JPH1147882A - 鋳型成形装置及び平板のストレッチ成形用金型の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 航空機や鉄道車両等の２次元又は３次元曲面
に成形された外板を得るのに好適なストレッチ成形用金
型を成形するに好適な鋳型成形装置及び前記ストレッチ
成形用金型の成形方法を提供する。 【解決手段】 粘土や砂等の造形材を充填して造形材層
１２を形成したピットの開口を閉塞せしめるように耐熱
性シートであって、しかも、気密性及び可撓性を有し、
皺が発生し難いシートで構成された湯受けシート１７を
装着し、次いで、成形装置１９により、湯受けシート１
７を造形層１２に対して押し付けながら注湯部２５を形
成する。そして、このようにして形成した注湯部２５に
位置決め具２８及び吊り具２９が装着されている金型ベ
ース体２７をセットした後、所定量注湯し凝固せしめて
ストレッチ成形用金型を得る。なお、造形層１２及び湯
受けシート１７に代えて、造形材を充填した湯受け袋を
用いてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型成形装置及び
平板のストレッチ成形用金型の成形方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、周知のように、航空機や鉄道車両
等の外板は、２次元又は３次元曲面に成形されている
が、このような外板は、平板をストレッチ成形、すなわ
ち、図９において示されているように、チャック１ａ，
１ｂで把持されている平板２に対して、所定曲面に成形
されているストレッチ成形用金型３を押し当て成形して
いる。

【０００３】なお、平板２は、ストレッチ成形用金型３
が押し当てられる前においては、水平状態に保たれて緊
張されている。これに対し、ストレッチ成形用金型３
は、その下方に位置されているが、複数のシリンダー４
のピストンロッド５が突出されて、そのロッド５先端に
装着されているテーブル６が上方へ移動されると、この
テーブル６上にセットされているストレッチ成形用金型
３も一緒に上方へ移動される。

【０００４】その為、シリンダー４群のピストンロッド
５の突出制御を所定に行うことにより、平板２に対して
ストレッチ成形用金型３を所定に押し当て容易に２次元
又は３次元曲面に成形することができる。よって、昨今
においては、航空機や鉄道車両等の大型化や軽量化やモ
デルチェンジ等の要請により、かかるストレッチ成形の
多様化が著しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、その一方に
おいて、大型で、かつ、多種多様のストレッチ成形用金
型３を多数、保管しなければならなく、その管理が煩わ
しいと共に保管スペースの問題も生じ、また、ストレッ
チ成形用金型３の材料費が高くなると共に、これの運搬
も問題になりつつある。

【０００６】本発明は、このような欠点に鑑み、それを
解消すべく鋭意検討の結果、排気装置を装着したピット
内に形成された造形材層に湯受けシートを押し付けなが
ら注湯部を形成することができるようにするか、又は、
造形材が詰め込まれ、かつ、ピット内に配置された湯受
け袋体に排気装置を装着して前記湯受け袋体を押し付け
ながら注湯部を形成することができるようにすることに
より、ストレッチ成形の多種多様化等に対処することが
できことを見い出し本発明をなし得たものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
鋳型成形装置の一つは、請求項１に記載するように、造
形材層を形成したピットの上端開口を閉塞せしめるよう
に装着された湯受けシートと、前記湯受けシートを前記
造形材層に密着せしめるように前記ピット内から排気す
る排気装置と、前記造形材層に密着せしめられている前
記湯受けシートを押し付けて注湯部を成形する成形装置
とを備えていることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明に係る鋳型成形装置の他の一
つは、請求項２に記載するように、造形材が詰め込まれ
た湯受け袋が配置されたピットと、前記湯受け袋内から
排気する排気装置と、排気せしめられた前記湯受け袋体
を押し付けて注湯部を成形する成形装置とを備えている
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明に係るストレッチ成形用金型
の成形方法は、請求項３に記載するように、請求項１又
は２に記載の鋳型製造装置を用いて平板のストレッチ成
形用金型を成形する方法において、位置決め具及び吊り
具を装着した金型ベース体を注湯部の溶湯中に介在せし
めて成形することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】縦断面図である図１において、ピ
ット１０は、工場の床面１１を掘り下げて設けられ、こ
こに、所定量の造形材が充填されて造形材層１２が形成
されている。なお、前記造形材は、粘土若しくは砂等で
構成され、かつ、造形材層１２に水を供給する為の給水
管１３がピット１０の側壁に開口されている。

【００１１】また、一端がポンプ１４に接続せしめられ
た排気管１５の他端をピット１０の側壁に開口せしめた
排気装置１６が装着されていると共に床面１１に、ピッ
ト１０の上端開口を閉塞せしめるように湯受けシート１
７が装着、すなわち、シール手段１８を介して所定に弛
緩せしめられた状態に装着されている。なお、排気管１
６は、床面１１に接近した位置に設けられていると共に
給水管１３は、その下方に位置して設けられている。

【００１２】また、湯受けシート１７は、厚さが０．５
ｍｍ以下のポリエチレンシート若しくは塩化ビニールシ
ート又は合成ゴムシート等のような、低融点アロイの融
点（１００℃未満）に耐え得る程度の耐熱性シートであ
って、しかも、気密性及び可撓性を有し、皺が発生し難
いシートで構成されている。また、シール手段１８は、
床面１１に設けられている溝に湯受けシート１７を押込
んでシールする手段等、いかなる型式の手段であっても
よいが、簡易的には、重錘を湯受けシート１７上に設置
するだけでもよい。

【００１３】加えて、図２において示されているよう
に、湯受けシート１７の上方に成形装置１９が装着され
ているが、この成形装置１９は、天井部に前後方向（Ｙ
軸方向）に水平移動し得るように装着されている可動基
体２０と、この可動基体２０で案内されて左右方向（Ｘ
軸方向）へ水平移動し得るように装着された可動懸垂ア
ーム２１と、この可動懸垂アーム２１に上下動し得るよ
うに装着された可動ブラケット２２と、この可動ブラケ
ット２２に装着された多関節体２３及び多関節体２３の
下端に装着された造形ツール２４とを備え、制御装置２
６からの信号に基づいて造形ツール２４を多方向へ移動
し得るように装着されている。

【００１４】なお、制御装置２６は、ＣＡＤデータ若し
くはその補正値の信号を成形装置１９に送ることができ
るが、その操作は、床面１１上の作業員により行われ
る。その為、造形ツール２４で湯受けシート１７を所定
方向へ所定ストローク押し付けて二次元又は三次元曲面
の注湯部２５を成形することができ、かつ、その際、湯
受けシート１７は、造形材層１２に密着せしめられてい
る。

【００１５】すなわち、二次元又は三次元曲面の注湯部
２５を成形するに先立って、給水管１３から造形材層１
２に所定量の水が供給されて造形材が湿潤されると共に
排気装置１６によりピット１０内から排気され、従っ
て、所定に弛緩されている湯受けシート１７が造形材層
１２の上面と密着せしめられる。なお、造形材の湿潤
は、保形性を有しせしめるように行われる。

【００１６】そして、このようにして、二次元又は三次
元曲面の注湯部２５を成形し得ると、図３において示さ
れているように、そこに金型ベース体２７がセットされ
る。金型ベース体２７は、位置決め具２８及び吊り具２
９を装着しており、かかる吊り具２９を利用して天井ク
レーンで吊り下げられて運ばれて来る。

【００１７】また、所定位置にセットし得ると、取鍋３
０から低融点の溶湯３１（例えば、融点が１００℃未満
の低融点アロイ溶湯）が所定量注湯、すなわち、セット
されている金型ベース体２７に装着されている位置決め
具２８及び吊り具２９を湯中に没しないように（露出せ
しめるように）注湯される。

【００１８】以下、所定時間が経過し注湯が凝固すると
ストレッチ成形用金型３が得られるが、ストレッチ成形
用金型３は、吊り具２９を利用して天井クレーンで吊り
下げられてピット１からストレッチ成形作業場へ運ば
れ、図４において示されているように、テーブル６上に
セットされる。

【００１９】その際、テーブル６の凹部に位置決め具２
８が嵌挿せしめられる。そして、シリンダー４のピスト
ンロッド５の突出制御により上方へ移動せしめられ、平
板２に対して押し付けられる。従って、平板２を所定に
ストレッチ成形することができる。

【００２０】なお、上述の成形に際し、湯受けシート１
７は所定に緊張せしめられ、かつ、アロイ溶湯の比重は
９〜１０である為、溶湯の荷重（圧力ヘッド）が均一に
作用して皺が発生せず、その結果、滑かな二次元又は三
次元曲面の注湯部２５を成形することができる。

【００２１】また、高々９０℃以下のアロイ溶湯を用い
ることにより、注湯温度を１００℃未満にすることがで
きるから、耐熱性の面において湯受けシート１７を破損
することがなく、かつ、湯受けシート１７が造形材層１
２に密着せしめられているので、造形材層１２が湯受け
シート１７に対してバックアップ（補強）の役割をして
破損をより有効に防止している。なお、万一、破損して
も、ピット１０内であるから安全上の問題は生じない。

【００２２】以上、ピット１０内に形成された造形材層
１２を湿潤して、二次元又は三次元曲面の注湯部２５を
成形する形態について述べたが、そのように湿潤しない
で成形してもよい。その場合においては、造形材層１２
を、十分に乾燥せしめられた鋳物砂や硅砂や山砂或いは
伝熱性の優れている金属粒体（例えば、鉄、銅、アルミ
製の粒体）で構成すると共に図５において示されている
ように、排気装置１６の排気管１５をピット１０の底に
延設すればよい。なお、排気管１５には、多数の排気孔
３２が穿設されていると共に、そこに造形材を濾過する
金網等の適当なフィルタが装着されている。

【００２３】また、湯受けシート１７を、３〜５ｍｍの
厚さの合成ゴムシートで構成する場合においては、排気
ポンプ１４は、その逆回転の運転により加圧ポンプにな
り得るような型式のポンプを選択するのが好ましい。こ
のような型式の排気ポンプを選択することにより、造形
材層１２に対する圧空供給及びその排気を繰り返すこと
ができて、成形後にピット１０内からストレッチ成形用
金型３を取り出す際に、湯受けシート１７との離別を容
易化、すなわち、離型の容易化を図ることができる。

【００２４】また、所定に成形せしめられた注湯部２５
に注湯するに先立って、湯受けシート１７の上面に、そ
の組成が［ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ・Ｈ₂ Ｏ］の滑石粉（タル
ク）を散布することにより、鋳肌面が滑らかなストレッ
チ成形用金型３を得ることができる。

【００２５】次に、上述の形態と異なり、ピット１０内
に、造形材が詰め込まれた湯受け袋３５を設置してスト
レッチ成形用金型３を得る形態について述べると、この
形態が図６〜８において示されている。

【００２６】これらの図において、湯受け袋３５は、上
述の湯受けシート１７と同様な材で構成され、これの中
に、所定量の造形材１２ａ、例えば、乾燥砂、金属微細
粒体又は含水粘土等が所定量詰め込まれていると共に、
その袋口が排気装置１６の排気管１５に弁３６を介して
接続されている。

【００２７】その為、排気装置１６により湯受け袋３５
を排気しながら、成形装置１９により、二次元又は三次
元曲面の注湯部２５を成形するできる。また、湯受け袋
３５を繊維強化合成ゴムで構成すると共にその中に含水
粘土を充填する場合においては、排気装置１６を運転し
ないで弁３６を閉じたままで注湯部２５を成形するがで
きる。しかし、湯受け袋３５を構成する材と造形材１２
ａとの組み合わせは、必要に応じて適宜の組み合わせを
選択することができる。

【００２８】加えて、ストレッチ成形用金型３は、低融
点合金で構成されている為、それが不必要になった場合
には、それを溶かして再利用することができる。その
際、吊り具２９に、運搬装置のフックを係止せしめて運
搬することができ、従って、図示されていない温浴槽の
温水中に容易に浸漬することができる。

【００２９】例えば、株式会社大阪アサヒメタル製のＵ
−アイロン７０（比重８．８，抗張力４．２ｋｇ／ｍｍ
² ，伸び２００％，硬さＨＢ９２，凝固膨脹率４／１０
００）で構成されたストレッチ成形用金型３を７７℃±
２℃の温水２７により約２５分で溶かすことができる。

【００３０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によると、１台の装
置で必要に応じて多種多様の鋳型を成形することがで
き、従って、保管する鋳型の個数を減らすことができ
て、それの保管の繁雑等を防止することができる鋳型成
形装置を得ることができる。また、床面より下方のピッ
ト内で成形し得るから作業の安全化を図ることができ
る。更に、運搬等が容易なストレッチ成形用金型を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】湯受けシートを装着したピット部の縦断面図で
ある。

【図２】湯受けシートを装着した場合の注湯部の形成態
様を示す図である。

【図３】湯受けシートを装着した場合のストレッチ成形
用金型の成形態様を示す図である。

【図４】平板のストレッチ成形態様を示す図である。

【図５】排気装置の他の例を示す縦面図である。

【図６】湯受け袋を配置したピット部の縦断面図であ
る。

【図７】湯受け袋を配置した場合の注湯部の形成態様を
示す図である。

【図８】湯受け袋を配置した場合のストレッチ成形用金
型の成形態様を示す図である。

【図９】従来における平板のストレッチ成形態様を示す
図である。

【符号の説明】

２ 平板 ３ ストレッチ成形用金型 １０ ピット １１ 床面 １２ 造形材層 １２ａ 造形材 １３ 給水管 １６ 排気装置 １７ 湯受けシート １８ シール手段 １９ 成形装置 ２５ 注湯部 ２７ 金型ベース体 ２８ 位置決め具 ２９ 吊り具 ３５ 湯受け袋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 造形材層を形成したピットの上端開口を
   閉塞せしめるように装着された湯受けシートと、前記湯
   受けシートを前記造形材層に密着せしめるように前記ピ
   ット内から排気する排気装置と、前記造形材層に密着せ
   しめられている前記湯受けシートを押し付けて注湯部を
   成形する成形装置とを備えていることを特徴とする鋳型
   成形装置。
2. 【請求項２】 造形材が詰め込まれた湯受け袋が配置さ
   れたピットと、前記湯受け袋内から排気する排気装置
   と、排気せしめられた前記湯受け袋体を押し付けて注湯
   部を成形する成形装置とを備えていることを特徴とする
   鋳型成形装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の鋳型成形装置を
   用いて平板のストレッチ成形用金型を成形する方法にお
   いて、位置決め具及び吊り具を装着した金型ベース体を
   注湯部の溶湯中に介在せしめて成形することを特徴とす
   る平板のストレッチ成形用金型の成形方法。