JPH11147160A - 鋳造用中子、鋳造用中子の製造装置及びその製造方法、鋳造用中子を用いた鋳造装置及びその鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】金型への位置決め支持が正確且つ容易に行な
え、鋳造欠陥を抑制しつつ、鋳造後の中子の崩壊性を向
上すること。 【解決手段】棒部材（紙パイプ８）の外周にシェルモー
ルド砂の成形層を形成してなる鋳造用中子は、該棒部材
の軸方向の両端部に成形層４１から突出して設けられ、
型に対して位置決め支持される突出部４２を備える。鋳
造用中子の製造装置は、前記棒部材の軸方向の両端部を
位置決め支持する支持部と、前記棒の外周に前記形成層
を形成すべく、前記シェルモールド砂を充填させるため
の充填部を備える。鋳造用中子の製造装置は、棒部材の
外周にシェルモールド砂の成形層を形成してなる鋳造用
中子を用いた鋳造装置は、前記棒部材の軸方向の両端部
に前記成形層から突出して設けられた突出端の外周を位
置決め支持する支持部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、溶湯表面
を加圧して溶湯を鋳型内に充填する低圧鋳造に用いる鋳
造用中子、鋳造用中子の製造装置及びその製造方法、鋳
造用中子を用いた鋳造装置及びその鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の複雑形状の鋳造品を鋳造する際に
は中子が用いられる。

【０００３】従来、上述の中子を造型するには中子金型
を約３００℃に加熱し、中子金型のブローポートからキ
ャビティ内にシェルモールド砂を吹込み、樹脂の軟化お
よび硬化により図１０に示す如き断面形状の鋳造用中子
９１が製造される。

【０００４】しかし、この断面中実状の中子９１は中子
金型の温度のみではその中央部まで焼成できず、図１０
に示すように表面側の焼成層９２の内部に未焼成の未焼
成層９３が形成され、未焼成層９３の強度は零に等しい
ため、中子９１全体の強度が弱く、保管時、運搬時及び
鋳造時の破損が大となる問題点があった。

【０００５】加えて、上記中実中子９１ではシェルモー
ルド砂の使用量および中子重量が大であるばかりでな
く、この中子９１を鋳型にセットして溶湯を注湯した
時、溶湯の熱により上述の未焼成９３が焼成して、ガス
が発生するので、巣などの鋳造欠陥を引き起こす問題点
があった。

【０００６】また、上述の中子９１は鋳造後において本
来、完全に崩壊して良好に鋳ばなれすることが望まれる
が、例えばアルミ合金溶湯を用いる低加圧鋳造（low pr
essuredie castig、略して低圧鋳造とも称される）では
溶湯の低温熱量により中子９１の中心部まで完全に崩壊
性を確保することが出来ないので、鋳造後の製品内から
中子９１を簡単に取出すことができず、中子の取出しが
煩雑となる問題点があった。

【０００７】一方、特開平５−５７３９４号公報に記載
のように、中子造型用の中子金型のキャビティ内に中空
状の石英管などのセラミックス製の芯材を位置決めし、
この芯材の周囲を取り囲むキャビティ空間にレジンコー
テッドサンドを充填して、このレンジコーテッドサンド
をヒータで加熱硬化してシェル中子を製造する方法もあ
るが、製造された中子はレンジコーテッドサンドのみで
あるため、充分な中子強度を確保することができず、ま
た比較的薄肉状の中子しか製造できない問題点があっ
た。

【０００８】そこで、図１６に示すように、紙パイプ等
の炭化可能な中空材８の外周にシェルモールドの成形層
１１２を形成した鋳造用中子が提案されている。この炭
化可能な中空材を用いた鋳造用中子では、中子の強度を
向上し、シェルモールド砂の使用量と中子全体の重量を
低減し、中空材の炭化により鋳造後の中子の崩壊性を向
上できるという利点があるとされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、鋳造型（固定型）１００に対する中子１１
０の位置決めは、中子１１０の両端部に形成されたシェ
ルモールド砂からなる端部１１１を固定型１００の支持
部１０１に位置決め支持することによりなされる。この
ため、その端部１１１の形状を正確なものとしないと位
置ずれの原因となってしまう（図１６参照）。

【００１０】また、レジンガスや中空材の炭化時に発生
するスス状のガスが鋳造型のキャビティ内に残り、キャ
ビティ内壁に粘着性のあるレジンやススが付着して巣な
どの鋳造欠陥を引き起こす問題点がある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされ、そ
の目的は、金型への位置決め支持が正確且つ容易に行な
え、鋳造欠陥を抑制しつつ、鋳造後の中子の崩壊性を向
上することができる鋳造用中子、鋳造用中子の製造装置
及びその製造方法、鋳造用中子を用いた鋳造装置及びそ
の鋳造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決し、
目的を達成するために、この発明に係わる鋳造用中子
は、以下の構成を備える。即ち、棒部材の外周にシェル
モールド砂の成形層を形成してなる鋳造用中子におい
て、前記棒部材の軸方向の両端部に前記成形層から突出
して設けられ、型に対して位置決め支持される突出部を
備える。

【００１３】また、この発明に係わる鋳造用中子の製造
装置は、以下の構成を備える。即ち、棒部材の外周にシ
ェルモールド砂の成形層を形成してなる鋳造用中子の製
造装置において、前記棒部材の軸方向の両端部を位置決
め支持する支持部と、前記棒部材の外周に前記成形層を
形成すべく、前記シェルモールド砂を充填させるための
充填部を備える。

【００１４】また、この発明に係わる鋳造用中子の製造
方法は、以下の特徴点を備える。即ち、棒部材の外周に
シェルモールド砂の成形層を形成してなる鋳造用中子の
製造方法において、前記棒部材の軸方向の両端部を位置
決め支持し、前記棒部材の外周に前記成形層を形成すべ
く、前記シェルモールド砂を充填させる。

【００１５】また、この発明に係わる鋳造用中子を用い
た鋳造装置は、以下の構成を備える。即ち、棒部材の外
周にシェルモールド砂の成形層を形成してなる鋳造用中
子を用いた鋳造装置において、前記棒部材の軸方向の両
端部に前記成形層から突出して設けられた突出端の外周
を位置決め支持する支持部を備える。

【００１６】また、この発明に係わる鋳造用中子を用い
た鋳造方法は、以下の特徴点を備える。即ち、棒部材の
外周にシェルモールド砂の成形層を形成してなる鋳造用
中子を用いた鋳造方法において、前記棒部材の軸方向の
両端部に前記成形層から突出して設けられた突出端の外
周を位置決め支持する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。 ［第１の実施形態の鋳造用中子の製造方法］まず、図１
乃至図５を参照して鋳造用中子の製造方法について説明
する。

【００１８】図１は中子金型を示し、本実施形態ではエ
ンジンのシリンダヘッドにおけるＳＯＨＣタイプのカム
シャフトの支持部を鋳造する際に用いる鋳造用中子の製
造方法を例示している。

【００１９】図１において、キャビティ１を有する下型
２と、キャビティ３を有する上型４とで中子金型５を構
成し、可動型としての上型４の所定部にはシェルモール
ド砂を吹き込むためのブローポート部材６を取付けて、
ブローポート７（いわゆるブロー口）を形成している。

【００２０】上述の上型４を下型２に対して離間させた
状態下（いわゆる型ばらし状態下）において炭化又は燃
焼可能な材質よりなる中空材としての紙パイプ８を下型
２の所定部に配設する。

【００２１】この紙パイプ８には図２に示すようにシェ
ルモールド砂の粒径よりも小径の約０．１〜０．１５mm
φのガス抜き孔９が多数穿設形成されている。また、こ
の紙パイプ８としては具体的にはチップボールを螺旋状
に巻いて作成され紙管を用いる。

【００２２】紙パイプ８の配設後、上型４を下型２に嵌
合し、かつ中子金型５を約３００℃に加熱した状態下に
おいて上述のブローポート７から、中子金型５のキャビ
ティ１，３と紙パイプ８外周との間にシェルモールド砂
を充填して加熱硬化させると中子金型５の離型により図
４、図５に示すような鋳造用中子１０を製造することが
できる。

【００２３】この鋳造用中子１０は図４、図５に示すよ
うに紙パイプ８の外周にシェルモールド砂の成形層（焼
成層）１１が一体的に形成されている。中子金型５にお
いて、紙パイプ８をセットし、シェルモールド砂のブロ
ーイング、キュアリング（curing、シェルを金型に付け
たまま加熱する操作のこと）、取出しまでに要する時間
は図７に示す如く約１．５分（９０秒）で、中子金型５
の温度も約３００℃であるため紙パイプ８が焼かれるこ
とはない。 ［第１の実施形態の鋳造方法］次に図６を参照して上述
の鋳造用中子の製造方法において製造された鋳造用中子
１０を鋳型に配設してエンジンのシリンダヘッドを低圧
鋳造する鋳造方法について説明する。

【００２４】図６は低圧鋳造装置を示し（但し、図６で
は鋳造完了後の状態を示している）、同図においてアル
ミ合金溶湯１２を貯溜した炉１３を設け、この炉１３の
一側には空気もしくはガス等の加圧気体の圧力作用ポー
ト１４を形成する一方、炉１３内には給油管としてのメ
インストークス１５を立設している。

【００２５】上述のメインストークス１５の上部にサブ
ストークス１６を介して、固定型１７の湯口部材１８内
部に湯口１９を連通接続している。

【００２６】また、鋳造用の鋳型２０は、上述の固定型
１７と、図示の左右方向に移動する可動型２１、２２
と、図示の上下方向に移動する可動型２３とを有し、型
閉め時に上述の湯口１９に連通するシリンダヘッド対応
形状のキャビティが形成される。

【００２７】シリンダヘッド２４のカムシャフト支持部
２５を鋳造する所定位置に図４に示す鋳造用中子１０を
配設し、炉１３の圧力作用ポート１４から例えば０．３
〜０．７kgf/平方cmの圧力を炉１３内に作用されると、
約６８０〜７２０℃のアルミ合金溶湯１２はメインスト
ークス１５、サブストークス１６および湯口１９を介し
て鋳型２０のキャビティ内に押上げ注湯され、カムシャ
フト支持部２５を備えたシリンダヘッド２４が鋳造され
る。なお、鋳造時の鋳型２０は約４００〜５００℃に加
熱される。

【００２８】上述の鋳造時においては鋳型２０内に図４
に示す鋳造溶中子１０がセットされて鋳造されるが、注
湯開始から鋳造品（シリンダヘッド２４）取出しまでの
間の所要時間は図７に示す如く１０〜１５分で、鋳造用
中子１０内の紙パイプ８はその外周にシェルモールド砂
の成形層１１が設けられており、この紙パイプ８に鋳型
２０の温度（４００〜５００℃）およびアルミ合金溶湯
１２の温度（６８０〜７２０℃）が直接作用することは
なく、シェルモールド砂の主成分としてケイ砂の熱伝導
により紙パイプ８に熱エネルギが伝わり、かつ鋳型２０
内には酸素が少量であるため、紙パイプ８は火を出して
燃えることはなく、炭化された状態となる。しかも図７
から明らかなように紙パイプ８はアルミ合金溶湯１２が
注湯されて凝固するまでの間は鋳造用中子１０の形状保
持に必要な強度を確保しており、アルミ合金溶湯１２の
凝固後に炭化される。

【００２９】図６に示す低圧鋳造装置で鋳造されたシリ
ンダヘッド２４は型ばらしの後、鋳型２０から取出され
て、外部に放置され、除冷が行なわれるので、図７に示
す放置除冷の領域において紙パイプ８はその炭化状態が
進行して、崩壊性が良好となる。

【００３０】このようにして鋳造されたシリンダヘッド
２４には、該シリンダヘッド２４を構成するアルミ合金
の勒性を強化するために図７に示すＴ６処理が施され
る。つまり、鋳造後のシリンダヘッド２４を加熱炉内に
挿入し、約５２０℃の加熱温度で４時間加熱した後に、
約１８０℃の加熱温度で１．５時間再加熱する熱処理
（Ｔ６処理）が施されるが、このＴ６処理を有効利用し
て、紙パイプ８の炭化がさらに進行し、紙パイプ８は完
全に焼成崩壊されるので、シリンダヘッド２４からの砂
出しを簡単に行なうことができる。

【００３１】なお、上述のＴ６処理（図７参照）に代え
てＴ４処理（図８参照）をし実行しても、紙パイプ８の
炭化進行および焼成崩壊については同様の効果を得るこ
とができる。また以上の説明においては軽合金鋳造の一
例としてアルミ合金鋳造を例示したが、図４に示す鋳造
用中子１０を鋳鉄の鋳造に用いてもよいことは勿論であ
る。

【００３２】すなわち、図４に示す鋳造用中子１０を鋳
型の所定部に配設し、約１３８０℃の鋳鉄の溶湯を注湯
して鋳鉄製の鋳造品を製造する場合、図９に示すように
注湯開始から鋳造品取出しまでの間の所要時間は約３０
〜４５分で、鋳造用中子１０内の紙パイプ８はその外周
にシェルモールド砂の成形層１１が設けられており、こ
の紙パイプ８に鋳鉄の溶湯の温度（１３８０℃）が直接
作用することはなく、シェルモールド砂の主成分として
のケイ砂の熱伝導により紙パイプ８に熱エネルギが伝わ
り、かつ鋳型内には酸素が少量であるため、紙パイプ８
は炎を出して燃えることはなく、炭化された状態とな
る。しかも図９から明らかなように紙パイプ８は鋳鉄の
溶湯が注湯されて凝固するまでの間は鋳造用中子１０の
形状保持に必要な強度を確保しており、鋳鉄溶湯の凝固
後に炭化され、かつ鋳造品の外部への取出し後の放置除
冷の領域において紙パイプ８はその炭化状態が進行する
ので、崩壊性が良好となる。

【００３３】以上説明したように、上述の鋳造用中子１
０は炭化可能な中空材（紙パイプ８参照）の外周にシェ
ルモールド砂の成形層１１を有するので、紙パイプ８の
存在により鋳造用中子１０の強度の向上を図り、また紙
パイプ８の内部にはシェルモールド砂を充填しないの
で、シェルモールド砂の使用量低減と鋳造用中子１０全
体の重量軽減とを達成することができ、かつ鋳造用中子
１０の製作が容易で、紙パイプ８の炭化により鋳造後に
おける鋳造用中子１０の崩壊性の向上を図ることができ
る効果がある。

【００３４】また、上述の中空材（紙パイプ８を参照）
を鋳造時の鋳込温度（詳しくは鋳込温度がシェルモール
ド砂の成形層１１を介して紙パイプ８に熱伝導される温
度）で炭化可能な材質に設定したので、鋳造用中子１０
の保管、運搬時および鋳型へのセット時には中空材（紙
パイプ８を参照）は炭化されていない材質それ自体によ
り充分な鋳造用中子１０の強度を確保し、それでいて鋳
造後においては、中空材（紙パイプ８を参照）の炭化に
より鋳造用中子１０を容易に取出すことができる効果が
ある。

【００３５】さらに、上述の中空材（紙パイプ８を参
照）にガス抜き孔９を穿設形成したので、中空材（紙パ
イプ８を参照）の中空部からガスを排出することができ
て、鋳造欠陥の発生を防止することができる効果があ
る。

【００３６】さらにまた、上述の中子１０を軽合金鋳造
用に設定したので、鋳鉄の鋳込温度に対してその鋳込温
度が低温となる軽合金鋳造に用いた時、有効となる効果
がある。

【００３７】加えて、上述の中空材（紙パイプ８を参
照）を、軽合金鋳造品の強勒化処理としてのＴ６処理時
に炭化が進行して焼成破壊される材質に設定したので、
さらに良好な砂出しを行なうことができる効果がある。

【００３８】しかも、上述の中空材を紙パイプ８に設定
したので、初期の目的を達成することができる。

【００３９】なお、上述の紙パイプ８としては紙管（pa
per core）すなわちチップボール（chip board、古紙を
円網抄紙機ですいたもので、一般に４００ｇ／平方ｍ以
上のもの）を螺旋状に巻いて作ったものを用いることが
できる。

【００４０】また、この発明の鋳造用中子の製造方法に
よれば、炭化可能な中空材（紙パイプ８参照）を中子金
型５に配設した後に、この中子金型５のキャビティ１、
３と上述の中空材外周との間にシェルモールド砂（いわ
ゆる中子砂）を充填して、加熱すると樹脂の軟化および
硬化により中空材の外周にシェルモールド砂の形成層１
１が一体的に形成された鋳造用中子を製造することがで
きる。

【００４１】この結果、中子１０は十分な強度を有し、
シェルモールド砂の使用量低減と中子１０の重量軽減と
の両立を図り、鋳造後における中子１０の崩壊性が良好
な鋳造用中子１０を容易に製造することができる効果が
ある。ここで、上述のシェルモールド砂としては、石炭
酸素合成樹脂粉末を混合した砂つまりレジンサンド（re
sin sand）と、砂粒のまわりにレジンをまぶしたもの即
ちコーテッドサンド（coated sand）との何れを用いて
もよい。

【００４２】さらに、本実施形態の鋳造方法によれば、
上述の鋳造用中子の製造方法において製造された鋳造用
中子１０を鋳型２０に配設した鋳造にするので、鋳造後
の砂出しを容易に行なうことができる効果がある。

【００４３】加えて、本実施形態の鋳造品の処理方法に
よれば、上述の鋳造方法において鋳造された鋳造品（シ
リンダヘッド２４参照）を中空材（紙パイプ８参照）が
焼成崩壊されるように鋳造後に熱処理するので、Ｔ４処
理、Ｔ６処理等の熱処理を有効利用して、中空材（紙パ
イプ８参照）の炭化が進行し焼成崩壊されるので、中空
材（紙パイプ８参照）のさらなる崩壊性を確保すること
ができて、砂出しを簡単に行なうことができる効果があ
る。 ［第２の実施形態の鋳造用中子の製造方法］次に、図１
１〜１３を参照して第２の実施形態の鋳造用中子の製造
方法について述べる。図１１は第２の実施形態の中子造
型装置を示す図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面
で下型に紙パイプを配設した状態の断面を示す図であ
る。図１３は、第２の中子造型装置により製造された鋳
造用中子を示す図である。

【００４４】図１１、図１２において、３つのキャビテ
ィ３１を有する下型３０と、３つのキャビティ３（不図
示）を有する上型４とで３個取りの中子金型５を構成
し、可動型としての上型４のキャビティ３に通じる部位
にはシェルモールド砂を吹き込むためのブローポート７
を形成している。

【００４５】下型３１のキャビティ３１の両側部には、
紙パイプ８の軸方向の両端部を支持するためのパイプ支
持部３２が形成されており、上述の上型４を下型３０に
対して離間させた状態下（いわゆる型ばらし状態下）に
おいて紙パイプ８をパイプ支持部３２に配設する。パイ
プ支持部３２における紙パイプ８のパイプ支持面３３
は、紙パイプ８の外周形状に対応して半円弧状に形成さ
れている。

【００４６】３本の紙パイプ８を夫々のパイプ支持部３
２に配設後、上型４を下型３０に嵌合し、かつ中子金型
を約３００℃に加熱した状態下においてブローポート７
から、中子金型５のキャビティ３、３１と紙パイプ８の
外周との間にシェルモールド砂を充填して加熱硬化させ
ると、図１３に示すような鋳造用中子４０を製造するこ
とができる。

【００４７】この鋳造用中子４０は、紙パイプ８の外周
にシェルモールド砂の成形層（焼成層）４１が一体的に
形成され、その軸方向の両端部にはパイプ支持部３２の
形状が転写され、紙パイプ８の半円弧状の一部が露出し
た支持端４２が一体的に形成されている。これら支持端
４２は、紙パイプ８の軸方向の両端部に成形層４１の側
端から突出して設けられ、下型３０のパイプ支持部３２
に対して位置決め支持される。即ち、図１２に示すよう
に、紙パイプ８の中心軸Ｓ１を成形層４１の中心軸と一
致させ、紙パイプ８の下半面の半円弧状の部分を下型３
０のパイプ支持部３２に支持することで、その中心軸Ｓ
１を成形層４１の中心軸と一致するように位置決めされ
る。この支持端４２は、半円弧状の曲面部４２ａ（紙パ
イプの半円周部分）と、この曲面部４２ａと連続したシ
ェルモールド砂からなる矩形部４２ｂからなる。

【００４８】上述の中子造型において中子金型に紙パイ
プ８をセットし、シェルモールド砂のブローイング、キ
ュアリング、取出しまでに要する時間は図７に説明図で
示す如く約１．５分（９０秒）で、中子金型５の温度も
約３００℃であるため紙パイプ８が焼かれることはな
い。

【００４９】その他、第１の実施形態の鋳造用中子の製
造方法と略同様の手順及び条件により製造される。

【００５０】以上のように、第２の実施形態の鋳造用中
子の製造方法では、紙パイプ８の中子金型への位置決め
支持が正確且つ容易に行なえ、鋳造用中子の形状精度を
高めることができる。 ［第２の実施形態の鋳造方法］次に、図１４、図１５を
参照して第２の実施形態の鋳造用中子の製造方法におい
て製造された鋳造用中子４０を鋳型に配設してエンジン
のシリンダヘッドを低圧鋳造する鋳造方法について説明
する。

【００５１】図６で説明したように、鋳造用の鋳型２０
は、固定型１７と、左右方向に移動する可動型２１、２
２と、上下方向に移動する可動型２３とを有し、型閉め
時にシリンダヘッド対応形状のキャビティが形成され
る。

【００５２】図１４、１５において、固定型１７のキャ
ビティの両側部には、鋳造用中子４０の軸方向の両端部
を支持するための中子支持部５２が形成されており、図
６に示す可動型２１〜２３を固定型１７に対して離間さ
せた状態下（いわゆる型ばらし状態下）において鋳造用
中子４０を中子支持部５２に配設する。中子支持部５２
における鋳造用中子４０の中子支持面５３は、紙パイプ
８の両端部の外周形状に対応して半円弧状に形成されて
いる。

【００５３】この鋳造用中子４０の支持端４２は、固定
型１７の中子支持部５２に対して位置決め支持される。
即ち、図１４に示すように、紙パイプ８の中心軸Ｓ１を
固定型１７の中子支持部５２の中心軸と一致させ、紙パ
イプ８の両端部の下半面の半円弧状の部分を中子支持部
５２に支持することで、その中心軸Ｓ１を固定型１７に
対して位置決めされる。また、固定型１７の中子支持部
５２における紙パイプ８の両端部の中空部分が配置され
る部位には、金型内外を連通する連通孔５４が設けられ
ている。

【００５４】また、支持端４２が、半円弧状の曲面部４
２ａ（紙パイプの半円周部分）とシェルモールド砂から
なる矩形部４２ｂからなり、中子支持部５２がこの支持
端４２に対応した形状になっていることで、中子の固定
型への装着時に、支持端４２と中子支持部５２が嵌合し
て中子の中心軸周りの回転を抑えることができる。

【００５５】図６で説明したように、図６の低圧鋳造装
置を用い、固定型１７の中子支持部５２に鋳造用中子４
０を配設し、炉１３の圧力作用ポート１４から例えば
０．３〜０．７kgf/平方cmの圧力を炉１３内に作用され
ると、約６８０〜７２０℃のアルミ合金溶湯１２はメイ
ンストークス１５、サブストークス１６および湯口１９
を介して鋳型２０のキャビティ内に押上げ注湯され、カ
ムシャフト支持部２５を備えたシリンダヘッド２４が鋳
造される。なお、鋳造時の鋳型２０は約４００〜５００
℃に加熱される。

【００５６】上述の鋳造時においては、鋳型２０内に図
１４に示す鋳造用中子４０がセットされて鋳造される
が、注湯開始から鋳造品（シリンダヘッド２４）取出し
までの間の所要時間は図１７に示す如く１０〜１５分で
ある。アルミ合金溶湯を鋳型に注入した後は、溶湯温度
は１秒間の約７〜１０℃のペースで温度降下する。一
方、鋳造用中子４０内の紙パイプ８はその外周にシェル
モールド砂の成形層４１が設けられており、この紙パイ
プ８に鋳型２０の温度（４００〜５００℃）およびアル
ミ合金溶湯１２の温度（６８０〜７２０℃）が直接作用
することはなく、ケイ砂の熱伝導により紙パイプ８に熱
エネルギが伝わるまで約３〜５分かかるため、紙パイプ
８が燃焼し始めるまでにはアルミ合金溶湯の凝固は始ま
っている。

【００５７】紙パイプ８に熱エネルギが伝わると、鋳型
２０に形成された連通孔５４から紙パイプ８の中空部分
に酸素が供給され、紙パイプ８は炎を出して燃える（つ
まり、燃焼する）。この時、シェルモールド砂のレジン
が溶けてレジンガスを発生しているため、紙パイプ８の
燃焼によりレジンガスが完全燃焼し、スス状のガスとな
る。また、このスス状のガスは紙パイプ８の燃焼に伴い
連通孔５４から積極的に排出される。つまり、この連通
孔５４は、レジンガス及び紙パイプ８を燃焼させるため
の酸素供給路としての機能も有する。

【００５８】図６に示す低圧鋳造装置で鋳造されたシリ
ンダヘッド２４は型ばらしの後、鋳型２０から取出され
て、外部に放置され、除冷が行なわれる。図１７に示す
放置除冷の領域において紙パイプ８は燃焼が終了し灰と
なる。そして、鋳型内から鋳型外にかけて紙パイプ８が
燃焼することで粘着性のあるレジンガスが鋳型に付着す
ることがなくなる。

【００５９】このようにして鋳造されたシリンダヘッド
２４には、該シリンダヘッド２４を構成するアルミ合金
の勒性を強化するために図１７に示すＴ６処理が施され
る。つまり、鋳造後のシリンダヘッド２４を加熱炉内に
挿入し、約５２０℃の加熱温度で４時間加熱した後に、
約１８０℃の加熱温度で１．５時間再加熱する熱処理
（Ｔ６処理）が施される。

【００６０】なお、上述のＴ６処理（図１７参照）に代
えてＴ４処理（図１８参照）をし実行しても同様の効果
を得ることができる。また以上の説明においては軽合金
鋳造の一例としてアルミ合金鋳造を例示したが、図１４
に示す鋳造用中子４０を鋳鉄の鋳造に用いてもよいこと
は勿論である。

【００６１】すなわち、図１４に示す鋳造用中子４０を
鋳型の所定位置に配設し、約１３８０℃の鋳鉄の溶湯を
注湯して鋳鉄製の鋳造品を製造する場合、図１９に示す
ように注湯開始から鋳造品取出しまでの間の所要時間は
約３０〜４５分で、鋳造用中子１０内の紙パイプ８はそ
の外周にシェルモールド砂の成形層４１が設けられてお
り、この紙パイプ８に鋳鉄の溶湯の温度（１３８０℃）
が直接作用することはなく、シェルモールド砂の主成分
としてのケイ砂の熱伝導により紙パイプ８に熱エネルギ
が伝わり、連通孔５４から鋳型内に酸素が供給され、紙
パイプ８は炎を出して燃える。しかも図１９から明らか
なように紙パイプ８は鋳鉄の溶湯が注湯されて凝固する
までの間は鋳造用中子４０の形状保持に必要な強度を確
保しており、鋳鉄溶湯の凝固後で、かつ鋳造品の外部へ
の取出し後の放置除冷の領域において紙パイプ８はその
燃焼が終了して灰となる。

【００６２】以上のように、第２の実施形態の鋳造方法
によれば、鋳造用中子の鋳型への位置決め支持が正確且
つ容易に行なえ、位置ズレによる鋳造欠陥を抑制するこ
とができる。

【００６３】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。

【００６４】例えば、本発明の鋳造用中子の製造方法は
シェルモールド法のみに限らず、常温間によるＣＯ2サ
ンド法やコールドボックス法にも適用でき、この場合、
上述の中空材を補強部材として使用することができ、ま
た本発明の鋳造方法は低圧鋳造法のみに限らず、砂型鋳
造、シェルモールド鋳造、金型鋳造の各方法に適用可能
である。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金型へ
の位置決め支持が正確且つ容易に行なえ、鋳造欠陥を抑
制しつつ、鋳造後の中子の崩壊性を向上することができ
る。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の鋳造用中子の製造方法を説明
する外観図である。

【図２】紙パイプの外観図である。

【図３】第１の実施形態の鋳造用中子の製造方法を説明
する外観図である。

【図４】第１の実施形態の鋳造用中子の製造方法により
製造された中子の外観図である。

【図５】第１の実施形態の鋳造用中子の製造方法により
製造された中子の部分断面図である。

【図６】本実施形態の低圧鋳造装置の概略断面図であ
る。

【図７】第１の実施形態の中子造型、鋳造及びＴ６処理
の時間に対する温度の関係を示す図である。

【図８】第１の実施形態の中子造型、鋳造及びＴ４処理
の時間に対する温度の関係を示す図である。

【図９】第１の実施形態の中子造型、鋳造の時間に対す
る温度の関係を示す図である。

【図１０】従来の鋳造用中子の部分断面図である。

【図１１】第２の実施形態の鋳造用中子の製造方法を説
明する外観図である。

【図１２】下型に紙パイプを配設した状態での図１１の
Ａ−Ａ断面図である。

【図１３】第２の実施形態の鋳造用中子の製造方法によ
り製造された中子の外観図である。

【図１４】第２の実施形態の鋳造方法を説明する外観図
である。

【図１５】固定型に鋳造用中子を配設した状態での図１
４のＢ−Ｂ断面図である。

【図１６】従来の鋳造用中子と中子を用いた鋳造方法を
示す外観図である。

【図１７】第２の実施形態の中子造型、鋳造及びＴ６処
理の時間に対する温度の関係を示す図である。

【図１８】第２の実施形態の中子造型、鋳造及びＴ４処
理の時間に対する温度の関係を示す図である。

【図１９】第２の実施形態の中子造型、鋳造の時間に対
する温度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１、３…キャビティ ５…中子金型 ８…紙パイプ １０、４０…鋳造用中子 １１、４１…成形層 ３０…下型 ３２…パイプ支持部 ４２…支持端 ５２…中子支持部 ５４…連通孔

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒部材の外周にシェルモールド砂の成形
   層を形成してなる鋳造用中子において、 前記棒部材の軸方向の両端部に前記成形層から突出して
   設けられ、型に対して位置決め支持される突出部を備え
   ることを特徴とする鋳造用中子。
2. 【請求項２】 前記棒部材は、前記鋳造用中子を成形す
   るための中子型に位置決め支持されることを特徴とする
   請求項１に記載の鋳造用中子。
3. 【請求項３】 前記棒部材は、鋳造型に位置決め支持さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用中子。
4. 【請求項４】 棒部材の外周にシェルモールド砂の成形
   層を形成してなる鋳造用中子の製造装置において、 前記棒部材の軸方向の両端部を位置決め支持する支持部
   と、 前記棒部材の外周に前記成形層を形成すべく、前記シェ
   ルモールド砂を充填させるための充填部を備えることを
   特徴とする鋳造用中子の製造装置。
5. 【請求項５】 前記棒部材の中心軸を前記成形層の中心
   軸と一致させ、該棒部材は、その中心軸を前記支持部に
   位置決めされて支持されることを特徴とする請求項４に
   記載の鋳造用中子の製造装置。
6. 【請求項６】 前記棒部材は円柱状に形成され、前記支
   持部は該棒部材の外周形状に対応して半円弧状に形成さ
   れていることを特徴とする請求項５に記載の鋳造用中子
   の製造装置。
7. 【請求項７】 棒部材の外周にシェルモールド砂の成形
   層を形成してなる鋳造用中子を用いた鋳造装置におい
   て、 前記棒部材の軸方向の両端部に前記成形層から突出して
   設けられた突出端の外周を位置決め支持する支持部を備
   えることを特徴とする鋳造用中子を用いた鋳造装置。
8. 【請求項８】 前記棒部材の中心軸を前記成形層の中心
   軸と一致させ、該棒部材は、その中心軸を前記支持部に
   位置決めされて支持されることを特徴とする請求項７に
   記載の鋳造用中子を用いた鋳造装置。
9. 【請求項９】 前記棒部材は円柱状に形成され、前記支
   持部は該棒部材の外周形状に対応して半円弧状に形成さ
   れていることを特徴とする請求項８に記載の鋳造用中子
   を用いた鋳造装置。
10. 【請求項１０】 前記棒部材は燃焼可能な材料からな
    り、前記支持部における前記棒部材の両端部の中空部分
    が配置される部位には、型内外を連通する連通部が設け
    られていることを特徴とする請求項９に記載の鋳造用中
    子を用いた鋳造装置。
11. 【請求項１１】 棒部材の外周にシェルモールド砂の成
    形層を形成してなる鋳造用中子の製造方法において、 前記棒部材の軸方向の両端部を位置決め支持し、前記棒
    部材の外周に前記成形層を形成すべく、前記シェルモー
    ルド砂を充填させることを特徴とする鋳造用中子の製造
    方法。
12. 【請求項１２】 棒部材の外周にシェルモールド砂の成
    形層を形成してなる鋳造用中子を用いた鋳造方法におい
    て、 前記棒部材の軸方向の両端部に前記成形層から突出して
    設けられた突出端の外周を位置決め支持することを特徴
    とする鋳造用中子を用いた鋳造方法。