JP3164268B2 - 鋳型造型方法およびその装置 - Google Patents
鋳型造型方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、模型板と鋳枠とにより
画成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン
に投入された鋳物砂の鋳型造型方法およびその装置に関
する。
画成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン
に投入された鋳物砂の鋳型造型方法およびその装置に関
する。
【０００２】
【従来技術と問題点】従来、模型板と鋳枠とにより画成
する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内に
鋳物砂を投入し、このサンドマガジンにより鋳型造型空
間を閉じると共に該サンドマガジン内に一気に圧縮空気
を吹き込み、鋳型造型空間内に投射口を通して鋳物砂を
吹き込む、いわゆるブロ−造型法は周知である（たとえ
ば特開昭５２―２０９２８号公報）。しかしながら、こ
の方法では、サンドマガジン内の圧力損失は投射口付近
で大きく、サンドマガジン内に導入された圧縮空気のエ
ネルギが投射口で損失しており、その結果、鋳型造型に
使用されるエネルギが少なくなっていた。また、サンド
マガジン内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投
射口の方向に押されて投射口周辺が高密度となる。この
鋳物砂は流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚
吊りを起こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかな
い。この傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上
げるほど大きくなる。このため、圧縮空気の圧力は一般
に１Kgf/cm2〜３Kgf/cm2と低くしてブロ−イングしてい
る。したがって、従来のブロ−造型法では均一な硬度の
鋳型ができず、特に複雑形状や深い形状の鋳型の造型に
は不向きであった。本発明は上記の欠点に鑑みなされた
ものであり、圧縮空気のエネルギを可能な限り有効に鋳
型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界のあっ
た圧縮空気の制限をなくし、複雑な模型であっても均一
な鋳型ができる鋳型造型法及びその装置を提供すること
を目的とする。
する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内に
鋳物砂を投入し、このサンドマガジンにより鋳型造型空
間を閉じると共に該サンドマガジン内に一気に圧縮空気
を吹き込み、鋳型造型空間内に投射口を通して鋳物砂を
吹き込む、いわゆるブロ−造型法は周知である（たとえ
ば特開昭５２―２０９２８号公報）。しかしながら、こ
の方法では、サンドマガジン内の圧力損失は投射口付近
で大きく、サンドマガジン内に導入された圧縮空気のエ
ネルギが投射口で損失しており、その結果、鋳型造型に
使用されるエネルギが少なくなっていた。また、サンド
マガジン内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投
射口の方向に押されて投射口周辺が高密度となる。この
鋳物砂は流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚
吊りを起こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかな
い。この傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上
げるほど大きくなる。このため、圧縮空気の圧力は一般
に１Kgf/cm2〜３Kgf/cm2と低くしてブロ−イングしてい
る。したがって、従来のブロ−造型法では均一な硬度の
鋳型ができず、特に複雑形状や深い形状の鋳型の造型に
は不向きであった。本発明は上記の欠点に鑑みなされた
ものであり、圧縮空気のエネルギを可能な限り有効に鋳
型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界のあっ
た圧縮空気の制限をなくし、複雑な模型であっても均一
な鋳型ができる鋳型造型法及びその装置を提供すること
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方法は、模型板と鋳枠とにより画
成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内
の鋳物砂を鋳枠内に充填する鋳型造型方法であって、底
面に開閉可能な投射口を有するサンドマガジンにより前
記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口を
閉じるとともに該サンドマガジン内に鋳物砂を投入した
後、サンドマガジン内部を密閉する工程と、密閉した該
サンドマガジン内にゆるやかに気体を導入して該サンド
マガジン内で、鋳物砂と４Kgf/cm2から９Kgf/cm2の気体
との高圧混合体を得る工程と、該サンドマガジン内の圧
力が所定の高さになった時点で前記投射口を短時間で開
く工程とを含むことを特徴とする。また、本発明の目的
を達成するための鋳型造型装置は、鋳枠の上方に配置さ
れて底部に複数の投射口を設けたサンドマガジンと、該
サンドマガジンの上部に備えられて開閉可能なゲ−ト機
構と、該サンドマガジンに設けられて圧縮空気を導入す
る導入口と、該サンドマガジンの底部に設けられ圧縮空
気のみを排出するベントプラグと、前記投射口を開閉す
るゲート機構と、を有することを特徴とする。
本発明における鋳型造方法は、模型板と鋳枠とにより画
成する鋳型造型空間の上方に配置したサンドマガジン内
の鋳物砂を鋳枠内に充填する鋳型造型方法であって、底
面に開閉可能な投射口を有するサンドマガジンにより前
記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口を
閉じるとともに該サンドマガジン内に鋳物砂を投入した
後、サンドマガジン内部を密閉する工程と、密閉した該
サンドマガジン内にゆるやかに気体を導入して該サンド
マガジン内で、鋳物砂と４Kgf/cm2から９Kgf/cm2の気体
との高圧混合体を得る工程と、該サンドマガジン内の圧
力が所定の高さになった時点で前記投射口を短時間で開
く工程とを含むことを特徴とする。また、本発明の目的
を達成するための鋳型造型装置は、鋳枠の上方に配置さ
れて底部に複数の投射口を設けたサンドマガジンと、該
サンドマガジンの上部に備えられて開閉可能なゲ−ト機
構と、該サンドマガジンに設けられて圧縮空気を導入す
る導入口と、該サンドマガジンの底部に設けられ圧縮空
気のみを排出するベントプラグと、前記投射口を開閉す
るゲート機構と、を有することを特徴とする。
【０００４】
【作用】本発明は上記のような解決手段を用いることに
より、棚吊りが生じず、鋳物砂と高圧の気体の混合体に
より鋳型を造型できる。
より、棚吊りが生じず、鋳物砂と高圧の気体の混合体に
より鋳型を造型できる。
【０００５】
【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、昇降装置Ｔ上に載置され
た模型板１の上には鋳枠２および盛枠２ａが載置され、
模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン３の下端嵌入されており、該サンドマガジン３内
部には鋳物砂４が投入でき、該サンドマガジン３の上部
にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト６が設けられ
ている。また、該サンドマガジン３の上部側面には圧縮
空気の導入口７が設けられさらに該導入口７は制御バル
ブ８を通じて圧縮空気源９に連通されている。一方、サ
ンドマガジン３の底部１０には、複数の投射口１１が設
けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混合体から
圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ１２が設
けられている。ベントプラグ１２と投射口１１の寸法は
図４の様になっている。すなわち、直径２５ｍｍの投射
口１１が鋳枠２断面積を等分割した一辺５０ｍｍの正方
形の頂点に格子状に並べられていて、この正方形の中心
には直径３０ｍｍのベントプラグ１２が設けられてい
る。該投射口１１の上部はスライド穴明板１３により開
閉が可能となっている。このスライド穴明板１３は、シ
ャッタ−シリンダ１４に連結されてゲート機構を構成し
ており、シャッタ−シリンダ１４を作動すると投射口１
１が開き、サンドマガジン３内と鋳枠２内が連通される
ようになっている。
しく説明する。図１において、昇降装置Ｔ上に載置され
た模型板１の上には鋳枠２および盛枠２ａが載置され、
模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン３の下端嵌入されており、該サンドマガジン３内
部には鋳物砂４が投入でき、該サンドマガジン３の上部
にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト６が設けられ
ている。また、該サンドマガジン３の上部側面には圧縮
空気の導入口７が設けられさらに該導入口７は制御バル
ブ８を通じて圧縮空気源９に連通されている。一方、サ
ンドマガジン３の底部１０には、複数の投射口１１が設
けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混合体から
圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ１２が設
けられている。ベントプラグ１２と投射口１１の寸法は
図４の様になっている。すなわち、直径２５ｍｍの投射
口１１が鋳枠２断面積を等分割した一辺５０ｍｍの正方
形の頂点に格子状に並べられていて、この正方形の中心
には直径３０ｍｍのベントプラグ１２が設けられてい
る。該投射口１１の上部はスライド穴明板１３により開
閉が可能となっている。このスライド穴明板１３は、シ
ャッタ−シリンダ１４に連結されてゲート機構を構成し
ており、シャッタ−シリンダ１４を作動すると投射口１
１が開き、サンドマガジン３内と鋳枠２内が連通される
ようになっている。
【０００６】上記のように構成された装置の動作につい
て述べる。まず、昇降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の
開放部にサンドマガジン３の底部が嵌入して図１の状態
になる。この状態でサンドマガジン３の底部１０の投射
口１１は閉じられている。次いでサンドマガジン３上の
ゲ−トシリンダ５を作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物
砂４を図示されない鋳物砂４の投入装置により、サンド
マガジン３に投入する。つぎにゲ−トシリンダ５でゲ−
ト６を閉じ、サンドマガジン３内部を密閉する。続い
て、該サンドマガジン３の上部側面に設けられた圧縮空
気の導入口７から圧縮空気を導入する。この導入速度
は、たとえば、導入口７と圧縮空気源９の間に設けられ
た制御バルブ８によって緩やかに導入される。昇圧速度
は３kgf/cm2/secとした。サンドマガジン３内の圧力を
７Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。ここで鋳
物砂と圧縮空気の高圧混合体が形成される。そして、そ
の後急速にシャッタ−シリンダ１４を作動してスライド
穴明板１３を横動させ投射口１１を０．２秒の速さで開
いた。この時、サンドマガジン３内の鋳物砂４は投射口
１１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。
さらに圧縮空気はベントプラグ１２で分離されて排気口
（図示せず）から排気される。その後、必要に応じ、鋳
枠２内に充填された鋳物砂は更に下部の昇降装置Ｔ（例
えば油圧シリンダ）で模型板１を上昇させスクイズす
る。その後模型板１を下降してサンドマガジン３と盛枠
２aを分離しさらに鋳枠２と盛枠２ａを分離させた後抜
型する。
て述べる。まず、昇降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の
開放部にサンドマガジン３の底部が嵌入して図１の状態
になる。この状態でサンドマガジン３の底部１０の投射
口１１は閉じられている。次いでサンドマガジン３上の
ゲ−トシリンダ５を作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物
砂４を図示されない鋳物砂４の投入装置により、サンド
マガジン３に投入する。つぎにゲ−トシリンダ５でゲ−
ト６を閉じ、サンドマガジン３内部を密閉する。続い
て、該サンドマガジン３の上部側面に設けられた圧縮空
気の導入口７から圧縮空気を導入する。この導入速度
は、たとえば、導入口７と圧縮空気源９の間に設けられ
た制御バルブ８によって緩やかに導入される。昇圧速度
は３kgf/cm2/secとした。サンドマガジン３内の圧力を
７Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。ここで鋳
物砂と圧縮空気の高圧混合体が形成される。そして、そ
の後急速にシャッタ−シリンダ１４を作動してスライド
穴明板１３を横動させ投射口１１を０．２秒の速さで開
いた。この時、サンドマガジン３内の鋳物砂４は投射口
１１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。
さらに圧縮空気はベントプラグ１２で分離されて排気口
（図示せず）から排気される。その後、必要に応じ、鋳
枠２内に充填された鋳物砂は更に下部の昇降装置Ｔ（例
えば油圧シリンダ）で模型板１を上昇させスクイズす
る。その後模型板１を下降してサンドマガジン３と盛枠
２aを分離しさらに鋳枠２と盛枠２ａを分離させた後抜
型する。
【０００７】ここで、この方法により、なぜ鋳物砂が充
填でき、良好に鋳物砂が圧縮がされるのかを説明する。
従来の鋳物砂の投射で造型する方法はサンドスリンガ法
があった。このサンドスリンガ法は、鋳物砂をインペラ
によって直径約２〜５ｃｍの塊にして模型板に投げて鋳
物砂を固めるものである。鋳物砂をある大きさの塊にし
て高いところから投げると良くパタンプレ−トの所で圧
縮できる。そして、サンドスリンガでは、鋳枠に圧力が
かからないため、スプリングバックが生ぜず、非常に良
好な鋳型が造型できる事が知られている。一方、鋳物砂
を一粒一粒投げても鋳物砂は固まらないことは今まで経
験されてきた。本発明はサンドスリンガの原理を応用し
た全く新しい考えに基づくものであり、サンドスリンガ
法がインペラによって鋳物砂塊にエネルギを与えるよう
に、本発明では、高圧気体により鋳物砂にエネルギを与
え、その鋳物砂と高圧気体の混合物を圧力損失を最低に
して鋳枠内に投射する方法である。そして、鋳物砂と高
圧気体の混合物は、鋳枠内で高圧気体と鋳物砂にベント
プラグで分離され、鋳物砂のみが充填されるのである。
本発明では、投射距離５００ｍｍ以内では、鋳物砂と空
気の重量混合比が５００〜１５００、投射速度が１０〜
２０m/sec、投射口１１径１５〜３０ｍｍの条件では高
い硬度を示すことが確認できた。一方従来のブロ−イン
ング装置では、ブロ−イング圧力を上げることができな
いので生砂硬度で約７０しか出すことができなかった。
填でき、良好に鋳物砂が圧縮がされるのかを説明する。
従来の鋳物砂の投射で造型する方法はサンドスリンガ法
があった。このサンドスリンガ法は、鋳物砂をインペラ
によって直径約２〜５ｃｍの塊にして模型板に投げて鋳
物砂を固めるものである。鋳物砂をある大きさの塊にし
て高いところから投げると良くパタンプレ−トの所で圧
縮できる。そして、サンドスリンガでは、鋳枠に圧力が
かからないため、スプリングバックが生ぜず、非常に良
好な鋳型が造型できる事が知られている。一方、鋳物砂
を一粒一粒投げても鋳物砂は固まらないことは今まで経
験されてきた。本発明はサンドスリンガの原理を応用し
た全く新しい考えに基づくものであり、サンドスリンガ
法がインペラによって鋳物砂塊にエネルギを与えるよう
に、本発明では、高圧気体により鋳物砂にエネルギを与
え、その鋳物砂と高圧気体の混合物を圧力損失を最低に
して鋳枠内に投射する方法である。そして、鋳物砂と高
圧気体の混合物は、鋳枠内で高圧気体と鋳物砂にベント
プラグで分離され、鋳物砂のみが充填されるのである。
本発明では、投射距離５００ｍｍ以内では、鋳物砂と空
気の重量混合比が５００〜１５００、投射速度が１０〜
２０m/sec、投射口１１径１５〜３０ｍｍの条件では高
い硬度を示すことが確認できた。一方従来のブロ−イン
ング装置では、ブロ−イング圧力を上げることができな
いので生砂硬度で約７０しか出すことができなかった。
【０００８】ここで、従来のブロ−造型法と本発明の原
理の違いを図面を用いて説明する。図５において、図５
（a）は従来のブロ−造型法、図５（b）は本発明の原理
を示したものである。従来のブロ−造型法に用いる気体
の圧力は１kgf/cm2〜３kgf/cm2であり、本発明の原理で
は気体の圧力は４kgf/cm2〜９kgf/cm2が使用可能である
が、比較のために、５kgf/cm2とした。サンドマガジン
内部については、従来のブロ−方法では、サンドマガジ
ン内の圧力損失は投射口付近で大きく、サンドマガジン
内に導入された圧縮空気のエネルギが投射口で損失して
おり、その結果、鋳型造型に使用されるエネルギが少な
くなっている。本発明では、サンドマガジン内の圧力損
失は投射口付近ではほとんどなく、その結果、鋳型造型
に使用されるエネルギが大きくなっている。即ち、速度
エネルギとして利用できる総圧Ｐ1は斜線で示すように
相違してくる。 また、サンドマガジン内の鋳物砂には
以下のような相違がある。従来法では、サンドマガジン
内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投射口の方
向に押されて投射口周辺が高密度となる。この鋳物砂は
流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚吊りを起
こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかない。この
傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上げるほど
大きくなる。一方、本発明では、予じめ圧縮空気がサン
ドマガジン内に入っているため圧力損失は投射口の下部
のノズル部分にだけ発生するようになり、投射口付近で
棚吊りを生じない。投射口１１を開けるときのサンドマ
ガジン３内の圧縮空気の圧力は４Kgf/cm2〜９Kgf/cm2が
望ましい。４Kgf/cm2より低いと造型時の鋳型硬度が低
くなり、一方、圧縮空気圧は高い程良く鋳物砂は締まる
が１０Kgf/cm2以上は一般に、工場では危険なため使用
されない。
理の違いを図面を用いて説明する。図５において、図５
（a）は従来のブロ−造型法、図５（b）は本発明の原理
を示したものである。従来のブロ−造型法に用いる気体
の圧力は１kgf/cm2〜３kgf/cm2であり、本発明の原理で
は気体の圧力は４kgf/cm2〜９kgf/cm2が使用可能である
が、比較のために、５kgf/cm2とした。サンドマガジン
内部については、従来のブロ−方法では、サンドマガジ
ン内の圧力損失は投射口付近で大きく、サンドマガジン
内に導入された圧縮空気のエネルギが投射口で損失して
おり、その結果、鋳型造型に使用されるエネルギが少な
くなっている。本発明では、サンドマガジン内の圧力損
失は投射口付近ではほとんどなく、その結果、鋳型造型
に使用されるエネルギが大きくなっている。即ち、速度
エネルギとして利用できる総圧Ｐ1は斜線で示すように
相違してくる。 また、サンドマガジン内の鋳物砂には
以下のような相違がある。従来法では、サンドマガジン
内で圧縮空気が投射口に流れるため鋳物砂は投射口の方
向に押されて投射口周辺が高密度となる。この鋳物砂は
流動性が悪く圧縮性があるため投射口付近で棚吊りを起
こし、鋳物砂は投射口から鋳枠に入っていかない。この
傾向は、鋳物砂に吹き込む圧縮空気の圧力を上げるほど
大きくなる。一方、本発明では、予じめ圧縮空気がサン
ドマガジン内に入っているため圧力損失は投射口の下部
のノズル部分にだけ発生するようになり、投射口付近で
棚吊りを生じない。投射口１１を開けるときのサンドマ
ガジン３内の圧縮空気の圧力は４Kgf/cm2〜９Kgf/cm2が
望ましい。４Kgf/cm2より低いと造型時の鋳型硬度が低
くなり、一方、圧縮空気圧は高い程良く鋳物砂は締まる
が１０Kgf/cm2以上は一般に、工場では危険なため使用
されない。
【０００９】本発明においては、最初にサンドマガジン
３に入れる圧縮空気はゆっくり入れることが重要であ
る。急速に圧縮空気を導入すると鋳物砂が空気圧により
投射口１１付近に圧縮されて、その後鋳枠には充填する
ことができなくなるからである。サンドマガジン３内の
昇圧速度は１０Kgf/cm2/sec以下が望ましい。前記投射
口１１からの鋳物砂の投射速度は１０m/sec以上の速さ
で投射されることを必要とする。以下にその理由を説明
する。投射口１１から噴出される鋳物砂の速度Ｖ、投射
口１１の圧力損失をＰｍ、投射口１１管径をＤ，投射口
１１管長さをｌ、鋳物砂と気体との混合比をｍ、空気比
重をγ、粉流体噴出係数をλとすると、空気輸送の計算
から以下のように投射速度が計算される。
３に入れる圧縮空気はゆっくり入れることが重要であ
る。急速に圧縮空気を導入すると鋳物砂が空気圧により
投射口１１付近に圧縮されて、その後鋳枠には充填する
ことができなくなるからである。サンドマガジン３内の
昇圧速度は１０Kgf/cm2/sec以下が望ましい。前記投射
口１１からの鋳物砂の投射速度は１０m/sec以上の速さ
で投射されることを必要とする。以下にその理由を説明
する。投射口１１から噴出される鋳物砂の速度Ｖ、投射
口１１の圧力損失をＰｍ、投射口１１管径をＤ，投射口
１１管長さをｌ、鋳物砂と気体との混合比をｍ、空気比
重をγ、粉流体噴出係数をλとすると、空気輸送の計算
から以下のように投射速度が計算される。
【００１０】
【数１】
【００１１】前記投射口１１を０．２秒以下の短時間で
開くことは以下のようにして求められた。一本の投射口
１１が投影面積５ｃｍの正方形の充填を分担すると仮定
して、枠の分担体積をＱ、投射口１１断面積をＡ、投射
口１１から噴出される鋳物砂の速度をＶとすると、以下
のように鋳枠高さが３０ｃｍの枠に充填できる時間Ｔが
計算できる。
開くことは以下のようにして求められた。一本の投射口
１１が投影面積５ｃｍの正方形の充填を分担すると仮定
して、枠の分担体積をＱ、投射口１１断面積をＡ、投射
口１１から噴出される鋳物砂の速度をＶとすると、以下
のように鋳枠高さが３０ｃｍの枠に充填できる時間Ｔが
計算できる。
【００１２】
【数２】
【００１３】よって、０．０９９８９秒で鋳枠内を鋳物
砂が充填する。ここで、スライド穴明板１３の開く速度
は充填時間の１／３以下で終わるようしなければならな
い。これ以上スライド穴明板１３の開く速度が遅いと、
スライド穴明板１３が半開きの状態でサンドマガジン内
から鋳物砂と高圧気体の混合物が投射され、スライド穴
明板１３にこの混合物が衝突するとともに、スライド穴
明板で絞りをかけた状態となり、圧力損失が大きくな
り、本来の原理が機能しなくなるからである。実験の結
果、好ましくは、スライド穴明板１３の開く速度は１／
５００〜１／３００秒の間に開くする必要があることが
わかった。ただし、スライド穴明板の開く速度が０．２
秒以下であれば、充填できる場合もある。従って、スラ
イド穴明板１３の開く時間は０．２秒以下、好ましくは
２／１０００秒から５／１０００秒でなければ充分な充
填効果が得られない。
砂が充填する。ここで、スライド穴明板１３の開く速度
は充填時間の１／３以下で終わるようしなければならな
い。これ以上スライド穴明板１３の開く速度が遅いと、
スライド穴明板１３が半開きの状態でサンドマガジン内
から鋳物砂と高圧気体の混合物が投射され、スライド穴
明板１３にこの混合物が衝突するとともに、スライド穴
明板で絞りをかけた状態となり、圧力損失が大きくな
り、本来の原理が機能しなくなるからである。実験の結
果、好ましくは、スライド穴明板１３の開く速度は１／
５００〜１／３００秒の間に開くする必要があることが
わかった。ただし、スライド穴明板の開く速度が０．２
秒以下であれば、充填できる場合もある。従って、スラ
イド穴明板１３の開く時間は０．２秒以下、好ましくは
２／１０００秒から５／１０００秒でなければ充分な充
填効果が得られない。
【００１４】前記サンドマガジン３における鋳物砂と気
体の重量混合比が５００〜１５００であることを要する
のは以下の理由のためである。混合比が大きすぎると鋳
物砂の割合が大きくなり棚吊り等が生じ充分な鋳物砂の
投射ができなくなる。一方混合比が小さすぎると鋳物砂
の割合が少なくなりすぎ大きくなり鋳物砂の投射ができ
なくなるためである。前記投射による造型の後スクイズ
をする場合には、特にサンドマガジン３の底部近くの鋳
型の硬度を高くすることができる利点がある。
体の重量混合比が５００〜１５００であることを要する
のは以下の理由のためである。混合比が大きすぎると鋳
物砂の割合が大きくなり棚吊り等が生じ充分な鋳物砂の
投射ができなくなる。一方混合比が小さすぎると鋳物砂
の割合が少なくなりすぎ大きくなり鋳物砂の投射ができ
なくなるためである。前記投射による造型の後スクイズ
をする場合には、特にサンドマガジン３の底部近くの鋳
型の硬度を高くすることができる利点がある。
【００１５】以下、本発明の方法の効果をのべる。本発
明では鋳枠に力がかかっていないことから鋳型のスプリ
ングバックは微小になる。スプリングバックは内部応力
が存在するために生ずるものであり、部分的に少しずつ
鋳物砂を固めていくと内部応力が発生しないためスプリ
ングバックがない。また、本発明による方法では、エネ
ルギ損失が少ないから、複雑な模型であっても均一な充
填が可能である。たとえば、従来主流の静圧造型方法で
は、鋳型直径と深さの比は３：１が限度であったが、本
発明の造型方法では、５：１でも充分造型が可能であっ
た。さらに造型時に鋳物砂の棚吊りやかつぎは全くない
ため、鋳型の亀裂やしわが生ぜず、硬度が均一の鋳型が
できる。
明では鋳枠に力がかかっていないことから鋳型のスプリ
ングバックは微小になる。スプリングバックは内部応力
が存在するために生ずるものであり、部分的に少しずつ
鋳物砂を固めていくと内部応力が発生しないためスプリ
ングバックがない。また、本発明による方法では、エネ
ルギ損失が少ないから、複雑な模型であっても均一な充
填が可能である。たとえば、従来主流の静圧造型方法で
は、鋳型直径と深さの比は３：１が限度であったが、本
発明の造型方法では、５：１でも充分造型が可能であっ
た。さらに造型時に鋳物砂の棚吊りやかつぎは全くない
ため、鋳型の亀裂やしわが生ぜず、硬度が均一の鋳型が
できる。
【００１６】本発明による装置では、サンドスリンガ法
と同様に鋳枠の強度はあまり高くなくてよい。従って鋳
枠のコストダウンにつながる。さらに、ブロ−イング法
と同様に造型後の砂かきは不要であり、鋳型上面が平で
あるためサンドカッタ−が不要となるなどの効果があ
る。また、本実施例では、ゲート機構の構造が簡単にな
る。
と同様に鋳枠の強度はあまり高くなくてよい。従って鋳
枠のコストダウンにつながる。さらに、ブロ−イング法
と同様に造型後の砂かきは不要であり、鋳型上面が平で
あるためサンドカッタ−が不要となるなどの効果があ
る。また、本実施例では、ゲート機構の構造が簡単にな
る。
【００１７】なお、本実施例では、生砂について述べた
が、シェル砂等の熱硬化性用砂、コ−ルドボックックス
砂等の自硬性砂等、様々な鋳物砂に適用できる。また、
ベントプラグ１２の位置は必ずしもサンドマガジン３の
底部１０になくてもよく、ベントプラグ１２の形状は円
形に限らず、長方形、正方形などを用いることができ
る。さらに、鋳型造型空間の開放部にサンドマガジン３
の底部が嵌入する工程は、必ずしも装置作動の最初の工
程でなくてもよく、圧縮空気の導入と同時に行うように
してもよい。
が、シェル砂等の熱硬化性用砂、コ−ルドボックックス
砂等の自硬性砂等、様々な鋳物砂に適用できる。また、
ベントプラグ１２の位置は必ずしもサンドマガジン３の
底部１０になくてもよく、ベントプラグ１２の形状は円
形に限らず、長方形、正方形などを用いることができ
る。さらに、鋳型造型空間の開放部にサンドマガジン３
の底部が嵌入する工程は、必ずしも装置作動の最初の工
程でなくてもよく、圧縮空気の導入と同時に行うように
してもよい。
【００１８】
【実施例２】以下本発明の別の実施例を図面にもとづい
て詳しく説明する。図２において、実施例１と同様に、
模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン３の下端部が嵌入されており、該サンドマガジン
３の上部にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト６が
設けられている。また、該サンドマガジン３の上部側面
には圧縮空気の導入口７が設けられさらに該導入口７は
制御バルブ８を通じて圧縮空気源９に連通されている。
一方、サンドマガジン３の底部１０には、複数の投射口
１１が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混
合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ
１２が設けられている。該投射口１１は回転バルブ１
５，１５により開閉が可能となっている。この回転バル
ブ１５，１５は、回転レバ−１６，１６に連結されてお
り、回転レバ−１６，１６をシリンダ１６ａにより回転
すると投射口１１が開くゲート機構に構成されている。
て詳しく説明する。図２において、実施例１と同様に、
模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型空間
が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサンドマ
ガジン３の下端部が嵌入されており、該サンドマガジン
３の上部にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト６が
設けられている。また、該サンドマガジン３の上部側面
には圧縮空気の導入口７が設けられさらに該導入口７は
制御バルブ８を通じて圧縮空気源９に連通されている。
一方、サンドマガジン３の底部１０には、複数の投射口
１１が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気との混
合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラグ
１２が設けられている。該投射口１１は回転バルブ１
５，１５により開閉が可能となっている。この回転バル
ブ１５，１５は、回転レバ−１６，１６に連結されてお
り、回転レバ−１６，１６をシリンダ１６ａにより回転
すると投射口１１が開くゲート機構に構成されている。
【００１９】上記のように構成された装置は、まず、昇
降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン３の底部が嵌入して図２の状態になる。この状態で
サンドマガジン３の底部１０の投射口１１が閉じられて
いる。次いでサンドマガジン３上のゲ−トシリンダ５を
作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物砂４を図示されない
鋳物砂４の投入装置により、サンドマガジン３に投入す
る。つぎにゲ−トシリンダ５でゲ−ト６を閉じ、サンド
マガジン３内部を密閉する。続いて、該サンドマガジン
３の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口７から圧縮
空気を導入する。この導入速度は、たとえば、導入口７
と圧縮空気源９の間に設けられた制御バルブ８によって
緩やかに導入される。サンドマガジン３内の圧力が所定
の圧力７Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入する。こ
こで圧縮空気と鋳物砂の混合体が得られる。そして、そ
の後急速に回転レバ−を９０度回転して回転バルブを開
く。この時、サンドマガジン３内の鋳物砂４は投射口１
１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。さ
らに圧縮空気はベントプラグ１２で分離されて排気口か
ら排気される。その後、鋳枠２内に充填された鋳型は更
に下部の昇降装置Ｔ（油圧シリンダ）で模型板１を上昇
させスクイズする。その後模型板１を下降してサンドマ
ガジン３と盛枠２aを分離しさらに鋳枠２と盛枠２ａを
分離させた後抜型する。
降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン３の底部が嵌入して図２の状態になる。この状態で
サンドマガジン３の底部１０の投射口１１が閉じられて
いる。次いでサンドマガジン３上のゲ−トシリンダ５を
作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物砂４を図示されない
鋳物砂４の投入装置により、サンドマガジン３に投入す
る。つぎにゲ−トシリンダ５でゲ−ト６を閉じ、サンド
マガジン３内部を密閉する。続いて、該サンドマガジン
３の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口７から圧縮
空気を導入する。この導入速度は、たとえば、導入口７
と圧縮空気源９の間に設けられた制御バルブ８によって
緩やかに導入される。サンドマガジン３内の圧力が所定
の圧力７Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入する。こ
こで圧縮空気と鋳物砂の混合体が得られる。そして、そ
の後急速に回転レバ−を９０度回転して回転バルブを開
く。この時、サンドマガジン３内の鋳物砂４は投射口１
１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内に充填される。さ
らに圧縮空気はベントプラグ１２で分離されて排気口か
ら排気される。その後、鋳枠２内に充填された鋳型は更
に下部の昇降装置Ｔ（油圧シリンダ）で模型板１を上昇
させスクイズする。その後模型板１を下降してサンドマ
ガジン３と盛枠２aを分離しさらに鋳枠２と盛枠２ａを
分離させた後抜型する。
【００２０】本実施例に係る装置では、影の部分がなく
サンドマガジン内の鋳物砂がより均一に入っていくなど
の効果がある。
サンドマガジン内の鋳物砂がより均一に入っていくなど
の効果がある。
【００２１】
【実施例３】さらに本発明の別の実施例を図面にもとづ
いて詳しく説明する。図３において、実施例１と同様
に、模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型
空間が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサン
ドマガジン３の下端部が嵌入されており、該サンドマガ
ジン３の上部にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト
６が設けられている。また、該サンドマガジン３の上部
側面には圧縮空気の導入口７が設けられさらに該導入口
７は制御バルブ８を通じて圧縮空気源９に連通されてい
る。一方、サンドマガジン３の底部１０には、複数の投
射口１１が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気の
混合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラ
グ１２が設けられている。該投射口１１は弁プラグ１７
により開閉が可能となっている。この弁プラグは、フレ
−ム１８に連結されており、アクチュエ−タ１９でフレ
−ム１８を上昇させると一斉に投射口１１が開くゲート
機構に構成されている。
いて詳しく説明する。図３において、実施例１と同様
に、模型板１、鋳枠２および盛枠２ａとにより鋳型造型
空間が画成されている。鋳型造型空間の開放部にはサン
ドマガジン３の下端部が嵌入されており、該サンドマガ
ジン３の上部にはゲ−トシリンダ５で開閉されるゲ−ト
６が設けられている。また、該サンドマガジン３の上部
側面には圧縮空気の導入口７が設けられさらに該導入口
７は制御バルブ８を通じて圧縮空気源９に連通されてい
る。一方、サンドマガジン３の底部１０には、複数の投
射口１１が設けられているとともに鋳物砂と圧縮空気の
混合体から圧縮空気のみを分離して排出するベントプラ
グ１２が設けられている。該投射口１１は弁プラグ１７
により開閉が可能となっている。この弁プラグは、フレ
−ム１８に連結されており、アクチュエ−タ１９でフレ
−ム１８を上昇させると一斉に投射口１１が開くゲート
機構に構成されている。
【００２２】上記のように構成された装置は、まず、昇
降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン３の底部が嵌入して図３の状態になる。この状態で
はサンドマガジン３の底部１０の投射口１１は閉じられ
ている。次に態でサンドマガジン３上のゲ−トシリンダ
５を作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物砂４を図示され
ない鋳物砂４の投入装置により、サンドマガジン３に投
入する。続いてゲ−トシリンダ５でゲ−ト６を閉じ、サ
ンドマガジン３内部を密閉する。この状態で、該サンド
マガジン３の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口７
から圧縮空気を導入する。この導入速度は、たとえば、
導入口７と圧縮空気源９の間に設けられた制御バルブ８
によって緩やかに導入される。サンドマガジン３内の圧
力が９Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。そし
て、その後急速にアクチュエ−タ１９を作動させ弁プラ
グ１７を上昇させる。この時、サンドマガジン３内の鋳
物砂４は投射口１１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内
に充填される。さらに圧縮空気はベントプラグ１２で分
離されて排気口から排気される。その後、鋳枠２内に充
填された鋳型は更に下部の油圧シリンダで模型板を上昇
させスクイズする。その後模型板１を下降してサンドマ
ガジン３と盛枠２aを分離し、さらに鋳枠２と盛枠２ａ
を分離させた後抜型する。本実施例に係る装置では、弁
プラグ１７の構造が簡単になるなどの効果がある。
降装置Ｔが作動して鋳型造型空間の開放部にサンドマガ
ジン３の底部が嵌入して図３の状態になる。この状態で
はサンドマガジン３の底部１０の投射口１１は閉じられ
ている。次に態でサンドマガジン３上のゲ−トシリンダ
５を作動させてゲ−ト６を開けて、鋳物砂４を図示され
ない鋳物砂４の投入装置により、サンドマガジン３に投
入する。続いてゲ−トシリンダ５でゲ−ト６を閉じ、サ
ンドマガジン３内部を密閉する。この状態で、該サンド
マガジン３の上部側面に設けられた圧縮空気の導入口７
から圧縮空気を導入する。この導入速度は、たとえば、
導入口７と圧縮空気源９の間に設けられた制御バルブ８
によって緩やかに導入される。サンドマガジン３内の圧
力が９Kgf/cm2になるまで、圧縮空気を導入した。そし
て、その後急速にアクチュエ−タ１９を作動させ弁プラ
グ１７を上昇させる。この時、サンドマガジン３内の鋳
物砂４は投射口１１から圧縮空気と共に鋳型造型空間内
に充填される。さらに圧縮空気はベントプラグ１２で分
離されて排気口から排気される。その後、鋳枠２内に充
填された鋳型は更に下部の油圧シリンダで模型板を上昇
させスクイズする。その後模型板１を下降してサンドマ
ガジン３と盛枠２aを分離し、さらに鋳枠２と盛枠２ａ
を分離させた後抜型する。本実施例に係る装置では、弁
プラグ１７の構造が簡単になるなどの効果がある。
【００２３】なお、各実施例に共通することとして投射
口１１断面積が枠面積の１５％〜３０％、ベントプラグ
１２面積が枠面積の２０〜７５％、ベントプラグ１２の
開口率が１０〜３０％である場合には非常によい鋳型が
得られた。これは、投射口１１は大きいほど投射口１１
の抵抗が少ないのでよく鋳型が締まるためであり、ま
た、投射口１１の本数が多いほどゲート機構の影が少な
く、投射口１１直下と近辺との硬度むらが少なくできる
からである。たとえば、投射口１１と投射口１１のピッ
チは３０ｍｍ〜６０ｍｍであるのが望ましい。
口１１断面積が枠面積の１５％〜３０％、ベントプラグ
１２面積が枠面積の２０〜７５％、ベントプラグ１２の
開口率が１０〜３０％である場合には非常によい鋳型が
得られた。これは、投射口１１は大きいほど投射口１１
の抵抗が少ないのでよく鋳型が締まるためであり、ま
た、投射口１１の本数が多いほどゲート機構の影が少な
く、投射口１１直下と近辺との硬度むらが少なくできる
からである。たとえば、投射口１１と投射口１１のピッ
チは３０ｍｍ〜６０ｍｍであるのが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】本発明による鋳型造型法は上記の説明か
ら明らかなように、サンドマガジン３内に予じめ圧縮空
気を導入してその圧縮空気のエネルギを可能な限り有効
に鋳型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界の
あった圧縮空気の制限をなくしたから、従来できなかっ
た複雑形状の鋳型がエネルギ効率よく造型できる。本発
明による鋳型造型装置は上記の説明から明らかなよう
に、鋳枠の強度はあまり高くなくてよいため鋳枠のコス
トダウンにつながる。また、造型後の砂かきは不要で、
鋳型上面が平であるためサンドカッタ−が不要となるな
どの効果がある。以上のように本発明が産業界に与える
効果は著大である。
ら明らかなように、サンドマガジン３内に予じめ圧縮空
気を導入してその圧縮空気のエネルギを可能な限り有効
に鋳型造型に使用するとともに、これまで圧力に限界の
あった圧縮空気の制限をなくしたから、従来できなかっ
た複雑形状の鋳型がエネルギ効率よく造型できる。本発
明による鋳型造型装置は上記の説明から明らかなよう
に、鋳枠の強度はあまり高くなくてよいため鋳枠のコス
トダウンにつながる。また、造型後の砂かきは不要で、
鋳型上面が平であるためサンドカッタ−が不要となるな
どの効果がある。以上のように本発明が産業界に与える
効果は著大である。
【図１】本発明の実施例を示す鋳型造型前の状態を示す
一部断面概略図である。
一部断面概略図である。
【図２】本発明の別の実施例を示す鋳型造型前の状態を
示す一部断面概略図である。
示す一部断面概略図である。
【図３】本発明のさらなる別の実施例を示す鋳型造型前
の状態を示す一部断面概略図である。
の状態を示す一部断面概略図である。
【図４】投射口とベントプラグの配置関係及び開口面積
及の状態を示すサンドマガジンの底面図である。
及の状態を示すサンドマガジンの底面図である。
【図５】従来のブロ−造型法と本発明の鋳型造型法の原
理を示す概略図である。
理を示す概略図である。
１ 模型板 ２ 鋳枠 ３ サンドマガジン ４ 鋳物砂 ５ ゲ−トシリンダ ６ ゲ−ト ７ 導入口 １０ 底部 １１ 投射口 １２ ベントプラグ １３ スライド穴明板 １５ 回転バルブ １７ 弁プラグ
Claims (12)
- 【請求項１】 模型板１と鋳枠２とにより画成する鋳型
造型空間の上方に配置したサンドマガジン３内の鋳物砂
４を鋳枠２内に充填する鋳型造型方法であって、底面に
開閉可能な投射口１１を有するサンドマガジン３により
前記鋳型造型空間の開放部を閉じる工程と、前記投射口
１１を閉じるとともに該サンドマガジン３内に鋳物砂４
を投入した後、サンドマガジン３内部を密閉する工程
と、密閉した該サンドマガジン３内にゆるやかに気体を
導入して該サンドマガジン３内で、鋳物砂４と４Kgf/cm
2から９Kgf/cm2の気体との高圧混合体を得る工程と、該
サンドマガジン３内の圧力が所定の高さになった時点で
前記投射口１１を短時間で開く工程とを含むことを特徴
とする鋳型造型方法。 - 【請求項２】 前記サンドマガジン３内の圧力の昇圧速
度が１０Kgf/cm2／sec以下であ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】 前記投射口１１からの鋳物砂４の投射速
度が１０m/sec以上の速さで投射されることを特徴とす
る請求項１記載の鋳型造型方法 - 【請求項４】 前記投射口１１を０．２秒以下の短時間
で開くことを特徴とする請求項１記載の鋳型造型方法 - 【請求項５】 前記サンドマガジン３における鋳物砂４
重量と気体重量の混合比が５００〜１５００であること
を特徴とする請求項１記載の鋳型造型方法 - 【請求項６】 請求項１による鋳型造型の後スクイズを
することを特徴とする鋳型造型方法 - 【請求項７】 鋳枠２の上方に配置されて底部に複数の
投射口１１を設けたサンドマガジン３と、該サンドマガ
ジン３の上部に備えられて開閉可能なゲ−ト６と、該サ
ンドマガジン３に設けられて圧縮空気を導入する導入口
７と、該サンドマガジン３の底部１０に設けられ高圧気
体のみを排出するベントプラグ１２と、前記投射口１１
を開閉するゲート機構と、を有することを特徴とする鋳
型造型装置 - 【請求項８】 前記投射口１１が鋳枠２断面積を等分割
した正方形の頂点に格子状に並べられていることを特徴
とする請求項７記載の鋳型造型装置 - 【請求項９】 投射口１１の断面積が枠面積の１５％〜
３０％、ベントプラグ１２面積が枠面積の２０〜７５
％、ベントプラグ１２の開口率が１０〜３０％であるこ
とを特徴とする請求項７記載の鋳型造型装置 - 【請求項１０】 前記投射口１１を開閉するゲート機構
がスライド穴明板１３であることを特徴とする請求項７
記載の鋳型造型装置 - 【請求項１１】 前記投射口１１を開閉するゲート機構
が回転レバ−１６に連結された回転バルブ１５からなる
ことを特徴とする請求項７記載の鋳型造型装置 - 【請求項１２】 前記投射口１１を開閉するゲート機構
が昇降可能なフレ−ム１８に連結されて上下動する弁プ
ラグ１７からなることを特徴とする請求項７記載の鋳型
造型装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560894A JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560894A JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132180A JPH08132180A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3164268B2 true JP3164268B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17822833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29560894A Expired - Fee Related JP3164268B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 鋳型造型方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164268B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104209475A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 魏建利 | 一种全自动静压造型机 |
| CN108637188B (zh) * | 2018-07-05 | 2020-11-03 | 盛瑞传动股份有限公司 | 一种射芯机用射砂筒 |
| CN110421127A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-08 | 临沂市卓杰机械有限公司 | 垂直式射砂装置 |
| CN115519077A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-27 | 苏州明志科技股份有限公司 | 一种大型射砂嘴 |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP29560894A patent/JP3164268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08132180A (ja) | 1996-05-28 |
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|---|---|---|---|
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