｐ２は、第１の圧力Ｐ１より大きい（Ｐ２＞Ｐ１）。

制御部３４は、遮断弁２０を閉じた後に、溶湯供給部１６を制御して、第２の圧力Ｐ２とされたキャビティ部１４内に溶湯を供給して、固化させる（ステップＳ３）。鋳造工程と同様、溶湯の供給前に遮断弁２０を閉じることで、吸引路２２等への溶湯の侵入が防止される。その結果、鋳造金型１２は、予備加熱される。その後、溶湯が固化してなる鋳造品を試験品として取り出す（ステップＳ４）。この予備加熱工程、すなわち、ガス吸引部２６内を所定の圧力Ｐ０とする第３吸引工程、キャビティ部１４内を第２の圧力Ｐ２とする第４吸引工程、溶湯を供給する工程、および鋳造品を試験品として取り出す工程を複数回繰り返し、鋳造金型１２をより確実に加熱することができる。

取り出された試験品は、撮像部３２によって、撮像され、撮像結果に基づいて、そのオーバーフロー部１８も含めて、検査される（ステップＳ５）。すなわち、鋳造品の全体（キャビティ部１４に対応する製品部、およびオーバーフロー部１８）が離型しているか否かが、判定される。この検査の結果、鋳造品の離型が不十分であれば、鋳造品の断片が金型内部に残留しているおそれがある。このため、次の鋳造工程を取り止め（ステップＳ６、Ｎｏ）、鋳造金型１２のクリーニングが行われる。

既述のように、本実施形態では、ステップＳ２とＳ１２において、開閉弁Ｖを開く時間（第１の時間Ｔ１、第２の時間Ｔ２）が異なる。予備加熱時での第２の時間Ｔ２は、鋳造時の第１の時間Ｔ１より短い。すなわち、粉バリが比較的発生し易い、捨て打ち時において、開閉弁Ｖが開いている時間（ガスを吸引している時間）が短い。この結果、遮断弁２０のシール部への粉バリ等の異物の付着や挟み込みによるシール不良の発生を抑制できる。すなわち、遮断弁２０を閉じることによって、溶湯が吸引路２２に侵入することを確実に防止できる。加えて予備加熱時において、キャビティ部１４およびオーバーフロー部１８を吸引する時間、結局は、予備加熱に要する時間を低減できる。

一方、第２の時間Ｔ２が短すぎると、第２の圧力Ｐ２が大きくなり（大気圧との差が小さい）、その後に溶湯を供給したときに、オーバーフロー部１８に溶湯が充填されず、オーバーフロー部１８を用いた離型の良否の検査がし難くなる。このため、第２の時間Ｔ２をオーバーフロー部１８に溶湯が充填される範囲の比較的短い時間としている。この第２の時間Ｔ２を、例えば、０．１秒以上、０．５秒以下として、第２の圧力Ｐ２を、例えば、４０ｋＰａ以上、９０ｋＰａ以下とすることによって、オーバーフロー部１８を用いた検査を可能としつつ、予備加熱に要する時間を低減することができる。大気圧は、約１０１ｋＰａであるから、４０ｋＰａ-ａｂｓ～９０ｋＰａ-ａｂｓの第２の圧力Ｐ２は、鋳造金型１２内（基本的に、キャビティ部１４とオーバーフロー部１８内）のガスの４０％～９０％、例えば、８０％を吸引することを意味する。

一方、鋳造工程では、オーバーフロー部１８に溶湯が充填されるのみでは足りず、鋳造品の欠陥を低減するため、溶湯内へのガスの混入を抑制する必要がある。このため、第１の時間Ｔ１を１秒程度とより長くして、第１の圧力Ｐ１を、例えば、１０ｋＰａ-ａｂｓ程度以下まで低減している。

以上のように、本実施形態では、予備加熱のための捨て打ちにおいて、オーバーフロー部１８の充填を可能とする短い第２の時間Ｔ２だけ遮断弁２０を開き、ガス吸引部２６によって、キャビティ部１４とオーバーフロー部１８内のガス（当初は、基本的に大気圧）を吸引させる。この結果、粉バリが比較的発生し易い捨て打ち時において、開閉弁Ｖが開いている時間（ガスの吸引時間）が短いため、遮断弁２０のシール部への粉バリ等の異物の付着や挟み込みによるシール不良を抑制できる。加えて予備加熱の時間の短縮を図りつつ、オーバーフロー部１８を用いる鋳造品の離型の確認が可能となる。

［変形実施形態］
本発明についての実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。例えば、実施形態では、開閉弁Ｖを開閉することによって、ガスの吸引を開始、停止させている。これに対して、開閉弁Ｖに替えて、遮断弁２０を開閉することによって、ガスの吸引を開始、停止させてもよい。

この場合、例えば、次のように工程が進められる。例えば、開閉弁Ｖを開いた状態としておく。そして、ステップＳ１、Ｓ１１では、制御部３４は、遮断弁２０およびガス吸引部２６を制御して、遮断弁２０を閉じた状態で、吸引路２３内を所定の圧力Ｐ０とする。そして、ステップＳ２、Ｓ１２では、制御部３４は、遮断弁２０およびガス吸引部２６を制御して、遮断弁２０を第１の時間Ｔ１または第２の時間Ｔ２だけ開状態として、所定の圧力Ｐ０とされた吸引路２３（および吸引路２２）を介して、ガス吸引部２６によって、オーバーフロー部１８内およびキャビティ部１４内のガスを吸引させる。なお、ステップＳ３、Ｓ１３での溶湯供給工程では、その前に遮断弁２０が閉じられているため、遮断弁２０の操作は不要となる。

〔実施形態から得られる発明〕
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。

［１］鋳造金型の加熱方法は、鋳造を行う前に鋳造金型（１２）を加熱する加熱方法であって、前記鋳造金型は、その内部に、キャビティ部（１４）と、前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部（１８）と、を備え、前記オーバーフロー部は、前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路（吸引路２２、２３）に接続され、前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に弁（開閉弁Ｖ、遮断弁２０）が設けられ、前記鋳造を行う工程は、前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内のガスを吸引して、前記ガス流路内を所定の圧力（Ｐ０）とする第１吸引工程（ステップＳ１１）と、前記弁を第１の時間（Ｔ１）だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第１の圧力（Ｐ１）とする第２吸引工程（ステップＳ１２）と、前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させる工程（ステップＳ１３）と、前記溶湯が固化してなる鋳造品を製品として取り出す工程（ステップＳ１４）と、を有し、前記加熱方法は、前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内を前記所定の圧力とする第３吸引工程（ステップＳ１）と、前記弁を前記第１の時間よりも短い第２の時間（Ｔ２）だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第２の圧力（Ｐ２）とする第４吸引工程（ステップＳ２）と、前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させることで、前記鋳造金型を加熱する工程（ステップＳ３）と、前記溶湯が固化してなる鋳造品を試験品として取り出す工程（ステップＳ４）と、を有する。これにより、粉バリ等の異物が比較的発生し易い捨て打ち時において、ガスの吸引時間が短いため、遮断弁のシール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［２］前記第２の圧力は、４０ｋＰａ以上、９０ｋＰａ以下である。これにより、シール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［３］前記第２の時間は、０．１秒以上、０．５秒以下である。これにより、シール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［４］鋳造金型の加熱方法は、前記試験品を検査して、前記オーバーフロー部への前記溶湯の充填状態の良否を判定する工程（ステップＳ５）を有し、前記判定する工程において、前記充填状態が良好と判定されたときに（ステップＳ６、ＹＥＳ）、前記鋳造が行われる。

［５］鋳造金型の加熱方法は、前記ガス流路内を前記所定の圧力とする工程、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする工程、前記溶湯を供給する工程、および前記鋳造品を試験品として取り出す工程は、複数回繰り返される。これにより、複数回の捨て打ち時において、遮断弁のシール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［６］前記鋳造金型は、その内部に、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部に接続される一端を有する第１ガス流路（吸引路２２）と、前記オーバーフロー部と前記第１ガス流路との間に配置され、前記第１ガス流路を開閉する第１弁（遮断弁２０）と、を備え、前記鋳造金型の外部に、前記第１ガス流路の他端に接続される第２ガス流路（吸引路２３）が設けられ、前記第１ガス流路と前記第２ガス流路との間に、第２弁（開閉弁Ｖ）が設けられ、前記第１吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の他方を閉じた状態とし、前記第２吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第１の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第１の圧力とし、前記第３吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を閉じた状態とし、前記第４吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第２の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする。これにより、鋳造金型の内外の第１弁および第２弁を操作して、捨て打ちおよび鋳造を行える。

［７］鋳造装置（１０）は、鋳造の前に鋳造金型を加熱する鋳造装置であって、前記鋳造金型は、その内部に、キャビティ部と、前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部と、を備え、前記鋳造装置は、前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引するガス吸引部（２６）と、前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に設けられる弁と、前記キャビティ部内に溶湯を供給する溶湯供給部（１６）と、前記弁、前記ガス吸引部、および前記溶湯供給部を制御する制御部（３４）と、を備え、鋳造時において、前記制御部は、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を所定の圧力とさせる第１吸引工程と、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を第１の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第１の圧力とさせる第２吸引工程と、前記溶湯供給部を制御して、前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、を実行し、加熱時において、前記制御部は、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を前記所定の圧力とさせる第３吸引工程と、前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を前記第１の時間より短い第２の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第２の圧力とさせる第４吸引工程と、前記溶湯供給部を制御して、前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、を実行することで、前記鋳造金型を加熱させる。これにより、粉バリ等の異物が比較的発生し易い捨て打ち時において、ガスの吸引時間が短いため、遮断弁のシール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［８］前記第２の圧力は、４０ｋＰａ以上、９０ｋＰａ以下である。これにより、シール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［９］前記第２の時間は、０．１秒以上、０．５秒以下である。これにより、シール部への異物の付着や挟み込み等を抑制できる。

［１０］前記鋳造金型は、その内部に、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部に接続される一端を有する第１ガス流路と、前記オーバーフロー部と前記第１ガス流路との間に配置され、前記第１ガス流路を開閉する第１弁と、を備え、前記鋳造装置は、前記第１ガス流路の他端に接続され、前記鋳造金型の外部に設けられる第２ガス流路と、前記第１ガス流路と前記第２ガス流路との間に配置される第２弁と、を備え、前記制御部は、前記第１弁および前記第２弁を制御して、前記第１吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の他方を閉じた状態とし、前記第２吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第１の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第１の圧力とし、前記第３吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を閉じた状態とし、前記第４吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第２の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする。これにより、鋳造金型の内外の第１弁および第２弁を操作して、捨て打ちおよび鋳造を行える。

１０…鋳造装置 １２…鋳造金型
１４…キャビティ部 １６…溶湯供給部
１８…オーバーフロー部 ２０…遮断弁
２２、２３…吸引路 ２４…切替弁
２６…ガス吸引部 ２８…エア供給部
３０…圧力検出器 ３２…撮像部
３４…制御部 ３６…記憶部
Ｖ…開閉弁

Claims (10)

1. 鋳造を行う前に鋳造金型を加熱する加熱方法であって、
   前記鋳造金型は、その内部に、
   キャビティ部と、
   前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部と、
   を備え、
   前記オーバーフロー部は、前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路に接続され、
   前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に弁が設けられ、
   前記鋳造を行う工程は、
   前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内のガスを吸引して、前記ガス流路内を所定の圧力とする第１吸引工程と、
   前記弁を第１の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第１の圧力とする第２吸引工程と、
   前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させる工程と、
   前記溶湯が固化してなる鋳造品を製品として取り出す工程と、
   を有し、
   前記加熱方法は、
   前記弁を閉じた状態で、前記ガス流路内を前記所定の圧力とする第３吸引工程と、
   前記弁を前記第１の時間よりも短い第２の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引することによって、前記キャビティ部内を第２の圧力とする第４吸引工程と、
   前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給して、固化させることで、前記鋳造金型を加熱する工程と、
   前記溶湯が固化してなる鋳造品を試験品として取り出す工程と、
   を有する、鋳造金型の加熱方法。
2. 請求項１に記載の鋳造金型の加熱方法であって、
   前記第２の圧力は、４０ｋＰａ以上、９０ｋＰａ以下である、鋳造金型の加熱方法。
3. 請求項１または２に記載の鋳造金型の加熱方法であって、
   前記第２の時間は、０．１秒以上、０．５秒以下である、鋳造金型の加熱方法。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の鋳造金型の加熱方法であって、
   前記試験品を検査して、前記オーバーフロー部への前記溶湯の充填状態の良否を判定する工程を有し、
   前記判定する工程において、前記充填状態が良好と判定されたときに、前記鋳造が行われる、鋳造金型の加熱方法。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の鋳造金型の加熱方法であって、
   前記ガス流路内を前記所定の圧力とする工程、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする工程、前記溶湯を供給する工程、および前記鋳造品を試験品として取り出す工程は、複数回繰り返される、鋳造金型の加熱方法。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の鋳造金型の加熱方法であって、
   前記鋳造金型は、その内部に、
   前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部に接続される一端を有する第１ガス流路と、
   前記オーバーフロー部と前記第１ガス流路との間に配置され、前記第１ガス流路を開閉する第１弁と、
   を備え、
   前記鋳造金型の外部に、前記第１ガス流路の他端に接続される第２ガス流路が設けられ、
   前記第１ガス流路と前記第２ガス流路との間に、第２弁が設けられ、
   前記第１吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の他方を閉じた状態とし、
   前記第２吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第１の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第１の圧力とし、
   前記第３吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を閉じた状態とし、
   前記第４吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第２の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする、鋳造金型の加熱方法。
7. 鋳造の前に鋳造金型を加熱する鋳造装置であって、
   前記鋳造金型は、その内部に、
   キャビティ部と、
   前記キャビティ部に接続されるオーバーフロー部と、
   を備え、
   前記鋳造装置は、
   前記鋳造金型の内部または外部に設けられるガス流路を介して、前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引するガス吸引部と、
   前記ガス流路と前記オーバーフロー部の間に設けられる弁と、
   前記キャビティ部内に溶湯を供給する溶湯供給部と、
   前記弁、前記ガス吸引部、および前記溶湯供給部を制御する制御部と、
   を備え、
   鋳造時において、前記制御部は、
   前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を所定の圧力とさせる第１吸引工程と、
   前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を第１の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第１の圧力とさせる第２吸引工程と、
   前記溶湯供給部を制御して、前記第１の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、
   を実行し、
   加熱時において、前記制御部は、
   前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を閉じた状態で、前記ガス吸引部に前記ガス流路内のガスを吸引させて、前記ガス流路内を前記所定の圧力とさせる第３吸引工程と、
   前記ガス吸引部および前記弁を制御して、前記弁を前記第１の時間より短い第２の時間だけ開状態として、前記所定の圧力とされた前記ガス流路を介して、前記ガス吸引部に前記オーバーフロー部内および前記キャビティ部内のガスを吸引させて、前記キャビティ部内を第２の圧力とさせる第４吸引工程と、
   前記溶湯供給部を制御して、前記第２の圧力とされた前記キャビティ部内に溶湯を供給させて、固化させる工程と、を実行することで、前記鋳造金型を加熱させる鋳造装置。
8. 請求項７に記載の鋳造装置であって、
   前記第２の圧力は、４０ｋＰａ以上、９０ｋＰａ以下である、鋳造装置。
9. 請求項７または８に記載の鋳造装置であって、
   前記第２の時間は、０．１秒以上、０．５秒以下である、鋳造装置。
10. 請求項７～９のいずれか１項に記載の鋳造装置であって、
    前記鋳造金型は、その内部に、
    前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部に接続される一端を有する第１ガス流路と、
    前記オーバーフロー部と前記第１ガス流路との間に配置され、前記第１ガス流路を開閉する第１弁と、
    を備え、
    前記鋳造装置は、
    前記第１ガス流路の他端に接続され、前記鋳造金型の外部に設けられる第２ガス流路と、
    前記第１ガス流路と前記第２ガス流路との間に配置される第２弁と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第１弁および前記第２弁を制御して、
    前記第１吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の他方を閉じた状態とし、
    前記第２吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第１の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第１の圧力とし、
    前記第３吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開き、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を閉じた状態とし、
    前記第４吸引工程において、前記第１弁および前記第２弁の前記一方を開いた状態で、前記第１弁および前記第２弁の前記他方を前記第２の時間だけ開状態として、前記キャビティ部内を前記第２の圧力とする、鋳造装置。

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