JPH10180410A - 小型鋳物用生砂鋳型およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下型として用いられる小型鋳物用生砂鋳型に
おいて、その鋳型強度とガス抜き性とを両立させる。 【解決手段】 鋳枠１２の内側に生砂Ｓを圧縮形成して
なる小型鋳物用生砂鋳型１であって、下型２として用い
られるものにおいて、鋳枠１２の上端縁に沿って形成さ
れた上面４と、その上面４に凹入するように形成された
成形用凹部５とを備え、下型２を形成する生砂層１９
は、その下面において鋳枠１２にその下端縁より上方に
離間した位置で接続されるとともに、その生砂層１９の
下面には成形用凹部５に対応する部位に下方に膨出する
膨出部２２を形成することとして、鋳枠１２内の生砂層
１９の下方に空間２３を形成し、膨出部２２を形成する
傾斜面１８の傾斜角度θを上面４に対して４０〜５０度
の範囲内としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、小型鋳物を鋳造
するための生砂鋳型およびその鋳型の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳物を鋳造するための鋳型として、鋳枠
内に模型をセットして生砂を充填し圧縮することによ
り、所要形状の鋳型を得ることが従来から行なわれてい
る。

【０００３】そして、このような生砂鋳型を用いて健全
な鋳物を鋳造するうえでは、十分な鋳型強度とガス抜き
性とが同時に確保されることが必要である。

【０００４】しかしながら、とくに、下型として用いら
れる従来の生砂鋳型においては、鋳型強度を確保する観
点から、通常下型の鋳枠の下部まで鋳物砂が満たされた
ものとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、このこと
は、下型として用いられる従来の生砂鋳型においては、
鋳型強度を確保して鋳造時の鋳型の破損防止を優先する
ために、ガス抜き性をある程度犠牲としていることにほ
かならない。

【０００６】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、下型として用いられる小型鋳物用生砂鋳
型において、その鋳型強度とガス抜き性とを両立させる
ことを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、請求項１記載の発明は、鋳枠の内側に生砂を
圧縮形成してなる小型鋳物用生砂鋳型であって、下型と
して用いられるものにおいて、鋳枠の上端縁に沿って形
成された見切り面と、その見切り面に凹入するように形
成された成形用凹部とを備え、当該鋳型を形成する生砂
層は、その下面において前記鋳枠にその下端縁より上方
に離間した位置で接続されるとともに、その生砂層の下
面には前記成形用凹部に対応する部位に下方に膨出する
膨出部を形成することとして、前記鋳枠内の生砂層の下
方に空間を形成し、前記膨出部を形成する傾斜面の傾斜
角度を前記見切り面に対して４０〜５０度の範囲内とし
てあることを特徴とする小型鋳物用生砂鋳型である。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、定盤上に鋳
枠と模型とを所要の位置関係に設置し、当該鋳枠内に生
砂を充填してその生砂を圧縮する生砂鋳型の製造方法に
おいて、前記生砂を概ね前記模型の形状に沿うようにブ
ロー装置で充填した後、前記鋳枠内での前記模型の製品
部の位置に対応するように先端面に凹部を形成したプレ
スヘッドを用いて、鋳枠の下端縁側から前記生砂を圧縮
することとし、そのプレスヘッドの前記凹部を形成する
傾斜面は、プレスヘッドの進退方向に直交する面に対し
て４０〜５０度の範囲内で傾斜していることを特徴とす
る小型鋳物用生砂鋳型の製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
りこの発明を説明する。

【００１０】この実施の形態の生砂鋳型は、小型鋳物と
しての碍子接続用金具を４個取りするようにした鋳型で
あって、鋳鉄を用いた場合の鋳型への鋳込重量は概ね２
０ｋｇ程度である。なお、この発明において、小型鋳物
とは、１個あたりで概ね２ｋｇ未満の鋳物をいう。

【００１１】図１は、この発明の実施の形態にかかる生
砂鋳型１の断面を示し、下型２と上型３とからなるもの
である。

【００１２】これらの下型２および上型３は、ともに生
砂Ｓを用いて形成された生砂鋳型である。

【００１３】そして、下型２の見切り面である上面４に
は主に成形用凹部５が，上型３の見切り面である下面６
には中子押え部７がそれぞれ形成されており、前記成形
用凹部５に中子押え部７で押圧固定された後述の中子８
をはめ合うように配置することにより、両者の間にはキ
ャビティ９等が形成されている。

【００１４】以下においては説明の便宜上、まず、この
ような生砂鋳型１の下型２の製造方法について主に図２
から図４を参照しつつ説明を行い、その後に下型２の詳
細について触れることとする。なお、前記上型３も下型
２と同様にして製造されるものである。

【００１５】下型２の製造に際しては、まず、図２に示
すように、定盤１１上に鋳枠１２と模型１３とを所要の
位置関係に設置して、当該鋳枠１２内に生砂Ｓを充填す
る。

【００１６】この実施の形態において、前記生砂Ｓは鋳
物砂に所要量の水分および添加剤が添加されて適宜の配
合に調整されたものである。

【００１７】そして、このような生砂Ｓは、不図示のブ
ロー装置により圧縮空気とともに鋳枠１２内に供給され
る。

【００１８】すなわち、ブロー装置により供給される生
砂Ｓは、鋳枠１２の上面側を閉止するブロープレート１
４に、概ね前記模型１３の各製品部１３ａに向くように
設置されたノズル１５のそれぞれから模型１３および定
盤１１に向けて矢印のように吹き付けられて、所要量の
生砂Ｓが前記鋳枠１２内に供給される。

【００１９】このようにして鋳枠１２内に供給された生
砂Ｓの表面は、定盤１１上における模型１３と定盤１１
とによる起伏に概ね対応するように起伏した状態であ
り、生砂Ｓは模型１３の形状に沿うように充填されてい
る。

【００２０】このようにして、所要量の生砂Ｓが供給さ
れた鋳枠１２は、次に供給された生砂Ｓをプレス装置に
より圧縮する（図３参照）。

【００２１】この生砂Ｓの圧縮工程による生砂Ｓの圧縮
状態は、これによって得られる生砂鋳型の強度やガス抜
き性に大きな影響を有するものである。

【００２２】この実施の形態においては、得られる生砂
鋳型の鋳型強度やガス抜き性を向上するため、次のよう
な配慮を行なって、生砂Ｓの圧縮状態や圧縮した状態で
の生砂Ｓの表面から模型１３の表面までの厚さ（砂付き
厚さ）をなるべく均一にすることとしている。

【００２３】すなわち、この圧縮工程において用いるプ
レスヘッド１６は、鋳枠１２内の生砂Ｓの表面に直接当
接する先端面１６ａに、前記鋳枠１２内での前記各製品
部１３ａに対応する部位にそれぞれ凹部１７が形成され
ており、この実施の形態の場合にはプレスヘッド１６の
先端面１６ａで凹部１７以外の部位はプレスヘッド１６
の進退方向（図中矢印参照）に直交する向きの平面とな
っている。

【００２４】前記各凹部１７は、プレスヘッド１６の先
端面１６ａにおいては平面視での前記製品部１３ａより
幾分大きく開口して形成されており、その開口から先細
状に形成された円錐面からなる傾斜面１８を経て上底部
に達する形状に形成されたものである。

【００２５】そして、各凹部１７の前記傾斜面１８の傾
斜角度θは、プレスヘッド１６の先端面１６ａ，すなわ
ちプレスヘッド１６の進退方向に直交する面に対して４
０〜５０度の範囲内の角度に設定してある。

【００２６】このようなプレスヘッド１６を用いての生
砂Ｓの圧縮は、前記鋳枠１２の下端縁（底面すなわち見
切り面とは逆）側から行なわれる。

【００２７】この圧縮工程において、前記のようなプレ
スヘッド１６を用いることにより、圧縮により模型１３
や定盤１１上に形成される生砂層１９の圧縮状態と砂付
き厚さとは、次のように均一にすることができる。

【００２８】すなわち、前記プレスヘッド１６の傾斜面
１８の傾斜角度θを４０度〜５０度とすることにより、
このプレスヘッド１６によって圧縮される生砂Ｓをプレ
スヘッド１６の進行方向とこれに直交する面内の双方で
概ね均一の状態に圧縮することができる。

【００２９】ちなみに、傾斜面１７の傾斜角度θを４０
度未満とした場合には、プレスヘッド１６の進行方向で
生砂Ｓを強く圧縮するが、一方、これに直交する面内で
は生砂Ｓの圧縮が弱く、結局、生砂Ｓを均一に圧縮する
ことが困難である。

【００３０】逆に、傾斜面１７の傾斜角度θを５０度を
越える角度とした場合には、前記とは逆にプレスヘッド
１６の進行方向での生砂Ｓの圧縮が不十分で，直交する
面内では生砂Ｓの圧縮が強く、生砂Ｓを均一に圧縮する
ことが困難である。

【００３１】また、前記プレスヘッド１６の円錐面状の
傾斜面１７は、傾斜角度θが一定の範囲内である場合、
プレスヘッド１６の進出に伴って、前方に存在している
生砂Ｓを凹部１７の内側の製品部１３ａ側に集める機能
を発揮することができる。

【００３２】なお、堆積している生砂Ｓをプレスヘッド
１６の進出に伴って製品部１３ａ側に集める，このよう
な機能は、実験の結果、前記傾斜面１８の傾斜角度θが
４０度〜５０度の範囲において有効に機能することが確
認されている。

【００３３】したがって、このようなプレスヘッド１６
で、鋳枠１２内の生砂Ｓを所要の圧力で圧縮すると、前
記したように生砂Ｓを均一の圧縮状態とすることができ
るうえ、前記鋳枠１２内において生砂Ｓが過剰に集合し
がちの非製品部からその生砂Ｓの一部を前記傾斜面１８
によって製品部１３ａ側に移動させることができ、生砂
Ｓを圧縮して形成される生砂層１９の厚さを従来より薄
くかつ均一にすることができる。

【００３４】このようにして、鋳枠１２内の生砂Ｓを圧
縮させた後、図４に示すように、定盤１１を固定して、
鋳枠１２を引き上げることにより、所要の形状に形成さ
れた下型２が模型１３および定盤１１から離型される。

【００３５】このようにして形成された下型２は、図５
および図６に示すようである。なお、図５においては中
子を装着した状態で図示してある。

【００３６】下型２は、前記のようにして形成された生
砂層１９を有し、その生砂層１９の上面４側には成形用
凹部５と湯道部２１とが前記模型１３によって所定の形
状に形成されている。

【００３７】この下型２においては、前記のように鋳枠
１２内への生砂Ｓの充填をブロー装置で行なったもので
あるので、プレスヘッド１６による圧縮力が伝達されに
くい定盤１１や模型１３の表面において生砂Ｓが緻密に
充填されており、下型２の上面４および成形用凹部５の
表面直近部分での鋳型硬度が向上している。

【００３８】一方、その生砂層１９の下面側には、前記
プレスヘッド１６の先端面１６ａの凹部１７による膨出
部２２が形成され、鋳枠１２内で生砂層１９の下方にお
いてはこれらの膨出部２２の周囲は空間２３が形成され
ている。

【００３９】そして、この膨出部２２は、上面４側の前
記成形用凹部５に対応する位置であり、この膨出部２２
の立ち上がり面は、前記プレスヘッド１６の傾斜面１８
が転写されて、上面４，すなわち見切り面に対して４０
度〜５０度に傾斜した円錐面となっている。

【００４０】したがって、図１からわかるように、生砂
層１９の厚さは従来の場合と較べて薄く，下型２の全体
に渡り概ね一定の厚さになっており、かつ、その生砂層
１９は上下方向および左右方向のいずれの方向に対して
も均等に圧縮されて所要の強度が全体にむらなく生じる
ようになっている。

【００４１】そして、このような下型２の成形用凹部５
の底部には、シェル中子２４が設置されるとともに、そ
の成形用凹部５の中央部には上面４において上型３の中
子押え部７との間に挟持して支持させた，生砂中子から
なる中子８が配置されている。

【００４２】このような下型２には、前記上型３が載置
され，各々の鋳枠１２同士を位置決め手段２５で固定す
る。

【００４３】これによって、下型２の各成形用凹部５と
中子８との間にはそれぞれキャビテイ９が形成され、こ
のように形成された４つのキャビテイ９には、上型３の
中央部上面に形成された湯口２６からの溶湯が湯道部２
１を経て供給され、所定の重力鋳造が行われる。

【００４４】そして、溶湯の凝固後に型ばらし等を行な
って、製品としての４つの碍子接続用金具が得られる。

【００４５】この場合に、下型２の生砂層１９が前記の
ように均一の厚さで均等に圧縮された状態であるので、
生砂層１９の全体に渡る強度が均一であり下型２全体と
しての強度が改善されている。

【００４６】また、このように鋳型強度が改善されるの
で生砂層１９の厚さを従来より薄くすることができると
ともに、生砂層１９において局部的に過度に圧縮した部
分が軽減しているので生砂層１９の全体に渡るガス抜き
性が良好である。

【００４７】そのうえ、この下型２においては、前記生
砂層１９の下方に大きな空間２３が存在しているので、
鋳造に伴って発生するガスはその空間２３側に前記生砂
層１９を通過することができるので、ガス抜き性はさら
に向上している。

【００４８】したがって、この生砂鋳型１は、このよう
に効率よく鋳型強度が発揮され、ガス抜き性がきわめて
良好であるので、製品への鋳造欠陥の発生が軽減する。

【００４９】なお、前記のようにして形成された生砂層
１９の強度に比して鋳込重量が大きい場合等には、下型
２の破損を防止するため、図１に仮想線で示すように膨
出部２２の下部を鋳枠１２の下端縁の位置にまで下方に
延在させて、その膨出部２２の下面を基台２７に衝接さ
せる支持部２８を形成させ、荷重の一部をこの支持部２
８で分担させるようにすればよい。

【００５０】あるいは、支持部２８に代えて各膨出部２
２の下部をそれぞれ個別に支持する受け部材を基台２７
上に配置することとしてもよく、受け部材としては場合
により定盤を用いて各膨出部２２の下部を全体として支
持させることとしてもよい。

【００５１】この実施の形態のように、製品の複数個取
りを行う下型２においては、このような支持部２８を、
各成形用凹部５に対応して形成された各膨出部２２毎に
それぞれ設けることとすれば、下型２に加わる荷重を全
体に分散して支持することができ、所要の強度を確保す
るうえで設置すべき支持部２８の面積が少なくて済むの
で、支持部２８の設置に伴ってガス抜き性が低下するこ
とを軽減することができる。

【００５２】なお、支持部２８を形成する場合、下型２
の平面視における支持部２８の面積を下型２の平面視で
の全体面積に対して３０％以内としておくこととすれ
ば、前記のガス抜き性を大きく損なうことはない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、生砂鋳型の下面を形成する膨出部の生砂層
が見切り面に対して４０〜５０度に圧縮形成されている
ので、生砂層の圧縮が見切り面に垂直および平行方向に
おいて均一であり、鋳型の強度が良好である。

【００５４】そして、当該鋳型を形成する生砂層は、成
形用凹部に対応して膨出部を形成したものであり、生砂
層は下面において前記鋳枠にその下端縁より上方に離間
した位置で接続され、鋳枠内でその生砂層の下方に空間
を形成してあるので、生砂層の厚さが従来よりも薄く均
一であり、かつ下方に空間が存在していることにより、
鋳型からのガス抜き性も良好である。

【００５５】また、請求項２記載の発明によれば、鋳枠
の下端縁側から前記生砂を圧縮するので、鋳枠の下端縁
側に空間を形成させやすく、その空間が存在することに
より、良好なガス抜き性を得ることができる。

【００５６】そして、生砂の圧縮が、プレスヘッドの表
面に対して４０〜５０度に傾斜した傾斜面を有する凹凸
を備えたプレスヘッドを用いて行なわれるので、生砂が
局部的に過度に粗密にならず、均一に圧縮された生砂層
が形成されるので、良好な強度を得ることができる。

【００５７】そのうえ、鋳枠内への生砂の充填を、概ね
前記模型の形状に沿うようにブロー装置で行なうので、
プレスヘッドによる圧縮力が伝達されにくい定盤面上の
見切り面側の表面において生砂が緻密に充填され、鋳型
の見切り面および成形用凹部の表面の硬度が向上する利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図５のＡ−Ａ線に沿う生砂鋳型の断面図であ
る。

【図２】下型の製造方法における生砂の供給工程の説明
図である。

【図３】下型の製造方法における生砂の圧縮工程の説明
図である。

【図４】下型の製造方法における生砂鋳型の脱型工程の
説明図である。

【図５】下型の上面図である。

【図６】下型の底面図である。

【符号の説明】

Ｓ 生砂 θ 傾斜角度 １ 生砂鋳型 ２ 下型 ４ 上面（見切り面） ５ 成形用凹部 １１ 定盤 １２ 鋳枠 １３ 模型 １３ａ 製品部 １６ プレスヘッド １７ 凹部 １８ 傾斜面 １９ 生砂層 ２２ 膨出部 ２３ 空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳枠の内側に生砂を圧縮形成してなる小
   型鋳物用生砂鋳型であって、下型として用いられるもの
   において、 鋳枠の上端縁に沿って形成された見切り面と、その見切
   り面に凹入するように形成された成形用凹部とを備え、 当該鋳型を形成する生砂層は、その下面において前記鋳
   枠にその下端縁より上方に離間した位置で接続されると
   ともに、その生砂層の下面には前記成形用凹部に対応す
   る部位に下方に膨出する膨出部を形成することとして、
   前記鋳枠内の生砂層の下方に空間を形成し、 前記膨出部を形成する傾斜面の傾斜角度を前記見切り面
   に対して４０〜５０度の範囲内としてあることを特徴と
   する小型鋳物用生砂鋳型。
2. 【請求項２】 定盤上に鋳枠と模型とを所要の位置関係
   に設置し、当該鋳枠内に生砂を充填してその生砂を圧縮
   する生砂鋳型の製造方法において、 前記生砂を概ね前記模型の形状に沿うようにブロー装置
   で充填した後、 前記鋳枠内での前記模型の製品部の位置に対応するよう
   に先端面に凹部を形成したプレスヘッドを用いて、鋳枠
   の下端縁側から前記生砂を圧縮することとし、 そのプレスヘッドの前記凹部を形成する傾斜面は、プレ
   スヘッドの進退方向に直交する面に対して４０〜５０度
   の範囲内で傾斜していることを特徴とする小型鋳物用生
   砂鋳型の製造方法。