JP2013188767A

JP2013188767A - 中子製造装置

Info

Publication number: JP2013188767A
Application number: JP2012055404A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Matsuura; 一也松浦; Masanobu Furuta; 昌伸古田; Nobuhiro Nakamura; 信弘中村; Kyosuke Anno; 亨介案納
Original assignee: Wins Tech kk; Ryobi Ltd
Current assignee: Wins Tech kk; Ryobi Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】成形室における砂の充填を均一に且つ高密度に行なえ、ピールバック現象の発生を極力回避できる中子製造装置を提供すること。
【解決手段】金型取付枠９ａ，９ｂに取り付けられた金型１ａ，１ｂと、金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段と、金型１ａ，１ｂの上方にある砂タンク５，６と、砂タンク５，６から砂の定量供給を受け、その砂を両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に充填供給する砂供給ユニット７，８とからなる中子製造装置において、両金型１ａ，１ｂにバイブレータ１０を取り付けると共に、両金型１ａ，１ｂを、夫々の金型取付枠９ａ，９ｂに対し、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付け、バイブレータ１０で金型１ａ，１ｂを振動させながら、砂供給ユニット７，８の砂を、両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に重力落下させて充填供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シェルモールド鋳造法で非鉄鋳物、鉄鋳物等の鋳造品を製造する際に用いる中子の製造装置に関するものである。

中子製造装置は、一般に、水平方向に互いに接離可能で夫々金型取付枠に取り付けられた一対の金型と、金型を所要温度に加熱する加熱手段と、金型の上方にある砂タンクと、砂タンクと金型との間にあって、砂タンクから砂の定量供給を受け、この砂を両金型間に形成される成形室内に充填供給する砂供給ユニットとからなるもので、例えば中空中子を製造する場合は、砂供給ユニットの砂を、加熱された両金型間の成形室に充填供給して、成形室の壁面に接する外層部分のみを硬化させ、内部の未硬化砂を排出することによって中空の中子を製造することができる。そして、中子の製造に使用される砂は、ＲＣＳ（レジンコーテッドサンド）といって、砂粒の表面にフェノールレジンを被覆したもので、加熱によりレジンが溶けて砂粒をくっつけることのできる砂が使用されている。

ところで、金型間の成形室に砂の充填する方式には、重力落下方式と、空気圧による吹き込み、即ちブロー方式の２方法があるが、ブロー方式の場合には、充填の際に、ＲＣＳ砂の砂粒から剥離したレジンの粉が空気圧で吹き飛ばされて、成形室の上部側であるブロー口の周辺に滞留し易く、レジンを剥がれた砂粒が成形室の下部側に集まり易くなって、砂の充填が不均一で部分的に低密度化し、また製造された中子の上部側表面にレジン層部が形成されるなどして品質の低下を来す、という問題がある。また、重力落下方式では、成形室において砂の流入経路に狭い部分があったり、曲折部が多くなると、砂が十分に行きわたり難く、高密度で充填することができない、という問題がある。そして、何れの方式も、砂の充填密度の低い部分があると、製造された中子の使用時に充填密度の低い中子部分の表層部が湯の圧力等によって剥離又は落下するというピールバック現象が発生し、中子の強度が低下する。

本発明は、上記の課題に鑑み、成形室における砂の充填を均一且つ高密度に行なえて、中子の強度の増大と品質の向上を図ることのできる中子製造装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すれば、請求項１に係る発明は、水平方向に互いに接離可能で、夫々金型取付枠９ａ，９ｂに取り付けられた一対の金型１ａ，１ｂと、金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段と、金型１ａ，１ｂの上方にある砂タンク５，６と、砂タンク５，６と金型１ａ，１ｂとの間にあって、砂タンク５，６から砂Ａ，Ｂの定量供給を受け、この砂Ａ，Ｂを両金型１ａ，１ｂ間に形成される成形室２内に充填供給する砂供給ユニット７，８とからなる中子製造装置において、
両金型１ａ，１ｂの少なくとも一方にバイブレータ１０を取り付けると共に、両金型１ａ，１ｂを、夫々の金型取付枠９ａ，９ｂに対し、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付け、しかしてバイブレータ１０により金型１ａ，１ｂを振動させながら、砂供給ユニット７，８の砂を、加熱された両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に充填供給するようにしたことを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の中子製造装置において、前記フローティング手段１１は、各金型１ａ，１ｂとこれに対応する金型取付枠９ａ，９ｂとの間に介装されて、各金型１ａ，１ｂの左右両端側に位置して各金型取付枠９ａ，９ｂに対し金型１ａ，１ｂをフローティング状態に支持する複数のフローティングユニット２４からなることを特徴とする。

請求項３は、請求項２に記載の中子製造装置において、各フローティングユニット２４は、金型側に固定された金型側固定部材２５と金型取付枠側に固定された取付枠側固定部材２６とを上下方向にスライド自在に貫通して、金型１ａ，１ｂと金型取付枠９ａ，９ｂとを連結すると共に、金型取付枠９ａ，９ｂに対する金型１ａ，１ｂの上下方向移動をガイドするガイド棒２７，２８と、このガイド棒２７，２８の軸方向に沿った金型側の上下方向荷重を受けるコイルバネ４２，４３，４４，４７，４８とからなることを特徴とする。

請求項４は、請求項２に記載の中子製造装置において、前記各フローティングユニット２４は、上部取付板６１と、下部取付板６２と、上下両取付板６１，６２間に連結されたコイルバネ６３とからなるもので、上部取付板６１を金型取付枠９ａ，９ｂに取り付け、６２取付板を取付枠側固定部材６６に取り付けたことを特徴とする。

請求項５は、請求項４に記載の中子製造装置において、前記各フローティングユニット２４の上下両取付板６１，６２間には、前記コイルバネ６３を一体に埋め込むようにゴム状弾性材からなる円筒部材６４を介装したことを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、両金型１ａ，１ｂにバイブレータ１０を取り付けると共に、両金型１ａ，１ｂを、金型取付枠９ａ，９ｂに対し、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付け、バイブレータ１０により金型１ａ，１ｂを振動させながら、砂供給ユニット７，８の砂Ａ，Ｂを、両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に重力落下させて充填供給することによって、金型１ａ，１ｂは、フローティングユニット２４によりフローティング状態にあるから、バイブレータ１０の振動作用を最大限発揮させて金型１ａ，１ｂを有効に振動させることができ、それにより成形室２における砂Ａ，Ｂの充填を均一に且つ高密度に行うことができ、従って中子使用時におけるピールバックの発生を極力回避できると共に、中子の強度の向上と品質向上を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、フローティング手段１１が、各金型１ａ，１ｂと金型取付枠９ａ，９ｂとの間に介装されて、各金型１ａ，１ｂの左右両端側に位置して各金型取付枠９ａ，９ｂに対し金型１ａ，１ｂをフローティング状態に支持する複数のフローティングユニット２４からなるため、金型１ａ，１ｂのフローティング機能を有効に発揮させることができる。

請求項３に係る発明のように、各フローティングユニット２４を、金型側固定部材２５と取付枠側固定部材２６とを上下方向にスライド自在に貫通して、金型１ａ，１ｂと金型取付枠９ａ，９ｂとを連結すると共に、金型取付枠９ａ，９ｂに対する金型１ａ，１ｂの上下方向移動をガイドするガイド棒２７，２８と、このガイド棒２７，２８の軸方向に沿った金型側の上下方向荷重を受けるコイルバネ４２，４３，４４，４７，４８とから構成することによって、コンパクトな構造とすることができる。

請求項４に係る発明のように、各フローティングユニット２４として、上部取付板６１と、下部取付板６２と、上下両取付板６１，６２間に連結されたコイルバネ６３とからなり、上部取付板６１を金型取付枠９ａ，９ｂに取り付け、６２取付板を取付枠側固定部材６６に取り付けてなるものでもよく、このような構成とすれば、各フローティングユニット２４の構造が極めて簡単となる。

請求項５に係る発明のように、各フローティングユニット２４の上下両取付板６１，６２間に、コイルバネ６３を一体に埋め込むようにゴム状弾性材からなる円筒部材６４を介装すれば、バイブレータ１０にる金型１ａ，１ｂの振動がコイルバネ６３及びゴム状弾性材からなる円筒部材６４でより効果的に吸収されて、金型１ａ，１ｂのフローティング機能を一層有効に発揮させることができる。

本発明に係る中子製造装置の全体を示す斜視図である。フローティングユニットの一例を示す縦断面図である。中子製造装置の要部を示す一部断面正面図である。同中子製造装置の砂供給ユニット部分を示す側面断面図である。 (a) は他の例によるフローティングユニットを備えた金型の正面図、(b) はフローティングユニットの拡大断面図である。 (a-1) は同中子製造装置の動作を説明する説明図、(a-2) は金型の断面図、(b-1) は(a-1) ，(a-2) に引き続き動作を説明する説明図、(b-2) は砂供給ユニット及び金型の断面図である。 (a-1) は図６に引き続き動作を説明する説明図であり、(a-2) は金型の断面図、(b-1) は(a-1) ，(a-2) に引き続き動作を説明する説明図、(b-2) は金型の断面図である。 (a) は金型内に形成された中子を示す断面図、(b) は金型から中子を取り出した状態の断面図である。

以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は、内層と外層の二層からなる中子を製造する中子製造装置を斜視図で示している。この中子製造装置は、水平方向に互いに接離可能な一対の金型１ａ，１ｂであって、接合した両金型１ａ，１ｂが両金型１ａ，１ｂ間に形成される成形室２の開口３を上に向けた位置（図６の(a-1)参照）と開口３を下に向けた位置（図７の(a-1) ，(a-2) 参照）とに亘って水平回転軸線Ｇの周りに回転可能な一対の金型１ａ，１ｂと、この金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段（図示省略）と、金型１ａ，１ｂの上方で金型接離方向と同方向に移動可能な可動枠４と、この可動枠４の上部側に可動枠４の移動方向前後に所定のピッチＰで設けられた外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６と、両砂タンク５，６の夫々真下で砂の定量供給を受ける砂受給位置から前記接合した両金型１ａ，１ｂの真上でその上向き開口３から両金型１ａ，１ｂの成形室２内に砂を充填供給する供給位置に対して可動枠４の移動方向と直行する方向に進退可能な外層用砂供給ユニット７及び内層用砂供給ユニット８と、各金型１ａ，１ｂの夫々所要部に取り付けられていて、金型１ａ，１ｂを振動させるバイブレータ１０（図３参照）とから構成される。

一対の金型１ａ，１ｂは、夫々の接合面（吻合面）Ｆ，Ｆが水平面に対し垂直な面に位置するように配置されたもので、一方の金型１ａは、両金型１ａ，１ｂの夫々中心部を縦貫するような水平軸線Ｇの一端側の定位置で回転可能な金型取付枠９ａに、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付けられた固定金型であり、他方の金型１ｂは、水平回転軸線Ｇと平行に移動する回転可能な金型取付枠９ｂに、同じくバイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付けられた可動金型である。各金型取付枠９ａ，９ｂの内部には、図示は省略するが、各金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段が設けられている。

両金型１ａ，１ｂの水平回転軸線Ｇを挟んでその両側に一対のガイドバー２０，２０が並設され、両ガイドバー２０，２０の一端側は前記金型取付枠９ａに一体的に連結され、ガイドバー２０，２０の他端側は夫々、前記金型取付枠９ｂに対しスライド可能に貫通すると共に、水平回転軸線Ｇの他端側にある回転枠２１に一体的に連結されている。

図１及び図３に示すように、金型１ａ，１ｂを取り付ける両金型取付枠９ａ，９ｂは、夫々水平回転軸線Ｇ上に配設された回転軸１２，１３に固定され、一方の回転軸１２は、装置機枠１４の一方の基台１５に軸受２２により軸支され、他方回転軸１３には、他方の基台１６上に水平に設置されたシリンダ１７のピストンロッド１７ｂが同軸一体に連結され、このピストンロッド１７ｂは回転枠２１の中心部を貫通しており、シリンダチューブ１７ａはブラケット１８によって他方の基台１６上に固定されている。従って、このシリンダ１７の作動により、金型取付枠９ｂが金型取付枠９ａに対し進退移動して、金型１ｂが金型１ａに対し接離するようになっている。

また図１及び図３に示すように、前記一方の回転軸１２にはピニオン１９が取り付けられ、このピニオン１９に噛合するラック２３が、基台１５上に設置されたシリンダ（図示省略）に連動連結され、しかして当該シリンダの作動によりラック２３が所定ストローク移動して、ピニオン１９が反転し、それによって金型１ａ，１ｂが上向き位置から下向き位置へ、また下向き位置から上向き位置へと反転するようになっている。

前記フローティング手段１１は、図１及び図３に示すように、各金型１ａ，１ｂとこれに対応する金型取付枠９ａ，９ｂとの間に介装されていて、各金型１ａ，１ｂの左右両端側に位置して各金型取付枠９ａ，９ｂに対し各金型１ａ，１ｂをフローティング状態に支持する複数のフローティングユニット２４・・・からなる。

各フローティングユニット２４は、その一例を図２及び図３に示すように、各金型１ａ，１ｂ側に固定された金型側固定部材２５と各金型取付枠９ａ，９ｂ側に固定された取付枠側固定部材２６とを上下方向にスライド自在に貫通して金型１ａ，１ｂと金型取付枠９ａ，９ｂとを連結すると共に、金型取付枠９ａ，９ｂに対する金型１ａ，１ｂの上下方向移動をガイドするガイド棒２７，２８と、このガイド棒２７，２８の軸方向に沿った金型金型１ａ，１ｂ側の上下方向荷重を受けるコイルバネ２９，３０，３１，３２，４２とからなるもので、金型１ａ，１ｂを金型取付枠９ａ，９ｂから独立してフローティング状態に支持し、前記バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するようになっている。

上記フローティングユニット２４の構造について、図２により更に詳しく説明すれば、各金型１ａ，１ｂには取付基材３３を介して金型側固定部材２５が固定され、この金型側固定部材２５は、上下端部に上部取付片３４及び下部取付片３５を有する。一方、金型取付枠９ｂ（９ａ）に固定された取付枠側固定部材２６には、上下方向中間部に隔壁３６ａを有し且つ両端部に栓体３７，３８を固着したシリンダチューブ３６が固定され、このシリンダチューブ３６の上下両端側近傍には、夫々先端部にガイドローラ３９を軸着したガイド棒案内部材４０，４１が固定されている。

そして上部側のガイド棒２７が金型側固定部材２５の上部取付片３４及びガイド棒案内部材４０を貫通して、このガイド棒２７の下部側がシリンダチューブ３６の上部側に挿入され、このガイド棒２７下端部のピストン部２７ａとシリンダチューブ３６の隔壁３６ａとの間に圧縮コイルバネ２９が介装されると共に、ピストン部２７ａの上部側の径小軸部２７ｂに圧縮コイルバネ３０が介装され、ガイド棒案内部材４０と金型側固定部材２５の上部取付片３４との間にはバネ支持部片４４，４５を介して圧縮コイルバネ４２が介装され、またガイド棒２７の上端径小軸部２７ｃは上部取付片３４に挿通されている。また、下部側のガイド棒２８は、金型側固定部材２５の下部取付片３５及びガイド棒案内部材４１を貫通して、その上部側がシリンダチューブ３６の下部側に挿入され、このガイド棒２８の上端部のピストン部２８ａとシリンダチューブ３６の隔壁３６ａとの間に圧縮コイルバネ３１が介装されると共に、ピストン部２８ａの下部側の径小軸部２８ｂに圧縮コイルバネ３２が介装され、またこのガイド棒２８の下端径小軸部２８ｃが金型側固定部材２５の下部取付片３５に挿通されている。また、上下両ガイド棒案内部材４０，４１の夫々先端部にあるガイドローラ３９，３９は、金型側固定部材２５に対し摺接するようになっている。

図２及び図３において、５０は、基端部にガイド棒２７の上端径小軸部２７ｃが挿通される水平板部５０ａと、この水平板部５０ａの先端部に下向きに突設された係止片５０ｂとからなる金型倒れ防止用ストッパーで、両金型１ａ，１ｂが互いに離間して開放した時には、図２に示すように、水平板部５０ａの基端部にガイド棒２７の上端径小軸部２７ｃが挿通されて、係止片５０ｂが取付枠側固定部材２６の上端部に係止された状態にあるため、金型１ａ，１ｂが互いに対向する側へ倒れるような状態となるのを防止するようになっている。

図１に示される可動枠４は、装置機枠１４の上部縦枠５１，５２に沿って左右方向に延びるように配設されたガイドレール５３，５３によって、金型１ａ，１ｂの接離移動方向と同じ方向にスライド可能に支持され、シリンダ駆動機構４９によって駆動されるようになっている。

外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６の２つの砂タンク５，６は、図１に示すように、可動枠４の上部側後端部に可動枠４の移動方向前後に所定のピッチＰで設置されていて、両砂タンク５，６の夫々真下の砂受給位置でその下端供給口５ａ，５ａから、外層用砂供給ユニット７及び内層用砂供給ユニット８に対し外層用砂及び内層用砂を夫々所定量供給するようになっている。

外層用砂供給ユニット７と内層用砂供給ユニット８の２つの砂供給ユニット７，８は、図１に概略的に示すように、可動枠４の左右両側に夫々一対ずつ配設されたガイドレール（図示省略）にユニット上端部をスライド自在に支持された状態で吊持されていて、可動枠４に互いに平行に配設された２本のシリンダ（図示省略）によって、両砂タンク５，６の夫々真下で砂の定量供給を受ける砂受給位置から接合状態にある両金型１ａ，１ｂの真上に位置する砂供給位置に対して進退駆動されるようになっている。図３及び図４には、外層用砂供給ユニット７又は内層用砂供給ユニット８が両金型１ａ，１ｂの真上の砂供給位置にある状態を示し、砂供給ユニット７，８を砂受給位置から砂供給位置に対し進退移動させるガイドレール、シリンダ等の移動機構の図示を省略している。

砂供給ユニット７，８は、砂タンク５，６から定量供給された砂供給ユニット７，８の砂を、両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に重力落下により又はブロー（吹き込み）により充填供給するもので、図３、図４及び図６の(b-2) に示すように、上向き位置にある両金型１ａ，１ｂの開口３に対応する位置に砂充填口５４を備えた本体ケース５５を有する。この本体ケース５５には上端中央部に砂受給口５６が設けてあって、本体ケース５５が砂受給位置にある時に、対応する砂タンク５，６の下端供給口５ａ，５ａから砂受給口５６を通じて本体ケース５５内に砂を所定量受給し、この受給した所定量の砂を、接合した両金型１ａ，１ｂの真上の砂供給位置で両金型１ａ，１ｂの開口３から成形室２内に充填する。

各砂供給ユニット７，８の下端部には、図３及び図４に示すように、本体ケース５５の底部の砂充填口５４を開閉する開閉ダンパー５７が設けてあって、このダンパー５７は、ダンパー駆動用シリンダ５８により、開口部５９が図３及び図４の実線図示のように本体ケース５５の砂充填口５４と一致する位置に駆動されると、本体ケース５５内の砂が砂充填口５４から両金型１ａ，１ｂの成形室２内へ重力落下し、仮想線図示のように駆動されることにより、本体ケース５５の砂充填口５４を閉鎖するようになっている。ダンパー駆動用シリンダ５８は、本体ケース５５に取り付けられたブラケット６０に設置される。

尚、各砂供給ユニット７，８は、上記のように砂タンク５，６から定量供給された砂供給ユニット７，８の砂を、両金型１ａ，１ｂの成形室２内に充填供給するものであるが、一方の外層用砂供給ユニット７は、成形室２内に外層用の砂を重力によって成形室２内に充填供給し、その充填供給の最終段階で空気圧によるブロー（吹き込み）を行なうようになっており、それにより成形室２の入口部分も隙間なく充填することができる。他方の内層用砂供給ユニット８は、成形室２内に既に形成されている外層ａ内に内層用の砂をブローにより充填するようになっている。従って、図示は省略するが、両砂供給ユニット７，８には夫々ブロー用の圧力エアー供給手段が設けてある。

外層用砂タンク５には中子の外層を形成する外層用熱硬化性樹脂被覆砂が、また内層用砂タンク６には中子の内層を形成する内層用熱硬化性樹脂被覆砂が、夫々砂供給手段によって適宜に供給されて貯留されるようになっている。なお、外層用熱硬化性樹脂被覆砂は内層用熱硬化性樹脂被覆砂より大きい粒度指数で形成されたものである。外層用の熱硬化性樹脂被覆砂は、注湯に耐え得る強度を必要とするため、内層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に高強度、具体的には曲げ強度が３０Ｋｇｆ／ｃｍ²以上に設計される。そして、熱硬化性樹脂の使用量としては、所要強度及びその他の鋳型特性（低熱膨張性など）を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的には耐火性粒子に対し１〜１０重量％の範囲であり、更に熱硬化性樹脂被覆砂の製造し易さ及び品質の安定さを考慮すると、その範囲は好ましくは２〜６重量％ある。

また、外層用熱硬化性樹脂被覆砂の粒度指数は、一般的には８０以上、更に熱硬化性樹脂被覆砂の製造容易さを考慮すると、好ましくは９０〜１６０の範囲である。なお、粒度指数が大きいことは細粒を意味し、粒度指数が小さいことは粗粒を意味する。この外層用熱硬化性樹脂被覆砂としては、外層の薄肉化及び内層の緊密接合化の観点から、その硬化時間８０秒以上、特に９０秒以上である遅硬性熱硬化性樹脂被覆砂が好適である。なお、硬化時間とは、２５０℃熱板上においた環状金型（５０ｍｍΦ×５ｍｍ）内に熱硬化性樹脂被覆砂を充満させた時からその表面が針で刺さらなくなるまでの時間をいう。

一方、内層用熱硬化性樹脂被覆砂としては、鋳型に良好な崩壊性を付与するため、外層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に低強度、具体的には曲げ強度が３０Ｋｇｆ／ｃｍ²未満、好ましくは２０Ｋｇｆ／ｃｍ² 以下に設定される。そして、熱硬化性樹脂の使用量は、鋳型の崩壊性やガス欠陥（発生量の抑制）を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的には耐火性粒子に対して２重量％未満であり、またその下限は外層の補強効果の観点から０．５重量％程度である。また、内層用熱硬化性樹脂被覆砂は、ガス欠陥（高通気度化）の観点から、一般には外層用熱硬化性樹脂被覆砂より小さい粒度指数（８０未満）に設定されるが、好ましくは２０〜５０の範囲である。

図５の(a) は他の実施形態によるフローティングユニット２４を備えた金型１ａ，１ｂの正面図、(b) はそのフローティングユニット２４の拡大断面図である。このフローティングユニット２４は、上部取付板６１と、下部取付板６２と、上下両取付板６１，６２間に連結されたコイルバネ６３と、上下両取付板６１，６１間にコイルバネ６３を埋め込むだように介装されたゴム状弾性材よりなる円筒部材６４とからなるもので、各金型１ａ，１ｂの左右両端側の上下２ヶ所において、上部取付板６１が金型側固定部材２５から水平に突設した取付部片６５に取り付けられ、下部取付板６２が取付枠側固定部材２５から水平に突設した取付部片６６に取り付けられ、これによって各金型１ａ，１ｂを各金型取付枠９ａ，９ｂに対しフローティング状に支持するようになっている。このようなフローティングユニット２４によれば、構造が簡単であるから、製作コストが安く、取付けも簡単となる。このようなフローティングユニット２４によれば、図２及び図３に示す実施形態のフローティングユニット２４に比べて構造が簡単であるから、製作コストが安くつく。また各フローティングユニット２４の上下両取付板６１，６２間に、コイルバネ６３を一体に埋め込むようにゴム状弾性材からなる円筒部材６４を介装しているから、バイブレータ１０にる金型１ａ，１ｂの振動がコイルバネ６３及びゴム状弾性材からなる円筒部材６４でより効果的に吸収されて、金型１ａ，１ｂのフローティング機能を一層有効に発揮させることができる。尚、図５に示す実施形態のフローティングユニット２４では、上下両取付板６１，６２間にゴム状弾性材からなる円筒部材６４を介装しているが、上下両取付板６１，６２間にコイルバネ６３を連結しただけのものでもよい。

次に、上述したような構成よりなる中子製造装置の作用について、図１及び図６〜図８を参照しながら説明する。尚、図６〜図８には、金型１ａ，１ｂと可動枠４と砂タンク５，６と砂供給ユニット７，８のみを図示し、金型取付枠９ａ，９ｂ及びバイブレータ１０については図示を省略する。また以下に説明するような一連の動作は、コンピューターに予め組み込んであるプログラムに従って行なわれるようになっいる。

先ず、図１及び図６の(a-1) を参照すれば、固定側の金型取付枠９ａに取り付けられた金型１ａに対し、同図仮想線図示のように離間している金型１ｂを、この金型１ｂを取り付けた金型取付枠９ｂをシリンダ１７で伸長作動させることにより、金型１ａに接近移動させて、両金型１ａ，１ｂを接合させる。この時、可動枠４は、図１に示すような位置、即ち外層用砂供給ユニット７が砂受給位置から砂供給位置に前進した時に金型１ａ，１ｂに砂を充填できる位置にある。またこの時、外層用砂供給ユニット７及び内層用砂供給ユニット８は、夫々外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６の真下の夫々砂受給位置で所定量の砂を受給し終えた状態で待機している。

しかして、上記のように両金型１ａ，１ｂが接合した状態から、先ず、外層用砂供給ユニット７が図６の(a-1) に示すように砂受給位置から図６の(b-1) に示すような砂供給位置まで前進して、加熱された金型１ａ，１ｂの上向き開口３から成形室２内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを重力落下式に充填する（図３参照）。この重力落下式充填の最終段階で空気圧によるブローを行なう。こうした外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａの充填時にバイブレータ１０を作動させて金型１ａ，１ｂを振動させる。この時、金型１ａ，１ｂは、フローティング手段１１のフローティングユニット２４によって、金型取付枠９ａ，９ｂに対し独立してフローティング状態にあるから、バイブレータ１０の振動作用は、金型取付枠９ａ，９ｂに制限されることなく最大限に発揮され、金型１ａ，１ｂを有効に振動させることができる。

上記のようにフローティング状態の金型１ａ，１ｂを振動させながら、砂供給ユニット７の外層用樹脂被覆砂Ａを、両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に重力落下させて充填することにより、成形室２内への外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａの充填を均一にしかも高密度に行うことができる。こうして成形室２に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａが充填された状態を図６の(b-2) に示す。この時、外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａは、所定温度に加熱された金型１ａ，１ｂからの熱を受けて、成形室３の壁面に接する外層部が所定厚さだけ硬化し、その内部は未硬化状態にある。

外層用砂供給ユニット７は砂供給位置で金型１ａ，１ｂの成形室２内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを充填した後、図７の(a-1) に示すように砂受給位置に後退し、その間に、金型１ａ，１ｂは、ピニオン１９、ラック２３、シリンダ等からなる金型反転駆動手段により開口３が下を向くように反転して未硬化の外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを開口３から下方へ排出し、それにより図７の(a-2) に示すように金型１ａ，１ｂの成形室２内に中子の外層ａが形成される。砂受給位置に後退した外層用砂供給ユニット７は、そこで外層用砂タンク５によって外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａの供給を受ける。

上記のように金型１ａ，１ｂが成形室２内の未硬化の外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを排出した後、開口３を上に向けた位置に反転復帰すると、可動枠４が、図７の(b-1) に示すように両砂タンク５，６のピッチＰ（図１参照）に相当するストロークだけ図７の(b-1) の矢印方向に移動し、それまで砂受給位置で待機していた内層用砂供給ユニット８が図７の(b-1) の仮想線図示位置から実線図示の砂供給位置へ前進し、同図の(b-2) に示すように金型１ａ，１ｂ内で既に形成されている外層ａ内に内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂを空気圧によるブロー（吹き込み）によって充填する。こうした内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂの充填時にバイブレータ１０を作動させて金型１ａ，１ｂを振動させる。この時、金型１ａ，１ｂは、フローティングユニット２４によってフローティング状態にあるから、バイブレータ１０の振動作用は、金型取付枠９ａ，９ｂに制限されることなく最大限に発揮され、金型１ａ，１ｂを有効に振動させることができる。こうして外層ａ内に充填された内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂは外層ａと一体化した内層ｂを形成し、かくして図７の(b-2) に示すように外層ａと内層ｂとからなる中子Ｎが形成される。

尚、砂供給ユニット７，８から両金型１ａ，１ｂの成形室２内に砂Ａ，Ｂを供給する時に、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動は、金型１ａ，１ｂ上に載置された状態の砂供給ユニット７，８に伝わるが、金型１ａ，１ｂの重量に比べて砂供給ユニット７，８の重量が遥かに軽く、しかも砂供給ユニット７，８が可動枠４に配設されたガイドレールにユニット上端部をスライド自在に支持されて吊持された状態であるため、その振動が砂供給ユニット７，８に制限されることはほとんどない。好ましくは、砂供給ユニット７，８と可動枠４のガイドレールとの間に振動吸収手段を介装しておくとよい。

内層用砂供給ユニット８は、図７の(b-1) に示すように金型１ａ，１ｂ内に内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂを充填した後、図６の(a) に示すように内層用砂タンク６の真下の砂受給位置に後退して、そこで内層用砂タンク６によって内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂの供給を受ける。図８の(a) に示すように成形室２内に外層ａと内層ｂとからなる中子Ｎを形成した金型１ａ，１ｂは、所要時間経過後、図１に示すシリンダ１７の収縮作動による可動側取付枠９ｂの引き離し操作により互いに分離して、中子Ｎが取り出される。これによって一連の中子製造工程を終了することになる。

以上説明したように、この発明に係る中子製造装置によれば、両金型１ａ，１ｂに夫々バイブレータ１０を取り付けると共に、両金型１ａ，１ｂを、夫々の金型取付枠９ａ，９ｂに対し、バイブレータ１０による金型１ａ，１ｂの振動を吸収するフローティング手段１１を介して取り付けて、バイブレータ１０により金型１ａ，１ｂを振動させながら、砂供給ユニット７，８の砂Ａ，Ｂを、両金型１ａ，１ｂ間の成形室２内に充填供給することにより、金型１ａ，１ｂは、フローティングユニット２４によってフローティング状態にあるから、バイブレータ１０の振動作用を最大限に発揮させて金型１ａ，１ｂを有効に振動させることができ、それにより成形室２における砂Ａ，Ｂの充填を均一に且つ高密度に行うことができ、中子使用時におけるピールバックの発生を極力回避できると共に、中子の強度向上と品質向上を図ることができる。尚、この実施形態では、両金型１ａ，１ｂに夫々バイブレータ１０を取り付けているが、バイブレータ１０は、両金型１ａ，１ｂの少なくとも一方に取り付ければよい。

この中子製造装置において、フローティング手段１１は、各金型１ａ，１ｂとこれに対応する金型取付枠９ａ，９ｂとの間に介装されて、各金型１ａ，１ｂの左右両端側に位置して各金型取付枠９ａ，９ｂに対し金型１ａ，１ｂをフローティング状態に支持するフローティングユニット２４からなるため、金型１ａ，１ｂのフローティング機能を有効に発揮させることができる。

また、上述した実施形態のように、各フローティングユニット２４を、金型側に固定された金型側固定部材２５と金型取付枠側に固定された取付枠側固定部材２６とを上下方向にスライド自在に貫通して、金型１ａ，１ｂと金型取付枠９ａ，９ｂとを連結すると共に、金型取付枠９ａ，９ｂに対する金型１ａ，１ｂの上下方向移動をガイドするガイド棒２７，２８と、このガイド棒２７，２８の軸方向に沿った金型側の上下方向荷重を受けるコイルバネコイルバネ２９，３０，３１，３２，４２とから構成することにより、コンパクトな構造とすることができる。

また、フローティング手段１１の各フローティングユニット２４としては、上部取付板６１と、下部取付板６２と、上下両取付板６１，６２間に連結されたコイルバネ６３とからなるもので、上部取付板６１を金型取付枠９ａ，９ｂに取り付け、６２取付板を取付枠側固定部材６６に取り付けてなるものでもよく、このような構成とすれば、各フローティングユニット２４の構造が極めて簡単となる。

また、上記のように上部取付板６１と下部取付板６２と、上下両取付板６１，６２間に連結されたコイルバネ６３とからなるフローティングユニット２４において、上下両取付板６１，６２間に、コイルバネ６３を一体に埋め込むようにゴム状弾性材からなる円筒部材６４を介装すれば、バイブレータ１０にる金型１ａ，１ｂの振動がコイルバネ６３及びゴム状弾性材からなる円筒部材６４でより効果的に吸収されて、金型１ａ，１ｂのフローティング機能を一層有効に発揮させることができる。

また、上述の実施形態では、外層ａと内層ｂの二層からなる中子Ｎを製造する中子製造装置について説明したが、もちろん、本発明は、単層からなる中子Ｎを製造する中子製造装置にも適用されるものである。

１ａ，１ｂ金型
２金型の成形室
３成形室の開口
５，６砂タンク
７，８砂供給ユニット
９ａ，９ｂ金型取付枠
１０バイブレータ
１１フローティング手段
２４フローティングユニット
２５金型側固定部材
２６取付枠側固定部材
２７，２８ガイド棒
４２，４３バネ
４４，４７バネ
３８バネ
６１上部取付板
６２下部取付板
６３バネ

Claims

水平方向に互いに接離可能で、夫々金型取付枠に取り付けられた一対の金型と、金型を所要温度に加熱する加熱手段と、金型の上方にある砂タンクと、砂タンクと金型との間にあって、砂タンクから砂の定量供給を受け、この砂を両金型間に形成される成形室内に充填供給する砂供給ユニットとからなる中子製造装置において、
両金型の少なくとも一方にバイブレータを取り付けると共に、両金型を、夫々の金型取付枠に対し、バイブレータによる金型の振動を吸収するフローティング手段を介して取り付け、しかしてバイブレータにより金型を振動させながら、砂供給ユニットの砂を、加熱された両金型間の成形室内に充填供給するようにしたことを特徴とする中子製造装置。
前記フローティング手段は、各金型とこれに対応する金型取付枠との間に介装されて、各金型の左右両端側に位置して各金型取付枠に対し金型をフローティング状態に支持する複数のフローティングユニットからなることを特徴とする請求項１に記載の中子製造装置。
各フローティングユニットは、金型側に固定された金型側固定部材と金型取付枠側に固定された取付枠側固定部材とを上下方向にスライド自在に貫通して金型と金型取付枠とを連結すると共に、金型取付枠に対する金型の上下方向移動をガイドするガイド棒と、このガイド棒の軸方向に沿った金型側の上下方向荷重を受けるコイルバネとからなることを特徴とする請求項２に記載の中子製造装置。
前記各フローティングユニットは、上部取付板と、下部取付板と、上下両取付板間に連結されたコイルバネとからなるもので、上部取付板を金型側固定部材に取り付け、下部取付板を取付枠側固定部材に取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の中子製造装置。
前記各フローティングユニットの上下両取付板間には、前記コイルバネを一体に埋め込むようにゴム状弾性材からなる円筒部材を介装したことを特徴とする請求項４に記載の中子製造装置。