JPH06262339A - 中子砂の砂落し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造品を放熱させる必要がなく、鋳造品の中
空部内の中子を騒音や粉塵の発生なく速やかに崩壊させ
て、中空部から中子砂を迅速且つ容易に除去することの
できる中子砂の砂落し方法を提供する。 【構成】 シェルモールド中子２を用いて鋳造したの
ち、金型から取出した高温状態の鋳造品３を水槽１０内
に浸漬し、鋳造品３の中空部表面と中子２とのあいだに
生じる爆発的沸騰によって中子２を破砕し、中子砂を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空鋳物を製造するに
際して、溶湯の凝固後鋳型から取り出された鋳造品の中
空部から中子砂を除去するのに利用される中子砂の砂落
し方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】中空部を有する鋳物の製造に際しては、
例えばシェルモールド法によって造型した中子を鋳型内
の所定の位置にあらかじめセットしたうえで注湯し、凝
固した鋳造品から前記シェルモールド中子を除去するよ
うにしている。

【０００３】そして従来、中子を鋳造品の中空部から取
出すに際しては、例えば、放熱後の鋳造品にバイブレー
タを備えたノックアウトマシンによって衝撃を与えて前
記中子を崩し、鋳造品の中空部から排出するようにして
おり、前記ノックアウトマシンによってもなお中子砂が
残存している場合には、作業員がハンマー、あるいはジ
ェットたがねやエアハンマーなどの振動工具を用いて砂
落しをするようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の砂落し方法においては、鋳造品の温度が下がる
まで砂落し作業ができないため、工程内の仕掛在庫が増
え、保管スペースが必要となると共に、保管中鋳造品か
らの放熱およびノックアウトマシンから発生する騒音，
振動，粉塵によって工場建屋内の環境が劣化するという
問題がある。 また、ハンマーや振動工具による砂落し
作業は作業者の肉体的負担が大きく作業者に歓迎されな
いという問題点があって、これら問題点の解消が鋳造工
場の作業環境を改善し、工程を合理化して生産性を向上
させるうえでの課題となっていた。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、従来の砂落し方法における上
記課題に着目してなされたもので、鋳造品を放熱させる
必要がなく、鋳造品の中空部内の中子を速やかに崩壊さ
せて、該中空部から中子砂を迅速且つ容易に除去するこ
とのできる中子砂の砂落し方法を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる中子砂の
砂落し方法は、中空のシェル砂製中子を用いて鋳造した
のち、高温状態の鋳造品を水中に浸漬し、このときの沸
騰により爆発的に生ずる水蒸気によって前記中子を崩壊
させ、中子砂を除去する構成としたことを特徴としてお
り、当該砂落し方法の一実施態様としては３５０〜５０
０℃の鋳造品を当該鋳造品が水に触れてから完全に水没
するまで５秒以内の速度で水中に浸漬し、当該鋳造品の
温度が１００℃以下に低下する以前に水中から取出すこ
とが望ましく、さらに他の実施態様としては前記鋳造品
の中子および中子周辺部を除く表面部分をカバーし、こ
の状態で当該鋳造品を水中に浸漬することによって当該
鋳造品の外面からの冷却を抑制する構成としたことを特
徴としており、中子砂の砂落し方法における上記構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。

【０００７】本発明に係わる中子砂の砂落し方法におい
て、鋳造後鋳型から取出された鋳造品を水中に浸漬する
ときの鋳造品の温度としては３５０℃〜５００℃の範囲
が望ましく、浸漬するときの水没速度については、鋳造
品の一部が水に触れてから完全に水没するまでの時間を
５秒以内とすることが望ましい。すなわち、鋳造品の温
度が３５０℃未満の場合には、中空中子の内部から浸入
した水が鋳造品に触れて気化したとしても爆発的な沸騰
とはなりにくいので前記中子を破砕するに十分なエネル
ギーが得られず、鋳造品の温度が５００℃を超えたとき
には、鋳造品の強度が低いことと沸騰のエネルギーが過
大となることから場合によっては鋳造品自体に変形や破
損が生じることがあることによる。 また、水没速度が
遅い場合には、鋳造品の中空部内面と中子との間で激し
い沸騰が生じる以前に、鋳造品の外面側での沸騰によっ
て鋳造品の有する熱エネルギーが消費されてしまい、鋳
造品内面側での沸騰が不十分となって中子が破砕されに
くくなることによる。

【０００８】また、使用するシェル中子の肉厚について
は、水の浸透速度および破砕の難易度の観点から１０ｍ
ｍ以下が望ましい。

【０００９】さらに、鋳造品を水中から引き上げるタイ
ミングについては、鋳造品の温度が１００℃以下に低下
する以前が望ましい。 これは、鋳造品の温度が１００
℃未満で水中から取出したときには、鋳造品に付着した
水分によって崩壊した中子砂が鋳造品に付着してしまう
ことによる。

【００１０】また、中子の容積に対して鋳造品自体の容
積が小さく、熱容量が少ないために水中に浸漬したとき
に中子を破砕するに十分な沸騰エネルギーが得られない
場合には、鋳造品の中子および中子周辺部を除く表面部
分をカバーし、鋳造品の外面に直接水が接触しないよう
にして外面からの冷却を抑制することによって、鋳造品
の中空部と中子との間で重点的に沸騰が起こるように
し、鋳造品の有する熱エネルギーを中子の破砕に有効に
利用することができる。

【００１１】

【発明の作用】本発明に係わる中子砂の砂落し方法で
は、鋳型内で凝固し、鋳型から取出された鋳造品をその
温度が低下しないうちに水中に浸漬するようにしてお
り、中空中子の内面から浸入した水が鋳造品に触れ、瞬
間的に気化することによって、鋳造品の中空部と中子と
のあいだで爆発的な沸騰が生じ、このとき発生する水蒸
気によって前記中子が破砕され、鋳造品の中空部から排
出されることとなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明
する。

【００１３】実施例１ 図１ないし図６は、本発明に係わる中子砂の砂落し方法
の一実施例を示すものであって、この実施例では、アル
ミニウム合金の金型鋳造により、図１に示す形状のイン
テークマニホールド１を製造する要領について順を追っ
て説明する。

【００１４】まず、図２に示す手順によって、インテー
クマニホールド１の中空部１ａを形成するための中子２
を制作した。

【００１５】すなわち、図２に示すように、あらかじめ
約２８０℃に加熱しておいた中子用金型２１，２２によ
って形成される金型空間２３内に、けい砂に熱硬化性フ
ェノール樹脂を被覆したシェル砂２０（コーテッドサン
ド）をブローマガジン２４を介して吹き込み、数１０秒
間保持し、前記シェル砂２０のフェノール樹脂を硬化さ
せることによって金型２１，２２と接触していた部分の
シェル砂２０を数ｍｍ厚さに結合させた。

【００１６】そして、図２（ｂ）に示すように前記金型
２１，２２を反転させ、バイブレータ２５によって振動
を与えながら未結合のシェル砂２０を排出したのち、離
型することによって、図２（ｃ）に示すように中空部２
ａを有するのシェルモールド中子２が得られた。

【００１７】ついで、図３に示すように、インテークマ
ニホールド鋳造用金型の下型２６の所定の位置に前記中
子２の幅木部２ｂ，２ｂを載置し、左右のサイド型２
７，２８をセットすることによって、型を閉じ、図４に
示す状態においてアルミニウム合金を注湯し、凝固させ
たのち、図５に示すようにサイド型２７，２８を開き、
前記下型２６の押出しピン２６ａを上昇させることによ
って、鋳造品３を前記中子２と共に鋳造用金型から取出
した。

【００１８】このようにして得られた鋳造品３を数分間
放置し、当該鋳造品３の表面温度が約４５０℃になった
ときに、図６に示すように、当該鋳造品３を水槽１０内
に投入した。 すると、鋳造品３の外側表面部で水槽１
０内の水が激しく沸騰すると同時に、中子２の中空部２
ａから浸入した水が鋳造品３の中空部表面に触れ、瞬間
的に気化することによって、鋳造品３の中空部と中子２
とのあいだで爆発的な沸騰が生じ、この水蒸気によって
前記中子２が破砕され、鋳造品３の中空部から排出され
て水槽１０内に拡散した。 なお、このとき、鋳造品３
が水に触れてから完全に水没するまで約３秒の時間を要
した。

【００１９】そして、激しい沸騰がおさまり、沸騰音が
ほとんど聞こえなくなった時点で、当該鋳造品３を水中
から引上げると、中子２が鋳造品３から完全に除去され
ており、鋳造品３の表面に付着した水分が一瞬のあいだ
に蒸発して、図１に示したインテークマニホールド１が
得られた。 なお、鋳造品３を水中から引上げた直後の
表面温度は約１５０℃であった。

【００２０】実施例２ 実施例１で製造したインテークマニホールド１より小型
で肉厚の薄いインテークマニホールドを製造すべく、小
型のシェルモールド中子５を用いて、前記実施例１と同
様の手順により鋳造品６を得た。 そして、同様に水槽
１０中に投入したところ、鋳造品６の中空部内での沸騰
が短時間で終了し、中子５の一部が中空部内に残存する
結果となった。

【００２１】そこで、前記鋳造品６をコンテナ内に収納
したうえで、コンテナごと前記水槽１０内に浸漬するこ
とを試みた。

【００２２】使用したコンテナ１１は、図７に示すよう
に、５角形断面を有する二つ割り構造の箱状のものであ
り、開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けてあって、こ
の開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃから鋳造品６の中子５
と中子５の周辺部分のみを露出させるようになってい
る。

【００２３】このような構造のコンテナ１１内に、凝固
して金型から取出した直後の鋳造品６を収納し、当該コ
ンテナ１１の接合部と、鋳造品６との当接部には、耐熱
ゴムあるいはグラスウールからなるシール材１２〜１５
によってシーリングするとともに、適当な治具によって
クランプしたうえで、水槽１０内に浸漬した。 なお、
このときの鋳造品６の表面温度は約４００℃であった。

【００２４】この結果、鋳造品６の外表面部が前記コン
テナ１１によって水から遮断されているので、鋳造品６
の中空部表面と中子５との間でのみ激しい沸騰がしばら
く持続し、中子５が鋳造品６の中空部に残存することな
く、中子砂を完全に除去することができた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる中
子砂の砂落し方法においては、高温状態の鋳造品を水中
に浸漬し、このときの沸騰により爆発的に生ずる水蒸気
によって中子を崩壊させ、中子砂を除去するようにして
いるので、鋳造品の放熱のための時間やスペースが不要
となって生産性が向上するとともに、騒音や粉塵の発生
源であるノックアウトマシンやハンマー，振動工具等に
よる砂落し作業の廃止によって作業環境が改善され、作
業員の負担も軽減されるという非常に優れた効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明に係わる中子砂の
砂落し方法の第１実施例において鋳造したインテークマ
ニホールドの形状を示す上面図および側面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は図１に示したイ
ンテークマニホールドの鋳造に用いる中子の製作手順を
示す工程図である。

【図３】図２に示した中子を下型にセットした状態を示
す金型の概略断面図である。

【図４】図３に示した金型のセット状態を示す概略断面
図である。

【図５】図４に示した金型から鋳造品を取出した状態を
示す概略断面図である。

【図６】図５に示した鋳造品を水中に浸漬した状態を示
す説明図である。

【図７】本発明に係わる中子砂の砂落し方法の第２実施
例において鋳造品をコンテナに収納した状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

２，５ 中子 ３，６ 鋳造品 １０ 水槽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空のシェル砂製中子を用いて鋳造した
   のち、高温状態の鋳造品を水中に浸漬し、このときの沸
   騰により爆発的に生ずる水蒸気によって前記中子を崩壊
   させ、中子砂を除去することを特徴とする中子砂の砂落
   し方法。
2. 【請求項２】 ３５０〜５００℃の鋳造品を当該鋳造品
   が水に触れてから完全に水没するまで５秒以内の速度で
   水中に浸漬し、当該鋳造品の温度が１００℃以下に低下
   する以前に水中から取出すことを特徴とする請求項１記
   載の中子砂の砂落し方法。
3. 【請求項３】 前記鋳造品の中子および中子周辺部を除
   く表面部分をカバーし、この状態で当該鋳造品を水中に
   浸漬することによって当該鋳造品の外面からの冷却を抑
   制することを特徴とする請求項１記載の中子砂の砂落し
   方法。