JP5168743B2 - 同時鋳型造型方法及び抜枠鋳型造型装置 - Google Patents

Description

本発明は、同時鋳型造型方法及び抜枠鋳型造型装置に関する。より詳しくは、鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する同時鋳型造型方法及び抜枠鋳型造型装置に関する。

従来、鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型するため、無枠式上下鋳型同時造型機は、公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この造型機では、スクイズ時に下スクイズボードが傾いて、鋳型の底面が水平面に対して傾くという問題があった。特に、模型がパターンプレートの一方に偏在している形状である場合には、砂の一次充填のばらつきにより、その傾向は大きかった。これを防ぐために、スクイズボードが傾かないようなガイドロッドを設けることも考えられる。しかし、ガイドロッドがスクイズの圧縮力によって曲がってしまうという問題が生じる。また、ガイドロッドを設けると構成が複雑になってしまう。

一方、特許文献１に記載された無枠式上下鋳型同時造型機は、鋳型の圧縮が完了した後に、鋳型を鋳枠から抜き出す（以下「抜枠」という）ときに抜枠ストロークがマッチプレートの厚み分だけであり短いために、抜枠が安定しないという問題を起こしていた。即ち、この造型機では、圧縮が完了した後に、下スクーズボードが下降し、下枠及びマスタープレートが造型位置から後退する。その後、枠セットスクイズシリンダが上昇し、下盛枠上面のストッパピンが上枠下面に接触する。しかし、この時、下鋳型上面と上鋳型下面にはマッチプレートの厚み分の隙間があり、上鋳型の抜枠ストロークは最大でもマッチプレート厚み分しか確保出来なかった。例えば、１０ｍｍのマッチプレートの時は１０ｍｍ未満の抜枠ストロークになるのである。

特開昭５９−２４５５２号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、鋳型の底面が確実に水平にすると共に、抜枠が確実に行なわれ、構造がシンプルな、鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する、同時鋳型造型方法及び抜枠鋳型造型装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明における同時鋳型造型方法は、
造型位置に出・入移動可能に設けられると共に上面にマッチプレートを装着した下枠と、下部ベースフレームと上部フレームの四隅をコラムを介して一体的に連結接続された門型フレームの前記下部ベースフレームの上面中央部に上向きに取付けられた枠セットスクイズシリンダのピストンロッドによって昇降可能にされ、かつ２本以上の前記コラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームと連結されることで一体に構成された下スクイズボードと、前記下枠の下端に連結可能で、かつ、前記下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結された下盛枠であって、前記下スクイズボードに対して、前記下盛枠シリンダの昇降動作によって独立に、かつ前記枠セットスクイズシリンダの昇降動作によって同時に昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた下盛枠と、によって画成される下鋳型空間と、
前記マッチプレートに載置可能で、かつ、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた上枠と、前記マッチプレートの対向上方に固設された上スクイズボードと、によって画成される上鋳型空間と、を画成する工程と、
前記下鋳型空間と、前記上鋳型空間に対して同時に鋳型砂を供給する工程と、
前記下スクイズボードを上昇させて鋳型砂を圧縮して上鋳型・下鋳型を同時に形成する工程と、
該上鋳型を前記パターンから抜型する工程と、
前記下鋳型を前記パターンから抜型する工程と、
前記上枠から前記上鋳型を抜枠する工程と、
前記下鋳型から前記下盛枠を抜枠する工程と、
を有することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために本発明における抜枠鋳型造型装置は、下部ベースフレームと上部フレームの四隅をコラムを介して一体的に連結接続された門型フレームと、
前記下部ベースフレームの上面中央部に上向きに取付けられた枠セットスクイズシリンダと、
前記枠セットスクイズシリンダのピストンロッドによって昇降可能にされ、かつ２本以上の前記コラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームを介して連結されることで一体に構成された下スクイズボードと、前記２本以上のコラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結されると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた下盛枠であって、前記下スクイズボードに対して、前記下盛枠シリンダの昇降動作によって独立に、かつ前記枠セットスクイズシリンダの昇降動作によって同時に昇降可能である下盛枠と、前記下スクイズボード、前記下スクイズフレームとを含んで構成され、一体的に昇降可能な下スクイズユニットと、
前記下スクイズボードの対向上方に固設された上スクイズボードと、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた上枠と、前記下スクイズボードと上スクイズボードの中間位置を出・入移動可能に設けられると共に上面にマッチプレートを装着した下枠と、
上部フレームに固設されると共にそのピストンロッドの縮引動作により上枠が上昇するエアシリンダと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上枠が、抜枠時に、アクチュエータによって昇降可能にすることができる。これにより、特許文献１で記載のストッパピンが不要になるので、スクイズ機構の構造がシンプルになるという利点がある。また、抜枠ストロークが増えるため、安定した抜枠が実現できる。

また、本発明は、下スクイズボードが、２本以上のコラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームと一体に構成されたため、スクイズ機構の強度が高く、鋳型の底面が安定して水平になるという利点がある。

更に、本発明は、前記下盛枠が、下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結して構成することができる。これにより、さらに造型時の機械剛性を高めることができ、安定した鋳型を造型することができる。更に、下スクイズボード周りの構造をシンプルできるという利点がある。

本発明の一実施例を示す造型機の正面概略図である。 本発明の一実施例を示す、下スクイズボード周辺の拡大概略図である。 本発明の造型方法の上枠シリンダ周辺を示す概略図である。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（原位置）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（砂供給時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（砂圧縮時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（抜型終了時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（下枠退避終了時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（枠合わせ時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（上抜枠終了時）。 本発明の造型方法の工程を示す概略図である（下抜枠終了時）。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明は、造型位置に出・入移動可能に設けられると共に上面にマッチプレートを装着した下枠と、該下枠の下端に連結可能で、かつ、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた下盛枠と、昇降可能な下スクイズボードと、によって画成される下鋳型空間と、
前記マッチプレートに載置可能で、かつ、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた上枠と、前記マッチプレートの対向上方に固設された上スクイズボードと、によって画成される上鋳型空間と、を画成する工程と、
前記下鋳型空間と、前記上鋳型空間に対して同時に鋳型砂を供給する工程と、
前記下スクイズボードを上昇させて鋳型砂を圧縮して上鋳型・下鋳型を同時に形成する工程と、
該上鋳型を前記パターンから抜型する工程と、前記下鋳型を前記パターンから抜型する工程と、前記上枠から前記上鋳型を抜枠する工程と、前記下鋳型から前記下盛枠を抜枠する工程と、を有する。

ここで本発明において、下盛枠が、下スクイズボードに対して、「独立に、かつ同時に昇降可能である」とは、下盛枠だけが、下スクイズボードとは独立して下盛枠シリンダによって昇降可能であると共に、下スクイズボードが枠セットシリンダによって昇降すると、下盛枠が、下スクイズボードと同時に昇降可能であることをいう。
下スクイズボードは、合成樹脂、金属などの剛性体をスクイズボードの体に用いることができる。また、スクイズボードは、ゴムなどの弾性体でも良い。また、本発明において、アクチュエータとは、油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダであるかは問わない。ただし、電動シリンダを用いると、スクイズボ−ドのみならずアクチュエータの構造が簡単になる利点がある。なぜなら、油圧シリンダの場合は、配管や油圧ポンプなどが不可欠であるからである。
本発明において、枠セットスクイズシリンダは、エアオンオイル作動とすることができる。エアオンオイルとは、低圧の空気圧を油圧に変換して使用する空圧・油圧の複合機能をいう。本発明では、油圧ポンプは不要であり、パスカルの原理を利用したブースターシリンダと空圧源を用いる。
本発明において、上枠シリンダは１本以上あればよい。本数が少ないほど配管工数が低減されるので１本が好ましい。

また、本発明における鋳型砂は、その種類を問わないが、例えば、ベントナイトを粘結剤とする生型砂に好適である。

以下、図面に基づき発明を説明する。図１は、本発明の一実施例を示す正面概略図である。図２は、本発明の一実施例を示す、下スクイズボード周辺の拡大概略図である。

図１、図２において、門型フレームＦは、下部ベースフレーム１と上部フレーム２の四隅をコラム３、３を介して一体的に連結接続した構成である。
下部ベースフレーム１の上面中央部には枠セットスクイズシリンダ４が上向きに取付けられていて、そのピストンロッド４ａの先端には下スクイズフレーム５を介して下スクイズボード６が取付けてある。また、下部ベースフレーム１の４隅には少なくとも１０mm以上の摺動ブッシュが設けられ、これにより下スクイズフレームの水平を確保している。下スクイズフレームの中央部の枠セットスクイズシリンダ４の外側には、４個の下盛枠シリンダＣ、Ｃが取付けられており、それらのピストンロッドＣａの先端には下盛枠７が取り付けてある。
また、前記下スクイズフレーム５は、上辺フレーム５ａと、下辺フレーム５ｂと、該上辺フレーム５ａと該下辺フレーム５ｂとを連結するリンクフレーム５ｃとからなっている。
さらに、下スクイズフレーム５の下辺フレーム５ｂには、中央に枠セットスクイズシリンダ４の穴が開いており、枠セットスクイズシリンダ４の本体が貫通している。

下盛枠７は、内面が下方向に向けて狭くなる様に成形し、かつ、側壁面に鋳型砂導入口７ａを備えると共に下スクイズボード６が気密状に嵌入可能な開口部を備えている。

そして、前記枠セットスクイズシリンダ４のピストンロッド４ａの先端には下スクイズフレーム５を介して下スクイズボード６が取付けてあるため、下スクイズボード６が、下スクイズフレーム５と一体に構成されているといえる。このため、枠セットスクイズシリンダ４が上昇すると下スクイズボード６は上昇し、下スクイズフレーム５に取り付けられた４個の下盛枠シリンダＣ、Ｃと共に上昇可能になっている。また、下盛枠シリンダＣ、Ｃは、枠セットスクイズシリンダ４と独立に、かつ同時に作動可能になっている。即ち、該下盛枠が２本以上のコラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結すると共に、前記下スクイズボード、前記下スクイズフレームとを含んで構成された下スクイズユニットが、一体的に昇降可能に構成されている。なお、下盛枠７の上面には位置決めピン７ｂが立ててある。
さらに詳しく説明すると、枠セットスクイズシリンダ４が上昇動作をすると、該枠セットスクイズシリンダ４のピストンロッド４ａの先端に下スクイズフレーム５を介して下スクイズボード６が取り付けられているため、前記下スクイズフレーム５および前記下スクイズボード６が上昇する。ここで、前記下スクイズフレーム５には、下盛枠７が、下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダＣのロッドの先端に連結されているので、下スクイズフレーム５（下スクイズボード６）の上昇と同時に下盛枠シリンダＣと下盛枠７が上昇する。また、下盛枠は、下盛枠シリンダの上昇動作によって前記下スクイズフレームに対して独立して上昇をする。前記下スクイズボードは、下スクイズフレームと連結しているので、下盛枠は、下スクイズボードに対して独立して上昇する。

下スクイズボード６に対向上方には、上スクイズボード８が上部フレーム２の下面に固設されている。上枠１０は、側壁面に鋳型砂導入口１０ａを備えかつ内面が下向きに広がり形状に成形してあると共に上スクイズボード８が気密状に嵌入可能な大きさの開口部１０Ｃを備えている。また、図３に示すように、上部フレーム２には、エアシリンダからなる上枠シリンダ１２が下向きに固設されている。また、そのピストンロッド１２aの縮引動作により上枠１０が上昇するように取り付けられている。

上スクイズボード１０と下スクイズボード６の中間位置には、下枠１３が通過可能な幅間隔を保っている。コラム３、３内を前後に貫通して角棒状の走行レールＲが設けられている。下枠１３の上面には、上下面に模型を備えたマッチプレート１５がマスタープレート１６を介して取付けられ、四隅にはローラアーム１７を介して鍔付ローラ１８が取付いている。エアレーションタンク１９は先端を二股状に分岐した砂導入孔２０を有しかつ上部に鋳型砂供給口２１を備えたサンドゲート２２が配置されている。

以下、上述した本発明の抜枠鋳型造型装置の動きに沿って、本発明の造型方法を、図４から図１１を参照しながら説明する。図４は、造型装置の原位置を示す。図４において、マスタープレート１６を介してマッチプレート（パターンプレート）１５を載置固着した下枠１３が、走行レールＲに鍔付ローラ１８を係合させて下スクイズボード１６と上スクイズボード８の間に侵入し停止する（図４参照）。

次いで、枠セットスクイズシリンダ４が上昇動作して、下盛枠７及び下スクイズボード６を同時に上昇させ、下盛枠シリンダ６が上昇動作して、下盛枠７を前記スクイズボード６に対して独立して上昇させ、位置決めピン７ｂを下枠１３の位置決め孔に嵌挿して下盛枠７を下枠１３の下面に重合し、下スクイズボード６、下盛枠７、下枠１３及びマッチプレート１５によって下部密閉空間を形成する。次いで、これらを一体的に上昇させて位置決めピン７ｂを上枠１０の下面に嵌挿して、下枠１３を上枠１０の下面にマッチプレート１５及びマスタープレート１６を介して重合し、上スクイズボード８によって上部密閉空間を形成する。

この状態において、下盛枠７の鋳型砂導入口７ａはエアレーションタンク１９側の鋳型砂導入口２０と一致する。

サンドゲート２２を閉じてエアレーションタンク１９に圧縮空気を供給すると、エアレーションタンク１９内の鋳型砂Ｓは上枠１０の鋳型砂導入口１０ａと下盛枠７の鋳型砂導入口７ａを経て上部及び下部密閉空間に導入される（図５参照）。この際、圧縮空気のみが上枠１０及び下枠１３の側壁面に設置された排気孔（図示せず）から外部に排出される。

その後、枠セットスクイズシリンダ４を押出し動作して、下盛枠７、下枠１３、マッチプレート１５及び上枠１０を上昇させると共に、上部及び下部密閉空間内の鋳型砂Ｓを上スクイズボード８と下スクイズボード６によって狭圧しスクイズする（図６参照）。

スクイズ完了後、枠セットスクイズシリンダ４が縮引動作して下スクイズボード６を下降させると、下枠１３、マッチプレート１５及びマスタープレート１６は走行レールＲに鍔付ローラ１８を介して残置される（図７参照）。

さらに、枠セットスクイズシリンダ４は縮引動作により原位置まで下降し停止する。下盛枠７はスクイズ完了の位置のままで、下スクイズボード６のみが枠セットスクイズシリンダ４が下降端まで下がることで原位置まで下がる。

次いで、下枠３、マッチプレート１５及びマスタープレート１６を造型位置から退避させると、中子入れ可能状態になる。中子入れは常に必要ではない（図８参照）。

必要に応じて中子入れが完了すると、再び、枠セットスクイズシリンダ４が押出動作し、下スクイズボード６を上昇させる。すると、下鋳型が上鋳型に接触する（図９参照）。この状態で上枠シリンダ１２を上昇動作させ上鋳型から上枠１０を抜枠する（図１０参照）。

この時の枠セットスクイズシリンダ４の上昇出力は、スクイズ時の出力よりも小さい出力に設定してある為、鋳型を押し潰すことはない。上鋳型が抜枠された後、枠セットスクイズシリンダ４を下降作動して下スクイズボード６を下降させると共に、下盛枠シリンダＣを縮引作動すると下鋳型も下盛枠から抜枠されモールド押出し可能状態になる。（図１１参照）。
下スクイズボード６上面の上下鋳型はモールド押出板（図示せず）によって搬送ライン側に送り出される。

上記の説明から明らかなように、本実施例は、下スクイズボード６が、４本のコラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレーム５と一体に構成されたので、パターンプレート１５に模型が偏在していても、スクイズ時にスクイズボード６が傾くことはない。従って、鋳型の底面が水平な良質な鋳型を安定的に造型することができる。また、下盛枠７と下スクイズボード６が一体で昇降しているので構造がシンプルになる。

本実施例においては、コラムが４本であったが２本以上であれば問題はない。特に、４本であれば、鋳枠の断面と類似した形状であるので、強度的にも均衡が取れるので好ましい。
また、２本であれば、コラムの本数を最低限にできるというメリットがある。

また、本実施例において、エアレーションを使用したが、ブローであっても構わない。なお、本発明においてエアレーションとは、０.０５〜０.１８ＭＰａの低圧の圧縮空気による型砂導入をいう。ブローとは、０.２〜０.３５ＭＰａの高圧の圧縮空気による型砂導入をいう。

さらに、本実施例において、エアシリンダを用いたところでは電動シリンダであっても良い。また、本実施例において、コラムには、下スクイズフレームのブッシュが摺動可能なように表面処理加工がなされているが、コラム下端はベースフレームの台に接続されて空中に浮いている。これによって、コラムの撓みを防ぐと共に、高価なメッキ処理を最低限に抑えることができる。さらに、４隅に設けられた下スクイズフレームのブッシュは、平行を確保するために５０ｍｍ以上の長さとすることができる。これにより下スクイズフレームの水平を確保している。加えて、本実施例において、下スクイズフレームは、上辺フレームと、下辺フレームと、該上辺フレームと該下辺フレームとを連結するリンクフレームと、からなっており、前記上辺フレームと、前記リンクフレームとにより凸部の長方形状を形成しており、凸部の長方形状の内部は空間となっており、前記枠セットスクイズシリンダのピストンロッドが前記上辺フレームに接続され、かつ前記枠セットスクイズシリンダの本体が前記下辺フレームの中央に形成された穴を貫通している。また、凸部は台形状であっても良い。凸部空間により、造型装置の高さを低く出来る。なお、下盛枠シリンダは、両ロッドとしたが、１方向ロッドであってあっても良い。

さらに、本実施例において、操作盤としてタッチパネル方式を用いたが、タッチパネルは必須ではない。

２ 上部フレーム
３ コラム
５ 下スクイズフレーム
６ 下スクイズボード
７ 下盛枠
８ 上スクイズボード
１０ 上枠
１３ 下枠
１５ マッチプレート
Ｃ 下盛枠シリンダ

Claims (9)

1. 造型位置に出・入移動可能に設けられると共に上面にマッチプレートを装着した下枠と、下部ベースフレームと上部フレームの四隅をコラムを介して一体的に連結接続された門型フレームの前記下部ベースフレームの上面中央部に上向きに取付けられた枠セットスクイズシリンダのピストンロッドによって昇降可能にされ、かつ２本以上の前記コラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームと連結されることで一体に構成された下スクイズボードと、前記下枠の下端に連結可能で、かつ、前記下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結された下盛枠であって、前記下スクイズボードに対して、前記下盛枠シリンダの昇降動作によって独立に、かつ前記枠セットスクイズシリンダの昇降動作によって同時に昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた下盛枠と、によって画成される下鋳型空間と、
   前記マッチプレートに載置可能で、かつ、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた上枠と、前記マッチプレートの対向上方に固設された上スクイズボードと、によって画成される上鋳型空間と、を画成する工程と、
   前記下鋳型空間と、前記上鋳型空間に対して同時に鋳型砂を供給する工程と、
   前記下スクイズボードを上昇させて鋳型砂を圧縮して上鋳型・下鋳型を同時に形成する工程と、
   該上鋳型を前記パターンから抜型する工程と、
   前記下鋳型を前記パターンから抜型する工程と、
   前記上枠から前記上鋳型を抜枠する工程と、
   前記下鋳型から前記下盛枠を抜枠する工程と、
   を有することを特徴とする同時鋳型造型方法。
2. 前記下鋳型空間を画成する工程の後に、前記上鋳型空間を画成することを特徴とする請求項１に記載の同時鋳型造型方法。
3. 前記下鋳型空間を画成と同時に、前記上鋳型空間を画成することを特徴とする請求項１に記載の同時鋳型造型方法。
4. 前記上枠から前記上鋳型を抜枠する工程が、上枠がアクチュエータによって上昇することによってなされることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の同時鋳型造型方法。
5. 前記上枠から前記上鋳型を抜枠する工程が、上枠がエアシリンダによって上昇することによってなされることを特徴とする請求項４に記載の同時鋳型造型方法。
6. 前記下鋳型空間と、前記上鋳型空間に対して同時に鋳型砂を供給する工程が、固定された砂導入タンクに設けられた先端を二股状に分岐した複数の砂導入孔と、前記下盛枠に設けられた複数の横向きの鋳型砂導入口とが、該下盛枠が下方から上昇することによって連通した後に、鋳型砂が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の同時鋳型造型方法。
7. 下部ベースフレームと上部フレームの四隅をコラムを介して一体的に連結接続された門型フレームと、
   前記下部ベースフレームの上面中央部に上向きに取付けられた枠セットスクイズシリンダと、
   前記枠セットスクイズシリンダのピストンロッドによって昇降可能にされ、かつ２本以上の前記コラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームと連結されることで一体に構成された下スクイズボードと、前記２本以上のコラムに昇降可能に設けられた下スクイズフレームに上向きに取り付けられた複数の下盛枠シリンダのロッドの先端に連結されると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた下盛枠であって、前記下スクイズボードに対して、前記下盛枠シリンダの昇降動作によって独立に、かつ前記枠セットスクイズシリンダの昇降動作によって同時に昇降可能である下盛枠と、前記下スクイズボード、前記下スクイズフレームとを含んで構成され、一体的に昇降可能な下スクイズユニットと、
   前記下スクイズボードの対向上方に固設された上スクイズボードと、昇降可能であると共に側壁面に鋳型砂導入孔を備えた上枠と、前記下スクイズボードと上スクイズボードの中間位置を出・入移動可能に設けられると共に上面にマッチプレートを装着した下枠と、
   上部フレームに固設されると共にそのピストンロッドの縮引動作により上枠が上昇するエアシリンダと、
   を備えた鋳枠無しの上・下鋳型を同時に造型する抜枠鋳型造型装置。
8. 前記下スクイズフレームは、上辺フレームと、下辺フレームと、該上辺フレームと該下辺フレームとを連結するリンクフレームと、からなっており、
   前記上辺フレームと、前記リンクフレームとにより凸部の台形状若しくは長方形状を形成しており、凸部の台形状若しくは長方形状の内部は空間となっており、前記枠セットスクイズシリンダのピストンロッドが前記上辺フレームに接続され、かつ前記枠セットスクイズシリンダの本体が前記下辺フレームの中央に形成された穴を貫通していることを特徴とする請求項７に記載の抜枠鋳型造型装置。
9. 前記下スクイズフレームは、４隅に設けられた下スクイズフレームのブッシュによってコラムと摺動昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の抜枠鋳型造型装置。