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発明の名称 鋳型造型法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−1106(P2001−1106A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−178581
出願日 平成11年6月24日(1999.6.24)
代理人 【識別番号】100061745
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 敏雄
発明者 西井 博文 / 杉崎 要一 / 中矢 喜久 / 木島 信也 / 高台 靖男
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 壁部(8,9)に囲まれた凹部(11)を有する鋳造品(24)を成形するための鋳型の造型法であって、前記鋳造品(24)の壁部(8,9)の一部(9a)を欠落した形状の模型(3)に、加熱軟化した減圧造型用フィルム(6)を吸引密着し、このフィルム(6)上に、前記壁部(8,9)の欠落した部分(9a)を成形するための消失模型(17)を取付け、前記フィルム(6)及び消失模型(17)上に鋳砂(19)を充填するとともに該鋳砂(19)を減圧固化することにより、前記鋳造品(24)に対応する鋳型(22)に造型することを特徴とする鋳型造型法。
【請求項2】 前記鋳造品(24)の模型(3)に、前記消失模型(17)を所定箇所に位置決めする支持部(25)を形成していることを特徴とする請求項1に記載の鋳型造型法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の壁部に囲まれた溝や孔等の凹部を有した鋳造品を成形するための鋳型を、好適に造型できる鋳型造型法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より鋳型の造型法として減圧造型法が知られており、この造型法は、定盤上に取り付けた鋳造品の模型に酢酸ビニル等のフィルムを吸引密着させ、定盤に載置した鋳枠により画成されたフィルム上の空間に乾燥鋳砂を充填し、該鋳砂の上面をフィルムで密閉するとともに鋳枠内を吸引減圧することで鋳砂を固化し、これによって所望形状の砂型を造型する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記減圧造型法においては、鋳砂に水分や粘結剤を使用しないので、それに起因する鋳物欠陥を排除できるほか、混練不要、型ばらし容易、砂回収率が良い等の利点を有するものとなっている。しかし、一般にフィルムの伸びには限界があることから、この限界を超えるような凹凸が模型に形成されている場合、例えば、図4(a)に示すように、模型50に複数の壁部51,52に囲まれた凹部53が形成され、該凹部53の開口面積が小さく深さが深い場合等には、同図(b)のように、凹部53等の内側に侵入したフィルム54が伸びの限界で破れてしまうことがあり、このようなことが生じると、他のフィルムを継ぎ合わせる等の補修が必要となって作業効率を悪化させることとなっていた。
【0004】また、鋳型の一部を中子により造型することで、模型の凹凸を少なくしてフィルムの破れ等を防止することも考えられるが、これでは、型ばらし等の作業が困難となって前述のような減圧造型法の利点を損ない、作業スピード減退による生産性の悪化を招来するものとなる。そこで、本発明は上記のような実情に鑑み、減圧造型法による鋳型の造型において消失模型を適正に組み合わせることにより、凹部を有した鋳造品の鋳型を好適に造型できるようにした鋳型造型法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じた。すなわち、本発明は、壁部8,9に囲まれた凹部11を有する鋳造品24を成形するための鋳型の造型法であって、前記鋳造品24の壁部8,9の一部9aを欠落した形状の模型3に、加熱軟化した減圧造型用フィルム6を吸引密着し、このフィルム6上に、前記壁部8,9の欠落した部分9aを成形するための消失模型17を取付け、前記フィルム6及び消失模型17上に鋳砂19を充填するとともに該鋳砂19を減圧固化することにより、前記鋳造品24に対応する鋳型22に造型することを特徴とするものである。
【0006】これによれば、鋳造品24に造型用フィルム6の伸びの限界を超えるような凹凸が形成される場合であっても、その凹部11を形成する壁部の一部9aを欠落した形状の模型3を用いることで、この模型3の凹部15の開口面積を拡げることが可能となり、フィルム6を吸引密着させるときの破れを防止できるものとなる。そして、欠落した壁部9aに対応する消失模型17を、前記模型3に密着したフィルム6上に取り付け、鋳砂19の充填、減圧固化を行うことにより、全体として所望形状の鋳型が得られる。
【0007】そして、消失模型17による鋳型22は溶湯の注入により燃焼気化して消失するものであることから、前述したような減圧造型法による利点を損なうこともなく、また、生産性を損なうことも少なくなる。また、前記鋳造品24の模型3に、前記消失模型17を位置決めをする支持部25を形成することにより、鋳砂19の充填又は減圧固化の際の消失模型17の動きを防ぎ、寸法の狂い等を防止できるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1及び図2において、1は本発明に係る鋳型造型法に利用される減圧造型装置を示しており、この装置1は、中空の定盤2の上に鋳造品24の模型3を取り付けた構成とされ、前記定盤2の側部には、吸引口4を介して図外の真空ポンプ等が接続され、定盤2の上面には多数の吸引孔5が形成されている。また、模型3の上方には、減圧造型用フィルム6の加熱ヒータ7が配設されている。
【0009】前記鋳造品24としては、シールド工法に用いられるトンネルセグメント等が対象とされ、例えば図1(a)に示すように、周壁部8及びリブ9等の複数の壁部を底板10上に立設することによって複数の凹部11が形成された箱形となっており、その模型3は、鋳造品24と同じく周壁部12及びリブ13等の複数の壁部を底板14上に立設したものとされるが、この模型3では、前記鋳造品24の壁部8,9の一部、すなわち、図1(a)に9aで示す壁部に対応する壁部が欠落した形状とされており、他の壁部12,13によって形成される凹部15の上方開口面積を鋳造品24の凹部11よりも広くなるように形成してある。
【0010】図3にも示すように、前記模型3における壁部が欠落した部分には、該壁部と垂直に交わる一対の壁部12,12の内側面にそれぞれ一対の突起16,16(支持部25)を形成しており、該一対の突起16,16間には、欠落した壁部を成形するための板状の消失模型17が嵌合可能とされている。前記模型3は、木材によって形成したものが主であるが、金属又は合成樹脂にて形成したものであってもよく、減圧造型用フィルム6は、酢酸ビニル等の合成樹脂フィルムで形成され、前記消失模型17は、発砲ポリスチレン等の発砲合成樹脂で形成される。
【0011】上記造型装置1による鋳型造型作業の流れを説明すると、図1(b)に示す如く、加熱ヒータ7により加熱軟化したフィルム6を下降して模型3の表面に被せるとともに、図1(c)及び図3(b)のように、図示略の真空ポンプの作動により吸引口4から各吸引孔5に吸引作用を働かせ、フィルム6を模型の表面に密着させる。続いて、模型3に被覆したフィルム6上から、前記一対の突起16,16間に消失模型17を嵌合して位置決めし、定盤2上のフィルム6上に鋳枠18を搭載するとともに鋳砂19を充填し、その上面にフィルム20を被せて密閉する(図2(a)参照)。
【0012】そして、鋳枠18に形成した吸引口21から、図外の真空ポンプにより鋳枠18内を減圧することにより鋳砂19を固化し、これにより造型された鋳型22を上昇して定盤2及び模型3から離脱する(図2(b)参照)。ここで、造型された鋳型22は、模型3の表面形状を象った部分に、消失模型17が加わったものとされ、この鋳型22を、別に造型した下型に合わせるとともに、キャビティ23内に溶湯金属を注入すると、消失模型17は燃焼気化するとともに、その消失によって生じるキャビティ内に溶湯が充填されて、模型3の欠落した壁部も成形されるようになっている。
【0013】すなわち、本発明の鋳型造型法においては、フィルム6が侵入する模型3の凹部15等の開口面積を広くすることで、フィルム6の破れ防止しながら確実に吸引密着させることができるとともに、消失模型17によって欠落した壁部9aを成型することができ、また、消失模型17を用いることにより、成形後の型ばらし等も容易に行えて生産性を維持することが可能となっている。そして、消失模型17を一対の突起16,16に嵌合させることで、鋳砂19充填の際又は減圧固化の際に消失模型17の移動を規制しており、これにより寸法等の狂いが生じないようにしている。
【0014】なお、本発明は、上記実施形態に限ることなく適宜設計変更可能であり、例えば、前記支持部25を、一対の突起16,16により構成するに限らず、壁部12,12の内側面に消失模型17の両端が嵌合する溝を形成することによって構成してもよい。また、壁部8,9,12,13の詳細形状や、鋳造品24及び模型3の全体形状についても上記に限定されるものではない。また、壁部8,9,12,13により囲まれた凹部11,14は、底板10,14による有底状とするに限らず、上下に貫通した孔状又は筒状のものを含むものであり、また、4つの壁部8,9(12,13)により全周を囲んで形成されたものに限らず、2又は3つの壁部により二方又は三方を囲み、一部の側方を解放した状態の凹部としてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、壁部によって囲まれた凹部を有する鋳造品の鋳型を減圧造型法により造型する場合に、その壁部の一部を欠落した模型を用いることでフィルムの破れ等を防止でき、欠落した壁部を成型するための消失模型を該当箇所に取り付けることにより所望形状の鋳型を得ることができるようになる。また、消失模型を用いることで減圧造型法による本来の利点を損なうことなく生産性を維持できるものとなる。




 

 


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