JPH01122634A - 中空中子の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は中空砂中子の製造方法及び装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、熱硬化性フェノール樹脂を使用するシェル型造型
法では、鋳型内に充填された鋳物砂を所定時間焼成させ
て熱硬化させているが、造型される中子等の大ぎさ、重
量等により造型時間が変化し、効率良く生産できない等
の問題がある。

ところで中子を中空に製作すれば、造型時間が短くでき
、且つ中子の芯部がないので鋳造後の中子の崩壊性、排
砂性にも優れ、従って中空中子の製作方法として特公昭
５９−９２５４号が提案される。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来技術は、型にフラン樹脂と混合させた鋳物砂
を充填し硬化させるにさいし、鋳物砂の芯部にパイプを
介してアルカリ性溶液を浸透させて硬化速度を遅延させ
、型に接して鋳物砂を硬化させ、芯部の未硬化砂を除去
するようにしたものである。

かかる従来の技術は、前記した鋳物砂のＰＨ値を高める
ためのアルカリ性溶液及びこれの供給装着を必要とし、
従って中空中子の製作上硬化剤が限定されること、アル
カリ性溶液の供給浸透作業を要し作業が面倒、煩雑であ
ること、除去した未硬化砂はその尽では再使用できない
こと等の問題がある。

本発明は以上の問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的とする処は、短時間に効率良く中空中子を製造す
ることを可能とし、且つ未硬化排砂の再使用を可能とし
たことにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための手段は、熱硬化性樹脂を
コーティングした鋳物砂を加熱さねた金型のキャビティ
内に吹込充填し、所定時間経過後金型の一方からキャビ
ティ内を吸引しながら、芯部の未硬化砂を型外に排出し
、或は前記に加えてキャビティ他方からキャビティ内の
鋳物砂の芯部に向って空気を外部から吹込み、中空部を
有する中子を造型するようにしたことである。

（上記手段による作用） 上記手段によれば、キャビティ内に充填された鋳物砂は
型面に近い部分は硬化し、型面から遠い芯部は未硬化と
して残り、芯部が未硬化の状態てキャビティ内に吸引、
或は吸引、圧気吹込を行うので未硬化砂は除去され、型
面に近い部分は硬化し、造型された鋳物砂のみがキャビ
ティ内に残り、中空中子が吸引、或は吸引、圧気供給だ
けで行える。

（実施例）。

次に本発明の好適する一実施例を添付図面を参照しつつ
詳述する。

熱硬化性樹脂として例えばフェノール樹脂を有機バイン
ダーとして用い鋳物砂と混合し、該鋳物砂にフェノール
樹脂をコーティングする。かかる鋳物砂を加熱された金
型のキャビティ内に吹込充填し、所定時間放置する。所
定時間経過後キャビティの一側から負圧により吸引する
。鋳物砂は金型のキャビティ表面に近い部分は型温によ
り加熱硬化され、一方、芯部は未硬化の状態にある。か
かる状況下で鋳物砂芯部の未硬化部分を一方から負圧で
吸引することにより型外へ排出する。これによりキャビ
ティの型面に倣った所定厚さの硬化部分を除いて型外に
排出され、中空中子のみがキャビティ内に残り、硬化後
型間することにより中空中子を取り出すことができる。

次に前記鋳物砂を加熱された金型のキャビティ内に吹込
充填し、所定時間放置する。所定時間経過後キャビティ
の一側から負圧により吸引し、これと同時にキャビティ
の他側からキャビティ内の鋳物砂の芯部に向って外部か
ら圧気な吹き込む。

即ちキャビティ内を吸引すると同時に圧気を供給する。

鋳物砂は前記の如く金型のキャビティ表面に近い部分は
型温で加熱硬化され、芯部は未硬化の状態にあり、鋳物
砂芯部の未硬化部分を前記の如く一方から負圧で吸引し
、他方から圧気を噴出供給することにより型外排出する
。排出は吸引、圧気の噴出供給によりなされるので未硬
化砂の排出は効率良くなされ、キャビティの型面に倣っ
た所定厚さの硬化部分を除いて型外に確実に排出され、
中空中子のみがキャビティ内に残る。硬化後型間して中
空中子を取り出す。

次に以上の吸引、圧気供給を同時に行う式の具体的実施
例を挙げる。

シリンダヘット鋳造用のウォータジャケット中子を金型
で造型した。鋳物砂はＪＩＳ７号ケイ砂１００部、有機
バインダとして熱硬化性フェノールレジン１．９部、潤
滑剤としてステアリン酸カルシウム０．１部の配合砂か
らなるシェル砂を作成した。かかるシェル砂を型温２８
０℃の金型内に吹込圧力３　ｋｇ／ｃｍ２で吹込み充填
し、数十砂径金型の一側に設けたバルブを開いて金型内
を吸引し、金型の他側に設けた圧気供給ノズルから鋳物
砂の芯部に向って型外から圧気を吹き込み、鋳物砂芯部
の未硬化砂を型外に排出し、３５秒焼成して中空部を有
する中子を得た。

前記で得た中子の重量は１．２ｋｇであった。

これを従来のシェル型造型法で中実中子として製造する
と焼成時間が６０秒で、中子の重量は２ｋｇであった。

本発明の製造方法によれば、従来の約１／２の時間で中
子が造型でき、砂重量も４０％ダウンすることができ、
中子の軽量化が図れ、又中子の製造を効率良く行うこと
ができる。

次に製造装置を第１図乃至第４図に基づいて説明する。

実施例では吸引、圧気供給両手段を備える式のものを示
す。

第１図は金型１の横断平面図、第２図は第１図の２−２
線断面図、第３図は第１図の３−３線断面図である。

金型１はベース２、上型３、下型４及び外方に摺動する
一対の摺動型５，６からなり、冬型２〜６は第２図にお
いて上型３は図中右方向に型開し、摺動型５，６は対称
的に上下に型関し、図はシリンダヘッドのウォータジャ
ケット用中子の製造用金型を示し、上型３、下型４には
型閉状態で鋳物の中空部を形成する突部３ａ、４ａ・・
・の夫々先端が当接するように突設され、突部は第２図
の図中下側にも設けられ、第１図では下型３のもの３ｂ
・・・が示されているが、上型４にもこれと対向するも
のが突設されている。

金型１内には各型３〜６の型合せ状態でキャビティ７が
形成され、前記突部３ａ、４ａ・・・、３ｂ・・・はキ
ャビティ７内に突出する如く形成されている。以上の金
型１の各型３〜６は不図示の加熱機構により所定温度に
加熱する。

下型３の一端側にはプランジャ状バルブ８を設け、バル
ブ８はキャビティ７の一端７ａとその先端８ａが接し、
バルブ８の先端にはその径と略同長の突片９が垂下突設
されている。バルブ８はシリンダ状ボディ１０に摺動自
在に嵌合され、ボディ１０は型３の一部にホルダ１１で
取付支持され、バルブ８はボディ１０内で回動且つ摺動
可能にアクチュエータ１２のロッド１２ａに連結され、
第１図はバルブ８の閉状態を示す。シリンダボディ１０
の軸方向の中間部の一部には弁孔１３を設け、弁孔１３
はホルダ１１に設けた接続孔１１ａを介して鋳物砂の吸
引を行う吸引バイブ１４上流端に連通接続し、バイブ１
４は砂吸引装置１５を介して砂回収用ホッパ１６に接続
する。

第１図はバルブ８がボディ１０の下限位置にあって弁孔
１３を閉塞し、中子成形用キャビティ７の一端７ａは下
限にあるバルブ８の先端８ａに接してキャビティ７とボ
ディ１０内のシリンダ状空間を閉塞し、閉弁状態を示す
。

キャビティ７の他端７ｂにはスリット状の圧気噴出供給
用の複数のノズル１７・・・を臨ませ、ノズル１７・・
・はキャビティ７の中心部に向って開口し、ノズル１７
・・・の上流側にはチャンバ１８を設けてノズル１７・
・・は該チャンバ１８と連通接続してキャビティ７の端
部に延出開口させる。ノズル１７及びチャンバ１８は金
型内に設けられ、チャンバ１８は金型内に設けた圧気道
路１９に接続し、通路１９は接続金具２０を介して圧気
源に連通接続する。

以上において、既述の如く金型１の冬型３〜６を予め加
熱しておき、所定温度に維持し、キャビティ７内に既述
の如く熱硬化性樹脂等を混合した鋳物砂Ｓを吹き込み充
填する。吹込充填された鋳物砂Ｓはキャビティ７を構成
する型２〜４の造型面に近い部分は熱により早期に短時
間に硬化して硬化層Ｓ１が形成され、一方、芯部は熱の
伝搬が遅いので未硬化層Ｓ２のままである。このように
外層部に硬化層Ｓ１が形成され、芯部が未硬化Ｓ２の状
態下で既述のバルブ８を回転させ、これによりバルブ８
先端と接する鋳物砂硬化層を突片９で破壊し、爾後バル
ブ８を上昇させる。バルブ８の上昇でボディ１０の弁孔
１３を開き、これによりキャビティ７の一端７ａとボデ
ィ１０内、弁孔１３を介して吸引バイブ１４とは連通接
続されることとなり、吸引バイブ１４に作用する負圧を
キャビティ７の芯部に作用させる。

これと同時に圧気源からの圧気を通路１９、チャンバ１
８、ノズル１７を介してキャビティ７の芯部に噴出供給
し、一方の吸引、他方の圧気供給によりキャビティ７内
の鋳物砂Ｓの未硬化砂Ｓ２は吸引バイブ１４を通ってキ
ャビテイ外に排出され、実施例でホッパ１６に回収され
ることとなる。圧気の供給、吸引によって排出される砂
は未だ流動状態下にある未硬化砂で、硬化したものはキ
ャビティ７の型表面に付着して型内に残留し、排出途中
を第４図で示し、未硬化砂の排出によりキャビテイ外に
は中空中子が残ることとなり、型開して中空中子を取り
出す。

以上では負圧供給と圧気供給を同時に行ったが、圧気供
給を行う通路を大気開放し、負圧のみを供給して実施し
ても良い。

以上実施例はエンジンのシリンダヘッドのウォータジャ
ケット用中空中子を示したが、中子はこれに限らず任意
である。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、加熱されたキャビ
ティ内に熱硬化性樹脂をコーティングした鋳物砂を吹込
充填し、型表面に近い部分が硬化し、芯部が流動性のあ
る未硬化状態で一方から吸引し、或は吸引と同時に他方
から圧気を芯部に供給するので、未硬化状態の鋳物砂は
排出され、硬化層だけが残って中空中子が成形でき、従
来の如くアルカリ性溶液の浸透等の液体を用いることな
く、吸引、或は吸引と気流圧送で中空中子を製造するこ
とができ、中空中子の製造が容易且つ簡単に、又短時間
で効率良く行えること、吸引、或は吸引と気流圧送なの
で排砂は再利用が直ちに可能であること等多大の利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は装置の
断面図、第２図は第１図２−２線断面図、第３図は第１
図３−３線断面図、第４図は排砂途中の装置の断面図で
ある。 尚図面中、１は金型、７はキャビティ、８はバルブ、１
４は吸引通路、１７はスリット状通路、１８はチャンバ
、１９は圧気通路、Ｓは鋳物砂である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性樹脂をコーティングした鋳物砂を加熱さ
   れた金型のキャビティ内に吹込充填し、所定時間経過後
   金型の一方からキャビティ内を吸引しながら芯部の未硬
   化砂を型外に排出して中空部を有する中子を造型するよ
   うにしたことを特徴とする中空中子の製造方法。
2. （２）熱硬化性樹脂をコーティングした鋳物砂を加熱さ
   れた金型のキャビティ内に吹込充填し、所定時間経過後
   金型の一方からキャビティ内を吸引しながら他方からキ
   ャビティ内の鋳物砂の芯部に向って空気を外部から吹込
   み、芯部の未硬化砂を型外に排出して中空部を有する中
   子を造型するようにしたことを特徴とする中空中子の製
   造方法。
3. （３）加熱される金型のキャビティ内の一側とバルブに
   より連通、遮断自在に設けられた吸引通路と、該キャビ
   ティ内の他側と連通するように設けられた空気通路とを
   備えることを特徴とする中空中子の製造装置。
4. （４）前記空気通路は圧気源に連通接続され、金型キャ
   ビティ内に圧気を供給するようにした前記特許請求の範
   囲第３項の中空中子の製造装置。
5. （５）前記吸引通路に設けられるバルブは、回転自在且
   つ出没自在で、回転によりキャビティ端の鋳物砂の硬化
   部分を破壊し、出没により吸引通路を開閉するようにし
   た前記特許請求の範囲第３項の中空中子の製造装置。
6. （６）前記空気通路はキャビティ端の手前にチャンバを
   備え、該チャンバとキャビティ内とをスリット状通路で
   接続した前記特許請求の範囲第３項若しくは第４項の中
   空中子の製造装置。