JPS5911378B2 - 鋳型製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規且つ改良された鋳型製造装置に関し、特
に本発明は従来の生砂製造型で一般に用いられている従
来の天然材料のバインダー（結合剤）ではない触媒式可
塑性樹脂材料のバインダーを用いるノーベーク（ｎｏ−
ｂ・ｋｅ）式として知られる新規な方法を利用する鋳型
製造装置に関するものである。

最も一般的で且つ経済的な金属成形法は、溶融金属を予
め作られた鋳型とよばれるキャビテイー（空どう）内に
注入し、その中で凝固させる方法である。

凝固後、鋳型を開いて鋳物を鋳型から取り出しすなわち
たたき出して次の加工へ送り、鋳型はこの間にこわされ
る。

鋳型キャビテイー内に注入される液体すなわち溶融物の
特性は各鋳物の形状．によって変化するので、鋳型キャ
ビティーを作るのに用いる鋳型材料も極めて大きく変化
する。

今日、最も一般に用いられている鋳型材料はケイ砂で、
このケイ砂粒子は各種の結合剤で所定鋳型強度になるよ
うに結合される。

金属鋳物の成形に最も広く用いられている生砂造型法で
は、結合剤が粘土（クレー）と、水と、ベントナイトに
よって構成され、シリカ砂とバインダーはその両者が均
一な鋳型形成用混合物になるまで各種の装置で処理され
る。

次いで、この混合物をパターン上に散布して堆積させ、
このパターンを取除いてキャピテイーを作ることにより
鋳型キャビテイーが形成される。

砂一バインダー混合物が高品質の鋳物を得るため有効に
使用されるにはこの混合物は多くの特性を有していなけ
ればならない。

この鋳型形成材料は、キャビティーとパターンの輪郭を
容易にみたすために十分な流動性をもっていなければな
らない。

またこの材料は、パターンが取出されてできた空所に金
属材料が注入される間、キャビテイー形状を維持できる
だけの生強度を有していなげればならない。

さらにこの材料は溶融金属を鋳型キャビティー内に高温
で収容し且つ溶融金属が鋳型キャビテイー内に流入して
冷却する際に生じるガスを逃す時にも十分な寸法精度を
有するような高温強度を持っていなげればならない。

鋳物の冷却後は簡単に破壊できて、最終鋳物が容易に取
出せる、すなわち１′たたき出せる”ものでなければな
らない。

経済上の理由で、使用済み鋳型材料は最少の精製や処理
で別の鋳型造型操作のときに再使用できるものでなげれ
ばならない。

これらの要求のいくつかは互いに矛盾しており、例えば
、寸法精度を良くするために鋳型の高温強度を大きくす
ると鋳型は破壊に対して強くなり過ぎ、鋳造操作が終り
鋳物が冷却された後での１゛たたき出し″操作が困難に
なる。

さらに、高温強度を出すために多量のバインダーを入れ
ると、鋳型材料の再生が困難になり、経済的でない。

こうした矛盾のために、一般には全ての望ましい特性は
達成できないとして妥協した特性の鋳型材料が作られて
いる。

これと同じ問題はケイ砂と一緒にバインダーとして触媒
式可塑性樹脂材料を用いる最新式の′゛ノーベーク″造
型法においても存在する。

この″ノーベーグ′法では鋳型強度は大きくなるが、可
塑性樹脂バインダーの価格が高いためかなり高価なもの
となる。

また、 ″たたき出し″操作が困難になり、この材料は
一般には経済的に再利用することはできない。

さらに、この１′ノーベーク”法の鋳型では造型時に生
じた熱ガスが容易に逃げることができないことがあり、
そのため鋳物に巣ができる。

また、゛ノーベーク”造型法に用いられる分配装置は、
触媒を砂と樹脂の混合物に添加すると混合物は直ちに硬
化してしまうため、詰まったり、他の問題が生じる。

従来の生砂造型法では、鋳型に要求される各特性を妥協
させるために一定比率で砂とバインダーとをバッチまた
は連続的に混合していた。

混合が終った材料は鋳枠内のパターンの囲りに散布され
、それからパターンが鋳型から外される。

一般には完全な鋳型キャビティーを形成するためにコー
プとドラッグとよばれる一対の鋳型枠が組合わされる。

鋳型砂混合物の特性は所定の作業に対して通常に一定に
されるので、鋳型の或る部分は実際に必要とする以上の
量のバインダーを含むことになる。

そのため、当然ながらたたき出し操作が困難になり、同
一鋳型砂を鋳物取出し後に再使用するのが困難になる。

従来法では異る強度特性を異る鋳型部分に与えるために
砂とバインダーの混合化を変えるのが複雑であったため
、一般に均一な混合物を作り、それだけを用いていた。

そのため、生砂鋳物には種々の問題点が生じている。

ノーベーク造型法では、樹脂の硬化が起るまでの作業時
間は比較的短いために、単に少量の砂とバインダーを一
時に混合する。

樹脂に触媒を入れたら、材料を直ちに鋳枠内に入れて鋳
型ができない前に材料が硬化してしまわないようにする
。

一般にパターンの全表面は砂と樹脂材料の比が比較的一
定の砂一樹脂混合物（触媒入り）で覆われる。

従って、鋳型強度がそれほど要求されない場合では過剰
な樹脂はムダになり経済問題およびたたき出し問題が生
じる。

また、鋳型全体に多量の樹脂材料が入っているので、鋳
造中にバインダー中の有機材料が完全に酸化されること
はなく、そのため、鋳造中に蒸気とげむりが発生し、操
作者に有害であると同時に大気汚染の原因となる。

従って本発明の目的は、注文された鋳型を製造するため
の新規且つ改良された装置を提供することにある。

特に、従来法の前記欠点を無くすような特色を有する新
規且つ改良された装置を提供するものである。

本発明の他の目的は、砂とバインダーとの混合物で構成
される鋳型材料の層をパターンと分配器との相対運動に
よって分配器とパターンとの相対位置に応じて自動的且
つ選択的に制御された砂とバインダーとの比率で鋳型形
成用パターン上に散布するような新規且つ改良されたプ
ログラム制御による注文鋳型を製造する装置を提供する
ことにある。

すなわち、鋳型内の大きな応力の生じるパターン区域で
は砂に多量のバインダーすなわち樹脂を混合し、鋳型強
度の要求されない他の区域では用いるバインダーすなわ
ち樹脂量を少なくする。

これによって鋳型製造工程でのコストが低減し経済的に
なる。

本発明の他の目的は、パターン表面上に配置される鋳型
材料の層の厚さを自動制御し、パターン面上の特定位置
で要求される強度に応じて鋳型形成パターン上の各点で
上記層の厚さを変えることができるような新規且つ改良
されプログラム制御される鋳型製造装置を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、鋳型砂とバインダー゜との比率を
鋳型キャビテイー形成用のパターンの表面上に鋳型混合
物を散布する位置に応じて変え且つ選択的に制御するよ
うにした新規且つ改良された装置を提供することにある
。

本発明の他の目的は鋳型材料分配器と鋳型形成パターン
との間の相対運動並びに特定の位置に分配される砂とバ
インダーとの比率を選択的且つ可変に制御するようなプ
ログラム制御されたテープ系またはドラム制御系を備え
た新規且つ改良された装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、鋳型材料分配装置と鋳型形成用パ
ターンとの相対位置が複数の座標系で自動制御され、鋳
型材料の散布層の厚さも自動制御されるような新規且つ
改良された装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、鋳型材料分配装置が固定された鋳
型形成パターン面に対して相対移動するかその逆である
ような新規且つ改良された装置を提供することにある。

本発明の他の目的ｊま、鋳造物の表面を改良し且つ突き
出し操作後に鋳型材料が鋳物に付着する量を少なくする
ための湿り剤を含んだ鋳型材料の内側層と、内側層の囲
りの湿り剤を含まない一連の層とを有する新規且つ改良
された鋳型を提供することにある。

本発明の他の目的は、実質的に全てのバインダーがキャ
ビテイーに注入された溶融材料からの熱によって酸化さ
れるような厚さを有する砂と有機バインダーとの混合物
によって鋳型キャビテイーを形成する内側第１層と、砂
と無機バインダーとの混合物によって構成される内側第
１層の囲りの一連の層を有する新規且つ改良された鋳型
を提供することにある。

本発明の他の目的は砂と未硬化樹脂バインダーとを混合
する第１部分と触媒をこの砂一未硬化バインダーと混合
する第２部分とを含む鋳型材料用の新規且つ改良された
連続混合器を提供することにある。

本発明の他の目的は、混合器の第１および第２部分の間
の流れを制御する制御可能な計算板を含むような前記目
的の新規且つ改良された連続混合器を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、パターン上に自動的に散布される
一連の鋳型材料の層が異なる有機または無機バインダー
を有していて、たたき出しと混合材料の再生を容易にし
且つ鋳造工程での発煙を最少にした新規且つ改良された
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、鋳型を高精度で且つ反覆可能に作
ることのできるプログラム制御された装置を有するよう
な新規且つ改良された鋳型製造装置を提供することにあ
る。

上記およびその他の本発明の目的および利点は鋳枠内に
置かれた鋳型形成用パターンの表面上に一連の鋳型材料
層を混合散布する分配器を設けることによって達成され
る。

この分配器とパターンとの間に制御された相対運動を行
なわせ且つ鋳造面上の特定の位置における鋳型キャビテ
イーに必要な鋳型強度に応じて分配器からパターン上に
散布される砂とバインダーとの比率を変える装置を含む
自動制御系が設けられている。

この自動制御系はフオレスタ達の米国特許第３０６９６
０８号に示された型式にすることができ、この制御系で
は制御テープにデジタル表示で複数の座標系に於ける所
望の運動量に対応する一連のブロック情報を与える。

この制御系の詳細はこの特許を参照されたい。

簡単に言うと、この制御系では、クロツク発振器によっ
て生じる一連のパルスかりニャインターポレーターに送
られ、このリニャインターポレーターはテープから読み
取った数値指令に応答して制御された各軸に対して別々
のパルス流を送る。

各軸に対するパルス流は均一な時間間隔を有し、各軸に
おける所望の移動を量的に表わしている。

これらのパルス流は各軸における移動を制御して空間に
所望の通路が与えられる。

彎曲経路がほしい時には、所望精度で所望曲線に近似し
た一連の互いに接近した直線部分をプログラミングする
ことによって達成できる。

本発明の混合兼分配装置は特にノーベーク型の方式に用
いるのに適していて、混合室へ樹脂と触媒を制御された
量で別々に供給する機構を含んでいる。

このため、混合室に供給される砂の容積を絶えず測定し
、その測定値を制御テープまたはドラムから得られる比
率数と組合せて各瞬間において混合室に供給される樹脂
の量を制御する。

同様な機構によって各瞬間において混合室へ供給される
触媒量を制御する。

分配装置には垂直に配置された自吸式混合室内で砂と、
樹脂と、触媒とを混合する装置が設けられており、混合
装置が砂一樹脂一触媒混合物の硬化によって詰まること
がないように触媒が導入される点より前方で砂と樹脂混
合物の供給を遮断する装置が設けられている。

制御系はさらに分配器からパターン上に堆積した成形用
混合物の層の厚さを自動制御する。

層厚制御はシステム制御テープまたはドラムから得られ
る供給速度数によって行うことができ、この場合、各区
域における混合ヘッドの移動速度を変えることによって
パターン上の別の位置での層厚を変えることができる。

逆に、自動匍脂系のりニャインタポレータ一部分に制御
パルスを送るクロツクの周波数を手動調節することによ
ってパターン上を通過するたびごとにその最初に混合ヘ
ッドの速度を制御することもできる。

以下、本発明の理解を助けるために、添付図面を用いて
詳細忙説明する。

第１〜５図を参照すると、ここには本発明の特徴を備え
た新規且つ改良されたプログラム制御される注文型製造
装置１０が示されている。

概念的に示した第１図からわかるよラに、この造型機和
は所定断面の型材料の流れを固定または可動のプラテン
１６上に取付けた鋳型枠１４内に下向きに放出する可動
混合分配ヘッド１２を含んでいる。

選択的に制御された可変の特性および厚さをもった成形
材料２０ａ ，２０ｂ ，２０ｃの連続層を形成するよ
うに鋳型枠内に堆積する成形材料２０に成形空洞を作る
ため、鋳物の形状をした鋳型空洞形成用パターン１８が
鋳型枠内に配置され、前記成形材料は、パターンの表面
上に堆積して鋳型枠をみたし、遂には所望のレベルに達
する。

分配ヘッド１２とパターン１８との間の相対運動は以下
で詳細に説明する本発明の自動制御系によって行なわれ
て、互いに直角な２つの水平軸線ｔ１Ｘ”とｔｔＹ １
Ｆと垂直軸線ｔｔＺ”の座標上で分配ヘッドが正確に制
御された状態で運動することによって、パターン表面上
に一連の材料層を配置することにより鋳型枠が満される
。

この場合、分配ヘッド１２はパターン上に所望厚さの層
を配置する任意の方法で鋳型枠１４上を移動することが
できる。

例えば、分配ヘッド１２は、それから放出される鋳型材
料の流れの巾によって決定される値だけ隔った平行軌道
内で鋳型枠１４を横切って前後運動してパターンに均一
な厚さの層を形成する、また、分配ヘッドは垂直軸線ｔ
′ｚ”に沿って上下に移動するように制御可能であり、
それによって分配ヘッドの下端出口から鋳型パターン１
８の表面までの移動距離を可変に選択、制御できるよう
になっている。

さらに、軌道の１つに沿った分配ヘッドの運動速度は、
以下で詳細に説明するように選択的に変えることができ
る。

次に第２．２Ａ，２８．２Ｃ図を参照すると、分配ヘッ
ド１２には一般に円筒状の混合室２２を含み、この混合
室２２は円錐台形の上端部２４とパターン１８上に鋳型
材料を分配するための放出出口２８を構成する下方開口
端を有する拡大下端部２６とを有 ている。

この混合ヘッドには複数の軸受３２によって支持された
垂直ローターシャフト３０が設けられており、このシャ
フト３０は混合ヘッド上端のＶベルト３４を介して電気
モーター３６によって駆動される。

鋳型材料であるケイ砂は第２図に示すように分配器の円
錐台形上端部２４の入口開口４０と連通したホツパ一部
分３８内に供給される。

この砂は無端ベルトコンベヤ４２によって供給される。

このベルトコンベヤはＶベルト４６を介して電気モータ
ー４４によって駆動される。

このモーターは混合ヘッドへの砂の流速が選択的に制御
、変更できるような電気的速度制御装置を備えた型式の
ものである。

また、分配ヘッド上のモーター３６は、混合ヘッド内の
ローターシャフト３０の速度が選択的に制御され且つ必
要に応じて変化できるとともにコンベヤベルト４２によ
って混合室内に供給されるケイ砂の流速すなわち流量と
一致できるような電気式速度制御装置を含んだ型式のも
のである。

混合室２２の中間レベルにおいて、ローターシャフト３
０には、複数の高さにおいて長さの異る複数の放射状混
合エレメント４８（第２Ａ図）が設けられており、これ
らの混合エレメントは混合室内における砂の流下落度を
遅らせて砂が可塑性樹脂バインダーと混合させる時間の
間砂を保持するようになっている。

フルフリルアルコールのような未硬化の可塑性樹脂バイ
ンダーは１つまたは複数の樹脂噴射ノズル５０かも混合
室の上側レベル内に導入される。

これらのノズルは樹脂を小さな液滴にして噴射して混合
エレメント４８によって旋回しながら混合室内を下方へ
流れる砂と均一に混合する。

樹脂と砂が完全に混合された後、混合物は混合室の下側
部分へと流入し、そこで樹脂を硬化するための触媒が導
入される。

触媒は拡大部分２６のすぐ上のレベルに設けられた１つ
または複数の噴射ノズル５４から導入される。

触媒が樹脂と砂の混合物と混合されると樹脂が硬化を開
始するので迅速且つ均一な混合が望ましい。

そのため、下側拡大室２６の触媒噴射ノズル５４のすぐ
下のローターシャフトにはファン状の混合エレメント５
６が取付けられている。

このファン状混合エレメント５６にはローターシャフト
３０上のカラーにヒンジ結合゜された複数の互いに隔て
られたインペラーが含まれる。

これらのインペラーは砂と樹脂の混合物を混合室の拡大
部分２６の壁面へ向って外向きに飛げとばし砂一樹脂混
合物内の触媒を完全に拡散させるヘラの役目をする。

混合物の下降運動はインペラーの傾斜面によって加速さ
れ、触媒が加えられた樹脂と砂との完全混合物が下向き
の流れとなって下方の鋳型枠１４内の鋳型パターン１８
の表面上に放出される。

必要な場合には、砂と触媒添加済み樹脂の混合物を放出
開口２８を介して外向きにさらに強力に放出させて鋳型
枠内のパターン１８の表面上の所定軌道をより均一に被
うようにするために、ローターシャフト３０の下端の近
くに補助的な投砂ブレード５８を取付けることもできる
。

正しい混合作用を行なわせ且つ所定の材料流を維持する
ように混合室２２の上部内に砂一バインダー混合物を収
容しておくために、混合室２２を横切る孔明き円板５１
が設けられており、この円板５１の中心にはシャフト３
０用の穴５３が形成されている。

円板５１上にはそれと協働作動する孔明き計量板すなわ
ち円板５２が設けられており、この円板５２は固定円板
５１に対して回転自在になっていて、この計量円板５２
が回転することによってその対応する孔が閉じたり開い
たりする。

そのために、円板５２のアーム５２ａが混合室２２の壁
に形成されたスリット５５を介して外にのびており、こ
のアーム５２ａに設けられた歯車部分５７はピニオン歯
車５７によって駆動されて、円板５２を円板５１に対し
て回転するようになっている。

次に、円板５２の運動を制御する機構を詳細に説明する
。

なお、計量円板５２は噴射ノズル５４の上方すなわち触
媒が砂一バインダー混合物内に導入される位置より上方
に配置されているという点に注意されたい。

従って、この装置の使用を中断したい時には、円板５２
を遮断して砂一バインダー混合物が触媒が導入される区
域内へ流下するのが防止できる。

装置の運転を停止すると、孔明き円板５２より下の触媒
を含んだ砂一バインダー混合物はヘッド１２の下部２６
から落下し、上記混合物が混合室内に残らないから、残
った混合物の硬化によって混合室２２が閉塞されること
がない。

分配ヘッド１２と鋳型枠１４内に収容された鋳型形成用
パターンとの間の相対運動を制御するために、分配ヘッ
ドは一対の平行案内レール６０上をＸ−Ｘ軸線に沿って
ころがり移動するフレーム７２上に取付けられている。

案内レール６０は水平軸線Ｘ−Ｘに対して直角な水平軸
線Ｙ−Ｙ上を横方向に移動可能な矩形フレームすなわち
キャリツジ６２上に載置されている。

キャリツジ６２は第５図に示すように車軸６６に取付け
られたローラ対６４を有し、これらのローラ６４は鋳型
枠とパターンを支持している台座１６０両側に配置され
た互いに隔てられたトラニオンベース７０上に設けられ
た一対の細長い平行軌道６８上に載置されている。

分配ヘッド１２はフレーム７２上を２−２軸線に沿って
垂直移動するように支持されていて、その下端出口２８
と鋳型形成用パターン１８の上側表面との間の間隔すな
わち距離が所望の値になるように選択的に調節できるよ
うになっている。

フレーム７２には車軸７６に取付けられた複数のローラ
７４が取付けられており、これらのローラ７４はキャリ
ツジ６２のレール６０上に載置されている。

水平軸線Ｘ−Ｘに対してキャリツジ６２上で分配ヘッド
１２の相対位置を制御するために、少なくとも１つのロ
ーラ車軸７６を適当な駆動列８０を介してこの車軸に結
合されているＸ軸用サーボモーター７８によって駆動す
る。

また、Ｙ軸におけるパターン１８に対する分配ヘッドの
位置決めは適当な駆動列８４を介して１つまたは複数の
駆動車軸６６に連結されたサーボモーター８２によって
選択自在巨つ変更自在に制御できる。

サーボモーター８２はキャリツジ６２をＹ−Ｙ軸線と平
行なレール６８に沿って前後に移動させ、サーボモータ
ー７８はフレーム７２をＸ−Ｘ軸線に平行なキャリツジ
のレール６０に沿って移動させる。

混合ヘッド１２は第５図に示すように・ネジ８８とブラ
ケット９０によって混合室２２とフレーム７２を駆動連
結しているサーボモータ８６によって２−２軸線に対し
て垂直方向に移動される。

以上の説明から、各サーボモータ７８．８２．８６は混
合ヘッド１２を鋳型形成用パターン１８上で正確な位置
に且つ選択された制御可能な移動速度で移動させるため
の正確な駆動力を出すことができるようになっていると
いうことは理解できよう。

鋳型材料であるケイ砂はホッパ−９２からコンベヤベル
ト４２上に供給される。

すなわち砂はホツパーの下側出口からその下のベルト上
κ直接放出される。

ホッパ−９２はキャリツジ６２と一緒に動く直立部材９
４に支持されている。

液体樹脂は容積型樹脂ポンプ９８の出力側に結合された
可撓性樹脂供給ライン９６（第３図）を介して樹脂入口
ノズル５００１つに供給される。

樹脂はタンク用供給ライン１０２を介して樹脂貯蔵タン
ク１００からポンプへと供給される。

また、触媒は可変容積型触媒ポンプ１０６の出力側に結
合されている可撓性触媒供給ライン１０４を介して触媒
噴射ノズル５４０１つへ供給される。

触媒ポンプへは第３図に示す供給ライン１１０を介して
貯蔵器１０８から触媒が送られる。

樹脂用および触媒用貯蔵タンクはキャリツジ６２と一緒
に移動するように取付けても、装置の近くの静止位置に
設置してもよい。

樹脂用および触媒用供給ライン９６，１０２，１０４，
１１０は全て混合ヘッド１２と相対運動できるように可
撓性のラインである。

本発明では、鋳型形成用パターン１８に対する混合ヘッ
ド１２の相対運動は、米国特許第３０６９６０８号に記
載されている型式の数値制御装置によって制御される。

この数値制御装置は樹脂ポンプ９８と触媒ポンプ１０８
の制御および鋳型枠１４内に鋳型材料を層状に散布する
ため混合室２２を通る鋳型材料の流れの制御と整合され
ている。

特に、この自動制御システムには第８図に示すようなバ
ンテテープ等の適当な制御媒体から生ずる一連の情報ブ
ロックを読み取るテープリーダー１１２（第７図）を含
んでいる。

このテープリーダー１１２の出力は緩衝記憶レジスター
１１４へ送られ、次の情報ブロックがテープ１１３から
読み出されると、緩衝レジスター１１４に記憶されてい
た情報が送り出されてアクティブ貯蔵レジスター１１６
内に貯蔵される。

一般に、前記の数値制御システムには、テープリーダー
、パンチテープおよび種々のレジスターが含まれている
。

テープ１１３上の各情報ブロックにはｘ，ｙ，Ｚ軸にお
ける所望の移動量に対応する一連の数値表示と、各軸線
における所望の移動方向に対応する数値表示が含まれる
。

さらに、各情報ブロックには混合ヘッドが所定距離を移
動する時間の間に混合室へ流入する樹脂の所望の体積又
は流れに対応する数値表示と、混合室２２への触媒の所
望の流れ又は体積に対応する数値表示とが含まれる。

さらに、テープ１１３に各軸線ｘ，ｙ，ｚにおける分配
ヘッド１２の速度に対応する数値表示を含むことができ
る。

パンチテープ１１３にはさらに以下で詳細に説明するよ
うにヘッド１２への鋳型材料の供給に関する情報も含む
ことができる。

通常２進化１０進法でアクティブ貯蔵レジスター１１６
内に貯蔵される数値表示は、クロック発振器１２０かも
一連のクロツクパルスを受けるリニアインターポレータ
１１８へと送られる。

このリニアインタポレータは各軸線ｘ，ｙ，ｚに対応す
るその出力ライン１２２，１２４，１２６上の指令パル
スの別々の流れを作ることによってアクティブレジスタ
ー１１６からリニアインタポレータに供給される数値応
答する。

特に、このリニアインタポレータは各出力ライン１２２
上に指令パルス流を出す。

この各指令パルス流はＸ軸での所定移動量に対応し、こ
れらの指令パルスは時間的に等間隔に離されていて、Ｘ
軸における移動距離の量を表わす。

また、ライン１ ２４ ． １ ２６上の分離パルス流
はＹおよびＺ軸線での移動距離（対応する。

ライン１２２，１２４，１２６上の指令パルスはＸ，Ｙ
，Ｚ軸用のパルスーコードーアナログサーボ機構１ ２
８ ， １ ３０ ， １ ３２へと送られる。

米国特許第３０６９６０８号に詳細に説明されているよ
うに、これらのパルスーコードーアナログ機構の各々に
は指令パルスが１つの入力に送られる逆転可能な２進化
カウンター（米国特許における加算レジスター１４０に
対応）と、この加算レジスターのコード化されたエラー
出力をアナログ信号に変換するデコーダーと、出力シン
クロを駆動する増幅兼サーボモーター、シクロシャフト
に機械的に結合されたポジションエンコーダー、このポ
ジションエンコーダーの運動を一連の応答ハルスに変換
し、この応答パルスを加算レジスターに戻し、その内部
で作られるカウントから指令パルスヲ減算スるためのポ
ジションコードコンバーターとが含まれる。

パルスコードーアナログーサーボ機構のシンクロ出力は
各制御車軸用駆動サーボモーターを制御するために用い
られる。

すなわち、このパルスコードーアナログ機構１２８はＸ
軸サーボモーター７８の運動を制御し、パルスコードー
アナログ機構１３０はＹ軸サーボモーターの運動を制御
し、パルスコードーアナログ機構１３２は２軸サーボモ
ーター８６の運動を制御する。

指令パルスはこれ以外の型式の装置によって各軸線にお
ける混合室２２の運動を制御するようにすることもでき
る。

例えば、適当な緩衝増幅器を介して指令パルスによって
Ｘ．Ｙ，Ｚ軸用のステップモーターを直接制御するよう
にしたオープンループ型のシステムを分配ヘッド１２の
運動ヲ制御するため用いることは当業者が容易にできる
ことである。

分配ヘッド１２の運動およびこの分配ヘッドによって作
られる鋳型用砂の砂一バインダー比率の変化を制御する
ための数値情報がパンテテープ１１３に貯蔵されている
場合を考れると、テープ１１３上の各情報ブロックには
テープリーダー１１２によって順次読み取られ且つ緩衝
貯蔵レジスター１１４内に貯蔵される一連の情報横列が
含まれるという点に注意されたい。

第８図の実施例では、各情報列はスプロケット孔１３４
の右の３つのビツドとスプロケット孔１３４の左の５つ
のビットとによって構成されている。

テープ１１３上の２進化情報の各横列によって示される
量は、テープの右側端の直ぐ横に示してある。

すなわち、テープ１１３の各ブロックの第１列の情報は
ｘ．ｙ，ｚ軸における一連の２進コード化された移動距
離と聯動方向とを示しているということは理解できよう
。

なお、ｘ，ｙ，ｚ軸での所望の移動量は、磁気テープあ
るいはパンチカードのような他の任意の方法でも表示で
きるということは当業者には理解できよう。

ｘ，ｙ，ｚ軸情報に続いて、第８図にサブブロック１３
６として示した一連の情報横列がテーブ１１３上に設け
られている。

このサブブロック１３６の情報の第１列は、ｘ，ｙ，ｚ
軸情報で与えられる移動時間中の樹脂流の所望体積に関
する一連の列であり、サブプロ，ツク１３６におけるこ
の一連の列は以下で詳細に説明するように樹脂流を制御
するのに用いられる所望の数値指令信号または設定位置
信号を構成している。

この樹脂流ブロック１３６の直ぐ後ろでテープ１１３上
に横列の第２ブロック１３８が設けられ、これは触媒流
量に関する情報ブロックで、このブロックの最後の３列
が所望触媒流に対応する数値指令または設定位置値を与
える。

触媒流情報に続いてテープ１１３上に設けられたサブブ
ロック１４０にはｘ，ｙ，ｚ軸における所望の最大速度
すなわち供給量に関する情報を示す横列が含まれ、この
サブブロック１４０の情報の次の３列によって分配ヘッ
ド１２の運動を制御するのに用いる速度用数値が与えら
れる。

サブブロック１４００次には以下で詳細に説明するよう
に砂一バインダー混合物に酸化鉄を添加するためのｏｎ
−ｏｆｆ情報を与える一列の情報列がある。

テープ１１３の最後の情報列は分配ヘッド１２がｘ，ｙ
，ｚ軸上を所定距離移動し終るまで情報の読み取りを停
止させるようにテープリーダー１１２を制御するブロッ
ク信号の最後の情報である。

リニアインタポレータ−１１８はクロツク発振器１２０
かも供給されるクロックパルスによって順次螺旋状に制
御される一連の分割ステージによって構成されている。

このリニャインタポレーター１１８の最後の分割ステー
ジがリセットされると、ライン１４２を介してテープリ
ーダー１１２に制御信号が供給され、テープリーダー１
１２がテープ１１３から次の情報ブロックを読むのが可
能になる。

各情報ブロックは緩衝貯蔵レジスター１１４に自動的に
貯蔵され、アクティブレジスター１１６に貯蔵された情
報はりニャインタポレータ−１１８によって利用されて
指令パルスが出されるので、米国特許第３０６９６０８
号に詳細に記載されているようにテープ１１３かもの情
報読み取りが不連続であっても分配ヘッド１１２は連続
運動する。

樹脂流および触媒流などに関するテープ１１３上の数値
情報を混合室１２の操作制御に用いる場合、この数値情
報は分配ヘッド１２への樹脂および触媒の流れを制御し
且つ計量板５２を調節する通常のプロセス制御系と同様
な制御系へ送られる。

特に、アクティブ貯蔵レジスター１１６内に貯蔵された
数値情報は多重チャンネル式デジタルーアナログ変換器
１４４へと送られる。

変換器１４４の各テヤンネルにはテープ１１３上の１つ
のサブブロック内の数値情報に対応する適当な制御信号
または設定信号が与えられる。

すなわち、この変換器１４４の出力接続器１４６に樹脂
容積制御アナログ信号が生じ、その出力接続器１４８に
は有機触媒流制御用アナログ信号が生じ、出力接続器１
５０にはアナログ速度信号が送られる。

ホッパ−９２からの砂の流れは必ずしも均一であるとは
限らないので、分配ヘッド１２のホツパ一部分３８へ各
瞬間ごとに供給される砂の体積に対応した電気信号を出
す必要がある。

このために、ホッパ−９２からコンベヤー４２Ｋ供給さ
れる砂の密度を連続的に測定するための砂密度検出器１
５２が設けられている。

この密度検出器１５２は例えばコンベヤ４２の上側走行
路の上方に配置された適当なガンマー線源１５４と、コ
ンベヤの下に配置されたガンマー線検出器１５６とによ
って構成されていて、単位時間当りに検出器１５６カ受
けるガンマー線数によってコンベヤベルト上の砂の密度
を測定する。

これ以外の任意の装置を用いてベルトコンベヤ４２上の
砂の密度を決定することもできる。

ベルトコンベヤ４２の速度はコンベヤ４２の速度に対応
している電気的出力コードを出すタコメーター１５８に
よって検出される。

砂密度検出器とコンベヤタコメーター１５８からの出力
信号は通常のプロセス制御系に用いられている電子モジ
ュールの形態にすることのできる乗算器１６０へ送られ
、この乗算器１６０の出力信号１６２は２つのアナログ
入力信号の積に等しい電気信号である。

この積は単位時間に分配ヘッド１２へ供給される砂の体
積を表わしている。

乗算器１６０の出力１６２は分割モジュール１６４へ１
つの入力として供給される。

この分割モジュールの他の入力はライン１４６上のデジ
タルーアナログ変換器１４４かも来る有機樹脂設定位置
信号として供給される。

テープ１１３上のサブブロック１３６のコード化された
樹脂容積数は鋳型枠１４内の特定位置における鋳型の強
度を特定なものにするために砂に加える樹脂の所望割合
を示す分数の形をしている。

この場合、樹脂容積数すなわちテープ１１３のサブブロ
ック１３６は一連の情報ブロックとともに変化して、ノ
ズル５０からの樹脂流を鋳型枠内の各位置で変え、それ
によって鋳型内の所定位置における砂一バインダー比を
異ならせることができることは理解できよう。

分割モジュール１６４の出力接続器１６６に生じるアナ
ログ出力信号は接続器１４６に生じる樹脂設定位置信号
に比例している。

例えば、接続器１６２上に生じる砂容積信号が５ボルト
で、２係の有機樹脂を混合室１２に加えなければならな
い場合には、接続器１６６の分割モジュール１６４の出
力信号は０．１０ボルトになる。

この０．１０ボルトの信号は樹脂流制御器１６８へ送ら
れる。

この制御器の出力は容積可変型樹脂ポンプ９８の運転条
件を制御する。

樹脂流制御器１６８へのフィードバック情報を出すため
、ポンプ９８の出力ラインに樹脂流量計１７０を設け、
それから出る電気的フィードバック信号はライン１７２
を通って樹脂流制御器１６８へと送られる。

従うて、単位時間当りポンプ９８によって送られる樹脂
の容積はテープ１１３上の樹脂容積数に応じて変化する
。

この場合、テープ上の樹脂と触媒の数値は砂容積の係で
はなく単位時間当りの砂重量の係で表わされるというこ
とは理解できよう。

触媒の必要敬は各瞬間に於いて用いられる樹脂量によっ
て決まるので、樹脂流制御器１６８に送られる制御信号
に従って触媒流を制御する必要がある。

このため、分割モジュール１６４の出力信号が分割モジ
ュール１７４０１つの入力として加えられる。

このモジュール１７４の他方の入力には変換器１４４か
らの触媒設定位置信号または制御信号が加えられる。

例えば、樹脂流の３０係に等しい容積の触媒流が望まし
い時には、分割モジュール１７４の出力が出力接続器１
７６上に０．０３３ボルトの信号を与えるようにする（
前記の例のように、分割器１６４からの出力信号は０．
１０ボルトと仮定する）。

分割モジュール１７４の出力は触媒ポンプ１０６を制御
する有機触媒流制御器１７８へ送られる。

ポンプ１０６の出力ラインに設けられた触媒流量計１８
０から出されるフィードバック信号はライン１８２を介
して触媒流制御器１７８の別の入力へと送られる。

従って、ポンプ１０６は樹脂流の容積の３０係の流れに
調節されて、この量の触媒が可撓管１０４を介して触媒
ノズル５４へと送られる。

ノーベーク型バインダーの分野では、多数の樹脂−バイ
ンダー組み合せによって優れた結果が得られ、それらの
組合せが本発明の装置に特に適している。

有機バインダーにはさらにアルコール樹脂、アルキド樹
脂、フェノール樹脂が含まれ、無機バインダーにはケイ
酸ナトリウムや水ガラス等が含まれる。

フルフラルアルコール樹脂は尿素によって変性したもの
でも良い。

この樹脂系の典型例を次に示す。

（洗浄し、米国鋳造協会のスクリーン寸法の＃５０−６
０で篩別したＳｉ０２を９８係含む）ケイ砂の各４５４
ｇ（１００ポンド）に、砂の重量を基礎に１、１〜２．
０係の比の樹脂を添加する。

リン酸のような樹脂用触媒を樹脂の重量を基準にして３
０〜４５係の範囲で添加する。

硫酸のような他の触媒を樹脂重量を基準にして２０〜３
５係の範囲で用いることもできる。

少し高価であるが（Ｔ．Ｓ，Ａ．とよばれる）サルポリ
ツク酸を用いるとリン酸よりは少ない割合で使用でき、
この触媒は鋳型内で完全に燃焼して、触媒残渣を殆んど
残さないという利点がある。

樹脂に対する触媒の比率は硬化時間Ｋ影響を与え、触媒
が多くなると、硬化が速くなる。

例えば、通常賦合状態で樹脂Ｋ対する触媒比（リン酸）
が３３係の場合、平均作業時間は３０分である。

触媒を５係に下けると、作業時間は４０分に増加し、触
媒を１０％に上げると作業時間は２０分になる。

前記の砂一樹脂一触媒例を用いる場合、これら混合物と
接触するパターン１８および他の作業面に適当な離型剤
を塗布しておく必要がある。

鋳型混合物をパターン表面上に散布する前に、パターン
の混合ヘッドに離型剤を塗布して鋳型２０から容易に離
型できるようにする。

この離型剤としては例えばオハイオ州、クソーブランド
のアシュランド ケミカル コンパニーから市販されて
いる登録商標ＺＩＰ−ＳＬＩＰ．ＬＰ−１５がある。

前記樹脂系の場合、砂が約２７℃（７５°Ｆ）の室温下
にあるとき約６０分のストリップ時間となる。

アシュランド ケミカル コンパニー技報／ｌ６５４１
０−１と５４１５にはフルフラルアルコール樹脂および
各種触媒の特性が詳細に説明されている。

本発明に適したこの他の樹脂系には乾燥剤を含んだアル
キド樹脂とイソシアネート触媒とが含まれる、イリノイ
型の５０〜６ ０ Ａ．Ｆ．Ｓ．洗浄済みゲイ砂の４５
４ｇ（１００ポンド）に、砂重量を基準にして、１．２
〜２．１係の範囲で樹脂を添加する。

この樹脂の場合、砂重量を基準にして０〜１０係の範囲
で鉛やナフテン酸コバルトのような乾燥剤を予め混合し
ておく。

この樹脂一乾燥剤混合物を上部ノズル５０から混合ヘッ
ド１２内へ供給する。

イソシアネート触媒は樹脂重量を基準にして１８〜２０
係の範囲で用いる。

アシュランドケミカル コンパ二一の技報５４０８−２
および５４１１−２にはこの樹脂系の他の特性が説明さ
れている。

ノーベークの無機バインダーとして適当なものは砂を基
準に約３係のケイ酸ナトリウムがあり、このバインダー
重量を基準にして触媒として酢酸グリコールな１０〜１
５係の範囲で用いる。

この材料を洗浄済みの５０〜６ ０ Ａ．Ｆ．Ｓ．のケ
イ砂と混合することによって重い密度の高い鋳型混合物
が得られる。

また、作業時間およびストリップ時間はバインダーに対
する触媒の比を変えることによって調節できる。

上記数値制御システムは従来の部品とプログラム技術に
よってプログラム化されて、テープ１１３上の一連の情
報ブロックは、鋳型枠１４内を移動中の分配ヘッドをパ
ターン１８の輪郭と大体一致する軌道上に動かすために
有効である。

多くの場合、分配ヘッド１２がテープ１１３上のｘ，ｙ
．２軸情報によって定められるプログラム化された軌道
に沿って移動する時の速度を制御することが望ましい。

すなわち、分配ヘッド１２かも常に一定容量の混合物が
散布されると仮定すると、分配ヘッドを所定の軌道に沿
ってより速く移動させて、パターン上に散布される層の
厚さを鋳型枠上全部であるいはパターンの一定区域上で
薄くするようにするのが望ましい。

あるいは、砂一バインダ比を一定にしたまま、パターン
の特定区域のみを厚くし、その区域を付加的に強くする
ために散布する層の厚さな厚くするようにパターンの特
定区域で分配ヘッド１２の移動を遅くすることも望まし
い。

本発明の他の観点では、テープ上に与えられたｘ．ｙ，
ｚ軸情報によって定められる所定軌道での分配ヘッドの
移動速度を制御する情報値をデープ１１３上に与えてあ
る。

特に、サブブロック情報１４０によって定められる速度
値はアクティブレジスター１１６に貯蔵され、変換器１
４４でアナログ信号に変換され、分割モジュール１８４
０１つの入力として加えられる。

分割器１８４の他の入力には乗算器１６０かもの出力信
号１６２が加えられ、これは分配ヘッド１２へ送られる
砂の容積を示している。

分割器１８４はライン１５０上の軌道速度設定位置信号
によって定められる比率に従った出力信号を出し、砂の
容積信号のプログラム化されたパーセント値の信号が分
割器１８の出力ライン１８６に出される。

この出力信号１８６はクロツク周波数制御回路１８８に
送られ、その出力はライン１９０を介してクロツク１２
０へ送られる。

従って、リニアインタポレーター１１８に加えられるパ
ルスの周波数はテープ１１８上の速度値に従って変化す
る。

このことは３つの軸に対する指令パルスがテープ１１３
上の指令値に応じて生じる速度がテープ１１３上の速度
値に応じて変わるということを意味している。

従って、所定区域内あるいは鋳型粋の全軌道上で分配ヘ
ッド１２が移動する速度は、前記特定区域における適当
な速度コードを所望通りに選択することによって変える
ことができる。

多くの場合、パターン上に散布される最初の層の酸化鉄
のような湿れ剤を所定割合だけ添加して付着を減少させ
且つ鋳型工程において鋳造される金属表面をなめらかに
するのが好ましい。

本発明では酸化鉄のような湿れ剤を鋳型枠１４上を通る
１回または複数回の通過時に完全に自動的に選択的に添
加できる。

鋳型キャビティーに注入される材料の型式に応じて異る
湿れ剤を用いることもできる。

特に、検出器１５２より先の点でコンベヤ４２上には酸
化鉄貯蔵ホッパ−１９２が設けられており、このホツパ
ーには酸化鉄をコンベヤベルト４２上に所定量の流れを
作ったり完全遮断するｏｎ−ｏｆｆ 制御器１９４が設
けられている。

テープ１１３には別の１つの制御数が設けられており、
これはサブブロック１４０の次の列の単一２進ビットに
することができ、このビットは変換器１４４０チャンネ
ルの１つによって検出されて、ライン１９６を介してｏ
ｎ ｏｆｆ 制御器１９４へとｏｎ−ｏｆｆ信号が送
られる。

砂一バインダー混合物に酸化鉄を加えるべきだというこ
とを指示する２進化酸化鉄信号がテープ１１３上に与え
られるとき、それにｏｎ−ｏｆｆ 制御器１９４が応答
してホッパ−１９２が所定量だけ開き、所定係の酸化鉄
が砂に加えられる。

すなわち、パターン上での最初の通過時に酸化鉄を添加
したい時には、テープ１１３の各情報ブロック九酸化鉄
を信号で与えておく、あるいは、第１回通過の最初にテ
ープ１１３に単一制御数を与えておいて、この制御数を
テープリーダー１１２が検出した時にｏｎ−ｏｆｆ 制
御器１９４がｏｎ位置にセットされるようにしてもよい
。

第１回通過後あるいはホッパ−１９２を遮断したい時に
はいつでも、テーグ１１３上の適当な位置に他の制御数
を与えておいて、この第２の制御数に応答してｏｎ一ｏ
ｆｆ制御器がホッパ−１９２を閉じるようにする。

この構成によって各情報ブロックに対してテープ上に酸
化鉄数をプログラムする必要がなくなる。

本発明の他の重要な観点によって、この自動制御系は鋳
型形成工程の所望の点において有機バインダーと触媒か
ら無機バインダーと触媒までの範囲で自動的に変えられ
るように構成されている。

かかる構成は、先ず有機バインダーと触媒の薄い初期層
をパターン１８上に散布し、次いで無機バインダーと触
媒を用いて初期層上に次の層を散布できる利点がある。

このようにして鋳型を作ると、鋳造工程時に溶融金属と
接する有機バインダーを含む比較的薄い層が工程中ほと
んどけむりを生ぜずに燃えて完全に酸化される。

鋳型の残りの部分を構成する無機バインダーは酸化され
ず、そのため鋳造工程全体を通じて発生する有害ガスや
けむりの量が少なくなり、大気汚染防止の点からも望ま
しいことである。

この目的のため、無機バインダー貯蔵タンク２００が設
けられ、そこから容積可変型ポンプ２０２にケイ酸ナト
リウム（水ガラス）のような無機バインダーが供給され
る。

さらに、無機触媒として作用する稀釈された無機酸を容
積可変ボンプ２０６に供給する無機触媒貯蔵タンク２０
４が備えられている。

ポンプ２０２の出力は適当な逆止弁を介して無機バイジ
ダー噴射ノズル２０８へと送られる。

このノズル２０８は有機バインダーを噴射する噴射ノズ
ル５０に対応していて、有機バインダーを導入するため
に使われ、混合室２２の周囲の別の位置に設けられてい
る。

容量可変ポンプ２０６の出力は有機触媒噴射ノズル５４
の直径方向反対側にある適当な無機触媒噴射ノズル２１
０へと送られる。

容量可変ポンプ２０２，２０６と組合された流量制御器
にフィードバック信号を送るために流量計１ ７０ ，
１ ８０に対応した適当な流量計２１２，２１４が設
けられている。

有機バインダーと触媒の流れを無機バインダーと触媒の
流れに自動的に切換えるために、テープ１１３上には適
当な切換え情報が与えられている。

例えば、サブブロック１３６のａｔ ａｔｙｏ列の２進
化数は有機バインダーを用いる時には第１表示”ａ−１
”にし、無機バインダーを用いる時には第２表示″ａ−
２”にすることができる。

サブプロツク１３６内の残りの３列の情報列は有機パイ
ンダーか無機バインダーのいずれかの数値にセツ７ トされる。

同様に、サブブロック１３８の”ｂ”の列の孔によって
有機触媒（ｂ−１）か無機触媒（ｂ−２）かを表示させ
るようにすることができる。

このサプブロック１３８の残りの３つの情報列は有機触
媒か無機触媒かの設定位置の値を与えることになる。

デジタルーアナログ変換器１４４には第７図に示すよう
に各値ａ−１ ＊ ａ−２ ＊ ｂ−１ ｓｂ−２、用
に別々のテヤンネルが設けられている。

無機バインダーおよび無機触媒の設定値は各分割器２１
６，２１８へと送られる。

これらの分割器のライン１６２には第２人力として砂速
度信号が供給される。

分割器２１６の出力は無機バインダーポンプ２０２を制
御する無機バインダー流制御器２２０に送られる。

一方、分割器２１８の出力はポンプ２０６を制御する無
機触媒流制御器２２２へ送られる。

これらの無機バインダーおよび触媒制御器２２０ ．２
２２は前記の樹脂流制御器１６８と触媒流制御器１７８
に関して説明したものと同じであるので、ここではこれ
以上説明をしない。

今、有機樹脂および触媒を用いる時には、変換器１４４
０ａ−１およびｂ−１ラインから分割器１ ６４ ，
１ ７４に設定位置情報が送られ、一方、ａ−２および
ｂ−２ラインからは分割器２１６，２１８には入力が送
られず、従ってポンプ２０２，２０６は閉じている。

従って、パターン１８上の最初の通過時には、有機７４
′インダーと触媒とが砂と混合されてパターン上に散布
される。

パターン上のその後の通過時に無機バインダーと触媒を
用いたい場合には、サブブロック１ ３６ ， １ ３
８のａとｂの情報列に各々ａ ２＊ｂ ２のコード
を入れて、変換器１４４かも分割器２１６．２１８に設
定値情報が送られ、分割器１ ６４ ， １ ７４には
入力が送られないようにする。

これによってタンク２００ ，２０４からの無機バイン
ダーと触媒が、残りの鋳型製造工程におけるその後の通
過のために砂と混合される。

また、無機および有機のいずれのバインダーを用いる場
合でも、テープ１１３上の設定値を適当に変えることに
よって所定の位置で砂に対するバインダーの比率を変え
ることはできる。

無機ハインダーでも有機バインダーでも砂に対するバイ
ンダーと触媒の比率を一定に維持したい時には、有機バ
インダーか無機バインダーかを使用したい時には、その
バインダーを使う通過の最初にサブブロック１ ３６
， １ ３８に対応する単一の情報サブブロックを用い
ることができ、こうしてテープ１１３上の各情報ブロッ
クにサブブロック１ ３６ ， １ ３８に設ける必要
を無くすことができる。

しかし、無機か有機かいずれかを選択制御し且つ残りの
通過に対して砂一バインダー比率を一定にするために単
一の初期サブブロック情報のみを用いる時には、前記通
過時にアクティブ貯蔵レジスター１１６内に有機または
無機の設定値を保持して、この間はこの設定値で混合操
作を制御するようにする必要がある。

これは当業者には簡単に理解できるであろうが、サブブ
ロック１３６，１３８に対応するアクティブ貯蔵レジス
ター１１６内のチャンネルに適当なフィリップフロツプ
を設けることによって行うことができる。

混合操作を始めるためには、混合室２２内に十分な量の
砂を入れてよく混合させる必要がある。

そのために、先ず最初は計量板５２を閉じておく。

コンベヤ４２から砂が混合室２２内に入れられて、駆動
モーター３６が混合室２２内で移動させる砂の量が多く
なるにつれて、モーターに加わる負荷が多くなる。

モーター３６への負荷が増加すると、電源からの電流も
増加するので、これをフィードバック信号として利用し
て、計量板５２の平均開口位置を制御することができる
。

具体的にいえば、駆動モーター３６の３相電線の１つに
電流計２３０を接続し、モーター３６によって使用され
る電流に比例した出力信号を出し、従って混合室２２内
でこのモーターによって回転される砂とバインダーとの
量を出す。

混合室２２内の所望の負荷状態に対応する一定設定値を
出すために負荷設定用電圧計２３２（第７図）が用いら
れている。

この設定値信号は混合ヘッド負荷制御器２３４へ送られ
る。

制御器２３４の出力は計量板１駆動モーター２３６（第
３図）へ送られる。

このモーター２３６は適当な減速機構を介してピニオン
歯車５９（第２Ｂ図）を駆動し、計量板５２を回転させ
る。

電流感知器２３０の出力は負荷制御器２３４へ可変入力
として送られる。

混合ヘッドモーター３６に負荷がなく、電流感知器２３
０からは低出力しか出ない時には、計量板５２が閉じる
ように制御器２３４がモーター２３６を制御する。

逆に、混合室２２内が砂で充満して混合ヘッドモーター
３６の負荷が増加した時には、電流感知器２３０から出
る信号が電圧計２３２で定められる設定値に近ずき、計
量板５２が動いて開放または中間位置になる。

混合室内への砂の流れのわずかな変動は制御器２３４に
よって補償される。

すなわち、負荷の少変動は電圧計２３２によって定めら
れる設定値に対して電流感知器２３０の出力変化として
表われる。

その結果、制御器２３４は分配ヘッド１２かもの砂、バ
インダーおよび触媒混合物の流れを実質的に一定に維持
するように作動する。

しかし、コンベヤ速度の変化によって混合室２２内への
砂の流れに大きな変化が生じた時には電圧計２３２を再
調節して、制御器２３４が作動し得る適当な中間値にす
る必要がある。

本発明によれば、複数層２０ａ ，２０ｂ．２０ｃ・・
・・・・をもつ鋳型２０を自動的に作ることができ、そ
の内層は厚みを有して有機バインダーを含み、しかも砂
一バインダーの混合物は層２０ａ中の全部のバインダー
が鋳型空洞中の溶融材料の熱によって完全に酸化し燃焼
するような砂−バインダー比率を有する。

他の層２０ｂ ．２０ｃ等は無機バインダーで作ること
ができ、その結果、鋳型内に有機バインダーが残ったり
、有機バインダーが完全に酸化せず単に部分的に酸化し
て鋳造工程で大気汚染となる問題を少なくすることがで
きる。

さらに、有機バインダーは実質的に完全に燃焼して残渣
はほとんどなく且つ外側層２０ｂ ，２０ｃ ．２０ｄ
等の無機バインダーは経済的に再生処理することができ
るので、本発明の鋳型２０は従来のノーベークのバイン
ダーに比べてより経済的になる。

さらに、本発明鋳型は経済的に製造できると同時に、酸
化鉄（グレーアイアン鋳造に対して）のような湿れ剤を
混合し、単に内側層２０ａのみに入れて、鋳型面を良く
し且つ鋳型と鋳物との間の付着を少なくすることができ
る。

従来法では、単一の鋳型に対して制御しながら２種類の
バインダーを用いることは実際には不可能または極めて
困難であり、さらに湿れ剤を用いる場合には、酸化鉄は
単に溶融金属と直接接触するキャビテイーの壁面にのみ
必要である場合でも鋳型に用いる鋳型砂の全量に単純に
酸化鉄を加えなげればならなかった。

以上、本発明をいくつかの実施例について説明してきた
が、この他の変形例や実施例は本発明の原理の精神およ
び範囲内に入ることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって構成された新規且つ改良され
た鋳型製造装置の概念的斜視図。 第２図は、第１図に示した装置の混合分配ヘッドの拡大
垂直断面図、第２Ａ図は、第２図の２Ａ−２Ａ線による
水平断面図、第２Ｂ図は、第２図の２８一２Ｂ線による
水平断面図、第２Ｃ図は、第２図の２Ｃ−２Ｃ線による
水平断面図、第３図は、混合分配ヘッドを制御する制御
系の部品を含む本発明の自動制御系のプロセス制御系部
分のブロックダイヤグラム、第４図は、第１図の装置の
平面図、第５図は、第１図の装置の１部の垂直側面図、
第６図は、本発明の特色によって構成される装置の他の
実症例の第１図と同様な概念的斜視図、第７Ａ，７８図
は、第３図に詳細に示されているプロセス制御部を有す
る本発明のテープ制御式自動制御系のブロックダイヤグ
ラム、第８図は，本発明の自動制御系用制御テープの概
念図。 １２・・・混合分醗ヘッド、１４・・・鋳型枠、１６・
・・台座、１８・・・パターン、２０・・・鋳型材料、
２２・・・混合室，３０・・・回転シャフト、３６・・
・モーター、３８・・・ホツパー、４２・・・ベルトコ
ンベヤ、４４・・・モーター、５０・・・樹脂噴射ノズ
ル、５２・・・計量円板、５４・・・触媒ノズル、５６
・・・混合エレメント、６０・・・案内レール、６２・
・・キャリツジ、６８・゜゜平行軌道、７２・・・フレ
ーム、９２・・・ホッパー、７８．８２．８６・・・サ
ーボモーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳型成形パターン装置上に砂とバインダーとの混合
   物を含む鋳型材料の層を分配するための分配装置と、 複数の移動軸に沿って分配装置とパターン装置との間で
   相対運動を行なわせるための相対運動用装置と、 分配ヘッドの所望の移動通路に沿った異なる位置に対応
   する複数の指令情報群な有する数値制御装置であって、
   前記通路に沿った位置のうち異なる位置のところでの砂
   とバインダーの異なった所望の比率に対応する指令情報
   な有する装置と、前記数値制御装置を感知し、前記位置
   の情報に対応する第１制御信号を出し、この第１制御信
   号により前記通路に沿って分配装置とパターン装置との
   間に相対運動を生じさせることができるように前記相対
   運動用装置を制御する装置と、前記数値制御装置を感知
   し、砂とバインダーの所望の前記比率に対応する第２制
   御信号を出し、前記第２制御信号に従って分配装置への
   砂とバインダーの供給を制御するための装置と、から成
   る鋳型製造装置。 ２ 前記数値制御装置が、前記パターン装置上へ順々に
   複数の層を分配するための指令情報を有することを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の鋳型製造装置。 ３ 前記数値制御装置が、層をパターン装置上へ配置す
   るとき層の厚さを選択的に変えるための指令情報を有す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の鋳
   型製造装置。 ４ 鋳型材料の第１層が砂と有機バインダーの混合物か
   ら成り、第２層が砂と無機バインダーの混合物から成る
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の鋳型
   製造装置。 ５ 前記第１層が、鋳造工程中溶融材料と接触するとき
   有機バインダーのほぼ完全な酸化物を提供するような寸
   法を有することを特徴とする、特許請求の範囲第４項に
   記載の鋳型製造装置。 ６ ｍ記第１層のバインダーが触媒添加樹脂材料から
   成ることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の
   鋳型製造装置。 ７ 前記第２層のバインダーが触媒無機バインダーから
   成ることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の
   鋳型製造装置。 ８ 分配装置と鋳型成形パターン装置との相対運動中、
   鋳型成形パターン装置上に砂とバインダーとの混合物を
   含む鋳型材料の層を分配する分配装置と、 前記分配装置に砂を供給する砂供給装置と、前記分配装
   置にバインダーを供給するバインダー供給装置と、 制御装置とよりなり、 前記制御装置が前記パターン装置に対する前記分配装置
   の相対位置に応じた前記混合物中の砂とバインダーとの
   所望比率を表わす第１制御信号を出す装置と、単位時間
   当り前記分配装置に供給される砂の容積に比例する第２
   信号を出す装置と、前記バインダー供給装置を制御して
   、前記分配装置によって分配される混合物中の砂とバイ
   ンダーとの前記所望比率を得るために前記第１および第
   ２制御信号でもって共働的に制御される装置とを含む鋳
   型製造装置。 ９ 前記制御装置が、さらに、デジタル信号を記憶する
   装置と、第１匍■信号を出すために前記記憶されたデジ
   タル信号によって制御される装置とを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第８項に記載の鋳型製造装置。 １０バインダーは樹脂であり、バインダー供給装置が触
   媒を分配装置に供給する触媒供給装置とを有し、制御装
   置が、さらに、混合物中の触媒とバインダーとの所望比
   率に相当する第３制御信号を出す装置と、前記触媒供給
   装置を制御して、混合物中の触媒とバインダーとの前記
   所望比率を得るために前記第１、第２および第３制御信
   号でもって共働的に制御される装置とを含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第８項に記載の鋳型製造装置。 １１ 制御装置が、さらに、デジタル信号を記憶する装
   置と、第３制御信号を出すために前記記憶されたデジタ
   ル信号Ｋよって制御される装置とを含むことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１０項に記載の鋳型製造装置。 １２分配装置と鋳型成形パターン装置との相対運動中、
   前記鋳型成形パターン装置の上に砂とバインダーとの混
   合物を含む鋳型材料の層を分配する分配装置と、 砂を前記分配装置に供給する装置と、 制御装置とよりなり、 前記制御装置が前記パターン装置に対する前記分配装置
   の位置に応じた砂とバインダーとの所望比率を得るべく
   単位時間当り前記分配装置に供給される砂の容積に比例
   する第１制御信号を出す装置と、前記パターン装置に対
   する前記分配装置の所望速度に相当する第２制御信号を
   出す装置と、前記分配装置と前記パターン装置との間の
   相対運動の速度を制御するために前記第１および第２制
   御信号でもって共働的に制御される装置とを含む鋳型製
   造装置。 １３制御装置が、さらに、分配装置とパターン装置との
   間の相対運動の所望速度に相当する速度制御信号を出す
   装置と、分配装置とパターン装置との間に相対運動を生
   じさせるために前記速度制御信号でもって少なくとも部
   分的に制御される装置と、分配装置に供給される砂の容
   積の変化に従って前記速度制御信号を変更する装置とを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の
   鋳型製造装置。