JP3264418B2 - 高さが異なる２種の鋳枠を用いる鋳型造型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳枠及び盛枠内に
投入された鋳物砂を圧縮空気によって一次加圧した後、
スクイズヘッドによって二次加圧して鋳型を造型する、
いわゆる静圧造型装置に関し、更に詳しくは、１台の静
圧造型装置で高さが異なる２種の鋳枠を用いて鋳型を造
型するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、１台の静圧造型装置で高さが異
なる２種の鋳枠を用いて鋳型を造型する場合は、丈の高
い方の鋳枠に合わせた丈の高い盛枠を用意している。そ
して丈の低い鋳枠を用いて造型する場合でも、丈の高い
盛枠の上面摺り切りまで鋳物砂を投入している。これ
は、丈の高い盛枠に丈の低い鋳枠に見合う少量の砂を投
入した場合、該盛枠内で砂のかき均しができず、良好な
鋳型を造型できないためである。その結果、必要量以上
の鋳物砂が消費されると共に、造型後の鋳枠の背面に必
要以上に余剰部分が形成され、これを切除する装置（サ
ンドカッタ）も大型のものを用意しなければならないと
いう問題が生ずる。

【０００３】上記問題に一つの解決を与えるものとし
て、本出願人が特開平６−８７０５３号公報で開示した
鋳型造型装置がある。該装置は、鋳型造型位置における
上方位置に鋳型造型ヘッドを出入り可能に設けると共に
該鋳型造型ヘッドの下方に第１盛枠を昇降自在に設け、
該鋳型造型ヘッドの下面に第２盛枠を駆動クランプを介
して着脱可能に設けると共に前記第１盛枠の両側に前記
第２盛枠をクランプする駆動クランプを設けており、多
量の砂が必要なときは第１盛枠と第２盛枠とを合着させ
て第２盛枠の上面摺り切りまで砂を投入し、少量の砂で
足りる場合は第１盛枠を第２盛枠から切り離した上、該
第１盛枠の上面摺り切りまで砂を投入することにより、
鋳物砂の浪費を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記先行技術
において、第１盛枠にのみ砂を投入して圧縮空気による
一次加圧を行う場合、第２盛枠の容積分だけ流気空間が
増すことになる。その結果、所定の圧力上昇速度が得ら
れなくなり、一次加圧の性能が低下する恐れがある。こ
のようなトラブルを回避するため圧縮空気の圧力調節を
行うことも考えられるが、同一加圧装置内での調節には
限度があり、２種の鋳枠の高さの差が極めて大きく（例
えば、一方の鋳枠の高さが約250mm、他方が約500mm）、
これに対応する盛枠の容積の差も極めて大きくなる場合
は上記先行技術では対応できない。すなわち、加圧装置
を大型にしなければならず、これに伴って造型装置全体
の耐圧強度も大きくしなければならず、装置の製作コス
トが大巾にアップするという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、鋳枠搬送路における造型ステーションの
上方に薄枠用盛枠を厚枠用盛枠と交互に出入り可能に配
設し、上記造型ステーションの上方における上記薄枠用
盛枠の上方にスペース保持装置を出入り可能に配設する
こととしている。そして薄枠を用いて鋳型を造型する場
合、一次加圧時には薄枠および薄枠用盛枠を鋳型造型ヘ
ッドに圧接させ、二次加圧時には薄枠、薄枠用盛枠およ
びスペース保持装置を鋳型造型ヘッドに圧接させさせる
ことにより、鋳物砂の浪費、一次加圧の性能の低下等を
防止すると共に、鋳型造型装置の製作コストを最小限に
抑えることを可能にしている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は本発明装置の要部縦断正面図、図２
は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３及び図４は本発
明装置の作動説明図である。図において、１は基礎上に
設置された基台であり、該基台１の中央部にはシリンダ
２が上向きに取付けられており、該シリンダ２のピスト
ンロッド３の上端にはテーブル４が固着されている。な
お５，５は該テーブル４の水平面内の回転を防止するガ
イドピンである。上記基台１上の４隅位置には支柱６が
立設されており、該支柱６には、対向面に等ピッチで多
数の中抜きローラ７を設けると共に、相互の間隔が上記
テーブル４の通過を許す距離に保たれた一対のフレーム
８，８から成るローラコンベヤ９が、上記支柱６のほぼ
中間高さ位置で図１の左右方向に延長されて設置されて
いる。該コンベヤ９上を、丈の高い鋳枠（以下、厚枠と
いう）１０と丈の低い鋳枠（以下、薄枠という）１１と
が交互に連なって矢印Ｂ方向に移動し、上記テーブル４
の直上方位置（以下、造型ステーションという）で一旦
停止するように成してある。

【０００７】１２，１３は上記支柱６の間に位置して上
記基台１上に立設された支柱である。支柱１２における
上記基台１の上面と上記ローラコンベヤ９取付け位置と
のほぼ中間位置には、該支柱１２に嵌合支持されて水平
回動自在にされた回転胴部１４と、該回転胴部１４から
左右に伸びる一対の型支持腕１５，１６とから成る型交
換装置１７が配設されている。上記型支持腕１５，１６
は、上記テーブル４の通過を許す間隔に保たれた二股フ
ォーク状に形成されており、型支持腕１５には厚枠用模
型１８が、型支持腕１６には薄枠用模型１９がそれぞれ
切離し可能に釣支されている。上記型交換装置１７は図
示しない駆動装置により回転駆動されると共に、型支持
腕１５または１６が上記テーブル４の直上方かつ上記ロ
ーラコンベヤ９における造型ステーションの下方に至っ
たとき、その回動を一旦停止するようにされている。

【０００８】支柱１３における上記ローラコンベヤ９の
取付け位置よりも上方位置には、該支柱１３に嵌合支持
されて水平回動自在にされた回転胴部２１と、該回転胴
部２１から左右に伸びる一対の盛枠支持腕２２，２３と
から成る盛枠交換装置２４が配設されている。上記盛枠
支持腕２２，２３は、上記厚枠１０または薄枠１１の通
過を許す間隔に保たれた二股フォーク状に形成されてお
り、盛枠支持腕２２には薄枠用盛枠２５が、盛枠支持腕
２３には厚枠用盛枠２６がそれぞれ取外し可能に釣支さ
れている。上記盛枠交換装置２４は図示しない駆動装置
により回転駆動されると共に、盛枠支持腕２２または２
３が、上記ローラコンベヤ９の造型ステーションで停止
している厚枠１０または薄枠１１の直上方に至ったと
き、その回動を一旦停止するようにされている。

【０００９】図１における支柱６，６間には、該支柱６
の上端付近高さに位置し、かつ上記ローラコンベヤ９と
上下に並行してローラコンベヤ２７が架け渡されてい
る。該コンベヤ２７は、所定の間隔を置いて対向すると
共に対向面に等ピッチで多数の中抜きローラ２８を設け
た一対のフレーム２９，２９で構成されている。該コン
ベヤ２７上には、鋳型造型ヘッド３１がその両側面に突
設された支持部材３２，３２を介して横行自在に載置さ
れており、また該鋳型造型ヘッド３１の左隣には１鋳型
造型分の鋳物砂を収容しうる鋳物砂供給ホッパ３３が該
鋳型造型ヘッド３１と同様にして横行自在に載置されて
いる。該鋳型造型ヘッド３１の前面および後面には連結
ブラケット３４および３５がそれぞれ固着されており、
ブラケット３４はシリンダ３６のピストンロッド３７先
端部にピン連結し、またブラケット３５は上記鋳物砂供
給ホッパ３３前面の連結ブラケット３８とピン連結して
いる。そして上記ピストンロッド３７がストローク端ま
で伸長したとき、上記鋳型造型ヘッド３１が造型ステー
ションの直上方位置で停止し、また該ピストンロッド３
７が縮引したとき、上記鋳物砂供給ホッパ３３が造型ス
テーションの直上方位置で停止するように成してある。
なお上記連結ブラケット３４および３５の連結孔は上下
方向の長孔に形成されており、上記鋳型造型ヘッド３１
が鋳物砂供給ホッパ３３及びピストンロッド３７から独
立して上下動することを許している。

【００１０】上記鋳型造型ヘッド３１は、上面を密閉す
ると共に下面に上記盛枠２５または２６の開口に対応す
る開口３９を備えた箱体４１と、該箱体４１内を上下に
仕切ると共に要所に通気孔（図示せず）を貫通穿設した
隔壁４２と、該隔壁４２上に下向きに取付けられた複数
のスクイズシリンダ４３と、上記箱体４１の背面に設け
られて後述する流気タンク４８に連通可能な給気管４４
とから構成されている。上記スクイズシリンダ４３のピ
ストンロッド４５先端部にはスクイズフート４６が取り
付けられており、該スクイズフート４６はピストンロッ
ド４５の伸長作動により上記開口３９から突出可能にさ
れている。

【００１１】図１における支柱６，６の上端部には天井
フレーム４７が架け渡されており、該フレーム４７の上
面中央部には圧縮空気を貯溜する流気タンク４８が設置
されている。該タンク４８の底部からは給気管４９が垂
設されており、該給気管４９は上記鋳型造型ヘッド３１
が造型ステーションの直上方位置で停止したとき、該ヘ
ッド３１の給気管４４と若干の隙間を空けて上下に対応
するように設計されている。５１は流気タンク４８の頂
部に下向きに取付けられたシリンダであり、上記給気管
４９の上端開口は該シリンダ５１のピストンロッド５２
先端部に固着されて流気タンク４８内で昇降する開閉弁
５３により密閉可能に成してある。なお上記天井フレー
ム４７の下面と上記鋳型造型ヘッド３１の背面との間に
は常時は若干の隙間が空くように設計されている。

【００１２】上記支柱１２における上記ローラコンベヤ
９の設置位置よりも上方位置には、スペース保持装置５
４が設置されている。該装置５４は、水平方向を指向す
るガイドウエー５５と、該ガイドウエー５５上を車輪５
６を介して横行自在にされた台車５７と、該台車５７上
に前後左右に所定の間隔を置いて上下摺動自在に取付け
られた４個のスペーサ５８と、台車５７を図２に示す位
置（以下、退避位置という）と造型ステーションの直上
方位置（以下、進入位置という）との間で往復動させる
駆動機構（その詳細は後述する。）とから構成されてい
る。そして台車５７が進入位置にあるとき、上記スペー
サ５８が上記鋳型造型ヘッド３１における下面４隅位置
の下方、かつ上記薄枠用盛枠２５における上面４隅位置
の上方に位置するように設計されている。なお本実施例
では、スペーサ５８は鋳型造型ヘッド３１の下面４隅位
置および薄枠用盛枠２５の上面４隅位置に対応して４個
設けられているが、鋳型造型ヘッド３１の下面周縁部お
よび薄枠用盛枠２５の上面周縁部に対応して４個以上設
けてもよい。

【００１３】上記台車５７の駆動機構は、上記天井フレ
ーム４７の側部に固着されたブラケット５９と、一端が
該ブラケット５９に垂直回動自在にピン連結された第１
リンク６１と、上記台車５７上に固着されたブラケット
６２と、一端が該ブラケット６２に垂直回動自在にピン
連結されていると共に、他端が上記第１リンク６１の他
端にピン連結された第２リンク６３と、上記天井フレー
ム４７にブラケット６４を介して垂直回動自在に釣支さ
れたシリンダ６５とから構成されており、該シリンダ６
５のピストンロッド６６の先端は、上記第１リンク６１
の中間部に固着されたブラケット６７に垂直回動自在に
ピン連結されている。そして該ピストンロッド６６の伸
縮作動により、台車５７が退避位置と進入位置との間を
往復動する。なお本実施例では、スペース保持装置５４
におけるスペーサ５８の造型ステーション直上方位置へ
の出入りは横行自在な台車５７によって行っているが、
これに代えて、水平回動自在な支持具を用いて行っても
良い。

【００１４】次に上記のように構成された装置の作動に
ついて説明する。図１及び図２は、厚枠用模型１８が型
支持腕１５に釣支されてテーブル４の直上方位置で停止
しており、ローラコンベヤ９の造型ステーションには空
の厚枠１０が停止しており、該厚枠１０の直上方位置に
は厚枠用盛枠２６が盛枠支持腕２３に釣支されて停止し
ており、鋳型造型ヘッド３１が造型ステーションの直上
方に位置しており、鋳物砂供給ホッパ３３内には１厚枠
鋳型造型分の鋳物砂が投入されている状態を示し、この
ときスペース保持装置５４の台車５７は退避位置にあ
る。

【００１５】このような状態で、シリンダ３６のピスト
ンロッド３７を縮引作動して鋳物砂供給ホッパ３３を造
型ステーションの直上方位置へ移動させる。そしてシリ
ンダ２のピストンロッド３を伸長作動してテーブル４を
上昇させると、厚枠用模型１８が該テーブル４に載置さ
れた形で型支持腕１５から離れて上昇し、該厚枠用模型
１８が空の厚枠１０に枠合わせされ、つづいて該厚枠１
０が上昇して厚枠用盛枠２６と重合され、該厚枠用盛枠
２６が盛枠支持腕２３から離れて上昇する。そして該厚
枠用盛枠２６の上面が鋳物砂供給ホッパ３３の下面に当
接する寸前でピストンロッド３の伸長作動が停止する。
引き続いて鋳物砂供給ホッパ３３のゲート３０が開いて
内部の鋳物砂が厚枠１０及び厚枠用盛枠２６内に投入さ
れる。

【００１６】しかる後、シリンダ３６のピストンロッド
３７を伸長作動して鋳型造型ヘッド３１を造型ステーシ
ョンの直上方位置へ移動させると共に、シリンダ２のピ
ストンロッド３を再び伸長作動してテーブル４を上昇さ
せると、厚枠用盛枠２６が鋳型造型ヘッド３１を押し上
げ、該鋳型造型ヘッド３１の背面が天井フレーム４７の
下面に当接し、これにより鋳型造型ヘッド３１内に気密
な流気空間が形成される。なおこのとき、流気タンク４
８の給気管４９と鋳型造型ヘッド３１の給気管４４とが
気密に当接する。この後、シリンダ５１のピストンロッ
ド５２を縮引作動して上記給気管４９の上端開口を開放
すると、流気タンク４８内の圧縮空気が給気管４９及び
４４を経て鋳型造型ヘッド３１内へ供給され、該圧縮空
気により厚枠用盛枠２６及び厚枠１０内の鋳物砂が一次
加圧される。

【００１７】鋳型造型ヘッド３１及び厚枠用盛枠２６内
の流気空間の圧力が大気圧まで下がると、スクイズシリ
ンダ４３のピストンロッド４５を伸長作動して、スクイ
ズフート４６により厚枠用盛枠２６及び厚枠１０内の鋳
物砂を二次加圧する。この後、シリンダ２のピストンロ
ッド３を縮引作動して鋳型造型ヘッド３１、厚枠用盛枠
２６、厚枠１０、厚枠用模型１８及びテーブル４を図１
および図２に示す元の位置まで下降させることにより、
離型を行う。なおこの間に、鋳物砂供給ホッパ３３内に
次の１薄枠鋳型造型分の鋳物砂を投入する。

【００１８】次に型交換装置１７を１８０°水平回動し
て薄枠用模型１９をテーブル４の直上方に位置させ、図
示しない枠送り装置によりローラコンベヤ９上の鋳枠群
を矢印Ｂ方向へ１枠分だけ移動して空の薄枠１１を造型
ステーションに位置させ、盛枠交換装置２４を１８０°
水平回動して薄枠用盛枠２５を上記薄枠１１の直上方に
位置させる（図３参照）。このような状態で、シリンダ
３６のピストンロッド３７を縮引作動して鋳物砂供給ホ
ッパ３３を造型ステーションの直上方位置へ移動させ
る。そしてシリンダ２のピストンロッド３を伸長作動し
てテーブル４を上昇させると、薄枠用模型１９が該テー
ブル４に載置された形で型支持腕１６から離れて上昇
し、該薄枠用模型１９が空の薄枠１１に枠合わせされ、
つづいて該薄枠１１が上昇して薄枠用盛枠２５と重合さ
れ、該薄枠用盛枠２５が盛枠支持腕２２から離れて上昇
する。そして該薄枠用盛枠２５の上面が鋳物砂供給ホッ
パ３３の下面に当接する寸前でピストンロッド３の伸長
作動が停止する。引き続いて鋳物砂供給ホッパ３３のゲ
ート３０が開いて内部の鋳物砂が薄枠１１及び薄枠用盛
枠２５内に投入される。

【００１９】しかる後、シリンダ３６のピストンロッド
３７を伸長作動して鋳型造型ヘッド３１を造型ステーシ
ョンの直上方位置へ移動させると共に、シリンダ２のピ
ストンロッド３を再び伸長作動してテーブル４を上昇さ
せると、薄枠用盛枠２５が鋳型造型ヘッド３１を押し上
げ、該鋳型造型ヘッド３１の背面が天井フレーム４７の
下面に当接し、これにより鋳型造型ヘッド３１内に気密
な流気空間が形成される。なおこのとき、流気タンク４
８の給気管４９と鋳型造型ヘッド３１の給気管４４とが
気密に当接する。この後、シリンダ５１のピストンロッ
ド５２を縮引作動して流気タンク４８内の圧縮空気を鋳
型造型ヘッド３１内へ供給し、該圧縮空気により薄枠用
盛枠２５及び薄枠１１内の鋳物砂を一次加圧する。

【００２０】鋳型造型ヘッド３１及び薄枠用盛枠２５内
の流気空間の圧力が大気圧まで下がると、シリンダ２の
ピストンロッド３を所定ストロークだけ縮引作動して薄
枠用盛枠２５、薄枠１１及び薄枠用模型１９をテーブル
４と共に下降させ、鋳型造型ヘッド３１と薄枠用盛枠２
５との間に所定の隙間を設ける。しかる後、シリンダ６
５のピストンロッド６６を縮引作動して台車５７を上記
隙間へ進入させる。次にシリンダ２のピストンロッド３
を再び伸長作動してテーブル４を上昇させると、薄枠用
盛枠２５がスペーサ５８を押し上げ、該スペーサ５８が
鋳型造型ヘッド３１を押し上げ、該鋳型造型ヘッド３１
の背面が再び天井フレーム４７の下面に当接する（図４
参照）。なおこのとき、スペーサ５８は台車５７に上下
摺動自在に取付けられているため、薄枠用盛枠２５の押
圧力が台車５７に伝わることはない。このような状態で
スクイズシリンダ４３のピストンロッド４５を伸長作動
して、スクイズフート４６により薄枠用盛枠２５及び薄
枠１１内の鋳物砂を二次加圧する。

【００２１】この後、シリンダ２のピストンロッド３を
縮引作動して鋳型造型ヘッド３１、薄枠用盛枠２５、薄
枠１１、薄枠用模型１９及びテーブル４を図３に示す元
の位置まで下降させることにより、離型を行う。またシ
リンダ６５のピストンロッド６６を伸長作動して台車５
７を図３に示す元の位置まで退避させる。なおこの間
に、供給ホッパ３３内に次の１厚枠鋳型造型分の鋳物砂
を投入する。以上の工程を１サイクルとして、以後同じ
サイクルを繰り返すことにより、厚枠鋳型と薄枠鋳型と
を交互にかつ連続して造型するものである。

【００２２】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、鋳枠搬送
路における造型ステーションの上方に厚枠用盛枠と薄枠
用盛枠とを交互に出入り可能に設け、丈の高い鋳枠（厚
枠）に対しては厚枠用盛枠を用い、丈の低い鋳枠（薄
枠）に対しては薄枠用盛枠を用いるようにしているた
め、鋳物砂の浪費がなくなると共に、造型後の余剰部分
の切除に大型のサンドカッタを使用する必要もない。ま
た、鋳型造型ヘッドと盛枠上面とで画成される流気空間
の容積は常に同一であるため、一次加圧の性能に変動が
なく、安定した鋳型造型が保証される。

【００２３】また本発明では、薄枠と薄枠用盛枠とを用
いて鋳型を造型するときは、二次加圧時に該薄枠用盛枠
と鋳型造型ヘッドとの間にスペーサを介在させるように
している。本発明の造型装置では、スクイズシリンダの
ピストンロッドのストロークは厚枠及び厚枠用盛枠の丈
を基準にして決定されているため、薄枠と薄枠用盛枠と
を用いて鋳型を造型する場合に該薄枠用盛枠を鋳型造型
ヘッドに直接当接させると、薄枠用模型がスクイズフー
トの下降範囲に入る。この場合、薄枠及び薄枠用盛枠内
に投入される鋳物砂の量が何らかのアクシデントによっ
て不足すると、薄枠用模型がスクイズフートによって損
傷を受ける恐れがある。しかし本発明では、二次加圧時
に該薄枠用盛枠と鋳型造型ヘッドとの間にスペーサを介
在させているため、スクイズフートの下降端は図４に２
点鎖線で示す位置になり、万一の場合でも薄枠用模型が
損傷されることはない。このような本発明では、スペー
ス保持装置を追加するだけでよく、加圧装置を含む鋳型
造型装置全体に変更を加える必要がないため、製作コス
トが最小限で済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の要部縦断正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】本発明装置の作動説明図である。

【図４】本発明装置の他の作動説明図である。

【符号の説明】

９ 鋳枠搬送路 ２５ 薄枠用盛枠 ２６ 厚枠用盛枠 ３１ 鋳型造型ヘッド ３３ 鋳物砂供給ホッパ ５４ スペース保持装置 ５７ 台車 ５８ スペーサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳枠搬送路９における鋳型造型ステーショ
   ンの上方に鋳物砂供給ホッパ３３と交互に出入り可能に
   配設された鋳型造型ヘッド３１と、 上記鋳型造型ステーションと上記鋳型造型ヘッド３１と
   の空間に厚枠用盛枠２６と交互に出入り可能に配設され
   た薄枠用盛枠２５と、 上記鋳型造型ステーションの上方における上記薄枠用盛
   枠２５と上記鋳型造型ヘッド３１との空間に出入り可能
   に配設されたスペース保持装置５４とを含み、 該スペース保持装置５４が、水平方向に往復動可能な台
   車５７と、 該台車５７に上下に摺動自在に取り付けられて上記鋳型
   造型ヘッド３１の下面および上記薄枠用盛枠２５の上面
   の少なくとも４隅位置に対応するスペーサ５８とを含む
   ことを特徴とする高さが異なる２種の鋳枠を用いる鋳型
   造型装置。