JPH073856U - 反重力鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反重力鋳型用レジン結合砂型において、真
空室に隣接した鋳型の平らな密封面を残りの鋳型部分と
同時に形成しさらに鋳型の見切り線が真空室内に設ける
ことにより、密封面を形成するための付加的な処理段階
を省略する。 【構成】 鋳型の上型６２の密封面７６と下型６４の
密封面７８とが係合することで、鋳型空隙部２６を外部
から密封する。この際、下型６４の密封面７８は図６の
ｂに示すように下型６４の外周外方に延在するフランジ
として、下型６４の成形時に一体的に形成する。上型６
２と下型６４の密封面には必要に応じてラビリンス・シ
ールを設け金属溶融物が鋳型空隙部から真空室内へ逃げ
ないようにする。

Description

【考案の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本考案は、溶融金属の反重力鋳造に関するものであり、一層詳しくは、そのた めに用いる自立式気体透過性レジン結合砂薄肉鋳型に関する。 【０００２】 【従来の技術】 反重力鋳造方法というのは、気体透過性鋳型を真空室の口部内に封じ込め、鋳 型の下側を溶融物内に浸漬し、真空室の空気を引いて鋳型の底にある１つまたは それ以上の堰を通して、鋳型内に溶融物を吸い上げる方法を言う。 【０００３】 このような方法の１つが、米国特許第４，３４０，１０８号に示されており、 ここでは、溶融物はレジン結合砂シェル型内で成形され、このシェル型は真空室 の外側にある水平方向の見切線に沿って相互に密封結合された上下の型部分を包 含する（すなわち、真空室は上型を係合している）。 【０００４】 【考案が解決しようとする課題】 解決しようとする課題は、このような鋳型は見切線のところで空気の侵入を受 けやすいという点である。さらに、上型の外面は、形成したままの状態では、粗 くて実際に真空室の口に対して密封するのが不可能である。したがって、成形後 に上型をさらに処理する必要があり、その上面を平らにして真空室と密封係合さ せ得るようにしなければならない。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本考案の目的は、真空室に隣接した鋳型の平らな密封面を残りの鋳型部分と同 時に形成し（すなわち、付加的な処理段階がない）、さらに、鋳型の見切線が真 空室内にある改良した反重力鋳造用レジン結合砂シェル型を提供することにある 。 【０００６】 本考案の別の目的は、見切線のところにラビリンス・シールを持っていて、溶 融物が真空室に逃げるのを防ぐことが出来る前記のような改良鋳型を提供するこ とにある。 【０００７】 本考案のこれらおよび他の目的および利点は図面を参照して行なう以下の説明 から一層容易に明らかとなろう。 【０００８】 本考案は、下型に対して密封される気体透過性上型を有し、この下型が上型と 合せるばかりでなく、真空室とも直結合わせるようになった密封面を備えるよう に、且つ真空室内に上型・下型見切線シールを位置させるように形成された自立 式レジン結合砂反重力鋳造用シェル型を意図している。「シェル型」なる用語は 、成形用模型にあわせてほぼそれに一致するように成形し、模型に密着したレジ ンのみが硬化して（たとえば、熱、触媒、化学反応等によって硬化して）鋳型を 形成する薄肉レジン結合砂鋳型の一般的な意味で用いており、熱硬化性レジン結 合砂鋳型をいう狭い意味では用いていない。それ故、ここで用いている「シェル 型」は、硬化のメカニズムとは無関係に、あらゆる種類のレジン結合砂鋳型に適 用するものであり、したがって、熱間（すなわち、熱硬化性レジン）ボックス法 あるいは冷間（すなわち、触媒レジン）ボックス法のいずれで作った鋳型をも含 む。 【０００９】 本考案によれば、下型は上型よりも大きく成形され、上下の型部分の間の見切 線のところで上型の周囲から外方に延びるフランジを包含する。下型フランジの 上面は、下型成形用模型の成形面に合わせて成形されると同時に残りの下型部分 も成形され、したがって、別の作業を必要とせずに一貫して信頼性を持ってほぼ 任意の形状あるいは輪郭を持つことができる。 【００１０】 鋳造中、フランジは鋳造装置の真空室に直接固着され、フランジの上面と真空 室の口部の間にシールが形成される。その結果、上下の型部分の間の見切線のと ころのシールは真空室に囲まれ、この見切線を経て鋳型内に空気が侵入すること がない。上下の型部分の密封面は、相互に接着されて一体の鋳型となる。好まし くは、この鋳型は鋳型空隙部を囲んでラビリンス・シールを形成し、鋳型空隙部 から真空室に溶融物が逃げるのを防ぐ少なくとも２つの接着剤充填の溝内つまみ 式結合部を持つ。 【００１１】 従来のシェル型鋳造方法を説明するために、図１（ａ）から図１（ｄ）と図２ （ａ）から図２（ｄ）までに、砂混合物と熱硬化性レジンでシェル型部分を製造 する周知のダンプボックス法が示してある。図１（ａ）から図１（ｄ）は、下型 部分の成形に関するものであり、図２（ａ）から図２（ｄ）は、上型部分に関す るものである。下型成形用模型２と上型成形用模型１４はボックス４内に設置さ れる（図１（ａ）、図２（ａ）参照）。 【００１２】 次に、適当な手段（図示せず）によって所定温度まで加熱され、そこに密着し た任意のレジンを部分的に硬化させる。模型２，１４をこのように加熱した後、 砂とレジンの混合物８，１８を模型２，１４の上面１０，６上に撒き、模型２， １４に隣接した砂層１２，２０内のレジンにとって充分な時間そのままに留め、 レジンを部分的に硬化させて砂を結合させ、次の作業段階でさかさまにしても砂 層１２，２０が模型２，１４に付着したままでいるようにする。 【００１３】 代表的には、砂層１２，２０の厚さは、約１／４インチから約３／４インチ（ 約６．３５ミリから約１９．０５ミリ）であり、模型の温度、模型上での残留時 間および砂混合物内のレジンの組成によってはそれ以上の厚さとなる。砂層１２ ，２０内のレジンの部分硬化に続いて、ボックス１４をさかさにし、緩い砂や未 硬化レジン８’，１８’を模型２，１４から落とす（図１（ａ）、図２（ａ）） 。最後に、ボックス４を直立位置に戻し（図１（ｄ），図２（ｄ）参照）、砂層 １２，２０を充分に硬化させて硬いシェル１２’，２０’とする。これらのシェ ルはそれぞれの模型２，１４の形状にほぼ一致している。これに関連して、内面 ３８ｃ，３８ｄ（それぞれ上型、下型）は対応する模型の成形面１０，６にぼぼ 一致し、外面４０ｃ，４０ｄ（それぞれ上型、下型）は非常に粗く、図４に最も 良く示してあるように、模型の形状にほぼ類似したという程度である。 【００１４】 完全に組立て済みの鋳型２２（図３参照）は、上型２０’、下型１２’を見切 線２４のところで相互に接着することによって得られる。この場合適当な高温型 接着剤を下型１２’の密封面２１に塗布し、それを接着剤が硬化するまで上型２ ０’の密封面１６に締付ける。この目的には、ジョージア・パシフィック社（Ge orgia Pacific Co.)のＳＳＧ１０のような熱硬化性接着剤が有効であることが証 明されている。接着剤は、下型の密封面２１がまだ熱いうちに塗布され、そこか らの熱で接着剤が硬化するように上下の型部分が直結合せる。下型１２’の下部 には鋳型空隙部２６から溶融物が侵入できるように堰２８が設けてある。この堰 ２８は、下型成形用模型２に複数本のピン３０を立て、それを砂で囲むことによ って下型成形時に簡単に形成することが出来る。ピン３０のまわりに形成された 砂マウンド３４の頂部３２は切り取って溶融物が侵入できるように堰２８の端を 開口させる。あるいは、堰２８をドリルで形成してもよい。 【００１５】 図５は、米国特許第４，３４０，１０８号の反重力鋳造方法を示しており、こ の方法では、鋳型２２は真空室４４の口部４２に対して密封され、溶融物４６内 に浸漬され、適当な出口４８を通して真空室４４の空気を引くことによって溶融 物で満たされる。形成したままの状態では、上型２０’の外面が粗いため、真空 室４４と上面４０ｃの間に適切なシールを得ることは実際上不可能であった。し たがって、上型２０’の上面を平らにして充分滑らかな面５０を形成し、真空室 ４４の口部４２に対して密封する必要があった。この平らな密封面５０を形成す るには、まだ可塑状態にある間に上型２０’の外縁を圧縮して隆起５８を形成し 、平らな上面５０を形成するばかりでなく、アンダカット部５４も形成する。こ のアンダカット部５４は、クリップ６０等によって真空室４４に鋳型２２を取付 けるのに用いる。 【００１６】 真空室４４の面５０またはリップ５８あるいは両方に凹凸があった場合に、そ れを通して漏れが生じないように、圧縮性絶縁材料のリボン５６を上面５０と真 空室４４のフランジ状リップ５８の間に設けることもある。このようなリボン材 料の１つがファイバ・フラックス(Fiberfrax) の商品名でカルボランダム社(Car borundum Co.) から市販されている。ファイバ・フラックスリボン５６は製造元 から受け取ったときには厚さ約１／８インチ（３．１７５ミリ）であり、鋳型２ ２とリップ５８の間で締め付けられたとき圧縮されて約１／１６インチ（１．５ ８８ミリ）になる。図示したように、クリップ６０はアンダカット部５４のとこ ろで圧縮された隆起５２の下面と係合するとともにフランジ状リップ５８とも係 合してリボン５６を圧縮し、上型２０を真空室４４の口部４２に対して効果的に 密封する。 【００１７】 図６（ａ）および図６（ｂ）は、本考案による下型６４と上型６２を示してお り、上型６２は下型６４よりも小さくなっており、これら上下の型部分を接着し たときに下型６４の外側部６６が上型６２の周縁６８を越えて突出し、上型６２ の周縁６８の外方に延びるフランジ７０を与えるようになっている。フランジ７ ０の面７２は下型６４の他の部分を形成するときに同時に下型模型７５の上面７ ４に合わせて成形される。それ故、面７２は真空室の口部に対して密封するのを 望むいかなる形態に対しても、精密に成形することが出来る。こうして作った下 型は、いかなる付加的な処理、成形、機械加工作業を必要とすることなく、すべ て同じ形状、寸法を持つことになる。図示した特別の実施例では、面７２は平ら で滑らかに作られており、真空室４４の口部に対して突き合わせシールとなる。 こうして真空室４４を下型６４に対して直接密封することが可能となり、上型６ ２と下型６４の密封面７６，７８間の接着剤結合部は真空室内に位置し、真空室 ４４の空気を引いたときに上下の型部分間の見切線を通して鋳型空隙部に空気が 入ることはあり得ないことになる。 【００１８】 鋳型空隙部２６は、好ましくは、ラビリンス・シールによって囲まれ、鋳型空 隙部から真空室４４に溶融物が逃げるのを防止する。この場合、上型６２の密封 面７６は鋳型空隙部を囲む２つまたはそれ以上の連続した平坦頂部付きビード８ ０を包含することになる。同時に、下型６４の密封面７８はビード８０にほぼ対 応した連続溝８２を包含し、ビードがここに入り込むことになる。ビード８０は 溝８２よりもやや小さく（例えば約０．００５インチ＝約０．１２７ミリだけち いさく）、溝に接着剤を入れたときに、それがビード面と溝面の間に流入するよ うにする。組立中に、熱可塑性接着剤（たとえば、ＳＳＧ１０）を厚い下型６４ の面に塗布して溝８２を満たし、密封面７８に接着する。面７８に接着した接着 剤に中断が生じることが多いが、時にはそこを通って溶融物が逃げることもある 。接着剤を溝８２に満たした場合には、このような漏洩が生じることはなくなる 。これに関連して、組立て時、平坦頂部のビード８０が溝の底に接着剤を均等に 再配分し、鋳型空隙部を囲むほぼ連続したシーラント・バンドを与える。万が一 にもベルトが途切れた場合には、１つのベルトの中断部が他のベルトの中断部と 一致することはまずあり得ず、曲がりくねった逃げルートが生じ、非常に効果的 なシールが得られる。 【００１９】 密封面７８に加えて、下型のフランジ７０は下型６４を真空室４４に直接取付 ける手段として作用する。真空室４４の頂部に溶接したブラケット８４が引張り ばね８６を吊り下げており、ボルト８８がフランジ７０をばね８６に取付けてお り、密封リボン５６を圧縮し、真空室４４の口部内に鋳型を密封している。 【００２０】 主として或る特定の実施例について本考案を説明してきたが、本考案をこれに 限定するつもりはなく、実用新案登録請求の範囲に記載した範囲にのみ本考案が 限定されることは了解されたい。 【００２１】 【考案の効果】 本考案によれば、真空室に隣接した鋳型の平らな密封面を残りの鋳型部分と同 時に形成するので、付加的な処理段階が必要なくなる。 【００２２】 また、実施例によれば、見切線のところにラビリンス・シールを持っていて、 溶融物が真空室に逃げるのを防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】 【図１】熱硬化性レジン結合砂からシェル型部分を作る
従来のダンプボックス法を示す図である。 【図２】熱硬化性レジン結合砂からシェル型部分を作る
従来のダンプボックス法を示す図である。 【図３】図１および図２の方法によって形成した型部分
で組み立てた従来の反重力鋳造用シェル型の側断面図で
ある。 【図４】図３の４−４方向の図である。 【図５】真空室に対して密封し、そこに連結し溶融物に
浸漬した従来のシェル型（図３）の側断面図である。 【図６】本考案によって形成したシェル型部分を示す、
図１のｄ、図２のｄに類似した図である。 【図７】図６の型部分を組立て、真空室に連結し、溶融
物に浸漬した、本考案による鋳型の側断面図である。 【符号の説明】 ２ 下型成形用模型 ４ ボックス １２，２０ 砂層 １４ 上型成形用模型 ８，１８ 砂・レジン混合物 １２’，２０’ シェル ２１ 密封面 ２２ 鋳型 ２４ 見切線 ２８ 堰 ３０ ピン ４４ 真空室 ５８ リップ ６０ クリップ ６４ 下型 ６２ 上型 ７０ フランジ ７５ 下型模型 ７６，７８ 密封面 ８０ ビード ８２ 溝

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １．多孔性、底湯口付き、消耗型シェル型を溶融金属
   （４６）内に浸漬し、吸引してこのシェル型内に金属を
   吸い上げる真空引き上げ式反重力鋳造方法によってシェ
   ル型内に金属物品を成形する装置であって、 上型成形用模型に鋳込むことによって形成した気体透過
   性レジン結合砂シェルを包含すると共に、前記物品を成
   形するための鋳型空隙部を構成し、この鋳型空隙部との
   間で前記上型部分の下側にある第１密封面（７６）を構
   成する周縁（６８）を有する前記シェル型の上型部分
   （６３）と、 下型成形用模型に鋳込むことによって形成したレジン結
   合砂シェルを包含すると共に、鋳型空隙部を構成し、こ
   の鋳型空隙部を囲む上部に第２の密封面（７８）を有す
   る前記シェル型の下型部分（６４）と、 前記第１、第２の密封面の間の見切線のところでこれら
   密封面を互いに密封係合させる密封係合手段と、 前記下型部分に設けられていると共に、前記周縁を越え
   て前記第２密封面の外側まで延びており、また、前記下
   型部分の鋳造時に前記下型成形用模型に合わせて形成さ
   れたほぼ平らな上面（７２）を有するフランジ（７０）
   と、 前記下型部分の上方に前記上型に囲まれて形成されてい
   ると共に、その下側に前記フランジの前記上面と密封係
   合するリップ（５８）を有する真空室（４４）と、 前記シェル型を溶融金属に浸漬したときにこのシェル型
   内に溶融金属を吸い上げるに充分に前記真空室を吸引す
   る手段（４０）と、 から成ることを特徴とする装置。 ２．前記密封係合手段は、接着剤から成ることを特徴と
   する請求項１の装置。 ３．前記レジン結合砂のほぼ連続した一体の平坦頂部付
   きビードが前記密封面の少なくとも１つと一体に成形し
   てあって前記鋳型空隙部を囲んでおり、他方の密封面に
   ほぼ連続した溝が成形してあって前記鋳型空隙部を囲ん
   でおり、これらビード、溝が溝内つまみの要領で合わせ
   てあり、前記ビードの平坦な頂部と前記溝の底部との間
   に狭い空間を形成しており、前記接着剤が前記空間をほ
   ぼ満たしていて鋳造時に前記見切線を経て前記鋳型空隙
   部から前記真空室に溶融金属が逃げるのを防いでいるこ
   とを特徴とする請求項２の装置。 ４．前記密封面が前記鋳型空隙部を囲むビードと溝をそ
   れぞれ少なくとも２つずつ包含することを特徴とする請
   求項３の装置。