JPH0471755A - 中子造型法 - 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】 （技術分野） 本発明は、各種鋳物の鋳造において、それら鋳物の中空
部等を形成するために用いられる中子を造型する方法に
関するものである。

（背景技術） 従来から、一般産業用機械や工作機械等の鋳造部品の製
造には、生型法や自硬性鋳型法等の各種の鋳造手法が適
宜に採用されて、目的とする鋳物形状が実現されている
。而して、目的とする鋳物が中空或いは孔部を有する形
状である場合には、かかる鋳物を鋳造する鋳型内におい
て、それら中空部や孔部に相当する部位に、主型を構成
する鋳物砂と同種の砂からなり、所定形状を為す中子を
配置せしめ、それによって所望形状の鋳物が製造されて
いるのである。

ところで、このような鋳造法において、その鋳型の造型
に際して、鋳物砂と共に、有機或いは無機粘結材として
用いられる各種バインダは高価であること等から、鋳造
コストが高くなる問題があり、そのために、そのコスト
ダウンを図るべく、種々の工夫が為されてきた。特に、
工作機械の鋳物部品のように、非量産型の場合には、製
品ごとに専用の鋳枠を用いることば金枠費の増大と保管
、管理が難しいことから、そのサンドメタル（Ｓ／Ｍ）
比（使用する砂重量：Ｓと製品重量：Ｍとの比）が大き
くなるために、製品コストの増加に繋がっていたのであ
る。

しかしながら、かかる３７Ｍ比は、一般に、主型につい
てのみ着目されており、中子が、主型と同種の砂を用い
て、同様の手法によって造型された場合にも、鋳型の３
７Ｍ比からは除外されていた。そのために、製品によっ
て、鋳型における中子の比率が極めて高い場合には、例
えば３７Ｍ比が２．５とされる鋳型においても、中子を
考慮して計算すると、その値が５となるものもあり、鋳
型の実質的な３７Ｍ比が高くなって、鋳造コストの上昇
を惹起している。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところは
、中子を含んだ鋳型の３７Ｍ比が向上され得るように改
善された中子を、容易に且つ有利に製造し得る中子造型
法を提供することにある。

（解決手段） そして、本発明は、上記の如き課題を解決するために、
主型と組み合わされて、所定の鋳造キャビティを形成す
る中子を造型する方法において、（ａ）加熱によって消
失する材料からなる袋状体内に、耐熱性のある粒状物を
充填せしめて、中子造型に供されるインサートを準備す
る工程と、（ｂ）該インサートを、前記中子を成形する
ための中子成形型の成形空間内に、配置せしめる工程と
、（ｃ）該インサートの周りの成形空間に所定の鋳物砂
を充填して、該インサートが中心部に位置する中子を形
成せしめる工程とを、含むようにしたのである。

（具体的構成・実施例） 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例を図面を参照しつつ、詳細に説明すること
とする。

先ず、第１図（ａ）〜（ｄ）には、本発明に従って、異
形管を鋳造するために用いられる中子を製造する例が工
程的に示されており、そこにおいて、２は、目的とする
中子の外形形状を呈するキャビティ４を有する、従来と
同様な縦割型の中子成形型である。ここでは、この中子
成形型２は、縦断面形状において示されている。

また、中子の中心部を構成するために、中子成形型２の
キャビティ４内に配置されることとなるインサート部材
６は、加熱により消失する材料からなる網状の袋１０の
中に、耐熱性を有する粒状物８、例えばセラミックポー
ル、レンガ片、スチールポール等が適宜に選択されて、
所定量において収容されて構成されている。

なお、かかる袋１０は、鋳造時の熱による加熱によって
、一般に４００　’Ｃ程度の温度によって分解乃至は焼
失し得る材料からなるものであればよく、例えばポリウ
レタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂からな
る網や所定繊維からなる布乃至は編織物等が適宜に選択
されて、形成されている。

また、耐熱性を有する粒状物８としては、特にその大き
さが限定されるものではないが、一般に、１０〜５０ｍ
ｍφ程度のものが用いられる。更に、本発明にあっては
、後述の如き、粒状物８の中子砂１２及び鋳物砂からの
分離や回収を考慮し、粒状物８に対して、耐熱性のみで
なく、磁性をも付与せしめる構成とすることも出来、例
えば、そのような粒状物としては、金属材料の他に、磁
性材料を内在せしめた各種の耐熱性の材料が考えられる
が、本発明者らが先に提案した特願平１−４０９４８号
明細書に開示されている如き、磁性材料を内在したセラ
ミックスポールが、特に好適に用いられる。そして、そ
れによって、鋳物ノ＼り等を除去するマグネットセパレ
ーター等をそのまま用いて、それら粒状物８を容易に回
収することが出来、以て、鋳造の自動化が図られると共
に、特別の分離装置も不要となる等の優れた効果が得ら
れることとなる。

そして、中子成形型２には、そのキャビティ４内の底部
において、肌砂層を形成するように、中子砂１２が所定
厚さにおいて充填せしめられた後、かかる肌砂１２上に
、インサート部材６が、その上端に取り付けられた図示
しない吊り紐等によって懸吊、支持され、中子の中心部
に位置するように配置される。なお、ここで用いられる
中子砂１２は、後述の主型を構成する鋳物砂と同様のも
のであって、公知の各種の有機若しくは無機粘結材等が
配合され、また必要に応じて硬化剤等が適宜に添加せし
められてなるものである。

次いで、成形型２のキャビティ４内におけるインサート
部材６の周囲の空間に、中子砂１２が、砂供給装置１４
を介して均一に充填される。そして、砂１２の硬化が完
了した後、成形型から中子１６が取り出される。更に、
この得られた中子１６には、必要に応して、常法に従っ
て清浄、パリ落とし、塗型等の各仕上げ工程が施される
。なお、かかる中子１６において、中子砂１２とインサ
ート部材６を構成する粒状物８との比率は、中子の形状
、寸法、重量等に応じて、適宜に決定されることとなる
。

このようにして得られた中子１６は、第２図に示される
如き主型（下型）１８において、目的とする鋳物形状を
為す製品キャビティ２０を形成するように、所定位置に
配置せしめられる。なお、かかる図は、主型（下型）１
８の平面形態を示している。この主型１８は、通常の各
種の鋳型造型法に従って、所定形状の模型を配置した状
態で、鋳枠２２内に所定の鋳物砂２４が充填されて造型
された後、抜型、塗型の各工程が施されて得られたもの
であり、ここでは、更に主型１８の３７Ｍ比を向上させ
るために鋳物砂２４の使用量の減少を図るべく、前記イ
ンサート部材６にて用いられた耐熱性を有する粒状物８
と同様の粒状物からなるボリューム増加材２６が、鋳物
砂２４の充填部位において溶湯と接する肌砂層を除く中
間部に、適宜に埋め込まれた構成とされている。

そして、かかる主型（下型）１Ｂに中子１６が配置され
、その上に更に図示しない上型が組み付けられた後、上
型に設けられている湯口を通じて、前記製品キャビティ
２０内に所定の溶湯が注湯されることにより、目的とす
る鋳物製品の鋳造が行なわれるのである。その際、かか
る溶湯の注湯時の熱により、インサート部材６を構成す
る袋１０は、焼失或いは分解されて消失せしめられるこ
ととなる。

その後、かかる鋳物が冷却、固化した後、鋳型（１８）
は適当なシェーカー等を用いて型ばらしされることによ
り、かかる鋳型内に形成された鋳物製品が取り出される
一方、中子１６．主型１８をそれぞれ構成している中子
砂１２と鋳物砂２４、及び粒状物８とボリューム増加材
２６は、それぞれ同種のものであるところから、同一の
ラインにおいて処理されることとなる。即ち、砂（１２
゜２４）には、それらに混入した鋳物ぼり、鉄片、鉄粉
等の介在物の分離が従来と同様にして磁気を用いて実施
され、その後、更に所定の分離装置により、粒状物（８
，２６）から分離されて、砂再件装置へと送出される一
方、砂（１２，２４）から分離された粒状物（８，２６
）は、所定の回収装置により回収され、再使用のために
準備されるのである。なお、それら粒状物（８，２６）
として、前述の如き磁性を付与されたものを採用する場
合には、砂（１２，２４）との分離に際して、特別の分
離装置を必要とすることなく、砂（１２２４）に対する
鋳物パリ等の除去を磁気を用いて行なう際に、同時にそ
れら粒状物（８，２６）を回収することが出来る。

このように、本発明に従えば、異形管等の複雑な形状の
管類を鋳造する際に用いられる中子１６において、その
中心部にインサート部材６が埋め込まれてなるものが容
易に形成され、それによって、中子砂１２の使用量の低
減が可能となり、更にかかる中子１６を鋳型（１日）に
使用することにより、中子を含んだ鋳型（１８）の３７
Ｍ比が有利に改善されて、鋳造コストの低減をも図り得
るのである。

また、かかる中子１６の内部にインサート部材６の粒状
物８が埋め込まれているところから、それら粒状物８間
の間隙の存在によって、溶湯の注湯時に中子から発生す
るガスを抜は易くすることとなり、以て品質の安定した
鋳物製品が得られると共に、中子の硬化時間を短縮する
ことも可能となる。

さらに、かかる粒状物８を収容する袋１０は、鋳造時の
加熱による分解または焼失によって消失せしめられ、粒
状物８は、バラバラの状態で中子１６内に存在するとこ
ろから、鋳造終了後の型ばらしの際に、中子１６は良好
に解体され得、以て鋳物砂と分離された粒状物８は、主
型１８のボリューム増加材２６と共に、容易に回収され
得るのである。

また、第３図には、本発明に従って、上記実施例とは異
なる形状の鋳物製品を得るために用いられる中子を造型
する手法の一例が、明らかにされている。

そこにおいて、３０は、左右に分割された縦割型の中子
成形型であり、目的とする中子形状を呈するキャビティ
３２が設けられている。そして、このキャビティ３２内
に、必要に応じて、所定厚さにおいて中子砂（底砂）３
６が充填された後、所定の粒状物８が袋１０内に収容さ
れてなるインサート部材６が、適当な紐３４等により上
部から垂下されて、中子の略中心に位置するように配置
せしめられ、そして図示しない砂供給装置から所定の砂
（中子砂３６）がインサート部材６の周囲の空間を満た
すように供給されて、所望形状の中子（３８）が形成さ
れる。

なお、本実施例においては、中子砂３６が底砂として充
填された後、インサート部材６が配置されているが、イ
ンサート部材６が中子の中心に位置するように、中子砂
３６がインサート部材６の周囲に均一に充填され得るな
らば、予め底砂層を設けておく必要はなく、インサート
部材６が配置された後に、中子砂３６が充填されても、
同等差支えない。

こうして得られた中子３８は、第４図に示される如き鋳
型に用いられることとなる。即ち、かかる鋳型は、上型
４０及び下型４２から構成され、それら上、下型４０，
４２において、４４は鋳枠、４６は鋳物砂、４８は湯口
である。なお、かかる鋳型（４０，４２）においても、
前記実施例と同様に、耐熱性のボリューム増加材２６が
適宜に埋め込まれて、鋳物砂４６の使用量の減少が図ら
れている。

そして、中子３８が、異なる形状の中子５２と共に、そ
れら鋳型（４０，４２）に組み付けられることにより、
鋳造されるべき製品形状を与える製品キャビティ５０が
形成される。その後、常法に従って注湯、冷却が行なわ
れ、目的とする鋳物製品が製造されるのである。

本実施例にあっても、中子３８のインサート部材６を構
成する袋１０は、注湯される溶湯の熱により焼失若しく
は分解して消失し、かかる袋１０に収容されていた粒状
物８はバラバラになっているところから、前記実施例と
同様に、鋳造の終了した後、シェーカー等による型ばら
しにより、鋳型（４０，４２）と共に中子３８が容易に
解体され、そして、それによって中子３８を構成する砂
３６は、粒状物８と容易に分離されて、鋳型（４０，４
２）の鋳物砂４６と共に回収される一方、粒状物８は、
ボリューム増加剤２６と共に、所定の回収装置により回
収されるのである。

以上、本発明の幾つかの実施例を詳細に説明してきたが
、本発明は、上記の実施例に同等限定的に解釈されるも
のでは決してなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにお
いて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、
改良等が加えられ得ることが、理解されるべきである。

例えば、中子の強度の向上を図るために芯金が内部に埋
入されてなる構造とすることも可能であり、その場合に
は、その芯金に沿ってインサート部材（６）が配置され
ることによって、強度の改善された中子が容易に形成さ
れるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従って、主型
と組み合わされて所定の鋳造キャビティを形成する中子
を造型することにより、中子を含んだ鋳型（主型）の３
７Ｍ比を効果的に向上せしめることが出来、鋳造コスト
の低減を有利に図り得ると共に、かかる中子は、加熱に
よって消失する材料からなる袋状体内に、耐熱性の粒状
物が充填されてなるインサートを、その中心部に有する
ものであるところから、溶湯の熱によって袋状体が消失
することにより、鋳造の終了した後の型ばらしにおいて
、中子自体の解枠性が著しく向上され得たのである。

また、本発明に従って得られる中子は、その内部にイン
サート部材の粒状物が埋め込まれてなるところから、溶
湯の注湯時に中子から発生するガスが、それら粒状物間
の間隙を通じて抜は易くされており、それによって、品
質の良好な鋳物製品が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る中子造型工程の
一例を示す断面説明図であり、第２図は、第１図にて得
られた中子を主型（下型）に組み付けて鋳造を行なう状
態を主型の平面形態において示す断面説明図であり、第
３図は、本発明に従って、上記実施例とは異なる形状の
中子を造型する工程を示す断面説明図であり、第４図は
、第３図にて得られた中子を主型に組み付けて鋳造を行
なう状態を示す縦断面説明図である。 ２．３０：中子成形型　４．３２：キャビティ６：イン
サート部材　　８：粒状物 １０：袋　　　　　　　１２，３６：中子砂１６．３８
：中子 １Ｂ、４０．４２：主型 ２０．５０７製品キャビティ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主型と組み合わされて、所定の鋳造キャビティを形成す
   る中子を造型する方法にして、 加熱によって消失する材料からなる袋状体内に、耐熱性
   のある粒状物を充填せしめて、中子造型に供されるイン
   サートを準備する工程と、 該インサートを、前記中子を成形するための中子成形型
   の成形空間内に、配置せしめる工程と、該インサートの
   周りの成形空間に所定の鋳物砂を充填して、該インサー
   トが中心部に位置する中子を形成せしめる工程とを、 含むことを特徴とする中子造型法。