JPH0712534B2 - 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、中空部を有する製品を、中子を用いて鋳造す
るようにされた鋳造装置に関する。

（従来の技術） 一般に、中空部を有する金属製品を鋳造する際に用いら
れる中子は、鋳造時における溶湯の圧力に耐える強度
（耐圧性），高温に耐える耐熱性，鋳造時に発生するガ
スを外部に抜くことのできる通気性を備えることに加え
て、鋳込後に容易に鋳造品から除去できる崩壊性を備え
ることが要求される。

特に、中空部が複雑な形状の製品を中子を用いてダイカ
スト法や溶湯鍛造法等の高圧鋳造法により鋳造する場合
には、中子に高圧力が作用して、中子と溶湯（鋳造品）
とが強固に密着するとともに、中子自体の結合力も増大
するので、中子が崩壊性に優れるものとされる必要があ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来において、特に、高圧鋳造法により
製品を鋳造する際に用いられる中子にあっては、要求さ
れる崩壊性を充分に満足させることができない場合があ
る。そこで、中子が要求される崩壊性を充分に備えてい
ない場合には、例えば、鋳造品が得られた後、鋳造品に
溶体化処理等の熱処理を施す際に、けい砂等の中子砂を
結合するフェノール樹脂等の有機粘結剤を燃焼させて中
子砂相互の結合度合を弱めることにより、中子の崩壊性
を高めるようにすることが知られている。しかし、この
ように鋳造品の熱処理時に有機粘結剤を燃焼させること
では、有機粘結剤を充分に燃焼させることができず、鋳
造品から中子を完全に除去することが困難な場合があ
る。

斯かる点に鑑み、本発明は、中空部を有する製品を中子
を用いて鋳造するようになされ、しかも、中子が要求さ
れる崩壊性を充分に備えていない場合であっても、鋳造
品から中子を容易に除去できるようにされた鋳造装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、中子が溶湯によって昇温される鋳造時におい
て、中子内に酸素を供給することにより中子砂を結合す
る有機粘結剤を充分に燃焼させ得、それによって中子の
崩壊性を高めることができることを見出してなされたも
のである。

そして、その具体構成は、溶湯が注入される成形型と、
中子砂が有機粘結剤により結合されて略中実に形成さ
れ、成形型内に配設される中子と、成形型に溶湯が注入
された後、中子内に酸素を供給する酸素供給手段と、燃
焼ガス導出手段とを備え、酸素供給手段から中子内に供
給される酸素により有機粘結剤を燃焼させるとともに、
有機粘結剤の燃焼によって形成される燃焼ガスを燃焼ガ
ス導出手段が外部に導くようにされる。

（作用） 上述の如くの構成とされる本発明に係る鋳造装置におい
ては、成形型に溶湯が注入された後に、酸素供給手段が
中子内に酸素を供給する。このとき、中子は高温状態に
なっているので、酸素によって有機粘結剤が燃焼せしめ
られ、その燃焼ガスが燃焼ガス導出手段により外部に導
かれる。

このようにして、中子の有機粘結剤が燃焼せしめられる
と、中子砂相互の結合度合が弱められるので、中子の崩
壊性が高められて鋳造品からの中子の除去が容易に行え
るものとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る鋳造装置の一例を示す。この例
は、第２図に示され如くの、ロータリピストンエンジン
のロータ（半製品）10を溶湯鍛造法により製造するため
のものである。

第１図において、下型12と上型14とで成形型15が形成さ
れ、下型12には、キャビティ17が形成されるとともに複
数個の注湯口20aを有するゲート部20が形成されてい
る。ゲート部20の下方には、それに連なって溶湯通路部
22が形成されている。溶湯通路部22は、スリーブ壁26に
よって包囲されており、このスリーブ壁26内にプランジ
ャ30が配されている。プランジャ30は、スリーブ壁26内
を垂直方向（第１図において上下方向）に摺動して溶湯
補給通路32から溶湯通路部22内に供給される溶湯をゲー
ト部20を介してキャビティ17内に注入してそれを加圧状
態に保持する役目を果たす。

下型12におけるゲート部20の真上には、その下部が下型
12における注湯口20aの周囲に当接するとともに、その
上部が、上型14に当接する中子35が配されている。中子
35は、第３図に示される如くの、上中子35Aと下中子35B
とから成り、中子砂としてけい砂が用いられ、粘結剤と
してフェノールレジン等の有機粘結剤が用いられて略中
実に形成されている。また、中子35には、予め、インサ
ート材38が装着されており、さらに、キャビティ17にお
けるロータ10の頂点部に対応する部分には、インサート
材39が配されている。また、下型12におけるキャビティ
17の下方部分には、下中子35Bに通じる複数本の燃焼ガ
ス導出通路33が形成されている。

上型14は、上述の中子35が下型12に配された後、キャビ
ティ17の上面を画成するように下型12に密着して配され
る。上型14には、酸素供給通路40が形成されており、こ
の酸素供給通路40は、その先端部に複数の供給口40aを
有し、酸素ボンベ等から成る酸素供給部45から電磁切換
弁47を介して供給される酸素を中子35に導くようにされ
ている。

上述の如くの構成のもとで、ロータ10を鋳造するにあた
っては、まず、プランジャ30が、第１図において一点鎖
線で示される如くに溶湯補給通路32の下方位置まで下降
せしめられて、溶湯補給通路32から溶湯通路部22内に、
アルミニウム合金の溶湯（約700℃程度に加熱されてい
る）が供給される。次に、プランジャ30が上昇せしめら
れて、溶湯通路部22内の溶湯がゲート部20の注湯口20a
を介してキャビティ17内に注入され、加圧された状態で
保持される。キャビティ17内に溶湯が注入されると、中
子35が溶湯によって昇温される。そして、キャビティ17
内への溶湯の注入完了後、中子35が400℃程度まで昇温
されたとき、電磁切換弁47が開かれて酸素供給部45から
酸素供給通路40を介して中子35内に酸素が供給される。
これにより、中子35の有機粘結剤が燃焼せしめられてそ
の燃焼ガスが燃焼ガス導出通路33を通じて外部に排出さ
れる。

この場合、溶湯がキャビティ17に注入された後凝固する
までの時間は約40秒〜１分であり、キャビティ17内への
溶湯の注入完了後、溶湯が凝固するまでの間において
は、中子35が400〜500℃に昇温された状態にあり、溶湯
の注入完了後溶湯が凝固するまでの間において酸素を約
120l程度中子35内に供給することにより、中子35の有機
粘結剤が略完全に燃焼せしめられ、かつ、凝固しつつあ
る溶湯に悪影響を与えないこと、及び、中子35の温度が
約400℃より低いとき、酸素を中子35内に供給しても有
機粘結剤が完全には燃焼せしめられず、溶湯の表面が酸
化されてしまうことが、確認されている。また、上述の
略中実の中子35に代えて比較的大容積の中空部を有する
中子が用いられる場合には、酸素の大部分が中子内を素
通りして外部に排出され、有機粘結剤を完全には燃焼せ
しめることができないことも確認されている。

上述の如くにして、鋳造時に中子35内に酸素が供給され
て有機粘結剤が燃焼せしめられることにより、溶湯が酸
化されることなく、中子35における中子砂相互の結合度
合が弱められるので、中子35の崩壊性が高められる。こ
のため、得られた鋳造品（ロータ10）から中子35を容易
に除去することができる。

なお、本発明は、上述の例の如くの溶湯鍛造装置に適用
されるだけでなく、ダイカスト装置等の他の高圧鋳造装
置にも同様に適用できるとともに、低圧鋳造装置にも適
用できる。

また、上述の例においては、中子内に酸素（純酸素）を
供給するようにされているが、必ずしも純酸素を供給す
る必要はなく、酸素を含んだ気体、例えば、空気を中子
内に供給するようにされてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る鋳造装置に
おいては、成形型に溶湯が注入された後に、中子内に酸
素を供給して中子の有機粘結剤を燃焼させるようになさ
れるので、溶湯を酸化させることなく、中子の崩壊性を
高めることができて、得られた鋳造品から中子を容易に
除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造装置の一例を示す縦断面図、
第２図は第１図に示される例により製造されるロータを
示す斜視図、第３図は第１図に示される例に用いられる
中子を示す分解斜視図ずある。 図中、15は成形型、17はキャビティ、33は燃焼ガス導出
通路、35は中子、40は酸素供給通路、45は酸素供給部で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶湯が注入される成形型と、中子砂が有機
   粘結剤により結合されて略中実に形成され、上記成形型
   内に配設される中子と、上記成形型に溶湯が注入された
   後に、上記中子内に酸素を供給して上記有機粘結剤を燃
   焼させる酸素供給手段と、上記有機粘結剤の燃焼によっ
   て形成される燃焼ガスを外部に導く燃焼ガス導出手段
   と、を具備して構成される鋳造装置。