WO2006134841A1 - 発泡性混合物の管理方法 - Google Patents

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WO2006134841A1
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foamable mixture
mixture
viscosity
measured
moisture
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Yusuke Kato
Toshihiko Zenpo
Norihiro Asano
Kazuyuki Nishikawa
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Sintokogio, Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings

Definitions

  • the present invention relates to a method for managing a foamable mixture. More specifically, a foamable mixture obtained by mixing and stirring particulate aggregate, a water-soluble binder, and water is filled into a heated mold cavity by a press-fitting method, for example, a saddle type, such as a main mold or a medium mold.
  • the present invention relates to a method for managing a foamable mixture for producing the foamable mixture in a predetermined normal state when molding a child or the like.
  • a vertical molding apparatus for molding this type of vertical mold for example, a cylinder extending in the vertical direction, a plunger disposed in the cylinder to be movable up and down, and a lower end opening of the cylinder are opened and closed.
  • a gate is provided so that it can be moved up and down to constitute a means for press-fitting fluid sand into a mold, and an opening is provided in the middle of the cylinder, and a mixer for obtaining fluid sand is connected to this opening (See JP-A-55-54241).
  • a gate is also provided in the middle stage of the cylinder, or the level of the cylinder, the lower gate, or the plunger is changed, so that the cylinder is pressed into the mold. It is possible to change the amount of fluid sand that is introduced.
  • the foamable mixture which is a vertical material using a water-soluble binder as a binder, deteriorates the fluidity of the mixture when the water content is too low.
  • the present invention is a state of the foamable mixture before being press-fitted into the mold. It is an object of the present invention to provide a method for managing an effervescent mixture capable of producing a uniform mold strength by monitoring and managing the above and stabilizing the filling property at the time of molding.
  • the method for managing a foamable mixture of the present invention is a method in which a foamable mixture obtained by mixing and stirring particulate aggregate, a water-soluble binder and water is pressed into a heated mold cavity.
  • a foaming mixture management method for managing the foamable mixture in a predetermined normal state when filling and forming a mold comprising: (a) measuring the temperature of the foamable mixture; b) determining the reference value of the characteristic factor indicating the property characteristics of the foamable mixture based on the measured temperature; A step of measuring a state of a characteristic factor indicating a mixing state of the foamable mixture, and (d) a step of determining whether the measured state value is within the range of the reference value, and (e) the determination.
  • the foamable mixture is in a normal state or the foamable mixture It is characterized in that it comprises a step of determining whether to adjust the compound.
  • the method for managing the foamable mixture of the present invention includes a method in which a foamable mixture obtained by mixing and stirring particulate aggregate, a water-soluble binder, and water is pressed into a heated mold cavity.
  • a foaming mixture management method for managing the foamable mixture to a predetermined normal state when filling and forming a mold comprising: (a) measuring the temperature of the foamable mixture; b) determining a reference value of moisture and viscosity indicating the property characteristics of the foamable mixture based on the measured temperature from the relationship between the property characteristics of the foamable mixture obtained in advance; (c) measuring the moisture indicating the mixing state of the foamable mixture; (d) determining whether the measured moisture is within the range of the moisture reference value; When the measured moisture is within the range of the moisture reference value, the foamability A step of measuring a viscosity indicating a mixed state of the compound, (f) a step of determining whether the measured viscosity is within a range of the viscosity reference value,
  • the mold strength can be uniformly produced by stabilizing the filling property at the time of molding.
  • a vertical molding apparatus used in the present invention has two upward cylinders 2 and 2 installed on a surface plate-like machine base 1, and the machine base Four guide rods 3 and 3 are erected at the four corners of 1, respectively.
  • an elevating frame 4 mounted on the four guide rods 3 and 3 so as to be slidable and elevable is installed on the lower surface.
  • the lower mold 6 of the horizontal split mold 5 is attached to the upper surface of the plate.
  • the upper mold 7 of the horizontal split mold 5 is supported directly above the lower mold 6 by four support mechanisms 8 and 8 mounted on the guide rod 3 above the lower mold 6. Arranged.
  • a ceiling frame 9 extending in the left-right direction is installed between the upper ends of the four guide rods 3 and 3, and a function as a stirring tank is provided at a right position in the lower part of the ceiling frame 9.
  • a mixture storage means 10 having a function as a press-fitting cylinder is arranged so as to be movable to the left side through the first traveling carriage 11, and the mixture storage means 10 forms a rectangular parallelepiped and penetrates vertically.
  • a hollow rectangular parallelepiped 12 having a hollow, and a bottom plate 14 which is fixed to the lower end of the hollow rectangular parallelepiped 12 to close the lower end opening of the hollow rectangular parallelepiped 12 and through which a plurality of injection holes 13, 13 are injected.
  • the bottom plate 14 has a water-cooled structure at the top and a heat insulating material at the bottom.
  • the particulate aggregate put into the mixture storage means 10 a water-soluble binder that is soluble at room temperature, and water are mixed and stirred for foaming.
  • a blade mechanism 15 is installed.
  • the particulate aggregate can be, for example, cinnabar.
  • the water-soluble binder as the binder for the particulate aggregate can be polyvinyl alcohol.
  • the stirring blade 16 is connected to the output shaft of the motor 17 via the transmission mechanism 18, and the motor 17 is a contraction of the downward cylinder 19 mounted on the ceiling frame 9.
  • the support member 20 is lifted and lowered by the extension operation, and the support member 20 is further provided with a cover 21 for closing the upper end opening of the mixture storage means 10. The cover 21 is moved up and down by the contraction operation of the cylinder 19.
  • the mixing Plug means 22 for closing the injection holes 13, 13 of the compound storage means 10 is provided in the plug means 22, a plurality of plugs 23, 23 that can enter and exit the injection holes 13, 13 are support plates 24. It is attached to the upper end of the piston rod of the upward cylinder 25 via the plug, and the plugs 23 and 23 are moved up and down by the expansion and contraction operation of the cylinder 25. The cylinder 25 is interposed via the support members 26 and 26. And mounted on the ceiling frame 9. The injection holes 13 and 13 can also be cleaned by inserting a plurality of the plugs 23 and 23 into the injection holes 13 and 13.
  • a vertical extrusion mechanism 31 that extrudes the vertical mold from the upper mold 7 is disposed at the left position in the lower part of the ceiling frame 9 so as to be movable to the right side via the second traveling carriage 32.
  • a plurality of vertical extrusion pins 33, 33 are attached to the lower end of the piston rod of the downward cylinder 35 via the extrusion plate 34, and the vertical extrusion pin 33 33 are moved up and down by the expansion and contraction operation of the cylinder 35.
  • the foamable mixture in view of the importance of managing the foamable mixture in order to produce a mold having a predetermined quality, the foamable mixture is heated using the mold forming apparatus.
  • the mold forming apparatus When forming the vertical mold by filling the mold cavity with the press-fitting method, the state of the foamable mixture before press-fitting into the mold is monitored and managed.
  • the property properties of the foamable mixture obtained beforehand (influence on the moisture, viscosity, sand type and particle size, binder type and amount) Based on the measured temperature, the standard value of the characteristic factor indicating the property characteristic of the foamable mixture is determined.
  • the characteristic factor can be, for example, moisture or viscosity.
  • the measured state value (the value of moisture or viscosity) is within the range of the reference value (for example, the reference value Determine whether the force is within the upper limit, the value and the lower limit, the value.
  • the foamable mixture is in a normal state or the foamable mixture is adjusted. If it is determined by forceful judgment that the foamable mixture is in a normal state, that is, the measured state value is within the range of the reference value, the foamable mixture is pressed into a heated mold cavity by a press-fitting method. Fill to make a bowl. On the other hand, when the foamable mixture is adjusted, that is, when it is determined that the measured state value is not within the range of the reference value, the viscosity and Z or moisture components are adjusted and then the state of the foamable mixture is monitored again. To continue.
  • step Sl the temperature T of the foamable mixture is measured by temperature measuring means (step Sl).
  • the foamable mixture is stirred and foamed by mixing the particulate aggregate, water-soluble binder and water charged in the mixture storage means by a stirring blade mechanism.
  • the particulate aggregate for example, dredged sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, clay sand or various artificial aggregates can be used.
  • the water-soluble binder as a binder of particulate aggregate, poly Bulle alcohols, such as poly Bulle alcohols or derivatives thereof up to 95 mol 0/0 also saponification degree 80 mol 0/0 force, and / Or pregelatinized starch, dextrin or derivative thereof, saponin, saccharide, etc.
  • the water-soluble binder contains, for example, 0.3 wt% to 10 wt% by weight with respect to the particulate aggregate.
  • the water is water other than alkaline water. Water is, for example, 2 to 10% with respect to the particulate aggregate and the water-soluble binder.
  • the temperature measuring means is not particularly limited, but a contact type or non-contact type temperature measuring means, for example, a thermocouple type temperature sensor or the like is used as a contact type temperature detector.
  • a temperature sensor using a laser, infrared (thermograph), or ultrasonic wave can be used as a non-contact type temperature detector.
  • step S2 (b) In the present embodiment, which shows the property characteristics of the foamable mixture based on the temperature measured in advance from the relationship between the property characteristics of the foamable mixture obtained in (b). Determine the reference values Ws and Vs of moisture and viscosity that affect the quality of molding (step S2).
  • the degree of moisture, viscosity, etc., the fluidity and bubble ratio of the mixture change.
  • the filling quality during molding and the vertical molding quality such as vertical molding strength are improved. Because of the difference, correlations such as temperature, moisture, and viscosity have been experimentally obtained in advance as the relationship of the property characteristics of the foamable mixture.
  • step S3 the moisture V indicating the mixing state of the foamable mixture is measured by moisture measuring means.
  • the moisture measurement means is not particularly limited! /, however, for example, a moisture detector using an electrical resistance measurement method or a microwave measurement method, or a foamable mixture obtained by sampling one part By heating at this location, it is possible to use a heating loss measuring instrument that evaporates the moisture and measures the moisture from the weight loss.
  • step S4 it is determined whether or not the measured moisture W is within the range of the moisture reference value Ws (step S4).
  • the water content W of the foamable mixture is within the range between the upper limit threshold value Wsuth and the lower limit value Wsdth which are within the range of the reference value Ws of the water content.
  • the upper threshold value, the value Wsut h, and the lower threshold value Wsdth can be set in advance by experiments.
  • step S 5 When the measured moisture W is in the range of the moisture reference value Ws, the viscosity W indicating the mixing state of the foamable mixture is measured by a viscosity measuring means (step S 5 ).
  • the viscosity measuring means is not particularly limited! /, However, a viscosity measuring means using a probe press-fitting method, a probe rotation method, a probe press-fitting and rotation method, or an apparent viscosity measurement method is used. Can do.
  • a probe press-fitting method a spherical or cylindrical part (which may be an integral force separate body) is provided at the tip of a rod-shaped probe, and the tip of the probe is made of a foamable mixture.
  • a viscosity detector that relatively measures the viscosity of the foamable mixture by measuring the load (resistance force) during press-fitting into the inside can be obtained.
  • a spherical or cylindrical part (this part may be an integral force separate body) is attached to the tip of the rod-shaped probe.
  • a viscosity detector that rotates the tip of the probe while being pressed into the foamable mixture, measures the load (resistance force Z torque) generated in the probe, and relatively measures the viscosity of the foamable mixture; can do.
  • a disc-shaped or fan-shaped part (this part is not necessarily an integral force separate body) is provided at the tip of the rod-shaped probe, and the tip of the probe After being pressed into the foamable mixture, it can be rotated to measure the load (torque) generated in the probe, thereby providing a viscosity detector that relatively measures the viscosity of the foamable mixture.
  • the foamable mixture is placed in a cylindrical body having an opening with a constant diameter, and a constant pressure is applied to the foamable mixture, so that the foamable mixture is removed from the opening.
  • a viscosity detector that relatively measures the apparent viscosity according to the flow rate can be obtained.
  • viscosity measurement means are non-Newtonian fluids, so it is recommended to use probe press-fitting, rotary, or press-and-rotation type viscosity detectors (viscosity measurement means).
  • probe press-fitting, rotary, or press-and-rotation type viscosity detectors (viscosity measurement means).
  • the viscosity of the foamable mixture is within a range between the upper limit threshold and the lower limit threshold of the reference value that is the range of the reference value of the viscosity.
  • step S7 When the measured viscosity V is within the range of the viscosity reference value Vs, it is determined that the foamable mixture is in a normal state (step S7), and molding is started. .
  • step S4 if the measured moisture W is not within the range of the moisture reference value Ws (threshold values Wsdth, Wsuth), the insufficient amount of water is removed. After replenishing (adding), the foamable mixture is stirred again and kneaded (kneaded) (step S8).
  • step S6 when the measured viscosity V is not within the range of the viscosity reference value Vs (threshold values Vsdth, Vsuth), a predetermined viscosity is obtained. Thus, the foamable mixture is stirred again and kneaded (kneaded) (step S9).
  • the temperature, viscosity and moisture of the foamable mixture are measured by installing the temperature sensor, the viscosity detector and the moisture detector inside or outside the mixture storage means. ,measure.
  • the temperature and the like are measured by collecting the foamable mixture from the mixture storage means by a batch method, or mounting the measurement means on the mixture storage means. Can be carried out continuously.
  • the viscosity and the quantity of moisture vary depending on the type of the particulate aggregate and the type of the water-soluble binder, so it is difficult to specify the optimum range.
  • the reference value of viscosity is 0.5 to 5 Pa's
  • the reference value of moisture is 2 to: LOwt%.
  • silica sand is used as the particulate aggregate, polybutal alcohol (JP—05 made by Nippon Vinegar's Poval), starch (dextrin NSD—made by L-Sushi), and citrate as the water-soluble binder. (Manufactured by Fuso-i Gakugaku) was used.
  • the water content was 2.5 to 7 wt%. Molding was performed after confirming that these values were well within the standard value range (viscosity threshold 1.5 and moisture threshold 2.5). Thus, it was found that the filling property at the time of molding can be stabilized by the management method in this example.
  • the mixture storage means 10 is filled with, for example, silica sand as a particulate aggregate or a water-soluble binder. Of polyvinyl alcohol and water. Then, the upper end opening of the mixture storage means 10 is closed with the cover 21.
  • the cylinder 19 of the stirring blade mechanism 15 is contracted to raise the stirring blade 16 and the cover 21. Then, according to the procedure described above, after confirming that the properties of the foamable mixture are managed in the normal state by the temperature sensor D1, the viscosity detector D2 and the moisture detector D3 provided in the mixture storage means 10, the stopper is plugged.
  • the cylinder 25 of the means 22 is contracted, the plugs 23 and 23 are extracted from the injection holes 13 and 13 and the injection holes 13 and 13 are opened.
  • the vertical extrusion mechanism 31 is moved to the left side via the second traveling carriage 32 and the mixture storage means 10 is moved to the left side via the first traveling carriage 11, respectively, so that the mixture storage means 10 is heated horizontally.
  • the cylinders 2 and 2 are extended and the lower mold 6 is lifted through the raising / lowering frame 4 to move the upper mold 7 on the lower mold 6 and the upper mold. 7. Place the mixture storage means 10 on the 7 in order, and contact the lower surface of the mixture storage means 10 with the upper surface of the upper mold 7.
  • the cylinder 30 of the pressing mechanism 27 is extended to lower the piston 29, and the air between the piston 29 and the mixture is exhausted through the exhaust hole 28 while the piston 29 is being lowered.
  • the upper end openings of the exhaust holes 28, 28 are closed by valve means (not shown), the mixture in the mixture storage means 10 is pressed, and the mixture is pressed into the cavity of the horizontal mold 5. Fill. Note that the mixture filled in the horizontal split mold 5 evaporates and solidifies due to the heat of the horizontal split mold 5.
  • the cylinder 30 is contracted to raise the piston 29, and then the vertical extrusion mechanism 31 is moved through the second traveling carriage 32 and the mixture storage means 10 Are respectively moved to the right side through the first traveling carriage 11, and the vertical extrusion mechanism 31 is returned directly above the horizontal split mold 5 and the mixture storage means 10 is returned directly below the stirring blade mechanism 15.
  • the cylinder 35 of the vertical extrusion mechanism 31 is extended to insert the vertical extrusion pins 33 and 33 into the upper mold 7, and the cylinders 2 and 2 are contracted to lower the lower mold 6. Then, the vertical mold is separated from the upper mold 7, and then the vertical mold 6 is pushed up by the vertical mold extruding mechanism (not shown). On the other hand, the required amount of dredged sand, polyvinyl alcohol and water is added to the mixture storage means 10 returned to just below the stirring blade mechanism 15 for the next dredging molding.
  • the mixture in the mixture storage means 10 is removed from the pin of the pressing mechanism 27.
  • This is not limited to this, but the same effect can be obtained by the press-fitting method that presses in with compressed air as shown in Fig. 4.
  • the compressed air may be supplied to the upper surface of the mixture in the mixture storage means 10 when the mixture is pressed into the horizontal split mold 5.
  • the stirring mechanism and the mechanism for press-fitting compressed air may be integrated.
  • FIG. 1 is a partially cutaway front view of a forging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the forging apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partially cutaway front view of another forging apparatus according to the present invention.

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Abstract

　金型に圧入する前の発泡性混合物の状態を監視し、かつ管理して、造型時の充填性を安定させることにより、鋳型強度を均一に製造することができる発泡性混合物の管理方法を提供するものである。 　発泡性混合物の管理方法であって、（ａ）前記発泡性混合物の温度を測定する工程と、（ｂ）予め求められている発泡性混合物の性状特性の関係から前記測定した温度に基づいて、前記発泡性混合物の性状特性を示す特性因子の基準値を決定する工程と、（ｃ）前記発泡性混合物の混合状態を示す特性因子の状態を測定する工程と、（ｄ）当該測定した状態値が前記基準値の範囲内にあるか否かを判断する工程と、（ｅ）当該判断に基づいて、前記発泡性混合物が正常状態にあるか、または前記発泡性混合物を調整するかを判定する工程とを含んでいる。

Description

明 細 書
発泡性混合物の管理方法
技術分野
[0001] 本発明は、発泡性混合物の管理方法に関する。さらに詳しくは、粒子状骨材、水溶 性バインダおよび水を混合し、攪拌してなる発泡性混合物を、加熱された金型のキヤ ビティに圧入方式により充填して铸型、たとえば主型や中子などを造型するにあたり 、前記発泡性混合物を所定の正常状態に製造するための発泡性混合物の管理方 法に関する。
背景技術
[0002] 近年、铸造後の崩壊性が良いとして、粒子状骨材の粘結剤として水溶性バインダを 用い、かつ加熱により水分を蒸発させて水溶性バインダを硬化させることにより铸型 を造型することが提案されて!ヽる。
[0003] この種の铸型を造型するための铸型造型装置として、たとえば上下方向へ延びる 円筒と、この円筒内に上下動可能に配設されたプランジャと、円筒の下端開口を開 閉するゲートとを、昇降可能に設けて、流動砂の金型への圧入手段を構成し、さらに 、前記円筒の中段に開口を設けてこの開口に、流動砂を得るミキサーを接続したもの がある (特開昭 55— 54241号公報参照)。
[0004] また、前記従来の铸型造型装置においては、円筒の中段にもゲートを設けたり、円 筒や下側のゲートやプランジャのレベルを変えたりして、金型に圧入するため円筒に 投入される流動砂の分量を変更することができるようにされて 、る。
発明の開示
[0005] しかしながら、前記従来の铸型造型装置では、水溶性バインダを粘結剤とした铸型 材料である発泡性混合物は、水分が低すぎるときは、混合物の流動性が悪化し、充 填が充分に確保できないため、水分を追加しさらに混練する必要がある。
[0006] また、発泡性混合物の粘度が高過ぎる場合も、金型のキヤビティへの発泡性混合 物の充填が充分に確保できな 、ため、再混練する必要がある。
[0007] そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、金型に圧入する前の発泡性混合物の状態 を監視し、かつ管理して、造型時の充填性を安定させることにより、铸型強度を均一 に製造することができる発泡性混合物の管理方法を提供することを目的とする。
[0008] 本発明の発泡性混合物の管理方法は、粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を 混合し、攪拌してなる発泡性混合物を、加熱された金型のキヤビティに圧入方式によ り充填して铸型を造型するにあたり、前記発泡性混合物を所定の正常状態に管理す る発泡性混合物の管理方法であって、 (a)前記発泡性混合物の温度を測定するェ 程と、（b)予め求められている発泡性混合物の性状特性の関係力 前記測定した温 度に基づ ヽて、前記発泡性混合物の性状特性を示す特性因子の基準値を決定する 工程と、 (c)前記発泡性混合物の混合状態を示す特性因子の状態を測定する工程 と、 (d)当該測定した状態値が前記基準値の範囲内にある力否かを判断する工程と 、 (e)当該判断に基づいて、前記発泡性混合物が正常状態にあるか、または前記発 泡性混合物を調整するかを判定する工程とを含むことを特徴としている。
[0009] また、本発明の発泡性混合物の管理方法は、粒子状骨材、水溶性バインダおよび 水を混合し、攪拌してなる発泡性混合物を、加熱された金型のキヤビティに圧入方式 により充填して铸型を造型するにあたり、前記発泡性混合物を所定の正常状態に管 理する発泡性混合物の管理方法であって、 (a)前記発泡性混合物の温度を測定す る工程と、（b)予め求められている発泡性混合物の性状特性の関係から前記測定し た温度に基づ!/、て、前記発泡性混合物の性状特性を示す水分および粘度の基準値 を決定する工程と、 (c)前記発泡性混合物の混合状態を示す水分を測定する工程と 、 (d)当該測定した水分が前記水分の基準値の範囲内にある力否かを判断する工程 と、（e)前記測定した水分が前記水分の基準値の範囲内にある場合、前記発泡性混 合物の混合状態を示す粘度を測定する工程と、 (f)当該測定した粘度が前記粘度の 基準値の範囲内にある力否かを判断する工程と、（g)前記測定した粘度が前記粘度 の基準値の範囲内にある場合、前記発泡性混合物が正常状態にあると判定するェ 程とを含むことを特徴として 、る。
[0010] 本発明によれば、造型時の充填性を安定させることにより、铸型強度を均一に製造 することができる。
発明を実施するための最良の形態 [0011] 以下、添付図面に基づいて本発明の発泡性混合物の管理方法を説明する。まず、 本発明に用いられる铸型造型装置は、図 1〜2に示されるように、定盤状の機台 1に 2 個の上向きのシリンダ 2、 2が設置してあり、さらに前記機台 1の四隅には 4本のガイド ロッド 3、 3がそれぞれ立設してある。前記 2個のシリンダ 2、 2のピストンロッドの上端間 には前記 4本のガイドロッド 3、 3に摺動および昇降可能に装架した昇降フレーム 4が 下面にて架設してあり、昇降フレーム 4の上面には水平割金型 5の下金型 6が取り付 けてある。また、下金型 6の真上には前記水平割金型 5の上金型 7が前記ガイドロッド 3における前記下金型 6の上方に装着された 4組の支持機構 8、 8によって支持して 配置されている。
[0012] また、前記 4本のガイドロッド 3、 3の上端間には左右方向へ延びる天井フレーム 9が 架設してあり、天井フレーム 9の下部における右側位置には、攪拌槽としての機能と、 圧入筒としての機能を併せ持つ混合物収納手段 10が、第 1走行台車 11を介して左 側へ移動可能にして配置してあり、前記混合物収納手段 10は、直方体を成すととも に上下に貫通する中空を有する中空直方体 12と、この中空直方体 12の下端に固着 してこれの下端開口部を閉鎖しかつ混合物を射出する複数の射出孔 13、 13を透設 した底板 14とで構成してあり、この底板 14は上部を水冷構造にしてあり、また下部を 断熱材で構成されている。
[0013] また、前記天井フレーム 9の上面における右側位置には、前記混合物収納手段 10 内に投入される粒子状骨材、常温で可溶性である水溶性バインダおよび水を混合し 、攪拌発泡させる攪拌羽根機構 15が装着されている。なお、前記粒子状骨材として は、たとえば硅砂とすることができる。また、該粒子状骨材の粘結剤としての水溶性バ インダとしては、ポリビニルアルコールとすることができる。前記攪拌羽根機構 15にお いては、攪拌羽根 16がモータ 17の出力軸に伝動機構 18を介して連結してあり、前 記モータ 17は前記天井フレーム 9に装着された下向きのシリンダ 19の縮伸作動によ つて昇降する支持部材 20に装着してあり、さらに、支持部材 20には前記混合物収納 手段 10の上端開口部を閉鎖するカバー 21が装着してあって、前記攪拌羽根 16およ び前記カバー 21は、前記シリンダ 19の縮伸作動によって昇降するようになっている。
[0014] また、前記天井フレーム 9における前記攪拌羽根機構 15の真下位置には、前記混 合物収納手段 10の射出孔 13、 13を閉塞する栓手段 22が配設してあり、栓手段 22 においては、前記射出孔 13、 13に入出可能な複数の栓 23、 23が支持板 24を介し て上向きのシリンダ 25のピストンロッドの上端に装着してあって、栓 23、 23はシリンダ 25の伸縮作動によって上下動するようになっており、前記シリンダ 25は支持部材 26 、 26を介して前記天井フレーム 9に装着してある。なお、複数の前記栓 23、 23を前 記射出孔 13、 13に挿入することにより射出孔 13、 13を清掃することもできる。
[0015] また、前記天井フレーム 9の上面における前記水平割金型 5の真上位置には、前 記混合物収納手段 10内の混合物を押圧して前記混合物収納手段 10の射出孔 13、 13から射出する押圧機構 27が装着してあり、押圧機構 27においては、上下に貫通 する複数の排気孔 28、 28を有するピストン 29が下向きのシリンダ 30の縮伸作動によ つて上下動するようになって!/、る。
[0016] また、前記天井フレーム 9の下部における左側位置には、前記上金型 7から铸型を 押し出す铸型押出し機構 31が、第 2走行台車 32を介して右側へ移動可能にして配 置してあり、铸型押出し機構 31においては、複数の铸型押出しピン 33、 33が押出し 板 34を介して下向きのシリンダ 35のピストンロッドの下端に装着してあって、前記铸 型押出しピン 33、 33は前記シリンダ 35の縮伸作動によって上下動するようになって いる。
[0017] 本発明は、所定の品質をもった铸型を製造するためには、発泡性混合物の管理が 重要であることに鑑み、前記铸型造型装置を用いて、前記発泡性混合物を加熱され た金型のキヤビティに圧入方式により充填して铸型を造型するにあたり、該金型に圧 入する前の前記発泡性混合物の状態を監視し、管理するようにして 、る。
[0018] すなわち、本発明は、まず発泡性混合物の温度を測定したのち、予め求められて いる発泡性混合物の性状特性 (水分、粘度、砂の種類や粒度、バインダの種類や量 に影響する）の関係から前記測定した温度に基づ!、て、前記発泡性混合物の性状 特性を示す特性因子の基準値を決定する。該特性因子としては、たとえば水分また は粘度とすることができる。
[0019] ついで前記発泡性混合物の混合状態を示す特性因子の状態を測定したのち、当 該測定した状態値 (水分または粘度の値)が前記基準値の範囲 (たとえば、基準値の 上限しき 、値と下限しき 、値のぁ 、だ）内にある力否かを判断する。
[0020] ついで当該判断に基づいて、前記発泡性混合物が正常状態にあるか、または前記 発泡性混合物を調整するかを判定する。力かる判断により、前記発泡性混合物が正 常状態、すなわち測定した状態値が基準値の範囲内にあると判定される場合、該発 泡性混合物を加熱された金型のキヤビティに圧入方式により充填して铸型を造型す る。一方、前記発泡性混合物を調整、すなわち測定した状態値が基準値の範囲内に ないと判定される場合、粘度および Zまたは水分の成分調整を行ったのち、再度、 発泡性混合物の状態の監視を続行する。
[0021] つぎに、本発明の一実施の形態にかかわる管理方法の手順を図 3に基づいてさら に説明する。
[0022] (a)図 3に示されるように、発泡性混合物の温度 Tを温度計測手段により測定する (ス テツプ Sl)。
[0023] 該発泡性混合物は、混合物収納手段内に投入された粒子状骨材、水溶性バイン ダおよび水を攪拌羽根機構により混合し、攪拌発泡されている。なお、前記粒子状 骨材としては、たとえば硅砂、アルミナ砂、オリビン砂、クロマイト砂、ジルコン砂、ムラ イト砂または各種の人工骨材などとすることができる。また、該粒子状骨材の粘結剤と しての水溶性バインダとしては、ポリビュルアルコール、たとえばケン化度 80モル0 /0 力も 95モル0 /0までのポリビュルアルコールもしくはその誘導体、および/または α化 澱粉、デキストリンもしくはその誘導体、サポニン、糖類などとすることができる。該水 溶性バインダは前記粒子状骨材に対し、たとえば 0. 3wt%〜10wt%重量部を含有 させる。また、水はアルカリ性の水以外の水である。水は前記粒子状骨材および水溶 性バインダに対し、たとえば 2〜10%である。また、前記温度計測手段としては、とく に限定されるものではないが、接触型または非接触型の温度計測手段、たとえば接 触型の温度検出器として、熱電対方式の温度センサなどを用いることができ、また非 接触型の温度検出器として、レーザや、赤外線 (サーモグラフ）、超音波などを用いた 方式の温度センサを用いることができる。
[0024] (b)っ 、で予め求められて 、る発泡性混合物の性状特性の関係から前記測定した 温度に基づいて、前記発泡性混合物の性状特性を示す、本実施の形態ではとくに 造型の品質に影響を及ぼす水分および粘度の基準値 Ws、 Vsを決定する (ステップ S2)。
[0025] 発泡性混合物の温度変化や、水分、粘度の度合いなどによって、混合物の流動性 や、気泡率が変化し、たとえば造型時の充填性や、铸型強度などの铸型の造型品質 が異なることから、予め温度、水分および粘度などの相関関係が前記発泡性混合物 の性状特性の関係として実験にて求められている。
[0026] (c)つ 、で前記発泡性混合物の混合状態を示す水分 Vを水分計測手段により測定 する（ステップ S3)。
[0027] 前記水分計測手段は、とくに限定されるものではな!/、が、たとえば電気抵抗測定法 またはマイクロ波測定法などを用いた水分検出器や、 1部をサンプリングした発泡性 混合物を別の場所で加熱することにより、水分を蒸発させその重量減少カゝら水分を 測定する加熱減量方式の計測器などを用いることができる。
[0028] (d)ついで測定した水分 Wが前記水分の基準値 Wsの範囲内にある力否かを判断す る（ステップ S4)。
[0029] つまり発泡性混合物の水分 Wが、該水分の基準値 Wsの範囲である上限しきい値 Wsuthと下限しき!、値 Wsdthとのあ!、だにあるか否かを判断する。上限しき!、値 Wsut hと下限しきい値 Wsdthは、それぞれ実験にて予め設定することができる。
[0030] (e)っ 、で前記測定した水分 Wが前記水分の基準値 Wsの範囲内にある場合、前記 発泡性混合物の混合状態を示す粘度 Wを粘度計測手段により測定する (ステップ S 5)。
[0031] 前記粘度計測手段は、とくに限定されるものではな!/、が、プローブ圧入方式や、プ ローブ回転方式、プローブ圧入および回転方式または見かけ粘度測定方式を用い た粘度計測手段を用いることができる。たとえば前記プローブ圧入方式としては、棒 状のプローブの先端に球状または円柱状の部分 (なお、この部分は一体である力別 体であるは問わない)を設け、このプローブの先端を発泡性混合物内へ圧入する際 の負荷 (抵抗力)を測定して該発泡性混合物の粘度を相対的に測定する粘度検出器 とすることができる。また、前記プローブ回転方式としては、棒状のプローブの先端に 球状または円柱状の部分 (なお、この部分は一体である力別体であるは問わない）を 設け、このプローブの先端を発泡性混合物内へ圧入しながら回転させて、プローブ に生ずる負荷 (抵抗力 Zトルク)を測定して該発泡性混合物の粘度を相対的に測定す る粘度検出器とすることができる。また、前記プローブ圧入および回転方式としては、 棒状のプローブの先端に円盤状またはファン状の部分 (なお、この部分は一体であ る力別体であるは問わない）を設け、このプローブの先端を発泡性混合物内へ圧入 したのち、これを回転させてプローブに生ずる負荷 (トルク)を測定して発泡性混合物 の粘度を相対的に測定する粘度検出器とすることができる。さらに見力 4ナ粘度測定方 式としては、一定口径の開口部を有するシリンダ状体の中に発泡性混合物を入れ、 この発泡性混合物へ一定圧力を加えることによって、開口部から発泡性混合物が流 出する速度によって見かけ粘度を相対的に測定する粘度検出器とすることができる。 とくに見かけ粘度測定方式の粘度検出器 (粘度計測手段)は、非ニュートン流体であ ることから、プローブの圧入方式、回転方式または圧入および回転方式の粘度検出 器 (粘度計測手段)を用いるのが好ま 、。
[0032] (f)ついで当該測定した粘度 Vが前記粘度の基準値 Vsの範囲内にある力否かを判 断する (ステップ S6)。
[0033] つまり発泡性混合物の粘度が、該粘度の基準値の範囲である基準値の上限しきい 値と下限しき ヽ値のあ!ヽだにある力否かを判断する。
[0034] (g)つ ヽで前記測定した粘度 Vが前記粘度の基準値 Vsの範囲内にある場合、前記 発泡性混合物が正常状態にあると判定し (ステップ S 7)、造型を開始する。
[0035] (h)なお、前記ステップ S4にお 、て、前記測定した水分 Wが前記水分の基準値 Ws の範囲（しきい値 Wsdth、 Wsuth)内にない場合には、不足分の水を補給（添加）して 前記発泡性混合物を再度撹拌し、練り込む (混練)する (ステップ S8)。
[0036] (i)また、前記ステップ S6にお 、て、前記測定した粘度 Vが前記粘度の基準値 Vsの 範囲（しきい値 Vsdth、 Vsuth)内にない場合には、所定の粘度が出るように前記発泡 性混合物を再度撹拌し、練り込む (混練)する (ステップ S9)。
[0037] なお、本発明にお 、て、前記発泡性混合物の温度、粘度および水分の測定は、前 記温度センサ、粘度検出器および水分検出器を前記混合物収納手段の内部または 外部に設置し、計測する。 [0038] また、本発明にお 、て、前記温度などの測定は、混合物収納手段から該発泡性混 合物を採取してバッチ方式により行うか、または該混合物収納手段に前記計測手段 を装着して連続的に行うことができる。
[0039] また、本発明にお 、て、前記粘度および水分の数量は、粒子状骨材の種類および 水溶性バインダの種類を変えることで変動するため、最適な範囲を特定することは難 しいが、たとえば砂温度が 0〜40°Cに対して、粘度の基準値は 0. 5〜5Pa' sであり、 水分の基準値は 2〜： LOwt%である。
[0040] つぎに、本発明の実施例を説明するが、本発明は力かる実施例に限定されるもの ではない。
[0041] ¾細1
本実施例では、粒子状骨材として珪砂を、水溶性バインダとしてポリビュルアルコ ール (JP— 05 日本酢ビ'ポバール製）、澱粉 (デキストリン NSD— L -ッシ製)およ びクェン酸 (扶桑ィ匕学製)を用いた。そして、砂の温度が 20°Cであることから、粘度の 基準値が 2Pa · sおよび水分の基準値が 4. 5wt%になるように発泡性混合物を調整 するために、珪砂（フラタリ—サンド） 100重量部に対して、ポリビュルアルコール 0. 2 重量部、澱粉 0. 8重量部、クェン酸 0. 2重量部および水 5重量部をミキサーにより攪 拌混合し、発泡させた。
[0042] そして、この発泡後の混合物の粘度および水分を測定した結果、粘度は 0. 5〜3.
5Pa' sであり、水分は 2. 5〜7wt%であった。これらの数値が充分基準値の範囲（粘 度のしきい値 1. 5および水分のしきい値 2. 5)内であることを確認したのち、造型を 行った。これにより、本実施例における管理方法により、造型時の充填性を安定させ ることができることがわかった。
[0043] つぎに、本発明により铸型を造型する前記铸型造型装置の動作を説明する。図 1 に示されるように、栓手段 22の栓 23、 23によって射出孔 13、 13を閉鎖したのち、前 記混合物収納手段 10内に、たとえば粒子状骨材としての硅砂、水溶性バインダとし てのポリビニルアルコールおよび水を投入する。そして、混合物収納手段 10の上端 開口部をカバー 21で閉鎖する。
[0044] ついで攪拌羽根機構 15のモータ 17を駆動して攪拌羽根 16を回転させて、硅砂、 ポリビニルアルコールおよび水を混合し、攪拌して発泡させた発泡性混合物を製造 する。
[0045] 続いて、攪拌羽根機構 15のシリンダ 19を収縮作動して攪拌羽根 16およびカバー 2 1を上昇させる。そして、前記手順にしたがって、該混合物収納手段 10に設けられる 温度センサ D1、粘度検出器 D2および水分検出器 D3により発泡性混合物の性状が 正常状態に管理されていることを確認したうえで、栓手段 22のシリンダ 25を収縮作 動して栓 23、 23を射出孔 13、 13から抜き出し射出孔 13、 13を開口する。
[0046] ついで铸型押出し機構 31を第 2走行台車 32を介して、また混合物収納手段 10を 第 1走行台車 11を介してそれぞれ左側へ移動させ、混合物収納手段 10を加熱され た水平割金型 5の真上に移送し、続いて、シリンダ 2、 2を伸長作動して下金型 6を昇 降フレーム 4を介し上昇させて下金型 6上に上金型 7を、上金型 7上に混合物収納手 段 10を順次載せるとともに混合物収納手段 10下面を上金型 7上面に当接する。
[0047] ついで、図 2に示されるように、押圧機構 27のシリンダ 30を伸長作動してピストン 29 を下降させ、このピストン 29の下降途中で、ピストン 29と混合物の間の空気を排気孔 28、 28から排出した後、排気孔 28、 28の上端開口部を図示しない弁手段で閉鎖し 、混合物収納手段 10内の混合物を押圧して水平割金型 5のキヤビティ内に混合物を 圧入して充填する。なお、水平割金型 5に充填された混合物は、水平割金型 5の熱 によって水分が蒸発して固化する。混合物の水平割金型 5への充填完了後、シリン ダ 30を収縮作動してピストン 29を上昇させ、続いて、铸型押出し機構 31を第 2走行 台車 32を介して、また混合物収納手段 10を第 1走行台車 11を介してそれぞれ右側 へ移動させ、铸型押出し機構 31を水平割金型 5の真上に、また混合物収納手段 10 を攪拌羽根機構 15の真下にそれぞれ戻す。
[0048] ついで铸型押出し機構 31のシリンダ 35を伸長作動して铸型押出しピン 33、 33を 上金型 7に挿入するとともに、シリンダ 2、 2を収縮作動して下金型 6を下降させて铸 型を上金型 7から分離し、続いて、図示しない铸型押出し機構により铸型を下金型 6 力も押し上げる。一方、攪拌羽根機構 15の真下に戻した混合物収納手段 10には、 つぎの铸型造型のために硅砂、ポリビニルアルコールおよび水を所要量追加する。
[0049] なお、前記実施の形態では、混合物収納手段 10内、の混合物を押圧機構 27のピ ストン 29の圧入による圧入方式で水平割金型 5に圧入している力 これに限定される ものではなく、図 4に示されるように、圧縮空気で圧入する圧入方式によっても同様の 作用効果を得流ことができる。すなわち、前記実施の形態において、ピストン 29の代 りに、混合物収納手段 10の上端開口部を気密に閉鎖しかつ圧縮空気源に接続する カバー 42を、押圧機構 27のシリンダ 43のピストンロッドの下端に設けて、混合物の水 平割金型 5への圧入に際しては混合物収納手段 10内の混合物の上面に圧縮空気 を供給するようにしてもよい。また、この場合、攪拌機構と圧縮空気を圧入する機構が 一体ィ匕してもよい。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は本発明にかかわる铸造造型装置の一部切欠き断面の正面図である。
[図 2]図 2は図 1に示す铸造造型装置の動作を説明する図であって、混合物収納手 段内の発泡性混合物を水平割金型に圧入する状態を示す。
[図 3]図 3は本発明の一実施の形態にかかわるフローチャートである。
[図 4]図 4は本発明にかかわる他の铸造造型装置の一部切欠き断面の正面図である

Claims

請求の範囲
[1] 粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を混合し、攪拌してなる発泡性混合物を、カロ 熱された金型のキヤビティに圧入方式により充填して铸型を造型するにあたり、前記 発泡性混合物を所定の正常状態に管理する発泡性混合物の管理方法であって、
(a)前記発泡性混合物の温度を測定する工程と、
(b)予め求められている発泡性混合物の性状特性の関係から前記測定した温度に 基づ ヽて、前記発泡性混合物の性状特性を示す特性因子の基準値を決定する工程 と、
(c)前記発泡性混合物の混合状態を示す特性因子の状態を測定する工程と、
(d)当該測定した状態値が前記基準値の範囲内にある力否かを判断する工程と、
(e)当該判断に基づいて、前記発泡性混合物が正常状態にあるか、または前記発泡 性混合物を調整するかを判定する工程と、
を含むことを特徴とする発泡性混合物の管理方法。
[2] 前記特性因子が水分と粘度である請求項 1記載の発泡性混合物の管理方法。
[3] 粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を混合し、攪拌してなる発泡性混合物を、カロ 熱された金型のキヤビティに圧入方式により充填して铸型を造型するにあたり、前記 発泡性混合物を所定の正常状態に管理する発泡性混合物の管理方法であって、
(a)前記発泡性混合物の温度を測定する工程と、
(b)予め求められている発泡性混合物の性状特性の関係から前記測定した温度に 基づ!ヽて、前記発泡性混合物の性状特性を示す水分および粘度の基準値を決定す る工程と、
(c)前記発泡性混合物の混合状態を示す水分を測定する工程と、
(d)当該測定した水分が前記水分の基準値の範囲内にある力否かを判断する工程 と、
(e)前記測定した水分が前記水分の基準値の範囲内にある場合、前記発泡性混合 物の混合状態を示す粘度を測定する工程と、
(f)当該測定した粘度が前記粘度の基準値の範囲内にある力否かを判断する工程と (g)前記測定した粘度が前記粘度の基準値の範囲内にある場合、前記発泡性混合 物が正常状態にあると判定する工程と
を含むことを特徴とする発泡性混合物の管理方法。
[4] 前記測定した水分が前記水分の基準値の範囲内にない場合には、不足分の水を補 給したのち、前記発泡性混合物を再度混練する請求項 3記載の発泡性混合物の管 理方法。
[5] 前記測定した粘度が前記粘度の基準値の範囲内にない場合には、前記発泡性混合 物を再度混練する請求項 3または 4記載の発泡性混合物の管理方法。
[6] 前記発泡性混合物の温度を接触型または非接触型の温度計測手段で測定する請 求項 5記載の発泡性混合物の管理方法。
[7] 前記発泡性混合物の水分を電気抵抗測定法またはマイクロ波測定法の水分計測手 段で測定する請求項 5記載の発泡性混合物の管理方法。
[8] 前記発泡性混合物の粘度をプローブの圧入方式、回転方式または圧入および回転 方式の粘度計測手段で測定する請求項 5記載の発泡性混合物の管理方法。
[9] 前記発泡性混合物の温度、水分および粘度の測定を該発泡性混合物の混合物収 納手段力 該発泡性混合物を採取してバッチ方式により行う請求項 5記載の発泡性 混合物の管理方法。
[10] 前記発泡性混合物の温度、水分および粘度の測定を該発泡性混合物の混合物収 納手段に計測手段を装着して連続的に行う請求項 5記載の発泡性混合物の管理方 法。
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