JPH01278934A - 鋳物砂のコンパクタビリテイ値測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は鋳物砂のコンパクタビリテイ値直を測定する
鋳物砂のコンパクタビリテイ値測定方法及びその装置に
関する。

〈従来の技術〉 一般に、鋳物砂を鋳型造型に適した鋳物砂として調整す
る場合、鋳物砂に適量の水およびバインダーを加えて混
練し、鋳物砂の造型性を表わすコンパクタビリテイ値（
以下、ＣＢ値と略称する）が所定の値となるように調整
が行われている。

従来、この鋳造砂のＣＢ値は、熟練作業者の勘により測
定されて管理されていたため、正確なＣＢ値の把握が困
難であり、また自動化による無人測定は不可能であった
。

そのため、ａ）ダマ崩し手段の備えられた鋳物砂供給部
、ｂ）鋳物砂を充填するための試験筒、Ｃ）満空検知手
段、ｄ）スクレーパ、ｅ）加圧ヘッドを作動するための
押圧機、ｆ）鋳物砂の圧縮量が測定できる計測器、を具
備した装置により、作業者の勘によらないで鋳造砂のＣ
Ｂ値を自動測定する方法が提案されている（例えば特開
昭５９−２２０２４５号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このような従来構成の鋳物砂のＣＢ値測定方法
及びその装置にあっては、鋳物砂を充填する試験筒が、
鋳物砂供給部と押圧機との間を往復移動して計測が行わ
れており、可動部分や摺動部分が多く装置が複雑化する
とともに、粉ａｍ境のため装置の作動が不安定になり易
く、Ｓ繁な保守点検を必要とし、かつ測定値の信頼性が
低下するという問題があった。

また、試験筒内面には、鋳物砂による摩擦やその腐食性
により、経時的に鋳物砂が食い込んで付着し、加圧ヘッ
ドと試験筒とのはめ合いに不具合が生じ、測定ができな
くなるという問題があったこの発明は、従来技術の有す
るこのような問題点にかんがみなされたものであり、そ
の目的とするところは、装置が簡潔に構成できるととも
に、保守点検の手間を低減でき、かつ正確にＣＢ値の自
動測定ができる鋳物砂のＣＢ値測定方法及びその装置を
提供しようとするものである。

く課題を解決するための手段〉 この発明は上記目的を達成するためになされたものであ
り、第１の発明の鋳物砂のコンパクタビリテイ値測定方
法は、移動可能な平面上に積重ね厚さが略均等になるよ
うに鋳物砂を展開し、上記鋳物砂を加圧ヘッドにより押
圧し、その押圧による上記鋳物砂の圧縮量を計量して、
コンパクタビリテイ値を決定する。

第２の発明の鋳物砂のコンパクタビリテイ値測定装置は
、スクレーパ部と砂レベルセンサとを備え投入される鋳
物砂を一定の積重ね厚さに整える積厚調整シュートと、
上記積厚調整シュートにより積重ね厚さが整えられた鋳
物砂を一方向へ搬送して計測位置に移動させる移動手段
と、加圧ヘッドを備えその加圧ヘッドにより上記計測位
置に移動した鋳物砂を押圧圧縮する押圧手段と、上記加
圧ヘッドの押圧による鋳物砂の圧！１量を計量する計量
手段と、を備えている。

〈作用〉 この発明の作用は、先ず鋳物砂が積厚調整シュートによ
り移動手段上に集積される。集積された鋳物砂は、移動
手段の作動によりスクレーパ部によって一定の積重ね厚
さに整えられ、計測位置に展開する。

そして、鋳物砂は計測位置において加圧ヘッドにより押
圧圧縮され、その圧縮量を計量手段により計量して、Ｃ
Ｂ値を決定する。

〈実施例〉 以下、この発明の構成を実施例に基づいて説明する。

第１図は発明の実施例のＣＢ値測測定装置正断面図、第
２図はその側断面図である６図に示すＣＢ値測測定装置
１０、スクレーパ部１６．砂レベルセンサ１７を備えた
積厚調整シュート１５と、基台１１上に構成された移動
手段であるコンベヤ２０と、加圧ヘッド２６を備えた押
圧手段２５と、計量手段である変位センサ３０とから主
に構成されている。

積厚調整シュート１５は、コンベヤ２０の上？’ｆ１部
上に配設されており、積厚調整シュート１５の下部開口
の下流側は、コンベヤ２０上面と所定間隔をおい゛て間
隙状に形成されたスクレーパ部１６が設けられている。

また、積厚調整シュー）−１５の所定の高さ位置には、
投入される鋳物砂Ａ内の水分を検知して、満砂信号を出
力する砂レベルセンサ１７が配設されている。

コンベヤ２０は、実施例ではポリエステル繊維を芯材と
するポリウレタン樹脂製の無端状ベルトからなり、図示
しない駆動源により駆動されて、第１図の矢印方向へ所
定の距離だけ間欠的に移動するように構成されている。

また、コンベヤ２０上面の両側部には、その移動方向に
延びて相対した所定の高さの１対の側板２１が、フレー
ム１４により立設されている。

押圧手段２５は、加圧ヘッド２６と加圧ヘッド２６を上
下方向に駆動する空気圧シリンダ２７とから構成されて
いる。この空気圧シリンダ２７は、基台ｌｌ上のフレー
ム１２上部に設けられた取付板１３に固定されており、
そのロッドの下端部に加圧ヘッド２６が取付けられて、
コンベヤ２０上の計測位置Ｂ上方に配設されている。ま
た、計測位置Ｂのコンベヤ２０下面には、下降した加圧
ヘッド２６と鋳物砂Ａ及びコンベヤ２０を介して相対す
る受台２８が配設されている。

変位センサ３０は、実施例では直線摺動形のポテンショ
メータからなり、加圧ヘッド２６に連結部材３１により
連結されるとともに、加圧ヘッド２６に平行して上下方
向に摺動するように配設されている。そして、変位セン
サ３０は、加圧ヘッド２６に連動してその変位量に対応
した電圧信号を出力するように構成されている。

このように構成されたＣＢ値測測定装置１０、ＣＢ値自
動調整装置の測定装置として設備される第３図はＣＢ値
測測定装置１０設備したＣＢ値自動調整装置を示す全体
構成図であり、鋳物砂を一時貯溜するホッパ１と、混練
機２と、混練機２へ注水する注水ノズル４と、混練機２
の吐出口３に連設されたＣＢ値測測定装置１０、装置全
体を制御する制御装置５とから構成されている。そして
、ＣＢ値測測定装置１０砂レベルセンサ１７゜変位セン
サ３０は、各々制御装置５に接続されており、また、コ
ンベヤ２０．空気圧シリンダ２７は制御装置５に接続さ
れて、各々駆動制御されるように形成されている。

このＣＢ値自動調整装置の制御装置５は、混練機制御盤
、シーケンサ−１演算装置、ＡＤ変換器等を備えており
、砂レベルセンサ１７よりの満砂信号、及び変位センサ
３０よりの電圧信号を入力するとともに、コンベヤ２０
の間欠運転、空気圧シリンダ２７の上下駆動、混練機２
の運転及び吐出口３より積厚調整シュート１５への鋳物
砂Ａの投入、注水ノズル４よりの注水等の制御を行うよ
うに構成されている。

以下、ＣＢ値自動調整装置の動作を、ＣＢ値測測定装置
１０動作を主体として説明する。

第４図はＣＢ値自動調整装置の制御のフローチャートで
あり、先ず、ホッパ１より所定量の鋳物砂、及びバイン
ダーを混練機２に没入して混練を開始する。このとき、
ＣＢ値測測定装置１０積厚調整シュート１５内には鋳物
砂Ａがなく、コンベヤ２０は停止しており、加圧ヘッド
２６は上限位置にある。

そして、混練開始゛とともに注水ノズル４から時間１１
秒の初期注水が行われる。この注水は、目標ＣＢ値より
若干少なめの水量となるように、注水時間が設定されて
いる。

次いで、予め設定した時間１２秒の混練が終ると、混練
機２の吐出口３が開かれ、注水混練された砂が鋳物砂Ａ
として積厚調整シュート１５に投入される。このとき、
鋳物砂Ａは、積厚調整シュート１５内においてコンベヤ
２０上に集積され、その量が所定量以上にあると、砂レ
ベルセンサ１７は満砂信号を出力する。満砂信号が出力
されると、混練機２の吐出口３は閉塞され、コンベヤ２
０は作動して矢印方向に所定距離移動して停止する。

このコヤベヤ２０の作動に伴って、積厚調整シュート１
５の下部にある鋳物砂Ａは矢印方向に移動し、それにつ
れて、集積されていた鋳物砂Ａは順次下降する。そして
、移動する鋳物砂Ａは、スクレーパ部１６によりその上
面高さが規定され、両側板２１に側方を支持されて、コ
ンベヤ２０上に一定の積重ね厚さとなって展開し、計測
位置Ｂ−１即ち受台２８上であって加圧ヘッド２６下方
に停止する。

続いて、空気圧シリンダ２フが作動して加圧ヘッド２６
を下降させる。下降を始めた加圧ヘッド２６は、コンベ
ヤ２０上に展開された鋳物砂Ａの上面（第５図のｈｉ相
当）において鋳物砂Ａと当接し、鋳物砂Ａは一定圧力で
下降する加圧ヘッド２６により圧縮される。その押圧直
後に、鋳物砂Ａ内において、第５図の点線矢印に示すよ
うに砂逃げが生じるが、加圧ヘット２６下方の砂の流動
は直ちに安定し、加圧ヘッド２６は鋳物砂Ａの圧縮高さ
ｈ２において停止する。

この高さｈｌ−ｈ２の圧縮量は、変位センサ３０の変位
量として表れ、鋳物砂Ａの電圧信号化されたＣＢ１値（
第１次ＣＢ値）として出力されるこれにより制御装置５
は、目標ＣＢ値とＣＢ。

値とを比較して、その差に対応する注水時間１３秒を算
出し、次混練砂へ時間１３秒の追加注水が行われる。そ
して、加圧ヘッド２６は上限位置へ上昇し、追加注水が
終ると混練機２は時間１４秒の混練を行う。

続いて、上述の工程に準じて、追加注水、混練された鋳
物砂Ａを計測位置Ｂへ搬送し、その鋳物砂ＡのＣＢ２値
を測定する（この間に、先に計測した鋳物砂Ａはコンベ
ヤ２０の作動に伴って排砂される）、そして、ＣＢ２値
が目標ＣＢ値か、若しくはそれに近似のＣＢ値であれば
、次サイクルの初期注水時間１１秒を決定するとともに
、コンベヤ２０を作動させて砂出しを行い、注水、混錬
、ＣＢ値測定からなるＣＢ値自動調整装置の１サイクル
が終了する。

このＣＢ値測測定方法びその装置においては、測定され
たＣＢ値の精度を高めるため、以下のような実験が行わ
れた。

即ち、ＣＢ値の精度要因となる加圧ヘッド２６の直径り
、鋳物砂Ａの積厚ｈ１．加圧圧力Ｐを変化させながらＣ
Ｂ値の測定を行うとともに、−並行して汎用されている
ランマ一方式によるＣＢ値測定を行い、その間の相関を
確認する実験を行ったなお、「ランマ一方式」とは、鋳
物砂を６メツシユのふるいを通して試験筒（高さ１００
　ｍｌｌ１．直径５０　ｍ１１１）に満たし、余分の砂
をかき落した後、ランマーで３回つき固め、そのときの
鋳物砂の圧縮量を元の砂の高さで割り、パーセントで表
したものである。

この実験では、積厚ｈ１を２５ｍｍ、　４０ｍｍ、　　
５５ＩＩｌｌ！ｌの３ｆ！１、直径りを４０ｍｍ、８０
ａ＋ｍの２種設定し、それに加圧圧力Ｐを変化させるこ
とにより、鋳物砂Ａの加圧面に加わる面圧を変化させて
第１表に示す相関結果が得られた。

第１表 （評価の基準　　◎：優　Ｏ：良　Δ：可　×：不可）
第１表に・よれば、面圧は０．０９４Ｋｇ１０ｎ”、以
上であれば良好な相関が得られ、積厚ｈ１は４０ｍｍ以
上（少なくとも２５■以下を除く）あれば実用的な相関
が得られた。

第６図は、上記実施例の一つである加圧圧力Ｐ＝　０．
７５Ｋｇ／ｃｍ’、面圧＋＝　０．１８８にｇ／ｃｍ’
、積厚ｈ１＝４０ｍｍ、、直径Ｄ　＝　４０　ａｒｍの
設定による計量値の相関グラフであり、ランマ一方式に
よる測定ＣＢ値との高い相関を示している。

なお、この発明は上述の説明及び面倒に限定されること
なく、この発明の技術的思想から逸脱しない範囲におい
て、その実施態様を変更することができる。例えば、ス
クレーバ部は、積厚調整シュートと別体に形成されたも
のであっても、同様の作用効果を奏する。

また、移動手段は、一定平面上を回動するターンテーブ
ルであってもよい。

更に、加圧ヘッドの平面形状は、円形以外の形状をとる
ことが可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、一方向へ作動する
移動手段により鋳物砂を搬送して、自動的に鋳物砂のＣ
Ｂ値を反復測定することができる従って、従来例のよう
に往復穆動機構がなく、可動部品や摺動部品の少ない簡
潔で小形な装置を構成でき、かつ粉塵環境による装置の
作動不安定の発生を回避でき、保守点検の手間を低減す
ることができるとともに、高い測定信頼性を得ることが
てきる。

また、ＣＢ値測定に従来例に示す試験筒を用いることが
ないので、加圧ヘッドとのはめ合い不調による測定不能
の発生に煩わされることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の鋳物砂のコンパクタビリテ
イ値測定装置の正断面図、第２図はその側断面図、第３
図はこのコンパクタビリテイ値測定装置を設備したＣＢ
値自動調整装置を示す全体構成図、第４図はそのＣＢ値
自動調整装置の制御のフローチャート、第５図は加圧ヘ
ッドによる鋳物砂の押圧圧縮を示す説明図、第６図は本
測定方法による計量手段の計量値とランマ一方式による
測定ＣＢ値との相関を示すグラフである。 １０・・・コンパクタビリテイ値測定装置、１５・・・
積厚調整シュート、 １６・・・スクレーバ部、 １７・・・酸レベルセンサ、 ２０・・・コンベヤ（８動手段）、 ２５・・・押圧手段、 ２６・・・加圧ヘット、 ３０・・・変位センサ（計量手段）。 特　　許　　出　　願　　人 中央可鍛工業株式会社 第１図 第２図 Ｌ−嗜輔−――帰曽−＋暑響−一――・−一輪一吻ｅヒ
か１ヤーーや

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）移動可能な平面上に積重ね厚さが略均等になるよう
   に鋳物砂を展開し、 前記鋳物砂を加圧ヘッドにより押圧し、 その押圧による前記鋳物砂の圧縮量を計量して、コンパ
   クタビリテイ値を決定することを特徴とする鋳物砂のコ
   ンパクタビリテイ値測定方法。 ２）スクレーパ部と砂レベルセンサとを備え投入される
   鋳物砂を一定の積重ね厚さに整える積厚調整シュートと
   、 前記積厚調整シュートにより積重ね厚さが整えられた鋳
   物砂を一方向へ搬送して計測位置に移動させる移動手段
   と、 加圧ヘッドを備えその加圧ヘッドにより上記計測位置に
   移動した鋳物砂を押圧圧縮する押圧手段前記加圧ヘッド
   の押圧による鋳物砂の圧縮量を計量する計量手段と、 を備えたことを特徴とする鋳物砂のコンパクタビリテイ
   値測定装置。