JP2699526B2 - 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
ようにして健全な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、鋳型に給水させたり、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２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３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４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
されたり、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健全な成形体を
簡単に得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、着肉の固化状態を検出して鋳型内の泥漿を排出し、
着肉を固形鋳込法で硬化させるようにしたことを特徴と
するものである。

また、前記着肉の固化状態を検出して鋳型内の泥漿を
排出したのち、着肉に欠陥防止のためさらに泥漿を供給
しながら固形鋳込法で硬化させ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、まず、排泥鋳込法によって着肉さ
せ、この一部または全部が固化したことを検出して泥漿
を排出した後、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の肉
厚を制御しながら健全な状態で成形できるようにしてい
る。

また、排泥鋳込法によって着肉させ、この一部または
全部が固化したことを検出して泥漿を排出した後、着肉
を固形鋳込法と同様に硬化させる際に、さらに泥漿を押
湯のように供給しながら固化させるようにしており、引
け巣などの欠陥のない健全な成形体を得ることができる
ようにしている。

［実施例］ 以下、この発明の一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、着肉の固化を検出した後、泥漿を排出し、残
った着肉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、成形後のノ
ズル１を取出すことができるように３分割された石膏型
11a,11b,11cで構成され、その内部に成形体であるノズ
ル１の外形に対応した空洞部12が形成されるようになっ
ている。

そして、石膏型11cには、泥漿注入口13が形成され、
この部分からは吸水ができないように非吸水性の塗膜14
などで保護してある。

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15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
形成するように石膏型11c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15では、先端部に突起部２を着肉
させるための段差部15aが形成され、この段差部15aに隣
接する最先端部15bは鋳型11の空洞部12に位置し、この
最先端部15bだけは着肉しないように吸水性を無くすた
め非吸水性の塗膜14を塗るなどの処理がなされている。

また、この鋳込成形用中子15には、その軸方向中心部
に泥漿排出口16が形成され、鋳型11の空洞部12と連通す
るようになっている。

さらに、この泥漿排出口16の内面にも泥漿が着肉しな
いように吸水性を無くすため非吸水性の塗膜14を塗るな
どの処理がなされるとともに、石膏型11b,11cの泥漿注
入口13に接続する部分にも泥漿が着肉しないように吸水
性を無くすため非吸水性の塗膜14を塗るなどの処理がな
されている。

また、泥漿注入口13には、ストップ弁17を介して泥漿
が供給できるようになっており、泥漿排出口16にも、ス
トップ弁18が設けられ、このストップ弁18の上流側に配
管19が分岐されて泥漿レベル管20が設置されている。

次に、このような鋳型11および鋳込成形用中子15を用
いて行うノズル１の鋳込成形法について説明する。

まず、泥漿排出口16のストップ弁18を閉じた状態とし
て石膏型11bの泥漿注入口13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15との空隙部に充満さ
せる。

すると、鋳型11の空洞部12に供給された泥漿５は、鋳
込成形用中子15の泥漿排出口16及び配管19を通って泥漿
レベル管20にも供給され、泥漿注入口13への泥漿５の供
給圧力と釣り合う高さＨまで泥漿５が上昇する（第１図
（Ａ）参照）。

この状態では、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15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15の段差部15aにも着肉し
て行く。

こうして泥漿５が着肉していき、ある時間が経過する
と、石膏型11a〜11cに泥漿５中の水分が吸収され、鋳込
成形用中子15の先端部付近の外周部分21（図中交差斜線
で示してある）にも着肉が進み、泥漿注入口13から供給
される泥漿５が空洞部12内に流入することができなくな
ってしまう。

一方、鋳型11の空洞部12では、泥漿５の着肉が進行す
るため、泥漿５が必要であり、泥漿レベル管20からの逆
流によって泥漿５が供給されることになる。

このため泥漿レベル管20の泥漿５の高さが初期状態の
ＨからΔＨだけ低下し始める（第１図（Ｂ）参照）。

そこで、この泥漿レベル管20の泥漿５の低下開始を光
電管22などの検出器で検出し、排泥鋳込み法による成形
の終了信号とする。

すなわち、光電管22などの検出器からの検出信号で泥
漿排出口16のストップ弁18を開放し、鋳型11の空洞部12
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15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15の先端の段差部15aに
は、突起部２に相当する着肉が一体に生じる。

このようにして鋳型11内の泥漿５を排出することで、
着肉層の厚さを一定に保つことができ、着肉層の厚さが
必要以上に厚くなることや肉厚不足となることを防止で
きる。

この後、従来の固形鋳込法の場合と同様に、鋳型11内
に残留した着肉を硬化するため、更に所定時間放置した
のち、鋳込成形用中子15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を取出して成形作業が
終了する。

このように鋳込成形用中子15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をその肉厚を一定に保ち
ながら成形することができる。

次に、鋳型11内の泥漿５を排出することで、着肉層の
厚さを一定に保持した状態で、さらに、引け巣などの欠
陥を生じないようにして固化するための鋳込成形工程に
ついて説明する。

このためには、鋳型11の空洞部12内の泥漿５を泥漿レ
ベル管20の低下によって排出した後、さらに、鋳型11の
泥漿注入口13から泥漿５を供給し続け、着肉層に直接泥
漿５を供給できる状態にしておく（第１図（Ｃ）参
照）。

すると、供給される泥漿５が押湯に相当する機能をな
し、着肉の健全化を図るとともに、着肉の固化最終部分
に生じる引け巣などの欠陥の発生を防止する。

この結果、一層健全な突起部２を備えたノズル１を成
形することができる。

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、ノズル以外の成形体であってもよく、成形体の形状
などに応じて鋳型や鋳込成形用中子を適宜変更して用い
るようにすれば良い。

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、一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、まず、排泥鋳込法によって着肉さ
せ、この一部または全部が固化したことを検出して泥漿
を排出した後、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成形体
を、肉厚を制御しながら健全な状態で成形することがで
きる。

また、排泥鋳込法によって着肉させ、この一部または
全部が固化したことを検出して泥漿を排出した後、着肉
を固形鋳込法と同様に硬化させる際に、さらに泥漿を押
湯のように供給しながら固化させるようにしたので、引
け巣などの欠陥のない健全な成形体を得ることができ
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図はこの発明の適用対象の一例のノズルの断面図、
第３図は排泥鋳込法の概略工程図、第４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、11a〜11c:石膏型、12:空洞部、13:泥漿注入
口、14:塗膜（非吸水性）、15:鋳込成形用中子、15a:段
差部、16:泥漿排出口、17,18:ストップ弁、19:配管、2
0:泥漿レベル管、21:着肉、22:光電管。

Claims (2)

(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、
   着肉の固化状態を検出して鋳型内の泥漿を排出し、残留
   した着肉を固形鋳込法で固化させるようにしたことを特
   徴とする鋳込成形法。
2. 【請求項２】前記着肉の固化状態を検出して鋳型内の泥
   漿を排出した後、残留した着肉に欠陥防止のためさらに
   泥漿を供給しながら固形鋳込法で固化させるようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の鋳込成形法。