(57)【要約】【課題】本発明ではフルモールド鋳造に供する鋳型であって、簡易な構造にて鋳造品の表面欠陥の抑制効果を発揮できるものを提供する。【解決手段】鋳砂１２内に消失模型１３を埋設して成る鋳型１０に、溶湯を注湯し、溶湯にて前記消失模型１３を気化消失させながら製品を鋳造するフルモールド鋳造に供される鋳型において、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂より成る消失鋳型１３をその長尺方向が略垂直方向となるように配置し、消失模型１３の上部と鋳型１０外部とを連通させる排気管１６を設け、消失模型１３と鋳型１０外部とを連通させる排気孔１７を鋳砂１２に穿設した状態に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳砂内に消失模型を埋設して成る鋳型に、溶湯を注湯し、溶湯にて前記消失模型を気化消失させながら製品を鋳造するフルモールド鋳造に供される鋳型において、
消失鋳型をその長尺方向が略垂直方向となるように配置し、
消失模型の上部と鋳型外部とを連通させる排気管を設け、
消失模型と鋳型外部とを連通させる排気孔を鋳砂に形成することを
特徴とするフルモールド鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記消失模型をアクリル樹脂にて構成する、
請求項１に記載のフルモールド鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルモールド鋳造の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルモールド鋳造法は、一般に、樹脂発泡体等よりなる消失模型を鋳型の中に埋設した状態で、溶湯を鋳型に注湯し、溶湯の高熱にて消失模型が気化消失することにより生じた空隙に溶湯を充填して、鋳造品を成形する鋳造法である。フルモールド鋳造法は、一般に、金型の鋳造等に利用される。
【０００３】
消失模型は、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂等の消失性物質から成る発泡体である。
消失模型の素材として一般に用いられるＥＰＳ樹脂は、その分子構造中にベンゼン環が含まれており、ＥＰＳ樹脂製の消失模型を採用すれば鋳造時にこれが燃え滓となって鋳造品の表面に残留する。
この鋳造品の表面欠陥は、表面からの深さが、機械加工により削られる取り代の厚みを超えているものがあり、製品に鋳造時の表面欠陥が残渣となって表れることがあった。この不具合を解消するために、表面欠陥が発生している部分に溶接にて肉盛りし、再度機械加工を施して表面処理をしていた。
【０００４】
一方、ＰＭＭＡ樹脂は分子構造中に酸素があるために、ＰＭＭＡ樹脂製の消失模型を採用すれば燃焼性に優れ燃え滓が少ないが、消失模型が消失する際に大量のガスが発生する。
消失模型の気化により発生したガスは、溶湯に巻き込まれたり鋳型内に残留したりして、鋳造品に鋳造巣や、表面肌荒れ、湯皺等の欠陥を発生させる原因となる。
【０００５】
そこで、従来、フルモールド鋳造法に供する鋳型において、ガス抜きの構造が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、消失模型に鋳型の排気口と通ずる通気孔を設けることにより、発生したガスを速やかに鋳型内部に分散させ、また排気口へ導いて、鋳型より排出できるようにしている。
また、例えば、特許文献２に記載の技術では、消失模型より発生するガスを、鋳型の外部へ排出量を抑制しつつ排出することで、鋳型内における溶湯の乱れを制御して、ガスの排出と溶湯への気泡の巻き込みを防止している。
【特許文献１】特開平５−２６１４７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術に鑑み、本発明ではフルモールド鋳造に供する鋳型であって、簡易な構造にて鋳造品の表面欠陥の抑制効果を発揮できるものを提案する。また、現存する従来の鋳型を利用して、鋳造品の品質の向上を図ることのできる、鋳型の構造を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、鋳砂内に消失模型を埋設して成る鋳型に、溶湯を注湯し、溶湯にて前記消失模型を気化消失させながら製品を鋳造するフルモールド鋳造に供される鋳型において、消失鋳型をその長尺方向が略垂直方向となるように配置し、消失模型の上部と鋳型外部とを連通させる排気管を設け、消失模型と鋳型外部とを連通させる排気孔を鋳砂に形成することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２においては、前記消失模型をアクリル樹脂にて構成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、簡易な構造にて排気管以外での排気を推進し、気泡の混入や残留等に起因する鋳造品の表面欠陥を抑制できる。また、従来のフルモールド鋳造に使用されている鋳型をそのまま転用することができるので、設備にコストを掛けることなく、鋳造品の品質の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２においては、比較的燃え滓の少ない材料にて消失鋳型を構成することにより、燃え滓の残留に起因する鋳造品の表面欠陥を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係るフルモールド鋳造用鋳型の全体的な構成を示した断面図、図２はフルモールド鋳造用鋳型の別形態を示した断面図である。
【００１４】
まず、本発明の実施例に係るフルモールド鋳造用鋳型１０について説明する。
鋳型１０は、鋳枠１１と、鋳枠１１の内部の鋳砂１２と、鋳砂１２に埋設された消失模型１３、湯道１５、排気管１６、排気孔１７等から成る。
【００１５】
消失模型１３は、発生したガスの効率的な排気を図るため、その長尺方向が略垂直方向となるように設置される。すなわち、鋳型１０のうち鋳造品の成形部が縦長とされる。これにより、鋳造品の成形部の上下でより大きな圧力差が生じ、鋳型１０内部で派生した気体を上方に集め、気体をより排出し易い環境の形成が図られる。
【００１６】
消失模型１３は、湯道１５を通じて湯口１４と連通される。
また、消失模型１３と鋳型１０の外部とを連通する排気管１６が設けられる。
排気管１６は、消失模型１３の上部と、鋳型１０の外部とを繋ぐ排気路であり、鋳型１０内の気体を鋳型１０の外部へ排出するためのものである。排気管１６にて形成された排気路を通じて消失模型１３の気化により生じたガスや、燃え滓等が鋳型１０の外へ排出される。
なお、上記排気管１６は、セラミックス製や金属製の筒状体にて構成され、燃え滓の排出路としても機能するため、燃え滓が通過可能な径のものとされる。
【００１７】
さらに、消失模型１３と鋳型１０の外部とを連通する排気孔１７が設けられる。排気孔１７は、鋳砂１２に直接、径が２〜３ｃｍ程度の小径の孔が穿設されて形成される。
排気孔１７は、消失模型１３と、鋳型１０の外部とを繋ぐ排気路であり、排気孔１７にて形成された排気路を通じて消失模型１３の気化により生じたガスが鋳型１０の外へ排出される。排気孔１７は、上記排気管１６以外での排気を推進するために設けられたものであり、消失模型１３より発生したガスが、該消失模型１３の上部まで上昇する前に、排気孔１７から模型１０より排出されることとなる。
なお、本実施例では排気孔１７は上記排気管１６の下方に設けているが、上方にも設けることもできる。さらに、消失模型１３の規模や形状等に応じて、排気孔１７の数や位置を適宜変更することが好ましい。
【００１８】
上記排気孔１７は、鋳砂１２に穿設されるため、鋳型１０の構成部材を増加させることなく、また、簡易な構成であるという、利点がある。但し、排気孔１７の代わりに、又は、排気孔１７に加え、図２に示す如く、鋳砂１２に筒状体１７ａを埋設して、鋳型１０の外部と消失模型１３とを連通させる排気路を形成することもできる。
【００１９】
なお、排気管１６、排気孔１７は、鋳型１０の外部ではなく、減圧装置（図示せず）に接続して、鋳型１０内部の気体を強制的に排気させることもできる。
【００２０】
上記消失模型１３は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂製発泡体にて構成されており、鋳造品と略同一形状に形成される。消失模型１３の材料として、ＰＭＭＡ樹脂等のアクリル樹脂を採用することで、鋳造品への燃え滓の残留の防止が図られる。これは、アクリル樹脂は、その分子構造中に酸素原子を含んでおり、燃焼性に優れているためである。
このように、消失模型１３の材料としては、アクリル樹脂等の燃焼性に優れた樹脂を用いることが好ましいが、これに限定されず、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂等の、消失性物質を採用することができる。
また、燃焼性に優れたアクリル樹脂等にて消失模型１３を構成した場合、多くの燃焼ガスが発生することとなるが、発生した燃焼ガスは、前述の排気管１６や排気孔１７を通じて効率的に外部に排出することが可能である。
なお、前記アクリル樹脂にて消失模型１３を構成する場合、より高発泡倍率のアクリル樹脂製とすることが、燃焼ガスの発生を抑制することができるので、望ましい。
【００２１】
上記構成の鋳型１０を用いた鋳造工程は以下の通りである。
まず、消失模型１３の表面に耐火性に優れた塗型剤を塗布し、乾燥させる。なお、排気管１６には、気体の流通を妨げることのないように、塗布剤を塗布しない。
続いて、鋳枠１１に湯道１５を形成したのち、消失模型１３を固定し、鋳砂１２で消失模型１３を埋設する。そして、鋳砂１２に排気管１６を埋設するとともに排気孔１７を形成し、湯道１５に湯口１４を設置する。
【００２２】
上述の如く鋳造の準備が整えられた鋳型１０に、湯口１４から溶湯が注湯される。溶湯は、湯道１５を通じて消失模型１３に至り、消失模型１３を溶融させて鋳型１０内に溜まる。このとき、溶湯によって溶融・燃焼された消失模型１３の気体が、排気管１６と排気孔１７から排出される。
消失模型１３が全て気化して溶湯が鋳型１０に充填され、溶湯が冷却固化されて鋳造品となったのち、鋳型１０から鋳造品が取り出される。
【００２３】
上述の如く、消失模型１３を燃え滓の比較的少ない素材で構成し、さらに、消失模型１３より発生したガスを効果的に鋳型１０外に排出することで、鋳造品の表面欠陥の発生が抑制される。
表面欠陥が抑制されることで、従来行われていた、表面欠陥部への肉盛りと肉盛り後の機械加工が不要となる。従って、鋳造品の製造に係る時間とコストを削減することができる。
また、表面欠陥が抑制されることで、鋳造後に機械加工にて削り取る部分を削減することができるので、鋳物材料に係るコストを削減でき、環境保全にも寄与することができる。
また、上記構成の鋳型１０は、従来のフルモールド鋳造に使用されている鋳型をそのまま転用することができる。従って、設備にコストを掛けることなく、鋳造品の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係るフルモールド鋳造用鋳型の全体的な構成を示した断面図。
【図２】フルモールド鋳造用鋳型の別形態を示した断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０  鋳型
１１  鋳枠
１２  鋳砂
１３  消失模型
１４  湯口
１５  湯道
１６  排気管
１７  排気孔
【図１】
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【図２】
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