JPH0871694A - シェル鋳型およびその鋳造成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 木型を要することなく砂型の造型を可能とす
るシェル鋳型を提供する。 【構成】 シェル鋳型は層別のシェル板１，２，３と、
その底をなす下板４と蓋をなす上板５とからなり、層別
のシェル板１，２，３には、キャビティ６、幅木７，８
及びフィルター９の収容部、湯道１０、堰１１等の方案
部を合せた形状の切り抜き穴をそれぞれ形成する。ま
た、上板５は、鋳型形成後にスプール１２、保温スリー
ブ１３を取り付けて湯口及び押し湯を形成するための切
り抜き穴１４，１５を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は造型用シェル砂によって
形成されるシェル鋳型およびその鋳造成形品に関し、特
に、木型を要することなく砂型の造型を可能とするシェ
ル鋳型およびその鋳造成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋳造においては、成形品と同一
形状の木型（モデル）を製作し、この木型を転写してキ
ャビティーを形成した上下半割りの砂型を造型し、中
子、鋳包み部材、フィルター等を組み付けて上下の砂型
を合わせ、これに注湯して成形品を得る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、木型
は、同一のものを繰り返して使用するためにその保管管
理を要し、特に、多種少量生産品について長期にわたる
ロット生産を行う場合には、その保管のスペースを要す
るのみならず、類似する多種類の木型の管理は煩雑を極
める。

【０００４】その他、新規の成形品については、木型の
製作から砂型の造型までに多くの日数を要すること等の
理由から、特に、溶接用ガンアーム等の多種少量生産の
リードタイムの短縮とコストダウンが要求されるものに
ついて、木型を用いない砂型造形技術が求められてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１に、シェル砂によってキャビティーを形成する
シェル鋳型において、前記キャビティーは、鋳造される
べき成形品を層分けして得られる形状の切り抜き穴を形
成した層別のシェル板と、上記切り抜き穴の底をなす下
板と蓋をなす上板とを積層して形成した。

【０００６】第２に、請求項１に記載のシェル鋳型にお
いて、前記層別のシェル板の切り抜き穴は、そのキャビ
ティー部とキャビティーに湯を導くための方案部とを合
せた形状とした。

【０００７】第３に、請求項１又は請求項２に記載のシ
ェル鋳型において、前記層別のシェル板は３層以上と
し、それらの内の隣接する中央寄りの層のキャビティー
部をなす切り抜き穴は、端側の層より大きい切り抜き穴
とした。

【０００８】第４に、シェル鋳型によって鋳造される成
形品において、前記シェル鋳型は、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載のシェル鋳型とした。

【０００９】

【作用】請求項１のシェル鋳型は、層別のシェル板と上
下を塞ぐぎ板とが積層してキャビティーが形成されるの
で、シェル板の切り抜きにより、木型を要することなく
造形され、また、切り抜き穴の破断面は、鋳造されるべ
き成形品に応じた傾斜面とすることができる。

【００１０】請求項２のシェル鋳型は、キャビティー部
と方案部とを合せた形状の切り抜き穴により、木型を要
することなくキャビティー部と方案部とが合わせて造形
される。

【００１１】請求項３のシェル鋳型は、その層別のシェ
ル板を３層以上とし、それらの内の中央寄りの層の切り
抜き穴を大きめにすることにより、切り抜き加工による
破断面の不揃いを回避して強度的に安定した断面形状が
得られる。

【００１２】請求項４の成形品は、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載のシェル鋳型によって木型レスで鋳
造される。

【００１３】

【実施例】以下に添付図面に基づいて実施例を説明す
る。

【００１４】図１は本発明の実施例に係るシェル鋳型の
分解斜視図である。

【００１５】本発明に係るシェル鋳型は、鋳造されるべ
き成形品を層分けして得られる形状の切り抜き穴を形成
した層別のシェル板と、上記切り抜き穴の底をなす下板
と蓋をなす上板とを積層して形成する。

【００１６】例としてスポット溶接に用いるガンアーム
の鋳造用シェル鋳型について説明すると、このシェル鋳
型は、３層に分けた各層に対応する層別のシェル板１，
２，３と、その底をなす下板４と蓋をなす上板５とから
なる。これらシェル板によってガンアームに対応するキ
ャビティー６が形成され、このキャビティー部には、埋
め込み部材６ａとその保持部をなす幅木７，８を備え
る。

【００１７】その他、フィルター９を有する湯道１０、
堰１１等の方案部および図示せぬ他のキャビティーが形
成され、上板５にはスプール１２、保温スリーブ１３を
取り付けて湯口及び押し湯を形成するための切り抜き穴
１４，１５を備え、さらに、これら層別のシェル板１，
２，３、下板４、及び上板５には、その共通する位置に
位置合わせ用の基準穴１６を備えてガンアーム用のシェ
ル鋳型を構成する。

【００１８】このように構成されるシェル鋳型の各シェ
ル板は、シェル砂によってそれぞれの厚さ（約５〜１５
ｍｍ）をなすシェル板として予め準備しておき、このシ
ェル板にウォータージェット加工機によって切り抜き穴
を形成する。その際に、ガンアームを３層に分けた各層
別の形状をなすキャビティー部６の他に、幅木７，８及
びフィルター９の各収容部、湯道１０、堰１１等の方案
部を合せた形状に切り抜きを行う。

【００１９】上記シェル板には、加工の容易な平面加工
によってキャビティーその他が切り抜き穴として形成さ
れるので、相互の位置関係を高精度で規定することがで
き、したがって、層別のシェル板によって形成される幅
木部に嵌め込まれた幅木とこの幅木によって固定される
埋め込み部材は、キャビティーに対して所定の位置精度
を確保することができる。

【００２０】図２は本発明に係るシェル板加工システム
の概念図、図３はシェル鋳型の構成を示す層別分解図を
示す。

【００２１】シェル板加工システムは、鋳造するべき成
形品についての形状データに基づいて加工データを出力
する加工制御部２１と、シェル鋳型を加工するウォータ
ージェット加工部２２とからなる。上記形状データは、
データ保管管理システムを使用することにより、大きな
保管スペースを要することがなく、かつ、保管データを
容易に把握することが可能となる。

【００２２】加工制御部２１は、鋳造するべき成形品を
層分けして得られる形状を取り出し、この形状を切り抜
き穴とする加工指令を変換出力する。ウォータージェッ
ト加工部２２は、各層に対応してシェル砂によって予め
形成した所定板厚のシェル板について切り抜き加工を行
う。

【００２３】上記シェル板加工システムは、煩雑な木型
の保管管理とその保管スペースを要することがないの
で、木型とその管理に関する費用を削減し、低コストで
シェル鋳型の造形が可能となり、また、設計データに基
づいて加工データを変換出力することができるデータ処
理システムの適用が可能となることから、新規設計の成
形品鋳造において、木型作製の工期を要することがな
く、工期短縮を図ることができる。

【００２４】このようにしてそれぞれのシェル板加工を
行い、図３の層別のシェル板１，２，３、下板４、およ
び上板５を一組とし、それぞれの基準穴に基づいて下板
４から順に積層し、幅木その他を組み付けた後、さらに
上板５を積層し、図示せぬ押え枠によって固定すること
により、木型を用いることなく、シェル鋳型を形成する
ことができる。

【００２５】また、このシェル鋳型は積層面の隙間が空
気抜きとして作用するので溶湯充填性に優れ、その結
果、作業性の向上と成形品質の向上を図ることができ
る。

【００２６】図４は積層形成したシェル鋳型による成形
例を示す要部詳細図である。

【００２７】シェル鋳型の３層が略共通の形状寸法の場
合には、ウォータージェットのノズルの拡散により、切
り抜き穴破断面が傾斜（約２度）することから、積層し
た際に同図（ｄ）の如く、各層の破断面１ａ，２ａ，３
ａが揃わないことになって好ましくないので、同図
（ｃ）の如く、３層のシェル板の内の中央位置のシェル
板２の切り抜き穴寸法をその上下のものより若干大きめ
（キャビティー部について切り抜き穴の破断面位置が、
鋳造収縮率を踏まえて約１ｍｍ拡大した切り抜き穴寸
法）に採ることにより、同図（ａ）のＡ−Ａ線断面を同
図（ｂ）に示すごとく、厚さ方向の中央部を凸状とする
強度的に安定した断面形状とすることができる。

【００２８】また、ウォータージェットの方向角度の制
御が可能な場合には、同図（ｆ）に示すごとく、傾斜し
た破断面１ｂ，３ｂをなす切り抜き穴とすることによ
り、同図（ｅ）に示すごとく、角を落とした面取り断面
形状とすることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１のシェル
鋳型は、層別のシェル板と上下のシェル板とが積層して
キャビティーが形成されるので、シェル板の切り抜き加
工により、木型を要することなく傾斜破断面を含めたシ
ェル鋳型の造形が可能となる。

【００３０】したがって、煩雑な木型の保管管理とその
保管スペースを要することのないシェル板の切り抜き加
工システムの適用が可能となるので、木型とその管理に
関する費用を削減し、低コストでシェル鋳型の造形が可
能となり、また、設計データに基づいて加工データを変
換出力することができるデータ処理システムの適用が可
能となることから、新規設計の成形品鋳造において、木
型製作の工期を要することがなく、工期短縮を図ること
ができる。

【００３１】請求項２のシェル鋳型は、キャビティーと
方案部とを合せた形状の切り抜き穴とすることにより、
木型を要することなくキャビティーと方案部が合わせて
造形され、その木型に関する費用と工期の低減が可能と
なる。

【００３２】請求項３のシェル鋳型は、その層別のシェ
ルを３層以上とし、それらの中央寄りの層の切り抜き穴
を大きめにすることにより、ウォータージェット加工に
よる破断面の不揃いのない強度的に安定した断面形状を
得ることができる。

【００３３】請求項４の成形品は、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載のシェル鋳型によって木型レスで鋳
造されることから、コスト及び生産工期において有利な
鋳造成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るシェル鋳型の斜視図

【図２】シェル板加工システムの概念図

【図３】シェル鋳型の構成を示す層別分解図

【図４】積層形成したシェル鋳型による成形例を示す要
部詳細図

【符号の説明】

１，２，３…シェル板、１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，３ｂ
…破断面、４…下板、５…上板、６…キャビティー、
７，８…幅木、９…フィルター、１０…湯道、１１…
堰、１２…スプール、１３…保温スリーブ、１４，１５
…切り抜き穴、１６…基準穴、２１…加工制御部、２２
…ウォータージェット加工部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 修二 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェル砂によってキャビティーを形成す
   るシェル鋳型において、前記キャビティーは、鋳造され
   るべき成形品を層分けして得られる形状の切り抜き穴を
   形成した層別のシェル板と、上記切り抜き穴の底をなす
   下板と蓋をなす上板とを積層して形成したことを特徴と
   するシェル鋳型。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のシェル鋳型において、
   前記層別のシェル板の切り抜き穴は、そのキャビティー
   部とキャビティーに湯を導くための方案部を合せた形状
   としたことを特徴とするシェル鋳型。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のシェル
   鋳型において、前記層別のシェルは３層以上とし、それ
   らの内の隣接する中央寄りの層のキャビティー部をなす
   切り抜き穴は、端側の層より大きい切り抜き穴としたこ
   とを特徴とするシェル鋳型。
4. 【請求項４】 シェル鋳型によって鋳造される成形品に
   おいて、前記シェル鋳型は、請求項１乃至請求項３のい
   ずれかに記載のシェル鋳型としたことを特徴とする鋳造
   成形品。