JP3164271B2 - 鋳型造型装置 - Google Patents

鋳型造型装置

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JP3164271B2 JP33148394A JP33148394A JP3164271B2 JP 3164271 B2 JP3164271 B2 JP 3164271B2 JP 33148394 A JP33148394 A JP 33148394A JP 33148394 A JP33148394 A JP 33148394A JP 3164271 B2 JP3164271 B2 JP 3164271B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、模型を取り付けた模型
板上に鋳枠を載置して画成した鋳型造型空間に投入され
た鋳物砂を圧縮して鋳型を造型する鋳型造型装置に関す
る。
【0002】
【従来技術と問題点】従来、鋳型砂を模型板と鋳枠とに
より画成する鋳型造型空間に投入し、この鋳型砂を圧縮
プレ−トにより圧縮する方法が種々開発されており、そ
の一例として、鋳型砂を投入した鋳枠のわずか上方に、
圧縮プレ−トを固定支持配置し、この圧縮プレ−トの上
面に高圧気体を作用させ、圧力が所定圧に達した所で圧
縮プレートの固定を解除して圧縮プレ−トを急激に下降
させて鋳型砂を圧縮する方法が公知になっている(特開
昭60ー6246号公報)。しかしながら、この方法を
実施するための鋳型造型装置は、高圧空気が急激に作用
するため、鋳枠および模型板を固定するために数十トン
のクランプ力を必要とし、大きな機械剛性および強度が
必要で装置は大がかりになる問題があった。本発明は上
記の欠点に鑑みなされたものであり、小さな機械剛性及
び強度の装置を使用して、鋳型砂の圧縮ができる鋳型造
型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型装置は、その上部に鋳枠を載置
した模型板を載置して、鋳型砂投射位置と鋳型造型位置
との間を移動可能にされたテーブルと、該テ−ブルを上
下移動するシリンダと、前記鋳枠の上部開口に連通可能
にした下部開口を有すると共に上部よりも下部が小さな
断面積にされた下細り段付き閉鎖カバーと、該閉鎖カバ
ーの上部に連通される少なくとも一つの給気管と、該給
気管に連通可能にされるとともに大気導入を可能とした
流気弁と、前記閉鎖カバーの上側部において真空装置に
連通される開口と、前記閉鎖カバー内に上下移動可能に
懸吊されるとともに前記閉鎖カバーの下細り段付き部に
気密に嵌入可能な圧縮プレートと、を備えたことを特徴
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、大気圧と真空圧の差圧によって鋳型砂を予備圧縮
及び機械的圧縮するようになるため、装置は高圧空気を
使用しない小さな機械剛性及び強度のものでよくなる。
また鋳型砂の圧縮に際しては、鋳型内の空気が排出され
ているため、鋳型のつき固めを阻害する空気の膨張また
は反射がない状態で鋳型砂の圧縮ができる。
【0005】
【実施例】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、基礎台1の上方にはコラム
2,2が設けられ、さらにコラム2の最上部には流気ヘ
ッド及び圧縮プレートユニット3が固着されている。さ
らにコラム2の最上部と基礎台1の中間位置には左右に
伸びるガイドレール4が固定されている。該ガイドレー
ル4の上には一端をガイドレール4に支持固定されたシ
リンダ5が設けられその他端のシリンダロッド6は、テ
ーブル7に係合着脱可能にして連結されている。また、
該テーブル7は、中空状になっており、テーブル7の底
面板8には、上下移動手段のシリンダ9が固着されてい
るとともに、該シリンダ9のロッド先端には、平板10
が固着されている。一方、該テーブル7の上部には模型
11付き模型板12が載置され、さらに模型板12の上
には鋳枠13および盛枠13aが載置され、模型板1
2、鋳枠13および盛枠13aとにより造型空間が画成
されている。造形空間には、鋳型砂14が投入される。
なお、鋳枠13の外側にはシリンダ7aにより昇降され
る搬送用のガイドレ−ル15およびガイドロ−ラ16が
配置され、さらにガイドレール15は前記盛枠13aと
の連結材7bを介して連結されている。
【0006】図2において、基礎台1に立設されたコラ
ム2,2の最上部にはヘッドプレ−ト17が設けられ、
ヘッドプレ−ト17には前記鋳枠13及び盛枠13aの
上部開口に対応する下部開口を有すると共に上部より下
部が小さな断面積にされた下細り段付きの閉鎖カバー1
8が固着されている。また閉鎖カバー18の天井部19
の中央部には下向きのシリンダ20およびガイドピン2
1が設けられ、シリンダ20のピストンロッド22およ
びガイドピン21の先端には周囲にシ−ル23aを設け
た圧縮プレート23が固着されている。該圧縮プレート
23には前記閉鎖カバー18の下部の小径部内に気密に
嵌入されて上下動する大きさにされているとともに、該
圧縮プレート23の急激な下方への動きの確保のため、
前記シリンダ20には安全弁20a、またガイドロッド
22には上下動の位置検出のため、リミットスイッチレ
バ−21a及び該スイッチレバ−21aに対置されたリ
ミットスイッチ21bが設けられている。閉鎖カバー1
8の上部側面には、吸引開口24が設けられ通気管2
5、電磁弁26を介して真空装置27に連通されてい
る。さらに、閉鎖カバー18上部には、リブ28付き環
状孔28bに載置された給気管28が設けられ、該給気
管28の上部は、環状の流気弁29が設けられ、該流気
弁29の内部には、(以下図5、図6を参照)流気弁2
9内周面と摺動可能なピストン30が上方に移動する
と、ピストン30の下部空間31を介して大気と給気管
28が連通可能になっている。ピストン30の上部空間
32は電磁弁33を通じて前記真空装置27に連通され
ている。また、閉鎖カバー18の最下端と基礎台1との
中間の高さには、鋳枠搬出搬入用のコンベア34が設け
られている。
【0007】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、図1において図示されない鋳型砂投入
装置により、鋳型砂14が、模型板12上に載置された
鋳枠13及び盛枠13a内に投入される。そして模型板
12、鋳枠13及び盛枠13aを載置したテーブル9
は、シリンダ5の作動により右方向に移動され、流気ヘ
ッド及び圧縮プレートユニット3の下で停止する。図2
は、停止後の位置を側面から示したものである。次に、
図3において、鋳枠13および盛枠13aは、テ−ブル
昇降用のシリンダ9の作動により閉鎖カバー18下面に
盛枠13aを押し当てるまで上昇されて、閉鎖空間を形
成する。この際ロッド6とテーブル7は切り離される。
次に、電磁弁26が作動させられ、真空装置27によ
り、該閉鎖空間および鋳型砂14内の空気が排出され、
閉鎖空間内が所定の真空度に達した後、電磁弁26の作
動を止める。次いで、電磁弁33を作用させてピストン
30の上部空間32の空気を排出し、ピストン30を上
方に移動させピストン30の下部空間31より大気を前
記閉鎖空間に急速に流入させ、鋳型砂14の自由面から
大気を模型板12に向かって貫流させ予備圧縮する。予
備圧縮が完了すれば、電磁弁33の作動を止め、ピスト
ン30を下降させて、該ピストン30で給入管28を閉
鎖する。その後、電磁弁26を再度作動させ閉鎖空間の
空気を排出する。所定の真空圧に到達すれば、電磁弁2
6の作動を止め、電磁弁34を作動させ、圧縮プレート
23を下降させる。圧縮板プレ−ト23の上部に取り付
けられたシ−ル23aが閉鎖カバ−18の小さな断面積
部18aに嵌入すると(図4)、ガイドピンレバ−21
aでリミットスイッチ21bが作動し、その信号で電磁
弁33が作動し、再度、ピストン30が浮上してピスト
ン下部31及び給気管28を介して大気が密閉空間内に
急速に流入する。圧縮プレート23の上下面の圧力差に
より圧縮プレート23は、鋳型砂14の自由面に向かっ
て急速に加圧され、高速で鋳型砂14に衝突し、鋳型砂
14を圧縮する。この際、安全弁20aは圧縮プレート
23の急速下降を妨げないようにシリンダ20内の空気
を逃がし、シリンダ20内の圧力上昇を抑制する。圧縮
プレート23の下降が停止すれば電磁弁33の作動を解
除し、シリンダ20により圧縮プレート23を原位置に
復帰させる。その後テ−ブル昇降用シリンダ9が下降作
動して盛枠15aと閉鎖カバー18との圧着を切り離し
た後、シリンダ7aを作動させてローラ16の高さをコ
ンベア34の高さに維持させながらテーブル7を下降さ
せて鋳枠13をローラ16上に支持させると共に盛枠1
3aを切り離して型抜きをし造型された鋳型とともに鋳
枠13を搬送コンベア34に移し替えをする。
【0008】ここで、圧縮プレート23が急激に移動し
て鋳型砂14が良好に圧縮がされるのは、圧縮プレート
23の上部の大気圧と下部の真空との差圧が大きいこと
により急激に移動すること、圧縮プレート23の自重に
より移動すること、圧縮プレート23の下部には空気が
なく、空気抵抗による速度低下がないこと、および圧縮
プレート23の下部には空気がないため鋳型砂14の圧
縮後空気が膨張または反射して鋳型砂14のつき固めを
阻害することがないこと等のためである。
【0009】本実施例においては、圧縮プレート23を
前記閉鎖カバー内に上下移動可能に懸吊するために空気
シリンダを用いたが、懸吊手段にはこれに限らず、電動
シリンダ、機械的手段等を用いてもよい。また、給気管
28がリング状である場合には、流入する大気が圧縮プ
レート23に反射されなく、必要な風量を確保できて適
切な予備圧縮が可能となる。即ち、図5および図6の様
に、リング状であれば、図3からわかるように閉鎖カバ
−18と圧縮プレ−ト23の間隙に空気が大きな抵抗が
無く流入するからである。また、給気管28を図7のよ
うに円周上に複数並べた円管28にしてもよい。
【0010】砂自由面より圧縮プレ−ト23下面までの
間隔(落下距離)は、少なくとも30mm以上、より好
ましくは100mmから150mmである。このために
は、圧縮プレート23の下面を閉鎖カバー18の下端面
から30mm以上高くすれば良い。落下距離を30mm
より小さくした場合、圧縮プレ−ト23の下降速度が遅
くなり、機械的圧縮の能力が低下するからである。実験
の結果、落下距離を150mmより大きくした場合、予
備圧縮での流気による昇圧速度が低くなり、鋳型砂14
の圧縮度が低下し、造型性能を害するからである。この
場合の圧縮プレ−トの下降速度の計算式を以下に示す。
【0011】
【数1】
【0012】また、圧縮プレ−ト23の1cm2当たり
の重量は30g以上が必要であり、より好ましくは10
0g−200gである。これは、落下距離との関係で、
最適な重量を選んだものである。
【0013】圧縮プレート23の周囲にシ−ル23aを
設けたのは気密を確保するためである。このシ−ルに
は、ウレタンゴム等の弾性体が用いられる。弾性体であ
る場合には、摺動によるシ−ルが破損することを少なく
できる。
【0014】シリンダ9も本実施例では、テーブル7と
ともに移動したが、閉鎖カバー18の下に固定しても良
い。
【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、大気圧と真空との差圧を利用して鋳型砂を圧縮する
ので、装置は剛性及び強度を小さなものにすることがで
き、かつ真空状態で鋳型砂を圧縮するため鋳型造型の障
害となる空気の反射の発生がなくなるため良質の鋳型が
できる等、当産業界に与える効果は著大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す砂投入後の状態を示す一
部断面概略図である。
【図2】本発明の実施例を示す密閉空間形成前の状態を
示す一部断面概略図である。
【図3】本発明の実施例を示す密閉空間形成時の状態を
示す一部断面概略図である。
【図4】本発明の実施例を示す密閉空間を圧縮プレート
により上下に仕切った状態を示す一部断面概略図であ
る。
【図5】本発明の実施例を示す給気管及び流気弁の平面
概略図である。
【図6】本発明の実施例を示す給気管及び流気弁の拡大
断面概略図である。
【図7】本発明の別の実施例を示す給気管及び流気弁の
拡大平面概略図である。
【図8】本発明の別の実施例を示す給気管及び流気弁の
拡大断面概略図である。
【符号の説明】
7 テーブル 9 シリンダ 12 模型板 13 鋳枠 14 鋳型砂 18 下細り段付き閉鎖カバ− 20 シリンダ 23 圧縮プレ−ト 24 吸引開口 27 真空装置 28 給気管 29 流気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−149749(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 11/00 - 25/00 esp@snet

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その上部に鋳枠13を載置した模型板
    12を載置して、鋳型砂投入位置と鋳型造型位置との間
    を移動可能にされたテーブルと、該テ−ブル7を上下移
    動するシリンダ9と、前記鋳枠13の上部開口に連通可
    能にした下部開口を有すると共に上部よりも下部が小さ
    な断面積にされた下細り段付き閉鎖カバー18と、該閉
    鎖カバー18の上部に連通される少なくとも一つの給気
    管28と、該給気管28に連通可能にされるとともに大
    気導入を可能とした流気弁29と、前記閉鎖カバー18
    の上側部において真空装置27に連通される開口24
    と、前記閉鎖カバー内に上下移動可能に懸吊されるとと
    もに前記閉鎖カバー18の下細り段付き部に気密に嵌入
    可能な圧縮プレート23と、を備えたことを特徴とする
    鋳型造型装置
  2. 【請求項2】 前記流気弁29がリング状であること
    を特徴とする請求項1記載の鋳型造型装置
  3. 【請求項3】 前記流気弁29が円周上に配置した複
    数の開口を有することを特徴とする請求項1記載の鋳型
    造型装置
  4. 【請求項4】 圧縮前における前記圧縮プレート23の
    下面と前記閉鎖カバー18の下端面との間隔が少なくと
    も30mm以上であることを特徴とする請求項1記載の
    鋳型造型装置
  5. 【請求項5】 前記圧縮プレート23の単位面積当た
    りの重量が1cm2あたり30g以上であることを特徴と
    する請求項5記載の鋳型造型装置
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