JPS6147621B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に中空体中子の製作に有益で、更に
発展的には中実体中子の製作にも利用でき、鋳物
用中子全般に適用できる新しい遠心力造芯方法を
提供せんとするものである。

第１図に示すように、例えば端部に受口を有す
る鋳鉄管１等の遠心力鋳造においては、所要の受
口形状を得るために遠心力鋳造鋳型２の端部には
中空体の中子３をセツトして行う必要がある。又
この種遠心力鋳造用のものに限らず、通常の置注
ぎ鋳造を行う場合も含めて、一般に鋳物製品を鋳
造するに当つては、その製品形状に応じて各種の
中空体中子を用いることが極めて頻繁である。

ところで、このような鋳物用中空体中子の製作
法についてみると、従来は第２図に示すように、
適宜割型に形成した芯取器（芯取型）４の中心に
マンドレル５をセツトし、この状態で芯取器４と
マンドレル５との間の空隙に鋳物砂６を突き固め
乍ら充填して造型するというのが通例であつた。
然るに、このような従来の中子造型法によれば、
その突き固め操作に手間を要し、特に複雑な外面
形状を有する中子を造型する場合では、作業が極
めて煩雑化すると共に、芯取器４の内面細部まで
砂が均一に充填されず寸法精度に欠けるという憾
みもあり、生産性、品質の両面で未だ改善すべき
点の多いものであつた。

斯かる実情に鑑み、本発明は如何なる複雑な外
面形状を有する中空体中子であつても、簡単迅速
に製作し得る画期的造芯方法を開発することに成
功したものであり、本発明の特徴とする処は、軸
心廻りに回転されかつ予め加熱された中空芯取器
の内面に熱硬化性鋳物砂を投入し、該鋳物砂を遠
心力により中空の中子に成形すると共に、その成
形状態で鋳物砂の内面に火炎又は熱風を噴射して
固化し、固化後中子を芯取器より取り出す点にあ
る。

以下本発明を図示の実施例を基に説明すると、
第３図は本発明方法を実施するための試験装置一
例を示し、この装置では既存の遠心力鋳造用金枠
７を便宜上使用し、その一端に本発明に係る中空
芯取器８を適宜固定具９を介して連繋装着して成
るもので、芯取器８は金枠７を支承する複数対の
回転ローラー１０により金枠７と一体にその横軸
軸心廻りに回転駆動される。この図例装置は勿論
あくまでも簡易的な試験装置を例示するものであ
り、実際工業的には上記金枠７を使用せずとも直
接芯取器８を回転駆動する手段を採用することが
合理的であり、例えば第５図に示すように、図外
のモーター等の回転駆動体に連動する軸体１１に
軸支されたターンテーブル１２に芯取器８を着脱
自在に固設し、芯取器８を直接的にその縦軸軸心
廻りに回転駆動させる装置等も例示できる。何れ
にしても、芯取器８の回転手段及びその回転軸方
向は自由である。

而して、本発明の遠心力造芯方法によれば、適
宜手段によりその軸心廻りに回転させた中空芯取
器８の内面に、第４図及び第５図に示す如くサン
ドホツパー等の移動自在に配設された砂供給手段
１３より、鋳物砂１４を投入し、これを遠心力に
より芯取器８の内面に貼付けて中空の中子形状に
成形するものである。このような遠心力による鋳
物砂１４の成形は、遠心力鋳造法と全く同様にし
て行われるものであり、遠心力鋳造法の場合の金
属溶湯に代えて本発明方法では鋳物砂を投入する
ものである。従つて、鋳物砂１４に所要の遠心力
が作用するよう芯取器８の回転数を設定すれば、
予め所望の形状に成形されてある芯取器８の如何
なる内面形状にも適合する外面形状の中空中子が
成形されるのであり、この際の中子厚さは鋳物砂
１４の投入量によつて容易に調整される。実際、
本発明の遠心力造芯方法において、均一に鋳物砂
１４が充填された中空中子を成形するために必要
とされる遠心力の大きさは、GNo.5〜100の範囲
であり、更に一般的にはGNo.10〜40程度で足り
る。そして、この範囲で鋳物砂１４の流動性の悪
いもの程及び芯取器８の内面形状の複雑なもの程
高いGNo.値に設定する訳である。尚、芯取器８
の回転中に同時に振動を付与するようにすれば、
必要なGNo.値をある程度低減させることも可能
である。

本発明の遠心力造芯方法では、上記の如く芯取
器８の内面に遠心力で成形した中子（鋳物砂）
を、引き続き芯取器８内でその成形状態に固化
し、中子の固化完了後これを芯取器８から取り出
し、鋳物用中子として使用に供するものである。
即ち、鋳物砂１４は芯取器８内で、その投入当初
乃至投入完了後から後述する適宜固化手段により
早期に固化され、遠心力による所定の成形状態に
固化される。

尚本発明方法では、中子が固化した後、これを
芯取器８より取り出して使用に供するものである
故、複雑な形状の中子を製作する場合には、その
中子形状に応じて芯取器８を軸方向及び径方向に
分割して成る割型に形成しておく必要があり、例
えば第４図に示すような内面形状の芯取器では、
径方向の分割面Ａにて締結具１５を介し着脱自在
とされていると共に、軸方向にも図外の適数分割
面を有する割型に形成されている。又、芯取器８
から中子を取り出す際の両者の分離性の促進及び
中子の型崩れを防止する意味で、芯取器８の内面
に予め離型剤を塗布しておくのが好適である。そ
して、この離型剤が良好な性能を発揮するもので
は、円筒体等の単純形状の中子の製作する場合に
おいて、芯取器８を割型とせずとも、中子を芯取
器８から抜き取るようにして取り出すことも可能
となる。

本発明の遠心力造芯方法によれば、第４図に例
示するもの以外に、成形される中空体中子の外面
形状は自由に変更でき、例えば第６図に平面形状
を概略的に図示するもの（図中１６，１７，１８
は中子、Ｂ，Ｃ，Ｄは各々芯取器の分割面を示
す）等、如何なる外面形状のものであつても容易
に製作でき、更に発展的には中空体中子製作後、
その中空部に改めて鋳物砂を充填すれば、中実体
中子も本発明方法により製作し得るものとなる。
尚本発明の遠心力造芯方法においては、芯取器８
をその軸心方向に長尺なものとし、その内面に２
又はそれ以上の中子成形面を断続的に形成すれ
ば、一度に複数の中子取りを行うことも可能とな
るは云う迄もない。

以下本発明方法にて使用する鋳物砂１４及びそ
の芯取器８内での固化手段について説明すると、
先ず鋳物砂１４としては、一般に中子製作用に使
用されているあらゆる種類のものが適用できる。

今このうち、本発明方法で使用する好適な具体
例として、熱硬化性樹脂をそのバインダーとして
配合して成る所謂ホツトボツクスタイプの鋳物砂
を挙げて説明すると、この種鋳物砂の代表例とし
て、珪砂を骨材とし、主にフエノール樹脂（更に
はレジン及び硬化剤の配合も可とする）をバイン
ダーとする一般的なシエル砂を例示することがで
きる。周知のように、このホツトボツクスタイプ
の鋳物砂にあつては、適当な温度に加熱すること
により速やかに焼結固化する特性を備えたもので
ある。

従つて、本発明の遠心力造芯方法においても、
この種鋳物砂の固化手段として加熱手段を採用す
れば良く、最も簡単且つ基本的には予め芯取器８
自体を適当な温度（通常シエル砂の場合で250〜
350℃）に加熱しておく手段を提示でき、これに
より芯取器８内で成形された中子（鋳物砂）を簡
単迅速に固化せしめることが可能となる。例え
ば、鋳物砂１４としてシエル砂（６＃珪砂＋３％
フエノール樹脂）を用い、芯取器８を250℃に予
熱した条件にて、これを砂厚20〜40mmに遠心力造
芯した場合の実例によると、２分間の焼結により
抗折強度60Kg/cm²に固化した中子を製作すること
が可能である。

次に上記ホツトボツクスタイプの鋳物砂の固化
手段乃至固化促進手段として有効な他の加熱手段
を第７図、第８図に図示し説明する。第７図に示
す加熱手段は鋳物砂１４の成形進行中乃至成形完
了後に、芯取器８の中空部に噴込管１９を装入
し、この噴込管１９から鋳物砂１４の内面に火炎
又は熱風２０を噴射せしめるものである。又第８
図に示す加熱手段は同じく鋳物砂１４の成形進行
中乃至成形完了後に、密閉蓋２１を芯取器８の開
口端に施蓋するなどして芯取器８内を密閉状態に
すると共に、噴込管１９′から鋳物砂１４の内面
に圧力熱風２０を吹き込み、一方、芯取器８には
予め外部と連通するベントプラグ等の多数の通気
孔２２を設けておき、圧力熱風２０′が鋳物砂１
４中を通り外部に排出されるようにしたものであ
る。これら鋳物砂１４の内面に火炎又は熱風２０
を噴射する加熱手段並びに鋳物砂１４の中を圧力
熱風２０′が通過するようにした加熱手段によれ
ば、各々鋳物砂１４の有効な固化手段となり得、
又前記芯取器８自体を予熱しておく手段と併用し
た場合では著しい固化促進手段ともなる訳であ
る。

以上鋳物砂１４として熱硬化性樹脂をバインダ
ーとするものについて述べたが、本発明の考え方
はその他の鋳物砂を使用する場合にも同様に応用
できるものであつて、例えば自硬性鋳物砂等の他
の鋳物砂を使用する場合では、その配合バインダ
ーに応じた反応性ガスを吹き込むなどし鋳物砂の
種類に応じる適宜固化手段を採れば良いのであ
る。

以上説明したように、本発明の遠心力造芯方法
は、回転中の中空芯取器内に鋳物砂を投入し、遠
心力によりこれを中空の中子に成形すると共に、
その成形状態に固化せしめ、成形固化した中子を
取り出して使用に供するものである。このような
本発明方法によれば、中空体中子の造型時には勿
論マンドレルを必要とせず、しかも煩雑なる突き
固め作業も一切不要であり、如何なる複雑な芯取
器内面形状に対しても遠心力によりこれと適合し
且つ均一に充填された外面形状を有する中子を簡
単迅速に製作できるものとなる。従つて、本発明
方法は中子特に中空体中子の製作における生産性
及び品質両面を著しく改善するものであり、更に
は中空体中子製作後その中空部に別途鋳物砂の充
填を行えば中実体中子の製作も容易に可能ならし
めるものであり、結局本発明は鋳物用中子全般に
適用できる画期的造芯方法と云える。

【図面の簡単な説明】

第１図は中空体中子の使用状態一例を示す遠心
力鋳造鋳型の断面図、第２図は従来の中空体中子
造型法を示す断面図、第３図は本発明を実施する
ための試験的装置一例を示す正面図、第４図は第
３図の要部拡大断面図、第５図は本発明を実施す
るための実際的装置一例を示す一部破断正面図、
第６図ａ，ｂ，ｃは本発明方法により製作し得る
中子の平面形状例を示す説明図、第７図、第８図
は各々芯取器内での中子固化手段を示す断面図で
ある。 ８……中空芯取器、１４……鋳物砂（中子）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸心廻りに回転されかつ予め加熱された中空
   芯取器の内面に熱硬化性鋳物砂を投入し、該鋳物
   砂を遠心力により中空の中子に成形すると共に、
   その成形状態で鋳物砂の内面に火炎又は熱風を噴
   射して固化し、固化後中子を芯取器より取り出す
   ことを特徴とする遠心力造芯方法。