JP2699519B2 - 鋳込成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、セラミックス材料などを用いて不均一な
肉厚の中空部品を成形する鋳込成形法に関し、肉厚部形
成用の中子と排泥鋳込法と固形鋳込法とを組み合わせる
ようにして不均一な肉厚部を有する中空部品を簡単に成
形できるようにしたものである。

［従来の技術］ 陶磁器などセラミックス材料を用いて構造用部品など
を作ろうとする場合には、セラミックス粉末などを所定
の形状に成形する必要がある。

このようなセラミックス材料を用いて行う成形法の一
つに鋳込成形法があり、この中には、排泥鋳込法と固形
鋳込法がある。

排泥鋳込法では、セラミックス粉末を溶媒中に分散さ
せて泥漿を作り、この泥漿を吸水性のある石膏などの鋳
型に流し込み、適当な時間の後、余分な泥漿を排除し、
鋳型内に着肉した成形体を得る。

一方、固形鋳込法では、製品形状に対応した空洞部が
形成された鋳型と製品の中空部を形成する中子とを組合
わせるようにし、これらを組合わせた鋳型内に泥漿を入
れ、鋳型に吸水させたり、泥漿自体を硬化させて成形体
を得る。

したがって、肉厚が均一な成形体を得る場合には、い
ずれの鋳込法でも比較的簡単に成形することができ、特
に排泥鋳込法を用いるようにすれば、中子も必要なく、
一層簡単に成形できる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、不均一な肉厚部を有する中空部品、例えば
第５図に示すようなノズル１を成形しようとすると、ノ
ズル１の内部に形成される突起部２が周囲の肉厚ｔより
厚いt1になっているため、ノズル１外形に対応した空洞
部３が形成された石膏などの３分割構造の鋳型４を用い
て排泥鋳込法で成形する場合には、第６図に示すよう
に、鋳型４内に泥漿５を注入して着肉させた後、泥漿５
を排出しても突起部２のない均一な肉厚ｔの成形体であ
るノズル１しか得ることができないという問題がある。

そこで、固形鋳込法を用い、第７図に示すように、鋳
型４内に大きく３つに分割された中子６を装着し、鋳型
４と中子６との空隙７に泥漿５を注入し、鋳型４に吸水
させたり、泥漿５の自己硬化によって成形することで突
起部２をそなえたノズル１の成形体を得ることが行われ
ている。

ところが、この固形鋳込法では、ノズル１に突起部２
を成形する必要があるため、中子６が複雑となるという
問題がある。

また、成形後に分割された中子６を取出さねばならな
いが、この際に成形体としてのノズル１を破損してしま
うことが多く、さらに泥漿５が中子６の組立隙間に入る
ため分解が困難となってしまうという問題もある。

この発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、肉厚に不均一な部分があっても簡単に成形する
ことができる鋳込成形法を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明
の鋳込成形法は、不均一な肉厚部を有する中空部品を成
形するに際し、中空部品の外形に応じた空洞部が形成さ
れた吸水性の鋳型に前記肉厚部を着肉形成する中子を装
着した後、泥漿を注入して排泥鋳込法で鋳型内に着肉さ
せ、次いで鋳型内の泥漿を排出し、残留着肉を固形鋳込
法で硬化させたのち中子を取出すようにしたことを特徴
とするものである。

また、この発明の請求項２記載の鋳込成形法は、請求
項１記載の構成に加え、中空部品の外形に応じた空洞部
が形成された吸水性の鋳型に装着され不均一な前記肉厚
部を着肉形成する前記中子に、前記鋳型空洞部に泥漿を
給排する通路を設けて装着するようにしたことを特徴と
するものである。

さらに、この発明の請求項３記載の鋳込成形法は、請
求項１記載の構成に加え、中空部品の外形に応じた空洞
部が形成された吸水性の鋳型に装着されて不均一な前記
肉厚部を着肉形成する前記中子を、芯材とこの芯材の外
側に被せられる可撓性被覆材との二分割構造として装着
するようにしたことを特徴とするものである。

［作 用］ この鋳込成形法によれば、不均一な肉厚部を形成する
部分にだけ中子を配置してこの部分にも排泥鋳込法で着
肉できるようにし、排泥鋳込法による着肉を固形鋳込法
と同様に硬化させて成形体を得るようにしており、排泥
鋳込法と固形鋳込法の組合わせによって簡単に不均一な
肉厚部があるものを成形できるようにしている。

また、このような鋳込成形法に用いる鋳込成形用中子
に泥漿用の通路も設けるようにすることで、排泥鋳込法
を適用する場合の泥漿の注入及び排出を容易にし、精度
の良い成形ができるようにしている。

さらに、鋳込成形用中子を芯材と可撓性被覆材とで構
成するようにし、中空部に断面変化などがあっても容易
に中子の着脱ができるようにし、成形体の破損を防止す
るとともに、成形できる範囲の拡大をはかるようにして
いる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の鋳込成形法を突起部を備えたノズ
ルの成形に適用した場合の一実施例にかかる概略工程図
である。

この発明の鋳込成形法では、鋳型の空洞部内に泥漿を
注入して周囲に一様な肉厚で着肉させる排泥鋳込法と、
鋳型と中子との空隙に泥漿を注入する固形鋳込法とを組
み合わせるようにし、突起部など肉厚が不均一な部分に
だけ鋳込成形用中子を配置するようにし、排泥鋳込法で
着肉させた後、これを固形鋳込法で硬化させるようにす
る。

このような鋳込成形法に使用される鋳型11は従来の排
出泥鋳込法や固形鋳込法で使用される鋳型４と同様に石
膏等の吸水性のある材料で形成されており、成形体であ
るノズル１の外形に対応した空洞部12が形成され、成形
後のノズル１を取出すことができるように３分割構造と
されるとともに、ノズル１の一方の開口部７を形成する
ため着肉しない材質の抑え板13で塞ぐようになってい
る。

一方、ノズル１の突起部２を形成するために用いられ
る鋳込成形用中子14は、第１図中に鋳型11に装着した状
態で示すように、ノズル１のもう一方の開口部８のみを
形成するように鋳型11の外部から装着されて所定の空隙
を形成する外形となっている。

この鋳込成形用中子14では、先端部に突起部２を着肉
させるための段差部15が形成され、この段差部15に隣接
する最先端部16は鋳型11の空洞部12に位置し、この最先
端部16だけは着肉しないように吸水性を無くすなどの処
理がなされている。

また、この鋳込成形用中子14には、鋳型11の泥漿注入
口17とは別に、泥漿通路18が形成され、鋳型11の空洞部
12と連通するとともに、配管を介してストップ弁19が接
続されており、この泥漿通路18の内面は泥漿の着肉が生
じないように吸水性を無くすなどの処理がなされてい
る。

そして、このような鋳込成形用中子14が鋳型11に装着
され、泥漿注入口17に図示しない泥漿供給装置が接続さ
れるとともに、泥漿通路18に配管及びストップ弁19が接
続されている。

次に、このような鋳型び鋳込成形用中子14を用いて行
うノズル１の成形について説明する。

まず、泥漿通路18のストップ弁19を閉じた状態として
鋳型11の泥漿注入口17から泥漿５を鋳型11の空洞部12及
び鋳型11と鋳込成形用中子14との空隙部に充満させる
（第１図（Ａ）参照）。

すると、排泥鋳込法の場合と同様に鋳型11の空洞部12
の周囲および鋳型11と鋳込成形用中子14との空隙部に泥
漿５が着肉して行くと同時に、ノズル１の突起部２に相
当する鋳込成形用中子14の段差部15にも着肉が生じる。

この後、所定の時間が経過して必要な厚さの着肉が生
じたところで、泥漿注入口17からの泥漿５の注入を停止
し、鋳込成形用中子14に形成した泥漿通路18に接続され
たストップ弁19を開放して鋳型11内の泥漿５を排出する
（第１図（Ｂ）参照）。

この結果、鋳型11上部の空洞部12および鋳込成形用中
子14の周囲には、鋳型11の形状に合致した着肉が形成さ
れると同時に、鋳込成形用中子14の先端の段差部15に
は、突起部２に相当する着肉が一体に生じる。

そこで、こうして鋳型11内に残留した泥漿５を硬化す
るため、更に所定時間放置したのち、鋳込成形用中子14
を鋳型11から取出し、鋳型11を分解して成形体としての
ノズル１を取出す。

このように鋳込成形用中子14を用いるとともに、排泥
鋳込法と固形鋳込法とを組合わせた鋳込成形法によれ
ば、従来のような複雑な分割組立中子を用いることな
く、突起部２を備えたノズル１を形成することができ
る。

したがって、ノズル１に限らず、不均一な肉厚部分が
ある中空部品であっても簡単に鋳込成形ができる。

また、この鋳込成形用中子14を用いることで、着肉の
ない部分に形成した泥漿通路18から鋳型11内の泥漿５を
排出できるので、成形体であるノズル１に変形などを生
じさせることを防止でき、完全な形の成形体を得ること
ができる。

次に、この発明の他の一実施例について第２図〜第４
図により説明する。

この実施例は、成形体であるノズル１の突起部２側の
開口部８の流路の断面形状が、第２図に示すように、内
側になるにしたがって円形から矩形で、しかも小さくな
るようなものを成形するのに好適なものである。

このような断面形状が変化する開口部８を有するノズ
ル１の鋳込成形に用いる鋳込成形用中子20は、第３図に
示すように、芯材21と、この芯材21の外側に被せられる
可撓性被覆材22とで構成されたに二分割構造となってお
り、鋳込成形用中子20の抜き出しが断面変化があっても
可能となるようにしてある。

この鋳込成形用中子20の芯材21は、例えば金属や木
材、あるいは合成樹脂などの剛体で、ノズル１の開口部
８の断面形状と相似状態で縮小して作られており、この
芯材21の外側に被せられる可撓性被覆材22は、ゴムなど
の可撓性のある材料で作られ、芯材21に被せたときに所
定の開口部８の断面形状となるように厚さが定められて
いる。

そして、この鋳込成形用中子20の先端部には、ノズル
１の突起部２に対応した段差部23が形成され、この段差
部23と隣接する最先端部24には、着肉を防止するよう吸
水を防止する処理が施されている。

また、この鋳込成形用中子20の芯材21には、泥漿通路
25が形成してあり、この泥漿通路25内も着肉しないよう
吸水防止処理などが施されている。

このような鋳込成形用中子20を用いて行なうノズル１
の成形は、第４図に示す工程にしたがって行われる。

予め芯材21と可撓性被覆材22を一体とした鋳込成形用
中子20を鋳型11に装着するとともに、泥漿注入口17に図
示しない泥漿供給装置を接続し、泥漿通路25に配管及び
ストップ弁19を接続しておく。

こうして準備が完了した後、まず、泥漿通路25のスト
ップ弁19を閉じた状態として鋳型11の泥漿注入口17から
泥漿５を鋳型11の空洞部12及び鋳型11と鋳込成形用中子
20との空隙部に充満させる（第４図（Ａ）参照）。

すると、排泥鋳込法の場合と同様に鋳型11の空洞部12
の周囲および鋳型11と鋳込成形用中子20との空隙部に泥
漿５が着肉して行くと同時に、ノズル１の突起部２に相
当する鋳込成形用中子20の段差部23にも着肉が生じる。

この後、所定の時間が経過して必要な厚さの着肉が生
じたところで、泥漿注入口17からの泥漿５の注入を停止
し、鋳込成形用中子20に形成した泥漿通路25に接続され
たストップ弁19を開放して鋳型11内の泥漿５を排出す
る。

この結果、鋳型11上部の空洞部12および鋳込成形用中
子20の周囲には、鋳型11の形状に合致した着肉が形成さ
れると同時に、鋳込成形用中子20の先端の段差部23に
は、突起部12に相当する着肉が一体に生じる。

そこで、こうして鋳型11内に残留した着肉５を硬化す
るため、更に所定時間放置したのち、鋳込成形用中子20
の芯材21をまず鋳型11から抜き出す（第４図（Ｂ）参
照）。

その後、可撓性被覆材22を鋳型11から取り出し（第４
図（Ｃ）参照）、最後に鋳型11を分解して成形体として
のノズル１を取出す。

このように鋳込成形用中子20を用いるとともに、排泥
鋳込法と固形鋳込法とを組合わせた鋳込成形法によれ
ば、突起部２を備え、しかも開口部８の断面形状が次第
に変化するノズル１であっても簡単に形成することがで
きる。

したがって、ノズル１に限らず、不均一な肉厚部分が
あり、断面形状に変化がある中空部品であっても簡単に
鋳込成形ができる。

なお、上記実施例では、成形体をノズルとし、これに
対応した鋳型や鋳込成形用中子を用いる場合で説明した
が、成形体の形状などに応じて鋳型の分割数などは適宜
変更するようにしても良い。

また、この発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜構成を
変更できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上、実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の鋳込成形法によれば、不均一な肉厚部を形成する部
分にだけ中子を配置してこの部分にも排泥鋳込法で着肉
できるようにし、排泥鋳込法による着肉を固形鋳込法と
同様に硬化させて成形体を得るようにしたので、排泥鋳
込法と固形鋳込法の組合わせによって簡単に不均一な肉
厚部があるものを鋳込成形できる。

また、この鋳込成形法に用いる鋳込成形用中子に泥漿
用の通路も設けるようにしたので、排泥鋳込法を適用す
る場合の泥漿の注入及び排出を容易にし、仕上りや精度
の良い成形ができる。

さらに、この鋳込成形法に用いる鋳込成形用中子を芯
材と可撓性被覆材とで構成するようにしたので、中空部
に断面変化などがあっても容易に中子の着脱ができ、成
形体の破損を防止することができるとともに、成形でき
る形状の範囲の拡大をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の鋳込成形法を突起部を備えたノズル
の成形に適用した場合の一実施例にかかる概略工程図、
第２図〜第４図はこの発明の他の一実施例にかかり、第
２図は断面変化のある成形体の断面図、第３図は鋳込成
形用中子の断面図、第４図は鋳込成形法の概略工程図、
第５図はこの発明の適用対象の一例のノズルの断面図、
第６図は排出泥鋳込法の概略工程図、第７図は固形鋳込
法の説明断面図である。 1:ノズル（成形体）、2:突起部（肉厚部）、5:泥漿、7,
8:開口部、 11:鋳型、12:空洞部、13:抑え板、14:鋳込成形用中子、
15:段差部、16:最先端部、17:泥漿注入口、18:泥漿通
路、19:ストップ弁、 20:鋳込成形用中子、21:芯材、22:可撓性被覆材、23:段
差部、24:最先端部、25:泥漿通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−24101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148211（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−46206（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不均一な肉厚部を有する中空部品を成形す
   るに際し、中空部品の外形に応じた空洞部が形成された
   吸水性の鋳型に前記肉厚部を着肉形成する中子を装着し
   た後、泥漿を注入して排泥鋳込法で鋳型内に着肉させ、
   次いで鋳型内の泥漿を排出し、残留した着肉を固形鋳込
   法で硬化させたのち中子を取出すようにしたことを特徴
   とする鋳込成形法。
2. 【請求項２】中空部品の外形に応じた空洞部が形成され
   た吸水性の鋳型に装着され不均一な前記肉厚部を着肉形
   成する前記中子に、前記鋳型空洞部に泥漿を給排する通
   路を設けて装着するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の鋳込成形法。
3. 【請求項３】中空部品の外形に応じた空洞部が形成され
   た吸水性の鋳型に装着されて不均一な前記肉厚部を着肉
   形成する前記中子を、芯材とこの芯材の外側に被せられ
   る可撓性被覆材との二分割構造として装着するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の鋳込成形法。