JPS6338262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋳造作業に関するものであり、より
詳細には、圧縮気体を使用することにより、パタ
ーンアセンブリを鋳型から離脱する方法及びその
ように設計された装置に関するものである。この
発明の好ましい利用分野は、圧縮空気および／ま
たは機械によるつき固め装置を有する造型機によ
る、粘土等の粘結剤を含有する鋳物砂あるいはこ
れと同様の砂より成る鋳型の製造分野である。こ
の場合、鋳型はパターンと同じ形状をした、熱硬
化性の粘結剤を含む鋳型材料の砂の層を有してい
る。

英国特許第1151237号は、圧縮空気をパターン
手段内部の砂の透過しないフイルターを有する穴
を通じてシエル型の半体や中子に吹き付けること
により、硬化したシエル型の半体や中子を加熱さ
れたパターン手段から離脱する方法及び装置に関
するものである。

この方法は簡単でありまた廉価であるが、粘結
剤として粘土を用いた湿つた鋳物砂あるいはこれ
と同様な砂より成る鋳型の製造には、そのまま利
用するわけにはいかない。なぜなら、一般的にこ
のような鋳型材料は、粘結剤として合成樹脂を用
いたシエル型材料つりも強度が小さいからであ
る。

実際、圧縮空気を使用して、鋳型に深いくぼみ
を形成する外形を有するパターンを降下させて鋳
型から離脱する場合、パターンの降下が始まると
間もなく駆動する圧縮空気の損失が生じやすく、
しかも、この空気は鋳型表面とパターンとの間の
隙間を通つて高速で放出される。このため、鋳物
砂は鋳型の空洞の端部において型崩れを起こし、
この鋳型を使用して鋳造した鋳物には見切面（分
割面）に多量の鋳ばりが発生することが、経験に
より知られている。この方法は、鋳はだ清掃作業
の量が多く必要となるため、コストが非常に上昇
し、従つてもはや経済的なものではない。

さらに、パターンの降下をより簡単にするた
め、鋳型に深いくぼみを形成する外形を有するパ
ターンに機械的あるいは空気的なバネを設けると
いう提案もなされている。しかし、こうするとパ
ターン手段すなわちパターンアセンブリのコスト
が高くなり、しかもこのバネによつて鋳型壁が曲
げられて形が崩れる危険性がある。従つてこのよ
うなシステムは、シエル型用の加熱されたパター
ンアセンブリが絶え間なく使用される場合には、
ほとんど有用性がない。

この発明の１つの目的は、粘結剤として粘土を
含む湿つた鋳物砂よりなる強度の小さい鋳型であ
つても、鋳型が損傷なくパターンから上昇して離
脱され、あるいはパターンが鋳型から降下して離
脱される方法を、そのために用いる装置とともに
提供することにある。

上記目的および他の目的を達成するため、この
発明では、以下のような技術的手段を講じてい
る。

すなわち、成型要素であるパターンと鋳型材料
である鋳物砂は、少なくとも２つの部分より成る
気体の漏れないエンクロージヤ内にあり、このエ
ンクロージヤを構成する部分は、各部分の連結部
を密封しながら相対的に移動可能である。このエ
ンクロージヤは、一般には鋳枠とパターンプレー
ト、あるいはそれらとパターンプレート支持体か
ら構成され、気体の漏れない連結部は、パターン
プレートあるいはパターンプレート支持体の端部
と、その周囲に設けられた鋳枠との間に設けられ
る。

まず、上記成型要素と鋳型材料の間に、圧縮気
体による圧力が印加される。そして、エンクロー
ジヤの構成部分が相対的に移動され、上記成型要
素と鋳型材料の間に隙間状空間を形成すると同時
に、この隙間状空間に圧縮気体が供給される。

上記連結部は、パターン、パターンプレート、
パターンプレート支持体等から成るパターンアセ
ンブリが鋳型材料の表面から完全に分離するま
で、密封された状態で存在する。そして、この連
結部の密封が解除される前に、上記隙間状空間へ
の圧縮気体の供給が停止される。

その後、上記連結部の密封が解除され、成型要
素はつき固められた鋳型材料から離脱される。

この方法をより安全にするため、圧縮気体の漏
れない上記連結部の密封が解除される前に、供給
された圧縮気体は前記隙間状空間からパターンプ
レートまたは中空のパターンプレート支持体を通
つて排出される。こうして、隙間状空間内の圧力
が低下した後に上記連結部の密封が解除されるこ
とになる。

この方法を使用するための装置は、上昇あるい
は降下時に隙間状の圧縮気体の満たされた空間が
パターンと鋳型表面との間に形成されるまで、圧
縮気体の漏れを防ぐに十分な連結部を保持するこ
とができるように構成される。

圧縮気体の漏れない連結部は、簡単な形式で
は、パターンプレートあるいはパターンプレート
支持体の端部と鋳枠壁の両金属面の間に設けられ
る。しかし、この連結部はさらに、鋳枠端部とパ
ターンプレート支持体との間に、膨張させる手段
とともにあるいはそのような手段なしに設けたエ
ラストマーの性質（ゴム状弾性）を有するシール
部材の形式とすることもできる。このいずれの場
合でも、最良なのはこのようなパターンプレート
支持体が、直立した仕切り壁によつて、異なる圧
力の気体を満たすことのできる少なくとも２個の
室に分割されることである。このようにすると、
中央の第１室がパターンの下方にあり（パターン
プレート支持体が２つの側面を有する場合には、
中央の第１室は一方のパターンの下方に、他方の
パターンの上方にあり）、かつこの第１室が通気
孔を介して鋳枠内部の空間と連通しているのが有
利である。

この中央の第１室は、その周囲に第２室を有
し、この第２室はパターンプレート端部の外側に
設けられた出口通気孔と連通している。両室は、
バルブ回路によつて切換えることにより、別個に
異なる圧力の気体を充填し、あるいは充填した気
体を別個に排出することができる。たとえば、鋳
枠に鋳物砂を充填するため、両室は突然に真空に
されるが、一方ではパターンの上昇や降下のた
め、外側の第２室は通常の外気圧に接続される
（大気圧に保たれる）とともに中央の第１室は大
気圧よりも高圧の気体で満たされる。

このようにした場合、最良なのは中央の第１室
が、差圧作動型の逆止弁が組み込まれた通路を介
して、エラストマーの性質を有する上記シール部
材の下方または内部の室に接続されることであ
る。こうすれば、このシール部材は、中央の第１
室内の圧力が増加すると同時に膨張することが可
能になり、このときこのシール部材は鋳枠の端部
に強く押圧される。こうして、シール部材は鋳枠
に向かつて十分長い距離、すなわちパターンと鋳
型とが互いに遠ざかり、それらの間に圧縮気体が
満たされた隙間状空間が形成されるまで、膨張し
続けることができる。

中央の第１室への圧縮気体の供給が停止される
と、この隙間状空間内の圧力は、その空間内の圧
縮気体の一部が鋳型の鋳物砂の隙間から漏出する
ため、低下する。そして、残りの圧縮気体はパタ
ーンプレート支持体内の外側の第２室に流入する
が、上記シール部材はすぐにはその静止位置には
復帰せず、多少時間が経過してからすなわち遅れ
て復帰する。なぜなら、この逆止弁は約１バール
（bar）以上の差圧があるときのみ開くように設
定されているからである。このとき、シール部材
内部の圧縮気体は中央の第１室内に排出されるこ
とができる。このようにして、高速で放出される
圧縮気体により鋳型が損傷するという既述の望ま
しくない効果が避けられる。

以下、図面を使用してこの発明の実施例につい
て説明する。

第１図は、この発明の方法を実施するための造
型機の鋳型部分の１実施例を模式的に示したもの
である。この造型機は、上下の鋳型半体を同時に
造型するように構成されている。

真空によるシユーテイング（鋳物砂の吹込み）
の後、機械的な砂のつき固めを行う型式の真空造
型機の鋳型部分は、中空のパターンプレート支持
体１を備えている。このパターンプレート支持体
１は、直立した仕切り壁２によつて第１室である
中央空気室３と、その周囲に設けられた第２室で
ある外側空気室４に分割されている。中央空気室
３の上下の壁は、上パターンプレート５と下パタ
ーンプレート５′によつて形成され、各パターン
プレート５，５′は片面にパターン半体６，６′を
それぞれ取り付けている。中央空気室３と外側空
気室４は、両空気室３，４をバルブ回路（図示し
ていない）により、共通にあるいは別個に、真空
または空気源に接続するためのダクト７，８を有
している。このため、両空気式３，４を異なる圧
力にすることができる。

各空気室３，４は、上下のパターンプレート
５，５′、パターン半体６，６′およびパターンプ
レート支持体１に形成した複数の通気孔９を介し
て上鋳枠１０と下鋳枠１０′の内部空間にそれぞ
れ接続されている。各通気孔９は、フイルターノ
ズルまたは多孔性ホイルによつて砂が透過しない
ようにされている。

この実施例では、気体の漏れないエンクロージ
ヤは上下に２つあり、各エンクロージヤ内に成型
要素であるパターン半体６，６′と鋳型材料であ
る鋳物砂が収容されている。すなわち、上方のエ
ンクロージヤは上鋳枠１０、上パターンプレート
５およびパターンプレート支持体１の上面から構
成され、下方のエンクロージヤは下鋳枠１０′、
下パターンプレート５′およびパターンプレート
支持体１の下面から構成されている。このような
エンクロージヤは、１つのみ設けてもよいことは
勿論である。

各鋳枠１０，１０′は、ストリツピングシリン
ダー（図示していない）により垂直方向に調整さ
れることができる。両鋳枠１０，１０′の大きさ
は、それらの内壁面がパターンプレート支持体１
の直立した外壁面と、調整可能な上シユーテイン
グヘツド１１及び下シユーテイングヘツド１１′
の直立した外壁面に沿つて制限された距離移動す
ることができるように設計されている。両シユー
テイングヘツド１１，１１′も同様に、垂直方向
に調整されることができる。両シユーテイングヘ
ツド１１，１１′は、それを介して鋳物砂が吹き
込まれ、シユーテイングが行われた後には閉じら
れて、鋳物砂を圧縮するための圧縮グリツドとし
て使用されるシユーテインググリツド１２，１３
を有している。

第１図に示す実施例では、パターンプレート支
持体１の外側の端面は、圧縮空気が漏れない連結
部を作るように鋳枠１０，１０′の内側の端面に
接合されている。従つて、各鋳枠１０，１０′は、
パターンプレート支持体１に対して、連結部を密
封しながら相対的に移動することが可能である。

第２図および第３図は、この発明の他の実施例
を示したもので、第１図に示す実施例とは圧縮空
気の漏れない連結部の構成のみが異なつている。
第２図と第３図に示す実施例では、膨張可能なシ
ール部材１４が鋳枠１０とパターンプレート支持
体１の間に設けられ、その上端面が鋳枠１０の下
端面に接触せしめられている。このシール部材１
４は、パターンプレート支持体１の内部のくぼみ
すなわちポケツト内に配置されている。この実施
例では、パターンプレート支持体１は同時に鋳枠
支持体の機能をも有している。シール部材１４
は、パターンプレート支持体１に固定された保持
レール１５によつて保持されている。シール部材
１４は、ギリシヤ文字のΩ（オメガ）状の断面を
有するガスケツトであり、その内部空間は、パタ
ーンプレート支持体１に組み込まれた差圧作動型
の逆止弁１８を介して連通する通路１６，１７に
よつて、中央空気室３に接続されている。

なお、第２図と第３図の実施例においても、中
央空気室３と外側空気室４は、通気孔９によつて
上下の鋳枠１０，１０′の内部空間に連通してい
る。

次に、以上のように構成した装置の作動状態に
ついて説明する。

まず、開いたシユーテイングリツド１２，１３
を介して上下の鋳枠１０，１０′内に鋳物砂を充
填するため、中央空気室３と外側空気室４の内部
は真空状態にされる。これは各空気室３，４に連
通しているダクト７，８を介して行われる。

続いて、シユーテイングリツド１２，１３が閉
じられ、さらに上シユーテイングリツド１２は下
降して、下シユーテイングリツド１３は上昇して
鋳物砂を圧縮する。こうして鋳物砂の突き固めが
終了した状態が、第１図に示されている。ここま
での工程は、従来より公知の方法と同じである。

次に、バルブ回路を制御して、つき固められた
上下の鋳型半体１９，１９′をパターンアセンブ
リから離脱するため、鋳枠１０，１０′調整用の
ストリツピングシリンダーが操作されると同時
に、圧縮空気がダクト７，８を介して中央空気室
３と外側空気室４に導入される。ここで、外側空
気室４内の圧力は、中央空気室３内の圧力よりも
低いレベルに調整される。各空気室３，４から鋳
型半体１９，１９′とパターンアセンブリの境界
面への圧縮空気の導入は、複数の通気孔９を通つ
て行われる。この圧縮空気は、鋳型半体１９，１
９′の表面に作用してその分離を補助する作用を
するが、これは特に表面に深いくぼみを有する鋳
型の場合に有効である。

このとき、圧縮空気はまず、接触状態にある鋳
型半体１９，１９′とパターンアセンブリの境界
面に作用し、続いて両者の間に隙間が形成される
につれてその中に流入していく。

こうして、ストリツピングシリンダーの作動に
よつて上鋳枠１０は上昇されると共に下鋳枠１０
は下降され、鋳型半体１９，１９′とパターンア
センブリの両表面の間に隙間状空間が形成される
まで、圧縮空気が供給される。そして、隙間状空
間が鋳型半体１９，１９′とパターンアセンブリ
の両表面の間に形成されると、センサースイツチ
が作動して圧縮空気の供給が停止され、中央空気
室３と隙間状空間内の圧縮空気は図示していない
絞り弁を介して、外側空気室４とダクト８を通つ
て徐々に排出される。

各エンクロージヤの空気の漏れない連結部は、
この時まで密封状態が保たれている。この目的の
ため、第１図に示す実施例では、隙間状空間の隙
間の幅Ｓよりも、パターンプレート支持体１と上
下の鋳枠１０，１０′との重なり部分の長さの方
が長くなつている。また、第２図と第３図に示す
実施例では、シール部材１４が第３図のように膨
張して各鋳枠１０，１０′との間の密封を保つこ
とのできる距離が、隙間の幅Ｓよりも長くなるよ
うに設計されている。このため、従来のように高
圧の圧縮空気がパターンプレート支持体１と鋳枠
１０，１０′との間より突然に放出され、鋳型半
体１９，１９′を損傷させる恐れをなくすことが
できる。

上記のようにして、両空気室３，４および隙間
状空間の内部の圧縮空気が排出されている間、上
下の鋳枠１０，１０′は上昇しない下降を続け、
やがて空気の漏れない連結部の密封が解除され
て、この連結部の部分からも圧縮空気の排出が行
われるようになる。このときには、両空気室３，
４と隙間状空間の圧縮空気の圧力はかなり低下し
ているので、圧縮空気の放出により鋳型半体１
９，１９′が損傷する恐れはない。

連結部の密封が解除された上下の鋳枠１０，１
０′は、見切面（分割面）を対向させて組合わさ
れ、１つの鋳型が完成する。このとき、第２図と
第３図に示す実施例では、鋳型半体１９，１９′
の端面（見切面）が鋳枠１０，１０′の端面と一
致しているので、両鋳枠１０，１０′をそのまま
重ね合わせれば１つの鋳型が完成するが、第１図
の実施例では、鋳型半体１９，１９′の端面が鋳
枠１０，１０′の端面よりも内側に位置している
ので、そのまま重ね合わせると両鋳型半体１９，
１９′の間に隙間が生じてしまう。この点を解消
するため、第１図の実施例では、連結部の密封が
解除された後に各鋳型半体１９，１９′が少し押
し出され、見切面が鋳枠１０，１０′の端面と一
致して面一となるようにされる。

なお、第２図と第３図に示す実施例では、隙間
状空間は膨張可能なシール部材１４の上方を跨ぐ
ように形成されている。逆止弁１８は約１バール
（bar）以上の差圧により開くため、このシール
部材１４は、中央空気室３内の圧力がシール部材
１４内部の空間内の圧力よりも少なくとも１バー
ル（bar）以上低くなると、再び降下する。こう
してシール部材１４内部の圧縮空気は、通路１
６，１７を介して圧力の低下した中央空気室３内
に排出されるので、この圧縮空気による鋳型半体
１９，１９′の損傷も生じることはない。

以上の説明から明らかなように、この発明は次
のような優れた効果を有するものである。

(a) パターン半体６，６′、パターンプレート５，
５′およびパターンプレート支持体１から成る
パターンアセンブリから鋳型半体１９，１９′
を分離した直後に、両者の間の隙間状空間から
圧縮空気が高速で外部に放出されることがない
ので、この空間内では空気の流れが発生せず、
従つて粘結剤として粘土を含んでいる湿つた鋳
物砂より成る強度の小さい鋳型であつても、離
脱時に損傷する恐れがない。

(b) パターンアセンブリと鋳型半体１９，１９′
を分離した時には、連結部は密封されたままで
あるので、隙間状空間内の圧縮空気はクツシヨ
ンの役目を果たすことができ、これも鋳型半体
１９，１９′の損傷防止につながる。

(c) 連結部の密封は、隙間状空間内への圧縮空気
の供給が停止された後に解除されるので、この
空間内の圧縮空気は供給停止の後、連結部の密
封の解除までの間に鋳型半体１９，１９′を形
成する砂の間から外部に漏れ、あるいはダクト
８を通つて外部に排出されることができる。こ
うして、隙間状空間内の圧力が低下し、かつ隙
間の幅がかなり広くなつた状態で密封が解除さ
れるので、解除時にも圧縮空気の急激な放出は
生じないため、この時点においても鋳型半体１
９，１９′は損傷する恐れがない。

(d) パターンアセンブリと鋳型半体１９，１９′
の離脱をする際に圧縮空気が高速で放出される
恐れがないため、安全に作業を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示す図であつ
て、上下両鋳枠の鋳型の造型を同時に行うように
設計された真空造型機の鋳型部分を示す断面説明
図。第２図は、この発明の他の実施例を示す図で
あつて、鋳枠をその上に載せたパターンプレート
支持体の部分拡大断面図。第３図は、鋳枠の上昇
操作が開始されて間もない時の第２図と同様の
図。 １…パターンプレート支持体、２…仕切り壁、
３…中央空気室、４…外側空気室、５…上パター
ンプレート、５′…下パターンプレート、６，
６′…パターン半体、７，８…ダクト、９…通気
孔、１０…上鋳枠、１０′…下鋳枠、１１…上シ
ユーテイングヘツド、１１′…下シユーテイング
ヘツド、１２，１３…シユーテインググリツド、
１４…シール部材、１５…保持レール、１６，１
７…通路、１８…差圧作動型逆止弁、１９，１
９′…鋳型半体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体の圧力を使用して、成型要素に対してつ
   き固められた鋳型材料から上記成型要素を離脱す
   る方法であつて、上記成型要素と鋳型材料は少な
   くとも２つの構成部分よりなる気体の漏れないエ
   ンクロージヤ内にあり、しかも上記構成部分は、
   それらの間にある連結部から気体が漏れないよう
   に密封しながら相対的に移動可能とされているも
   のにおいて、 上記成型要素とつき固められた上記鋳型材料が
   両者の境界面に沿つて分離されるように、上記成
   型要素と鋳型材料の間に圧縮気体の圧力を印加す
   る段階と、 上記エンクロージヤの構成部分を上記連結部を
   密封しながら相対的に移動して、上記成型要素と
   鋳型材料の間に隙間状空間を形成すると同時に、
   当該隙間状空間内に上記圧縮気体を供給する段階
   と、 上記エンクロージヤの連結部の密封を解除する
   前に、上記隙間状空間への上記圧縮気体の供給を
   停止する段階と、 上記エンクロージヤの連結部の密封を解除する
   と共に、上記成型要素をつき固められた上記鋳型
   材料から離脱させる段階から成ることを特徴とす
   る方法。 ２ 上記圧縮気体が圧縮空気であり、また上記エ
   ンクロージヤがパターンプレート支持体、パター
   ンプレートおよび鋳枠より構成されていると共
   に、上記連結部がパターンプレート支持体の端部
   と鋳枠の端部の間に設けられている特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ３ 上記エンクロージヤ内の圧縮気体が、上記パ
   ターンプレートとパターンプレート支持体を通つ
   て排出されて上記エンクロージヤ内の圧力が低下
   するようにされている特許請求の範囲第２項に記
   載の方法。 ４ 上記成型要素が、つき固め式の造型機のプレ
   ートに固定されたパターンである特許請求の範囲
   第２項に記載の方法。 ５ 圧縮気体を使用して、成型要素に対してつき
   固められた鋳型材料から上記成型要素を離脱する
   ための装置であつて、 パターンの取り付けられた側に圧縮気体を供給
   できるように設計された少なくとも１つのパター
   ンプレートと、 上記パターンプレートと組合せて使用されて内
   部につき固められた上記鋳型材料を収容する鋳枠
   と、 上記パターンプレートと鋳枠が相対的に移動し
   て、上記パターンの表面とつき固められた上記鋳
   型材料の表面の間に圧縮気体で満たされた隙間状
   空間が形成されるまで、上記パターンプレートと
   鋳枠との間に圧縮気体の漏れない連結部を形成す
   る手段から成ることを特徴とする装置。 ６ 圧縮気体を使用して、成型要素に対してつき
   固められた鋳型材料から上記成型要素を離脱する
   ための装置であつて、 中空のパターンプレート支持体と、 上記パターンプレート支持体の両側に設けられ
   た、パターンを取り付けてなるパターンプレート
   と、 上記パターンプレートの一方と組合せて使用さ
   れて内部につき固められた上記鋳型材料を収容す
   る鋳枠と、 上記パターンプレートと鋳枠が相対的に移動し
   て、上記パターンの表面とつき固められた上記鋳
   型材料の表面の間に圧縮気体で満たされた隙間状
   空間が形成されるまで、上記パターンプレート支
   持体と鋳枠との間に圧縮気体の漏れない連結部を
   形成する手段から成ることを特徴とする装置。 ７ 上記パターンプレート支持体が、直立した仕
   切り壁により内部空間を少なくとも２つの空間に
   分割されたものである特許請求の範囲第６項に記
   載の装置。 ８ 上記圧縮気体の漏れない連結部が、上記パタ
   ーンプレート支持体の外側面と、この外側面の周
   囲に設けられた上記鋳枠の内側面とから成り、上
   記両側面はその間から圧縮気体が漏れないように
   摺動可能である特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。 ９ 上記パターンプレート支持体が、その内部中
   央に第１空気室を有し、この第１空気室は上記パ
   ターンプレートとパターン内の通気孔によつて上
   記鋳枠内の鋳型空間と連通し、また第１空気室の
   周囲に第２空気室が設けられ、この第２空気室は
   上記パターンプレート端部の外側にある通気孔と
   連通している特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。 １０ 上記圧縮気体の漏れない連結部が、上記パ
   ターンプレート支持体に設けられ、かつ上記鋳枠
   の端部に接触可能とされた、膨張可能なガスケツ
   トである特許請求の範囲第６項に記載の装置。 １１ 上記ガスケツトが、圧縮気体がその一方の
   側面に作用して膨張するように設計されている特
   許請求の範囲第１０項に記載の装置。