JPS5927266B2 - 両面加圧造型法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年、量産鋳物の鋳型は、製品の寸法精度向上及び生産
性の要求から、鋳型が均一でかつ高密度であり、高速造
型の可能な各種の高圧造型機で造型されている。

これらの高圧造型機の多くは、鋳型の上面（模型面の反
対側）から加圧する方式であるため、模型面の鋳物砂を
高密度に充填させるために加圧力を大きくする（１０〜
３０ ｋｇ／ｃｒｒｒ ）と同時にバイブレータ−又は
ジョルトを併用している。

更に、鋳型の密度を均一にするため、スクイズヘッドが
模型形状に適合するようにマルチセグメント方式のスク
イズヘッドを使用している。

その結果、造型装置は、大ぎな加圧力とバイブレータ−
又はジョルトの衝撃に耐える大規模な基礎を必要とする
と共に、バイブレータ−又はジョルトの騒音によって作
業環境を著しく悪化させている。

このような高圧造型機の欠点は、均一で高密度の充填を
最も必要とする鋳肌面から最も遠い場所を加圧するため
、鋳物砂による加圧力及び充填の伝達損失を補う必要が
あり、したがって、加圧力カ更に高圧化し、バイブレー
タ又はジョルトを併用することから生じている。

そしてこれらの欠点は、鋳型が大きくなるに従って顕著
になり、造型可能な鋳型の大きさにも限界が生じてくる
。

本発明は、高圧造型機における上記の欠点を改善し、小
さい加圧力で騒音が少なく、かつ均一で高密度に充填さ
れた鋳型を造型する造型法に関するものである。

本発明者等は鋳物砂の圧力伝達及び充填性について種々
試験した結果第１図に示すように、圧力伝達率は鋳物砂
の層厚即ち鋳型の高さが大きくなるに従って徐々に低下
するが、鋳物砂の充填度は加圧面からある深さで急に低
下する傾向にあることが明らかになった。

これを加圧面から２５０ｍｍの深さの点で見ると、圧力
は加圧力の約６５％が伝達されているが、鋳物砂の充填
はほとんど行なわれていないことが判る。

本発明者等は、上記知見に基づき、低い加圧力で、かつ
作業環境を悪化させることなく、又鋳型が大型化しても
適用できる造型法として、鋳物砂を模型面と上面の両面
から加圧して造型する方法を発明した。

一般に、鋳型の特性として、鋳型のハンドリングや溶湯
圧に耐える強度と鋳込時に発生するガスを排出させるた
めの通気度が要求され、特に鋳肌面と表面は主として強
度が、又鋳型の中心部は主として通気度が要求される。

しかし、鋳型の強度は鋳物砂が密に充填される程高（な
り、通気度は逆に低下するという相反する関係にあるた
め、両特性を効果的に調整することは困難な問題である
。

しかるに、従来のように上面からの加圧のみによって造
型された鋳型は、加圧面から鋳肌面にかけて鋳物砂の充
填が粗くなり、鋳肌面の通気度は良好であるが強度が低
くなり、鋳込んだ製品には、砂かみ、洗われ、焼着等の
鋳造欠陥が生じ易くなる。

又、加圧力を大きくし、バイブレータ−やジョルトを併
用して鋳物砂の充填を密にすると、鋳肌面の強度は高（
なるが、鋳型中心部の通気度が低下し、製品にガス欠陥
が生じ易（なる。

更に、第１図の鋳物砂の充填度から見て、加圧力をいか
に高（してもある深さ以上には充填が行なわれていない
。

このことは造型可能な鋳型の高さには限界があることが
予想されると同時に、加圧方法によって・は、小さな加
圧力でも、充分造型が可能であることを示している。

これに対し、本発明になる加圧方法によれば、模型面と
鋳型上面の両面から加圧するため、鋳物砂は鋳肌面と上
面が１００〜１５０ｍｍだけ充填され、充分強度があり
、鋳型の中心部は充填が鋳型の表面より粗いため強度は
幾分低下するが通気度の良好なサンドインチ状の鋳型が
成型される。

又、鋳物砂の充填を鋳型の中心部まで及ぼす必要がない
ため、鋳物砂による加圧力や充填の損失がなく、したが
って加圧力（面圧）を小さくすることが可能になると同
時に造型可能な鋳型の高さの限界がな（なる。

次に本発明を第２図〜第８図によって説明する。

本発明の構造を第２図〜第４図によって説明すると、１
は上部スクイズヘッドで、球面座３を介してロッド２に
連結され、ロッド２は模型の形状に従ってあらかじめ回
転角検出器４に設定された回転角だけ油圧モーター５で
回転さセ、ロッド２を昇降させる。

以上の構造を有する上部スクイズヘッドは造型機の上部
フレーム１２に複数個設置しである。

この構造は、模型の形状に応じて複数個の上部スクイズ
ヘッドが任意の高さで鋳物砂を加圧するためのものであ
り、このような作用を有する機構であれば、本装置に適
用し得る。

例えば、第３図に示すように、複数個のシリンダー１５
が内部で連結し、かつ外部の同一圧力源に接続されてお
り、鋳物砂８を加圧した場合、シリンダー１５内の圧力
と上部スクイズヘッド１に加わる反力が同一となるよう
に、上部スクイズヘッド１の位置が模型９の形状に応じ
て変る機構、あるいは第４図に示すように、内部で連結
し、外部の圧力源に接続されていない複数個のシリンダ
ー１６の全体を、外部の圧力源に接続された別のシリン
ダー１７によって作動させ、鋳物砂８を加圧した場合、
シリンダー１６内の圧力と上部スクイズヘッド１に加わ
る反力が同一となるように上部スクイズヘッド１の位置
が模型９の形状に応じて変る機構等が考えられる。

６は鋳枠固定装置で、油圧シリンダあるいはネジ機構に
よって鋳枠７の高さに応じて調整し得る。

１０は下部スクイズヘッドで鋳物砂の圧縮量に応じ下部
フレーム１３の任意の位置に停止する機構を有し、シリ
ンダー１１によって下部フレーム１３に設置されており
、模型８を介して又は直接に鋳物砂を加圧する。

１４は造型機の支柱である。次に第５図〜第８図によっ
て本発明になる造型法を説明する。

まづ、鋳枠７を造型機内の所定の位置に搬入し、模型９
を設置した下部スクイズヘッド１０の上面を、鋳物砂の
圧縮量だけ鋳枠の下面より下げた位置に固定した後、鋳
物砂８を投入する。

（第５図）。次いで、鋳枠固定装置６で鋳枠７を固定し
、続いて、模型９の形状に合わせて設定した回転角検出
器の目盛まで油圧モーターを回転させ、父上部スクイズ
ヘッド１が油圧又は空気圧等で昇降させる場合は、それ
らの圧力源を作動させて複数個の上部スクイズヘッド１
を降下させて鋳物砂８を加圧する（第６図）。

続いてそれとある時間差をもって下部スクイズヘッド１
０を上部スクイズ−＼ラドの上面が、鋳枠Ｔの下面とほ
ぼ同じ位置まで上昇させ、鋳物砂８を加圧する（第１図
）。

鋳物砂８の加圧が終了した後は、上部スクイズヘッド１
を上昇させると共に、下部スクイズヘッド１０を静かに
降下させて抜型し、次いで鋳枠固定装置を上昇させて、
鋳型を造型機の外に搬出する（第８図）Ｃ本発明は、以
上詳述したように、鋳物砂を上下から加圧して造型する
ため、強度の必要な面のみ均一かつ密に充填され、鋳型
の中心部は鋳型表面より強度は低いが、通気度の良好な
鋳型が得られる。

又、模型面を直接加圧するため、バイブレータ−あるい
はジョルト等の鋳物砂の充填を密にする装置が不要とな
り、騒音が少なくなって作業環境が改善されると共に、
造型機の構造も簡単となり、大規模な基礎工事も不要と
なる。

更に、強度の必要な面を直接加圧するため、鋳物砂の圧
力伝達による加圧力の損失がなくなり、小さな加圧力で
、従来の高圧造型法と同様の鋳型が造型できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：加圧面からの深さと砂の圧力伝達率及び砂の充
填塵との関係、第２図：本発明に係る装置の正面図（一
部断面図）、第３図〜第４図：本発明に係る上部スクイ
ズ機構の断面図、第５図〜第８図：本発明に係る造型法
の工程図。 １・・・・・・上部スクイズヘッド、２・・・・・・ロ
ッド、７・・・・・・鋳枠、８・・・・・・鋳物砂、９
・・・・・・模型、１０・・・・・・下部スクイズヘッ
ド、１５，１６・・・・・・シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 模型を載置した下部スクイズヘッドを鋳枠の下面よ
   り鋳物砂の圧縮量に応じた高さだけフレーム内に降下さ
   せ、次に鋳物砂の投入、鋳枠の固定を行なった後、複数
   の上部スクイズヘッドを降下させるとともに、下部スク
   イズヘッドを上昇させて鋳型の上下両面より加圧造型す
   ることを特徴とする両面加圧造型法。 ２ 模型形状に応じ、独立して任意に降下量を変えて鋳
   物砂を加圧し得る機構を有する複数個の上部スクイズヘ
   ッドと、鋳物砂の圧縮量に応じてフレーム内の任意の位
   置に停止しかつ鋳物砂を加圧し得る機構を有する下部ス
   クイズヘッド及び鋳枠上面に対向する位置に設置された
   複数個の鋳枠固定装置から成ることを特徴とする両面加
   圧造型装置。