JP3759384B2

JP3759384B2 - 減圧鋳型の減圧方法及びその吸引配管装置

Info

Publication number: JP3759384B2
Application number: JP2000233626A
Authority: JP
Inventors: 崇文大羽
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP2002045959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧鋳型造型法（所謂Ｖプロセス）あるいは消失模型による減圧鋳型造型方法により造型された鋳型（以下両者をまとめて減圧鋳型という）の注湯時における減圧方法及びその吸引配管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減圧鋳型は、真空源に吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材により鋳型を構成し、吸引鋳枠内を吸引減圧することにより耐熱性粒状充填物を減圧固化させて鋳型保持をして注湯を行っている。これら減圧鋳型は、成形フィルム又は発泡材製の消失模型に塗型を施工することが行われており、この塗型は、注湯の進行に伴い成形フィルムあるいは消失模型が消失した後の鋳型保持及び溶湯がその圧力で耐熱性粒状充填物間の空隙に浸入して発生する焼着、所謂差し込みを防止させるためのねらいが大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし鋳造される鋳物の材質によっては入念にかつ膜厚を厚く塗型施工しないと塗型膜厚が不十分で差し込みを防止できないという問題があった。一方塗型膜厚を厚くすると溶媒などの揮発分が注湯開始時に溶湯熱によって急激に気化し、これが原因で鋳物ガス欠陥を誘発するという問題がある。さらに塗型を施工することは成形フィルム又は消失模型などから発生するガスの鋳型側への排出能力を低下させ、鋳物のガス欠陥を増大させる問題もあった。
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、成形フィルム又は消失模型への塗型の膜厚を厚くしなくても注湯中の溶湯の差し込みを防止でき、かつ発生するガスの排出能力を低下させることのない減圧鋳型の減圧方法及びその吸引配管装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における減圧鋳型の減圧方法は、真空源に吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物、及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型への注湯時における減圧方法であって、前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力の低下圧力値を圧力センサ−で検知し、その変化を制御装置に送信し、前記吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力から、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする。
【０００５】
また本発明における第１の減圧鋳型の吸引配管装置は、真空源に吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記真空源と吸引鋳枠に通じる吸引配管の途中に外気導入管を連通させると共に該外気導入管に制御装置を介して作動される比例制御弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする。
【０００６】
さらに本発明における第２の減圧鋳型の吸引配管装置は、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧するための真空源及びゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に減圧するための真空源にそれぞれ吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記真空に近い圧力に減圧するための真空源及び大気圧に近い圧力に減圧するための真空源と吸引鋳枠に通じるそれぞれの吸引配管の途中に制御装置を介して作動される開閉弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、前記真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、前記大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする。
【０００７】
また本発明における第３の減圧鋳型の吸引配管装置は、複数の真空源に複数の吸引分岐管及び集合された吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記各真空源と集合された吸引配管に通じる各吸引分岐管に制御装置を介して作動される開閉弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
（第１実施例）
図１はいわゆるＶプロセスにより造型された減圧鋳型Ｍ及び吸引配管装置Ｐを示していて、該減圧鋳型Ｍは上下半割れ減圧鋳型Ｍ１、Ｍ２を型合せして構成されている。該上半割れ減圧鋳型Ｍ１は、吸引鋳枠１の下面に製品上面形状及び湯口系を成形した成形フィルム２が吸着され、この成形フィルム２と吸引鋳枠１とで画成する空間に耐熱性粒状充填物（例えば乾燥砂）３が充填され吸引鋳枠１の上面に遮蔽部材（例えばフィルム）４が吸着されている。
【０００９】
また下半割れ減圧鋳型Ｍ２は、吸引鋳枠１Ａの上面に製品下面形状を成形した成形フィルム２Ａが吸着され、この成形フィルム２Ａと吸引鋳枠１Ａとで画成する空間に耐熱性粒状充填物（例えば乾燥砂）３Ａが充填され吸引鋳枠１Ａの下面に遮蔽部材（例えばフィルム）４Ａが吸着されている。
【００１０】
さらに前記吸引鋳枠１、１Ａには耐熱性粒状充填物３、３Ａ内の空気を吸引する吸引機構５、５Ａが構成されていて、該吸引機構５、５Ａは吸引配管装置Ｐに連通されている。該吸引配管装置Ｐは、吸引配管６を介して真空源７に連通され、該吸引配管６の途中には外気導入管８が分岐連通されており、該外気導入管８にはマイクロコンピュ−タ−等より成る制御装置９により作動される比例制御弁１０が取付けられていて、該制御装置９には上半割れ減圧鋳型Ｍ１の通気孔部に挿入されて減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力を検知し信号を発する圧力センサ−１１が電気的に接続されている。
【００１１】
すなわち圧力センサ−１１により減圧鋳型Ｍ内に発生したガス圧力を検知し、この検知結果に基づいて制御装置９から信号が出され、前記比例制御弁１０を必要に応じた開度に調整し、吸引配管６内への外気の導入量を制御することにより、減圧鋳型Ｍ内の吸引圧力を変化させる。
【００１２】
このように構成されたものは、真空源７が作動されていて上下半割れ減圧鋳型Ｍ１、Ｍ２の内部が所定の吸引圧力により鋳型保持されている図１の状態で湯口系に注湯が開始されると、注湯初期は溶湯熱により成形フィルム２、２Ａが焼失し多量のガスを発生させるが、この際、吸引鋳枠１、１Ａ内を強い吸引状態（ここで強い吸引状態とは、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａ（−３５０ｍｍＨｇ）より真空に近い圧力で吸引している状態のことをいう。）で減圧するため、ガスは耐熱性粒状充填物３、３Ａから強制的に吸引されて、その後排気される。
【００１３】
そして注湯中期以降はガスの発生量が少なくなり、通気孔部のガス圧力が低下すると、この低下圧力値を圧力センサ−１１が検知し、その変化を制御装置９に送信する。制御装置９は外気導入用の比例制御弁１０の開度を調整（外気導入量が多くなるように）する。これにより吸引鋳枠１、１Ａ内を注湯初期の吸引状態よりも弱い吸引状態（ここで弱い吸引状態とは、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａ（−３５０ｍｍＨｇ）より大気圧に近い圧力で吸引している状態のことをいう。）に切り替えて、溶湯の差し込みを防止する。
【００１４】
（第２実施例）
第２実施例を図２に示すが減圧鋳型Ｍは第１実施例である図１のものと同じであるため説明を省略し、吸引配管装置Ｐについて説明する。
第２実施例の吸引配管装置Ｐは、二系列の吸引配管６、６を介して高減圧度（ここで高減圧度とは、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａ（−３５０ｍｍＨｇ）より真空に近い状態のことをいう。）の真空源７Ａ及び低減圧度（ここで低減圧度とは、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａ（−３５０ｍｍＨｇ）より大気圧に近い状態のことをいう。）の真空源７Ｂに連通され、該吸引配管６、６の途中には制御装置９により開閉される開閉弁１０Ａ、１０Ａが取り付けられていて、該制御装置９には上半割れ減圧鋳型Ｍ１の通気孔部に挿入されて減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力を検知し、信号を発する圧力センサ−１１が電気的に接続されている。
第２実施例の場合、注湯初期は高減圧度の真空源７Ａのみで吸引鋳枠１、１Ａ内を強い吸引状態で減圧し、注湯中期以降は低減圧度の真空源７Ｂのみでの吸引に切り替えて吸引鋳枠１、１Ａ内を注湯初期の吸引状態よりも弱い吸引状態で減圧する。この際、開閉弁１０Ａ、１０Ａは、使用される真空源側は開き、もう一方は閉じという状態になる。
なお吸引状態切り替えのタイミングは、第１実施例の場合と同様に減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力の検知結果に基づいて決定される。
【００１５】
（第３実施例）
第３実施例を図３に示すが減圧鋳型Ｍは図１と同様であるため説明を省略し、吸引配管装置Ｐについて説明する。第３実施例の吸引配管装置Ｐは、複数の吸引分岐管６Ａ、６Ａ、６Ａ、６Ａ及び集合された吸引配管６を介して複数の真空源７、７、７、７に連通され、各吸引分岐管６Ａ、６Ａ、６Ａ、６Ａ
には制御装置９により開閉される開閉弁１０Ａ、１０Ａ、１０Ａ、１０Ａが取付けられていて、該制御装置９には、上半割れ減圧鋳型Ｍ１の通気孔部に挿入されて減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力を検知し、信号を発する圧力センサ−１１が電気的に接続されている。
第３実施例の場合、注湯初期は全ての開閉弁１０Ａ、１０Ａ、１０Ａ、１０Ａを開いて全ての真空源７、７、７、７で吸引鋳枠１、１Ａ内を強い吸引状態で減圧し、注湯中期以降は幾つかの開閉弁１０Ａを閉じて吸引する真空源７の数を減らして吸引鋳枠１、１Ａ内を注湯初期の吸引状態よりも弱い吸引状態で減圧する。なお吸引状態切り替えのタイミングは、第１、第２実施例の場合と同様に減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力の検知結果に基づいて決定される。
また、それぞれの開閉弁１０Ａ、１０Ａ、１０Ａ、１０Ａを段階的に閉じるようにすれば、吸引状態を段階的に極め細かく切り替えることもできる。
【００１６】
なお上記すべての実施例においては、圧力センサ−１１は減圧鋳型Ｍ内で発生するガスの圧力を検知しているが、点線図で示すように減圧鋳型Ｍ内の吸引圧力を検知するようにしてもよい。
【００１７】
また上記すべての実施例においては、吸引状態切り替えのタイミングは減圧鋳型Ｍ内に発生するガスの圧力の検知結果に基づいて決定されるようにしたが、圧力センサ−１１を使用せず、タイマ−等を使用して、注湯開始からの予め設定された経過時間を切り替えタイミングとしてもよい。
【００１８】
さらに上記すべての実施例は、所謂Ｖプロセスで説明したが、これに限定されるものでは無く、消失模型鋳造法によるものであってもよい。
【００１９】
加えて第２、第３実施例においては、開閉弁１０Ａの開き、閉じの代わりに対応する真空源の運転、停止を行うようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、上記の説明から明らかなように、減圧鋳型への注湯における注湯初期に吸引鋳枠内を強い吸引状態で減圧し、注湯中期以降は吸引鋳枠内を前記注湯初期の吸引状態よりも弱い吸引状態に切り替えて注湯を行うようにしたから、注湯初期に発生する多量のガスを確実に排出することができると共に塗型を厚塗りしなくても注湯中期以降に生じる溶湯の差し込みを防止することができる。これにより、ガス欠陥及び溶湯差し込みのない鋳物を生産できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるＶプロセス鋳型とその吸引配管装置を示す構成縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例であるＶプロセス鋳型とその吸引配管装置を示す構成縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施例であるＶプロセス鋳型とその吸引配管装置を示す構成縦断面図である。
【符号の説明】
１１Ａ吸引鋳枠
２２Ａ成形フィルム
３３Ａ耐熱性粒状充填物
４４Ａ遮蔽部材
６吸引配管
６Ａ吸引分岐管
７真空源
７Ａ高減圧度の真空源
７Ｂ低減圧度の真空源
８外気導入管
９制御装置
１０比例制御弁
１０Ａ開閉弁
１１圧力センサ−
Ｍ減圧鋳型
Ｍ１Ｍ２上下半割れ減圧鋳型

Claims

真空源に吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物、及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型への注湯時における減圧方法であって、前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力の低下圧力値を圧力センサ−で検知し、その変化を制御装置に送信し、前記吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力から、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする減圧鋳型の減圧方法。
前記真空に近い圧力から大気圧に近い圧力への切り替えが前記吸引配管内への外気の導入量を多くして成されることを特徴とする請求項１記載の減圧鋳型の減圧方法。
前記真空に近い圧力から大気圧に近い圧力への切り替えが前記真空に近い圧力に減圧するための真空源から前記大気圧に近い圧力に減圧するための真空源に切り替えることにより成されることを特徴とする請求項１記載の減圧鋳型の減圧方法。
前記真空に近い圧力から大気圧に近い圧力への切り替えが吸引状態にある複数の真空源により成されることを特徴とする請求項１記載の減圧鋳型の減圧方法。
真空源に吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記真空源と吸引鋳枠に通じる吸引配管の途中に外気導入管を連通させると共に該外気導入管に制御装置を介して作動される比例制御弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする減圧鋳型の吸引配管装置。
ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧するための真空源及びゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に減圧するための真空源にそれぞれ吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記真空に近い圧力に減圧するための真空源及び大気圧に近い圧力に減圧するための真空源と吸引鋳枠に通じるそれぞれの吸引配管の途中に制御装置を介して作動される開閉弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、前記真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、前記大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする減圧鋳型の吸引配管装置。
複数の真空源に複数の吸引分岐管及び集合された吸引配管を介して連通する吸引鋳枠、成形フィルム又は消失模型、耐熱性粒状充填物及び遮蔽部材とにより造型された上下半割れ減圧鋳型を型合せして構成される減圧鋳型の吸引配管装置であって、前記各真空源と集合された吸引配管に通じる各吸引分岐管に制御装置を介して作動される開閉弁を設け、該制御装置には前記減圧鋳型内に発生するガスの圧力又は減圧鋳型内の吸引圧力値を検知して、その検知した低下圧力値を送信する圧力センサ−を電気的に接続しており、注湯初期に吸引鋳枠内を、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより真空に近い圧力に減圧し、注湯中期以降は前記低下圧力値の変化により、吸引鋳枠内を前記注湯初期の圧力よりも、ゲ−ジ圧で−４６．７ｋＰａより大気圧に近い圧力に切り替えて注湯を行うことを特徴とする減圧鋳型の吸引配管装置。