JP2009012051A - 鋳造用砂中子の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成型ドラム6内に鋳砂25を所定量注入して成型ドラム6を回転させ、鋳砂25が遠心力によってキャビティ12の内周面全体へ均等に広がった状態で、プレート22を前進させてノズル23からアミンガスを霧状に噴霧し、鋳砂25の内側表面を硬化させる。次に、成型ドラム6の回転を停止させ、プレート22を前進させてキャビティ12を密閉し、ノズル24から気化したアミンガスを圧縮空気と共に噴出させる。よって、キャビティ12内に噴出された高圧の気化ガスが鋳砂25を通って各ベントホールから放射状に排出され、鋳砂25の全体が硬化する。硬化完了後、脱型すれば、成型された砂中子26を取り出すことができる。
【選択図】図5
Description
そして、両者共に鋳砂の充填による成型であるため、砂中子の形状によっては充填性が悪くなって形状不良や強度低下を発生させる問題があった。
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、遠心力による成型を円滑に行うために、硬化ガスの注入を、成型ドラムの回転時に注入してキャビティ内の鋳砂の内側表面を硬化させる一回目と、その後成型ドラムの回転を停止させてキャビティを密閉した状態で高圧で注入し、鋳砂全体を硬化させる二回目とに分けて行うことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2の目的に加えて、一回目の内側表面の硬化と二回目の全体硬化との目的に合った適切な硬化ガスを注入するために、一回目は霧状の硬化ガスを、二回目は気化した硬化ガスを夫々注入することを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4の目的に加えて、遠心力による成型を円滑に行うために、ガス注入手段は、硬化ガスの注入を、成型ドラムの回転時に行ってキャビティ内の鋳砂の内側表面を硬化させる一回目と、その後回転駆動手段が成型ドラムの回転を停止させた状態で、キャビティを密閉して高圧で注入し、鋳砂全体を硬化させる二回目とに分けて行うことを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項5の目的に加えて、一回目の内側表面の硬化と二回目の全体硬化との目的に合った適切な形態で硬化ガスを注入するために、ガス注入手段は、一回目は霧状の硬化ガスを、二回目は気化した硬化ガスを夫々注入することを特徴とするものである。
なお、本発明において「高圧」とは、大気圧よりも高い所定圧力を言う。
また、砂中子が常に中空となるため、砂中子の軽量化が図られて取扱に至便となる上、鋳砂やガスの使用量も少なくて済み、材料費の低減に繋がる。
さらに、コールドボックス法と同様に常温で成型できるため、木型やプラスチック型等が採用でき、製造コストが低減される。勿論段取りやその変更も簡単に行える。
請求項2及び5に記載の発明によれば、上記効果に加えて、硬化ガスの注入を二回に分けて、一回目で鋳砂の内側表面を、二回目で鋳砂全体を硬化させるようにしたことで、遠心力による成型が円滑に行われ、肉厚が均等でより品質の良い砂中子が得られる。
請求項3及び6に記載の発明によれば、上記効果に加えて、一回目と二回目とで硬化ガスの注入状態を変えたことで、一回目の内側表面の硬化と二回目の全体硬化との目的に合致した適切な形態で注入可能となる。
図1は、鋳造用砂中子の製造装置の一例を示す側面図、図2はその平面図、図3はその正面図で、製造装置1の機台2上には、2本の平行な回転軸3,3が所定間隔をおいて軸支され、その回転軸3の中間部には、軸方向の中心がその前後よりも突出する突条5となる一対のローラ4,4が、軸方向へ所定間隔をおいて結合されて、両回転軸3,3のローラ4,4上に、成型ドラム6が載置されている。この成型ドラム6は、ローラ4の突条5が嵌合する凹溝7,7を軸方向の前後に備え、各ローラ4の突条5が凹溝7に夫々嵌合することで、ローラ4上で回転可能に支持されるもので、機台2の下方には、モータ8が設けられ、その出力軸に設けたプーリ9と、一方の回転軸3の先端に設けたプーリ10との間にベルト11が張設されて、モータ8の駆動によって一方の回転軸3が回転可能となっている。この回転軸3の回転により、ローラ4,4上で支持される成型ドラム6が軸線回りで回転することになる。すなわち、回転軸3、モータ8、プーリ9,10、ベルト11が回転駆動手段となる。
15,15・・は、成型ドラム6に所定の列数及び間隔で設けられたベントホールで、このベントホール15は、図4に示すように、成型ドラム6の半径方向へ穿設されて、キャビティ12の内面側では、複数のスリット17,17・・を形成したホールキャップ16が、端面がキャビティ12の内面と面一となるように嵌着されている。このスリット17により、ベントホール15では気体のみが通過可能となる。
まず、図5(A)に示すように、成型ドラム6内に、ウレタン系樹脂等のバインダーの粒を珪砂に混合してなる鋳砂25を所定量注入する。
次に、モータ8を駆動させて回転軸3を回転させ、ローラ4を介して成型ドラム6を回転させる。この回転は、例えば毎分500〜700回転程度の速度で行う。よって、鋳砂25は遠心力によってキャビティ12の内周面に押し付けられ、キャビティ12の内周面全体へ均等に広がる。ここで同図(B)に示すように、アクチュエータ20の動作によってプレート22を、端面との間に数センチの距離を残して近接するまで前進させ、ノズル23を透孔13からキャビティ12内に差し込み、この状態でノズル23から数秒間アミンガスを霧状に噴霧する(一回目の注入)。すると、アミンガスとバインダーとの反応によって鋳砂25の内側表面が硬化し、キャビティ12の内周面全体へ広がった形状が保持される。
硬化が完了すると、同図(D)に示すように割り型6a,6bの一方を取り外して脱型すれば、成型された砂中子26を取り出すことができる。
なお、上記製造方法において、モータ8の回転/停止、アクチュエータ20の伸縮、ノズル23,24からのアミンガスの注入動作は、予めプログラムを設定した制御盤によって自動的に行うことは勿論、モータ8、アクチュエータ20、ノズル23,24を夫々制御盤に設けた個別のスイッチの操作によって任意のタイミングで行うこともできる。
また、砂中子が常に中空となるため、砂中子の軽量化が図られて取扱に至便となる上、鋳砂やガスの使用量も少なくて済み、材料費の低減に繋がる。
さらに、コールドボックス法と同様に常温で成型できるため、木型やプラスチック型等が採用でき、製造コストが低減される。勿論段取りやその変更も簡単に行える。
また、一回目は霧状のアミンガスを、二回目は気化したアミンガスを夫々注入するようにしているため、一回目の内側表面の硬化と二回目の全体硬化との目的に合致した適切な形態で注入可能となる。
また、回転駆動手段は、モータと回転軸との間の回転伝達や、回転軸と成型ドラムとの間の回転伝達にギヤを使用する等、適宜設計変更可能で、成型ドラムの回転数等も砂中子の形態等に応じて選択すれば良い。
さらに、ガス注入手段も、切替バルブによって噴霧ガスと気化ガスとの噴出の切替ができれば、単一のノズルを使用してもよいし、アクチュエータも油圧シリンダ等に代えてもよい。また、上記形態では、一回目の注入を噴霧ガス、二回目の注入を気化ガスとしているが、キャビティの形態やバインダーの種類等に応じて二回共に気化ガスを注入する等しても差し支えない。注入時間も適宜選択できる。勿論硬化ガスもアミンガスに限らず、亜硫酸ガスやCO2ガスが利用できる。
その他、鋳砂も、珪砂以外の他の砂やウレタン系以外の他の樹脂を使用して得るようにしても差し支えないし、バインダーは予め珪砂等の表面にコーティングしてもよい。
Claims (6)
- 内部にキャビティを有する成型ドラム内に、バインダーを加えた鋳砂を投入し、前記成型ドラムを軸線回りで回転させると共に前記成型ドラム内に硬化ガスを注入して、前記鋳砂を遠心力を利用して前記キャビティ内面に沿って硬化させることを特徴とする鋳造用砂中子の製造方法。
- 硬化ガスの注入は、成型ドラムの回転時に注入してキャビティ内の鋳砂の内側表面を硬化させる一回目と、その後成型ドラムの回転を停止させて前記キャビティを密閉した状態で高圧で注入し、前記鋳砂全体を硬化させる二回目とに分けて行うことを特徴とする請求項1に記載の鋳造用砂中子の製造方法。
- 一回目は霧状の硬化ガスが、二回目は気化した硬化ガスが夫々注入されることを特徴とする請求項2に記載の鋳造用砂中子の製造方法。
- 内部にキャビティを有する成型ドラムと、その成型ドラムを軸線回りで回転させる回転駆動手段と、前記成型ドラム内に硬化ガスを注入するガス注入手段とを備え、前記成型ドラム内に、バインダーを加えた鋳砂を投入し、前記回転駆動手段で前記成型ドラムを回転させると共に前記ガス注入手段によって前記成型ドラム内に硬化ガスを注入して、前記鋳砂を遠心力を利用して前記キャビティ内面に沿って硬化させることを特徴とする鋳造用砂中子の製造装置。
- ガス注入手段は、硬化ガスの注入を、成型ドラムの回転時に行ってキャビティ内の鋳砂の内側表面を硬化させる一回目と、その後回転駆動手段が成型ドラムの回転を停止させた状態で、前記キャビティを密閉して高圧で注入し、前記鋳砂全体を硬化させる二回目とに分けて行うことを特徴とする請求項4に記載の鋳造用砂中子の製造装置。
- ガス注入手段は、一回目は霧状の硬化ガスを、二回目は気化した硬化ガスを夫々注入することを特徴とする請求項5に記載の鋳造用砂中子の製造装置。
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