JP2012076116A - 排気方法および抜枠造型機 - Google Patents

Abstract

【課題】 マッチプレートの加工工数やコストがかからない、マッチプレートと上下鋳枠の壁面付近の砂充填が向上する抜枠造型機を提供する。
【解決手段】 昇降可能な上スクイズボードと、昇降可能かつ上スクイズボードの対向下方に設けられた下スクイズボードと、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口とベントプラグを備えた上鋳枠および下鋳枠と、上鋳枠および下鋳枠の中間位置を出入移動可能に設けられ、上鋳枠および下鋳枠によって挟持されるとともに、マッチプレートを支持するマスタープレートと、上鋳枠および下鋳枠に導く鋳物砂を貯留するサンドタンクと、サンドタンクの下方部に設けられ、砂導入口から上鋳枠および下鋳枠へ圧縮空気とともに鋳物砂を導く一対の砂充填用ノズルと、を備える鋳枠無し上下鋳型を造型する枠抜造型機であり、マスタープレートは、エアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材を取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は鋳型を造型する鋳型造型機に関する。さらに詳しくは、抜枠造型機の造型空間から空気を排出する排気方法に関する。

従来、鋳型造型機として例えば特許文献１に記載のようにマッチプレートおよび鋳枠の側面に水平方向から鋳物砂を導入し、スクイズをすることでできた鋳型を鋳枠から抜き出す抜枠方式のものがあった。このような抜枠造型機は、上下鋳枠とマッチプレートと上下スクイズボードによって画成された造型空間に鋳物砂を導入する方法として、圧縮空気とともに造型空間へ砂充填させる方法を用いていた。

しかしながら、この方法では、造型空間に鋳物砂を導入する際に、圧縮空気が抜けにくいため鋳物砂の充填が不十分となり鋳型強度が低下するという問題があった。そこで、この問題を解決するために、上下鋳枠にベントプラグ（排気孔）を設けることで、そこから圧縮空気が排気されその空気の流れによって鋳物砂が充填されやすくなり、鋳型強度があがるものがあった。（特許文献２の段落番号［００１３］を参照）

また、マッチプレートの模型形状によっては、空気溜まりが発生し空気が逃げることができないため、鋳物砂の充填不良を起こしていた。さらに、模型形状が高く、鋳枠の壁面からの距離が近い形状の模型では、模型と鋳枠壁面の間に鋳物砂を充填することが困難であった。特に、鋳枠の側面から水平方向に鋳物砂を充填する特許文献１に記載される抜枠造型機では、特許文献２に記載のベントプラグを設けたとしても、下鋳枠の砂導入ノズル側上部の砂充填が悪いために鋳型全体の鋳型強度に大きなばらつきが発生する問題があった。

そこで例えば、特許文献３の［００１５］に記載されるようにマッチプレート（パターンプレート）にベントプラグを取り付けマッチプレートから圧縮空気を排気させるものである。

しかし、特許文献３に記載される方法では、確かにベントプラグから圧縮空気が排出されるものの、数百個とある造型するマッチプレート毎に専用の加工が必要になり、マッチプレートの加工費が上昇するという問題があった。

特開昭５８−６８４５３号公報 特開２００５−３０５５０２号公報 特開２００５−２６２２５４号公報

本発明の目的は、マッチプレートの加工工数やコストがかからない、マッチプレートと上下鋳枠の壁面付近の砂充填が向上する排気方法および抜枠造型機を提供することにある。

本発明に係る排気方法は、抜枠造型機において、マッチプレートの取り付けられたマスタープレートから空気を排出するものである。

また、本発明に係る排気方法は、側壁面に砂導入口を備えた上下鋳枠とマッチプレートと前記マッチプレートを支持するマスタープレートと上下スクイズボードとによって上下造型空間を形成し、前記砂導入口を経て前記上下造型空間に圧縮空気とともに鋳物砂を導入する工程と、前記上下造型空間内の鋳物砂を前記上下スクイズボードによって挟圧しスクイズする工程とからなる抜枠造型機において、
少なくとも前記導入工程と前記スクイズ工程のどちらか一方でマッチプレートの取り付けられたマスタープレートから空気を排出するものである。

またさらに、本発明に係る抜枠造型機は、昇降可能な上スクイズボードと、昇降可能であるとともに前記上スクイズボードの対向下方に設けられた下スクイズボードと、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口とベントプラグを備えた上鋳枠および下鋳枠と、前記上鋳枠および下鋳枠の中間位置を出入移動可能に設けられ、前記上鋳枠および下鋳枠によって挟持されるとともに、マッチプレートを支持するマスタープレートと、前記上鋳枠および下鋳枠に導く鋳物砂を貯留するサンドタンクと、前記サンドタンクの下方部に設けられ、前記砂導入口から前記上鋳枠および下鋳枠へ水平方向に圧縮空気とともに鋳物砂を導く一対の砂充填用ノズルと、を備える鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する枠抜造型機であり、
前記マスタープレートが、マッチプレートの模型のない外縁部を支持するとともに、エアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材が取り付けられているものである。
また、本発明に係る抜枠造型機は、前記排気部材が、前記エアー噴出孔が１０μｍ〜８０μｍ程度の孔である多孔質体であってもよい。
また、本発明に係る抜枠造型機は、前記多孔質体が、樹脂または金属製であってもよい。

本発明は、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口とベントプラグを備えた上鋳枠および下鋳枠を有し、さらに上鋳枠および下鋳枠の中間位置を出入移動可能に設けられ、上鋳枠および下鋳枠によって挟持されるとともに、マッチプレートを支持するマスタープレートを有し、そのマスタープレートは、マッチプレートの模型のない外縁部を支持するとともに、エアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材が取り付けられている構成により、マッチプレートの取り付けられたマスタープレートから圧縮空気を排出することでマッチプレートの加工での工数やコストがかからない、マッチプレートと上下鋳枠の壁面付近の砂充填が向上する抜枠造型機が実現できる。

本発明が適用された抜枠造型機において圧縮空気が排出される様子を示した概略図である。

以下、本発明を適用した抜枠造型機について、図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した抜枠造型機Ａにおいて圧縮空気が排出される様子を断面で示す図である。図１に示す符号Ｆは、圧縮空気の流れである。

本発明を適用した抜枠造型機Ａは、昇降可能な上スクイズボード１と、昇降可能であるとともに上スクイズボード１の対向下方に設けられた下スクイズボード２と、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口３、３とベントプラグＰを備えた上鋳枠４および下鋳枠５と、この上下鋳枠４、５の中間位置を出入移動可能に設けられ、上下鋳枠４、５によって挟持されるとともに、マッチプレート６を支持するマスタープレート７と、上下鋳枠４、５に導く鋳物砂Ｓを貯留するサンドタンク８と、このサンドタンク８の下方部に設けられ、砂導入口３、３から上下鋳枠４、５へ水平方向に圧縮空気とともに鋳物砂Ｓを導く一対の砂充填用ノズル９、９と、を備える鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する枠抜造型機である。

また、マスタープレート７は、エアー噴出孔（図示せず）が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材１０が取り付けられている。排気部材１０の取り付け位置は、マッチプレート６がマスタープレート７と接触する部分である。これにより、上下スクイズプレート１、２と上下鋳枠４、５とマッチプレート６とによって画成される造型空間に、圧縮空気とともに鋳物砂Ｓを導入したとき、前記排気部材１０から圧縮空気が排出（符号Ｆを参照）されるので、マッチプレート７の模型形状が高く、鋳枠の壁面からの距離が近い形状の模型でも、模型と鋳枠壁面の間に鋳物砂を充填することができる。

なお、マスタープレートは、マッチプレートの模型のない外縁部を支持している。また、抜枠造型機において作製される鋳物によってマッチプレートを交換しているが、そのマッチプレートの交換時に位置決めを容易にするためにも用いられている。

また、排気部材１０は、エアー噴出孔が１０μｍ〜８０μｍ程度の孔を多数有している多孔質体である。尚、この多孔質体に設けられる孔の大きさは、１０μｍ〜８０μｍが製作上や性能上の両観点を考慮すると最適であるが、使用する鋳物砂の粒径よりも小さい２００μｍ程度であっても良い。この多孔質体は、例えば超高分子量ポリエチレンを焼結させることにより製作されている。尚、ここでは、焼結された超高分子量ポリエチレンからなる多孔質体を抜枠造型機１を構成する排気部材として用いるものとして説明したが、これに限られるものではなく、所定のエアー噴出孔が全面に亘って多数設けられた排気部材であるか、所定のエアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材であればよい。例えば、より簡易な空気の排出方式として、幅が０．２８〜０．４０ｍｍ程度のスリットをエアー噴出孔として有するように構成してもよく、さらに、直径２ｍｍ程度の孔が多数設けられた超高分子量ポリエチレンの板材や金属製の板材等からなる排気部材を用いてもよい。

次に、図１に示すように構成された枠抜造型装置Ａによって鋳型を作製する手順について説明する。まず、マッチプレート６を載置固定したマスタープレート７が、上鋳枠４と下鋳枠５との間に侵入し造型位置に停止する。

次いで、下鋳枠５が上昇動作してマッチプレート６を支持するマスタープレート７に接する。そして、下スクイズボード２を上昇させ下鋳枠５に挿入することによって、下部造型空間を形成する。次いで、上鋳枠４が下降動作してマッチプレート６に接する。そして、上スクイズボードを上鋳枠４に挿入することによって、上部造型空間を形成する。
この状態において、上下鋳枠４、５の砂導入口３、３は、サンドタンク２側の砂充填用ノズル９、９と一致する。

サンドタンク８に圧縮空気を供給すると、サンドタンク８内の鋳物砂Ｓは、上鋳枠４の砂導入口３と下鋳枠５の砂導入口３を経て上部及び下部造型空間に圧縮空気とともに導入される。この際、圧縮空気のみが上鋳枠４および下鋳枠５の側壁面に設置されたベントプラグＰや、マスタープレート７に設けられた排気部材１０から外部に排出される。
排気部材１０は、前記ベントプラグＰよりマッチプレートに近い位置にあるので、排気部材１０から圧縮空気が排出されやすいので、鋳物砂Ｓがマッチプレートの近くまで充填されやすくなり、完成する鋳型強度が高くなる。

その後、上鋳枠４および下鋳枠５でマッチプレート６およびマスタープレート７を挟持した状態で、上部及び下部造型空間内の鋳物砂Ｓを上スクイズボード１と下スクイズボード２によって挟圧しスクイズする。この際にも、空気が、上鋳枠４および下鋳枠５の側壁面に設置されたベントプラグＰや、マスタープレート７に設けられた排気部材１０から外部に排出される。
排気部材１０は、前記ベントプラグＰよりマッチプレートに近い位置にあるので、排気部材１０から空気が排出されやすいので、鋳物砂Ｓがマッチプレートの近くまで充填されやすくなり、完成する鋳型強度が高くなる。

スクイズ完了後、上スクイズボード１および上鋳枠４は上昇動作させ、下スクイズボード２を下降動作させる。次いで、マッチプレート６及びマスタープレート７を造型位置から後退させると、中子入れ可能状態になる。尚、中子入れは常に必要ではない。

必要に応じて中子入れが完了すると、上スクイズボード１および上鋳枠４は上昇動作させ、下スクイズボード２を下降動作させる。これにより、下鋳型が上鋳型に接触する。この状態上鋳型４および下鋳型５から抜枠される。

なお、上述の実施の形態で説明および図１に示すように、マスタープレートはマッチプレートを下からのみ支持しているので、下鋳枠の圧縮空気のみ排気部材から排出されている。しかし本発明は、これに限定されるものではなく、マッチプレートを上下で挟むようにマスタープレートで支持する形にしてもよい。これにより、マッチプレートと上下鋳枠両方の壁面付近の砂充填が向上する。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、鋳型を造型する様々な鋳型造型機に適用することが可能である。

１ 上スクイズボード
２ 下スクイズボード
３ 砂導入口
４ 上鋳枠
５ 下鋳枠
６ マッチプレート
７ マスタープレート
８ サンドタンク
９ 砂充填用ノズル
１０ 排気部材
Ａ 抜枠造型機
Ｆ 圧縮空気の流れ
Ｐ ベントプラグ

Claims (8)

1. 抜枠造型機において、
   マッチプレートの取り付けられたマスタープレートから空気を排出することを特徴とする排気方法。
2. 側壁面に砂導入口を備えた上下鋳枠とマッチプレートと前記マッチプレートを支持するマスタープレートと上下スクイズボードとによって上下造型空間を形成し、前記砂導入口を経て前記上下造型空間に圧縮空気とともに鋳物砂を導入する工程と、
   前記上下造型空間内の鋳物砂を前記上下スクイズボードによって挟圧しスクイズする工程とからなる抜枠造型機において、
   少なくとも前記導入工程と前記スクイズ工程のどちらか一方でマッチプレートの取り付けられたマスタープレートから空気を排出することを特徴とする排気方法。
3. 前記マスタープレートは、マッチプレートの模型のない外縁部を支持するとともに、エアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の排気方法。
4. 前記排気部材の取り付け位置は、マッチプレートがマスタープレートと接触する部分であることを特徴とする請求項３記載の排気方法。
5. 昇降可能な上スクイズボードと、
   昇降可能であるとともに前記上スクイズボードの対向下方に設けられた下スクイズボードと、
   昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口とベントプラグを備えた上鋳枠および下鋳枠と、
   前記上鋳枠および下鋳枠の中間位置を出入移動可能に設けられ、前記上鋳枠および下鋳枠によって挟持されるとともに、マッチプレートを支持するマスタープレートと、
   前記上鋳枠および下鋳枠に導く鋳物砂を貯留するサンドタンクと、
   前記サンドタンクの下方部に設けられ、前記砂導入口から前記上鋳枠および下鋳枠へ水平方向に圧縮空気とともに鋳物砂を導く一対の砂充填用ノズルと、
   を備える鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する枠抜造型機であり、
   前記マスタープレートは、マッチプレートの模型のない外縁部を支持するとともに、エアー噴出孔が前記造型空間と外気とを通気可能に設けられた排気部材が取り付けられている抜枠造型機。
6. 前記排気部材の取り付け位置は、マッチプレートがマスタープレートと接触する部分であることを特徴とする請求項５記載の排気方法。
7. 前記排気部材は、前記エアー噴出孔が１０μｍ〜８０μｍ程度の孔である多孔質体であることを特徴とする請求項７記載の抜枠造型機。
8. 前記多孔質体は、樹脂または金属製であることを特徴とする請求項７の抜枠造型機。