JPH0796349A - ガス硬化鋳型の造型方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】混練砂を金型内全体に効率良く行き充填せるこ
とで、良好な鋳型を造型することができるガス硬化鋳型
の造型方法及びその装置を提供する。 【構成】混練砂５を金型１内へブロー充填する際に、ブ
ローノズル21によりブロー方向を下方及び側方に経時的
に切り換えるようにする。これにより、従来のように単
に混練砂５を一定方向にブロー充填するものに較べて、
金型１の混練砂５の充填不良が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス硬化性鋳物砂を用
いた鋳型（若しくは中子）の造型方法及びその装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガス硬化鋳型（鋳型には中子を含
む）の造型方法（或いは装置）は、例えば、図９に示す
ような上型２と下型３とが開放・結合可能自由な金型１
を用い、図７に示すようにして、上型２と下型３とを結
合した状態で、ブローヘッド３を上型２の上面に圧着さ
せ、図示しないブロワーよりブローヘッド３内に供給さ
れるブローエアと混練砂５とをブローノズル15を介し
て、金型１内にブロー充填する。なお、ブロー充填時の
鋳型内エアーは、複数のベントホール６を介して金型１
外へ排出されるようになっている。

【０００３】このようにして、金型１内への混練砂５の
ブロー充填が完了すると、ブロー充填された混練砂５を
ガス硬化させるために、図８に示すように、硬化ガスガ
ッシングヘッド７を前記金型１の上型２の上面に、排気
チャンバー11を下型３の下面に圧着させる。硬化ガスガ
ッシングヘッド７には、硬化ガス発生機10に連通する硬
化ガス供給通路８が接続され、該硬化ガス供給通路８に
介装される硬化ガス開閉弁９を開弁することによって、
硬化ガスを金型１内の混練砂５に導入し、鋳型の硬化を
行なう。また、硬化ガスガッシングヘッド７は、ブロー
口４に挿入される成型ピン17を備えた成型プレート16を
内装し、硬化ガス導入前に該成型ピン17により金型１内
に充填された混練砂５を押圧して混練砂５の充填密度を
向上させるようにしてある。

【０００４】なお、前記硬化ガスの導入時には、排気チ
ャンバー11に連通する排気通路12に介装される排気開閉
弁13を開弁させると共に、排気ブロワー14を駆動し、該
排気ブロワー14による吸引負圧により、金型１内の混練
砂５に多量の硬化ガスを導いて硬化不良の抑制を図ると
共に、該吸引負圧によって金型１内の混練砂５を引き締
めることで鋳型18の充填密度を向上させて、鋳型18への
溶湯のしみ込み・焼き付等の発生を防止し、以って良好
な鋳物を得るようにしている。

【０００５】このようにして、ブロー充填処理、ガス硬
化処理が完了すると、その後、図９に示すように、上型
２と下型３とを分離し硬化された鋳型18を取り出して、
鋳型18の造型が完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガス硬
化鋳型に用いるフェノール樹脂等を粘結剤（砂粒同士を
結合し、粘結性を与えて鋳型を成型し易くするためのも
の）とするガス硬化性鋳物砂（混練砂）は、該粘結剤が
常温液状であるため、硬化前の混練砂の状態は湿態であ
り、シェル鋳型に用いるような乾燥状態に近い混練砂に
較べ、流動性が低いため、前記従来のブローノズル15の
ように、図中下方に向けて混練砂５をブローするので
は、鋳型内に十分に混練砂５を充填させることができ
ず、良好な鋳型を得るのが困難であった。

【０００７】このため、従来は、ブロー圧力を増大させ
たり、前記ブローノズル15を追加したり、或いはブロー
された混練砂５の流れを改善すべくベントホール６の数
・通気抵抗等の変更を行うのが一般的であった。しか
し、ブロー圧力の増大は、ブローノズル16直下部におけ
る金型１の摩耗を著しく早め、またブローノズル16やベ
ントホール６の追加は、形状制約、型保全性の問題等に
より、十分な対策が行なえるものではなかった。

【０００８】そこで、例えば、特開平５−２３７９４号
に開示の方法では、混練砂のブロー充填時に、金型の内
方に向けて複数のエア穴からエアを吹き込むようにし
て、混練砂の流れを改善しようとしているが、このもの
にあっては、別途新たにエア吹き込み手段を必要とする
と共に、該手段の取り付けスペースを要するため、金型
形状等も制約を受けることとなる一方、エアの吹き込み
により新たなエアポケット等を生じさせる可能性もあ
り、十分なものとは言えなかった。

【０００９】本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされ
たもので、混練砂を金型内全体に効率良く行き充填せる
ことで、良好な鋳型を造型することができるガス硬化鋳
型の造型方法及びその装置を提供することを第１の目的
とする。さらに、別の問題としては、以下のようなもの
がある。すなわち、上記のような従来の方法では、ガス
硬化時において、前記硬化ガス吹き込みチャンバー７と
排気チャンバー11とが、複数のブロー口４及びベントホ
ール６を介して連通しているにも拘わらず、これら複数
のブロー口４及びベントホール６は、共通の硬化ガス吹
き込みチャンバー７と排気チャンバーに連通しているた
めに、図８に示すように、金型１内に導入される硬化ガ
スが通気抵抗の最も少ない部分に偏って流れてしまうた
めに、硬化ガスが鋳型（金型）内全体に行き渡らず未硬
化部分が残存してしまう（図中斜線部Ｘ）、という問題
があった。

【００１０】そこで、本発明では、混練砂を金型内全体
に効率良く充填せることができると共に、硬化ガスの金
型内の流れも改善でき、以って良好な鋳型を造型するこ
とができるガス硬化鋳型の造型方法及びその装置を提供
することを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、第１の発明に
かかるガス硬化鋳型の造型方法は、ブローエア供給手段
から供給されるブローエアにより混練砂を金型内にブロ
ー充填させると共に、硬化ガス供給手段から供給される
硬化ガスを前記金型内に充填された混練砂に導くことに
よって、前記混練砂を硬化させて鋳型を造型するガス硬
化鋳型の造型方法において、前記ブロー充填時に金型内
への混練砂のブロー方向を経時的に切り換えるようにし
た。

【００１２】また、第２の発明にかかるガス硬化鋳型の
造型方法は、第１の発明に加え、さらに、前記ブロー充
填時に、金型内への混練砂のブロー圧力を変化させ、ブ
ロー中心に向けて混練砂の充填効率を低減させるように
した。そして、第１の発明にかかるガス硬化鋳型の造型
装置は、ブローエア供給手段から供給されるブローエア
により混練砂を金型内にブロー充填させると共に、硬化
ガス供給手段から供給される硬化ガスを前記金型内に充
填された混練砂に導くことによって、前記混練砂を硬化
させて鋳型を造型するガス硬化鋳型の造型装置におい
て、前記ブロー充填時に金型内への混練砂のブロー方向
を経時的に切り換えるブロー方向切換手段を備えるよう
にした。

【００１３】また、第２の発明にかかるガス硬化鋳型の
造型装置は、第１の発明にかかるガス硬化鋳型の造型装
置の構成に加え、前記ブロー充填時に、金型内への混練
砂のブロー圧力を変化させ、ブロー中心に向けて混練砂
の充填効率を低減させる充填効率変更手段を備えるよう
にした。

【００１４】

【作用】第１の本発明にかかるガス硬化鋳型の造型方法
及びその装置では、混練砂を金型内へブロー充填する際
に、ブロー方向を経時的に切り換えるようにする。これ
により、金型内の隅々まで混練砂がブロー充填される。
したがって、従来のような単に混練砂を一定方向にブロ
ー充填するものに較べて、金型への混練砂の充填不良を
解消することができる。

【００１５】また、第２の本発明にかかるガス硬化鋳型
の造型方法及びその装置では、さらに、ブロー圧力を変
化させて、金型内に充填された混練砂の充填密度をブロ
ー中心に向けて低減させるようにする。これにより、鋳
型強度を維持しつつ硬化ガスの流れを改善することがで
き、以って充填不良・未硬化部分のない良好な鋳型を得
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面に基
づき説明する。本実施例にかかるガス硬化鋳型（若しく
は中子）の造型装置は、図１に示すように、上型２と下
型３とを結合した後、ブローヘッド20を上型２の上面に
圧着させ、図示しないブロワーからブローヘッド20内に
供給されるブローエアにより、混練砂５をブローノズル
21を介して金型１内にブロー充填する。なお、ブロー充
填時の鋳型内エアーは、ベントホール６を介して金型１
外へ排出されるようになっている。

【００１７】ところで、該ブローノズル21は、図４，図
５，図６に示すように、ノズル22と、該ノズル22に内装
されると共にブロー方向切換用エアシリンダ25に接続さ
れ（図２参照）、該ブロー方向切換用エアシリンダ25の
往復動に応じて回動されるノズル23と、から構成され
る。ここで、前記ブローノズル21及びブロー方向切換用
エアシリンダ25が、ブロー方向切換手段を構成する。勿
論、該手段を備えず、手動で切り換えるようにしても構
わない。

【００１８】前記ノズル22は、ノズル23を同軸上に内装
可能な先端が閉塞する中空円筒形状を有し、その先端部
側面と先端面とに股がり、円筒中心軸に対し対象形状の
一対のブロー口22Ａが形成され、先端面の中心にはネジ
穴22Ｂが設けられている。前記ノズル23は、先端が閉塞
する中空円筒形状で、その先端部側面には円筒中心軸に
対し対象に形成された一対の側面ブロー口23Ａが開口さ
れていると共に、先端面には前記一対の側面ブロー口23
Ａに直交する一対の先端ブロー口23Ｂが円筒中心軸に対
し対象に開口され、さらにその先端面の中心にはネジ穴
23Ｃが設けられている。

【００１９】これら２つのノズル22とノズル23とは、そ
れぞれのネジ穴22Ｂとネジ穴23Ｃとに挿入されるネジ24
により相互に回動自由に連結される。したがって、前記
ブロー方向切換用エアシリンダ25によりノズル23が、ノ
ズル22に対して相対回動されると、ノズル22のブロー口
22Ａに対し、ノズル22の側面ブロー口23Ａと、先端ブロ
ー口22Ｂと、が交互に対面するようになる。これによ
り、ノズル22のブロー口22Ａからは、ノズル23の回動に
応じて、混練砂５が下方（図５参照）或いは側方（図６
参照）へと変向されてブロー可能となる。

【００２０】なお、ブローノズル21は、側方への混練砂
５の噴出のため、金型１内に突出するように配設されて
いる。このような構成を備えるブローノズル21により、
まず初めに混練砂５のブロー充填が側方へ向けて行なわ
れると、混練砂５は金型１の内側側面から徐々に中心部
に向けて充填が進行するので、従来のように単に混練砂
５を下方に向けてブローするものに較べて、金型１の内
側側面端部等における混練砂５の充填不良が解消される
ことになる。

【００２１】なお、本実施例では、ブローノズル21が金
型１内に突出しているので、所定の領域Ａまで充填が進
行したあとは、図２に示すように、ブローノズル21の先
端部を金型１外へ移動させる。そして、ブローノズル21
からの混練砂５のブロー方向が下方に固定された状態と
なるように、前記ブロー方向切換用エアシリンダ25を作
動させる。これにより、ブローノズル21からは下方へ混
練砂５がブローされ、ブローノズル21を金型１内に突出
させたことにより形成される未充填領域Ｂへの混練砂５
のブロー充填が可能となる。

【００２２】このようにして、充填不良が解消された金
型１内の硬化前の鋳型は、従来例と同様に、図８に示す
ように、金型１に硬化ガスガッシングヘッド７及び排気
チャンバー11が圧着され、硬化ガスガッシングヘッド７
が内装する成型ピン10により混練砂５を押し固めたあ
と、硬化ガスを金型１内に導入しガス硬化処理を行な
う。前記硬化ガスの導入時には、従来例同様に、排気開
閉弁13を開弁すると共に、排気ブロワー14を駆動し、該
排気ブロワー14による吸引により、金型１内の混練砂５
に多量の硬化ガスを導いて硬化不良の抑制を図ると共
に、その吸引負圧により混練砂５を引き締めることで鋳
型の充填密度を向上させて、鋳型への溶湯のしみ込み・
焼き付等の発生を防止し、以って良好な鋳物を得るよう
にしている。

【００２３】その後、上型２と下型３とを分離して、鋳
型18を取り出し、鋳型の造型が完了する。ところで、前
記領域Ｂへのブロー充填時におけるブロー圧を、領域Ａ
へのブロー充填時におけるブロー圧力より、低く設定す
るようにしてもよい。該設定は、例えばマイクロコンピ
ュータ等を用いて、ブロワーの吐出量、吐出圧力を制御
することでなされる。この場合には、前記マイクロコン
ピュータが、充填効率変更手段としての機能を備える。
勿論、手動で制御することも可能である。

【００２４】これにより、混練砂５の充填密度に差が生
じ、領域Ｂにおける通気抵抗が、領域Ａにおける通気抵
抗より小さくなる。したがって、図３に示すように、ガ
ス硬化処理時には、領域Ｂを介して領域Ａに硬化ガスが
導入されることになるため、硬化ガスの金型１内での広
がりが促進され、硬化ガスが行き渡らないことによる混
練砂５の未硬化領域の発生を低減することができる。

【００２５】また、前記領域Ａへのブロー充填時におい
て、経時的にブロー方向を変化させつつ、ブロー圧力を
鋳型18の外周側から中心に向けて数段階（或いは徐々
に）小さくして行くことも可能である。これにより、鋳
型の外周部から内方に向けて層状に（或いは徐々に）充
填密度を小さくできる。つまり、鋳型外周部は鋳型強度
を維持すべく充填密度を高く、内方は硬化ガスの広がり
を促進すべく充填密度を小さくすることができる。した
がって、鋳型の強度を維持しつつ、良好な硬化ガスの広
がり特性を有するガス硬化前の鋳型を提供することがで
き、延いては良好な鋳型の造型が可能になる。

【００２６】このように、本実施例によれば、混練砂５
を金型１内へブロー充填する際に、ブロー方向を下方及
び側方に経時的に切り換えるようにしたので、従来のよ
うに単に混練砂５を一定方向にブロー充填するものに較
べて、金型１の混練砂５の充填不良を解消することがで
きる。また、鋳型強度を維持しつつ、金型１内に充填さ
れた混練砂５の中心部（硬化ガス導入部）近傍の充填密
度を、金型１内に充填された混練砂５の外周側に対して
低くすることができるので、硬化ガスの流れ改善が図
れ、以って充填不良・未硬化部分が改善された良好な鋳
型を得ることができる。

【００２７】なお、本実施例では、ベントホール６を金
型１の下型２の下面にのみ設けているが、勿論その側面
及び上型２の側面にもベントホールを設けて、より一層
ブロー充填不良の改善を図るようにしてもよい。さら
に、これら側面に設けたベントホールと排気チャンバー
とを連通させるようにして、ガス硬化時における硬化ガ
スの流れ改善を図り、未硬化領域の発生をより一層低減
するようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の本発明にか
かるガス硬化鋳型の造型方法及びその装置によれば、混
練砂を金型内へブロー充填する際に、ブロー方向を経時
的に切り換えるようにしたので、従来のような単に混練
砂を一定方向にブロー充填するものに較べて、金型への
混練砂の充填不良を解消することができる。

【００２９】また、第２の本発明にかかるガス硬化鋳型
の造型方法及びその装置によれば、上記効果を奏しつ
つ、金型内に充填された混練砂の充填密度をブロー中心
に向けて低減することができるので、鋳型強度を維持し
つつ硬化ガスの流れを改善することができ、以って充填
不良・未硬化部分のない良好な鋳型を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる混練砂のブロー充填
装置の構成図。

【図２】同上実施例における領域Ｂのブロー充填を説明
する図。

【図３】同上実施例におけるガス硬化処理装置を説明す
る図。

【図４】同上実施例におけるブローノズルの分解図。

【図５】同上実施例におけるブローノズルの側方へのブ
ローを説明する図。

【図６】同上実施例におけるブローノズルの下方へのブ
ローを説明する図。

【図７】従来例における混練砂５のブロー充填処理装置
を説明する図。

【図８】従来例におけるガス硬化処理装置の構成図。

【図９】金型１の上型２と下型３とが分離され硬化完了
後の鋳型18が取り出される様子を示す図。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 上型 ３ 下型 ４ ブロー口 ６ ベントホール ８ 硬化ガス供給通路 １０ 硬化ガス発生機 １１ 排気チャンバー １２ 排気ブロワー ２０ 硬化ガスガッシングヘッド ２１ ブローノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブローエア供給手段から供給されるブロー
   エアにより混練砂を金型内にブロー充填させると共に、
   硬化ガス供給手段から供給される硬化ガスを前記金型内
   に充填された混練砂に導くことによって、前記混練砂を
   硬化させて鋳型を造型するガス硬化鋳型の造型方法にお
   いて、 前記ブロー充填時に金型内への混練砂のブロー方向を経
   時的に切り換えるようにしたことを特徴とするガス硬化
   鋳型の造型方法。
2. 【請求項２】前記ブロー充填時に、金型内への混練砂の
   ブロー圧力を変化させ、ブロー中心に向けて混練砂の充
   填効率を低減させるようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載のガス硬化鋳型の造型方法。
3. 【請求項３】ブローエア供給手段から供給されるブロー
   エアにより混練砂を金型内にブロー充填させると共に、
   硬化ガス供給手段から供給される硬化ガスを前記金型内
   に充填された混練砂に導くことによって、前記混練砂を
   硬化させて鋳型を造型するガス硬化鋳型の造型装置にお
   いて、 前記ブロー充填時に金型内への混練砂のブロー方向を経
   時的に切り換えるブロー方向切換手段を備えたことを特
   徴とするガス硬化鋳型の造型装置。
4. 【請求項４】前記ブロー充填時に、金型内への混練砂の
   ブロー圧力を変化させ、ブロー中心に向けて混練砂の充
   填効率を低減させるようにした充填効率変更手段を備え
   たことを特徴とする請求項３に記載のガス硬化鋳型の造
   型装置。