JP3083043B2 - 鋳型造型方法 - Google Patents
鋳型造型方法Info
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- JP3083043B2 JP3083043B2 JP06124587A JP12458794A JP3083043B2 JP 3083043 B2 JP3083043 B2 JP 3083043B2 JP 06124587 A JP06124587 A JP 06124587A JP 12458794 A JP12458794 A JP 12458794A JP 3083043 B2 JP3083043 B2 JP 3083043B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、模型付き模型板と該模
型板に型合わせされた鋳枠とによって画成する造型空間
に鋳物砂を投入し該鋳物砂に空気圧力を作用させる鋳型
造型方法に関する。
型板に型合わせされた鋳枠とによって画成する造型空間
に鋳物砂を投入し該鋳物砂に空気圧力を作用させる鋳型
造型方法に関する。
【０００２】
【従来技術と問題点】従来、鋳枠内の鋳物砂に空気圧力
を作用させる鋳型造型方法において、鋳物砂は、短時間
に高い位置から落下させて鋳枠内に投入している。この
ため、鋳物砂が砂投入エネルギにより初期充填硬化し
て、不均一な硬度の鋳型を誘発させていた。この対策と
して、回転羽根方式や篩方式の砂ほぐし装置を鋳枠上方
に設けることは公知である。しかし、この砂ほぐし装置
でも初期充填硬化は十分に解決されていなかった。一
方、一様な圧縮等のため鋳物砂を流動化状態にした後に
機械的圧縮をすることは公知である（特開平６−７８８
５号）。しかしながら、この方法では鋳型砂内部および
鋳型砂下部の硬度が充分に確保できない。また、２０バ
−ルまでの圧力を用いるため消費エネルギが大きくな
る。本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、鋳
型砂内部および鋳型砂下部の硬度を充分に確保しつつ、
小さい消費エネルギで砂ほぐしの効果を達成し、均一な
硬度の鋳型が得られる鋳型造型方法を提供することを目
的とする。
を作用させる鋳型造型方法において、鋳物砂は、短時間
に高い位置から落下させて鋳枠内に投入している。この
ため、鋳物砂が砂投入エネルギにより初期充填硬化し
て、不均一な硬度の鋳型を誘発させていた。この対策と
して、回転羽根方式や篩方式の砂ほぐし装置を鋳枠上方
に設けることは公知である。しかし、この砂ほぐし装置
でも初期充填硬化は十分に解決されていなかった。一
方、一様な圧縮等のため鋳物砂を流動化状態にした後に
機械的圧縮をすることは公知である（特開平６−７８８
５号）。しかしながら、この方法では鋳型砂内部および
鋳型砂下部の硬度が充分に確保できない。また、２０バ
−ルまでの圧力を用いるため消費エネルギが大きくな
る。本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、鋳
型砂内部および鋳型砂下部の硬度を充分に確保しつつ、
小さい消費エネルギで砂ほぐしの効果を達成し、均一な
硬度の鋳型が得られる鋳型造型方法を提供することを目
的とする。
【０００３】
【問題解決のための手段】上記の目的を達成するために
本発明における鋳型造型方法は、模型付き模型板と該模
型板の上面の周囲に型合わせされた鋳枠とによって画成
される造型空間に鋳物砂を投入し、該鋳物砂に空気圧力
を作用させる方法において、鋳枠中の鋳物砂を０．５気
圧から３気圧までの差圧の空気圧力振動によって流動化
させた後に流気加圧することを特徴とする。
本発明における鋳型造型方法は、模型付き模型板と該模
型板の上面の周囲に型合わせされた鋳枠とによって画成
される造型空間に鋳物砂を投入し、該鋳物砂に空気圧力
を作用させる方法において、鋳枠中の鋳物砂を０．５気
圧から３気圧までの差圧の空気圧力振動によって流動化
させた後に流気加圧することを特徴とする。
【０００４】
【作用】上記のような解決手段を採用することにより、
小さなエネルギにより鋳物砂が粗状態（ふんわりとした
状態）になり、また粗状態から急に下方に流気加圧によ
り圧縮されるため、長い距離で鋳物砂を加速することに
なり、鋳物砂に大きなエネルギを与えることができる。
小さなエネルギにより鋳物砂が粗状態（ふんわりとした
状態）になり、また粗状態から急に下方に流気加圧によ
り圧縮されるため、長い距離で鋳物砂を加速することに
なり、鋳物砂に大きなエネルギを与えることができる。
【０００５】本発明において鋳物砂を流動化させる手段
が重要である。鋳物砂を流動化させるためには、空気圧
力振動を用いる。空気圧力振動は単なる正弦波でも流動
化するが、空気圧力振動の昇圧速度より減圧速度を大き
くした方が良く流動化する。これは、減圧速度が昇圧速
度より小さいと鋳物砂は充填圧縮の傾向になり、その結
果、流気加圧の前に鋳物砂が圧縮硬化して、流気加圧の
効果は大きく減殺されからである。鋳物砂は小さい外力
で固まりやすいため、減圧速度は速くした方が良い。た
だし、減圧速度は速い方が良いが限界がある。あまりに
速すぎて砂が飛び上がりすぎない程度にする必要があ
る。具体的には、１０気圧／秒から３０気圧／秒がよ
い。この値は鋳物砂の種類や砂水分値により変動する。
流動化させるための昇圧速度は、砂を圧縮しないように
ゆっくりかける。１気圧／秒から３０気圧／秒、好まし
くは１気圧／秒から２０気圧／秒がよい。
が重要である。鋳物砂を流動化させるためには、空気圧
力振動を用いる。空気圧力振動は単なる正弦波でも流動
化するが、空気圧力振動の昇圧速度より減圧速度を大き
くした方が良く流動化する。これは、減圧速度が昇圧速
度より小さいと鋳物砂は充填圧縮の傾向になり、その結
果、流気加圧の前に鋳物砂が圧縮硬化して、流気加圧の
効果は大きく減殺されからである。鋳物砂は小さい外力
で固まりやすいため、減圧速度は速くした方が良い。た
だし、減圧速度は速い方が良いが限界がある。あまりに
速すぎて砂が飛び上がりすぎない程度にする必要があ
る。具体的には、１０気圧／秒から３０気圧／秒がよ
い。この値は鋳物砂の種類や砂水分値により変動する。
流動化させるための昇圧速度は、砂を圧縮しないように
ゆっくりかける。１気圧／秒から３０気圧／秒、好まし
くは１気圧／秒から２０気圧／秒がよい。
【０００６】また、本発明は鋳物砂を消費エネルギを小
さくして流動化する方法において、小さい空気圧力でも
空気圧力を振動させることにより、より好ましくは空気
圧力の振動の昇圧速度を減圧速度より小さくすることに
より鋳物砂が容易に流動化するという発見から得られた
ものである。このため、大きい圧力は必要がなく、ま
た、消費エネルギは小さくなる。従って、空気圧力は
０．５気圧から３気圧以内の小さい圧力で十分に流動化
する。鋳物砂の流動化は空気圧力振動を１回または数回
作用させ、最後の空気圧力振動が終わるか終わらない間
に大きな流気加圧をかける（図２参照）。この後の流気
加圧は２気圧から６気圧で行う。約６気圧の圧縮空気
は、通常の工場配管から入手が容易である。
さくして流動化する方法において、小さい空気圧力でも
空気圧力を振動させることにより、より好ましくは空気
圧力の振動の昇圧速度を減圧速度より小さくすることに
より鋳物砂が容易に流動化するという発見から得られた
ものである。このため、大きい圧力は必要がなく、ま
た、消費エネルギは小さくなる。従って、空気圧力は
０．５気圧から３気圧以内の小さい圧力で十分に流動化
する。鋳物砂の流動化は空気圧力振動を１回または数回
作用させ、最後の空気圧力振動が終わるか終わらない間
に大きな流気加圧をかける（図２参照）。この後の流気
加圧は２気圧から６気圧で行う。約６気圧の圧縮空気
は、通常の工場配管から入手が容易である。
【０００７】流動化と流気加圧のタイミングも重要であ
る。流動化の後に流気加圧することは、流動化操作を終
えた後の流気加圧と流動化を始めた後の流気加圧を含ん
でいる。 流動化の最後の波が終わってからしばらくし
て流気加圧をかけても、鋳物砂が鋳枠内で、粗状態にな
って静止しているため、静圧をかけても良く鋳型が圧縮
される。例えば、流動化の最後の波が終了してから１秒
から１０秒以内に流気加圧をかけても良い。ただし、サ
イクルタイムが長すぎるのは好ましくない。鋳物砂が最
後の波によって飛び上がって砂が落下するまでの流動化
を始めた後に流気加圧をかけると更に良く充填される。
粗状態から急に下方に圧縮されるため、長い距離で鋳物
砂を加速することになり、鋳物砂に大きなエネルギを与
えることができる。
る。流動化の後に流気加圧することは、流動化操作を終
えた後の流気加圧と流動化を始めた後の流気加圧を含ん
でいる。 流動化の最後の波が終わってからしばらくし
て流気加圧をかけても、鋳物砂が鋳枠内で、粗状態にな
って静止しているため、静圧をかけても良く鋳型が圧縮
される。例えば、流動化の最後の波が終了してから１秒
から１０秒以内に流気加圧をかけても良い。ただし、サ
イクルタイムが長すぎるのは好ましくない。鋳物砂が最
後の波によって飛び上がって砂が落下するまでの流動化
を始めた後に流気加圧をかけると更に良く充填される。
粗状態から急に下方に圧縮されるため、長い距離で鋳物
砂を加速することになり、鋳物砂に大きなエネルギを与
えることができる。
【０００８】スクイズはなしでも造型できるが流気加圧
だけではやはり上部は充填不足部が生じる場合があるた
め、模型形状等に応じて必要であればスクイズは付加し
た方が良い。
だけではやはり上部は充填不足部が生じる場合があるた
め、模型形状等に応じて必要であればスクイズは付加し
た方が良い。
【０００９】
【実施例１】以下本発明の実施例を図面にもとづいて詳
しく説明する。図１において、ベントプラグ１のついた
中空部２を有する模型板３の上には模型４が固定されて
おり、さらに前記模型４付き模型板３の上には鋳枠５が
載置され、もって造型空間が画成され、造型空間には鋳
物砂６が投入されている。該鋳枠５の上部には移動がで
きる圧力タンク７が気密状態にされて置かれ、該圧力タ
ンク７の内部に固定されたシリンダ８のロッドにはバル
ブ９が移動可能に設けられ、造型空間と圧力タンク７は
該バルブ９により隔離と連通が可能になっている。また
前記圧力タンク７には圧縮空気１０が満たされている。
しく説明する。図１において、ベントプラグ１のついた
中空部２を有する模型板３の上には模型４が固定されて
おり、さらに前記模型４付き模型板３の上には鋳枠５が
載置され、もって造型空間が画成され、造型空間には鋳
物砂６が投入されている。該鋳枠５の上部には移動がで
きる圧力タンク７が気密状態にされて置かれ、該圧力タ
ンク７の内部に固定されたシリンダ８のロッドにはバル
ブ９が移動可能に設けられ、造型空間と圧力タンク７は
該バルブ９により隔離と連通が可能になっている。また
前記圧力タンク７には圧縮空気１０が満たされている。
【００１０】一方、前記模型板３の中空部２は排気弁１
１と連通されており、造型空間内の空気は該排気弁１１
を通じて排気できるようになっている。また前記鋳枠５
の上部側面には流動化弁１２が設けられ、圧縮空気を短
時間で流入および排気することができるようになってい
る。さらに、前記シリンダ８は流気加圧弁１３に連通さ
れて、バルブ９を上下移動することができ、バルブ９を
上に移動させて圧力タンク７内の圧縮空気を造型空間内
に流入できるようになっている。ここで、排気弁１１、
流動化弁１２および流気加圧弁１３は、各々弁１４，１
５，および１６に連通され、これらは、レバ−１４ａ，
１５ｂ，１６ｃを介して、基礎台１７上に置かれた軸受
け１８、１９で回転する回転軸２０上に固定されたカム
２１，２２，２３によりオンオフ操作ができるようにな
っている。さらに回転軸２０はプ−リ２４，２５および
ベルト２６を介して回転モ−タ−２７に接続されてい
る。なお、図２は図１のＡＡ矢視の拡大図である。ま
た、流動化弁１２及び流気加圧弁１３の空気配管には、
絞り弁１２ａ，１３ａが各々設けられており、空気流入
はゆっくりとし、空気排出は速くできるようになってい
る。
１と連通されており、造型空間内の空気は該排気弁１１
を通じて排気できるようになっている。また前記鋳枠５
の上部側面には流動化弁１２が設けられ、圧縮空気を短
時間で流入および排気することができるようになってい
る。さらに、前記シリンダ８は流気加圧弁１３に連通さ
れて、バルブ９を上下移動することができ、バルブ９を
上に移動させて圧力タンク７内の圧縮空気を造型空間内
に流入できるようになっている。ここで、排気弁１１、
流動化弁１２および流気加圧弁１３は、各々弁１４，１
５，および１６に連通され、これらは、レバ−１４ａ，
１５ｂ，１６ｃを介して、基礎台１７上に置かれた軸受
け１８、１９で回転する回転軸２０上に固定されたカム
２１，２２，２３によりオンオフ操作ができるようにな
っている。さらに回転軸２０はプ−リ２４，２５および
ベルト２６を介して回転モ−タ−２７に接続されてい
る。なお、図２は図１のＡＡ矢視の拡大図である。ま
た、流動化弁１２及び流気加圧弁１３の空気配管には、
絞り弁１２ａ，１３ａが各々設けられており、空気流入
はゆっくりとし、空気排出は速くできるようになってい
る。
【００１１】このように構成されたものは、図１におい
て、鋳物砂６は、圧力タンク７を移動させた後、重力落
下等の慣用の手段により鋳枠５内に投入される。その
後、圧力タンクは気密状態で鋳枠５の上に置かれる。こ
の時バルブ７、流気加圧弁１３、流動化弁１２、排気弁
１１は閉じられている。つぎに鋳物砂６を流動化する。
図３に流動化のためのカムバルブのタイミング表を示
す。モ−タ２７の回転によりカム２２はレバ−１５ａを
介しバルブ１５を作動させ、さらに、流動化弁１２が開
かれることにより、鋳枠内に入った空気は、鋳物砂６、
ベントプラグ１を通って中空部２に溜まる。さらにモ−
タ２７が回転すると中空部２に溜まった空気は流動化弁
１２からの排気により、ベントプラグ１から逆流して吹
き上がり、鋳物砂６を流動化する。数回の流動化を行な
うことにより、鋳枠５内に空気が流入したり排出された
りして、最初の２つの圧力曲線に示すような空気振動が
鋳枠内に発生し空気が流動化する。その後流気加圧バル
ブ１３を開いてシリンダ８を動かし流気加圧をかけ、同
時に排気バルブ３からも排気することにより流気加圧に
より砂を圧縮する。その後必要に応じてスクイズを加え
る。
て、鋳物砂６は、圧力タンク７を移動させた後、重力落
下等の慣用の手段により鋳枠５内に投入される。その
後、圧力タンクは気密状態で鋳枠５の上に置かれる。こ
の時バルブ７、流気加圧弁１３、流動化弁１２、排気弁
１１は閉じられている。つぎに鋳物砂６を流動化する。
図３に流動化のためのカムバルブのタイミング表を示
す。モ−タ２７の回転によりカム２２はレバ−１５ａを
介しバルブ１５を作動させ、さらに、流動化弁１２が開
かれることにより、鋳枠内に入った空気は、鋳物砂６、
ベントプラグ１を通って中空部２に溜まる。さらにモ−
タ２７が回転すると中空部２に溜まった空気は流動化弁
１２からの排気により、ベントプラグ１から逆流して吹
き上がり、鋳物砂６を流動化する。数回の流動化を行な
うことにより、鋳枠５内に空気が流入したり排出された
りして、最初の２つの圧力曲線に示すような空気振動が
鋳枠内に発生し空気が流動化する。その後流気加圧バル
ブ１３を開いてシリンダ８を動かし流気加圧をかけ、同
時に排気バルブ３からも排気することにより流気加圧に
より砂を圧縮する。その後必要に応じてスクイズを加え
る。
【００１２】図３の大きな圧力の山が流気加圧の時の圧
力を示している。この時の昇圧速度は１００から４００
気圧／秒を使用する。図３の小さな圧力の山の減圧時
に、圧力が大気圧になっていないのは、残留空気のため
である。なお、図３には流動化は２つの圧力振動により
行われたが、１回から２０回、好ましくは１回から１０
回までが良い。多すぎると鋳物砂６は乾燥するからであ
る。また、本実施例では、最良の効果を得るために中空
部を有する模型板を使用したが、必ずしも、中空部を有
する模型板を使用しなくてもよい。例えば、ベントプラ
グ１を電気信号により左右に移動できるシャッタにより
開閉して、流動化弁の代わりに用いることにより、流動
化は達成できる。さらに、本実施例では、機械的カムに
よりタイミングを図っているが、マイクロコンピュ−タ
や電子制御等の電気的手段を用いてもよい。また、空気
圧力振動は、圧縮空気源だけ、または真空源を用いても
発生できる。
力を示している。この時の昇圧速度は１００から４００
気圧／秒を使用する。図３の小さな圧力の山の減圧時
に、圧力が大気圧になっていないのは、残留空気のため
である。なお、図３には流動化は２つの圧力振動により
行われたが、１回から２０回、好ましくは１回から１０
回までが良い。多すぎると鋳物砂６は乾燥するからであ
る。また、本実施例では、最良の効果を得るために中空
部を有する模型板を使用したが、必ずしも、中空部を有
する模型板を使用しなくてもよい。例えば、ベントプラ
グ１を電気信号により左右に移動できるシャッタにより
開閉して、流動化弁の代わりに用いることにより、流動
化は達成できる。さらに、本実施例では、機械的カムに
よりタイミングを図っているが、マイクロコンピュ−タ
や電子制御等の電気的手段を用いてもよい。また、空気
圧力振動は、圧縮空気源だけ、または真空源を用いても
発生できる。
【００１３】空気の流入と排出の速度の調整について
は、流入側の配管径を小さくし、排出側の配管径を大き
くする事により、あるいは、流入側と排出側に各々絞り
弁を設け、その絞りを、流入側を排出側より絞ること等
により達成できる。
は、流入側の配管径を小さくし、排出側の配管径を大き
くする事により、あるいは、流入側と排出側に各々絞り
弁を設け、その絞りを、流入側を排出側より絞ること等
により達成できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、鋳物砂が流動化した状態から流気加圧をかけるの
で、砂内部および砂下部の硬度が充分に確保できる。し
かも、流動化のためには空気圧力振動を使用するため小
さい消費エネルギで砂ほぐしの効果を達成することがで
きる。従って、均一な硬度の鋳型を造型することができ
る等産業界に与える効果は著大である。
に、鋳物砂が流動化した状態から流気加圧をかけるの
で、砂内部および砂下部の硬度が充分に確保できる。し
かも、流動化のためには空気圧力振動を使用するため小
さい消費エネルギで砂ほぐしの効果を達成することがで
きる。従って、均一な硬度の鋳型を造型することができ
る等産業界に与える効果は著大である。
【図１】本発明の実施例を示す砂投入後の断面概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例を示すＡＡ矢視拡大図である。
【図３】本発明の実施例を示す弁のタイミング表であ
る。
る。
１ ベントプラグ ２ 中空部 ３ 模型板 ４ 模型 ５ 鋳枠 ６ 鋳物砂 ７ 圧力タンク １１ 排気弁 １２ 流動化弁 １３ 流気加圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−45251（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−214243（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 11/00 - 25/00
Claims (6)
- 【請求項１】 模型４付き模型板３と該模型板３の上
面の周囲に型合わせされた鋳枠５とによって画成される
造型空間に鋳物砂６を投入し、該鋳物砂６に空気圧力を
作用させる方法において、鋳枠５中の鋳物砂６を０．５
気圧から３気圧までの差圧の空気圧力振動によって流動
化させた後に流気加圧することを特徴とする鋳型造型方
法 - 【請求項２】 昇圧速度の値より減圧速度の値が大き
い空気圧力振動によって流動化させた後に流気加圧する
ことを特徴とする請求項１記載の鋳型造型方法 - 【請求項３】 流動化の空気圧力振動の昇圧速度が１
気圧／秒から３０気圧／秒、減圧速度が１０気圧／秒か
ら１００気圧／秒、流動化の後の流気加圧の昇圧速度の
値が１００気圧／秒から４００気圧／秒であることを特
徴とする請求項２記載の鋳型造型方法 - 【請求項４】 流気加圧の後スクイズをすることを特
徴とする請求項１から３記載の鋳型造型方法 - 【請求項５】 流動化のための空気圧力振動の最終振
動波の減圧行程中に流気加圧をすることを特徴とする請
求項１から４記載の鋳型造型方法 - 【請求項６】 流動化により鋳物砂６が粗状態になっ
ている時に流気加圧をすることを特徴とする請求項１か
ら４記載の鋳型造型方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06124587A JP3083043B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 鋳型造型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06124587A JP3083043B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 鋳型造型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303937A JPH07303937A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3083043B2 true JP3083043B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=14889161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06124587A Expired - Fee Related JP3083043B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 鋳型造型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083043B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102125104B1 (ko) * | 2015-02-09 | 2020-06-22 | 현대중공업 주식회사 | 해치 구조물 및 이를 구비한 드릴십 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP06124587A patent/JP3083043B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102125104B1 (ko) * | 2015-02-09 | 2020-06-22 | 현대중공업 주식회사 | 해치 구조물 및 이를 구비한 드릴십 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07303937A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |