JPH10146648A - 鋳型造型方法及び造型機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】造型時に強度の弱い鋳枠鋳枠に作用する力が過
大であったとしてもその変形を抑止し，造型ライン全体
では強度の弱い金枠を使用したとしても鋳枠の変形が発
生しない鋳型造型方法及び造型機を提供する。 【解決手段】 造型砂を投入した鋳枠内に圧縮空気を導
入後スクィーズにより造型する有枠生型造型機におい
て，少なくとも空気圧力を適用する際に，移動可能に設
けた補助枠５を該有枠生型造型機内で使用して該鋳枠７
の変形を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，静圧造型，インパ
クト造型等の有枠造型の造型時における鋳枠の変形防止
した鋳型造型方法及び造型機に関する。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来，静圧造型機，インパクト造
型機などの鋳枠内に造型砂を投入した後，密閉して圧力
容器から圧縮空気を導入して造型砂を突き固める造型機
では，密閉された空間に大気圧より高い，例えば0.3MPa
といった圧力をかける必要がある。また，スクィーズの
ように機械的な圧縮力で鋳型を突き固める造型機におい
ても，近年はスクィーズの出力が単位面積当たり1.5MPa
を超えるものもあり，非常に高圧化している。この様な
造型機は高い鋳型強度すなわち鋳型の充填密度を得るた
めにこの様な造型方法としているわけであるが，反面，
鋳枠内部に作用する力（圧力）が大きく鋳枠が変形する
のを防止する目的で高強度の肉厚，大型化した鋳枠を使
用する必要がある。というのも，鋳枠の変形は抜型時に
鋳型が破損する抜型不良の発生や，溶湯が満たされ鋳物
となる空間部（キャビティ）が変形して寸法精度不良が
発生するからである。ところで，このように高圧化した
造型機を使用する場合，造型機，鋳枠を含んだ設備全体
を新作する場合は当初より高強度の鋳枠とすることで対
応できる。しかしながら，従来の造型ライン設備，鋳枠
を利用して，造型機のみ静圧造型機等に更新しようとし
た場合には，鋳枠の強度不足により上記圧縮空気力や機
械的圧力の適用ができず，その結果，高い充填密度の鋳
型が得られず，予定した効果が得られない場合が発生す
る。また，新規設備においても造型ラインの搬送設備の
投資費用を抑えるために，鋳枠はできるだけ軽量化した
小型のものを用いた方が，消費エネルギー的に，設備の
摩耗等寿命的に有利であることは明らかである。本発明
は，これらの問題に鑑みなされたものであり，造型時に
強度の弱い鋳枠に作用する力が過大であったとしてもそ
の変形を抑止し，造型ライン全体では強度の弱い軽量化
された金枠を使用したとしても鋳枠が変形しない鋳型造
型方法及び造型機を提供する。

【０００３】

【問題解決のための手段】本発明に係る鋳型造型方法
は，少なくとも造型時に，強度の弱い軽量化された鋳枠
を補助枠の中に納めて造型し強度の弱い鋳枠の変形を防
止することを特徴としている。また，本発明に係る造型
機は，造型ラインから供給された鋳枠を載置したパター
ンが取り付けられたマスタープレートを具備する上下移
動可能な造型テ−ブルと，前記パタ−ンの上方に配置さ
れて該鋳枠とは別に上下移動可能な盛枠と，造型砂を投
入した鋳枠内に圧縮空気を導入及び機械的圧縮の少なく
とも一つの外力を作用させる造型チャンバとを有する造
型機において，前記盛枠の下部に，前記鋳枠の外側に移
動可能な補助枠を具備することを特徴とする。これによ
り，高い充填密度で品質の高い鋳物を生産することので
きる鋳型を供する静圧造型機などの造型機を既存の設備
に組み込むことを可能とする。また，新規設備において
も造型ラインの搬送設備の投資費用を抑えるために，消
費エネルギー的に，設備の摩耗等寿命的に有利な，軽量
化した小型の鋳枠を用いることができる。

【０００４】ここで，本発明において，有枠造型とは，
静圧造型機，インパクト造型機などの圧力容器から圧縮
空気を導入して造型砂を突き固める有枠造型をいう。ま
た，空気圧縮の後スクィーズのように機械的な圧縮力で
鋳型を突き固める有枠造型をいう。さらに，機械的圧縮
のみの有枠造型をいう。機械的圧縮手段とは，スクィー
ズが代表的であり，その方式は問わない。

【０００５】また，補助枠とは，例えば，その補助枠の
内寸の形状が，鋳枠の外寸形状と相似形状のものである
ことが好ましい。補助枠の材質は摩耗を考慮して金属製
が好ましいが，強度があればその材質は問わない。さら
に，補助枠の強度としては，鋳枠と補助枠が一体になっ
て造型時の圧力よりも高い強度を得られればよいが，好
ましくは，鋳枠よりも高強度であることが望ましい。さ
らに，好ましくは，この補助枠の強度が，使用する造型
機の造型圧力よりも強いことを条件とする。この条件な
らば，鋳枠の変形は考慮する必要がないからである。た
だし，補助枠の重量が問題となる場合には，前述のよう
に，補助枠強度は，少なくとも鋳枠と補助枠を加えた強
度が造型圧力よりも強ければよい。

【０００６】

【実施例１】以下実施例を図面に基づき本発明を説明す
る。図１は，補助枠を用いた造型機における，造型直前
の鋳枠７をセットする前の造型部分を示している。造型
チャンバ１の上部には，図示しない空気容器に連通した
導入管２が設けられ，また，スクィーズ機構により作動
するスクィーズボード３が設けられている。該造型チャ
ンバ１の下方には造型砂を充填するための増枠である盛
枠４が昇降可能に設けられている。該盛枠４の下方に
は，補助枠５が昇降可能に設けられ，該補助枠５の上部
にはクッション６が設けられている。そして，該補助枠
５の内寸形状は，造型時に鋳枠７の外側に被せる形状に
されている。そして，造型時以外すなわち，造型される
前の空の鋳枠７と，造型後鋳型を保持した鋳型を入れ替
える際などには，鋳枠の搬送工程においては鋳枠７と，
補助枠５は分離される。すなわち造型機として補助枠５
を具備しており，複数個数鋳枠を使用する造型ラインに
おいては，鋳枠７のみが造型機に出入りすることができ
る。一方，鋳枠７の下部には，パターン８の取り付けら
れたマスタープレート若しくはキャリアプレ−ト９が，
造型テーブル１０の下部の設けられた枠セットシリンダ
−１１によって上下移動可能に取り付けられている。

【０００７】図２は，鋳枠７のセットが完了した造型時
の状態を示した図である。造型は，造型テーブル１０が
枠セットシリンダ−１１によって上昇され鋳枠７を押し
上げて補助枠５を嵌合しかつ盛枠４を押し上げて造型チ
ャンバ１に密着され，造型チャンバ１，盛枠４，鋳枠
７，マスタープレート９，によって密閉空間が形成され
た後，例えば静圧造型機等の圧縮空気を利用して造型を
行う造型では導入管２によって圧縮空気が吹き込まれ
（図中矢印），あるいはスクィーズ機構を有した造型に
おいては，スクィーズボード３を造型砂に押しつけて造
型が行われる。これらの両方を使用する場合もある。こ
の時，本発明では鋳枠７の外側に補助枠５を被せてある
ことにより，内側からの圧力を受けても鋳枠７が変形し
ない。鋳枠７の外寸形状は，部分的に図示したようなテ
ーパーにしてあり，造型テーブル１０の上昇によりこの
テーパー部が，同じ角度で補助枠５の内側に設けられた
テーパーに入り込むことで，隙間なく，鋳枠７を補助枠
５に密着させることができる。 また，この機構では枠
セットシリンダ−１１のみでこの様な鋳枠７の保持が可
能であり，他にシリンダ−等の駆動源を必要としない効
果がある。さらに，この様に枠セットシリンダ−１１の
出力を使用して密着させる方法では，クッション６の反
力を利用して補助枠５の密着力を適正な範囲にコントロ
ールすることができる。

【０００８】

【実施例２】図３は補助枠５の密着のため，専用の補助
枠作動シリンダ−１３を配して，補助枠５を自由に作動
させることができる様にしたものである。この方式の利
点としては実施例１と異なり，補助枠５の密着力を補助
枠作動シリンダ−１３の出力をコントロールすることで
変化させることができる点にある。また補助枠５の作動
タイミングも変化させられるので補助枠密着を解除して
からの抜型，抜型してからの補助枠密着解除等自由に工
程を組むことが可能である。

【０００９】

【実施例３】図４は盛枠４の下部に補助枠５を付設した
タイプの実施例である。この方式は補助枠一体型盛枠１
４を使用し実施例１と同様に使用する。この方式により
部品点数の削減と，機構の簡略化が可能である。尚，補
助枠一体型盛枠１４の内部の段差部分にはシ−ル１５が
設けられており，シール１５は変形能が大きく，密着時
に鋳枠７上部との隙間が開かない様になっている。

【００１０】

【実施例４】図５は補助枠５を使用せず，カムによって
鋳枠７外部を固定して変形を防止する固定手段を具備し
た造型機である。鋳枠７の外側に鋳枠固定用カム１７を
複数個備えており，枠セット完了後この鋳枠固定用カム
１７によって鋳枠７の外側を押さえつけて変形を防止す
る。そして，カムを使用する場合には，機械的にカムを
鋳枠の外側に圧着させるのはカムを作動させる回転力の
みで隙間なく圧着させる事が可能である。またこの状態
で造型時の圧力により鋳枠の内側に作用する力（内力）
が加わってもカムの機構上その力がカムの軸と同一線上
に作用し，カムの回転に寄与する分力は小さいため，カ
ムの回転防止の固定は容易であるという利点を有する。
なお，例えばシリンダ方式で鋳枠の変形を抑制すること
も考えられる。この場合には、内力の発生以前に前もっ
てシリンダ−出力（外力）を加えるとこの外力によって
鋳枠が変形してしまうため，内力の発生と同時に同じ大
きさのシリンダー出力を加えなくてはならないが，これ
は事実上困難である。そこで，シリンダ−を使用する場
合には，内力の発生前に必要最小限の外力で鋳枠を押さ
えつけ，その後バルブを閉じて，押しつけ力側の油また
は，空気を遮断してシリンダの位置を固定するという方
法を取る必要がある。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば，強度の弱い鋳枠を補助
枠の中に納めて造型するから，造型時に強度の弱い鋳枠
に作用する力が過大であったとしてもその変形を抑止す
ることができる。これにより，高い充填密度で品質の高
い鋳物を生産することのできる鋳型を供する静圧造型機
などの造型機として既存の設備に組み込むことを可能と
する。また，新規設備においても造型ラインの搬送設備
の投資費用を抑えるために，消費エネルギー的に，設備
の摩耗等寿命的に有利な，軽量化した小型の鋳枠を用い
ることができる。このように本発明が，業界に与える効
果は著大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の造型直前の造型部分の概略図であ
る。

【図２】実施例１の造型時の概略図である。

【図３】実施例２の補助枠作動シリンダーを具備した機
構における造型時の概略図である。

【図４】実施例３の補助枠一体型盛枠の断面図である。

【図５】実施例４の鋳枠固定用カムを用いた造型機の断
面図である。

【符号の説明】

４ 盛枠 ５ 補助枠 ７ 鋳枠 ８ パターン ９ マスタープレート １０ 造型テーブル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 造型砂を投入した鋳枠内に圧縮空気を導
   入後スクィーズにより造型する鋳型造型方法において，
   少なくとも空気圧力を適用する際に，移動可能に設けた
   補助枠５を該鋳枠７の外側に被せて該鋳枠７の変形を防
   止することを特徴とする鋳型造型方法。
2. 【請求項２】 造型砂を投入した鋳枠内に圧縮空気を導
   入して造型する鋳型造型方法において，少なくとも空気
   圧力を適用する際に，移動可能に設けた補助枠５を該鋳
   枠７の外側に被せて該鋳枠７の変形を防止することを特
   徴とする鋳型造型方法。
3. 【請求項３】 造型砂を投入した鋳枠内に機械的圧縮手
   段を用いて造型する鋳型造型方法において，少なくとも
   機械的圧縮力を適用する際に，移動可能に設けた補助枠
   ５を該鋳枠７の外側に被せて該鋳枠７の変形を防止する
   ことを特徴とする鋳型造型方法。
4. 【請求項４】 前記補助枠５が鋳枠７よりも高強度であ
   ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかひ
   とつに記載の鋳型造型方法。
5. 【請求項５】 前記補助枠５が造型砂を充填するための
   盛枠４を兼ねていることを特徴とする請求項１から請求
   項４のいずれかひとつに記載の鋳型造型方法。
6. 【請求項６】 造型ラインから供給される鋳枠７を載置
   するパターン８が取り付けられたマスタープレート９を
   具備する上下移動可能な造型テ−ブル１０と，前記パタ
   −ン８の上方に配置されて該鋳枠７とは別に上下移動可
   能な盛枠４と，造型砂を投入した鋳枠７内に圧縮空気を
   導入及び機械的圧縮の少なくとも一つの外力を作用させ
   る造型チャンバ１とを有する造型機において，前記盛枠
   ４の下部に，前記鋳枠７の外側へ移動可能な補助枠５を
   具備することを特徴とする造型機。
7. 【請求項７】 造型砂を投入した鋳枠７内に圧縮空気を
   導入及び機械的圧縮の少なくとも一つの外力を用いて造
   型する鋳型造型方法において，造型砂を鋳枠に投入した
   後，少なくとも前記外力を適用する際に，鋳枠７の一部
   を造型機の外側より固定することを特徴とする鋳型造型
   方法。
8. 【請求項８】 造型砂を投入した鋳枠７内に圧縮空気を
   導入及び機械的圧縮の少なくとも一つの外力を用いて造
   型する鋳型造型位置の外側に設けられ，前記外力を適用
   する際に前記鋳枠７の一部を外側より固定する固定手段
   を具備したことを特徴とする造型機。
9. 【請求項９】 前記固定手段が，鋳枠７に接する複数の
   カム機構であることを特徴とする請求項８に記載の造型
   機。