内径形成部等を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法
【課題】内径形成部等を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法を提供するものである。
【解決手段】断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部とを具備する鋳造装置であることを特徴とする。
【解決手段】断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部とを具備する鋳造装置であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径形成部等を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形状の内周面を、アルミダイカスト等の金型装置を用いて鋳造する場合、内部にキャビティを備えた金型に、内周面を形成する入子金型を組み合わせて、金型と入子金型の間のキャビティに溶湯を注入して鋳造する。このような場合、鋳造時に入子金型を鋳造品から離脱させるために、抜き勾配を付けることが必要となる。
抜き勾配なしで鋳造し、無理に鋳造品を金型から離脱させると、鋳造品の内周面を形成している部分の一部が欠ける「かじり」と称される欠陥が生じてしまう。また、抜き勾配なしで鋳造すると、離脱に要する力である離脱所要力が大きくなって、金型装置全体の大型化や耐久性低下の原因となるからである。
通常、内周面は、直径が一定の円筒面とされることが多いため、抜き勾配を付けた鋳造品を鋳造し、後で内周面を、工作機械により切削加工せざるを得なかった。このため、二次加工によるコストアップが余儀なくされ、抜き勾配の存在により取り代が大きくなるという問題が発生していた。
【０００３】
このような問題に対応するために、特許文献１にみられるような、抜き勾配の不要な鋳抜きピンを用いて鋳抜き穴を成形する技術が知られている。これは、金型のうち鋳物製品となるべき製品形状部空間に円筒状の鋳抜きピンを配置し、鋳抜きピンを、その軸心回りで絶えず回転させた状態、又は、軸心方向に絶えず往復運動させた状態で、溶湯を充填して凝固を待ち、凝固後に鋳抜きピン６を抜き取れば、その部分に円形の鋳抜き穴が成形されるというものである。
【０００４】
特許文献２においては、キャビティ内に金属の溶湯を注入し、溶湯が凝固して鋳造品が成形された後に、スライドコアを鋳造品に対して回転させつつ離脱させて（カム溝を利用）、ストレート内周面を成形するものである。
これら技術において、鋳抜きピンやスライドコアが絶えず回転しても、アルミの凝固収縮量そのものは変化せず、鋳抜きピンの径に対しアルミの内径が小さくなるため、製品取出し時にアルミが鋳抜きピンに対し「抱き付き」といわれる不良が発生する。その結果、抜け勾配０°の時に鋳抜きピンにカジリが発生してしまう。
【０００５】
その他、特許文献３にみられるような、スライドピンを引き抜いて脱型する技術も知られているが、金型材料が変形しなければならないため、金型材料の制約がある。また、この従来技術は、バネの設置位置に起因して、放射方向の金型の変形は不可能であり、内径形状を全周に亘って形成することが出来ないなどの問題を有していた。
溶湯の凝固温度を検知する技術は、特許文献４により知られているが、型開きに最適な温度を検知するにとどまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６８０７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７１５６号公報
【特許文献３】特開平８−１０８２４６号公報
【特許文献４】特開２００１−２５９８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、内径、外形形成部を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部とを具備する鋳造装置である。
【０００９】
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記内周面又は外周面の抜け勾配が０°であることを特徴とする。
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となり、その結果、抜け勾配０°を実現することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１、又は、２の発明において、前記偏心機構部は、前記入子金型（９）を公転、かつ、自転させるように構成されたことを特徴とする。
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となるとともに、内径面、外周面が加工硬化され、内周面、外周面の強度向上することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記偏心機構部は、公転回転体フォルダ（３）に回転自在に支持されて、回転駆動部（１）により回転駆動される公転回転体（５）と、該公転回転体（５）内に直線摺動するように内蔵された偏心量位置決めコマ（４）と、該偏心量位置決めコマ（４）に設けられて、前記回転駆動部（１）の回転軸に平行な軸心を持つ入子自転軸（７）であって、前記入子金型（９）に回転結合した入子自転軸（７）とを具備し、前記偏心量位置決めコマ（４）は、流体圧により前記公転回転体（５）内で直線摺動するように構成されたことを特徴とする。これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１、又は、２の発明において、前記偏心機構部は、回転駆動部（１）の回転シャフト（１’）にスプライン結合したアンギュラーカム軸（３３）であって、アンギュラーカム軸（３３）は、前記回転シャフト（１’）と反対側の端部にアンギュラーカム（３３'''）を有するアンギュラーカム軸（３３）と、前記アンギュラーカム軸（３３）を、回転自在に支持するアンギュラーカム軸フォルダ（３４）と、該アンギュラーカム軸フォルダ（３４）を、前記回転シャフト（１’）の軸心に沿って上下動させる偏心量調整機構（３０）とを具備し、前記アンギュラーカム（３３’’’）が上下動することで、前記入子金型（９）の偏心量が調整されるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、偏心量の制御が容易であり、正確に制御することができる。一定圧力で内周面、外周面の加工を行うことができ、変形に必要な適切な力で加工することができる。また、偏心量調整機構（３０）により、最大偏心量を所定寸法で決定することが容易になるので、内径、外形の直径寸法を所定寸法にすることが可能となる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したことを特徴とする。
これにより、偏心量を正確に制御することができるとともに、一定圧力で内周面、外周面の加工を行うことができる。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させたことを特徴とする。これにより、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように、正確に制御することができる。
【００１７】
請求項８の発明は、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、主金型（１７）と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）とを組み合わせる段階と、前記主金型（１７）と前記入子金型（９）との間に形成されたキャビティ（１０）に、溶湯を注入する段階と、前記溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法である。
請求項１の発明と同様に、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１８】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】入子金型の要部を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ａ）は、入子金型を、偏心量が０で回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ｂ）は、入子金型を、偏心量を最大にして回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する図３（ａ）の線Ａ−Ａに関する断面図である。（ａ）は、偏心量０の場合の偏心機構部の説明図であり、（ｂ）は、偏心量が最大の場合の偏心機構部の説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図７】図５の線Ｃ−Ｃにおける偏心量調整機構３０の断面図である。
【図８】本発明の偏心機構部の制御方法の、他の一実施態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態を示す断面図である。図２は、入子金型の要部を示す概略図である。
【００２１】
本発明の一実施形態は、断面形状が円形である内周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置である。内部にキャビティ１０を備えた主金型１７に、入子金型９が組み合わされて、断面形状が円形である内周面を備えた鋳造品を鋳造する。鋳造法の一例としては、アルミダイカストなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
図１を参照して、本発明の一実施形態の偏心機構部の構造を説明する。偏心機構部は、溶湯の凝固中に、前記入子金型を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型の間にクリアランスを形成する。
【００２２】
油圧モータ１（回転駆動部に相当する）の回転シャフト１’は、公転回転体５とキー溝結合しており、油圧モータ１が駆動されると、公転回転体５が回転するようになっている。公転回転体５は、取り付け板２に固定された公転回転体フォルダ３に、ベアリング１１によって支持されている。１５は公転用ベアリング止めである。油圧モータ１は回転駆動部を構成し、回転駆動部としては、電動モータその他であってもよい。公転回転体５は、油圧モータ１（回転駆動部）の回転軸を中心に回転する。
公転回転体５内部のシリンダ室２０（直方体空間）において、直線摺動するように、偏心量位置決めコマ４が内蔵されている。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ａ）は、入子金型を、偏心量が０で回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ｂ）は、入子金型を、偏心量を最大にして回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図である。図４は、本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する図３（ａ）の線Ａ−Ａに関する断面図である。（ａ）は、偏心量０の場合の偏心機構部の説明図であり、（ｂ）は、偏心量が最大の場合の偏心機構部の説明図である。
偏心量位置決めコマ４は、図１において示されるように、左側に寄せられた状態（以下、「中心位置」という）では、右側に中心位置作動室２１（図３（ａ）参照）が存在する。一方、図１で偏心量位置決めコマ４が右側に寄せられた状態（以下、「偏心位置」という）では、左側に偏心位置作動室２２（図３（ｂ）参照）が存在する。
【００２４】
公転回転体フォルダ３には、第１油圧出入口６が設けられている。公転回転体５が回転している状態でも、第１油圧出入口６から導入された油圧は、公転回転体５の外周面全周にわたって設けられた第１連通溝１４を介して、第１貫通口６’を通過して、中心位置作動室２１に至ることができる。これと同様に、公転回転体フォルダ３には、第２油圧出入口１２が設けられている。公転回転体５が回転している状態でも、第２油圧出入口１２から導入された油圧は、公転回転体５の外周面全周にわたって設けられた第２連通溝１８を介して、第２貫通口１２’を通過して、偏心位置作動室２２に至ることができる。
１３は、Ｏ−リングで公転回転体５の外周面に３箇所設置されており、第１油圧出入口６から導入された油圧系統と、第２油圧出入口１２から導入された油圧系統とを分離して油漏れを防止している。１６は、偏心量位置決めコマ止めであり、Ｏ−リングで油圧の漏れを防止している。
【００２５】
ここで、公転回転体５が回転しても、油溝により油の供給可能な構造となっている点を簡単に補足する。公転回転体フォルダ３は、取り付け板２に固定されており、公転回転体フォルダ３に設けられた第１油圧出入口６から導入された油圧は、公転回転体が回転しても、第１連通溝１４が公転回転体５の外周面全周にわたって設けられているので、常に第１貫通口６’に連通している。第２油圧出入口１２についても、同様に、常に第２貫通口１２’に連通している。
【００２６】
偏心量位置決めコマ４にはキー溝結合した入子自転軸７が設けられており、前記中心位置では、回転シャフト１’と入子自転軸７とが同軸（偏心量＝０）となる。前記偏心位置では、回転シャフト１’と入子自転軸７とが最大偏心量ｅで偏心して回転する。
図２に示したように、入子金型９の自転回転は、入子自転軸７と入子金型９との間にベアリング８を取り付け、そのベアリング８により、入子金型９は自由回転できるようになっている（回転結合という）。なお、入子金型９は、入子９’と、主金型１７の金型カバー９’’とから構成されている。
偏心位置決めコマ４を、次の距離Ｌの異なる複数コマ数用意すれば、偏心位置決めコマ４の形状を変更することで最大偏心量を制御可能とすることができる。図３（ａ）において、前記中心位置での入子自転軸７の軸心と、偏心量位置決めコマ４の右側側面との距離Ｌを変更すると、最大偏心量ｅを制御することができる。Ｌを小さくすると、偏心量が大きく変位する。
【００２７】
図３、４を参照して、（ａ）の前記中心位置と（ｂ）の前記偏心位置の作動状態を説明する。
（１） 油圧モータが回転駆動されると公転回転体が回転する。
（２） 第２油圧出入口１２から油が流入する。
（３） 油の流入により偏心量位置決めコマ４が移動する。
（４） 図３（ｂ）、図４（ｂ）に見られるように、偏心量位置決めコマ４の移動により偏心量が増加する。
【００２８】
次に、偏心機構部について前述の一実施形態と異なる本発明の別の一実施形態について説明する。
図５は、（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図６は、（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図７は、図５の線Ｃ−Ｃにおける偏心量調整機構３０の断面図である。
【００２９】
図５に示すように、アンギュラーカム軸３３は、上部軸３３’と下部軸３３’’とからなり（両軸はフランジなどで固定結合されている）、上部軸３３’は、油圧モータ１（回転駆動部に相当する）の回転シャフト１’とスプライン結合している。下部軸３３’’の下方の端部（回転シャフト１’と反対側の端部）には、アンギュラーカム３３’’’が設けられている。
【００３０】
アンギュラーカムとは、断面が、矩形であって、図５（ａ）の３３’’’に示すように軸方向にくの字状に折れ曲がっている。このアンギュラーカム３３’’’は、アンギュラーカム溝に挿入される。図５に示すように、アンギュラーカム溝は、アンギュラーカムとは少し大きめな穴で、穴断面が、矩形であって、軸方向にくの字状に折れ曲がっている。下部軸３３’’の上部は、断面が円形のシャフト部となっており、下部軸３３’’の下部は、断面が矩形のアンギュラーカム３３’’’となっている。
【００３１】
アンギュラーカム軸３３は、アンギュラーカム軸フォルダ３４で支持されている。アンギュラーカム軸フォルダ３４内において、図５に示すように、上部軸３３’と下部軸３３’’は、スラストベアリング、ラジアルベアリングで支持されている。アンギュラーカム軸フォルダ３４は、上部フォルダ３４’と下部フォルダ３４’’の半割りとなっており、ボルトで上部フォルダ３４’と下部フォルダ３４’’が合体されている。これは、上部軸３３’と下部軸３３’’を、アンギュラーカム軸フォルダ３４の内部に挿入して組み立てるためになされたものである。
【００３２】
アンギュラーカム軸フォルダ３４には、突起３１、３１が、図５の左右に設けられており、偏心調整機構３０のカム溝３２と係合している。偏心調整機構３０は、図７に示すように、コの字状の断面（図５の線Ｃ＝Ｃ）を有しており、回転シャフト１’の軸心と垂直な方向に移動する。偏心調整機構３０の水平方向の移動により、断面が矩形のアンギュラーカム３３’’’が、回転シャフト１’の軸心に関して回転しながら、上下動することになる。なお、偏心調整機構３０は、上下動はせず、Ｆ方向にのみ往復動する。
図６は、偏心調整機構３０が、回転シャフト１’の軸心と垂直な方向Ｆに移動した状態を示している。突起３１、３１が、図５の状態より、上方にＤだけ移動している。
【００３３】
アンギュラーカム３３’’’が上方に移動すると、図５、６でくの字状に段差部が形成されているので、入子９’の偏心量が変更される（図６のＥ参照）。アンギュラーカム３３’’’は回転シャフト１’と同じ回転をする。入子９’には、アンギュラーカムフォロアー３８が設けられている。入子９’は自転回転することができる。入子９’がアンギュラーカムフォロアー３８に関して回転自在に取り付けられており、このため入子９’が自由回転できるようになっている。
矩形断面を持つアンギュラーカム３３’’’が回転すると、アンギュラーカムフォロアー３８も回転する。アンギュラーカム３３’’’が最下端位置にあるときは偏心量０である。アンギュラーカム３３’’’が上方に移動すると（金型カバー９’’、アンギュラーカムフォロアー３８は上方に移動しないように規制されている）、アンギュラーカムフォロアー３８に偏心が発生し、アンギュラーカムフォロアー３８は公転する。これによって、前述の一実施形態と同じ作動が実現できる。この場合、偏心量は、偏心調整機構３０の直線移動量と、リニアな関係が実現できる。
アンギュラーカム３３’’’先端には、停止部３９を有する棒部材が設けられている。停止部３９は、入子を取出すときに用いられる。
【００３４】
次に、偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御した点について説明する。
基本的には、溶湯（アルミ等）の温度から凝固収縮量を計算し、凝固収縮量に連動し、入子の偏心増加量を制御するとよい。
偏心量の制御における目標値の算出においては、一例として、次のように行うと良い。
製品部の温度から、製品部凝固収縮量を算出し、これに基づいて、必要な偏心移動量を算出する。次に、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開閉量、偏心制御用油圧シリンダに流れる湯量の総量を算出すれば、入子９’の偏心移動量（目標偏心量）を算出することができる。これにより、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開閉量と入子９’の偏心移動量（目標偏心量）との関係を算出することができる。
【００３５】
溶湯温度、製品部温度の測定においては、キャビティ近傍に温度センサーを配置する。
金型温度、製品温度の測定位置は、例えば４点（２点金型温度、湯口温度、湯口と反対側等のキャビティ温度）について温度測定を実施する。金型温度はシース熱電対を、ガラス被覆熱電対線をデータロガーに使用して測定すると良い。
このようにして、温度センサーの温度から、溶湯温度、製品部温度の凝固状態を判定し、凝固状態に基づいて、偏心量を増加させるように制御する。
【００３６】
実際の偏心量の測定は、レーザー変位計等を用いて計測する。図５、６の別の一実施形態においては、偏心調整機構３０の水平方向の移動量で測定しても良い。図１の一実施形態では、金型カバー９’’をオルダム継ぎ手などで回転しないようにガイドしてレーザー変位計等を用いて偏心量を測定しても良い。
本発明の一実施形態、及び、別の一実施形態の偏心制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御で行うことができる。まず、金型温度、製品温度の測定を行い、目標偏心量を算出し、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開度を調整する。目標偏心量と測定偏心量との偏差を算出し、偏差をゼロになるように、周知のフィードバック制御を適用することができる。図１の一実施形態では、偏心量の測定を行わない場合は、フィードフォワード制御で行うことができる。フィードバック、フィードフォワード制御において、設定した最大偏心量に達したら、偏心量の増加は終了する。
【００３７】
本発明によれば、抜け勾配０°以外でも、離型時に金型と製品間で摩擦が発生しない利点がある。また、アンダーカット形状等の金型鋳造で加工できない形状（逆テーパ等）も、加工可能である。例えば、アンダーカットのため鋳造で加工できない雌螺子穴の加工にも適用することができる。さらに、内径面の内側から加工を加えるので、アルミ内面が加工硬化され、内面の強度向上することができる。本発明の適用例の一例としては、高精度な寸法を必要とするベアリング取付け部や、部品同士が勘合する部位が、一例として考えられるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
本発明の他の一実施形態として、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、主金型１７と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型９とを組み合わせる段階と、前記主金型１７と前記入子金型９との間に形成されたキャビティ１０に、溶湯を注入する段階と、前記溶湯の凝固中に、前記入子金型９を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型９の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法が含まれる。
【００３９】
この鋳造方法においても、さらに、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したり、キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させるようにしても良い。
主金型１７と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型９とを組み合わせた後、アルミダイカストの場合には、型締めを行うが、回転駆動部のトルクを高トルクにして、入子金型９が主金型１７に対してスライドできるようにしている。
【００４０】
入子の偏心増加量の制御方法についての他の方法について説明する。図８は、この制御方法の説明図である。
図８の他の一実施形態では、鋳造装置の型内溶湯（アルミ等）の充填完了の信号を鋳造制御装置からタイマーが受信し、受信後からのタイマー信号を偏心開始用油圧バルブが受け、入子の偏心増加を開始する。入子の偏心増加速度は、熱電対を配置した金型での評価結果等を参照し、事前に偏心増加速度制御用油圧バルブで設定する。基本的には、溶湯（アルミ等）の温度から凝固収縮量を計算し、凝固収縮量に連動し、入子の偏心増加量を制御するとよいが、様々な方法を採用することで、型内に熱電対を配置せず、入子の偏心量を制御可能である。この制御については、本発明の装置においても適用である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 油圧モータ
２ 取付け板
３ 公転回転体フォルダ
４ 偏心量位置決めコマ
５ 公転回転体
６ 第１油圧出入口
６’ 第１貫通口
７ 入子自転軸
８ 自転用ベアリング
９ 入子金型
１０ キャビティ
１１ 公転用ベアリング
１２ 第２油圧出入口
１２’ 第２貫通口
１３ Ｏ−リング
１４ 第１連通溝
１５ 公転用ベアリング止め
１６ 偏心量位置決めコマ止め
１７ 主金型
１８ 第２連通溝
３０ 偏心量調整機構
３３ アンギュラーカム軸
３３’’’ アンギュラーカム軸
３４ アンギュラーカム軸フォルダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径形成部等を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形状の内周面を、アルミダイカスト等の金型装置を用いて鋳造する場合、内部にキャビティを備えた金型に、内周面を形成する入子金型を組み合わせて、金型と入子金型の間のキャビティに溶湯を注入して鋳造する。このような場合、鋳造時に入子金型を鋳造品から離脱させるために、抜き勾配を付けることが必要となる。
抜き勾配なしで鋳造し、無理に鋳造品を金型から離脱させると、鋳造品の内周面を形成している部分の一部が欠ける「かじり」と称される欠陥が生じてしまう。また、抜き勾配なしで鋳造すると、離脱に要する力である離脱所要力が大きくなって、金型装置全体の大型化や耐久性低下の原因となるからである。
通常、内周面は、直径が一定の円筒面とされることが多いため、抜き勾配を付けた鋳造品を鋳造し、後で内周面を、工作機械により切削加工せざるを得なかった。このため、二次加工によるコストアップが余儀なくされ、抜き勾配の存在により取り代が大きくなるという問題が発生していた。
【０００３】
このような問題に対応するために、特許文献１にみられるような、抜き勾配の不要な鋳抜きピンを用いて鋳抜き穴を成形する技術が知られている。これは、金型のうち鋳物製品となるべき製品形状部空間に円筒状の鋳抜きピンを配置し、鋳抜きピンを、その軸心回りで絶えず回転させた状態、又は、軸心方向に絶えず往復運動させた状態で、溶湯を充填して凝固を待ち、凝固後に鋳抜きピン６を抜き取れば、その部分に円形の鋳抜き穴が成形されるというものである。
【０００４】
特許文献２においては、キャビティ内に金属の溶湯を注入し、溶湯が凝固して鋳造品が成形された後に、スライドコアを鋳造品に対して回転させつつ離脱させて（カム溝を利用）、ストレート内周面を成形するものである。
これら技術において、鋳抜きピンやスライドコアが絶えず回転しても、アルミの凝固収縮量そのものは変化せず、鋳抜きピンの径に対しアルミの内径が小さくなるため、製品取出し時にアルミが鋳抜きピンに対し「抱き付き」といわれる不良が発生する。その結果、抜け勾配０°の時に鋳抜きピンにカジリが発生してしまう。
【０００５】
その他、特許文献３にみられるような、スライドピンを引き抜いて脱型する技術も知られているが、金型材料が変形しなければならないため、金型材料の制約がある。また、この従来技術は、バネの設置位置に起因して、放射方向の金型の変形は不可能であり、内径形状を全周に亘って形成することが出来ないなどの問題を有していた。
溶湯の凝固温度を検知する技術は、特許文献４により知られているが、型開きに最適な温度を検知するにとどまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６８０７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７１５６号公報
【特許文献３】特開平８−１０８２４６号公報
【特許文献４】特開２００１−２５９８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、内径、外形形成部を高精度に鋳造する鋳造装置及び方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部とを具備する鋳造装置である。
【０００９】
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記内周面又は外周面の抜け勾配が０°であることを特徴とする。
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となり、その結果、抜け勾配０°を実現することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１、又は、２の発明において、前記偏心機構部は、前記入子金型（９）を公転、かつ、自転させるように構成されたことを特徴とする。
これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となるとともに、内径面、外周面が加工硬化され、内周面、外周面の強度向上することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記偏心機構部は、公転回転体フォルダ（３）に回転自在に支持されて、回転駆動部（１）により回転駆動される公転回転体（５）と、該公転回転体（５）内に直線摺動するように内蔵された偏心量位置決めコマ（４）と、該偏心量位置決めコマ（４）に設けられて、前記回転駆動部（１）の回転軸に平行な軸心を持つ入子自転軸（７）であって、前記入子金型（９）に回転結合した入子自転軸（７）とを具備し、前記偏心量位置決めコマ（４）は、流体圧により前記公転回転体（５）内で直線摺動するように構成されたことを特徴とする。これにより、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１、又は、２の発明において、前記偏心機構部は、回転駆動部（１）の回転シャフト（１’）にスプライン結合したアンギュラーカム軸（３３）であって、アンギュラーカム軸（３３）は、前記回転シャフト（１’）と反対側の端部にアンギュラーカム（３３'''）を有するアンギュラーカム軸（３３）と、前記アンギュラーカム軸（３３）を、回転自在に支持するアンギュラーカム軸フォルダ（３４）と、該アンギュラーカム軸フォルダ（３４）を、前記回転シャフト（１’）の軸心に沿って上下動させる偏心量調整機構（３０）とを具備し、前記アンギュラーカム（３３’’’）が上下動することで、前記入子金型（９）の偏心量が調整されるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、偏心量の制御が容易であり、正確に制御することができる。一定圧力で内周面、外周面の加工を行うことができ、変形に必要な適切な力で加工することができる。また、偏心量調整機構（３０）により、最大偏心量を所定寸法で決定することが容易になるので、内径、外形の直径寸法を所定寸法にすることが可能となる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したことを特徴とする。
これにより、偏心量を正確に制御することができるとともに、一定圧力で内周面、外周面の加工を行うことができる。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させたことを特徴とする。これにより、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように、正確に制御することができる。
【００１７】
請求項８の発明は、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、主金型（１７）と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）とを組み合わせる段階と、前記主金型（１７）と前記入子金型（９）との間に形成されたキャビティ（１０）に、溶湯を注入する段階と、前記溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法である。
請求項１の発明と同様に、入子金型と鋳抜き部との間のクリアランスにより、製品を入子金型から容易にから外すことが可能となる。
【００１８】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】入子金型の要部を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ａ）は、入子金型を、偏心量が０で回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ｂ）は、入子金型を、偏心量を最大にして回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する図３（ａ）の線Ａ−Ａに関する断面図である。（ａ）は、偏心量０の場合の偏心機構部の説明図であり、（ｂ）は、偏心量が最大の場合の偏心機構部の説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図７】図５の線Ｃ−Ｃにおける偏心量調整機構３０の断面図である。
【図８】本発明の偏心機構部の制御方法の、他の一実施態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態を示す断面図である。図２は、入子金型の要部を示す概略図である。
【００２１】
本発明の一実施形態は、断面形状が円形である内周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置である。内部にキャビティ１０を備えた主金型１７に、入子金型９が組み合わされて、断面形状が円形である内周面を備えた鋳造品を鋳造する。鋳造法の一例としては、アルミダイカストなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
図１を参照して、本発明の一実施形態の偏心機構部の構造を説明する。偏心機構部は、溶湯の凝固中に、前記入子金型を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型の間にクリアランスを形成する。
【００２２】
油圧モータ１（回転駆動部に相当する）の回転シャフト１’は、公転回転体５とキー溝結合しており、油圧モータ１が駆動されると、公転回転体５が回転するようになっている。公転回転体５は、取り付け板２に固定された公転回転体フォルダ３に、ベアリング１１によって支持されている。１５は公転用ベアリング止めである。油圧モータ１は回転駆動部を構成し、回転駆動部としては、電動モータその他であってもよい。公転回転体５は、油圧モータ１（回転駆動部）の回転軸を中心に回転する。
公転回転体５内部のシリンダ室２０（直方体空間）において、直線摺動するように、偏心量位置決めコマ４が内蔵されている。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ａ）は、入子金型を、偏心量が０で回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図であり、（ｂ）は、入子金型を、偏心量を最大にして回転させる場合の偏心機構部の作動を説明する説明図である。図４は、本発明の一実施形態の偏心機構部の作動を説明する図３（ａ）の線Ａ−Ａに関する断面図である。（ａ）は、偏心量０の場合の偏心機構部の説明図であり、（ｂ）は、偏心量が最大の場合の偏心機構部の説明図である。
偏心量位置決めコマ４は、図１において示されるように、左側に寄せられた状態（以下、「中心位置」という）では、右側に中心位置作動室２１（図３（ａ）参照）が存在する。一方、図１で偏心量位置決めコマ４が右側に寄せられた状態（以下、「偏心位置」という）では、左側に偏心位置作動室２２（図３（ｂ）参照）が存在する。
【００２４】
公転回転体フォルダ３には、第１油圧出入口６が設けられている。公転回転体５が回転している状態でも、第１油圧出入口６から導入された油圧は、公転回転体５の外周面全周にわたって設けられた第１連通溝１４を介して、第１貫通口６’を通過して、中心位置作動室２１に至ることができる。これと同様に、公転回転体フォルダ３には、第２油圧出入口１２が設けられている。公転回転体５が回転している状態でも、第２油圧出入口１２から導入された油圧は、公転回転体５の外周面全周にわたって設けられた第２連通溝１８を介して、第２貫通口１２’を通過して、偏心位置作動室２２に至ることができる。
１３は、Ｏ−リングで公転回転体５の外周面に３箇所設置されており、第１油圧出入口６から導入された油圧系統と、第２油圧出入口１２から導入された油圧系統とを分離して油漏れを防止している。１６は、偏心量位置決めコマ止めであり、Ｏ−リングで油圧の漏れを防止している。
【００２５】
ここで、公転回転体５が回転しても、油溝により油の供給可能な構造となっている点を簡単に補足する。公転回転体フォルダ３は、取り付け板２に固定されており、公転回転体フォルダ３に設けられた第１油圧出入口６から導入された油圧は、公転回転体が回転しても、第１連通溝１４が公転回転体５の外周面全周にわたって設けられているので、常に第１貫通口６’に連通している。第２油圧出入口１２についても、同様に、常に第２貫通口１２’に連通している。
【００２６】
偏心量位置決めコマ４にはキー溝結合した入子自転軸７が設けられており、前記中心位置では、回転シャフト１’と入子自転軸７とが同軸（偏心量＝０）となる。前記偏心位置では、回転シャフト１’と入子自転軸７とが最大偏心量ｅで偏心して回転する。
図２に示したように、入子金型９の自転回転は、入子自転軸７と入子金型９との間にベアリング８を取り付け、そのベアリング８により、入子金型９は自由回転できるようになっている（回転結合という）。なお、入子金型９は、入子９’と、主金型１７の金型カバー９’’とから構成されている。
偏心位置決めコマ４を、次の距離Ｌの異なる複数コマ数用意すれば、偏心位置決めコマ４の形状を変更することで最大偏心量を制御可能とすることができる。図３（ａ）において、前記中心位置での入子自転軸７の軸心と、偏心量位置決めコマ４の右側側面との距離Ｌを変更すると、最大偏心量ｅを制御することができる。Ｌを小さくすると、偏心量が大きく変位する。
【００２７】
図３、４を参照して、（ａ）の前記中心位置と（ｂ）の前記偏心位置の作動状態を説明する。
（１） 油圧モータが回転駆動されると公転回転体が回転する。
（２） 第２油圧出入口１２から油が流入する。
（３） 油の流入により偏心量位置決めコマ４が移動する。
（４） 図３（ｂ）、図４（ｂ）に見られるように、偏心量位置決めコマ４の移動により偏心量が増加する。
【００２８】
次に、偏心機構部について前述の一実施形態と異なる本発明の別の一実施形態について説明する。
図５は、（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図６は、（ａ）は、本発明の別の一実施形態の要部を示す概略図である。（ｂ）は、偏心量調整機構３０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図７は、図５の線Ｃ−Ｃにおける偏心量調整機構３０の断面図である。
【００２９】
図５に示すように、アンギュラーカム軸３３は、上部軸３３’と下部軸３３’’とからなり（両軸はフランジなどで固定結合されている）、上部軸３３’は、油圧モータ１（回転駆動部に相当する）の回転シャフト１’とスプライン結合している。下部軸３３’’の下方の端部（回転シャフト１’と反対側の端部）には、アンギュラーカム３３’’’が設けられている。
【００３０】
アンギュラーカムとは、断面が、矩形であって、図５（ａ）の３３’’’に示すように軸方向にくの字状に折れ曲がっている。このアンギュラーカム３３’’’は、アンギュラーカム溝に挿入される。図５に示すように、アンギュラーカム溝は、アンギュラーカムとは少し大きめな穴で、穴断面が、矩形であって、軸方向にくの字状に折れ曲がっている。下部軸３３’’の上部は、断面が円形のシャフト部となっており、下部軸３３’’の下部は、断面が矩形のアンギュラーカム３３’’’となっている。
【００３１】
アンギュラーカム軸３３は、アンギュラーカム軸フォルダ３４で支持されている。アンギュラーカム軸フォルダ３４内において、図５に示すように、上部軸３３’と下部軸３３’’は、スラストベアリング、ラジアルベアリングで支持されている。アンギュラーカム軸フォルダ３４は、上部フォルダ３４’と下部フォルダ３４’’の半割りとなっており、ボルトで上部フォルダ３４’と下部フォルダ３４’’が合体されている。これは、上部軸３３’と下部軸３３’’を、アンギュラーカム軸フォルダ３４の内部に挿入して組み立てるためになされたものである。
【００３２】
アンギュラーカム軸フォルダ３４には、突起３１、３１が、図５の左右に設けられており、偏心調整機構３０のカム溝３２と係合している。偏心調整機構３０は、図７に示すように、コの字状の断面（図５の線Ｃ＝Ｃ）を有しており、回転シャフト１’の軸心と垂直な方向に移動する。偏心調整機構３０の水平方向の移動により、断面が矩形のアンギュラーカム３３’’’が、回転シャフト１’の軸心に関して回転しながら、上下動することになる。なお、偏心調整機構３０は、上下動はせず、Ｆ方向にのみ往復動する。
図６は、偏心調整機構３０が、回転シャフト１’の軸心と垂直な方向Ｆに移動した状態を示している。突起３１、３１が、図５の状態より、上方にＤだけ移動している。
【００３３】
アンギュラーカム３３’’’が上方に移動すると、図５、６でくの字状に段差部が形成されているので、入子９’の偏心量が変更される（図６のＥ参照）。アンギュラーカム３３’’’は回転シャフト１’と同じ回転をする。入子９’には、アンギュラーカムフォロアー３８が設けられている。入子９’は自転回転することができる。入子９’がアンギュラーカムフォロアー３８に関して回転自在に取り付けられており、このため入子９’が自由回転できるようになっている。
矩形断面を持つアンギュラーカム３３’’’が回転すると、アンギュラーカムフォロアー３８も回転する。アンギュラーカム３３’’’が最下端位置にあるときは偏心量０である。アンギュラーカム３３’’’が上方に移動すると（金型カバー９’’、アンギュラーカムフォロアー３８は上方に移動しないように規制されている）、アンギュラーカムフォロアー３８に偏心が発生し、アンギュラーカムフォロアー３８は公転する。これによって、前述の一実施形態と同じ作動が実現できる。この場合、偏心量は、偏心調整機構３０の直線移動量と、リニアな関係が実現できる。
アンギュラーカム３３’’’先端には、停止部３９を有する棒部材が設けられている。停止部３９は、入子を取出すときに用いられる。
【００３４】
次に、偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御した点について説明する。
基本的には、溶湯（アルミ等）の温度から凝固収縮量を計算し、凝固収縮量に連動し、入子の偏心増加量を制御するとよい。
偏心量の制御における目標値の算出においては、一例として、次のように行うと良い。
製品部の温度から、製品部凝固収縮量を算出し、これに基づいて、必要な偏心移動量を算出する。次に、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開閉量、偏心制御用油圧シリンダに流れる湯量の総量を算出すれば、入子９’の偏心移動量（目標偏心量）を算出することができる。これにより、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開閉量と入子９’の偏心移動量（目標偏心量）との関係を算出することができる。
【００３５】
溶湯温度、製品部温度の測定においては、キャビティ近傍に温度センサーを配置する。
金型温度、製品温度の測定位置は、例えば４点（２点金型温度、湯口温度、湯口と反対側等のキャビティ温度）について温度測定を実施する。金型温度はシース熱電対を、ガラス被覆熱電対線をデータロガーに使用して測定すると良い。
このようにして、温度センサーの温度から、溶湯温度、製品部温度の凝固状態を判定し、凝固状態に基づいて、偏心量を増加させるように制御する。
【００３６】
実際の偏心量の測定は、レーザー変位計等を用いて計測する。図５、６の別の一実施形態においては、偏心調整機構３０の水平方向の移動量で測定しても良い。図１の一実施形態では、金型カバー９’’をオルダム継ぎ手などで回転しないようにガイドしてレーザー変位計等を用いて偏心量を測定しても良い。
本発明の一実施形態、及び、別の一実施形態の偏心制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御で行うことができる。まず、金型温度、製品温度の測定を行い、目標偏心量を算出し、偏心制御用油圧バルブの流量制御弁開度を調整する。目標偏心量と測定偏心量との偏差を算出し、偏差をゼロになるように、周知のフィードバック制御を適用することができる。図１の一実施形態では、偏心量の測定を行わない場合は、フィードフォワード制御で行うことができる。フィードバック、フィードフォワード制御において、設定した最大偏心量に達したら、偏心量の増加は終了する。
【００３７】
本発明によれば、抜け勾配０°以外でも、離型時に金型と製品間で摩擦が発生しない利点がある。また、アンダーカット形状等の金型鋳造で加工できない形状（逆テーパ等）も、加工可能である。例えば、アンダーカットのため鋳造で加工できない雌螺子穴の加工にも適用することができる。さらに、内径面の内側から加工を加えるので、アルミ内面が加工硬化され、内面の強度向上することができる。本発明の適用例の一例としては、高精度な寸法を必要とするベアリング取付け部や、部品同士が勘合する部位が、一例として考えられるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
本発明の他の一実施形態として、断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、主金型１７と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型９とを組み合わせる段階と、前記主金型１７と前記入子金型９との間に形成されたキャビティ１０に、溶湯を注入する段階と、前記溶湯の凝固中に、前記入子金型９を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型９の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法が含まれる。
【００３９】
この鋳造方法においても、さらに、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したり、キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させるようにしても良い。
主金型１７と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型９とを組み合わせた後、アルミダイカストの場合には、型締めを行うが、回転駆動部のトルクを高トルクにして、入子金型９が主金型１７に対してスライドできるようにしている。
【００４０】
入子の偏心増加量の制御方法についての他の方法について説明する。図８は、この制御方法の説明図である。
図８の他の一実施形態では、鋳造装置の型内溶湯（アルミ等）の充填完了の信号を鋳造制御装置からタイマーが受信し、受信後からのタイマー信号を偏心開始用油圧バルブが受け、入子の偏心増加を開始する。入子の偏心増加速度は、熱電対を配置した金型での評価結果等を参照し、事前に偏心増加速度制御用油圧バルブで設定する。基本的には、溶湯（アルミ等）の温度から凝固収縮量を計算し、凝固収縮量に連動し、入子の偏心増加量を制御するとよいが、様々な方法を採用することで、型内に熱電対を配置せず、入子の偏心量を制御可能である。この制御については、本発明の装置においても適用である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 油圧モータ
２ 取付け板
３ 公転回転体フォルダ
４ 偏心量位置決めコマ
５ 公転回転体
６ 第１油圧出入口
６’ 第１貫通口
７ 入子自転軸
８ 自転用ベアリング
９ 入子金型
１０ キャビティ
１１ 公転用ベアリング
１２ 第２油圧出入口
１２’ 第２貫通口
１３ Ｏ−リング
１４ 第１連通溝
１５ 公転用ベアリング止め
１６ 偏心量位置決めコマ止め
１７ 主金型
１８ 第２連通溝
３０ 偏心量調整機構
３３ アンギュラーカム軸
３３’’’ アンギュラーカム軸
３４ アンギュラーカム軸フォルダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、 該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、
前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、
溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部と
を具備する鋳造装置。
【請求項２】
前記内周面又は外周面の抜け勾配が０°であることを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【請求項３】
前記偏心機構部は、前記入子金型（９）を公転、かつ、自転させるように構成されたことを特徴とする請求項１、又は、２に記載の鋳造装置。
【請求項４】
前記偏心機構部は、
公転回転体フォルダ（３）に回転自在に支持されて、回転駆動部（１）により回転駆動される公転回転体（５）と、
該公転回転体（５）内に直線摺動するように内蔵された偏心量位置決めコマ（４）と、
該偏心量位置決めコマ（４）に設けられて、前記回転駆動部（１）の回転軸に平行な軸心を持つ入子自転軸（７）であって、前記入子金型（９）に回転結合した入子自転軸（７）とを具備し、
前記偏心量位置決めコマ（４）は、流体圧により前記公転回転体（５）内で直線摺動するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の鋳造装置。
【請求項５】
前記偏心機構部は、
回転駆動部（１）の回転シャフト（１’）にスプライン結合したアンギュラーカム軸（３３）であって、アンギュラーカム軸（３３）は、前記回転シャフト（１’）と反対側の端部にアンギュラーカム（３３'''）を有するアンギュラーカム軸（３３）と、
前記アンギュラーカム軸（３３）を、回転自在に支持するアンギュラーカム軸フォルダ（３４）と、
該アンギュラーカム軸フォルダ（３４）を、前記回転シャフト（１’）の軸心に沿って上下動させる偏心量調整機構（３０）とを具備し、
前記アンギュラーカム（３３’’’）が上下動することで、前記入子金型（９）の偏心量が調整されるように構成されたことを特徴とする請求項１、又は、２に記載の鋳造装置。
【請求項６】
前記偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項７】
前記キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させたことを特徴とする請求項６に記載の鋳造装置。
【請求項８】
断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、 主金型（１７）と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）とを組み合わせる段階と、
前記主金型（１７）と前記入子金型（９）との間に形成されたキャビティ（１０）に、溶湯を注入する段階と、
前記溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法。
【請求項１】
断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造装置であって、 該鋳造装置が、内部にキャビティ（１０）を備えた主金型（１７）と、
前記主金型（１７）と組み合わされて前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）と、
溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する偏心機構部と
を具備する鋳造装置。
【請求項２】
前記内周面又は外周面の抜け勾配が０°であることを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【請求項３】
前記偏心機構部は、前記入子金型（９）を公転、かつ、自転させるように構成されたことを特徴とする請求項１、又は、２に記載の鋳造装置。
【請求項４】
前記偏心機構部は、
公転回転体フォルダ（３）に回転自在に支持されて、回転駆動部（１）により回転駆動される公転回転体（５）と、
該公転回転体（５）内に直線摺動するように内蔵された偏心量位置決めコマ（４）と、
該偏心量位置決めコマ（４）に設けられて、前記回転駆動部（１）の回転軸に平行な軸心を持つ入子自転軸（７）であって、前記入子金型（９）に回転結合した入子自転軸（７）とを具備し、
前記偏心量位置決めコマ（４）は、流体圧により前記公転回転体（５）内で直線摺動するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の鋳造装置。
【請求項５】
前記偏心機構部は、
回転駆動部（１）の回転シャフト（１’）にスプライン結合したアンギュラーカム軸（３３）であって、アンギュラーカム軸（３３）は、前記回転シャフト（１’）と反対側の端部にアンギュラーカム（３３'''）を有するアンギュラーカム軸（３３）と、
前記アンギュラーカム軸（３３）を、回転自在に支持するアンギュラーカム軸フォルダ（３４）と、
該アンギュラーカム軸フォルダ（３４）を、前記回転シャフト（１’）の軸心に沿って上下動させる偏心量調整機構（３０）とを具備し、
前記アンギュラーカム（３３’’’）が上下動することで、前記入子金型（９）の偏心量が調整されるように構成されたことを特徴とする請求項１、又は、２に記載の鋳造装置。
【請求項６】
前記偏心機構部を、偏心量が凝固の進行に伴い増加するように制御したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項７】
前記キャビティ近傍に温度センサーを配置し、前記温度センサーの温度から溶湯の凝固状態を判定し、前記溶湯の凝固状態に基づいて、偏心量を増加させたことを特徴とする請求項６に記載の鋳造装置。
【請求項８】
断面形状が円形である内周面又は外周面を備えた鋳造品を鋳造する鋳造方法であって、 主金型（１７）と、前記内周面又は外周面を形成する入子金型（９）とを組み合わせる段階と、
前記主金型（１７）と前記入子金型（９）との間に形成されたキャビティ（１０）に、溶湯を注入する段階と、
前記溶湯の凝固中に、前記入子金型（９）を偏心して回転させて、凝固しつつある前記溶湯と前記入子金型（９）の間にクリアランスを形成する段階とを具備する鋳造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１２５８９０（Ｐ２０１１−１２５８９０Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８５５６０（Ｐ２００９−２８５５６０）
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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