特許 6037104 砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037104

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 9/00 20060101AFI20161121BHJP

   B22C 9/02 20060101ALI20161121BHJP

   B22C 9/10 20060101ALI20161121BHJP

   B22D 27/04 20060101ALI20161121BHJP

【ＦＩ】

   B22C9/00 Z

   B22C9/02 101E

   B22C9/10 E

   B22C9/10 C

   B22D27/04 G

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-160373(P2012-160373)

(22)【出願日】2012年7月19日

(65)【公開番号】特開2014-18834(P2014-18834A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】512189277

【氏名又は名称】株式会社コイワイ

(74)【代理人】

【識別番号】100092820

【弁理士】

【氏名又は名称】伊丹 勝

(72)【発明者】

【氏名】小岩井 修二

【審査官】 荒木 英則

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０２４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７５８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１３８０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３８２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９１０１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ ９／００− ９／１０

Ｂ２２Ｄ ２７／００−２７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

形状データを用いて積層工法により造形された砂中子を含む砂鋳型であって、
前記砂鋳型で発生するガスを外部に排出するために前記砂中子に形成されたガス通路管と、
造形後に前記ガス通路管から未固化の砂を排出するために前記ガス通路管の側面に設けられた、鋳型キャビティ部に通じる開口部と、
前記未固化の砂を排出後に前記開口部を閉じる閉塞部材と
を備えた
ことを特徴とする砂鋳型。

【請求項2】

前記閉塞部材は、前記開口部を閉じて前記ガス通路管と一体となる蓋部である
ことを特徴とする請求項１記載の砂鋳型。

【請求項3】

形状データを用いて積層工法により造形された砂中子を含む砂鋳型であって、
前記砂鋳型で発生するガスを外部に排出するために前記砂中子に形成されたガス通路管と、
造形後に前記ガス通路管から未固化の砂を排出するために前記ガス通路管に設けられた、鋳型キャビティ部に通じる開口部と、
前記未固化の砂を排出後に前記開口部を閉じる閉塞部材と
を備え、
前記ガス通路管は、それぞれ少なくとも一端を前記開口部とする直線状に形成された複数の直線ガス通路管を、前記開口部以外の部分で交差させて連結させることにより構成される
ことを特徴とする砂鋳型。

【請求項4】

前記閉塞部材は、前記各開口部を閉じて前記複数の直線ガス通路管を一本の折線状に繋がった一つのガス通路管にして前記砂中子と一体となる栓部である
ことを特徴とする請求項３記載の砂鋳型。

【請求項5】

前記ガス通路管の管壁部の内部の内壁面間を管の軸と交差する方向に支持する支柱部を少なくとも一つ備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の砂鋳型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ＣＡＤやＳＴＬ（スライスデータ）等の形状データに基づき、砂等の粉粒体を一層ずつ選択的に固化して粉粒体の固化層を形成し、これらを多層に積層していく積層工法により造形された砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、砂型鋳造技術においては、砂鋳型の鋳型キャビティ部内に充填された溶湯の冷却速度が遅いために、凝固収縮欠陥を起こしたり、例えば水素などの溶湯内含有ガスによるガス欠陥や砂鋳型に付着した水分との反応によるガス欠陥等が発生し易いことが知られている。

【0003】

また、粉粒体層に各種樹脂やバインダ成分を用いて造形された砂鋳型においては、溶湯が鋳型キャビティ部で鋳造されると各種の熱分解ガスが発生し、製品である鋳物の中にこの熱分解ガスが入り込んでやはりガス欠陥を引き起こし易いという問題があった。

【0004】

このようなガス欠陥への対策としては、例えば熱分解ガスが発生しないような砂鋳型を用いることや、分解したガスを砂鋳型の外部に排出することなどが知られている。前者の対策の一例としては、例えばマイナス３℃以下の低温空気によって、砂鋳型を凍結させた凍結鋳型を用いる方法（例えば、下記特許文献１参照）が知られている。

【0005】

また、後者の対策の一例としては、砂鋳型内にガス吸引が可能な配管を設置して、排気ポンプにて熱分解ガスを吸引する部分減圧鋳造法（例えば、下記特許文献２参照）が知られている。

【0006】

一方、自動車や電気部品の量産に当たり、事前に砂型でこれらの部品等の試作を行う際に、従来よりも短い納期で試作品を提供可能な積層工法を用いた砂型鋳造方法が知られている。しかし、このような砂型鋳造方法においては、複雑な形状でしかも抜け勾配のない鋳型キャビティ部や複雑なガス抜き管などから構成される砂鋳型や砂中子を製作するのは難しいことではないが、型造形時に発生した未固化の砂を砂鋳型の外部に排出することは必ずしも容易ではない。

【0007】

そこで、鋳型キャビティ部内の未固化の砂の外部への排出を容易にし、砂鋳型の凝固速度を改善するため、鋳型キャビティ部に連通する排出通路又は開口部を有し、排出通路又は開口部に冷やし金を配置するようにした積層工法による鋳造方法（例えば、特許文献３参照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１１−１３８２３５号公報

【特許文献2】特開平８−３３９４４号公報

【特許文献3】特開２０００−２４７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示された従来技術の鋳造方法による凝固時の冷却速度が遅いことにより発生する砂型鋳造技術における問題の対策については、依然としてそれぞれ問題がある。

【0010】

すなわち、特許文献１に開示された低温の凍結鋳型においては、冷却速度が速く鋳型の熱分解ガスは減少し、収縮欠陥の発生も少ないとされるが、鋳型の温度が低いために、溶湯を鋳型キャビティ部に給湯する際におけるいわゆる湯流れ性が低下し、薄肉部品を鋳造する場合においては細部まで溶湯が行き渡らずに不具合が生じ易くなるという問題がある。

【0011】

また、特許文献２に開示された鋳型内から発生する熱分解ガスに対して局部的にガス吸引をする方法では、複雑な形状の鋳型内において発生する熱分解ガスを効率的に除去することは非常に困難であるという問題がある。

【0012】

また、特許文献３に開示されたものでは、例えば複雑な形状の砂中子を製造することや、鋳型キャビティ内の未固化の砂を除去することはできても、その砂中子の中に形成したガス通路管内の未固化の砂を完全に取り除くことが難しい場合があり、その結果、容易に熱分解ガスを完全に排出できずに、鋳物の製品表層部に上述したようなガス欠陥が発生する場合があるという問題がある。

【0013】

なお、ガス通路管を有する鋳型キャビティ部に溶湯を流して鋳物を鋳造する場合において、溶湯の充填や凝固に伴い砂鋳型の変形が発生することにより、とりわけ凝固に伴い膨張する鋳鉄においてはガス通路管が破損して、その後の熱分解ガスの排出が困難となりガス欠陥が発生したり、鋳物形状の歪みが発生したりすることがある。

【0014】

また、ガス通路管が配置されることにより、砂鋳型や砂中子内から熱分解ガスは放出されるが、複雑な形状のガス通路管においては熱分解ガスの抜けが悪くなる。特に、鋳型キャビティ部の肉厚が厚く凝固が遅れる部位を有する製品や、例えば鋳鉄のように溶湯温度が高い金属の鋳造製品においては熱分解ガスの放出量が多く、上述したようなガス欠陥が発生し易くなってしまう。

【0015】

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、ガス通路管内の未固化の砂の残留を抑えて砂鋳型の外部へ熱分解ガスを確実に放出し、ガス欠陥の発生を防止することができる砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明に係る砂鋳型は、形状データを用いて積層工法により造形された砂鋳型であって、前記砂鋳型で発生するガスを外部に排出するガス通路管と、造形後に前記ガス通路管から未固化の砂を排出するための前記ガス通路管から鋳型キャビティ部に通じる開口部と、前記未固化の砂を排出後に前記開口部を閉じる閉塞部材とを備えたことを特徴とする。

【0017】

本発明の一実施形態においては、前記開口部は、前記ガス通路管の側面に設けられ、前記閉塞部材は、前記開口部を閉じる蓋部である。

【0018】

本発明の他の実施形態においては、前記ガス通路管は、一端を前記開口部とする直線状に形成された直線ガス通路管を複数連結させることにより構成され、前記閉塞部材は、前記各開口部を閉じる栓部である。

【0019】

本発明の更に他の実施形態においては、前記ガス通路管の内部に壁面間を支持する支柱部を少なくとも一つ備える。

【0020】

本発明に係る鋳造方法は、上記記載の砂鋳型を用いて鋳物を製造する鋳造方法において、前記砂鋳型の鋳型キャビティ部に溶湯を注ぐ直前又は直後に、前記ガス通路管に冷却ガスを流通させて前記鋳型キャビティ部内の溶湯を凝固させ、前記鋳物を鋳造することを特徴とする。

【0021】

本発明の一実施形態においては、前記冷却ガスは、非酸化性ガス、酸化性ガス、不活性ガス又は空気である。

【0022】

本発明の他の実施形態においては、前記冷却ガスは、冷媒を用いて生成される低温ガスである。

【0023】

本発明の更に他の実施形態においては、前記低温ガスは、前記鋳型キャビティ部内に溶湯が充填された後に、前記ガス通路管内に流通される。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、ガス通路管内の未固化の砂の残留を抑えて砂鋳型の外部へ熱分解ガスを確実に放出し、ガス欠陥の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る砂鋳型を製造する砂型製造装置を示す構成図である。

【図2】同砂鋳型の例を示す断面図である。

【図3】同砂鋳型の例を示す断面図である。

【図4】同砂鋳型の中子の一部を示す図である。

【図5】図４のＡ−Ａ’断面図である。

【図6】同砂鋳型のガス通路管の他の構成を示す断面図である。

【図7】同砂鋳型のガス通路管の更に他の構成を示す斜視図である。

【図8】図７のＢ−Ｂ’断面図である。

【図9】本発明の実施例及び比較例の鋳物製品のガス欠陥の有無を各種実施条件と共に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法を詳細に説明する。

【0027】

図１は、本発明の一実施形態に係る砂鋳型を製造する砂型製造装置を示す構成図である。図２及び図３は、それぞれ異なる砂鋳型の例を示す断面図である。本実施形態に係る砂型製造装置１００は、ＣＡＤやＳＴＬ（スライスデータ）等の三次元の形状データを用いて積層工法により砂鋳型１０を造形するものであり、装置全体を制御する制御装置１と、制御装置１により動作を制御される駆動部９とを備えて構成される。

【0028】

駆動部９は、例えば図中矢印Ｘ方向に移動自在に配置され、砂Ｓを固化させるレーザ光又はバインダ成分を照射或いは吐出するヘッド部２と、ガイドレール４に沿って図中矢印Ｙ方向に移動自在に配置され、昇降機５の内部空間に砂Ｓを供給する供給装置３とを備える。また、昇降機５は、図中矢印Ｚ方向に移動自在に配置され、供給装置３から供給された砂Ｓを内部空間にて保持する。

【0029】

砂鋳型１０は、例えば砂型、砂中子等を含み、昇降機５の内部空間に例えば０．２ｍｍの厚さの層Ｌ毎に散布された砂Ｓの所望部分を固化して、一層ずつ多層Ｌ１〜Ｌｎに重ねる方式の積層工法により造形される。砂型製造装置１００において実施される積層工法は、レーザ式又はインクジェット式が挙げられる。

【0030】

レーザ式の積層工法においては、ヘッド部２にはレーザ光を照射するレーザヘッドが用いられ、砂Ｓには熱硬化性樹脂等が被覆されたシェル砂が被処理砂として用いられる。この場合、供給装置３から一層ずつ昇降機５の内部空間に供給された被処理砂に対し、レーザヘッドからレーザ光を照射して所望部分を焼結固化させることを多層にわたって繰り返すことにより、固化する部位と固化しない部位とを同一層内において形成した砂Ｓを積層して多層に重ねることができる。そして、固化しない部位（未固化の砂Ｓ）を除去することで、砂鋳型１０を造形する。

【0031】

一方、インクジェット式の積層工法においては、ヘッド部２にはミクロン単位のバインダ成分を霧状に吐出するインクジェットヘッドが用いられ、砂Ｓにはアクチベータが混合されたフラン系樹脂を含む砂が被処理砂として用いられる。この場合、供給装置３から一層ずつ昇降機５の内部空間に供給された被処理砂に対し、インクジェットヘッドからバインダ成分を吐出して所望部分を化学反応により固化させることを多層にわたって繰り返すことにより、上記と同様に砂鋳型１０を造形する。

【0032】

このような積層工法を用いた砂型製造装置１００により製造された砂鋳型１０は、例えば図２に示すように、複雑な形状の上型１１、中間型１２、中子１３及び下型１４を組み合わせて鋳型キャビティ部１６を構成する構造とすることができる。また、砂鋳型１０は、図３に示すように、上型１１及び下型１４により構成された鋳型キャビティ部１６に、砂型製造装置１００により製造された分割構造の中子１３ａ，１３ｂを配置した構造とすることもできる。

【0033】

この砂鋳型１０の中子１３ａ，１３ｂには、ガス通路管１５が形成されている。ガス通路管１５は、砂鋳型１０内に充填されて鋳造された溶湯と砂鋳型１０との反応により発生する熱分解ガスを、例えば図示しないガス導入口から導入したガスにより上型１１に設けられた管末端の排出口１５ｄを介して砂鋳型１０の外部に放出するための管路である。また、ガス通路管１５は、管内に残留する未固化の砂Ｓを砂鋳型１０の外部に排出する通路にもなる。

【0034】

ガス通路管１５は、鋳型キャビティ部１６の近傍箇所や中子１３ａ，１３ｂ内に配置され、直線状及び曲線状を組み合わせた複雑な形状で砂鋳型１０の外部に貫通した構造を備えている。ガス通路管１５の大きさは、未固化の砂Ｓの外部への排出及び発生した熱分解ガスの外部への放出を十分に可能な大きさに設定されており、中子１３ａ，１３ｂ及び砂鋳型１０の形状や大きさに合わせて適宜決定される。

【0035】

図４は、他の例による砂鋳型の中子１３の一部を示す図である。また、図５は図４のＡ−Ａ’断面図である。上記のように複雑な形状で形成された中子１３にガス通路管１５が形成されている。また中子１３には、ガス通路管１５と中子１３の外側、即ち鋳型キャビティ部とをつなぐ開口部１５ａが形成されている。この開口部１５ａには、開口部１５ａを閉じる蓋部１５ｂが設けられている。

【0036】

開口部１５ａは、例えばガス通路管１５の側面に所望の形状で形成され、蓋部１５ｂはこの開口部１５ａを完全に閉塞した状態で、ガス通路管１５と一体となる（すなわち、ガス通路管１５の管壁部１７の一部を、外壁面及び内壁面と凹凸なく連続するように構成する）ように設けられている。これにより、ガス通路管１５内に残留する未固化の砂Ｓを開口部１５ａから外部に完全に排出した後に、蓋部１５ｂを開口部１５ａに取り付けて塞ぎ、ガス通路管１５を構成して熱分解ガスを外部に放出することができるようになる。

【0037】

なお、ガス通路管１５内を通る熱分解ガスや管内に残留する未固化の砂Ｓは、ガス通路管１５が複雑な形状である場合は排出口１５ｄを介して完全に放出したり排出したりすることが難しい場合がある。そこで、未固化の砂Ｓのガス通路管１５内からの放出・排出効率を更に高めるために、ガス通路管１５を次のように構成しても良い。

【0038】

図６は、砂鋳型のガス通路管の他の構成を示す断面図である。図６（ａ）に示すように、ガス通路管１５は、例えば中子１３の内部に直線状に形成された複数のガス通路管１５を、それぞれ交差するように連結した構造からなる。各直線状のガス通路管１５の管末端の少なくとも一方には、中子１３の外部と連通する排出口１５ｄ（開口部に相当）が設けられている。

【0039】

このようにガス通路管１５を構成することで、未固化の砂Ｓの排出口１５ｄまでの流路を直線状に形成することができるので、外部への未固化の砂Ｓの排出をより容易に行うことが可能となる。なお、未固化の砂Ｓを排出した後に、図６（ｂ）に示すように、予め形成された排出口１５ｄを塞ぐ栓部１５ｃを所望の排出口１５ｄに取り付けることにより、一本の繋がったガス通路管１５として構成することができるので、熱分解ガスを極めて容易に外部に排出することも可能となる。

【0040】

なお、排出口１５ｄに取り付けられる各栓部１５ｃは、上述した蓋部１５ｂと同様に、それぞれガス通路管１５内にて熱分解ガスの流れを妨げず、中子１３の外形を損なわない形状に形成されている。その他、ガス通路管１５は、次のような構造で構成されていても良い。

【0041】

図７は、砂鋳型のガス通路管の更に他の構成を示す斜視図である。図８は、図７のＢ−Ｂ’断面図である。図７及び図８に示すように、ガス通路管１５は、管壁部１７の内部に壁面１７ａ間を支持する支柱部１７ｂを少なくとも一つ備えて構成されている。図示の支柱部１７ｂは、三叉状にガス通路管１５の内部の壁面１７ａを支持している。

【0042】

このように、支柱部１７ｂを少なくとも一つガス通路管１５内に設けることにより、鋳型キャビティ部１６に溶湯を流して鋳造する場合において、溶湯の充填や凝固に伴ってガス通路管１５が変形などにより破損し、熱分解ガスの放出が困難となることに起因するガス欠陥の発生を抑制することができる。支柱部１７ｂの形状や大きさは、ガス通路管１５の大きさや鋳造素材の大きさ等により適宜決定される。

【0043】

なお、上述したガス導入口からガス通路管１５内に導入されるガスは、非酸化性ガス、酸化性ガス、不活性ガス又は空気などの冷却ガスや、ドライアイス或いは液体窒素等を冷媒として冷やされた低温ガスであることが好ましい。このようなガスは、図示しない吸引装置や吹込装置によって、ガス通路管１５内に吸引されたり吹き込まれたりすることで導入され、熱分解ガスが鋳型キャビティ部１６内に充填されている溶湯内に排出されてしまうことを抑制する。

【0044】

特に、上記のような低温ガスを用いれば、例えば中子１３におけるガス通路管１５が配置された箇所やその近傍箇所を急速に冷却することができるので、鋳型キャビティ部１６内の溶湯の冷却を促進することができると共に、低温ガスがガス通路管１５を介して接触した中子１３や砂鋳型１０の昇温を抑えて熱分解ガスの発生を抑制することが可能となる。

【実施例】

【0045】

以下、本発明に係る砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法の実施例について説明する。
図９は、本発明の実施例及び比較例の鋳物製品のガス欠陥の有無を各種実施条件と共に示す図である。実施例１〜１３は、上述した積層工法を用いて作成した中子１３及び砂鋳型１０の少なくとも一つについて、以下の（１）〜（４）の対策を施したものを示している。

【0046】

すなわち、実施例１〜１３には、鋳造された鋳物製品の内部のガス欠陥の発生量に影響があるとされる、（１）砂鋳型や中子から発生する熱分解ガスの排除不良の原因となるガス通路管内の残留砂の対策、（２）砂鋳型や中子から発生する熱分解ガスの排除不良の原因となる鋳造中のガス通路管の破損対策、（３）砂鋳型や中子から発生する熱分解ガスの積極的な排除対策、（４）砂鋳型や中子から発生する熱分解ガスの抑制対策が施されている。

【0047】

実施例に用いた鋳物製品は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類である。鋳物製品Ａは、中子そのものが複雑な形状を呈しており、曲線状のガス通路管しか配置できない構造のため、ガス通路管による放出や排出は極めて困難なものであるが、上述した開口部及び蓋部をガス通路管の側面に形成し、残留砂を除去した後に開口部に蓋部を取り付けるものである。

【0048】

鋳物製品Ｂは、中子あるいは砂鋳型のいずれも単純な形状を呈しており、直線状のガス通路管を組み合わせて、必要な箇所にガス通路管を配置することができるものであり、直線状のガス通路管内の残留砂を除去した後に栓部で排出口を塞ぐものである。

【0049】

鋳物製品Ｃは、ガス通路管の一部を直線状に形成することはできるが、他の部分は鋳物製品Ａのような複雑な形状を呈していることから、ガス通路管の側面に大きな開口部を形成して、残留砂の除去後に蓋部を取り付けるものである。

【0050】

鋳物製品Ｄは、中子そのものが複雑な形状を呈しており、しかも溶湯鋳込み後の凝固過程で中子の変形が起きてガス通路管の内部が破損するおそれがあるものである。そのため、ガス通路管の側面に開口部と蓋部を形成し、更にガス通路管の内部に支柱部を形成したものである。

【0051】

なお、ガス欠陥の個数は、鋳物製品Ａ〜Ｄにおける５ｍｍ厚の薄肉部位の断面部１平方センチメートル当たりに発生したガス欠陥の数を示している。Ｓ２は０個、Ｓ１は１〜２個、Ｆ１は５〜１０個、Ｆ２は１０個以上を表している。

【0052】

図９に示すように、比較例１の鋳物製品Ａは、鋳込み材料がアルミ合金ＡＣ４ＣＨで、ガス通路管がまったく配置されていない砂鋳型及び中子により構成されたものである。このため、発生した熱分解ガスは逃げる場所がなく、鋳物製品Ａの表面付近に影響を及ぼしたので、ガス欠陥の個数がＦ２と非常に多い結果となった。

【0053】

比較例２の鋳物製品Ａでは、ガス通路管は配置されているものの曲線状であり、開口部及び蓋部がないため、残留砂を十分に除去することができず、発生した熱分解ガスの流路に抵抗が生じて滞留することとなり、ガス欠陥の個数がＦ１と多い結果になった。比較例３の鋳物製品Ｂでは、ガス通路管は直線状であるが、比較例２と同様に開口部及び蓋部がないため、残留砂が十分には取れず、ガス欠陥の個数がＦ１と多い結果になった。

【0054】

比較例４の鋳物製品Ａでは、鋳込み材料は鋳鉄ＦＣ２５０で、比較例３と同様の鋳型条件であるが、鋳込み温度はアルミ合金ＡＣ４ＣＨの７２０℃とは異なり、８００℃程度高い１５００℃であるため鋳型温度は異常に高くなり、発生する熱分解ガスが極めて多いこととなり、ガス欠陥の個数がＦ２と非常に多い結果となった。

【0055】

一方、実施例ではガス欠陥の発生が非常に少ない結果となった。実施例１〜３においては、比較例２と異なり、ガス通路管の側面に開口部及び蓋部があるため、ガス通路管内の残留砂はほとんどない状態にすることができた。このため、熱分解ガスがガス通路管内で滞留することが少なく、鋳物製品Ａの内部のガス欠陥の個数はＳ１又はＳ２とほとんどない結果となった。特に、実施例２及び３では、ガス通路管内に冷却ガスを積極的に吸引或いは吹込し、熱分解ガスを放出するようにしたので、実施例１よりもガス欠陥の個数は少ない結果となった。

【0056】

また、実施例４〜６においては、ガス通路管は直線的なガス通路管を複数組み合わせたものにより構成されている。このため、ガス通路管内の残留砂はほとんどない状態にできた。従って、実施例１〜３の結果と同様に、鋳物製品Ｂの内部にガス欠陥はほとんど生じないこととなった。

【0057】

また、実施例７及び８では、ガス通路管の側面に開口部及び蓋部があり、別の部位には直線的なガス通路管を組み合わせた構造となっているので、いずれもガス通路管内の残留砂がほとんどない状態にすることができた。このため、鋳物製品Ｃの内部のガス欠陥はほとんど発生しないこととなった。特に、実施例８では、ガス通路管内に冷却ガスを積極的に吸引して熱分解ガスを放出するようにしたので、実施例７よりもガス欠陥の個数は少ない結果となった。

【0058】

また、実施例９においては、開口部及び蓋部はないが、ガス通路管は直線的なガス通路管の組み合わせにより構成されているので、ガス通路管内の残留砂をほとんどない状態にすることができた。更に、冷媒としてドライアイスを使用した低温ガスをガス通路管内に吸引しているために、熱分解ガスを放出しながら鋳型を冷却することができた。これにより、鋳物製品Ｂの内部のガス欠陥はほとんどないこととなった。

【0059】

実施例１０においては、ガス通路管の側面には開口部及び蓋部があり、別の部位には直線的なガス通路管を組み合わせていることから、ガス通路管内の残留砂はほとんどない状態にすることができた。更に、冷媒として液体窒素を使用した低温ガスをガス通路管内に吸引しているために、熱分解ガスを放出しながら鋳型を冷却することができた。このため、高い鋳込み温度の鋳鉄ＦＣ２５０を用いた鋳物製品Ｃであるが、内部のガス欠陥はほとんどない状態にすることができた。

【0060】

実施例１１〜１３においては、ガス通路管の側面に開口部及び蓋部があるため、ガス通路管内の残留砂がほとんどない状態にすることができた。また、ガス通路管内に支柱部が設けられているので、鋳造時にガス通路管が破損等して熱分解ガスの抜けが悪くなるという問題は生じず、鋳物製品Ｄの内部にガス欠陥はほとんど発生しない結果となった。

【0061】

このように、本実施例１〜１３からも明らかなように、本発明に係る砂鋳型及びこれを用いた鋳造方法によれば、砂鋳型や中子から発生する熱分解ガスの排除不良の原因となるガス通路管内の未固化の砂の残留をほぼなくすことができる。また、鋳造中におけるガス通路管の破損等の原因を除去することができる。更に、熱分解ガスを積極的に排除することができると共に、熱分解ガスの発生を抑制することができる。これにより、信頼性の高い鋳物製品を提供することが可能となる。

【符号の説明】

【0062】

１ 制御装置
２ ヘッド部
３ 供給装置
４ ガイドレール
５ 昇降機
９ 駆動部
１０ 砂鋳型
１１ 上型
１２ 中間型
１３ 中子
１４ 下型
１５ ガス通路管
１５ａ 開口部
１５ｂ 蓋部
１５ｃ 栓部
１５ｄ 排出口
１６ 鋳型キャビティ部
１７ 管壁部
１７ａ 壁面
１７ｂ 支柱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】