JP2013158798A - 鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の鋳物でも引け巣の発生を効果的に低減できる鋳造方法を提供する。
【解決手段】砂型１０に形成された鋳造キャビティ１５に充填された溶湯を凝固させることで鋳物を鋳造する方法であって、鋳造キャビティ１５の少なくとも一部に沿って砂型１０の内部に埋め込まれた、砂型１０の外部と連通する冷却配管２０の内部を減圧することで、冷却流体を冷却配管２０の内部を通過させながら、溶湯を凝固させる鋳造方法。本発明は、砂型１０が主型１１と中子１３からなる場合、冷却配管２０を中子１３に埋設させると効果的である。本発明において、冷却配管２０には、内部と外部を連通するガス抜き孔２６が形成されていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、砂型を用いた鋳造方法に関し、特に中子を用いる鋳造に生ずる欠陥を抑制できる鋳造方法に関する。

例えば遠心圧縮機のケーシングのように空洞部を有する部材は、中子（なかご）と主型（おもがた）を有する砂型により鋳造される。中子及び主型はともに、砂を樹脂からなる粘結剤で結合して作製される。したがって、砂型のキャビティに注湯されると、溶湯に接する中子及び主型が高温に加熱されるために、粘結剤が燃焼してガス（ＣＯ_２，燃焼ガス）が発生する。主型は砂の粒度が粗いこと及びその周囲が外気に接していることもあって通気性が高いため、主型で発生した燃焼ガスはその外部に放出されやすい。これに対して中子は通気性が低いために、中子で発生した燃焼ガスは溶湯の表面又は内部へ浸透しやすいために、鋳物に燃焼ガスからなる空隙が残存するガス欠陥が生ずる。
このガス欠陥を防止するために、特許文献１は中子の支持を目的とする芯金にガス抜き孔を開け、このガス抜き孔から芯金を通じて燃焼ガスを外部に排出させることを提案している。

特開２０００−２２５４３９号公報

特許文献１の提案はガス欠陥の抑制に効果はあるが、中子と主型（又は外型）を用いる鋳造方法における他の課題として、引け巣が掲げられる。引け巣は溶湯の冷却速度が遅くなると生じる鋳造欠陥であるが、冷却速度が遅い中子に面する部分に引け巣が生じやすい。鋳物が大きくなればなるほど冷却速度が遅くなるので、引け巣の発生が顕著になる。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、大型の鋳物でも引け巣の発生を効果的に低減できる鋳造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、冷却流体、典型的には空気を用いて引け巣が生じやすい部分を冷却することを検討した。冷却流体は当該部分に埋設した配管内を通過させることになるが、詳しくは後述する実施形態の欄で述べるように、圧送により配管に冷却流体を送り込むと、配管が破損するなどの不具合が生じることを知見した。そこで本発明では、冷却流体を、圧送するのではなく、減圧することで冷却流体を通過させることにした。すなわち本発明は、砂型に形成された鋳造キャビティに充填された溶湯を凝固させることで鋳物を鋳造する方法であって、鋳造キャビティの少なくとも一部に沿って砂型の内部に埋め込まれた、砂型の外部と連通する冷却配管の内部を減圧することで、冷却流体を冷却配管の内部を通過させながら、溶湯を凝固させることを特徴とする鋳造方法である。

本発明における砂型が、主型と中子からなる場合、冷却配管を中子に埋設することが好ましい。上述したように、中子に面する部分に引け巣が生じやすいからである。もっとも、この形態は好ましいものに過ぎず、本発明は中子を備えない砂型に適用できることは言うまでもない。

本発明の鋳造方法において、冷却配管には、内部と外部を連通するガス抜き孔が形成されていることが好ましい。
砂型に含まれる粘結剤に基づく燃焼ガスを吸引することで、燃焼ガスに起因する鋳物のガス欠陥を低減できる。
このガス抜き孔は、鋳造キャビティに向けて開口されることが好ましい。鋳造キャビティに接する砂型の表層部において燃焼ガスが顕著に発生するからである。
また、ガス抜き孔には、少なくとも溶湯が鋳造キャビティに充填される前に、砂侵入防止部材が付設されていることが好ましい。造型の際に砂がガス抜き孔から冷却配管の内部に過剰に侵入すると、冷却配管を詰まらせるおそれがあることに対処するためである。また、ガス抜き孔を有する冷却配管が、前砂型の内部において鉛直方向部分を有する場合には、この鉛直方向部分には砂溜り部を設けることで、それよりも下方への砂の落下を防止することができる

本発明の鋳造方法において、排風機により冷却配管の内部から冷却流体を排出することで冷却配管の内部を減圧することができるが、この場合、冷却配管の内部の温度に基づいて求められる凝固過程の冷却速度に応じて、排風機による冷却流体の排出流量を制御すれば、排風機の運転効率を向上できる。同様に、冷却配管の内部から排出される冷却流体に含まれるガス成分の濃度に応じて、排風機による冷却流体の排出流量を制御すれば、排風機の運転効率を向上できる。

本発明によれば、冷却配管に不具合を生じさせることなく、配管内を冷却流体が通過することで、大型の鋳物でも引け巣の発生を効果的に低減できる鋳造方法が提供される。

第１実施形態に用いられる砂型の構造を模式的に示す正断面図である。 （Ａ）は図１に示す砂型の平面図、（Ｂ）は図１に示す砂型の側面図である。 第２実施形態に用いられる砂型の構造を模式的に示す正断面図である。 第２実施形態の冷却管本体のガス抜き孔に付設される砂侵入防止部材の例を示し、（Ａ）はガス抜き孔を覆う金網を示し、（Ｂ）は冷却管本体の一部を金網管で代替する例を示し、（Ｃ）はガス抜き孔に対向してシールド壁を設ける例を示している。 第２実施形態の冷却管本体のガス抜き孔に付設される砂侵入防止部材の例を示し、（Ａ）はガス抜き孔に封止体３１が封止されている状態を示し、（Ｂ）は封止体が燃焼することでガス抜き孔が開口した状態を示す。 第３実施形態に用いられる砂型の構造を模式的に示し、（Ａ）は正断面図、（Ｂ）は側面図である。 第４実施形態における流量調整機構を示す図である。 第４実施形態における流量調整の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。この実施形態は、空洞部を有する部材を鋳造するのに用いられる砂型に特徴を有している。この砂型は、中子と主型からなる。よく知られているように、中子は、主型の内部であって、空洞部を有する部材の空洞部に対応する部位に配置される砂型である。主型と中子の間の空隙であるキャビティに溶湯を注ぐことで当該部材が鋳造される。
なお、以下の説明では、空洞部を有する部材として、一方が開口しているボックス状の単純形状の部材の例を示すが、本発明が適用される部材はこれに限るものでない。

［第１実施形態］
図１、図２に示すように、本実施形態における砂型１０は、主型１１と中子１３とを備えている。中子１３が主型１１の内部に配置されることで、砂型１０には鋳造キャビティ１５が形成される。鋳造キャビティ１５は砂型１０により鋳造する部材に一致する空隙形状を有しており、この鋳造キャビティ１５に別途用意される溶湯を注湯する。なお、図２は排風機２５の記載を省略している。
主型１１は鋳造される部材の外周形状を形成する。したがって、本実施形態では、単純なボックス状の部材を鋳造するので、主型１１もまたボックス状の形状をなしている。また、中子１３は、前述したように、当該部材の空洞部分を形成する。したがって、本実施形態では、直方体状の形状をなしている。
主型１１及び中子１３は、公知の種々の方法により造型することができる。典型的には、砂と粘結剤を混合して得られたコンパウンドを用いて、主型１１及び中子１３を各々造型する。用いられる砂も制約はなく、珪砂を主成分とする山砂、珪砂などの公知の材質を用いることができる。
砂型鋳造方法は、用いられる粘結剤により、生砂型法、炭酸ガス法、シェルモールド法及び有機自硬性砂法に分類されるが、本実施形態は粘結剤として樹脂を用いる有機自硬性砂法に適用するのに適している。

本実施形態は、中子１３に対して冷却配管２０を設ける。冷却配管２０は、空気（以下、冷却流体）が導入される側に設けられる第１ヘッダ部２１と、第１ヘッダ部２１から分岐する複数の冷却管本体２２と、冷却管本体２２が集合する第２ヘッダ部２３とからなる。第２ヘッダ部２３は、排風機２５に連なっている。排風機２５を動作させると、第１ヘッダ部２１から取り入れられる冷却流体が冷却管本体２２を通って第２ヘッダ部２３から排出される。鋳造中にこの動作を継続することで、中子１３を介して鋳物（溶湯）を冷却する。なお、冷却配管２０を構成する第１ヘッダ部２１、冷却管本体２２及び第２ヘッダ部２３は何れも冷却流体が通過できる中空構造をなしている。また、これら冷却配管２０を構成する部材は、中子１３との間の熱伝導性を考慮すると金属材料からなることが望ましい。金属材料は、少なくとも得られる鋳物の融点よりも高い融点を備えるものが選択されるべきである。

第１ヘッダ部２１は、中子１３の外部に露出しており、冷却流体が導入される導入口２１ａと、導入口２１ａに連なるとともに複数の冷却管本体２２が接続されるヘッダ本体２１ｂとを備えている。
冷却管本体２２は、鋳造キャビティ１５に沿いかつ近接するように中子１３の内部に埋設される。鋳造キャビティ１５に望む中子１３の表面から冷却管本体２２までの距離Ｌは、鋳造する鋳物のサイズ、形状にもよるが、５０〜１００ｍｍ程度とするのがよい。５０ｍｍ未満では冷却管本体２２よりも表面に近い中子１３の表層部を十分に硬化させるのが容易でなくなり、１００ｍｍを超えると鋳物の冷却を十分に得られなくなる場合があるからである。
第２ヘッダ部２３は、複数の冷却管本体２２が接続されるヘッダ本体２３ａと、ヘッダ本体２３ａに連なるとともに、冷却管本体２２を通ってきた冷却流体が排出される排出口２３ｂとを備えている。
排風機２５を動作させると、導入口２１ａから取り入れられる冷却流体が、ヘッダ本体２１ｂを介して各冷却管本体２２に供給される。冷却流体は各冷却管本体２２を通過した後にヘッダ本体２３ａ及び排出口２３ｂを介して排風機２５に達し、排風機２５の外部に吐出される。排風機２５は、その形式を問わず冷却管本体２２の内部から冷却流体を排出して減圧することができる機器を広く適用することができる。例えば、エジェクタ、ポンプ、ファンなどの公知の手段を適用できる。なお、図１，３にはエジェクタを適用した例を示している。
各冷却管本体２２を冷却流体が通ることで、中子１３における鋳造キャビティ１５と冷却管本体２２の間の表層部が冷却されることで、凝固過程の鋳物の冷却速度が速くなり、引け巣の発生を抑制することができる。

本実施形態は、排風機２５を用いて冷却配管２０（冷却管本体２２）に冷却流体を通過させるところに特徴を有している。この特徴は、例えば第１ヘッダ部２１から冷却流体を圧送する方式と対比することで明確になる。
鋳造キャビティ１５に注湯（例えば、溶湯温度：１５００℃）すると、中子１３はもちろん冷却管本体２２の温度が急激に上昇する。これに伴って、冷却管本体２２内部を通過する冷却流体の圧力が急激に上昇する。したがって、圧送して冷却管本体２２に冷却流体を送り込むと、圧送による圧力も手伝って、上昇した圧力に耐え切れずに冷却管本体２２が破損する事象が確認された。また、破損まで到らないにしても、冷却管本体２２が膨張するので、中子１３の特に表層部を鋳造キャビティ１５に向けて押すことで、中子１３を変形、あるいは破損させることが確認された。冷却管本体２２の肉厚を厚くするなどしてその強度を高くする対応策を採り得るが、鋳物の冷却を促進する観点からすると好ましい対応策ではない。
そこで本実施形態では、排風機２５を用いて、冷却管本体２２の内部を減圧しながら冷却流体を通過させることにより，冷却管本体２２の内部の圧力を大気圧以下に抑える。そうすることで、鋳造中の冷却管本体２２内部の圧力上昇を抑制し、冷却管本体２２の破損を防止するのである。

以上説明したように、本実施形態によると、鋳造中に冷却管本体２２の内部を減圧することで当該管内の昇圧による冷却管本体２２の破損を防止しながら、中子１３、特に表層部を冷却することで、鋳物の引け巣を低減できる。

本実施形態において、冷却管本体２２は可撓性を備える管、典型的にはフレキシブル管を用いることが推奨される。図１、図２に示すように、冷却管本体２２は中子１３の内部で屈曲する箇所が存在するし、また、中子１３が複雑な形状を有している場合にその形状に沿って曲げるのが容易だからである。ただし、本発明は複数の直管を接続して屈曲部を有する冷却管本体２２を形成することを許容する。
また、本実施形態は第１ヘッダ部２１、第２ヘッダ部２３を用いて複数本の冷却管本体２２を集合する形態を示したが、独立した複数本の冷却管本体２２の各々に排風機２５を繋いで吸引する形態を採用できる。また、複数本の冷却管本体２２を設けることが必須ではなく、冷却したい領域が狭ければ１本の冷却管本体２２で足りる場合があるし、冷却したい領域が広くても１本の冷却管本体２２を蛇行させて当該領域に対応させてもよい。
さらに、本実施形態は冷却配管２０を中子１３に設ける例を説明したが、中子１３に限らず冷却を促進したいのであれば主型１１の側にも冷却配管２０を設けることができるし、中子１３を備えていない砂型に冷却配管２０を設けることもできる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態と基本的な構成は同じであるが、図３に示すように、燃焼ガスＧが流入するガス抜き孔２６を冷却管本体２２に設けているところに特徴を有している。ガス抜き孔２６は冷却管本体２２の内部と外部を連通する。
第２実施形態は、冷却配管２０にガス抜き孔２６を設けているので、鋳造時に排風機２５を動作させると、中子１３の特に表層部で発生する燃焼ガスＧがガス抜き孔２６を通過して冷却管本体２２に吸引される。したがって、燃焼ガスＧに起因する鋳物のガス欠陥を低減できる。

本実施形態において、燃焼ガスを効果的に冷却管本体２２内部に吸引しガス鋳造欠陥をより低減するためには、ガス抜き孔２６を設ける位置、数を以下のようにすることが好ましい。
ガス抜き孔２６は、鋳造キャビティ１５に向けて設けるのが好ましい。燃焼ガスは、鋳造キャビティ１５に接する中子１３の表層部において顕著に発生するからである。
また、ガス抜き孔２６は冷却管本体２２の長手方向に沿って断続的に設けられる。ただし、図中、中子１３の下方側は上方側より熱が逃げにくく、中子１３の表層部の冷却速度が遅いため，燃焼ガスが停滞しやすい。そのため、下側に位置する冷却管本体２２の水平部２２Ｈでは，図３に示すように、鉛直部２２Ｖよりもガス抜き孔２６を多く設けることが望ましい。また、同じ理由から冷却管本体２２の鉛直部２２Ｖにおいて下方側では、上方側よりもガス抜き孔２６を多く設けることが望ましい。

次に、中子１３を造型する際に、ガス抜き孔２６を介して冷却管本体２２の内部に砂が侵入するおそれがある。ガス抜き孔２６が下向きに開口する冷却管本体２２の水平部２２Ｈは砂の侵入が少ないが、鉛直方向に沿って設けられる鉛直部２２Ｖはガス抜き孔２６が水平方向に開口するので、造型する際に砂が侵入する可能性が高い。したがって、当該部分に設けられるガス抜き孔２６には砂侵入防止部材を付設することが望ましい。この砂侵入防止部材は、造型の前から冷却管本体２２ガス抜き孔２６に対して設けられる。

本発明において砂侵入防止部材の具体的な形態は問わないが、いくつかの好ましい形態を以下に説明する。
図４（Ａ）に示すように、ガス抜き孔２６を覆う金網２８を砂侵入防止部材にすることができる。この金網２８は、中子１３を造型する前に冷却管本体２２に取り付けておく。この金網２８は、中子１３を構成する砂の粒径よりメッシュが小さいことが、砂の侵入を完全に阻止する上で好ましい。金網を用いる砂侵入防止部材の例としては、図４（Ｂ）に示すように、冷却管本体２２の一部を管状に形成された金網管２９で代替することもできる。また、金網の代わりに、図４（ｃ）に示すように金属性のシールド壁３０をガス抜き孔２６に対向して設けることで砂の侵入を防ぐことができる。
また、図５（Ａ）に示すように、ガス抜き孔２６を樹脂材料からなる封止体３１を砂侵入防止部材とすることができる。この封止体３１は、注湯されるまではガス抜き孔２６を封止するので、中子１３の造型の最中には砂が冷却管本体２２に侵入するのを阻止する。しかし、注湯されると封止体が燃焼するので、図５（Ｂ）に示すように、ガス抜き孔２６が開口し、中子１３で発生する燃焼ガスを吸引する。封止体は、中子１３に粘結剤として含まれる樹脂と同じ材質の樹脂で形成することができる。この場合、中子１３に起因する燃焼ガスと封止体に起因する燃焼ガスが同じになる。

［第３実施形態］
第２実施形態では、砂の侵入を防止することを主眼においている。しかし、好ましいことではないが、本発明は砂が冷却管本体２２に侵入することを許容する。ただし、侵入した砂が冷却管本体２２を詰まらせることは避けなければならない。砂が侵入しやすいのは、冷却管本体２２の鉛直部２２Ｖであることは前述の通りであるし、ここで侵入した砂は鉛直部２２Ｖと水平部２２Ｈの交差部２２Ｃ（図６）に落下する。したがって、砂が侵入したとしても、交差部２２Ｃへ全てが落下するのを阻止できれば、冷却管本体２２の圧力損失が増加する、更には冷却管本体２２が詰まる可能性は低くなる。また、交差部２２Ｃに砂が侵入すると、当該部における冷却管本体２２内部と冷却流体の接触面積が小さくなるため、当該部における冷却能力が低下する。前述のように中子１３の下方側は上方側より熱が逃げにくいこともあり、特に中子１３の下側での冷却能力は確保することが求められる。第３実施形態は、侵入した砂が交差部２２Ｃへ落下するのを抑制する手段を提案する。

第３実施形態は、図６に示すように、鉛直部２２Ｖに砂溜り部２２１を設ける。砂溜り部２２１は、鉛直部２２Ｖの鉛直方向の中間に、水平方向に沿う部分を設けることで構成される。
砂溜り部２２１よりも上側の鉛直部２２Ｖのガス抜き孔２６から侵入した砂は砂溜り部２２１に留まり、交差部２２Ｃまで落下することがない。砂溜り部２２１よりも上側の鉛直部２２Ｖのガス抜き孔２６から侵入した砂は交差部２２Ｃに落下するが、鉛直部２２Ｖの全域で侵入する砂の全てが落下するのに比べると、半分程度の落下量に抑えることができる。したがって、交差部２２Ｃにおける冷却能力を確実に確保することが可能となる。なお、本実施形態では砂溜り部２２１を鉛直部２２Ｖの中間に相当する箇所に設けているが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、砂型１０（主型１１と中子１３）のサイズ、形状に応じて鉛直方向の中間以外の箇所に設けても構わない。また、砂型１０（主型１１と中子１３）のサイズが大きい場合には、鉛直方向に複数の砂溜り部２２１を設けても構わない。更に、冷却管本体２２が鉛直方向に対して上下に蛇行する形態の砂溜り部２２１を設けても構わない。

［第４実施形態］
第４実施形態は、排風機２５の動作を調整することで、冷却管本体２２を通過させる冷却流体の流量を制御する例を説明する。なお、冷却配管２０、排風機２５は第２実施形態を踏襲している。
第４実施形態は、図７に示すように、冷却管本体２２（水平部２２Ｈ）の内部の温度を例えば熱電対により測定する温度計４１と、排風機２５から排出される冷却流体中に含まれるガス成分（ＣＯ_２）の濃度を測定するガス濃度計４２と、排風機２５で吸引する冷却流体の流量を調整する流量調整装置４３と、制御装置４０と、を備えている。

制御装置４０は、図８（Ａ）に示すように、温度計４１で測定された温度データ及びガス濃度計４２で測定されたガス濃度データを取得する（図８（Ａ） ステップＳ１０１，Ｓ１０３）。
制御装置４０は、取得した温度データに基づいて溶湯の冷却速度Ｒを算出する（図８（Ａ） ステップＳ１０５）とともに、取得したガス濃度データに基づいて燃焼ガス排出量Ｖを算出する（図８（Ａ） ステップＳ１０７）。
制御装置４０は、算出した溶湯の冷却速度Ｒ及び燃焼ガス排出量Ｖに基づいて、流量調整を行ない、流量を決定する（図８（Ａ） ステップＳ１０９，１１１）。この流量調整、決定の手順は図８（Ｂ）に示されている。以下説明する。

流量調整、決定は、冷却速度Ｒに基づいて決定される流量Ｑ_１と燃焼ガス排出量Ｖに基づいて決定される流量Ｑ_２を求め、大きい方の流量（ｍａｘ（Ｑ_１，Ｑ_２））が採用される。

流量Ｑ_１は以下のようにして決定される。
制御装置４０は、算出された冷却速度Ｒ（図８（Ｂ） ステップＳ２０１）と基準冷却速度Ｒ_０を比較する（図８（Ｂ） ステップＳ２０３）。基準冷却速度Ｒ_０は、それを以上の速度で冷却されると引け巣が鋳物に生じないとされる基準値である。したがって、基準冷却速度Ｒ_０は、鋳造される鋳物の仕様に応じて定められる。
冷却速度Ｒが基準冷却速度Ｒ_０より遅ければ（ステップＳ２０３ ＹＥＳ）、制御装置４０は流量を増やす（流量ＵＰ）ものと判断する（図８（Ｂ） ステップＳ２０５）。一方、冷却速度Ｒが基準冷却速度Ｒ_０以上であれば（ステップＳ２０３ ＮＯ）、制御装置４０は従前の値を維持し流量を変更しないものと判断する（図８（Ｂ） ステップＳ２０７）。制御装置４０は、流量ＵＰとの判断（ステップＳ２０５）又は流量変更無しとの判断（ステップＳ２０７）のいずれかに基づいて、流量Ｑ_１を一次的に決定する（図８（Ｂ） ステップＳ２０９）。

流量Ｑ_２は以下のようにして決定される。
制御装置４０は、算出された燃焼ガス排出量Ｖ（図８（Ｂ） ステップＳ３０１）と基準排出量Ｖ_０を比較する（図８（Ｂ） ステップＳ３０３）。基準排出量Ｖ_０は、それを以上の排出量で燃焼ガスを吸引するとガス欠陥が生じないとされる基準値である。したがって、基準排出量Ｖ_０もまた、鋳造される鋳物の仕様に応じて定められる。
燃焼ガス排出量Ｖが基準排出量Ｖ_０より少なければ（ステップＳ３０３ ＹＥＳ）、制御装置４０は流量を増やす（流量ＵＰ）ものと判断する（図８（Ｂ） ステップＳ３０５）。一方、燃焼ガス排出量Ｖが基準排出量Ｖ_０以上であれば（ステップＳ３０３ ＮＯ）、制御装置４０は従前の値を維持し流量を変更しないものと判断する（図８（Ｂ） ステップＳ３０７）。制御装置４０は、流量ＵＰとの判断（ステップＳ３０５）又は流量変更無しとの判断（ステップＳ３０７）のいずれかに基づいて、流量Ｑ_２を一次的に決定する（図８（Ｂ） ステップＳ３０９）。

制御装置４０は、一次的に決定された流量Ｑ_１と流量Ｑ_２の大きい方の流量（ｍａｘ（Ｑ_１，Ｑ２））を制御すべき流量として最終決定する（図８（Ｂ） ステップＳ３１１）。制御装置４０は排風機２５による流量が決定された流量（ｍａｘ（Ｑ_１，Ｑ_２））になるように、流量調整装置４３を制御する。

以上説明した通りであり、第４実施形態によると、排風機２５を無駄なく動作させることで、鋳物の引け巣及びガス欠陥を効率よく低減できる。
なお、第４実施形態では、冷却速度Ｒに基づいて決定される流量Ｑ_１と燃焼ガス排出量Ｖに基づいて決定される流量Ｑ_２の両者を求めているが、本発明はいずれか一方の流量に基づいて排風機２５の動作を制御することを許容する。

なお、上記実施の形態では、中子１３を備えない砂型１０を例に説明したが、中子を備えない砂型に適用しても本発明の効果を享受できることは当業者にとって自明である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ 砂型
１１ 主型
１３ 中子
１５ 鋳造キャビティ
２０ 冷却配管
２１ 第１ヘッダ部
２１ａ 導入口
２１ｂ ヘッダ本体
２２ 冷却管本体
２２Ｃ 交差部
２２Ｈ 水平部
２２Ｖ 鉛直部
２２１ 砂溜り部
２３ 第２ヘッダ部
２３ａ ヘッダ本体
２３ｂ 排出口
２５ 排風機
２６ ガス抜き孔
２８ 金網
２９ 金網管
３０ シールド壁
３１ 封止体
４０ 制御装置
４１ 温度計
４２ ガス濃度計
４３ 流量調整装置

Claims (8)

1. 砂型に形成された鋳造キャビティに充填された溶湯を凝固させることで鋳物を鋳造する方法であって、
   前記鋳造キャビティの少なくとも一部に沿って前記砂型の内部に埋め込まれた、前記砂型の外部と連通する冷却配管の内部を減圧することで、冷却流体を前記冷却配管の内部を通過させながら、前記溶湯を凝固させる、
   ことを特徴とする鋳造方法。
2. 前記砂型は、主型と中子からなり、
   前記冷却配管は、前記中子に埋設されている、
   請求項１に記載の鋳造方法。
3. 前記冷却配管には、内部と外部を連通するガス抜き孔が形成されている、
   請求項１又は２に記載の鋳造方法。
4. 前記ガス抜き孔は、前記鋳造キャビティに向けて開口される、
   請求項３に記載の鋳造方法。
5. 前記ガス抜き孔には、少なくとも溶湯が鋳造キャビティに充填される前に、砂侵入防止部材が付設されている、
   請求項３又は４に記載の鋳造方法。
6. 前記ガス抜き孔を有する前記冷却配管は、前記砂型の内部において鉛直方向部分を有し、
   前記鉛直方向部分には、砂溜り部が設けられる、
   請求項３〜５のいずれか一項に記載の鋳造方法。
7. 前記減圧を排風機により行い、
   前記冷却配管の内部の温度に基づいて求められる凝固過程の冷却速度に応じて、前記排風機による前記冷却流体の排出流量を制御する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋳造方法。
8. 前記減圧を排風機により行い、
   前記冷却配管の内部から排出される前記冷却流体に含まれるガス成分の濃度に応じて、前記排風機による前記冷却流体の排出流量を制御する、
   請求項３〜６のいずれか一項に記載の鋳造方法。

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