JP2802185B2 - 鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中子の有無に基づいて
注湯を行う鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に示されるように、一般的な鋳造ラ
インは、上枠および下枠の枠内に型を造型する工程Ａ
と、その型内に中子をおさめる工程Ｂと、上枠および下
枠を枠合せする工程Ｃと、その両枠の型内へ注湯する工
程Ｄと、製品を冷却する工程Ｅと、上枠および下枠を分
離する工程Ｆと、枠内から製品を取出す工程Ｇとからな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記造型工程Ａでは、
造型機により枠内に砂型を造型するが、この砂型は常に
完全なものではない。このため、注湯工程Ｄにより好ま
しくない製品が得られる場合もある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、造型が好ましくないときは、その型に注湯を行わ
ずに済む鋳造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、枠内に型を造型する工程１と、その型内に中子106
をおさめる工程２と、型内に注湯する工程６とを少なく
とも有する鋳造方法において、造型の状態を見て良好状
態の型のみに中子106 をおさめ、不良状態の型へ中子10
6 をおさめない中子おさめ工程２と、注湯前に型の湯口
104 から中子検出棒57を挿入して、中子106 の有無を検
出する中子検出工程４と、中子106 のある型内へ注湯を
行うとともに、中子106 のない型内への注湯を休止する
注湯工程６とによって構成される鋳造方法である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、枠内に型を造型
する工程１と、その型内に中子106をおさめる工程２
と、掛堰71を貫通して掛堰に密着された型の湯口104 に
挿入されるストッパ101 により型内への注湯を制御する
工程６とを少なくとも有する鋳造方法において、造型の
状態を見て良好状態の型のみに中子106 をおさめ、不良
状態の型へ中子106 をおさめない中子おさめ工程２と、
注湯前に型の湯口104 から中子検出棒57を挿入して、中
子106 の有無を検出する中子検出工程４と、この中子検
出工程４で中子106 の存在が確認されたときのみ、前記
ストッパ101 の先端と係合して高温ストッパ101 から湯
口104の座部105 を保護するための耐熱シール部材Ｓを
前記湯口104 に挿入する耐熱シール部材挿入工程５と、
中子106 のある型内へ注湯を行うとともに、中子106 の
ない型内への注湯を休止する注湯工程６とによって構成
される鋳造方法である。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の発明は、造型の良否により型
内への中子おさめを選択するから、注湯前に型の湯口10
4 から中子検出棒57を挿入して、中子106 を検出できな
いときは、その型へ注湯しない。

【０００８】請求項２に記載の発明は、中子検出棒57を
挿入して中子106 の存在が確認されたときは、型の湯口
104 にその座部105を保護するための耐熱シール部材Ｓ
を挿入し、次の注湯工程で、掛堰71を貫通して掛堰に密
着された型の湯口104 に挿入したストッパ101 により、
耐熱シール部材Ｓを挟んで湯口104 の座部105 を開閉
し、型内への注湯を制御する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に示される実施例を参照
して詳細に説明する。

【００１０】図１は、鋳造方法の概要を示すフローチャ
ートであり、上枠および下枠の枠内に上型および下型を
それぞれ造型する造型工程１と、その下型内に中子をお
さめる中子おさめ工程２と、上枠および下枠を枠合せす
る枠合せ工程３と、注湯前に型の湯口から中子検出棒を
挿入して、中子の有無を検出する中子検出工程４と、こ
の中子検出工程４で中子の存在が確認されたときのみ、
前記湯口を開閉する高温ストッパの先端から湯口の座部
を保護するための耐熱シール部材を湯口に挿入する耐熱
シール部材挿入工程５と、前記湯口に挿入されるストッ
パにより型内への注湯を制御する注湯工程６と、製品を
冷却する製品冷却工程７と、上枠および下枠を分離する
枠分離工程８と、枠内から製品を取出す製品取出工程９
とからなる。製品を取出した後の上枠および下枠は前記
造型工程に戻し、また砂は再生して造型工程で使用す
る。

【００１１】図２は、鋳造ラインの概要を平面的に示し
たもので、２列に設けられた下型造型機11では下枠（バ
ックメタル枠）の内部に下型（砂型）がコールドボック
ス法により造型され、この下型が不良品でない限り、中
子おさめライン12で搬送中の下型内に人手により中子が
おさめられ、さらに、２列に設けられた上型造型機13で
は上枠（バックメタル枠）の内部に上型（砂型）がコー
ルドボックス法により造型され、この上枠と、前記中子
おさめライン12で搬送されてきた下枠とが枠合せ装置14
にて枠合せされ、この一体化された上枠および下枠は、
搬送ライン15により耐熱シール部材挿入装置16へ搬送さ
れ、その中子検出機構32により後述するように中子の有
無が検出され、そして、中子有りの場合に限り耐熱シー
ル部材挿入機構33により型の湯口にリング状の耐熱シー
ル部材Ｓ（図６）が挿入され、さらに注湯装置17にて型
内に溶湯が注湯される。さらに、この型は製品冷却ライ
ン18を経て枠分離装置19に搬送され、ここで分離された
下枠は製品取出ライン20を経て前記下型造型機11へ搬送
され、上枠はライン21を経て前記上型造型機13へ搬送さ
れる。

【００１２】図３および図４は、前記耐熱シール部材挿
入装置16を示す。

【００１３】図３に示されるように、この耐熱シール部
材挿入装置16は、積層された多数の耐熱シール部材を個
々に取出して供給する耐熱シール部材供給機構31と、こ
の耐熱シール部材供給機構31の左側に設けられ鋳型102a
の湯口から鋳型内の中子の有無を検出する中子検出機構
32と、前記耐熱シール部材供給機構31の右側に設けられ
鋳型102bの湯口にリング状の耐熱シール部材Ｓ（図６）
を挿入する耐熱シール部材挿入機構33とにより構成され
ている。

【００１４】前記耐熱シール部材供給機構31は、図４に
示されるようにモータ41により回転伝達手段42を経てド
ライブユニット43が駆動され、このドライブユニット43
によりインデックステーブル44がインデックス回転され
る。このインデックステーブル44上には等ピッチ間隔の
８セクションにそれぞれ垂直ガイド45が立設されてお
り、この各垂直ガイド45内にそれぞれ多数の耐熱シール
部材が挿入積層されている。そして、前記８セクション
が図３の３時位置にある取出位置に順次割出されるよう
に前記インデックステーブル44がインデックス回転さ
れ、前記取出位置で垂直ガイド45の下端から、取出シリ
ンダ46にてスライドされる引出板47に耐熱シール部材が
１個ずつ供給され、この引出板47により耐熱シール部材
が後述するピックアップ位置まで水平に引出される。

【００１５】前記中子検出機構32は、図３に示されるよ
うに鋳型102aの湯口上に位置される固定プレート51に、
図４に示されるように昇降用シリンダ52および昇降用ガ
イド53が取付けられ、前記昇降用シリンダ52の作動ロッ
ド54の下端に、前記昇降用ガイド53によりロッド55を案
内されて水平のまま昇降される昇降板56が連結され、こ
の昇降板56に中子検出棒57が設けられている。この中子
検出棒57は、上枠の上面に開口された湯口から一定スト
ローク挿入され、その途中で下端が中子に当接すると、
下降する昇降板56に対し相対的に上昇して図示しないリ
ミットスイッチ等を作動し、中子の存在を確認するもの
である。

【００１６】前記耐熱シール部材挿入機構33は、図３に
示されるようにフレーム61に沿って横行ガイド62が設け
られ、この横行ガイド62に横行板63が移動自在に取付け
られ、この横行板63は、図示されないシリンダまたは送
りねじ等によって前記引出板47上のピックアップ位置と
鋳型102bの湯口位置との間で移動され、また、図４に示
されるように、この横行板63にヘッド昇降用シリンダ64
が取付けられ、このシリンダ64により挿入ヘッド65が昇
降自在に設けられ、この挿入ヘッド65に風船形チャック
66および耐熱シール部材検出爪67が設けられけている。

【００１７】そうして、この耐熱シール部材挿入機構33
は、前記引出板47上においてヘッド昇降用シリンダ64に
より挿入ヘッド65を下降し、前記引出板47によりピック
アップ位置まで引出されているリング状の耐熱シール部
材Ｓ（図６）を前記検出爪67により検出したら、この耐
熱シール部材Ｓの内孔ｈ（図６）に風船形チャック66を
挿入し、この風船形チャック66を圧縮空気により膨張さ
せて耐熱シール部材Ｓを内側から保持し、そしてヘッド
昇降用シリンダ64によりこの耐熱シール部材を引上げ、
さらに横行板63をガイド62に沿って移動し、耐熱シール
部材を鋳型102bの湯口に対応できる位置へ移送して待機
する。

【００１８】次に、この耐熱シール部材挿入装置16の作
用を説明する。

【００１９】前記中子検出機構32の下側に鋳型102aが搬
入され停止されたら、昇降用シリンダ52により昇降板56
を下降して、図５に示されるように中子検出棒57を鋳型
102aの湯口104 へ挿入し、中子106 の有無を検出する。
前記中子おさめライン12（図２）で下型が不良品でない
限り、搬送中の下型内に人手により中子106 がおさめら
れるから、前記中子検出棒57により中子106 の存在が確
認された場合は、この鋳型102aを良品と判断する。

【００２０】そして、この中子106 が確認された場合
は、前記耐熱シール部材挿入機構33の下側に鋳型102bが
搬入され停止されたら、その湯口上に待機している挿入
ヘッド65をヘッド昇降用シリンダ64により下降し、膨張
した風船形チャック66により保持しているリング状耐熱
シール部材Ｓを、図６に示されるように湯口104 へ挿入
する。前記風船形チャック66は内部空気を抜いて収縮さ
せることによりチャッキングを解除し、シリンダ64によ
り上昇し、横行ガイド62に沿って前記ピックアップ位置
まで戻し、この位置で次の耐熱シール部材Ｓをピックア
ップする。

【００２１】次に、図６は注湯装置17の要部を示す。こ
の注湯装置17には、図示しない取鍋から定量供給された
溶湯をいったん貯えて鋳型102に注湯するための掛堰71
が定位置に固定配置されている。この掛堰71は、バック
メタル72の内側に不定形耐火材73が一体に設けられたも
のであり、この掛堰71に溶湯落下ノズル74が設けられ、
この溶湯落下ノズル74に設けられた溶湯落下口75はスト
ッパ101 よりも大径に設けられている。

【００２２】前記ストッパ101 は、図示されない上下動
用シリンダにより上下動されるロッド81の先端に、上側
取付板82、長軸ボルト83およびこの長軸ボルト83に装着
されたコイルスプリング84を圧縮して上下動可能の下側
取付板85によって取付けられた黒鉛棒である。

【００２３】前記鋳型102 は、外枠90と一体成形された
バックメタル枠91の内側にコールドボックス法により砂
型92が設けられている。一般的にはバックメタルではシ
ェルモールド法が用いられるが、この場合はコールドボ
ックス法を採用したので、寸法精度を向上できる、バッ
クメタル枠91および砂型92を加熱する必要がないので、
それらの変形がなく、省エネルギとなる、また、砂の使
用量を減少できる、コールドボックス用の砂は再生しや
すく、省資源が図れる等の利点がある。

【００２４】前記砂型92には、前記掛堰71の溶湯落下ノ
ズル74に接離自在の砂型ノズル103が設けられ、この砂
型ノズル103 に湯口104 が設けられ、この湯口104 の開
口部に、掛堰71の溶湯落下ノズル74を貫通して挿入され
たストッパ101 と本来なら係合する座部105 が設けられ
ている。

【００２５】この湯口104 の開口部に形成された座部10
5 に、前記ストッパ101 の先端に形成された球面101aと
係合するリング状の耐熱シール部材Ｓが前記耐熱シール
部材挿入装置16によって挿入されている。

【００２６】この耐熱シール部材Ｓは、セラミック繊維
を円筒状に吸引して成形した中空のセラミックファイバ
ー成形品（商品名ファイバースリーブ）を輪切りにした
ものであり、このセラミックファイバー成形品は、耐熱
性、断熱性、柔軟性および弾力性を有している。

【００２７】次に、この図６に示された注湯装置の作用
を説明する。

【００２８】前記耐熱シール部材挿入装置16の中子検出
棒57により中子106 の存在が確認された鋳型102 が注湯
位置に搬入されたら、図示しないスプリングを含む鋳型
昇降機構によりこの鋳型102 を弾力的に押上げ、掛堰71
の溶湯落下ノズル74に鋳型の砂型ノズル103 を密着させ
る。

【００２９】さらに、図示しない上下動用シリンダによ
りロッド81を下げ、ストッパ101 を図６に２点鎖線で示
されるように掛堰71の溶湯落下ノズル74を貫通して前記
砂型ノズル103 内に挿入し、そして、このストッパ101
を予め挿入されている耐熱シール部材Ｓに、前記圧縮コ
イルスプリング84に蓄積された弾力的押圧力により押付
けるとともに、耐熱シール部材Ｓを湯口104 の座部105
に押付けて湯口104 を塞ぐようにする。

【００３０】前記耐熱シール部材Ｓは柔軟性を有するか
ら、この耐熱シール部材Ｓの内孔ｈの上部周縁と前記ス
トッパ101 の先端の球面101aとが全周にわたって密着す
るとともに、この耐熱シール部材Ｓの下部の外周縁と前
記湯口104 の座部105 とが全周にわたって密着するの
で、ストッパ101 にかかるスプリング84の荷重がさほど
大きくなくても高度のシール性が保たれる。

【００３１】このシール状態で、図示しない取鍋から掛
堰71に溶湯を定量供給した後、前記ストッパ101 を上昇
させて断熱部材Ｓの内孔ｈから引上げ、掛堰71内の溶湯
を、溶湯落下ノズル74の溶湯落下口75から密着状態にあ
る前記砂型ノズル103 内の湯口104 に注入する。このと
き、耐熱シール部材Ｓは溶湯から受ける浮力により砂型
ノズル103 の座部105 から浮上して湯口104 の開口を狭
めることがないので、湯口104 での溶湯流量が耐熱シー
ル部材Ｓにより減少することがなく、掛堰71内の全溶湯
はこの湯口104 を経て短時間（２秒程度）で砂型92内に
注がれる。

【００３２】前記ストッパ101 は、前回の注湯時に高温
の溶湯（約1400℃）により加熱されて800 ℃以上の高温
となっており、さらに、このストッパ101 を下降すると
ともに取鍋から掛堰71に溶湯を定量供給する間は10数秒
もかかるので、この高温ストッパ101 が10数秒も砂型座
部105 に直接圧接される場合は、この座部105 に熱的劣
化による崩壊のおそれもあるが、前記耐熱シール部材Ｓ
によって高温ストッパ101 が砂型ノズル103 の座部105
に直接接触することがないので、そのようなおそれを防
止できる。

【００３３】このようにして、鋳型一つ分の注湯が完了
したら、鋳型102 を図示しないコンベヤ上に下降し、注
湯位置から搬出する。前記耐熱シール部材Ｓは、１回の
注湯により使い捨てにする。

【００３４】前記耐熱シール部材挿入装置16の中子検出
棒57により中子106 のない状態が確認された場合は、そ
の鋳型は作業者が不良品と判断して故意に中子をおさめ
なかったものであるから、その中子のない鋳型へは耐熱
シール部材Ｓの挿入も注湯も行わないように自動的に制
御し、掛堰71の下側で鋳型102 を停止させることなく素
通りさせる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、造型の
状態を見て良好状態の型のみに中子をおさめ、不良状態
の型へ中子をおさめない中子おさめ工程と、注湯前に型
の湯口から中子検出棒を挿入して、中子の有無を検出す
る中子検出工程と、中子のある型内へ注湯を行うととも
に、中子のない型内への注湯を休止する注湯工程とから
なるので、造型が好ましくないときはその型に注湯を行
わずに済み、溶湯および注湯時間の無駄を防止できる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、前記中子
検出工程と注湯工程との間に、中子の存在が確認された
ときのみ、高温ストッパから湯口の座部を保護するため
の耐熱シール部材を前記湯口に挿入する耐熱シール部材
挿入工程を入れたから、不良造型に対する耐熱シール部
材の挿入無駄も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳造方法を示すフローチャートであ
る。

【図２】同上鋳造方法に係る鋳造ラインの概要を示す平
面図である。

【図３】同上鋳造ラインに設けられた耐熱シール部材挿
入装置の平面図である。

【図４】同上耐熱シール部材挿入装置の正面図である。

【図５】同上耐熱シール部材挿入装置による中子検出時
の鋳型の断面図である。

【図６】前記鋳造ラインに設けられた注湯装置の要部を
示す断面図である。

【図７】一般的な鋳造ラインの概要を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 造型工程 ２ 中子おさめ工程 ４ 中子検出工程 ５ 耐熱シール部材挿入工程 ６ 注湯工程 57 中子検出棒 71 掛堰 101 ストッパ 104 湯口 105 座部 106 中子 Ｓ 耐熱シール部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−94970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−137833（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−69114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−20027（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59168（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−52612（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−179149（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 47/02 B22D 37/00 B22D 46/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠内に型を造型する工程と、その型内に
   中子をおさめる工程と、型内へ注湯する工程とを少なく
   とも有する鋳造方法において、 造型の状態を見て良好状態の型のみに中子をおさめ、不
   良状態の型へ中子をおさめない中子おさめ工程と、 注湯前に型の湯口から中子検出棒を挿入して、中子の有
   無を検出する中子検出工程と、 中子のある型内へ注湯を行うとともに、中子のない型内
   への注湯を休止する注湯工程とからなることを特徴とす
   る鋳造方法。
2. 【請求項２】 枠内に型を造型する工程と、その型内に
   中子をおさめる工程と、掛堰を貫通して掛堰に密着され
   た型の湯口に挿入されるストッパにより型内への注湯を
   制御する工程とを少なくとも有する鋳造方法において、 造型の状態を見て良好状態の型のみに中子をおさめ、不
   良状態の型へ中子をおさめない中子おさめ工程と、 注湯前に型の湯口から中子検出棒を挿入して、中子の有
   無を検出する中子検出工程と、 この中子検出工程で中子の存在が確認されたときのみ、
   前記ストッパの先端と係合して高温ストッパから湯口の
   座部を保護するための耐熱シール部材を前記湯口に挿入
   する耐熱シール部材挿入工程と、 中子のある型内へ注湯を行うとともに、中子のない型内
   への注湯を休止する注湯工程とからなることを特徴とす
   る鋳造方法。