JPH02235706A - 加圧鋳込成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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の泥漿を石膏など吸
水性のある鋳型内に加圧供給して鋳込成形する加圧鋳込
成形装置に関し、鋳型形状に応じて最適な泥漿供給圧力
及び泥漿供給速度などの鋳込条件にすることで健全な成
形体を得ることができるようにしたものである。

［従来の技術コ 陶磁器などセラミックス材料を用いて梢造用部品などを
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り、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る。

この鋳込成形法の中には、排泥鋳込法と固形鋳込法とが
あり、排泥鋳込法では、セラミックス粉末を溶蝶中に分
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ようにする一方、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、これらを組合わせな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よう
にしている． このような鋳込成形を行う鋳込成形装置は、例えば、第
２図に示すように、石膏などの吸水性のある鋳型１が型
押え装置２で押さえられるようになっており、この鋳型
１に泥漿タンク３から注入弁４を介して泥漿Ｄが供給さ
れるとともに、排出弁５から鋳型１内の泥漿Ｄを排出で
きるようになっている。

この泥漿タンク３には、泥漿供給弁６及び撹拌Ｉｉ７が
設けられるとともに、圧縮空気等のガス源８からフィル
タ９、圧力調整弁１０及び切替弁１１を介して加圧用の
ガスが供給され、切替弁１１の他方に真空ボング１２と
大気開放弁１３が接続されている． そして、鋳込成形に当たっては、泥漿タンク３に供給さ
れた泥漿Ｄを真空ボンブ１２及び撹拌機７で減圧撹拌し
て気泡を除去した後、ガス源８からのガスで加圧して鋳
型１に注入し、着肉固化させるようにしている． ［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような銑込成形装置では、鋳型１への泥
漿Ｄの供給後、予め実験などで定めた時間が経過すると
、鋳型１内から成形体を取り出すようにしているため、
鋳型１の乾燥状態や供給される泥漿Ｄの状態によって成
形体の肉厚が変化するなど、安定した状態で成形するこ
とが出来ないという問題ある． また、鋳型１への泥漿Ｄの注入に当たっては、鋳型１内
に泥漿Ｄが完全に充満されるまでは、気泡の発生が無い
ように静かに注入する必要があり、その後はある程度の
圧力を加えて泥漿Ｄを注入することが健全な成形体を得
るのに必要であるが、鋳型１内の泥漿Ｄの充填状態が分
からないため鋳込条件を最適に制御することができない
という問題があった， 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、鋳型の構造や鋳型の状態に応じて最適な鋳込条件
で鋳込むことができ、健全な成形体を安定して得ること
ができる加圧鋳込成形装置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コ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
加圧鋳込成形装置は、成形品の外形に応じた空洞部が形
成された吸水性の鋳込成形用の鋳型と、この鋳型に供給
する泥漿を入れる加圧可能な泥漿タンクと、この泥漿タ
ンク内を加圧して泥漿を前記鋳型内に供給し得る加圧手
段と、前記鋳型内の泥漿の充填状態を検出する検出手段
と、この検出手段の検出結果に基づき前記泥漿タンクか
らの泥漿供給圧力及び供給速度を制御するとともに、前
記鋳型内に供給された泥漿の排出を制御する制御手段と
からなることを特徴とするものである． ［作　用］ この加圧鋳込成形装置によれば、吸水性の鋳込成形用の
鋳型に内部の泥漿の充填状態を泥漿のレベルから検出す
るレベル計などの検出手段を設け、この検出手段の検出
結果に基づき制御手段によって、泥漿タンク内を加圧し
て泥漿を鋳型内に供給する加圧手段等を制御するように
しており、鋳型内の泥漿の充填状態によって泥漿供給圧
力及び供給速度を制御するとともに、鋳型内に供給され
た泥漿の排出を制御するようにし、鋳型の構造や鋳型の
状態に応じて最適な鋳込条件で鋳込むことを可能とし、
健全な成形体を安定して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図はこの発明の加圧鋳込成形装置の一実施例にかか
る概略構成図であり、ノズルの成形に適用したものであ
る． この加圧鋳込成形装置２０で採用されている鋳込成形法
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たものであり、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、残った泥漿を固形鋳込法で
固化させるようにしている． このような排泥鋳込法と固形鋳込法とを組み合わせた鋳
込成形法を行う加圧鋳込成形装置２０は、第１図に示す
ように、石膏などの吸水性のある鋳型２１を押える油圧
駆動式の型押え装置２２を備えている． この鋳型２１は従来の排泥鋳込法や固形鋳込法で使用さ
れる鋳型と同様に石膏等の吸水性のある材料で形成され
ており、成形後に成形体を取り出すことができるように
３分割された石膏型２１ａ，２ｌｂ，２１ｃと中子２１
ｄとで構成され、その内部に成形体であるノズルの外形
に対応した空洞部２１ｅが形成されるようになっている
．そして、石膏型２１ｃには、泥漿注入口２１ｆが形成
され、この部分からは吸水できないように非吸水性の塗
膜を塗るなどの処理がしてある。

一方、ノズルの突起部を形成するために用いられる鋳込
成形用中子２１ｄは、第１図中に鋳型２１に装着した状
態で示すように、ノズルの開口部のみを形成するように
石膏型２１ｃの外部がら装着されて所定の空隙を形成す
る外形となっており、その軸方向中心部に泥漿排出口２
１ｇが形成され、この泥漿排出口２１ｇの内面にも泥漿
が着肉しないように吸水性を無くすなめ非吸水性の塗膜
を塗るなどの処理がなされ、鋳型２１の空洞部２１ｅと
連通ずるようになっている． さらに、この鋳込成形用中子２１ｄでは、先端部に突起
部を着肉させるための段差部が形成され、この段差部に
隣接する最先端部は鋳型２１の空洞部２１ｅに位置し、
この最先端部だけは着肉しないように吸水性を無くすた
め非吸水性の塗膜を塗るなどの処理がなされるとともに
、石膏型２１ｂ，２１ｃの泥漿注入口２１ｆ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
吸水性の塗膜を塗るなどの処理がなされている．この鋳
型２１の泥漿注入口２１ｆには、開度を任意に調整でき
る自動注入弁２３及び泥漿供給管２４を介して泥漿タン
ク２５が接続されている．この鋳型２１の鋳込成形用中
子２１ｄの泥漿排出口２１ｇには、自動排出弁２６が設
けられ、この自動排出弁２６の上流側に分岐配管２７が
接続され、ストップ弁２８を介して泥漿レベル管２９が
設置されている． この泥漿レベル管２９の内部には、浮子２９ａが入れら
れており、浮子２９ａの位置を検出器３０で検出できる
ようにしてあり、泥漿レベル管２９の頂部には、大気に
開放できる自動開放弁２９ｂが取付けられている． 泥漿タンク２５には、泥漿供給弁３１及び撹拌機３２が
設けられるとともに、内部の圧力を検出する圧力計３３
が取付けられている． また、この泥漿タンク２５は内部を減圧したり、加圧で
きるようになっており、このため加減圧配管３４が泥漿
タンク２５に接続されている．この加減圧配管３４に切
換弁３５が設けられ、切換弁３５の一方に加圧手段を構
成する圧縮空気等のガス源３６、フィルタ３７、圧カ計
３８、自動圧力調整弁３９が順に接続されるとともに、
切換弁３５の他方に減圧手段を構成する真空ポンプ４０
、圧力計４１、大気開放弁４２が順に接続されている． また、加減圧配管３４の泥漿タンク２５と切換弁３５と
の間にも大気開放弁４３が設けられている。

さらに、各自動弁２３．２６，２９ｂ，３９などを検出
器３０の検出結果に基づき制御するための制御手段とし
て制御装置４４が設けられ、電気的に接続されている． 次に、このように構成された加圧鋳込成形装置２０によ
る成形を制御装置４４の制御内容とともに説明する． １）泥漿タンク２５に泥漿供給弁３１から泥漿Ｄを供給
し、切換弁３５を減圧手段側に切り換えて真空ポンプ４
０を運転し泥漿タンク２５内を減圧するとともに、撹拌
機３２で撹拌して泥漿Ｄに含まれる気泡を除去する．な
お、撹拌６ｌ３２は泥漿Ｄの沈澱分離を防止するため常
時運転しておく。

２）泥漿Ｄ中の気泡を分離した後、切換弁３５を加圧手
段側に切り換えてガス源３６の圧力Ｐの圧縮ガスを自動
圧力調整弁３つで初期注入圧力Ｐ１に減圧して泥漿タン
ク２５を加圧する．３）泥漿Ｄを鋳型２１に注入するた
め、自動排出弁２６を閉じる一方、ストップ弁２８及び
自動開放弁２９ｂを開放したのち、泥漿供給管２４の自
動注入弁２３の開度を初期注入開度■１に設定して型押
え装置２２に押さえられている鋳型２１に気泡が発生し
ないようゆっくり静かに泥漿Ｄを供給する． すると、鋳型２１の空洞部２１ｅに供給された泥漿Ｄは
、鋳込成形用中子２１ｄの泥漿排出口２１ｇ及び分岐配
管２７及びストップ弁２８を通って泥漿レベル管２９に
も供給され、浮子２９ａが上昇する． ４）泥漿Ｄが鋳型２１内に供給され、空洞部２１ｅに充
満した状態になると、泥漿レベル管２９の浮子２９ａも
同一の高さまで上昇し、検出器３０の鋳型２１の空洞部
２１ｅの頂部と同一高さのセンサ３０ａから初期充満完
了信号Ｓ１が発せられる． ５）この初期充満完了信号Ｓ１が制御装置４４に入力さ
れると、制御装置４４から泥漿レベル管２９の自動開放
弁２９ｂに閉信号が送られると同時に、自動注入弁２３
をさらに開いて所定の開度Ｖ１にし、自動圧力調整弁３
９で泥漿Ｄの圧力を鋳込圧力Ｐ２に上昇する信号を出力
する。

すると、鋳型２１内の泥漿Ｄは鋳込圧力Ｐ２の状態で加
圧される一方、泥漿レベル管２９でも泥漿Ｄが上昇して
浮子２９ａも上昇し、泥漿レベル管２９の頂部空間の圧
力が鋳込圧力Ｐ２と釣り合う位置に浮子２９ａが停止す
ることになり、これが検出器３０の加圧状態検出センサ
３０ｂで検出され、加圧状態検出信号＄２が発せられる
。

６）この加圧状態検出信号Ｓ２が制御装置４４に入力さ
れた時に、必要に応じ、自動注入弁２３の開度を変える
ようにしたり、自動圧力調整弁３つで泥漿Ｄの加圧圧力
を変えるようにしても良い。

７）こうして加圧状態で泥漿Ｄを鋳型２１に供給した状
態にすると、鋳型２１と鋳込成形用中子２１ｄとの空隙
部に泥漿Ｄが着肉して行くと同時に、ノズルの突起部に
相当する鋳込成形用中子２１ｄの段差部にも着肉して行
く。

８）こうして泥漿Ｄが着肉していき、ある時間が経過す
ると、石膏型２１ａ〜２１ｃに泥漿Ｄ中の水分が吸収さ
れ、鋳込成形用中子２１ｄの先端部付近の外周部分４５
（図中交差斜線で示してある）にも着肉が進み、泥漿注
入口２１ｆから供給される泥漿Ｄが空洞部２ｌｅ内に流
入することができなくなってしまう． ９）一方、この状態でも鋳型２１の空洞部２１ｅでは、
泥漿Ｄの着肉が進行するため、今度は泥漿レベル管２９
内の圧力Ｐ２の泥漿Ｄが分岐配管２７からの逆流によっ
て鋳型２１内に供給されることになる． このため泥漿レベル管２９の泥漿Ｄの高さが初期状態か
らΔＨだけ低下し、これに伴って浮子２９ａも降下し、
これが検出器３ｏの泥漿逆流位置センサ３．Ｏ　ｃで検
出され、逆流位置信号ｓ３が発せられる． １０）　　この逆流信号Ｓ３が制御装置４４に入力され
ると、制御装置４４では、この信号Ｓ３を排泥鋳込法に
よる成形の終了信号とし、自動注入弁２３を閉じるとと
もに、自動圧力調整弁３９の設定圧力をＰ３にする一方
、自動排出弁２６及び自動開放弁２９ｂを開いて鋳型２
１の空洞部２ｌｅ内及び泥漿レベル管２９内の泥漿Ｄを
排出する．この結果、鋳型２１上部の空洞部２１ｅおよ
び鋳込成形用中子２１ｄの周囲には、鋳型２１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２
１ｄの先端の段差部には、突起部に相当する着肉が一体
に生じる このようにして鍋型２１内の泥漿Ｄ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． １１）　　こうして鋳型２１内及び泥漿レベル管２９内
の泥漿Ｄが排出されれると、浮子２９ａが下降し、これ
が検出器３０の排出完了位置センサ３０ｄで検出され、
排出完了信号Ｓ４が発せられる。

この信号Ｓ４によって固化までの時間を設定するタイマ
（図示せず）が作動される。

１２）　　この後、従来の固形鋳込法の場合と同様に、
鋳型２１内に残留した泥漿Ｄを固化するため、更にタイ
マで予め設定した時間放置するが、このとき、引け巣な
どの欠陥を生じないようにして固化するため、泥漿Ｄの
排出完了信号Ｓ４によって再び自動注入弁２３を開き、
その弁開度をＶ２とするとともに、自動圧力調整弁３っ
で設定圧力をＰ４として鋳込用中子２１ｄの外周部４５
より下の部分に泥漿Ｄを供給し続け、押し湯のように機
能させ、引け巣などの欠陥が発生しないするようにする
． １３）　　こうして泥漿Ｄが固化した後、鋳込成形用中
子２１ｄを鋳型２１から取外し、鋳型２１を分解して成
形体としてのノズルを取出して！サイクルの成形作業が
終了する。

なお、自動圧力調整弁３９によって設定する圧力は、原
則としてＰ＜Ｐ１　＜Ｐ２　＜Ｐ３　＜Ｐ４とすれば良
いが、このようにする場合に限らず、切換弁３５．加減
圧配管３４，大気開放弁４２．４３の組合わせにより任
意の圧力に調整しても良い。

このように鋳込成形用中子２１ｄ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を用い
る加圧鋳込成形装置２０によれば、従来のような複雉な
分割組立中子を用いることなく、突起部を備えたノズル
等の成形体をその肉厚を一定に保ちながら成形すること
ができる。

また、鋳型２１の空洞部２ｌｅ内の泥漿Ｄを排出した後
、さらに鋳型２１の泥漿注入口２１ｆから加圧した泥漿
Ｄを直接着肉部分に供給し続けるようにしているので、
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して一層健全な突起部を備
えたノズル等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
明の加圧鋳込成形装置によれば、吸水性の鋳込成形用の
鋳型に内部の泥漿の充填状態を検出する検出手段を設け
、この検出手段の検出結果に基づき、泥漿タンク内を加
圧して泥漿を鋳型内に供給する加圧手段等を制御する制
御手段を設けなので、鋳型内の泥漿の充填状態によって
泥漿供給圧力及び供給速度を制御することができるとと
もに、鋳型内に供給された泥漿の排出を制御することが
できる。

したがって、鋳型の構造や鋳型の状態に応じて最適な鋳
込条件で鋳込むことが可能となり、健全な成形体を安定
して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の加圧鋳込成形装置の一実施例にかか
る概略構成図であり、ノズルの成形に適用したものであ
る． 第２図は従来の鋳込成形装置の概略構成図である。 ２０：加圧鋳込成形装置、２１：鋳型、２２：形押え装
置、２３：自動注入弁、２４：泥漿供給管、２５：泥漿
タンク、２６：自動排出弁、２７：分岐配管、２つ：泥
漿レベル管、３０：検出器、３１：泥漿供給弁、３２：
撹拌機、３５：切換弁、３つ：自動圧力調整弁、４４：
制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形品の外形に応じた空洞部が形成された吸水性の鋳込
   成形用の鋳型と、この鋳型に供給する泥漿を入れる加圧
   可能な泥漿タンクと、この泥漿タンク内を加圧して泥漿
   を前記鋳型内に供給し得る加圧手段と、前記鋳型内の泥
   漿の充填状態を検出する検出手段と、この検出手段の検
   出結果に基づき前記泥漿タンクからの泥漿供給圧力及び
   供給速度を制御するとともに、前記鋳型内に供給された
   泥漿の排出を制御する制御手段とからなることを特徴と
   する加圧鋳込成形装置。