JPH04220139A - 鋳型および中子ならびに中子取 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳物を製造する際に使
用する鋳型、およびこの鋳型内に収容されて鋳物の一部
を形成する中子、ならびにこの中子を成形する際に使用
する中子取に関するものであり、特に中子と主型の幅木
部における鋳張りの発生が極めて小であると共に、鋳仕
上作業が極めて容易である鋳物を製造し得る鋳型および
中子ならびに中子取に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は中子を内蔵する鋳型の例を示す要
部縦断面図である。図６において、１、２は各々上型お
よび下型であり、各々鋳物の外表面を形成する主型を構
成する。３は中子であり、中空穴等、鋳物の内表面を形
成するものである。中子３の上下端部には幅木４を一体
に形成し、各々上型１および下型２に設けた幅木穴５を
介して中子３を所定位置に固定するように構成する。６
はキャビティ、７は湯口であり、溶融金属を導入可能の
ようにキャビティ６と湯口７とを連通させて上型１およ
び下型２内に穿説する。

【０００３】図７は図６に示す中子３の幅木４近傍を示
す要部縦断面図であり、同一部分は前記図６と同一の参
照符号で示す。中子３を例えば円柱状に形成した場合に
おいては、幅木４および幅木穴５は共に円錐台状に形成
する。

【０００４】上記のように形成した鋳型により、湯口７
を経由してキャビティ６内に溶融金属を注湯すれば、キ
ャビティ６に相当する中空鋳物を製造することができる
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の鋳型におい
て、幅木４と幅木穴５との間には、中子３の位置および
／または倒れ調整のため、ならびに継続使用による模型
および中子取の摩耗を勘案して隙間δ（通常０．２ｍｍ
程度）を形成してあるのが通常である。すなわち幅木４
および幅木穴５の円錐面のテーパ角度を同一に形成して
ある。従って中子３を鋳型内に組合わせて溶融金属をキ
ャビティ６内に注湯した場合に、幅木４と幅木穴５との
隙間δ内に溶融金属が侵入し、所謂鋳張りを発生するこ
とになる。

【０００６】このような鋳張りが発生すると、鋳物製造
後において鋳張り除去のための余剰の鋳仕上作業を必要
とするという問題点がある。また模型および中子取の摩
耗が部分的に進行した場合には前記鋳張りの発生が更に
助長されることになる。一方上記鋳張りの発生を防止す
るために、幅木４と幅木穴５との隙間δを著しく小に形
成した場合には、中子３の納まりが不充分となり、中子
３の真直度が低下して製造した鋳物の寸法精度を低下さ
せると共に、幅木穴５近傍の鋳型の型壊れを誘発すると
いう問題点も併存する。

【０００７】上記の問題点を解決するために、幅木４と
幅木穴５とに段部および中空を設け、圧縮性材料からな
るシールパッキングを介装して溶融金属のキャビティ６
からの漏洩を防止する提案がされている（例えば特開昭
５８−２０３４８号公報参照）。

【０００８】しかしながら上記提案においては、シール
パッキンを幅木４と幅木穴５との間に介装させるという
余剰の作業を必要とするため、作業が煩雑であるという
問題点がある。またシールパッキンの介装により、溶融
金属の鋳型外への漏洩は防止し得るものの、シールパッ
キンとキャビティとの間における鋳張りの発生を完全に
防止することができないという問題点も併存する。

【０００９】また耐火材料および可塑性無機材料を主成
分とする泥漿を、鋳型内に注入して一時放置した後、過
剰の泥漿を排出して乾燥し、鋳型内壁面および鋳型間隙
に被覆層を形成するという提案がされている（例えば特
開昭５７−３２８４６号公報参照）。

【００１０】しかしながら、この提案においては泥漿の
注入、排出および乾燥という煩雑な作業が必要であるた
め、鋳型の完成までに多大の工数と時間を要するという
問題点がある。また泥漿の乾燥という工程を必要とする
ため、水分を含有する鋳物砂によって形成された所謂生
砂型には適用できないという欠点がある。

【００１１】上記の他に中子と鋳型との合わせ面を接着
剤によって接着する手段もあるが、接着剤の塗布工程を
必要とし、作業が煩雑であると共に、鋳張りの発生を完
全に防止する確証がないという欠点がある。

【００１２】一方鋳張りの発生を、鋳型自体の見切面の
工夫によって解決しようとする提案がされている。すな
わち合せ鋳型を構成する一対の鋳型の一方又は双方の合
せ面に、キャビティの外周に沿って所定高さ、所定幅の
帯状突起部を形成し、該両鋳型を型合せした後、該帯状
突起部が圧縮される程度に両者を押圧するという内容の
もの（特開昭６２−１４２０５２号公報参照）、および
このような鋳型を形成するために、上面に所定深さの彫
り込みを穿ち、この彫り込み位置に製品模型、湯口模型
等の模型を前記彫り込み外周囲との間に所定の間隔をお
いて設けるという内容のもの（実公昭６４−３５６０号
公報参照）がある。

【００１３】上記の提案により鋳張りの発生を防止し得
る効果があると記載されているが、上記の提案は何れも
、例えば見切面若しくは合せ面が平面である一対の鋳型
間における鋳張りの発生防止のみを目的としており、複
雑な形状の鋳物を対象とする、中子を収容する鋳型にお
ける中子幅木部における鋳張りの発生を防止する場合に
おいては、そのまま適用することはできない。

【００１４】次に中子を内蔵する鋳型における中子幅木
部に発生する鋳張りの発生を防止する手段として、鋳型
の幅木部基部近傍に鋳張り防止用突起を形成させ、この
鋳張り防止用突起に中子の固定部の基部を密接させる内
容のものが開示されている（特開昭５０−１０５５１１
号公報参照）。このような鋳張り防止用突起を鋳型に形
成するためには、模型本体に設けられた幅木形成用部分
と模型本体との境界部近傍に適当な深さを有する溝を設
けてなる模型本体を使用することが必要である。

【００１５】上記の構成により、鋳型内に中子を収納し
て上下鋳型を合せれば、鋳張り防止用突起が中子の固定
部に密接し、かつ両者間の間隙が密封されるため、溶融
金属の侵入による鋳張りの発生が防止されるとしている
。

【００１６】しかしながら上記提案の対象は、所謂Ｖプ
ロセスと称される減圧造型法による鋳型であり、見切面
若しくは合せ面には気密性フィルムが介在し、鋳型自身
の可塑性が大であることにより可能となるのである。従
って上記内容のものを、所謂生砂で構成される鋳型に適
用したとしても、鋳張り防止用突起を所定の形状寸法に
形成できないのみならず、当該部分の型上りが困難であ
り、却って型壊れ、砂入り不良等の非所望な問題点を惹
起させることになる。

【００１７】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、中子幅木部における鋳張りの発生が極めて小で
あると共に、寸法精度が高く、鋳仕上作業が極めて容易
である鋳物を製造し得る鋳型および中子ならびに中子取
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、まず第１の発明においては、主型と中子とを、中子
に設けた幅木と主型に設けた幅木穴とを介して組合わせ
てなる鋳型において、主型と中子とで形成されるキャビ
ティと幅木との境界部における幅木の少なくとも一部に
突起を設ける、という技術的手段を採用した。

【００１９】上記の発明において、突起の外表面と幅木
穴の内表面との間の幅木内方に向かって測定した寸法差
ｔを−０．１〜１．０ｍｍに、かつ突起の軸方向の幅寸
法ｗを１〜５ｍｍに形成すると好ましい。

【００２０】次に第２の発明においては、幅木を有する
中子において、キャビティ形成部と幅木との境界部にお
ける幅木の少なくとも一部に突起を設ける、という技術
的手段を採用した。

【００２１】上記の発明において、突起の外表面を幅木
の表面から（δ−０．１）〜（δ＋１．０）ｍｍ（但し
、δは幅木穴と幅木との間の片側隙間寸法）突出させ、
かつ突起の軸方向の幅寸法ｗを１〜５ｍｍに形成すると
好ましい。

【００２２】更に第３の発明においては、幅木を有する
中子を成形する中子取において、キャビティ形成部と幅
木部との境界部における幅木部の少なくとも一部に凹部
を設ける、という技術的手段を採用した。

【００２３】上記の発明において、凹部の底面を幅木部
の表面から（δ−０．１）〜（δ＋１．０）ｍｍ（但し
、δは幅木穴と幅木との間の片側隙間寸法）の深さに形
成し、かつ凹部の軸方向の幅寸法ｗを１〜５ｍｍに形成
すると好ましい。

【００２４】

【作用】上記の構成により、主型の幅木穴の内面に中子
の幅木に設けた突起が進入して両者間の間隙を密封する
ことができ、溶融金属の侵入を阻止することができるの
である。なお幅木穴の内面と突起との間に若干の間隙が
あっても、溶融金属の表面張力の作用によって、隙間内
への溶融金属の侵入を阻止することができる。

【００２５】前記第１の発明において、寸法差ｔが−０
．１ｍｍ未満、すなわち幅木穴内面と突起との間隔が０
．１ｍｍを超えると、溶融金属の侵入のため鋳張りが発
生するため不都合である。一方寸法差ｔが１．０ｍｍを
超えると、突起が幅木穴内面に進入する量の増大により
、型壊れを惹起するため好ましくない。また突起の軸方
向の幅寸法ｗが１ｍｍ未満では、溶融金属の侵入を阻止
する作用が期待できず、一方５ｍｍを超えると型壊れを
発生して、何れも鋳張りを発生するため不都合である。

【００２６】次に第２および第３の発明において、幅木
の表面からの突起の突出寸法、および幅木部表面からの
凹部の深さ寸法が（δ−０．１）ｍｍ未満であると、鋳
型の幅木穴内面と中子の幅木における突起との間隙が大
きくなりすぎて溶融金属が侵入するため不都合である。 一方上記寸法が（δ＋１．０）ｍｍを超えると、中子の
幅木に形成される突起の幅木穴内面への進入量が大とな
って、型壊れを招来するため好ましくない。なお前記突
起および凹部の軸方向の幅寸法ｗを１〜５ｍｍに形成す
る理由は、前記第１の発明におけるものと同様である。

【００２７】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す要部縦断面図、
図２は図１におけるＡ部拡大図であり、同一部分は前記
図６および図７と同一の参照符号で示す。なお図１中の
寸法単位はｍｍである。図１および図２において、中子
３は横断面を円形に形成すると共に、幅木４および幅木
穴５は円錐台状に形成し、その半径寸法差δは一般的に
採用されている０．２ｍｍとする。次に４ａは突起であ
り、キャビティ６と幅木４との境界部における幅木の外
周に帯状に形成し、かつ一体に設ける。

【００２８】すなわち突起４ａは、幅木穴５の内側寸法
より外形寸法を２ｔだけ大に、かつ軸方向の幅寸法をｗ
に形成する。従って中子３を上型１および下型２内に納
めた場合には、幅木４に設けた突起４ａが幅木穴５の内
面に若干進入し、すなわち砂同士の接触であるため適当
な寸法差および幅である場合に適度になじみ、両者間の
隙間を完全に密閉する。

【００２９】上記のような突起４ａを幅木４と一体に形
成するには、中子取（図示省略）の幅木の当該部位に、
軸方向の幅寸法ｗ、幅木４の表面から所定の深さ寸法の
凹部を穿設すればよい。この深さ寸法ｔ′は例えば（δ
−０．１）〜（δ＋１．０）ｍｍ（但し、δは幅木穴５
と幅木４との間の片側隙間寸法）に形成するとよい。

【００３０】表１は図１に示す突起４ａの幅寸法ｗおよ
び突起４ａの外表面と幅木穴５の内表面との間の幅木４
方向に向かって測定した寸法差ｔを変化させた場合にお
ける、キャビティ６と幅木４との境界部の鋳張りおよび
型壊れの発生個数を示す。この場合の造型個数は各１０
個である。なお上型１、下型２は何れも水分３．２％を
含有する生型とし、中子３はシェル中子とし、キャビテ
ィ６内に球状黒鉛鋳鉄からなる溶融金属を注入した。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１において、Ｎｏ．　欄に（　　）を付
したものは、比較例を示す。また「鋳張り」とは、前記
図１および図２において、幅木穴５と幅木４もしくは突
起４ａとの間に溶融金属が侵入して薄肉状の突起を形成
したもの、「型壊れ」とは、同図において上型１若しく
は突起４ａの一部が損壊して、溶融金属による塊状突起
を生じたものを称する。すなわち図３において、鋳物６
ａの端部に発生した異物のうち、８ａが鋳張り、８ｂが
型壊れである。

【００３３】表１から明らかなように、Ｎｏ．１は従来
の形状の中子を使用しており、図１に示す突起を欠如し
、幅木穴５の内面と幅木４との間に隙間が０．２ｍｍ存
在し、全数鋳張りの発生が認められた。一方Ｎｏ．１０
においては、寸法差ｔが大であるため、突起４ａの幅木
穴５への進入程度が大きすぎ、すなわち両者の圧着作用
が過剰となって、鋳張りの抑止には効果があるが、当該
部分の幅木穴５を損壊する型壊れの発生が認められる。

【００３４】次にＮｏ．１１においては、突起４ａの幅
寸法が小であるため、幅木穴５との密着作用が不足し、
鋳張りの発生が認められる。一方Ｎｏ．１５においては
突起４ａによる幅木穴５の圧着作用が過剰となって型壊
れの発生が認められる。

【００３５】これに対してＮｏ．２〜Ｎｏ．９およびＮ
ｏ．１２〜Ｎｏ．１４においては、突起４ａの幅木穴５
への進入程度が適当であり、鋳張りの発生を抑止すると
共に、型壊れの発生が殆ど認められない。

【００３６】図４および図５は各々本発明の他の実施例
における中子の幅木を示す要部端面図である。まず図４
に示すものは、突起４ａを幅木４の外周に断続的に複数
個設けたものであり、図５に示すものは幅木４の外周に
設ける突起４ａの突出寸法を、部分的に変化させて、例
えばｔ１　＜ｔ２　としたものである。

【００３７】上記のように形成しても、突起４ａの幅木
４からの突出寸法ｔ′、ｔ１　、ｔ２　を適宜に選定す
ることにより、鋳張りおよび型壊れの発生を防止するこ
とができる。

【００３８】上記の実施例においては円柱状の中子を使
用し、幅木および幅木穴を各々円錐台状に形成した場合
の例について記述したが、上記以外の形状であってもよ
く、例えば幅木および幅木穴を各々多角錐台としてもよ
く、更には球冠その他の曲面に形成しても作用は同一で
ある。更に上記の実施例においては、中子を１個挿入し
た１個込めの鋳型の例について記述したが、複数個の中
子を使用するものであっても、また多数個込めの鋳型の
場合においても作用は同一である。なお鋳物の外表面の
一部を形成するような中子についても同様に適用できる
ことは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上記述するような構成および
作用であるから、下記の効果を期待できる。

【００４０】（１）　キャビティとの境界部において幅
木と幅木穴とを完全に密着させることができ、鋳張りの
発生を防止し、若しくは鋳張りを極めて小にすることが
できる。

【００４１】（２）　上記の結果、鋳物の寸法精度を向
上させ得ると共に、鋳仕上作業を極めて容易にすること
ができる。

【００４２】（３）　中子納めおよび型合わせ時におい
て、幅木と幅木穴とのなじみが極めて良好であるため、
型壊れの発生を防止し、鋳物の寸法精度を大幅に向上さ
せ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部縦断面図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大図である。

【図３】鋳物に発生する鋳張りおよび型壊れの例を示す
要部断面説明図である。

【図４】本発明の他の実施例における中子の幅木を示す
要部端面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例における中子の幅木を
示す要部端面図である。

【図６】中子を内蔵する鋳型の例を示す要部縦断面図で
ある。

【図７】図６に示す中子の幅木近傍を示す要部縦断面図
である。

【符号の説明】

１　　上型 ２　　下型 ３　　中子 ４　　幅木 ４ａ　　突起 ５　　幅木穴 ６　　キャビティ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主型と中子とを、中子に設けた幅木と
   主型に設けた幅木穴とを介して組合わせてなる鋳型にお
   いて、主型と中子とで形成されるキャビティと幅木との
   境界部における幅木の少なくとも一部に突起を設けたこ
   とを特徴とする鋳型。
2. 【請求項２】　　突起の外表面と幅木穴の内表面との間
   の幅木内方に向かって測定した寸法差ｔを−０．１〜１
   ．０ｍｍに、かつ突起の軸方向の幅寸法ｗを１〜５ｍｍ
   に形成したことを特徴とする請求項１記載の鋳型。
3. 【請求項３】　　幅木を有する中子において、キャビテ
   ィ形成部と幅木との境界部における幅木の少なくとも一
   部に突起を設けたことを特徴とする中子。
4. 【請求項４】　　突起の外表面を幅木の表面から（δ−
   ０．１）〜（δ＋１．０）ｍｍ（但し、δは幅木穴と幅
   木との間の片側隙間寸法）突出させ、かつ突起の軸方向
   の幅寸法ｗを１〜５ｍｍに形成したことを特徴とする請
   求項３記載の中子。
5. 【請求項５】　　幅木を有する中子を成形する中子取に
   おいて、キャビティ形成部と幅木部との境界部における
   幅木部の少なくとも一部に凹部を設けたことを特徴とす
   る中子取。
6. 【請求項６】　　凹部の底面を幅木部の表面から（δ−
   ０．１）〜（δ＋１．０）ｍｍ（但し、δは幅木穴と幅
   木との間の片側隙間寸法）の深さに形成し、かつ凹部の
   軸方向の幅寸法ｗを１〜５ｍｍに形成したことを特徴と
   する請求項５記載の中子取。