JPH0524134U - シエル中子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、鋳造に用いるシェル中子に関し、
強度の向上を図ったシェル中子に関する。 【構成】 長尺の石英管を芯材とする細穴形成用の中子
において、この石英管の外表面にレジンサンドによるシ
ェル層を形成するとともに、石英管の筒内部にもレジン
サンドを充填硬化させて中子に強度を持たせる。このた
め、この中子を使用して鋳造すれば精度の良い細穴を鋳
抜くことが出来、後処理でドリル加工を施すような手間
が省ける。又、筒内部の砂の粒径を、外部のシェル層の
粒径より大きくすれば、鋳肌が優れ且つガス抜き性に優
れた鋳造の出来る中子となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鋳造に用いるシェル中子に関し、強度の向上を図ったシェル中子に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば鋳造用金型を製造する場合、鍛造で成形する方法と鋳造で成形す る方法があるが、鍛造成形では図７に示すように鍛造素材５１から削り出し加工 を施して金型５２を成形し、精密鋳造成形では図８に示すようにセラミックス鋳 型５３と砂型５４で成形した鋳造品から湯口５５を切断し金型５６を成形してい る。そしてかかる金型５２、５６に例えば４００ｍｍ以上の長さの冷却水路を設 ける時は、長尺のガンドリル５７を用いて穿設加工を行っている。 ところでかかるガンドリル５７による穴加工は穴精度が高く良品質である反面 、加工工数がかかり加工コストが高くなることから、中子を使って鋳造時に同時 に長孔を鋳抜くような成形法も知られている。このため、例えば特開昭６０一７ ６２４９号では、中子の長さが長くなると強度が不足することから、かかる長尺 の中子の強度向上を図りつつガス抜き性を高めるようにした中子を提案しており 、生砂で所定形状に造型した中子の内部をセラミック等の芯金で補強し、この芯 金を中空形状として且つ適宜数のガス抜き孔を設けている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし上述の砂中子のような場合、砂として生砂を使用しているため中子の強 度に限界があり、特に長尺の中子を横向きに型内にセットして鋳造するような際 に、溶湯の鋳込みの熱によって中子が変形するという問題があった。このため例 えば直線の長穴を形成したいにも拘らず、穴が曲ってしまう不具合が生じていた 。 一方、生砂の代りにレジンサンド等を用いて芯金のまわりの砂粒を樹脂で粘結 、硬化させるようにすれば、砂中子より強度のある中子が得られるが、それでも 一定長以上の長さになると強度が不足するという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

かかる課題を解決するため、本考案は、中空筒状のセラミックス製の芯材に多 数のガス抜き孔を穿設し、この芯材の外面に樹脂をバインダとする砂の被覆層を 設けるようにしたシェル中子において、前記芯材の中空筒の筒内部に、芯材外面 の被覆層の砂の粒径と同程度か又はそれ以上の粒径の砂を充填し、樹脂をバイン ダとして硬化させた。 又、別実施例では、同芯材の中空筒の筒内部に該中空筒内径より僅かに小径の 棒状部材を隙間をもって嵌挿した。

【０００５】

【作用】

中空筒状の芯材の筒内に砂を充填して硬化させ、或いは筒内に嵌挿した棒状部 材で補強するようにすれば、長尺細穴用の中子でも充分強度を持たせることが出 来、且つ崩壊性を損わない。このため、機械加工の手間を省くことが可能となる 。又この際、筒内の砂の粒径を大きくし、或いは棒状部材と内筒間に隙間を持た せることによって、ガス抜き性が高まる。

【０００６】

【実施例】

本考案のシェル中子の実施例について添付した図面に基づき説明する。 図１は本考案の第１の実施例を示すシェル中子の断面図、図２は第２の実施例 を示すシェル中子の断面図、図３は芯材の斜視図である。

【０００７】 本考案のシェル中子１は、図３に示すような芯材としての石英管２を備えてお り、この石英管２の外周にはレジンコーテッドサンド等からなるシェル層３が形 成されている。

【０００８】 かかる石英管２は、安価であり、熱軟化点が高く熱膨張の少ない材質としてセ ラミックス材から選定されたものであり、例えば市販されている石英管にレーザ 加工機で多数のガス抜き孔４を設けたものであるが、その他、窒化珪素、アルミ ナ、ジルコニア等のセラミックス材を使用するようにしてもよい。

【０００９】 そして、この石英管２は例えば厚み０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度の肉厚を有 し、ガス抜き孔４は直径約０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度としている。勿論この ガス抜き孔４の形状は丸型に限られるものではなく、長孔でも異形孔でもよい。

【００１０】 又、前記シェル層３の形成は、例えば石英管２の直径より大径の筒状キャビテ ィを有する不図示の中子造型用の中子型内に該石英管２を位置決めし、石英管２ の外周部と中子型の内周部の間に形成される空間部にレジンコーテッドサンドを 充填して、このコーテッドサンドを石英管２の内部から加熱することによって、 焼成、硬化させるようにしている。このように熱膨張率が中子型より小さい石英 管２側から加熱して焼成させることにより、歪が少なく健全なシェル層３を得る ことが出来る。

【００１１】 又、薄いシェル層３を形成するような際は、石英管２を軸まわりに回転させな がら加熱し、この加熱した石英管２にレジンコーテッドサンドを振り掛けて、石 英管２に付着したコーテッドサンドでシェル層３を形成するようにしても良い。 かかる方法によれば、中子造型用の中子型を使用する必要がないという効果があ る。

【００１２】 以上のように石英管２の外周面にシェル層３を形成した後、第１実施例では石 英管２の筒内に補強レジン砂５を形成する。すなわち図１に示すように、外表面 のシェル層３より粒径の大きいレジンコーテッドサンドを筒内に充填した後、温 風又は炉内で外部のシェル層３が壊れない温度で硬化させ、補強レジン砂５とす る。

【００１３】 そしてかかる砂の粒径は、例えば外表面のシェル層３の砂を、ＡＦＳ粒度指数 ７０から１２０程度の小さな粒径にして、溶湯のさし込み防止と鋳肌の向上を図 るとともに、内部の補強レジン砂５を、ＡＦＳ粒度５０から７０程度の大きな粒 径にして通気性の向上を図るが、シェル層３と補強レジン砂５の砂の粒径を同一 にするようにしてもよい。

【００１４】 このような構成による中子１は、例えば図６に示すような精密鋳造において鋳 型６内に位置決めされ、鋳込んだ鋳造品７から湯口８を切断して中子１を取り出 し鋳抜穴９の砂落しを行えば、極めて容易に冷却水路等を形成することが出来る 。この際、必要な強度が確保されているため鋳抜穴９の精度が良く、又、熱分解 で生ずるガスのガス抜き性が良いため、鋳造品７の鋳造品質が良い。 又、石英管２とレジン砂で構成される中子１は崩壊性に優れ、しかも外部シェ ル層３のシェル砂（有機バインダ）は鋳造熱で分解されるため、後処理の砂抜き が簡単である。

【００１５】 又、以上のような中子１は、直線の形状のものに限られず、例えば図４、図５ に示すような異形状中子１１にしてもよい。すなわち、図４の場合は、石英管２ の外周面のシェル層３の厚みを長さ方向に変化させたものであり、又、図５（Ａ ）（Ｂ）の場合は石英管２を屈曲させて、その周囲にシェル層３を形成したもの である。そしていずれの場合もその後筒内に補強レジン砂５を充填して硬化させ る。 尚、石英管２の屈曲は、例えばガスバーナーで加熱しながら曲げれば容易に変 形出来る。

【００１６】 次に図２は本考案の第２実施例を示すものである。 すなわちこの場合は、ガス抜き孔４が設けられた石英管２の筒内に、棒状部材 としての別の細い石英管１２が嵌挿され、内部の石英管１２外周面と外部の石英 管２内周面の間には僅かな隙間ｃが設けられている。そしてこの隙間ｃは、例え ば０．５ｍｍから１．５ｍｍであり、ガス抜き通路として作用するものである。

【００１７】 又、内部の石英管１２にはガス抜き孔を設けておらず、石英パイプの他に石英 棒、セラミックス棒、セラミックスパイプ等で構成するようにしても良い。 又、かかる石英管２、１２の二重構造で図４、図５に示すような異形状中子１ １を構成するようにしても良い。この場合も内部の石英管１２を嵌挿した後、ガ スバーナーで加熱して曲げれば容易に屈曲する。

【００１８】 そしてこの場合も内部の石英管１２が補強材となり、又、熱分解で生ずるガス は隙間ｃから逃げ出して上述の補強レジン砂と同様の効果を発揮する。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように、本考案のシェル中子は、長尺細径であっても充分な強度を持つ ため、従来であればガンドリルでしか加工し得なかった金型の冷却水路等の細穴 を安価に且つ容易に鋳抜くことが出来る。 又、ガス抜き性が良いため鋳造品質が良く、しかも崩壊性に優れていることか ら後処理が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示すシェル中子の断面図

【図２】本考案の第２実施例を示すシェル中子の断面図

【図３】芯材としての石英管の斜視図

【図４】異形状中子を示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は
（Ａ）のＢ一Ｂ線断面図

【図５】異形状中子の別実施例を示し、（Ａ）は曲線状
としたもの、（Ｂ）は直線と曲線を組合わせた形状とし
たもの

【図６】本考案の中子による精密鋳造を示す説明図

【図７】従来例を示し、鍛造で成形するもの

【図８】従来例を示し、鋳造で成形するもの

【符号の説明】

（１） シェル中子 （２） 石英管 （３） シェル層 （４） ガス抜き孔 （５） 補強レジン砂 （１２） 石英管 （ｃ） 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平井 文男 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空筒状のセラミックス製の芯材に多数
   のガス抜き孔を穿設し、この芯材の外面に樹脂をバイン
   ダとする砂の被覆層を設けるようにしたシェル中子にお
   いて、前記芯材の中空筒の筒内部には、前記芯材外面の
   被覆層の砂の粒径と同程度か又はそれより大きい粒径の
   砂が、樹脂をバインダとして充填硬化されたことを特徴
   とするシェル中子。
2. 【請求項２】 中空筒状のセラミックス製の芯材に多数
   のガス抜き孔を穿設し、この芯材の外面に樹脂をバイン
   ダとする砂の被覆層を設けるようにしたシェル中子にお
   いて、前記芯材の中空筒の筒内部には、該中空筒内径よ
   り僅かに小径の棒状部材が隙間をもって嵌挿されたこと
   を特徴とするシェル中子。