JPS5930461A - 金型を使用したスタツク鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、いわゆる小物鋳造製品の鋳造方法に関するも
のである。鋳物製品のうち極小製品については、その鋳
造について問題点を有している。

即ち小物製品の場合、製品重量が小さいため、湯口、湯
道等の部分の割合が太き（、従って鋳型への場合３５％
前後であり、同一鋳型を積層して注湯するスタック方式
の場合でも５０％前後である。

近時鋳造における溶解エネルギーは高騰の一途を辿りつ
つある状態であり、この製品歩留率の向１゜は鋳造品の
製造コストの低減を図る関係者にとって腐心すべき関心
事である。

本発明はこの小物鋳造品の製品歩留率を大１＋に向」ニ
させるもので、以下図面により本発明による中央化を有
する円形小物鋳造品への実施例を説明すると、金型（１
）は中心部に円形中空部（２）を有する円形のものとし
、円周肉厚部に同形の製品室（３）が円周に沿う形で並
設されているものとする。そして表面中央部の中空部（
２）の外周部にテーパ一部を有する円形凸段部（４）を
有し、裏面中央部に同形の凹設部（５）を有しており、
且つ外周部沿いに表面に曲設状の外環座（６）を持つ貫
通孔（７）を有しており、且つその裏面部には貫通孔（
７）の周囲に凹設部を有して、（、いるものとする。第
３図はこの金型（１）の製品室（３）に砂型（８）を内
蔵したものを積層した状態を示しているが、各金型（１
）は中央の凸段部（４）および凹設部（５）によって噛
み合い、更に貫通孔（７）の周囲の外環座（６）および
凹設部が噛み合って組合され、砂型（８）は金型（１）
の製品室（３）から」二部を一部突出した状態で内蔵さ
れるが、その砂型（８）の突出寸法だけ各金型（１）の
間に間隙部（９）があるものとするが、その先端部の貫
通孔（７）の凸設外環座（６）のみはその部分の金型（
１）の間隙（９）を埋めているものとする。積層鋳型の
最−に段には蓋型θ０）があり、その中に配湯孔（ｌυ
を持つ配湯室０２）を形成する形の円形の砂枠（１３）
が内蔵されているものとし、最下段には積層鋳型の底部
を形成する円形の底板０４）があるものとする。

そしてこの蓋型（１０）および砂枠０３）並びに底板０
→には金型（１）の貫通孔（７）と同位置に貫通孔があ
り、それらの貫通孔を貫通した丸棒の上部に設けられた
穴へ打ち込まれたくさび（１５）により締付けられるも
のとする。

砂型（８）は、シェル型・ゴールドボックス型等の乾燥
砂型とし、第４図〜第６図に示子如く表面の中心に凸段
部ｆａｌを持つ凹設部（ｂｌを有しているものである。

そして凸段部ｆａ）の中心には貫通する湯道（Ｃ）かあ
るが、この湯道ｆｃ）は中途から太くなって湯溜りｔｄ
ｌとなって裏面に開口しているものとし、また凸段部（
ａ）の先端には温順（ｅ）が設けられているものとする
。この砂型（８）を各金型（１）の製品室（３）番こ内
蔵し、蓋型００）に注入カップ（１６）から金属溶湯を
注入するのであるが、その場合注入された溶湯は配湯室
θ２）に充満し、配湯孔（１１）から各金型（１）の製
品室（３）に流下して配湯され、ついで砂型（８）の湯
道（ＣＩから湯溜り（・」）を経て温順ｆｅ）から凹設
部（ｂ）へ注入されて順次製品を形成するものである。

そしてその際、発生ずるガスは製品室（３）の外周部の
金型（１）の間隙部（９）から外部へ放出されるので、
金型（］）内にガスが閉じ込められて製品のピンホール
の原因となる湯溜り（ｄｉ・配湯室θ２）および注入力
・ンプ（１６）に充満されるが、第１７図〜第１８図に
示す太い湯口棒（ａ）および湯道（ｈ＋を有する従来方
式の鋳造法と比較して大ｌｊに製品歩留率が大となるの
である。

第７図は第３図を参照として説明すると、第３図の積層
鋳型に駆動モーター（１７）の回転を伝達するようにし
て積層鋳型を回転せしめる本発明の実施方式を示してい
るが、図中０８）は積層鋳型、（１９）は傾斜台、■０
）はベルト、Ｈは回転ローラー、（２１ま振止めローラ
ー、０匈は注入箱である。この場合、積層鋳型（１８）
内における溶湯の注入過程よりみて縦型の遠心鋳造機に
よる回転が好ましいが、この場合番こは積層鋳型（１８
）の長さが直径よりもかなり犬となるので、これを縦型
で回転させることは危険なので傾斜式の遠心鋳造機構に
より回転を与えることが好ましい。この鋳型（１８）へ
の注湯は鋳型（１８）を低速回転させながら注入箱（ハ
）を経由して蓋型（１０）の配湯室０２）へ行うが、注
入された金属溶湯は遠心力を与えられて配湯室θ２）の
外壁に押し付けられ、その部分に設けられている配湯孔
（１１）から各製品室（３）へ送られる。そして各金型
（１）の砂型（８）の凹設部ｔｂ］へ順次注入されて製
品を形成するのである。この場合の金属溶湯の量は各金
型（１）の砂型（８）の湯道（ＣＩ・湯溜りｆｄｌ・温
順（ｅｌおよび製品となる凹設部ｔｂ＋を充満させ、更
に配湯室（１２）の外壁へ若干の残湯が残る程度の量を
もって定量とし、鋳型（１８）の回転速度は金属溶湯を
配湯室（Ｉ２）の外壁に押し付け、更に注湯による発生
ガスを外部に放出するにたる遠心力を生みだすだけのも
のでよく、また必要な回転時間は溶湯が凝固するまでの
時間である。特に回転速度に殺することなく、しかも配
湯室０２）の溶湯がト一部の金型（」）へ流下注入され
て、減少するに従って順次溶湯を配湯室θ２）の外壁附
近の配湯孔（１１）に送り、最後には残湯か配湯室θ２
）外壁へ押し付けられて残るのみで、配湯室（１２）は
殆んど空間になるまでの遠心力を生じる程度に鋳型の回
転を調整することが必要である。実験の結果では、直径
２００％の金型を製品重量０．０４　Ｋｙ　Ｘ　８個と
して２０段積層して長さ４００％・総重量５０Ｋｇの鋳
型にして傾斜角６０度に設定し、６００　ｒＪ）、ｍ、
で回転せしめて約２０秒間に７．５　Ｋｑの溶湯を注湯
し、注湯後約２分後に回転を止めた場合に、はぼ前記の
要件に適合し、配湯室θ２）は中空となり各鋳型（１）
の製品は完成された。そして遠心力によるガスの放出効
果も抜群であった。

第８図は本発明の他の実施例を示すもので、金型（１）
は円周肉厚部に製品室（３）を並設し、中心部に円形中
空部（２）を有するものであるが、その製品室（３）と
中空部（２）の隔壁（ハ）に温順孔に）を設け、製品室
（３）および温順孔に）内に砂型（８）を内蔵した金型
（」）を積層した鋳型に駆動モーター（１７）の回転を
伝達する方式である。砂型（８）は第９図〜第１Ｉ図に
示す如く表面の中心に凸段部ｆａ＋を持つ凹設部ｔｂ）
を有している一部突出状の円形のもので、金型（１）の
製品室（３）および温順孔（Ｚ９）に嵌り込む形状のも
のとする。そして突出部の裏面には湯道ｆｃｌと湯溜り
（ｄ）を何しているものとする。この砂型（８）を内蔵
した金型（１）を積層した鋳型を第１２図に示す如く横
型の遠心鋳造機にセットし、駆動モーター０７）の回転
を伝達しながら、注入箱（ハ）から金属溶湯を鋳型（１
８）内の中空部（２）へ注湯するのである。その場合注
湯された溶湯は鋳型（１８）の回転によって遠心力を与
えられ、中空を充満して製品を形成するのである。そし
て順次全金型（１）の温順孔に）から砂型（８）内に注
入されるのであるが、最終的には各金型（すの中空部（
２）より若干小さい上板Ｇ２時の中空部から残湯がオー
バーフローされるものとし、従って鋳型（１８）内の残
湯は金型（１）の中空部（２）と」二板（ハ）の中空部
の寸法差の厚みだけ隔壁（２喧の内周に貼り付いた形で
凝固（＝Ｊ着することになるのである。

第１３図は製品室（３）へ砂型を使用せず製品室（３）
と中空部（２）との隔壁Ｈの温順孔０句だけに砂型（８
）を使用する実施例である。金型（］、）は中心部に円
形中空部（２）を有し円周肉厚部に製品室（３）を並設
するか、製品室（３）は前述の実施例と異なり底部を有
する円形孔である。砂型（８）は第１４図〜第１６図に
示す如く隔譬Ｑ復の温順孔（２つに収まる形状で、裏面
部に湯道（ｃ）と湯溜り＋ｃｌ）を有するものとし、金
型（１）の温順孔（２ツにセットしたときに製品室（３
）の底部と砂型（８）の裏面部が水平に同一線」―にな
るものとする。この金型（＋＋を図の如く積層して横型
遠心鋳造機構にセットして回転させながら中空部（２）
に金属溶湯を注入するのである。この場合注入された溶
湯は鋳型の回転によって遠心力を与えられて隔壁（ハ）
方向に押しやられ、その部分にある温順孔０５）内の砂
型（８）の湯道（ｃｌから製品室（３）内に充鎮されて
製品を形成する効果は第１２図の場合と全く同じである
。そして鋳型内の残湯は各金型（１）の中空部（２）と
上板の中空部の寸法差の厚みだけ最終的に凝固１７１゛
着することになるのである。

以上中央孔を有する製品への本発明の実施例を述べたが
、孔部を有しない製品への本発明の実施例については第
４図〜第６図および第９図〜第Ｈ図に示す中央孔を有す
る砂型の場合の凸段部（ａ）がなく凹設部（ｂｌのみの
砂型を積層する形状として各砂型の凹設部を湯道で」−
下に連結する実施方法でいいのである。

以上の如く本発明を実施することにより、小物製品を効
率よく鋳造することができるが、例えば本発明はカーク
ーラーの部品である中央孔のあるカバープレートの鋳造
に最適である。カバープレートの場合、単重０．０４　
Ｋｒと鋳造品として（ま極小品であるものか多い一反面
その材質はＦＣ３０以」二と比較的高品質を求められて
いる。従来カバープレートは第１７図に示す如く普通タ
イプの生砂型で太い湯口棒（ａ）から太い湯道（ｂ）の
周囲に多数個の製品（Ｃ）を取る方法か、或は第１８図
に示す如く太い湯口棒（ａ）と湯道ｆｂ）をもって多数
個取りの生砂型を積層する普通タイプのスタック方式に
よっていたか、何れの方式の場合も太い湯口棒（ａ）と
湯道ｆｉ＋が煩いして、その歩留率は３５％〜５０％程
度であり、また何れの場合でも大量の生砂を使用するた
め良品を得るための砂処理の管理に少な（ない労力と費
用を要している現状である。

また、第［８図によるスタック方式をシェル鋳型により
実施している例もあるが、この場合は寸法精度のいい良
品は得られるものの高価なシェル砂型を鋳型全体に使用
するので、高価なものとなるが、本発明の場合はシェル
砂型を使用するとしても製品の周囲部分だけの少量使用
なのでコスト」二の大きな問題にはならないのである。

本発明の実施テストはこのカバープレートによっている
が、従来第１７置方式により鋳造していた関係で製品の
型崩れ、ピンホール等の不良品の発生が多く、そのため
機械加工による不良部分の削り捨でのため鋳造品の一部
品種につき単重００４に７の規格品のところを単重０．
０７　Ｋｇと大きく鋳造していたが、本発明による実施
テストでは前記のとおり彫型０．０４　Ｋｑとして良品
を得たのである。

それはシェル砂型による寸法精度の良い鋳造品が得られ
たことと、ガス放出効率が良いためにカス残留であるピ
ンホールの無い製品を得ることが出来たことによるので
ある。

本発明は以上述べた如く小物製品の鋳造法として従来方
式のものよりも優れた手法であるが、その効果をまとめ
ると次の通りである。製品歩留率が良好で特に遠心鋳造
機にセットする場合は９０％程度となり、而かも煩はし
い砂処理が必要でなく作業環境を損はない。また一度に
大量の製品の鋳造が可能であり、しかも寸法精度がよく
カス抜きも良好なので均一な高品質の小物製品が得られ
る。更に注入溶湯が金型の内面に接触しない実施か法を
選べば溶湯の温度ドロップも少く、同時に金型の寿命も
長いなと、製品の総合コストの低減・品質の安定・作業
環境の改善等の効果が期待出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施による鋳型の平面図、第２図はそ
の断面図、第３図はその鋳型を積層した状態を示す断面
図、第４図は砂型の表面図、第５図はその断面図、第６
図はその裏面図、第７図は本発明の他の実施態様を示す
一部断面図、第８図は本発明の異った実施態様による積
層鋳型の一部断面図、第９図はその砂型の表面図、第１
０図はその断面図、第１１図はその裏面図、第１２図は
第８図の積層鋳型を横型遠心鋳造機にセットシた状態を
示を一部断面図、第１３図は本発明の他の実施態様によ
る積層鋳型の一部断面図、第１４図はその砂型の表面図
、第１５図はその断面図、第１６図はその裏面図、第１
７図〜第１８図は従来の鋳造方式による鋳型の断面図で
ある。 符号の説明 （１）・・・金型　（２）・・・中空部　（３）・・・
製品室　（４）・・・凸段部　（５）・・・凹設部　（
６）・・・貫通孔の外環座　（７）・・・貫通孔　（８
）・・・砂型　（９）・・・間隙部　θ０）・・・蓋型
　（１１）・・・配湯孔　０２）・・・配湯室　（１３
）・・・砂枠　０４）・・・底板　（Ｊ５）・・・（さ
び　（Ｉ６）・・・注入カップ　（１７）・・・駆動モ
ーター　（］８）・・・積層鋳型　（１９）・・・傾斜
台　（イ）・・・ベルＩ−（２］）・・・回転ローラー
　（２鼾・・振ＩＪ：、めローラー　（ハ）・・・注入
箱　（２→・・、・隔壁　に）・・・温順孔　に）・・
・１−板　ｔａ）・・・砂型の凸段部ｔｂ＋・・・凹設
部　（Ｃ）・・・湯道　（ｄｉ・・・湯溜り　ｔｅ＋・
・・揚収（ａ）・・・従来方式の湯口棒　ｔｈ＋・・・
その湯道　（Ｃ）・・その製品。 特許出願人 道広正己 之−４図　　　　　オ引図　　　　　オｅ図オフ角 才２ａ 才ｑ洲　　　　オＩｏＺ　　　　オフ１■オ１２囮 ム） 才１４図　　　　）Ｘ＋５ＧＡ’ｆ１６図才１７目

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周部に製品室を並設した金型を積層し、該積層
   鋳型の各製品室内に金属溶湯が注湯されるようにしたこ
   とを特徴とす゛る金型を使用したスタック鋳造法。
2. （２）積層鋳型の最」一段の蓋型の配湯室内に注入され
   た金属溶湯が各金型の製品室内の砂型に順次流下して注
   湯されるようにした特許請求の範囲第１項記載の金型を
   使用したスタック鋳造法。
3. （３）積層鋳型に駆動モーターの回転を伝達するように
   した特許請求の範囲第２項記載の金型を使用したスタッ
   ク鋳造法。
4. （４）各金型の中央中空部と製品室の隔壁に湯堰孔を設
   けた積層鋳型にノ駆動モーターの回転を伝達しながら該
   積層鋳型の中空部に注入した涌 金子溶湯が、上記湯堰孔から各金型の製品室内に順次注
   湯されるようにした特許請求の範囲第１項記載の金型を
   使用したスタック鋳造法。