JPH07144251A - 鋳型の造型方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ１６内の鋳物砂の充填率を向上さ
せる。 【構成】 本発明に係る鋳型の造型方法は、薄く広いキ
ャビティ１６内に複数の吹込口１２ｂから鋳物砂を吹き
込み、そのキャビティ１６内に鋳物砂を充填させて、薄
く広い鋳型を造型する鋳型の造型方法において、突き棒
２０を動かして所定の吹込口１２ｂを開き、他の吹込口
１２ｂを閉じた状態で、その所定の吹込口１２ｂからキ
ャビティ１６内に鋳物砂を吹き込む工程と、突き棒２０
により所定の吹込口１２ｂを閉じた後に、別の吹込口１
２ｂを開いてその別の吹込口１２ｂからキャビティ１６
内に鋳物砂を吹き込む工程とを有している。このよう
に、複数の吹込口１２ｂを突き棒２０により順番に開閉
しながら、キャビティ１６内に鋳物砂を吹き込むことに
より、鋳物砂等が他の吹込口１２ｂからキャビティ１６
の外に逆流するのを防止でき、鋳物砂の充填率を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄く広いキャビティ内
に複数の吹込口から鋳物砂を吹き込み、そのキャビティ
内に鋳物砂を充填させて、薄く広い鋳型を造型する鋳型
の造型方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の小孔から一つの鋳枠内に鋳物砂を
充填する技術が、実開昭６３−１２７７３９号公報に記
載されており、この技術を応用して薄く幅広の鋳型を造
型する鋳型の造型装置の一例が図５に示されている。前
記鋳型の造型装置１は、バックメタル２を用いた鋳型を
造型するための装置であり、製品形状と等しい形状の金
型４を備えている。前記金型４には、その表面から所定
の間隔を隔てた位置に前記バックメタル２が固定できる
ようになっており、その金型４とバックメタル２との間
にキャビティ６が形成される。ここで、前記バックメタ
ル２には、前記キャビティ６内に鋳物砂を吹き込むため
の複数の吹込口２ｂが形成されており、一方、前記金型
４にはキャビティ６内の空気を排出できるように複数の
排気通路４ｆが形成されている。さらに、前記排気通路
４ｆとキャビティ６との境目にはスリット４ｓが設けら
れており、キャビティ６内に吹き込まれた鋳物砂が外に
排出されないようになっている。

【０００３】前記金型４およびバックメタル２の真上に
は、キャビティ６内に鋳物砂を吹き込むためのブロータ
ンク７が所定位置に位置決めされている。前記ブロータ
ンク７は、内部に溜められた鋳物砂を圧縮空気の力によ
って外部に放出する構造であり、その下部にはノズル状
のマガジン７ｍがバックメタル２の吹込口２ｂに相当す
る数だけ設けられている。ここで、前記マガジン７ｍ
は、バックメタル２の吹込口２ｂと水平方向の位置が一
致するようになっている。この構造により、前記金型４
にバックメタル２が固定された状態で、その金型４とバ
ックメタル２が図示されていない昇降装置の働きにより
上昇し、図５に示されるように、前記バックメタル２の
吹込口２ｂに前記マガジン７ｍの先端が接続されると、
ブロータンク７内の鋳物砂が圧縮空気によってマガジン
７ｍからキャビティ６内に吹き込まれる。そして、空気
のみが金型４の排気通路４ｆから外部に排気されて、キ
ャビティ６内には鋳物砂が充填される。そして、充填さ
れた鋳物砂が焼成されることにより、バックメタル２の
内側に薄く幅広の鋳型が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
鋳型の造型装置１によると、薄く幅広いキャビティ６の
内部には、複数のマガジン７ｍから同時に鋳物砂が吹き
込まれる。このため、ある吹込口２ｂから鋳物砂ととも
に勢い良く吹き込まれた空気が排気通路４ｆから抜けき
らずに他の吹込口２ｂを通ってマガジン７ｍ内に逆流す
ることがある。この結果、ブローイングの効果が相殺さ
れて前記造型装置１では鋳物砂の充填が充分に行われ
ず、焼成された鋳型の品質が低下するという問題があ
る。本発明の技術的課題は、ある吹込口２ｂからキャビ
ティ６に吹き込まれた鋳物砂等が他の吹込口２ｂからマ
ガジン７ｍ内に逆流しないようにして、鋳物砂の充填率
を向上させようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する鋳型の造型方法およびその装置によって解
決される。即ち、請求項１に係る鋳型の造型方法は、薄
く広いキャビティ内に複数の吹込口から鋳物砂を吹き込
み、そのキャビティ内に鋳物砂を充填させて、薄く広い
鋳型を造型する鋳型の造型方法において、開閉機構によ
り所定の吹込口を開き、他の全ての吹込口を閉じた状態
で、その所定の吹込口から前記キャビティ内に鋳物砂を
吹き込む工程と、前記開閉機構により前記所定の吹込口
を閉じた後に、別の吹込口を開いてその別の吹込口から
キャビティ内に鋳物砂を吹き込む工程と、を有してい
る。また、請求項２に係る鋳型の造型装置は、薄く広い
キャビティ内に複数の吹込口から鋳物砂を吹き込み、そ
のキャビティ内に鋳物砂を充填させて、薄く広い鋳型を
造型する鋳型の造型装置において、前記開閉機構の一部
を構成する棒状部材であって、前記吹込口の平面形状と
ほぼ等しい断面形状を有しており、前記吹込口に挿入さ
れることによりその吹込口を閉じる突き棒と、前記突き
棒を前記吹込口に挿入したり、あるいは抜くように、そ
の突き棒を移動させる突き棒移動機構と、を有してい
る。

【０００６】

【作用】請求項１に記載された発明によると、所定の吹
込口からキャビティ内に鋳物砂が吹き込まれている状態
では、他の全ての吹込口は開閉機構により閉じられてい
る。このために、その所定の吹込口から鋳物砂と共に勢
い良く吹き込まれた空気が他の吹込口からキャビティの
外側に逆流することはない。また、前記所定の吹込口が
開閉機構により閉じられた後に、別の吹込口が開かれて
その吹込口からキャビティ内に鋳物砂が吹き込まれる。
このために、同様に、前記吹込口から吹き込まれた鋳物
砂等が他の吹込口からキャビティの外側に逆流すること
もない。このように、複数の吹込口を開閉機構により順
番に開閉しながら、キャビティ内に鋳物砂を吹き込むこ
とにより、鋳物砂等が他の吹込口からキャビティの外側
に逆流するのを防止できる。したがって、ブローイング
の効果が相殺されることがなくなり、キャビティに対す
る鋳物砂の充填率が向上する。請求項２に記載された発
明によると、突き棒移動機構により突き棒を吹込口に挿
入したり、あるいは抜くことにより、前記吹込口を開閉
することができ、請求項１に記載された発明を実施する
ことができる。さらに、所定の吹込口から鋳物砂等が吹
き込まれた後に、前記突き棒をその所定の吹込口に挿入
すれば、前記吹込口が閉じられるとともに、その吹込口
の内側に位置する鋳物砂が突き棒によりキャビティ内に
押し込まれる。このため、キャビティに対する鋳物砂の
充填率が一層向上する。

【０００７】

【実施例】以下、図１、図２に基づいて、本発明の第１
実施例に係る鋳型の造型方法およびその装置の説明を行
う。ここで、図１は、本実施例に係る鋳型の造型装置１
０の縦断面図であり、図２は、鋳型の造型装置１０の要
部縦断面図である。前記鋳型の造型装置１０は、バック
メタル１２を用いた薄く幅広の鋳型を造型するための装
置であり、鋳物製品の形状と等しい形状の金型１４を備
えている。前記金型１４には、その表面から所定の間隔
を隔てた位置に前記バックメタル１２が固定できるよう
になっており、その金型１４とバックメタル１２との間
にキャビティ１６が形成される。ここで、前記バックメ
タル１２には、前記キャビティ１６内に鋳物砂を吹き込
むための複数の吹込口１２ｂが形成されており、一方、
前記金型１４にはキャビティ１６内の空気を排出できる
ように複数の排気通路１４ｆが形成されている。さら
に、前記排気通路１４ｆとキャビティ１６との境目には
スリット１４ｓが設けられており、キャビティ１６内に
吹き込まれた鋳物砂が外に排出されないようになってい
る。ここで、以後の説明のため前記吹込口１２ｂは、図
１中左から順番に第１、…、第４の番号を付するものと
する。また、前記金型１４およびバックメタル１２は、
図示されていない昇降装置に載置されており、この昇降
装置により所定の範囲内を昇降できるようになってい
る。

【０００８】前記金型１４およびバックメタル１２の真
上には、キャビティ１６内に鋳物砂を吹き込むためのブ
ロータンク１７が所定位置に位置決めされている。前記
ブロータンク１７は、内部に溜められた鋳物砂を圧縮空
気の力で外部に放出する構造であり、タンク上部には鋳
物砂を貯留するサンドホッパー１８からの送り配管１８
ｐが接続されている。さらに、前記ブロータンク１７の
上部側面には、遮断弁１９ｚを介して圧縮空気配管１９
が接続されており、前記遮断弁１９ｚが所定のタイミン
グで開かれることにより、前記ブロータンク１７の内部
に圧縮空気が供給される。ここで、圧縮空気の圧力は、
3Kg/cm² 〜 5Kg/cm² に設定される。また、前記ブロー
タンク１７の下部には、下向きにノズル状のマガジン１
７ｍがバックメタル１２の吹込口１２ｂに相当する数だ
け設けられている。ここで、前記マガジン１７ｍは、金
型１４に固定されたバックメタル１２の吹込口１２ｂと
水平方向の位置が一致するようになっている。

【０００９】前記マガジン１７ｍは、図２にその詳細が
示されるように、先端部が絞られて先細になっており、
その開孔１７ｋの内径がバックメタル１２の吹込口１２
ｂの内径にほぼ等しく設定されている。さらに、前記マ
ガジン１７ｍの内部には、前記開孔１７ｋおよび吹込口
１２ｂの内径にほぼ等しい外径を備える円柱状の突き棒
２０と、その突き棒２０を支持する連結シャフト２２の
先端が同軸に収納されている。ここで、前記連結シャフ
ト２２は、図１に示されるように、その基端部が前記ブ
ロータンク１７の外側に突出しており、前記基端部に移
動シリンダ２４のピストンロッド２４ｐが連結されてい
る。さらに、前記移動シリンダ２４は、前記ブロータン
ク１７の外部所定位置に設けられた支持架台２５に前記
突き棒２０および連結シャフト２２と同軸に固定されて
いる。

【００１０】この構造により、前記移動シリンダ２４が
ピストンロッド２４ｐを延出する方向に作動されると、
突き棒２０はマガジン１７ｍの内部を下降して開孔１７
ｋを塞ぐとともに、前記バックメタル１２の吹込口１２
ｂに挿入される。ここで、前記突き棒２０の下面には面
取りが施されており、突き棒２０がスムーズに開孔１７
ｋおよび吹込口１２ｂに挿入されるようになっている。
また、逆に、前記移動シリンダ２４がピストンロッド２
４ｐを収納する方向に作動されると、突き棒２０はマガ
ジン１７ｍの内部を上昇して前記吹込口１２ｂおよび開
孔１７ｋから抜かれ、その吹込口１２ｂおよび開孔１７
ｋが開放される。ここで、前記連結シャフト２２がブロ
ータンク１７の壁面を貫通する部分にはゴム製のＯリン
グ１７ｒが装着されており、前記ブロータンク１７内の
気密性が確保される。即ち、上記した突き棒２０、移動
シリンダ２４および連結シャフト２２等が本発明の開閉
機構に相当し、移動シリンダ２４および連結シャフト２
２等が本発明の突き棒移動機構に相当する。ここで、以
後の説明のため突き棒２０、マガジン１７ｍおよび移動
シリンダ２４は、図１中左から順番に、第１、…、第４
の番号を付するものとする。

【００１１】次に、本実施例に係る鋳型の造型方法の説
明を行う。先ず、金型１４が下限位置にある状態で、前
記金型１４の上に予め決められたようにバックメタル１
２がセットされる。これによって、前記金型１４とバッ
クメタル１２との間にキャビティ１６が形成される。次
に、昇降装置が駆動されて金型１４とバックメタル１２
が所定レベルだけ上昇し、前記バックメタル１２の吹込
口１２ｂが前記ブロータンク１７のマガジン１７ｍに接
続される。なお、この状態で、移動シリンダ２４は、ピ
ストンロッド２４ｐを延出しているために、突き棒２０
は前記バックメタル１２の吹込口１２ｂに挿入されて、
前記吹込口１２ｂは閉鎖される。

【００１２】次に、前記ブロータンク１７にサンドホッ
パー１８から送り配管１８ｐを介して規定量の鋳物砂が
供給され、さらに、遮断弁１９ｚが開かれて圧縮空気配
管１９から圧縮空気がブロータンク１７内に吹き込まれ
る。次に、この状態で、第１移動シリンダ２４が第１突
き棒２０を上昇させて、第１マガジン１７ｍの開孔１７
ｋおよびバックメタル１２の第１吹込口１２ｂが開放さ
れる。これによって、前記ブロータンク１７から第１マ
ガジン１７ｍおよび第１吹込口１２ｂを介して前記キャ
ビティ１６内に鋳物砂が吹き込まれる。なお、鋳物砂と
共にキャビティ１６内に供給された圧縮空気は排気通路
１４ｆから外部に排出される。このようにして所定時間
が経過すると、第１移動シリンダ２４が第１突き棒２０
を下降させて、前記第１突き棒２０が第１マガジン１７
ｍの開孔１７ｋを塞ぐとともに、前記バックメタル１２
の第１吹込口１２ｂに挿入される。これによって、前記
第１吹込口１２ｂの内側に位置する鋳物砂が第１突き棒
２０によってキャビティ１６内に押し込まれるととも
に、その第１吹込口１２ｂが第１突き棒２０によって塞
がれる。

【００１３】次に、上記と同じ手順で、第２移動シリン
ダ２４が第２突き棒２０を上昇させることにより、第２
マガジン１７ｍの開孔１７ｋおよびバックメタル１２の
第２吹込口１２ｂが開放される。これによって、前記ブ
ロータンク１７から第２マガジン１７ｍおよび第２吹込
口１２ｂを介して前記キャビティ１６内に鋳物砂が吹き
込まれる。そして所定時間が経過すると、第２移動シリ
ンダ２４が第２突き棒２０を下降させて、前記第２突き
棒２０が第２マガジン１７ｍの開孔１７ｋを塞ぐととも
に、前記バックメタル１２の第２吹込口１２ｂに挿入さ
れる。これによって、前記第２吹込口１２ｂの内側に位
置する鋳物砂が第２突き棒２０によってキャビティ１６
内に押し込まれるとともに、その第２吹込口１２ｂが突
き棒２０によって塞がれる。

【００１４】以下、同様に、第３、第４移動シリンダ２
４が順番に作動されることにより、第３、第４マガジン
１７ｍおよび第３、第４吹込口１２ｂから順番に前記キ
ャビティ１６内に鋳物砂が吹き込まれる。このようにし
て、前記キャビティ１６に対する鋳物砂の充填が終了す
ると、次に、充填された鋳物砂が焼成されて、前記バッ
クメタル１２の内側に薄く幅広の鋳型が形成される。な
お、鋳型の造型が完了すると、金型１４およびバックメ
タル１２、鋳型等は昇降装置によって下限位置まで降ろ
されるが、前記マガジン１７ｍの開孔１７ｋは突き棒２
０によって塞がれているために、前記ブロータンク１７
から鋳物砂等が流出することはない。

【００１５】このように本実施例に係る鋳型の造型方法
によると、第１〜第４吹込口１２ｂを第１〜第４突き棒
２０により順番に開閉しながら、キャビティ１６内に鋳
物砂を吹き込むために、鋳物砂とともに吹き込まれた空
気が排気通路１４ｆから抜け難くても他の吹込口１２ｂ
からマガジン１７ｍ内に逆流することがなくなる。この
ため、ブローイングの効果が相殺されることがなく、鋳
物砂の充填率を向上させることができる。なお、本実施
例においては、第１〜第４吹込口１２ｂを第１〜第４突
き棒２０により順番に開閉する構造であるが、マガジン
１７ｍの開孔１７ｋを横方向からシャッターで蓋をする
構造でも可能である。さらに、所定の吹込口１２ｂから
鋳物砂等が吹き込まれた後に、突き棒２０をその所定の
吹込口１２ｂに挿入して吹込口１２ｂを閉じる構造のた
めに、吹込口１２ｂの内側の鋳物砂が突き棒２０により
キャビティ１６内に押し込まれて一層鋳物砂の充填率が
向上する。

【００１６】図３は、本発明の第２実施例に係る鋳型の
造型装置の縦断面図である。本実施例に係る鋳型の造型
装置１００は、第１実施例に係る鋳型の造型装置１０の
ブロータンク１７を複数のブロータンク１１７に分割し
て、各々のブロータンク１１７にマガジン１１７ｍ、突
き棒１２０および移動シリンダ１２４等を一セットづつ
設けるようにしたものである。この構造により、各々の
マガジン１１７ｍに均等に鋳物砂および圧縮空気が供給
されるようになり、大型の鋳型を造型する場合にもキャ
ビティ１１６内の鋳物砂の充填率が均等化する。

【００１７】図４は、前記鋳型の造型装置１００により
造型された鋳型を上下から組み合わせることにより成形
された鋳型Ｗであり、その内部には、湯道Ｍ、堰Ｃおよ
び製品成形部Ｋが形成される。ここで、前記鋳型Ｗに注
入される溶湯としては、鋳鋼（凝固温度 約1470℃）が
使用される。前記鋳型Ｗのバックメタル１１２には、堰
Ｃの上を横断する位置に細長い開口１１２ｍが形成され
ており、この開口１１２ｍの内部に上方から堰折り鉄板
Ｙが挿入されて、前記堰Ｃが切断される構造になってい
る。また、前記堰折り鉄板Ｙには、その表面に断熱層と
しての砂（図示されていない）の層が形成されている。
なお、前記砂の粘結剤としては、砂の再生を考慮して鋳
型の鋳物砂と同じものが使用される。

【００１８】前記鋳型Ｗに溶湯が注入されて、堰Ｃを形
成する砂型部１１６ｓの温度が溶湯の凝固温度（約1470
℃）よりも約10℃程度低くなると、前記堰折り鉄板Ｙが
下降して堰Ｃが切断される。ここで、前述のように、堰
折り鉄板Ｙの表面には、砂の断熱層が形成されているた
めに、堰折り鉄板Ｙが堰Ｃを切断してもその堰折り鉄板
Ｙが溶湯を冷却することはほとんどなく、溶湯の指向性
凝固が崩れることはない。また、堰Ｃの上方の砂型部１
１６ｓの厚みｔは、堰折り時に、その砂型部１１６ｓの
砂の粘結剤が溶湯の熱によって溶かされて、砂がサラサ
ラの状態になるような所定の厚みに設定されている。こ
れによって、前記堰折り鉄板Ｙが堰Ｃを切断する際に、
前記砂型部１１６ｓが抵抗になることがなく、スムーズ
に堰Ｃが切断される。このように、従来は、後処理で溶
断等により行われていた堰折が簡単に行われるようにな
り、鋳造コストが低減する。なお、次頁の第１表は、堰
の肉厚と、それに対応する砂型部１１６ｓの適正な厚み
ｔとを表している。

【００１９】

【発明の効果】本発明によると、複数の吹込口を開閉機
構により順番に開閉しながら、キャビティ内に鋳物砂を
吹き込むために、鋳物砂等が他の吹込口からキャビティ
の外側に逆流するのを防止できる。このため、ブローイ
ングの効果が相殺されることがなくなり、キャビティに
対する鋳物砂の充填率が向上する。さらに、突き棒によ
り吹込口の鋳物砂がキャビティ内に押し込まれるため
に、キャビティ内の鋳物砂の充填率が一層向上する。こ
のため、薄く広い鋳型でも高品質で造型することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る鋳型の造型装置の縦
断面図である。

【図２】第１実施例に係る鋳型の造型装置の要部断面図
である。

【図３】本発明の第２実施例に係る鋳型の造型装置の縦
断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る鋳型の造型装置を使
用して造型された鋳型の縦断面図である。

【図５】従来の鋳型の造型装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１２ バックメタル １２ｂ 吹込口 １４ 金型 １６ キャビティ １７ ブロータンク １７ｍ マガジン ２０ 突き棒 ２２ 連結シャフト（突き棒移動機構） ２４ 移動シリンダ（突き棒移動機構）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄く広いキャビティ内に複数の吹込口か
   ら鋳物砂を吹き込み、そのキャビティ内に鋳物砂を充填
   させて、薄く広い鋳型を造型する鋳型の造型方法におい
   て、 開閉機構により所定の吹込口を開き、他の全ての吹込口
   を閉じた状態で、その所定の吹込口から前記キャビティ
   内に鋳物砂を吹き込む工程と、 前記開閉機構により前記所定の吹込口を閉じた後に、別
   の吹込口を開いてその別の吹込口からキャビティ内に鋳
   物砂を吹き込む工程と、を有することを特徴とする鋳型
   の造型方法。
2. 【請求項２】 薄く広いキャビティ内に複数の吹込口か
   ら鋳物砂を吹き込み、そのキャビティ内に鋳物砂を充填
   させて、薄く広い鋳型を造型する鋳型の造型装置におい
   て、 前記開閉機構の一部を構成する棒状部材であって、前記
   吹込口の平面形状とほぼ等しい断面形状を有しており、
   前記吹込口に挿入されることによりその吹込口を閉じる
   突き棒と、 前記突き棒を前記吹込口に挿入したり、あるいは抜くよ
   うに、その突き棒を移動させる突き棒移動機構と、を有
   することを特徴とする鋳型の造型装置。