JP2659870B2 - 中子製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳物製品の中空部を形
成する中子の製作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中子とは、鋳物製品の中空部の形状を形
成するものを言い、一般には、砂型で作るものが殆んど
である。この中子形状は、使用される鋳物製品によって
千差万別である。従来技術における中子製作方法とし
て、手込め造型方法、機械（ジョルトマシン、二次元振
動造型機）による造型方法、さらには空気を利用した鋳
物砂充填方法（ブローイング方式）等が実用されてい
る。

【０００３】空気を利用した鋳物砂充填方法は、比較的
中、小物で、量産物を対象とした中子造型方法として、
量産鋳物工場で多用されている方法である。本発明が対
象とする自硬性鋳物砂を中子に用いる多種少量品の分野
では、手込め造型単独または機械（ジョルトマシン、二
次元振動造型機）造型と手作業の併用により中子を製作
するのが一般的である。

【０００４】図６は手込め造型による中子製作を示すも
ので、１は中子用模型、２は自硬性鋳物砂、９は搗き棒
またはサンドランマーである。中子用模型１に自硬性鋳
物砂２を適当量投入し、搗き棒またはサンドランマー９
にて搗き固め、中子を製作した後、自硬化するまで放置
する。図７は、二次元振動造型機を用いた中子製作を示
すもので、１は中子用模型、２は自硬性鋳物砂、６′は
二次元振動造型機である。

【０００５】二次元振動造型機６′上に、中子用模型１
を置き、その中子用模型１の中に自硬性鋳物砂２を適当
量投入し、二次元振動造型機６′を加振させ、自硬性鋳
物砂２の充填密度向上を図る。しかし、二次元振動造型
機６′の加振力のみでは、中子用模型の隅角部Ａ₁ ，Ａ
₂ ，Ａ₃ ，Ａ₄ ，Ａ₅ ，Ａ₆ 等は、自硬性鋳物砂２の充
填が出来ない。そのため、中子用模型の隅角部Ａ₁ ，Ａ
₂ ，Ａ₃ ，Ａ₄ ，Ａ₅ ，Ａ₆ 等は、搗き棒またはサンド
ランマー９による補助的な手込作業を必要としている。

【０００６】中子製作後は、図６の手込め造型と同様
に、自硬性鋳物砂２が硬化するまで放置した後、中子用
模型１より中子を取り出す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の中子製
作方法には次のような問題点がある。複雑な形状の中子
を造型する場合、中子の形状を確実に具現し、かつ、所
要の中子密度を得るために、手作業による中子の搗き固
めが必要である。そのため、手作業による中子の搗き固
めが困難な複雑形状の中子用模型の場合は、中子を分割
型としている。それゆえに、中子製作が完了した後分割
中子の組立て工数の増加、中子寸法精度の低下、鋳造し
た鋳物にバリが発生する等の不具合を生じている。

【０００８】また、中子製作が完了した後、自硬性鋳物
砂が中子用模型内で硬化するまで、一定時間放置する工
程が必要である。そのため中子造型時間の増加、硬化後
の中子抜型時間の変動、（周囲条件によって変化する）
抜型時または抜型後の中子の変形等の不具合がある。本
発明は、このような中子の造型性、中子及び鋳物の品質
上の不具合を解決した中子製作方法を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】中子用模型内部を吸引流
気する手段と、中子用模型に三次元振動を与える手段と
を具え、前記模型に三次元振動を与えながら自硬性鋳物
砂を部分的に投入し、部分的に充填してこの操作を繰返
して前記模型内部を鋳物砂で充填した後で、前記模型内
部を常温大気圧の空気を吸引流気して乾燥することを特
徴とする。中子用模型の鋳物砂の充填が困難な凹部に砂
補充用穴を設け、同凹部に対する鋳物砂の充填を可能に
した。

【００１０】

【作用】中子用模型に自硬性鋳物砂を投入する際、、又
は投入した後で、模型に三次元振動を与えることによ
り、鋳物砂が模型の隅々まで流れ込み緻密な充填が行な
われる。充填された鋳物砂を吸引流気することにより、
鋳物砂に含まれた水分及び粘結剤の化学反応により発生
する水分が除去され、硬化が促進される。

【００１１】

【実施例】図１に示した第１実施例において、三次元振
動造型機６の振動テーブル上に、中子硬化用吸引流気ボ
ックス３または吸引流気手段を設けた中子用模型１を設
置する。別の場所で混練した自硬性鋳物砂２を中子用模
型１内に適当量（例えば、全砂量の１／２）添加した
後、三次元振動造型機６を作動し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸
の三方向の振動を与え、自硬性鋳物砂２を中子用模型内
に充填する。三次元振動造型機６を停止し、次に適当量
（例えば、全砂量の１／４）を中子用模型１内に投入
し、三次元振動造型機６を作動させる。更に残量分（例
えば１／４）の自硬性鋳物砂２を中子用模型１内に投入
し、再度振動充填を行なう。

【００１２】中子造型が完了後、直ちに吸引流気装置８
を数分間作動させ、吸引パイプ７及び吸引流気ボックス
３を介して中子を吸引流気し、自硬性鋳物砂２の水分な
らびに粘結剤が化学反応時に発生する水分を脱水除去
し、硬化を促進する。次に、本実施例の具体的作業につ
いて説明する。三次元振動造型機６のＸ，Ｙ，Ｚ軸の加
振力（周波数）を各５０ヘルツに設定し、中子重量３０
ｋｇの中子用模型１を振動テーブル上に設置し、フラン
鋳物砂２を中子用模型１内に全砂量の１／２を投入し、
１０秒間振動を与えた。次いで、フラン鋳物砂２の全砂
量の１／４を中子用模型１内に投入し、２０秒間振動、
更に全砂量の１／４強のフラン鋳物砂２を中子用模型１
内に投入し、３０秒間振動した。中子用模型完了後、吸
引流気装置８を作動し（５分間）中子を吸引流気硬化さ
せた。

【００１３】抜型した中子は、約１００ｍｍの凸起巾木
でも完全に充填されており、また中心部まで均一に硬化
した良好な中子が得られた。表１にフラン自硬性砂の吸
引流気硬化特性を示す。

【００１４】

【表１】 注）供試砂：掛津浮選５号 気 温：２８℃ 湿 度：９０％ＲＨ 硬化の挙動：深部まで均一硬化 図２に第２実施例を示す。

【００１５】中子用模型１の凹部で、自硬性鋳物砂２を
充填できないＡ₁ ，Ａ₂ ，……Ａ₆部に、吸引流気用通
気孔４を設けた中子用模型１を三次元振動造型機６上に
設置し、吸引流気装置８を作動させながら、フラン鋳物
砂２を中子用模型１内に投入し、かつ、併行して三次元
振動造型機６を約６０秒振動させ、中子を製作した。そ
の後、第１実施例と同様に吸引流気硬化を実施した結
果、良好な中子が得られた。

【００１６】図３に第３実施例を示す。中子用模型１の
凹部Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₄ 及びＡ₅ に１５ｍｍ口の砂補充用
穴５を設けた中子用模型１を、三次元振動造型機６上に
設置した後、中子用模型１内へ全砂量の１／２のフラン
鋳物砂２を投入し、約２０秒振動した。次いで、三次元
振動造型機６を振動させながら、中子用模型１の上部及
び砂補充用穴５からフラン鋳物砂を補充投入し、約４０
秒間振動した。

【００１７】中子造型完了後、吸引流気装置８を作動
し、吸引流気硬化を促進した結果、良好な中子が得られ
た図４に中子用模型の上部から吸引流気して硬化させる
第４実施例を示す。三次元振動造型機６の振動テーブル
上に、吸引流気用通気孔４及び砂補充用穴５（中子の形
状によっては省略）を設けた中子用模型１を設置する。
別の場所で混練した自硬性鋳物砂２を中子用模型１内に
適当量あて分割投入しながら三次元振動造型機６を加振
させ中子を造型する。中子造型完了後、図示しない吸引
流気装置を数分間作動させ、中子用模型１の上部に設け
た吸引パイプ７を介して中子を吸引流気し、自硬性鋳物
砂２の水分ならびに化学反応時に発生する水分を脱水除
去し、硬化を促進した結果、従来の自硬化方法に比して
中子の抜型時間が半減でき、かつ中子の深部までの均一
硬化が実現した。なお、図４において、１０はクランプ
である。

【００１８】図５に中子用模型の側面から吸引流気して
硬化させる第５実施例を示す。自硬性鋳物砂２の添加方
法及び加振要領は第４実施例と同様である。吸引流気は
中子用模型１の側面部から行ったが、抜型時間及び硬化
状態は第４実施例と同様な良好な結果が得られた。

【００１９】

【発明の効果】本発明による中子製作方法は中子用模型
内部を吸引流気する手段と、中子用模型に三次元振動を
与える手段とを具え、前記模型に三次元振動を与えなが
ら自硬性鋳物砂を部分的に投入し、部分的に充填してこ
の操作を繰返して前記模型内部を鋳物砂で充填した後で
前記模型内部を常温大気圧を吸引流気して乾燥するよう
にしたものであるから中子用模型の底部からの吸引流気
は二次的に生産性向上並びに中子の品質を安定化し、更
に自硬性鋳物砂を対象として、これを三次元的に振動す
る模型内への部分的な投入は、自硬性鋳物砂の中子深部
までの投入を容易にし、而もこの操作を繰返しての鋳物
砂の充填は中子の深部までの均一硬化が可能となり、更
に自硬性鋳物は中子の硬化時間がほぼ１／２に減少し中
子の生産性が向上すると共に中子の硬化が均一で、かつ
良好であるため中子の精度が向上し鋳物の寸法精度が向
上しまた仕上代の減小も可能である等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る装置の縦断面図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例に係る装置の縦断面図であ
る。

【図３】本発明の第３実施例に係る装置の縦断面図であ
る。

【図４】本発明の第４実施例に係る装置の縦断面図であ
る。

【図５】本発明の第５実施例に係る装置の縦断面図であ
る。

【図６】従来の中子製作方法を示す縦断面図である。

【図７】他の従来の中子製作方法を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 中子用模型 ２ 自硬性鋳物砂 ３ 吸引流気ボックス ６ 三次元振動造型機 ７ 吸引パイプ ８ 吸引流気装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安国 孝司 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社 三原製作所内 (72)発明者 大畠 正昭 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社 三原製作所内 (72)発明者 永井 清隆 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社 三原製作所内 (72)発明者 輿石 邦夫 東京都中央区日本橋茅場町一丁目14番10 号 花王クエーカー株式会社内 (72)発明者 平馬 康良 東京都中央区日本橋茅場町一丁目14番10 号 花王クエーカー株式会社内 (72)発明者 小川 恭三郎 東京都中央区日本橋茅場町一丁目14番10 号 花王クエーカー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−109138（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−23245（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−13150（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中子用模型内部を吸引流気する手段と、
   中子用模型に三次元振動を与える手段とを具え、前記模
   型に三次元振動を与えながら自硬性鋳物砂を部分的に投
   入し、部分的に充填してこの操作を繰返して前記模型内
   部を鋳物砂で充填した後で、前記模型内部を常温大気圧
   の空気を吸引流気して乾燥することを特徴とする中子製
   作方法。
2. 【請求項２】 中子用模型の鋳物砂の充填が困難な凹部
   に砂補充用穴を設け、同凹部に対する鋳物砂の充填を可
   能にした請求項１記載の中子製作方法。