(57)【要約】  【課題】    品質不良率を低くし、強度に優れ、外観に美しく、高圧気体の輸送に使用しても安全なパイプの砂型鋳造方法の提供。 【解決手段】    砂型鑄造用の外鋳型を製作し、型穴内に凹み槽を設け、中子を外鋳型の型穴内に設置する；外鋳型の左右両側の開口部にそれぞれ中鋳型を挿入する；外鋳型の鋳込み口から鋳込み溶湯を注入する（例：アルミ溶湯）；溶湯の成型を待って中鋳型及び外鋳型を分離し、さらに鋳物内の中子を砕き、一体成型の十字管を形成する、という手順を含む。  【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの砂型鋳造方法であって、
外鋳型を製作し、中子を該外鋳型の型穴内に設置する;
該外鋳型の少なくとも片側に開口部を設け、該開口部内に中鋳型を挿入する；
該外鋳型の鋳込み口から鋳込み溶湯を注入する;
溶湯の成型を待ち、該中鋳型及び外鋳型を取り外し、さらに製品内の中子を砕く；
以上の手順を含み、該外鋳型の製造時に該型穴内に水平方向及び垂直方向に凹み槽を設け、鑄造完了後のパイプの管壁の外面上に突起縁部を形成することを特徴とするパイプの砂型鋳造方法。
【請求項２】
前記外鋳型が構造を同じくする対称の２つの鋳型であり、該外鋳型内に型穴を設ける請求項１に記載のパイプの砂型鋳造方法。
【請求項３】
前記中子の外側輪廓を該外鋳型の型穴内壁に合わせて設け、両者間に一定の間隔を保持する請求項１に記載のパイプの砂型鋳造方法。
【請求項４】
前記外鋳型の両側面に開口部を設けた請求項１に記載のパイプの砂型鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造が簡単で高い強度を持つ鋳物を製造でき、パイプ生産における不良率を低くするパイプの砂型鋳造方法に関し、鋳造されたパイプは外観が美しく、特に十字管または類似構造物の製造に適した、パイプの砂型鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
十字管などの大型金属パイプ部品は、気体や液体の輸送過程において不可欠の部品であり、その機能は主に流体の輸送方向を変え、一定の流量に限定したり、数種の流体を統合して一つにしたりする際に用いられる。十字管の大型パイプを例とし、従来の製法を図１、図２に示す。鉄片１０を管状に巻いた後、接触壁面を溶接してパイプを形成するが、こうして製造された十字管はパイプの外観上にくっきりとした溶接痕１１が残り、且つ、鉄片１０を巻いて円管状にした後、垂直にフランジ１２と連結されるが、同様に溶接加工で接続するため、溶接痕１１が周囲に残り、このような十字管は外観に美しくないだけでなく、その使用においても以下のような欠点がある。
【０００３】
１、特殊な機械による精密な溶接作業を必要とする。
２、鉄片を巻いて管状にするとき、両端に残余が発生し、処理コストが増加する。
３、パイプ全体についてみると、溶接位置は強度が比較的弱い部位となり、管内に窒素ガスやガス等の高圧気体を充填して使用する場合、漏洩の危険がある。
４、従来の加工技術により完成した十字管は、品質制御において約４０％の不良が発生し、その多くが溶接加工時に発生する溶接強度の不均等に起因しており、良品の価格で不良品分の生産時間コストも含め回収リサイクルコストをカバーすることになり、全体の生産コストが高くなる。
【０００４】
上述の鉄片を巻いて溶接し十字管を形成するという生産方法における欠点に鑑みて、本発明は一体成型で製造でき、外観に美しく、優れた強度を持つ十字管の製造方法を提供するものである。
【０００５】
このほか、従来の加工技術においては、砂型鋳造方式を採用して多方向連結管を製造する方法があるが、従来の鑄造技術においては鋳型製作後鑄造成型を行うが、鑄造時の溶湯の品質上雑物が必ず含まれ、且つ、溶湯の鋳込み時に鋳物表面に欠陥が生まれやすく、鑄造後に粗い枝分かれ状の結晶が形成され、その内部構造上もほとんどにひけ巣（shrinkage gavity）、収縮孔（shrinkage hole）、偏析（segregation）等の欠陥がある。そのうち、ひけ巣は管壁上に形成されてしまうと、その位置の強度が弱くなり、不良品が生まれてしまう。
【０００６】
このため、鑄造加工による多方向連結管の製造方法を改良し、その品質の不良率を大幅に低くすることが本発明の動機である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、品質不良率を低くするパイプの砂型鋳造方法を提供することにある。      
【０００８】
本発明の別の目的は、強度に優れ、外観に美しく、高圧気体の輸送に使用しても安全なパイプの砂型鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達するため、本発明の方法は、砂型鑄造用の外鋳型を製作し、型穴内に凹み槽を設け、中子を外鋳型の型穴内に設置する；外鋳型の左右両側の開口部にそれぞれ中鋳型を挿入する；外鋳型の鋳込み口から鋳込み溶湯を注入する（例：アルミ溶湯）；溶湯の成型を待って中鋳型及び外鋳型を分離し、さらに鋳物内の中子を砕き、一体成型の十字管を形成する、という手順を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法及び本発明を用いて製造した鋳物には、以下のような実用的利点がある。
１、鑄造が完了した一体成型の十字管は、溶接加工を施していないため、外表に溶接痕がないため外観が美しく、且つ、不良率を大幅に低くすることができる。
２、型穴内に水平方向と垂直方向に凹み槽を設けているため、鋳造後の十字管上に水平及び垂直方向に突起縁部が形成され、十字管の強度を増すことができる。
３、鑄造中に雑物混入やひけ巣が発生しても、形成された突起縁部上に集中制御できるため、管壁強度の均一性に影響しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のその他特徴及び具体的な実施例を図面に基づき以下詳細に説明する。
【００１２】
図３に示すように、本発明の方法は、砂型鑄造用の外鋳型を製作し、型穴内に凹み槽を設け、中子を外鋳型の型穴内に設置する；外鋳型の左右両側の開口部にそれぞれ中鋳型を挿入する；外鋳型の鋳込み口から鋳込み溶湯を注入する（例：アルミ溶湯）；溶湯の成型を待って中鋳型及び外鋳型を分離し、さらに鋳物内の中子を砕く、という手順を含む。
【００１３】
図４、図５に示すように、砂型鑄造用外鋳型３０の製作は、同じ構造の２つの対称な鋳型とすることができ、この外鋳型３０内に型穴３１を設け、且つ、この型穴３１の管壁中央位置に水平方向と垂直方向に伸びた凹み槽３２を形成し、且つ、この外鋳型３０の前後の相対する位置にそれぞれ開口部３３、３４（図５参照）を形成し、中子２０は外鋳型３０の型穴３１の形状に併せて設け、この中子２０上端の段状部分を型穴３１から若干突出させて設け、且つ、中子２０の外側輪廓と型穴３１の内壁間に一定間隔の距離を保持し、溶湯の注入空間とする。
【００１４】
実際の製造時には、まず中子２０を外鋳型３０の型穴３１内に置き、さらに両側を外鋳型３０で挟み込み、且つ、２つの中鋳型４０を外鋳型３０左右の２つの開口部３３、３４にそれぞれ挿入し、さらに外鋳型３０の鋳込み口３５を外鋳型３０の下方位置に設け、この鋳込み口３５と鋳込み漏斗５０を連結し、鋳込み漏斗５０から鋳込み溶湯（アルミ溶湯等）を注入し、溶湯が型穴３１内に充填され、且つ成型された後、さらに２つの中鋳型４０及び外鋳型３０を取り外し、パイプ製品内部の中子２０を砕くと、一体成型の十字管６０が形成される。
【００１５】
この原則に従い、Y字管を鑄造する場合は、開口部を片側のみに設け、組み合わせる中鋳型も１つとし、その片側に設けた開口部内に中鋳型を挿入すると、Y字管を鋳造することができ、後述同様に管壁の外側に突起縁部が形成される。
【００１６】
前述の本発明の製造方法における最大の特徴は、外鋳型３０の製作時に、その型穴３１の内壁面上に凹み槽３２を設け、且つ、この凹み槽３２の設置位置が管壁の中央に位置し、水平方向と垂直方向の凹み槽３２が管の端部までそれぞれ伸び、これにより溶湯を型穴３１内に注入するとき、溶湯中の雑物がこの凹み槽３２に集中して留まり、且つ、鋳込み時に発生する気泡もひけ巣もこの凹み槽３２内で形成され、鑄造パイプ壁面全体の厚さが一定に維持され、図６に示すように、この凹み槽３２は鑄造成型後外面に突出した突起縁部（水平突起縁部61及び垂直突起縁部62）となる。
【００１７】
図６に示すように、鑄造完了後の十字管６０は一体成型から成るため、その外観が美しく、従来の十字管の外観に見られるような溶接痕はなく、この十字管６０の水平方向及び垂直方向にはすべて１本以上の突起縁部６１、６２、６３が設けられ、パイプそのものの強度を増すことができ、外鋳型３０の型穴３１内に設けたこの凹み槽３２により、鋳込み溶湯内に含まれる雑物または気泡を凹み槽３２に集め、気泡が形成するひけ巣もこの突起縁部（61、62、63）上で発生するため、パイプ管壁の強度を損なわず、成型冷却後のパイプ強度をより優れた状態に保つことができる。
【００１８】
以上の説明は、本発明の最良の実施例に基づくものであり、本発明の特許請求の範囲に基づく同等効果を得る設計変更もすべて本考案の技術に含まれるものとみなす。
【００１９】
上述のように、本発明の新しいパイプの砂型鋳造方法は、従来の十字管の製造工程の複雑さと強度不足という欠点を改善し、製作に便利でコストを抑えることができるパイプの砂型鋳造方法を提供するものであり、新規性と産業的利用価値を備えており、法に基づきここに特許出願を提出するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のパイプの金属板を巻く動作を示す立体図である。
【図２】従来の十字管の立体外観図である。
【図３】本発明の製作フローを示すダイアグラムである。
【図４】本発明の実施例の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例の別の一面を示す断面図である。
【図６】本発明の方法で製造した十字管の立体外観図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０        鉄片
１１        溶接痕
１２        フランジ
２０        中子
３０        外鋳型
３１        型穴
３２        凹み槽
３３        開口部
３４        開口部
３５        鋳込み口
４０        中鋳型
５０        鋳込み漏斗
６０        十字管
６１        水平方向突起縁部
６２        垂直方向突起縁部
６３        突起縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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