JPS6048256B2

JPS6048256B2 - 鋳型造型方法

Info

Publication number: JPS6048256B2
Application number: JP52104337A
Authority: JP
Inventors: 永人鵜崎; 安太郎河村; 和春松井; 康生森部
Original assignee: SHINTO IND
Current assignee: SHINTO IND
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1985-10-26
Also published as: JPS5438220A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は多孔模型板に型合せされた鋳枠内に砂粒状の充
填材料を投入してのち、該模型板反対側の充填材上方よ
り圧縮空気を該鋳枠内に供給して、充填材料中を通過さ
せ、つづいて該鋳枠内の・充填材料を圧縮板て押圧して
鋳型を造型する新規な鋳型造型方法に関する。

従来、複雑な模型の鋳型を造型する場合には、模型板に
型合せされた鋳枠内に砂粒状の充填材料を投入したのち
、該鋳枠内の充填材料に模型板を介して上下振動を与え
てフ充填材料の充填密度を高め、さらに該鋳枠内に充填
した充填材料を圧縮板て押圧して、鋳型を造型する方法
が採用されていたが、前記造型工程のうち、鋳枠内の充
填材料に上下振動を附与して充填材料を充填する工程、
即ちジヨルト工程において５は前記振動を発生させるた
めに、模型板を取付けたテーブルと、該テーブル下方の
アンビルを衝突させる衝突音の騒音、或いは複雑なジヨ
ルト機構をスクイーズシリンダ内に組込む為、機械装置
全体が大型になつて設備費の増大を招き、さらには前記
ジヨルト作用は鋳枠内の模型面近辺の下部充填材料と共
に、鋳枠上方の上部充填材料も高充填するため、鋳枠内
の充填材を前記ジヨルト作用によつて充填したあと、圧
縮板で押圧して圧縮造型する際、圧縮板の押圧力は、高
充填された上部充填材に邪魔されて、模型面近辺の下部
充填材まで充分伝達されない現象いわゆるかつぎ現象が
起り、複雑な模型の造型においては、硬度の均一な良い
鋳型を造型することは困難であつた。また、吹込み造型
法においては、模型板表面の充填密度がそれほど高くな
らず、また深い凹部形状や複雑な模型部では吹込みエヤ
ーに干渉されて砂が充分行きわたらず、均一密度の良好
な鋳型を造型することは困難であつた。本発明はそれら
の欠点を解決することを目的とするものである。すなわ
ち、本発明は、充填材料に圧縮空気を適用して該材料の
充填密度を向上せしめ、そのまま圧縮板を用いて押圧す
ることによつて鋳型造型を行いうるという発見に基づく
ものである。圧縮空気力のみによつて充填材料の充填を
行い得るという発見は正に驚くべきことであつたのであ
る。本発明者達はこの発見を基点として多くの実験を繰
返し、この鋳造方法が正に実用に供し得るものであるこ
とを確認したのであつた。次に本発明の構成を実施例に
ついて説明すると、１は造型困難は砂付部２或いは島部
３に対応する位置に、上下に圧縮空気の通気孔（排出孔
）．４を穿設した模型板であつて、該模型板１上面中央
部には、前記通気孔４に連通する該島部３位置に通気孔
５を穿つた模型６が装着されている。

また、模型板１上面には、前記模型６を略真中にして、
上下面を開口とした鋳枠７が載置されて二いて、該鋳枠
７と前記模型板１によつて形成された空間には砂粒状の
充填材料８が溜められている。更に該鋳枠７上端には、
鋳枠７内と連通する複数の小径の通気孔９を穿つた密封
蓋１０が鋳枠７周面の接触面から圧縮空気が外部に漏れ
ないよ４うに密封状態に保つて載置されていて、該密封
蓋１０の一端には、前記通気孔９に連通する圧縮空気の
供給孔１１が水平方向に穿設されている。１２は圧縮板
てある。

このように構成されたものは、先ず模型６付模型板１上
面に、模型６が略真中に位置するように鋳枠７を載置し
、つづいて模型６付模型板１と鋳枠７によつて形成され
る空間に充填材料８を投入してのち（第１図の状態）、
充填材料８を包含した鋳枠７上面に密封蓋１０を、鋳枠
７周面の密封蓋１０との接触面から圧縮空気が外部に漏
れないようにしつかりと載置し、次に密封蓋１０の供給
孔１１より圧縮空気を連続的に一定時間供給するフと、
該圧縮空気は通気孔９を経て鋳枠７内に供給され、さら
に鋳枠７内の充填材料８中を通過して模型板１の小孔４
より外部に排出される。

（第２図の状態）そして、この鋳枠７内の充填材料８中
を充填材上面より下方に向けて圧縮空気を通過さｉせる
時、鋳枠７内の通気可能な模型６面及び模型板１面近辺
の充填材料８が最もよく高充填され、模型６面及び模型
板１の両近辺から遠ざかるにしたがつて充填密度は低く
なるものである。すなわち、このような現象をさらに詳
細に第４図の原理・図で説明すると、鋳枠７ａと模型板
１ａによつて形成される空間に投入された充填材料の上
方から圧縮空気を供給して充填材料中を通過させると共
に、該圧縮空気を通気孔４ａから排出すると、充填材料
を構成する個々の粒子８ａには、各粒子８ａにかかる各
加圧力と、その上層の粒子８ａにかかる力圧力との総和
になる。要するに、最上層の粒子８ａにはＰ１、上から
２番目の粒子８ａには（Ｐ，＋Ｐ，）、最下層のｎ番目
の粒子８ａには（Ｐ，＋Ｐ。＋Ｐ，＋・・・・・・＋Ｐ
ｎ）の加圧力がかかることになり、下層の粒子程大きい
加圧力が加わつて高密度に充填されていくことになる。
即ち、このような粒子８ａにかかる上下方向の加圧力分
布をグラフに示すと第５図の如くなる。また、この様に
して下層の粒子８ａが高密度に充填されると、粒子８ａ
中を通過する圧縮空気の圧力降下も高密度の所程よソー
層大きい圧力降下となる。すなわち、それだけ単一粒子
の上下面における圧力差が大きいことになり、このため
下層の粒子８ａにかかる加圧力はより大きいものとなつ
て、ますます粒子８ａは高充填されることになる。この
ようにして鋳枠７内の充填材料８を充填してのち、充填
された鋳枠７内の充填材料８を圧縮板１２で押圧して鋳
型を圧縮造型するものである。

（第３図の状態）尚、型合せされた鋳枠７内に投入され
た充填材料８上面から圧縮空気を供給して充填材料８中
を通過させると同時に、鋳枠７内の充填材料８下方から
吸引して鋳枠７内の充填材料８の充填度を高めてもよい
、また、造型された鋳型を模型６付模型板１から離型す
るにさいして、通気孔４から模型６付模型板１表面側に
向つて圧縮空気を供給して、前記圧縮空気の通過方向と
逆方向に通過させれば離型が容易に行われる。

さらに、本発明の装置を使用して鋳物砂を充填した実験
結果と従来のジヨルト作用により鋳物砂を充填した実験
結果を下記に比較する。

（第６図−第８図）先ず本発明の実験例を説明すると、
第６図は本発明の実験装置を示す実施例てあつて、１３
は砂付部１４に対応する位置の見切面において開口率１
３％の割合で上下に貫通した空気通気孔１５を有する模
型板てあり、１６は模型板１３上に装着した円柱模型、
１７は鋳枠である。

第７図はこのような実験装置を使用して、鋳物砂上方よ
り砂付部１４を通過する空気の通過速度が大気圧換算に
して１５ＴｒＬ／ＳｅＣ（この時鋳物砂上面と密封蓋と
の間の空間における圧力は４．２ｋ９／ｃ逍であつた）
となる様は速度エネルギをもつて圧縮空気を鋳物砂を包
含した鋳枠１７内に一定時間連続的に供給して鋳物砂中
を通過させた時の模型上面側の生型硬度をプロットした
ものであり、また第８図はその時の鋳枠内壁と接する砂
側面の生型硬度を高さ方向にプロットしたものである。
次に従来のジヨルト作用により鋳物砂を充填した時の実
験結果を示す。第１０、第１１図は前記実験装置（第６
図）と同じ実験装置（第９図）を使用して、圧縮空気を
通気するかわりにジヨルト作動を８秒間行つたときの、
模型上面側の生型硬度と、鋳枠内壁と接す一る砂側面
の生型硬度を高さ方向にプロットしたものである。

すなわち、前記両実験結果第７図及び第１０図の比較よ
りわかるように、模型板上面側の生型硬度はジヨルト作
用によつて充填した生型硬度より高硬度となつている。
また側壁硬度も第つ８図及び第１１図よりわかるよう
に模型板近辺の下部側壁においては、ジヨルト作用で充
填した時より高硬度になつている。また圧縮造型時の「
かつぎ」に影響を及ぼす模型板上面側の硬度はジヨルト
にて充填した時より小さくなつていて圧縮時の「かつぎ
」が起きにくいことがわかる。したがつて圧縮時の押圧
力の伝達が容易であることがわかる。以上により本発明
の方法によればジヨルト作用に比べて非常に良好な鋳型
が造型可能であることが確認された。また、この効果は
模型板の見切面において少なくとも開口率５％以上、鋳
物砂と密封蓋との間の空間における圧力が２ｋ９／ｄ以
上、において顕著な効果があることが他の実験例におい
て確認された。要するに、本発明は模型付模型板と該板
に型合せされた鋳枠とによつて画成される空間に投入さ
れた砂粒状充填材料に振動を与えることなく該材料の充
填密度を向上させることによつて鋳型を造型する方法で
あつて、前記模型、模型板またはその双方に複数の排気
孔を備え、該模型付模型上に投入された該充填材料の上
方より所定時間の間圧縮空気を供給し該充填材料を通過
させて該複数の排気孔を介して排出せしめ、該所定時間
の間圧縮空気を供給しただけの状態にある該充填材料を
圧縮板を用いて押圧して鋳型を造型する方法を使用した
ので、本発明は、模型板表面における充填密度が高くな
り、造型困難な砂付部または島部の高充填が可能になる
と共に、充填された鋳枠内の充填材を押圧する際のかつ
ぎ現象が解消して、均一硬度の鋳型の造型が可能になり
、またジヨルト装置を省略できるので、騒音のない経済
的な造型機が期待でき、さらには鋳型が均一硬度になる
ため、鋳造欠陥のない、寸法精度の良い鋳物製品がＪで
きるなど種々な効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、型合せされた鋳枠内に充填材を投入された状
態の本発明の実施例を示す正面切欠断面図、第２図は第
１図の状態の鋳枠上面に密封蓋を７載置したあと、充填
材上方より圧縮空気を供給した状態の本発明の実施例を
示す正面切欠断面図、第３図は第２図の状態において鋳
枠内に充填された充填材料を圧縮板に押圧した状態の本
発明の実施例を示す正面切欠断面図、第４図は本発明の
原フ理図を示す模型図、第５図は縦軸に充填材上面から
の鋳枠高さを、横軸に各粒子にかかる圧力をとつて、第
４図における各粒子に加わる圧力分布をグラフに示した
圧力分布図、第６図は本発明の方法を使つて実験した実
験装置図、第７図は第６図の実験装置で行つた結果の模
型板及び模型面側の砂面硬度を示す鋳型面硬度分布図、
第８図は第６図の実験装置で行つた結果の鋳枠内壁と接
する砂側面の生型硬度を高さ方向にプロットした鋳極側
壁の硬度分布図、第９図は従来のジヨルト作用により鋳
枠内の鋳物砂を充填する為の、前記実験装置（第６図）
と同じ実験装置図、第１０図は第９図の実験装置を使用
して従来のジヨルトにて行つた結果の模型板及び模型面
側の砂面硬度を示す鋳型面硬度分布図、第１１図は第９
図の実験装置を使用して行つた結果の鋳枠内壁と接する
砂側面の生型硬度を高さ方向にプロットした鋳型側壁の
硬度分布図である。１・・・・・・模型板、４，５・・・・・・排気孔、
６・・・・・・模型、７・・・・・・鋳枠、８・・・
・・・充填材料、１２・・・・・・圧縮板。

Claims

【特許請求の範囲】１総計開口率が見切面の５％以上である複数の排気孔
を備えた模型付模型板と該板に型合せされた鋳枠とによ
つて画成される空間に投入された砂粒状充填材料に振動
を与えることなく該材料の充填密度を向上させることに
よつて鋳型を造型する方法であつて、該模型付模型板上
に充填材料を投入する段階と、投入された該充填材料の
上方より所定時間の間圧縮空気を供給し該充填材料中を
通過させて該複数の排気孔を介して排出せしめる段階と
、該所定時間の間圧縮空気を供給しただけの状態にある
該充填材料を圧縮板を用いて押圧する段階と、から成る
鋳型造型方法。２前記圧縮空気が該充填材料の上表面において少なく
とも２ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力で供給されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の鋳型造型方法。３前記排出孔が砂付部、島部又はその双方の対応する
位置に備えられることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の鋳型造型方法。４総計開口率が見切面の５％以上である複数の排気孔
を備えた模型付模型板と該板に型合せされた鋳枠とによ
つて画成される空間に投入された砂粒状充填材料に振動
を与えることなく該材料の充填密度を向上させることに
よつて鋳型を造型する方法であつて、該模型付模型板上
に充填材料を投入する段階と、投入された該充填材料の
上方より所定時間の間圧縮空気を供給し該充填材料中を
通過させて該複数の排気孔を介して排出せしめる段階と
、該所定時間の間圧縮空気を供給しただけの状態にある
該充填材料を圧縮板を用いて押圧する段階と、前記複数
の排気孔から該模型付模型板の表面上に向つて圧縮空気
を供給し前記押圧造型された鋳型を該模型付模型板から
離型する段階と、から成る鋳型造型方法。