(57)【要約】【課題】空洞用型材の損傷を防止できる鋳型および鋳型の製造方法を提供する。【解決手段】鋳物砂を粘結剤で固化させたブロックを切削加工して複数段積層してプレス型形状面５Ｃを下側に備える鋳型Ａであり、プレス型形状面５Ｃに対向する部位の背面に位置して中間ブロック２、３に形成される空洞用型材８、９を鋳型Ａの上方ブロック１にボルト７およびナット６により締結した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物砂を粘結剤で固化させたブロックを切削加工して複数段積層してプレス型の形状面を下側に配置して備えるプレス型用の鋳型において、
前記形状面に対向する部位に位置する中間ブロックに肉抜きのために形成する空洞用型材を、鋳型内の上方に位置するブロックに締結手段を介して固定したことを特徴とするプレス型用の鋳型。
【請求項２】
前記締結手段は、空洞用型材と鋳型内で上方に位置するブロックとを貫通して両者を両側から一体化させる締め付け手段であることを特徴とする請求項１に記載のプレス型用の鋳型。
【請求項３】
前記形状面に対面して成形空間の表面部分を形成するよう前記空洞用型材の先端に位置する型材は、前記締結手段の一方に接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレス用の鋳型。
【請求項４】
鋳物砂を粘結剤で固化したブロックを切削加工して複数段積層しかつプレス型の形状面を下側に配置するプレス型用の鋳型の製造方法において、
鋳型内で上方に位置される上方ブロックに中間ブロックを重ねて一体化しかつ中間ブロックに肉抜きのために形成する空洞用型材を上方ブロックに締結手段を介して固定し、
中間ブロックの上方ブロックとは反対側に直接または間接的にプレス型の形状面を備えた下方ブロックを重ねて一体化し、
プレス型の形状面を下側に備えるプレス型用の鋳型を形成することを特徴とするプレス型用の鋳型の製造方法。
【請求項５】
前記締結手段は、空洞用型材と上方ブロックとを貫通して両者を両側から一体化させる締め付け手段であることを特徴とする請求項４に記載のプレス型用の鋳型の製造方法。
【請求項６】
前記形状面に対面して成形空間の表面を形成しかつ前記空洞用型材の先端に位置する型材は、前記締結手段の一方に接着剤で固定されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプレス型用の鋳型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属を鋳造するための鋳型および鋳型の製造方法に関し、特にプレス型用の鋳型に好適な鋳型および鋳型の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、大型のプレス型を鋳造する場合に、造型用模型を必要とせずに製造する鋳型の製造方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、鋳物砂を粘結剤で固化したブロックを形状加工手段で直接加工した複数のブロックを形成し、これら複数のブロックを積み重ねてプレス型用の鋳型を製造するようにしている。
【０００４】
一般にプレス型は、大きい面積のプレス成形用形状面を備えるため、その形状面の背面に肉抜きのために大きい空洞部分を一個以上形成して、プレス型を形成するために多量の素材を必要とすることおよびプレス型の重量が増加することを防止する。上記従来例においても、中間層に積層されるブロックには、隣接するブロックに接着等により固定されてプレス型の肉抜き用空洞部分が形成される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７３７８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鋳造時には溶湯内や鋳型内に存在する不純物が鋳型内で溶融金属の上に浮きやすいことが知られており、これらの不純物からプレス型の形状面を遠ざけて鋳造するためにも、プレス型の形状面が下側に位置するよう鋳型を形成することが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上記従来例では、プレス型の形状面を鋳型の下側に位置させると、上から二段目さらには三段目の中間ブロックの前記肉抜き用空洞部分を形成する空洞用型材を一段目のブロックから吊り下げる構成となるため、空洞用型材が落下する等して鋳型が損傷する可能性があった。
【０００８】
また、上記落下を防止するようプレス型の形状面を形成する成形空間に金属製の支柱を設置することも考えられるが、支柱を設置する位置の設定および高さ調整に多大な工数が必要となる虞がある。
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、空洞用型材の損傷を防止する鋳型および鋳型の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋳物砂を粘結剤で固化させたブロックを切削加工して複数段積層してプレス型形状面を下側に備える鋳型であり、プレス型形状面に対向する部位に位置する中間ブロックに肉抜きのために形成する空洞用型材を鋳型の上方ブロックに締結手段により固定した。
【００１１】
【発明の効果】
したがって、本発明では、プレス型形状面に対向する部位に位置する中間ブロックに肉抜きのために形成する空洞用型材を鋳型の上方ブロックに締結手段により締結することで、下側に位置するプレス型形状面側への落下を防止するようにしたため、空洞用型材が鋳型の製作中、運搬中、鋳造中に落下等の損傷されることがなく、また、鋳造失敗によるやり直しも無くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の鋳型の製造方法で形成した鋳型Ａの一例の断面図であり、鋳物砂を粘結剤で固化した複数のブロック１〜４を夫々プレス型の成形空間５となるよう切削加工し、第１〜第４ブロック１〜５として積層したものである。これら第１〜第４ブロック１〜４は、例えば、鋳物砂（珪砂）と固化剤（フェノール樹脂＋硬化剤）の混練物を図示しない枠体に充填して硬化させて充分な圧縮強度（３Ｍｐａ（パスカル）程度）となったブロックを素材とし、このブロックを少なくとも一方面から、必要に応じて両面から切削加工により成形したものである。
【００１４】
前記第１ブロック１は、第２〜第４ブロック２〜３の上面に載置されてプレス型の底面５Ａを構成するものであり、中央部分の二箇所にナット６を挿入するための座ぐり６Ａと座ぐり６Ａの中央を貫通して貫通穴６Ｂを備える。前記座ぐり６Ａにはナット６が夫々挿入され、貫通穴６Ｂを夫々貫通したボルト７とナット６とを夫々締結して、ボルト７に夫々嵌合した第２ブロック２の空洞用型材８を一体化して備える。ボルト７の頭部７Ａには、夫々第３ブロック３の空洞用型材９を接着により一体化して備えている。
【００１５】
前記第２ブロック２は、第１ブロック１と共にプレス型の脚部５Ｂを形成するものであり、柱状（または、梁状）をなしてプレス型の底面５Ａに抜ける肉抜きのための空洞用型材８を形成し、空洞用型材８の間の空間および空洞用型材８の周りの空間にプレス型の脚部５Ｂを形成するものである。空洞用型材８は、前記したようにボルト７が挿入される貫通穴８Ａを備え、ボルト７とナット６との締結により第１ブロック１と一体化されている。
【００１６】
前記第３ブロック３は、前記第２ブロック２と同様にプレス型の脚部５Ｂを形成する一方、プレス型の形状面５Ｃの背面部５Ｄを形成するものである。即ち、空洞用型材９の間の空間および空洞用型材９の周りの空間により第２ブロック２による脚部５Ｂとプレス型の形状面５Ｃの形成空間５Ｅとを連結する脚部５Ｂを形成する。空洞用型材９の先端はプレス型の形状面５Ｃの背面部分を形成する。空洞用型材９はボルト７の頭部７Ａを受入れる座ぐり９Ａが形成され、座ぐり９Ａの底部は接着剤によりボルト７の頭部７Ａに接着固定される。
【００１７】
図示の第３ブロック３では、空洞用型材９が比較的小型で軽量であるため、接着剤によりボルト７の頭部７Ａに接着して固定しているが、図示しないが、大型の重量物となる場合には、第２ブロック２の空洞用型材８と同様に第３ブロック３も第１ブロック１にボルト７とナット６とにより締結して固定するのが望ましい。この場合には、空洞用型材９を貫通して突出するボルト７の頭部７Ａに鋳物砂を固化させた別部材を接着剤で固定することが望ましい。
【００１８】
前記第４ブロック４は、プレス型の形状面５Ｃを形成するものであり、積層された最下段に配置され、その形状面５Ｃを第３ブロック３に臨ませて、プレス型の形状面５Ｃを形成する。
【００１９】
以上の各ブロック１〜４は夫々互に接触する接触面は接着剤により接着固定して積層する。各ブロック１〜４の周縁部分は、図示のように、互に重なり合っており、下部ブロックにより上部ブロックを支持し、しかも、互に接着剤による接着により一体化される。このため、搬送や設置時にブロック１〜４同士がずれや破損を生じることがない。
【００２０】
鋳物の成形空間５を形成する鋳型Ａの内部においては、第２段目以下のブロック２〜３の空洞用型材８は第１段目のブロック１にボルト７とナット６との締結により一体化されており、三段目以下のブロック３の空洞用型材９は、軽量である場合にはボルト７の頭部７Ａに接着により固定されている。このため、鋳型Ａの内部においても、ボルト７や接着により強固に一体化される。このため、搬送や設置時に空洞用型材８、９が鋳型内でずれを生じたり破損したりすることがない。
【００２１】
以上の構成になる鋳型Ａに図示しない湯口から溶湯を注湯することで、鋳型Ａの成形空間５にプレス型の鋳物を形成することができる。
【００２２】
注湯時に、第２段目以下のブロック２の空洞用型材８は第１段目のブロック１にボルト７とナット６との締結により一体化されているため、空洞用型材８が溶湯により落下等の損傷されることがなく、また、鋳造失敗によるやり直しも無くなる。
【００２３】
また、第２段目以下のブロック２の空洞用型材８は第１段目のブロック１にボルト７とナット６との締結により一体化されているため、これらの落下防止のための形状面５Ｃの形成空間５Ｅに支柱を設置する作業を必要とせず、支柱を設置する位置の設定および高さ調整に必要な多大な工数を削減でき、また、空洞用型材８、９の下方への位置ずれによるブロック１〜３間のバリの発生も防止できる。
【００２４】
次に、図２〜図６により、本発明の鋳型Ａの製造方法を説明する。図２〜図４は何れも各ブロックの形状加工工程は完了しており、何れも組立の手順を示すものである。図２は第１ブロック１の組立工程を、図３は第１ブロック１への第２ブロック２の組立工程を、図４は第１、第２ブロック１、２への第３ブロック３の組立工程を、図５は第１〜第３ブロック１〜３への第４ブロック４の組立工程を夫々示し、全ての組立が完了した段階で上下方向に反転して図１の鋳型Ａとなる。
【００２５】
図２により第１ブロック１の組立工程を説明する。第１ブロック１は、予め上下両面の平面加工と二個の座ぐり６Ａ加工および貫通穴６Ｂの穴空け加工がなされている。そして、各座ぐり６Ａ内にナット６を設置し、反転して図３の組立工程へ進む。ナット６は第１ブロック１の反転時に鋳型Ａの底面に位置するため、何らかの回り止めを施すことが望ましい。
【００２６】
図３に示す第１ブロック１への第２ブロック２の組立工程では、図３（Ａ）に示すように、予め上下両面の平面加工、プレス型の脚部５Ｂのための成形空間５を一方の面（第１ブロック１側の面）から形成する切削加工、他方の面から空洞用型材８に形成した座ぐり８Ｂ加工、および、貫通穴８Ａの穴空け加工がなされた第２ブロック２を準備する。そして、第２ブロック２の一方の面（第１ブロック１への接触面）に接着剤を塗布し、第１ブロック１の上面に載置することで両ブロック１、２を接着固定する。次いで、図３（Ｂ）に示すように、第２ブロック２の空洞用型材８の貫通穴８Ａと第１ブロック１の貫通穴６Ｂにボルト７を貫通し、ボルト７先端を第１ブロック１のナット６に締結する。この状態では、ボルト７の頭部７Ａは、その一部が空洞用型材８の座ぐり８Ｂに入り込み、頭部７Ａの上部部分は上方に露出している。
【００２７】
図４に示す第１、第２ブロック１、２への第３ブロック３の組立工程では、予め上下両面の平面加工、他方の面（図中上面）からプレス型の形状面５Ｃの背面部および脚部５Ｂを形成する切削加工、および、空洞用型材９に一方の面（図中下面）からの座ぐり９Ａ加工がなされた第３ブロック３を準備する。そして、第３ブロック３の一方の面および座ぐり９Ａ内には接着剤が塗布され、第２ブロック２の他方の面に載置することで、第３ブロック３を第２ブロック２に接着固定する。第３ブロック３の空洞用型材９は、その座ぐり９Ａ部分がボルト７の頭部７Ａに接着固定する。
【００２８】
図５に示す第１〜第３ブロック１〜３への第４ブロック４の組立工程では、予め上下両面の平面加工およびプレス型の成形面５Ｃの切削加工がなされた第４ブロック４の一方の面（図中下面）に接着剤を塗布して第３ブロック３上に載置して第４ブロック４を第３ブロック３に接着固定する。
【００２９】
次いで、これら一体となった第１〜第４ブロック１〜４からなる鋳型Ａを反転して図１に示す鋳型Ａを得ることができる。
【００３０】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３１】
（ア）プレス型形状面５Ｃに対向する部位に位置する中間ブロック３およびまたは２に肉抜きのために形成する空洞用型材８、９を鋳型Ａの上方ブロック１に締結手段としてのボルト７およびナット６により締結して、下側に位置するプレス型形状面５Ｃ側への落下を防止するようにしたため、空洞用型材８、９が鋳型Ａの製作中、運搬中、鋳造中に落下等の損傷されることがなく、また、鋳造失敗によるやり直しもなくすることができる。
【００３２】
（イ）また、第２段目以下のブロック２、３の空洞用型材８、９は第１段目のブロック１にボルト７とナット６等の締結手段により一体化されているため、空洞用型材８、９の落下防止のためにプレス型形状面５Ｃの成形空間５Ｅに支柱を設置する作業を必要とせず、支柱を設置する位置の設定および高さ調整に必要な多大な工数を削減でき、また、空洞用型材８、９の下方への位置ずれによるブロック間のバリの発生も防止できる。
【００３３】
（ハ）形状面５Ｃに対面して成形空間５Ｅの表面を形成しかつ前記空洞用型材８の先端に位置する型材９は、空洞用型材９が比較的小型で軽量である場合には、締結手段であるボルト７の頭部７Ａに接着剤で固定するため、この空洞用型材９もボルト７等を介して一段目のブロック１に保持させることができ、しかも、ボルト７等の締結部品の長さを長いものに変更する必要がなく、低コストに製作できる。
【００３４】
なお、上記実施形態において、締結手段としてボルト７およびナット６を用いるものについて説明したが、図示はしないが、両端がブロックに係合するワッシャ・板材等を備え、両者を接近方向に締め付けることが可能な締め付け手段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す鋳型の断面図。
【図２】同じく鋳型の第１ブロックの組立工程を示す断面図。
【図３】同じく鋳型の第１ブロックへの第２ブロックの組立工程を夫々（Ａ）、（Ｂ）に分けて示す断面図。
【図４】同じく鋳型の第１、第２ブロックへの第３ブロックの組立工程を示す断面図。
【図５】同じく鋳型の第１〜第３ブロックへの第４ブロックの組立工程を示す断面図。
【符号の説明】
Ａ  鋳型
１〜４  第１〜第４ブロック
５  成形空間
５Ａ  成形空間の底部
５Ｂ  成形空間の脚部
５Ｃ  プレス型の形状面
６  締結手段としてのナット
７  締結手段としてのボルト
７Ａ  ボルトの頭部
８、９  空洞用型材
【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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