JP2010247164A

JP2010247164A - 鋳型造型方法及び装置

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Publication number: JP2010247164A
Application number: JP2009097339A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamada; 憲一山田; Yoshihiko Oshima; 義彦大島
Original assignee: Metal Engineering KK
Current assignee: Metal Engineering KK
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: JP5451157B2

Abstract

【課題】鋳枠背面の砂付量を容易かつ迅速に調整することができる鋳型造型方法及び装置を提供する。
【解決手段】マスタプレート４２を、鋳枠３０の下に重ねられた下補助枠２８内の所定高さ位置に配置させるマスタプレート配置工程と、マスタプレート４２が前記所定高さ位置に配置された重合枠１２内に、鋳物砂１８を投入させる鋳物砂投入工程と、昇降移動装置１６を駆動させることにより、マスタプレート４２を重合枠１２に対して上方へ相対移動させて、投入された鋳物砂１８の上面が少なくとも鋳枠３０の上端を越えるまで鋳物砂１８を移動させる鋳物砂移動工程と、スクイズヘッド６２により、移動された鋳物砂１８を鋳型２４の背面側からスクイズさせる背面側スクイズ工程と、を備えていること。
【選択図】図１

Description

鋳型背面の砂付量を容易かつ迅速に調整して鋳型を成型できる鋳型の造型方法及びその方法に使用される装置に関する。

従来、鋳型の造型装置として知られる特許文献１の発明によると、上補助枠と、下補助枠と、鋳枠と、これらの枠の内側に摺動可能に嵌装されたマスタプレートと、マスタプレートの上面に固定された模型定盤と、マスタプレートを下補助枠から上下可動に吊り下げるマスタプレート吊下手段と、鋳枠受台と、下補助枠と鋳枠とを鋳枠受台上に弾発的に支承する鋳枠支承手段と、マスタプレートの下に定置された基台と、模型定盤の上方に位置し上下に可動な加圧ヘッドと、加圧ヘッドに取付けられ、鋳枠の上面に当接可能な下端を有する鋳枠ストッパ手段と、を備えるものである。そして、この造型装置を使用した造型方法は、上補助枠と下補助枠と鋳枠とが重ねられた重合枠と、模型定盤と、が形成する空間に鋳物砂を充填し、加圧ヘッドを下降させて鋳物砂を背面から予備スクイズし、重合枠を押し下げることにより、模型面からスクイズし、加圧ヘッドをさらに下降させて背面から仕上げのスクイズをするというものである。これは、背面からのスクイズと模型面からのスクイズとを上側からの加圧手段のみで行うことができるという優れたものである。

特開２００２−２８７５２号公報

しかし、鋳物砂は、含有水分に影響されるコンパクタビリティが変化していくため、スクイズによる突き固まり易さ（圧縮変形量）が経時的に変化する。そのため、使用する鋳物砂の圧縮変形量に応じて投入する鋳物砂の量を調整する必要があり、例えば鋳物砂の圧縮変形量が大きい場合に砂の量が少ないと、スクイズによって鋳型の背面の砂付量（体積）が鋳枠の高さより小さくなり、鋳型の背面に空間を生じるいわゆる打ち込みが発生して製品不良となる場合があった。そのため、鋳型の背面に配する砂の量（砂付量）の調整は重要である。

上記従来の造型方法では、鋳型の背面の砂付量を増加させるために、前記重合枠に山盛りになるまで鋳物砂を投入し、スクレーパにより上補助枠の上面を掻きならしてスクイズしている。そのため、鋳枠背面の砂付量（体積）は、鋳枠と上補助枠の高さに規制され、上述のように砂付量を増加させるには、上補助枠の高さを高くするか、鋳物砂を山盛りにしたときにスクレーパの掻き取り位置を上げて、使用される鋳物砂の量を確保する必要があった。そして、上補助枠の高さを変えるには、高さの異なった複数種の上補助枠を予め用意しておき、造型毎に適した上補助枠に入替えることが必要であり、非常に手間がかかった。また、スクレーパの掻き取り位置を上げて鋳物砂を山盛りにすると、鋳物砂の投入時やスクレーパによる掻き取り時に、鋳物砂が上補助枠の上端を越えて飛散して舞い上がり、設備環境を悪化させるという問題があった。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、鋳枠背面の砂付量を容易かつ迅速に調整することができる鋳型造型方法及び装置を提供することである。

請求項１に係る発明の構成上の特徴は、下補助枠と鋳枠と上補助枠とが順に重ねられて形成され内部に鋳物砂が投入される重合枠と、該重合枠の内側に上下方向に相対移動可能に嵌装されるマスタプレートと、該マスタプレートの上面に固定された模型定盤と、前記重合枠内に投入された鋳物砂を成型される鋳型の背面側からスクイズするスクイズヘッドと、前記マスタプレートと前記重合枠とを相対移動させる昇降移動装置と、を備えた鋳型の造型装置において、前記マスタプレートを前記鋳枠の下に重ねられる下補助枠内の所定高さ位置に配置させるマスタプレート配置工程と、前記マスタプレートが前記所定高さ位置に配置された重合枠内に、鋳物砂を投入させる鋳物砂投入工程と、前記昇降移動装置を駆動させることにより、前記マスタプレートを前記重合枠に対して上方へ相対移動させて、投入された鋳物砂の上面が少なくとも前記鋳枠の上端を越えてはみ出るまで鋳物砂を移動させる鋳物砂移動工程と、前記スクイズヘッドにより、前記移動された鋳物砂を鋳型の背面側からスクイズさせる背面側スクイズ工程と、を備えていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、鋳物砂の圧縮変形易さの度合いを示す値を求める圧縮変形度測定工程を有し、前記圧縮変形易さの度合いを示す値に基づいて、鋳物砂の前記重合枠への投入量及びマスタプレートの前記所定高さ位置を決定する鋳物砂投入量調整工程を有することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記鋳物砂移動工程の後工程に、前記スクイズヘッドにより鋳型の背面側から予備スクイズする予備スクイズ工程を有し、該記予備スクイズ工程の後工程に、前記昇降移動装置を駆動させて前記マスタプレートを前記重合枠に対して上方へ相対移動させることにより、鋳型の模型面側からスクイズする模型面側スクイズ工程を有し、該模型面側スクイズ工程の後工程に、前記背面側スクイズ工程を有していることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、下補助枠と鋳枠と上補助枠とが順に重ねられて形成され、内部に鋳物砂が投入される重合枠と、該重合枠の内側に上下方向に相対移動可能に嵌装されるマスタプレートと、該マスタプレートの上面に固定される模型定盤と、前記重合枠内に投入された鋳物砂を背面側からスクイズするスクイズヘッドと、前記上補助枠の上端部に当接して前記重合枠が鋳物砂に対し相対的に浮き上がるのを防止する上補助枠ストッパと、前記マスタプレートを前記重合枠に対して相対移動させる昇降移動装置と、を備えた鋳型の造型装置において、前記重合枠内に鋳物砂が投入された後、前記昇降移動装置を駆動させ、前記鋳枠の下に重ねられた下補助枠内の所定高さ位置から重合枠に対してマスタプレートを相対的に上昇させることによって、鋳物砂の上面が少なくとも鋳枠の上端を越えてはみ出るまで鋳物砂を移動させるマスタプレート位置制御手段を備えていることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記昇降移動装置には、前記マスタプレートに対して前記下補助枠の下端部を上下方向に相対移動可能に支持し、鋳物砂を鋳枠の上端を越えて移動させる際に、前記上補助枠の上端部に当接された前記上補助枠ストッパとともに前記重合枠を挟持して、移動する鋳物砂に対して前記重合枠を相対的に下降させる下補助枠進退装置が備えられていることである。

請求項１に係る発明によると、重合枠内に投入された鋳物砂のうち、鋳枠より下方にはみだして下補助枠側に投入された鋳物砂を、上補助枠側へ移動させることで、成型される鋳型の背面の砂付量を調整することができる。そのため、例えば砂付量を増やしたい場合において、鋳物砂の投入の際に上補助枠からはみだすように鋳物砂を山盛りにする必要がない。これによって、鋳物砂の重合枠への投入時に、鋳物砂が上補助枠の上端を越えて飛散することを防止できる。また、鋳型背面の砂付量は、上補助枠側への鋳物砂の移動量によってコントロールできるので、造型毎に適した上補助枠に入替えする必要がなく、造型工程の効率化を図ることができる。

請求項２に係る発明によると、鋳物砂の圧縮変形易さの度合いを示す値に基づいて、鋳物砂の投入量や下補助枠内のマスタプレートの位置で決まる移動量を設定するので、水分の蒸発等によって経時的に変化する鋳物砂の圧縮変形易さの度合いに応じた調整を行うことができる。なお、圧縮変形易さの度合いとして、例えば、鋳物砂の種類に応じたコンパクタビリティ値、経験的・実験的に求められる鋳物砂の圧縮率、複数の鋳型を連続鋳造する場合における造型済みの鋳型で測定されるその高さと鋳枠の高さとの比の値等が考えられる。

請求項３に係る発明によると、形成される鋳型の背面側からと模型面側からとの両スクイズを行う場合においても、鋳物砂を上補助枠側へ移動させることによって、成型される鋳型の背面の砂付量を調整することができる。また、この鋳物砂の上補助枠側への移動によって、模型面側からのスクイズのスクイズ代を調整することができる。これによって、模型形状に応じてスクイズ量をコントロールできるので、きわめて精巧な鋳型の造型が可能となる。なお、マスタプレートを重合枠に対して相対的に上昇させる場合として、マスタプレートを下方から押圧することにより実際に上昇させる場合と、重合枠を上方から押圧することにより下降させて、マスタプレートを重合枠に対して相対的に上昇させる場合の両方を含むものである。

請求項４に係る発明によると、鋳物砂の重合枠への投入時やスクレーパで掻き取る際に、鋳物砂が上補助枠の上端を越えて飛散することが防止でき、鋳型背面の砂付量を上補助枠を交換することなく変更できる造型装置を提供することができる。

請求項５に係る発明によると、上補助枠、鋳枠及び下補助枠が重ねられて形成された重合枠を、上補助枠ストッパと下補助枠進退装置とによって上下から挟持した状態で、鋳物砂を重合枠に対して相対移動させるので、重合枠を構成する各枠が相互にずれることなく鋳物砂の移動を迅速かつ確実に行うことのできる造型装置を提供することができる。

本発明の鋳型の造型装置の実施例を示す概要図。同鋳型の造型方法の工程図。同工程図。同工程図。同工程図。同工程図。同工程図。同工程図。同工程図。同工程図。

本件発明にかかる鋳型の造型装置を使用した造型方法の実施例を図に基づいて以下に説明する。図１は鋳型の造型装置を使用した造型工程を示す概要図であり、図２は同造型工程を示す図である。

造型装置１０は、鋳物砂１８が投入される重合枠１２と、模型定盤１４を昇降させる昇降移動装置１６と、鋳物砂１８を投入する砂投入装置２０と、スクレーパ２２（図２参照）と、成型される鋳型２４を背面からスクイズするスクイズ装置２６とから構成される。なお、本実施例では、砂投入装置２０として砂の表面をならすスクレーパ２２が付いて一体となった砂掻き機構付砂投入装置２０が使用される。

重合枠１２は、図１に示すように、下補助枠２８と、この下補助枠２８の上面に重ねて載置された鋳枠３０と、この鋳枠３０の上面に重ねて載置された上補助枠３２とから構成される。下補助枠２８の下端には複数本のガイドロッド３４が下に向かって突設され、ガイドロッド３４の先端は後述する下補助枠進退装置３６のピストン部３８の先端に当接している。

昇降移動装置１６は、基台（図略）に固定された昇降油圧シリンダ装置１７によって上下動するスクイズテーブル４０と、スクイズテーブル４０の上に固定されたマスタプレート４２とから構成される。昇降油圧シリンダ装置１７にはシリンダ部の上部及び下部に連通し、該シリンダ装置１７を駆動させる油圧ポンプ２３が設けられている。油圧ポンプ２３からの油圧の供給は油圧ポンプ２３と昇降油圧シリンダ装置１７との間に設けられた電磁切替弁２１によって制御される。昇降油圧シリンダ装置１７の下部に連通する部分と電磁切替弁２１との間には圧力センサ１９が設けられ、この圧力センサ１９により模型定盤１４に生じる圧力を検知するようになっている。マスタプレート４２の下部にはスカート部４２ａが形成され、スカート部４２ａには前記ガイドロッド３４が挿入されるガイド穴４４が貫設されている。マスタプレート４２の上面には模型定盤１４が固定され、模型定盤１４には模型４６が固定される。前記重合枠１２の内壁面及び模型定盤１４の上面等により鋳型造型空間が形成される。また、スクイズテーブル４０の上部側部には前記ガイド穴４４に対向する保持穴４８が設けられ、保持穴４８には下補助枠進退装置３６の一部を構成する下部油圧シリンダ５０のピストン部３８が進退自在に嵌装されている。下部油圧シリンダ５０は、スクイズテーブル４０の側部下面に固定され、シリンダ部の上部及び下部において油圧ポンプ５１に連通されている。この油圧ポンプ５１と下部油圧シリンダ５０との間には、圧力調節油圧回路としてチエック弁が並列されたリリーフ弁５２と電磁切替弁５４とが設けられている。圧力調節油圧回路は、このようにリリーフ弁を使用したものに限定されず例えばカウンタバランス弁などの圧力制御弁を利用したものでもよい。なお、マスタプレート４２の高さ、模型定盤１４の厚み、使用される下補助枠２８の高さ、ガイドロッド３４の長さのデータを図略の制御装置のメモリに予め入力しておくことで、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８の突出量によって、模型定盤１４の重合枠１２内の相対位置を検知できるようになっている。検知された値を前記制御装置にフィードバックすることで、昇降油圧シリンダ装置１７で昇降される模型定盤１４（マスタプレート４２）の位置制御を行う。これらの下部油圧シリンダ５０、昇降油圧シリンダ装置１７及び制御装置等によりマスタプレート位置制御手段を構成する。また、下部油圧シリンダ５０、リリーフ弁５２、電磁切替弁５４及びガイドロッド３４等により下補助枠進退装置３６を構成する。

砂投入装置２０は、詳しくは図示しないが、図２に示すように、鋳物砂１８が送られるコンベヤ（図略）の出口に砂の飛散防止等を図る砂投入箱５６が形成されている。砂前記鋳型造型空間内に、一度に成型する鋳型造型に必要な鋳物砂１８を１単位として投入するようになっている。

スクレーパ２２は、図２に示すように、砂投入箱５６の下端に水平方向に延在し、下面が平滑に形成された刃部を備えた長尺部材５８と、長尺部材５８を左右方向に移動させる駆動機構（図略）と、前記長尺部材５８の上下位置調整機構（図略）とを有している。長尺部材５８が延在する方向に対して直角な方向に水平移動させることにより、前記鋳型造型空間内に投入された鋳物砂１８の上面を掻きとってならすようになっている。

スクイズ装置２６は、図１に示すように、重合枠１２内に嵌挿可能でかつ鋳物砂１８の上面を押圧するフット部６０を有するスクイズヘッド６２と、スクイズヘッド６２を駆動させる図略の駆動油圧シリンダと、スクイズヘッド６２の側部にフット部６０に対して並設された上補助枠ストッパ６４等とから構成される。駆動油圧シリンダは、図略の電磁切替弁等によって油圧が制御されている。上補助枠ストッパ６４は、下方に向けて進退する下向きピストン部６６を備えた油圧シリンダ機構を有している。下向きピストン部６６の下端は、上補助枠３２の上端に当接可能になっている。油圧シリンダ機構は、油圧ポンプ６７に連通されている。また、油圧シリンダ機構と油圧ポンプ６７の間には電磁切替弁６８が設けられ、電磁切替弁６８の開閉によって油圧が制御される。また、油圧シリンダ機構と電磁切替弁６８の途中には電磁切替弁６９が設けられ、これらの電磁切替弁６９と電磁切替弁６８とによって、上補助枠ストッパ６４の加圧、開放、状態維持が行われる。例えば、上補助枠ストッパ６４の下向きピストン部６６を下向きに加圧させる場合、電磁切替弁６８を油圧ポンプ６７に連通する位置に位置決めし、電磁切替弁６９をブロック位置に位置決めする。下向きピストン部６６を圧力がかからない開放状態とする場合、電磁切替弁６８をブロック位置に位置決めし、電磁切替弁６８をドレイン位置に位置決めする。下向きピストン部６６を上下動しない状態維持とする場合、電磁切替弁６８及び電磁切替弁６９を共にブロック位置に位置決めする。

次に、上記のように構成された鋳型の造型装置１０を使用した鋳型の造型方法を、以下に説明する。まず、図２に示すように、スクイズテーブル４０の上面にマスタプレート４２を固定する。このマスタプレート４２に模型定盤１４及び模型４６が載置されたマスタプレート４２に下補助枠２８を外嵌し、鋳枠３０及び上補助枠３２を下補助枠２８の上方に配置する。この際、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８は最下降端に位置されている。

次に、下部油圧シリンダ５０の下部に油圧ポンプ５１を連通させる側に電磁切替弁５４を切り替えることにより、図３に示すように、下補助枠進退装置３６の下部油圧シリンダ５０のピストン部３８を突出させて下補助枠２８を上昇させ、下補助枠２８に鋳枠３０及び上補助枠３２を重ねて重合枠１２とする。そして、昇降油圧シリンダ装置１７を駆動させてスクイズテーブル４０上のマスタプレート４２を上昇させ、下補助枠２８内の所定高さ位置に模型４６が上面に固定された模型定盤１４を配置させる（マスタプレート配置工程）。これによって、鋳型造型空間を重合枠１２内に形成する。下補助枠３２内におけるマスタプレート４２（模型定盤１４）の所定高さ位置は、模型面側からのスクイズ代及び後述する鋳物砂１８の上補助枠側への移動量に基づいて設定される。これは、鋳型２４の背面に形成される砂付量に対応するもので、例えば、連続造型する場合において、１つ前に造型された鋳型の背面側の高さと鋳枠の高さとの比を求め（圧縮変形度測定工程）、その比の値より所望の鋳型２４の高さに形成するための鋳物砂１８の投入量と下補助枠２８内のマスタプレート４２の上下方向の高さ位置とを演算により求める（鋳物砂投入量調整工程）。

次に、重合枠１２の上端部は砂投入箱５６の下端に密着され、前記演算により求められた量の鋳物砂１８が鋳型造型空間内に投入される（鋳物砂投入工程）。

次に、スクレーパ２２を、図３に示すように、上補助枠３２の上端に合わせて配置させ、水平方向に摺動させる。投入された鋳物砂１８の上面は凹凸が形成されているが、これをならして平滑にすることにより、後述する背面側からのスクイズが均等に行われるようにする（鋳物砂ならし工程）。

次に、図４に示すように、砂投入箱５６及びスクレーパ２２を移動させ、スクイズヘッド６２を上補助枠３２の上方に対向させる。そして、昇降油圧シリンダ装置１７を駆動させることによりスクイズテーブル４０、マスタプレート４２と共に重合枠１２を上昇させてスクイズヘッド６２のフット部６０の下面に鋳物砂１８の上面が当接されるように移動させる（図５参照）。この際、上補助枠ストッパ６４は、電磁切替弁６９をドレイン側に切り替えて開放させることで、下向きピストン部６６の下端部が上補助枠３２の上端部に下へ向かう圧力がない状態で当接する。

次に、上補助枠ストッパ６４の下向きピストン部６６と下補助枠進退装置３６の下部油圧シリンダ５０のピストン部３８に夫々油圧を加え、重合枠１２を上下から挟持する。この際、上補助枠ストッパ６４は電磁切替弁６８を油圧ポンプ６７に連通する側に切り替えるとともに電磁切替弁６９をブロック位置に切り替え、下部油圧シリンダ５０は下部が油圧ポンプ５１に連通する側に切り替える。そして、電磁切替弁２１を昇降油圧シリンダ装置１７の下部が油圧ポンプ２３に連通する側に切り替えることによって、昇降油圧シリンダ装置１７を駆動させてスクイズテーブル４０を上昇させる。この際、模型定盤１４の上面が、鋳枠３０の下面に一致するまで上昇させず、下補助枠２８において、後述する模型面側からのスクイズ代を残した位置まで移動させる。この位置制御は、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８の突出量によって、重合枠１２内の模型定盤１４の相対位置を検知しておこなう。また、この際に電磁切替弁５４は、リリーフ弁５２からの油がドレイン側に連通するよう切り替えられる。上補助枠ストッパ６４による下方への圧力（反力）は、重合枠２８，３０，３２を介して下部油圧シリンダ５０のピストン部３８に伝達される。この圧力によって、ピストン部３８は退入するが、リリーフ弁５２によって一定の圧力が維持された状態で退入する。これによって、鋳物砂１８は上補助枠側へ移動し、図６においては、上補助枠３２の上端を越える位置まで上昇している。また、スクイズヘッド６２のフット部６０は油圧が開放されて、鋳物砂１８の上面に当接した状態で、鋳物砂１８の上昇に伴って上昇する。このようにフット部６０を鋳物砂１８の上面に当接した状態で、移動させることで、鋳物砂１８の流動による崩れや鋳物砂１８の縁部の欠けを防止することができる。重合枠１２を上下から挟持した状態で、鋳物砂１８を移動させることで、重合枠１２を構成する各枠相互のずれやガタつきを防止できるので、鋳物砂１８の移動を迅速かつ確実に行うことができる。これによって、鋳物砂１８は上補助枠側へ移動し、鋳型２４の背面側砂付量が確保される（鋳物砂移動工程）。

次に、図７に示すように、駆動油圧シリンダを駆動させてスクイズヘッド６２を重合枠１２の上部に嵌挿するまで下降させ、成型される鋳型２４の背面側から行う背面側スクイズの予備スクイズを行う（予備スクイズ工程）。この予備スクイズによって、後工程の仕上げの背面側スクイズ時のつき固めの均一さを担保することができる。この際、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８は一定の油圧が維持されて下補助枠２８に対して固定され、上補助枠ストッパ６４の下向きピストン部６６は開放されて進退自在な状態にされている。この予備スクイズの圧力は、所定の予備スクイズ圧力で行われ、模型定盤１４の圧力を検知する圧力センサ１９が所定圧力を検知すると、次の模型面側スクイズ工程へ移行する。

次に、図８に示すように、昇降油圧シリンダ装置１７を駆動させ、スクイズテーブル４０を上昇させることにより、模型定盤１４を鋳枠３０の下端面に一致するまで移動させる。これにより成型される鋳型２４の模型面側から行う模型面スクイズを行う（模型面側スクイズ工程）。この場合にも、電磁切替弁６８を油圧ポンプ６７に連通する側に切り替えると共に電磁切替弁６９をブロック位置に切り替え、下部油圧シリンダ５０は下部が油圧ポンプ５１に連通する側に切り替える。これにより、上補助枠ストッパ６４の下向きピストン部６６と下補助枠進退装置３６の下部油圧シリンダ５０のピストン部３８に夫々油圧を加え、重合枠１２を上下から挟持した状態で行なわれる。また、下向きピストン部６６は上補助枠３２に対して固定された状態で維持され、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８はリリーフ弁５２の働きによって前述同様に圧力が加わった状態で退入する。

次に、図９に示すように、駆動油圧シリンダを駆動させてスクイズヘッド６２を下降させ、成型される鋳型２４の背面側から行う背面側スクイズの仕上げスクイズを行う（背面側スクイズ工程）。この際、下部油圧シリンダ５０のピストン部３８は、電磁切替弁５４が油圧ポンプ５１に連通する側に切り替えられ下補助枠２８に対して固定される。また、電磁切替弁６８がブロック位置に切り替えられ、かつ電磁切替弁６９がドレイン側に切り替えられ、上補助枠ストッパ６４の下向きピストン部６６は、進退自在な状態で維持される。所定の背面側スクイズ圧力が、圧力センサ１９で検知されると背面側スクイズを終了する。

次に、スクイズテーブル４０を下降させ、スクイズヘッド６２を上昇させ、上補助枠３２及び下補助枠２８を取り外して鋳型２４を鋳枠３０とともに離型する。この鋳型２４は背面の砂付量が多く確保されている。

上記構成の鋳型２４の造型方法によると、重合枠１２内に投入された鋳物砂１８のうち、鋳枠２４より下方にはみだして下補助枠側に投入された鋳物砂１８に応じた分を、上補助枠側へ移動させることで、成型される鋳型２４の背面の砂付量を調整することができる。そのため、例えば砂付量を増やしたい場合において、鋳物砂１８の投入の際に上補助枠３２からはみだすように鋳物砂１８を山盛りにする必要がない。これによって、鋳物砂１８の重合枠１２への投入時やスクレーパ２２で掻き取る際に、鋳物砂１８が上補助枠３２の上端を越えて飛散することを防止できる。また、鋳型背面の砂付量は、上補助枠側への鋳物砂１８の移動量によってコントロールできるので、造型毎に適した上補助枠３２に入替える必要がなく、造型工程の効率化を図ることができる。

また、鋳物砂１８の圧縮変形易さの度合いを示す値に基づいて、鋳物砂１８の投入量や下補助枠２８内のマスタプレート４２の位置で決まる移動量を設定するので、水分の蒸発等によって経時的に変化する鋳物砂１８の圧縮変形易さの度合いに応じた調整を行うことができる。なお、圧縮変形易さの度合いとして、例えば、鋳物砂の種類に応じたコンパクタビリティ値、経験的・実験的に求められる鋳物砂の圧縮率、複数の鋳型を連続鋳造する場合における造型済みの鋳型で測定されるその高さと鋳枠の高さとの比の値等が考えられる。

また、形成される鋳型２４の背面側からと模型面側からとの両スクイズを行う場合においても、鋳物砂１８を上補助枠側へ移動させることによって、成型される鋳型２４の背面の砂付量を調整することができる。また、この鋳物砂１８の上補助枠側への移動によって、模型面側からのスクイズのスクイズ代を調整することができる。これによって、模型面の形状に応じた砂まわりを考慮してスクイズ量をコントロールできるので、きわめて精巧な鋳型の造型が可能となる。

また、鋳物砂１８の重合枠１２への投入時やスクレーパ２２で掻き取る際に、鋳物砂１８が上補助枠３２の上端を越えて飛散することが防止でき、鋳型背面の砂付量を上補助枠３２を交換することなく変更できる造型装置１０を提供することができる。

また、上補助枠３２、鋳枠３０及び下補助枠２８が重ねられて形成された重合枠１２を、上補助枠ストッパ６４と下補助枠進退装置３６とによって上下から挟持した状態で、鋳物砂１８を重合枠１２に対して相対移動させるので、重合枠１２を構成する各枠２８，３０，３２がガタついたり相互にずれたりすることなく鋳物砂１８の移動を迅速かつ確実に行うことのできる造型装置１０を提供することができる。

なお、上記実施例において、鋳物砂移動工程を、背面側スクイズ（予備スクイズ）、模型面側スクイズ及び背面側スクイズ（仕上げスクイズ）の工程に組み入れたものとしたが、これに限定されず、例えば、模型面側からのスクイズのない背面側スクイズのみの工程に組み入れたものでもよい。

また、砂投入装置２０にスクレーパ２２をセットとする構成としたが、これに限定されず、例えばスクレーパ２２はなくてもよい。

また、昇降移動装置１６は、基台に固定された昇降油圧シリンダ装置１７によってスクイズテーブル４０及びマスタプレート４２を上昇させるものとしたが、これに限定されず、例えば重合枠を上方から押圧することにより下降させて、マスタプレートを重合枠に対して相対的に上昇させる装置でもよい。

また、下補助枠進退装置及び上補助枠ストッパの駆動を、油圧によるものとしたが、これに限定されず、例えば、空気圧によるもの、ボールねじを使用したサーボモータによるもの、リニアモータによるもの等、公知の慣用技術を使用することができる。

背面の砂付量を多く確保したい砂鋳型の造型に利用することができる。

１０…造型装置、１２…重合枠、１４…模型定盤、１５…マスタプレート位置制御手段（制御装置）、１６…昇降移動装置、１７…マスタプレート位置制御手段（昇降油圧シリンダ装置）、１８…鋳物砂、２４…鋳型、２８…下補助枠、３０…鋳枠、３２…上補助枠、３６…下補助枠進退装置、４０…スクイズテーブル、４２…マスタプレート、５０…マスタプレート位置制御手段（下部油圧シリンダ）、６２…スクイズヘッド、６４…上補助枠ストッパ。

Claims

下補助枠と鋳枠と上補助枠とが順に重ねられて形成され内部に鋳物砂が投入される重合枠と、該重合枠の内側に上下方向に相対移動可能に嵌装されるマスタプレートと、該マスタプレートの上面に固定された模型定盤と、前記重合枠内に投入された鋳物砂を成型される鋳型の背面側からスクイズするスクイズヘッドと、前記マスタプレートと前記重合枠とを相対移動させる昇降移動装置と、を備えた鋳型の造型装置において、
前記マスタプレートを前記鋳枠の下に重ねられる下補助枠内の所定高さ位置に配置させるマスタプレート配置工程と、
前記マスタプレートが前記所定高さ位置に配置された重合枠内に、鋳物砂を投入させる鋳物砂投入工程と、
前記昇降移動装置を駆動させることにより、前記マスタプレートを前記重合枠に対して上方へ相対移動させて、投入された鋳物砂の上面が少なくとも前記鋳枠の上端を越えてはみ出るまで鋳物砂を移動させる鋳物砂移動工程と、
前記スクイズヘッドにより、前記移動された鋳物砂を鋳型の背面側からスクイズさせる背面側スクイズ工程と、
を備えていることを特徴とする鋳型の造型方法。
請求項１において、鋳物砂の圧縮変形易さの度合いを示す値を求める圧縮変形度測定工程を有し、
前記圧縮変形易さの度合いを示す値に基づいて、鋳物砂の前記重合枠への投入量及びマスタプレートの前記所定高さ位置を決定する鋳物砂投入量調整工程を有することを特徴とする鋳型の造型方法。
請求項１において、前記鋳物砂移動工程の後工程に、前記スクイズヘッドにより鋳型の背面側から予備スクイズする予備スクイズ工程を有し、
該記予備スクイズ工程の後工程に、前記昇降移動装置を駆動させて前記マスタプレートを前記重合枠に対して上方へ相対移動させることにより、鋳型の模型面側からスクイズする模型面側スクイズ工程を有し、
該模型面側スクイズ工程の後工程に、前記背面側スクイズ工程を有していることを特徴とする鋳型の造型方法。
下補助枠と鋳枠と上補助枠とが順に重ねられて形成され、内部に鋳物砂が投入される重合枠と、該重合枠の内側に上下方向に相対移動可能に嵌装されるマスタプレートと、該マスタプレートの上面に固定される模型定盤と、前記重合枠内に投入された鋳物砂を背面側からスクイズするスクイズヘッドと、前記上補助枠の上端部に当接して前記重合枠が鋳物砂に対し相対的に浮き上がるのを防止する上補助枠ストッパと、前記マスタプレートを前記重合枠に対して相対移動させる昇降移動装置と、を備えた鋳型の造型装置において、
前記重合枠内に鋳物砂が投入された後、前記昇降移動装置を駆動させ、前記鋳枠の下に重ねられた下補助枠内の所定高さ位置から重合枠に対してマスタプレートを相対的に上昇させることによって、鋳物砂の上面が少なくとも鋳枠の上端を越えてはみ出るまで鋳物砂を移動させるマスタプレート位置制御手段を備えていることを特徴とする鋳型の造型装置。
請求項４において、前記昇降移動装置には、前記マスタプレートに対して前記下補助枠の下端部を上下方向に相対移動可能に支持し、鋳物砂を鋳枠の上端を越えて移動させる際に、前記上補助枠の上端部に当接された前記上補助枠ストッパとともに前記重合枠を挟持して、移動する鋳物砂に対して前記重合枠を相対的に下降させる下補助枠進退装置が備えられていることを特徴とする鋳型の造型装置。