JP2774138B2 - 消失模型鋳造方法と消失模型鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、消失模型鋳造方法と、消失模型鋳造装置に
係り、特に、消失模型の表面にガスシール膜を設けて、
消失模型が消失する際に発生するガスの抜け状態を調節
して、それによって湯の投入状態を制御するようにした
ものに関する。

（従来の技術） 鋳造法の一つに消失模型鋳造法があり、この消失模型
鋳造法は、模型の型抜きを不要とするものである。

以下、第５図を参照して、従来の消失模型鋳造法につ
いて説明する。第５図は従来の消失模型鋳造法を実施す
るための消失模型鋳造装置の構成を示す断面図であり、
鋳枠101内には、砂103が充填されている。上記砂103内
には製品模型105、105が配慮されており、これら製品模
型105は、消失材、例えば、発泡ポリスチレン樹脂から
形成されており、高温の湯により消失するものである。

上記製品模型105、105の間には、押湯模型107が配置
されており、この押湯模型107も消失材から形成されて
いる。

上記鋳枠101の上方には、湯口カップ109が取付けられ
ており、この湯口カップ109の下方には、湯口棒111が配
置され、この湯口棒111は、上記押湯模型107まで延長さ
れている。上記湯口棒111も消失材から形成されてお
り、高温の湯により消失して湯道として機能する。

上記構成によると、湯口カップ109より高温の湯を投
入すると、湯口棒111が徐々に消失していき、湯が投入
されていく。そして、まず、押湯模型107に湯が投入さ
れる。これによって、押湯模型107は徐々に消失してい
く。それによって、製品模型105、105にも湯が投入され
ていき、製品模型105は徐々に消失して、そこに湯が充
填されていく。

製品模型105に充填された湯が凝固するときには、収
縮現象がみられる。この収縮した分を補充するのが、押
湯模型107に充填された湯であり、押湯模型107に充填さ
れた湯、すなわち押湯が製品模型105、105の部分に流入
して、収縮した分の補充をなす。

又、鋳枠101の下部には、真空室113が形成されてお
り、図示しない真空ポンプにより、吸引口115を介して
吸引することにより、真空室113内の減圧状態を維持
し、それによって消失模型が消失する際に発生するガス
を吸引除去している。このように、ガスを吸引・除去す
るのは、ガスが湯の流れを阻害し、湯の充填を妨げるか
らである。

尚、真空室113を鋳枠101の上部に形成して、上方から
ガスを抜く場合もある。

ところで、第５図に示した消失模型鋳造装置の場合に
は、押湯模型107が製品模型105の一次側に配置されてい
る。これに対して、押湯模型107を製品模型105の二次側
に配置したものがあり、これが第６図に示す消失模型鋳
造装置である。

又、製品模型105はその肉厚が全て一定であるとは限
らず、薄肉部分と厚肉部分との両方を有するものがあ
る。例えば、第７図に示すような場合には、製品模型10
5の中間部分117が薄肉上になっていて、上部及び下部11
9が厚肉状となっている。

尚、第６図及び第７図中、第５図に示したものと同一
部分には同一符号を付して示し、その説明は省略する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると、消失模型が焼失する際に発
生するガスの抜け具合が湯の投入状態に大きく影響し
て、製品の品質を左右してしまうにもかかわらず、その
ガス抜きをうまく調整して、湯の投入を制御することが
できないという問題があった。

例えば、押湯効果を高める場合には、第６図に示すよ
うに、押湯模型107を製品模型105の二次側に配置するよ
り、第５図に示すように一次側に配置した方が、押湯部
分の温度降下が防止されるので好ましいが、押湯模型10
7が消失する際に発生したガスや煤が製品模型105の部分
に混入して、製品の品質を低下させてしまうという問題
があった。

又、第７図に示すように、湯の投入方向の途中に薄肉
部が存在する場合には、その部分で湯が凝固してしま
い、上方への湯の投入が損なわれてしまうことがある。
これも、消失の際に発生するガス良好に抜けないことに
起因する。

これらの問題に対しては、既に述べたように、真空室
113を介してガス抜きを行っており、さらには、別の吸
引手段により、側方からガスを抜く、あるいは局部的に
ガス抜きを行うといったことも考えられるが、いずれに
よっても十分ではなく、過大な設備を要するとともに、
緻密な制御を行うこのができないという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたもので、そ
の目的とするところは、消失模型が消失する際に発生す
るガスの抜け具合を調整して、湯の投入状態を制御する
ことにより、製品の品質を向上させることが可能な消失
模型鋳造方法と消失模型鋳造装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本発明の第１請求項による消
失模型鋳造方法は、鋳枠の砂内に消失模型を配置して、
湯を投入することにより、上記消失模型を徐々に消失さ
せて鋳造する消失模型鋳造方法において、上記消失模型
の表面に適宜の膜厚に設定されたガスシール膜を設け、
消失の際に発生するガスの抜け具合を調整し、それによ
って湯の投入状態を制御するようにしたことを特徴とす
るものである。

第２請求項による消失模型鋳造装置は、消失模型と、
湯道とを備えた消失模型鋳造装置において、上記消失模
型に適宜の膜厚に設定されたガスシール膜を設けたこと
を特徴とするものである。

第３請求項による消失模型鋳造装置は、請求項２記載
の消失模型鋳造装置において、消失模型は製品模型であ
り、この製品模型の肉薄部表面に設けられているガスシ
ール膜の膜厚を厚部の表面に設けられたガスシール膜の
膜厚より薄くしたとこを特徴とするものである。

第４請求項による消失模型鋳造装置は、請求項２記載
の消失模型鋳造装置において、消失模型は、製品模型と
この製品模型の一次側に配置された押湯模型とからな
り、押湯模型の表面に設けられているガスシール膜の膜
厚を製品模型の表面に設けられているガスシール膜の膜
厚より厚くしたことを特徴とするものである。

第５請求項による消失模型鋳造装置は、請求項２記載
の消失模型鋳造装置において、消失模型は、製品模型と
この製品模型の二次側に配置された押湯模型とからなる
とともに、上記押湯模型にも湯道が接続されており、か
つ押湯模型の表面にガスシール膜を設けたことを特徴と
するものである。

（作用） 先ず、第１請求項による消失模型鋳造方法の場合に
は、消失模型の表面に、適宜の膜厚に設定されたガスシ
ール膜を設け、それによって、消失模型が消失する際に
発生するガスの抜け具合を調節して、湯の投入状態を制
御するものである。

第２請求項により消失模型鋳造装置の場合には、消失
模型、湯道からなるものにおいて、消失模型に適宜の膜
厚に設定されたガスシール膜を設けたものであり、それ
によって、消失模型が消失する際に発生するガスの抜け
具合を調節して、湯の投入状態を制御するものである。

第３請求項により消失模型鋳造装置の場合には、薄肉
部及び厚肉部を有する製品模型において、薄肉部の表面
に設けられているガスシール膜の膜厚を厚肉部の表面に
設けられたガスシール膜の膜厚より薄くしたものであ
る。

湯回り不良が発生し易い薄肉部のガスシール膜の厚み
を薄くしたことにより、その部分のガスの抜けが良好と
なり、湯が凝固して湯回りが不良となることもない。

第４請求項による消失模型鋳造装置は、押湯模型の表
面に設けられているガスシール膜の膜厚を製品模型の表
面に設けられているガスシール膜の膜厚より厚くしたも
のである。

これによって、一次側に配置された押湯模型への湯の
投入が規制され、製品模型への投入が促進されるので、
押湯模型の消失により発生するガス及び煤の量も少なく
なり、これらの製品模型部分への混入も防止される等、
押湯模型を一次側に配置する場合の欠点を解消すること
ができる。

第５請求項による消失模型鋳造装置は、製品模型の二
次側に配置された押湯模型にも湯道が接続されており、
かつ押湯模型の表面にガスシール膜を設けたものであ
る。

押湯模型にも湯道が接続されているので、湯が供給さ
れるが、押湯模型の表面にはガスシール膜が設けられて
いるので、湯の投入は規制され、製品模型部分に優先的
に投入され、その後、押湯模型に投入される。

又、押湯模型にも湯道が接続されていて、高温の湯が
近接した状態で存在するので、効果的に加熱され、押湯
模型部分の温度降下は制御される。

（実施例） 以下弟１図を参照して本発明の第１実施例を説明す
る。第１図は消失模型鋳造装置の構造を示す断面図であ
る。

鋳枠１内には砂３が充填されており、この砂３内には
製品模型５が配置されている。この製品模型５は消失材
からなり、略中空円筒状をなしている。そして、上部及
び下部は厚肉部７となっており、これらに対して中間部
は薄肉部９となっている。

鋳枠１内には、湯口棒11が配置されており、この湯口
棒11も消失材からなり、鋳枠１の上部に配置された湯口
カップ13から、上記製品模型５の下部まで延長されてい
る。この湯口棒11は、消失後に湯道として機能するもの
である。

又、鋳枠１の下部には、真空室15が形成されており、
図示しない真空ポンプにより、吸引口17を介して吸引す
ることにより、真空室15内の減圧状態を維持し、それに
よって上記製品模型５、湯口棒11が消失する際に発生す
るガス吸引・除去する。

上記製品模型５の外周には、ガスシール膜19が設けら
れている。このガスシール膜19としては、塗型剤が使用
される。塗型剤は、通常、消失模型の強度を高め、その
表面を保護して、鋳肌の状態を良好なものとするために
使用されるものであり、本実施例では、これをガスシー
ル膜として使用するものである。

上記塗型剤としては、例えばSiO₂が33.0〜88.3％、Al
C₃が0.7〜8.4％、FeO₃が0.1〜1.1％、を含んだものがあ
り、本実施例では、これを使用するものとする。

ガスシール膜19は、製品模型５の厚肉部７で、その膜
厚が厚くなっており、薄肉部９でその膜厚が薄くなって
いる。これは、湯回り不良が懸念される薄肉部９におけ
るガス抜けを良好なものとして、湯回り不良を防止する
ためである。

以上本実施例によると、製品模型５の薄肉部９の表面
に設けられたガスシール膜19の膜厚を薄くしているの
で、その部分のガス抜けが良好となり、この部分に向か
って湯が積極的に投入される。よって、従来懸念されて
いた湯回り不良を防止することができる。

次に第２図〜第３図を参照して第２の実施例を説明す
る。第２図は消失模型鋳造装置の構造を示す断面図であ
る。

鋳枠１内には、消失材からなる製品模型21、製品模型
21の一次側に配置された押湯模型23、湯口棒25が配置さ
れている。

上記製品模型21、押湯模型23、湯口棒25の外周には、
ガスシール膜27が設けられている。このガスシール膜27
の内、押湯模型23の外周に設けられている部分は、他の
部分よりその膜厚が厚くなっている。

上記構造によると、第３図に示すように、湯口カップ
13より湯24を投入すると、湯は湯口棒25を通って押湯模
型23及び製品模型21に投入される。その際、押湯模型23
の外周に設けられたガスシール膜27は、その膜厚が厚く
なっているので、ガス抜きが規制され、よって、押湯模
型23の部分への湯24の充填は抑えられる。反面、製品模
型21への湯24の投入が促進される。したがって、まず押
湯模型23の消失が抑えられるので押湯模型23の消失によ
り発生するガスや煤の、製品模型21部分への混入が規制
される。よって、製品の品質向上を図ることができる。
又、押湯模型23は、製品の一次側にあるので、押湯の温
度降下は緩和され、特に、ガスシール膜27が厚くなって
いるために、比較的遅い時期に湯24が充填されることと
なり、これによっても押湯の温度降下を防止することが
できる。

つまり、押湯模型23を製品模型21の一次側に配置する
ことによる不具合を解消することができるものである。

次に第４図を参照して第３の実施例を説明する。第４
図は消失模型鋳造装置の構造を示す断面図である。

鋳枠１内には、一対の製品模型31、31、製品模型31の
二次側に配置された押湯模型33、湯口棒35が収容されて
いる。これら製品模型33、湯口棒35は、消失材から形成
されている。

上記押湯模型33は中空状となっており、内部には発熱
剤37が収容されている。

上記押湯模型33の外周にはガスシール膜39が設けられ
ている。又、押湯模型33には上記湯口棒35が接続されて
いる。

上記構造によると、湯口カップ13より湯を投入する
と、湯口棒35が徐々に消失していき、湯は製品模型31及
び押湯模型33に投入されはじめる。その際、押湯模型33
の外周には、ガスシール膜39が設けられていて、ガス抜
きが規制される構造になっているので、押湯模型33への
湯の投入は抑えられ、製品模型34への湯の投入が促進さ
れる。よって、押湯模型33の消失により発生するガスや
煤の製品模型31への混入が規制され、製品の品質向上を
図ることができる。

又、押湯模型33は、湯口棒35、すなわち湯道として機
能する部分に接続しているので、常に高温の湯と接し、
効果的に加熱される。また、発熱剤37によっても加熱さ
れるので、その温度降下は防止される。よって押湯機能
も良好に発揮される。

尚、前記各実施例は、製品模型、押湯模型、湯口棒等
を消失材から形成したものを例にとって説明したが、そ
れに限定されるものではない。

例えば、湯道は、陶製の管等を使用しても良い。

又、ガスシール膜は、消失模型鋳造に悪影響を及ぼさ
ずにガス抜きを規制できるものであれば良く、塗型剤に
限定されない。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明による消失模型鋳造方法
と消失模型鋳造装置によると、消失模型が消失する場合
に発生するガスの抜け具合を調節し、湯の投入状態を制
御することができる。したがって、製品の品質を向上さ
れることができる。

又、製品模型に薄肉部があっても、その部分における
湯回り不良を解消することができる。

さらに、押湯模型を設けた場合の、製品模型部分への
ガスや煤の混入を防止するとともに、温度降下を防止
し、押湯効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による消失鋳造装置の断面
図、第２図は第２実施例による消失模型鋳造装置の断面
図、第３図は第２実施例による消失模型鋳造装置に注湯
した状態を示す断面図、第４図は第３実施例による消失
模型鋳造装置の断面図、第５図ないし第７図は従来例を
示す消失鋳造装置の断面図である。 １……鋳枠、３……砂、5,21,31……製品模型、11……
湯口棒、19,27,39……ガスシール膜、23,33……押湯模
型。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳枠の砂内に消失模型を配置して、湯を投
   入することにより、上記消失模型を徐々に消失させて鋳
   造する消失模型鋳造方法において、上記消失模型の表面
   に適宜の膜厚に設定されたガスシール膜を設け、消失の
   際に発生するガスの抜け具合を調整し、それによって湯
   の投入状態を制御するようにしたことを特徴とする消失
   模型鋳造方法。
2. 【請求項２】消失模型と、湯道とを備えた消失模型鋳造
   装置において、上記消失模型に適宜の膜厚に設定された
   ガスシール膜を設けたことを特徴とする消失模型鋳造装
   置。
3. 【請求項３】請求項２記載の消失模型鋳造装置におい
   て、消失模型は製品模型であり、この製品模型の薄肉部
   の表面に設けられているガスシール膜の膜厚を肉厚部の
   表面に設けられたガスシール膜の膜厚より薄くしたこと
   を特徴とする消失模型鋳造装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の消失模型鋳造装置におい
   て、消失模型は、製品模型とこの製品模型の一次側に配
   置された押湯模型とからなり、押湯模型の表面に設けら
   れているガスシール膜の膜厚を製品模型の表面に設けら
   れているガスシール膜の膜厚より厚くしたとを特徴とす
   る消失模型鋳造装置。
5. 【請求項５】請求項２記載の消失模型鋳造装置におい
   て、消失模型は、製品模型とこの製品模型の二次側に配
   置された押湯模型とからなるとともに、上記押湯模型に
   も湯道が接続されており、かつ押湯模型の表面にガスシ
   ール膜を設けたことを特徴とする消失模型鋳造装置。