JPS63278810A - 粉粒体充填方法及び粉粒体充填装置 - 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、鋳造用鋳型やセラミックス粉の造型等に用い
る粉粒体の振動造型に関する。

（従来、の技術） 例えば、従来、鋳物製造時の粉粒体の造型装置としては
上下、又は左右方向の振動、衝撃により粉粒体の充填を
行なっている。これらの方法では本機や金型に凹凸部、
湾曲部があると粉粒体の充填が不十分となる。この解決
策として鋳型の分割数を９１１やしたり、あらかじめ造
型した中子を砂型の中に埋込むなどの方法を採用してい
た。

、　（発明が解決しようとする問題点）従来から一般的
に利用されている振動式造型装置は上、下方向の振動で
ある。上、下方向の振動の場合には第８図に示すように
模型に凸部があると凸部の下側部分は振動によシ上方か
らの砂の流入が不充分であるため鋳型の充填密度が不充
分であったり、あるいは鋳型に空隙９を生じる。この　
　′ような場合には空隙９０部分を補修する必要があシ
作業能率を低下させる要因となる。

またフラン砂のような常温自硬性砂は模型を抜き取る段
階では砂が硬化しているため充填密度の不充分な部分が
あっても見過し易く、このような鋳型を用いて鋳物の製
造を行なうと、充填密度の不充分な部分に溶湯が浸透し
物理的焼着現象を生じる。このような鋳造欠陥から発生
すると製品から不合格になったり、また欠陥の除去に多
大の時間を要しコストアップとなる。さらに充填密度の
不充分な部分があると遠心鋳造のように鋳造時に鋳型に
大きな溶湯圧のかかる場合には、この部分から溶湯が流
出し事故を発生させる場合もある。

このような問題の解決策として近年、第９図に示すよう
に上、下方向の振動に加えて水平方向の振動を付加した
３次元振動造型装置と称する造型装置が開発されている
。このような造型装置を用いてもフラン砂のような常温
自硬性砂は珪砂の中に粘結剤が添加されているため混練
砂の流動性が珪砂のみの場合よりも低下する。したがっ
てこのような造型装置で第８図と同様の凸部のある模型
を用いて造型とすると凸部の下側部分の砂の充填が不充
分となシ上記と同様のトラブルが発生する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる問題点を解決するための、（１）　　
粉１粒体を容器内に充填するに際し、該容器に螺旋方向
のねじり振動を付与し、粉粒体に螺旋運動を与えながら
充填することを特徴とする粉粒体充填方法。

（２）　　粉粒体容器を振動させる振動架台側面又は下
面の、対向する位置２箇所に、振動発生装置を各々設け
、該振動発生装置の振動方向が、振動架台軸心に対し必
要な角度をなし、対向する振動発生装置の振動方向が互
いに交差する如く設けてなることを特徴とする粉粒体充
填装置。

（３）粉粒体容器を振動させる振動架台に振動発生装置
を設け、該振動架台、の支持を複数枚の板バネで支持し
、該板バネを斜め方向に立て、対向する板バネがおたが
いに交差する如く設けてなる。ことを特徴とする粉粒体
充填装置。

である。

以下本発明方法を図面に・もとづいて説明する。

第１図、第２図は本発明の第２の発明にかかわる粉粒体
充填装置であシ、振動架台１の側面又は下面に振動モー
ター等の振動発生装置２ａ、２ｂを２台または偶数個取
付け、撮動架台は防振バネ３により保持されている。

鋳枠４および模型５は振動架台ｌの上に載置される。

第２図に示すように振動発生装置２ａ、２ｂは相対して
モーター軸１０の交差角度２θでもって振動架台１に取
付けられる。

粉粒体６を鋳枠４と模型５の空間部に入れてた後、ある
いは粉粒体を入れながら振動発生装置を起動−すると振
動架台ｌは上、下と旋回振動を同時に行ない粉粒体６は
螺旋運動を生じて充填される。

粉粒体の螺旋運動の速さと充填作用の強弱は振動架台に
取付けられた振動発生装置のモーター軸ｌＯの交差角度
２θならびに振動発生装置で発生する振動の振動数、振
動加速度を変えることにより調整でき、最適条件を決定
することができる。

すなわち本装置により発生する振動形体は、上下方向の
振動と同時に旋回振動が付加されるため粉粒体には合力
として螺旋運動が生じる。

振動発生装置の交差角度２θを変えると上下振動力と旋
回、振動力の大きさが変わり粉粒体の充填作用が変化す
る。１．粉粒体の流動性等の性状に応じて振動発生装置
で発生する振動の振動数、振動加速度を選択する。これ
らの最適条件を選択することによシ木型、金型等の凹凸
部や湾曲部にまで充分に粉粒体を流入させ、必要にして
充分な密度の鋳型を簡単にしかも短時間に形成せしめる
ものである。なお図中１１は振動架台軸心である。

さらに、第２の発明を第１図、第２図、第７図により詳
しく説明する。第７図で模型５の形状は４１部が３００
〜ｌｏｏｏｍの円柱状で途中に５０−のリング状の突起
部がある。粉粒体６０種類はフラノ系自硬性砂である。

このような条件のものを第１図に示す本発明の充填装置
により砂の充填を行なった。第１図で振動発生装置２ａ
、２ｂには振動電動機を用いた。

第２図において振動電動機モーター軸１０の交差角度θ
は３０°〜６０°に変更し、振動電動機の回転数は７５
０〜３６００　ｒｐｍの範囲で、上下方向の振動加速度
が０．７〜１．５Ｇになるように振動電動機の起振力を
調整した。

例えば４８部がφ３００霞の場合には振動電動機の回転
数１３０　Ｏｒｐｍにおいて交差角度θ＝４５°で、上
下方向の振動加速度１．１−１．２Ｇで最適の充填効果
を得ることができた。勿論これらの最適条件は模型の形
状、寸法ならびに粉粒体の種類、性状等により変わるも
のであり、必要に応じて調整する。

本装置の実施例として鋳物製造時の造型装置について説
明したが、本発明の内容は利用分野として一般的な粉粒
体の充填装置として適用できるものである。

なお上下方向の振動と同時に旋回振動を発生させる方法
としては第１〜２図に示す構造の他に第３〜４図に示す
構造の第３の発明がある。この構造についても説明する
。

振動架台１の下面に上下振動発生装置２ａ、２ｂを取付
ける。振動架台１は保持フレーム７に防振バネ３と板バ
ネ８を介して取付ける。板バネ８は４辺に取付け、相対
する板バネは旋回振動が発生するように、交差角度２θ
となるように配列する。保持フレーム７はその下面に取
付けた防振バネ３によシ保持されている。

鋳枠４および模型５は振動架台１の上に載置される。本
装置においては板バネ８の交差角度２θを変えると上、
下振動力と旋回振動力の大きさが変わり粉粒体の充填作
用が変化する。また粉粒体の流動性等の性状に応じて振
動発生装置で発生する振動の振動数、振動加速度を選択
する。

本発明は、容器内の粉粒体に螺旋運動を与えながら充填
することができるので、複雑な形状の容器の凹凸部にも
、空隙部をなくし、充分な密度をもって粉粒体を充填で
きる。これは容器内の粉粒体に上下方向の振動と旋回振
動を同時に与えることができるためである。

なお、第１及び第２図に示すように振動架台ｌ側面の対
向する位置の２箇所に、振動発生装置２ａ。

２ｂ　を設け、振動発生装置２ａ、２ｂの取付角度θと
ほぼ直交する方向に振動（矢印の方向）を与える。手前
の振動発生装置ｚｂ（実線のもの）と対向する一方の振
動発生装置ｚａ（点線のもの）とを交差させて取付けて
いるので、螺旋方向のねじり振動が発生する。

第１及び第２図のものは振動発生装置２ａ、２ｂに、ア
ンバランスローター型の振動モーターを使用しているの
で、振動発生装置２ａ、２ｂの取付角度θとほぼ直交す
る方向に振動が発生する。また、本発明の振動発生装置
２ａ、２ｂは、第１及び第２図のようなアンバランスロ
ーター型に限らず、復動型等、種々の振動発生装置を用
いることができる。

また、第３〜５図に示すように振動架台の支持に斜め方
向θに立った板バネ８を使用し、板バネ８とほぼ直交す
る方向（図の矢印）に振動させ、振動架台１に螺旋方向
のねじり振動を発生させるものである。

（実施例） 第１図に示す充填装置を用いて鋳物用鋳型を造型しその
鋳型を用い鋳物を製造した結果について述べる。

Ｏ鋳壓 模型形状　　第７図 ６３寸法　　３００　　ｍ／ｍ ６１寸法　　４００　　ｍ／ｍ 鋳枠寸法　　４４０　　ｍ／ｍ 粉粒体種類　フラン系自硬性砂 Ｏ充填装置 振動電動機モーター交差角度０：４５゜１　　回転数　
　　　　１３０　ＯＲ，Ｐ、Ｍ駆動時間　　　　１分３
０秒 上下方向振動加速度１．１〜１．２Ｇ この造型鋳型を用いて鋳物を製造したところ鋳型との焼
付現象もなく良好な製品が得られた。

これに対して第８−図に示す従来の造型装置では５゜■
のリング状突起部の下側の砂の充填が不充分であったの
で、模型を上下に２分割する方法及びあらかしめリング
状の中子を製造し、これを砂型の中に埋込む方法を採用
したが何れも作業能率が大幅に低下した。

（発明の効果） 本発明は、鋳型用鋳型の鋳物砂や、セラミックス成形の
場合のセラミックス粉等の粉粒体を、容器内へ螺旋運動
をさせながら充填できるので、木型や金型の凹凸部、湾
曲部などの部分にも空隙部ができることなく、粉粒体を
必要にして充分なる密度に充填できる。

そのため、従来発生していた空隙部の手直しや、鋳型分
割数を増やしたり、あらかじめ造型した中子を砂型の中
に埋め込む等の複雑な作業工程が不要となり短時間に、
しかも効率よく粉粒体を充填できる。

このように本発明方法を採用した鋳物製造の場合におい
ては、従来の問題点を解消でき、鋳造品の大巾なコスト
ダウン、品質向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の１例を示す
１部所面説明図、第２図は第１図の矢視Ａ説明図、第３
図は本発明方法を実施するだめの装置の他の例を示す１
部所面説明図、第４図は第３図の矢視Ｂ説明図、第５図
は第３図の板バネの取付斜視図、第６図は本発明の充填
作用を示す作用説明図、第７図は本発明の実施例におけ
る模型と鋳枠の関係を示した断面説明図である。第８図
は上下方向の振動で充填する作用を示す断面説明図、第
９図は上下方向と水平方向の振動で充填する作用を示す
断面説明図である。 １・・・振動架台　　　　　２ａ、　２ｂ・・・振動発
生装置３・・・防振バネ　　　　　４・・・鋳枠５・・
・模型　　　　　　　６・・・粉粒体マ・−・保持フレ
ーム　　　８・・・板バネ９・・・空隙　　　　　　　
ｌＯ・・・モーター軸１１・・・振動架台軸心 纂　１　図 ４ニー忰 第３図 第４図 第５図 第６図　　　　第７５ｉ！ 第８図　　　　第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉粒体を容器内に充填するに際し、該容器に螺旋
   方向のねじり振動を付与し、粉粒体に螺旋運動を与えな
   がら充填することを特徴とする粉粒体充填方法。
2. （２）粉粒体容器を振動させる振動架台側面又は下面の
   、対向する位置２箇所に、振動発生装置を各々設け、該
   振動発生装置の振動方向が、振動架台軸心に対し必要な
   角度をなし、対向する振動発生装置の振動方向が互いに
   交差する如く設けてなることを特徴とする粉粒体充填装
   置。
3. （３）粉粒体容器を振動させる振動架台に振動発生装置
   を設け、該振動架台の支持を複数枚の板バネで支持し、
   該板バネを斜め方向に立て、対向する板バネがおたがい
   に交差する如く設けてなることを特徴とする粉粒体充填
   装置。