(57)【要約】【課題】消失模型鋳造における解枠作業を、大掛かりな除塵装置を敷設することなく、また、鋳枠を反転させることなく鋳物製品を簡単に取り出すことが出来ながら同時に鋳砂全体を迅速に冷却できるようにすることを目的とする。【解決手段】消失模型が鋳枠に設置され、該鋳枠の下部にフィルター機能を有するパイプが設けられてエア流路が形成され、該エア流路に減圧手段が連結され、注湯時に前記鋳枠を減圧して発生ガスの吸引と鋳枠内の鋳砂の圧密強化を図るようにした消失模型鋳造装置において、前記鋳枠１の下部に圧縮エアを注入するエア供給手段１４を設け、前記鋳枠１の鋳砂２を攪拌、流動させるように構成した。【選択図】図２
2008213030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消失模型が鋳枠に設置され、該鋳枠の下部にフィルター機能を有するパイプが設けられてエア流路が形成され、該エア流路に減圧手段が連結され、注湯時に前記鋳枠を減圧して発生ガスの吸引と鋳枠内の鋳砂の圧密強化を図るようにした消失模型鋳造装置において、
前記鋳枠１の下部に圧縮エアを注入するエア供給手段１４を設け、前記鋳枠１の鋳砂２を攪拌、流動させるように構成した、
ことを特徴とする消失模型鋳造装置。
【請求項２】
前記エア供給手段１４が前記エア流路１３に連結されている、
ことを特徴とする請求項１の消失模型鋳造装置。
【請求項３】
前記鋳枠１の下部に、鋳砂排出口１７を開閉自在に設けた、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２の消失模型鋳造装置。
【請求項４】
圧送される前記エアの風速が、５ｍ／分〜２０ｍ／分である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の消失模型鋳造装置。
【請求項５】
少なくとも一つの切替弁（１５、１６）を設け、前記エア供給手段１４が前記減圧手段１０を兼ねるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の消失模型鋳造装置。
【請求項６】
消失模型が鋳枠に設置され、該鋳枠の下部にフィルター機能を有するパイプが設けられてエア流路が形成され、該エア流路に減圧手段が連結され、注湯時に前記鋳枠を減圧して発生ガスの吸引と鋳枠内の鋳砂の圧密強化を図るようにし、解枠に際して、鋳枠に圧縮エアが注入されるところの鋳枠であって、前記鋳枠１の下部に、鋳砂排出口１７を開閉自在に設けたことを特徴とする鋳枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、消失模型鋳造装置と鋳枠。
【背景技術】
【０００２】  消失模型を使用する消失模型鋳造法においては、一般に次のような工程で作業が行われる。
鋳物製品に対応する消失模型は発泡スチロールで成型されるが、これは、予備発泡機を用いて原料ビーズを発泡させ、成型機を用いて成型し、その後に塗布がなされ、乾燥されることで完成される。
この消失模型を、鋳枠に床砂を入れた状態で設置し、鋳砂を投入して振動テーブルで鋳砂を固めて行く。この振動テーブルとしては、種々の形態の装置が汎用されている。【０００３】  図７は、完成された状態の鋳枠の縦断側面図である。
１は、鋳枠（フラスコ）であり、２はノーバインダーの鋳砂、３は、消失模型であり、４は、セキ鉢を示す。また、５は、鋳砂２の上に被せられたビニールシートであり、減圧効果を発揮させるためのものである。６は、減圧を行うために鋳枠１の底部に設けられたパイプ状のフィルターであり、７は、このフィルター６を保護するエキスバンドである。前記フィルター６は、エア流路１３を形成しており、これがガキュームホース８を介して鋳枠１の外部の減圧手段９、即ち、例えば、真空ポンプに接続される。【０００４】  このように、消失模型鋳造法においては、注湯時に減圧手段９を用いて鋳枠１を減圧するが、その理由は、注湯に伴って発泡模型が燃えることで大量のガスを発生するので、これを排気させること、また、注湯に際して、ノーバインダーの鋳砂２が振動テーブルで圧密充填した状態を維持させ、型崩れしないようにするためである。【０００５】  このような消失模型鋳造法としては、古くから種々提案されており、例えば、次の技術が挙げられる。
【特許文献１】特開平６−１１４４９６。
【特許文献２】特開平８−１６８５。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上述した消失模型鋳造法において、鋳枠１を減圧しながら注湯すると、消失模型３を燃やしながら湯が進入して行き、この際発生するガスが減圧手段９により吸引せられる。
このように、注湯は旨く行い得るが、解枠は、湯が凝固した時に、鋳枠１をクレーン（或いは自動反転機）を用いて反転させという方法を採って行われている。
このような方法によると、大量の粉塵と熱風が発生すると共に鋳物製品に接する鋳砂が４００℃乃至５００℃という高温のまま排出されることになり、事後処理に困るため、混合ドラム等を用いて冷たい砂と混合して冷却しなければならない。また、粉塵発生に対処するために、大掛かりなフードや集塵機を敷設しなければならないという問題があった。【０００７】  本発明は、かかる現状に鑑み、消失模型鋳造における解枠作業を、大掛かりな除塵装置を敷設することなく、また、鋳枠を反転させることなく鋳物製品を簡単に取り出すことが出来ながら同時に鋳砂全体を迅速に冷却できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明にかかる消失模型鋳造装置は、上記課題を解決するために、請求項１に記載の通り、消失模型が鋳枠に設置され、該鋳枠の下部にフィルター機能を有するパイプが設けられてエア流路が形成され、該エア流路に減圧手段が連結され、注湯時に前記鋳枠を減圧して発生ガスの吸引と鋳枠内の鋳砂の圧密強化を図るようにした消失模型鋳造装置において、
前記鋳枠１の下部に圧縮エアを注入するエア供給手段１４を設け、前記鋳枠１の鋳砂２を攪拌、流動させるように構成した、
ことを特徴とする。【０００９】  また、本発明にかかる鋳枠は、消失模型が鋳枠に設置され、該鋳枠の下部にフィルター機能を有するパイプが設けられてエア流路が形成され、該エア流路に減圧手段が連結され、注湯時に前記鋳枠を減圧して発生ガスの吸引と鋳枠内の鋳砂の圧密強化を図るようにし、解枠に際して、鋳枠に圧縮エアが注入されるところの鋳枠であって、前記鋳枠１の下部に、鋳砂排出口１７を開閉自在に設けたことを特徴とする。【００１０】  本発明において用いる消失模型としては、発泡スチロールが主であるが、他に、光硬貨型樹脂製の消失模型であってもよく、その他、既存の消失模型は全て適用できる。
また、注入される圧縮エアについては、通常の大気の他に、窒素などの不活性ガスを混入するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の装置によれば、消失模型鋳造における解枠作業を、大掛かりな除塵装置を敷設することなく、また、鋳枠を反転させることなく簡単に行い得ることが出来ながら同時に圧縮エアの注入により鋳砂全体を混合攪拌し、鋳砂を液化状態にしてその圧力を解除、鋳物製品を楽に取り出すことができながら、同時に迅速に鋳砂を冷却して後処理することができるという顕著な効果を奏するに至った。
また、本発明の鋳枠によれば、解枠に際して、鋳砂を容易に鋳枠から排出することができる利点がある。
本発明のその他の具体的な効果は、以下の記載から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明の実施に際しては、前記エア供給手段１４が前記エア流路１３に連結されている、のが好ましい。
このようにすれば、鋳込みに使用する既存のエア流路（吸引）を利用することができて、構造が簡単に済む。【００１３】  また、前記鋳枠１の下部に、鋳砂排出口１７を開閉自在に設けるのがよい。
このようにすると、圧縮エアを吹き込みながら、液状化した状態の鋳砂を容易に排出することができる。【００１４】  更に、圧送される前記エアの風速が、５ｍ／分〜２０ｍ／分であるのが好ましい。
このような風速とすることにより、鋳砂を十分に流動させ、攪拌することができるもので、冷却を迅速に行うことができると共に鋳物製品の取り出しを楽に行い得る。【００１５】  更に、少なくとも一つの切替弁（１５、１６）を設け、前記エア供給手段１４が前記減圧手段１０を兼ねるように構成されているのが好ましい。
これにより、装置のコストダウンを図れる。
尚、減圧手段１０（例えば、ルーツ型ブロア）を逆転させることで、送風を行うようにしてもよい。
【実施例】
【００１６】  尚、本発明の実施として、減圧手段としての真空ポンプと、エア供給手段としてのブロアとを兼用利用しているが、別途に受けるようにしてもよいことは勿論である。【００１７】  以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して以下詳述する。
図１は、消失模型鋳造装置における鋳枠の縦断側面図であり、図において、１は、鋳枠（フラスコ）であり、２はノーバインダーの鋳砂、３は、消失模型であり、４は、セキ鉢を示す。また、５は、鋳砂２の上に被せられたビニールシートであり、減圧効果を発揮させるためのものである。【００１８】  図５及び図６に示すように、６は、減圧を行うために鋳枠１の底部に設けられたパイプ状のフィルターであり、７は、このフィルター６を保護するエキスバンドである（図６参照）であり、前記フィルター６の直上に配置されている。
そして、鋳枠１の底部の前記フィルター６へのエア供給口１８とは反対側に鋳砂２の排出口１７が設けられており、そこには栓（プラグ）が抜き差し自在に嵌合されている。【００１９】  前記フィルター６は、エア流路１３を形成しており、これがバキュームホース８を介して鋳枠１の外部の減圧手段１０（エア供給手段１４を兼ねる）、即ち、ここでは、ルーツ型ブロアに接続されている。１１は、解枠時に鋳物製品１２を取り出すクレーンのフックを示す。【００２０】  前記バキュームホース８による配管には、切替弁としての三方弁１４、１５が設けられており、鋳込み時の吸引に際しては、三方弁１４により大気開放がなされ、圧縮エアの送付時には、三方弁１５が大気開放されるように構成されている。【００２１】  尚、本実施例では、１１ＫＷのルーツ型ブロアを用いている。このルーツ型ブロアは、消失模型、鋳造製品の条件に照らして、鋳枠その減圧とエア注入（ガス排気、鋳砂流動と冷却）の目的を達成するものが用いられる。
この１１ＫＷのルーツ型ブロアは、前記風速を発生させるに十分な風量を送ることができるものである。即ち、前記風速が１０ｍの場合に、鋳枠が１ｍの四角形であれば、１０立方メートル／分である。【００２２】  注湯時に減圧手段１０を用いて鋳枠１を減圧するが、その理由は、注湯に伴って発泡模型が燃えることで大量のガスを発生するので、これを排気させること、また、注湯に際して、ノーバインダーの鋳砂２が振動テーブルで圧密充填した状態を維持させ、型崩れしないようにするためである。【００２３】  そして、本発明の解枠方法は、次のように実施される。
先ず、消失模型３を、床砂を入れた状態で鋳枠１に設置する。この鋳枠１は、底部にフィルター６とこれを保護するエキスバンド７を備えたものである。この鋳枠１を、振動テーブル（図外）等で鋳砂２を充填して、消失模型３の周囲で圧密状態とする（図１参照）。しかる後、鋳枠１の上面にビニールシート５が被せられる。【００２４】  この状態で、注湯が行われるが、その際は、ルーツ型ブロアの減圧手段１０を稼動させて、切替弁としての三方弁１４が大気開放され（三方弁１５は閉鎖）、フィルター６を介して鋳枠１の内部を真空にし（ビニールシート５が外気吸引を遮断）、注湯時に内部で型崩れを起こさないように鋳砂を圧密にすると共に消失模型が燃えることで発生するガスを外部に吸引、排気するのである。【００２５】  その後、５分程度経過して、湯が凝固すると、三方弁１４が閉鎖され、三方弁１４が閉鎖され、三方弁１５が大気開放され、そして、前記減圧手段１０を駆動して送風機能を発揮させ、これをエア供給手段１４として稼動させるのである。そして、鋳枠１の内部にフィルター６を介して鋳枠１の下部から上方に向けて圧縮エアを供給する。【００２６】  この際、上記ビニールシート５は予め取り除かれる。そして、この時、鋳砂２を通過するエアの流速は、１０ｍ／ｍｉｎ程度に設定されている。これにより、ノーバインダーの鋳砂２は流動し、攪拌され、鋳物で製品近辺の厚い鋳砂２と、離れた位置の比較的冷たい鋳砂２とが混合され、熱交換を起こして全体が冷却されるのであり、約１００℃程度にまで温度降下する。この温度は、風量、送風時間によるが、７０℃〜１３０℃となれば十分であり、勿論、この温度近辺であっても本発明の目的は達成できる。【００２７】  この圧縮エアを鋳砂２に吹き込むことで、鋳砂２を流動させ、迅速に温度降下を図るとについて、実験を行った結果を、図３及び図４のグラフに示す。
図３図は、この方法を行った実験であり、所定の円筒状の容器に入れた鋳砂の中間部を、その上下位置の鋳砂よりも高温に加熱（１８０℃）し、しかる後に圧縮エアを、１０ｍ／ｍｉｎで下方から送り込んだものであり、その鋳砂の流動、攪拌により、冷却が迅速なものとなることが分かる。
図４は、同様の条件で鋳砂が加熱されてが、これを自然冷却したときの温度降下を示す。
両者の比較から、圧縮エアの注入による鋳砂の流動、混合による温度降下が著しいことが分かる。【００２８】  しかる後、鋳砂２が圧縮エアにより流動され、攪拌されている状態で、フック１１を用いてクレーンで鋳物製品１２を吊り下げ、鋳枠１から取り出すのである。
このように、鋳砂２が圧縮エアにより流動されている状態は、液状化の状態であり、堆積の砂圧が無いに等しく、容易に引き抜くことが可能であり、従って、従来のように鋳枠１を反転させる必要はなく、それ故、発塵も少ないのである。
また、冷却された鋳砂２は、圧縮エアが供給されている状態で、栓１８を抜かれた鋳枠１の下部の排出口１７から、外部に排出される。【００２７】  上記のように、エア注入に際し、注湯時の減圧に用いた流路をそのまま利用し、ここを通じてエアを圧入させるようにすることで、格別にエア圧送のための流路を準備、作成する必要がなく、作業が簡単で済む。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  本発明の方法及び装置は、消失模型を用いる鋳造方法に全て適用可能なもので、その応用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる消失模型鋳造装置の一工程状態の全体の概略側面図である。
【図２】本発明にかかる消失模型鋳造装置の一工程状態の全体の概略側面図である。
【図３】本発明にかかる消失模型鋳造装置にかかわる実験例を示すグラフである。
【図４】従来技術にかかる消失模型鋳造装置にかかわる実験例を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる消失模型鋳造装置の鋳枠のエキスバンドを外した状態の斜視図である。
【図６】本発明にかかる消失模型鋳造装置の鋳枠のエキスバンドを載せた状態の斜視図である。
【図７】従来技術にかかる消失模型鋳造のための解枠方法を示す概略縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３０】１：鋳枠
２：鋳砂
３：消失模型
６：フィルター
７：エキスバンド
１０：減圧手段
１４：エア供給手段
１７：排出口
【図１】
2008213030.tif 000003
【図２】
2008213030.tif 000004
【図３】
2008213030.tif 000005
【図４】
2008213030.tif 000006
【図５】
2008213030.tif 000007
【図６】
2008213030.tif 000008
【図７】
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