JPS62220245A - 熱風通気式鋳型造型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は熱風通気式鋳型造型装置、とりわけ鋳型硬化ガ
スも併用し得る熱風通気式鋳型造型装置に関する。 従来の技術 熱硬化レジンを用いたシェル鋳型及びホットホックス用
造屋機の場合は金型ｆ２００℃以上に加熱しなければな
らないため金型の熱歪が太きく鋳型の寸法精度が悪いこ
とが知らｎている。また、フランレジンを用いたホット
ボックス法の場合は、金型に加熱さｎた鋳型表層部は硬
化するが内部は取出後、余熱と自硬性によって経時硬化
するため時として変形することがある。 シェル鋳型造型法及びホットゲツクス鋳型造型法に金型
で焼成硬化する時、煙を発生し、環境を汚染することも
仰ら几ている。 コールドボックス造型法に鋳型硬化時間が環境製置に大
きく左右さｎ、また、コールドボックス造型法に於ては
寒冷期の鋳型硬化を促進するため加温した原砂に粘結剤
を混合して鋳物砂とする例があるが、粘結剤の対熱性質
と砂の可使用時間の関係上３０℃程度の加温が限度であ
り、通ガス硬化時間の短縮にも限界がある。 トリエチルアミン（Ｔ、Ｅ、Ａ）やジメチルエチルアミ
ン（＋）、Ｍ、ｇ、Ａ）を硬化ガスとして用いるコール
ドボックス造型法に於ては、寒冷期にＴＪ３．Ａ或いは
キャリヤーエアーを３０〜ｊＯ℃程度に加温する例にあ
るが引火性の問題で高温加熱出来ず、また。 金型が常温であるため効果が乏しい欠点がある。 水ガラスを粘結剤とした鋳型にＣＯ２ガスを通気して硬
化させる手段は古くからＣＯ２法として矧らｎているが
、高圧ボンベから取出さ几るＣＯ２ガスの気化熱による
機器凍結を防ぐために圧力調整器にヒーターを内蔵した
ものが市販さ几ているが、凍結防止のためであり、高温
ガス通気の思想にになっていない。ＣＯ２法は、　００
．ガスを過剰に通気すると却って鋳型強度が劣化する欠
点と、適業のＣＯ２ガス通気でに硬化後長時間放置すｎ
は高強変になるが初期強度は低く、高速自動造型機によ
ジ造型する場合は鋳型取出が困磯であ！；ｌ、ＣＯ２法
の高速自動造型機は作らｎていないことも昶ら几ている
６ＣＯ２法の場合、高い初期強度を得るため、及び経時
吸湿劣化を見込んで水ガラスの添７１Ｏｆを多くするこ
ともあるが、「砂の流動性が悪い」「鋳型の耐火性が下
り注湯後の崩壊性が悪くなる」「古砂の再生が難しい」
などの欠点があり、このため、初期強度同上と崩壊性同
上のため樺々の二次添訓剤が工夫さ几て来たが高速自動
造型機に適用できる段階には至っていない。 上記のごとく加熱金型で熱硬化性鋳型を生産する加熱造
型手段と、常温金型内の鋳型に常温或いｆｌ　３０−　
！　０℃の温風を併用してガツシングするガス硬化法（
コールドボックス法）による造型手段などがあるが、従
来の加熱造型法とコールドボックス法の中間的脊圧であ
る「加熱金型を用いた熱風通気造型装置」に開発さｎて
いない現状である。 発明が解決しようとする問題点 前述の如き従来方式の諸欠陥の解決、即ち、鋳型の寸法
精度の同上、変形防止、環境汚染防止、硬化ガス通気時
間の短縮化、高速自動造型への適用性、粘結剤たる水ガ
ラス添加量の減量化及び二次添加剤の不要化等の改善を
達成しようとするものである。 間砥点を解決するための手段 本発明者等に前述した従来方式の諸欠陥を解決するため
に種々検討、実験の結果、本発明の熱風通気式鋳型造型
機の開発に成功したものであり、本発明の技術的構成は
前記特許請求の範囲各項に明記したとおりであるが、本
発明鋳型造型装置の一具体例を示す添付図面に基づいて
更に詳述する。 第１図に本発明装置の配置関係を例示する概略図であり
％／、ｌ′に押出機構および場合によってはヒーター等
を内蔵する金型であり、λ、２′に金型取付用グイプレ
ート（チャンバ一式）であり、金型開閉用シリンダー３
により可動側金型／を開閉する通常矧ら１ている金型組
立体である。≠にガツシング兼熱風通気ヘッドであり、
圧着シリンダー！の作動により金型吹込面に圧着さ几る
機構としである。６は熱電対を示し、ダづプレートチャ
ンバー内を通過する排気の測温を行なうものである。７
は熱交換器であり、その構成に第２図及び第３図に図示
する構造であり、この熱交換器は本出願人の−１がさき
に提案し、実用新案登録（実公昭！ｒ−ｊ６１／１４号
）さｒ

【た「気体７１０ｆＰｙ装置Ｊに若干の改良を施
した機構であり、その構成は後述する。 ガツシング兼熱風通気ヘッド≠への熱風及び硬化ガスの
通気管路に第１図図示のとお、りであるが、こｆら管路
には必要に応じ熱風および／贅たに硬化ガスを通気する
ために、ヒーター♂、逆止弁ヂ。 ス ／λ、　　トップバルブ１０．１１％絞り升／３゜電磁
弁／≠、／！、／７及び減圧弁／４　、／♂等を具備し
ている。 第２図に本発明に用いる熱交換器の一例を示す縦断面図
、第３図に第２図の■−■線に沿った横断面図であり、
こ几ら図面において、２１ｆｌ断熱層外筒、コ２に加熱
室外筒、２３及びコ弘にストレーナ−１２５に継手、２
ｔはヒーター、コアは熱電対、ｘｒｒＨ鋼球、鋼球等か
らなる熱伝導体、コタに断熱材からなり、人にエアー／
硬化ガス人気ボート、Ｂは環状のエアー／硬化ガス人気
チャンバー、Ｃに加熱室、Ｄは熱風／硬化ガス出口をそ
ｎぞｎ示す。 第≠図はｐｐＩ父換器の別の例を示す断面図であり。 この熱交換器に金型組立体の吹込面に直接圧着して使用
し得る機構としたものであって５図中、　３／はエアー
／硬化ガス送気ヘッド、３２及び３弘にストレーナ−１
３３はヒーター、３！に熱伝導体、３ｔｆＪ、ｒ！！ｒ
熱材、Ｅはエアー／硬化ガス人気口、Ｆにエアー／硬化
ガス人気チャンバー、　ＧｒＸ、熱ＭＡ、／硬化ガス出
口側からなっている。 本発明の熱風通気式鋳型造型装置の作動態様を第１図に
基づき詳細に説明する。 シリンダー３にてクランプさｎた金型／、／′内の空洞
部（図示せず）に鋳物砂を吹込み（吹込手段に図示せず
）次いで送気ヘッド弘を金型／、／′に圧着シリンダー
！にて圧接し、１！Ｓ弁１４！によって金型／、／′内
の鋳型に硬化ガスを通気する。 次いで、を磁弁ｌ夕によって低圧エアーを熱交換器７に
送気する。その後さらにｔＭｉ弁１７によって高圧エア
ーを熱交換器７に送気し、熱風を金型ｌ、／′内の鋳型
に送気することによって鋳型を硬化させる。 硬化ガスを通気する方法； （／ｌ　　パルプＩｆｆ閉、パルプＩＯを開にして上記
手＋１１１１で鋳型を硬化さぜる方法、−）バルブ／／
を閉、バルブ１０を開にして熱風通気後に硬化ガスを通
気さぜる１云。 （３）バルブ／／ｆ閉、パルプ１０ｆ開にして硬化ガス
と熱風を同時に通気させる方法。 （４）バルブ１０を閉、バルブ／／を開にして上記（１
）〜（３）と同様の通気を行なう方法があり一粘結剤、
硬化ガスの種類あるいに鋳型の硬化状態により選択でき
る。 （ｊｌ　　バルブ１０とｌ／による回路切換は三方パル
１７個に置きかえることもできる。 （６）また、粘結剤の種類、鋳型の硬化状態によっては
硬化ガスを全く通気しない場合もある。 熱風通気方法； 硬化ガス通気の繭重たに後、或いに同時に熱風通気する
方式の選択に前記（／１〜（≠）に述べたとおりである
が、熱風通気回路に減圧弁ｌ乙による低圧回路と減圧弁
／♂による高圧回路に分けであるが鋳型硬化状態によっ
ては電磁弁ｌ！による低圧送気く省略することがある。 硬化ガスを使用しない時、或いに硬化ガスと熱風全同時
に通気する時には通常低圧送気を行なう。 その理由に絢型表ｕｎが硬化する前に高圧送気すると鋳
型の通気導入部の砂が吹き飛ばさ！しる恐ＩＬがあるた
め５通常は予め低圧にて鋳型表面を硬化させておくもの
である。熱風通気に通常タイマーによって時間制御する
が、鋳型によって硬化時間に大巾な差がある場合に鋳型
を通って金型から排気さｎ、る熱風の温度上昇を熱電対
６或いに６′によって検出し、その信号によって熱風通
気を制御する手段もある。 ダづプレート２及びλ′に排気温度を熱電対６゜６′に
て検出して前記制御を行なう場合、或いに硬化ガスの排
気を中和する必要がある場合ｆｌ（２、２’を２７図の
ごとぐチャンバ一方式とするが、そ几以外にチャンバ一
方式にする必要にない。 第２図図示の熱交換器に前述した如く、実公昭！ｒ−ｊ
ｔｔｊ／４！号公報記載のものと略々類似構造であるが
、この熱交換器に熱交換効率を上げるために次の様な配
慮をしている：即ち、内部に熱伝導性の良い金属球を充
填【２、金属球の間隙にエアーを通すことにより熱風を
発生させる構成からなっており、尖頭部を上にし７て温
度の低い下部から高温の上方に同ってエアーが流する様
に熱交換器に縦向にして用いる。史に、熱交換器内のエ
アー流が一方に偏ることなく均等に流ｎる様にするため
人気部に環状チャンバーＢを設けである。 第≠図図示の熱交換器に造型機に装着さ几た金型に最も
近い位置に配置することにより温度低下を防ぐことを目
的として、ガツシング／熱風通気ヘッドに内戚したもの
である。尚、ガツシング／熱風通気ヘッド内に押出ビン
機構を取付ける場合に、押出ビン周辺或いに背部に熱交
換器を配置することもある。１だ構造上ガツシング／熱
風通気ヘッドに熱交換器を外装することもある。こ几ら
に当業者であｆば第≠図の１ｓ造から容易に類推できる
程度の設計変更である。 発明の効果 不発明の熱風通気式鋳型造型装置に前述したとおりの構
成並びに作＠をする機構であって、奏せら几る作用、効
果を従来方式の鋳型造型と対比して列挙すｎは下記のと
おりである。 （／ｌ　　　’ｔｆＺ的に鋳物砂に使われる水ガラスや
レジンぼ高温である程１反応が速くなるのは衆知であり
、この性質を利用して金型内の鋳型に熱風を通気すｎば
鋳型は速く硬化する。然しなから常温金型の場合に熱風
が金型によって冷却さ几るので効果が薄く、造型サイク
ルを大巾に短縮することが出来なかった。 不発明に於ては熱に通気手段に併せて金型をも加熱する
ことにより造型サイクルを大巾に短縮することが出来、
更に初期強度も最終到達強度と同等の高強度が得らｎ、
光分な鋳型取出強度を確保できる。 （コ）　従来のＣＯ２法でに水ガラス添加量が対砂比ｊ
−４％であるが１本発明の手段によｎげ水ガラス添加ｉ
ｉ全対砂比２〜３％に低減しても高い初期ｇ１ＶＬが得
らｎ、高速自動造型機へのＣＯ２法の適用が可能になっ
た。また、水ガラス添加量が少ないことにより「注湯後
の崩壊性が良い」「古砂の再生（再利用）が可能になる
」といった利点がある。ＣＯ２法に適用す几ば加熱金型
と熱風によってｇ型硬化が促進さｎ／ｂので００２消費
ｔに従来法の／／１０以下に低減できる。また過剰ガツ
シングによる強健劣化の恐几もなくなる。 （３）ＳＯ２、Ｔ、Ｅ、Ａ　、　　Ｄ、ＭＪ３．Ａなど
の有害ガスを用いるコールドボックス造型機に対しほと
んど無害に近く、また排ガス中和を必要としない００２
法を自動造型機に適用できるメリットは設備、消耗品の
コスト及び環境改善の面で顕著である。 （グ）　　ＣＯ２，Ｔ、Ｅ、Ａ　、　　Ｄ、Ｍ、Ｅ、Ａ
などの硬化促進用ガスを用いる鋳型は、形状によっては
、ガス通気を必要とぜず加熱金型内の鋳型に熱風を通気
するだけで硬化する。（有害ガスを必要としない）。 （−１＋　　金型温度、熱風温度とも通常１００−１３
０℃の範囲で光分であり、シェル、ホットボックス造型
法に比べ作業環境が良く、熱傷の恐几も軽減する。壕だ
、「金型の熱歪が少なく鋳型の寸法精度が同上する」「
金型の温度分布の均一性はシェル・ホットボックス造型
法はど高度に要求さｎないので金型設計費及び製造コス
トが低減さｎる」などの利点がある。 （６）本発明の熱風フＮ気造型方式でに金型温度が低い
ので金型割面（見切面）にゴムシールを取付けることが
出来る。こｎにより、砂の吹込充填性にホツｚｆツクス
より秀几る。また。 コールドボックスの硬化ガス（不仲の場合にガス及び熱
風）通気時と同等のシール性が確保できる。 （７）　　ホットボックス造型機に本発明の熱風通気手
段を付加す几ばサイクル短縮と鋳型寸法精寂同上が期待
できる。 （ｒｌ　　目硬性餉型に一般に可使用時間が短かいので
自動造型機に適用できずまた。造型時間の関係上、可使
時間の長い粘結剤ａ採用さ几ていない。粘結剤中の浴剤
の揮発あるいに、複数の粘結剤、務７ＪＯ／４１の化学
反応によって硬化する自硬性の鋳物砂に、可使時間の長
いものでも熱に通気により短かいすづクルで造型できる
ので熱に通気造型法を自硬性鋳型にも適用できる。 （り）　ガス硬化式の鋳型造型法でに、造型サイクル短
縮のために加温した原砂を用いることがあるが鋳物砂の
可使時間が短かくなり、また。 硬化ガスやバージエアーを加温することもあるがその温
度も低く寒冷期に於ける造型サイクルを夏期の造型サイ
クルに近づける意味で用いら几でいるに過ぎない。本件
の場合に通気温度を１００〜／３０℃とし、金型＠度も
同等に昇温さぜることにより１大巾なサイクル短縮が可
能となり、更にσ鋳型の表面安定性も同上した。 【ゾＯ】鋳型の表向安定性は加熱金型を用いることによ
りｇ著に同上する。粘結剤として水ガラスを用いた鋳型
の場合に水ガラス３％の場合も２％の場合も鋳型の圧縮
強度に差にあっても表面安定性に大差汀なかった。こｎ
により、水ガラス添加量が少なくても鋳型として実用で
きろことになり注湯後の鋳型の崩壊性が同上すると共に
古砂も再生使用しやすぐなるなどのメリットがある。、
従来、水ガラス添７７０量は５〜６％であり、「崩壊性
が悪い」「鋳物の熱によって砂粒表面に水ガラスが浴着
し古砂再生が困難」「古砂の耐火度が下が９再生砂使用
率に限界があった」など欠点があった。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明熱１久通気式鋳型造型装置の配置関係を
示す概略図、第２図はＰＰ−父換器の縦断面図、第３図
に第２図用−■１線に沿った構断面図、第Ｖ図に熱交換
器の他の例を示す断面図である。 図中： ／　、　／’・・・金型、２，２′・・・金型取付用ダ
イグレート（チャンバ一式）、３・・・金型開閉用７リ
ンダー≠・・・ガツシング／熱風通気ヘッド、り・・・
圧着シリンダー、　＆　、　４’・・熱電対、７・・・
熱交換器、ｒ・・・ヒ−１−，９，／λ・・・逆止弁、
１０．／／・・・ストップパルプ、／３・・・絞り弁、
／≠、／！、／７・・・を磁弁、。 ハヘ／　ｌｒ−・・減圧弁、２／・・・断熱層外筒、２
２・・・加熱室外筒、２３．λ≠・・・ストレーナ−１
λｊ・・・継手。 ２６・・・ヒーター、！７・・・熱を対、λ♂・・熱伝
導体（−球、鋼球等）、−タ・・・断熱材、３／・・・
エアー／硬化ガス送気ヘッド、３λ、３弘・・・ストレ
ーナ−１３３・・・ヒーター、３ｊ・・・熱伝導体（鋼
球、銅球等）３６・・・断熱材、Ａ・・・エアー／硬化
ガス人気ボートＢ・・・エアー／硬化ガス入気チャンバ
ー、Ｃ・・・加熱室、Ｄ・・・熟眠／硬化ガス出口、Ｂ
・・・エアー／硬化ガス人気口、Ｆ・・・エアー／硬化
ガス人気チャ／パー、Ｇ・・・熱風／硬化ガス出口側。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型を加熱する方式の鋳型造型機において熱風通
   気機構を造型空所に連通することを特徴とする熱風通気
   式鋳型造型装置。
2. （２）前記熱風通気機構に硬化用ガス通気回路を付設し
   た特許請求の範囲第１項記載の熱風通気式鋳型造型装置
   。
3. （３）前記熱風通気機構が熱交換機構とガツシング機構
   とからなる特許請求の範囲第１項記載の熱風通気式鋳型
   造型装置。
4. （４）前記熱風通気機構が熱交換機構とガツシング機構
   とを一体構造として内蔵する特許請求の範囲第１項記載
   の熱風通気式鋳型造型装置。
5. （５）前記熱風通気機構及び硬化用ガス通気回路に逆止
   弁、ストップバルブ、絞り弁、電磁弁及び減圧弁の少な
   くとも１種を具備する特許請求の範囲第１項記載の熱風
   通気式鋳型造型装置。
6. （６）前記熱風通気機構の熱交換器へのエアー供給回路
   が切替え可能の高圧回路及び低圧回路とからなる特許請
   求の範囲第１項記載の熱風通気式鋳型造型装置。
7. （７）前記熱風通気機構の熱風排出側に排気温度検知機
   構を具備する特許請求の範囲第１項記載の熱風通気式鋳
   型造型装置。