JP2000301293A - 鋳型造型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用排気系部品であるマニホールドな
ど、複雑な形状をしている製品を砂鋳型により鋳造する
方法において、注湯時などに型壊れが発生しない鋳型の
造型方法を提供する。 【解決手段】 模型定盤に外部吸引装置に接続したベン
トホールを設けるとともに、鋳枠周辺部の分割型スクイ
ズヘッドの先端部の面積を鋳枠中央部のスクイズヘッド
の先端部の面積より小さくし、スクイズヘッドにより鋳
物砂を押圧しているときにベントホールと外部差圧発生
装置とを連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用排気系部品
であるマニホールドなど、凹凸部が多くあり、かつ複雑
な形状をしている鋳物を製造するための砂鋳型の造型方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から水平方向に見切面を有する砂鋳
型の造型方法としては、ジョルト・スクイズ方法が採用
されている。この鋳型造型方法は、ジョルトテーブルに
模型定盤を固定し、この模型定盤上に配置された鋳枠内
に鋳物砂を投入した後、ジョルト装置によってジョルト
テーブルを上昇させ、続いてこのジョルトテーブルを急
激に下降させる、という操作を数回繰り返して、鋳枠内
の鋳物砂を模型定盤上に圧縮する。続いて、鋳枠上方に
設置したスクイズ装置により、鋳枠内の鋳物砂を押圧し
て鋳型を造型するものである。このスクイズ方法として
は、一枚のスクイズプレートで鋳物砂を押圧する方法、
複数個に分割したスクイズ装置（分割型スクイズ装置）
により鋳物砂を押圧する方法等が採用されている。特
に、上記複数個に分割したスクイズヘッドによるスクイ
ズ方法は、個々のスクイズヘッドの押圧力を可変にする
ことが可能であり、鋳枠の中央部及び周辺部の鋳型硬度
を均一にするための有効な手段として一般に採用されて
いる。

【０００３】また、模型定盤上に配置された鋳枠内に圧
縮空気により鋳物砂を充填し、続いて、スクイズ装置に
より鋳物砂を押圧して鋳型を造型する方法も実用化され
ている。このとき、圧縮空気により鋳物砂を充填すると
きには、模型定盤に設けたベントホールから空気を外部
に吸引排除するようにしている。この鋳型造型方法は、
砂締まりが良く、均一な硬度を有する鋳型を造型するこ
とができるため近年多く採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車用排気系部品で
あるマニホールド等、模型定盤に凹凸部が多くあり、か
つ複雑な形状をしている鋳物製品を鋳造する場合には、
この凹凸部近傍の砂締まり、鋳枠周辺部の砂締まりが特
に重要になる。模型定盤上の凹凸部の近傍の砂締まりが
悪いと、型抜きを行うときに型壊れが発生し易くなり、
砂噛み不良、鋳バリの発生等、鋳造不良が発生する。ま
た、鋳枠周辺部の砂締まりが悪いと、型抜き時に鋳枠周
辺部の型壊れが発生し易い。

【０００５】このような不具合を解決する方法として上
記のような分割型スクイズヘッドを用いて、砂締まりが
良く均一な硬度を有する鋳型を造型する方法が提案され
ているが、マニホールド等、模型定盤に凹凸部が多くあ
り、かつ複雑な形状をしている鋳型を造型する場合には
不十分であった。特に、通常の鋳鉄より高温度の溶湯を
注湯する耐熱鋳鋼からなるマニホールド等を鋳造する際
には、鋳型が高温の溶湯にさらされるこによる型壊れの
発生、鋳型キャビティ空間に減圧を利用して溶湯を短時
間で注湯することによる型壊れが発生する可能性があっ
た。このため、鋳型全体の砂締まりを良くすることが課
題になっていた。また、模型定盤上に配置された鋳枠内
に圧縮空気により鋳物砂を充填することにより鋳型を造
型する方法は、設備が高価になり、従って鋳造製品もコ
スト高になるという欠点があった。

【０００６】

【発明を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
を改良し、従来の分割型スクイズヘッドを採用している
鋳造ラインにおいても、簡単な設備改善により実施する
ことができる鋳型造型方法を提供することにある。本発
明の第１の発明は、模型定盤上に配置された鋳枠内に投
入した鋳物砂を分割型スクイズヘッドにより押圧して鋳
型を造型する方法において、模型定盤に外部差圧発生装
置に接続したベントホールを設けるとともに、鋳枠周辺
部の分割型スクイズヘッドの先端部の面積を、鋳枠中央
部周辺のスクイズヘッドの先端部の面積より小さくした
形状とし、前記鋳枠内に投入された鋳物砂を前記分割ス
クイズヘッドにより前記鋳物砂を押圧しているときに、
前記ベントホールと外部差圧発生装置とを連通させるこ
とを特徴とする鋳型造型方法である。また、本発明の第
２の発明は、模型定盤上であって模型が形成する凹部の
近傍にベントホールを配置し、鋳枠内に投入された鋳物
砂を分割型スクイズヘッドにより前記鋳物砂を押圧して
いるときに、前記ベントホールと外部差圧発生装置とを
連通させるようにした鋳型造型方法である。さらに本発
明の第３の発明は、先端部に鋳枠の中央部に向かって段
差部を設けた分割型スクイズヘッドを用いて鋳枠周辺部
の鋳物砂を押圧するようにした鋳型造型方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明を実施するための鋳型
造型装置を示す図である。１は模型２を取付けた模型定
盤であり、ジョルトテーブル３に固定されている。ジョ
ルトテーブル３は、ジョルトシリンダ４により上下方向
に摺動可能になっている。模型定盤１とジョルトテーブ
ル３との間には空間部５を設け、この空間部５は開閉弁
６を介して外部の差圧発生装置７に接続されている。模
型定盤１には、空間部５に通じるベントホール８を設
け、このベントホール８内にはベントプラグ９が挿入さ
れている。

【０００８】模型定盤１の上には鋳枠１０が載置され
る。鋳枠１０の上方には、スクイズ装置１１が設置され
ている。スクイズ装置１１には、分割型の多数個のスク
イズヘッド１２、１３が設けられている。個々のスクイ
ズヘッド１２、１３は空圧または油圧回路（図示せず）
によりその押圧力が調整できるようになっている。ま
た、鋳枠１０の周辺部に配置されたスクイズヘッド１３
の先端部の形状は、鋳枠１０の中央部に配置されたスク
イズヘッド１２の先端部の面積より小さくなるような形
状、たとえば、幅を小さくし、かつ鋳枠１０の中央方向
に向かって段差部１３ａ、１３ｂを有する逆Ｌ型の形状
になっている。このように、４角形の鋳枠の４辺に隣接
する全てのスクイズヘッドの先端部の形状は上記のよう
段差部１３ａ、１３ｂを設ける。また、この段差部１３
ａ、１３ｂの形状は、先端部ほど断面積が小さくなるテ
ーパ状にしてもよい。

【０００９】図２は、本発明を実施して特に効果がある
マニホルドを造型するための模型定盤の正面図である。
図２において、マニホールドの模型定盤１において、鋭
角状の凹部を形成している模型２の部分の近傍Ａ、Ｂ
は、砂締まりが悪くなり易い。そこで、本発明において
は、この部分にベントホール８を設けて、ベントプラグ
９を介して空間部５と連通可能にしている。図２に示す
例では、模型定盤の各凹部に１個のベントホールを設け
た例を示したが、砂締まりの状況により２個以上設けて
もよい。また、このベントホールを配置する箇所は、上
記のように模型により凹部が形成されている部分、模型
により幅が狭くなっている部分であり砂締まりが悪くな
り易い模型定盤上にする。なお、１４は押湯を形成する
ための模型である。

【００１０】次に本発明の鋳型造型方法について説明す
る。まず、鋳物砂投入装置から所定量の鋳物砂Ｓを鋳枠
１０内に投入した後、ジョルトシリンダ４を作動させて
ジョルトテーブル３を上昇させて各スクイスヘッド１
２、１３の先端部と鋳物砂Ｓとを接触させて、鋳枠１０
内の鋳物砂Ｓを押圧する。続いて、急激にジョルトテー
ブル３が降下するようにジョルトシリンダ４を作動させ
る。この操作を１〜３回繰り返した後、図３に示すよう
にスクイズ装置１１内の各シリンダを作動させて、スク
イズヘッド１２、１３を降下させ、図３に示すように鋳
枠１０内の鋳物砂Ｓを押圧する。

【００１１】このスクイズヘッド１２、１３により鋳枠
１０内の鋳物砂Ｓを押圧しているときには、開閉弁６を
開にしてベントホール８と差圧発生装置７とを連通させ
る。この操作により、鋳物砂の締まりが悪くなり易い模
型２の凹部Ａ、Ｂの近傍の鋳物砂は、差圧によりベント
ホール８方向に充填されるために、凹部Ａ、Ｂ近傍の砂
締まりは良くなる。すなわち、模型２の凹凸部の近傍で
あって、かつ模型定盤上近くの砂締まりは改善される。

【００１２】さらに本発明においては、鋳枠１０の周辺
部に配置した分割型スクイズヘッド１２、１３の先端部
の面積は、鋳枠１０の中央部のスクイズヘッドの先端部
の面積より小さく、すなわち鋳枠１０の中央部方向に段
差１３ａ、１３ｂを設けているために、先端部が鋳物砂
の中に入り易くなり、かつ段差部１３ａ、１３ｂにより
鋳物砂を押圧することも可能になり、鋳枠周辺部近傍の
砂締まりが極めて良好になる。この理由をさらに説明す
ると次のようになる。鋳枠１０の周辺部の鋳物砂Ｓは、
鋳枠１０との摩擦力のためスクイズヘッドによる加圧力
が鋳物砂Ｓに十分伝わらない。従って、本発明のよう
に、鋳枠１０の周辺部のスクイズヘッド１３の先端部の
加圧面積を小さくして、単位面積当たりの加圧力を大き
くすると、鋳物砂Ｓへの加圧力の伝達が大きくなり砂締
まりが良くなる。

【００１３】また、本発明において、分割型スクイズヘ
ッドで鋳物砂を押圧するときに、鋳枠１０の中央部に位
置する分割型スクイズヘッド１２の作動開始から若干時
間（１〜３秒程度）をずらして、鋳枠１０の周辺部に位
置する分割型スクイズヘッド１３を作動させると、鋳枠
１０の周辺部の砂締まりがさらに向上する。この理由
は、鋳枠１０に鋳物砂を投入した場合、鋳枠１０の中央
部において、鋳物砂の高さが高く（山状）なり易い。し
たがって、鋳枠１０の中央部に位置する分割型スクイズ
ヘッド１２の作動を若干時間的に早く作動させると、こ
の山状の鋳物砂をならす効果が生じて、鋳枠１０の周辺
部の砂締まりがさらに向上することになる。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明した本発明は次の効果を有し
ている。 １）模型定盤上であって、模型が形成する凹部の近傍に
ベントホールを配置し、ベントホールと外部差圧発生装
置とを連通させながら、分割型スクイズヘットにより鋳
枠内の鋳物砂を押圧して鋳型造型を行うので、凹凸部が
ある模型の近傍の砂締まり、及び鋳枠周辺部の砂締まり
が著しく改善される。これにより、耐熱鋳鋼製マニホー
ルドのように複雑な形状をしている製品の鋳型造型に効
果を発揮することができ、型壊れ、鋳バリの発生等を防
止することができる。 ２）本発明を実施するためには、分割型スクイズヘッド
の一部の形状変更、模型定盤へのベントホールの設置、
ジョルトテーブルの下部に外部差圧発生装置に連通する
通気口を設ける等の簡単な設備改造のみでよい。従っ
て、従来の鋳型造型装置の一部を改良するだけで実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための鋳型造型装置の一例を
示す一部断面図

【図２】模型定盤の一例を示す平面図

【図３】図１において分割型スクイズヘッドが作動して
いるときの状態を示す図

【符号の説明】 １ ：模型定盤 ２ ：模型 ３ ：ジョルトテーブル ４ ：ジョルト
シリンダ ５ ：空間部 ６ ：開閉弁 ７ ：差圧発生装置 ８ ：ベントホ
ール ９ ：ベントプラグ １０ ：鋳枠 １１ ：スクイズ装置 １２ ：スクイ
ズヘッド １３ ：スクイズヘッド １３ａ：段差部 １３ｂ：段差部 １４ ：押湯を
形成する模型 Ｓ：鋳物砂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 模型定盤上に配置された鋳枠内に投入し
   た鋳物砂を分割型スクイズヘッドにより押圧して鋳型を
   造型する方法において、模型定盤に外部差圧発生装置に
   接続したベントホールを設けるとともに、鋳枠周辺部の
   分割型スクイズヘッドの先端部の面積を、鋳枠中央部周
   辺の分割型スクイズヘッドの先端部の面積より小さくし
   た形状とし、前記鋳枠内に投入された鋳物砂を前記分割
   型スクイズヘッドにより前記鋳物砂を押圧しているとき
   に、前記ベントホールと外部差圧発生装置とを連通させ
   ることを特徴とする鋳型造型方法。
2. 【請求項２】 模型定盤上であって模型が形成する凹部
   の近傍にベントホールを配置し、鋳枠内に投入された鋳
   物砂を分割型スクイズヘッドにより前記鋳物砂を押圧し
   ているときに、前記ベントホールと外部差圧発生装置と
   を連通させることを特徴とする鋳型造型方法。
3. 【請求項３】 先端部に鋳枠の中央部に向かって段差部
   を設けた分割型スクイズヘッドを用いて鋳枠周辺部の鋳
   物砂を押圧することを特徴とする請求項１乃至２記載の
   鋳型造型方法。