JPH11197790A - ２ステーション形生型用自動振動造型機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧手段に高価な油圧装置を用いることな
く、造型速度も早く、且つ鋳型の成形工程の生産効率が
極めて高い生型用造型機を提供すること。 【解決手段】 縦軸回りに水平回転し、その両端部に鋳
枠８を設置できるように構成された回転フォーク１７を
設けると共に、その１８０度回転位置に、砂入れステー
ションＡと造型ステーションＢとを配置し、砂入れステ
ーションＡにおいて、振動付加による鋳枠８への鋳砂の
充填を行い、造型ステーションＢにおいて、バイブラヘ
ッド２の圧板６を振動させ、且つ空気ばね手段３の伸張
による加圧力により造型し、鋳砂充填工程と鋳型成形工
程とを別位置において同時進行させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、鋳物用の生型造型機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の鋳物用の生型造型機としては、
従来においては、大別するとジョルト方式、スクイーズ
方式又はブロー方式が用いられている。ジョルト方式と
は、造型機のテーブル上に載せた模型上の鋳枠の中に砂
を入れ、テーブル下部に設置したエアーシリンダーに圧
縮空気を送り、テーブルと一体のピストンを浮上させて
テーブルを持ち上げた後、一定高さで排気することによ
りテーブルを自由落下させ、テーブルとシリンダーが衝
突して鋳枠中の砂を砂自体の慣性力で下方の模型に向か
って締め込む機構からなるもので、在来型生型造型機の
基本的な構造を備えるものである。

【０００３】スクイーズ方式とは、鋳枠中の砂を上方か
らエアーシリンダー（この代わりに隔膜を使用したもの
もある）による空圧、又は油圧シリンダーを用いて、何
れも枠の内寸法より若干小さい圧板を枠内に押し込む機
構（シリンダー及び圧板は複数のものもある）からなる
ものである。或いは、鋳枠の上方に固定された圧板に向
かって模型上に砂を入れた鋳枠を空気又は油圧のスクイ
ズシリンダーでシリンダー上部のテーブルと共に上昇さ
せて抑え込む機構を備えているものである。

【０００４】ブロー方式とは、鋳枠内の模型板と圧板と
の空間に空気流を利用して砂を充填する方法で、吹き込
み圧入方式と減圧吸引方式がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した在来型の生型
造型機としては、型締めの為の主要機構と締め込んだ枠
と模型を分離する型抜き機構（固定した模型から枠を上
方に抜く方式のストリッパー、固定した枠から模型を下
方に抜く方式のパターンドロー）を組み合わせていて、
更に、枠込め方式と枠を造型機に内蔵した抜枠方式等の
多種類の造型機が使用されている。

【０００６】単純にジョルト方式とスクイーズ方式の機
能だけを持った造型機で、模型に上下両面型のマッチプ
レートを使用し、テーパー抜枠を使用して、先ず下型を
造型して反転し、次に上型を造型し、型抜きも手作業で
行うことが行われている。この場合、作業者の熟練度に
応じて手加減が加えられ、複雑な型にでも対応出来ると
いう利点があるが、上下枠を同時に手で反転したり、型
抜きも、手で枠や模型を持ち上げる等、造型には労力を
要する欠点があり、従って、この機種を使える熟練者も
年々減少している。また、枠は手に持てる程度の小型の
ものに限られると共にジョルト動作はテーブルの落下衝
撃のため、金属衝撃音と振動が発生し、テーブルが割れ
る事もあるという問題もある。

【０００７】ジョルト方式とスクイーズ方式の機能に、
ストリッパー（又はパターンドロー）の型抜き機能を持
たせたものでは、枠を手に持つ事がなく中物以上に適用
させ、抜枠を使うことは少ない。 従って、一般的に半
自動式の使い方が多く、模型の種類に対してはかなり汎
用性があるという利点がある。しかし、造型機が大型に
なるほど、ジョルト音と振動は大きくなり、スクイズの
発生力は数十トンになるので、部品の破損の危険が増大
し、また、模型が上下枠専用に２面必要になるので、造
型機を２台使用するか、別に模型を上型、下型造型用と
交互に切り替える装置が必要になり、設備費が高価にな
るという欠点がある。

【０００８】これに対し、枠内の空間に空気流に乗せて
砂を充填するブロー機構を備えたブロースクイズは、一
般的には小物量産用で造型速度は早く抜枠形式が多いと
共に中子入れ作業を除き全自動のものが多く、自動中子
入れ装置付きもある。この方式は、造型速度が早いとい
う利点があるが、砂を空気流に乗せて充填するために方
向性があり、模型の形状によっては陰が出来て、充填の
悪い箇所が出来ても修正を加えることが出来ないという
問題がある。また、サンドブラスト効果で模型の摩耗が
早く、その為、模型を金型で造る場合が多くなり、模型
代が高価になる。 更に、ブロー関係部品の消耗も多
く、維持費が高価になると共にスクイズは油圧装置を使
用することが多いところから必然的に高価格となるとい
う問題点もある。

【０００９】又、上述したジョルト方式とスクイーズ方
式或いはその改良方式の何れにおいても、鋳砂の充填及
び圧縮成形の工程は、同じ場所において一連の流れで行
われるもので、一つの鋳枠の鋳型成形が完了してから新
たな鋳枠の工程を始めるしか方法がないので、生産効率
が上がらないという問題点もあった。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、加圧手段に高価な油圧装置を用いることなく、造型
速度も早く、鋳型の成形工程の生産効率が極めて高いと
ころの生型用の造型機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる２ステー
ション形生型用自動振動造型機は、上記目的を達成する
ために、縦軸回りに水平回転し、その両端部に鋳枠８を
設置できるように構成された回転フォーク１７を設ける
と共に、その１８０度回転位置に、砂入れステーション
Ａと造型ステーションＢとを配置し、前記砂入れステー
ションＡに於いて、鋳枠８を乗せた模型１０と模型台１
１と継合する振動テーブル１９と、該振動テーブル１９
を支承して上下変位させる空気バネ２０とを設けて振動
を付与した鋳砂の充填を行うよう構成し、前記造型ステ
ーションＢに於いて、前記圧板６を振動させる振動モー
ター１を設けたバイブラヘッド２を、上下方向に伸縮す
る空気ばね手段３によって上部フレーム４から垂下し、
前記バイブラヘッド２を、前記空気ばね手段３を圧縮し
て圧板６を鋳枠８から離間する最上位置と、該空気ばね
手段３を伸張して鋳枠８の鋳砂を加圧する下降位置とに
昇降させる昇降手段５を設け、前記鋳枠８の鋳砂を、圧
板６の自重及び前記空気ばね手段３の伸張による加圧力
とバイブラヘッド２に取着した振動モーター１の加振力
とによって充填硬化させるように構成し、且つ、ローラ
ーチャック７を上部フレーム４から垂下して設け、加圧
成形後の鋳枠８の下部を保持して外部への搬出を行うと
共に外部から空の鋳枠８を搬入保持するべく閉じ操作さ
れ、且つ、加圧成形時及びテーブル昇降手段１６による
鋳枠８の昇降時には開き操作されるように構成し、以
て、砂入れステーションＡでは鋳砂を充填した鋳枠８に
対して下方から振動テーブル１９による鋳砂充填工程
と、造型ステーションＢでは該鋳枠８の上方の圧板６に
振動を付与しながら加圧成形する鋳型成形工程とを別位
置において同時進行させるように構成した、という手段
を講じたのである。

【００１２】本発明において、上記砂入れステーション
Ａでは、上記振動テーブル１９を振動させるエアーバイ
ブレーター１８が、空気ばね２０を介して下部フレーム
１３の一部に設けられ、上記造型ステーションＢでは、
空気ばね手段３・３と振動モーター１が互いに９０度位
相をずらせて一対設けられているのが好ましい。

【００１３】また、本発明において、上記造型ステーシ
ョンＢのバイブラヘッド２の昇降手段５が電動モーター
５ａとこれによって駆動されるチェーン駆動手段５ｂと
昇降把持部５ｃとによって構成され、バイブラヘッド２
の最上位置において造型済みの鋳枠８と空の鋳枠８とを
入れ換え、且つ、下降位置において圧板６が鋳砂に押し
込まれる深さ以上余分に下降し、該圧板６が前記昇降把
持部５ｃと縁が切れて自由に垂下状態となるように構成
されているのが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の態様】本発明によれば、鋳砂をエアーブ
ロー等の手段を充填するのではなく、鋳砂を単に落下さ
せるだけで鋳枠８に充填するので、ブロー方式の如き模
型の摩損等の問題がない。 そして、鋳枠８に充填され
た鋳砂は、フリー（自由落下状態）の圧板６の自重及び
振動モーター１等の自重による加圧力と、空気ばね３の
伸張による加圧力、及び振動モーター１による加振力の
三種類の力を直接受けて密に圧縮され、短時間に均一な
鋳型硬度が得られる。 勿論、振動モーター１によって
鋳砂が振動されることで鋳砂の流動性が高まり、模型の
形状による陰影部分への充填もスムースになる。

【００１５】このような圧板６の自重と空気ばね３の伸
張による加圧力及び振動モーター１による加振力とによ
る加圧力は、２ｋｇ／ｃｍ^２程度以下（従来の油圧〔空
圧〕方式に比べて約１／５程度）の面圧しか発生しない
が、結果として９０前後の鋳型硬度が得られる。

【００１６】特に、縦軸回りに水平回転し、その両端部
に鋳枠８を設置できるように構成された回転フォーク１
７を設けると共に、その１８０度回転位置に、砂入れス
テーションＡと造型ステーションＢとを配置し、鋳砂充
填工程と鋳型成形工程とを別位置において同時進行させ
るように構成したことで、鋳型成形能率を飛躍的に向上
させることができると共に砂入れステーションＡにおい
てチラーの取り付け、ポケットサンド、肌砂、裏砂の添
加操作が自由に行い得るので、生産能率を高めながら種
々の材質や複雑な鋳物の製作に対応できる。

【００１７】本発明において、上記砂入れステーション
Ａでは、上記振動テーブル１９を振動させるエアーバイ
ブレーター１８が、空気ばね２０を介して下部フレーム
１３の一部に設けられ、上記造型ステーションＢでは、
空気ばね手段３・３と振動モーター１が互いに９０度位
相をずらせて一対設けられている場合には、砂入れステ
ーションＡでの鋳砂充填時にエアーバイブレーター１８
により鋳砂に振動を付与して模型１０の隅々にまで充填
し、且つ、造型ステーションＢでも振動モーター１によ
り圧板６を介して鋳砂に振動を付与しながら隅々にまで
確実に充填することができ、その振動モーター１の対向
配置による前記圧板６に対する重量バランスと振動伝達
の良さと合いまって、圧板６の鋳砂に対する加圧作用が
充分に発揮されると共に振動伝達も均等に行われ、確実
な造型が出来る。

【００１８】更に、上記造型ステーションＢのバイブラ
ヘッド２の昇降手段５が電動モーター５ａとこれによっ
て駆動されるチェーン駆動手段５ｂと昇降把持部５ｃと
によって構成され、バイブラヘッド２の最上位置におい
て造型済みの鋳枠８と空の鋳枠８とを入れ換え、且つ、
下降位置において圧板６が鋳砂に押し込まれる深さ以上
余分に下降し、該圧板６が前記昇降把持部５ｃと縁が切
れて自由に垂下状態となるように構成されている場合に
は、バイブラヘッド２の振動が昇降把持部５ｃに伝達せ
ず、振動によるトラブル発生の虞れも少ない。

【００１９】尚、上記回転フォーク１７の回転軸２１が
上部フレーム４を支える支柱を兼ねている場合には、本
体フレームの構成要素の一部（支柱）を用いることにな
るので、部材の兼用となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明にかかる生型用自動振動造型機
の好適実施例について、図面に基づいて詳述する。図１
は、本発明にかかる生型用自動振動造型機の全体の側面
図であり、図２はその平面図であり、図３は、その正面
図である。 図１及び図３において、中央の縦の破線を
境として左右において、各部の上下昇降状態を分離して
描いている。

【００２１】この自動振動造型機は、基本的には、適宜
の公知の手段（ローラーコンベア等）によって鋳枠８を
水平方向に搬入し、鋳型成型後に他方から搬出するよう
に構成されているが、ここでは、上部フレーム４の桁を
支え、本体フレームの一部であるところの支柱２１の縦
軸回りに水平回転し、その両端部に鋳枠８を設置できる
ように構成された回転フォーク１７を設けると共に、そ
の１８０度回転位置に、砂入れステーションＡと造型ス
テーションＢとを配置している。前記回転フォーク１７
は、枠型に形成され、造型ステーションＢにおいては、
ここに載置された鋳枠８が下方の昇降手段１６の上昇に
より昇降テーブル１４と共に模型１０、模型台１１を上
昇可能に構成されている。

【００２２】先ず、造型ステーションＢについて述べ
る。下部フレーム１３から起立させた本体フレームの上
方に上部フレーム４が設けられ、下方には空気圧により
発生させる油圧の昇降シリンダー１６が４本設けられ、
昇降テーブル１４の４隅を支えている。 １５は円筒ガ
イドであり、前記昇降テーブル１４をガイドして垂直に
昇降させる。

【００２３】７は、上部フレーム４から垂下して左右に
一対設けられたローラーチャック７であり、加圧成形後
の鋳枠８の下部を保持して外部への搬出を行うと共に外
部から空の鋳枠８を搬入保持するべく閉じ操作され、且
つ、加圧成形時及びテーブル昇降手段１６による鋳枠８
の昇降時には開き操作されるように構成されている。こ
のローラーチャック７の下端には鋳枠８を乗せるローラ
ーが設けられ、外部のローラーコンベアのレベルと軌道
を一致させてある。 そして、ローラーチャック７は、
水平軸回りに揺動できるように上部フレーム４に枢着さ
れており、図外の適宜公知のエアーシリンダーによって
操作される。 鋳枠８は、図３に記載した矢印の如く、
例えば右方から搬入され、左方に搬出される。

【００２４】１は、振動モーターであって、後述の圧板
６を振動させるもので、バイブラヘッド２に設けられて
いる。 この振動モーター１は、電動の振動モーターで
あるが、他の公知の構造のものでもよい。 前記バイブ
ラヘッド２は、上下方向に伸縮する空気ばね手段３によ
って、上部フレーム４から垂下されている。

【００２５】この空気ばね手段３・３は、対向して一対
設けられ、上記振動モーター１も前記空気ばね手段３・
３と９０度位相をずらせて対向して一対設けられてい
る。そして、前記バイブラヘッド２を、前記空気ばね手
段３を圧縮して圧板６を鋳枠８から離間する最上位置
と、該空気ばね手段３を伸張して鋳枠８の鋳砂を加圧す
る下降位置とに昇降させる昇降手段５を設け、前記鋳枠
８の鋳砂を、圧板６の自重及び前記空気ばね手段３の伸
張による加圧力とバイブラヘッド２に取着した振動モー
ター１の加振力とによって充填硬化させるように構成し
てある。

【００２６】そして、前記昇降手段５は、電動モーター
５ａとチェーン駆動手段５ｂと昇降把持部５ｃとで構成
され、前記バイブラヘッド２の最上位置において造型済
みの鋳枠と空の鋳枠とを入れ換え、且つ、下降位置にお
いて圧板６が鋳砂に押し込まれる深さ以上余分に下降
し、該圧板６が前記昇降把持部５ｃと縁が切れて自由に
垂下状態となるように構成されている。図中、９は、鋳
枠８の上に載置される補助枠、１０は、鋳枠８の底に位
置される模型を示し、１１は、この模型１０を乗せる模
型台である。また、１２は、枠押さえであって、前記バ
イブラヘッド２からスプリングを介在させて垂下され、
前記バイブラヘッド２の下降時にその先端が補助枠９の
上面に、スプリングによるクッションを介して接当し、
造型時の押さえの役目を果たす。

【００２７】次に、砂入れステーションＡについて述べ
る。ここでは、鋳枠８を設置する模型１０と模型台１１
に継合する振動テーブル１９と、該振動テーブル１９を
支承して上下変位させる空気バネ２０とを設けて振動を
付与して鋳砂の充填を行うよう構成してある。 勿論、
この際に、チラーの取り付け、ポケットサンド、肌砂、
裏砂等の添加作業を自由に行ってよい。尚、鋳砂の充填
手段は、適宜公知の手段（ホッパーからの）を用いてよ
い。前記振動テーブル１９の振動は、エアーバイブレー
ター１８によって行われ、模型１０に伝達される構成と
なっている。従って、砂入れステーションＡにおいて鋳
枠８に充填された鋳砂は、エアーバイブレーター１８の
振動で隅々に充填され、その後に回転フォーク１７の１
８０度回転によって鋳枠８を造型ステーションＢに位置
させることになる。

【００２８】このような構成によって、鋳枠８への鋳砂
と、圧板６による造型とを、砂入れステーションＡと造
型ステーションＢとで、場所を変えながら、しかし同時
に進行させることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、次の如き優れた効果を
奏するに至ったものである。 充填された鋳枠の鋳砂を、圧板の自重及び空気ばね
手段の伸張による加圧力と振動モーターの加振力との３
種類の力によって、小さな面圧発生でありながら略２ｋ
ｇ／ｃｍ^２以下で９０前後の鋳型硬度を得ることが出来
て（従来では１０ｋｇ／ｃｍ^２±５ｋｇ／ｃｍ^２前後の
パワーが必要）、短時間に均一な硬度の鋳型を成型でき
る利点あると共に精密、大型の油圧（空圧）シリンダー
等を用いるものではないので、造型機製造コストの低下
を得る。 同時にこの油圧装置不要に伴う、保守点検、
保全の有利性もある。

【００３０】 従来のようにブロー方式で鋳砂を充填
するものでないので、模型の摩損も極めて少なく、従っ
て、金属製の模型を造るのに比べてコストが安く、ま
た、摩耗による取り替えもなくて有利である。 振動を含めた上述の３種類の力による充填であるの
で、成型スピードが充分にありながら模型の形状による
陰影部への充填もスムースなものとなって、鋳型の成型
ミスも未然に回避できる利点も存する。

【００３１】 特に、回転フォークを設けたことによ
り、鋳枠への鋳砂充填工程と、圧板による造型工程と
を、砂入れステーションと造型ステーションとで場所を
変えながら、しかも同時に進行させることができ、以
て、生産能率を大幅に向上させることができる利点があ
る。 加えて、生産スピードを落とすことなく、砂入れス
テーションにおける時間と場所を利用して、チラーの取
り付け、肌砂の充填等の付加作業を行い得るから、種々
の材質や複雑な鋳物の模型にも適用できる利点も存す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる２ステーション形生型用自動振
動造型機の一部断面側面図である。

【図２】本発明にかかる２ステーション形生型用自動振
動造型機の平面図である。

【図３】本発明にかかる２ステーション形生型用自動振
動造型機の一部断面正面図である。

【符号の説明】

１ 振動モーター ２ バイブラヘッド ３ 空気ばね手段 ４ 上部フレーム ５ 昇降手段 ５ａ 電動モーター ５ｂ チェーン駆動駆動手段 ５ｃ 昇降把持部 ６ 圧板 ７ ローラーチャック ８ 鋳枠 ９ 補助枠 １０ 模型 １１ 模型台 １２ 枠押さえ １３ 下部フレーム １４ 昇降テーブル １５ 円筒ガイド １６ テーブル昇降手段 １７ 回転フォーク １８ エアーバイブレーター １９ 振動テーブル ２０ 空気ばね ２１ フォーク回転軸 Ａ 砂入れステーション Ｂ 造型ステーション

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦軸回りに水平回転し、その両端部に鋳枠
   ８を設置できるように構成された回転フォーク１７を設
   けると共に、その１８０度回転位置に、砂入れステーシ
   ョンＡと造型ステーションＢとを配置し、 前記砂入れステーションＡに於いて、鋳枠８を乗せた模
   型１０と模型台１１と継合する振動テーブル１９と、該
   振動テーブル１９を支承して上下変位させる空気バネ２
   ０とを設けて振動を付与した鋳砂の充填を行うよう構成
   し、 前記造型ステーションＢに於いて、前記圧板６を振動さ
   せる振動モーター１を設けたバイブラヘッド２を、上下
   方向に伸縮する空気ばね手段３によって上部フレーム４
   から垂下し、 前記バイブラヘッド２を、前記空気ばね手段３を圧縮し
   て圧板６を鋳枠８から離間する最上位置と、該空気ばね
   手段３を伸張して鋳枠８の鋳砂を加圧する下降位置とに
   昇降させる昇降手段５を設け、前記鋳枠８の鋳砂を、圧
   板６の自重及び前記空気ばね手段３の伸張による加圧力
   とバイブラヘッド２に取着した振動モーター１の加振力
   とによって充填硬化させるように構成し、且つ、 ローラーチャック７を上部フレーム４から垂下して設
   け、加圧成形後の鋳枠８の下部を保持して外部への搬出
   を行うと共に外部から空の鋳枠８を搬入保持するべく閉
   じ操作され、且つ、加圧成形時及びテーブル昇降手段１
   ６による鋳枠８の昇降時には開き操作されるように構成
   し、 以て、砂入れステーションＡでは鋳砂を充填した鋳枠８
   に対して下方から振動テーブル１９による鋳砂充填工程
   と、造型ステーションＢでは該鋳枠８の上方の圧板６に
   振動を付与しながら加圧成形する鋳型成形工程とを別位
   置において同時進行させるように構成した、２ステーシ
   ョン形生型用自動振動造型機。
2. 【請求項２】上記砂入れステーションＡでは、上記振動
   テーブル１９を振動させるエアーバイブレーター１８
   が、空気ばね２０を介して下部フレーム１３の一部に設
   けられ、上記造型ステーションＢでは、空気ばね手段３
   ・３と振動モーター１が互いに９０度位相をずらせて一
   対設けられている、請求項１の２ステーション形生型用
   自動振動造型機。
3. 【請求項３】上記造型ステーションＢのバイブラヘッド
   ２の昇降手段５が電動モーター５ａとこれによって駆動
   されるチェーン駆動手段５ｂと昇降把持部５ｃとによっ
   て構成され、バイブラヘッド２の最上位置において造型
   済みの鋳枠８と空の鋳枠８とを入れ換え、且つ、下降位
   置において圧板６が鋳砂に押し込まれる深さ以上余分に
   下降し、該圧板６が前記昇降把持部５ｃと縁が切れて自
   由に垂下状態となるように構成されている、請求項１又
   は２の２ステーション形生型用自動振動造型機。