JP5076670B2 - 無枠鋳型造型機 - Google Patents

Description

本発明は、無枠鋳型造型機に関する。より詳しくは、マッチプレートを用いた無枠鋳型造型機に関する。

従来、マッチプレートを用いた鋳型造型機は公知である（例えば、特許文献１参照）。しかし、マッチプレートの模型面側の鋳物砂は充分に圧縮されないことが多いという問題があった。

特開平６−２７７８００号公報、図１

本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、マッチプレートの模型面側の鋳物砂を充分に圧縮する無枠鋳型造型機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明における無枠鋳型造型機は、マッチプレートと、該マッチプレートの両側に入出自在に設けられた一対の鋳枠と、各鋳枠の開口部の外側に設けられると共に鋳枠内に嵌入自在に構成されたスクイズ板と、前記鋳枠内に鋳物砂を供給する鋳物砂供給装置と、を具備する無枠鋳型造型機において、前記マッチプレートは、一対の模型板を有するとともにスクイズ手段を内蔵してなることを特徴とする。
また、前記マッチプレートは、水平方向または縦方向に配置されている。
また、前記鋳物砂供給装置は、１つの鋳物砂タンクを備える鋳物砂供給装置である。
また、前記鋳物砂供給装置は、２つの鋳物砂タンクを備える鋳物砂供給装置であって、各鋳物砂タンクへの空気の供給が別々になされるように構成されている。
また、前記鋳物砂タンクにおける本体の胴壁が通気性を有する多孔質体によって構成した仕切り板によって仕切られて中空室を有する二重構造にされているのが好ましい。
前記多孔質体が非親水性の樹脂または錆の生じない金属の多孔質体であるのが好ましい。
さらに、前記入出自在に設けられた鋳枠は、水平方向または縦方向に回転する。

本発明によれば、マッチプレートにスクイズ手段が内蔵されているので、鋳型背面と同様に模型面側からも圧縮が可能になり、鋳物砂を均一に加圧することができる。

また、本発明は、前記マッチプレートを縦方向に配置することにより、鋳物砂が均一に充填しやすくなる。ここで、鋳物砂の鋳枠への充填には低圧の空気と鋳物砂タンク内の流動化と、鋳枠内の空気圧の制御を組み合わせたエアレーション充填がさらに好ましい。これにより、すぐれた充填が達成できるため、圧縮後の鋳型が均一に造型される。

従来は、通常マッチプレートは１枚の板として構成されているが、本発明においては、２枚の模型板とその中間にスクイズ手段が内蔵されて構成されている。本発明のマッチプレートはボックス状若しくは直方体状を呈しており、模型板がたとえばボックス内に内蔵されたスクイズ手段、たとえばアクチュエータにより移動可能に構成されているものである。
ここで本発明においては、アクチュエ−タは、油圧若しくは電動シリンダを用いることができる。
また、ここで、本発明においてスクイズ板は、剛性のある平板のみならず、弾性体とすることができる。また、本発明においてスクイズ板は、ブロック形態のセグメントスクイズをも含む概念である。
ここで鋳物砂とは鋳物の鋳造に用いる鋳型を構成する鋳物砂を言う。自然砂、人工砂を問わない。本発明において、鋳物砂とは生砂のみならずガス硬化性鋳物砂、自硬性鋳物砂をいう。

以下、添付図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に用いる鋳型造型機の正面概略図である。図２は図１の平面概略図である。図１において水平方向に配置されたマッチプレート１には、その内部にスクイズ手段２が内蔵されている。スクイズ手段２により模型板１ａ、１ｂは移動可能に構成されている。なお、模型板１ａ、１ｂは、複雑な模型面を有する場合には、分割して作製することができる。また、前記マッチプレート１は枠構成部材３に内装されている。この枠構成部材３の上下開口端部が盛枠の機能を持った、模型板１ａ、１ｂ側の下盛枠３ａ、３ｂになるように作製されている。また、下盛枠３ａの上方位置と下盛枠３ｂの下方位置にそれぞれ鋳枠４ａと鋳枠４ｂが、入出自在に設けられている。さらに、鋳枠４ａと鋳枠４ｂの上下には、鋳型背面のスクイズ時の盛枠の機能を持った、スクイズ板６ａ、６ｂ側の上盛枠５ａ、５ｂを兼ねた移動可能な保持手段７ａ、７ｂが設けられている。さらにこの保持手段７ａ、７ｂにはスクイズ板６ａ、６ｂが鋳枠内に嵌入できるように格納されている。さらに保持手段７ａ、７ｂには、スクイズ板６ａ、６ｂを作動させるアクチュエータ８ａ、８ｂが設けられている。一方、鋳枠４ａ、４ｂの左側の側壁には、図示しない鋳物砂の投入口が設けられ、さらに、鋳物砂供給装置（図示せず）を構成する鋳物砂タンク（図示せず）と連通されている。
図１において、鋳枠４ｃ、４ｄは回転位置Ｒ１に待機している鋳枠を示しており、さらに、その右側には、抜型ステーションＮが設けられ、上からの板９により造型された鋳型１０ａ、１０ｂを鋳枠４ｅ、４ｆから受け板９ａに抜型できるように構成されている。
なお、鋳枠は、少なくとも造型ステーションＭと造型ステーションＮの２箇所の位置のあいだで回転と停止を繰り返すことができるが、本実施の形態では図２に示すように、４箇所で停止する場合、回転位置Ｒ１、造型ステーションＭ、回転位置Ｒ２、抜型ステーションＮに、順次回転及び停止を繰り返す。

以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。図２の造型ステーションＭにおいて、図１において、図示していないアクチュエータにより鋳枠を回転させ、下盛枠３ａ、鋳枠４ａ、上盛枠５ａを重ねてスクイズ板６ａと模型板１ａにより、上鋳型の造型空間を画成する。一方、同様にして下盛枠３ｂ、鋳枠４ｂ、上盛枠５ｂを重ねてスクイズ板６ｂと模型板１ｂによって下鋳型の造型空間を画成する。
次に、前記鋳物砂タンクに圧縮空気を作用することによって、前記造型空間に、鋳物砂を充填する。その後、保持手段７ａ、７ｂに固設されたアクチュエータ８ａ、８ｂを作動させ、鋳物砂をスクイズ板６ａ、６ｂによって圧縮する。少なくともスクイズ板６ａ、６ｂの圧縮中に、模型板１ａ、１ｂをスクイズ手段２によって作動させる。これにより、鋳型背面と同様に模型面側からも圧縮が可能になり鋳物砂を均一に加圧することができる。
特に、スクイズ板６ａ、６ｂと同時に模型板１ａ、１ｂを移動させることによって、均一な鋳型を造型できるだけでなく、圧縮時間を従来の時間の半分にすることができる。つまり、鋳型造型のサイクルタイムを非常に短くすることができる。
次いで、アクチュエータ８ａ、８ｂを作動させることにより、スクイズ板６ａ、６ｂを鋳型の背面から後退させて保持手段７ａ、７ｂの中に格納する。そして、スクイズ手段２を作動させることにより、鋳型と模型板１ａ、１ｂを分離する。その後、図示していないアクチュエータにより、鋳型を内蔵した鋳枠４ａ、４ｂを水平方向に回転させて、回転位置Ｒ２に回転させる。このとき、回転位置Ｒ１にあった鋳枠４ｃ、４ｄは、造型ステーションＭに移動する。さらに、回転位置Ｒ２にあった鋳枠は回転し、抜型ステーションＮにおいて、上からの板９により造型された鋳型１０ａ、１０ｂは鋳枠から抜型される。

上記の説明から明らかなように、本発明の実施の形態１は、マッチプレートにスクイズ手段が内蔵されているために鋳型背面と同様に模型面側からも圧縮が可能になり鋳物砂を均一に加圧することができる。
実施の形態２

図３は、本発明の実施の形態２に用いる他の鋳型造型機の正面概略図である。図４は図３の側面概略図である。図３において縦方向に配置されたマッチプレート２１には、その内部にスクイズ手段２２が内蔵されている。スクイズ手段２２により模型板２１ａ、２１ｂは移動可能に構成されている。なお、模型板２１ａ、２１ｂは、複雑な模型面を有する場合には、分割して作製することができる。また、前記マッチプレート２１は枠構成部材２３に内装されている。この枠構成部材２３の左右位置の開口端部が盛枠の機能を持った、模型板２１ａ、２１ｂ側の下盛枠２３ａ、２３ｂになるように作製されている。また、下盛枠２３ａ、２３ｂの開口部側に鋳枠２４ａ、２４ｂが、入出自在に設けられている。さらに、鋳枠２４ａの右側位置と鋳枠２４ｂの左側位置には、鋳型背面のスクイズ時の盛枠の機能を持った、スクイズ板２６ａ、２６ｂ側の上盛枠２５ａ、２５ｂを兼ねた移動可能な保持手段２７ａ、２７ｂが設けられている。さらにこの保持手段２７ａ、２７ｂにはスクイズ板２６ａ、２６ｂが鋳枠内に嵌入できるように格納されている。さらに保持手段２７ａ、２７ｂには、スクイズ板２６ａ、２６ｂを作動させるアクチュエータ２８ａ、２８ｂが設けられている。一方、鋳枠２４ａ、２４ｂの上側の側壁には、図示しない鋳物砂の投入口が設けられ、さらに、鋳物砂供給装置を構成する鋳物砂タンクＴ、Ｔと連通されている。
図４において、鋳枠２４ｃ、２４ｄは回転中の鋳枠を示しており、さらに、その下側には、抜型ステーションＮが設けられ、右からの板２９により造型された鋳型３０ａ、３０ｂを鋳枠２４ｅ、２４ｆから抜型できるように構成されている。

なお、鋳枠は、少なくとも造型ステーションＭと造型ステーションＮの２箇所の位置のあいだで回転と停止を繰り返すことができるが、本実施の形態では図４に示すように、４箇所で停止する場合、回転位置Ｒ１、造型ステーションＭ、回転位置Ｒ２、抜型ステーションＮに、順次回転及び停止を繰り返す。

以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。図４の造型ステーションＭにおいて、図３において図示していないアクチュエータにより鋳枠を回転させて、下盛枠２３ａ、鋳枠２４ａ、上盛枠２５ａを重ねてスクイズ板２６ａと模型板２１ａにより、上鋳型の造型空間を画成する。一方、同様にして下盛枠２３ｂ、鋳枠２４ｂ、上盛枠２５ｂを重ねてスクイズ板２６ｂと模型板２１ｂによって下鋳型の造型空間を画成する。
次に、前記鋳物砂タンクＴ、Ｔに圧縮空気を作用することによって、前記造型空間に、鋳物砂を充填する。その後、保持手段２７ａ、２７ｂに固設されたアクチュエータ２８ａ、２８ｂを作動させ、鋳物砂をスクイズ板２６ａ、２６ｂによって圧縮する。少なくともスクイズ板２６ａ、２６ｂの圧縮中に、模型板２１ａ、２１ｂをスクイズ手段２２によって作動させる。これにより、鋳型背面と同様に模型面側からも圧縮が可能になり鋳物砂を均一に加圧することができる。
特に、スクイズ板２６ａ、２６ｂと同時に模型板２１ａ、２１ｂを移動させることによって、均一な鋳型を造型できるだけでなく、圧縮時間を従来の時間の半分にすることができる。つまり、鋳型造型のサイクルタイムを非常に短くすることができる。
次いで、アクチュエータ２８ａ、２８ｂを作動させることにより、スクイズ板２６ａ、２６ｂを鋳型の背面から後退させて保持手段２７ａ、２７ｂの中に格納する。そして、スクイズ手段２２を作動させることにより、鋳型と模型板１ａ、１ｂを分離する。その後、図示していないアクチュエータにより、鋳型を内蔵した鋳枠２４ａ、２４ｂを縦方向（垂直方向）に回転させて、回転位置R２に回転させる。このとき、回転位置Ｒ１にあった鋳枠２４ｃ、２４ｄは造型ステーションＭに移動する。さらに、回転位置Ｒ２にあった鋳枠は回転し、抜型ステーションＮにおいて、右からの板２９により造型された鋳型３０ａ、３０ｂは鋳枠から抜型され、鋳型直立装置３１により鋳型３０ａ、３０ｂが水平となるように回転される。

上記の説明から明らかなように、本実施の形態２は、マッチプレートにスクイズ手段が内蔵されているために鋳型背面と同様に模型面側からも圧縮が可能になり鋳物砂を均一に加圧することができる。

つぎに本発明に適用される鋳物砂供給装置の一実施の形態を説明するが、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではない。なお、説明をわかりやすくするために、図５に示されるように、本実施の形態にかかわる鋳物砂供給装置５１は図３における紙面左側の鋳物砂タンクＴについて説明し、紙面右側の鋳物砂タンクＴについての説明を省略する。
鋳物砂供給装置５１は、本体の胴壁５１ａ全体が上下２組の通気性の仕切り板５２、５３によって仕切られるとともに区画部Ｔａにより上下２個の中空室５４、５５を有する二重構造を成し、さらに、下部が左右２個の下細り状中空室に構成された２つの鋳物砂タンクＴと、この鋳物砂タンクＴの外周下端に装着される補助枠５６と、前記２個の中空室５４、５５に圧縮空気源（図示せず）をそれぞれ連通させる２個の開閉弁５７、５８とから構成されている。前記鋳物砂タンクＴの上部にはスライドゲート６０によって開閉される砂供給孔６１が設けられているとともに、下部には２つの砂注入口Ｔｂが形成されている。また、前記仕切り板５２、５３は、図示しないシール部材を介在させて取り付けてある。
また、前記補助枠５６には、補助枠５６内からの圧縮空気の排出を制御する排気制御手段６２が装着してあり、排気制御手段６２は、前記補助枠５６の上部外周に装着されて補助枠５６とで気密の中空室６３を形成する断面コ字状の枠体６４と、前記中空室６３を大気に対して開閉する複数個の開閉弁（図示せず）と、前記補助枠５６に透設されて補助枠５６の圧縮空気を前記中空室６３に排出する多数の細孔６５とで構成してある。
そして、前記仕切り板５２、５３は、本発明において、とくに限定されるものではないが、非親水性の樹脂または錆の生じない金属の多孔質体であることが好ましい。そして、非親水性の樹脂としては、吸水性のない樹脂で、取付け時に変形、破損が生じない強度および硬度があればその材質は問わず、例えば、高分子量ポリエチレンが好ましい。また、金属としては、水分によって錆の生じないものであれば何でもよく、かつ所要の強度を有すればその材質は問わない。
また、前記仕切り板５２、５３は、平均孔径が１０〜５００μｍであって砂粒子の粒径よりも小さい多数の貫通孔を有しかつ厚さが５〜２０ｍｍである樹脂板が好ましく、より好ましくは平均孔径が１０〜５０μｍである。厚さが5ｍｍ未満では圧縮空気により変形し、また、２０ｍｍを超えると圧縮空気の圧損が大きくなって鋳物砂が流動化しにくくなる。さらに、前記貫通孔は、孔密度が２５〜５０％であることが好ましく、より好ましくは３０〜４５％である。なお、仕切り板５２、５３が金属である場合、多孔質体の製造方法は問わず、例えば、焼結法でもよい。

次に、前記実施の形態２の鋳型造型機において、図５に示す状態から所定の鋳型造型空間に鋳物砂を吹き込み充填する手順につて説明する。まず、下盛枠に鋳枠および上盛枠を重ね合わせるとともに、該鋳枠に設けられる投入口に向けて補助枠５６を下降させて鋳枠上に重ねる。

次いで、鋳物砂供給装置５１の砂供給孔６１をスライドゲート６０によって閉鎖した後、開閉弁５７、５８を開いて中空室５４、５５に圧縮空気をそれぞれ供給し、通気性を有する仕切り板５２、５３から鋳物砂供給装置５１の鋳物砂タンクＴ内に低圧の圧縮空気を噴射して鋳物砂タンクＴ内の鋳物砂を流動化するとともに鋳物砂の上面を加圧する。なお、特に鋳物砂タンクＴの下細り状中空室内を流動化することにより、鋳物砂の下細り状中空室の内面に対する抵抗を減少させることができる。

さらに、開閉弁５７、５８を開くと同時に、排気制御手段６２の複数個の開閉弁を適宜開閉して補助枠５６内からの圧縮空気の排出を調整し、砂注入口Ｔｂから噴出された鋳物砂の速度を増減させるとともに、模型板に埋設されるベントプラグ（図示せず）からの排気速度を制御する。これにより、鋳枠内の空気圧が制御されて鋳型造型空間における鋳物砂の充填密度を部分的に調整することができる。この結果、鋳物砂は鋳型造型空間の隅々にまで所要状態にして適確にエアレーション充填されることとなる。

なお、本実施の形態における鋳物砂供給装置５１は、実施の形態２に適用するために２つの鋳物砂タンクＴを備えているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、実施の形態１に適用するために鋳物砂供給装置を適宜変更して１つの鋳物砂タンクを備える構成とすることができる。

本発明の実施の形態１に用いる鋳型造型機の正面概略図である。 図１の平面概略図である。 本発明の実施の形態２に用いる鋳型造型機の正面概略図である。 図３の側面概略図である。 本発明に適用される鋳物砂供給装置の主要部を示す概略縦断面図である。

符号の説明

１、２１ マッチプレート
１ａ、１ｂ、２１ａ、２１ｂ 模型板
２、２２ スクイズ手段
４ａ、４ｂ、２４ａ、２４ｂ 鋳枠
６ａ、６ｂ、２６ａ、２６ｂ スクイズ板

Claims (7)

1. マッチプレートと、
   該マッチプレートの両側に入出自在に設けられた一対の鋳枠と、
   各鋳枠の開口部の外側に設けられると共に鋳枠内に嵌入自在に構成されたスクイズ板と、
   前記鋳枠内に鋳物砂を供給する鋳物砂供給装置と、
   を具備する無枠鋳型造型機において、
   前記マッチプレートは、一対の模型板を有するとともに、前記模型板を前記スクイズ板に向けて移動可能なスクイズ手段を内蔵してなり、
   前記マッチプレートは、水平方向又は縦方向に配置されており、
   前記鋳物砂供給装置は、１つの鋳物砂タンクを備えることを特徴とする無枠鋳型造型機。
2. 前記鋳物砂タンクにおける本体の胴壁が通気性を有する多孔質体によって構成した仕切り板によって仕切られて中空室を有する二重構造にされてなる請求項１に記載の無枠鋳型造型機。
3. 前記鋳物砂供給装置は、２つの鋳物砂タンクを備える鋳物砂供給装置であって、各鋳物砂タンクへの空気の供給が別々になされるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の無枠鋳型造型機。
4. 前記鋳物砂タンクにおける本体の胴壁が通気性を有する多孔質体によって構成した仕切り板によって仕切られて中空室を有する二重構造にされてなる請求項３に記載の無枠鋳型造型機。
5. 前記多孔質体が非親水性の樹脂または錆の生じない金属の多孔質体である請求項２または４に記載の無枠鋳型造型機。
6. 前記入出自在に設けられた鋳枠は、水平方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の無枠鋳型造型機。
7. 前記入出自在に設けられた鋳枠は、縦方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の無枠鋳型造型機。