JP2001058256A - 生砂型と鋳物素材の分離方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋳物素材と生砂型との分離および生砂型の崩壊
を確実に成し得るようにする。 【解決手段】注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に包囲
する。生砂型を気密に包囲する構造体の内部を時間０．
５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下に急激に吸引
減圧して構造体内部を最終的には圧力−３６０ｍｍＨｇ
に減圧する。これにより生砂型内の鋳物素材の周囲に形
成された水分凝縮層の水分を含む生砂型全体の水分の沸
騰点を下げてこの水分を沸騰させ、生砂型を崩壊させて
鋳物素材から分離する。その後気密に包囲された状態を
解いた後鋳物素材を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、注湯済みの生砂型から
鋳物素材を分離するのに好適な方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、注湯済み鋳枠付生砂型を
崩壊させて生砂型と鋳物素材を分離する方法としては、
鋳枠内から生砂型を抜き出すとともに、生砂型を重力
落下させることによる落下衝撃や振動機を使用して生砂
型の重量と振動により生砂型を崩壊し、分離するもの、
鋳枠内から生砂型を抜き出す際、クサビ状の突起物を
生砂型に差し込む等、機械的な外力を加えるなどの衝撃
を利用して生砂型を崩壊し、分離するもの、鋳枠内か
ら生砂型を抜き出し、その後、生砂型を回転ドラムまた
は振動ドラムに投入して生砂型の重量と落差あるいは振
動および鋳物素材の熱を利用して崩壊させ、分離するも
の、などが一般に知られている。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】しかし、これら従来の
生砂型と鋳物素材の分離方法は、どれも生砂型や鋳物素
材に大きな衝撃を加えて分離を行うものであり、また、
他の鋳物素材との接触も重なって鋳物素材に割れ、欠
け、打痕、変形等の不良を発生させる原因となってい
る。また、近年、鋳物素材の形状の複雑化や寸法の高精
度化等の要求から、高硬度で高強度の生砂型が造型され
て鋳造が行われるため、より大きな力により生砂型と鋳
物素材を分離する必要性が出てきている。

【０００４】しかも、上記のような高強度の生砂型は崩
壊性が悪いため、鋳物素材は生砂との分離が十分に成さ
れず生砂を付着させたまま後工程へ送り出されることに
なり、このため、生砂を繰り返し使用する生砂型鋳造プ
ラントでは砂回収が悪くなる。さらに、生砂に関係する
費用の増大や回収砂の中に中子砂が混入してしまうこと
から、砂処理が困難になる。また複数の鋳物素材が同時
に後処理工程に流れていくため、各鋳物素材の履歴が不
明確になる。このため、鋳物素材に不良が発生した場
合、各種条件の特定が難しく、対策を十分に実行するこ
とが困難である。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みて成されたもの
で、その目的は、鋳物素材と生砂型との分離および生砂
型の崩壊を確実に成し得る方法およびその装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１における生砂型と鋳物素材の分離方法は、
注湯済みの生砂型から鋳物素材を分離する方法であっ
て、注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に包囲する工程
と、この生砂型を気密に包囲する構造体の内部を時間
０．５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下に急激に
吸引減圧してこの構造体内部を最終的には圧力−３６０
ｍｍＨｇに減圧し、これにより前記生砂型内の鋳物素材
の周囲に形成された水分凝縮層の水分を含む前記生砂型
全体の水分の沸騰点を下げてこの水分を沸騰させ、前記
生砂型を崩壊させて鋳物素材から分離する工程と、前記
気密に包囲された状態を解いた後鋳物素材を取り出す工
程と、を有することを特徴とする。

【０００７】一般に、生砂型における鋳物素材の周囲に
は、鋳物素材の熱により生砂型の他の個所よりも高温な
水分が多量に集まった層、いわゆる水分凝縮層が形成さ
れ、この水分凝縮層は強度が弱い。このため、本発明に
おいて、注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に包囲し、
この生砂型を気密に包囲する構造体の内部を、時間０．
５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下に急激に吸引
減圧して前記構造体内部を最終的には圧力−３６０ｍｍ
Ｈｇに減圧すると、前述した水分の沸騰点が下がるた
め、鋳物素材に加熱された高温状態の水分は沸騰し、こ
の結果、生砂型は崩壊されるとともに鋳物素材から分離
されることになる。その後、負圧状態を解き、鋳物素材
を取り出す。

【０００８】

【発明の実施の形態】なお、請求項１の生砂型と鋳物素
材の分離方法において、注湯済みの鋳枠無しの生砂型と
は、造型直後の状態が鋳枠付きである鋳枠付き生砂型の
鋳枠内から分離されたもの、または造型直後の状態が鋳
枠無しであるものをいう。また、生砂型を気密に包囲す
る構造体の内部の負圧度は、水分凝縮層の水分を含む生
砂型全体の水分の沸騰点を下げてこの水分を沸騰させ、
これにより生砂型を崩壊させるとともに鋳物素材から分
離させることが可能な高さにすることであって、具体的
には、時間０．５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以
下に急激に吸引減圧して前記構造体内部を最終的には圧
力−３６０ｍｍＨｇに減圧することをいう。したがっ
て、これらの数値的条件が外れると、鋳型を十分に崩壊
させることができない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１および図
２に基づき詳細に説明する。図１示すように、注湯済み
の生砂型から鋳物素材を分離する装置は、注湯済みの鋳
枠無しの生砂型を気密に包囲する気密包囲手段１と、気
密包囲手段で画成された空間を時間０．５ｓｅｃ以内に
圧力−２００ｍｍＨｇ以下に急激に吸引減圧して前記空
間を最終的には圧力−３６０ｍｍＨｇに減圧する吸引手
段２と、負圧状態を解かれるとともに崩壊した生砂型か
ら鋳物素材を取り出す鋳物素材取り出し手段３と、で構
成してある。

【００１０】そして、前記気密包囲手段１は、図１に示
すように、上向きのシリンダ４により昇降可能に構成さ
れた箱状のトレイ５と、このトレイ５の真上に固定配設
された逆置箱状のカバー６とで構成してあり、前記トレ
イ５内には、複数の帯板材を左右方向へ向けて並べて成
る、生砂型を載せる鋳型載せ部材７が設けてある。そし
て、トレイ５および鋳型載せ部材７は反時計回り方向へ
回動して生砂型等が滑降する角度まで傾動するようにな
っている。また、前記カバー６には内部の圧力を検出す
る圧力検出機構８が装着してあり、さらに前記カバー６
の下端にはシール部材９が埋設してある。

【００１１】また、前記カバー６には前記吸引手段２が
連通接続してあり、吸引手段２は開閉弁１０と、導管１
１と、真空源１２とで構成してある。

【００１２】また、前記鋳物素材取り出し手段３は、左
右動可能、昇降可能および水平回転可能に構成されたフ
ォーク部材１３を備えている。

【００１３】次に、このように構成したものの作用につ
いて説明する。図示しない鋳造ラインの冷却ライン上を
間欠的に流れている注湯済みの上下鋳枠から上下生砂型
１４から抜き出し、続いて、抜き出された上下生砂型１
４を図示しない押出装置により気密包囲手段１の鋳型載
せ部材７上に押し出し、続いて、気密包囲手段１のシリ
ンダ４を伸長作動して上下生砂型１４の載った鋳型載せ
部材７等を上昇させ、シール部材９をトレイ５に当接さ
せて、図２の（イ）に示すように、上下生砂型１４をト
レイ５とカバー６とで気密に包囲する。

【００１４】ところで、一般に、図２の（イ）に示すよ
うに、上下生砂型１４内の鋳物素材１５の周囲には、鋳
物素材１５の熱により上下生砂型１４の他の個所よりも
高温な水分が多量に集まった層（水分凝縮層）１６が形
成されており、この水分凝縮層１６は強度が弱い。この
ため、圧力検出機構８でカバー６内の圧力を検出しなが
ら、吸引手段２の開閉弁１０を所要開口開き、トレイ５
とカバー６とで画成する気密状態の空間を、時間０．５
ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下に急激に吸引減
圧して前記空間を最終的には圧力−３６０ｍｍＨｇに減
圧すると、上下生砂型１４内の鋳物素材１５の周囲に形
成された水分凝縮層１６の水分を含む上下生砂型１４全
体の水分の沸騰点が下がりこの水分が沸騰される。この
結果、上下生砂型１４は崩壊さるとともに鋳物素材１５
から分離される（図２の（ロ）参照）。

【００１５】この場合、前記上下生砂型１４が崩壊して
生じた生砂型片はトレイ５上に堆積する。なお、中子
は、水分の沸騰による崩壊が生じないため、鋳物素材１
５内に残留していて生砂型片に混入することはない。

【００１６】次いで、開閉弁１０を閉じた後、カバー６
に付設された図示しない大気圧復帰バルブを開放してカ
バー６内を大気圧に復帰させ、続いて、シリンダ４を収
縮作動してトレイ５、上下生砂型１４・鋳物素材１５等
を下降させる。次いで、鋳物素材取り出し手段３のフォ
ーク部材１３を鋳物素材１５の下に進入させ、続いて、
フォーク部材１３を上昇させ鋳物素材１５を鋳型載せ部
材７から持ち上げる。次いで、フォーク部材１３により
鋳物素材１５を右方へ移動させ、続いて、鋳物素材１５
を後処理工程に搬送する。そして、トレイ５および鋳型
載せ部材７を傾動させてトレイ５および鋳型載せ部材７
上に堆積した生砂型片を排出して砂処理ラインに搬送す
る。

【００１７】なお、上記の実施例では、注湯済みの鋳枠
無しの生砂型は、造型直後の状態が鋳枠付きであって、
注湯後に、上下鋳枠付き上下生砂型が上下鋳枠内から抜
き出されて分離されたものであるが、これに限定される
ものではなく、例えば、いわゆる抜枠式鋳型造型機によ
り造型されて造型直後の状態が鋳枠無しである生砂型で
も、同様の作用効果を得ることができる。この場合、上
下生砂型は、一般に注湯時にジャケットが装着される。
また、上記の実施例では、注湯済みの鋳枠無しの生砂型
は、水平割の上下生砂型であるが、これに限定されるも
のではなく、例えば、上述の上下生砂型を立てた状態に
して注湯を行うように構成されたものでも同様の作用効
果が得られる。また、生砂型は鋳物素材を含んだ上型だ
けでもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
の発明は、注湯済みの生砂型から鋳物素材を分離する方
法であって、注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に包囲
する工程と、この生砂型を気密に包囲する構造体の内部
を時間０．５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下に
急激に吸引減圧してこの構造体内部を最終的には圧力−
３６０ｍｍＨｇに減圧し、これにより前記生砂型内の鋳
物素材の周囲に形成された水分凝縮層の水分を含む前記
生砂型全体の水分の沸騰点を下げてこの水分を沸騰さ
せ、前記生砂型を崩壊させて鋳物素材から分離する工程
と、前記気密に包囲された状態を解いた後鋳物素材を取
り出す工程と、を有するから、鋳物素材に打痕等を生じ
させたりすることなく、鋳物素材と生砂型との分離およ
び生砂型の崩壊を容易にして確実に行うことができるな
どの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】図１における作動説明図である。

【符号の説明】

気密包囲手段 吸引手段 鋳物素材取り出し手段 １４ 上下生砂型 １５ 鋳物素材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 武彦 愛知県豊川市穂ノ原３−１ 新東工業株式 会社豊川製作所内 (72)発明者 吉田 恭典 愛知県豊川市穂ノ原３−１ 新東工業株式 会社豊川製作所内 (72)発明者 時田 博明 愛知県豊川市穂ノ原３−１ 新東工業株式 会社豊川製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注湯済みの生砂型から鋳物素材を分離す
   る方法であって、注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に
   包囲する工程と、この生砂型を気密に包囲する構造体の
   内部を時間０．５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以
   下に急激に吸引減圧してこの構造体内部を最終的には圧
   力−３６０ｍｍＨｇに減圧し、これにより前記生砂型内
   の鋳物素材の周囲に形成された水分凝縮層の水分を含む
   前記生砂型全体の水分の沸騰点を下げてこの水分を沸騰
   させ、前記生砂型を崩壊させて鋳物素材から分離する工
   程と、前記気密に包囲された状態を解いた後鋳物素材を
   取り出す工程と、を有することを特徴とする生砂型と鋳
   物素材の分離方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の生砂型と鋳物素材の分
   離方法において、前記注湯済みの鋳枠無しの生砂型は、
   造型直後の状態が鋳枠付きである鋳枠付き生砂型の鋳枠
   内から分離されたものであることを特徴とする生砂型と
   鋳物素材の分離方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の生砂型と鋳物素材の分
   離方法において、前記注湯済みの鋳枠無しの生砂型は、
   造型直後の状態が鋳枠の付かないものであることを特徴
   とする生砂型と鋳物素材の分離方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のうち１項に記載の
   生砂型と鋳物素材の分離方法において、前記注湯済みの
   鋳枠無しの生砂型は、半割の状態のものであることを特
   徴とする生砂型と鋳物素材の分離方法。
5. 【請求項５】 注湯済みの生砂型から鋳物素材を分離す
   る装置であって、注湯済みの鋳枠無しの生砂型を気密に
   包囲する気密包囲手段と、気密包囲手段で画成された空
   間を時間０．５ｓｅｃ以内に圧力−２００ｍｍＨｇ以下
   に急激に吸引減圧してこの空間を最終的には圧力−３６
   ０ｍｍＨｇに減圧する吸引手段と、負圧状態が解かれる
   とともに崩壊した生砂型から鋳物素材を取り出す鋳物素
   材取り出し手段と、を具備したことを特徴とする生砂型
   と鋳物素材の分離装置。