JPH09314283A - 鋳型とその鋳型に対するシール剤の塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール剤の製品形状部へのはみ出しやシール
剤の広がり不足による鋳ばりの発生を防ぐ。 【解決手段】 型合わせ面３ａの一部を形成する中子４
の幅木部５のうち、型合わせ方向に対して面直角な関係
にあって且つ設定クリアランス寸法が小さい幅木平面部
１０の幅寸法ａを、型合わせ方向に対して所定の勾配を
有していて且つ設定クリアランス寸法が大きい立ち上が
り部分１１の幅寸法ｂよりも大きく設定する。同時に、
幅木平面部１０でのシール剤Ｓの塗布軌跡を可及的に製
品形状部Ｗから離し、立ち上がり部分１１での塗布軌跡
よりも外側に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造用の砂鋳型と
その砂鋳型に対するシール剤の塗布方法に関し、特に主
型同士および主型と中子との型合わせ面同士のなすクリ
アランス部分への溶湯の差し込みを防止するためにその
クリアランス部分に粘稠な液状シール剤を介在させるよ
うにした鋳型とその鋳型へのシール剤の塗布方法とに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造用の砂鋳型を構成する主型と主型、
あるいは主型と中子との型合わせ面同士のなすクリアラ
ンス部分への溶湯の差し込みを防止するためにそのクリ
アランス部分にシールを施すことが従来から行われてい
る。このシール技術としては、型合わせ面での設定クリ
アランス寸法（隙間）を溶湯が入り込まない程度に小さ
く設定する（例えば最大でも０．２ｍｍ以下）のが一般
的であるが、クリアランス設定のみに依存する方法で
は、実施が容易でコスト的に有利である反面、特に生型
のように鋳型自体の精度が低い場合には、型合わせ面で
のクリアランス寸法が小さいために型合わせ部が局部的
に突き当たってしまい、それによって主型の一部が崩れ
落ちてしまういわゆる押し込みと称される不良が頻繁に
発生する結果となって好ましくない。

【０００３】このようなことから、鋳型の他のシール技
術として、例えば特開平４−３５６３２６号公報に示さ
れているように、鋳型外周部に凹状溝を設け、この凹状
溝にガム状の自硬性シール剤を充填するようにしたもの
や、あるいは特開昭５８−２０３４８号公報に示されて
いるように、中子と砂型との型合わせ部に紙あるいはパ
ルプ等の圧縮性材料からなるシールパッキンを介装する
ようにしたもののほかに、粘稠な液状シール剤を型合わ
せ部にビード状に塗布する方法が一部で試られている。

【０００４】そして、上記のような液状シール剤の塗布
作業を自動化する手段として、例えば産業用ロボットの
アーム先端に吐出ガンを装着してこれを予め設定された
塗布軌跡に沿って一定速度で動かす一方、吐出ガンに対
してタンク内に収容されたシール剤をポンプにて定量供
給するシステムが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば鋳鉄の鋳造に使
用される生砂の高圧造型ラインで造型された鋳型の型合
わせ面での設定クリアランス寸法は、型合わせ時の設備
精度を考慮して、一般的に一般平面部（型合わせ方向に
対して面直角となる面）では前述したように０〜０．２
ｍｍ程度と比較的小さな値としているのに対して、例え
ば中子の幅木部のような型合わせ方向に対し所定の勾配
をもついわゆる立ち上がり部分（面）や形状が複雑な部
分では０．３〜０．５ｍｍ程度と比較的大きな値に設定
するようにしている。

【０００６】このような鋳型に対して、先に述べたシー
リングロボットを用いて型合わせ面の幅方向中央部をね
らってシール剤をビード状に且つ均一に塗布すると、必
然的に設定クリアランス寸法の大小に応じてシール剤の
押し潰され方が異なることから、設定クリアランス寸法
が大きい部分ではシール剤の広がり不足を招き、逆に設
定クリアランス寸法が小さい部分ではシール剤の広がり
過ぎを招くことになる。

【０００７】そして、シール剤の広がり不足を生じた部
分では型合わせ面同士のなすクリアランスをシール剤で
完全に埋めることができずにそのクリアランスへの鋳ば
りの差し込みを招き、逆にシール剤の広がり過ぎを生じ
た部分では製品部領域にまでシール剤がはみ出して鋳物
製品の欠肉を招く結果となって好ましくない。

【０００８】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、設定クリアランス寸法の大小に応じたシー
ル剤の広がり方（押し潰され方）の過不足によって起こ
る鋳ばりの差し込みや欠肉の発生を未然に防止するよう
にした鋳型とその鋳型に対するシール剤の塗布方法とを
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、主型同士および主型と中子との型合わせ面同士のな
すクリアランス部分に粘稠な液状シール剤を介在させる
ことにより前記クリアランス部分がシールされていて、
このクリアランス部分には部分的に設定クリアランス寸
法が大きくなる部位を含んでいる鋳型であって、前記型
合わせ面を形成している中子の幅木部のうち設定クリア
ランス寸法が小さい部位の幅寸法を、設定クリアランス
寸法が大きい部位の幅寸法よりも大きく設定したことを
特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明におけるところの部分的に設定クリアランス寸法
が大きい部位が、幅木部のうち型合わせ方向に対して所
定の勾配をもつ立ち上がり部分であることを特徴として
いる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、主型同士および
主型と中子との型合わせ面同士のなすクリアランス部分
に部分的に設定クリアランス寸法が大きくなる部位を含
んでいる鋳型について、その型合わせ面に粘稠な液状シ
ール剤をビード状に塗布するにあたり、型合わせ面とな
る中子の幅木部のうち設定クリアランス寸法が小さい部
位では製品形状部から離れた外側部分にシール剤を塗布
する一方、設定クリアランス寸法が大きい部位では製品
形状部に近い内側部分にシール剤を塗布することを特徴
としている。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記型合わせ面を形成している中子の
幅木部のうち設定クリアランス寸法が小さい部位の幅寸
法が、設定クリアランス寸法が大きい部位の幅寸法より
も大きく設定されていることを特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の発明において、シーリングロボットのロボッ
トアーム先端に支持させた吐出ガンに対してシール剤を
定量供給する一方、シーリングロボットの自律動作によ
り吐出ガンを予め設定された塗布軌跡に沿って一定速度
で動かしてシール剤塗布作業を行うものであることを特
徴としている。

【００１４】したがって、請求項１，２に記載の発明に
よれば、型合わせ面の一部を形成している中子の幅木部
のうち、例えば型合わせ方向に対して面直角な平面に代
表されるような設定クリアランス寸法が小さい部位の幅
寸法を、例えば型合わせ方向に対して所定の勾配をもつ
いわゆる立ち上がり部分に代表されるような設定クリア
ランス寸法が大きい部位の幅寸法よりも大きく設定して
あるがために、例えば型合わせ面となる幅木部の幅方向
中央部をねらってシール剤を塗布することを前提とした
場合、設定クリアランス寸法が小さい部位では製品形状
部から離れた外側部分にシール剤が塗布され、逆に設定
クリアランス寸法が大きい部位では相対的に製品形状部
に近い内側部分にシール剤が塗布されることになる。

【００１５】その結果、設定クリアランス寸法が小さい
部位と設定クリアランス寸法が大きい部位とで型合わせ
時のシール剤の押し潰され方が必然的に異なったとして
も、設定クリアランス寸法の大小にかかわらず製品形状
部との境界位置までシール剤が押し広げられて、製品形
状部側へのシール剤のはみ出しや、鋳ばりの発生原因と
なるシール剤の押し拡げ不足を未然に防止できるように
なる。

【００１６】以上のことは、設定クリアランス寸法に応
じてシール剤の塗布位置を積極的に変化させるようにし
た請求項３に記載の発明についても全く同様であって、
特に請求項４に記載の発明のように、設定クリアランス
寸法の大小に応じて幅木部の幅寸法を変化させるのと並
行してシール剤の塗布位置も積極的に変化させるように
すれば、上記のはみ出し防止や鋳ばりの発生防止の効果
が一段と顕著となる。

【００１７】そして、請求項５に記載の発明では、シー
ル剤塗布作業をシーリングロボットにて行うにあたり、
吐出ガンを一定速度で動かしながらシール剤を一定量ず
つ吐出するだけで、上記のように設定クリアランス寸法
の大小に応じてシール剤の塗布位置を変化させることが
できる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、型
合わせ面の一部となる中子の幅木部のうち設定クリアラ
ンス寸法が小さい部位の幅寸法を、設定クリアランス寸
法が大きい部位の幅寸法よりも大きく設定したことか
ら、上記の幅寸法の中央部をねらってシール剤を塗布す
ることを前提とした場合に、設定クリアランス寸法が小
さい部位では相対的に製品形状部から離れた外側部分に
シール剤を塗布することが可能となる。これにより、設
定クリアランス寸法の大小にかかわらず製品形状部との
境界位置までシール剤が過不足なく押し拡げられるよう
になり、製品形状部側へのシール剤のはみ出しを原因と
する製品の欠肉や鋳ばりの発生が未然に防止されて、鋳
造品質が大幅に向上する。

【００１９】また、従来の型合わせ部における設定クリ
アランス寸法を変更することなくそのままの寸法で使用
することができるので、特に中子セット時の作業性の悪
化を招くこともない。

【００２０】請求項３に記載の発明によれば、設定クリ
アランス寸法が小さい部位では相対的に製品形状部から
離れた外側部分にシール剤を塗布するようにしたことか
ら、請求項１，２に記載の発明と全く同様の効果が得ら
れ、特に請求項４に記載の発明のように設定クリアラン
ス寸法の大小に応じて幅木部の幅寸法を変化させるよう
にすると上記の効果が一段と顕著となる。

【００２１】請求項５に記載の発明によれば、シール剤
塗布作業をシーリングロボットにて行うにあたり、吐出
ガンを一定速度で動かしながらシール剤の一定量ずつ吐
出するだけで上記のように設定クリアランス寸法の大小
に応じてシール剤の塗布位置を変化させることができ、
請求項３または４に記載の発明と同様の効果に加えて、
シーリングロボット側の塗布位置制御および速度制御を
簡素化できる利点があ

【００２２】る。

【発明の実施の形態】図１〜３は本発明の代表的な実施
の形態を示す図であって、図５〜７に示すような中空状
の鋳物製品Ｗを鋳造するための鋳型とその鋳型に対する
シール剤の塗布方法を示している。

【００２３】鋳型１は、生砂にて造型された上型２と下
型３のほか同じく生砂にて造型された中子４とから構成
されており、中子４にはその両端部に幅木部５が一体に
突出形成されている。そして、上下型２，３の型合わせ
時に中子４の幅木部５を上下型２，３側の幅木受容部
６，７に合致させることにより、それら上下型２，３間
に中子４が挟み込まれて位置決め固定され、同時にそれ
ら上下型２，３間に製品形状部Ｗとなる空間８が形成さ
れる。

【００２４】前記上下型２，３の型合わせ面２ａ，３ａ
同士が突き合わされることによって形成されるクリアラ
ンス部分、および上下型２，３の幅木受容部６，７と中
子４の幅木部５とが相互に突き合わされることによって
形成されるクリアランス部分には、図１に示すように製
品形状部Ｗを取り囲むようにしてその製品形状部Ｗの全
周縁部に閉ループ状に粘稠な液状シール剤Ｓが塗布され
てそのクリアランス部分を封止している。上記の粘稠な
シール剤Ｓは、例えば炭酸カルシウム等の耐火物と油分
とを混練するとともに、必要に応じて乳化剤等を添加し
て粘度調整した公知のものである。

【００２５】より詳しくは、図４の（Ａ），（Ｂ）にも
示すように、上記のクリアランス部分となる型合わせ面
２ａ，３ａのうち型合わせ方向に対して面直角となる一
般平面部９や幅木平面部１０ではその設定クリアランス
寸法Ｃ₂が０．２ｍｍ程度に設定されているのに対し
て、型合わせ方向に対して所定の勾配をもつ幅木部５の
立ち上がり部分１１ではその設定クリアランス寸法Ｃ₁
が従来と同様に一般平面部９や幅木平面部１０よりも大
きい０．５ｍｍ程度に設定されているものであるが、型
合わせ面２ａ，３ａの一部を形成しつつ相互に突き合わ
されることになる幅木受容部６，７および幅木部５の幅
木平面部１０の幅寸法ａは立ち上がり部分１１の幅寸法
ｂよりも幅広に形成されている。

【００２６】そして、上記のシール剤Ｓは、型合わせに
先立ってそれぞれの型合わせ面２ａ，３ａに所定の吐出
ガンにより例えば１〜５ｍｍ程度の太さでビード状に均
一に塗布されるものであるが、その塗布軌跡位置として
は図１に示すように、一般平面部９では製品形状部Ｗか
ら可及的に離れた外側位置となるように塗布される一
方、所定の勾配をもつ幅木部５の立ち上がり部分１１で
は製品形状部Ｗに可及的に近い内側部分に塗布され、さ
らに幅広の幅木平面部１０および幅木受容部６，７では
製品形状部Ｗからシール剤塗布軌跡位置までの距離が一
般平面部９と同等のものとなるようにその幅寸法の中央
部よりも若干外側位置に塗布されている。

【００２７】このような鋳型構造によると、上記のよう
にそれぞれの型合わせ面２ａ，３ａにシール剤Ｓを塗布
した上で型合わせした場合、前述したように型合わせ面
２ａ，３ａの一般平面部９，９同士によって形成される
クリアランス部分、および幅木平面部１０と幅木受容部
６，７とによって形成されるクリアランス部分では、図
４（Ｂ）に示すようにその設定クリアランス寸法Ｃ₂が
小さいためにシール剤Ｓが比較的幅広に押し潰されるの
に対して、幅木部５の立ち上がり部分１１では、図４の
（Ａ）に示すようにその設定クリアランス寸法Ｃ₁が大
きいためにシール剤Ｓが押し潰される度合いが相対的に
小さくなる。その一方、上記のようにシール剤のＳ押し
潰される度合いが大きい部分と小さい部分とでは、その
シール剤Ｓ自体の塗布軌跡位置が所定量ｅだけオフセッ
トしていて、シール剤Ｓが押し潰される度合いの小さい
部分すなわち幅木部５の立ち上がり部分１１に相当する
部分ではシール剤Ｓの塗布位置が他の部分に比べて相対
的に製品形状部Ｗに近い内側部分に設定されている。

【００２８】したがって、シール剤Ｓの押し潰される度
合いの大小にかかわらずその押し潰されたシール剤Ｓの
エッジ部は製品形状部Ｗとの境界まで過不足なく広が
り、シール剤Ｓが広がり過ぎて製品形状部Ｗ内に入り込
むこともなければ、シール剤Ｓの広がり方が不足して型
合わせ面２ａ，３ａ側への鋳ばりの発生を招くこともな
い。

【００２９】図８は上記の砂鋳型１を造型する造型ライ
ン全体の概略平面図を示している。

【００３０】図８に示すように、下型造型工程Ｓ１では
先に述べた鋳型１の一部である下型３がその型合わせ面
を下向きにした状態で公知の造型法により造形され、コ
ンベヤ等の搬送手段で搬送されながら次工程の反転工程
Ｓ２にある反転機により上下反転された上で第１シーリ
ング工程Ｓ３に搬入される。なお、上記の下型３は、図
９に示すように金属製の鋳枠１３を有するいわゆる有枠
タイプのものである。

【００３１】上記の第１シーリング工程Ｓ３には図９に
示すようなシール剤塗布装置１４があり、下型３のうち
後工程でセットされる中子４の幅木部５との合わせ面と
なるべき部分すなわち下型３側の幅木受容部７にシール
剤Ｓがビード状に均一に塗布される。

【００３２】第１シーリング工程Ｓ３のシール剤塗布装
置１４は、図９に示すように、関節型のシーリングロボ
ット１５や、ロボットアーム１６の先端に装着された吐
出量コントロール機能付きの吐出ガン（シーリングガ
ン）１７のほか、シール材Ｓの定量供給装置１８、ロボ
ット制御盤１９およびポンプ制御盤２０等から構成され
ていて、さらにシール材Ｓの定量供給装置１８は、シー
ル剤Ｓが収容されたタンク２１と、このタンク２１の上
面にセットされたポンプユニット２２等から構成されて
いる。そして、ロボット制御盤１９の記憶部には、シー
ル剤Ｓを塗布すべき軌跡データがティーチングにより予
め記憶・設定されていることから、シーリングロボット
１５をプレイバック運転することにより、シーリングロ
ボット１５は吐出ガン１７を軌跡データに沿って動かし
ながら、下型３のうち中子４との合わせ面となるべき部
位に前述したように１〜５ｍｍの太さでシール剤Ｓをビ
ード状に均一に塗布することになる。

【００３３】図８の第１シーリング工程Ｓ３でシール剤
Ｓの塗布を終えた下型３は移載工程Ｓ４において別のコ
ンベヤの台車に載せ替えられた上で、中子セット工程Ｓ
５に搬送される。

【００３４】上記の中子セット工程Ｓ５では、図１０に
示すように、先にシール剤Ｓが塗布された下型３の上に
別の中子造型工程で造型された砂製の中子４が位置決め
固定される。そして、下型３と中子４との合わせ面に上
記のシール剤Ｓが介在することによりその合わせ面の隙
間が埋められる。そして、中子４がセットされた下型３
は第２シーリング工程Ｓ６に搬送される。

【００３５】第２シーリング工程Ｓ６には、図１０に示
すように第１シーリング工程Ｓ３のものとほぼ同様のシ
ール剤塗布装置１４があり、この第２シーリング工程Ｓ
６のシール剤塗布装置１４を構成しているシーリングロ
ボット１５は、中子４と組み合わされた下型３のうち後
工程でセットされる上型２との型合わせ面となるべき部
分、すなわち中子４と上型２との合わせ面となるべき幅
木部５の幅木平面部１０や下型３と上型２との型合わせ
面となるべき一般平面部９にシール剤Ｓをビード状に均
一に塗布する。こうしてシール剤Ｓが塗布された下型３
は型合わせ工程Ｓ７に搬送される。

【００３６】他方、上型造型工程Ｓ１１では、下型造型
工程Ｓ１の下型造型と並行して図１１に示す鋳枠２３を
有する上型２がその型合わせ面を下向きにした状態で公
知の造型法により造型され、そのままの姿勢でコンベヤ
等の搬送手段により型合わせ工程Ｓ７の直近位置まで搬
送されて待機している。

【００３７】そして、上記のように中子４と組み合わさ
れた下型３が型合わせ工程Ｓ７に搬入されると、その下
型３の上に上型２が重ね合わされるようにして位置決め
載置される。これにより、中子４と上型２との合わせ面
および下型３と上型２との合わせ面にそれぞれ先に塗布
されたシール剤Ｓが介在してそれらの合わせ面の隙間が
埋められる。

【００３８】以上により、下型３と中子４および上型２
が相互に組み合わされて鋳型１が完成し、鋳型１は最終
的に後工程である注湯工程へと搬送される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態を示す鋳型の平面
説明図。

【図２】図１の垂直断面図。

【図３】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

【図４】図１〜３に示す鋳型での設定クリアランス寸法
の大小に応じたシール剤の広がり方を示す説明図。

【図５】図１の鋳型によって鋳造される鋳物製品の平面
図。

【図６】図５の鋳物製品を正面から見た半断面図。

【図７】図５の鋳物製品を右側面から見た半断面図。

【図８】本発明の鋳型が造型される高圧造型ラインの平
面説明図。

【図９】図８に示す第１シーリング工程の説明図。

【図１０】図８に示す第２シーリング工程の説明図。

【図１１】図８に示す型合わせ工程の説明図。

【符号の説明】

１…鋳型 ２…上型（主型） ２ａ…型合わせ面 ３…下型（主型） ３ａ…型合わせ面 ４…中子 ５…幅木部 ６，７…幅木受容部 ９…一般平面部 １０…幅木平面部 １１…立ち上がり部分 １６…シーリングロボット １７…吐出ガン Ｃ₁，Ｃ₂…設定クリアランス寸法 Ｓ…シール剤 Ｗ…製品形状部（鋳物製品）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主型同士および主型と中子との型合わせ
   面同士のなすクリアランス部分に粘稠な液状シール剤を
   介在させることにより前記クリアランス部分がシールさ
   れていて、このクリアランス部分には部分的に設定クリ
   アランス寸法が大きくなる部位を含んでいる鋳型であっ
   て、 前記型合わせ面を形成している中子の幅木部のうち設定
   クリアランス寸法が小さい部位の幅寸法を、設定クリア
   ランス寸法が大きい部位の幅寸法よりも大きく設定した
   ことを特徴とする鋳型。
2. 【請求項２】 部分的に設定クリアランス寸法が大きい
   部位が、幅木部のうち型合わせ方向に対して所定の勾配
   をもつ立ち上がり部分であることを特徴とする請求項１
   記載の鋳型。
3. 【請求項３】 主型同士および主型と中子との型合わせ
   面同士のなすクリアランス部分に部分的に設定クリアラ
   ンス寸法が大きくなる部位を含んでいる鋳型について、
   その型合わせ面に粘稠な液状シール剤をビード状に塗布
   するにあたり、 型合わせ面となる中子の幅木部のうち設定クリアランス
   寸法が小さい部位では製品形状部から離れた外側部分に
   シール剤を塗布する一方、設定クリアランス寸法が大き
   い部位では製品形状部に近い内側部分にシール剤を塗布
   することを特徴とする鋳型に対するシール剤の塗布方
   法。
4. 【請求項４】 前記型合わせ面を形成している中子の幅
   木部のうち設定クリアランス寸法が小さい部位の幅寸法
   が、設定クリアランス寸法が大きい部位の幅寸法よりも
   大きく設定されていることを特徴とする請求項３記載の
   鋳型に対するシール剤の塗布方法。
5. 【請求項５】 シーリングロボットのロボットアーム先
   端に支持させた吐出ガンに対してシール剤を定量供給す
   る一方、シーリングロボットの自律動作により吐出ガン
   を予め設定された塗布軌跡に沿って一定速度で動かして
   シール剤塗布作業を行うものであることを特徴とする請
   求項３または４記載の鋳型に対するシール剤の塗布方
   法。