JP6616239B2 - 中子造型方法および中子造型装置 - Google Patents
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Description
(中子造型方法)
本発明の第1実施形態による中子造型方法は、例えば、スクリュ圧縮機の雄ロータや雌ロータのような、ねじれ形状を有する製品の鋳造に必要な複雑形状の中子(砂型)を、中子型を用いて造型する方法である。この中子造型方法は、硬化工程と、抜型工程と、を有している。
硬化工程は、ねじれ形状を有する木製または金属製、あるいは樹脂製の中子型を枠内に配置した後に、砂と樹脂と硬化剤とを混練してなる自硬性砂を枠内に詰めて硬化させる工程である。
抜型工程は、中子型の軸を中心に中子型と枠とを相対回転させながら、自硬性砂が硬化してなる中子から中子型を抜型する工程である。所定の硬化時間が経過した後に、中子型の軸を中心に中子型と枠とを相対回転させることで、中子から中子型を上下方向に抜型する。ここで、硬化時間は、砂と樹脂と硬化剤との混練終了からの経過時間である。
本発明の第1実施形態による中子造型装置は、上述した中子造型方法を行うものである。中子造型装置1は、側面図である図1に示すように、上方が開放した木製または金属製、あるいは樹脂製の枠2を有している。枠2は、枠台3上に載置される。枠2の内部には、スクリュ形状の中子型4が上下方向に沿って配置される。中子型4の軸4aは、軸保持具5により回転不能に保持される。枠2の内部には、砂と樹脂と硬化剤とを混練してなる自硬性砂が上から詰められる。
なお、引張装置13により、中子型4の荷重以上の張力で中子型4を上方向に引っ張る構成に限定されない。側面図である図4に示すように、中子造型装置201は、中子型4の軸4aにワイヤ22で接続された錘21を有し、錘21による張力が中子型4の軸4aに作用するように、滑車23,24でワイヤ22を支持する構成であってもよい。錘21の張力は、中子型4とワイヤ22との合計荷重と同等または同等以上である。このような構成であっても、中子型4の抜型中や抜型後に中子型4が下方向に移動しないようにすることができる。
以上に述べたように、本実施形態に係る中子造型方法および中子造型装置によると、枠2内に中子型4を上下方向に沿って配置しておき、枠2の上から枠2内に自硬性砂を詰めて硬化させる。そして、自硬性砂が硬化してなる中子15から中子型4を上下方向に抜型する。上下方向に沿って配置した中子型4を上下方向に抜型するので、枠2の姿勢を変える必要がない。よって、予め中子型4に対してモータ7の軸合わせをしておくことができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、枠2の上から枠2内に自硬性砂を詰めるので、ねじれ形状を有する中子型4の谷部に自硬性砂を十分に充填することができる。これにより、形状の良好な中子15を造型することができる。
(中子造型方法)
次に、本発明の第2実施形態に係る中子造型方法について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態の中子造型方法が第1実施形態の中子造型方法と異なる点は、硬化工程において、枠から溢れる量の自硬性砂を枠内に投入した後に、枠から溢れた自硬性砂を除去することで、枠内の自硬性砂の上端面を平坦化する点である。
自硬性砂を枠の上から枠内に詰めた場合、自硬性砂のかさ密度などの変化により、枠内の自硬性砂に不足が生じる場合がある。そこで、硬化工程では、枠から溢れる量の自硬性砂を枠内に投入する。これにより、自硬性砂が不足することはなくなるが、枠から溢れた自硬性砂がそのまま硬化すると、中子の上端面が平坦にならず、中子を主型に設置するときに形状誤差が生じる恐れがある。そこで、抜型工程を行う前に、枠から溢れた自硬性砂を除去することで、枠内の自硬性砂の上端面を平坦化する。これにより、中子の上端面を精度よく形成することができる。
第2実施形態による中子造型装置は、上述した中子造型方法を行うものである。中子造型装置301は、側面図である図5に示すように、除去装置31を有している。枠2内には、枠2から溢れる量の自硬性砂が投入される。
以上に述べたように、本実施形態に係る中子造型方法および中子造型装置によると、枠2から溢れる量の自硬性砂を枠2内に投入した後に、枠2内に配置された中子型4の上端面に下端が接する除去装置31で枠2から溢れた自硬性砂を除去することで、枠2内の自硬性砂の上端面を平坦化する。自硬性砂を枠2の上から枠2内に詰めた場合、自硬性砂のかさ密度などの変化により、枠2内の自硬性砂に不足が生じる場合がある。そこで、枠2から溢れる量の自硬性砂を枠2内に投入する。これにより、自硬性砂が不足することはなくなるが、枠2から溢れた自硬性砂がそのまま硬化すると、中子15の上端面が平坦にならず、中子15を主型に設置するときに形状誤差が生じる恐れがある。そこで、中子型4を抜型する前に、枠2から溢れた自硬性砂を除去することで、枠2内の自硬性砂の上端面を平坦化する。これにより、中子15の上端面を精度よく形成することができる。
2 枠
2a 底板
2b,2c 凹部
3 枠台
3a 側板
4 中子型
4a 軸
5 軸保持具
6 回転駆動装置
7 モータ
8 電源
9 インバータ
10 モータ固定具
11 架台
12 レール
13 引張装置
14 ワイヤ
15 中子
21 錘
22 ワイヤ
23,24 滑車
Claims (10)
- ねじれ形状を有する中子を中子型を用いて造型する中子造型方法において、
上方が開放する枠内に前記中子型を上下方向に沿って配置した後に、砂と樹脂と硬化剤とを混練してなる自硬性砂を前記枠の上から前記枠内に詰めて硬化させる硬化工程と、
前記中子型の軸を中心に前記中子型と前記枠とを相対回転させながら、前記自硬性砂が硬化してなる前記中子から前記中子型を前記上下方向に抜型する抜型工程と、
を有し、
前記硬化工程において、前記枠内に前記中子型を配置する際に、前記中子型の中心軸と前記枠の中心軸とを一致させることを特徴とする中子造型方法。 - 前記抜型工程において、前記枠を水平方向に回転させることで、前記中子から前記中子型を前記上下方向に抜型することを特徴とする請求項1に記載の中子造型方法。
- 前記抜型工程において、前記中子型の荷重以上の張力で前記中子型を上方向に引っ張りながら、前記枠を水平方向に回転させることで、前記中子から前記中子型を前記上方向に抜型することを特徴とする請求項2に記載の中子造型方法。
- 前記硬化工程において、前記枠から溢れる量の前記自硬性砂を前記枠内に投入した後に、前記枠内に配置された前記中子型の上端面に下端が接する除去装置で前記枠から溢れた前記自硬性砂を除去することで、前記枠内の前記自硬性砂の上端面を平坦化することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の中子造型方法。
- 前記中子型の軸を中心に前記除去装置を回転させることで、前記除去装置が有するへら状の部材で前記枠から溢れた前記自硬性砂を削り取ることを特徴とする請求項4に記載の中子造型方法。
- ねじれ形状を有する中子を中子型を用いて造型する中子造型装置において、
上方が開放し、内部に前記中子型が上下方向に沿って配置されるとともに、砂と樹脂と硬化剤とを混練してなる自硬性砂が上から内部に詰められて硬化される枠と、
前記中子型の軸を中心に前記中子型と前記枠とを相対回転させることで、前記自硬性砂が硬化してなる前記中子から前記中子型を前記上下方向に抜型させる回転駆動装置と、
前記中子型の中心軸と前記枠の中心軸とを一致させる調整機構と、
を有することを特徴とする中子造型装置。 - 前記回転駆動装置は、前記枠を水平方向に回転させることで、前記中子から前記中子型を前記上下方向に抜型させることを特徴とする請求項6に記載の中子造型装置。
- 前記中子型の荷重以上の張力で前記中子型を上方向に引っ張る引張装置をさらに有し、
前記回転駆動装置は、前記枠を水平方向に回転させることで、前記中子から前記中子型を前記上方向に抜型することを特徴とする請求項7に記載の中子造型装置。 - 前記枠内には、前記枠から溢れる量の前記自硬性砂が投入され、
前記枠内に配置された前記中子型の上端面に下端が接し、前記枠から溢れた前記自硬性砂を除去することで、前記枠内の前記自硬性砂の上端面を平坦化する除去装置をさらに有することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の中子造型装置。 - 前記除去装置は、前記中子型の軸を中心に回転可能であり、
前記除去装置は、前記枠から溢れた前記自硬性砂を削り取るへら状の部材を有することを特徴とする請求項9に記載の中子造型装置。
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