JPH0699247A - 特殊中子を用いた鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、中子として従来一般に用いられてい
る砂中子以外の特殊な中子を用いることにより、形状の
制約を受けることなく広範な形状の鋳造品を効率良く形
成することができる特殊中子を用いた鋳造方法を提供す
ることにある。 【構成】砂以外の材料を用いて非砂中子１を成形した
後、該非砂中子１を上型２と下型３との間に配設して、
鋳型４を形成し、次に該鋳型４内に形成される空洞部５
に鋳造品に応じてアルミニュウム溶湯等の溶湯を注湯す
る。 つづいて、該空洞部５の形状に応じた形状の鋳造
品６が成形した後、該鋳造品６を鋳型４から取出し、該
鋳造品６のバリ等の不要部分を除去して、目的の完成品
を得る。 【効果】中子として非砂中子を使用して鋳型を形成し、
該鋳型を用いて鋳造品を製造する特殊中子を用いた鋳造
方法とした為、生産性の向上と適用範囲の拡大を図るこ
とができ、鋳造品コストの大幅な低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特殊中子を用いた鋳造
方法に関し、特に中子として従来一般に用いられている
砂中子を使用することなく、特殊中子を使用することに
より、形状の制約を受けることなく広範な形状の鋳造品
を効率良く形成することができる特殊中子を用いた鋳造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械工作の一環として採用される鋳造に
あっては、中空部やアンダカット部を形成する為、非崩
壊性中子又は崩壊性中子が用いられている。

【０００３】ところで、前者（非崩壊性中子）として
は、金属中子があるが、直抜きや変形抜き出来るもの以
外には使用できず、使用範囲が特定形状のものに制限さ
れていた。

【０００４】また、後者（崩壊性中子）として、砂中子
が一般に使用されているが、造型が困難であると共に、
崩壊し易く、取扱いが難しいばかりでなく、鋳造時にお
ける耐圧性と鋳造後における崩壊性との相反条件を具備
するのが困難であるという問題点があった。

【０００５】そこで、近年、該砂中子の表面に特殊なコ
ーティングを施すことが提案されたが、以下のような問
題点がある為、問題点を解決するには至らなかった。 （１）コーティングは、１層のみでなく複数層形成する
必要がある等コーティングが困難である為、該コーティ
ングに手間が掛かって工数を要し、時間と経費がかかる
ばかりでなく、該コーティングの初期の目的も期し難
い。 （２）コーティング層や砂中子の成分である粘結剤を鋳
造後に完全除去することが困難である為、該コーティン
グ層や粘結剤を除去する砂焼処理が必要となる等、工数
を要し、時間と経費がかかる。 （３）砂中子は、造型が困難である為、設備と工数を要
するばかりでなく、造型した砂中子も壊れ易く、取扱い
が困難であり、工数を要すると共に、歩留まりも悪く、
時間と経費がかかる。 （４）砂中子は、鋳造時における崩壊を阻止するために
煩雑な圧力調整が必要であり、かつ鋳造後の完全崩壊が
困難である為、熱処理工程や砂落工程や砂落検査が必要
となり、工数を要し、時間と経費がかかる。 （５）鋳造時に中子の砂粒子間への溶湯差込みが発生す
ることや、砂中子の成分が鋳造品に浸透することにより
鋳造品に鋳巣が発生する等不良品が発生し易く、鋳造の
歩留まりが悪く、生産性が劣悪である。 （６）鋳造後の中子砂の完全除去が難しく、鋳造品に付
着する等して、製品の摩耗や破損等の不具合を発生す
る。 （７）複雑形状の鋳造品や、大きい鋳造品は、鋳造が困
難または事実上不可能である為、適用範囲が限定され、
設計上及び生産上支障を来している。 （８）砂中子の砂を鋳造後に再使用する際、コーティン
グ層や粘結剤が含有されている為、該コーティング層や
粘結剤を完全に除去するのが困難であり、工数を要し、
時間と経費がかかる。 （９）砂中子は、造型困難、崩壊し易い、取扱い困難等
の多くの欠点があり、鋳造時における耐圧性と鋳造後に
おける崩壊性との相反条件を具備するのが困難である
為、次のように多くの工程を要し、しかも歩留まりも悪
く、時間と経費がかかる。

【０００６】すなわち、従来の砂中子を用いる鋳造方法
は、次のような工程が必要である。 （１）中子成形→（２）中子の塗型→（３）中子の乾燥
→（４）鋳型の形成→（５）溶湯の注湯による鋳造→
（６）鋳造品の砂落し→（７）鋳造品の砂熱処理（砂焼
き）→（８）鋳造品の砂落検査→（９）鋳造品のバリ取
り→（１０）完成品。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、下記構成
とすることによって、上述した問題を解決することを目
的とする。 すなわち、 （１）中子として壊れ難い特殊中子を使用することで、
中子の造型と取扱いを容易として、工数を削減し、時間
と経費を低減させる。 （２）粘結剤等の浸透成分を使用しない特殊中子を使用
することで、該中子成分が鋳造品へ浸透するのが防止さ
れる等により、鋳巣発生等の不具合発生を阻止し、鋳造
品の不良品発生を阻止して、歩留まり向上と、生産性向
上に寄与せしめる 。（３）鋳造時における耐圧性と鋳造後における崩壊性
との相反条件を兼備する特殊中子の使用により、鋳造中
の溶湯差込みの発生を回避すると共に圧力調整を回避し
て耐圧性（非崩壊性）を維持し、かつ鋳造後の中子の完
全崩壊（崩壊性）と中子成分の完全除去とを容易とし、
鋳造品への付着を防止して、鋳造品の摩耗や破損等の鋳
造品不具合の発生を阻止する。 （４）特殊中子の使用により、中空部分やアンダカット
部分の形成を容易とし、しかも中子強度の向上により、
形状や大きさに囚われることなく、全形状や全大きさの
鋳造を可能として、適用範囲を拡大する。 （５）特殊中子は、粘結剤等の除去困難成分の非含有に
より、鋳造後の中子の完全崩壊除去を容易とし、再使用
を簡単容易にし、公害発生を阻止すると共に、工数を削
減して、時間と経費を低減させる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、中子として非砂中子を使用して鋳型を形成
し、該鋳型を用いて鋳造品を製造することを特徴とする
特殊中子を用いた鋳造方法を提供することにより達成さ
れる。

【０００９】

【作用】このような本発明によれば、以下の作用があ
る。

【００１０】すなわち、本発明によれば、中子として特
殊中子を使用して鋳型を形成し、該鋳型を用いて鋳造品
を製造する特殊中子を用いた鋳造方法とすることによ
り、生産性の向上と適用範囲の拡大を図るという考え方
であり、 （１）中子として壊れ難い特殊中子を使用することで、
中子の造型が容易となり、造型設備が簡易化され、かつ
工程が削減され、時間と経費の低減を図ることができ
る。 （２）中子として壊れ難い特殊中子を使用する為、落と
しても投げても壊れないので取扱いが容易となり、運搬
や保管が容易となる他、鋳造時の圧力調整が不要となる
等工数が削減され、時間と経費の低減を図ることができ
る。 （３）使用する特殊中子が粘結剤等の浸透成分を含有し
ていない為、鋳造品への中子成分浸透が防止される等に
より、鋳巣発生等の不具合発生が阻止され、鋳造品の不
良品発生が阻止され、歩留まり向上と、生産性向上とを
図ることができる。 （４）中子として特殊中子を使用することにより、中空
部分やアンダカット部分の形成が容易となり、しかも中
子強度が向上するから、形状や大きさに囚われることな
く、全形状や全大きさの鋳造が可能となり、適用範囲の
拡大を図ることができる。 （５）鋳造時における耐圧性と鋳造後における崩壊性と
の相反条件を兼備する特殊中子を使用することにより、
鋳造中の溶湯差込みの発生を回避すると共に圧力調整を
回避して耐圧性（非崩壊性）を維持し、かつ鋳造後の中
子の完全崩壊（崩壊性）と中子成分の完全除去とを容易
とし、鋳造品への付着を防止して、鋳造品の摩耗や破損
等の鋳造品不具合発生の阻止を図ることができる。 （６）中子として使用する特殊中子は、粘結剤等の除去
困難成分を含有していないので、中子の完全崩壊・除去
が容易となり、再使用が簡単容易になって、公害発生を
阻止することができると共に、工数が削減され、時間と
経費の低減を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下に添付の図面を参照して、本発明を特定
の実施例について詳述する。

【００１２】図１〜図４は、本発明の特殊中子を用いた
鋳造方法の第一実施例を示す。

【００１３】すなわち、本発明は、中子として一般に広
く使用されている砂中子を使うことなく、通常は使用困
難または使用不可能と考えられている該砂中子以外の材
料からなる非砂中子を使用して鋳型を形成し、該鋳型を
用いて鋳造品を製造することを特徴とする特殊中子を用
いた鋳造方法である。

【００１４】そして、本発明に使用される非砂中子は、
鋳造時における耐圧性（非崩壊性）と鋳造後における完
全崩壊（崩壊性）との相反条件を兼備することが要求さ
れる。

【００１５】さらに、該非砂中子は、鋳造時に多量のガ
スを発生する等の鋳造品に対する悪影響を付与しない条
件を具備するものであることが要求される。

【００１６】本実施例においては、該非砂中子として合
成樹脂（プラスチック）からなる中子を使用して、鋳造
方法の一つとしてのダイカスト鋳造を行う場合について
説明する。

【００１７】すなわち、本実施例にあっては、以下の工
程にて鋳造を行う。

【００１８】第１工程 まず、図示は省略するが、射出成形等の合成樹脂成形方
法（プラスチック成形方法）により、合成樹脂（プラス
チック）を用いて、図４に良く示されているような中空
部Ｓを有する合成樹脂中子（プラスチック中子）（以下
「樹脂中子」という）１を成形する。

【００１９】第２工程 つづいて、図１に良く示されているように、該樹脂中子
１を上型２と下型３との間に配設して、空洞部５を有す
る鋳型４を形成する。

【００２０】第３工程 次に、図１と図２に良く示されているように、上記鋳型
４内に形成される空洞部５に鋳造品の材質に応じてアル
ミニュウム溶湯等の溶湯を注湯する。

【００２１】これによって、上記空洞部５の形状に応じ
た形状の鋳造品６が成形される。

【００２２】尚、上記樹脂中子１は、鋳造時には、その
形状を保持することにより、所期の目的の鋳造品６の形
成に寄与すると共に、鋳造後には、該鋳造品６の余熱に
より溶解して除去される為、残留分が残らない。

【００２３】この場合、溶湯の温度は、上記鋳型４の空
洞部５に達するまでに初期の温度（例えば、アルミニュ
ウム溶湯にあっては、約６６０度Ｃ）に比べてかなり温
度が低下する。

【００２４】また、上記樹脂中子１は、樹脂中子自身の
温度と潜熱により、上記溶湯が作用しても、反射作用と
温度作用とにより、直ちに溶融することなく初期形状を
保持する。 そして、該樹脂中子１は、上記空洞部５に
溶湯を注湯した後、所定の時間を経過し、溶湯が冷えて
固まってから、該鋳造品６の余熱によって溶融除去され
る。

【００２５】つづいて、図２と図３に良く示されている
ように、上記により形成された鋳造品６を鋳型４から取
り出すことにより、鋳造を終了する。

【００２６】第４工程 さらに、図示は省略するが、該鋳造品６のバリ等の不要
部分を除去して、完成品を得ることができる。

【００２７】従って、従来方法が、以下の１０工程を要
したのに比べて、４工程で済み、６工程が省略されるこ
とになる。

【００２８】すなわち、従来の砂中子を用いる方法は、
次のようである。 （１）中子成形→（２）中子の塗型→（３）中子の乾燥
→（４）鋳型の形成→（５）溶湯の注湯による鋳造→
（６）鋳造品の砂落し→（７）鋳造品の砂熱処理（砂焼
き）→（８）鋳造品の砂落検査→（９）鋳造品のバリ取
り→（１０）完成品。

【００２９】次に、第５図は、本発明に使用される特殊
中子の第２実施例を示し、特殊中子である非砂中子とし
ての樹脂中子１は、その表面（外面）に、保護層７が被
覆形成されている。

【００３０】該保護層は、耐熱性樹脂等からなる耐熱性
被覆層である。

【００３１】また、該耐熱性被覆層を形成する材料とし
ては、シリコンゴムやシリコン樹脂等の耐熱性樹脂や低
融点金属やニューセラミック（ファインセラミック）そ
の他の耐熱性材料がある。

【００３２】尚、本発明に使用される特殊中子は、上記
実施例のものに限られることなく、種々の特殊中子を用
いた種々の形状のものに適用でき、鋳造品の品質向上を
図る等することが出来、上記実施例に限定されず、多く
の変形例が考えられる。

【００３３】例えば、上記実施例の特殊中子にあって
は、重量軽減、コスト軽減、及び鋳造後の崩壊・除去の
容易性の面から中空形状のものとしたが、これに限定さ
れず、鋳造時の非崩壊性の面から充実形状のものとする
ことができるのは勿論である。

【００３４】さらに、本発明の特殊中子を用いた鋳造方
法は、上記実施例の鋳造方法に限られることなく、特定
の工程を加えてさらに鋳造品の品質向上を図る等するこ
とが出来、上記実施例の鋳造方法に限定されず、多くの
変形例が考えられる。

【００３５】また、本実施例の特殊中子である非砂中子
としての合成樹脂（プラスチック）からなる中子は、鋳
造時における耐圧性と鋳造後における崩壊性との相反条
件を兼備すると共に、鋳造時に多量のガスを発生する等
の鋳造品に対する悪影響を付与しないものであることが
要求されるが、この条件を具備する中子材料としての合
成樹脂（プラスチック）としては、次のものがある。

【００３６】すなわち、上記各条件を兼備する中子材料
としての合成樹脂（プラスチック）としては、例えば、
熱可塑性合成樹脂があり、上記何れの条件をも兼備して
おり、初期の目的を充分満足する鋳造品を得ることがで
きる。

【００３７】また、この熱可塑性合成樹脂のうち最も適
するものとしては、四弗化エチレン樹脂等の弗素樹脂
（ポリフルオルエチレン樹脂）やポリイミド樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂やポリスルホン樹脂があり、上記何れ
の条件をも兼備しており、初期の目的を満足する鋳造品
を得ることができる。

【００３８】さらに、これに次ぐものとしては、ポリア
ミド樹脂（ナイロン樹脂）やポリプロピレン樹脂があ
り、上記何れの条件をも兼備しており、初期の目的を満
足する鋳造品を得ることができる。

【００３９】また、この他のものとしては、ポリエチレ
ン樹脂、ポリエステル樹脂（テトロン樹脂）やポリサル
ホンサン樹脂があげられ、上記何れの条件をも兼備して
おり、初期の目的を満足する鋳造品を得ることができ
る。

【００４０】また、本実施例の鋳造用特殊中子に使用す
る合成樹脂（プラスチック）からなる中子としては、上
記合成樹脂（プラスチック）に限られることなく、鋳造
時における耐圧性と鋳造後における崩壊性との相反条件
を兼備すると共に、鋳造時に多量のガスを発生する等の
鋳造品に対する悪影響を付与しないものであるならば、
シリコン樹脂等の熱硬化性樹脂その他の上記実施例以外
の合成樹脂（プラスチック）も使用できるのは勿論であ
り、上記実施例と同様な効果を得ることができる。

【００４１】また、本発明の特殊中子としての非砂中子
を使用する鋳造方法は、上記実施例の合成樹脂（プラス
チック）からなる中子を使用する鋳造方法の場合に限ら
れることなく、該合成樹脂（プラスチック）以外の材料
からなる非砂中子を使用した鋳造方法とすることができ
るのは、勿論であり、合成樹脂（プラスチック）以外の
特殊中子としての非砂中子としては、次ぎのものがあ
る。

【００４２】すなわち、例えば、低融点金属やニューセ
ラミック（ファインセラミック）その他の材料があり、
これらの材料を用いて非砂中子を形成し、該非砂中子を
使用して鋳型を形成し、該鋳型を用いて鋳造品を製造す
ることができ、上記実施例と同様な効果を得ることがで
きる。

【００４３】尚、上記実施例は、特殊中子としての非砂
中子としての合成樹脂（プラスチック）からなる中子を
用いて、鋳造方法の一つとしてのダイカスト鋳造を行う
場合について説明したが、本発明の鋳造用特殊中子は、
該ダイカスト鋳造に限られることなく、砂型重力鋳造
法、金型重力鋳造法、低加圧鋳造法や精密鋳造法、その
他の鋳造法に適用できるのは勿論であり、上記実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００４４】尚、本発明の特殊中子を用いた鋳造方法
は、上記鋳造方法に限られることなく、特定の工程を加
えてさらに鋳造品の品質向上を図る等することが出来、
上記鋳造方法に限定されず、多くの変形例が考えられ
る。

【００４５】次に、本実施例に係る特殊中子を用いた鋳
造方法の作用について説明する。

【００４６】上記のように本発明は、中子として非砂中
子を使用して鋳型を形成し、該鋳型を用いて鋳造品を製
造する特殊中子を用いた鋳造方法とすることにより、生
産性の向上と適用範囲の拡大を図るという考え方であ
り、下記の作用がある。 （１）中子として壊れ難い非砂中子を使用することで、
中子の造型が容易となり、造型設備が簡易化され、かつ
工程が削減され、時間と経費の低減を図ることができ
る。 （２）中子として壊れ難い非砂中子を使用する為、落と
しても投げても壊れないので取扱いが容易となり、運搬
や保管が容易となる他、鋳造時の圧力調整が不要となる
等工数が削減され、時間と経費の低減を図ることができ
る。 （３）粘結剤等の浸透成分を使用しない為、鋳造品への
中子成分浸透が防止される等により、鋳巣発生等の不具
合発生が阻止され、鋳造品の不良品発生が阻止され、歩
留まり向上と、生産性向上とを図ることができる。 （４）非砂中子を使用することにより、中空部分やアン
ダカット部分の形成が容易となり、しかも中子強度が向
上するから、形状や大きさに囚われることなく、全形状
や全大きさの鋳造が可能となり、適用範囲の拡大を図る
ことができる。 （５）鋳造時における耐圧性と鋳造後における崩壊性と
の相反条件を兼備する特殊中子を使用することにより、
鋳造中の溶湯差込みの発生を回避すると共に圧力調整を
回避して耐圧性（非崩壊性）を維持し、かつ鋳造後の中
子の完全崩壊（崩壊性）と中子成分の完全除去とを容易
とし、鋳造品への付着を防止して、鋳造品の摩耗や破損
等の鋳造品不具合発生の阻止を図ることができる。 （６）非砂中子は、粘結剤等の除去困難成分を含有して
いないので、中子の完全崩壊・除去が容易となり、再使
用が簡単容易になって、公害発生を阻止することができ
ると共に、工数が削減され、時間と経費の低減を図るこ
とができる。

【００４７】尚、本発明の特殊中子を用いた鋳造方法
は、上記各実施例に限られることなく、多くの変形例が
考えられる。

【００４８】

【発明の効果】このように本発明は、中子として非砂中
子を使用して鋳型を形成し、該鋳型を用いて鋳造品を製
造する特殊中子を用いた鋳造方法とすることにより、生
産性の向上と適用範囲の拡大を図るという考え方であ
り、下記のような優れた効果がある。 （１）中子として壊れ難い非砂中子を使用することで、
中子の成形が容易となり、造型設備が簡易化され、かつ
工程が削減され、時間と経費を低減できる利点がある。 （２）中子として壊れ難い非砂中子を使用するので、落
としても投げても壊れないので取扱いが容易となり、運
搬や保管が容易となる他、鋳造時の圧力調整が不要とな
る等工数が削減され、時間と経費を低減できる利点があ
る。 （３）粘結剤等の浸透成分を使用しない為、鋳造品への
中子成分浸透が防止される等により、鋳巣発生等の不具
合発生が阻止され、鋳造品の不良品発生が阻止され、歩
留まりが向上すると共に、生産性が向上する利点があ
る。 （４）非砂中子を使用することにより、中空部分やアン
ダカット部分の形成が容易となり、しかも中子強度が向
上するから、形状や大きさに囚われることなく、全形状
や全大きさの鋳造が可能となり、適用範囲を拡大できる
利点がある。 （５）鋳造時における耐圧性と鋳造後における崩壊性と
の相反条件を兼備する特殊中子を使用することにより、
鋳造中の溶湯差込みの発生を回避すると共に圧力調整を
回避して耐圧性（非崩壊性）を維持し、かつ鋳造後の中
子の完全崩壊（崩壊性）と中子成分の完全除去とを容易
とし、鋳造品への付着を防止して、鋳造品の摩耗や破損
等の鋳造品不具合の発生を阻止できる利点がある。 （６）非砂中子は、粘結剤等の除去困難成分を含有して
いないので、中子の完全崩壊・除去が容易となり、再使
用が簡単容易になって、公害発生を阻止することができ
ると共に、工数が削減され、時間と経費の低減を図るこ
とができる大なる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく一実施例の特殊中子を用いた鋳
造方法のうち非砂中子である樹脂中子を用いて鋳型を形
成する方法を示す断面図である。

【図２】本発明に基づく一実施例の特殊中子を用いた鋳
造方法のうち溶湯の注湯により鋳造品を成形する方法を
示す断面図である。

【図３】本発明に基づく一実施例の特殊中子を用いた鋳
造方法のうち鋳型から取出された鋳造品を示す断面図で
ある。

【図４】本発明に基づく一実施例の特殊中子を用いた鋳
造方法に使用される非砂中子である樹脂中子を示す断面
図である。

【図５】同樹脂中子の第２実施例を示す断面図である。 １ 樹脂中子（合成樹脂中子：プラスチック中子）
（特殊中子である非砂中子） ２ 上型 ３ 下型 ４ 鋳型 ５ 空洞部 ６ 鋳造品 ７ 保護層 Ｓ 中空部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中子として非砂中子を使用して鋳型を形成
   し、該鋳型を用いて鋳造品を製造することを特徴とする
   特殊中子を用いた鋳造方法。
2. 【請求項２】非砂中子として、鋳造時における耐圧性と
   鋳造後における崩壊性との相反条件を具備する中子を、
   使用することを特徴とする請求項１記載の特殊中子を用
   いた鋳造方法。
3. 【請求項３】非砂中子として、合成樹脂（プラスチッ
   ク）からなる中子を、使用することを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の特殊中子を用いた鋳造方法。