JPH05277634A - 鋳物砂充填時の加振制御方法と鋳物砂充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消失性模型の造型時に加振機の運転を停止し
なくても、可変振動発生モータによる振動周波数もしく
は加振力の少なくとも一方を自動的に最適値に設定でき
るようにする。 【構成】 比較的粘性の小さい鋳物砂を消失性模型の周
囲に充填させるために金枠４に対して三次元のＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸の三次元方向に振動を与える一方、その時
の振動加速度を測定し、その測定データを可変振動発生
モータ９，１１，１３にフィードバックして振動周波数
および加振力の少なくとも一方を制御して振動加速度を
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的粘性の小さい鋳
物砂を消失性模型の周囲に充填する際に用いられる鋳物
砂充填時の加振制御方法と鋳物砂充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、比較的粘性の小さい鋳物
砂（乾燥砂）を使用する消失性模型の鋳造法は、原理的
には造型が簡単であるが、実際には、鋳物砂で成形され
る鋳型の強度評価が問題となる。すなわち、鋳物砂の充
填状態に留意する必要があり、一般には、鋳物砂を充填
する場合、金枠および金枠内に充填された鋳物砂に加振
機により三次元的な振動を与えて最適な密度になるよう
に鋳物砂を突き固めている。そして、上記加振機による
振動を制御するためには、可変振動発生モータの回転数
を制御して振動周波数を変更したり、油圧サーボ弁を用
いて加振力を変更する方法が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来方法
によれば、油圧サーボ弁を用いて加振力を変更する場合
には、比較的大きな加振力および振動加速度を得るのに
適している反面、油圧装置やサーボ増幅器等のために設
備費が高くなるといった問題がある。また、油圧サーボ
を用いた油圧振動発生機によって得られる加振力は比較
的大きく、せいぜい加速度１Ｇ程度が最適であるこの種
の鋳物砂の充填には過大なものとなり、鋳物砂の異常流
動や消失性模型の変形を招くおそれがある。

【０００４】このため、すでに、加振機における可変振
動発生モータの回転数制御により振動周波数を変えた
り、アンバランスウェイトを調整して、消失性模型の形
状と大きさに応じた加振力を与える工夫がなされてい
る。そして、上記アンバランスウェイトの調整にあたっ
ては、加振機の運転を止めて、可変振動発生モータを分
解するか、あるいは外部からハンドル操作してアンバラ
ンスウェイトのセット位置を変更している。

【０００５】しかし、実際の鋳物砂充填作業中に頻繁に
変わる荷重に対してその都度、運転を止めて加振力を調
整し直すということは作業効率の著しい低下を招き、実
際的ではない。また、金枠およびこれに充填される鋳物
砂の総重量が比較的大となると、可変振動発生モータの
振動周波数の変更だけでは最適の振動加速度が得られに
くい場合がある。振動周波数と上記振動加速度とによっ
て振幅の大きさが決まるので、最適の振動加速度が得ら
れないと、適切な振幅も得られにくいことになる。

【０００６】本発明は上記のような従来の問題点を解消
するためになされたものであり、可変振動発生モータの
運転を停止することなく、振動物の重量に適した振動加
速度を容易に設定することができる鋳物砂充填時の加振
制御方法と鋳物砂充填装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鋳物砂充填時の加振制御方法は、比較的粘
性の小さい鋳物砂を消失性模型の周囲に充填させるため
の金枠に対して、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元方向に
振動を与える一方、その時の金枠側の振動加速度を測定
し、その測定データを各軸方向に対応する可変振動発生
モータにフィードバックし、振動周波数および加振力の
少なくとも一方を制御して振動加速度を調整するように
したものである。

【０００８】また、本発明の鋳物砂充填装置は、基台上
に緩衝材を介して配置されてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三
次元方向に振動可能な金枠載置用の可動テーブルと、こ
の可動テーブルの一側に一方向の振動だけを伝達するＸ
軸振動伝達装置を介して接続されて水平なＸ軸方向へ加
振するＸ軸可変振動発生モータと、上記可動テーブルの
他側に一方向の振動だけを伝達するＹ軸振動伝達装置を
介して接続されて水平なＹ軸方向へ加振するＹ軸可変振
動発生モータと、上記可動テーブルの下面に設けられて
垂直なＺ軸方向へ加振するＺ軸可変振動発生モータとを
備え、上記可動テーブルに上記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の
振動加速度を計測する加速度計を設置し、この加速度計
による測定データを上記Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各可変
振動発生モータにフィードバックし、振動周波数および
加振力の少なくとも一方を制御して振動加速度を調整す
るコントローラを設けたものである。

【０００９】

【作用】上記構成により、鋳物砂が充填される金枠の振
動加速度が測定され、その測定データが各軸毎に可変振
動発生モータにフィードバックされて振動周波数および
加振力の少なくとも一方が自動制御されるので、運転を
続行させたままで振動物の重量に合った最適な振動加振
加速度を得ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図１および図２はそれぞれ本発明の一実施例
による鋳物砂充填時の加振制御方法を適用する鋳物砂充
填装置を示す全体正面図および全体平面図である。

【００１１】図１および図２において、基台１には緩衝
材としてのスプリング２を介して可動テーブル３がＸ，
Ｙ，Ｚ軸の三次元方向に振動可能に設けられている。こ
の可動テーブル３は上部に金枠４を載置するもので、四
隅には、金枠４を固定するためのクランプ５が設けられ
ている。

【００１２】上記可動テーブル３の一側には、可動テー
ブル３を水平方向のＸ軸方向へ振動させるための加振機
６が設けられており、また可動テーブル３の他側には、
該可動テーブル３を水平方向のＹ軸方向へ振動させるた
めの加振機７が設けられている。また、上記Ｘ軸加振機
６およびＹ軸加振機７は、スプリング８を介して三次元
のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の何れの方向にも振動可能に設
けられている。また、Ｘ軸加振機６およびＹ軸加振機７
には、それぞれＸ軸可変振動発生モータ９およびＹ軸可
変振動発生モータ１０が装備されており、これらＸ軸可
変振動発生モータ９およびＹ軸可変振動発生モータ１０
は、それぞれ一方向の振動だけを伝達するＸ軸振動伝達
装置１１およびＹ軸振動伝達装置１２を介して可動テー
ブル３に接続されている。さらに、上記可動テーブル３
の下面には、該可動テーブル３を垂直方向のＺ軸方向へ
振動させるためのＺ軸可変振動発生モータ１３が設けら
れている。

【００１３】上記各可変振動発生モータ９，１０，１３
は振動周波数が任意に変えられるようにインバータモー
タが使用されており、さらに各モータ９，１０，１３に
は、その本体部に図３に示すようなアンバランスウェイ
ト開き角度の可変機構３１が備えられている。この機構
３１は、例えば上記モータ軸の延長部３２に装着されて
互いに爪クラッチ３３，３４を介して係脱可能に係合す
る１対の可動および固定アンバランスウェイト３５，３
６と、上記爪クラッチ３３，３４の入切操作用のシリン
ダ３７と、爪クラッチ３３，３４の切状態で直線運動を
回転運動に換える機構３８を介して可動アンバランスウ
ェイト３５を固定アンバランスウェイトに対して周方向
へ変位させるウェイト開き角度可変操作用のシリンダ３
９とを備えている。

【００１４】上記可動テーブル３上には、上記Ｘ軸、Ｙ
軸およびＺ軸の各方向の振動加速度を計測する加速度計
１４が取り付けられている。１５は上記加速度計１４か
らの出力を受けてこれを上記各可変振動発生モータ９，
１０，１３に測定データとしてフィードバックするコン
トローラである。このコントローラ１５は図４に示すよ
うに、振動周波数の可変時に加速度設定器４１による設
定値と加速度計１４による計測値を比較する比較器４２
やアンプ４３を介して比較値が設定入力とされるインバ
ータ制御盤４４を有する。さらに、設定値よりもデッド
値が加減されている加速度上限値４５および加速度下限
値４６をそれぞれ計測値と比較する比較器４７，４８を
有し、各比較値に応じてシリンダ３９を制御する機能を
備えている。

【００１５】つぎに、上記構成の鋳物砂充填装置の動作
について説明する。可動テーブル３の上部に金枠４を載
置し、クランプ５で金枠４を固定する。そして、金枠４
の内部に鋳物砂を適量投入し、突き固めて形成された床
上に消失性模型を配置し、消失性模型の周囲に鋳物砂を
充填する。

【００１６】この状態で、Ｘ軸可変振動発生モータ９、
Ｙ軸可変振動発生モータ１０およびＺ軸可変振動発生モ
ータ１３を選択的に駆動して可動テーブル３をＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸方向へ振動させる。これにより、鋳物砂に
も三次元的な振動が与えられ、この鋳物砂が最適な密度
に突き固められる。

【００１７】ところで、金枠４内に投入される鋳物砂の
総量は、模型の形状、大きさによって異なり、同じ金枠
４および模型を用いるときでも、床を形成する鋳物砂の
量によって総量が異なるので、金枠４の重量および金枠
４に充填される鋳物砂の重量に応じてＸ軸可変振動発生
モータ９，Ｙ軸可変振動発生モータ１０およびＺ軸可変
振動発生モータ１３の加振力および振動周波数の少なく
とも一方を調整する必要がある。

【００１８】上記可動テーブル３に対する振動は、鋳物
砂を金枠４にすべて投入した後に行なってもよいが、鋳
物砂の投入途中に行なう場合は、鋳物砂の重量が時々刻
々変化するので、振動周波数および加振力が一定のまま
では、最適な振動加速度を保持できなくなる。したがっ
て、この場合は、前述した可動テーブル３に設置した加
速度計１４による加速度の測定データをコントローラ１
５を介してＸ軸可変振動発生モータ９、Ｙ軸可変振動発
生モータ１０およびＺ軸可変振動発生モータ１３にフィ
ードバックして最適の振動加速度に調整する。これにつ
いて、図４で説明する。

【００１９】図４において、加振機６，７の運転開始に
先立って、加速度設定器４１によって最適な振動加速度
を設定値として設定しておく。そして、上記各可変振動
発生モータ９，１０，１３を構成しているインバータの
振動周波数を変えるか、あるいは上記アンバランスウェ
イト３５，３６の開き角度により加振力を変えるか、ま
たは、振動周波数および加振力の両方を変えるかを選択
する。

【００２０】振動周波数を変える場合は、加速度設定器
４１で設定された加速度設定値と加速度計１４による加
速度計測値とが比較器４２で比較され、その比較差出力
がアンプ４３を介してインバータ制御盤４４の設定入力
として送られ、これにより、Ｘ軸可変振動発生モータ
９、Ｙ軸可変振動発生モータ１０およびＺ軸可変振動発
生モータ１３のうちの所定のものの振動周波数が調整さ
れる。

【００２１】加振力を変える場合は、まず、加速度設定
器４１で設定された加速度設定値に僅かのデッド値を加
減してそれぞれ振動加速度の上限値４５および下限値４
６を決定しておく。そして、上記加速度上限値４５およ
び加速度下限値４６がそれぞれ比較器４７，４８により
加速度計測値と比較され、シリンダ３７、３９を駆動す
る。すなわち、シリンダ３７により、爪クラッチ３３，
３４を切り離した状態でシリンダ３９により可動アンバ
ランスウェイト３５を固定アンバランスウェイト３６に
対して周方向へ回転させて開き角度を変えることによ
り、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向において、重量に応じて
振動加速度が自動的に調整されることになる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１によれ
ば、比較的粘性の小さい鋳物砂が充填される金枠に対し
て三次元のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元方向に振動を
与える一方、その時の振動加速度を測定し、測定データ
を可変振動発生モータにフィードバックし、振動周波数
と加振力のいずれか一方を制御して振動加速度を調整す
るようにしたので、運転を停止することなく、振動加速
度を任意に調整することができ、作業効率の向上を図る
ことができ、また、鋳物砂を含めた総重量によって、振
動周波数を変更するだけでは最適の振動加速度が得られ
にくい場合にも、適正な振幅が得られることになる。

【００２３】また、本発明の請求項２によれば、金枠載
置用の可動テーブルに加速度計を設置するだけの比較的
簡単な構成により、鋳物砂を適正、かつ効率的に充填し
得る鋳物砂充填装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による鋳物砂充填時の加振制
御方法を適用した鋳物砂充填装置を示す全体正面図であ
る。

【図２】同実施例における鋳物砂充填装置を示す全体平
面図である。

【図３】同実施例における鋳物砂充填装置におけるアン
バランスウェイト開き角度機構の一例を示す図である。

【図４】同実施例における鋳物砂充填装置におけるコン
トローラの説明図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 緩衝材 ３ 可動テーブル ４ 金枠 ９ Ｘ軸可変振動発生モータ １０ Ｙ軸可変振動発生モータ １１ Ｘ軸振動伝達装置 １２ Ｙ軸振動伝達装置 １３ Ｚ軸可変振動発生モータ １４ 加速度計 １５ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島谷 忠雄 大阪府大阪市浪速区敷津東１丁目２番47号 株式会社クボタ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的粘性の小さい鋳物砂を消失性模型
   の周囲に充填させるための金枠に対して、Ｘ軸、Ｙ軸お
   よびＺ軸の三次元方向に振動を与える一方、その時の金
   枠側の振動加速度を測定し、その測定データを各軸方向
   に対応する可変振動発生モータにフィードバックし、振
   動周波数および加振力の少なくとも一方を制御して振動
   加速度を調整することを特徴とする鋳物砂充填時の加振
   制御方法。
2. 【請求項２】 基台上に緩衝材を介して設置されて、Ｘ
   軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元方向に振動可能な金枠載置
   用の可動テーブルと、この可動テーブルの一側に一方向
   の振動だけを伝達するＸ軸振動伝達装置を介して接続さ
   れて水平なＸ軸方向へ加振するＸ軸可変振動発生モータ
   と、上記可動テーブルの他側に一方向の振動だけを伝達
   するＹ軸振動伝達装置を介して接続されて水平なＹ軸方
   向へ加振するＹ軸可変振動発生モータと、上記可動テー
   ブルの下面に設けられて垂直なＺ軸方向へ加振するＺ軸
   可変振動発生モータとを備え、上記可動テーブルに上記
   Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の振動加速度を計測する加速度計
   を設置し、この加速度計による測定データを上記Ｘ軸、
   Ｙ軸およびＺ軸の各可変振動発生モータにフィードバッ
   クし、振動周波数および加振力の少なくとも一方を制御
   して振動加速度を調整するコントローラを設けたことを
   特徴とする鋳物砂充填装置。