KR20190007408A - 플래스크리스 조형기 - Google Patents

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KR20190007408A
KR20190007408A KR1020187025106A KR20187025106A KR20190007408A KR 20190007408 A KR20190007408 A KR 20190007408A KR 1020187025106 A KR1020187025106 A KR 1020187025106A KR 20187025106 A KR20187025106 A KR 20187025106A KR 20190007408 A KR20190007408 A KR 20190007408A
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KR1020187025106A
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고이치 사카구치
도키야 데라베
다츠미 후지타
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신토고교 가부시키가이샤
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Abstract

플래스크리스 조형기는, 매치 플레이트를 끼워 지지할 수 있는 상부 주형틀 및 하부 주형틀과, 상부 주형틀의 상부에 배치되고, 하단부가 개구되며, 그 내부에 주형사를 저류(貯留)하는 상부 샌드 탱크와, 상부 샌드 탱크의 하단부에 장착되고, 공급구가 형성되며, 상부 주형틀 내에 진퇴 가능한 상부 플레이트와, 그 내부에 주형사를 저류하며, 주형사를 배출하는 제1 접속구를 가지는 제1 하부 샌드 탱크와, 하부 주형틀의 하부에 배치되고, 그 상단부가 개구되며, 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구에 접속 가능한 제2 접속구를 가지고, 주형사를 저류하는 제2 하부 샌드 탱크와, 제2 하부 샌드 탱크의 상단부에 장착되고, 공급구가 형성되며, 하부 주형틀 내에 진퇴 가능한 하부 플레이트와, 제2 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시키는 구동부와, 제1 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시키는 조정 구동부를 구비한다.

Description

플래스크리스 조형기
본 개시는, 플래스크리스 조형기(flaskless molding machine)에 관한 것이다.
특허 문헌 1은, 주형틀을 가지지 않는 무(無)틀식의 주형(鑄型)을 조형(造型)하는 플래스크리스 조형기를 개시한다. 이 조형기는, 모형이 설치되는 매치(match) 플레이트를 사이에 끼워 지지하는 1조(組)의 상부 주형틀 및 하부 주형틀과, 주형사(鑄型砂)를 공급하는 공급 기구와, 주형사를 압축하는 스퀴즈(squeeze) 기구를 구비한다. 조형기는, 하부 주형틀을 상부 주형틀에 접근시키고, 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 의해 매치 플레이트를 사이에 끼워 넣는다. 이 상태에서, 조형기는, 공급 기구를 동작시키는 것에 의해, 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 의해 형성된 상하의 조형 공간으로 주형사를 공급시킨다. 조형기는, 스퀴즈 기구를 동작시키는 것에 의해, 상하의 조형 공간의 주형사를 압축시킨다. 상기 공정을 거쳐, 상부 주형 및 하부 주형이 동시에 조형된다.
이 조형기의 공급 기구는, 압축 공기를 이용하여 상하의 조형 공간에 주형사를 공급한다. 공급 기구는, 압축 공기원에 연통하고, 주형사를 저류하는 상부 샌드 탱크와, 상부 주형틀의 상부에 배치되고, 상부 샌드 탱크에 정적(靜的)으로 접속된 상부 블로우 헤드를 가진다. 압축 공기원으로부터 불어넣어진 압축 공기는, 상부 샌드 탱크에 저류된 주형사를 상부 블로우 헤드로 공급하고, 상부 블로우 헤드의 주형사를 상부 주형틀에 의해 구획된 상부 조형 공간으로 공급한다. 마찬가지로, 공급 기구는, 압축 공기원에 연통하고, 주형사를 저류하는 하부 샌드 탱크와, 하부 주형틀의 하부에 배치되고, 상하로 이동하며, 소정 위치에서 하부 샌드 탱크에 접속되는 하부 블로우 헤드를 가진다. 압축 공기원으로부터 불어넣어진 압축 공기는, 하부 샌드 탱크에 저류된 주형사를 하부 블로우 헤드로 공급하고, 하부 블로우 헤드의 주형사를 하부 주형틀로 공급한다.
이 플래스크리스 조형기의 스퀴즈 기구는, 상하로 서로 향한 상부 스퀴즈 실린더 및 하부 스퀴즈 실린더를 구비한다. 상부 스퀴즈 실린더가 상부 조형 공간의 주형사에 하향의 압력을 가하고, 하부 스퀴즈 실린더가 하부 조형 공간의 주형사에 상향의 압력을 가한다. 이것에 의해, 주형사의 경도가 높아진다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 소54－51930호 공보
특허 문헌 1에 기재된 플래스크리스 조형기에서는, 모형 형상이나 주형사의 CB(Compactability)에 의해서 조형되는 주형의 두께가 변화하기 때문에, 하부 블로우 헤드의 목표 높이가 주형의 두께에 따라 변화한다. 이 때문에, 상황에 의해서 하부 블로우 헤드의 접속구와 하부 샌드 탱크의 접속구가 어긋날 우려가 있다. 이 경우, 주형사의 흐름이 균일하지 않게 되기 때문에, 하부 샌드 탱크 내에서 모래 막힘이 발생할 우려가 있다. 이러한 모래 막힘은, 낮은 CB의 주형사를 이용함으로써 회피할 수 있다. 그러나, 낮은 CB로 조정된 주형사가, 주형의 조형성이나 주물 제품의 품질에 대해서 최적인 주형사가 아닌 경우도 있다. 본 기술 분야에서는, 뛰어난 주형 또는 주물 제품을 조형하는 플래스크리스 조형기가 요구되고 있다.
본 발명의 일 측면에 관한 플래스크리스 조형기는, 무(無)주형틀의 상부 주형 및 하부 주형을 조형(造型)하는 플래스크리스 조형기로서, 상부 주형틀과, 상부 주형틀의 하부에 배치되고, 상부 주형틀과 함께 매치(match) 플레이트를 사이에 끼워 지지할 수 있는 하부 주형틀과, 상부 주형틀의 상부에 배치되고, 압축 공기원에 접속되며, 그 하단부가 개구되고, 그 내부에 주형사(鑄型砂)를 저류(貯留)하는 상부 샌드 탱크와, 상부 샌드 탱크의 하단부에 장착되고, 상부 샌드 탱크로부터 상부 주형틀 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구가 형성된 상부 플레이트와, 압축 공기원에 접속되고, 그 내부에 주형사를 저류하며, 저류한 주형사를 배출하는 제1 접속구를 가지는 제1 하부 샌드 탱크와, 하부 주형틀의 하부에 배치되고, 그 상단부가 개구되며, 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구에 접속 가능한 제2 접속구를 가지고, 제1 하부 샌드 탱크로부터 공급되어 하부 주형틀 내로 공급되는 주형사를 저류하는 제2 하부 샌드 탱크와, 제2 하부 샌드 탱크의 상단부에 장착되고, 제2 하부 샌드 탱크로부터 하부 주형틀 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구가 형성된 하부 플레이트와, 제2 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시켜, 상부 플레이트 및 하부 플레이트에 의해 스퀴즈를 행하는 구동부와, 제1 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시키는 조정 구동부를 구비한다.
본 발명의 일측면에 관한 플래스크리스 조형기에서는, 하부 주형틀에 주형사를 공급하는 샌드 탱크가 제1 하부 샌드 탱크 및 제2 하부 샌드 탱크로 분할되어 있으며, 구동부에 의해 제2 하부 샌드 탱크가 상하 방향으로 이동하고, 조정 구동부에 의해 제1 하부 샌드 탱크가 상하 방향으로 이동한다. 이와 같이, 제1 하부 샌드 탱크 및 제2 하부 샌드 탱크가 독립하여 상하 이동 가능하기 때문에, 제2 하부 샌드 탱크의 제2 접속구의 높이로 일치하도록, 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구의 높이를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1 접속구와 제2 접속구와의 연결 부분의 주형사의 흐름이 균일하게 되어, 모래 막힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 모래 막힘을 고려하여 주형사의 CB를 조정할 필요가 없어져, 주형의 조형성이나 주물 제품의 품질에 대해서 최적인 주형사를 이용할 수 있어, 결과로서 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 플레이트, 상부 주형틀 및 매치 플레이트에 의해, 상부 주형을 조형하는 상부 조형 공간이 형성되고, 상부 플레이트를 통해서 상부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 상부 조형 공간에 충전되며, 구동부에 의해 소정 높이로 이동된 제2 하부 샌드 탱크에 장착된 하부 플레이트, 하부 주형틀 및 매치 플레이트에 의해, 하부 주형을 조형하는 하부 조형 공간이 형성되고, 조정 구동부에 의해 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구의 높이가 제2 하부 샌드 탱크의 제2 접속구의 접속 위치로 조정되어 제1 하부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 제2 하부 샌드 탱크로 공급되며, 하부 플레이트를 통해서 제2 하부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 하부 조형 공간에 충전되고, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 주형사가 충전된 상태에서, 구동부가 제2 하부 샌드 탱크를 상부로 이동시킴으로써, 상부 플레이트 및 하부 플레이트로 스퀴즈를 행해도 괜찮다.
이와 같이 구성한 경우, 분할된 제2 하부 샌드 탱크만을 상하로 이동시켜 하부 주형틀로의 주형사의 충전 및 스퀴즈를 실현할 수 있기 때문에, 일체형의 하부 주형틀용 샌드 탱크를 채용한 경우와 비교하여, 하중의 언밸런스에 의한 경사를 경감할 수 있다.
일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기는, 하부 필링(filling)틀을 구비하며, 하부 조형 공간은, 하부 플레이트, 하부 주형틀, 하부 필링틀 및 매치 플레이트에 의해 형성되어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 하부 주형틀의 스트로크를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 이 플래스크리스 조형기는, 하부 필링틀을 구비하지 않는 경우와 비교하여 장치 높이가 낮은 조형기로 할 수 있음과 아울러, 1조의 상부 주형 및 하부 주형의 조형 시간을 단축할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 샌드 탱크 및 제1 하부 샌드 탱크는, 내면에 압축 공기가 유통할 수 있는 복수의 구멍을 가지는 투과 부재가 마련되어 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 투과 부재의 전면(全面)을 통해서 측부로부터 저류 공간으로 압축 공기가 공급되기 때문에, 주형사의 유동성이 향상된다. 이 상태에서 압축 공기에 의해 상부 주형틀 또는 하부 주형틀로 주형사가 더 불어넣어지는 것에 의해, 주형사의 취입(吹
Figure pct00001
, 불어 넣음) 저항을 줄일 수 있다. 따라서, 압축 공기원의 전력 소비를 억제할 수 있음과 아울러, 모래 막힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 플레이트의 적어도 1개의 공급구의 내면은, 상부 플레이트의 상면의 개구보다도 상부 플레이트의 하면의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 공급구 내에 존재하는 주형사를, 스퀴즈후에 중력 낙하하지 않을 정도로 스퀴즈력에 의해서 굳힐 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 플레이트의 상면에는, 상부 플레이트의 적어도 1개의 공급구를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기가 마련되어 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 돌기에 의해 공급구로 주형사가 안내되기 때문에, 공급구 근방에 주형사가 체류하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 플레이트의 하면에 배치되고, 적어도 1개의 공급구에 연통한 노즐을 구비해도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 노즐의 방향을 조정하는 것에 의해, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 플레이트의 적어도 1개의 공급구는, 복수의 공급구로 구성되며, 상부 플레이트의 하면에는, 복수의 공급구로부터 미리 선택된 공급구를 덮는 폐색판이 배치되어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 주형사를 공급하는 공급구를 폐색판의 유무에 의해 선택할 수 있으므로, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
일 실시 형태에서, 하부 플레이트의 적어도 1개의 공급구의 내면은, 하부 플레이트의 하면의 개구보다도 하부 플레이트의 상면의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 차회(次回)의 모래 공급시에, 모래가 공급구에 막히는 것을 회피할 수 있다.
일 실시 형태에서, 하부 플레이트의 하면에는, 하부 플레이트의 적어도 1개의 공급구를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기가 마련되어 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 돌기에 의해 공급구로 주형사가 안내되기 때문에, 공급구 근방에 주형사가 체류하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 형태에서, 하부 플레이트의 상면에 배치되고, 적어도 1개의 공급구에 연통하는 노즐을 구비해도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 노즐의 방향을 조정하는 것에 의해, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
일 실시 형태에서, 하부 플레이트의 적어도 1개의 공급구는, 복수의 공급구로 구성되며, 하부 플레이트의 상면에는, 복수의 공급구로부터 미리 선택된 공급구를 덮는 폐색판이 배치되어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 주형사를 공급하는 공급구를 폐색판의 유무에 의해 선택할 수 있으므로, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
일 실시 형태에서, 상부 주형틀, 하부 주형틀 및 제2 하부 샌드 탱크는, 4개의 가이드에 이동 가능하게 장착되어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 상부 주형틀, 하부 주형틀 및 제2 하부 샌드 탱크의 이동이 안정된다. 이것에 의해, 스퀴즈를 안정적으로 행할 수 있다. 이 때문에, 형(型)빼기 등의 성능이 향상되어, 결과로서 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
일 실시 형태에서, 제1 접속구 및 제2 접속구는, 상하 방향을 따른 접속면에서 접속되며, 제1 접속구가 형성된 제1 하부 샌드 탱크의 선단부에는, 상하 방향으로 연장되는 제1 폐색판이 마련되고, 제2 접속구가 형성된 제2 하부 샌드 탱크의 측부에는, 상하 방향으로 연장되는 제2 폐색판이 마련되어 있어도 괜찮다. 이와 같이 구성한 경우, 제1 접속구와 제2 접속구와의 높이가 다른 경우라도, 제1 폐색판에 의해 제2 접속구를 막을 수 있고, 또한, 제2 폐색판에 의해 제1 접속구를 막을 수 있다. 따라서, 주형사가 샌드 탱크로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 여러 가지의 측면 및 실시 형태에 의하면, 뛰어난 주형 또는 주물 제품을 조형하는 플래스크리스 조형기가 제공된다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 정면측의 사시도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 정면도이다.
도 3은 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 좌측면측의 개요도이다.
도 4는 제1 하부 샌드 탱크와 제2 하부 샌드 탱크가 접속한 상태의 부분 단면도이다.
도 5는 제1 하부 샌드 탱크와 제2 하부 샌드 탱크가 접속한 상태의 평면도이다.
도 6은 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구의 개요도이다.
도 7은 씰링 기구의 부분 확대 단면도이다.
도 8은 하부 플레이트의 상면측의 사시도이다.
도 9는 하부 플레이트의 하면측의 사시도이다.
도 10은 도 8의 X－X선을 따른 단면도이다.
도 11은 상부 플레이트의 하면측의 사시도이다.
도 12는 상부 플레이트의 상면측의 사시도이다.
도 13은 도 11의 XIII－XIII선을 따른 단면도이다.
도 14는 부시를 설명하는 개요도이다.
도 15는 도 14의 단면도이다.
도 16은 부시의 떼어냄을 설명하는 평면도이다.
도 17은 부시의 떼어냄을 설명하는 단면도이다.
도 18은 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 조형 처리를 설명하는 플로우차트이다.
도 19는 셔틀 인(shuttle in) 처리를 설명하는 개요도이다.
도 20은 틀세트(set) 처리를 설명하는 개요도이다.
도 21은 에어레이션(aeration) 처리를 설명하는 개요도이다.
도 22는 스퀴즈 처리를 설명하는 개요도이다.
도 23은 형 빼기 처리를 설명하는 개요도이다.
도 24는 셔틀 아웃(shuttle out) 처리를 설명하는 개요도이다.
도 25는 틀 맞춤 처리를 설명하는 개요도이다.
도 26은 틀 빼기 처리를 설명하는 개요도이다.
도 27은 제1 틀 분리 처리(전반(前半))를 설명하는 개요도이다.
도 28은 몰드 압출 처리를 설명하는 개요도이다.
도 29는 제2 틀 분리 처리(후반(後半))를 설명하는 개요도이다.
도 30은 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 31은 제1 검출기의 일 예를 나타내는 상면도이다.
도 32는 제1 검출기의 일 예를 나타내는 정면도이다.
도 33은 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 목표 설정 처리를 설명하는 플로우차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태에 대해 설명한다. 또, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다. 이하에서는, 수평 방향을 X축 및 Y축의 방향으로 하고, 연직 방향(상하 방향)을 Z축의 방향으로 한다.
[플래스크리스 조형기의 개요]
도 1은, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)의 정면측의 사시도이다. 플래스크리스 조형기(1)는, 무(無)주형틀의 상부 주형(鑄型) 및 하부 주형을 조형하는 조형기이다. 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 플래스크리스 조형기(1)는, 조형부(A1) 및 반송부(A2)를 구비하고 있다. 조형부(A1)는, 상하 방향(Z축 방향)으로 동작 가능한 상자 형상의 상부 주형틀 및 하부 주형틀이 배치되어 있다. 반송부(A2)는, 모형이 배치된 매치(match) 플레이트를 조형부(A1)로 도입한다. 조형부(A1)의 상부 주형틀 및 하부 주형틀은, 서로 근접하도록 이동하여, 매치 플레이트를 사이에 끼워 지지한다. 상부 주형틀 내 및 하부 주형틀 내에는, 주형사가 충전된다. 상부 주형틀 내 및 하부 주형틀 내에 충전된 주형사는, 조형부(A1)에 구비되는 스퀴즈 기구에 의해서 상하 방향으로부터 가압되어 상부 주형 및 하부 주형이 동시에 형성된다. 그 후, 상부 주형틀로부터 상부 주형이, 하부 주형틀로부터 하부 주형이 각각 빼내어져, 장치 밖으로 반출된다. 이와 같이, 플래스크리스 조형기(1)는, 무(無)주형틀의 상부 주형 및 하부 주형을 조형한다.
[프레임 구조]
도 2는, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)의 정면도이다. 도 3은, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)의 좌측면측의 개요도이다. 도 2 및 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 플래스크리스 조형기(1)는, 상부 프레임(10), 하부 프레임(11), 및 상부 프레임(10)과 하부 프레임(11)을 연결하는 4개의 가이드(12)를 구비한다. 가이드(12)는, 그 상단부가 상부 프레임(10)에 연결되고, 그 하단부가 하부 프레임(11)에 연결된다. 상부 프레임(10), 하부 프레임(11), 및 4개의 가이드(12)에 의해서, 상술한 조형부(A1)의 프레임이 구성되어 있다.
조형부(A1)의 프레임의 측부(X축의 부(負) 방향)에는, 반송부(A2)의 지지 프레임(13)(도 2)이 배치되어 있다. 또, 조형부(A1)의 프레임의 측부(Y축의 정(正) 방향)에는, 상하 방향으로 연장되는 지지 프레임(14)(도 3)이 배치되어 있다. 지지 프레임(14)은, 후술하는 제1 하부 샌드 탱크를 지지한다.
[상부 주형틀 및 하부 주형틀]
플래스크리스 조형기(1)는, 상부 주형틀(15)을 구비한다. 상부 주형틀(15)은, 상단부 및 하단부가 개구된 상자 형상의 틀체이다. 상부 주형틀(15)은, 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되어 있다. 상부 주형틀(15)은, 상부 프레임(10)에 장착된 상부 주형틀 실린더(16)에 의해서 지지되고, 상부 주형틀 실린더(16)의 동작에 따라 가이드(12)를 따라서 상하 이동한다.
플래스크리스 조형기(1)는, 상부 주형틀(15)의 하부에 배치된 하부 주형틀(17)을 구비한다. 하부 주형틀(17)은, 상단부 및 하단부가 개구된 상자 형상의 틀체이다. 하부 주형틀(17)은, 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되어 있다. 하부 주형틀(17)은, 상부 프레임(10)에 장착된 2개의 하부 주형틀 실린더(18)(도 2)에 의해서 지지되고, 하부 주형틀 실린더(18)의 동작에 따라 가이드(12)를 따라서 상하 이동한다. 이하에서는, 가이드(12)에 의해 둘러싸인 영역을 조형 위치라고도 한다.
상부 주형틀(15)과 하부 주형틀(17)과의 사이에는, 매치 플레이트(19)가 반송부(A2)로부터 도입된다. 매치 플레이트(19)는, 그 양면에 모형이 배치된 판 모양 부재이며, 상부 주형틀(15)과 하부 주형틀(17)과의 사이를 진퇴한다. 구체적인 일 예로서, 반송부(A2)의 지지 프레임(13)에는, 조형 위치로 향하는 레일과, 레일 상에 배치된 롤러가 부착된 반송 플레이트(20)와, 반송 플레이트(20)를 동작시키는 반송 실린더(21)를 구비하고 있다. 매치 플레이트(19)는, 반송 플레이트(20) 상에 배치되고, 반송 실린더(21)의 동작에 의해서, 조형 위치로서 상부 주형틀(15)과 하부 주형틀(17)과의 사이에 배치된다. 상부 주형틀(15) 및 하부 주형틀(17)은, 배치된 매치 플레이트(19)를 상하 방향으로부터 사이에 끼워 지지할 수 있다. 이하에서는, 지지 프레임(13) 상의 영역을 퇴피(退避) 위치라고도 한다.
[샌드 탱크]
플래스크리스 조형기(1)는, 상부 주형틀(15)의 상부에 배치된 상부 샌드 탱크(22)를 구비한다. 상부 샌드 탱크(22)는, 상부 프레임(10)에 장착되어 있다. 보다 구체적으로는, 상부 샌드 탱크(22)는, 상부 프레임(10)에 정적으로 고정되어 있다. 상부 샌드 탱크(22)는, 그 내부에 상부 주형틀(15)에 공급하기 위한 주형사를 저류한다. 상부 샌드 탱크(22)는, 그 상단부 및 하단부가 개구되어 있다. 상부 샌드 탱크(22)의 상단부에는, 판 모양의 차폐 부재를 수평 방향(X축의 정부(正負) 방향)으로 슬라이드시키는 슬라이드 게이트(23)가 마련되어 있다. 슬라이드 게이트(23)의 동작에 의해, 상부 샌드 탱크(22)의 상단부는, 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또, 상부 샌드 탱크(22)의 상부에는, 주형사를 투입하는 주형사 투입 슈트(chute) (24)가 고정 배치되어 있다. 주형사 투입 슈트(24)에 대해서는 후술한다. 슬라이드 게이트(23)가 개방 상태일 때에, 주형사는 주형사 투입 슈트(24)를 통해서 상부 샌드 탱크(22)로 공급된다.
상부 샌드 탱크(22)의 하단부는 개구되어 있고, 하단부의 개구에 상부 플레이트(25)(도 3)가 장착된다. 상부 플레이트(25)는, 판 모양 부재이며, 상부 샌드 탱크(22)로부터 상부 주형틀(15) 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구를 가진다. 상부 샌드 탱크(22) 내의 주형사는, 상부 플레이트(25)의 공급구를 통해서 상부 주형틀(15) 내로 공급된다. 상부 플레이트(25)는, 상부 주형틀(15)의 개구의 크기와 대략 동일하다. 상부 주형틀(15)이 상부 방향으로 이동하는 것에 의해, 상부 플레이트(25)는 상부 주형틀(15) 내로 진입한다. 상부 주형틀(15)이 하부 방향으로 이동하는 것에 의해, 상부 플레이트(25)는 상부 주형틀(15) 내로부터 퇴출된다. 이와 같이, 상부 플레이트(25)는, 상부 주형틀(15) 내에 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 상부 플레이트(25)의 상세는 후술한다.
상부 샌드 탱크(22)는, 압축 공기원(미도시)에 접속되어 있다. 구체적인 일 예로서는, 상부 샌드 탱크(22)는, 그 상부에 압축 공기를 공급하는 배관(26)(도 2)이 접속되어 있고, 배관(26)을 매개로 하여 압축 공기원과 접속하고 있다. 배관(26)에는, 전공 비례 밸브(27)(도 2)가 마련되어 있다. 전공 비례 밸브(27)는, 압축 공기의 공급 및 정지를 전환할 뿐만 아니라, 밸브 개도를 출력측의 압력에 따라 자동 조정한다. 이 때문에, 소정 압력의 압축 공기가 상부 샌드 탱크(22)로 공급된다. 슬라이드 게이트(23)가 폐쇄 상태일 때에, 상부 샌드 탱크(22)의 상부로부터 공급된 압축 공기는 상부 샌드 탱크(22)의 하부를 향해서 보내어진다. 상부 샌드 탱크(22) 내의 주형사는, 압축 공기와 함께 상부 플레이트(25)의 공급구를 통해서 상부 주형틀(15) 내로 공급된다.
또, 상부 샌드 탱크(22)는, 그 내면에 압축 공기가 유통할 수 있는 복수의 구멍을 가지는 투과 부재(22a)(도 3)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 투과 부재(22a)의 전면(全面)을 통해서 압축 공기가 내부 공간 전체에 공급되기 때문에, 주형사의 유동성이 향상된다. 투과 부재(22a)는 다공질 재료로 형성되어 있어도 괜찮다. 상부 샌드 탱크(22)는, 그 측부에, 압축 공기를 공급하는 배관(미도시)과, 압축 공기를 배기하는 배관(29)(도 2)이 접속되어 있다. 배관(29)에는, 주형사를 통과시키지 않고, 압축 공기를 투과시키는 필터가 마련되어 있어, 주형사가 상부 샌드 탱크(22) 밖으로 배기되는 것을 회피할 수 있다.
플래스크리스 조형기(1)는, 하부 주형틀(17) 내로 공급되는 주형사를 저류하는 하부 샌드 탱크를 구비한다. 하부 샌드 탱크는, 일 예로서 제1 하부 샌드 탱크(30)(도 3) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)(도 3)로 분할되어 있다. 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 상부 샌드 탱크(22)의 측부에 배치되어 있다. 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 그 내부에 하부 주형틀(17)에 공급하기 위한 주형사를 저류한다.
제1 하부 샌드 탱크(30)는, 지지 프레임(14)에 지지되어 있고, 지지 프레임(14)에 마련된 상하로 연장되는 가이드(12A)(도 1)에 의해 이동 가능하게 장착되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 상부 프레임(10)에 장착된 하부 탱크 실린더(조정 구동부)(32)(도 3)에 의해서 지지되고, 하부 탱크 실린더(32)의 동작에 따라 가이드(12A)를 따라서 상하 이동한다.
제1 하부 샌드 탱크(30)는, 그 상단부가 개구되어 있다. 제1 하부 샌드 탱크(30)의 상단부에는, 판 모양의 차폐 부재를 수평 방향(X축의 정부의 방향)으로 슬라이드시키는 슬라이드 게이트(33)(도 3)가 마련되어 있다. 슬라이드 게이트(33)의 동작에 의해, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 상단부는, 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 상부에는, 주형사를 투입하기 위한 호퍼(34)(도 3)가 고정 배치되어 있다. 호퍼(34)와 주형사 투입 슈트(24)와의 접속 관계에 대해서는 후술한다. 슬라이드 게이트(33)가 개방 상태일 때에, 주형사는 호퍼(34)를 통해서 제1 하부 샌드 탱크(30)로 공급된다.
제1 하부 샌드 탱크(30)의 하단부는 수평 방향(Y축의 부의 방향)으로 굴곡하고 있고, 선단부에는, 저류한 주형사를 배출하는 제1 접속구(35)(도 3)가 형성되어 있다. 제1 접속구(35)는, 후술하는 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구와, 소정의 높이(접속 위치)에서 접속 가능하게 구성되어 있다. 주형사는, 제1 접속구(35)를 통해서 제2 하부 샌드 탱크(31)로 공급된다. 또, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 선단부에는 상하 방향으로 연장되는 제1 폐색판(36)이 마련되어 있다. 후술하는 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구는, 접속 위치에 위치하고 있지 않을 때에 제1 폐색판(36)에 의해서 차폐된다.
제1 하부 샌드 탱크(30)는, 압축 공기원(미도시)에 접속되어 있다. 구체적인 일 예로서는, 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 그 상부에 압축 공기를 공급하는 배관(미도시)이 접속되어 있고, 배관을 매개로 하여 압축 공기원과 접속하고 있다. 배관에는, 전공 비례 밸브(Electricpneumatic proportional valve)(미도시)가 마련되어 있다. 이 때문에, 소정 압력의 압축 공기가 제1 하부 샌드 탱크(30)로 공급된다. 슬라이드 게이트(33)가 폐쇄 상태일 때이며, 후술하는 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구가 접속 위치에 있는 경우에, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 상부로부터 압축 공기가 공급된다. 압축 공기는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 하부를 향해서 보내어지고, 제1 하부 샌드 탱크(30) 내의 주형사는, 압축 공기와 함께 제1 접속구(35)를 통해서 제2 하부 샌드 탱크(31) 내로 공급된다.
또, 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 그 내면에 압축 공기가 유통할 수 있는 복수의 구멍을 가지는 투과 부재(30a)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 투과 부재(30a)의 전면을 통해서 압축 공기가 내부 공간 전체로 공급되기 때문에, 주형사의 유동성이 향상된다. 투과 부재(30a)는 다공질 재료로 형성되어 있어도 괜찮다. 제1 하부 샌드 탱크(30)는, 그 측부에 압축 공기를 배기하는 배관(30b)이 접속되어 있다. 배관(30b)(도 3)에는, 주형사를 통과시키지 않고, 압축 공기를 투과시키는 필터가 마련되어 있어, 주형사가 제1 하부 샌드 탱크(30) 밖으로 배기되는 것을 회피할 수 있다.
제2 하부 샌드 탱크(31)는, 하부 주형틀(17)의 하부에 배치된다. 제2 하부 샌드 탱크(31)는, 그 내부에 하부 주형틀(17)에 공급하기 위한 주형사를 저류한다. 제2 하부 샌드 탱크(31)는, 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되고, 상하 방향으로 연장되는 스퀴즈 실린더(구동부)(37)에 의해서 상하 이동 가능하게 지지되어 있다.
제2 하부 샌드 탱크(31)의 측부에는, 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구(35)에 접속 가능한 제2 접속구(38)(도 3)가 형성되어 있다. 제2 접속구(38)는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)와, 소정의 높이(접속 위치)에서 접속 가능하게 구성되어 있다. 접속 위치란, 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)가 접속하는 높이이며, 구체적으로는, 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)가 동축(同軸)에 배치되는 위치이다. 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)는, 상하 방향을 따른 접속면에서 접속된다.
도 4는, 제1 하부 샌드 탱크(30)와 제2 하부 샌드 탱크(31)가 접속한 상태의 부분 단면도이다. 도 5는, 제1 하부 샌드 탱크(30)와 제2 하부 샌드 탱크(31)가 접속한 상태의 평면도이다. 도 4 및 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 제1 하부 샌드 탱크(30) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)는, 제1 접속구(35)와 제2 접속구(38)가 소정의 접속 위치에서 접속되는 것에 의해, 서로 연통한 상태가 된다. 주형사는, 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)를 통해서 제1 하부 샌드 탱크(30)로부터 제2 하부 샌드 탱크(31)로 공급된다. 또, 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)에는 상하 방향으로 연장되는 제2 폐색판(39)(도 3~도 5)이 마련되어 있다. 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 양측부에는, 제2 폐색판(39)을 안내하는 가이드 레일(71)이 마련되어 있다. 제2 폐색판(39)이 가이드 레일(71)에 의해서 안내됨으로써, 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)는, 서로 경사지지 않게 접속 위치로 안내된다. 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)는, 접속 위치에 위치하고 있지 않을 때에 제2 폐색판(39)에 의해서 차폐된다.
또, 플래스크리스 조형기(1)는, 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)의 접속면을 기밀하게 씰링하는 씰링 기구를 구비해도 괜찮다. 예를 들면, 씰링 기구는 제1 접속구(35)측에 마련된다. 도 6은, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 개요도이며, 개구된 측으로부터 제1 접속구(35)를 본 도면이다. 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 제1 접속구(35)는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 내부에 연통하는 개구(35a)를 구비한다. 씰링 기구는, 씰 부재(72) 및 유지 부재(73)를 구비한다. 씰 부재(72)는, 개구(35a)를 둘러싸는 고리 모양의 부재이다. 씰 부재(72)는, 그 내부로 기체를 도입할 수 있는 튜브 형상을 나타내고, 또한, 가요성을 가진다. 유지 부재(73)는, 개구(35a)를 둘러싸는 고리 모양의 부재이며, 제2 폐색판(39)에 맞닿는다. 제2 폐색판(39)이 맞닿는 유지 부재(73)의 표면에는, 씰 부재(72)를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 있다. 도 7은, 씰링 기구의 부분 확대 단면도이다. 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 씰 부재(72)는, 제2 폐색판(39)이 맞닿는 유지 부재(73)의 표면으로부터 돌출되지 않을 정도로 수용되어 있다. 유지 부재(73)에는, 씰 부재(72)로 연통되는 기체 도입구(73a)(도 4~도 7)가 형성되어 있다. 씰 부재(72)는, 그 내부에 기체가 도입되면 팽창하고, 유지 부재(73)의 표면으로부터 돌출되어 제1 접속구(35) 및 제2 접속구(38)의 접속면을 기밀하게 씰링한다. 또, 플래스크리스 조형기(1)는, 도 4~도 7에 나타내어지는 씰링 기구 이외의 씰링 기구를 채용해도 괜찮다.
제2 하부 샌드 탱크(31)의 상단부는 개구되어 있으며, 상단부의 개구에 하부 플레이트(40)(도 3)가 장착된다. 하부 플레이트(40)는, 판 모양 부재이며, 제2 하부 샌드 탱크(31)로부터 하부 주형틀(17) 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구를 가진다. 제2 하부 샌드 탱크(31) 내의 주형사는, 하부 플레이트(40)의 공급구 및 후술하는 하부 필링틀을 통해서 하부 주형틀(17) 내로 공급된다. 하부 플레이트(40)의 상세는 후술한다.
[하부 필링틀]
플래스크리스 조형기(1)는, 일 예로서 하부 필링틀(41)을 구비한다. 하부 필링틀(41)은, 하부 주형틀(17)의 하부에 배치된다. 하부 필링틀(41)은, 상단부 및 하단부가 개구된 상자 형상의 프레임이다. 하부 필링틀(41)의 상단부의 개구는, 하부 주형틀(17)의 하단부의 개구와 접속한다. 하부 필링틀(41)은, 그 내부에 제2 하부 샌드 탱크(31)를 수용 가능하게 구성되어 있다. 하부 필링틀(41)은, 제2 하부 샌드 탱크(31)에 고정된 하부 필링틀 실린더(42)에 의해서 상하 이동 가능하게 지지되어 있다. 하부 플레이트(40)는, 하부 필링틀(41) 및 하부 주형틀(17)의 개구의 크기와 대략 동일하다. 또, 상하 이동 가능한 하부 필링틀(41)은, 그 내부에 제2 하부 샌드 탱크(31) 및 하부 플레이트(40)를 수용한 위치가 원위치(초기 위치)이며, 하강단(下降端)이 된다. 하부 필링틀(41)이 상부 방향으로 이동하는 것에 의해, 하부 플레이트(40)는 하부 필링틀(41) 내로부터 퇴출된다. 상부 방향으로 이동한 하부 필링틀(41)이 하부 방향으로 이동하는 것에 의해, 하부 플레이트(40)는 하부 필링틀(41) 내에 진입한다. 이와 같이, 하부 플레이트(40)는, 하부 필링틀(41) 내에 진퇴 가능(입출 가능)하게 구성되어 있다. 이 플래스크리스 조형기(1)는, 하부 필링틀(41)을 구비하는 것에 의해 하부 주형틀(17)의 스트로크를 짧게 할 수 있으므로, 하부 필링틀(41)을 구비하지 않는 경우와 비교하여 장치 높이가 낮은 플래스크리스 조형기로 할 수 있다. 또, 이 플래스크리스 조형기(1)는, 하부 필링틀(41)을 구비하는 것에 의해 하부 주형틀(17)의 스트로크를 짧게 할 수 있으므로, 1조의 상부 주형 및 하부 주형의 조형 시간을 단축할 수 있다.
또, 플래스크리스 조형기(1)는, 하부 필링틀(41)을 구비하지 않아도 좋다. 이 경우, 하부 플레이트(40)는 하부 주형틀(17) 내에 진퇴 가능(입출 가능)하게 구성된다. 상하 이동 가능한 하부 주형틀(17)은, 하강단(下降端)이 원위치(초기 위치)이다. 즉, 하부 플레이트(40)는, 상부 방향으로 이동하는 하부 주형틀(17)보다도 상대적으로 상부 방향으로 이동하는 것에 의해 하부 주형틀(17) 내에 진입한다. 하부 플레이트(40)는, 하부 주형틀(17)보다도 상대적으로 하부 방향으로 이동하는 것에 의해, 하부 주형틀(17) 내로부터 퇴출한다.
[조형 공간 및 스퀴즈]
상부 주형의 조형 공간(상부 조형 공간)은, 상부 플레이트(25), 상부 주형틀(15) 및 매치 플레이트(19)에 의해 형성된다. 하부 주형의 조형 공간(하부 조형 공간)은, 하부 플레이트(40), 하부 주형틀(17) 및 매치 플레이트(19)에 의해 형성된다. 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간은, 상부 주형틀 실린더(16), 하부 주형틀 실린더(18) 및 스퀴즈 실린더(37)를 동작시켜, 상부 주형틀(15) 및 하부 주형틀(17)이 소정 높이에서 매치 플레이트를 사이에 끼워 지지했을 때에 형성된다. 또, 플래스크리스 조형기(1)가 하부 필링틀(41)을 구비하는 경우에는, 하부 조형 공간은, 하부 플레이트(40), 하부 주형틀(17), 하부 필링틀(41) 및 매치 플레이트(19)에 의해 형성되어도 괜찮다.
상부 조형 공간에는, 상부 플레이트(25)를 통해서 상부 샌드 탱크(22)에 저류된 주형사가 충전된다. 하부 조형 공간에는, 하부 플레이트(40)를 통해서 제2 하부 샌드 탱크(31)에 저류된 주형사가 충전된다. 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 충전되는 주형사의 CB는, 30%~42%의 범위에서 설정될 수 있다. 또, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 충전되는 주형사의 압축 강도는, 8N/cm2~15N/cm2의 범위에서 설정될 수 있다. 또, 모형 형상이나 주형사의 CB(Compactability)에 의해서 조형되는 주형의 두께가 변화하기 때문에, 제2 하부 샌드 탱크(31)의 목표의 높이가 주형의 두께에 따라 변화한다. 즉, 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)의 높이가 변화한다. 이 때, 하부 탱크 실린더(32)에 의해, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 높이가 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)의 접속 위치로 조정된다. 이러한 조정은, 후술하는 제어 장치(50)(도 3)에 의해서 실현될 수 있다.
스퀴즈 실린더(37)는, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 주형사가 충전된 상태에서, 제2 하부 샌드 탱크(31)를 상부로 이동시킴으로써, 상부 플레이트(25) 및 하부 플레이트(40)에 의해 스퀴즈를 행한다. 이것에 의해, 상부 조형 공간의 주형사에 압력이 가해져, 상부 주형이 형성된다. 이것과 동시에, 하부 조형 공간의 주형사에 압력이 가해져, 하부 주형이 형성된다.
[주형사 투입 슈트(chute)]
주형사 투입 슈트(24)는, 상단부가 개구되고, 하단부가 2개로 분기하고 있다. 상단부에는, 전환 댐퍼(43)가 마련되어 있다. 전환 댐퍼(43)는, 분기된 하단부 중 어느 일방에 주형사가 낙하하도록 경사 방향이 변화한다. 또, 주형사 투입 슈트(24)의 일방의 하단부는 상부 샌드 탱크(22)의 상부에 고정되며, 주형사 투입 슈트(24)의 타방의 하단부는 호퍼(34) 내에 수용되고, 고정되지 않는다. 이와 같이, 제1 하부 샌드 탱크(30)측의 하단부가 고정되지 않는 것에 의해, 하부 탱크 실린더(32)는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 높이를, 상부 샌드 탱크(22)와는 독립하여 제어할 수 있다.
[하부 플레이트의 상세]
도 8은, 하부 플레이트(40)의 상면측의 사시도이다. 도 9는, 하부 플레이트(40)의 하면측의 사시도이다. 도 10은, 도 8의 X－X선을 따른 단면도이다. 도 8~도 10에 나타내어지는 바와 같이, 하부 플레이트(40)는, 적어도 1개의 공급구(40a)를 가진다. 도면 중에서는, 일 예로서, 15개의 공급구(40a)가 형성되어 있다. 각각의 공급구(40a)의 내면은, 하부 플레이트(40)의 하면(40b)의 개구보다도 하부 플레이트(40)의 상면(40c)의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있다. 이러한 형상(반대 방향의 테이퍼 형상)에 의해, 스퀴즈시에, 공급구(40a)에서 주형사가 강하게 압축되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 이러한 형상은, 차회의 모래 공급시에, 모래가 공급구(40a)에 막히는 것을 회피할 수 있다.
또, 하부 플레이트(40)의 하면(40b)에는, 하나 또는 복수의 공급구(40a)를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기(40d)가 마련되어 있다. 돌기(40d)는, XZ평면의 단면이 대략 삼각형이다. 돌기(40d)의 경사면의 경사는, 공급구(40a)의 내면과 동일한 경사이다. 이것에 의해, 돌기(40d)에 의해서 주형사가 스무스하게 공급구(40a)로 공급된다. 또, 돌기(40d)가 마련되는 것에 의해서, 공급구(40a) 사이에 주형사가 체류하는 것을 회피할 수 있다.
하부 플레이트(40)의 상면(40c)에는, 노즐판(노즐)(44) 또는 폐색판(45)이 배치되어도 괜찮다. 노즐판(44)은, 판 모양 부재이며, 공급구에 연통하는 개구(44a)가 형성되어 있다. 개구(44a)의 내면의 경사는, 공급구(40a)의 경사와 동일해도 좋고, 다른 경사라도 좋다. 또, 개구(44a)의 형성 위치는, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 노즐판(44)의 중심으로부터 X축방향 또는 Y축방향으로 변위시킨 위치에 개구(44a)를 형성하고, 공급구(40a)와 개구(44a)를 동축으로 하지 않는 것에 의해, 분사 방향을 수평 방향으로 시프트시킬 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 모형에 깊은 위치가 존재하는 경우, 깊은 위치에 주형사를 공급하도록 노즐판(44)을 배치할 수 있다. 게다가, 개구(44a)의 개구 방향(개구의 축 방향)을 상하 방향에 대해서 각도를 가지게 함으로써, 분사 방향을 제어할 수도 있다. 이것에 의해, 복잡한 모형이라도 주형사를 확실히 충전할 수 있다. 폐색판(45)은, 판 모양 부재이며, 개구는 형성되어 있지 않다. 폐색판(45)은, 복수의 공급구(40a)로부터 미리 선택된 공급구를 막기 위해서 이용된다. 예를 들면, 모형에 얕은 위치가 존재하는 경우, 얕은 위치에 대응하는 공급구(40a)를 막도록 배치된다. 이와 같이, 노즐판(44) 및 폐색판(45)은, 모형에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또, 노즐판(44) 및 폐색판(45)은, 예를 들면, 동일 두께로 형성되고, 각각의 상면이 동일 평면 상에 위치한다. 이것에 의해, 완성된 상하부 주형을 장치 밖으로 압출(押出)할 수 있다.
[상부 플레이트의 상세]
도 11은, 상부 플레이트(25)의 하면측의 사시도이다. 도 12는, 상부 플레이트(25)의 상면측의 사시도이다. 도 13은, 도 11의 XIII－XIII선을 따른 단면도이다. 도 11~도 13에 나타내어지는 바와 같이, 상부 플레이트(25)는, 적어도 1개의 공급구(25a)를 가진다. 도면 중에서는, 일 예로서, 15개의 공급구(25a)가 형성되어 있다. 각각의 공급구(25a)의 내면은, 상부 플레이트(25)의 상면(25c)의 개구보다도 상부 플레이트(25)의 하면(25b)의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있다. 이러한 형상(반대 방향의 테이퍼 형상)에 의해, 스퀴즈시에, 공급구(25a)에서 주형사가 강하게 압축되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 이러한 형상은, 주형사가 중력 낙하하지 않을 정도로 스퀴즈시에 다져짐과 아울러, 차회의 모래 공급시에, 모래가 공급구(25a)에 막히는 것을 회피할 수 있다.
또, 상부 플레이트(25)의 상면(25c)에는, 하나 또는 복수의 공급구(25a)를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기(25d)가 마련되어 있다. 돌기(25d)는, XZ평면의 단면이 대략 삼각형이다. 돌기(25d)의 경사면의 경사는, 공급구(25a)의 내면과 동일한 경사이다. 이것에 의해, 돌기(25d)에 의해서 주형사가 스무스하게 공급구(25a)로 공급된다. 또, 돌기(25d)가 마련되는 것에 의해서, 공급구(25a) 사이에 주형사가 체류하는 것을 회피할 수 있다.
상부 플레이트(25)의 하면(25b)에는, 노즐판(노즐)(46) 또는 폐색판(47)이 배치되어도 괜찮다. 노즐판(46)은, 판 모양 부재이며, 공급구에 연통하는 개구(46a)가 형성되어 있다. 개구(46a)의 내면의 경사는, 공급구(25a)의 경사와 동일해도 좋고, 다른 경사라도 좋다. 또, 개구(46a)의 형성 위치는, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 노즐판(46)의 중심으로부터 X축방향 또는 Y축방향으로 변위시킨 위치에 개구(46a)를 형성하고, 공급구(25a)와 개구(46a)를 동축으로 하지 않는 것에 의해, 분사 방향을 수평 방향으로 시프트시킬 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 모형에 깊은 위치가 존재하는 경우, 깊은 위치에 주형사를 공급하도록 노즐판(46)을 배치할 수 있다. 게다가, 개구(46a)의 개구 방향(개구의 축 방향)을 상하 방향에 대해서 각도를 가지게 함으로써, 분사 방향을 제어할 수도 있다. 이것에 의해, 복잡한 모형이라도 주형사를 확실히 충전할 수 있다. 폐색판(47)은, 판 모양 부재이며, 개구는 형성되어 있지 않다. 폐색판(47)은, 복수의 공급구(25a)로부터 미리 선택된 공급구를 막기 위해서 이용된다. 예를 들면, 모형에 얕은 위치가 존재하는 경우, 얕은 위치에 대응하는 공급구(25a)를 막도록 배치된다. 이와 같이, 노즐판(46) 및 폐색판(47)은, 모형에 따라 적절히 선택될 수 있다.
[부시]
상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17), 및 제2 하부 샌드 탱크(31)는, 통 모양의 부시에 의해서 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되어 있다. 일 예로서 상부 주형틀(15)에 대해 설명한다. 도 14는, 부시(49)를 설명하는 개요도이다. 도 15는, 도 14의 단면도이다. 도 14 및 도 15에 나타내어지는 바와 같이, 상부 주형틀(15)은, 그 상하단에 부시(49)가 장착되는 것에 의해, 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되어 있다. 통 모양의 부시(49)는, 복수의 부재를 결합하여 구성되어도 괜찮다. 구체적으로는, 부시(49)는, 축방향으로 평행한 면에 의해 반으로 나누어진 부재를 결합하여 구성되어도 괜찮다. 도 16은, 반으로 나누어진 부시(49)의 떼어냄을 설명하는 평면도이다. 도 17은, 반으로 나누어진 부시(49)의 떼어냄을 설명하는 단면도이다. 도 16 및 도 17에 나타내어지는 바와 같이, 반으로 나누어진 부시(49)를 이용함으로써, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17), 및 제2 하부 샌드 탱크(31)를 가이드(12)로부터 떼어내지 않고, 부시(49)만을 떼어내어 교환할 수 있으므로, 메인터넌스성이 뛰어나다.
[제어 장치]
플래스크리스 조형기(1)는, 제어 장치(50)를 구비해도 괜찮다. 제어 장치(50)는, 프로세서 등의 제어부, 메모리 등의 기억부, 입력장치, 표시장치 등의 입출력부, 네트워크 카드 등의 통신부 등을 구비하는 컴퓨터이며, 플래스크리스 조형기(1)의 각 부, 예를 들면 주형사 공급계, 압축 공기 공급계, 구동계 및 전원계 등을 제어한다. 이 제어 장치(50)에서는, 입력장치를 이용하여, 오퍼레이터가 플래스크리스 조형기(1)를 관리하기 위한 커멘드의 입력 조작 등을 행할 수 있고, 또, 표시장치에 의해, 플래스크리스 조형기(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 게다가, 제어 장치(50)의 기억부에는, 플래스크리스 조형기(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서에 의해 제어하기 위한 제어 프로그램이나, 조형 조건에 따라 플래스크리스 조형기(1)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램이 격납된다.
[조형 처리]
본 실시 형태에 관한 조형 처리에 대해 대략 설명한다. 도 18은, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기의 조형 처리를 설명하는 플로우차트이다. 도 18에 나타내어지는 조형 처리는, 1조의 상부 주형 및 하부 주형을 조형하는 처리이다. 도 18에 나타내어지는 조형 처리는, 플래스크리스 조형기(1)의 자세가 원위치(초기 위치)인 것을 조건 중 하나로서 자동 기동(起動)된다. 플래스크리스 조형기(1)의 자세가 원위치가 아닌 경우에는, 수동으로 동작시켜 원위치까지 이동시킨다. 도 3에 나타내어진 플래스크리스 조형기(1)의 자세(원위치)에서, 자동 기동 버튼이 눌러지면, 도 18에 나타내어지는 조형 처리가 개시된다.
조형 처리가 개시된 경우, 먼저, 셔틀 인(shuttle in) 처리(S12)가 행하여진다. 도 19는, 셔틀 인 처리를 설명하는 개요도이다. 도 19에 나타내어지는 바와 같이, 셔틀 인 처리에서는, 반송 실린더(21)가, 매치 플레이트(19)를 재치한 반송 플레이트(20)를 조형 위치로 이동시킨다.
다음으로, 틀 세트 처리(S14)가 행하여진다. 도 20은, 틀 세트 처리를 설명하는 개요도이다. 도 20에 나타내어지는 바와 같이, 틀 세트 처리에서는, 상부 주형틀 실린더(16), 하부 주형틀 실린더(18)(도 2), 하부 필링틀 실린더(42) 및 스퀴즈 실린더(37)가 조형하는 주형의 두께에 맞추어 신축한다. 이것에 의해, 상부 주형틀(15)이 소정 위치로 이동됨과 아울러, 하부 주형틀(17)이 매치 플레이트(19)에 맞닿고, 그 후, 매치 플레이트(19)를 얹은 하부 주형틀(17)이 소정 위치로 이동함으로써, 상부 주형틀(15) 및 하부 주형틀(17) 사이에 매치 플레이트(19)가 끼워 지지된 상태가 된다. 그리고, 제2 하부 샌드 탱크(31) 및 하부 필링틀(41)이 상승하고, 하부 필링틀(41)이 하부 주형틀(17)에 맞닿는다. 또, 하부 탱크 실린더(32)가 신축하고, 제1 하부 샌드 탱크(30)를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 높이가 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)의 높이와 일치하는 상태가 된다. 이 때, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간은, 제어 장치(50)에서 결정된 상태(높이)로 되어 있다.
다음으로, 에어레이션 처리(S16)가 행하여진다. 도 21은, 에어레이션 처리를 설명하는 개요도이다. 도 21에 나타내어지는 바와 같이, 에어레이션 처리에서는, 씰링 기구가 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)와 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)를 씰링한다. 그리고, 상부 샌드 탱크(22)의 슬라이드 게이트(23), 및 제1 하부 샌드 탱크(30)의 슬라이드 게이트(33)가 닫히게 되고, 압축 공기원 및 전공 비례 밸브가 상부 샌드 탱크(22) 및 제1 하부 샌드 탱크(30) 내로 압축 공기를 공급한다. 이것에 의해, 주형사를 유동시키면서, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 주형사가 충전된다. 일 예로서, 설정된 압력 및 시간을 만족한 경우, 에어레이션 처리가 종료한다.
다음으로, 스퀴즈 처리(S18)가 행하여진다. 도 22는, 스퀴즈 처리를 설명하는 개요도이다. 도 22에 나타내어지는 바와 같이, 스퀴즈 처리에서는, 에어레이션 처리(S16)에서 동작시킨 씰링 기구가 씰링을 해제하고, 스퀴즈 실린더(37)가 더 신장하는 것에 의해, 제2 하부 샌드 탱크(31)가 더 상승한다. 이것에 의해, 제2 하부 샌드 탱크(31)에 장착된 하부 플레이트(40)가 하부 필링틀(41) 내에 진입하여, 하부 조형 공간 내의 주형사를 압축함과 아울러, 상부 플레이트(25)가 상부 주형틀(15) 내에 진입하여, 상부 조형 공간의 주형사를 압축한다. 스퀴즈 실린더(37)가 유압 회로에 의해 제어되고 있는 경우에는, 예를 들면 유압 회로의 유압이 설정된 유압과 동일하다고 판정할 수 있을 때에, 스퀴즈 처리가 종료한다. 또, 스퀴즈 처리 중으로서, 상부 주형틀 실린더(16), 하부 주형틀 실린더(18) 및 하부 필링틀 실린더(42)가 유압 회로에 의해 제어되고 있는 경우, 각 실린더는 프리(free) 회로로 설정된다. 이것에 의해서, 각 실린더는 스퀴즈력에 져서 수축한다.
다음으로, 형(型) 빼기 처리(S20)가 행하여진다. 도 23은, 형 빼기 처리를 설명하는 개요도이다. 도 23에 나타내어지는 바와 같이, 형 빼기 처리에서는, 하부 필링틀 실린더(42)가 수축하여 하부 필링틀(41)을 하강시킨다. 그 후, 스퀴즈 실린더(37)가 수축하여, 제2 하부 샌드 탱크(31)를 하강시키고, 그것에 이어서, 매치 플레이트(19) 및 반송 플레이트(20)를 재치한 하부 주형틀(17)을 하강시킨다. 그리고, 상부 주형틀(15)로부터 모형의 형 빼기가 행하여진다. 하부 주형틀(17)이 고정부(미도시)까지 하강했을 때, 매치 플레이트(19) 및 반송 플레이트(20)가 고정부에 지지된다. 이것에 의해, 하부 주형틀(17)로부터 모형의 형 빼기가 행하여진다.
다음으로, 셔틀 아웃 처리(S22)가 행하여진다. 도 24는, 셔틀 아웃 처리를 설명하는 개요도이다. 도 24에 나타내어지는 바와 같이, 셔틀 아웃 처리에서는, 반송 실린더(21)가 수축하는 것에 의해, 반송 플레이트(20)를 저류 위치로 이동시킨다. 도 24에 나타내어진 상태에서, 필요하면 중자(中子, core)이 상부 주형틀(15) 또는 하부 주형틀(17)에 배치된다.
다음으로, 틀 맞춤 처리(S24)가 행하여진다. 도 25는, 틀 맞춤 처리를 설명하는 개요도이다. 도 25에 나타내어지는 바와 같이, 틀 맞춤 처리에서는, 하부 주형틀 실린더(18)가 수축하고, 스퀴즈 실린더(37)가 신장하는 것에 의해, 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)를 상승시켜, 틀을 맞춘다.
다음으로, 틀 빼기 처리(S26)가 행하여진다. 도 26은, 틀 빼기 처리를 설명하는 개요도이다. 도 26에 나타내어지는 바와 같이, 틀 빼기 처리에서는, 상부 주형틀 실린더(16) 및 하부 주형틀 실린더(18)가 수축하는 것에 의해, 상부 주형틀(15) 및 하부 주형틀(17)을 상승단까지 상승시켜, 틀 빼기를 행한다.
다음으로, 제1 틀 분리 처리(S28)가 행하여진다. 도 27은, 제1 틀 분리 처리(전반(前半))를 설명하는 개요도이다. 도 27에 나타내어지는 바와 같이, 제1 틀 분리 처리에서는, 제2 하부 샌드 탱크(31)의 하부 플레이트(40) 상에 주형을 재치한 상태에서, 스퀴즈 실린더(37)가 수축하여, 제2 하부 샌드 탱크(31)를 하강시킨다. 이 때, 하부 주형틀 실린더(18)가 신장하여, 하부 주형틀(17)을 하강시킴과 아울러, 주형을 반출할 때에 방해가 되지 않는 위치에서 정지시킨다.
다음으로, 몰드 압출 처리(S30)가 행하여진다. 도 28은, 몰드 압출 처리를 설명하는 개요도이다. 도 28에 나타내어지는 바와 같이, 몰드 압출 처리에서는, 압출 실린더(48)(도 2 참조)가 신장함으로써, 상부 주형 및 하부 주형을 장치 밖(예를 들면 조형 라인)으로 반출시킨다.
다음으로, 제2 틀 분리 처리(S32)가 행하여진다. 도 29는, 제2 틀 분리 처리(후반)를 설명하는 개요도이다. 도 29에 나타내어지는 바와 같이, 제2 틀 분리 처리에서는, 하부 주형틀 실린더(18)가 신장하여, 하부 주형틀(17)을 원위치로 되돌린다.
이상으로, 1조의 상부 주형 및 하부 주형을 조형하는 처리를 종료한다.
[제1 하부 샌드 탱크의 위치 조정]
상술한 틀 세트 처리(S14)에서 행하여진 제1 하부 샌드 탱크(30)의 위치 조정의 상세를 설명한다. 위치 조정은, 제어 장치(50)에 의해서 실현된다. 도 30은, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)의 제어 장치(50)의 기능 블록도이다. 도 30에 나타내어지는 바와 같이, 제어 장치(50)는, 제1 검출기(51), 제2 검출기(52), 제3 검출기(53), 제4 검출기(54), 제5 검출기(55) 및 하부 탱크 실린더(32)에 접속되어 있다. 또, 제어 장치(50)는, 제1 검출기(51) ~ 제5 검출기(55) 전부에 접속되어 있을 필요는 없다. 제어 장치(50)는, 예를 들면, 제1 검출기(51) 및 제2 검출기(52)에만 접속되어 있어도 괜찮고, 제3 검출기(53) ~ 제5 검출기(55)에만 접속되어 있어도 괜찮다. 또, 플래스크리스 조형기(1)는, 제1 검출기(51) ~ 제5 검출기(55) 전부를 구비하고 있을 필요는 없다.
제1 검출기(51)는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 높이 위치를 검출한다. 도 31은, 제1 검출기(51)의 일 예를 나타내는 상면도이다. 도 32는, 제1 검출기(51)의 일 예를 나타내는 정면도이다. 도 31 및 도 32에 나타내어지는 바와 같이, 제1 검출기(51)는, 자석(60) 및 자계(磁界) 검출부(61)를 구비한다. 자석(60)은, 제1 하부 샌드 탱크(30)와 함께 이동하는 부재(62, 63)에 장착된다. 자석(60)은, 제1 하부 샌드 탱크(30)에 직접 장착되어도 괜찮다. 자석(60)은, 그 일부가 노치된 고리 모양 부재이다. 자계 검출부(61)는, 고정 프레임인 지지 프레임(14)에 장착되고, 상하 방향으로 연장되는 직사각형 부재로 이루어지며, 자석(60)과의 사이에 생긴 자계를 검출한다. 자계 검출부(61)는, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 이동 방향을 따라서 마련되어 있다. 자석(60)은, 그 내부에 자계 검출부(61)가 위치하도록 배치된다. 제1 하부 샌드 탱크(30)와 함께 자석(60)이 이동하기 때문에, 제1 검출기(51)는, 자계 위치를 검출하는 것에 의해 제1 하부 샌드 탱크(30)의 높이 위치(절대 위치)를 검출할 수 있다.
제2 검출기(52)는, 제2 하부 샌드 탱크(31)(하부 플레이트(40))의 높이 위치를 검출한다. 제2 검출기(52)의 구성은 제1 검출기(51)와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 제2 검출기(52)의 경우, 일 예로서, 제2 하부 샌드 탱크(31)에 자석(60)이 마련되고, 조형부(A1)의 프레임 등의 고정 부재에 자계 검출부(61)가 마련된다.
제3 검출기(53)는, 상부 주형틀(15)의 높이 위치를 검출한다. 제3 검출기(53)의 구성은 제1 검출기(51)와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 제3 검출기(53)의 경우, 일 예로서, 상부 주형틀(15)에 자석(60)이 마련되고, 조형부(A1)의 프레임 등의 고정 부재에 자계 검출부(61)가 마련된다.
제4 검출기(54)는, 하부 주형틀(17)의 높이 위치를 검출한다. 제4 검출기(54)의 구성은 제1 검출기(51)와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 제4 검출기(54)의 경우, 일 예로서, 하부 주형틀(17)에 자석(60)이 마련되고, 조형부(A1)의 프레임 등의 고정 부재에 자계 검출부(61)가 마련된다.
제5 검출기(55)는, 하부 필링틀(41)의 높이 위치를 검출한다. 제5 검출기(55)의 구성은 제1 검출기(51)와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 제5 검출기(55)의 경우, 일 예로서, 하부 필링틀(41)에 자석(60)이 마련되고, 조형부(A1)의 프레임 등의 고정 부재에 자계 검출부(61)가 마련된다.
제어 장치(50)는, 인식부(70), 제어부(80) 및 기억부(90)를 구비한다. 인식부(70)는, 제1 검출기(51)의 검출 결과에 근거하여, 이동중의 제1 하부 샌드 탱크(30)의 높이 위치(제1 접속구(35)의 높이 위치) 및 이동 완료를 인식한다. 인식부(70)는, 제2 검출기(52)의 검출 결과에 근거하여, 이동중의 제2 하부 샌드 탱크(31)의 높이 위치(제2 접속구(38)의 높이 위치) 및 이동 완료를 인식한다. 인식부(70)는, 제3 검출기(53)의 검출 결과에 근거하여, 이동중 상부 주형틀(15)의 높이 위치 및 이동 완료를 인식한다. 인식부(70)는, 제4 검출기(54)의 검출 결과에 근거하여, 이동중의 하부 주형틀(17)의 높이 위치 및 이동 완료를 인식한다. 인식부(70)는, 제5 검출기(55)의 검출 결과에 근거하여, 이동중의 하부 필링틀(41)의 높이 위치 및 이동 완료를 인식한다. 이와 같이, 인식부(70)는, 검출기의 결과에 근거하여, 각 구성요소의 이동중의 높이 위치 및 이동 완료를 인식할 수 있다. 또, 인식부(70)는, 제3 검출기(53)에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 상부 주형틀(15)의 높이 위치에 근거하여, 스퀴즈 완료시 상부 주형의 두께를 인식할 수도 있다. 또, 인식부(70)는, 제2 검출기에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 제2 하부 샌드 탱크(31)(하부 플레이트(40))의 높이 위치, 및 제5 검출기(55)에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 하부 필링틀(41)의 높이 위치에 근거하여, 스퀴즈 완료시의 하부 주형의 두께를 인식할 수도 있다.
인식부(70)는, 제3 검출기(53)에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 상부 주형틀(15)의 높이 위치, 제2 검출기에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 제2 하부 샌드 탱크(31)(하부 플레이트(40))의 높이 위치, 및 제5 검출기(55)에 의해 스퀴즈 완료시에 검출된 하부 필링틀(41)의 높이 위치를 조형 결과로서 기억부(90)에 기억시킨다. 이 때, 인식부(70)는, 조형 조건과 조형 결과를 관련지어 기억부(90)에 기억시켜도 괜찮다. 조형 조건이란, 조형할 때에 미리 설정된 조건이며, 예를 들면, 모형의 형번(型番), 모형 형상, 각 구성요소의 목표 높이 위치 등이다. 이와 같이, 인식부(70) 및 기억부(90)는, 실적 정보를 취득하여 기억한다.
제어부(80)는, 기억부(90)에 기억된 전회(前回)의 조형 결과에 근거하여, 다음의 모래 충전시에서의 상부 주형틀(15)의 높이 위치 및 하부 필링틀(41)의 높이 위치를 결정한다. 이와 같이, 제어부(80)는, 제3 검출기(53) 및 제5 검출기(55)의 검출 결과에 근거하여, 피드백 제어를 행한다.
또, 인식부(70)는, 제3 검출기(53) 및 제5 검출기(55)의 검출 결과 뿐만 아니라, 제1 검출기(51)~ 제5 검출기(55)로부터 선택되는 다른 조합의 검출 결과, 모든 검출 결과, 또는 상부 주형 및 하부 주형의 두께를 조형 결과로서 기억부(90)에 기억해도 괜찮다. 이 경우, 제어부(80)는, 기억부(90)에 기억된 조형 결과에 근거하여 상술한 피드백 제어와는 다른 피드백 제어를 행할 수 있다. 예를 들면, 제어부(80)는, 스퀴즈 완료시에서 제1 검출기(51)에 의해 검출된 제1 하부 샌드 탱크(30)의 높이 위치(제1 접속구(35)의 높이 위치)와, 스퀴즈 완료시에서 제2 검출기(52)에 의해 검출된 제2 하부 샌드 탱크(31)의 높이 위치(제2 접속구(38)의 높이 위치)에 근거하여, 다음의 모래 충전시에서의 제1 하부 샌드 탱크(30)의 높이 위치 및 제2 하부 샌드 탱크(31)의 높이 위치를 결정해도 괜찮다. 이것에 의해, 제어부(80)는, 제1 검출기(51) 및 제2 검출기(52)의 검출 결과에 근거하여, 제1 접속구(35)와 제2 접속구(38)와의 높이 위치가 일치하도록 스퀴즈 실린더(37) 및 하부 탱크 실린더(32)를 동작시킬 수 있다.
도 33은, 일 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)의 목표 설정 처리를 설명하는 플로우차트이다. 도 33에 나타내어지는 처리는, 틀 세트 처리(S14)에서 실행된다. 최초로, 제어부(80)는, 정보 취득 처리(S40)로서, 기억부(90)에 기억된 전회(前回)의 조형 결과를 취득한다. 다음으로, 제어부(80)는, 목표값 설정 처리(S42)로서, 제1 접속구(35)의 높이 위치의 목표값을 결정한다. 제어부(80)는, 예를 들면, 전회의 제1 접속구(35)의 높이 위치와 전회의 제2 접속구(38)의 높이 위치에 차분(差分)이 존재하는 경우에는, 차분을 없애도록 제1 접속구(35)의 높이 위치의 목표값을 결정한다. 이상으로, 플래스크리스 조형기(1)의 목표 설정 처리를 종료한다.
이상, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 하부 주형틀(17)에 주형사를 공급하는 샌드 탱크가 제1 하부 샌드 탱크(30) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)로 분할되어 있고, 스퀴즈 실린더(37)에 의해 제2 하부 샌드 탱크(31)가 상하 방향으로 이동하며, 하부 탱크 실린더(32)에 의해 제1 하부 샌드 탱크(30)가 상하 방향으로 이동한다. 이와 같이, 제1 하부 샌드 탱크(30) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)가 독립하여 상하 이동 가능하기 때문에, 제2 하부 샌드 탱크(31)의 제2 접속구(38)의 높이와 일치하도록, 제1 하부 샌드 탱크(30)의 제1 접속구(35)의 높이를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1 접속구(35)와 제2 접속구(38)와의 연결 부분의 주형사의 흐름이 균일하게 되어, 모래 막힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 모래 막힘을 고려하여 주형사의 CB를 조정할 필요가 없게 되어, 주형의 조형성이나 주물 제품의 품질에 대해서 최적인 주형사를 이용할 수 있고, 결과로서 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 분할된 제2 하부 샌드 탱크(31)만을 상하로 이동시켜 하부 주형틀(17)로의 주형사의 충전 및 스퀴즈를 실현할 수 있다. 제1 하부 샌드 탱크(30)가 제2 하부 샌드 탱크(31)에 고정 접속된 일체형 샌드 탱크를 채용한 경우, 탱크의 좌측에 우측보다도 하중이 가해지게 되기 때문에, 탱크를 상승시킬 때의 각도와 하강시킬 때의 각도가 다를 우려가 있다. 이러한 각도의 차이는, 패턴으로부터 주형을 떼어낼 때에 발형 불량을 일으킬 우려가 있다. 이것에 대해서, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 하중의 언밸런스에 의한 경사를 경감할 수 있기 때문에, 결과로서 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 투과 부재(22a, 30a)의 전면을 통해서 측부로부터 저류 공간으로 압축 공기가 공급되기 때문에, 주형사의 유동성이 향상된다. 이 상태에서 압축 공기에 의해 상부 주형틀 또는 하부 주형틀로 주형사가 더 불어넣어지는 것에 의해, 주형사의 취입(吹
Figure pct00002
) 저항을 줄일 수 있다. 따라서, 압축 공기원의 전력 소비를 억제할 수 있음과 아울러, 모래 막힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 상부 플레이트(25)의 공급구(25a) 내에 존재하는 주형사를, 스퀴즈후에 중력 낙하하지 않을 정도로 스퀴즈력에 의해서 굳힐 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 돌기(25d, 40d)에 의해 공급구에 주형사가 안내되기 때문에, 공급구 근방에 주형사가 체류하는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 노즐판(44, 46)의 노즐의 방향을 조정하는 것에 의해, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 주형사를 공급하는 공급구를 폐색판(45, 47)의 유무에 의해 선택할 수 있으므로, 모형의 형상에 맞춘 공급을 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)가 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되어 있기 때문에, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)의 이동이 안정된다. 이것에 의해, 스퀴즈를 안정되게 행할 수 있다. 이 때문에, 발형 등의 성능이 향상되고, 결과로서 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)는, 4개의 가이드(12)에 이동 가능하게 장착되고, 4개의 가이드(12)는, 상하 방향으로부터 보아, 4개의 가이드(12) 각각의 중심을 정점(頂点)으로 하는 사각형이 상부 주형틀(15) 및 하부 주형틀(17)을 이용하여 형성된 조형 공간(상부 조형 공간 및 하부 조형 공간)을 둘러싸도록 배치되며, 4개의 가이드(12)는, 모래 충전시, 스퀴즈시 및 발형시에, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)를 상하 방향으로 안내한다. 이와 같이, 모래 충전시, 스퀴즈시 및 발형시에, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)의 자세가 동일한 경우, 4개의 가이드(12)를 배치할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 제1 접속구(35)와 제2 접속구(38)와의 높이가 다른 경우라도, 제1 폐색판(36)에 의해 제2 접속구(38)를 막을 수 있고, 또한, 제2 폐색판(39)에 의해 제1 접속구(35)를 막을 수 있다. 따라서, 주형사가 샌드 탱크로부터 유출되는 것을 막을 수 있다.
게다가, 본 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 의하면, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간에 충전되는 주형사는, CB가 30%~42%, 주형사의 압축 강도가 8N/cm2~15N/cm2의 범위로 설정된 주형사이기 때문에, 뛰어난 주형 및 주물 제품을 얻을 수 있다.
또, 상술한 실시 형태는 본 발명에 관한 플래스크리스 조형기의 일 예를 나타내는 것이다. 본 발명에 관한 플래스크리스 조형기는, 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)에 한정되는 것이 아니고, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서, 실시 형태에 관한 플래스크리스 조형기(1)을 변형하거나, 또는 다른 것에 적용한 것이라도 좋다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서, 상부 샌드 탱크(22)는 상부 프레임(10)에 고정되어 있는 예를 설명했지만, 상부 샌드 탱크(22)는 이동 가능하게 구성되어 있어도 괜찮다.
또, 상기 실시 형태에서, 제어 장치(50)는, 제1 검출기(51) 및 제2 검출기(52)의 검출 결과를 이용하여, 제1 하부 샌드 탱크(30) 및 제2 하부 샌드 탱크(31)의 이동 속도를 제어해도 괜찮다. 마찬가지로, 제어 장치(50)는, 제3 검출기(53), 제4 검출기(54) 및 제5 검출기(55)의 검출 결과를 이용하여, 상부 주형틀(15), 하부 주형틀(17) 및 하부 필링틀(41)의 이동 속도를 제어해도 괜찮다. 예를 들면, 제어 장치(50)는, 목표 위치까지 가까워져 온 것을 검지(소정 위치로부터 소정 거리 이내에 위치한 것을 검지)한 경우, 이동 속도를 소정값 낮춰도 괜찮다. 이와 같이 제어하는 것에 의해, 접촉시의 영향의 완화와 상부 주형 및 하부 주형의 조형 시간의 단축을 양립할 수 있다.
1 - 플래스크리스 조형기 12 - 가이드
15 - 상부 주형틀 16 - 상부 주형틀 실린더
17 - 하부 주형틀 18 - 하부 주형틀 실린더
19 - 매치 플레이트 22 - 상부 샌드 탱크
25 - 상부 플레이트 22a, 30a - 투과 부재
30 - 제1 하부 샌드 탱크 31 - 제2 하부 샌드 탱크
32 - 하부 탱크 실린더 35 - 제1 접속구
36 - 제1 폐색판 37 - 스퀴즈 실린더
38 - 제2 접속구 39 - 제2 폐색판
40 - 하부 플레이트 41 - 하부 필링틀
42 - 하부 필링틀 실린더 50 - 제어 장치
44, 46 - 노즐판 45, 47 - 폐색판
51 - 제1 검출기 52 - 제2 검출기
53 - 제3 검출기 54 - 제4 검출기
55 - 제5 검출기 60 - 자석
61 - 자계 검출부 70 - 인식부
80 - 제어부 90 - 기억부

Claims (14)

  1. 무(無)주형틀의 상부 주형(鑄型) 및 하부 주형을 조형(造型)하는 플래스크리스 조형기로서,
    상부 주형틀과,
    상기 상부 주형틀의 하부에 배치되고, 상기 상부 주형틀과 함께 매치(match) 플레이트를 사이에 끼워 지지할 수 있는 하부 주형틀과,
    상기 상부 주형틀의 상부에 배치되고, 압축 공기원에 접속되며, 그 하단부가 개구되고, 그 내부에 주형사(鑄型砂)를 저류(貯留)하는 상부 샌드(sand) 탱크와,
    상기 상부 샌드 탱크의 하단부에 장착되고, 상기 상부 샌드 탱크로부터 상기 상부 주형틀 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구가 형성된 상부 플레이트와,
    압축 공기원에 접속되고, 그 내부에 주형사를 저류하며, 저류한 주형사를 배출하는 제1 접속구를 가지는 제1 하부 샌드 탱크와,
    상기 하부 주형틀의 하부에 배치되고, 그 상단부가 개구되며, 상기 제1 하부 샌드 탱크의 제1 접속구에 접속 가능한 제2 접속구를 가지고, 상기 제1 하부 샌드 탱크로부터 공급되어 상기 하부 주형틀 내로 공급되는 주형사를 저류하는 제2 하부 샌드 탱크와,
    상기 제2 하부 샌드 탱크의 상단부에 장착되고, 상기 제2 하부 샌드 탱크로부터 상기 하부 주형틀 내로 연통하는 적어도 1개의 공급구가 형성된 하부 플레이트와,
    상기 제2 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시켜, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트에 의해 스퀴즈를 행하는 구동부와,
    상기 제1 하부 샌드 탱크를 상하 방향으로 이동시키는 조정 구동부를 구비하는 플래스크리스 조형기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 플레이트, 상기 상부 주형틀 및 상기 매치 플레이트에 의해, 상기 상부 주형을 조형하는 상부 조형 공간이 형성되며, 상기 상부 플레이트를 통해서 상기 상부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 상기 상부 조형 공간에 충전되고,
    상기 구동부에 의해 소정 높이로 이동된 상기 제2 하부 샌드 탱크에 장착된 상기 하부 플레이트, 상기 하부 주형틀 및 상기 매치 플레이트에 의해, 상기 하부 주형을 조형하는 하부 조형 공간이 형성되며, 상기 조정 구동부에 의해 상기 제1 하부 샌드 탱크의 상기 제1 접속구의 높이가 상기 제2 하부 샌드 탱크의 상기 제2 접속구의 접속 위치로 조정되어 상기 제1 하부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 상기 제2 하부 샌드 탱크로 공급되고, 상기 하부 플레이트를 통해서 상기 제2 하부 샌드 탱크에 저류된 주형사가 상기 하부 조형 공간에 충전되며,
    상기 상부 조형 공간 및 상기 하부 조형 공간에 주형사가 충전된 상태에서, 상기 구동부가 상기 제2 하부 샌드 탱크를 상부로 이동시킴으로써, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트에 의해 스퀴즈를 행하는 플래스크리스 조형기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    하부 필링(filling)틀을 구비하며,
    상기 하부 조형 공간은, 상기 하부 플레이트, 상기 하부 주형틀, 상기 하부 필링틀 및 상기 매치 플레이트에 의해 형성되는 플래스크리스 조형기.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 샌드 탱크 및 상기 제1 하부 샌드 탱크는, 내면에 압축 공기가 유통할 수 있는 복수의 구멍을 가지는 투과 부재가 마련되어 있는 플래스크리스 조형기.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구의 내면은, 상기 상부 플레이트의 상면의 개구보다도 상기 상부 플레이트의 하면의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있는 플래스크리스 조형기.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 상면에는, 상기 상부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기가 마련되어 있는 플래스크리스 조형기.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 적어도 1개의 공급구에 연통한 노즐을 구비하는 플래스크리스 조형기.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구는, 복수의 공급구로 구성되며,
    상기 상부 플레이트의 하면에는, 상기 복수의 공급구로부터 미리 선택된 공급구를 덮는 폐색판이 배치되는 플래스크리스 조형기.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구의 내면은, 상기 하부 플레이트의 하면의 개구보다도 상기 하부 플레이트의 상면의 개구의 쪽이 좁아지도록 경사져 있는 플래스크리스 조형기.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트의 하면에는, 상기 하부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구를 향해 경사지는 경사면을 가지는 돌기가 마련되어 있는 플래스크리스 조형기.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 적어도 1개의 공급구에 연통하는 노즐을 구비하는 플래스크리스 조형기.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트의 상기 적어도 1개의 공급구는, 복수의 공급구로 구성되며,
    상기 하부 플레이트의 상면에는, 상기 복수의 공급구로부터 미리 선택된 공급구를 덮는 폐색판이 배치되는 플래스크리스 조형기.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 주형틀, 상기 하부 주형틀 및 상기 제2 하부 샌드 탱크는, 4개의 가이드에 이동 가능하게 장착되어 있는 플래스크리스 조형기.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 접속구 및 상기 제2 접속구는, 상하 방향을 따른 접속면에서 접속되며,
    상기 제1 접속구가 형성된 상기 제1 하부 샌드 탱크의 선단부에는, 상하 방향으로 연장되는 제1 폐색판이 마련되고,
    상기 제2 접속구가 형성된 상기 제2 하부 샌드 탱크의 측부에는, 상하 방향으로 연장되는 제2 폐색판이 마련되어 있는 플래스크리스 조형기.
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