JPH0638597Y2 - 生砂鋳型の造型装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エアー圧力のみによって生砂鋳型を圧縮造型
する装置に関する。

（従来の技術） 近時、模型板と鋳枠とで画成された空間内に鋳物砂（生
砂）を投入した後、該鋳物砂の背面に圧縮空気を吹込
み、鋳物砂中を通過排出させて鋳物砂の充填密度を高め
て鋳型を造型する方法（いわゆる静圧造型法）を実施す
る装置の一つとして、上記鋳枠内へ鋳物砂を投入するブ
ローヘッドの下面に圧縮空気の吹出し孔を設けたものが
開発されている（例えば、特開昭54-71721号公報）。

（考案が解決しようとする問題点） 上記タイプの鋳型造型機は、鋳枠への鋳物砂の投入と該
鋳物砂への圧縮空気の吹込みとを同一ステーションで行
なうため、装置がコンパクトになるメリットを有する
が、反面、鋳枠への鋳物砂の投入を圧縮空気による吹込
み充填方式で行っているため、砂の充填密度に地域的な
ばらつきが生じ、均一硬度の鋳型を造型することができ
なかった。また上記充填砂に対して圧縮空気を吹込む
際、圧縮空気の吹出し孔が細く長い導管を介して圧縮空
気源と連通接続しているため、圧縮空気の時間当りの供
給量が少なく、鋳枠内の鋳物砂に加わる圧力が弱く、十
分な硬度を有する鋳型を造型することができなかった。
このため、圧縮空気の吹込み後、更に充填砂をブローヘ
ッドで圧縮（スクイズ）しており、その分造型のタイム
サイクルが長くかかっていた。

本考案は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、鋳枠への鋳物砂の投入と該充填砂への圧縮空気の吹
込みとを同一ステーションで行うことができる装置であ
って、鋳物砂を鋳枠内へ均一密度で充填できると共に、
該充填砂に対する圧縮空気の押圧力を大きくすることが
でき、以てその後のスクイズ工程を不要にしてより短い
タイムサイクルで鋳型を造型できる装置を提供すること
を目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記の目的を達成するため、鋳枠内をあらかじ
め所定圧力まで減圧しておき、しかる後、該鋳枠内へ鋳
物砂を投入すると共に、該鋳物砂が充填されている鋳枠
内を更に所定圧力まで減圧しておき、しかる後、あらか
じめエアータンクに貯留された圧縮空気を該鋳枠内に供
給するように構成したことを要旨としている。すなわち
本考案は、定盤の上面及び下面にそれぞれ模型部及び中
空室を設けて成ると共に該定盤及び模型部の上面の適宜
個所に前記中空室に連通する通気孔を貫通穿設した模型
板を昇降自在に配設し、 該模型板の上方に鋳物砂充填圧縮装置を配設し、上記模
型板と鋳物砂充填圧縮装置との中間レベルに鋳枠を該模
型板の真上位置に出入可能なローラコンベヤをかけ渡し
て成る生砂鋳型の造型装置であって、 上記鋳物砂充填圧縮装置は、上下開口をそれぞれ上蓋及
び下蓋により閉鎖した外筒と、該外筒内にこれと同芯し
て気密に立設された漏斗状の外側ホッパと、該外側ホッ
パ内にこれと同芯にかつ所定の空隙を設けて気密に立設
された漏斗状の内側ホッパと、上記下蓋の下面に上記模
型板及び鋳枠に対応して固着された盛枠とから構成され
ており、上記下蓋には、上記内側ホッパ内と盛枠内とを
連通する砂入れ孔、該内側ホッパと外側ホッパとの空隙
と盛枠内とを連通する排気孔、該外側ホッパと前記外筒
との空隙と盛枠内とを連通する給気孔がそれぞれ貫通穿
設されており、 上記下蓋の下面には、上記砂入れ孔及び排気孔を密閉可
能な蓋部材が水平回動自在に配設されており、 上記外側ホッパと外筒との空隙部には、上記給気孔を密
閉可能な流気バルブが配設されており、該流気バルブに
おけるシリンダとピストンとにより画成される空間部
は、二方切替弁を介して機外の圧縮空気源と連通接続し
ており、 上記内側ホッパと外側ホッパとの空隙部は機外の真空ポ
ンプと連通接続しており、 上記外側ホッパと外筒との空隙部は機外の圧縮空気源と
連通接続しており、 上記模型板の中空室は機外の真空ポンプと連通接続して
おり、 上記上蓋における内側ホッパの天井面をなす部位には鋳
物砂投入用の開口が設けられていることを特徴としてい
る。

（考案の構成） 以下、本考案の構成について図例に基き詳細に説明す
る。

第１図は本考案装置の要部縦断正面図、第２図は第１図
におけるＡ−Ａ矢視拡大図である。

図において、（１）は基台（２）上に上向きに設置され
たシリンダであり、該シリンダ（１）のピストンロッド
（３）の上端にはテーブル（４）が固着されている。該
テーブル（４）上には、定盤（５）と、該定盤（５）の
上面に取り付けられた模型部（６）と、該定盤（５）の
下面に設けられた中空室（７）とから成る模型板（８）
が固定載置されている。該模型板（８）における模型部
（６）及び定盤（５）の上面の適宜個所には、上記中空
室（７）内に連通する複数の通気孔（９）が貫通穿設さ
れており、該通気孔（９）の上端部には鋳物砂の通過を
阻止するためのベントプラグ（図示せず）が嵌装されて
いる。上記中空室（７）は、貫通孔（11）及び配管（1
2）を介して機外の真空ポンプ（13）に連通接続してい
る。

（14）は、上記シリンダ（１）のピストンロッド（３）
が縮引した状態における上記模型板（８）の上方位置を
横切って配設されたローラコンベヤである。該ローラコ
ンベヤ（14）は、第１図の前後方向に対向する一対のレ
ール（15）と、該レール（15）の対向側に所定ピッチで
回転自在に取り付けられたつば付き中抜きローラ（16）
とから構成されており、対向ローラ（16）の間隔は上記
模型板（８）及びテーブル（４）の前後巾よりも広くさ
れている。

上記ローラコンベヤ（14）上を鋳枠（17）が搬送される
ようになっていると共に、空鋳枠（17）が上記模型板
（８）の真上位置で停止するようにされている。上記模
型板（８）及び鋳枠（17）の上方には、鋳物砂充填圧縮
装置（18）が上記基台（２）の四隅から立設されたコラ
ム（19）（19）に支持されて配設されている。

該鋳物砂充填圧縮装置（18）は、上端開口及び下端開口
をそれぞれ上蓋（20）及び下蓋（21）により閉鎖した円
筒上の外筒（22）と、該外筒（22）内に気密に立設され
た漏斗状の外側ホッパ（23）と、該外側ホッパ（23）内
にこれと同芯に、かつこれと所定の空隙を設けて気密に
立設された漏斗状の内側ホッパ（24）と、 上記下蓋（21）の下面中央部に固着されて上記鋳枠（1
7）に対応する盛枠（25）とから構成されている。上記
上蓋（20）及び下蓋（21）における上記内側ホッパ（2
4）の軸線位置には、それぞれ貫通孔（26）（27）が穿
設されている。下蓋（21）の該貫通孔（26）を中心とす
る所定半径（ｒ）の円周線上には、一端が内側ホッパ
（24）内に開口すると共に他端が上記盛枠（25）内に開
口する砂入れ孔（28）が複数個、等間隔で貫通穿設され
ており、また上記貫通孔（26）を中心とする所定半径
（ｒ′、但しｒ′＞ｒ）の円周線上には、一端が内側ホ
ッパ（24）と外側ホッパ（23）との空隙部に開口すると
共に他端が上記盛枠（25）内に開口する排気孔（29）が
複数個、等間隔で穿設されており、更に上記貫通孔（2
6）を中心とする所定半径（ｒ″、但しｒ″＞ｒ′）の
円周線上には、一端が外側ホッパ（23）と外筒（22）と
の空隙部に開口すると共に他端が盛枠（25）内に開口す
る給気孔（31）が複数個、等間隔で穿設されている。

上記貫通孔（26）（27）には連結棒（32）が遊嵌挿入さ
れ、軸受（33）（34）により水平回動自在に支持されて
いる。該連結棒（32）は上端が上蓋（20）から突出して
おり、該上端部には横木（35）が取り付けられている。
更に該横木（35）は、上蓋（20）上に固定載置されたシ
リンダ（36）のピストンロッド（37）の先端と連結して
おり、該ピストンロッド（37）の伸縮作動により、連結
棒（32）が水平回動するようにされている。該連結棒
（32）の下端部は下蓋（21）から突出しており、該突出
部には円盤状の砂ゲート（38）がその背面を下蓋（21）
の下面に密接させて固着されている。第２図に示す如
く、該砂ゲート（38）の半径（ｒ）はｒ″＞ｒ＞
ｒ′にされており、上記砂入れ孔（28）及び排気孔（2
9）が該砂ゲート（38）により密閉可能にされている。
該砂ゲート（38）には上記砂入れ孔（28）及び排気孔
（29）に対応する位置に該砂入れ口（28）及び排気孔
（29）と同径の透孔（39）（41）が穿設されており、該
砂ゲート（38）の回動により該透孔（39）（41）と該砂
入れ孔（28）及び排気孔（29）とが合致することによ
り、上記内側ホッパ（24）内空部と盛枠（25）内空部が
連通すると共に、上記内側ホッパ（24）と外側ホッパ
（23）との空隙部と盛枠（25）内空部とが連通するよう
に設計されている。上記内側ホッパ（24）と外側ホッパ
（23）との空隙部は、上蓋（20）に穿設された貫通孔
（42）及び配管（43）を介して機外の真空ポンプ（44）
と連通接続しており、また上記外筒（22）と外側ホッパ
（23）との空隙部は、該外筒（22）に穿設された貫通孔
（45）及び配管（46）を介して機外の圧縮空気源（47）
と連通接続している。

上記外筒（22）と外側ホッパ（23）との空隙部における
上記下蓋（21）の給気孔（31）の各々の上方位置には、
下向きの流気バルブ（48）が外側ホッパ（23）の下部周
壁に支持固定されて配置されている。該流気バルブ（4
8）は、下端が開口されたシリンダ（49）と、該シリン
ダ（49）内を摺動して昇降するピストン（51）と、該ピ
ストン（51）の下面に固着されたピストンロッド（52）
と、該ピストンロッド（52）の下端に固着されて上記下
蓋（21）の給気孔（31）を密閉可能にされた蓋部材（5
3）とから構成されている。上記シリンダ（49）の各々
の背面には貫通孔（54）が穿設されており、該各貫通孔
（54）は外筒（22）に穿設された貫通孔（55）と１個の
給排気ダクト（56）を介して連通接続しており、該貫通
孔（55）は更に、配管（57）を介して圧縮空気源（58）
と連通接続している。該配管（57）に途中には二方切替
弁（59）が配設されており、該二方切替弁（59）をONに
すると、圧縮空気が圧縮空気源（58）から配管（57）及
び給排気ダクト（56）を経て上記シリンダ（49）とピス
トン（51）とによって画成される空間部内へ供給され、
これによって該ピストン（51）が下降し、ピストンロッ
ド（52）先端の蓋部材（53）が下蓋（21）の給気孔（3
1）を密閉する。また該二方切替弁（59）をOFFにする
と、圧縮空気の供給が停止されると共に、上記配管（5
7）が大気に開放される。なお上記上蓋（20）における
上記内側ホッパ（24）の天井面をなす部位には、鋳物砂
投入用の開口（61）が設けられており、本考案装置の上
方に配設された図示しない鋳物砂供給装置から、鋳物砂
（生砂）が該開口（61）を経て内側ホッパ（24）内へ投
入されるように成してある。

（作用） 次に、上記のように構成された本考案装置の作動につい
て説明する。

空鋳枠（17）がローラコンベヤ（14）上を搬送されて模
型板（８）の真上かつ盛枠（25）の真下位置で停止して
いる状態で、砂ゲート（38）により下蓋（21）の砂入れ
孔（28）及び排気孔（29）を閉鎖して内側ホッパ（24）
内へ鋳物砂（Ｓ）を投入し、真空ポンプ（44）を作動し
て外側ホッパ（23）と内側ホッパ（24）との空隙部を所
定圧力び減圧し、二方切替弁（59）をONにして圧縮空気
を流気バルブ（48）に供給して下蓋（21）の給気孔（3
1）を密閉した上、圧縮空気源（47）より外筒（22）と
外側ホッパ（23）とによって画成される空間部内へ５kg
／cm²の圧縮空気を供給して該空間を満たす（第１図の
状態）。

しかる後、シリンダ（１）のピストンロッド（３）を伸
長作動してテーブル（４）及び模型板（８）を上昇させ
る。該テーブル（４）及び模型板（８）がローラコンベ
ヤ（14）内の空間を通過して上昇する時、上記空鋳枠
（17）が定盤（５）上に載置された形になってローラコ
ンベヤ（14）から分離する。該テーブル（４）、模型板
（８）及び鋳枠（17）が更に上昇して該鋳枠（17）の上
端が盛枠（25）の下端に当接すると、上記ピストンロッ
ド（３）の伸長作動が停止する。このような状態で、真
空ポンプ（13）を作動して配管（12）、貫通孔（11）、
中空室（７）、通気孔（９）を介して、上記模型板
（８）、鋳枠（17）、盛枠（25）及び下蓋（21）によっ
て画成された気密空間内を所定圧力に減圧する。

しかる後、シリンダ（36）のピストンロッド（37）を伸
長作動して連結棒（32）及び砂ゲート（38）を水平回動
させ、以て該砂ゲート（38）の透孔（39）（41）と下蓋
（21）の砂入れ孔（28）及び排気孔（29）とをそれぞれ
合致させると、内側ホッパ（24）内の鋳物砂（Ｓ）が上
記模型板（８）、鋳枠（17）、盛枠（25）及び下蓋（2
1）によって画成された空間内へ吸引充填される。なお
この時、該空間内には鋳物砂（Ｓ）と共に若干の外気が
流入するが、これは一部は砂ゲート（38）の透孔（4
1）、下蓋（21）の排気孔（29）、外側ホッパ（23）と
内側ホッパ（24）との空隙、上蓋（20）の貫通孔（4
2）、配管（43）及び真空ポンプ（44）を経て大気へ放
出され、また一部は模型板（８）の通気孔（９）、中空
室（７）、貫通孔（11）、配管（12）及び真空ポンプ
（13）を経て大気へ放出される。その結果、上記空間内
には、鋳物砂（Ｓ）が均一密度で隙間なく充填される。

しかる後、上記シリンダ（１）のピストンロッド（３）
を縮引作動して砂ゲート（38）を回動させ、下蓋（21）
の砂入れ孔（28）及び排気孔（29）を密閉した上、鋳物
砂（Ｓ）が充填された上記空間内を上記真空ポンプ（1
3）を作動して更に0.1kg／cm²まで減圧する。

このような状態で上記二方切替弁（59）をOFFにする
と、外筒（22）と外側ホッパ（23）との空間部に貯留さ
れている圧縮空気の圧力と流気バルブ（48）に供給され
ている圧縮空気の圧力とのバランスが崩れ、流気バルブ
（48）内の圧縮空気が大気へ放出される結果、流気バル
ブ（48）のピストン（51）が押し上げられる。そして蓋
部材（53）によって閉鎖されていた下蓋（21）の給気孔
（31）が開き、外筒（22）と外側ホッパ（23）との空間
部に貯留されていた圧縮空気が該給気孔（31）を通って
上記鋳物砂（Ｓ）が充填されている空間内へ一気に流入
する。該圧縮空気は、該空間内が減圧されていることに
も加勢されて、鋳物砂（Ｓ）中を高圧かつ高速で下方に
圧送され、模型板（８）の通気孔（９）、中空室
（７）、貫通孔（11）、配管（12）及び真空ポンプ（1
3）を経て大気へ放出される。このような圧縮空気の作
用により、該空間内の鋳物砂が高密度に圧縮されて、十
分な硬度を有する鋳型が造型される。

なお、本考案者等は、第３図に示す実験装置を用いて鋳
枠空間内の減圧度と該空間内の鋳物砂が圧縮空気により
受ける押圧力との関係いついて種々実験した結果、第４
図のグラフに示すデータを得た。この実験結果から、５
kg／cm²の圧縮空気を使用した場合、上記鋳枠空間内の
圧力が0.1kg／cm²以下の時、十分な鋳型硬度が得られる
ことが分った。（但し第３図及び第４図において、P₁は
５kg／cm²の圧縮空気、P₀は鋳枠内の圧力、Ｐは圧縮空
気吹込み後2/100sec.経過した時点での鋳枠底面におけ
る受圧力を示す。）圧縮空気の吹込みが完了した後、上
記シリンダ（１）のピストンロッド（３）を縮引作動し
て模型板（８）と鋳枠（17）とを下降させ、以て盛枠
（25）から切り離す。なおこの時、盛枠（25）の下端内
壁が下方に向って拡大するテーパ状にされているため、
鋳型は盛枠（25）からスムーズに分離される。上記ピス
トンロッド（３）が更に縮引すると、鋳枠（17）が上記
ローラコンベヤ（14）上に再び載置される形になって下
降を停止し、一方模型板（８）はなおも下降する結果、
鋳枠（17）と模型板（８）とが分離する。

該模型板（８）が下降端に達すると、上記鋳枠（17）が
機外へ搬出され、新たな空鋳枠（17）が模型板（８）の
真上かつ盛枠（25）の真下位置へ搬入される。

以上の諸工程を１サイクルとして以後同じサイクルがく
り返され、鋳型が連続的に造型されるものである。

（考案の効果） 本考案は上記の説明から明らかなように、模型板、鋳枠
及び盛枠によって画成された空間内へ鋳物砂を投入する
際、該空間内をあらかじめ所定圧力にまで減圧して吸引
充填するため、従来の圧縮空気による吹込み充填に較べ
て充填密度の地域的ばらつきが少なくなる。また、この
ようにして上記空間内に隙間なく鋳物砂を充填した後、
該空間内を更に一層減圧した状態で、あらかじめ大量に
貯留された圧縮空気を一気に該空間内に吹き込むように
したから、該空間内の鋳物砂は高圧力で圧縮され、その
後のスクイズ工程が不要になる。すなわち、均一かつ十
分な硬度を有する鋳型を、より短い造型タイムサイクル
で造型できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の要部縦断正面図、第２図は第１図
におけるＡ−Ａ矢視拡大図、第３図は鋳枠空間内の減圧
度と該空間内の鋳物砂に対する圧縮空気の押圧力との関
係を調べるための実験装置、第４図は該実験によって得
られたデータを示すグラフである。 （５）：定盤、（６）：模型部、（７）：中空室 （８）：模型板、（９）：通気孔、（13）（44）：真空
ポンプ （14）：ローラコンベヤ、（17）：鋳枠、（18）：鋳物
砂充填圧縮装置 （20）：上蓋、（21）：下蓋、（22）：外筒 （23）：外側ホッパ、（24）：内側ホッパ、（25）：盛
枠 （28）：砂入れ孔、（29）：排気孔、（31）：給気孔 （38）：蓋部材、（47）（58）：圧縮空気源、（48）：
流気バルブ （49）：シリンダ、（51）：ピストン、（59）：二方切
替弁 （61）：開口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】定盤（５）の上面及び下面にそれぞれ模型
   部（６）及び中空室（７）を設けて成ると共に該定盤
   （５）及び模型部（６）の上面の適宜個所に前記中空室
   （７）に連通する通気孔（９）を貫通穿設した模型板
   （８）を昇降自在に配設し、 該模型板（８）の上方に鋳物砂充填圧縮装置（18）を配
   設し、 上記模型板（８）と鋳物砂充填圧縮装置（18）との中間
   レベルに鋳枠（17）を該模型板（８）の真上位置に出入
   可能なローラコンベヤ（14）をかけ渡して成る生砂鋳型
   の造型装置であって、上記鋳物砂充填圧縮装置（18）
   は、上下開口をそれぞれ上蓋（20）及び下蓋（21）によ
   り閉鎖した外筒（22）と、該外筒（22）内にこれと同芯
   して気密に立設された漏斗状の外側ホッパ（23）と、該
   外側ホッパ（23）内にこれと同芯にかつ所定の空隙を設
   けて気密に立設された漏斗状の内側ホッパ（24）と、上
   記下蓋（21）の下面に上記模型板（８）及び鋳枠（17）
   に対応して固着された盛枠（25）とから構成されてお
   り、 上記下蓋（21）には、上記内側ホッパ（24）内と盛枠
   （25）内とを連通する砂入れ孔（28）、該内側ホッパ
   （24）と外側ホッパ（23）との空隙と盛枠（25）内とを
   連通する排気孔（29）、該外側ホッパ（23）と前記外筒
   （22）との空隙と盛枠（25）内とを連通する給気孔（3
   1）がそれぞれ貫通穿設されており、 上記下蓋（21）の下面には、上記砂入れ孔（28）及び排
   気孔（29）を密閉可能な蓋部材（38）が水平回動自在に
   配設されており、 上記外側ホッパ（23）と外筒（22）との空隙部には、上
   記給気孔（31）を密閉可能な流気バルブ（48）が配設さ
   れており、該流気バルブ（48）におけるシリンダ（49）
   とピストン（51）とにより画成される空間部は、二方切
   替弁（59）を介して機外の圧縮空気源（58）と連通接続
   しており、上記内側ホッパ（24）と外側ホッパ（23）と
   の空隙部は機外の真空ポンプ（44）と連通接続してお
   り、 上記外側ホッパ（23）と外筒（22）との空隙部は機外の
   圧縮空気源（47）と連通接続しており、上記模型板
   （８）の中空室（７）は機外の真空ポンプ（13）と連通
   接続しており、 上記上蓋（20）における内側ホッパ（24）の天井面をな
   す部位には鋳物砂投入用の開口（61）が設けられている
   ことを特徴とする生砂鋳型の造型装置。