JP2019069466A - 中子造型機 - Google Patents

Abstract

【課題】中子の原料や混練砂の射出孔からの漏れを抑制することが可能な、中子造型機を提供すること。【解決手段】本発明にかかる中子造型機１は、中子の原料を混練して混練砂Ｓとし、当該混練砂Ｓを収容した収容槽１１の射出孔１３から、前記混練砂Ｓを金型２へ射出する中子造型機１であって、射出孔１３には、収容槽１１の内側に向かって移動して混練砂Ｓを通過可能にする蓋部１２を設け、混練砂Ｓの射出時に、蓋部１２が金型２の注入口に設けられたノズル２３によって押し開けられる。【選択図】図３

Description

本発明は、中子造型機に関するものである。

一般的な、鋳造のための中子の造型方法では、中子の原料を収容槽に入れ、混練し、混練砂としたものを、金型に射出して焼成して、中子を造型する。特許文献１には、収容槽の底部に混練砂を射出する射出孔と、射出孔を覆う蓋部とを設けた中子造型機が開示されている。

国際公開第２００５／０８９９８４号

背景技術で述べたように、中子造型機の収容槽の底部には、混練砂を射出する射出孔が設けられている。しかしながら、収容槽の移動時などに、中子の原料や混練砂の漏れがそれらの自重によって生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、中子の原料や混練砂の射出孔からの漏れを抑制することが可能な、中子造型機を提供するものである。

本発明にかかる中子造型機は、中子の原料を混練して混練砂とし、当該混練砂を収容した収容槽の射出孔から、前記混練砂を金型へ射出する中子造型機であって、前記射出孔には、前記収容槽の内側に向かって移動して前記混練砂を通過可能にする蓋部を設け、前記混練砂の射出時に、前記蓋部が前記金型の注入口に設けられたノズルによって押し開けられる。

本発明にかかる中子造型機では、混練砂の射出時に、金型の注入口に設けられたノズルが、射出孔に設けられた蓋部を押し開けるように構成している。よって、蓋部が閉じた状態では、中子の原料や混練砂の漏れを抑制することができる。

本発明により、中子造型の際に、中子の原料や混練砂の射出孔からの漏れを抑制することができる。

実施の形態にかかる中子造型機および金型の断面図とノズルの拡大平面図である。 実施の形態にかかる中子造型機の蓋部の拡大平面図である。 実施の形態にかかる中子造型機の蓋部に金型のノズルが押し当てられることによって、ノズルが蓋部を押し開けた状態の中子造型機および金型の断面図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、図面は適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図１〜図３に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

＜実施の形態＞
図１は、実施の形態にかかる中子造型機１および金型２の断面図とノズル２３の拡大平面図である。図１に示すように、中子造型機１は、収容槽１１、蓋部１２、射出孔１３、シーリングゴム１４、圧入ピストン１５、シリンダ１６を備える。金型２は、固定金型２１、可動金型２２、ノズル２３を備える。中子造型機１と金型２とは、鋳造のための中子の造型に用いられる。図１は、中子の原料を混練して得た混練砂Ｓが収容された収容槽１１を、圧入ピストン１５及びシリンダ１６と、金型２との間にそれぞれ対向するように移動させた状態を示している。

収容槽１１は、中子の原料である骨材とバインダーとを収容し、収容した中子の原料を混練して得た混練砂Ｓを、金型２へ射出する容器である。図１は、収容槽１１に収容した混練砂Ｓを、金型２へ射出する前の状態を示している。図１に示すように、収容槽１１は円筒状であり、上面が開口しており、底面は、蓋部１２及び射出孔１３を除き、閉じられている。

本実施の形態では、円筒状の収容槽１１を用いているが、角筒状の収容槽を用いてもよく、収容槽の形状は適宜変更可能である。なお、中子の原料の混練と混練砂の射出とは、それぞれ別々の容器を用いて行うことも可能だが、本実施の形態では、収容槽１１を中子造型の各工程に応じて移動させることができるため、混練と射出とを同じ収容槽内で行うことができる。したがって、工程によって中子の原料や混練砂を移し替える必要がなく、効率的に中子を造型することができる。

蓋部１２は、射出孔１３の蓋であり、収容槽１１の底部に配設されている。蓋部１２は、収容槽１１に収容された中子の原料や混練砂Ｓの、射出孔１３からの漏れを抑制する。蓋部１２に金型２のノズル２３が押し当てられることによって、ノズル２３の上端が蓋部１２を上方に付勢して、これを押し開ける。押し開けられた蓋部１２は、収容槽１１の内側に向かって移動し、混練砂Ｓを通過可能にする。換言すると、蓋部１２は、収容槽１１の内側方向（両矢印）へ開閉するように配設されている。そのため、図１に示すように、中子の原料や混練砂Ｓが収容槽１１に収容され、金型２へ射出される前、すなわち、中子造型機１の収容槽１１と金型２の内部空間とがノズル２３を介して連結されていない場合は、中子の原料や混練砂Ｓの自重によって、蓋部１２は閉じられている。

蓋部１２は、金属から構成されている。蓋部１２を金属製とすると、耐久性が高く、劣化等による交換頻度を低減することができる。さらに、蓋部１２が金属製の場合は、蓋部１２に金型２のノズル２３が繰り返し押し当てられたとしても、耐衝撃性や耐摩耗性が高い状態を保つことができる。また、蓋部１２は、混練砂Ｓの重さによって変形しない程度の剛性を有するものであれば、樹脂製であってもよく、一部に密着性を高めるためのゴム等の柔軟性を有する素材が用いられていてもよい。蓋部１２の形状については、後に図２を用いて詳細に説明する。

射出孔１３は、混練砂Ｓの射出時に蓋部１２が開いて、混練砂Ｓが通過する円形状の孔を指す。換言すると、射出孔１３は、混練砂Ｓの射出時以外は、蓋部１２によって閉じられている。本実施の形態では、射出孔１３は円形状であるが、これに限定されず、中子の形状やノズルの形状等に応じて、多角形の形状等に適宜変更可能である。

シーリングゴム１４は、金型２のノズル２３が、中子造型機１の蓋部１２を押し開ける際、すなわち、中子造型機１の収容槽１１と金型２の内部空間とがノズル２３を介して連結される際の、連結の位置決めの補助と、射出孔１３からの中子の原料や混練砂Ｓの漏れ抑制の補助となるゴム製の円筒状部材である。なお、連結時の位置決めの精度を高め、混練砂Ｓを中子造型機１から金型２へと効率的に流し入れるためには、シーリングゴム１４の内径は、射出孔１３の内径と一致させることが好ましい。ただし、連結の位置決めと、射出孔１３からの中子の原料や混練砂Sの漏れ抑制とを補助できる程度であれば、シーリングゴム１４の内径が、射出孔１３の内径より大きくてもよい。

圧入ピストン１５は、射出孔１３が開口した際に、収容槽１１に収容された混練砂Ｓに対し鉛直下方向（ｚ軸負方向）へ圧力をかけ、混練砂Ｓを金型２へと射出するためのピストンである。圧入ピストン１５の底面（ｘｙ平面）は、収容槽１１の径方向の形状に沿うような形状である。本実施の形態では、収容槽１１が円筒状であるため、圧入ピストン１５の底面の形状は円盤状である。

また、圧入ピストン１５は、圧入ピストン１５の上部を囲むように設けられたシリンダ１６と一体になっている。シリンダ１６を押すと圧入ピストン１５が押されることにより、混練砂Ｓに対し鉛直下方向（ｚ軸負方向）への圧力がかかり、混練砂Ｓが金型２へと射出される。

金型２は、固定金型２１と可動金型２２とを一組として使用するものである。固定金型２１は固定された金型であり、可動金型２２は可動する金型である。金型２の形状は、中子の形状により適宜変更される。中子は、金型２の内部空間に射出された混練砂Ｓを加熱することによって造型される。混練砂を加熱して中子を造型した後、可動金型２２を移動させることにより、造型した中子を取り出す。なお、固定金型２１と可動金型２２の配置は逆であってもよい。

ノズル２３は、金型２の上面に配設されたノズルである。ノズル２３は、前述の通り、射出時に、蓋部１２を押し開けるとともに、空洞部を混練砂Ｓが通過するノズルである。本実施の形態では、ノズル２３は円筒状である。なお、本実施の形態では、中子造型機１の射出孔１３が円形状であり、射出孔１３のシーリングゴム１４が円筒状であることから、ノズル２３も円筒状であるが、ノズルは、射出孔とシーリングゴムの形状に合わせて、例えば、角筒状などに適宜変更可能である。

ノズル２３の外径は、射出孔１３の内径より小さいが、射出孔１３の内径に限りなく近い径とする。具体的には、ノズル２３の上端が蓋部１２を押し開ける際、換言すると、ノズル２３を射出孔１３に差し込む際に、スムーズに差し込むことができ、ノズル２３と射出孔１３との間で余計な抵抗や摩擦等が生じない程度の径とすることが好ましい。

ノズル２３の外径を、射出孔１３の内径に限りなく近い径（ノズル２３の外径＜射出孔１３の内径）とすると、ノズル２３の外径と射出孔１３との間に生じ得る隙間を減らすことができる。したがって、混練砂Ｓを中子造型機１から金型２へと、ノズル２３を介してより効率的に流し入れることができる。

図１に示すように、ノズル２３の高さＬ２は、シーリングゴム１４の高さＬ１よりも長い（Ｌ１＜Ｌ２）。より具体的には、ノズル２３の高さＬ２は、ノズル２３の上端が蓋部１２を上方に付勢して、蓋部１２を押し開け、混練砂Ｓを中子造型機１の収容槽１１から金型２の内部空間へとノズル２３を介して流し込むことができる程度の高さとする。

図１の、一点鎖線によって囲まれたノズル２３の拡大平面図に示すように、ノズル２３は、固定金型２１と可動金型２２との境目にて、造型した中子を取り出す際に、左右に分離させることができる。すなわち、本実施の形態におけるノズル２３は円筒状のノズルであるが、図１の拡大平面図に示すように、半円筒状のノズル２３ａとノズル２３ｂとが一組となり、ノズル２３を構成している。

図２は、実施の形態にかかる中子造型機１の蓋部１２の拡大平面図である。図２では、蓋部１２は閉じられた状態である。図２に示すように、蓋部１２は矩形状の板状部材１２ａと、蝶番１２ｂとを備える。

蓋部１２は、複数の板状部材１２ａを、射出孔１３の孔（不図示）に沿って円形状に配置して、形成している。板状部材１２ａは、板状部材１２ａ同士の間に隙間ができないように配置する。具体的には、図２に示すように、射出孔１３の中央部において、板状部材１２ａ同士が重なり合うように配置する。

本実施の形態では、矩形状の板状部材１２ａを８枚重ね合わせて蓋部１２を形成しているが、板状部材１２ａの形状や枚数はこれに限定されず、適宜変更可能である。例えば、多角形や半円の板状部材を重ね合わせて蓋部としたものを含んでもよい。また、板状部材１２ａは１枚のみでもよく、２枚以上の任意の数でもよい。さらに、複数の板状部材１２ａは、互いに異なる形状であってもよい。

蝶番１２ｂは、板状部材１２ａと収容槽１１とを接続し、板状部材１２ａを開閉させる部品である。蝶番１２ｂは、収容槽１１の内側底面の、射出孔１３の周辺部（不図示）に配設されている。蝶番１２ｂは、板状部材１２ａの一端に設けられ、板状部材１２ａを軸支している。蝶番１２ｂは、収容槽１１の内側方向へ開閉するが、混練砂Ｓの射出方向（ｚ軸負方向）へは開閉しない。そのため、蓋部１２が閉じた状態で、中子の原料や混練砂Ｓが収容槽１１に収容されると、中子の原料や混練砂Ｓの自重によって、蓋部１２は閉じられた状態となる。

図３は、実施の形態にかかる中子造型機１の蓋部１２に金型２のノズル２３が押し当てられることによって、ノズル２３が蓋部１２を押し開けた状態の中子造型機１および金型２の断面図である。図３では、中子造型機１と金型２とが対向する位置において、中子造型機１を金型２へ向かって下降させている。そして、中子造型機１の蓋部１２に金型２のノズル２３が押し当てられることによって、ノズル２３の上端が蓋部１２を上方に付勢して、これを押し開ける。このような状態において、中子造型機１の収容槽１１と金型２の内部空間とはノズル２３を介して連結されている。

図３に示すように、蓋部１２がノズル２３によって押し開けられた状態で、シリンダ１６を鉛直下方向（白抜き矢印、ｚ軸負方向）に向かって押すことにより、シリンダ１６と一体となっている圧入ピストン１５が鉛直下方向（白抜き矢印、ｚ軸負方向）へと押され、混練砂Ｓに圧力がかかる。圧力がかかった混練砂Ｓは、射出孔１３とノズル２３とを通過し、金型２へと射出される。

本実施の形態にかかる中子造型機１は、混練砂Ｓの射出時に、金型２の注入口に設けられたノズル２３が、射出孔１３に設けられた蓋部１２を押し開けるように構成している。蓋部１２は、収容槽１１の内側に向かって移動し、混練砂Ｓを通過可能にする。このような構成により、蓋部が閉じた状態における、中子の原料や混練砂の射出孔からの漏れを抑制することができる。さらに、中子の原料や混練砂の突発的な漏れを抑制することができることから、漏れた中子の原料や混練砂の掃除による設備の稼働停止の回数を抑制することができ、中子の造型の効率を高めることができる。また、本実施の形態にかかる蓋部１２は、金属製であるため、耐久性があり、交換頻度を大幅に下げられることから、コストを下げることもできる。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ 中子造型機
２ 金型
１１ 収容槽
１２ 蓋部
１２ａ 板状部材
１２ｂ 蝶番
１３ 射出孔
１４ シーリングゴム
１５ 圧入ピストン
１６ シリンダ
２１ 固定金型
２２ 可動金型
２３、２３ａ、２３ｂ ノズル
Ｓ 混練砂

Claims (1)

1. 中子の原料を混練して混練砂とし、当該混練砂を収容した収容槽の射出孔から、前記混練砂を金型へ射出する中子造型機であって、
   前記射出孔には、前記収容槽の内側に向かって移動して前記混練砂を通過可能にする蓋部を設け、
   前記混練砂の射出時に、前記蓋部が前記金型の注入口に設けられたノズルによって押し開けられる、
   中子造型機。

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