JP3465819B2 - 鋳造用鋳型における、粒状充填物充填方法ならびに充填装置 - Google Patents

鋳造用鋳型における、粒状充填物充填方法ならびに充填装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造用鋳型の注湯
時における、鋳型保持用粒状充填物充填方法ならびに充
填装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来鋳造用鋳型において、鋳枠を用いず
造型を行う無枠鋳型造型方法は公知である。このような
方法により鋳型を造型する場合、注湯後、溶融金属の鋳
型に作用する圧力により鋳型が膨張しようとする作用
(張り気)を鋳枠により防止することが困難であり、張
り気による鋳物の寸法精度低下ならびに重量増加を防止
するため、当初は、鋳型寸法を、鋳枠を使用する場合と
比較してより大きくしたり、注湯前に鋳型寸法と同一の
保持枠を鋳型に装着するなどの方法で、張り気を防止し
ていた。しかしながら、鋳型寸法を大きくする方法では
鋳型と金属の重量比、所謂サンドメタル比が増加するた
めに、鋳物のコスト増につながる問題があった。また、
鋳型寸法と同一寸法の保持枠を使用する方法では、鋳型
寸法が変わるとそれに合わせた保持枠を準備する必要が
あり、枠無しの鋳型を採用する利点が失われてしまうと
いう問題があった。
【0003】そのため、鋳型より大きい寸法の保持枠を
用意し、定盤上に戴置した鋳型と保持枠により形成され
る空間に乾燥鋳型砂などの粒状充填物を充填する事で、
無枠鋳型造型方法においてサンドメタル比を増やしたり
鋳型寸法に合わせた保持枠を用意することなく、張り気
を防止する方法が開発された。この方法は、例えば特公
昭63−11097号公報にて公知となっている。
【0004】これらの方法において、一般的に粒状充填
物の投入は重力落下に依ることが多い。そのため、粒状
充填物の充填密度は鋳型底部に相当する定盤近傍が最も
高くなり、鋳型上方に向かうにしたがって徐々に低下す
る傾向がある。これでは中央部、ならびに上部に製品部
が形成されている鋳型においては張り気を防止する効果
が得られないという問題があった。また、粒状充填物の
投入は空間を解放した状態で行われるため、投入作業中
の発塵が著しく、作業環境を悪化させるという問題があ
った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑みて成されたものであり、定盤上に戴置された鋳型と
保持枠によって形成された空間に粒状充填物を充填する
際、充填物の充填密度を均一に、かつ、作業中の発塵を
防止する粒状充填物の充填方法、ならびに充填装置を提
供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の請求項1における粒状充填物充填方法は、
枠無しの鋳型の周囲に保持枠を配置して鋳型と該保持枠
の間に粒状充填物を充填した後注湯を行う鋳造用鋳型に
おける粒状充填物充填方法であって、定盤上に戴置した
保持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の吸引孔と複数
の充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部に圧着させた
後、吸引孔から連通する真空源を用いて、吸引蓋と圧着
板により閉鎖された鋳型と保持枠により形成された空間
を減圧し、該空間が減圧状態になったところで粒状充填
物を吸引充填すること、を特徴とする。
【0007】また、請求項における粒状充填物充填方
法は、枠無しの鋳型の周囲に保持枠を配置して鋳型と該
保持枠の間に粒状充填物を充填した後注湯を行う鋳造用
鋳型における粒状充填物充填方法であって、定盤上に戴
置した保持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の吸引孔
と複数の充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部に圧着
させた後、充填ノズルを通じて粒状充填物を吸引蓋と圧
着板により閉鎖された鋳型と保持枠により形成された空
間へ投入し、その後、吸引孔から連通する真空源を用い
て該空間を減圧して粒状充填物を吸引充填すること、を
特徴とする。
【0008】また、請求項における粒状充填物充填装
置は、枠無しの鋳型を戴置する定盤と、該定盤上に戴置
される鋳型寸法より大きな寸法を持つ保持枠と、保持枠
と同じ寸法を持つ吸引蓋と、該吸引蓋内部に配置され、
鋳型より大きな寸法を持ち、複数の吸引孔と複数の充填
ノズルが配設され上下動可能な圧着板と、粒状充填物ホ
ッパと、粒状充填物切り出しゲートと、ホッパ蓋とを有
すること、を特徴とする。
【0009】ここで、本発明に供される無枠鋳型とは、
鋳型砂に粘結剤を添加して造型するプロセスならば、生
型、シェル型、自硬性型、ガス硬化型など、その造型プ
ロセスを特に制限するものではない。また、粒状充填物
とは、乾燥したものであれば、硅砂、ムライト砂、ジル
コン砂など鋳型砂として供されるものがそのまま使用可
能であるが、一般的には鋳型と同じ骨材を使用すれば砂
回収系で鋳型砂と粒状充填物を分離する必要がなくな
り、砂管理が容易となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を説明
する。図1は本発明の構成を示す概略断面図である。ま
た、図2から5は本発明の実施の形態の工程を示す工程
図である。このうち、図2は鋳型を戴置させた定盤を粒
状充填物充填装置の下方に配置した状態を示す概略断面
図であり、図3は粒状充填物充填装置を保持枠上に密着
させた状態を示す概略断面図であり、図4は粒状充填物
を吸引している状態を示す概略断面図であり、図5は工
程が全て完了し粒状充填物充填装置を鋳型上方へ移動さ
せた状態を示す概略断面図である。
【0011】図1において、粒状充填物充填装置は吸引
蓋3と、圧着板4と、充填ノズル5、5と、吸引孔6、
6、6、6と、圧着板上下動用アクチュエーター7と、
吸引接続口8と、粒状充填物ホッパ9と、粒状充填物切
り出しゲート10と、ホッパ蓋11から成る。これらの
部分で構成される粒状充填物充填装置は図示されていな
いアクチュエーターを使用し、上下動が可能である。吸
引孔6と吸引接続口8の間の空間は吸引用のチャンバー
として作用し、さらに吸引接続口8は、図示されていな
い真空源に接続されている。
【0012】次に、図2から図5を用いて、本発明の実
施の形態の工程について説明する。
【0013】まず、図2は、粒状充填物充填装置下方に
鋳型Mならびに保持枠2を戴置させた定盤1を配置させ
た状態を示す。定盤1は図示されていない移動手段、例
えば駆動ローラーコンベアやプッシャー、クッションシ
リンダなどを用いて粒状充填物充填装置の下方に配置さ
れる。この状態で粒状充填物ホッパ9内には、図示され
ていない公知の定量切り出しが可能な充填物供給手段を
用いて必要量の粒状充填物Sがあらかじめ貯蔵されてい
る。
【0014】次に、図3に示すように、吸引蓋3が保持
枠2の頂部に密着するように粒状充填物充填装置が下降
し、その後圧着板4がアクチュエーター7の作用により
鋳型Mの頂部を圧着するために下降する。圧着板4によ
る鋳型M頂部の圧着が完了すると、吸引孔6を通じて、
鋳型Mと保持枠2の間に形成された空間Cの減圧を行
う。
【0015】空間Cの減圧が完了すると、図4に示すよ
うに、粒状充填物切り出しゲート10が開き、粒状充填
物ホッパ9内に貯蔵されていた粒状充填物Sが空間Cに
向かって吸引充填される。
【0016】吸引充填が完了すると、図5に示すよう
に、圧着板4による鋳型Mの圧着を解除した後、粒状充
填物充填装置が上方へ移動し、全ての工程が終了する。
工程終了後、定盤1は再び図示されていない移動手段に
より次工程へ搬出される。
【0017】以上の説明において、定盤を昇降させずに
粒状充填物充填装置を昇降させて保持枠2と吸引蓋3の
密着を行う方法を説明したが、上記の方法とは逆に、粒
状充填物充填装置を昇降させずに、代わりに定盤1を昇
降させても何ら得られる効果に変わりはない。
【0018】また、真空源は、空間Cの容積により、ブ
ロアや真空ポンプなど空間Cを減圧するのに充分な到達
圧力と排気風量を持ったものならどのようなものでも良
い。また、吸引接続口8と真空源は直接連通させても良
いし、吸引接続口8と真空源の間にバルブを具備したレ
シーバータンクを配置し、常には真空源を用いてレシー
バータンクを減圧し、レシーバータンクに具備されたバ
ルブを開閉することで空間Cの減圧を行っても良い。
【0019】なお、図1から図5において保持枠2と鋳
型Mとの高さは同一として説明を行ったが、保持枠2と
鋳型Mとの高さの関係はこれに限定されるものではな
く、保持枠2と鋳型Mとの高さの関係がどのように変化
しても、吸引蓋3が保持枠2頂部に密着配置された状態
で圧着板4が鋳型Mの頂部を圧着可能なアクチュエータ
ー7のストロークを設定すれば、保持枠2や鋳型Mの高
さがどのように変化しても本発明の適用は可能である。
【0020】さらに、圧着板には鋳型の保護のために発
泡スポンジなどの弾性体を圧着面に設けても良い。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、鋳型と保持枠によって形成される空間に充填された
粒状充填物の充填密度が均一となり、さらに、粒状充填
物の充填は該空間を閉じた状態で行われるために発塵な
どの問題がなく作業環境が改善される。
【0022】また、請求項では、定盤上に戴置した保
持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の吸引孔と複数の
充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部に圧着させた
後、吸引孔から連通する真空源を用いて、吸引蓋と圧着
板により閉鎖された鋳型と保持枠により形成された空間
を減圧し、該空間が減圧状態になったところで粒状充填
物を吸引充填することから、吸引充填時間が短くて済む
という効果もある。
【0023】さらに、請求項では、定盤上に戴置した
保持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の吸引孔と複数
の充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部に圧着させた
後、充填ノズルを通じて粒状充填物を吸引蓋と圧着板に
より閉鎖された鋳型と保持枠により形成された空間へ投
入し、その後、吸引孔から連通する真空源を用いて該空
間を減圧して粒状充填物を吸引充填することから、充填
をさらに良好にできるという効果もある。
【0024】そして、請求項では、枠無しの鋳型の周
囲に保持枠を配置して鋳型と該保持枠の間に粒状充填物
を充填した後注湯を行う鋳造用鋳型における粒状充填物
充填装置であって、枠無しの鋳型を戴置する定盤と、該
定盤上に戴置される鋳型寸法より大きな寸法を持つ保持
枠と、保持枠と同じ寸法を持つ吸引蓋と、該吸引蓋内部
に配置され、鋳型より大きな寸法を持ち、複数の吸引孔
と複数の充填ノズルが配設され、上下動可能な圧着板
と、粒状充填物ホッパと、粒状充填物切り出しゲート
と、ホッパ蓋とを有する、鋳造用鋳型における粒状充填
物充填装置であることから、鋳型と保持枠によって形成
される空間に充填された粒状充填物の充填密度が均一と
なり、さらに、粒状充填物の充填は該空間を閉じた状態
で行われるために発塵などの問題がなく作業環境の改善
を簡易に実現できる。以上のように本発明が鋳造業界に
与える効果は絶大なものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における粒状充填物充填装
置の構成を示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態における工程のうち、鋳型
と保持枠を戴置した定盤が粒状充填物充填装置の下方に
配置された状態を示す概略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態における工程のうち、粒状
充填物充填装置により保持枠ならびに鋳型頂部が圧着さ
れ、保持枠と鋳型により形成された空間が減圧された状
態を示す概略断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における工程のうち、粒状
充填物切り出しホッパが開き、粒状充填物が空間内に吸
引充填された状態を示す概略断面図である。
【図5】本発明の実施の形態における工程のうち、吸引
充填が完了し、粒状充填物充填装置による保持枠ならび
に鋳型頂部の圧着が解除された状態を示す概略断面図で
ある。
【符号の説明】 1 定盤 2 保持枠 3 吸引蓋 4 圧着板 5 充填ノズル 6 吸引孔 7 アクチュエーター 8 吸引接続口 9 粒状充填物切り出しゲート 10 粒状充填物ホッパ 11 ホッパ蓋 C 空間 M 鋳型 S 粒状充填物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 25/00 B22C 13/08 B22C 14/22 B22C 21/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】枠無しの鋳型の周囲に保持枠を配置して鋳
    型と該保持枠の間に粒状充填物を充填した後注湯を行う
    鋳造用鋳型における粒状充填物充填方法であって、定盤
    上に戴置した保持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の
    吸引孔と複数の充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部
    に圧着させた後、吸引孔から連通する真空源を用いて、
    吸引蓋と圧着板により閉鎖された鋳型と保持枠により形
    成された空間を減圧し、該空間が減圧状態になったとこ
    ろで粒状充填物を吸引充填することを特徴とした、鋳造
    用鋳型における粒状充填物充填方法。
  2. 【請求項2】枠無しの鋳型の周囲に保持枠を配置して鋳
    型と該保持枠の間に粒状充填物を充填した後注湯を行う
    鋳造用鋳型における粒状充填物充填方法であって、定盤
    上に戴置した保持枠頂部に吸引蓋を密着配置し、複数の
    吸引孔と複数の充填ノズルを具備した圧着板を鋳型頂部
    に圧着させた後、充填ノズルを通じて粒状充填物を吸引
    蓋と圧着板により閉鎖された鋳型と保持枠により形成さ
    れた空間へ投入し、その後、吸引孔から連通する真空源
    を用いて該空間を減圧して粒状充填物を吸引充填するこ
    とを特徴とした、鋳造用鋳型における粒状充填物充填方
    法。
  3. 【請求項3】枠無しの鋳型の周囲に保持枠を配置して鋳
    型と該保持枠の間に粒状充填物を充填した後注湯を行う
    鋳造用鋳型における粒状充填物充填装置であって、枠無
    しの鋳型を戴置する定盤と、該定盤上に戴置される鋳型
    寸法より大きな寸法を持つ保持枠と、保持枠と同じ寸法
    を持つ吸引蓋と、該吸引蓋内部に配置され、鋳型より大
    きな寸法を持ち、複数の吸引孔と複数の充填ノズルが配
    設され、上下動可能な圧着板と、粒状充填物ホッパと、
    粒状充填物切り出しゲートと、ホッパ蓋とを有する、鋳
    造用鋳型における粒状充填物充填装置。
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