JPS6333146A - 中子造型方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は中子造型方法、特に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中子を製作す
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く目の粗い）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扱き効果が得られる反
面、湯と接する部分の砂粒間に潟が浸入する所謂瀉刺現
象が生じ、その結果、該砂粒が焼付くと共に、その焼付
いた砂粒が渇の中に鋳ぐ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ｃ目の喝か゛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、砂粒間の間隙が小さくなるために
砂粒の密度が高くなり、そのに東、締り性が良くなって
中子強度が向上されると共に、上記のような温刺による
鋳物砂の焼付は防止される。

しかし、その反面、当該中子の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、中子を荒粉砕によって形成
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、渇と接する部分については微粒砂を用いる一方
、澹と接しない部分については荒粉砕を用いることによ
り、２層構造の中子を製作することが考えられる。この
ような２１！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１１１１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、咳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、然る棲、開口度合が部
分によって異なる遮蔽部材を介して第２層用の鋳物砂を
上記第１１１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層と第２層とでなる２１１１
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、金型表面の凹凸形状や該表面の温度
分布に応じて鋳物砂が付着し易い部分と付着しにくい部
分とが生じるため、均一な厚みを有する第１層及び第２
１１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、該金型表面上に比較的低い密度でしか
鋳物砂を付着させることができないため、当該中子ない
し鋳型を構成する鋳物砂について十分な締り性が得られ
ないというｆ１点がある。

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プ法−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締り性とを
有する中子を形成することができる。しかし、このプロ
ー法によって積層構造の中子を造型しようとした場合、
通常は論中子の各層の数に応じた数だけ金型セットが必
要となるだけでなく、それに伴って造型工程が複雑化す
るという問題が生じることになる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は積層構造の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、厚みが略均−
な積層構造の中子を容易に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、所定形状の積層構造を有する中子を造型するにあ
たり、略凸形状を有する弾性膜で構成され且つその内部
に供給される流体の圧りに応じて膨張可能とされた凸型
と、剛性体でなる凹型とを用い、これらの型を型開じし
た状態で、先ず第１工程として、上記弾性膜内に作用さ
せる流体の圧力を高めて弾性膜を膨張させることにより
、該弾性膜と上記凹型との間に一定の第１キＶビテイを
形成し、然る後、この状態を保持しながら該第１キャビ
ティ内に第１＠用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。そして、次に第２工程として、上
記流体の圧力を相対的に低下させて上記弾性膜の膨張状
態におけるサイズを第１工程の場合よりも小さくするこ
とにより該膜と上記第１層との間に新たな第２キャビテ
ィを形成し、このキャビティに第２層用鋳物砂を充填し
て硬化させることにより、上記第１層に重ねて第２層を
形成する。

（作　　　用） このような構成によれば、略当初の形状のまま所定のサ
イズまで膨張された弾性膜と下型との間に一定の第１キ
ャビティが形成されて、このキャビティにより第１層が
形成され、然る侵、所定量だけ上記の場合よりも膨張状
態におけるサイズが小さくされた弾性膜と上記第１層と
の間に一定の新たな第２キャビティが形成され且つこの
キャビティにより第２層が形成されるが、その場合、各
キャビティに夫々所定の鋳物砂を吹き込む際には、上記
弾性膜はその内部に作用する流体の圧力によって略剛体
として機能する。従って、上記第１及び第２キャビティ
に夫々所定の鋳物砂を吹き込んで硬化させることにより
形成した第１層及び第２層については、その厚さが略均
−に、しかも十分な締り性を有するようになる。

（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さを有する２層構
造とされており、その２層のうち、鋳造時に濶と接する
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１層Ａ１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（荒粒砂）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図等に示すような造型手段、即ち、略凸形状の弾性膜
でなる凸型１が凸部２ａの外側に備えられた上型２と、
これと組み合される開閉可能な一対の左型３１及び右型
３２で構成された下型３とを用いる。ここで、下型３は
剛性体とされ、その内側に所定形状の造型用凹部３ａが
形成されている。また、上記上型２は、剛体でなる凸部
２ａと、その上方に連結されて所定位置に鋳物砂吹き込
み用のブロー口２ｂ・・・２ｂが形成された上方部分２
Ｃとで構成され、これらの部分２ａ及び２Ｃの間に上記
弾性膜（凸型）１の上端部を挟持した状態で両部会２ａ
　、２０がボルト４によって一体的に結合されていると
共に、上記凸部２ａの先端に止着部材５を用いて弾性膜
１の下端部が止着された構成とされている。そして、こ
の上型２の内部には、一端がバイブロを介して図示しな
い流体給排装置に接続され且つ他端が凸部２ａの外面に
開口された通路２ｄが形成されており、該通路２ｄを介
して上記給排装置から弾性膜１内に所定圧の流体（例え
ば空気）を供給し或いは該膜１内の流体を外部に吸引す
ることにより、必要に応じて弾性膜１をその当初の凸形
状を略維持しながら所定量だけ膨張させ或いは収縮させ
得るようになっている。更に、この上型２はその上方に
昇降自在に備えられたブローヘッド７に脱着可能に保持
されており、上記弾性膜１と下型３との間に形成される
空間内に上記ヘッド７側から所定の鋳物砂が吹き込まれ
るようになっている。

然して、上記のような造型手段を用いて本発明に係る中
子造型方法は次のようにして実施される。

即ち、先ず上型２及び下型３を第２図に示すように型閉
じした後、バイブロ及び上型２における通路２ｄを介し
て弾性膜１内に加圧された流体を供給して、該膜１を所
定量だけ膨張させることにより、該膜１と下型３との間
に一定の間隙つまり第１キャビティを形成する。そして
、この状態を保ちながら、第３図に示すように該キャビ
ティ×１にブローヘッド７及びブロー口２ｂ・・・２ｂ
を介して第１層用鋳物砂（微粒砂）ａｌを吹き込んで硬
化させる。これにより、第１工程が完了して弾性１ｔ！
ｌ　１と下型３との間に略均−な厚さを有する第１層Ａ
１が形成される。

尚、上記鋳物砂ａ１の硬化作業は、この実施例では下型
３を加熱することにより行うが、必要な場合は上型２を
も加熱するようにしてもよい。

次に、このように第１層Ａ１を形成した後において、弾
性膜１の膨張状態におけるサイズが上記４の場合に比べ
て所定量だけ小さくなるように、上記弾性膜１内への流
体の圧力を相対的に低下させることにより、該弾性膜１
を第１層形成時の膨張状態から相対的に収縮させる。そ
の結果、第４図に示すように、第１層Ａ１が下型３側に
溜まった状態で表層Ａ１と弾性膜１との間に新たな間隙
つまり第２キャビティ×２が形成される。然る後、この
状態を維持しながら、第５図に示すように、上型２にお
けるブロー口２ｂ・・・２ｂを介して上記第２キャビテ
ィ×２にブローヘッド７側から第２層用鋳物砂（荒粉砕
）ａ２を吹き込んで、第１層Ａ１の形成時と同様にして
該層ａ２を硬化させる。

これにより、一定の厚さを有する荒粉砕でなる第２層Ａ
２が上記第１層Ａ１の内側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
子素材を形成した後は上型２及び下型３を型開きして該
素材を取り出す。その場合、この実施例においては第６
図に示すように下型３を構成している左型３１及び右型
３２を左右に開いた上で、上記弾性膜１に中子素材Ａ′
を保持させながら上型２を上昇させ、然る後、該弾性ｇ
Ｉｌ内に供給されている流体の圧力を所定量だけ下げる
ことにより該層を収縮させた状態で上記中子素材Ａ′を
上型２側から離型するが、他の離型方法として中子素材
Ａ′を下型３側に溜めるようにしてもよい。つまり、上
記各１１Ａ１．Ａ２の形成後に上型２における通路２ｄ
等を介して弾性膜１内を例えば吸引することにより該層
１を上型２の凸部２ａの表面に吸着させ、この状態で上
型２を上昇させることにより下型３側に当該中子素材Ａ
′を残し、然る後、下型３における左型３１及び右型３
２を左右に開いて中子素材Ａ′を取り出すようにしても
よい。そして、これらのいずれの場合においても、離型
後には中子素材Ａ′における不要部分を除去する。

上記の構成によれば、流体を介して弾性膜１内に高圧力
を作用させた時に該層１がその圧力によって所定サイズ
まで膨張され、これに伴って該層１と下型３との間に一
定の間隙つまり第１キャビティ×１が形成される。従っ
て、この状態を維持しながら該キャビティｘ１に第２層
用鋳物砂ａ１を吹き込んで硬化させることにより形成さ
れた第１層Ａ１は略一定の厚さを有するようになる。ま
た、このようにして第１層Ａ１を形成した後においては
、上記流体の圧力が所定量だけ下げられることにより、
その圧力の下げられた分だけ上記の状態よりも弾性Ｉ！
！１が膨張状態を維持しつつ相対的に一定サイズまで収
縮し、その結果、上記第１１１Ａ＋と該１！！Ｊ１との
間に一定の新たな第２キャビティ×２が形成される。従
って、この状態を維持しながらその新たなキャビティ×
２に第１層用鋳物砂ａ２を吹き込んで硬化させることに
より形成された第２層Ａ２についても、第１１１Ａ１と
同様に略一定の厚さを有するようになる。これにより、
第１図に示すように、注湯時に潟と接する第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が荒粉砕でなる鋳物砂ａ２によって形成さ
れた略均−の厚さを有する所定形状の２層中子Ａを得る
ことができる。

然して、上記の方法によれば１、この種の２層中子Ａを
所謂ブロー法によって製作するにあたり、１組の型セッ
ト２，３を用いるだけで足りるから、各層毎に互いに異
なった金型セットを用いる方法に比べて当該金型及びこ
れに付随する各種装置類の数を減らすことができ、しか
も比較的容易に各層を造型することができる。また、上
記の構成においては、所定の工程毎に当該型セツト内に
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、十分な締り性を有する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２８Ａ２の内側に第３層以降の層を形成す
ることも可能である。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、例えば湯に接する第１層
が微粒砂で形成され且つその内側の第２層が荒粒砂で形
成された中子のように、各層が夫々異種の鋳物砂でなる
積層構造の中子を比較的容易に製作することができ、し
かも該中子の厚さを略均−にすることができる。また、
その場合において、造型手段たる型セツト内に鋳物砂を
吹き込んで（真空引きを含む）造型する所要ブロー法を
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、締り性やガス扱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６図は上記実施例の各工程を示す
もので、第２図は上型と下型とを型閉じして弾性膜を当
初の状態にセットした状態を断面にして示す正面図、第
３図は弾性膜と下型との間の第１キャビティ内に第１層
用鋳物砂を充填した状態を断面にして示す正面図、第４
図は第１層形成優に弾性膜と第１層との間に新たな第２
キャビティを形成した状態を断面にして示す正面図、第
５図は弾性膜と第１層との間の第２キャビティ内に第２
層用鋳物砂を充填した状態を断面にして示す正面図、第
６図は上型と下型とを型開きした状態を断面にして示す
正面図である。 １・・・凸型（弾性膜）、３・・・凹型（下型）、Ａ・
・・中子、Ａ１・・・第１層、Ａ２・・・第２層、×１
・・・第１キャビティ、×２・・・第２キャビティ、ａ
ｌ・・・第１層用鋳物砂（微粒砂）、ａｌ・・・第２層
用鋳物砂（荒粒砂）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）略凸形状を有する弾性膜で構成され且つその内部
   に供給される流体の圧力に応じて膨張可能とされた凸型
   と、剛性体でなる凹型とを用いて積層構造の中子を造型
   する方法であつて、上記両型を型閉じした状態で、先ず
   第１工程として、上記弾性膜内に作用させる流体の圧力
   を高めることにより、該弾性膜と上記凹型との間に一定
   の第１キャビティが形成されるように該弾性膜を膨張さ
   せ、然る後、この状態を保持しながら上記第１キャビテ
   ィ内に第１層用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、次に第２工程として、上記流体の圧力
   を相対的に低下させて上記弾性膜の膨張状態におけるサ
   イズを第１工程の場合よりも小さくすることにより該膜
   と上記第１層との間に新たな第２キャビティを形成し、
   この第２キャビティに第２層用鋳物砂を充填して硬化さ
   せることにより、上記第１層に重ねて第２層を形成する
   ことを特徴とする中子造型方法。