JPS6333145A

JPS6333145A - 中子造型方法

Info

Publication number: JPS6333145A
Application number: JP17631486A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sakota; 迫田　優; Akira Tsumoto; 津本　明; Shigetoshi Nakano; 中野　重利; Fujio Fujii; 藤井　冨士雄
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1988-02-12

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】（産業上の利用分野）本発明は中子造型方法、特に２層以上の積層構造を有す
る中子の造型方法に関し、例えば自動車用鋳造部品の鋳
型を製作する場合に使用されるものである。

（従来の技術）例えば、自動車用鋳造部品等の製造時に用いられる中子
は、表面が樹脂によってコーティングされたコーテツド
サンドと称せられる鋳物砂によって形成されるが、その
場合、該鋳物砂としては、粒度が略均−な一種類のもの
が使用されるのが通例である。しかし、このように一種
類の鋳物砂によって中子を形成した場合、その中子を用
いて鋳造する際に上記鋳物砂の粒径の大小に応じて夫々
次のような問題が生じることになる。

即ち、粒径の比較的大きい（目の粗い）荒粒砂でなる鋳
物砂によって中子を形成した場合には、通気性が良好に
なることがら注湯時に十分なガス抜き効果が得られる反
面、湯と接する部分の砂粒間に湯が浸入する所Ｗ４湯刺
現象が生じ、その結果、該砂粒が焼付くと共に、その焼
付いた砂粒が湯の中に鋳くるまれるために鋳造製品の品
質低下を招くことになる。これに対して、粒径の比較的
小さい（目の細かい）微粒砂でなる鋳物砂によって中子
を形成した場合には、砂粒間の間隙部が小さくなるため
に砂粒の密度が高くなり、その結果、締り性が良くなっ
て中子強度が向上されると共に、上記のような瀉刺によ
る鋳物砂の焼付は防止される。しかし、その反面、通気
性が低下することがら注湯時に生じるガスを十分に抜く
ことができず、そのため鋳造製品中に鋳巣が存在すると
いった所謂ガス欠陥が生じ易くなる。要するに、中子を
荒粒砂によって形成した場合と、微粒砂によって形成し
た場合のいずれにおいても１長１短があるのである。

そこで、湯と接する部分については微粒砂を用いる一方
、湯と接しない部分については荒粒砂を用いることによ
り、２Ｎ構造の中子（場合によっては２層以上の積層構
造を有する中子）を製作することが考えられる。このよ
うな２層構造の中子ないし鋳型を造型する従来技術とし
ては、例えば特開昭５７−１７５０５６号公報に示され
ているような所謂ダンプ法を用いた造型法がある。これ
は、予め加熱した金型上に第１層用の鋳物砂を堆積させ
、その金型の熱によって該金型に接する部分の鋳物砂を
硬化させた後、該金型等を反転させて未硬化状態にある
余剰の鋳物砂を除去した上で焼成することによりシェル
鋳型の第１層を形成し、然る後、開口度合が部分によっ
て異なる遮蔽部材を介して第２ＪＦｉ用の鋳物砂を上記
第１層上に散布して、上記と同様の硬化、焼成処理を施
すことにより、第１！ｉ１と第２層とでなる２ＷＪ構造
のシェル鋳型を製作するようにしたものである。これに
よれば、当該鋳型を構成する各部分の補強の必要性に応
じて予め上記遮蔽部材の開口度合を設定しておくだけで
、その補強の必要性に応じて各部分の厚みが異なった第
２層を有する積層構造の鋳型を造型することができる。

（発明が解決しようとする問題点）然るに、凹凸形状を有する金型表面上に鋳物砂を散布等
によって堆積させて第１層及び第２層を形成する上記の
ような方法の場合、鋳物砂が金型表面の凹部には堆積し
易く、凸部には堆積しにくいために、均一な厚みを有す
る第１層及び第２層を形成するのが困難であるといった
問題がある。

また、上記のように金型表面上に鋳物砂を散布して付着
させる方法の場合、比較的低い密度でしか該砂を付着さ
せることができないため、例えばエンジンのシリンダボ
ア中子のように十分な強度を必要とする鋳型の造型方法
としては不向きといえる。

これに対して開閉可能な一対の金型を用い、その合せ部
に形成されたキャビティに鋳物砂を吹き込んで硬化させ
ることにより中子等の鋳型を造型する所謂ブロー法によ
れば、上記各金型における合せ部を予め所要の寸法関係
に設定しておくだけで、均一な厚みと十分な強度とを有
する鋳型を容易に形成することができる。しかし、この
ブロー法によって２層ないしそれ以上の複数層でなる中
子を造型しようとした場合、その層の数に応じた数だけ
金型セットが必要となるため、その分だけ造型設備が大
型化するといった問題が生じることになる。

（問題点を解決するための手段）本発明は２層ないしそれ以上の複数層でなる中子を造型
する場合に関する上記のような問題に対処するもので、
主として、厚みが均一な複数層構造の中子を比較的小設
備で造型することができる中子造型方法を提供すること
を目的とする。

この目的達成のため、本発明は次のように構成したこと
を特徴とする。

即ち、所定形状の２層以上の積層構造を有する中子を造
型するにあたり、先ず単一の第１金型と、互いにサイズ
の異なる少なくとも２個の複数の第２金型とを用いる。

そして、上記第１金型と第２金型のうちの１つとを組み
合わせ、これらの金型の合せ部に形成されたキャビティ
内に鋳物砂を充填して硬化させることにより第１層を形
成する。

次に前工程で用いられた上記第２金型を、これとはサイ
ズの異なる他の第２金型と交換し、その都度、予め形成
された唐に重ねて異種の鋳物砂を充填し且つ硬化させる
ことにより、上記第１層に重ねて第２層若しくは第２層
以降の層を形成する。

（作　　　用）このような構成によれば、２層若しくはそれ以上の積層
構造を有する所定形状の中子が得られるが、その場合、
例えば第２層の形成時に使用される第２金型は、第１層
形成時に使用された第２金型よりも当該第２層の厚みに
応じた分だけ合せ部のサイズが全体的に大又は小のもの
が用いられるので、第１層に重ねて第２層を均一な厚み
で形成することができる。そして、各第２金型と順次組
合せられる第１金型については単一のものが用いられて
共通化されているので、各層を形成する毎に一対の金型
を他の一対の金型にセットで交換するといった方法に比
べて少ない金型で足りるようになり、その分、造型設備
の小型化が図れるようになる。

（実　　施　　例）以下、本発明の実施例について説明する。

この実施例は、エンジンの鋳造に用いられる第１図に示
すようなシリンダボア中子Ａを造型する場合に関するも
ので、先ず、この中子Ａ及びその造型に使用される金型
等の造型手段について予め簡単に説明する。上記中子Ａ
は、第１図に示すように中空状で且つ所定の厚みを有す
る２層構造とされており、その２層のうち、鋳造時に湯
と接する部分となる外側の第１層Ａ１については、粒径
が比較的小さい（目の細かい）第１層用の鋳物砂（微粒
砂）によって形成されている。また、その内側の第２層
Ａ２については上記第１ｔｌＡ１用の鋳物砂よりも粒径
が比較的大きい（目の粗い）第２層用の鋳物砂（荒粉砕
）によって形成されている。

そして、このような中子Ａを造型するにあたっては、第
２図に示すように、キャビティを形成する凹部１ａを有
する第１金型１と、該凹部１ａに対応する凸部（マンド
レル）２ａを有する第１層形成用の第２金型２と、該凸
部２ａよりもサイズの小さな凸部（マンドレル＞３ａを
有する第２層形成用の同じく第２金型３とが用いられる
。このうち第１金型１は、第２金型２又は３の下方に備
えられた移動台４上に設置されており、この実施例の場
合、別途備えられた駆動手段によって移動台４と共に第
２図ｘ、ｘ’方向（上下方向）及びＹ、Ｙ’力方向左右
方向）に移動可能とされている。また、上記第２金型２
及び３は、各々の凸部２ａ、３ａの基部外周に鋳物砂吹
き込み用のブロー口２ｂ・・・２ｂ、３ｂ・・・３ｂを
夫々有する構成とされ、第１ブローヘツド５及び第２ブ
ローヘツド６に夫々備えられたクランプ機構５ａ　、５
ａ及び５ａ、５ａにより各ヘッド５．６側に脱着可能に
夫々保持されている。そして、これらの第２金型２及び
３は、夫々、後述する所定の工程で１記第１金型１と組
み合わされた状態で、第１．第２ブローヘッド５．６の
上方の第１．第２ブロータンク７．８から各ヘッド５．
６及び各ブロー口２ｂ・・・２ｂ　、３ｂ・・・３ｂを
介して、第１金型１との間に形成される間隙部（キャビ
ティ）に所定の鋳物砂（所謂コーテツドサンド）が吹き
込まれるようになっている。

ここで、上記第１．第２ブローヘッド５．６は、その各
下面側に各第２金型２及び３に対するストッパー５ｂ・
・・５ｂ及び６ｂ・・・６ｂと、鋳物砂の吹き出し口と
なるノズルチップ５ｃ・・・５ｃ及び６ｃ・・・６Ｃと
が夫々設けられていると共に、連結部材９を介して互い
に連結されている。また、第１層形成用の第２金型２が
第１ブロータンク５を介して接続される第１ブロータン
ク７には、上記微粒砂でなる第１層用の鋳物砂が貯留さ
れている一方、第２層形成用の第２金型３が第２ブロー
タンク６を介して接続される第２ブロータンク８には、
上記荒粉砕でなる第２層用の鋳物砂が貯留されている。

更に、この実施例においては特に中子の離型時における
作業性を考慮して、上記第１金型１は左右に分割可能な
一対の左型１１及び右型１２によって構成されている。

然して、上記のような金型１．２．３を用いて本発明に
係る中子造型方法は次のようにして行われる。

即ち、第２図に示すように、先ず移動台４上に第１金型
１を載置して、第１ブローヘツド５に保持された第１Ｍ
形成用第２金型２の下方所定位置にセットした状態で、
別途備えられた駆動手段（図示せず）によって該第１金
型１を移動台４とその第２金型２における凸部２ａが第
１金型１における凹部１ａ内に突入した状態で、両者間
に一定の厚みを有するキャビティが形成される。次に、
この型閉じ状態で、第３図に示すように該キャビティ内
に第１ブロータンク７内の第１層用鋳物砂（微粒砂）ａ
ｌを、第１ブローヘツド５及び第２金型２におけるーブ
ロー口２ｂ・・・２ｂを介して吹き込んだ上で、両金型
１，２を加熱することにより該キャビティ内の鋳物砂ａ
１を硬化させる。これにより、一定の厚みを有する微粒
砂でなる中空状の第１層Ａ１　（第１図参照）が形成さ
れる。

尚、上記の場合において、金型１，２については上記鋳
物砂ａ１を速かに硬化させるために、予め一定の温度ま
で加熱した上で、該鋳物砂ａ１の吹き込み後に更に所定
温度まで加熱するようにしてもよい。また、第２金型２
からの熱によって第１ブローヘツド５内又は第１ブロー
タンク７内の鋳物砂が硬化されるのを回避するため、上
記加熱時には第２金型２から第１ブローヘツド５を離反
させ或いは該ヘッド５から第１ブロータンク７を離反さ
せるようにしてもよい。

更に、上記のようにして第１層Ａ１を形成した後におい
ては、第１金型１を第３図の位置から当初の下方位置に
移動させることにより、第４図に実線で示すように、そ
の第１金型１に鋳物砂ａ１でなる上記第１層Ａ１を残し
た状態で該第１金型１と上記第１Ｂ形成用第２金型２と
を離反させ、然る侵、第１層Ａ１における不要のブロー
チツブ（上記第２金型２のブロー口２ｂ・・・２ｂ内の
鋳物砂が硬化したことによって形成された部分）Ａ１′
・・・Ａ１′を除去する。その後、第１層Ａ１を伴って
第１金型１を矢印Ｙ方向に移動させて、これらを同図の
鎖線で示すように上記第２金型３の下方所定位置にセッ
トした上で再び矢印Ｘ方向に上動させる。これにより、
第１金型１と第２層形成用第２金型３とが型閉じされる
が、その場合、該第２金型３の凸部３ａと上記第１層Ａ
１との間に一定の厚みを有するキャビティが形成される
。つまり、第２層形成用の第２金型３については、その
凸部３ａのサイズが上記第１層形成用第２金型２におけ
る凸部２ａのサイズよりも所定寸法だけ−回り小さくな
るように設定されているため、上記のようにして第１層
Ａ１の形成後に第１金型１と第２層形成用第２金型３と
が型閉じされた状態においては、該２層形成用第２金型
３と第１層Ａ１の内面との間に一定の厚みを有する間隙
（キャビティ）が形成されるのである。

然して、この状態で第５図に示すように第２ブロータン
ク６を介して第２層形成用第２金型３のブロー口３ｂ・
・・３ｂから該金型３と第１層Ａ１との間の上記間隙つ
まりキヤとティに第２ブロータンク８内の第２層用鋳物
砂（荒粒砂）ａ２を吹き込み、然る後、第１層Ａ１の形
成時と同様にして両金型１．３を加熱することにより、
該第２層用鋳物砂ａ２を硬化させると共に、第１層Ａ１
の内側に結合させる。これにより、一定の厚みを有する
荒粒砂でなる第２層Ａ２が上記第１層Ａ１に重ねて形成
される。

尚、このようにして第１層Ａ１及び第２層Ａ２でなる中
子素材Ａ′を形成した後は、第１層Ａ１の場合と同様に
両金型１．３を型開きして、第２層Ａ２における不要の
ブローチツブＡ２’・・・Ａ２′を除去すると共に、更
に第１金型１を構成している左右型１１．１２を左右に
開いて上記中子素材Ａ′の全体を第１金型１から分離す
る。これにより、第１図に示すように、注湯時に湯と接
する第１層Ａ１が微粒砂でなる鋳物砂ａ１によって形成
され且つその内側の第２層Ａ２が荒粒砂でなる鋳物砂ａ
２によって形成された所定形状の２層中子Ａが得られる
。

上記の構成によれば、中子造型用金型として、凸部２ａ
　、３ａのサイズが互いに異なる２種類の第２金型２．
３と１種類の第１金型１とを用いるだけで、各層Ａ１．
Ａ２の厚みが夫々均一な２層中子Ａ１を造型することが
できる。従って、この種の中子を所謂ブロー法によって
製作するにあたり、各層形成毎に互いに異なった金型セ
ットを用いる方法に比べて上記の第１金型１を共用した
分だけ、当該金型及びこれに付随する各種装置類の数を
減らすことができ、その結果、比較的小設備で厚みの均
一な積層中子を造型することが可能となる。また、上記
の構成においては、所定の工程毎に当該金型セット内に
鋳物砂を吹き込んで硬化させるようにしたので、例えば
ダンプ法によってこの種の２層中子を形成する場合に比
べて各層を形成する鋳物砂の密度を高めることができ、
その結果、十分な強度を有する２層中子を得ることがで
きる。

尚、上記の実施例では第１層Ａ１と第２層Ａ２の２層で
なる中子Ａを造型する場合について説明したが、これと
同様にして第２層Ａ２の内側に第３層以降の層を形成す
ることも可能である。その場合、上記の各金型１〜３に
加えて、上記第２層形成用第２金型３の突部３ａに比べ
て小さなサイズの凸部を有する第２金型が使用される。

また、上記実施例は熱硬化性の鋳物砂を用いて中子を造
型する場合に関するものであるが、ガス硬化性の鋳物砂
を用いた場合にも本発明を適用し得ることは勿論である
。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、例えば潟に接する第１層
が微粒砂で形成され且つその内側の第２層が荒粉砕で形
成された中子のように、夫々異種の鋳物砂でなる複数層
を有する中子を比較的小設備で製作することができ、し
かも該中子の各層の厚みを夫々均一にすることができる
。また、その場合において、当該金型セット内に鋳物砂
を吹き込んで（真空引きを含む）造型する所謂ブロー法
を採用したので、上記各層を形成する鋳物砂の充填密度
を高めることができるだけでなく、夫々所要の厚みを有
するように比較的自由に上記各層を形、成することがで
きる。これにより、中子強度やガス抜き性能等の諸性能
を確保することができ、しかも砂コストの低減を図りつ
つ比較的寸法精度の優れた中子を製作し得るようになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例によって製作された中子の
左半分を断面で示し且つ右半分を外観で示す正面図であ
る。また、第２図〜第５図は上記実施例の各工程を示す
もので、第２図は第１層形成用第２金型の下方位置に第
１金型をセットした状態を示す一部破断正面図、第３図
は第１金型と第１層形成用第２金型との間のキャビティ
内に第１層用鋳物砂を充填した状態を示す一部破断正面
図、第４図は第１層形成後に第１金型と第１層形成用第
２金型とを互いに分離させた状態を示す一部破断圧面図
、第５図は第２層形成用第２金型と第１層との間のキャ
ビティ内に第２層用鋳物砂を充填した状態を示す一部破
断正面図である。１・・・第１金型、２，３・・・第２金型（２・・・第
１層形成用第２金型、３・・・第２層形成用第２金型）
、Ａ・・・中子、Ａ１・・・第１層、Ａ２・・・第２層
、ａｌ・・・第１層用鋳物砂（微粒砂）、ａｌ・・・第
２層用鋳物砂（荒粉砕）。第１図第２図第３図 □−□−−一第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単一の第１金型と、互いにサイズの異なる少なく
とも２個の複数の第２金型とを用いて所定形状の２層以
上の積層構造を有する中子を造型する方法であって、上
記第１金型と第２金型のうちの１つとを組み合わせ、こ
れらの金型の合せ部に形成されたキャビティ内に鋳物砂
を充填して硬化させることにより第１層を形成し、然る
後、前工程で用いられた第２金型をこれとはサイズの異
なる他の第２金型と順次交換した上で、その都度、予め
形成された層に重ねて異種の鋳物砂を充填し且つ硬化さ
せることにより、上記第１層に重ねて第２層若しくは第
２層以降の層を形成することを特徴とする中子造型方法
。