JP2003112233A - ベントプラグ及び鋳型の造形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベントプラグ及び鋳型の造形用金型におい
て、簡素な構成において、ベントプラグの詰まりを抑制
して造形空間内の通気性を確保し、鋳型の品質ひいては
この鋳型により造形される鋳物の品質を向上させること
ができるようにする。 【解決手段】 鋳型の造形用金型のベントホール２に取
り付けられるベントプラグ４を、ベントホール２に取り
付けられる筒形状の外筒４Ａと、外筒４Ａの一方の開口
端部４Ａａを塞ぐ開口可能な舌片状の蓋部４Ｂａとをそ
なえて構成し、舌片状の蓋部４Ｂａを、開口端部４Ａａ
に取り付けたシート状の弾性部材４Ｂに切り込みを入れ
ることにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳砂を硬化させて
鋳型を造形するのに使用される、ベントプラグ及び鋳型
の造形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、造形用金型に鋳砂を充填しこ
の鋳砂を硬化させて鋳型を造形することが行なわれてい
る。このような鋳型の造形方法の一例として鋳砂を加熱
することなく鋳型を造形できるコールドボックス法があ
る。コールドボックス法では、例えば、レジンパートＩ
・パートII（パートＩ：フェノール−ホルマリン樹脂の
石油系溶剤溶液，パートII：ポリイソシアネートの石油
系溶剤溶液）と砂とを混練機により混練して鋳砂を調整
し、この鋳砂をブローヘッドにより所定圧力（例えば３
ｋｇ／ｃｍ²）で金型内の造形空間に圧入する（これを
ブローイングという）。そして、この造形空間内の鋳砂
にアミンガス（強アルカリ性揮発性可燃液体）を注入す
ると（これをガッシングという）、アミンガスと鋳砂の
レジンパートＩ・パートIIとが接触し、レジンパートＩ
・パートIIが化学反応を起こして鋳砂が硬化し、鋳型と
して形成される。

【０００３】ところで、造形用金型に鋳砂をブローイン
グする際には、鋳砂をエアで圧入するが、エアと異なり
比重の大きな鋳砂を造形空間の奥まったところ等に充填
することは難しい。このため、造形空間の１以上の所定
箇所にエアベントを設けて通気性を良くすることが一般
的に行なわれており、これにより、造形空間での鋳砂の
廻りが良くなり、鋳砂が造形空間に均一に充填されるよ
うになる。

【０００４】このようなエアベントについて図５及び図
６を参照して説明する。造形用金型の上型金具１１０に
は、上型金具１１０と下型金具１３０との間に形成され
る造形空間１２０と外部１４０とを連通させるようにし
てベントホール１００が貫設されており、この下端にエ
アベント１０１が設けられている。また、ベントホール
１００の上端には、チェックベント（ベントプラグ）１
０２が挿入／螺合されている。

【０００５】チェックベント１０２は、図５及び図６
（ａ），（ｂ）に示すように、円筒形状のベント本体１
０２ａと、ベント本体１０２ａに挿入されたボール１０
２ｂとをそなえて構成されている。ベント本体１０２ａ
は図示するようにその外周面にネジ溝を有しベントホー
ル１００の上部に螺合されている。また、ベント本体１
０２ａの軸方向中央にはストッパピン１０２ｃが径方向
に沿って掛け渡されている。

【０００６】上記ボール１０２ｂは、このストッパピン
１０２ｃと、ベント本体１０２ａの一方の開口端１０２
ｄとの間でベント本体１０２ａ内に収容されており、こ
の開口端１０２ｄの径はボール１０２ｂの径よりも小さ
く設定されている。そして、チェックベント１０２は、
図示するようにこの開口端１０２ｄが下方に向くように
上型金具１１０への取り付けられる。

【０００７】このようなチェックベント１０２の構成に
より、ブローイングが行なわれると、図示しない挿入口
から造形空間１２０に鋳砂とともに注入された圧縮エア
は図５に矢印で示すようにエアベント１０１を介して上
方のベントホール１００に流入する。この圧縮エアの上
昇流を受けてベント本体１０２ａの開口端１０２ｄに着
座していたボール１０２ｂがこの開口端１０２ｄから上
昇し、ボール１０２ｂと開口端１０２ｄとの間から圧縮
エアが排出される。即ち、造形空間１２０と外部１４０
とが連通状態となって、通気性が良好となり、鋳砂を造
形用金型内に均一に充填できるようになる。

【０００８】また、ガッシング時には、図示しないガッ
シングヘッドにより上型金具１１０に設けられた図示し
ない挿入口から造形空間１２０にアミンガスが注入され
るが、このアミンガスがさらにベントホール１００から
不要に造形空間１２０内の鋳砂に注入されてしまうと過
剰に鋳砂が硬化されてしまう。しかし、上記チェックベ
ント１０２では、アミンガスが外部１４０から流入して
もボール１０２ｂは下方の開口端１０２ｄに着座してい
るで、アミンガスがベントホール１００から造形空間１
２０内に侵入してしまうことが防止されるようになって
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図５及び図６（ａ），（ｂ）に示すチェックベント１
０２では、ブローイング時に圧縮エアとともに鋳砂が造
形空間１２０から排出されるが、この際、鋳砂がボール
１０２ｂやベント本体１０２ａに付着してボール１０２
ｂの作動不良を引き起こしてしまう虞がある。このた
め、鋳砂がチェックベント１０２内に残留するようにな
り、ガッシング時に注入されたアミンガスの一部がチェ
ックベント１０２内に侵入すると、チェックベント１０
２内に残留した鋳砂が硬化してチェックベント１０２内
及びボール１０２ｂに固着する虞がある。

【００１０】この結果、チェックベント１０２内やベン
トホール１００内に硬化した鋳砂がますます蓄積される
ようになり、造形空間１２０内の通気性が低下し、鋳砂
の充填不良、鋳型の品質不良、ひいてはこの鋳型により
造形される鋳物の品質低下を招く虞がある。また、ベン
ト本体１０２ａとボール１０２ｂとの隙間に鋳砂が固着
してしまうと、このような微小な隙間から鋳砂を除去す
るためには、このチェックベント１０２を上型金具１１
０から一旦取り外した後、所定の設備をそなえた施設に
持ち込んで清掃作業を行なわなければならず手間がかか
るという課題もある。

【００１１】特公平７−６３８０７号公報に開示された
コールドボックス法造形金型では、金型内において造形
用キャビティの周囲に連通孔が形成されるとともに、こ
れらの造形用キャビティと連通孔とがエアベントを介し
て連通接続され、さらにこの連通孔には第１切替弁と第
２切替弁とが分岐して設けられている。この技術では、
第１切替弁と第２切替弁とをそれぞれ適宜開閉すること
により、ブローイング，ガッシングの通常作業に加え、
エアを造形用キャビティに送ってエアベントの清掃作業
を行なえるようになっている。

【００１２】しかしながら、この技術では、金型内に連
通孔を設けたり、第１切替弁及び第２切替弁を設けたり
する等、金型の構成が非常に複雑になってしまうという
課題がある。本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、簡素な構成において、ベントプラグの詰まり
を抑制して造形空間内の通気性を確保し、鋳型の品質ひ
いてはこの鋳型により造形される鋳物の品質を向上させ
ることができるようにした、ベントプラグ及び鋳型の造
形用金型を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のベントプラグでは、ブローイング時に造形用
金型の造形空間に供給されたエアがベントホールを介し
て筒形状の外筒の一方の開口端部に流入すると、この開
口端部を塞ぐようにして設けられたシート状の弾性部材
に切り込みを入れることにより形成された舌片状の蓋部
が開口し、造形空間と造形用金型の外部とが連通状態と
なって造形空間内の通気性が確保され、造形空間内へ均
一に鋳砂が充填される。

【００１４】請求項２記載の本発明のベントプラグで
は、舌片状の蓋部が、一端に鍔を有する内筒の他端に内
筒と一体に取り付けられているので、内筒を外筒に挿入
することにより、舌片状蓋を、上記の一方の開口端部を
塞ぐように外筒に容易に取り付けることができる。請求
項３記載の本発明の鋳型の造形用金型では、内部の造形
空間と外部との間にベントホール及び請求項１又は２記
載のベントプラグが設けられており、ブローイング時に
造形用金型の造形空間に供給されたエアがベントプラグ
流入すると、舌片状の蓋部が開口して、造形空間と造形
用金型の外部とが連通状態となって造形空間内の通気性
が確保され、造形空間内へ均一に鋳砂が充填される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。まず、本発明の一実施形態
としてのベントプラグ及び鋳型の造形用金型について説
明する。図１〜図４は本実施形態のベントプラグ及び鋳
型の造形用金型について示す図である。

【００１６】本実施形態の造形用金型は、図１に示すよ
うに、上型金具１Ａと、下型金具１Ｂとをそなえて構成
され、金具１Ａ，１Ｂとの間に所定形状の造形空間１Ｃ
が形成されている。この造形空間１Ｃ内に、砂，レジン
パートＩ・パートIIとが混練され調整された鋳砂を充填
した後、アミンガスを注入することで鋳砂を硬化させ所
定形状の鋳型を造形できるようになっている。

【００１７】また、従来技術として上述したように、造
形空間１Ｃ内での鋳砂の廻りを良くして、鋳砂を造形空
間１Ｃ内に均一に充填できるように、上型金具１Ａに
は、１以上の所定箇所にベントホール２が穿設されてい
る。ベントホール２の下端には通気口３ａを有するエア
ベント３が造形空間１Ｃに面して設置されている。ま
た、ベントホール２の上端には、ベントプラグ４が取り
付けられている。

【００１８】ベントプラグ４は、図１及び図２（ａ），
（ｂ）に示すように、外周面にネジ溝が形成された円筒
形状の外筒４Ａと、この外筒４Ａの一方の開口端部４Ａ
ａに取り付けられた複数の舌片状の蓋部４Ｂａとをそな
えて構成されており、外筒４Ａはベントホール２の上端
に螺合されている。また、図２（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、舌片状の蓋部４Ｂａは、上記開口端部４Ａａを塞
ぐようにして取り付けられる円形のシート状部材４Ｂに
放射状に切り込みを入れることにより、シート状部材４
Ｂに全周にわたって複数形成されている。シート状部材
４Ｂは、一端に環状の鍔部４Ｃａを有する円筒形状の内
筒４Ｃの他端に取り付けられており、シート状部材４Ｂ
と内筒４Ｃとはシリコンゴム材（弾性部材）により一体
に形成されている。以下、シート状部材４Ｂ及び内筒４
Ｃからなる一体品を円筒状ゴム部材４Ｄという。

【００１９】円筒状ゴム部材４Ｄの外径は何れも外筒４
Ａの内径よりも僅かに大きく設定されており、円筒状ゴ
ム部材４Ｄをその弾性を利用して外筒４Ａに挿入し固定
できるようになっている。また、鍔部４Ｃａの外径は外
筒４Ａの内径よりも十分に大きく設定されており、下方
の造形空間１Ｃ側からエア圧を受けても円筒状ゴム部材
４Ｄが外筒４Ａから抜けないようになっている。

【００２０】なお、外筒４Ａの金具外部側の端部には図
２（ｂ）に示すように同一直径上に溝４Ａｂ，４Ａｂが
設けられており、ベントプラグ４の上型金具１Ａへの取
り付け／取り外しはこの溝４Ａｂ，４Ａｂを利用してマ
イナスドライバにより行なえるようになっている。本発
明の一実施形態としてのベントプラグ及び鋳型の造形用
金型は上述したように構成されているので、ブローイン
グ時、図示しない注入口から鋳砂と共に造形空間１Ｃに
注入されたエアが、図１中に矢印で示すようにベントプ
ラグ４に流入すると、舌片状の蓋部４Ｂａが上方に弾性
変形して開口し、この開口部からエアが外部に流出す
る、したがって、造形空間１Ｃの通気性が確保され、造
形用金型内での鋳砂の廻りを良くして、鋳砂を造形用金
型内に均一に充填できる。

【００２１】この際、ベントプラグ４には、上述した図
５及び図６に示す従来チェックベントのように内部にボ
ールのような作動部がないので、エアと共に流入する鋳
砂の付着によるかかる作動部の作動不良がなく、従来の
チェックベントに比べエアの排出がスムーズに行なわれ
るようになるという利点がある。また、内部に作動部が
ないので作動部を核として鋳砂が内部に付着してしまう
ことがなく、内部に詰まりが発生することを防止できる
という利点もある。

【００２２】加えて、ブローイング時にベントプラグ４
からエアとともに排出され舌片状の蓋部４Ｂａ上やその
周辺に付着した鋳砂を、例えば図示しないエアガンなど
によりエアベント３側から高圧のエアを吹き込むことに
より払い飛ばして清掃できる。したがって、上述したよ
うな簡素な構成において、ベントプラグ４を上型金具１
Ａから取り外すことなく生産現場において容易に清掃を
行なえるという利点がある。

【００２３】また、ベントプラグ４においては、鋳砂及
びエアに接触して消耗したり鋳砂が固着したりするの
は、円筒状ゴム部材４Ｄだけであり、この円筒状ゴム部
材４Ｄを図３に示すように単に外筒４Ａに挿入するだけ
で容易にベントプラグ４を組み付けることができる。し
たがって、この円筒状ゴム部材４Ｄだけを交換して外筒
４Ａは使い回すことが可能となり、コストの抑制が可能
となる。

【００２４】また、従来技術の説明として上述したよう
に、エアベントからアミンガスを造形空間内に注入させ
ると造形空間内の鋳砂が過剰に硬化する虞があると一般
に言われているが、必ずしもそうとは言えず、エアベン
トからアミンガスを注入することにより、鋳砂の硬化不
足を防いだり鋳砂を硬化するのに要するサイクルタイム
を短縮できたりするケースもあることが判明している。
本ベントプラグ４においては、舌片状の蓋部４Ｂａから
造形空間１Ｃ内にアミンガスを注入することが可能であ
り、鋳砂の硬化不足の防止及びかかるサイクルタイムの
短縮化が可能となっている。

【００２５】なお、本発明のベントプラグ及び鋳型の造
形用金型は、上述した実施形態に限定されず、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形を行なうことが可能で
ある。例えば、上述した実施形態では、円形のシート状
部材４Ｂに全周にわたって舌片状の蓋部４Ｂａを形成し
ているが、図４（ａ）に示すようにシート状部材４Ｂの
一部に舌片状の蓋部４Ｂａ′を形成する構成としても良
い。この場合、図４（ａ）のＸ−Ｘ断面（蓋部４Ｂａ′
の断面）を図４（ｂ）に示すように構成することによ
り、上述した従来技術のようにガッシング時にアミンガ
スがベントプラグから造形空間に侵入しないように構成
することも可能である。

【００２６】つまり、蓋部４Ｂａ′は、下方（造形空
間）からのエア流に対しては上方に弾性変形して開口す
る一方、上方からのアミンガス流に対しては、蓋部４Ｂ
ａ′の端面がベース部（シート状部材４Ｂの蓋部４Ｂ
ａ′でない部分）４Ｂｂの端面に当接して開口しないよ
うになるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載のベ
ントプラグによれば、ブローイング時に造形空間に供給
されたエアが外筒に流入すると、舌片状の蓋部が開口
し、造形空間と造形用金型の外部とが連通状態となって
造形空間内の通気性が確保され、これにより、造形空間
内へ均一に鋳砂を充填することができ、鋳型の品質ひい
てはこの鋳型により造形される鋳物の品質を向上させる
ことができる。

【００２８】そして、内部に動作部がないので、この動
作部による排気抵抗がなく排気が滑らかに行なわれるよ
うになり、外筒に舌片状の蓋部を設けるといった簡素な
構成により、内部に鋳砂が固着することによる詰まりを
防止できるという利点がある。加えて、舌片状の蓋部の
周辺に残留／固着した鋳砂を造形空間よりエアを注入す
ることにより除去できるので、造形用金型から取り外す
ことなく清掃を容易に行なえるという利点がある。

【００２９】請求項２記載の本発明のベントプラグで
は、舌片状の蓋部が、一端に鍔を有する内筒の他端に内
筒と一体に取り付けられているので、内筒を外筒に挿入
することにより、舌片状蓋を、上記の一方の開口端部を
塞ぐように外筒に容易に取り付けることができ、したが
って、エア及び鋳砂に接触して摩耗する舌片状蓋及び内
筒だけを交換することことができ、外筒を使い回してコ
ストの低減を図れるという利点もある。

【００３０】請求項３記載の本発明の鋳型の造形用金型
によれば、内部の造形空間と外部とがベントホール及び
請求項１又は２記載のベントプラグにより接続されてい
るので、簡素な構成により、安定して造形空間内の通気
性が確保され、造形空間内へ均一に鋳砂を充填すること
ができ、鋳型の品質ひいてはこの鋳型により造形される
鋳物の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのベントプラグ及び
鋳型の造形用金型の構成を示す模式的な断面図である。

【図２】本発明の一実施形態としてのベントプラグの構
成を示す図であり、（ａ）はその模式的な断面図、
（ｂ）はその舌片状の蓋部及び外筒先端の構成を示す模
式的な斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態としてのベントプラグにか
かる外筒への舌片状の蓋部の取り付けを説明するための
模式的な斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態としてのベントプラグの変
形例の構成を示す図であり、（ａ）は模式的な平面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面である。

【図５】従来のベントプラグ（チェックベント）及び鋳
型の造形用金型の構成を示す模式的な断面図である。

【図６】従来のベントプラグ（チェックベント）の構成
を示す図であり、（ａ）はその模式的な断面図、（ｂ）
はその模式的な斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ 上型金具 １Ｂ 下型金具 １Ｃ 造形空間 ２ ベントホール ３ エアベント ４ ベントプラグ ４Ａ 外筒 ４Ａａ 開口端部 ４Ｂ シート状部材 ４Ｂａ，４Ｂａ′ 舌片状の蓋部 ４Ｂｂ ベース部 ４Ｃ 内筒 ４Ｃａ 鍔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型の造形用金型のベントホールに取り
   付けられるベントプラグであって、 該ベントホールに取り付けられる筒形状の外筒と、 該外筒の一方の開口端部を塞ぐ開口可能な舌片状の蓋部
   とをそなえて構成され、 該舌片状の蓋部が、該開口端部に取り付けられたシート
   状の弾性部材に切り込みを入れることにより形成された
   ことを特徴とする、ベントプラグ。
2. 【請求項２】 該舌片状の蓋部が、一端に鍔を有する内
   筒の他端に該内筒と一体に取り付けられ、 該内筒を該外筒に挿入することにより、該舌片状蓋が上
   記の一方の開口端部を塞ぐように該外筒に取り付けられ
   ていることを特徴とする、請求項１記載のベントプラ
   グ。
3. 【請求項３】 内部の造形空間と外部とをベントホール
   を介して連通可能に接続される、鋳型の造形用金型であ
   って、 請求項１又は２記載のベントプラグが該舌片状の蓋部を
   該外部に向けて該ベントホールに取り付けられているこ
   とを特徴とする、鋳型の造形用金型。