JP5124163B2 - Casting equipment - Google Patents

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本発明は、Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置に関する。   The present invention relates to a casting apparatus used in a V process casting method.

Vプロセス(Vacuum Sealed Molding Process)鋳造方法は、別名、減圧鋳型造型法とも呼ばれ、砂型を用いて鋳造を行う砂型法に分類される方法の一つである。旧来の砂型法とは相違し、鋳物砂に粘結剤を使用せず、樹脂性フィルムをシール材として使用し、フィルム内側と外気の差圧を利用して鋳型を形成する方法である。その特徴として、小型製品から大型製品まで適用範囲が広いのみならず、複雑な形状や薄肉形状にも対応することが可能である点や、寸法精度および鋳肌の美観において他の鋳造方法よりも優れている点、また、離型が容易で且つ鋳物砂が再利用できる点等が挙げられる。Vプロセス鋳造方法は、現在の産業界において、幅広く実施されている鋳造方法の一つである。   The V Process (Vacuum Sealed Molding Process) casting method is also called a reduced pressure mold making method, and is one of the methods classified into sand mold methods in which casting is performed using a sand mold. Unlike the conventional sand mold method, this is a method in which a binder is not used in foundry sand, a resinous film is used as a sealing material, and a mold is formed by utilizing the pressure difference between the film inside and outside air. Its features include not only a wide range of applications from small products to large products, but also the ability to handle complex shapes and thin shapes, as well as other casting methods in terms of dimensional accuracy and aesthetics of the casting surface. The point which is excellent and the point which mold release is easy and can recycle casting sand etc. are mentioned. The V process casting method is one of the casting methods widely used in the current industry.

ここで、従来のVプロセス鋳造方法の例として、特許文献101に記載された鋳造方法がある。その方法は、先ず、図13(a)に示すように、原形部材101の表面に成形形状102を形どった成形面103を形成し、原形部材101の内部に抜気パイプ104を挿通し、抜気パイプ104と成形面103とを多数の連通孔(図示しない)で連通する。そして、原形部材101の成形面103に薄い合成樹脂膜等の遮蔽部材105を加熱しつつ、原形部材101の抜気パイプ104を通じて吸引して遮蔽部材105を真空吸着し、遮蔽部材105を成形形状102と同形状に真空成形して密着する。ついで、図13(b)に示すように両側の成形面103に対接面を開口した枠体106を当接し、供給口107から枠体106内に耐熱性粒子状物質111をブローまたは流し込みによって充填する。ついで供給口107を蓋体112で密閉し、枠体106内の空気をフィルター109を備える抜気口108から抜気し、枠体106内を負圧に、すなわち、耐熱性粒子状物111の各粒子間を負圧にすると、遮蔽部材105が外気圧によって枠体106の耐熱性粒子状物111側に押し付けられる。枠体106内には耐熱性粒子状物111を充填してあるため、枠体106の内側の体積は変化せず、耐熱性粒子状物111は遮蔽部材105を介して外気圧によって押圧され、各耐熱性粒子状物111間の相対的移動が阻止される。そのため、図13(c)に示すように、枠体106を原形部材101から取り外した後も遮蔽部材105の形状は、原形部材の成形形状から変形することなく保持され、鋳型を構成する。そして、両側の枠対106を合わせてキャビティ113が形成されるというものである。   Here, as an example of a conventional V process casting method, there is a casting method described in Patent Document 101. First, as shown in FIG. 13 (a), a forming surface 103 having a forming shape 102 is formed on the surface of the original member 101, and an exhaust pipe 104 is inserted into the original member 101. The extraction pipe 104 and the molding surface 103 are communicated with each other through a large number of communication holes (not shown). While the shielding member 105 such as a thin synthetic resin film is heated on the molding surface 103 of the original member 101, the shielding member 105 is vacuum-sucked by suction through the air extraction pipe 104 of the original member 101, and the shielding member 105 is molded. Vacuum-formed to the same shape as 102 and adheres. Next, as shown in FIG. 13 (b), the frame body 106 having the contact surface opened is brought into contact with the molding surfaces 103 on both sides, and the heat-resistant particulate material 111 is blown or poured into the frame body 106 from the supply port 107. Fill. Next, the supply port 107 is sealed with a lid 112, the air in the frame body 106 is evacuated from the air extraction port 108 provided with the filter 109, and the inside of the frame body 106 is set to a negative pressure, that is, the heat resistant particulate matter 111 When a negative pressure is applied between the particles, the shielding member 105 is pressed against the heat-resistant particulate material 111 side of the frame body 106 by the external air pressure. Since the heat resistant particulate matter 111 is filled in the frame body 106, the volume inside the frame body 106 does not change, and the heat resistant particulate matter 111 is pressed by the external pressure via the shielding member 105, Relative movement between each heat-resistant particulate material 111 is prevented. Therefore, as shown in FIG. 13C, the shape of the shielding member 105 is maintained without being deformed from the molded shape of the original member even after the frame body 106 is detached from the original member 101, thereby forming a mold. The cavity 113 is formed by combining the frame pairs 106 on both sides.

特開昭47−38727号公報JP 47-38727 A

Vプロセス鋳造方法は、現在では、その優れた特徴を理由に、国内外の様々な産業において導入されている。しかしながら、その鋳造方法に用いる鋳造装置、特に鋳型(砂型)の構成に起因する課題が指摘されていた。すなわち、Vプロセス鋳造方法に用いる砂型は、上記の通り、耐熱性粒子状物(珪砂等)の各粒子間を負圧にすることで、遮蔽部材が外気圧によって耐熱性粒子状物側に押し付けられて、各耐熱性粒子状物間の相対的移動が阻止されて、鋳型として形成されるものである。したがって、砂型内は主として耐熱性粒子状物および各粒子間に介在する空気から構成されているため、鋳造を行う際に、キャビティに高温の溶融金属が注湯された後の鋳造品の冷却については、砂型を構成している鋳物砂の熱伝導・放熱で行わざるを得なかった。その結果、冷却効率が悪く、離型が可能となるまでの時間が長くかかってしまい、生産能力を上げることができないという課題があった。   The V process casting method is currently introduced in various industries in Japan and abroad because of its excellent characteristics. However, problems caused by the configuration of the casting apparatus used for the casting method, particularly the mold (sand mold), have been pointed out. In other words, the sand mold used in the V process casting method, as described above, presses the shielding member against the heat resistant particulate matter side by the external pressure by making the negative pressure between the particles of the heat resistant particulate matter (silica sand etc.). Thus, the relative movement between the respective heat-resistant particulates is prevented, and is formed as a mold. Therefore, because the sand mold is mainly composed of heat-resistant particulate matter and air intervening between each particle, when casting, cooling of the cast product after hot molten metal is poured into the cavity Was unavoidable by heat conduction and heat dissipation of the sand forming the sand mold. As a result, there is a problem that the cooling efficiency is poor and it takes a long time to release the mold, and the production capacity cannot be increased.

また、その一方で、産業界からの要請として、より強度(引張強さ等)の高い鋳造品をVプロセス鋳造方法により製造することが求められていた。   On the other hand, as a request from the industry, it has been required to manufacture a cast product having higher strength (tensile strength and the like) by the V process casting method.

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、鋳造品の冷却を促進することを可能とし、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間を短縮して、製品の生産能力を向上させることが可能な鋳造装置を提供すると共に、鋳造品の強度を向上させることが可能な鋳造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a casting apparatus used in a V process casting method, which can promote cooling of a cast product and is a time until mold release is possible as compared with a conventional apparatus. An object of the present invention is to provide a casting apparatus capable of improving the production capacity of a product by reducing the length of the product and improving the strength of the cast product.

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。   The present invention solves the above-described problems by the solving means described below.

本発明に係る鋳造装置は、Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、キャビティが形成された面に成形フィルムが密着され、型外面に保護フィルムが密着されて、鋳物砂により成形された上型と下型とを備える砂型と、前記砂型の内部を減圧させる減圧装置と、前記砂型の外部と内部とを連通する複数の給気管とを備え、前記給気管は、一端側を前記保護フィルムを貫通して前記砂型の外部へ延出させるとともに、他端側を前記成形フィルムを貫通させずに、前記キャビティの近傍まで到達させて配置することを特徴とする。   A casting apparatus according to the present invention is a casting apparatus used in a V process casting method, wherein a molding film is in close contact with a surface on which a cavity is formed, and a protective film is in close contact with an outer surface of the mold, and is molded with foundry sand. A sand mold including an upper mold and a lower mold; a decompression device that depressurizes the inside of the sand mold; and a plurality of air supply pipes that communicate between the outside and the inside of the sand mold. The film is made to penetrate the film and extend to the outside of the sand mold, and the other end side is disposed so as to reach the vicinity of the cavity without penetrating the molded film.

また、前記給気管が前記保護フィルムを貫通する貫通部は、前記給気管の外周部と前記保護フィルムとが密着して形成されることを特徴とする。   In addition, the through portion through which the air supply pipe penetrates the protective film is formed such that an outer peripheral portion of the air supply pipe and the protective film are in close contact with each other.

また、前記給気管は、前記キャビティの近傍側の先端部がテーパ状に形成されていることを特徴とする。   Further, the air supply pipe is characterized in that a tip end portion in the vicinity of the cavity is formed in a tapered shape.

また、本発明に係る鋳造装置は、Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、キャビティが形成された面に成形フィルムが密着され、型外面に保護フィルムが密着されて、鋳物砂により成形された上型と下型とを備える砂型と、前記砂型の内部を減圧させる減圧装置と、前記砂型の外部と内部とを連通する複数の放熱部材とを備え、前記放熱部材は、一端側を前記保護フィルムを貫通して前記砂型の外部へ延出させるとともに、他端側を前記成形フィルムを貫通させずに、前記キャビティの近傍まで到達させて配置することを特徴とする。   The casting apparatus according to the present invention is a casting apparatus used in the V process casting method, in which a molding film is in close contact with a surface on which a cavity is formed, and a protective film is in close contact with an outer surface of the mold, and molding is performed with foundry sand. A sand mold having an upper mold and a lower mold, a decompression device that depressurizes the inside of the sand mold, and a plurality of heat radiating members that communicate between the outside and the inside of the sand mold, and the heat radiating member has one end side While passing through the protective film and extending to the outside of the sand mold, the other end side is arranged to reach the vicinity of the cavity without penetrating the molded film.

また、前記放熱部材は、金属材料で構成されることを特徴とする。   The heat dissipating member is made of a metal material.

また、本発明に係る鋳造装置は、Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、キャビティが形成された面に成形フィルムが密着され、型外面に保護フィルムが密着されて、鋳物砂により成形された上型と下型とを備える砂型と、前記砂型の内部を減圧させる減圧装置とを備え、前記砂型は、含水させた鋳物砂によって前記キャビティの近傍部が形成されることを特徴とする。   The casting apparatus according to the present invention is a casting apparatus used in the V process casting method, in which a molding film is in close contact with a surface on which a cavity is formed, and a protective film is in close contact with an outer surface of the mold, and molding is performed with foundry sand. A sand mold having an upper mold and a lower mold, and a pressure reducing device for depressurizing the inside of the sand mold, wherein the sand mold is formed in the vicinity of the cavity by cast water containing water. .

また、前記砂型は、前記キャビティの近傍部以外の部分の鋳物砂よりも粒径の大きな鋳物砂によって前記キャビティの近傍部が形成されることを特徴とする。   Further, the sand mold is characterized in that the vicinity of the cavity is formed by foundry sand having a particle size larger than that of the foundry sand other than the vicinity of the cavity.

請求項1によれば、給気管を通じて砂型の外部からキャビティ近傍に供給される空気が、注湯される溶融金属の熱で高温となっているキャビティ近傍領域の熱を奪いながら吸引管に吸引されていくため、キャビティ近傍領域の冷却が促進され、その結果、鋳造品の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。また、従来装置と比べて、鋳造品を急速に冷却できるため、鋳造品の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。   According to the first aspect, the air supplied from the outside of the sand mold to the vicinity of the cavity through the air supply pipe is sucked into the suction pipe while depriving the heat in the vicinity of the cavity due to the heat of the molten metal to be poured. Therefore, the cooling in the vicinity of the cavity is promoted, and as a result, the cooling of the cast product can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Further, since the cast product can be rapidly cooled as compared with the conventional apparatus, the strength (tensile strength, etc.) of the cast product can be improved.

請求項2によれば、貫通部において、給気管の外周部と保護フィルムとを密着して形成することによって、減圧状態の砂型内部へ空気が吸引されることで給気管からの空気供給が阻害されてしまう問題、および砂型内部を大気解放してしまう問題を解消することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the air supply from the air supply pipe is obstructed by the suction of the air into the sand mold in the reduced pressure state by forming the outer peripheral portion of the air supply pipe and the protective film in close contact with each other. It becomes possible to solve the problem of being released and the problem of releasing the inside of the sand mold to the atmosphere.

請求項3によれば、給気管の先端部における「砂つき」を向上させることが可能となる。   According to the third aspect, it is possible to improve “with sand” at the tip of the air supply pipe.

請求項4によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ近傍領域の熱が、伝熱性の高い金属材料からなる放熱部材によって吸熱されるとともに、砂型外部へ延出した部分を主として放熱が行われるため、キャビティ近傍領域の冷却が促進され、その結果、鋳造品の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。また、従来装置と比べて、鋳造品を急速に冷却できるため、鋳造品の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。   According to the fourth aspect, the heat in the vicinity of the cavity, which is at a high temperature due to the heat of the molten metal to be poured, is absorbed by the heat radiating member made of a metal material having high heat conductivity, and extends to the outside of the sand mold. Since heat is mainly dissipated in the portion, cooling in the vicinity of the cavity is promoted, and as a result, cooling of the cast product can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Further, since the cast product can be rapidly cooled as compared with the conventional apparatus, the strength (tensile strength, etc.) of the cast product can be improved.

請求項5によれば、放熱部材を金属材料で構成することで、伝熱性を向上させることが可能となるため、より一層、前記吸熱・放熱の効率を向上させることが可能となる。   According to the fifth aspect, since the heat dissipating member is made of a metal material, it is possible to improve the heat transfer property, and therefore it is possible to further improve the efficiency of heat absorption and heat dissipation.

請求項6によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ近傍領域の熱が、鋳物砂の周囲に介在する水分を気化させる気化熱として吸熱されるとともに、吸引管により空気とともに吸引されて、砂型の外部へと放熱されるため、キャビティ近傍領域の冷却が促進され、その結果、鋳造品の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。また、従来装置と比べて、鋳造品を急速に冷却できるため、鋳造品の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。   According to the sixth aspect, the heat in the vicinity of the cavity, which is at a high temperature due to the heat of the molten metal to be poured, is absorbed as the heat of vaporization for evaporating the water intervening around the foundry sand, and by the suction pipe. Since it is sucked together with air and radiated to the outside of the sand mold, cooling of the area near the cavity is promoted, and as a result, cooling of the cast product can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Further, since the cast product can be rapidly cooled as compared with the conventional apparatus, the strength (tensile strength, etc.) of the cast product can be improved.

請求項7によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ近傍領域の熱が、砂型内部の空気とともに吸引管により吸引されて、砂型外部へと放熱される際に、特に高温となっているキャビティ近傍領域に配される鋳物砂の粒径が大きいために、当該キャビティ近傍領域において吸熱した空気の流動性を向上させることができ、キャビティ近傍領域の冷却が促進されることとなる。その結果、鋳造品の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。また、従来装置と比べて、鋳造品を急速に冷却できるため、鋳造品の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。   According to claim 7, when the heat in the vicinity of the cavity that is at a high temperature due to the heat of the molten metal to be poured is sucked together with the air inside the sand mold by the suction pipe and radiated to the outside of the sand mold, In particular, since the particle size of the foundry sand disposed in the cavity vicinity region that is high temperature is large, the fluidity of the air that has absorbed heat in the cavity vicinity region can be improved, and cooling of the cavity vicinity region is promoted. It will be. As a result, cooling of the cast product can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Further, since the cast product can be rapidly cooled as compared with the conventional apparatus, the strength (tensile strength, etc.) of the cast product can be improved.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る鋳造装置1の一例を示す概略図である。図2は、図1のA−A’断面図である。図3は、図2のX部拡大図である。図4は、本発明の第二の実施の形態に係る鋳造装置1の構成を示す概略図である。図5は、本発明の第三の実施の形態に係る鋳造装置1の構成を示す概略図である。図6は、図5のB−B’断面図である。図7は、図6のY部拡大図である。図8は、本発明の第四の実施の形態に係る鋳造装置1の構成を示す概略図である。図9は、図8のC−C’断面図である。図10は、本発明の第五の実施の形態に係る鋳造装置1の構成を示す概略図である。図11は、図10のD−D’断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a casting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view of a portion X in FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the casting apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the casting apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 5. FIG. 7 is an enlarged view of a portion Y in FIG. FIG. 8 is a schematic view showing a configuration of a casting apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ of FIG. 8. FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a casting apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention. 11 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ of FIG. 10.

まず初めに、一般的なVプロセス鋳造方法の概要を図12により説明する。
図12(a)に示すように、成形フィルム11をヒータ61により加熱軟化させて、模型面63に被せる。ここで、模型62は、中空の定盤64の上に取り付けられて、その表面(模型面63)から中空室65へ達する多数のフィルム吸着用小孔66が設けられる。また、成形フィルム11は、伸び率が大きく、且つ塑性変形率の高いものが好適であり、一例としてエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂フィルム、ポリエチレンフィルム、塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム等が使用される。
First, an outline of a general V process casting method will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 12A, the molded film 11 is heated and softened by the heater 61 and placed on the model surface 63. Here, the model 62 is mounted on a hollow surface plate 64 and provided with a large number of small holes 66 for film adsorption reaching the hollow chamber 65 from the surface (model surface 63). The molded film 11 preferably has a high elongation rate and a high plastic deformation rate. Examples thereof include an ethylene vinyl acetate copolymer resin film, a polyethylene film, a vinyl chloride film, a polypropylene film, and a polyvinyl alcohol film. used.

次に、図12(b)に示すように、中空室65を減圧して、フィルム吸着用小孔66から空気を吸引することにより、成形フィルム11を模型面63に密着させる。その後、吸引管16を内部に備える鋳型枠15を模型62の上部に取り付ける。   Next, as shown in FIG. 12B, the pressure of the hollow chamber 65 is reduced, and air is sucked from the film adsorption small holes 66, thereby bringing the molded film 11 into close contact with the model surface 63. Thereafter, the mold frame 15 including the suction pipe 16 is attached to the upper part of the model 62.

次に、図12(c)に示すように、鋳型枠15の中に、粒度調整した鋳物砂5を振動を加えながら充填する。充填後、上面の砂をならして、その上面(以下「型外面13」という)を保護フィルム12で覆う。なお、鋳物砂5は、一例として珪砂、スチールショット、ジルコンサンド等であって、粘結材を含まない乾性のものが使用される。   Next, as shown in FIG. 12 (c), the mold frame 15 is filled with the foundry sand 5 whose particle size has been adjusted while applying vibration. After filling, the sand on the upper surface is smoothed, and the upper surface (hereinafter referred to as “mold outer surface 13”) is covered with the protective film 12. The casting sand 5 is, for example, quartz sand, steel shot, zircon sand, etc., and a dry sand containing no caking additive is used.

次に、図12(d)に示すように、鋳型枠15内を減圧することにより、砂型(ここでは上型3)を硬化させる。ついで、模型62の中空室65に大気を導入して、成形フィルム11の模型面63への吸着を解いた後、上型3を上方に引き上げて離型する。ここで、成形フィルム11は、キャビティ6を形成する面(以下「キャビティ形成面7」という)に付着する。   Next, as shown in FIG. 12 (d), the inside of the mold frame 15 is decompressed to cure the sand mold (here, the upper mold 3). Next, air is introduced into the hollow chamber 65 of the model 62 to release the adsorption of the molded film 11 to the model surface 63, and then the upper mold 3 is pulled upward to release the mold. Here, the molded film 11 adheres to a surface on which the cavity 6 is formed (hereinafter referred to as “cavity forming surface 7”).

次に、図12(e)に示すように、上型3と、上記同様の工程により形成した下型4とを合体させて、砂型2を構成する。上型3および下型4をそれぞれ減圧させた状態のまま、砂型2内部のキャビティ6へ溶融金属を注湯する。このとき、成形フィルム11は溶解する。   Next, as shown in FIG. 12E, the upper mold 3 and the lower mold 4 formed by the same process as described above are combined to constitute the sand mold 2. Molten metal is poured into the cavity 6 inside the sand mold 2 while the upper mold 3 and the lower mold 4 are respectively decompressed. At this time, the molded film 11 is dissolved.

次に、図12(f)に示すように、溶融金属が冷却することによって、製品(鋳造品8)として取り出し可能な状態まで固化した後、上型3および下型4の減圧を解いて大気を導入すると、砂型2の鋳物砂5が流動状態に戻るため、鋳造品8を取り出すことが可能となる。なお、鋳物砂5は冷却後、再利用が可能である。   Next, as shown in FIG. 12 (f), after the molten metal is cooled, it is solidified to a state where it can be taken out as a product (cast product 8), and then the decompression of the upper mold 3 and the lower mold 4 is released to release the atmosphere. Since the foundry sand 5 of the sand mold 2 returns to the fluidized state, the cast product 8 can be taken out. The foundry sand 5 can be reused after cooling.

つづいて、本発明に係る鋳造装置の構成について説明する。
図1に示すように、鋳造装置1は、キャビティ6が形成された面(キャビティ形成面7)に成形フィルム11が密着され、型外面13に保護フィルム12が密着されて、鋳物砂5により成形された上型3と下型4とを備える砂型2と、砂型2の内部を減圧させる減圧装置18と、砂型2の外部と内部とを連通する複数の給気管21とを具備する。ここで、上型3と下型4とを備える砂型2を形成する方法は、上記の図12(a)〜(e)で説明した方法と同様である。
Next, the configuration of the casting apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the casting apparatus 1 is formed by molding sand 5 with a molding film 11 in close contact with a surface (cavity forming surface 7) on which a cavity 6 is formed, and a protective film 12 in close contact with a mold outer surface 13. The sand mold 2 including the upper mold 3 and the lower mold 4, a decompression device 18 that decompresses the inside of the sand mold 2, and a plurality of air supply pipes 21 that communicate the outside and the inside of the sand mold 2 are provided. Here, the method of forming the sand mold 2 including the upper mold 3 and the lower mold 4 is the same as the method described in FIGS. 12 (a) to 12 (e).

鋳造装置1は、図1〜3に示すように、砂型2の外部と内部とを連通する複数の給気管21を備える点で、従来の鋳造装置とは相違する。給気管21は、鋳型枠15の梁もしくは吸引管16に支持させて設ける方法等が考えられる。また、別の設置方法として、砂型2を形成した後に外部から挿入して、鋳物砂5で支持する方法も考えられる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the casting apparatus 1 is different from the conventional casting apparatus in that it includes a plurality of air supply pipes 21 that communicate the outside and the inside of the sand mold 2. A method of providing the air supply pipe 21 by supporting it on the beam of the mold frame 15 or the suction pipe 16 is conceivable. As another installation method, a method in which the sand mold 2 is formed and then inserted from the outside and supported by the foundry sand 5 is also conceivable.

給気管21は、一端側(先端部22)を保護フィルム12を貫通して砂型2の外部へ延出させるとともに、他端側(先端部23)を成形フィルム11を貫通させずに、キャビティ6の近傍まで到達させて配置する。なお、給気管21は、上型3と下型4の双方に設ける構成と、いずれか一方にのみ設ける構成とが考えられる。また、先端部23には、必要に応じて、鋳物砂5が給気管21内部へ進入することを防止するための部材(メッシュフィルタ等)が取り付けられる。   The air supply pipe 21 penetrates the protective film 12 at one end side (tip portion 22) and extends to the outside of the sand mold 2, and the other end side (tip portion 23) does not pass through the molded film 11 and the cavity 6 It reaches to the vicinity of and arranges. In addition, the supply pipe | tube 21 can consider the structure provided in both the upper mold | type 3 and the lower mold | type 4, and the structure provided only in any one. Further, a member (such as a mesh filter) for preventing the foundry sand 5 from entering the inside of the air supply pipe 21 is attached to the distal end portion 23 as necessary.

上記の構成の作用として、減圧装置18が作動して、砂型2の内部へ挿通される吸引管16の外周面に開口する複数の空気吸引孔17から、砂型2の内部の空気が吸引されて、砂型2内が減圧される。これにともない、先端部22を砂型2の外部へ延出させた給気管21を通じて、砂型2外部の空気が先端部23から砂型2内へ導入される(図3)。   As an operation of the above configuration, the pressure reducing device 18 is operated, and the air inside the sand mold 2 is sucked from the plurality of air suction holes 17 opened on the outer peripheral surface of the suction pipe 16 inserted into the sand mold 2. The sand mold 2 is depressurized. Along with this, air outside the sand mold 2 is introduced into the sand mold 2 from the tip section 23 through the air supply pipe 21 in which the tip section 22 is extended to the outside of the sand mold 2 (FIG. 3).

従来のVプロセス鋳造方法においては、砂型内部を減圧させる工程を有していることから、砂型内部に砂型外部から積極的に空気を取り入れることは最たる禁止行為の一つであると考えられていた。実際に、上記の構成を備える鋳造装置1において、減圧装置18の減圧能力を超える程度に外部空気を砂型2内部に導入してしまうことは、大気解放と同様の効果を生じさせるため、砂型2の粒状化を起こすため、Vプロセス鋳造方法に使用する鋳造装置としては成立しない。   In the conventional V process casting method, since there is a step of depressurizing the inside of the sand mold, it was considered that taking air from the outside of the sand mold into the sand mold was one of the most prohibited acts. . Actually, in the casting apparatus 1 having the above-described configuration, the introduction of external air into the sand mold 2 to the extent that the decompression capacity of the decompression apparatus 18 is exceeded causes an effect similar to that of the atmosphere release. Therefore, it is not established as a casting apparatus used in the V process casting method.

しかしながら、大気解放とはならない減圧領域内において砂型内部圧力の調整を図りつつ、上記の空気導入の作用を生じさせることにより、下記の顕著な効果を奏することが可能となる。すなわち、従来の鋳造装置によれば、溶融金属の冷却は、鋳物砂5の熱伝導によるものだけであったため、冷却に長時間かかり、鋳造品8の生産能力を上げることができなかった。しかし、砂型2外部よりキャビティ6近傍に供給される空気26が、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ6近傍領域の熱を奪いながら吸引管16に吸引されていくため、キャビティ6近傍の冷却が促進され、その結果、鋳造品8の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。   However, the following remarkable effects can be achieved by adjusting the sand mold internal pressure in the reduced pressure region that is not released to the atmosphere and causing the air introduction action described above. That is, according to the conventional casting apparatus, since the cooling of the molten metal is only due to the heat conduction of the foundry sand 5, it takes a long time to cool, and the production capacity of the cast product 8 cannot be increased. However, since the air 26 supplied to the vicinity of the cavity 6 from the outside of the sand mold 2 is sucked into the suction pipe 16 while taking away the heat in the vicinity of the cavity 6 due to the heat of the molten metal poured, Cooling in the vicinity of the cavity 6 is promoted, and as a result, cooling of the casting 8 can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved.

ここで、図14に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示し、本発明の有効性を証明する。本実験では、従来装置と比べて冷却時間を50%短縮することが可能であるという結果が得られた。なお、これはあくまでも一例であり、減圧装置18の出力、吸引管16の本数・配置、空気吸引孔17の個数・配置、給気管21の本数・配置等の構成要素を最適に設定することにより、さらなる冷却時間の短縮化も可能である。   Here, FIG. 14 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment, and proves the effectiveness of the present invention. In this experiment, the result that the cooling time can be shortened by 50% compared with the conventional apparatus was obtained. This is merely an example, and by optimally setting the components such as the output of the decompression device 18, the number / arrangement of the suction pipes 16, the number / arrangement of the air suction holes 17, the number / arrangement of the air supply pipes 21, etc. Further, the cooling time can be further shortened.

さらに、鋳造品8が急速冷却される結果、鋳造品8の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。ここで、表1に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実施例においては、従来比10%の改善が可能である。前記同様、鋳造装置1の構成要素を最適に設定することにより、さらなる強度向上も可能である。   Furthermore, as a result of the rapid cooling of the cast product 8, the strength (such as tensile strength) of the cast product 8 can be improved. Here, Table 1 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this embodiment, an improvement of 10% compared to the conventional case is possible. Similar to the above, the strength can be further improved by optimally setting the components of the casting apparatus 1.

また、給気管21が保護フィルム12を貫通する貫通部25は、給気管21の外周部と保護フィルム12とが密着して形成されることが好適である。   In addition, it is preferable that the through portion 25 through which the air supply pipe 21 penetrates the protective film 12 is formed such that the outer peripheral portion of the air supply pipe 21 and the protective film 12 are in close contact with each other.

仮に、給気管21の外周部と保護フィルム12とが密着せずに空隙があると、減圧状態の砂型2内部へその空隙より空気が吸引され、給気管21が目的とするキャビティ6近傍への空気供給が阻害されてしまう。さらに、空隙は砂型2内部を大気解放してしまう恐れもある。しかし、貫通部25において、給気管21の外周部と保護フィルム12とが密着して形成される構成により、そのような問題を解消することが可能となる。   If the outer peripheral portion of the air supply pipe 21 and the protective film 12 are not in close contact with each other and there is a gap, air is sucked into the sand mold 2 in a decompressed state from the gap, and the air supply pipe 21 is moved to the vicinity of the target cavity 6. Air supply will be hindered. Furthermore, there is a possibility that the voids release the inside of the sand mold 2 to the atmosphere. However, such a problem can be solved by a configuration in which the outer peripheral portion of the air supply pipe 21 and the protective film 12 are formed in close contact with each other in the through portion 25.

第二の実施形態として、図4に示すように、給気管21は、キャビティ近傍側の先端部23’をテーパ状に形成される構成を備える。   As a second embodiment, as shown in FIG. 4, the air supply pipe 21 has a configuration in which a tip end portion 23 ′ in the vicinity of the cavity is formed in a tapered shape.

この構成により、給気管21の先端部23’ における「砂つき」を向上させる効果を生じる。ここで「砂つき」とは、鋳型保持に必要な砂のことである。   With this configuration, an effect of improving “sand” at the tip 23 ′ of the air supply pipe 21 is produced. Here, “with sand” means sand necessary for mold holding.

つづいて、本発明に係る鋳造装置の第三の実施形態について説明する。
図5に示すように、鋳造装置1は、キャビティ形成面7に成形フィルム11が密着され、型外面13に保護フィルム12が密着されて、鋳物砂5により成形された上型3と下型4とを備える砂型2と、砂型2の内部を減圧させる減圧装置18と、砂型2の外部と内部とを連通する複数の放熱部材31とを具備する。ここで、上型3と下型4とを備える砂型2を形成する方法は、上記の図12(a)〜(e)で説明した方法と同様である。
Next, a third embodiment of the casting apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 5, the casting apparatus 1 includes an upper mold 3 and a lower mold 4 that are formed by casting sand 5 with a molding film 11 in close contact with the cavity forming surface 7 and a protective film 12 in close contact with the outer surface 13 of the mold. , A pressure reducing device 18 that depressurizes the inside of the sand mold 2, and a plurality of heat radiation members 31 that communicate the outside and the inside of the sand mold 2. Here, the method of forming the sand mold 2 including the upper mold 3 and the lower mold 4 is the same as the method described in FIGS. 12 (a) to 12 (e).

鋳造装置1は、図1〜3に示した第一の実施形態と比較して、複数の給気管21に代えて、複数の放熱部材31を備える点で相違する。放熱部材31は、鋳型枠15の梁もしくは吸引管16に支持させて設ける方法等が考えられる。なお、砂型2を形成した後に外部から挿入する方法も考えられる。   The casting apparatus 1 is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that a plurality of heat radiating members 31 are provided instead of the plurality of air supply pipes 21. A method of providing the heat radiating member 31 by supporting it on the beam of the mold frame 15 or the suction pipe 16 is conceivable. In addition, the method of inserting from the outside after forming the sand mold 2 is also considered.

放熱部材31は、伝熱性の高い金属材料で構成され、平板状より表面積の大きい形状に形成されることが好適である。一例として、フィンを備える板状、管状もしくは柱状部材またはそれらの組合せ等である。また、一端側(先端部32)を保護フィルム12を貫通して砂型2の外部へ延出させるとともに、他端側(先端部33)を成形フィルム11を貫通させずに、キャビティ6の近傍まで到達させて配置する。ここで、放熱部材31は、上型3と下型4の双方に設ける構成と、いずれか一方にのみ設ける構成とが考えられる。
なお、放熱部材31は、管状部材(例えば金属パイプ)で構成して、内部に冷媒を循環させてもよい。さらに、放熱部材31の一端側(先端部32)を保護フィルム12を貫通させず、吸引管16近傍に配置し、熱を吸引管16に吸引させてもよい。
The heat radiating member 31 is made of a metal material having high heat conductivity, and is preferably formed in a shape having a larger surface area than a flat plate. An example is a plate-like, tubular or columnar member provided with fins, or a combination thereof. Further, one end side (tip portion 32) penetrates the protective film 12 and extends to the outside of the sand mold 2, and the other end side (tip portion 33) does not penetrate the molding film 11 and reaches the vicinity of the cavity 6. Arrange to reach. Here, the structure provided in both the upper mold | type 3 and the lower mold | type 4 and the structure provided only in any one can be considered for the thermal radiation member 31. FIG.
In addition, the heat radiating member 31 may be configured by a tubular member (for example, a metal pipe), and the refrigerant may be circulated therein. Furthermore, one end side (tip portion 32) of the heat radiating member 31 may be disposed in the vicinity of the suction pipe 16 without penetrating the protective film 12, and heat may be sucked into the suction pipe 16.

上記の構成の作用として、従来の鋳造装置によれば、溶融金属の冷却は、鋳物砂5の熱伝導によるものだけであったため、冷却に長時間かかり、鋳造品8の生産能力を上げることができなかった。しかし、本発明に係る鋳造装置1によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ6近傍領域の熱が、伝熱性の高い金属材料からなる放熱部材31によって吸熱されるとともに、砂型2外部へ延出した部分を主に放熱が行われるため、キャビティ6近傍の冷却が促進され、その結果、鋳造品8の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。さらに、放熱部材31における砂型2の外部へ延出した部分を強制的に空冷もしくは水冷する機構を設けてもよい。それにより、鋳造品8の冷却をより一層促進させることが可能となる。   As an operation of the above-described configuration, according to the conventional casting apparatus, the molten metal is cooled only by the heat conduction of the foundry sand 5, so that it takes a long time to cool and the production capacity of the cast product 8 can be increased. could not. However, according to the casting apparatus 1 according to the present invention, the heat in the vicinity of the cavity 6 that is high due to the heat of the molten metal to be poured is absorbed by the heat radiating member 31 made of a metal material having high heat conductivity. At the same time, since heat is mainly dissipated in the portion extending to the outside of the sand mold 2, cooling in the vicinity of the cavity 6 is promoted, and as a result, cooling of the cast product 8 can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Furthermore, you may provide the mechanism in which the part extended to the exterior of the sand mold 2 in the thermal radiation member 31 is forcedly air-cooled or water-cooled. Thereby, cooling of the casting 8 can be further promoted.

ここで、図15に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実験では、従来装置と比べて冷却時間を20%短縮することが可能であるという結果が得られた。なお、これはあくまでも一例であり、減圧装置18の出力、吸引管16の本数・配置、空気吸引孔17の個数・配置、放熱部材31の個数・配置・面積等の構成要素を最適に設定することにより、さらなる冷却時間の短縮化も可能である。   Here, FIG. 15 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this experiment, the cooling time can be shortened by 20% compared with the conventional apparatus. This is merely an example, and the components such as the output of the decompression device 18, the number / arrangement of the suction pipes 16, the number / arrangement of the air suction holes 17, and the number / arrangement / area of the heat dissipating members 31 are optimally set. As a result, the cooling time can be further shortened.

なお、前記同様、鋳造装置1の構成要素を最適に設定することにより、強度の向上も図り得る。   As described above, the strength can be improved by optimally setting the components of the casting apparatus 1.

なお、放熱部材31が保護フィルム12を貫通する貫通部35は、放熱部材31の外周部と保護フィルム12とが密着して形成されることが好適である。これは、仮に、放熱部材31の外周部と保護フィルム12とが密着せずに空隙があると、減圧状態の砂型2内部へ、その空隙より空気が吸引されて、砂型2内部を大気解放してしまう恐れがあるためである。しかし、貫通部35において、放熱部材31の外周部と保護フィルム12とが密着して形成される構成により、そのような問題を解消することが可能となる。   In addition, it is preferable that the penetration part 35 through which the heat radiating member 31 penetrates the protective film 12 is formed by closely attaching the outer peripheral part of the heat radiating member 31 and the protective film 12. This is because, if the outer peripheral portion of the heat radiating member 31 and the protective film 12 are not in close contact with each other and there is a gap, air is sucked into the sand mold 2 in a decompressed state from the gap to release the inside of the sand mold 2 to the atmosphere. This is because there is a risk of losing. However, such a problem can be solved by a configuration in which the outer peripheral portion of the heat dissipation member 31 and the protective film 12 are formed in close contact with each other in the through portion 35.

つづいて、本発明に係る鋳造装置の第四の実施形態について説明する。
図8に示すように、鋳造装置1は、キャビティ形成面7に成形フィルム11が密着され、型外面13に保護フィルム12が密着されて、鋳物砂5により成形された上型3と下型4とを備える砂型2と、砂型2の内部を減圧させる減圧装置18とを具備する。ここで、上型3と下型4とを備える砂型2を形成する方法は、上記の図12(a)〜(e)で説明した方法と同様である。
Next, a fourth embodiment of the casting apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 8, the casting apparatus 1 includes an upper mold 3 and a lower mold 4 that are formed by molding sand 5 with a molding film 11 in close contact with the cavity forming surface 7 and a protective film 12 in close contact with the outer surface 13 of the mold. And a decompression device 18 for decompressing the inside of the sand mold 2. Here, the method of forming the sand mold 2 including the upper mold 3 and the lower mold 4 is the same as the method described in FIGS. 12 (a) to 12 (e).

鋳造装置1は、図8、図9に示すように、砂型2のキャビティ6の近傍部が含水させた鋳物砂41によって形成される点で、従来の鋳造装置とは相違する。鋳物砂41によって形成される範囲および鋳物砂41の含水率は適宜設定される。なお、含水させた鋳物砂41は、上型3と下型4の双方に設ける構成と、いずれか一方にのみ設ける構成とが考えられる。   As shown in FIGS. 8 and 9, the casting apparatus 1 is different from a conventional casting apparatus in that the vicinity of the cavity 6 of the sand mold 2 is formed by the foundry sand 41 containing water. The range formed by the foundry sand 41 and the moisture content of the foundry sand 41 are set as appropriate. In addition, the structure provided in both the upper mold | type 3 and the lower mold | type 4 and the structure provided only in any one can be considered for the foundry sand 41 containing water.

従来のVプロセス鋳造方法においては、砂型内部を減圧させる工程を有していることから、砂型を形成する際に含水させた鋳物砂を使用することは最たる禁止行為の一つであると考えられていた。その理由として、含水させた鋳物砂を使用して砂型を形成すると、鋳物砂の粒子間に水分が介在し保持されることとなり、その結果、砂型内部の空気を吸引することが阻害されて、砂型内部の減圧が困難となるためである。また、そもそもキャビティ内に含水させた鋳物砂を充填するのが困難であるという問題もあった。したがって、含水させた鋳物砂を多量に使用して形成する砂型は、Vプロセス鋳造方法に使用する鋳造装置の構成要素として不適である。   Since the conventional V process casting method has a step of reducing the pressure inside the sand mold, it is considered to be one of the most prohibited acts to use the foundry sand that contains water when forming the sand mold. It was. The reason for this is that when the sand mold is formed using the water-containing foundry sand, moisture is interposed between the particles of the foundry sand, and as a result, the suction of air inside the sand mold is inhibited, This is because it is difficult to reduce the pressure inside the sand mold. In the first place, there is also a problem that it is difficult to fill the foundry sand containing water into the cavity. Therefore, a sand mold formed by using a large amount of water-containing foundry sand is not suitable as a component of a casting apparatus used in the V process casting method.

しかしながら、砂型内部の空気吸引を阻害しないように調整を図りつつ、キャビティ6の近傍部に含水させた鋳物砂41を使用して砂型2を形成することにより、下記の顕著な効果を奏することが可能となる。すなわち、従来の鋳造装置によれば、溶融金属の冷却は、鋳物砂5の熱伝導によるものだけであったため、冷却に長時間かかり、鋳造品8の生産能力を上げることができなかった。しかし、本発明に係る鋳造装置1によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ6近傍領域の熱が、鋳物砂41の周囲に介在する水分を気化させる気化熱として吸熱され、吸引管16により砂型2内部の空気とともに吸引されて、砂型2外部へと放熱されるため、キャビティ6近傍領域の冷却が促進され、その結果、鋳造品8の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。このような効果は、一見すると従来のVプロセス鋳造方法以外においても同様に奏することが可能であるかのような印象を受ける。しかしながら、単にキャビティ周辺部に含水させた鋳物砂を使用して砂型を形成することのみによっては、そのような効果を得ることは困難である。その理由として、気化した水分を移動させる手段が備わっていないためである。このように、含水させた鋳物砂を使用して砂型を形成することにより奏される効果は、Vプロセス鋳造方法における砂型内部の減圧機構との相乗効果によって実現されるものである。   However, the following remarkable effects can be obtained by forming the sand mold 2 using the foundry sand 41 containing water in the vicinity of the cavity 6 while adjusting so as not to inhibit the air suction inside the sand mold. It becomes possible. That is, according to the conventional casting apparatus, since the cooling of the molten metal is only due to the heat conduction of the foundry sand 5, it takes a long time to cool, and the production capacity of the cast product 8 cannot be increased. However, according to the casting apparatus 1 according to the present invention, the heat in the vicinity of the cavity 6 that is high due to the heat of the molten metal to be poured is used as the heat of vaporization for vaporizing the water present around the foundry sand 41. Since the heat is absorbed and sucked together with the air inside the sand mold 2 by the suction pipe 16 and radiated to the outside of the sand mold 2, cooling in the vicinity of the cavity 6 is promoted, and as a result, cooling of the casting 8 can be promoted. It becomes possible. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. At first glance, such an effect gives the impression that it can be achieved in the same way other than the conventional V process casting method. However, it is difficult to obtain such an effect only by forming a sand mold using casting sand containing water in the periphery of the cavity. This is because there is no means for moving the evaporated water. As described above, the effect produced by forming the sand mold using the water-containing foundry sand is realized by a synergistic effect with the pressure reducing mechanism inside the sand mold in the V process casting method.

ここで、図16に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実験では、従来装置と比べて冷却時間を10%短縮することが可能であるという結果が得られた。なお、これはあくまでも一例であり、減圧装置18の出力、吸引管16の本数・配置、空気吸引孔17の個数・配置、鋳物砂41によって形成される範囲、鋳物砂41の含水率等の構成要素を最適に設定することにより、さらなる冷却時間の短縮化も可能である。   Here, FIG. 16 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this experiment, the result that the cooling time can be shortened by 10% compared with the conventional apparatus was obtained. This is merely an example, and the configuration of the output of the decompression device 18, the number and arrangement of the suction pipes 16, the number and arrangement of the air suction holes 17, the range formed by the foundry sand 41, the moisture content of the foundry sand 41, etc. The cooling time can be further shortened by optimally setting the elements.

さらに、鋳造品8が急速冷却される結果、鋳造品8の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。ここで、表2に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実施例においては、従来比20%の改善が可能である。前記同様、鋳造装置1の構成要素を最適に設定することにより、さらなる強度向上も可能である。また、本実施形態に係る鋳造装置が、前述の第一〜三の実施形態と比較して、強度向上率が大きいのは、それらの実施形態よりも、より一層、溶融金属の急速冷却が可能であることに起因する。   Furthermore, as a result of the rapid cooling of the cast product 8, the strength (such as tensile strength) of the cast product 8 can be improved. Here, Table 2 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this embodiment, an improvement of 20% compared to the conventional case is possible. Similar to the above, the strength can be further improved by optimally setting the components of the casting apparatus 1. In addition, the casting apparatus according to the present embodiment has a higher strength improvement rate than the first to third embodiments described above, which enables rapid cooling of the molten metal more than those embodiments. Due to the fact that

つづいて、本発明に係る鋳造装置の第五の実施形態について説明する。
図10に示すように、鋳造装置1は、キャビティ形成面7に成形フィルム11が密着され、型外面13に保護フィルム12が密着されて、鋳物砂5により成形された上型3と下型4とを備える砂型2と、砂型2の内部を減圧させる減圧装置18とを具備する。ここで、上型3と下型4とを備える砂型2を形成する方法は、上記の図12(a)〜(e)で説明した方法と同様である。
Next, a fifth embodiment of the casting apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 10, the casting apparatus 1 includes an upper mold 3 and a lower mold 4 which are formed by casting sand 5 with a molding film 11 in close contact with the cavity forming surface 7 and a protective film 12 in close contact with the outer surface 13 of the mold. And a decompression device 18 for decompressing the inside of the sand mold 2. Here, the method of forming the sand mold 2 including the upper mold 3 and the lower mold 4 is the same as the method described in FIGS. 12 (a) to 12 (e).

鋳造装置1は、図10、図11に示すように、砂型2のキャビティ6の近傍部が、キャビティの近傍部以外の部分の鋳物砂52(例えば8号砂)よりも粒径の大きな鋳物砂51(例えば4号砂)によって形成される点で、従来の鋳造装置とは相違する。鋳物砂51によって形成される範囲および鋳物砂51の粒径は適宜設定される。なお、当該鋳物砂51は、上型3と下型4の双方に設ける構成と、いずれか一方にのみ設ける構成とが考えられる。   As shown in FIGS. 10 and 11, the casting apparatus 1 is a foundry sand in which the vicinity of the cavity 6 of the sand mold 2 has a larger particle size than the foundry sand 52 (for example, No. 8 sand) in a portion other than the vicinity of the cavity. It differs from the conventional casting apparatus by the point formed by 51 (for example, No. 4 sand). The range formed by the foundry sand 51 and the particle size of the foundry sand 51 are set as appropriate. In addition, the said casting sand 51 can consider the structure provided in both the upper mold | type 3 and the lower mold | type 4, and the structure provided only in any one.

上記の構成の作用として、従来の鋳造装置によれば、溶融金属の冷却は、鋳物砂5の熱伝導によるものだけであったため、冷却に長時間かかり、鋳造品8の生産能力を上げることができなかった。しかし、本発明に係る鋳造装置1によれば、注湯される溶融金属の熱により高温となっているキャビティ6近傍領域の熱が、砂型2内部の空気とともに吸引管16により吸引されて、砂型2外部へと放熱される際に、特に高温となっているキャビティ6近傍に配される鋳物砂51の粒径が大きいために、当該キャビティ6近傍領域において吸熱した空気の流動性を向上させることができ、キャビティ6近傍の冷却が促進されることとなる。その結果、鋳造品8の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。なお、鋳物砂51は、より球に近い形状が好適である。その理由として、周囲の空気の流動性を向上させる効果が生じ、当該冷却が一層促進されるためである。   As an operation of the above-described configuration, according to the conventional casting apparatus, the molten metal is cooled only by the heat conduction of the foundry sand 5, so that it takes a long time to cool and the production capacity of the cast product 8 can be increased. could not. However, according to the casting apparatus 1 according to the present invention, the heat in the vicinity of the cavity 6 that is at a high temperature due to the heat of the molten metal to be poured is sucked together with the air inside the sand mold 2 by the suction pipe 16 to be sand mold. (2) When the heat is radiated to the outside, the fluidity of the air that has absorbed heat in the vicinity of the cavity 6 is improved because the particle size of the foundry sand 51 disposed in the vicinity of the cavity 6 that is particularly high in temperature is large. As a result, cooling in the vicinity of the cavity 6 is promoted. As a result, it becomes possible to promote the cooling of the casting 8. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. In addition, the shape close | similar to a sphere is suitable for the foundry sand 51. FIG. The reason is that the effect of improving the fluidity of the surrounding air is produced, and the cooling is further promoted.

ここで、図17に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実験では、従来装置と比べて冷却時間を40%短縮することが可能であるという結果が得られた。なお、これはあくまでも一例であり、減圧装置18の出力、吸引管16の本数・配置、空気吸引孔17の個数・配置、鋳物砂51によって形成される範囲および鋳物砂51の粒径等の構成要素を最適に設定することにより、さらなる冷却時間の短縮化も可能である。   Here, FIG. 17 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this experiment, the result that the cooling time can be shortened by 40% compared with the conventional apparatus was obtained. This is merely an example, and the configuration of the output of the decompression device 18, the number and arrangement of the suction pipes 16, the number and arrangement of the air suction holes 17, the range formed by the foundry sand 51, the particle size of the foundry sand 51, and the like. The cooling time can be further shortened by optimally setting the elements.

さらに、鋳造品8が急速冷却される結果、鋳造品8の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。ここで、表3に本実施例に係る鋳造装置1が達成している数値データの一例を示す。本実施例においては、従来比20%の改善が可能である。前記同様、鋳造装置1の構成要素を最適に設定することにより、さらなる強度向上も可能である。   Furthermore, as a result of the rapid cooling of the cast product 8, the strength (such as tensile strength) of the cast product 8 can be improved. Here, Table 3 shows an example of numerical data achieved by the casting apparatus 1 according to the present embodiment. In this embodiment, an improvement of 20% compared to the conventional case is possible. Similar to the above, the strength can be further improved by optimally setting the components of the casting apparatus 1.

以上の説明の通り、本発明に係る鋳造装置によれば、キャビティ近傍領域の冷却が促進され、その結果、鋳造品の冷却を促進することが可能となる。それにより、従来装置と比べて離型が可能となるまでの時間が短縮される効果が生じ、製品の生産能力を向上させることが可能となる。さらに、鋳造品が急速冷却される結果、鋳造品の強度(引張強さ等)を向上させることが可能となる。   As described above, according to the casting apparatus according to the present invention, the cooling in the vicinity of the cavity is promoted, and as a result, the cooling of the cast product can be promoted. As a result, an effect of shortening the time until mold release is possible as compared with the conventional apparatus is produced, and the production capacity of the product can be improved. Furthermore, as a result of the rapid cooling of the cast product, the strength (such as tensile strength) of the cast product can be improved.

なお、本発明に係る実施の形態に関して以上説明を行ったが、各実施の形態を組み合わせた構成を採用することにより、冷却促進と強度向上の効果を相乗的に高めることが可能となる。   Although the embodiments according to the present invention have been described above, the effects of promoting cooling and improving the strength can be synergistically increased by adopting a configuration in which the embodiments are combined.

本発明の実施の形態に係る鋳造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the casting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1のA−A’断面図である。It is A-A 'sectional drawing of FIG. 図2のX部拡大図である。It is the X section enlarged view of FIG. 本発明の第二の実施の形態に係る鋳造装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the casting apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態に係る鋳造装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the casting apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. 図5のB−B’断面図である。FIG. 6 is a B-B ′ sectional view of FIG. 5. 図6のY部拡大図である。It is the Y section enlarged view of FIG. 本発明の第四の実施の形態に係る鋳造装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the casting apparatus which concerns on 4th embodiment of this invention. 図8のC−C’断面図である。It is C-C 'sectional drawing of FIG. 本発明の第五の実施の形態に係る鋳造装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the casting apparatus which concerns on 5th embodiment of this invention. 図10のD−D’断面図である。It is D-D 'sectional drawing of FIG. 一般的なVプロセス鋳造方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the general V process casting method. 従来の実施の形態に係る鋳造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the casting apparatus which concerns on the conventional embodiment. 本発明に係る鋳造装置による効果を説明する比較図である。It is a comparison figure explaining the effect by the casting device concerning the present invention. 本発明に係る鋳造装置による効果を説明する比較図である。It is a comparison figure explaining the effect by the casting device concerning the present invention. 本発明に係る鋳造装置による効果を説明する比較図である。It is a comparison figure explaining the effect by the casting device concerning the present invention. 本発明に係る鋳造装置による効果を説明する比較図である。It is a comparison figure explaining the effect by the casting device concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 鋳造装置
2 砂型
3 上型
4 下型
5 鋳物砂
6 キャビティ
7 キャビティ形成面
11 成形フィルム
12 保護フィルム
13 型外面
16 吸引管
17 空気吸引孔
18 減圧装置
21 給気管
25 貫通部
29 溶融金属からの熱
31 放熱部材
39 放熱部材中の熱伝導
41 含水させた鋳物砂
51 粒径の大きな鋳物砂
52 通常の径の鋳物砂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casting apparatus 2 Sand mold 3 Upper mold 4 Lower mold 5 Foundry sand 6 Cavity 7 Cavity formation surface 11 Molded film 12 Protective film 13 Mold outer surface 16 Suction pipe 17 Air suction hole 18 Decompression apparatus 21 Supply pipe 25 Penetration part 29 From molten metal Heat 31 Heat-dissipating member 39 Heat conduction in heat-dissipating member 41 Water-containing foundry sand 51 Large-size foundry sand 52 Normal-size foundry sand

Claims (6)

Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、
キャビティが形成された面に成形フィルムが密着され、型外面に保護フィルムが密着されて、鋳物砂により成形された上型と下型とを備える砂型と、
前記砂型の内部を減圧させる減圧装置と、
前記砂型の外部と内部とを連通する複数の給気管とを備え、
前記給気管は、一端側を前記保護フィルムを貫通して前記砂型の外部へ延出させるとともに、他端側を前記成形フィルムを貫通させずに、前記キャビティの近傍まで到達させて配置すること
を特徴とする鋳造装置。
A casting apparatus used in the V process casting method,
A sand mold comprising an upper mold and a lower mold formed of foundry sand, with a molded film closely attached to the surface on which the cavity is formed, and a protective film closely attached to the outer surface of the mold;
A decompression device for decompressing the inside of the sand mold;
A plurality of air supply pipes communicating the outside and the inside of the sand mold;
The air supply pipe is arranged so that one end side extends through the protective film to the outside of the sand mold, and the other end side reaches the vicinity of the cavity without penetrating the molding film. Casting equipment characterized.
前記給気管が前記保護フィルムを貫通する貫通部は、前記給気管の外周部と前記保護フィルムとが密着して形成されること
を特徴とする請求項1記載の鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 1, wherein a penetration portion through which the air supply pipe penetrates the protective film is formed such that an outer peripheral portion of the air supply pipe and the protective film are in close contact with each other.
前記給気管は、前記キャビティの近傍側の先端部がテーパ状に形成されていること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the air supply pipe has a tip end portion in the vicinity of the cavity formed in a tapered shape.
Vプロセス鋳造方法に用いられる鋳造装置であって、
キャビティが形成された面に成形フィルムが密着され、型外面に保護フィルムが密着されて、鋳物砂により成形された上型と下型とを備える砂型と、
前記砂型の内部を減圧させる減圧装置と、
前記砂型の外部と内部とを連通する複数の放熱部材とを備え、
前記放熱部材は、一端側を前記保護フィルムを貫通して前記砂型の外部へ延出させるとともに、他端側を前記成形フィルムを貫通させずに、前記キャビティの近傍まで到達させて配置すること
を特徴とする鋳造装置。
A casting apparatus used in the V process casting method,
A sand mold comprising an upper mold and a lower mold formed of foundry sand, with a molded film closely attached to the surface on which the cavity is formed, and a protective film closely attached to the outer surface of the mold;
A decompression device for decompressing the inside of the sand mold;
A plurality of heat dissipating members communicating the outside and the inside of the sand mold;
The heat dissipating member is arranged so that one end side penetrates the protective film and extends to the outside of the sand mold, and the other end side reaches the vicinity of the cavity without penetrating the molding film. Casting equipment characterized.
前記放熱部材は、金属材料で構成されること
を特徴とする請求項4記載の鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 4, wherein the heat radiating member is made of a metal material.
前記砂型は、前記キャビティの近傍部以外の部分の鋳物砂よりも粒径の大きな鋳物砂によって前記キャビティの近傍部が形成されること
を特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の鋳造装置。
The sand mold is of any one of claims 1-5, characterized in that the vicinity of the cavity by a large casting sand particle size than sand in the portion other than the vicinity of the cavity is formed Casting equipment.
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