JPH07314125A - 中子砂落とし方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳造製品粗材を塑性変形又は破壊することな
く、鋳造製品粗材内部の中子砂を短時間で排出させる。 【構成】砂中子２が充填され、排砂口３、４を有する鋳
造製品粗材１を所定の衝撃力と振動数とでエアハンマ
ａ、ｂ、ｃ、ｄにて打撃し、砂中子２を崩壊させる。次
いで砂中子２を崩壊させた後に、砂中子２を崩壊させた
打撃の衝撃力よりも小さく、且つ砂中子２を崩壊させた
打撃の振動数よりも高い振動数の打撃をエアハンマａ、
ｂ、ｃ、ｄにて行う。こうして小さな衝撃力により、中
子砂の密度の低い排砂口３、４に向かう力を崩壊された
中子砂２は受け、且つ高い振動数によりこの排砂口向き
の力を多く受けるので、鋳造製品粗材を変形又は破壊す
ることなく、短時間で中子砂を排出することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中子砂落とし方法に関
し、特に衝撃力を加えて中子砂を落とす中子砂落とし方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来砂型を用いた鋳造においては鋳造後
に衝撃力を加えて鋳造製品の砂落としが行なわれる。砂
落としを行なう方法としては、例えば実開昭６２−１０
９５０に開示されている。これは図７に示すように、ノ
ックアウトマシン１０１の受台１０２に鋳造製品粗材Ｗ
を載置し、これを押さえ部材１０３と受台１０２にて挟
持固定し、鋳造製品粗材Ｗに対向して設けられるエアハ
ンマ１０４に図示しないエア源から加圧されたエアを供
給することでくりかえし打撃される。この時、エアハン
マ１０４は、鋳造製品粗材Ｗの適切な位置を一定の衝撃
力と振動数の打撃を加えることにより鋳造製品粗材Ｗ内
部に残留する砂中子Ｙを破壊する。

【０００３】さらに前述の打撃を鋳造製品粗材Ｗを介し
て破壊された砂中子Ｙに繰り返し加え続けることによ
り、破壊された砂中子Ｙに搬送波を与えて鋳造製品粗材
Ｗに形成される排砂口Ｗ１から排出することで砂落とし
が行なわれている。このように鋳造製品粗材Ｗを確実に
固定して打撃を行うため、鋳造製品粗材Ｗ内部の中子砂
の排出を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エアハンマ等による一定の大きさの衝撃力による打撃で
は、この衝撃力の大きさが所定値を越えないと砂中子が
破壊されず中子砂とならない。このため所定の大きさを
超える衝撃力の打撃を加えなければ、鋳造製品粗材内部
の中子砂は排出されない。そこで中子砂を排出するため
に、鋳造製品粗材の形状から決定される所定の大きさを
超えた衝撃力で鋳造製品粗材に打撃を加えると、最初は
鋳造製品粗材内部に砂中子が充填されており、鋳造製品
粗材と共に砂中子に衝撃力が伝わる。砂中子の強度は、
鋳造製品粗材の強度よりも小さいため、その衝撃力で割
れて中子砂となる。そして鋳造製品粗材の排砂口近傍の
崩壊された中子砂はエアハンマの打撃に伴う振動によ
り、鋳造製品粗材外部へ排出されるので、鋳造製品粗材
内部の中子砂の密度は低くなる。

【０００５】ところが、鋳造製品粗材内部の中子砂の密
度が低くなっても尚同じ大きさの衝撃力の打撃が加えら
れる。鋳造製品粗材はその内部の中子砂の密度が低くな
ったため砂中子充填時に比べ変形が生じやすくなるの
で、この打撃を繰り返し受けることにより鋳造製品粗材
は塑性変形、又は破壊されてしまうという問題を生じて
いた。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、鋳造製品粗材の中子砂落としを行うときに砂中
子を崩壊させる打撃と、崩壊された中子砂を排出する打
撃とを区分けすることにより、鋳造製品粗材を変形又は
崩壊させることなく、鋳造製品粗材内部の砂中子を短時
間で排出させることを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１の手段は、砂中子が充填され排砂口
を有する鋳造製品粗材を所定の衝撃力で打撃する砂中子
崩壊工程と、砂中子崩壊工程後に砂中子崩壊工程の衝撃
力よりも小さい衝撃力で打撃する排砂工程とを有するこ
とを特徴とするものである。さらに本発明の請求項２の
手段は、請求項１記載の中子砂落とし方法において、排
砂工程の打撃の振動数を砂中子崩壊工程の打撃の振動数
よりも大きくすることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】砂中子が充填され排砂口を有する鋳造製品粗材
を、所定の大きさの衝撃力で打撃する砂中子崩壊工程に
より、鋳造製品粗材内部の砂中子にも所定の大きさの衝
撃力を加える。この衝撃力により、砂中子は崩壊されて
中子砂となる。この時、排砂口近傍の中子砂の一部は、
砂中子崩壊工程の打撃により、排砂口から鋳造製品粗材
外部へ排出される。この中子砂の排出で、鋳造製品粗材
内部の中子砂の密度は低くなる。

【０００９】砂中子崩壊後、砂中子崩壊工程よりも小さ
な衝撃力の打撃を加える排砂工程により、鋳造製品粗材
を介して中子砂に打撃を加えることにより排砂口から鋳
造製品粗材外部へ中子砂を排出する。

【００１０】さらに排砂工程の打撃の振動数を砂中子崩
壊工程の振動数よりも大きくすることにより、単位時間
あたりの排砂するための搬送波を与える打撃数を増やし
て、鋳造製品粗材内部の中子砂を排出する。

【００１１】

【実施例】本実施例を図１乃至図６を用いて以下に示
す。図１は本発明の中子砂落とし方法を実施するための
中子砂落とし装置の全体構成を示すものであり、主な構
成は中空部形成のための砂中子２が内部に充填された鋳
造製品粗材１をその上面に載置させる支持台１６と、支
持台１６の上面に対向して並列に配置されるエアハンマ
ａ、ｂ、ｃ、ｄと、エアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄに接続し
エアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄに加圧エアを供給するエア源
１５とからなる。

【００１２】エア源１５は高圧レギュレーター１３及び
低圧レギュレーターを介してエアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄ
に接続されており、高圧レギュレーター１３は、エア源
１５から供給されるエアを所定の高圧で蓄圧し、低圧レ
ギュレーター１４は高圧レギュレーター１３よりも低圧
でエア源１５から供給されるエアを蓄圧する。

【００１３】高圧レギュレーター１３は電磁弁９を介し
てエアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄと接続させる。また低圧レ
ギュレーター１４は電磁弁１０を介してエアハンマａ、
ｂ、ｃ、ｄと接続させる。そして電磁弁９とエアハンマ
ａ、ｂ、ｃ、ｄの間にはそれぞれ電磁弁５、６、７、８
が並列に接続され、また電磁弁５、６、７、８は電磁弁
１０とも接続されている。電磁弁５乃至それぞれＣＰＵ
（集中制御装置）１２に接続されており、ＣＰＵ１２に
て加圧エアの供給、停止の何れか一方の状態をとるよう
に制御されている。

【００１４】支持台１６の鋳造製品粗材１側には、必要
に応じて鋳造製品粗材１側に進退可能な支持棒１６ａ、
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが設けられる。これら支持棒１
６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、ＣＰＵ１２にそれぞ
れ接続されており、ＣＰＵ１２にて鋳造製品粗材１側に
進行、退行することが制御されている。本実施例の支持
棒の個数、配置もエアハンマと同様であるがこれに限定
されるものではなく、鋳造製品粗材１の大きさ及び形状
によって異なる。

【００１５】ここで本実施例においてはエアハンマの数
は４、またエアハンマの配置は図１に示すように等間隔
に一列に並べているがこれに限定されるものではなく、
エアハンマの数及び配置は対象となる鋳造製品粗材の大
きさ及び形状によって異なる。但し、少なくとも排砂口
近傍と排砂口から比較的遠い位置にエアハンマを配置す
ることが望ましく、本実施例の場合図１の装置構成例で
は排砂口３、４に近い部位にａ、ｄと、排砂口から比較
的遠い位置にｂ、ｃとがそれぞれ２本ずつ配置されてい
る。

【００１６】エアハンマの主な構成は、図２に示される
ように電磁弁から供給される加圧エアが供給される中空
部２２を有する本体部２１と、本体部２１の中空部２２
内に軸方向に摺動可能に設けられるピストン２３と、ピ
ストン２３の押圧力により押し出され、打撃を直接行う
チゼル２４と、本体部２１とチゼル２４とを連結するチ
ゼルスプリング２５とからなる。中空部２２は本体部２
１に設けられるエア通路２６により電磁弁と連通され
る。また中空部２２は貫通孔２１ａと貫通孔２１ｂにて
外気と連通されており、ピストン２３が中空部２２のチ
ゼル側に位置するときは貫通孔２１ａを遮蔽し、貫通孔
２１ｂを介してピストン２３よりも電磁弁側と外気とを
連通する。逆にピストン２３が中空部２２の電磁弁側に
位置するとき、貫通孔２１ｂはピストン２３にて遮蔽さ
れ、中空部２２のチゼル側と外気とは貫通孔２１ａを介
して連通される。

【００１７】以下に上記構成のエアハンマの作用を示
す。エア源１５から電磁弁を介して加圧エアが供給され
ると、加圧エアはエア通路２６を通過し中空部２２に向
かう。エア通路２６から加圧エアが中空部２２内に進入
するとピストン２３よりもチゼル側の中空部２２は加圧
エアの押圧力により押され、ピストン２３よりも電磁弁
側の中空部２２は貫通孔２１ｂにて外気と連通されてい
るので、ピストン２３よりも電磁弁側の空気を排出す
る。こうしてピストン２３は、図２右側に移動させられ
る。所定距離移動させられると、貫通孔２１ｂはピスト
ン２３にて遮蔽されるためピストン２３よりも電磁弁側
の中空部２２の空気圧が上昇され、貫通孔２１ａが外気
と連通されるため、ピストン２３よりもチゼル側の中空
部の空気圧が減少される。これによりピストン２３より
も電磁弁側の空気圧により押されてピストン２３が図左
向きに移動し、チゼル２４を押すことによって被打撃物
に打撃を加える。打撃を加えたのちチゼル２４はチゼル
スプリング２５が弾性復帰することにより、貫通孔２１
ａを遮蔽する位置にまで復帰される。このくりかえしに
よりエアハンマは、被打撃物に打撃を加えることができ
る。

【００１８】図３は本発明のエアハンマー制御のフロー
チャートを示すものである。Ｎ０は以下に示すような打
撃の全体のくりかえし数を、Ｎ１は砂中子崩壊工程の打
撃のくりかえし数を、Ｎ２は排砂工程の打撃のくりかえ
し数を示す。またｎ０、ｎ１、ｎ２はそれぞれのくりか
えし数の入力値である。またｔ１はエアハンマａ、ｄの
砂中子崩壊工程の時間（秒）を示し、ｔ２はエアハンマ
ｂ、ｃの砂中子崩壊工程の時間（秒）を示す。またｔ３
はエアハンマａ、ｂの排砂工程の時間（秒）を示し、ｔ
４はエアハンマｃ、ｄの排砂工程の時間（秒）を示す。

【００１９】図４は、エアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄが砂中
子崩壊工程時に鋳造製品粗材１を打撃する際の振動波形
を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸は振幅を示して
いる。また図５は、エアハンマａ、ｂ、ｃ、ｄが排砂崩
壊工程時に鋳造製品粗材１を打撃する際の振動波形を示
すグラフで、横軸は時間軸、縦軸は振幅を示している。
図６は排砂工程でエアハンマａ、ｂが鋳造製品粗材１を
打撃する時のある瞬間を示す概略図である。鋳造製品粗
材１の内部には砂中子崩壊工程で砂中子２が崩壊されて
細かな粒子となった中子砂２２が存在する。

【００２０】以下にこのフローチャートに沿い、図１乃
至図６を用いながら本実施例の作用を示す。ステップ１
０で全体のくりかえし数Ｎ０をｎ０と決定し、ステップ
２０でその工程を行う回数を数えるため、くりかえし数
Ｎ０を１減ずる。次にステップ３０で中子崩壊工程の打
撃のくりかえし数Ｎ１をｎ１と決定し、ステップ４０で
ステップ２０と同様に工程の数を数えるため、くりかえ
し数Ｎ１を１減ずる。

【００２１】ステップ５０でＣＰＵ１２が電磁弁９を作
動させ、電磁弁９から電磁弁５及び８にエアを供給して
鋳造製品粗材１の排砂口３、４に近いエアハンマａ、ｄ
にて鋳造製品粗材１の打撃を行う。この時支持台１６の
支持棒１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは支持台１６内
に格納されており、エアハンマｂ、ｃを停止させた状態
でエアハンマａ、ｄで打撃を行う。この時のエアハンマ
ａ、ｄの振動波形は図４に示されており、横軸は時間、
縦軸は振幅を示している。この打撃は鋳造製品粗材１を
介して砂中子２の排砂口３、４近傍に加えられる。

【００２２】ｔ１秒間エアハンマａ、ｄで上述の打撃を
加えた後エアハンマａ、ｄを停止し、ステップ６０で次
にＣＰＵ１２から電磁弁９を介して電磁弁６及び７を作
動させて鋳造製品粗材１の排砂口３、４から遠い鋳造製
品粗材１の中央部１ａをエアハンマーｂ、ｃにて打撃す
る。この場合は高圧レギュレータ１３に蓄圧された高圧
エアは、電磁弁９を介して電磁弁６及び７に供給されエ
アハンマｂ、ｃをｔ２秒間作動させる。この時のエアハ
ンマｂ、ｃの振動波形も図４に示す如き波形である。こ
の打撃により鋳造製品粗材１を介して砂中子２の中央部
２ａを打撃する。

【００２３】次にステップ７０でＮ１が０か否かを検討
し、Ｎ１が０であれば次のステップ８０に進み、Ｎ１が
０でなければステップ４０に戻ってステップ４０からス
テップ７０を繰り返す。こうしてｎ１回繰り返すことに
より、鋳造製品粗材１内部の砂中子２を崩壊させる。こ
の時、砂中子崩壊工程をまとめて行わずｎ１回に分けて
行うことで、鋳造製品粗材１の疲労破壊を防いでいる。

【００２４】ステップ８０へ進むと、ここで搬送工程の
くりかえし数を決定する。次にステップ９０で搬送工程
のくりかえし数を数えるためステップ２０、ステップ４
０と同様にＮ２から１減じる。そしてステップ１００で
ＣＰＵ１２からの制御によりエア源１５から電磁弁１０
を介して電磁弁５及び６に低圧エアを供給し、エアハン
マａ、ｂを作動させて鋳造製品粗材１内部の中子砂に搬
送波を加える。この時低圧レギュレータ１４に蓄圧され
た低圧のエアは、電磁弁１０を介して電磁弁５及び６に
供給されエアハンマａ、ｂをｔ３秒間作動させる。この
時、打撃を開始する前にＣＰＵ１２にて支持台１６の支
持棒１６ｃ、１６ｄを鋳造製品粗材１に向かって突出さ
せ、鋳造製品粗材１を支持台１６の上面から離間させて
打撃を行う。

【００２５】次いでステップ１１０でＣＰＵ１２からの
制御によりエア源１５から電磁弁１０を介して電磁弁７
及び８に低圧エアを供給し、エアハンマｃ、ｄを作動さ
せて鋳造製品粗材１に搬送波を加える。この時同時に支
持棒１６ｃ、１６ｄを退行させて支持台１６内に格納
し、逆に支持棒１６ａ、１６ｂを突出させて鋳造製品粗
材１を支持台１６から離間させて打撃を行う。この際の
エアハンマａ、ｂ又はエアハンマｃ、ｄの振動波形は図
５に示す如きである。

【００２６】この振幅の小さい高振動数の打撃を、エア
ハンマａ、ｂを作動させてエアハンマｃ、ｄは停止、或
いはエアハンマａ、ｂを停止させてエアハンマｃ、ｄを
作動させるというように鋳造製品粗材１に対してアンバ
ランスに加える。こうすることで、低圧エアによる打撃
により鋳造製品粗材１を図６に示すような鋳造製品粗材
１をある点Ｘを支点として揺動させる。揺動させる際鋳
造製品粗材１が支持棒１６ａ、１６ｂ又は１６ｃ、１６
ｄから落下するのを防ぐために、エアハンマｃ、ｄ又は
ａ、ｂにて鋳造製品粗材１上方向きの揺れを止めること
により、必要以上に揺動するのを防ぐ。鋳造製品粗材１
内部の中子砂２２は、この揺動により鋳造製品粗材１の
内面１ａの鉛直方向に対してΘ１の角度成分を持つ力が
付与される。これにより崩壊した中子砂２２を更に細か
く砕きながら排砂口３、４まで崩壊した中子砂２２を搬
送して、排砂口３、４から鋳造製品粗材１外へ排出す
る。この時排砂工程をｎ２回繰り返すのも鋳造製品粗材
１の疲労破壊を防ぐためである。

【００２７】そしてステップ１２０で、ステップ８０で
設定した低衝撃力で高い振動数の打撃のくりかえし数が
０であれば次のステップ１３０に進み、０でなければス
テップ９０に戻る。次にステップ１３０でステップ１０
で設定された全体のくりかえし数が０であれば中子砂落
としを終わり、０でなければステップ２０に戻る。これ
により必要な回数だけの打撃を行い、鋳造製品粗材１に
割れを生じることなく最少限の排砂口から中子砂を排出
することができる。また排砂工程の打撃の振動数の方が
砂中子崩壊工程の打撃の振動数よりも大きいため、排砂
工程の方が砂中子崩壊工程よりも単位時間の打撃数が多
くなり排砂するための時間がより短くすることができ
る。

【００２８】本実施例は鋳造製品粗材１を砂中子崩壊工
程にて、排砂口３、４近傍に配置されるエアハンマａ、
ｄで打撃し砂中子２の両端部２ｂを崩壊し、次に鋳造製
品粗材１の中央部近傍に配置されるエアハンマｂ、ｃで
砂中子２の中央部２ａを崩壊する。次に排砂工程にて、
エアハンマａ、ｂで図１向かって左方の中子砂２を鋳造
製品粗材１内部から排砂させ、次にエアハンマｃ、ｄで
図１右方の中子砂２を鋳造製品粗材１内部から排砂させ
て中子砂を鋳造製品粗材より落とす。しかしながらこれ
に限定されるものではなく、まず排砂口に最も近い部位
から砂中子を崩壊させ、順に排砂口から遠くなる向きに
崩壊させていき、次いで中子砂が１つの排砂口に向かう
よう搬送波を生じさせるような弾性変形を起こすような
打撃を加える。これによりより短い時間で中子砂を排出
することが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の中子砂落とし方法によれば、砂
中子が充填され排砂口を有する鋳造製品粗材を所定の衝
撃力で打撃する砂中子崩壊工程により砂中子を崩壊さ
せ、砂中子崩壊工程後に砂中子崩壊工程よりも小さい衝
撃力で打撃する排砂工程により排砂口から中子砂を排出
させる。これにより鋳造製品粗材を塑性変形又は破壊す
ることなく、排砂することができる。

【００３０】また排砂工程の打撃の振動数を砂中子崩壊
工程の打撃の振動数よりも大きくすることにより、排砂
工程の打撃数を多くしてより短い時間で中子砂を排砂す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中子砂落とし方法を実施する装置の全
体構成を示す概略図である。

【図２】本発明の中子砂落とし方法を実施する装置のエ
アハンマの正面図である。

【図３】本実施例のエアハンマの制御のフローチャート
を示す図である。

【図４】本実施例の砂中子崩壊工程のエアハンマの振動
波形を示すグラフである。

【図５】本実施例の排砂工程のエアハンマの振動波形を
示すグラフである。

【図６】本実施例で崩壊された中子砂が搬送される時の
モデル図を示す。

【図７】従来技術の中子砂落とし装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 鋳造製品粗材 ２ 砂中子 ３ 排砂口 ４ 排砂口 ａ、ｂ、ｃ、ｄ エアハンマ ５、６、７、８、９、１０ 電磁弁 １２ ＣＰＵ（集中制御装置） １３ 高圧レギュレーター １４ 低圧レギュレーター １５ エア源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 修三 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砂中子が充填され排砂口を有する鋳造製品
   粗材を所定の衝撃力で打撃する砂中子崩壊工程と、該砂
   中子崩壊工程後に該砂中子崩壊工程の衝撃力よりも小さ
   い衝撃力で打撃する排砂工程とを有することを特徴とす
   る中子砂落とし方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の中子砂落とし方法におい
   て、前記排砂工程の打撃の振動数を前記砂中子崩壊工程
   の打撃の振動数よりも大きくすることを特徴とする前記
   中子砂落とし方法。