JP5585452B2 - 鋳型造型機 - Google Patents

Description

本発明は鋳型を造型する鋳型造型機に関する。

従来、鋳型造型機として例えば特許文献１に記載のように鋳型の側面に水平方向から砂を導入する方式のものがあった。このような鋳型造型機は、鋳型に垂直方向上側から砂を導入する方式の鋳型造型機に比べて、砂入れ、圧縮工程の後に鋳型を回転する工程を設ける必要がないという点で有利であった。

しかしながら、鋳型に水平方向から砂を導入する方式においては、サンドタンク内で砂が重力方向に下降した後に、９０度方向転換して水平方向に向けられるため、サンドタンク内に砂たまり等が発生する可能性がある。造型回数が増えるにつれて、この砂たまり等に起因して図５に示すような棚吊り現象が発生するおそれがあり、そのためサンドタンク２０２内の清掃が必要となってしまうという問題がある。図５及び後述の図６中Ｓは、鋳物砂を示すものである。

また、棚吊り現象が発生しない場合でも、パターンにより上下鋳枠で砂の使用量に差がある場合は、砂充填後のサンドタンク２０２内の砂の山に偏りが発生し、これにより図６に示すような吹き抜け現象が発生する可能性がある。

例えば、特許文献２には、所謂トップ・アンダーブロー方式の鋳型造型機のブローヘッドの屈曲部・水平部に貫通孔を設け、この貫通孔に弁とプラグを設けることが記載されている。

しかし、単に水平方向から砂を導入する方式の鋳型造型機に単に貫通孔を設けるだけでは、上述の棚吊り現象や吹き抜け現象の発生を完全には予防できないという問題がある。また、従来のような０．２０〜０．３５ＭＰａ程度やそれ以上の高圧エアーを用いる場合にはノズル口部分が固まりやすいといった問題があり、またエアー消費量が多くなるという問題がある。

特開昭５８−６８４５３号公報 特開平１０−２１６９０２号公報

本発明の目的は、砂入れ、圧縮工程の後に鋳型を回転する工程を設ける必要を排除するとともに、砂たまりや棚吊り現象を防止して鋳型への砂の充填を安定的に行うことができる鋳型造型機を提供することにある。

本発明に係る鋳型造型機は、鋳枠に導く砂を貯留するサンドタンクと、上記サンドタンクの下方部に設けられた上下一対の砂導入部からそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズルと、エアー噴出孔が全面にわたって多数設けられ、少なくとも上記サンドタンクの上記一対の砂導入部の内面の全面に設けられたフィルタ部とを備え、上記フィルタ部の上記エアー噴出孔からエアーを噴出させて上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させながら上記一対の砂充填用ノズルから鋳枠に砂を導くものである。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記フィルタ部が、上記エアー噴出孔が１０μｍ〜８０μｍ程度の孔である多孔質体であってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記多孔質体の上記エアー噴出孔から噴出させるエアーの圧力が、０．０５ＭＰａ〜０．１８ＭＰａであってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記フィルタ部が、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面に設けられ、上記フィルタ部が設けられる部分の面積が、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面の面積の５０％〜１００％であってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記フィルタ部が、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面に設けられ、上記フィルタ部が設けられる部分の面積が、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面の面積の７０％〜１００％であってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記サンドタンクが、上記一対の砂導入部より上側の容量が、上記鋳枠に一度に導かれる砂の１．５倍以下であってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記一対の砂充填用ノズルのうち上側の砂充填用ノズルから鋳枠に導かれる砂の量が、下側の砂充填用ノズルから鋳枠に導かれる砂の量の１．５倍以上であってもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記サンドタンクの断面が、長方形又は正方形であってもよい。

さらに、本発明に係る鋳型造型機は、上記サンドタンクの内面と上記多孔質体との間に設けられる空間に連通され給気及び排気を兼用で行う給排気弁を備えるよう構成してもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記サンドタンクの砂充填用ノズルの先端周縁に装着されるとともに内部空間に圧縮空気が導入されることにより膨張するシール部材と、上記給排気弁及びシール部材の内部空間に連通された開閉弁とを備えるよう構成してもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記開閉弁と上記給排気弁の間、及び、上記開閉弁と上記シール部材の内部空間の間のそれぞれに、速度制御弁を設けるように構成してもよい。

さらにまた、本発明に係る鋳型造型機は、昇降可能な下スクイズボードと、上記下スクイズボードに対して独立に、且つ同時に昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口を備えた下盛枠と、上記下スクイズボードの対向上方に設けられた上スクイズボードと、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口を備えた上枠と、上記下スクイズボードと上記上スクイズボードとの中間位置を出入移動可能に設けられるとともに上面にマッチプレートを装着した下枠とを備える鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する枠抜鋳型造型機であり、上記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てもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記下盛枠が、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されてもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記下スクイズボードが、エアオンオイルによって昇降可能に構成されてもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記下盛枠が、空圧又は電動によって昇降可能に構成されてもよい。
また、本発明に係る鋳型造型機は、上記上枠が、抜枠時に、アクチュエータによって昇降可能であってもよい。

本発明は、サンドタンクの下方部に設けられ上下一対の砂導入部からそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズルを有し、さらに、エアー噴出孔が設けられ、サンドタンクの一対の砂導入部の内面の全面に設けられるフィルタ部を有する構成により、砂入れ、圧縮工程の後に鋳型を回転する工程を設ける必要を排除することを実現できるとともに、砂たまりや棚吊り現象を防止して鋳型への砂の充填を安定的に行うことを実現できる。
また、本発明は、サンドタンクの下方部に設けられ上下一対の砂導入部からそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズルを有し、さらに、１０μｍ〜８０μｍ程度のエアー噴出孔が設けられ、サンドタンクの側面部及び一対の砂導入部に設けられるフィルタ部としての多孔質体を有する構成と、この多孔質体が設けられる部分の面積が、サンドタンクの側面部及び一対の砂導入部の内面の面積の７０％〜１００％である構成とにより、砂入れ、圧縮工程の後に鋳型を回転する工程を設ける必要を排除することを実現できるとともに、砂たまりや棚吊り現象をより一層防止して鋳型への砂の充填を安定的に行うことを実現できる。

本発明が適用された鋳型造型機のサンドタンク周辺の概略構成図である。 当該鋳型造型機に用いられるサンドタンクの他の例であり、多孔質体等のフィルタ部がサンドタンク内面の５０〜７０％程度に設けられた例のサンドタンク周辺の概略構成図である。 当該鋳型造型機に用いられるサンドタンクの他の例であり、多孔質体等のフィルタ部が一対の砂導入部に設けられた例のサンドタンク周辺の概略構成図である。 本発明が適用された鋳型造型機全体の概略構成図である。 従来の鋳型造型機において棚吊り現象が発生した場合の断面図である。 従来の鋳型造型機において吹き抜け現象が発生した場合の断面図である。

以下、本発明を適用した鋳型造型機について、図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した鋳型造型機１のサンドタンク周辺の概略構成を断面で示す図である。

本発明を適用した鋳型造型機１は、鋳枠に導く砂を貯留するサンドタンク２を有している。また、鋳型造型機１は、サンドタンク２の下方部に設けられた上下一対の砂導入部である上側砂導入部２ａと下側砂導入部２ｂからそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズル３ａ，３ｂを備える。ここでサンドタンク２は、上下方向に直交する断面が例えば長方形又は正方形の形状とされた直方体状とされている。尚、サンドタンク２は、断面が円形状等の円筒形状等であってもよいが、断面が長方形や正方形の方が配置スペースに対しては砂の貯留容量が増えるため、結果として高さ方向の寸法を小さくすることを可能とする。

また、鋳型造型機１は、１０μｍ〜８０μｍ程度のエアー噴出孔（図示せず）を多数有し、サンドタンク２の側面部２ｃ並びに上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂの内面に設けられるフィルタ部としての多孔質体４を備える。尚、この多孔質体４に設けられるエアー噴出孔の大きさは、１０μｍ〜８０μｍが製作上や性能上の両観点を考慮すると最適であるが、使用する砂の粒径よりも小さい２００μｍ程度であっても良い。この多孔質体４は、例えば超高分子量ポリエチレンを焼結させることにより製作されている。尚、ここでは、焼結された超高分子量ポリエチレンからなる多孔質体４を鋳型造型機１を構成するフィルタ部として用いるものとして説明したが、これに限られるものではなく、所定のエアー噴出孔が全面に亘って多数設けられたフィルタ部であればよい。例えば、より簡易なエアレーション方式として、幅が０．２８〜０．４０ｍｍ程度のスリットをエアー噴出孔として有するように構成してもよく、さらに、直径２ｍｍ程度の孔が多数設けられた超高分子量ポリエチレンの板材等からなるフィルタ部材を用いてもよい。

また、サンドタンク２内面の多孔質体４が設けられる部分の面積は、サンドタンク２の側面部２ｃ、上側砂導入部２ａ、及び下側砂導入部２ｂの内面の面積の７０％以上（７０％〜１００％）とされている。図１は、８９％設けられた例である。また、このとき、下部から順に７０％以上設けられているものとし、すなわちフィルタの非設置部は上部であるものとする。ここで、多孔質体４は、少なくとも上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂの内面の全面に設けられている。多孔質体４が、この範囲に設けられていることにより、砂の導通路が９０度方向に転換することから砂たまりが発生しやすいノズル付近の砂たまりを防止でき、さらに、サンドタンク内面の７０％〜１００％程度に設けられていることにより、サンドタンク側面部分での砂たまりを防止できる。尚、ここでは、より高い効果を得るために、サンドタンク内面の７０％〜１００％程度に設けられている例について説明したが、鋳型造型機１はかかる構成に限られるものではない。例えば、より簡易的な構成として多孔質体４やその他のフィルタ部をサンドタンクの側面部及び一対の砂導入部の内面の面積の５０％〜１００％程度に設けられていれば相応の効果が得られる。また、多孔質体４は、サンドタンク２の内面と間隔を有する状態で配置されている。この多孔質体４とサンドタンク２の内面との間には、多孔質体４の端部とサンドタンク２の内面との間をシールすることにより、中空室５が形成される。また、上述のサンドタンク２の上端には図示されないスライドゲートが設けられている。

サンドタンク２の砂充填用ノズル３ａ，３ｂの先端周縁には、内部空間に圧縮空気が導入されることにより膨張するシール部材６が設けられている。このシール部材６の材質は、例えばニトリルゴムである。また、中空室５には、給気・排気兼用のパイロット式給排気弁７が接続されている。

そして、パイロット式給排気弁７及びシール部材６の内部空間には、開閉弁として電磁開閉弁８が接続されている。この電磁開閉弁８及びパイロット式給排気弁７は、圧縮空気源９に接続されている。また、電磁開閉弁８とパイロット式給排気弁７の間、及び、電磁開閉弁８とシール部材６の内部空間の間には、それぞれ速度制御弁（「スピードコントローラ」ともいう。）１０ａ、１０ｂが設けられている。

なお、ここで実施形態として説明する鋳型造型機１は、抜枠式鋳型造型機（無枠鋳型造型機）である。図１は、この鋳型造型機１において、上鋳枠１１と下鋳枠１２でマッチプレート１３を挟持し、上部スクイズ部材１４及び下部スクイズ部材１５を上鋳枠１１、下鋳枠１２にそれぞれ挿入して、この上鋳枠１１、下鋳枠１２内にそれぞれ所定の造型空間を形成した状態を示している。

また、図１は、上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａとサンドタンク２の砂充填用ノズル３ａ，３ｂを対向させた状態であり、サンドタンク１内の鋳物砂Ｓを上鋳枠１１及び下鋳枠１２内に充填する直前の状態を示す図である。なお、ここで説明する鋳物砂Ｓとしては、例えば、生砂、セラミックス製の人工砂などが挙げられる。

このように構成された鋳型造型機１のサンドタンク周辺の動作について説明する。まず、図示されないスライドゲートを閉じた状態、且つ、サンドタンク１内に鋳物砂Ｓを貯留した状態で電磁開閉弁８を開く。そうすると、配管Ｈ１を介してシール部材６の内部空間に圧縮空気が導入され、これによりシール部材６が膨張して上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａの先端周縁に密着される。また、電磁開閉弁８を開くと配管Ｈ２を介してパイロット式給排気弁７に圧縮空気が導入され、これによりパイロット式給排気弁７が開かれる。そうすると、中空室５及び多孔質体４を介してサンドタンク２内に圧縮空気が供給される。これにより、サンドタンク２内の鋳物砂Ｓが浮遊流動化され、該鋳物砂Ｓは、サンドタンク２の砂充填用ノズル３ａ，３ｂ及び上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａを介して上鋳枠１１及び下鋳枠１２内の造型空間に充填される。

次に、電磁開閉弁８を閉じた場合の動作について説明する。電磁開閉弁８を閉じると、シール部材６が収縮して上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａの先端周縁から離れる。また、電磁開閉弁８を閉じるとパイロット式給排気弁７が閉じられる。そうすると、サンドタンク２内の圧縮空気が多孔質体４及び中空室５を介してサンドタンク２外に排気される。この排気された圧縮空気は、パイロット式給排気弁７に装着された消音器（サイレンサ）１６から大気へ放出される。

なお、ここで説明する鋳型造型機１では、予め、速度制御弁１０ａ、１０ｂをそれぞれ調整している。具体的には、電磁開閉弁８とパイロット式給排気弁７の間の速度制御弁１０ａより、電磁開閉弁８とシール部材６の内部空間の間の速度制御弁１０ｂの方が流れる圧縮空気の流量が多くなるように速度制御弁１０ａ、１０ｂをそれぞれ調整している。このように調整することにより、パイロット式給排気弁７を開く前に、シール部材６を膨張させて上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａの先端周縁に密着させた状態にすることができる。これにより鋳物砂Ｓが上鋳枠１１及び下鋳枠１２内の造型空間に充填される際、サンドタンク２の砂充填用ノズル３ａ，３ｂ先端と上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａ先端との隙間からの砂洩れを確実に防止することができる。

以上のように本発明を適用した鋳型造型機１は、サンドタンク２の下方部に設けられ上下一対の砂導入部としての上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂからそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズル３ａ，３ｂを有し、さらに、サンドタンク２の側面部２ｃ、上側砂導入部２ａ、及び下側砂導入部２ｂの内面の略全面に設けられる多孔質体４を有する構成により、砂入れ、圧縮工程の後に鋳型を回転する工程を設ける必要を排除することを実現して工程の簡素化及び設備の小型化を実現できるとともに、砂たまりや棚吊り現象を防止して鋳型への砂の充填を安定的に行うことを実現できる。換言すると、鋳型造型機１は、上述のようにサンドタンク２内の砂が貯留される範囲の略全面に設けられた多孔質体４に設けられた１０μｍ〜８０μｍ程度の孔から０．０５ＭＰａ〜０．１８ＭＰａのエアーを噴出させ、サンドタンク２内の砂を浮遊流動化させながら一対の砂充填用ノズル３ａ，３ｂから上鋳枠１１及び下鋳枠１２に砂を導く構成により、砂たまりや砂たまりに起因する棚吊り現象の発生や、吹き抜け現象の発生を防止することができる。上述した多孔質体４以外のフィルタ部を用いて簡易なエアレーション方式とした場合にも、相応に砂たまりや棚吊り現象や吹き抜け現象の発生を防止できる。

すなわち、鋳型造型機１は、サンドタンク２内面の多孔質体４が設けられる部分の面積が、サンドタンク２の側面部２ｃ、上側砂導入部２ａ、及び下側砂導入部２ｂの内面の面積の７０％〜１００％に設けたことにより、棚吊り現象や吹き抜け現象の発生を防止する。具体的に、鋳型造型機１は、サンドタンク底部であり、且つ砂の導通路が９０度方向に転換することから砂たまりが発生しやすい上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂにおける砂たまりを当該部分に設けた多孔質体４からのエアーによる作用により防止でき、図６に示すような吹き抜け現象や、棚吊り現象を防止できる。また、鋳型造型機１は、サンドタンク底部だけではなく、側面部２ｃにも多孔質体４を設けたことにより、当該部分に設けた多孔質体４からのエアーによる作用により側面部の砂たまりや図５に示すような棚吊り現象を防止できる。特に、上側砂導入部２ａや下側砂導入部２ｂにおける一対の砂充填用ノズル３ａ，３ｂ近傍に多孔質体４を設けることは効果的である。これは、従来の高圧ブロー方式において貫通孔を設ける場合には、ノズル近傍に貫通孔を配置した場合に、ノズルから当該貫通孔からの空気が混入し、かえって砂充填に不具合を来たすおそれがあったのに対し、１０μｍ〜８０μｍ程度の孔から０．０５ＭＰａ〜０．１８ＭＰａ程度のエアーを噴出させるという低圧の所謂エアレーション方式と組み合わせることにより、一対の砂充填用ノズル３ａ，３ｂ近傍まで多孔質体４を設けることを可能とし、これにより、上述のように、より安定的に砂充填を行うことを実現する。

尚、ここでは、図１に示すように、サンドタンク内面の７０％〜１００％程度に設けられている例について説明したが、上述したように、例えば、より簡易的な構成として図２に示すようなサンドタンク２の側面部２ｃ、上側砂導入部２ａ、及び下側砂導入部２ｂの内面の面積の５０％〜７０％程度に多孔質体等のフィルタ部２４が設けられている場合にも、相応に砂たまりや棚吊り現象や吹き抜け現象の発生を防止できる。また、さらに簡易的な構成として図３に示すような、少なくとも上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂの内面の全面に多孔質体等のフィルタ部３４が設けられている場合にも、吹き抜け現象の発生を防止できる。尚、図２及び図３においてフィルタ部２４，３４以外の構成については図１と同様であるので共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。

また、鋳型造型機１は、上述のようにエアレーション方式を採用していることから、高圧エアーを使用するブロー方式に比べて充填時にエアーを大量に消費することを防止できエアー消費量を低減でき、さらに、充填時の音が大きくなることによる騒音の発生を防止できる。

さらに、上述の鋳型造型機１において、サンドタンク２における一対の砂導入部である上側砂導入部２ａ及び下側砂導入部２ｂが設けられた位置より上側の容量が、上鋳枠１１及び下鋳枠１２に一度に導かれる砂の１．５倍以下である場合に、上述の構成がより効果を発揮することとなる。換言すると、一般的な鋳型造型機において、サンドタンクの容量が鋳枠に一度に導かれる砂の量よりも多ければ吹き抜け現象の防止の観点からは有利であり、約３倍〜５倍程度が要求されており、設備全体の小型化を制限する要因となっていた。よって、上述の鋳型造型機１において、サンドタンク２の容量が上述のように小さくされても、棚吊り現象や吹き抜け現象を防止して、さらに、設備の小型化を実現する。

また、上述の鋳型造型機１において、一対の砂充填用ノズルのうち上側の砂充填用ノズル３ａから上鋳枠１１に導かれる砂の量が、下側の砂充填用ノズル３ｂから下鋳枠１２に導かれる砂の量の１．５倍以上である場合に、上述の構成はより効果を発揮することとなる。換言すると、一般的に鋳型の側面に水平方向から砂を導入する方式の鋳型造型機において、上鋳枠に導かれる砂の量が下鋳枠に導かれる砂の量より多い場合には、図４に示すような吹き抜け現象が発生しやすく、安定して砂充填を行うことができない可能性があった。しかし、上述の鋳型造型機１では、上鋳枠１１に導かれる砂の量が多い場合においても、棚吊り現象や吹き抜け現象を防止することができ、パターンによらず常に良好で安定的な砂充填を行うことを実現する。尚、上下均等な砂配分とされる場合や、下鋳枠側に砂が多く充填される場合にも、上述の構成が有利であることはもちろんである。

また、上述の鋳型造型機１において、サンドタンク２の断面が、略長方形又は正方形の形状とされている場合に、上述の構成がより効果を発揮することとなる。換言すると、一般的に、サンドタンクの断面が長方形又は正方形の場合には、円筒形状に比べて、貯留容量の観点からは有利であるが棚吊り現象が発生しやすい構成である。ここで、上述の鋳型造型機１では、このようにサンドタンク２の断面が長方形又は正方形である場合にも、棚吊り現象を防止することができ、サンドタンク２の高さ方向の寸法を小さくすることを可能とし、全体として装置の小型化を実現できる。

さらに上述の鋳型造型機１では、サンドタンク２の内部には、サンドタンク２の内面と間隔をおいた状態で多孔質体４が配設されており、この多孔質体４の外面とサンドタンク２の内面とで中空室５が形成されている。そして、中空室５にはパイロット式給排気弁７が接続されている。このため、サンドタンク２内の圧縮空気を排気する際、この圧縮空気が多孔質体４の各孔を通るから、この多孔質体４がフィルタの役割を果たし、中空室５及びパイロット式給排気弁７には砂の混入が無い清浄な空気が排気されることになる。これにより、該パイロット式給排気弁７内部に砂が付着するのを防止することができる。また、このとき排気される圧縮空気が砂の混入が無い清浄な空気であるから、従来のように給気弁と排気弁を各々別々に設ける必要がなくなり、給気・排気兼用の一つのパイロット式給排気弁７を用いればよいため、使用する開閉弁の個数を削減することができる。

また、上述の鋳型造型機１では、パイロット式給排気弁７及びシール部材６の内部空間の両方を電磁開閉弁８に接続している。具体的には、配管Ｈ１と配管Ｈ２を合流させて電磁開閉弁８に接続している。このため、パイロット式給排気弁７の開閉とシール部材６の膨張・収縮を一つの電磁開閉弁８で行うことができる。これによっても、使用する開閉弁の個数を削減することができる。

なお、上述の鋳型造型機１では、電磁開閉弁８とパイロット式給排気弁７の間、及び、電磁開閉弁８とシール部材６の内部空間の間には、それぞれ速度制御弁１０ａ、１０ｂが設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、速度制御弁１０ａ、１０ｂを用いなくても、パイロット式給排気弁７を開く前に、シール部材６を膨張させて上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａの先端周縁に密着させた状態にすることができる場合は速度制御弁１０ａ、１０ｂを省略するようにしてもよい。ただし、上述したように、電磁開閉弁８とパイロット式給排気弁７の間、及び、電磁開閉弁８とシール部材６の内部空間の間に各々、速度制御弁１０ａ、１０ｂを設け、それぞれの速度制御弁１０ａ、１０ｂを調整するようにすると、パイロット式給排気弁７を開く前に、確実にシール部材６を膨張させて上鋳枠１１及び下鋳枠１２の砂導入口１１ａ、１２ａの先端周縁に密着させた状態にすることができるため、好ましい。

また、上述の鋳型造型機１では、パイロット式給排気弁７を一つ用いるよう構成したが、これに限定されるものではなく、サンドタンク２の大きさに応じてパイロット式給排気弁が複数個用いるようにしてもよい。このような場合は、複数個のパイロット式給排気弁のそれぞれを全て電磁開閉弁８に接続させるようにすれば、この電磁開閉弁８を作動させるだけで複数個のパイロット式給排気弁を一度に作動させることができる。

次に、図４を用いて、鋳型造型機１全体の概略構成及び動作について説明する。尚、図４は、鋳型造型機１全体の造型直前の正面概略図である。

図４に示すように鋳型造型機１は、昇降可能な下スクイズボード１０６と、この下スクイズボード１０６に対して独立に、且つ同時に昇降可能であるとともに、側壁面に砂導入口１２ａを備えた下盛枠１０７と、下スクイズボード１０６の対向上方に固設された上スクイズボード１０８と、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口１１ａを備えた上枠１１０と、下スクイズボード１０６と上スクイズボード１０８の中間位置を出入移動可能に設けられるとともに上面にマッチプレート１３を装着した下枠１１３とを備えており、所謂鋳枠無しの上鋳型及び下鋳型を同時に造型する抜枠鋳型造型装置である。ここで、「独立に、且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ともに、下スクイズボードが枠セットスクイズシリンダによって昇降するときに、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。尚、下スクイズボードは、下盛枠とは独立して下降することも可能である。また、上述した図１で示した上部スクイズ部材１４、下部スクイズ部材１５、上鋳枠１１及び下鋳枠１２については、図４では、より具体的な実施の形態として示している。

具体的に、図４において、門型フレームＦは、下部ベースフレーム１０１と上部フレーム１０２の四隅のコラム１０３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１０１の上面中央部には、枠セットスクイズシリンダ１０４が上向きに取り付けられていて、そのピストンロッド１０４ａの先端には、下スクイズフレーム１０５を介して下スクイズボード１０６が取り付けられている。また、下部ベースフレーム１０１の四隅には、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１０４の外側には、四個の下盛枠シリンダＣが取り付けられており、それらのピストンロッドＣａの先端には、下盛枠１０７が取り付けられている。また、下スクイズフレーム１０５は、中央に枠セットスクイズシリンダ１０４のための穴が設けられており、枠セットスクイズシリンダ１０４の本体が貫通されている。

下盛枠１０７は、内面が下方向に向けて狭くなるように成形され、且つ、側壁面に鋳型砂導入口としての砂導入口１２ａを備えるとともに下スクイズボード１０６が気密状に嵌入可能な開口部を備えている。

そして、下スクイズボード１０６が、下スクイズフレーム１０５と一体に構成されている。このため、枠セットスクイズシリンダ１０４が上昇すると下スクイズボード１０６が上昇し、下スクイズフレーム１０５に取り付けられた四個の下盛枠シリンダＣとともに上昇可能とされている。また、下盛枠シリンダＣは、枠セットスクイズシリンダ１０４と独立に、且つ同時に作動可能になっている。すなわち、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ともに、下スクイズボード、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。尚、下盛枠１０７の上面には位置決めピン１０７ｂが立てられている。

下スクイズボード１０６の対向上方には、上スクイズボード１０８が上部フレーム１０２の下面に固定されている。上枠１１０は、側壁面に砂導入口１１ａを備え、且つ内面が下向きに広がる形状に成形されているとともに、上スクイズボード１０８が気密状に嵌入可能な大きさの開口部１１０Ｃを備えている。また、上枠１１０は、上部フレーム１０２に下向きに取り付けられた図示しない上枠シリンダを介して取り付けられている。

上スクイズボード１０８と下スクイズボード１０６との中間位置には、下枠１１３が通過可能な幅間隔を保っている。コラム１０３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１１３の上面には、上下面に模型を備えたマッチプレート１３がマスタープレート１１６を介して取り付けられ、四隅にはローラアーム１１７を介して鍔付ローラ１１８が取り付いている。上述のように０．０５〜０．１８ＭＰａの低圧の圧縮空気による型砂導入を行う所謂エアレーション方式に構成されたサンドタンク２は先端を二股状に分岐した一対の砂導入部２ａ，２ｂを有し、且つ上部に鋳物砂供給口１２１を備えた図示しないサンドゲートが配置されている。

次に、図４に示すように構成された枠抜鋳型造詣装置の動作について説明する。まず、マスタープレート１１６を介してマッチプレート（パターンプレート）１３を載置固着した下枠１１３が、走行レールに鍔付ローラ１１８を係合させて下スクイズボード１０６と上スクイズボード１０８の間に侵入し停止する。

次いで、下盛枠シリンダＣ及び枠セットスクイズシリンダ１０４が上昇動作して、下盛枠１０７及び下スクイズボード１０６を上昇させ、位置決めピン１０７ｂを下枠１１３及びマッチプレート１３に嵌挿することによって、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１０７ｂを上枠１１０の下面に嵌挿して、下枠１１３を上枠１１０の下面にマッチプレート１３及びマスタープレート１１６を介して重合し、上スクイズボード１０８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１０７の砂導入口１２ａは、サンドタンク２側の砂導入部２ａ，２ｂと一致する。

サンドゲートを閉じてサンドタンク２に圧縮空気を供給すると、サンドタンク２内の鋳物砂Ｓは、上枠１１０の砂導入口１１ａと下盛枠１０７の砂導入口１２ａを経て上部及び下部密閉空間に導入される。この際、圧縮空気のみが上枠１１０及び下枠１１３の側壁面に設置された排気孔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１０４を押し出し動作して、下盛枠１０７、下枠１１３、マッチプレート１３及び上枠１１０を上昇させるとともに、上部及び下部密閉空間内の鋳物砂Ｓを上スクイズボード１０８と下スクイズボード１０６によって挟圧しスクイズする。

スクイズ完了後、枠セットスクイズシリンダ１０４が縮引動作して下スクイズボード１０６を下降させると、下枠１１３、マッチプレート１３及びマスタープレート１１６は、走行レールに鍔付ローラ１１８を介して残置される。

さらに、枠セットスクイズシリンダ１０４は、縮引動作により原位置まで下降し停止する。下盛枠１０７は、スクイズ完了の位置のままで、下スクイズボード１０６のみが枠セットスクイズシリンダ１０４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１０３、マッチプレート１３及びマスタープレート１１６を造型位置から後退させると、中子入れ可能状態になる。尚、中子入れは常に必要ではない。

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１０４が押出動作し、下スクイズボード１０６を上昇させる。これにより、下鋳型が上鋳型に接触する。この状態で図示しない上枠シリンダを上昇動作させ上鋳型が上枠１１０から抜枠される。

この際の枠セットスクイズシリンダ１０４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されているため、鋳型を押し潰すことがない。上鋳型が抜枠された後に、枠セットスクイズシリンダ１０４を下降作動して下スクイズボード１０６を下降させるとともに、下盛枠シリンダＣを縮引作動させると下鋳型も下盛枠から抜枠されモールド押し出し可能状態になる。下スクイズボード１０６の上面の上下鋳型は図示しないモールド押出板によって、搬送ライン側に送り出される。

以上のような鋳型造型機１においては、下スクイズボード１０６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１０５と一体に構成されたので、パターンプレート１１５に模型が偏在していても、スクイズ時にスクイズボード１０６が傾くことがない。したがって、この鋳型造型機１は、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、この鋳型造型機１は、下盛枠１０７と下スクイズボード１０６が一体で昇降しているので構造がシンプルにできるという効果も奏する。

尚、上述した鋳型造型機１において、コラムが４本設けられるものとして説明したが、２本以上であれば問題なく上述の効果が得られる。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、上述の鋳型造型機１では、エアシリンダを設けるように構成したが、電動シリンダであってもよい。さらに、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ともに、高価なめっき処理を最低限に抑えることができる。さらに、四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、この鋳型造型機１において、下スクイズフレームは、断面において中央が凸部の長方形状の形状を有しているが、凸部内部は空間となっており、枠セットスクイズシリンダの本体とピストンロッドが下辺から飛び出た構造になっている。凸部は、台形状であってもよい。凸部空間により、造型装置の高さを低くできる。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もよい。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、鋳型を造型する様々な鋳型造型機に適用することが可能である。

１ 鋳型造型機
２ サンドタンク
２ａ，２ｂ 砂導入部
３ａ，３ｂ 砂充填用ノズル
４ 多孔質体
５ 中空室
６ シール部材
７ パイロット式給排気弁
８ 電磁開閉弁
９ 圧縮空気源
１０ａ，１０ｂ 速度制御弁
１１ 上鋳枠
１２ 下鋳枠
１１ａ，１２ａ 砂導入口
１３ マッチプレート
１４ 上部スクイズ部材
１５ 下部スクイズ部材
１６ 消音器
Ｓ 鋳物砂

Claims (14)

1. 鋳枠に導く砂を貯留するサンドタンクと、
   上記サンドタンクの下方部に設けられた上下一対の砂導入部からそれぞれ水平方向に砂を導く一対の砂充填用ノズルと、
   エアー噴出孔が全面にわたって多数設けられ、少なくとも上記サンドタンクの上記一対の砂導入部の内面の全面に設けられたフィルタ部と、
   上記サンドタンクの砂充填用ノズルの先端周縁に装着されるとともに内部空間に圧縮空気が導入されることにより膨張するシール部材とを備え、
   上記フィルタ部の上記エアー噴出孔からエアーを噴出させて上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させながら上記一対の砂充填用ノズルから鋳枠に砂を導く鋳型造型機であって、
   上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させる前に、上記シール部材を膨張させて、鋳枠側に設けられた一対の砂導入口の先端周縁に密着させた状態にし、
   上記砂充填用ノズルの先端と、上記砂導入口の先端との隙間からの砂洩れを防止した状態で、上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させながら鋳枠に砂を導く鋳型造型機。
2. さらに、上記サンドタンクの内面と上記多孔質体との間に設けられる中空室に連通され給気及び排気を兼用で行うパイロット式給排気弁と、
   パイロット用のエアーとして圧縮空気源からのエアーを上記パイロット式給排気弁に導く第１配管と、シール部材膨張用のエアーとして上記圧縮空気源からのエアーを上記シール部材の内部空間に導く第２配管とが合流された位置に設けられ、上記パイロット式給排気弁及び上記シール部材の内部空間の両方に連通された開閉弁とを備え、
   上記第１配管中の上記開閉弁と上記パイロット式給排気弁との間には、第１速度制御弁が設けられ、
   上記第２配管中の上記開閉弁と上記シール部材の内部空間との間には、第２速度制御弁が設けられ、
   該第１及び第２速度制御弁並びに上記開閉弁により、上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させる前に、上記シール部材を膨張させて、鋳枠側に設けられた一対の砂導入口の先端周縁に密着させた状態にするとともに、上記砂充填用ノズルの先端と、上記砂導入口の先端との隙間からの砂洩れを防止した状態で、上記サンドタンク内の砂を浮遊流動化させながら鋳枠に砂を導くことを特徴とする請求項１記載の鋳型造型機。
3. 当該鋳型造型機は、昇降可能な下スクイズボードと、上記下スクイズボードに対して独立に、且つ同時に昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口を備えた下盛枠と、上記下スクイズボードの対向上方に設けられた上スクイズボードと、昇降可能であるとともに側壁面に砂導入口を備えた上枠と、上記下スクイズボードと上記上スクイズボードとの中間位置を出入移動可能に設けられるとともに上面にマッチプレートを装着した下枠とを備える鋳枠無しの上下鋳型を同時に造型する枠抜鋳型造型機であり、
   上記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請求項１または２記載の鋳型造型機。
4. 上記下盛枠が、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されたことを特徴とする請求項３記載の鋳型造型機。
5. 上記下スクイズボードが、エアオンオイルによって昇降可能に構成されることを特徴とする請求項３または４記載の鋳型造型機。
6. 上記下盛枠が、空圧又は電動によって昇降可能に構成されることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の鋳型造型機。
7. 上記上枠が、抜枠時に、アクチュエータによって昇降可能であることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の鋳型造型機。
8. 上記フィルタ部は、上記エアー噴出孔が１０μｍ〜８０μｍ程度の孔である多孔質体であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の鋳型造型機。
9. 上記多孔質体の上記エアー噴出孔から噴出させるエアーの圧力は、０．０５ＭＰａ〜０．１８ＭＰａであることを特徴とする請求項８記載の鋳型造型機。
10. 上記フィルタ部は、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面に設けられ、
    上記フィルタ部が設けられる部分の面積は、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面の面積の５０％〜１００％であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の鋳型造型機。
11. 上記フィルタ部は、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面に設けられ、
    上記フィルタ部が設けられる部分の面積は、上記サンドタンクの側面部及び上記一対の砂導入部の内面の面積の７０％〜１００％であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の鋳型造型機。
12. 上記サンドタンクは、上記一対の砂導入部より上側の容量が、上記鋳枠に一度に導かれる砂の１．５倍以下であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の鋳型造型機。
13. 上記一対の砂充填用ノズルのうち上側の砂充填用ノズルから鋳枠に導かれる砂の量が、下側の砂充填用ノズルから鋳枠に導かれる砂の量の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１２記載の鋳型造型機。
14. 上記サンドタンクの断面は、長方形又は正方形であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の鋳型造型機。

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