JPS6333148A - 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、表面が樹脂で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法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
なることから注湯時に十分なガス抜き効果が得られる反
面、潟と接する部分の砂粒間に湯が浸入する所謂湯刺現
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
ざい（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、当該鋳物砂の締り性
が良くなって中子強度が向上されると共に、上記のよう
な潟刺による鋳物砂の焼付は防止されるが、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、吊
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、潟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粉砕を用いることによ
り、２層構造の中子（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２層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、焼成工程を繰り返すことにより
、第１層と第２層とでなる２層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、鋳物砂が例えば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、第１層及び
第２層の厚さが均一とならず、そのため厚さが均一な中
子等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堆積さ
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、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く真空引
きを含む）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、通常はそれら
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し、或いはコストが高く付
く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、厚みが路地−な複数層構造の中子を比較的小
設備で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２層以上の積層構造を有する中子を造
型するにあたり、接離動可能に組み合される一対の第１
金型及び第２金型を用いる。そして、上記第１金型と第
２金型とを組み合わせ、これらの金型の合せ部に形成さ
れたキレビティ内に鋳物砂を充填して硬化させることに
より先ず第１層を形成する。次に第１．第２金型を所定
量だけ互いに離反させて両金型の合せ部に新たなキャビ
ティを形成し、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
。

（作　　　用） このような構成によれば、第１金型と第２金型とを組み
合わせて型合わせした最初の工程で、両型の合せ部に略
一定の厚みを有するキャビティが形成されるので、この
キャビティ内で第１層用鋳物砂が硬化されることにより
形成された第１層については、その厚さが路地−となる
。そして、この状態から両金型を所定量だけ離反させて
両金型のうちの一方と上記第１層との間に新たなキャビ
ティを形成した場合においても、この状態で第２層用鋳
物砂の吹き込み工程及び硬化工程の間だけ上記両金型を
保持しておくだけで、略一定の厚さを有する第２層を第
１層に重ねて形成することができる。これにより、厚さ
が路地−な２Ｂ構造の中子が得られるが、更に必要に応
じて上記の工程を繰り返すことにより第３層以降につい
ても同様に形成することができるようになる。

従って、本発明によれば、鋳型造型用金型として上記の
ように一対の金型を用いるだけで、厚さが路地−な２層
以上の積層構造を有する中子を容易に造型することがで
き、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Δ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、
鋳造時に潟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２１１Ａ２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
砂く荒粒砂）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図に示すように、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を有して第
１金型１に接離動可能に組み合わされる第２金型２とを
用いる。このうち第１金型１は、この実施例においては
上型１１と下型１２とで構成されており、別途備えられ
た移動手段（図示せず）によって第２図Ｘ方向に移動可
能とされている。また、この第１金型１における上型１
１には、第３図に示すように、第１ブローロ１ｂ・・・
１ｂ及び第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃが夫々複数個づつ
設けられている。このうち、第１ブローロ１ｂ・・・１
ｂは、上記第１層Ａ１を形成する際に、第１．第２金型
１．２の合せ部に形成されたキャビティ内に微粒砂でな
る第１＠用鋳物砂ａ１（第２図参照）を吹き入れるため
に使用され、また第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃは、上記
第２層Ａ２を形成する際に、上記第１層Ａ１と第２金型
２との間に新たに形成されるキャビティ内に荒粒砂でな
る第１＠用鋳物砂ａ２（第５図参照）を吹き入れるため
に使用される。

一方、これらの金型１１．２内に鋳物砂を吹き込む手段
として、この実施例では第４図に示すように、上記金型
１．２のセット位置の上方に上下動可能に備えられて内
部に第１層用鋳物砂を有する第１ブロータンク３と、該
タンク３の一側に同じく上下動可能に備えられ工内部に
第２層用鋳物砂を有する第２ブロータンク４とを用いる
。これらのブロータンク３．４の各下部にはブローヘッ
ド５．６が夫々連結されているが、その場合、第１ブロ
ータンク３におけるブローヘッド５の下面には、上記第
１１１Ａｔの形成時に上型１１における第１ブローロ１
ｂ・・・１ｂの上端開口部に密接してこれらと共に第１
＠用鋳物砂の吹き込み通路を形成するブローノズル５ａ
・・・５ａが配設されていると共に、同じく第１層形成
時に上型１１における第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃから
当該キャビティ内に突入して第２Ｒ用鋳物砂の吹き込み
通路Ｂ・・・Ｂを成形する成形ビン５ｂ・・・５ｂが第
２１０−ロ１ｃ・・・１Ｃに対応させて夫々突設されて
いる。また、第２ブロータンク４におけるブローヘッド
６の下面には、第２層形成時に上型１１における第２ブ
ローロ１Ｃ・・・１Ｃの上端開口部に密接して該ブロー
口１Ｃ・・・１Ｃを介して当該キャビティ内に第２層用
鋳物砂を吹き込むブローノズル６ａ・・・６ａが配設さ
れている。更に、これらのブローヘッド５゜６における
下面側の一側部には第２金型クランプ用のクランプ機構
７．８が夫々備えられている。

これらのクランプ機構７．８は、夫々、シリンダ７ａ、
３ａと、該シリンダ７ａ　、８ａに出退自在に設けられ
たピストンロンドアｂ　、８ｂとで構成されており、第
２図及び第５図に夫々示すように各ピストンロンドアｂ
、８ｂの先端部が所定時に突出して上記第２金型２の上
部に形成された係合部２ｂに係合することにより、該金
型２をクランプするようになっている。ここで、上記第
２金型２の上面には、第３図に示すように、第２層形成
時に上記第２ブロータンク４側のブローノズル６ａ・・
・６ａが第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃの上端周辺部に密
接し得るように、該部分に対応させて段付部２Ｃ・・・
２Ｃが設けられている。

然して、上記のような金型１，２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、先ず第２図に鎖線で示すように、クランプ機構７
によって第２金型２を第１ブロークンク３側に保持した
状態でこれらを第１金型１の上方に位置させ、然る後、
第１ブロークンク３と共に第２金型２を所定位置まで下
降させることにより、両金型１．２を型閉じする。これ
により、同図に実線で示すようにブローヘッド５のブロ
ーノズル５ａ・・・５ａが第１金型１における上型１１
の第１ブローロ１ｂ・・・１ｂの上端開口部側に密接す
る一方、ブローヘッド５における成形ビン５ｂ・・・５
ｂが上型１１の第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃを貫通して
下型１２側に突出し、更にこの状態で両金型１゜２の合
せ部に略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、上記キャビティ内に第１ブロ
ータンク３内の第１層用鋳物砂（微粒砂）ａ４を、ブロ
ーヘッド５及び上型１１における第１ブローロ１ｂ・・
・１ｂ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ａ１を硬化させる
。これにより、略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、こ
の場合において、第１．第２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。

次に一上記のようにして第１ＷＢＡ１を形成した後にお
いては、上記クランプ機構７による第２金型２に対する
クランプを解除し、第１ブロータンク３を当初の上昇位
置に復帰させると共に、両金型１，２を上記の型閉じ状
態のままで矢印Ｘ方向に移動させ、これらを第４図の鎖
線で示すように第２ブロータンク４の下方位置にセット
する。そして、この状態で第２ブロータンク４を下降さ
せ、その下部のブロータンク６に備えられたクランプ機
構８によって上記第２金型２をクランプするのであるが
、その場合、先ずブローヘッド６におけるブローノズル
６ａ・・・６ａを第２金型１における上型１１の上面に
押し付けて、該ノズル６ａ・・・６ａを所定量だけ撓ま
せた状態で、クランプ機構８におけるピストンロッド８
ｂを第２金型２における係合部２ｂに係合させることに
より該金型２をクランプする。然る後、このようにして
第２金型２をクランプした状態で、上記ブローノズル６
ａ・・・６ａの撓みが解消される程度に第２ブロータン
ク４を上昇させて第２金型２を第１金型１に対して所定
量だけ離反させることにより、第５図に示すように第１
層Ａ１を第１金型１側に残した上で部層Ａ１と第２金型
２との間に新たなキャビティを形成する。

然して、この状態で同図に示すようにブローヘッド６を
介して上記第２金型２と第１層Ａ１との間のキャビティ
に第２ブロータンク４内の第２層用鋳物砂（荒粒砂）ａ
２を吹き込むのであるが、この場合、上記上型１１にお
ける第２ブローロ１Ｃ・・・１Ｃと上記成形ビン５ｂ・
・・５ｂにより第１層Ａ１の形成時に形成された吹き込
み通路Ｂ・・・Ｂとを介して上記キャビティに鋳物砂ａ
２を吹き込む。

然る後、第１）ＥＩＡｌの形成時と同様にして両金型１
．２を加熱することにより、該第２層用鋳物砂ａ２を硬
化させて、第１層Ａ１の内側に結合させる。これにより
、略一定の厚みを有する荒粒砂でなる第２層Ａ２が上記
第１１１Ａｔ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
子を形成した後は、両金型１，２を型開きして、該中子
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ａ２によって形成された所定形状
の２１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、一対の金
型１．２を用いるだけで、各層Ａ＋　、　Ａ２の厚みが
夫々路地−な２層中子Ａ１を容易に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
備で厚みの路地−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、第１金型１と第２金
型２との間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２ＷＪ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囮中子
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。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。更に、上記実施例では、第２金
型２を第２層形成に先立ちブローヘッド５のクランプ機
構７で保持するようにしたが、第２金型２の上端にフラ
ンジ部材を設け、第１金型１に対してスペーサプレート
を介してフランジ部材で載置するようにしてもよい。

（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層が荒粒砂で形
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路地−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４図及び第５図は上記実施例の各
工程を示すもので、第２図は第１金型と第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
２金型とを型開じ状態に保持したままで、第１ブロータ
ンク３を上昇させた状態を示す一部破断正面図、第５図
は第２金型と第１層との間の４ｔ７ビーｊイ内に第２Ｗ
ａ用鋳物砂を充填した状態を示す一部破断正面図である
。また、第３図は第２図■−■線で切断した平断面図で
ある。 １・・・第１金型、２・・・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）、ａ２・・・第２層用鋳物砂（荒
粒砂）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１金型と、この第１金型に接離動可能に組み合
   される第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つて、上記第１金型
   と第２金型と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、上記第１、第２金型を所定量だけ互いに離反させ
   て両金型の合せ部に新たなキャビティを形成し、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。