JPH1142620A - 泥しょう鋳込成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密度が均一な成形体を短時間で効率良く成形
することができる新規な泥しょう鋳込成形方法の提供。 【解決手段】 セラミックスのスラリーＳを注入した鋳
型１をターンテーブル２上に設置した後、このターンテ
ーブル２を回転させて上記鋳型１中のスラリーＳに遠心
力を加えると共に、そのターンテーブル２に三次元方向
の自励振動を発生させて遠心成形する。これによって、
スラリーのチクソロトピー性が向上して易流動体とな
り、密度が均一な成形体を短時間で効率良く成形でき
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、セラミック等のス
ラリーを用いて中空状の成形体を高効率に鋳込み成形す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミ
ックス材料から成る成形体は、高温下で優れた機械特性
を有していることから、自動車エンジンやガスタービン
などへの応用が盛んに研究されている。

【０００３】このようなセラミックス材料から成る成形
体を作る方法としては、中実の成形体の場合ではセラミ
ックスのスラリー（泥しょう）をそのまま鋳型に注入
し、適当な振動を加えて鋳込む方法が一般的に用いられ
ている。

【０００４】一方、容器やチューブなどの中空状の成形
体を作る方法としては、セラミックスのスラリー（泥し
ょう）に遠心力を加えて鋳込むようにした、いわゆる泥
しょう鋳込成形法が用いられている。

【０００５】この泥しょう鋳込成形法は、例えば、図４
に示すように、回転自在なターンテーブルａ上にモール
ドｂ（鋳型）を載置した後、このモールドｂにスラリー
状のセラミックス材料を注入しながら、ターンテーブル
ａを回転させてモールドｂ内のスラリーに遠心力を与え
てキャビティｃ内面に密度の高いスラリーＳを集中さ
せ、その後、残りの密度の低い中心部のスラリー分を排
泥することで複雑な形状をした中空成形体でも容易に製
造できるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
遠心力のみによる鋳込成形では、スラリーの粘性が低す
ぎると良質な成形体を得難いため、できるだけスラリー
の粘性を高くする必要があるが、スラリーの粘性が高く
成るに従って流動性が低下してしまい、十分に均質で高
密度の成形体を短時間で効率良く成形することができな
いといった不都合があった。

【０００７】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、密
度が均一な成形体を短時間で効率良く成形することがで
きる新規な泥しょう鋳込成形方法を提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、セラミックスのスラリーを注入した鋳型を
ターンテーブル上に設置した後、このターンテーブルを
回転させて上記鋳型中のスラリーに遠心力を加えて中空
状の成形体を成形するようにした泥しょう鋳込成型方法
において、上記ターンテーブルを回転させた際に、その
ターンテーブルに三次元方向の自励振動を発生させて遠
心成形するようにしたものである。

【０００９】すなわち、本発明方法は鋳型中のスラリー
に遠心力と共に三次元方法の振動を加えるようにした、
いわゆるハイブリッド成型方法である。

【００１０】従って、遠心力に加えて三次元振動を加え
ることで、鋳型中のスラリーのチクソロピー性（揺変
性）が向上するため、粘性が高いスラリーであっても簡
単に易流動体となり、十分に均質で高密度の中空成形体
を短時間で製作することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明方法及び本発明方法に用いる
泥しょう鋳込成形装置の実施の一形態を示したものであ
り、図中１はモールド等と称される鋳型、Ｓはこの鋳型
１のキャビティ１ａ中に注入された、液状のセラミック
材料からなるスラリーである。

【００１３】図示するように、この鋳型１は円板状をし
たターンテーブル２上に着脱自在に載置されており、こ
のターンテーブル２と共に回転するようになっている。

【００１４】また、このターンテーブル２の下面中央部
には、これより垂下した回転軸３が一体的に設けられて
おり、この回転軸３を囲繞するように設けられたドラム
状の軸受体４に回転自在に軸支されている。

【００１５】この軸受体４は、静圧空気によって非接触
状態に回転軸３を支持する、いわゆる空気軸受けであ
り、その上端面及び内壁面には、リセスポケット５と称
される凹状の空気溜め部が複数、形成されている。

【００１６】すなわち、図１及び図２に示すように、こ
の軸受体４の頂面４ａには、略矩形状をした８つのリセ
スポケット５，５，５，５，５，５，５，５が回転軸３
を囲むように形成されており、それぞれの中央部に形成
された空気ノズル６から噴き出される空気を溜め、その
空気圧によってターンテーブル２を浮上させることで、
ターンテーブル２に対していわゆるスラスト軸受けを形
成している。一方、図１及び図３並びに図４に示すよう
に、この軸受体４の内壁面４ｂにも、５個一組のリセス
ポケット５，…が回転軸３を囲繞するように、それぞれ
略等間隔に、かつ上下２段に形成されており、同じくそ
れぞれの中央部に形成された空気ノズル６から噴き出さ
れる空気を溜め、その空気圧によって回転軸３を非接触
状態に支持することで、回転軸３に対していわゆるラジ
アル軸受けを形成している。尚、このリセスポケット５
の空気ノズル６から噴き出される空気は、図示しない外
部のポンプ等から送られてくる軸受用の圧縮空気を軸受
体４内に設けられた複数の空気流路７，７…を介して供
給されるようになっている。

【００１７】また、図１及び図４に示すように、この回
転軸３の下端部には、内側に切削された空気受け溝８が
形成されており、軸受体４内の接線方向に向くように等
間隔に穿孔された３つの空気噴出孔９，９，９から噴出
される回転用空気の空気圧によって回転軸３を回転させ
るようになっている。さらに、この軸受体４の底部には
外部と連通する空気排気孔１０が形成されており、回転
軸３を回転させてエネルギーを失った回転用空気を排気
するようになっている。

【００１８】次に、このような構成をした泥しょう鋳込
成形装置を用いて本発明方法の一例を説明する。

【００１９】図１に示すように、ターンテーブル２を停
止した状態で鋳型１のキャビティ１ａ内にスラリーＳを
流し込む。ここで、流し込まれたスラリーは流動性を有
していることから流入直後には、図中実線に示すよう
に、キャビティ１ａ底部に溜まって液体の如く略水平な
液面を有している。

【００２０】次に、この軸受体４内に形成された各空気
流路７，７，…にそれぞれ同時に軸受用の高圧空気を流
し込むと、この軸受空気は各空気流路７，７，…を通過
して各リセスポケット５に溜まり、その圧力によってタ
ーンテーブル２が浮上すると同時に回転軸３が軸受体４
内に非接触状態に軸支されることになる。その後、この
ような状態を維持しながら、空気噴出孔９，９，９から
回転用空気を噴き出すことで回転軸３及びターンテーブ
ル２が回転し、これに伴って鋳型１が回転する。する
と、この鋳型１内のスラリーＳに遠心力が加わることに
よって、図中破線に示すように、スラリーＳがキャビテ
ィ１ａの壁面に押し付けられ、キャビティと相似形をし
た中空の成形体が形成される。尚、この回転用空気は軸
受体４底部の空気排気孔１０からそのまま外部に排気さ
れることになる。

【００２１】そして、この時、回転軸３及びターンテー
ブル２に、軸受体４と接触しない程度の微小な三次元方
向（図中Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）の自励振動を発生させると、
スラリーＳを構成するセラミックス粒子間の摩擦係数が
低下して、チクソトロピー性（揺変性）が向上してスラ
リーＳの粘性が低下し易流動体となるため、十分に均質
で高密度の成形体が短時間で得られることになる。

【００２２】ここで、回転軸３及びターンテーブル２に
対して三次元方向の自励振動を加えるには、各リセスポ
ケット５の容積（深さ）と空気圧とのバランスを変化さ
せることで簡単に達成することができる。例えば、１．
各リセスポケット５に供給する軸受空気の空気圧自体を
細かく変動する方法、２．空気量が過剰或いは不足した
状態でリセスポケット５側に軸受空気を供給し、ターン
テーブル２の浮上量（図中Ｚ方向）を増減する方法、
３．一定の空気圧に対してリセスポケット５の容積を増
減する方法等によって容易に達成することができ、それ
ぞれいずれかの方法或いは２つ以上の方法を任意に組み
合わせて最適な振動を得るように調整することができ
る。

【００２３】尚、本発明に使用することができる泥しょ
う鋳込成形装置としては上記実施の形態に限定されるも
のではなく、例えば、リセスポケット５の数や形状、設
置位置などは適宜必要に応じて増減させてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、鋳型中の
スラリーに、遠心力と共に三次元方向の微振動を加えて
成形するようにしたため、複雑な形状であっても成形密
度が均一な中空成形体を短時間に製造することができる
等といった優れた効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に用いる泥しょう鋳込成形装置の実
施の一形態を示す断面図である。

【図２】図１中Ａ−Ａ断面図である。

【図３】図１中Ｂ−Ｂ断面図である。

【図４】図１の泥しょう鋳込成形装置の内壁面を示す展
開図である。

【図５】従来の遠心鋳込み方法の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 鋳型（モールド） ２ ターンテーブル ３ 回転軸 ４ 軸受体 ５ リセスポケット ６ 空気ノズル ７ 空気流路 ８ 空気受け溝 ９ 空気噴出孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスのスラリーを注入した鋳型
   をターンテーブル上に設置した後、このターンテーブル
   を回転させて上記鋳型中のスラリーに遠心力を加えて中
   空状の成形体を成形するようにした泥しょう鋳込成型方
   法において、上記ターンテーブルを回転させた際に、そ
   のターンテーブルに三次元方向の自励振動を発生させて
   遠心成形するようにしたことを特徴とする泥しょう鋳込
   成形方法。