JPH0191936A

JPH0191936A - 鋳型の製造方法

Info

Publication number: JPH0191936A
Application number: JP24937487A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Saito; 茂斉藤; Hajime Murayama; 肇村山; Satoru Yamamoto; 覚山本
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1989-04-11
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0822454B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、鋳型の製造方法、詳しくは鋳物砂に鋳物砂用
粘結剤及び硬化触媒を供給してこれらの混合物を混練す
る工程を含む鋳型の製造方法に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来より、鋳型の製造方法として、鋳物砂に鋳物砂用粘
結剤及び硬化触媒を供給してこれらの混合物を混練する
工程を含む鋳型の製造方法が広く採用されている。

上記方法において、粘結剤の硬化反応速度は、主として
作業時における上記混合物の温度に依存し、温度が高い
程速い。従って、上記温度に応じてＪｉｔの硬化触媒を
供給することが鋳型製造の上で重要であり、従来、硬化
触媒の供給に際しては、硬化触媒供給用ポンプのモータ
の作動時間を規定することによりその供給量の制御が行
われていた。

しかしながら、モータの作動時間により硬化触媒の供給
量を制御する場合には、上記混合物の混練をパノ千式で
行わざるを得ないため、連続的な混練工程の実現が困難
であるという問題があった。

従って、本発明の目的は、鋳型の製造法における原料混
合物（鋳物砂、粘結剤及び硬化触媒）の混練工程を連続
的に実施することのできる鋳型の製造方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、次の鋳型の製造方法を提供することによって
上記の目的を達成したものである。

鋳物砂に鋳物砂用粘結剤及び硬化触媒を供給してこれら
の混合物を混練する工程を含む鋳型の製造方法において
、鋳物砂又はその近傍の温度を温度センサにより感知し、
その感知温度を電圧信号又は電流信号に変換して温度調
節部に入力すると共に、硬化触媒の種類及び硬化速度の
設定により決まる基準温度を電圧信号に変換して上記温
度調節部に入力し、上記温度調節部において、人力され
た上記感知温度と上記基準温度とを比較してその温度差
を連続的に電流信号に変換してプロセスコントローラに
入力し、上記プロセスコントローラにおいて、人力された電流信
号を硬化触媒供給用ポンプのモータの負荷を制御するの
に最適な電圧信号に変換してサイリスタインバータに入
力し、上記サイリスタインバータにおいて、入力された電圧信
号に応じて周波数を連続的に変化させて硬化触媒供給用
ポンプのモータの回転速度を制御する、ことにより硬化触媒の供給を行うことを特徴とする鋳型
の製造方法。

〔実施例〕

以下、本発明の鋳型の製造方法を、その実施に用いられ
る好ましい硬化触媒供給装置と共に説明する。

先ず、上記硬化触媒供給装置の一例を図面に基づいて説
明する。

第１図は、本発明方法の実施に適用して好適な硬化触媒
供給装置（図示せず）の制御機構を示すブロック図であ
る。

第Ｙ図において、ｌは温度センサであり、該温度センサ
１は温度調節部２に接続されており、該温度調節部２は
、制御基準出力部３、プロセスコントローラ４及びフ報
出力装置７にそれぞれ接続されている。また、上記プロ
セスコントローラ４はサイリスタインバータ５に、更に
該サイリスタインバータ５は硬化触媒供給用ポンプ６に
接続されている。そして、この制御機構は、上記温度セ
ンサ１からの温度情報に基づいて上記ポンプ６の回転速
度を適切に制御することが可能なように構成されている
ものである。

次に、上記制御機構を構成する上記の構成要素１〜７に
ついて更に具体的に説明する。

温度センサｌは、鋳物砂の温度を感知（測定）し、その
感知温度を電圧信号又は電流信号に変換して電気信号と
して温度調節部２へ入力する機能を備えているものであ
る。この温度センサ１としては、測温抵抗体（例：Ｐｔ
１ＯＯオーム）又は熱電対（例：クロメル・アルメル、
鉄・コンスタンクン）等の、−１０℃〜５０℃の範囲を
正確に測定できるセンサであれば特に制限されない。而
、鋳物砂の温度感知は、該鋳物砂を直接感知する場合に
１ｆｆｌらず、その近傍の温度を感知して鋳物砂の温度
を感知する間接的感知によってもよい。

また、上記温度関節部２は、上記温度センサ１から入力
される上記電気信号としての感知温度と、後述の制御基
準出力部３から人力される電圧信号としての基準温度と
を比較し、その温度差の情報を電７ん（’ａ　′；＋に
変換してプロセスコントローラ４に入力可能な機能を備
えているものである。この温度調節部２としては、上記
基準温度と鋳物砂の実際の測定温度とを比較しながら、
その演算結果を、例えば４〜２０ｍＡの直流の電流信号
に変換する機能を備えているものであれば、特に制限さ
れない。

また、例えば、上記温度調節部２としては、温度センサ
が感知した温度の単位時間当たりの平均値を算出し、上
記基準温度と比較してその差に応じて出力可能な比例動
作機能、入力が曲線的に変化した場合に微分動作を行い
曲率を補正し、最小二乗法により直線近似を行って上記
比例動作機能を補足することが可能な微分動作機能、更
には単位時間当たりの残留偏差を０とする積分動作を行
って上記比例及び微分の再動作機能を補足することが可
能な積分動作機能を備えていることが望ましい。

上記制御基準出力部３は、上記温度調節部２へ電圧信号
としての基準温度を入力する機能を備えているものであ
る。この基準温度は、使用する硬化触媒の種類及び設定
する硬化速度等により決定され、また電圧信号としては
、特に制限されないが、例えば０〜５ｖの範囲の直流電
圧を利用できる。

また、上記プロセスコントローラ４は、上記温度関節部
２から入力される上記温度差に対応する電流信号を、硬
化触媒供給用ポンプ６のモータの負荷を制御するのに最
適な電圧信号（制御信号）に変換し、該電圧信号をサイ
リスタインバータ５に入力する機能を備えているもので
ある。上記の最適な電圧信号としては、例えば０〜ＩＯ
Ｖの範囲の直流電圧を挙げることができる。

そして、上記サイリスタインバータ５は、入力される上
記電圧信号に応じて周波数を連続的に変化させ、次に説
明する硬化触媒供給用ポンプ６のモータの回転速度を制
御する機能を備えているものである。モータとしては、
例えば三相誘導電動機、同期電動機を挙げることができ
る。

また、硬化触媒供給用ポンプ６は、鋳物砂に硬化触媒を
供給するために用いられるポンプであり、上記サイリス
タインバータ５から入力される周波数の電力によりその
回転速度が適切に制御されるものである。硬化触媒供給
用ポンプ６としては、プランジャーポンプ、ダイヤフラ
ムポンプ、ギヤポンプ及びトコロイドポンプ等の定量ポ
ンプを用いることができる。

従って、上述の硬化触媒供給装置を用いることにより、
鋳型の製造に供される鋳物砂の温度を、温度センサｌで
感知することにより、該感知温度と触媒の種類及び設定
する硬化速度等の作業条件とを比較し、それに見合った
速度にモータの回転数を自動的に制御することにより、
適切な量の゛硬化触媒をミキサー（図示せず）中の上記
鋳物砂に供給することを自動的に行うことが可能となる
。

尚、上記温度関節部２には、第１図に示すように、次に
説明する警報出力装置７を接続することも可能である。

但し、この警報出力装置７は必ずしもなくともよい。

上記警報出力装置７は、温度センサ１が感知する温度、
或いは硬化触媒の供給量が、設定されている温度範囲或
いは供給量の範囲を逸脱する場合に、警報を発するか又
は硬化触媒の種類を切り換える等の動作を可能にする機
能を備えているものである。この警報出力装置７におけ
る動作態様を具体的に示したのが第２図Ｔａ）及び＋１
）１である。即ち、第２図＋ａｌには、一種類の触媒を
使用し、鋳物砂の温度が高くなる程硬化触媒の供給量を
減らし、該鋳物砂の温度が、製造される鋳型の性能維持
等の条件から硬化触媒の供給量をそれ以上減量すること
ができない上限温度に達したところで警報を発し、逆に
鋳物砂の温度が下がる場合には硬化触媒をそれ以上増量
することができない下限温度に達したところで同様に警
報を発する態様を示す。また、第２図（ｂ）には、強弱
二種類の硬化触媒を切り換え使用する場合の態様が示し
である。即ち、当初鋳物砂の温度が高く次第に下降して
いく場合には、弱い触媒に対応する直線式に従い供給す
る触媒を増量していき、その温度が下限温度に達したと
ころで強い触媒に切り換え、次いで直線Ｂに従い触媒を
増量し、その後も鋳物砂の温度が下降して該直線Ｂにお
ける下限温度に達したところで警報を発する。逆に、当
初鋳物砂の温度が低く次第に上昇していく場合には、強
い触媒に対応する直線已に従い供給する触媒を減量して
いき、その温度が上限温度に達してところで上記の弱い
触媒に切り換え、次いで直線へに従って触媒量を減量し
、その後も鋳物砂の温度が１弄して該直線Ａの上限に達
したところで警報を発する。

次に本発明の鋳型の製造方法を、上述の硬化触媒供給装
置を用いて実施する一実施態様について詳述する。

本発明の鋳型の製造方法は、鋳物砂に鋳物砂用粘結剤及
び硬化剤を供給してこれらを混練する工程を含み、該工
程で得られる混練物を鋳枠に先議し、該混練物を硬化さ
せ、次いでｔ左型する等の一連の工程を経て鋳型を製造
するものであり、特に上記混合物を混練する混練工程に
特徴を有しているものである。上記、粘結剤及び硬化触
媒は特に制限されるものでなく、粘結剤としてはフラン
系樹脂やフェノール系樹脂等の、また硬化触媒としては
硫酸やキシレンスルホン酸等の通常用いられるものをそ
れぞれ用いることができる。

本発明方法の実施に際しては、先ず上述の制御機構を備
えた硬化触媒供給装置（図示せず）を、鋳物砂、粘結剤
及び硬化触媒を混練して鋳型製造用の混練物を調製する
ための装置であるミキサー（図示せず）に取付け、該ミ
キサー内に硬化触媒を供給できるように′ｆ、（ｉ４シ
て置く。ミキサーとしては、バッチ式及び連続式の何れ
のミキサーも使用可能である。

次に、ミキサーに鋳物砂を供給し、該鋳物砂に対する粘
結剤及び硬化触媒の供給を開始する。

ミキサーに鋳物砂が供給されると、該鋳物砂の温度篭温
度センサ１が感知し、その感知温度を電圧又は電流に変
換して電気信号として温度調節部２に入力する。それと
同時に、使用する硬化触媒の種類及び設定する硬化速度
により決まる基準温度を制御基準出力部３から電圧信号
として同じく温度調節部２に入力する。

こうして上記温度調節部２に入力された上記感知温度と
上記基準温度とを比較し、その温度差を連続的に電流信
号に変換する作業を該温度調節部２で行う。

続いて、上記温度差を電流信号としてプロセスコンＩ・
ローラ４に入力し、その電流信号を硬化触媒供給用ポン
プ６のモータの負荷を制御するのに最適な電圧信号に変
換する作業を該プロセスコントローラ４で行う。

次いで、上記電圧信号をサイリスタインバータ５に入力
し、その電圧信号に応じて周波数を連続的に変化させる
作業を該サイリスタインバータ５で行う。

然る後、上記サイリスタインハーク５において変化させ
られた周波数からなる電力を、硬化触媒供給用ポンプ６
のモータに入力し、該モータの回転速度の制御を行いな
がら、ミキサー内に！量の硬化触媒を供給し、上記鋳物
砂、粘結剤及び硬化触媒を上記ミキサー内で混練して所
望の組成からなる混練物を得る。こうして得られた混練
物により常法に従って目的する鋳型を製造する。

上記実施態様においては、−上記の如く、モータの回転
速度を制御することにより、ミキサー内の鋳物砂に、そ
の温度及びその他の鋳型製造条件に応じた適量の触媒を
連続的に自動供給することが可能である。

また、上記制御基準出力部３には、使用する硬化触媒の
種類及び硬化速度等の製造条件に応した基準温度を予め
入力しておくことが可能であり、その結果実施する製造
条件を選択することにより、その条件に適合する基準温
度を自動的に上記温度調節部２に人力することが可能で
ある。

従って、本発明方法の上述の実施態様によれば、バッチ
式及び連続式の何れのミキサーを用いる場合にも、それ
ぞれ鋳物砂の温度の高低に拘らず所望の硬化速度を有す
る混練物を安定して調製することが可能となる。また、
本発明方法は、上記のようにモータの回転速度により触
媒の供給量を制御するので該供給量を連続的に制御可能
であり、それ故連続式ミキサーに適用する場合は特に有
効である。

次に、本発明方法を実施した例を具体的に示す。

一実施例１− バッチ式のミキサー（３０ｋｇ）に、前述の硬化触媒供
給装置を取付け、鋳物砂への粘結剤及び硬化触媒の供給
と、これらの混練とを行い混線物（混練砂）を調製し、
次いで常法に従って鋳型の製造を行った。

尚、上記硬化触媒としては、主成分がキシレンスルホン
酸からなる二種類の硬化触媒、即ち、キシレンスルホン
酸の含有量が多い強い触媒及びその含有量が少ない弱い
触媒を用い、粘結剤としては、フルフリルアルコールを
主成分とするフラン樹脂を用い、第２図（ｂｌに示した
制御態様に従い、上記二種類の硬化触媒を温度が１０〜
４０℃の範囲にある鋳物砂に供給した。

本実施例１では、常に一定の硬化速度を有する混練物を
調製することができた。ここでいう硬化速度は、現象的
には鋳枠に混練物を充填してから該鋳枠より鋳型を取り
出すこと（抜型）が可能になるまでに必要とされる時間
（例：１５分）として現れる。

一実施例２− 連続式のミキサー（１０Ｔ／Ｈ）に、実施例１と同様に
硬化触媒供給装置を取付け、硬化触媒の供給を行った。

使用した粘結剤及び硬化触媒は、実施例１の場合と同様
である。但し、二種類の硬化触媒（鋳物砂の温度が低温
側にある場合適した触媒と、高温側にある場合に適した
触媒）の供給は、２台の硬化触媒供給用ポンプを使用し
て、自動的にその供給を切り換えられるようにして行っ
た。

本実施例２では、鋳物砂の温度の高低如何に拘らず、常
に一定の硬化速度を有する混線物を、しかも複数種類の
硬化速度（例えば、型抜きまでに要する時間が、１０分
、２０分及び６０分である３ａｌ類）を有する混練物を
１台のミキサーで連続供給することができた。

以上、本発明の鋳型の製造方法について詳述してきたが
、前述の実施態様及び実施例に記載したものに限定され
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
更可能であることはいうまでもない。

例えば、硬化触媒の供給量を制御する具体的態様として
、第１図に示した制御機構を用いる場合を説明したが、
これに限らず同様の機能を備えた他の制御機構を用いて
もよい。特に、実施例では、温度調節部２への基準温度
の信号入力を、該温度調節部２に接続されている制御基
準出力部３で行う場合を示したが、これに限るものでな
く、基準温度の信号入力の機能を他の構成要素、例えば
プロセスコントローラ４等に併有させてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鋳型の製造法における原料混合物（鋳
物砂、粘結剤及び硬化触媒）の混練工程を連続的に実施
することができ、鋳型製造の自動化が可能となり、生産
性の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施に用いられる好ましい硬化
触媒供給装置の一制御機構を示すブロック図、第２図（
ａ）及び（ｂｌは上記制御機構の制御態様の一部を示す
説明図である。１・・・温度センサ２・・・温度調節部３・・・制御基準出力部４・・・プロセスコントローラ５・・・サイリスタインバータ６・・・硬化触媒供給用ポンプ（ａ）温度−〉温度□

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳物砂に鋳物砂用粘結剤及び硬化触媒を供給して
これらの混合物を混練する工程を含む鋳型の製造方法に
おいて、鋳物砂又はその近傍の温度を温度センサにより感知し、
その感知温度を電圧信号又は電流信号に変換して温度調
節部に入力すると共に、硬化触媒の種類及び硬化速度の
設定により決まる基準温度を電圧信号に変換して上記温
度調節部に入力し、上記温度調節部において、入力され
た上記感知温度と上記基準温度とを比較してその温度差
を連続的に電流信号に変換してプロセスコントローラに
入力し、上記プロセスコントローラにおいて、入力された電流信
号を硬化触媒供給用ポンプのモータの負荷を制御するの
に最適な電圧信号に変換してサイリスタインバータに入
力し、上記サイリスタインバータにおいて、入力された電圧信
号に応じて周波数を連続的に変化させて硬化触媒供給用
ポンプのモータの回転速度を制御する、ことにより硬化触媒の供給を行うことを特徴とする鋳型
の製造方法。
（２）温度調節部に警報出力装置が接続されており、温
度センサが設定温度範囲を超えた温度を感知した場合は
、該警報出力装置が硬化触媒の種類の切り換えの信号又
は警報の発生の信号を出力する、特許請求の範囲第（１
）項記載の鋳型の製造方法。