JPH0688101B2 - 鋳型造型方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型の模型側の面の硬
度が投入された鋳物砂の性状、特にその水分含有量に関
係なく安定して得られる鋳型造型方法及び装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳型の模型側の面の硬度の不均一又は不
足に起因する鋳物製品の不良の発生を防止するために
は、この硬度を均一に増加させることが必要であるが、
このためには鋳枠内に投入された鋳物砂を鋳型の上下両
面からスクイズする技術がよく知られている。この両面
スクイズは、一般的に、鋳物砂を投入した鋳型をまず上
方から上加圧ヘッドの下降によりスクイズして予備充填
し、ついで模型定盤の下面に一体的に固定した下加圧ヘ
ッドを押し上げて模型面側からスクイズし、最後に再び
上方から上加圧ヘッドによりスクイズするという方法に
よって行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の方法
においては、上下両面からスクイズしたのちに、鋳型の
模型側端面と鋳枠端面とが同一平面となるようにするこ
とが重要であり、このためには下加圧ヘッドのスクイズ
ストローク量を少な目に設定したり、上加圧ヘッドによ
る予備充填加圧力を小さ目に設定したりするというよう
な対策が採られている。しかし、このような対策では、
鋳物砂の圧縮代が小さい場合には鋳型の模型側端面が鋳
枠端面に達せず、また逆に鋳物砂の圧縮代が大きい場合
には鋳型の模型側端面が鋳枠端面と同一平面にはなる
が、加圧不足によって鋳型の模型側端面で十分な硬度が
得られないという欠点がある。

【０００４】さらに、鋳込み後の回収砂の温度は、鋳込
み単位重量に対する鋳物砂使用量、すなわちサンド・メ
タル比や鋳込み後製品取り出しまでの経過時間等によっ
て大きく変化し、かつこの回収砂を主体として調製した
鋳物砂の水分含有量は、たとえ調製時には一定であって
も、回収砂の温度、鋳物砂搬送時の滞留時間、外気温度
等の影響によって著しく変化し、ひいては鋳物砂の被圧
縮性の違いをもたらす。しかしながら、従来の鋳型造型
方法及び装置によっては、鋳物砂の性状、特に水分含有
量の変化に対応して鋳枠内に投入された鋳物砂の圧縮量
を調節することができず、したがって鋳型の模型側の面
で安定した硬度が得られない。本発明は鋳物砂の性状、
特に水分含有量の変化に対応して、鋳枠内に投入された
鋳物砂の圧縮量を調節し、鋳型の模型側の面で安定した
硬度を有する鋳型の製造を可能とする鋳型造型方法及び
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による鋳型造型方法は、補助枠の内側面に
沿って上下に可動に嵌装された下加圧ヘッドの上面に模
型定盤を固定し前記補助枠の上に鋳枠を載置したのち、
前記下加圧ヘッドを所定の位置に下降させて保持し、前
記鋳枠の内側面と前記補助枠の内側面と前記模型定盤の
上面とによって形成された空間内に鋳物砂を投入し、こ
の投入された鋳物砂を前記鋳枠の直上方へ移動可能な上
加圧ヘッド及び前記下加圧ヘッドによりそれぞれスクイ
ズする鋳型造型方法において、前記投入途中の鋳物砂の
水分含有量を測定する第１の工程と、前記測定された水
分量に基づいて該鋳物砂が所定の硬度を得るために必要
とする前記下加圧ヘッドのスクイズストローク量を決定
しこのストローク量を確保するために前記下加圧ヘッド
を前記下降位置から予め上下に移動させて位置決めする
第２の工程とを含み、前記空間内への鋳物砂の投入、前
記第１及び第２の工程が終わったのちに前記上加圧ヘッ
ド及び下加圧ヘッドによりそれぞれスクイズすることを
特徴とする鋳型造型方法である。

【０００６】また、本発明による鋳型造型装置は、補助
枠と、この補助枠の上面に載置された鋳枠と、前記補助
枠の内側面に沿って上下に可動に嵌装された下加圧ヘッ
ドと、この下加圧ヘッドの上面に固定された模型定盤
と、前記鋳枠の直上方へ移動可能な上加圧ヘッドと、前
記鋳枠の上方に配置され該鋳枠の内側面と前記補助枠の
内側面と前記模型定盤の上面とによって形成された空間
内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入手段とを有する鋳型造
型装置において、前記空間内に投入途中の鋳物砂の水分
含有量を測定する水分量測定手段と、前記下加圧ヘッド
の上下方向の位置を検出する位置検出手段と、前記水分
量測定手段及び位置検出手段とそれぞれ接続する電子制
御手段とを備え、該電子制御手段は前記測定された水分
量を示す信号に基づいて前記鋳物砂が所定の硬度を得る
ために必要とする前記下加圧ヘッドのスクイズストロー
ク量を決定しこのストローク量を確保するために前記位
置検出手段からの信号に基づいて前記下加圧ヘッドの作
動を制御し該下加圧ヘッドを予め上下に移動させて位置
決めし、これによって前記空間内に投入された鋳物砂の
前記上加圧ヘッド及び下加圧ヘッドによるスクイズ後の
硬度を該鋳物砂の水分含有量に基づいて調節可能とする
ことを特徴とする鋳型造型装置である。

【０００７】

【発明の作用・効果】一般的に鋳型に投入された鋳物砂
の硬度は、上下方向からのスクイズによって高められる
が、得られる硬度は鋳物砂の圧縮の程度に依存する。し
かしながら、鋳物砂の被圧縮性は、鋳物砂の性状、特に
その水分含有量によって大きく左右される。したがっ
て、スクイズによって鋳物砂に所望の硬度を与えるため
には、その水分含有量に従ってスクイズのストローク量
を正確に調節しなければならない本発明の鋳型造型方法
及び装置によれば、鋳枠内に投入中の鋳物砂の性状、特
にその水分含有量を測定して所望の鋳物砂硬度を与える
ための圧縮量を算定し、この圧縮量に対して必要とする
下加圧ヘッドのスクイズストローク量を決定し、このス
クイズストローク量をちょうど残すように下加圧ヘッド
をスクイズ開始前に予め上下に移動させて位置決めす
る。したがって、水分含有量、ひいては被圧縮性の異な
る鋳物砂に対して、そのつど模型定盤側から適正な量の
スクイズを施すことができ、模型側の面において安定
し、かつ所望の硬度を有する鋳型を製造することができ
る。また、下加圧ヘッドによるスクイズの終わった段階
で、鋳型の模型側端面と鋳枠端面とが正確に同一平面に
なった状態とすることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図１に基づいて説明す
る。本発明の鋳型造型装置は、補助枠１と、補助枠１の
上面に載置された鋳枠２と、補助枠１の内側面に沿って
上下に可動に嵌装された下加圧ヘッド３と、下加圧ヘッ
ド３の上面に固定された模型定盤４と、鋳枠２の直上方
へ移動可能な上加圧ヘッド５とを備えている。下加圧ヘ
ッド３は、下加圧シリンダ６によって上下に昇降可能に
支持されている。上加圧ヘッド５は、上加圧シリンダ７
によって上下に昇降可能に支持され、上加圧シリンダ７
はフレーム８に固定され、フレーム８は図示しない移動
装置によって、図の実線の位置から鋳枠２の直上方の鎖
線の位置へ横方向の移動が可能となっている。また、フ
レーム８の下面にはストッパシリンダ９が固定され、ス
トッパシリンダ９には上下に可動に下方に延びるピスト
ンロッド１０が嵌装されている。鋳物砂投入装置１１は
フレーム８の上方に位置して設けられ、フレーム８の横
方向の移動によって、鋳枠２内へ鋳物砂１２を投入可能
となっている。鋳物砂投入装置１１の鋳物砂出口には投
入時に鋳物砂中の含有水分量を測定する水分測定器１３
が取り付けられている。下加圧ヘッド３にはその上下方
向の位置を検出する位置検出器１４が取り付られてい
る。電子制御装置１５は、周知のマイクロコンピュータ
で水分測定器１３、位置検出器１４等とそれぞれ接続さ
れている。電子制御装置１５には、鋳物砂の硬度と圧縮
量と水分含有量との関係、圧縮量に対応した下加圧ヘッ
ドのスクイズストローク量のデータのほか、この鋳型造
型装置の作動を実行するためのプログラム等が記憶され
ている。

【０００９】次に、本発明の鋳型造型装置による造型方
法について説明する。図１において、下加圧ヘッド３は
下加圧シリンダ６内に嵌装された図示しないピストンの
下降によって最下端の位置で停止している。フレーム８
は鋳枠２の直上から横方向に移動させた実線で示す位置
で停止している。

【００１０】次に、鋳物砂投入装置１１により鋳物砂１
２を鋳枠２の内側面と補助枠１の内側面と模型定盤４の
上面とによって形成された空間内に投入する。この投入
途中の鋳物砂の水分含有量を水分測定器１３によって測
定し、その結果は信号として電子制御装置１５に入力さ
れる。電子制御装置１５では、前記信号に基づき所望の
鋳物砂硬度を得るための鋳物砂の圧縮量、及びこの圧縮
量に対して必要とする下加圧ヘッド３のスクイズストロ
ーク量を内部に記憶されているデータから決定する。こ
の決定及び下加圧ヘッドの位置検出器１４からの信号に
基づき、電子制御装置１５は、下加圧ヘッド３の作動を
制御して、必要とするスクイズストローク量を残すま
で、下加圧ヘッド３を予め上昇させる。下加圧ヘッド３
が上昇してスクイズ開始の位置にきた時の状態を図２
（ａ）に示す。

【００１１】図２（ｂ）は、フレーム８が鋳枠２の直上
に移動し、上加圧ヘッド５の下降によって、投入された
鋳物砂を上方からスクイズして予備充填した状態を示
す。この場合に、上加圧ヘッド５は下降した位置で固定
され、またピストンロッド１０は鋳枠２の上端面に当接
するまで下降して固定され鋳枠２を上方から押さえる。

【００１２】図２（ｃ）は、下加圧ヘッド３を所定のス
トローク量だけ上昇させて、模型定盤４の上面が鋳枠２
の下端面と同一面となるまで模型面側からのスクイズを
行った状態を示す。

【００１３】図２（ｄ）は、下加圧ヘッド３を下降させ
て離型した状態を示し、この場合に同時に上加圧ヘッド
５及びピストンロッド１０を上昇させて造型工程を終了
する。なお、図２（ｃ）に示す模型面側からのスクイズ
のあとで、上加圧ヘッド５を再び下降させて、鋳型をさ
らに上方からスクイズすることもできる。

【００１４】水分測定器１３としては慣用のものを使用
でき、また位置検出器１４としてはラック・ピニオン方
式のほか、他の方式を採用することができる。

【００１５】以上の説明から明らかなとおり、本発明の
鋳型造型方法及び装置によれば、鋳枠内に投入された鋳
物砂の性状、特にその水分含有量を測定して所望の鋳物
砂硬度を与えるための圧縮量を算定し、求められた圧縮
量に対して必要とする下加圧ヘッドのスクイズストロー
ク量を決定し、このスクイズストローク量をちょうど残
すように下加圧ヘッドをスクイズ開始前に予め上下に移
動させて位置決めする。したがって、水分含有量、ひい
ては被圧縮性の異なる鋳物砂に対して、そのつど模型定
盤側から適正な量のスクイズを施すことができ、模型側
の面において安定し、かつ所望の硬度を有する鋳型を製
造することができる。また、下加圧ヘッドによるスクイ
ズの終わった段階で、鋳型の模型側端面と鋳枠端面とが
正確に同一平面になった状態とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による鋳型造型装置の鋳物砂投入前の
略縦断面図である。

【図２】 図１の鋳型造型装置による鋳型造型工程を示
す略縦断面図である。

【符号の説明】 １ 補助枠 ２ 鋳枠 ３ 下加圧ヘッド ４ 模型定盤 ５ 上加圧ヘッド １１ 鋳物砂投入装置 １２ 鋳物砂 １３ 水分測定器 １４ 位置検出器 １５ 電子制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助枠の内側面に沿って上下に可動に嵌
   装された下加圧ヘッドの上面に模型定盤を固定し前記補
   助枠の上に鋳枠を載置したのち、前記下加圧ヘッドを所
   定の位置に下降させて保持し、前記鋳枠の内側面と前記
   補助枠の内側面と前記模型定盤の上面とによって形成さ
   れた空間内に鋳物砂を投入し、この投入された鋳物砂を
   前記鋳枠の直上方へ移動可能な上加圧ヘッド及び前記下
   加圧ヘッドによりそれぞれスクイズする鋳型造型方法に
   おいて、前記投入途中の鋳物砂の水分含有量を測定する
   第１の工程と、前記測定された水分量に基づいて該鋳物
   砂が所定の硬度を得るために必要とする前記下加圧ヘッ
   ドのスクイズストローク量を決定しこのストローク量を
   確保するために前記下加圧ヘッドを前記下降位置から予
   め上下に移動させて位置決めする第２の工程とを含み、
   前記空間内への鋳物砂の投入、前記第１及び第２の工程
   が終わったのちに前記上加圧ヘッド及び下加圧ヘッドに
   よりそれぞれスクイズすることを特徴とする鋳型造型方
   法。
2. 【請求項２】 補助枠と、この補助枠の上面に載置され
   た鋳枠と、前記補助枠の内側面に沿って上下に可動に嵌
   装された下加圧ヘッドと、この下加圧ヘッドの上面に固
   定された模型定盤と、前記鋳枠の直上方へ移動可能な上
   加圧ヘッドと、前記鋳枠の上方に配置され該鋳枠の内側
   面と前記補助枠の内側面と前記模型定盤の上面とによっ
   て形成された空間内に鋳物砂を投入する鋳物砂投入手段
   とを有する鋳型造型装置において、前記空間内に投入途
   中の鋳物砂の水分含有量を測定する水分量測定手段と、
   前記下加圧ヘッドの上下方向の位置を検出する位置検出
   手段と、前記水分量測定手段及び位置検出手段とそれぞ
   れ接続する電子制御手段とを備え、該電子制御手段は前
   記測定された水分量を示す信号に基づいて前記鋳物砂が
   所定の硬度を得るために必要とする前記下加圧ヘッドの
   スクイズストローク量を決定しこのストローク量を確保
   するために前記位置検出手段からの信号に基づいて前記
   下加圧ヘッドの作動を制御し該下加圧ヘッドを予め上下
   に移動させて位置決めし、これによって前記空間内に投
   入された鋳物砂の前記上加圧ヘッド及び下加圧ヘッドに
   よるスクイズ後の硬度を該鋳物砂の水分含有量に基づい
   て調節可能とすることを特徴とする鋳型造型装置。