JP4379795B2 - 鋳物砂の充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳物砂の充填方法に係り、より詳しくは、側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する上・下鋳枠と、これら上・下鋳枠の間に配設したマッチプレートと、前記上・下鋳枠における前記マッチプレートが無いそれぞれの開口部に嵌入可能な複数のスクイズフットを備えた上・下スクイズ手段によって画成した上・下造型空間に、砂浮遊動化手段を備えた砂吹込み機構により、前記上・下鋳枠の前記砂吹込み口から鋳物砂を吹き込み充填する方法に関する。

本願の発明者は、鋳型造型装置の一つとして、側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する上・下鋳枠と、これら上・下鋳枠の間に配設したマッチプレートと、前記上・下鋳枠における前記マッチプレートが無いそれぞれの開口部に嵌入可能な複数のスクイズフットを備えた上・下スクイズ手段によって画成した上・下造型空間に、砂吹込み機構の砂噴出ノズルにより砂吹込み口から鋳物砂を吹き込んで充填した後、上・下スクイズフットを相互に接近させて上・下造型空間内の鋳物砂を圧縮して鋳型を造型するようにしたものを開発している。

しかし、このように構成された鋳型造型装置では、上・下造型空間に対する鋳物砂の充填状態を良くすべく、比較的高圧の圧縮空気によって鋳物砂を吹き込むと、砂吹込み機構の砂噴出ノズルが砂詰まりを起こし易く、その鋳物砂の除去作業が非常に厄介であった。

解決しようとする問題点は、上・下鋳枠とマッチプレートと上・下スクイズフットで画成した垂直状態の上・下造型空間に鋳物砂を吹き込む砂吹込み機構における砂噴出ノズルが砂詰まりを起こし易い点である。

上記の問題を解消するために本発明の鋳物砂の充填方法は、側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する上・下鋳枠と、これら上・下鋳枠の間に配設したマッチプレートと、前記上・下鋳枠における前記マッチプレートが無いそれぞれの開口部に嵌入可能な複数のスクイズフットを備えた上・下スクイズ手段によって画成した上・下造型空間に、砂浮遊動化手段を備えた砂吹込み機構により前記上・下鋳枠の前記砂吹込み口から、鋳物砂を吹き込み充填するに当たり、前記砂吹込み口が上方になるように前記上・下造型空間を垂直状態にするとともに前記砂吹込み口を前記砂吹込み機構の下端に当接する工程と、前記砂吹込み機構の砂浮遊動化手段から圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第１圧縮空気を噴出して前記砂吹込み機構の下部の鋳物砂を浮遊動化させる工程と、前記砂吹込み機構における前記鋳物砂の上方位置に圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第２圧縮空気を供給して前記鋳物砂を加圧し前記上・下造型空間内に吹き込む工程と、を含む鋳物砂の充填方法において、前記上・下鋳枠の側壁に弁機構によって開閉される排気孔をそれぞれ設け、前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の初期段階では前記弁機構の作動によって上・下鋳枠の排気孔を閉じてマッチプレートのベントホールから圧縮空気を排出させることにより、このベントホールの部分に鋳物砂を密に充填させ、また、前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の終期段階では、前記弁機構の作動によって前記上・下鋳枠の排気孔を開いて前記上・下造型空間内の圧縮空気を前記排気孔から排出して、上・下造型空間内の上部にも鋳物砂を密に充填させるとともに上・下造型空間内の圧縮空気の排出を促進することを特徴とする。

上記の説明から明らかなように本発明は、側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する上・下鋳枠と、これら上・下鋳枠の間に配設したマッチプレートと、前記上・下鋳枠における前記マッチプレートが無いそれぞれの開口部に嵌入可能な複数のスクイズフットを備えた上・下スクイズ手段によって画成した上・下造型空間に、砂浮遊動化手段を備えた砂吹込み機構により前記上・下鋳枠の前記砂吹込み口から、鋳物砂を吹き込み充填するに当たり、前記砂吹込み口が上方になるように前記上・下造型空間を垂直状態にするとともに前記砂吹込み口を前記砂吹込み機構の下端に当接する工程と、前記砂吹込み機構の砂浮遊動化手段から圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第１圧縮空気を噴出して前記砂吹込み機構の下部の鋳物砂を浮遊動化させる工程と、前記砂吹込み機構における前記鋳物砂の上方位置に圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第２圧縮空気を供給して前記鋳物砂を加圧し前記上・下造型空間内に吹き込む工程と、を含む鋳物砂の充填方法において、前記上・下鋳枠の側壁に弁機構によって開閉される排気孔をそれぞれ設け、前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の初期段階では前記弁機構の作動によって上・下鋳枠の排気孔を閉じてマッチプレートのベントホールから圧縮空気を排出させることにより、このベントホールの部分に鋳物砂を密に充填させ、また、前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の終期段階では、前記弁機構の作動によって前記上・下鋳枠の排気孔を開いて前記上・下造型空間内の圧縮空気を前記排気孔から排出して、上・下造型空間内の上部にも鋳物砂を密に充填させるとともに上・下造型空間内の圧縮空気の排出を促進するから、圧力が比較的低い圧縮空気によって鋳物砂を吹き込むため、砂吹込み機構の砂噴出ノズルが砂詰まりを起こすのを防止することができるなどの優れた実用的効果を奏する。

本発明を適用した鋳枠無し上・下鋳型の造型装置の最良の形態について図１および図２に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本鋳枠無し上・下鋳型の造型装置は、側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する１対の上・下鋳枠１・２と；これら１対の上・下鋳枠１・２の間に入出可能に配設しかつベントホールを透設したマッチプレート３と；前記１対の上・下鋳枠１・２によって前記マッチプレート３を挟持し前記上・下鋳枠１・２における前記マッチプレート３が無いそれぞれの開口部に複数の上・下スクイズフット４ａ・４ａ・５ａ・５ａを備えた上・下スクイズ手段４・５の上・下スクイズフット４ａ・４ａ・５ａ・５ａをそれぞれ入出可能に設けかつ前記マッチプレート３を挟持した前記１対の上・下鋳枠１・２が垂直状態になる位置と水平状態になる位置の間を垂直面内で正逆回転可能にして支持した鋳物砂スクイズ機構６と；図示しない機台の天井部に装着しかつ垂直状態にある前記１対の上・下鋳枠１・２に対して前記砂吹込み口から鋳物砂を吹き込む砂吹込み機構７と；で構成してある。

そして、前記鋳物砂スクイズ機構６においては、回転フレーム８が中心付近にて垂直面内で正逆回転自在に枢支して設けてあり、この回動フレーム８の下面には左右方向へ延びる一対のガイドロッド９・９が前後方向へ所要の間隔をおいて装着してある。この一対のガイドロッド９・９間における右部には上昇降フレーム１０が、また、前記一対のガイドロッド９・９間における左部には下昇降フレーム１１が、一体的に設けたホルダー部を介しそれぞれ摺動自在にして架装してあり、これら上・下昇降フレーム１０・１１は前記回転フレーム８に装着した上向きシリンダ（図示せず）および下向きシリンダ（図示せず）の伸縮作動によって相互に接近・離隔するようになっている。

また、前記１対の上・下鋳枠１・２には排気孔１４・１５がそれぞれ透設してあり、排気孔１４・１５は、前記１対の上・下鋳枠１・２にそれぞれ装着された弁機構２３・２４によって開閉するようになっている。
また、前記上昇降フレーム１０には前記上スクイズフット４ａ・４ａを進退させる複数のシリンダ１２・１２が、また、前記下昇降フレーム１１には前記下スクイズフット５ａ・５ａを進退させる複数のシリンダ１３・１３がそれぞれ装着してある。

また、前記砂吹込み機構７は、本体１６の上部が小・大二段の円筒状を、また下部が二股状をそれぞれ成しており、さらに下端が図示する状態の上・下鋳枠１・２の砂吹込み口に当接可能になっている。また、前記本体１６の上面には本体１６の上端開口部を開閉する開閉機構１７が装着してある。さらに、前記砂吹込み機構７の下部には鋳物砂を浮遊動化させる第１圧縮空気を噴射する２個の砂浮遊動化手段１８・１８が装着してあり、浮遊動化手段１８・１８は開閉弁１９を介して圧縮空気源（図示せず）に接続してある。なお、前記砂浮遊動化手段１８・１８から噴出する圧縮空気の圧力は０．０５〜０．１８MPaが好ましい。 また、前記本体１６の上部には鋳物砂を加圧する第２圧縮空気を供給する圧縮空気源（図示せず）が開閉弁２０を介して接続してある。また、前記砂浮遊動化手段１８および前記本体１６の上部には、圧縮空気の圧力をそれぞれ検知する圧力センサ２１・２２がそれぞれ装着してある。さらに、前記本体１６の上部は開閉弁２５を介して外気と連通している。

このように構成したものは、図１に示すように、上・下鋳枠１・２の排気孔１４・１５を弁機構２３・２４によってそれぞれ閉じ、かつ、本体１６内に所定量の鋳物砂を投入した後、上・下鋳枠１・２とマッチプレート３と上・下スクイズ手段４・５によって画成した上・下造型空間を垂直状態にするとともに上・下鋳枠１・２の砂吹込み口を砂吹込み機構７の下端に当接し、続いて、開閉弁１９・２０をそれぞれ開いて砂浮遊動化手段１８・１８と、本体１６内における鋳物砂の上方位置に圧縮空気をそれぞれ供給する。この場合、図２に示すように、砂浮遊動化手段１８・１８および本体１６内に供給する圧縮空気の圧力を、圧力センサ２１・２２によってそれぞれ検知しながら時間の経過とともに段階的に上昇させて、本体１６内における鋳物砂の上方位置の実質圧力を目標圧力に可及的に近づける。 そして、本体１６内の鋳物砂が砂浮遊動化手段１８・１８のチャンバー内に侵入するのを防止すべく、砂浮遊動化手段１８・１８に供給する圧縮空気の圧力を、本体１６内に供給する圧縮空気の圧力より所要値高くする。

すなわち、砂浮遊動化手段１８・１８から圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第１圧縮空気を噴出して砂吹込み機構７の本体１６の下部の鋳物砂を浮遊動化させ、これと同時に、本体１６の鋳物砂の上方位置に第２圧縮空気を供給して鋳物砂を加圧し上・下造型空間内にそれぞれ吹き込む。この結果、上・下造型空間内には比較的圧力の低い圧縮空気によって鋳物砂が吹き込まれることになる。

そして、上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の初期段階では弁機構２３・２４の作動によって上・下鋳枠１・２の排気孔１４・１５を閉じてマッチプレート３のベントホールから圧縮空気を排出させることにより、このベントホールの部分に鋳物砂を密に充填させる。上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の終期段階では、弁機構２３・２４の作動によって上・下鋳枠１・２の排気孔１４・１５を開いて上・下造型空間内の圧縮空気を上・下鋳枠１・２の排気孔１４・１５から排出して、上・下造型空間内の上部にも鋳物砂を密に充填させるとともに上・下造型空間内の圧縮空気の排出を促進する。

なお、上述した鋳枠無し上・下鋳型の造型装置の最良の形態では、第１圧縮空気の圧力を第２圧縮空気の圧力より高く維持しかつこれらの圧縮空気の圧力を時間の経過とともに段階的に上昇させながら、第１・第２圧縮空気を砂吹込み機構に供給するようにしたが、上・下造型空間に鋳物砂を可及的にして充分に充填すべく、造型した鋳型の高さの測定結果に基づき、上・下造型空間の容積に対応させて、
砂吹込み機構に対する第１圧縮空気および第２圧縮空気の圧力と供給時間をそれぞれ調整するようにしてもよい。

発明を実施するための最良の形態では鋳枠無し上・下鋳型の造型装置について説明したが、鋳枠を造型毎に変える鋳枠付き上・下鋳型の造型装置にも適用することができるのは言うまでもない。

本発明を実施する鋳型造型装置の一実施例を示す一部切欠き断面正面図である。 砂吹込み機構に供給する各種圧縮空気に係る圧力とその経時変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 上鋳枠
２ 下鋳枠
１４；１５ 排気孔

Claims (3)

1. 側壁に砂吹込み口をそれぞれ有する上・下鋳枠と、これら上・下鋳枠の間に配設したマッチプレートと、前記上・下鋳枠における前記マッチプレートが無いそれぞれの開口部に嵌入可能な複数のスクイズフットを備えた上・下スクイズ手段によって画成した上・下造型空間に、砂浮遊動化手段を備えた砂吹込み機構により前記上・下鋳枠の前記砂吹込み口から、鋳物砂を吹き込み充填するに当たり、前記砂吹込み口が上方になるように前記上・下造型空間を垂直状態にするとともに前記砂吹込み口を前記砂吹込み機構の下端に当接する工程と、前記砂吹込み機構の砂浮遊動化手段から圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第１圧縮空気を噴出して前記砂吹込み機構の下部の鋳物砂を浮遊動化させる工程と、前記砂吹込み機構における前記鋳物砂の上方位置に圧力０．０５〜０．１８ＭＰａの第２圧縮空気を供給して前記鋳物砂を加圧し前記上・下造型空間内に吹き込む工程と、を含む鋳物砂の充填方法において、
   前記上・下鋳枠の側壁に弁機構によって開閉される排気孔をそれぞれ設け、
   前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の初期段階では前記弁機構の作動によって上・下鋳枠の排気孔を閉じてマッチプレートのベントホールから圧縮空気を排出させることにより、このベントホールの部分に鋳物砂を密に充填させ、また、前記上・下造型空間内への鋳物砂吹込み工程の終期段階では、前記弁機構の作動によって前記上・下鋳枠の排気孔を開いて前記上・下造型空間内の圧縮空気を前記排気孔から排出して、上・下造型空間内の上部にも鋳物砂を密に充填させるとともに上・下造型空間内の圧縮空気の排出を促進することを特徴とする鋳物砂の充填方法。
2. 請求項１に記載の鋳物砂の充填方法において、
   前記第１圧縮空気の圧力を前記第２圧縮空気の圧力より高く維持しかつこれらの圧縮空気
   の圧力を時間の経過とともに段階的に上昇させながら、前記第１・第２圧縮空気を前記砂
   吹込み機構に供給し、前記砂吹込み機構における前記鋳物砂の上方位置の圧力が目標値に
   なった後は、前記第１圧縮空気の圧力を前記第２圧縮空気の圧力より高く維持しながら前
   記砂吹込み機構から排気することを特徴とする鋳物砂の充填方法。
3. 請求項１または２に記載の鋳物砂の充填方法において、
   前記上・下造型空間に鋳物砂を可及的にして充分に充填すべく、造型した鋳型の高さの測定結果に基づき、前記上・下造型空間の容積に対応させて、前記砂吹込み機構に対する前記第１圧縮空気および前記第２圧縮空気の圧力と供給時間をそれぞれ調整することを特徴とする鋳物砂の充填方法。