JP3441063B2 - 枠付砂鋳型の造型方法及びその装置 - 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、搬入されてくる空
の鋳枠に対し上下砂鋳型を交互に造型して搬出させる枠
付砂鋳型の造型方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳枠内に砂鋳型を造型する場合
は、パタ−ンプレ−トの上部に鋳枠と盛枠を重ね合わせ
た空間に鋳物砂を投入充填し、この投入充填された鋳物
砂を掻き均した後、平板状のスクイズ板あるいはセグメ
ント方式のスクイズフットにより圧縮する方法が一般に
採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記のように鋳
物砂を鋳枠内に投入充填して掻き均しをする際にはスピ
ルサンドが多く出る問題がある。さらに平板状のスクイ
ズ板を使用する鋳物砂の圧縮ではパタ−ンプレ−トの模
型の高い部分と低い部分で圧縮が不均一になり、特に模
型の低い部分の圧縮が不足する問題がある。またセグメ
ント方式のスクイズフットにより鋳物砂を圧縮するもの
では造型された砂鋳型の上面が平坦にならず鋳型造型後
凹凸面を削り取る作業が必要になり、鋳物砂の無駄が多
くなる問題がある。本発明は上記の問題に鑑みて成され
たもので、スピルサンドや切削砂の発生を大幅に削減す
ると共に鋳物砂の圧縮が鋳型全体に均一に成され、かつ
低コストにすることができる枠付砂鋳型の造型方法及び
その装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明における枠付砂鋳型の造型方法は、砂ホッパ
内に鋳物砂を投入した後該砂ホッパの下位周側又は／及
び下位内部からエヤ−を噴出させて鋳物砂を浮遊流動化
させるエヤレ−ションを成す工程と、前記エヤレ−ショ
ンされた鋳物砂を、パタ−ンプレ−ト、抜型フレ−ム、
鋳枠、盛枠及びパタ−ンプレ−トの凹凸に相対する凹凸
を形成したセグメント方式のスクイズフットとにより画
成する造型空間に砂充填用ノズルを介してエヤ−により
エヤレ−ション充填する工程と、前記セグメント方式の
スクイズフットを下降挿入させて鋳物砂を一次スクイズ
する工程と、前記抜型フレ−ムを下降させながら前記セ
グメント方式のスクイズフット、盛枠及び鋳枠を一体的
にパタ−ンプレ−トに向けて下降させて鋳物砂を二次ス
クイズをする工程と、前記抜型フレ−ムを上昇させなが
ら前記セグメント方式のスクイズフット、盛枠及び鋳枠
を一体的に上昇させて抜型する工程と、を具備すること
を特徴とするものである。

【０００５】さらに本発明における枠付砂鋳型の造型装
置は、造型基盤上の左右両側に立設された枠セットシリ
ンダの上端間に架設された昇降支持フレ−ムと、前記枠
セットシリンダのうちの一方に回転可能に支持されて、
パタ−ンプレ−トを載置したパタ−ンキャリアを交互に
前記造型基盤中央上部に搬入出可能にされたタ−ンテ−
ブルと、前記昇降支持フレ−ムに吊設支持されて、下位
周側又は／及び下位内部にエヤ−を噴出させて鋳物砂を
浮遊流動化させるエヤレ−ションを成すエヤ−噴出チャ
ンバ−を備えた砂ホッパと、該砂ホッパの下端において
昇降停止制御可能にして配設されたセグメント方式のス
クイズフットと、前記セグメント方式のスクイズフット
の周囲に配置される砂充填用ノズルと、前記セグメント
方式のスクイズフット及び砂充填用ノズルの群の外側を
上下動可能にして包囲すると共に上位にベントホ−ルを
備えかつ盛枠シリンダに連結された盛枠と、前記昇降支
持フレ−ムにおける砂ホッパの左右外側において前記セ
グメント方式のスクイズフットの下方位置まで伸びるフ
レ−ムを介して吊設された鋳枠の搬入出コンベヤと、を
具備し、前記パタ−ンキャリアに、前記パタ−ンプレ−
トの外側を包囲して上下摺動する枠状の抜型フレ−ムを
設けたことを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１において、造型基盤１上
の左右両側に枠セットシリンダ２、２が上向きにして立
設されており、該枠セットシリンダ２、２のピストンロ
ッド２Ａ、２Ａ先端間には昇降支持フレ−ム３が架設さ
れている。前記枠セットシリンダ２、２のうちの一方
（図１で左側）下位にはタ−ンテ−ブル４の中心部が回
転可能にして支持されており、該タ−ンテ−ブル４の両
端部には、パタ−ンプレ−ト５、５Ａ（上下パタ−ンプ
レ−ト）を載置したパタ−ンキャリア６、６Ａが図示さ
れないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた状態
でセットされ、該パタ−ンプレ−ト５、５Ａを前記造型
基盤１の中央上部に交互に搬入出させるようにされてい
る。

【０００７】前記パタ−ンキャリア６、６Ａにおけるパ
タ−ンプレ−ト５、５Ａの四隅外側位置には、抜上げシ
リンダ７、７Ａが上向きにして埋設されていて、その先
端には前記パタ−ンプレ−ト５、５Ａの外周を包囲して
上下摺動する枠状の抜型フレ−ム８、８Ａが連結支持さ
れている。なお抜型フレ−ム８、８Ａは、抜上げシリン
ダ７、７Ａの伸長端でパタ−ンプレ−ト５、５Ａの見切
り面から若干上方に突出（図１参照）され、縮引端でパ
タ−ンプレ−ト５、５Ａの見切り面とほぼ同一面（図５
参照）になるようにされている。

【０００８】前記昇降支持フレ−ム３には、上端にスラ
イドゲ−ト９により開閉される砂投入口１０を設けると
共に上側部に図示されない切り替え弁を介して低圧エヤ
−（例えば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）を導入する給
気管２１を連通させ、かつ下位周側及び下位内部に図示
されない１個の切り替え弁を介して図示されない圧縮空
気源に連通する多数のエヤ−噴出チャンバ−１１、１１
を備えた砂ホッパ１２が吊設されている。なお多数のエ
ヤ−噴出チャンバ−１１、１１からは低圧エヤ−（例え
ば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）が砂ホッパ１２内に噴
出されて鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレ−ションを
成すように構成されている。さらに砂ホッパ１２の下端
には、セグメント方式のスクイズフット１３、１３と該
スクイズフット１３、１３の周囲に砂充填用ノズル１
４、１４が配設されている。

【０００９】また前記セグメント方式のスクイズフット
１３、１３及び砂充填用ノズル１４、１４の群の外側を
上下動可能にして包囲すると共に上位に図示されない排
気制御チャンバ−に通じるベントホ−ル１５、１５を穿
孔した盛枠１６が、前記砂ホッパ１２の下側部において
下向きにして設けられた盛枠シリンダ１７、１７に連結
して配置されている。さらに前記昇降支持フレ−ム３に
おける砂ホッパ１２の左右外側位置には、前記セグメン
ト方式のスクイズフット１３、１３の下方位置まで伸び
るフレ−ム１８、１８を介して鋳枠２０の搬入出コンベ
ヤ１９が吊設されている。

【００１０】次にこのように構成されたものの作動を詳
しく説明する。図１の状態は、砂ホッパ１２内に鋳物砂
Ｓが投入され、セグメント方式のスクイズフット１３、
１３全体が下方のパタ−ンプレ−ト５の凹凸に相対して
凹凸を形成し、かつ搬入出コンベヤ１９に空の鋳枠２０
が搬入された状態にある。なおパタ−ンキャリア６は図
示されないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた
状態でタ−ンテ−ブル４上にセットされて造型基盤１と
の間に５ｍｍ程度の隙間がある。また抜型フレ−ム８は
抜上げシリンダ７、７によりパタ−ンプレ−ト５の見切
面から上方に突出された状態にある。

【００１１】この状態でスライドゲ−ト９を作動させて
砂投入口１０を閉じた後、盛枠シリンダ１７、１７が伸
長作動して盛枠１６を下降させて鋳枠２０の上面に押し
付け密着させると共に枠セットシリンダ２、２が縮引作
動して鋳枠２０がパタ−ンプレ−ト５の外周で上方に突
出されている抜型フレ−ム８上に押し付けられてパタ−
ンキャリア６を図示されないスプリングに抗して押し下
げ、造型基盤１上に圧着し、図２の状態になる。この際
パタ−ンプレ−ト５、抜型フレ−ム８、鋳枠２０、盛枠
１６、スクイズフット１３、１３で画成する造型空間
は、スクイズフット１３、１３がパタ−ンプレ−ト５の
凹凸に相対する凹凸形状に形成された状態になる。

【００１２】次に多数のエヤ−噴出チャンバ−１１、１
１から低圧エヤ−を砂ホッパ１２内に噴出させて砂ホッ
パ１２内の鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレ−ション
をさせながら図示されない切り替え弁を介して給気管２
１から低圧エヤ−を砂ホッパ１２に供給して鋳物砂Ｓを
低圧エヤ−により造型空間に砂充填用ノズル１４、１４
を介して図３に示すようにエヤレ−ション充填する。こ
の際、エヤレ−ション充填時の低圧エヤ−は、ベントホ
−ル１５又は／及びパタ−ンプレ−ト５の図示されない
ベントホ−ルから排気される。なお、図示されない排気
制御チャンバ−でベントホ−ル１５からの排気量を制御
することによりパタ−ンプレ−ト５の図示されないベン
トホ−ルからの排気量を制御することもできる。これに
より造型空間におけるパタ−ンプレ−ト５の複雑形状部
の鋳物砂の充填密度を部分的に調整することができる。

【００１３】次に枠セットシリンダ２、２がさらに縮引
作動して盛枠シリンダ１７、１７を縮引させながら昇降
支持フレ−ム３及びこれに支持されている部材を下降さ
せてゆき、セグメント方式のスクイズフット１３、１３
下面全体が平坦になるまで鋳物砂Ｓの一次スクイズをす
ると共にスライドゲ−ト９を逆作動させて砂投入口１０
を開放して図４の状態にされる。この際、枠セットシリ
ンダ２、２の縮引作動は、図示されない圧力センサ−に
よりスクイズ圧力が一次スクイズの設定圧力に到達する
又は枠セットシリンダ２、２の図示されないエンコ−ダ
位置が一次スクイズの設定位置に到達するまで続けられ
る。

【００１４】次に抜上げシリンダ７、７の油をリリ−フ
する状態に切り替えると共に枠セットシリンダ２、２が
一次スクイズより高い圧力で縮引作動をすることによ
り、鋳枠２０、盛枠１６、及びスクイズフット１３、１
３が一体となって下降し鋳物砂Ｓ全体を二次スクイズす
る。これにより抜型フレ−ム８は抜上げシリンダ７、７
の縮引により下降されてパタ−ンプレ−ト５の見切面と
ほぼ同一レベルにされ、図５の状態になる。なお抜型フ
レ−ム８が下降端に到達した時点でスクイズ圧力が二次
スクイズの設定圧力に到達していない場合は、盛枠シリ
ンダ１７、１７を縮引作動させながら枠セットシリンダ
２、２をさらに縮引作動させることにより更なるスクイ
ズが成される。

【００１５】次にスクイズ圧力が二次スクイズの設定圧
力に到達すると、スクイズ安定タイマ−が作動し、所定
時間スクイズを保持する。この時、抜型フレ−ム８が下
降端に到達していない場合に対応するために盛枠シリン
ダ１７、１７を伸長作動させて盛枠１６を下降させ抜型
フレ−ム８が下降端に到達するまで鋳枠２０を押し下げ
る。これにより鋳枠２０の下面に対する鋳型の突出寸法
を毎回一定にすることができる。

【００１６】次に抜上げシリンダ７、７を伸長作動させ
て鋳枠２０を抜型フレ−ム８を介して盛枠１６に押し付
けながら枠セットシリンダ２、２が逆作動して抜型をす
る。この際盛枠シリンダ１７、１７は鋳枠２０及びスク
イズフット１３、１３と一体となって上昇される。その
後、鋳型を造型した鋳枠２０は抜上げシリンダ７、７に
より抜型フレ−ム８を介して抜き上げ支持される一方、
盛枠１６及びセグメント方式のスクイズフット１３、１
３は一体となって上昇されてゆく、途中において鋳型を
造型した鋳枠２０は搬入出コンベヤ１９により掬い上げ
られてパタ−ンプレ−ト５から完全に分離されると共に
鋳物砂Ｓが砂ホッパ１２内に補給されて図６の状態にな
る。この際造型された鋳型は鋳枠２０と共に停止状態か
ら若干上昇されて抜型されると共に枠セットシリンダ
２、２のピストンロッド２Ａ、２Ａが最も縮引された状
態で抜型されることから抜型精度が高いものになってい
る。

【００１７】次に鋳型を造型した鋳枠２０が搬入出コン
ベヤ１９を介して搬出され、空の鋳枠２０が搬入される
と共にタ−ンテ−ブル４が１８０度回転されてパタ−ン
プレ−ト５とパタ−ンプレ−ト５Ａとを入替え、さらに
セグメント方式のスクイズフット１３、１３が作動され
てパタ−ンプレ−ト５Ａの凹凸に相対した凹凸に形成さ
れて図７の状態とされ上記の作動を繰り返し行う。

【００１８】なお本発明の実施の形態では、砂ホッパ１
２の下位周側及び下位内部から低圧エヤ−を噴出させて
鋳物砂を浮遊流動化させるようにしたが、砂ホッパ１２
の下位周側又は下位内部から低圧エヤ−を噴出させて鋳
物砂を浮遊流動化させるようにしてもよい。また本発明
の実施の形態では、流気加圧による鋳物砂の予備圧縮を
行わないようにしたが、回転ゲ−ト、圧縮空気導入口等
を設けて流気加圧による鋳物砂の予備圧縮を行うように
してもよい。さらに本発明の実施の形態では、多数のエ
ヤ−噴出チャンバ−１１、１１に図示されない１個の切
り替え弁を連通させるようにしたが、各々のエヤ−噴出
チャンバ−１１に各々の切り替え弁を設けて低圧エヤ−
の噴出を部分的に調整するようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、砂ホッパ内に鋳物砂を投入した後該砂ホッパの下位
周側又は／及び下位内部からエヤ−を噴出させて鋳物砂
を浮遊流動化させるエヤレ−ションを成す工程と、前記
エヤレ−ションされた鋳物砂を、パタ−ンプレ−ト、抜
型フレ−ム、鋳枠、盛枠及びパタ−ンプレ−トの凹凸に
相対する凹凸を形成したセグメント方式のスクイズフッ
トとにより画成する造型空間に砂充填用ノズルを介して
エヤ−によりエヤレ−ション充填する工程と、前記セグ
メント方式のスクイズフットを下降挿入させて鋳物砂を
一次スクイズする工程と、前記抜型フレ−ムを下降させ
ながら前記セグメント方式のスクイズフット、盛枠及び
鋳枠を一体的にパタ−ンプレ−トに向けて下降させて鋳
物砂を二次スクイズをする工程と、前記抜型フレ−ムを
上昇させながら前記セグメント方式のスクイズフット、
盛枠及び鋳枠を一体的に上昇させて抜型する工程と、を
具備するようにしたから、スピルサンド及び切削砂の発
生を大幅に削減して鋳物砂を定量的に効率良く充填でき
ると共にパタ−ンプレ−トの凹凸に合わせたスクイズを
鋳型全体に行うことができるようになり、均質な鋳型を
造型できる効果がある。また油圧動力及び空気消費量を
少なくすることができるため、省エネルギ−によるコス
ト低減を実現することができる。さらに抜型フレ−ムの
採用により二段階の（二次）スクイズを成すことができ
ると共に抜型を精度良く実行できる等種々の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置のスタ−ト前の状態を示す縦断面図
である。

【図２】造型空間を画成させた状態を示す縦断面図であ
る。

【図３】鋳物砂のエヤレ−ション充填状態を示す縦断面
図である。

【図４】鋳物砂の一次スクイズ状態を示す縦断面図であ
る。

【図５】鋳物砂の二次スクイズ状態を示す縦断面図であ
る。

【図６】造型鋳型の抜型及び鋳物砂の補給状態を示す縦
断面図である。

【図７】パタ−ンチェンジ状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 造型基盤 ２ 枠セットシリンダ ４ タ−ンテ−ブル ５ ５Ａ パタ−ンプレ−ト ６ ６Ａ パタ−ンキャリア ７ ７Ａ 抜上げシリンダ ８ ８Ａ 抜型フレ−ム １１ エヤ−噴出チャンバ− １２ 砂ホッパ １３ スクイズフット １４ 砂充填用ノズル １５ ベントホ−ル １６ 盛枠 １７ 盛枠シリンダ １９ 搬入出コンベヤ ２０ 鋳枠 Ｓ 鋳物砂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−158949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−122651（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22C 5/00 - 25/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砂ホッパ内に鋳物砂を投入した後該砂ホ
   ッパの下位周側又は／及び下位内部からエヤ−を噴出さ
   せて鋳物砂を浮遊流動化させるエヤレ−ションを成す工
   程と、前記エヤレ−ションされた鋳物砂を、パタ−ンプ
   レ−ト、抜型フレ−ム、鋳枠、盛枠及びパタ−ンプレ−
   トの凹凸に相対する凹凸を形成したセグメント方式のス
   クイズフットとにより画成する造型空間に砂充填用ノズ
   ルを介してエヤ−によりエヤレ−ション充填する工程
   と、前記セグメント方式のスクイズフットを下降挿入さ
   せて鋳物砂を一次スクイズする工程と、前記抜型フレ−
   ムを下降させながら前記セグメント方式のスクイズフッ
   ト、盛枠及び鋳枠を一体的にパタ−ンプレ−トに向けて
   下降させて鋳物砂を二次スクイズをする工程と、前記抜
   型フレ−ムを上昇させながら前記セグメント方式のスク
   イズフット、盛枠及び鋳枠を一体的に上昇させて抜型す
   る工程と、を具備することを特徴とする枠付砂鋳型の造
   型方法。
2. 【請求項２】 造型基盤１上の左右両側に立設された枠
   セットシリンダ２、２の上端間に架設された昇降支持フ
   レ−ム３と、前記枠セットシリンダ２、２のうちの一方
   に回転可能に支持されて、パタ−ンプレ−ト５、５Ａを
   載置したパタ−ンキャリア６、６Ａを交互に前記造型基
   盤１中央上部に搬入出可能にされたタ−ンテ−ブル４
   と、前記昇降支持フレ−ム３に吊設支持されて、下位周
   側又は／及び下位内部にエヤ−を噴出させて鋳物砂を浮
   遊流動化させるエヤレ−ションを成すエヤ−噴出チャン
   バ−１１、１１を備えた砂ホッパ１２と、該砂ホッパ１
   ２の下端において昇降停止制御可能にして配設されたセ
   グメント方式のスクイズフット１３、１３と、前記セグ
   メント方式のスクイズフット１３、１３の周囲に配置さ
   れる砂充填用ノズル１４、１４と、前記セグメント方式
   のスクイズフット１３、１３及び砂充填用ノズル１４、
   １４の群の外側を上下動可能にして包囲すると共に上位
   にベントホ−ル１５、１５を備えかつ盛枠シリンダ１
   ７、１７に連結された盛枠１６と、前記昇降支持フレ−
   ム３における砂ホッパ１２の左右外側において前記セグ
   メント方式のスクイズフット１３、１３の下方位置まで
   伸びるフレ−ム１８、１８を介して吊設された鋳枠の搬
   入出コンベヤ１９と、を具備し、前記パタ−ンキャリア
   ６、６Ａに、前記パタ−ンプレ−ト５、５Ａの外側を包
   囲 して上下摺動する枠状の抜型フレ−ム８、８Ａを設け
   たことを特徴とする枠付砂鋳型の造型装置。