JP2012045602A - 受口形成装置及び抜枠鋳型造型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 受口及び湯口への砂粒の混入を防止しつつ、造型時に受口を形成する受口形成装置及び抜枠鋳型造型装置を提供する。
【解決手段】 抜枠鋳型造型装置に用いられ受口を形成する受口形成装置において、上スクイズプレートと一体化するための取付部と、取付部から下方側に向けて取付部と一体に設けられ、受口の斜面を形成する先端先細り状の斜面形成部と、斜面形成部の先端から取付部の端面まで貫通するように形成され、湯口を形成する湯口棒を挿通可能とする挿通部と、斜面形成部の基端側で、且つこの基端の外側に位置して立ち上がり形成されるとともに、壁面が外側に向くようにされた周壁部とを備え、斜面形成部と、周壁部との間には、周方向に形成された溝部が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、抜枠鋳型造型装置に用いられ、鋳型を造型する際に受口を形成する受口形成装置及びこれを用いた抜枠鋳型造型装置に関する。

従来、抜枠鋳型造型装置として、例えば特許文献１に記載されたような装置が知られている。このような抜枠鋳型造型装置は、上下鋳型を鋳枠内で造型した後に、上下鋳型を型合わせして抜枠を行う。また、抜枠鋳型造型装置には、上下鋳型を造型する際に、上鋳型に受口及び湯口を形成することが行われる。この受口及び湯口に、砂粒が混入すると、溶湯に巻き込まれて砂かみ不良が発生して問題となるおそれがあった。

特許第４２８１７９９号公報

本発明の目的は、受口及び湯口への砂粒の混入を防止しつつ、造型時に受口を形成する受口形成装置及び抜枠鋳型造型装置を提供することにある。

本発明に係る受口形成装置は、マッチプレートを挟持する上下鋳枠と、該上下鋳枠の開口部に挿入され造型空間を形成する上下スクイズプレートとにより形成された造型空間に充填された鋳型砂を圧縮して上下鋳型を造型する抜枠鋳型造型装置に用いられるとともに、上スクイズプレートに取り付けられて上鋳型に受口を形成する受口形成装置において、前記上スクイズプレートと一体化するための取付部と、前記取付部から下方側に向けて前記取付部と一体に設けられ、前記受口の斜面を形成する先端先細り状の斜面形成部と、前記斜面形成部の先端から前記取付部の端面まで貫通するように形成され、湯口を形成する湯口棒を挿通可能とする挿通部と、前記斜面形成部の基端側で、且つこの基端の外側に位置して立ち上がり形成されるとともに、壁面が外側に向くようにされた周壁部とを備え、前記斜面形成部と、前記周壁部との間には、周方向に形成された溝部が形成されている。

また、本発明に係る抜枠鋳型造型装置は、上述の受口形成装置を備えるとともに、さらに、マッチプレートを挟持する上下鋳枠と、該上下鋳枠の開口部に挿入され造型空間を形成する上下スクイズプレートとを備え、前記造型空間に充填された鋳型砂を圧縮して上下鋳型を造型するとともに、該造型と同時に上鋳型に受口を形成する。

本発明は、受口形成装置が斜面形成部及び周壁部を備え、これらの間に溝部が形成されているので、造型時に受口を形成するとともに、受口及び湯口への砂粒の混入を防止することを実現する。

本発明が適用された抜枠鋳型造型装置の抜枠工程を示す断面図である。 抜枠鋳型造型装置の上スクイズプレートに設けられる受口形成装置を示す断面図である。

本発明及び以下の説明において、湯口とは、溶湯を鋳型内に導く最初の流路を意味し、該湯口は、一般的には垂直に設けられ湯道に接続される。受口とは、湯口上部に溶湯が注ぎこまれる部分を意味する。この受口は、注湯しやすいように形成されており、例えばろうと（漏斗）形に成形されることがある。湯口棒とは、鋳型に湯口を作る棒状の模型である。せき（堰）とは、湯口系を構成する部分の一つで、湯道と鋳物部を結ぶ溶湯の流路を意味する。円錐状とは、円錐面を有する形状や、円錐面を底面と平行な平面で切り取った形状を含むものとする。

以下、本発明を適用した抜枠鋳型造型装置（以下、「鋳型造型装置１」という。）について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、マッチプレートから抜型された後に上下鋳型が型合わせされた状態を示す図である。図１（ｂ）は、抜枠途中を示し、上スクイズプレートにより上下鋳型が押し下げられている状態を示す図である。図１（ｃ）は、下スクイズプレートにより上下鋳型が下降されるとともに、上下鋳型から上スクイズプレートが離間した状態を示す図である。

図１に示すように、鋳型造型装置１は、少なくとも、図示しないマッチプレートを挟持する上下鋳枠（上鋳枠２及び下鋳枠３）と、該上下鋳枠の開口部に挿入され造型空間を形成する上下スクイズプレート（上スクイズプレート４及び下スクイズプレート５）とを備える。この鋳型造型装置１は、造型空間に充填された鋳型砂を圧縮して上下鋳型（上鋳型６及び下鋳型７）を造型する。

また、鋳型造型装置１は、上スクイズプレート４に取り付けられて上鋳型６に受口８を形成する受口形成装置として、例えば図２（ａ）に示すような受口形成装置１０又は図２（ｂ）に示すような受口形成装置２０を有している。鋳型造型装置１は、上述の造型と同時に上鋳型６に受口８を形成する装置である。

図２で示した受口形成装置１０，２０は、本発明を適用した受口形成装置である。該受口形成装置１０，２０の説明に先立ち、鋳型造型装置１の抜型動作について説明するとともに、この抜型動作に関連して従来の受口形成装置の問題点を説明する。

まず、図１を用いて鋳型造型装置１の抜枠工程について説明する。図１の前工程では、スクイズ、抜型、型合わせが行われる。図１（ａ）では、図示しない昇降手段で上昇された下スクイズプレート５と、図示しない昇降手段で下降された上スクイズプレート４とで上下鋳型６，７が挟まれる。このとき、下スクイズプレート５は、モールド受けとして機能する。

次に、図１（ｂ）に示すように、上スクイズプレート４が下降されるとともに、下スクイズプレート５がこれに同調して下降されることにより、上下鋳型６，７が下降される。この際、上下鋳型６，７は、上下鋳枠２，３から拘束を解かれ、すなわち、上下鋳枠２，３からの保持力が開放された状態とされている。

この状態で、上スクイズプレート４が上昇されるとともに、下スクイズプレート５は、上下鋳型６，７を載置させた状態で下降される。この際に、上鋳型６の上面から上スクイズプレートが離間するときに、上鋳型６の上面と上スクイズプレート４の下面との間が負圧となり、外周部から中心部に向けて気流が発生する。本発明者達は、この気流発生の現象を見出し、この気流により、上鋳型６の上面及び外周部の砂粒が中心部に吹き寄せられ、従来の受口形成装置を用いた場合では、上鋳型６に形成された溶湯を受ける受口８から湯口９に砂粒が混入するおそれがある点に着目し、これを解決するために、本発明に係る受口形成装置を見出した。

尚、混入した砂粒は、溶湯に巻き込まれ、砂かみ不良の原因となることがある。このような不良対策のため、湯道、堰等の形状を工夫することが考えられるが、完全に防止することができず、また、ストレーナー使用という対策も考えられるが、該ストレーナーをセットする煩雑な作業が必要となり、ストレーナーの購入費用も必要になる等の問題点があった。さらに、気流を抑えるため、上スクイズプレート４の上昇速度を極めて低速にすることも考えられるが、造型速度が遅くなり生産効率の低下を招く。

この現象が生じた後に、図１（ｃ）で示すように、上鋳枠１と上スクイズプレート４が上昇し、モールド受けとして機能する下スクイズプレート５が上下鋳型６，７を載せた状態で下降されて抜枠工程が完了する。

次に、図２（ａ）を用いて、上述の問題を解消する本発明を適用した受口形成装置１０について具体的に説明する。受口形成装置１０は、上スクイズプレート４に取り付けられて上鋳型６に受口８を形成する受口形成装置である。

該受口形成装置１０は、上スクイズプレート４と一体化するための取付部１１と、取付部１１から下方側に向けて取付部１１と一体に設けられ、受口８の斜面を形成する先端先細り状の斜面形成部１２と、斜面形成部１２の先端１２ａから取付部１１の端面１１ａまで貫通するように形成され、湯口９を形成する湯口棒１６を挿通可能とする挿通部１３と、斜面形成部１２の基端１２ｂ側で、且つこの基端１２ｂの外側に位置して立ち上がり形成されるとともに、壁面１４ａが外側に向くようにされた周壁部１４とを備える。斜面形成部１２と、周壁部１４との間には、周方向に形成された溝部１５が形成されている。

取付部１１は、円筒状に形成されるとともに外周部にはネジ部１１ｂが形成されている。受口形成装置１０は、この取付部１１のネジ部１１ｂにより、上スクイズプレート４のネジ部が形成された取付孔部４ａに取り付け固定される。

斜面形成部１２は、例えば円錐状に形成されているとともに、径が小さい方の端部が上述の先端１２ａとなり、径が大きい方の端部が上述の基端１２ｂとなり、この基端１２ｂ側で取付部１１と一体になるように構成されている。ここでは、取付部１１及び斜面形成部１２は、構成を簡素化するため一体部材である。

斜面形成部１２と、周壁部１４とは、別体の部材であり、溝部１５を形成するような状態で接合されている。ここで、斜面形成部１２と周壁部１４とは、接着剤等により一体となるようにしてもよいが、ここでは、斜面形成部１２と一体にされた取付部１１を上スクイズプレート４に固定する際に、周壁部１４を斜面形成部１２の基端１２ｂと上スクイズプレート４の下端との間で挟持して一体化している。斜面形成部１２及び後述の斜面形成部２２は、例えばポリエチレン等の樹脂からなり、周壁部１４は、例えば、鉄等の金属からなる。

周壁部１４には、挟持するための板状部分１４ｃと、この板状部分１４ｃの外周に沿って立ち上げられるリング状部分１４ｂとが設けられる。リング状部分１４ｂの外側には、壁面１４ａが形成される板状部分１４ｃには、内側に取付部１１を挿通するための挿通孔１４ｄが形成される。

以上のように構成される受口形成装置１０は、前記気流により上鋳型６の上面及び外周部の砂粒が矢印Ｓ１で示すように吹き寄せられたときに、吹き寄せられた砂粒１７を、衝立部材として機能する周壁部１４の壁面１４ａで止めることができる。これにより、受口８及び湯口９への砂粒混入を防止できる。

さらに、受口形成装置１０は、抜枠工程が進んだときに、周壁部１４で止められた砂粒１７が吹き寄せされてしまった場合にも、周壁部１４及び溝部１５により受口８の外周に形成された混入防止溝１８により、この砂粒１７を収容して受口８及び湯口９への砂粒混入を防止できる。すなわち、混入防止溝１８は、周壁部１４及び溝部１５により、受口８形成時に同時に形成され、衝立としての壁面１４ａで止めた砂が落下した場合に留める機能を有する。

尚、周壁部１４の高さは、１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度とされており、この周壁部１４の高さ分だけ上スクイズプレート４が上昇したときには、上鋳型６の上面の周囲と中央部の圧力差が小さくなっている。この状態で、砂粒１７が吹き寄せられた場合には、上述の混入防止溝１８の機能により、混入を防止している。この混入防止溝１８で壁面１４ａで止めた砂粒１７を収容した状態よりさらに、上スクイズプレート４が上昇したときには、上スクイズボード４と上鋳型６の上面の隙間がかなり広くなっており、鋳型上面の周囲と中央部の圧力差が小さく、さらに砂粒が吹き寄せられることはない。

続いて、図２（ｂ）を用いて、上述の問題を解消する本発明を適用した受口形成装置２０について具体的に説明する。受口形成装置２０は、上スクイズプレート４に取り付けられて上鋳型６に受口８を形成する受口形成装置である。

該受口形成装置２０は、上スクイズプレート４と一体化するための取付部２１と、取付部２１から下方側に向けて取付部２１と一体に設けられ、受口８の斜面を形成する先端先細り状の斜面形成部２２と、斜面形成部２２の先端２２ａから取付部２１の端面２１ａまで貫通するように形成され、湯口９を形成する湯口棒１６を挿通可能とする挿通部２３と、斜面形成部２２の基端２２ｂ側で、且つこの基端２２ｂの外側に位置して立ち上がり形成されるとともに、壁面２４ａが外側に向くようにされた周壁部２４とを備える。斜面形成部２２と、周壁部２４との間には、周方向に形成された溝部２５が形成されている。

取付部２１は、円筒状に形成されるとともに外周部にはネジ部２１ｂが形成されている。受口形成装置２０は、この取付部２１のネジ部２１ｂにより、上スクイズプレート４のネジ部が形成された取付孔部４ａに取り付け固定される。

斜面形成部２２は、例えば円錐状に形成されているとともに、径が小さい方の端部が上述の先端２２ａとなり、径が大きい方の端部が上述の基端２２ｂとなり、この基端２２ｂ側で取付部２１と一体になるように構成されている。ここでは、取付部２１及び斜面形成部２２は、構成を簡素化するため一体部材である。

斜面形成部２２と、周壁部２４とは、溝部２５が形成された一体部材からなる。換言すると、周壁部２４及び溝部２５は、斜面形成部２２の周囲が段付き状にされていることで形成されている。

以上のように構成される受口形成装置２０は、前記気流により上鋳型６の上面及び外周部の砂粒が矢印Ｓ２で示すように吹き寄せられたときに、吹き寄せられた砂粒２７を、衝立部材として機能する周壁部２４の壁面２４ａで止めることができる。これにより、受口８及び湯口９への砂粒混入を防止できる。

さらに、受口形成装置２０は、抜枠工程が進んだときに、周壁部２４で止められた砂粒２７が吹き寄せされてしまった場合にも、周壁部２４及び溝部２５により受口８の外周に形成された混入防止溝２８により、この砂粒２７を収容して受口８及び湯口９への砂粒混入を防止できる。すなわち、混入防止溝２８は、周壁部２４及び溝部２５により、受口８形成時に同時に形成され、衝立としての壁面２４ａで止めた砂が落下した場合に留める機能を有する。

尚、周壁部２４の高さは、周壁部１４と同様に１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度とされており、周壁部２４を有する受口形成装置２０は、周壁部１４を有する受口形成装置１０と同様の効果を有する。

また、受口形成装置１０，２０を用いた鋳型造型装置及び方法は、鋳型の受口８を成型するカップ状の部材（斜面形成部１２，２２）の周囲にリング状の衝立（周壁部１４，２４）を設けたスクイズプレートで鋳型を造型して、鋳型の受口８の周囲に溝を成型することに特徴を有する。

以上のように、本発明を適用した受口形成装置１０，２０及びこれを用いた鋳型造型装置や方法は、斜面形成部１２，２２及び周壁部１４，２４を備え、これらの間に溝部１５，２５が形成されているので、造型時に受口８を形成するとともに、受口８及び湯口９への砂粒の混入を防止することを実現する。

すなわち、受口形成装置１０，２０等は、湯口部への砂粒の混入が回避でき、湯道、堰等の形状工夫の必要がなくすことができ、また、ストレーナーセットの煩雑な作業と購入費用も不要にでき、生産効率の低下を招くことを防止できる。

１ 鋳型造型装置
２ 上鋳枠
３ 下鋳枠
４ 上スクイズプレート
５ 下スクイズプレート
６ 上鋳型
７ 下鋳型
８ 受口
９ 湯口
２０ 受口形成装置
２１ 取付部
２２ 斜面形成部
２３ 挿通部
２４ 周壁部
２５ 溝部

Claims (5)

1. マッチプレートを挟持する上下鋳枠と、該上下鋳枠の開口部に挿入され造型空間を形成する上下スクイズプレートとにより形成された造型空間に充填された鋳型砂を圧縮して上下鋳型を造型する抜枠鋳型造型装置に用いられるとともに、上スクイズプレートに取り付けられて上鋳型に受口を形成する受口形成装置において、
   前記上スクイズプレートと一体化するための取付部と、
   前記取付部から下方側に向けて前記取付部と一体に設けられ、前記受口の斜面を形成する先端先細り状の斜面形成部と、
   前記斜面形成部の先端から前記取付部の端面まで貫通するように形成され、湯口を形成する湯口棒を挿通可能とする挿通部と、
   前記斜面形成部の基端側で、且つこの基端の外側に位置して立ち上がり形成されるとともに、壁面が外側に向くようにされた周壁部とを備え、
   前記斜面形成部と、前記周壁部との間には、周方向に形成された溝部が形成されている受口形成装置。
2. 前記斜面形成部は、円錐状に形成されている請求項1記載の受口形成装置。
3. 前記斜面形成部と、前記周壁部とは、別体の部材であり、前記溝部を形成するような状態で接合されている請求項１記載の受口形成装置。
4. 前記斜面形成部と、前記周壁部とは、前記溝部が形成された一体の部材からなる請求項1記載の受口形成装置。
5. 請求項１乃至請求項４の内いずれか１項に記載の受口形成装置を備えるとともに、
   さらに、マッチプレートを挟持する上下鋳枠と、該上下鋳枠の開口部に挿入され造型空間を形成する上下スクイズプレートとを備え、
   前記造型空間に充填された鋳型砂を圧縮して上下鋳型を造型するとともに、該造型と同時に上鋳型に受口を形成する抜枠鋳型造型装置。