JP2020131269A

JP2020131269A - 鋳型造型装置

Info

Publication number: JP2020131269A
Application number: JP2019031483A
Authority: JP
Inventors: 正臣光武; Masaomi Mitsutake
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】キャビティ内のガスの排出量を高めることができる鋳型造型装置の提供。【解決手段】第１及び第２の金型１、２を備え、第１及び第２の金型１、２同士を押し合わせることによって型締めて、発泡混練された発泡混合部材を用いて鋳型を造型する鋳型造型装置１０である。第１及び第２の金型１、２同士を押し合わせた押し合わせ面１ｂ、２ｂには、微小隙間Ｌ１が設けられている。微小隙間Ｌ１が押し合わせ面１ｂ、２ｂに設けられたまま、発泡混練された発泡混合部材を第１及び第２の金型１、２のキャビティ１ａ、２ａに充填することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、鋳型造型装置に関し、特に発泡混練された発泡混合部材を用いて鋳型造型品を造型する鋳型造型装置に関する。

特許文献１に開示された金型は、分割面にて分割される少なくとも２つの分割型を備え、内部に成形用キャビティを有する。前記分割面の少なくとも一部に、気体を通過可能なシール部材が配されている。これによって、シール部材を通じて、キャビティ内のガスを金型の外部へ排出することができる。

特開２００９−２２８０２６号公報

このような金型は、鋳型造型装置の一構成として応用することができる。本願発明者は、このような鋳型造型装置について以下の課題を発見した。

このような鋳型造型装置は、キャビティ内のガスをシール部材を通じて金型の外部へ排出するため、キャビティ内のガスを十分に排出することができなかった。そのため、鋳型造型品に表面欠陥や内部欠陥が発生することがあった。

本発明は、キャビティ内のガスの排出量を高めるものとする。

本発明に係る鋳型造型装置は、
第１及び第２の金型を備え、
当該第１及び当該第２の金型同士を押し合わせることによって型締めて、発泡混練された発泡混合部材を用いて鋳型を造型する鋳型造型装置であって、
前記第１及び前記第２の金型同士を押し合わせた押し合わせ面には、微小隙間が設けられている。

このような構成によれば、微小隙間が押し合わせ面に設けられたまま、発泡混練された発泡混合部材を第１及び第２の金型のキャビティに充填することができる。微小隙間は、シール部材よりも多量の空気を通過させることができる。そのため、発泡混合部材を第１及び第２の金型のキャビティへ充填してから固まるまで、キャビティ内の空気を微小隙間を通じて排出することができる。よって、キャビティ内のガスの排出量を高めることができる。

本発明は、キャビティ内のガスの排出量を高めることができる。

実施の形態１に係る鋳型造型装置の断面図である。実施例及び比較例について連続造型回数に対する鋳型重量を示すグラフである。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１を参照して実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１に係る鋳型造型装置の断面図である。

図１に示すように、鋳型造型装置１０は、第１の金型１と、第２の金型２とを備える。鋳型造型装置１０は、発泡混合材を用いて鋳型を造型する。

さらに、鋳型造型装置１０は、鋳型造型装置として必要な機能を発揮するため、図示しない各種構成を備える。鋳型造型装置１０は、例えば、攪拌付き収容槽と、充填装置とを備える。攪拌付き収容槽は、発泡混合材を収容して、これを攪拌することによって発泡混練する。充填装置は、発泡混練した発泡混合材を第１の金型１と第２の金型２とのキャビティ１ａ、２ａに充填する。発泡混合材は、骨材と、粘結材とを備える。骨材は、例えば、無機材料からなる複数の粒子や砂等である。粘結材は、例えば、水ガラス、水、水溶性バインダ等である。

第１の金型１は、キャビティ１ａと、押し合わせ面１ｂと、スリット１ｃとを備える。第２の金型２は、キャビティ２ａと、押し合わせ面２ｂとを備える。なお、第１及び第２の金型１、２は、金型として必要な機能を発揮するため、図示しない各種構成、例えば、ゲート、押出ピン等を備える。

第１の金型１と第２の金型２との一方は、図示しない移動装置に取り付けられており、他方は、固定されている。第１の金型１と第２の金型２との一方は、移動装置によって、他方に対して接近し、又は離隔することができる。第１の金型１と第２の金型２とは、移動装置によって、押し合わされて、型締めされる。第１の金型１と第２の金型２とは、押し合わせ面１ｂ、２ｂとの間に微小隙間Ｌ１が生じるように、押し合わされている。

また、微小隙間Ｌ１は、スリット１ｃの深さＬ２と同じ、又は深さＬ２と比較して小さい。スリット１ｃの深さＬ２は、上記した発泡混合材の骨材を構成する粒子の径と比較して小さい。微小隙間Ｌ１も、上記した発泡混合材の骨材を構成する粒子の径と比較して小さい。

（使用方法）
次に、鋳型造型装置１０を用いた鋳型の造型方法について説明する。

まず、発泡混合部材を攪拌する等して発泡混練する（発泡混練工程ＳＴ１）。続いて、発泡混練した発泡混合部材を第１及び第２の金型１、２のキャビティ１ａ、２aを充填する（充填工程ＳＴ２）。なお、第１及び第２の金型１、２の押し合わせ面１ｂ、２ｂには、微小隙間Ｌ１が設けられている。

続いて、発泡混合部材を焼成し、鋳型造型品を形成する（焼成工程ＳＴ３）。さらに、第１の金型１と、第２の金型２とを離隔し、鋳型造型品を取出す（取出工程ＳＴ４）。

以上より、鋳型造型品を造型することができる。鋳型造型品は、鋳型そのものや鋳型を構成する部品であってもよく、例えば、中子、具体的には、無機中子である。鋳型造型品を鋳造プロセスに利用することによって、鋳物のアンダーカット部を形成することができる。鋳物は、多種多少な形状を備え、例えば、シリンダヘッド等である。

以上、このような構成によれば、充填工程ＳＴ２では、第１の金型１の押し合わせ面１ｂと、第２の金型２の押し合わせ面２ｂと間には、微小隙間Ｌ１が設けられている。よって、第１及び第２の金型１、２のキャビティ１ａ、２ａに存在するガスが微小隙間Ｌ１を通じて、第１及び第２の金型１、２の外部へ排出することができる。微小隙間Ｌ１は、シール部材と比較して多量の空気を通過させる。そのため、キャビティ１ａ、２ａ内に存在する空気の多くが微小隙間Ｌ１を通じて第１及び第２の金型１、２の外部へ抜ける。よって、キャビティ１ａ、２ａ内のガスの排出量を高めることができる。

また、押し合わせ面１ｂにはスリット１ｃを備える。スリット１ｃの深さＬ２は、骨材を構成する粒子の径と比較して小さい。よって、当該粒子がスリット１ｃに進むことができず、キャビティ１ａ、２ａ内に留まり、粘結材のみがスリット１ｃに進入する。

また、微小隙間Ｌ１は、スリット１ｃの深さＬ２と同じ、又は深さＬ２と比較して小さい。スリット１ｃの深さＬ２以下である。微小隙間Ｌ１は、骨材を構成する粒子の径と比較して小さい。よって、当該粒子が微小隙間Ｌ１に進まないため、よって、当該粒子が微小隙間Ｌ１に進むことができず、キャビティ１ａ、２ａ内に留まり、粘結材のみが微小隙間Ｌ１に進入する。したがって、鋳型造型品に形成したバリは、粘結材を主に含み、骨材をほとんど含まない。一方、鋳型造型品は、粘結材と、骨材とを備える。そのため、造型品は、バリよりも強度が高い傾向にある。よって、バリは、鋳型造型品から容易に除去することができる。

次に、図２を参照して、図１に示す鋳型造型機と同じ構成を備える鋳型造型機を用いて製造した鋳型の実験について説明する。図２は、実施例及び比較例について連続造型回数に対する鋳型重量を示すグラフである。

図１に示す鋳型造型装置１０と同じ構成を備える鋳型造型機を用いて、所定の造型条件で鋳型を連続して造型し、造型された鋳型の重量を計測した。計測した鋳型の重量を、実施例として図２に記載した。微小隙間は、０．１ｍｍであった。

微小隙間が無く、押し合わせ面同士が密着しているところを除いて、図１に示す鋳型造型装置１０と同じ構成を備える鋳型造型機がある。この鋳型造型機を用いて、所定の造型条件で鋳型を連続して造型した。さらに、この造型された鋳型の重量を計測した。計測した鋳型の重量を、比較例として図２に記載した。

比較例の鋳型重量は、連続造型回数が増大するにつれて、低下する傾向を示した。連続造型回数が２０−３０回ならば、比較例の鋳型重量は、約１４００−１５００ｇの範囲内であった。

一方、実施例の鋳型重量も、連続造型回数が増大するにつれ、低下する傾向を示した。しかし、実施例の鋳型重量は、連続造型回数が増大するにつれ、比較例の鋳型重量と比較してあまり低下しなかった。よって、実施例の鋳型重量は、連続造型回数が同一なら、比較例の鋳型重量よりも大きい傾向にある。例えば、連続造型回数が２０−３０回ならば、実施例の鋳型重量は、約１５００−１５５０ｇの範囲内であり、比較例の鋳型重量よりも大きかった。連続造型回数が３０回を超えた場合、実施例の鋳型重量は、約１４５０−１５３０ｇの範囲内であり、比較例の鋳型重量と比較して大きい傾向にあった。

実施例では、発泡混合剤を第１及び第２の金型のキャビティに充填すると、粘結材がスリット及び微小隙間に浸透する。さらに、スリット及び微小隙間に浸透した粘結材が固まって、バリが形成される。バリは、スリット及び微小隙間に倣った形状を備える。一方、比較例では、バリは、スリットに倣った形状を備える。実施例のバリは、比較例のバリよりも大きいため、強度が高い傾向にある。よって、実施例では、造型品を第１及び第２の金型１、２から取り出すと、バリは造型品に付随して、スリットから除去される傾向にある。バリはスリットにあまり残存しない。一方、比較例では、造型品を第１及び第２の金型１、２から取り出すと、バリは造型品から脱離して、スリットに残存することが多い。実施例では、連続造型回数を増加しても、キャビティ内に存在するガスの排出量が比較例と比較してあまり低下しない。したがって、実施例では、連続造型回数を増加しても、鋳型重量が比較例と比較して高い傾向にある。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０鋳型造型装置
１、２金型
１ａ、２ａキャビティ１ｂ、２ｂ押し合わせ面
１ｃスリット
Ｌ１押し合わせ面の微小隙間Ｌ２スリット１ｃの深さ

Claims

第１及び第２の金型を備え、
当該第１及び当該第２の金型同士を押し合わせることによって型締めて、発泡混練された発泡混合部材を用いて鋳型を造型する鋳型造型装置であって、
前記第１及び前記第２の金型同士を押し合わせた押し合わせ面には、微小隙間が設けられている、
鋳型造型装置。