JP3577450B2

JP3577450B2 - 鋳型造型方法及びその装置

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Publication number: JP3577450B2
Application number: JP2000214164A
Authority: JP
Inventors: 諭三金平
Original assignee: Metal Engineering KK
Current assignee: Metal Engineering KK
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002028754A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型の造型方法及びその方法を実施するための鋳型造型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開昭５６−１２４５号公報に記載された鋳型造型装置においては、シリンダ装置によるスクイズテーブルの上昇につれて、外周に下盛枠を昇降可能に嵌合した模型をスクイズテーブル上面に模型交換位置で受取り、鋳枠を前進位置に位置した下盛枠の上面に鋳枠受渡位置で受取り、上盛枠を鋳枠上面に当接させ、これら重ね合わせられた下盛枠と鋳枠と上盛枠内に鋳物砂を供給し、鋳物砂の供給後にスクイズヘッドに設けたシリンダ装置により上盛枠の上昇を規制した状態で前記スクイズテーブルを前記下盛枠の鋳枠との当接面が後退位置に後退するまで上昇させて鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記シリンダ装置による上盛枠の上昇規制を解除して前記スクイズテーブルを上昇させて鋳物砂を背面側スクイズしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の鋳型造型装置では、鋳物砂の供給直後にスクイズヘッドに設けたシリンダ装置により上盛枠の上昇を規制した状態でスクイズテーブルを下盛枠の鋳枠との当接面が後退位置に後退するまで上昇させて鋳物砂を模型面側スクイズしているので、鋳物砂のコンパクタビリティのバラツキが、模型面を所定距離だけ移動させる模型面側スクイズによる鋳物砂の加圧力に大きなバラツキを生じさせる不具合があった。即ち、コンパクタビリティが高すぎる場合は鋳物砂の加圧力不足で充分な鋳型強度を得ることができず、低すぎる場合は模型下面と鋳枠下面とが一致するまでスクイズテーブルを上昇させることができなくなってしまう。また、模型面側スクイズにより鋳物砂を鋳枠厚さの１０％程度圧縮させるものにおいては、鋳型の強度が不十分で、各部位における強度にバラツキが生じ、鋳物製品の形状精度を向上させるために、鋳型の強度を高くし、且つ各部位における強度の均一性を向上させることが鋳型造型に求められていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと前記模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、前記下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に装置本体に設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置するように前記スクイズテーブルと下盛枠とを相対的に位置決めした状態で前記重合枠に鋳物砂を供給し、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及び前記スクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで前記重合枠及び前記スクイズヘッドに相対的に接近させて模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及び前記スクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることである。
【０００５】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の鋳型造型方法において、前記背面側予備スクイズ圧力が０．２乃至０．３５ＭＰａであり、背面側スクイズ圧力が０．７乃至１．５ＭＰａであることである。
【０００６】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと前記模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、前記下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に装置本体に設け、前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを互いに進退させる駆動装置を設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置するように前記スクイズテーブルと下盛枠とを相対的に位置決めした状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで前記重合枠及びスクイズヘッドに相対的に接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることである。
【０００７】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、駆動装置により造型経路に沿って互いに対向して相対的に進退移動されるスクイズテーブルとスクイズヘッドとを装置本体に設け、前記スクイズテーブルとの間で鋳枠を受け渡しする鋳枠受渡装置を前記造型経路内に設け、上盛枠を該鋳枠受渡装置と前記スクイズヘッドとの間で造型経路に沿って移動可能に設け、下盛枠を模型が取付けられた模型定盤を囲んで前記経路方向に進退可能にスクイズテーブルに設け、前記下盛枠を鋳枠当接面が前記模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退させる下盛枠進退装置を前記スクイズテーブルに設け、前記駆動装置によるスクイズテーブルの前進に連れて順次積み重ねられた下盛枠と鋳枠と上盛枠とで重合枠を構成し、前記下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により互いに接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を規制した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により前記下盛枠が後退位置に後退するまで互いに接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により互いに接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることである。
【０００８】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、模型を取付けた模型定盤が固定され該模型定盤を取り囲む下盛枠を移動可能に嵌合されたスクイズテーブルを装置本体に設け、前記スクイズテーブルに向かって駆動装置により進退移動されるスクイズヘッドを装置本体に装架し、前記下盛枠を鋳枠当接面が前記模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退させる下盛枠進退装置を前記スクイズテーブルに設け、前記下盛枠の鋳枠当接面上に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、前記下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズヘッドを前記スクイズテーブルに前記駆動装置により接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を規制した状態で前記スクイズヘッドを前記駆動装置により前記スクイズテーブルに前記下盛枠が後退位置に後退するまで接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズヘッドを前記駆動装置により前記スクイズテーブルに接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることである。
【０００９】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項３又は請求項５に記載の鋳型造型装置において、前記背面側予備スクイズ圧力が０．２乃至０．３５ＭＰａであり、背面側スクイズ圧力が０．７乃至１．５ＭＰａであることである。
【００１０】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと前記模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給した後に、スクイズヘッドを重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで重合枠及びスクイズヘッドに対し相対的に接近させて模型面側スクイズし、その後にスクイズヘッドを重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズするようにしたので、鋳物砂のコンパクタビリティのバラツキの影響を受けずに均一化された状態で、鋳物砂の圧縮割合が大きい模型面側スクイズを安定して行うことができ、強度が高く且つ各部位の強度のバラツキが少ない鋳型を造型することができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に記載の鋳型造型方法において、０．２乃至０．３５ＭＰａで背面側予備スクイズし、０．７乃至１．５ＭＰａで背面側スクイズするので、鋳物砂のコンパクタビリティを揃えるのに適した圧力で背面予備スクイズし、この均一化された状態で、鋳物砂の圧縮割合が大きい模型面側スクイズを安定して行い、さらに十分な圧力で背面側スクイズすることにより、強度が高く且つ各部位の強度のバラツキが少ない鋳型を造型することができる。
【００１２】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後にスクイズヘッドを重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで重合枠及びスクイズヘッドに対し相対的に接近させて模型面側スクイズし、その後にスクイズヘッドを重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズするようにしたので、鋳物砂のコンパクタビリティのバラツキの影響を受けずに均一化された状態で鋳物砂の圧縮割合が大きい模型面側スクイズを安定して行うことができ、強度が高く且つ各部位の強度のバラツキが少ない鋳型の造型が可能な鋳型造型装置を提供することができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、スクイズテーブルに進退可能に嵌合された下盛枠を鋳枠当接面が模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退させ、スクイズテーブルの前進に連れて順次積み重ねられた下盛枠と鋳枠と上盛枠とで重合枠を構成し、下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後にスクイズヘッドと重合枠との相対移動を許容した状態でスクイズテーブル又はスクイズヘッドを互いに接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、スクイズヘッドと重合枠との相対移動を規制した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを下盛枠が後退位置に後退するまで互いに接近させて鋳物砂を模型面側スクイズし、その後に前記スクイズヘッドと前記上盛枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを互いに接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズするようにしたので、請求項３に記載の発明の効果を奏することができ且つ鋳枠の自動受渡可能な鋳型造型装置を提供することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、模型定盤が固定されたスクイズテーブルに下盛枠を鋳枠当接面が模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退可能に嵌合し、前記下盛枠の鋳枠当接面上に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後にスクイズヘッドと重合枠との相対移動を許容した状態でスクイズヘッドをスクイズテーブルに接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、スクイズヘッドと重合枠との相対移動を規制した状態でスクイズヘッドをスクイズテーブルに下盛枠が後退位置に後退するまで接近させて鋳物砂を模型面側スクイズし、その後にスクイズヘッドと重合枠との相対移動を許容した状態でスクイズヘッドをスクイズテーブルに接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズするようにしたので、請求項３に記載の発明の効果を奏することができ且つ鋳物砂が充填された鋳枠の移動を少なくした鋳型造型装置を提供することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の鋳型造型装置において、０．２乃至０．３５ＭＰａで背面側予備スクイズし、０．７乃至１．５ＭＰａで背面側スクイズするので、鋳物砂のコンパクタビリティを揃えるのに適した圧力で背面側予備スクイズし、この均一化された状態で、鋳物砂の圧縮割合が大きい模型面側スクイズを安定して行い、さらに十分な圧力で背面側スクイズすることにより、強度が高く且つ各部位の強度のバラツキが少ない鋳型の造型が可能な鋳型造型装置を提供することができる。
【００１６】
【実施の形態】
以下本発明に係る鋳型造型方法及びこの方法を実施するための装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は装置本体２に上下方向の造型経路に沿って移動可能に装架された断面長方形のスクイズテーブルで、装置本体２に固定されたシリンダ装置３のピストン４（図９）のピストンロッド４ａ上端に固定されて上下方向に進退移動されるようになっている。５は装置本体２に取付けられて水平方向に互いに平行に延在する一対のローラコンベアで、直方体のマスタプレート６の下方フランジ部の両側下面を係脱可能に支持している。次に使用されるマスタプレート６はローラコンベア５上で図略の停止装置によりスクイズテーブル１と対向する交換位置に位置決めされ、シリンダ装置３によって上昇されるスクイズテーブル１上に着脱可能に載置されるようになっている。スクイズテーブル１上に着脱可能に載置されるマスタプレート６を交換位置に係脱自在に保持するマスタプレート交換装置７は、一対のローラコンベア５に替えて、ターンテーブルで構成してもよい。マスタプレート６の両側下面を係脱可能に支持するフォーク状の支持部を両端に設けた交換アームを装置本体２に水平面内で割出し旋回可能に設け、次に使用されるマスタプレート６を支持した支持部がスクイズテーブル１と対向する交換位置に割出されるようにアームを割出し旋回し、下降するスクイズテーブル１上に載置された使用済みのマスタプレート６を交換位置に割出された空の支持部で受取るようにしてもよい。
【００１７】
マスタプレート６の上面には模型８が取付けられた模型定盤９が固定され、外周には下盛枠１０が模型定盤９を囲んで上下方向に進退可能に装架されている。スクイズテーブル１の４隅には、シリンダ装置１１が夫々垂直に取付けられ、マスタプレート６をスクイズテーブル１上に載置した状態でシリンダ装置１１のピストン１２を上昇させると、ピストンロッド１２ａの上端が下盛枠１０の４隅に下方に向けて突設されたロッド１４の下面に当接し、下盛枠１０をその上端の鋳枠当接面１５が模型定盤９の盤面１６より模型８側に位置する前進位置に前進させる。ピストン１２を下降させると、下盛枠１０は自重により鋳枠当接面１５が模型定盤９の盤面１６一致する後退位置まで後退する。シリンダ装置１１、ロッド１４等により、下盛枠１０を鋳枠当接面１５が模型定盤９の盤面１６と一致する後退位置と盤面１６より後述する鋳枠３１の厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型８側に位置する前進位置との間で進退させる下盛枠進退装置１７が構成されている。
【００１８】
図２に示すように、下盛枠１０の各辺には下面から上方に向かって有底穴２０が夫々設けられ、各有底穴２０に嵌合する棒状の係止部材２１がマスタプレート６の下方フランジ部２２から上方に立設されている。この有底穴２０の底部が係止部材２１の頭部に当接することにより下盛枠１０は鋳枠当接面１５が模型定盤９の盤面１６と一致する後退位置に位置される。２３は模型定盤の外周に嵌合してマスタプレート６の上面に固定されたスペーサで、その上面は盤面１６と、外周面はマスタプレート６の外周面と一致している。下盛枠１０の上方内周面にライナ２４が固定され、ライナ２４の内周面にはスペーサ２３が摺動可能に嵌合されている。ライナ２４の上端には下盛枠１０の上面を覆うフランジが外方に向かって設けられ、このフランジの上面に鋳枠当接面１５が形成されている。
【００１９】
３０は装置本体２に取付けられて水平方向に互いに平行に延在する一対のローラコンベアで、鋳枠３１の両側下面をマスタプレート交換装置１７の上方において係脱可能に支持している。次に型込めされる鋳枠３１はローラコンベア３０上で図略の停止装置により造型経路内でスクイズテーブル１と対向する鋳枠受渡位置に位置決めされ、シリンダ装置３によって上昇されるスクイズテーブル１上に載置されたマスタプレート６に嵌合された下盛枠１０がシリンダ装置１１により前進位置に上昇され、下盛枠１０に一体的に設けたライナ２４の鋳枠当接面１５上に鋳枠３１をローラコンベア３０から受取るようになっている。スクイズテーブル１に載置されたマスタプレート６との間で鋳枠３１を受け渡しする鋳枠受渡装置３２は、ローラコンベア３０等により構成されている。
【００２０】
３５は鋳枠３１の上面に係脱可能に載置される上盛枠で、装置本体２に造型経路内で上下方向に移動可能に装架されている。シリンダ装置３によるスクイズテーブル１の上昇に連れてマスタプレート６がスクイズテーブル１上に載置され、シリンダ装置１７の作動で前進位置に上昇された下盛枠１０上に鋳枠３１、上盛枠３５が順次積み重ねられる。スクイズテーブル１の上昇に連れて順次積み重ねられた下盛枠と鋳枠と上盛枠とで重合枠３６が構成される。
【００２１】
シリンダ装置３はスクイズテーブル１を図３に示す鋳物砂供給位置に停止させ、上盛枠１０がシリンダ装置１１により前進位置に位置された状態で鋳物砂が公知の鋳物砂供給装置４０によって重合枠３６に供給される。図１に示すように、装置本体２の上方にはシャトル４１が水平方向に移動可能に装架され、シリンダ装置４２により供給位置とスクイズ位置に割出し位置決めされるようになっている。鋳物砂供給装置４０はシャトル４１の下面に取付けられ、シャトル４１が供給位置に割出されたとき、重合枠３６に鋳物砂供給装置４０が対向し、計量された鋳物砂６２を重合枠３６内に充填する。
【００２２】
シャトル４１の下面にはスクイズヘッド４５が鋳物砂供給装置４０と並んで取付けられ、シャトル４１がスクイズ位置に割出されるとスクイズヘッド４５がスクイズテーブル１と対向するようになっている。スクイズヘッド４５のヘッド本体４６には複数のシリンダ４７が垂直に設けられ、シリンダ４７に摺動可能に嵌合されたピストン４８の下方に突出したピストンロッド先端に加圧ヘッド４９が固定されている。加圧ヘッド４９は鋳枠３１の内側全域に亙って配置され、鋳枠３１に充填された鋳物砂６２を万遍なくスクイズするようになっている。図９に示すように、全てのシリンダ４７の上室４７ａは、レリーフ弁６９とシリンダ７０の左室７０ａとに並列に接続されている。ヘッド本体４６の４隅にはシリンダ５０が垂直に設けられ、シリンダ５０にはピストン５１が上下方向に摺動可能に勘合され、ピストン５１のピストンロッド５１ａがヘッド本体４６の下方に突出し上盛枠３５の４隅に係脱可能に当接するようになっている。
【００２３】
上記のように構成した実施形態の作動を図９に示す油圧回路に基づいて説明する。マスタプレート６及び鋳枠３１がローラコンベア５，３０上を搬送され交換位置及び鋳枠受渡位置に夫々位置決めされ、シャトル４１がシリンダ装置４２により供給位置に割出し位置決めされている状態で、電磁切替弁５５が右位置に切替えられ、ポンプＰから供給される圧油がシリンダ装置３の下室３ａに供給され、スクイズテーブル１はピストン４により上昇されて交換位置でマスタプレート６をローラコンベア５から受取る。マスタプレート６がスクイズテーブル上に載置されると、電磁切替弁５６が左位置に切替わり圧油が同調シリンダ５７の隔壁で相互に隔離された４個のシリンダ室５８の各左室５８ａに供給される。各シリンダ室５８にはピストン５９が夫々嵌合され、４個のピストン５９はピストンロッド６０で互いに連結されているので、圧油が各シリンダ室５８の左室５８ａに供給されて４個のピストン５９が右進すると、各シリンダ室５８の右室５８ｂから同量の圧油が送出され、４個のシリンダ装置１１の下室１１ａに供給され、４個のピストン１２，ピストンロッド１２ａが同じ距離だけ同調して上昇し、ロッド１４に当接して下盛枠１０を平行に前進位置まで上昇させる。ピストン５９の右進端はピストンロッド６０に位置調節可能に固定された停止部材６１が同調シリンダ５７の側壁に当接することにより規制されるので、停止部材６１の位置調整により各シリンダ室５８の右室５８ｂからシリンダ装置１１の下室１１ａに供給される圧油量が調整されて下盛枠１０の前進位置が設定される。下盛枠１０が前進位置に上昇されると電磁切替弁５６は中立位置に切替えられ、同調シリンダ５７の各左室５８ａは、レリーフ弁６３を介してタンクに連通される。これにより下盛枠１０は、下方に押圧する力が一定値以上になりシリンダ装置１１の各下室１１ａから排出される圧油延いては同調シリンダ５７の各左室５８ａから送出される圧油がレリーフ弁６３のレリーフ圧以上になるまでは前進位置に保持される。
【００２４】
スクイズテーブル１はシリンダ装置３により更に上昇され、シリンダ装置１１によって前進位置に上昇された下盛枠１０が鋳枠３１を鋳枠受渡位置でローラコンベア３０から鋳枠当接面１５上に受取り、鋳枠３１が上盛枠３５を上面に載せて重合枠３６を構成した後に、電磁切替弁５５が中立位置に切替わり、シリンダ装置３の上下室３ａ，３ｂがブロックされてスクイズテーブル１は鋳物砂供給位置で一旦停止する。スクイズテーブル１の上方に割出し位置決めされている鋳物砂供給装置４０が作動し、下盛枠１０がシリンダ装置１１によって前進位置に位置された状態で重合枠３６内に所定量の鋳物砂６２が供給、充填される（図３）。
【００２５】
重合枠３６内に鋳物砂６２の充填が完了すると、シャトル４１がシリンダ装置４２によりスクイズ位置に割出され、スクイズヘッド４５がスクイズテーブル１と対向する。そして、スクイズテーブル１又はスクイズヘッド４５を互いに接近させて鋳物砂６２をスクイズして鋳型を造型する。
【００２６】
即ち、電磁切替弁６５，６６を左位置に切替えてシリンダ５０の上室５０ａをタンクに連通し、ピストン５１、ピストンロッド５１ａを自由後退可能として上盛枠３５延いては重合枠３６のスクイズヘッド４５に対する相対的上方移動を許容する状態にする。電磁切替弁６７を左位置に切替えて全シリンダ４７の上室４７ａをレリーフ弁６９を介してタンクに連通し、電磁切替弁６８を右位置に切替えてシリンダ７０の右室７０ｂをタンクに連通する。この状態でスクイズテーブル１がシリンダ装置３により上昇されスクイズヘッド４５に接近されると、重合枠３６内に充填された鋳物砂６２が一緒に上昇されるので、ピストン５１はピストンロッド５１ａと上盛枠３５との当接により上方に移動される。加圧ヘッド４９が鋳物砂６２に押されて上昇し、ピストン４８が上昇すると全シリンダ４７の上室４７ａから送出される圧油はシリンダ７０の左室７０ａに供給され、シリンダ７０の右室７０ｂから送出される圧油は電磁切替弁６８を介してタンクに排出される。シリンダ７０に嵌合するピストン７１が右進端まで移動すると全シリンダ４７の上室４７ａを互いに連通してシリンダ７０の左室７０ａに接続する管路はブロックされるので、各加圧ヘッド４９は鋳物砂６２上面の硬さに応じて若干進退するが、複数のピストン４８は全体として上方移動を規制されるので、スクイズテーブル１の上昇により重合枠３６内の鋳物砂６２が各加圧ヘッド４９により背面側予備スクイズ圧力０．２乃至０．３５ＭＰａで背面側予備スクイズされる（図４）。これによりシリンダ装置３の下室３ａ内の圧力が上昇し、この下室３ａに圧油を供給する配管途中に接続された圧力センサ７２により下室３ａ内の圧力が第１所定圧力に達したことが検出されると、電磁切替弁６５が右位置に切替わり模型面側スクイズに移行する。第１所定圧力は、各加圧ヘッド４９が鋳物砂６２を加圧する背面側予備スクイズ圧力を０．２乃至０．３５ＭＰａ発生させるために必要なシリンダ装置３の下室３ａ内の圧力である。多数の実験を重ねた結果、背面側予備スクイズ圧力を０．２乃至０．３５ＭＰａにすると、鋳物砂６２のコンパクタビリティを低くし過ぎることなく、且つ鋳物砂のコンパクタビリティのバラツキを減少させた状態で、鋳物砂の圧縮割合が大きい模型面側スクイズを安定して行うことができることを習得した。
【００２７】
電磁切替弁６５が右位置に切替わるとシリンダ５０の上室５０ａがブロックされてピストン５１、ピストンロッド５１ａの後退が規制され、上盛枠３５延いては重合枠３６のスクイズヘッド４５に対する相対的な上方移動が規制される。この状態でスクイズテーブル１はシリンダ装置３により更に上昇され、下盛枠１０がマスタプレート６に対し後退位置に相対的に後退する（図５）。即ち、後退を規制されたピストンロッド５１ａと当接する上盛枠３５及びこれと重合する鋳枠３１、下盛枠１０は上昇を規制されているので、スクイズテーブル１の上昇によりマスタプレート６の下面フランジ部２２から上方に立設した各係止部材２１の頭部が下盛枠１０の各有底穴２０の底部に当接するまでマスタプレート６が下盛枠１０に対し相対的に上昇し、下盛枠１０は鋳枠当接面１５と模型定盤９の盤面１６とが一致する後退位置にマスタプレート６に対して相対的に後退される。これにより加圧ヘッド４９により後退を規制された鋳物砂６２は模型８及び模型定盤９により下盛枠１０の前進位置と後退位置との間の距離である鋳枠３１の厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型面側スクイズされる。このとき、下盛枠１０を進退させるシリンダ装置１１の進退移動を制御する電磁切替弁５６は中立位置に切替えられているので、下盛枠１０がスクイズテーブル１に対して強制的に後退され、各シリンダ装置１１の下室１１ａ延いては同調シリンダ５７の各左室５８ａから送出される圧油はその圧力がレリーフ弁６３のレリーフ圧より大きくなってレリーフ弁６３からタンクに排出される。
【００２８】
背面側予備スクイズにより鋳物砂６２のコンパクタビリティのバラツキが減少されているので、模型面側スクイズにおいて、鋳物砂６２のコンパクタビリティが低く過ぎて下盛枠１０が後退位置に後退する前に、スクイズヘッド４５に設けたシリンダ４７の上室４７ａ内の圧力がレリーフ弁６９のレリーフ圧以上になることは殆どないが、万一、上室４７ａ内の圧力がレリーフ弁６９のレリーフ圧以上になるとピストン４８、加圧ヘッド４９が後退し、鋳物砂６２、模型定盤９が上昇して下盛枠１０は鋳枠当接面１５と模型定盤９の盤面１６とが一致する後退位置に後退する。下盛枠１０が後退位置に後退すると、スクイズテーブル１の上昇が規制され、シリンダ装置３の下室３ａ内の圧力は上昇する。この下室３ａ内の圧力上昇が圧力センサ７２により検出されると、電磁切替弁６５が左位置に切替わり背面側スクイズに移行する。
【００２９】
電磁切替弁６５が左位置に切替わるとシリンダ５０の上室５０ａがタンクに連通し、ピストン５１、ピストンロッド５１ａを自由後退可能として上盛枠３５延いては重合枠３６のスクイズヘッド４５に対する相対的上方移動を許容する状態にし、電磁切替弁６７を右位置に切替えてレリーフ弁６９をチェック弁７３、減圧弁７４を介してポンプＰに連通する。ポンプＰから吐出される圧油は減圧弁７４により低圧に減圧されているが、模型面側スクイズ終了後のシリンダ４７の上室４７ａから減圧弁７４に圧油が逆流することは逆止弁７３により阻止される。この状態でスクイズテーブル１がシリンダ装置３により更に上昇され、スクイズテーブル１の上昇により、重合枠３６内の鋳物砂６２が加圧ヘッド４９により背面側スクイズ圧力０．７乃至１．５ＭＰａで背面側スクイズされる（図６）。これによりシリンダ装置３の下室３ａ内の圧力が上昇し、この下室３ａに圧油を供給する配管途中に接続された圧力センサ７２により下室３ａ内の圧力が第２所定圧力に達したことが検出されると、背面側スクイズは完了する。第２所定圧力は、各加圧ヘッド４９が鋳物砂６２を加圧する背面側スクイズ圧力を０．７乃至１．５ＭＰａ発生させるために必要なシリンダ装置３の下室３ａ内の圧力である。多数の実験を重ねた結果、背面側スクイズ圧力を０．７乃至１．５ＭＰａにすると、鋳枠の厚さの１５乃至２５％の距離だけ鋳物砂６２を模型面側スクイズした場合の鋳型の模型面側の強度との整合性が極めてよくなり、強度が高く且つ各部位の強度のバラツキが少ない鋳型を造型できることを習得した。
【００３０】
背面側スクイズが完了すると、スクイズテーブル１はシリンダ装置３により下降され、鋳枠３１が上盛枠３５から離れる。電磁切替弁５６が左位置に切替わり、圧油が同調シリンダ５７の各左室５８ａに供給され、各右室５８ｂから送出される圧油がシリンダ装置１１の下室１１ａに供給される。これにより下盛枠１０が前進位置に上昇され、鋳枠当接面１５に載置された鋳枠３１もマスタプレート６、模型定盤９、模型８に対して相対的に上昇されるので、鋳枠３１がローラコンベア３０に上に受け渡される前に、模型８は鋳枠３１内に形成された鋳型から離型する（図７）。
【００３１】
スクイズテーブル１は更に下降され、下盛枠１０はローラコンベア３０上に載置された鋳枠３１から離れる。鋳枠３１はローラコンベア３０により図略の注湯ステーションに搬送される。スクイズテーブル１が下降端に下降される前に、マスタプレート６はローラコンベア５上に受け渡される（図８）。
【００３２】
スクイズテーブル１が下降端に位置すると、電磁切替弁５５を中立位置に切替えてシリンダ装置３を停止させ、電磁切替弁５６を右位置に切替えてシリンダ装置１１のピストン１２を下降端に戻し、電磁切替弁６５，６６を右位置に切替えてピストン５１を下降端に復帰させ、電磁切替弁６８を左位置に切替えてピストン７１を左進端に、各ピストン４８を下降位置に戻す。そして、先に上型の鋳型を造型したのであれば、次は下型用の模型８が取付けられたマスタプレート６が交換位置に位置決めされ、空の鋳枠３１が鋳枠受渡位置に位置決めされ、前述のサイクルが繰返される。
【００３３】
次に、本発明に係る鋳型造型方法と従来の方法で鋳型を造型し、両方法で造型した鋳型の強度を測定したテスト結果について説明する。テストには４個の円板状の模型８を取付けた模型定盤９を使用して図１０（ａ）に示すような鋳型を造型し、図１０（ｂ）に示す１乃至９の部位における鋳型の硬さを測定して比較した。比較した鋳型は、本発明方法で造型した鋳型と従来方法で造型した鋳型である。本発明方法では、鋳枠厚さの２０％の距離だけ模型面側スクイズし、従来方法では、鋳枠厚さの１０％の距離だけ模型面側スクイズした。模型面側スクイズの距離以外の条件については、本発明方法で造型した鋳型は上記実施形態の説明で示した条件とし、従来方法で造型した鋳型は背面スクイズの圧力は本発明方法で造型した鋳型と同じ圧力としたが、背面側予備スクイズの圧力は最大の鋳型強度が得られるように０．４乃至０．５ＭＰａとした。このようにして造型した鋳型の各部位、即ち鋳枠と模型間の部位１，４、模型部間の部位２，３及び、模型部の各部位５乃至９の鋳型強度の測定結果を図１１に示す。図１１から明らかなように、本発明方法で造型した鋳型は、従来方法で造型した鋳型に比して、各部位で鋳型強度が向上しており、特に従来方法で造型した鋳型において鋳型強度が他の部位に比して低かった鋳枠の壁面に近い部位１，２，４，６，９の鋳型強度が著しく向上し、鋳型の各部位における強度のバラツキが極めて小さくなった。これにより注湯時に鋳型の強度が不足する部位で溶湯圧力により局部的に膨らむ現象が解消され、寸法精度の高い鋳物製品を鋳造することができるようになった。
【００３４】
なお、鋳枠３１厚さの３０％の距離だけ模型面側スクイズした場合、この距離だけ鋳物砂を圧縮させることができず、模型面側スクイズにより正常な状態で模型定盤９の盤面１６を鋳枠当接面１５と一致させることができなかた。また、鋳枠３１の側壁部近傍の鋳型強度が局部的に上昇し、中央部の鋳型強度との差が著しく大きくなり、鋳型全体の強度のバラツキが却って大きくなった。
【００３５】
上記実施形態では、シリンダ装置３によるスクイズテーブル１の上昇移動により、背面側予備スクイズ、模型面側スクイズ、背面側スクイズの全てを行っているが、スクイズヘッド４５をシリンダ装置を介してシャトル４１に取付け、スクイズテーブル１が図３に示す鋳物砂供給位置に停止され、積み重ねられた下盛枠１０、鋳枠３１、上盛枠３５に鋳物砂が充填されると、シャトル４１をスクイズ位置に割出してスクイズヘッド４５をスクイズテーブル１に対向させ、その後、スクイズヘッド４５をシリンダ装置により下降してスクイズテーブル１に接近させ、背面側予備スクイズ、模型面側スクイズ、背面側スクイズを行うようにしてもよい。
【００３６】
上記実施形態では、シリンダ装置３１、ロッド１４等で下盛枠１０を進退させる下盛枠進退装置１７を構成しているが、図１２に示すように、マスタプレート６の下方フランジ部２２の上面と下盛枠１０の下面との間に圧縮スプリング８０を介装し、マスタプレート６の下方フランジ部２２に穿設した段付き孔８１に嵌合し圧縮スプリング８０を貫通して上方に延在するロッド８２の上端を下盛枠１０の下面に固定し、このロッド８２の下端に設けた大径の停止部８３が段付き孔８１の肩部に当接することにより下盛枠１０を前進端に位置決めするようにして下盛枠進退装置１７を構成してもよい。この場合、圧縮スプリング８０の撥力により下盛枠１０は前進位置に前進され、重合枠３６のスクイズヘッド４５に対する相対的な上方移動を規制された状態でスクイズテーブル１が上昇されることにより、下盛枠１０が圧縮スプリング８０の撥力に抗して後退位置に後退される。
【００３７】
上記実施形態では、スクイズテーブル１にマスタプレート６を着脱可能に載置し、マスタプレート交換装置７によりマスタプレート６を交換可能としているが、同一模型の鋳型を多数造型する場合は、マスタプレート６の交換を行わないようにし、スクイズテーブル１とマスタプレート６とを一体で構成するようにしてもよい。
【００３８】
上記実施形態では、スクイズヘッド４５を複数の加圧ヘッド４９を備えたマルチセグメントヘッドとしたが、鋳枠３１の内側と略同形の単一のヘッドとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋳型造型装置を示す図である。
【図２】マスタプレートの一部拡大断面図である。
【図３】鋳物砂を重合枠内に充填した状態を示す図である。
【図４】背面側予備スクイズを行っている状態を示す図である。
【図５】模型面側スクイズを行っている状態を示す図である。
【図６】背面側スクイズを行っている状態を示す図である。
【図７】離型状態を示す図である。
【図８】１サイクル完了時の状態を示す図である。
【図９】本発明に係る鋳型造型装置の油圧回路図である。
【図１０】鋳型強度の比較を行うために本発明方法と従来方法とで造型した鋳型を示す図である。
【図１１】本発明方法と従来方法とで造型した鋳型の各部位の強度を示す図である。
【図１２】下盛枠進退装置の第２の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１…スクイズテーブル、２…装置本体、３，１１，４２…シリンダ装置、６…マスタプレート、７…マスタプレート交換装置、８…模型、９…模型定盤、１０…下盛枠、１５…鋳枠当接面、１６…盤面、１７…下盛枠進退装置、３１…鋳枠、３２…鋳枠受渡装置、３５…上盛枠、３６…重合枠、４０…鋳物砂供給装置、４１…シャトル、４５…スクイズヘッド、４９…加圧ヘッド、５０…シリンダ、５１…ピストン、５５，５６，６５，６６，６７，６８…電磁切替弁、５７…同調シリンダ、６３，６９…レリーフ弁、７２…圧力センサ。

Claims

模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと前記模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、前記下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に装置本体に設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置するように前記スクイズテーブルと下盛枠とを相対的に位置決めした状態で前記重合枠に鋳物砂を供給し、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及び前記スクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで前記重合枠及び前記スクイズヘッドに相対的に接近させて模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及び前記スクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることを特徴とする鋳型造型方法。
請求項１に記載の鋳型造型方法において、前記背面側予備スクイズ圧力が０．２乃至０．３５ＭＰａであり、背面側スクイズ圧力が０．７乃至１．５ＭＰａであることを特徴とする鋳型造型方法。
模型を取付けた模型定盤が固定されたスクイズテーブルと前記模型定盤を取り囲む下盛枠とを相対的に移動可能に嵌合し、前記下盛枠の鋳枠当接面に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、スクイズヘッドをスクイズテーブルに対向して相対的に移動可能に装置本体に設け、前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを互いに進退させる駆動装置を設け、鋳枠当接面が模型定盤の盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置するように前記スクイズテーブルと下盛枠とを相対的に位置決めした状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズテーブルを前記盤面と鋳枠当接面とが一致するまで前記重合枠及びスクイズヘッドに相対的に接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドを前記重合枠及びスクイズテーブルに相対的に接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることを特徴とする鋳型造型装置。
駆動装置により造型経路に沿って互いに対向して相対的に進退移動されるスクイズテーブルとスクイズヘッドとを装置本体に設け、前記スクイズテーブルとの間で鋳枠を受け渡しする鋳枠受渡装置を前記造型経路内に設け、上盛枠を該鋳枠受渡装置と前記スクイズヘッドとの間で造型経路に沿って移動可能に設け、下盛枠を模型が取付けられた模型定盤を囲んで前記経路方向に進退可能にスクイズテーブルに設け、前記下盛枠を鋳枠当接面が前記模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退させる下盛枠進退装置を前記スクイズテーブルに設け、前記駆動装置によるスクイズテーブルの前進に連れて順次積み重ねられた下盛枠と鋳枠と上盛枠とで重合枠を構成し、前記下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により互いに接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を規制した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により前記下盛枠が後退位置に後退するまで互いに接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズテーブル及びスクイズヘッドを前記駆動装置により互いに接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることを特徴とする鋳型造型装置。
模型を取付けた模型定盤が固定され該模型定盤を取り囲む下盛枠を移動可能に嵌合されたスクイズテーブルを装置本体に設け、前記スクイズテーブルに向かって駆動装置により進退移動されるスクイズヘッドを装置本体に装架し、前記下盛枠を鋳枠当接面が前記模型定盤の盤面と一致する後退位置と前記盤面より鋳枠厚さの１５乃至２５％の距離だけ模型側に位置する前進位置との間で進退させる下盛枠進退装置を前記スクイズテーブルに設け、前記下盛枠の鋳枠当接面上に鋳枠及び上盛枠を順次積み重ねて重合枠を構成し、前記下盛枠が前進位置に位置する状態で前記重合枠に鋳物砂を供給する装置を設け、鋳物砂の供給後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズヘッドを前記スクイズテーブルに前記駆動装置により接近させて鋳物砂を背面側予備スクイズ圧力で背面側予備スクイズし、前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を規制した状態で前記スクイズヘッドを前記駆動装置により前記スクイズテーブルに前記下盛枠が後退位置に後退するまで接近させて前記鋳物砂を模型面側スクイズし、該模型面側スクイズの終了後に前記スクイズヘッドと前記重合枠との相対移動を許容した状態で前記スクイズヘッドを前記駆動装置により前記スクイズテーブルに接近させて鋳物砂を前記背面側予備スクイズ圧力より高い背面側スクイズ圧力で背面側スクイズすることを特徴とする鋳型造型装置。
請求項３又は請求項５に記載の鋳型造型装置において、前記背面側予備スクイズ圧力が０．２乃至０．３５ＭＰａであり、背面側スクイズ圧力が０．７乃至１．５ＭＰａであることを特徴とする鋳型造型装置。