JPH11226698A - 生型用振動造型機における上部振動加圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の２工程の造型ではなく、一工程で均一な
硬度の鋳型を短時間に、且つ省エネで製作できると共に
本体フレームへの振動伝達を抑制することができるよう
にすること。 【解決手段】空気ばね３を介してバイブラヘッド５を本
体フレーム２の上部から垂下し、該バイブラヘッド５に
より振動する加圧板６を一体的に垂下し、空気ばね３へ
の圧縮空気の充填状態において前記振動モーター４を起
動して前記加圧板６により鋳枠１３の鋳砂１１を振動さ
せながら上方から締めるように構成した。

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
関し、更に詳しくは、生型用振動造型機における上部振
動加圧装置に関する。

【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、アンビルジョルト方式、ラムジョルト
方式、ブロー方式、スクイーズ方式、電動振動テーブル
方式が用いられている。アンビルジョルト方式とは、造
型機のテーブル上に乗せた模型板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ジョル
トエアーを送り、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、テーブルとエアーシリン
ダーが衝突して鋳枠中の砂を砂自身の慣性力で下方の模
型に向かって締め込むように構成されている。

【０００３】ラムジョルト方式は、アンビルジョルト方
式の進歩した形式で、テーブルと一体のジョルトピスト
ンの内部にラムを内蔵し、ピロエアーを入れてラムとテ
ーブルを浮上させピロエアー（チャンバー内）のばね効
果とラムの動作を利用したポペットバルブの開閉でジョ
ルトエアを制御してラムを振動させ、テーブルをラムに
よって下から打撃することにより鋳枠中の砂を締めるよ
うに構成したものであり、砂自身の慣性力による砂締め
の原理においてアンビルジョルト方式と変わらない。
尚、ピロエアーの代わりに金属ばねを使用したラムジョ
ルト方式もある。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。

【０００４】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）のものであ
る。又、鋳枠の上方に固定された圧板に向かって模型上
に砂を入れた鋳忰を空気、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
む造型方法を採るものである。

【０００５】電動振動テーブル方式とは、空気ばねで浮
上できるテーブルに振動モーターを取り付けた振動テー
ブル上で造型する方式があり、この方式では、樹脂と硬
化剤を添加した砂で造型する自硬性鋳型や乾燥砂だけで
造型する消失鋳型の製作に多用されている。 水とベン
トナイトを含む生型の造型には重錘を乗せる方式があ
る。

【０００６】

【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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】但し、アンビルジョルト方式ではテーブル
の落下衝撃が直接造型機から地盤に振動が伝達される
が、ラムジョルトでは浮上したラムが上向きにテーブル
を打撃するので、地盤に与える振動はアンビル方式に比
し少ない。また、機構上、ラムジョルトは、後述のスク
イーズ方式と併用した場合、スクリズで鋳枠中の砂を圧
縮しながらジョルト動作が出来るので砂締めの効果が良
いものである。

【００１０】ブロースクイズは、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形式では、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、反面、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
填の悪い筒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。

【００１１】電動振動テーブル方式の場合、振動するテ
ーブル上に模型と枠と於いて砂入れを行って振動をかけ
て造型する方式では、自硬性鋳型の製作には簡便で、砂
の充填も殆ど問題無いのは樹脂砂自身が生型砂に比し流
動性が良く充填性が良いのと硬化後の鋳型強度が強力に
圧縮した生型に比し極めて高いからである。生型への応
用として、この方式で生型造型機と同等の性能を出すた
めに、振動モーターの加振力を上げるか、重錘乗せ方式
では重錘を重くするか、或いは加圧方式では加圧力を増
すかしなければならない。しかし、造型機として必須の
付帯装置として枠の入れ替え、砂入れ方法、補助枠の取
り扱い、型抜き装置、等を組み合わせる必要があるが、
振動テーブルがテーブルの下側に振動モーターを取りつ
ける構造の場合、モーターと空気ばね以外の部品を取り
付けるスペースの確保は困難である。

【００１２】このように、従来の生型造型機の鋳型硬度
は、ジョルト又はブロー等で初期充填した砂をスクイズ
方式で圧縮して得ているが、現在生型造型機の主流とな
っているジョルトスクイズ、又はブロースクイズは共に
機構の異なる２種類の装置を複合化して２工程で造型さ
れていて、必然的に複雑高価なものとなっている。

【００１３】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、上述した如き２工程の造型ではなく、一工程で均一
な硬度の鋳型を短時間に、且つ省エネで製作できると共
に本体フレームへの振動伝達を抑制できるところの生型
用振動造型機における上部振動加圧装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる生型用振
動造型機における上部振動加圧装置は、上記目的を達成
するために、圧縮空気の充填と排気によって伸縮自在と
なるように構成された空気ばね３を介してバイブラヘッ
ド５を本体フレーム２の上部から垂下し、該バイブラヘ
ッド５に振動モーター４を内蔵すると共に該バイブラヘ
ッド５により振動する加圧板６を一体的に垂下し、且
つ、前記空気ばね３の圧縮空気を排気した状態において
前記バイブラヘッド５を上昇させる昇降手段１を設け、
前記空気ばね３への圧縮空気の充填状態において前記振
動モーター４を起動して前記加圧板６により鋳枠１０の
鋳砂１２を振動させながら上方から締めるように構成し
た、という手段を講じたものである。

【００１５】本発明において、上記昇降手段１が、前記
バイブラヘッド５を囲撓するように構成された枠状の昇
降フレーム７と、該昇降フレーム７の周囲の四ケ所で支
持する索状体１ａと、該索状体１ａを巻取り、巻戻しす
る昇降機構１ｂとから成り、前記砂締め状態において前
記昇降フレーム７が前記バイブラヘッド５から分離して
下方に降下されて前記昇降フレーム７による前記バイブ
ラヘッド５の支持状態が解除されるように構成されてい
るのが好ましい。

【００１６】また、本発明において、上記昇降手段１
が、更に上記昇降フレーム７に設けられたガイドローラ
ー２ａ・２ａを備えており、前記バイブラヘッド５の昇
降に際し、該ガイドローラー２ａ・２ａが本体フレーム
２の支柱部２ａ・２ａにガイドされて昇降フレーム７と
共に昇降されるように構成されているのが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の態様】本発明によれば、鋳枠に充填され
た鋳砂は、フリー（自由落下状態）のバイブラヘッド、
加圧板及び振動モーター等の自重による加圧力と、空気
ばねの伸張による加圧力、及び振動モーターによる加振
力の三種類の力を直接受けて密に圧縮され、且つ、振動
による鋳砂の流動化によって短時間に均一な鋳型硬度が
得られる鋳砂締めが行われる。勿論、振動モーターによ
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。

【００１８】このようなバイブラヘッド、加圧板の自重
と空気ばねの伸張による加圧力及び振動モーターによる
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。

【００１９】本発明に於いて、上記昇降手段１が、前記
バイブラヘッド５を囲撓するように構成された枠状の昇
降フレーム７と、該昇降フレーム７の周囲の四ケ所で支
持する索状体１ａと、該索状体１ａを巻取り、巻戻しす
る昇降機構１ｂとから成り、前記砂締め状態において前
記昇降フレーム７が前記バイブラヘッド５から分離して
下方に降下されて前記昇降フレーム７による前記バイブ
ラヘッド５の支持状態が解除されるように構成されてい
る場合には、バイブラヘッド５の昇降自体は確実に行い
得ながら、バイブラヘッド５の昇降に際してはこれを水
平に保った状態で昇降できて鋳枠１０への加圧板６の正
確な圧入を行い得ると共に砂締めに際してはバイブラヘ
ッド５の振動が昇降フレーム７、引いては本体フレーム
２、地盤等に伝達されることがなく、機器の傷み、誤動
作或いは作業者に対する不快感を未然に回避できる。

【００２０】更に、上記昇降手段１が、更に上記昇降フ
レーム７に設けられたガイドローラ−７ａ・７ａを備え
ており、前記バイブラヘッド５の昇降に際し、該ガイド
ローラー７ａ・７ａが本体フレーム２の支柱部２ａ・２
ａにガイドされて昇降フレーム７と共に昇降されるよう
に構成されている場合には、バイブラヘッド５の昇降に
際して上記昇降フレーム７の水平ブレを抑制しながら上
下方向への移動をスムースに行うことができ、昇降フレ
ーム７の横振れ、引いてはバイブラヘッド５の横振れを
より一層抑制した状態で昇降を行うことが出来る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明にかかる生型用振動造型機にお
ける上部振動加圧装置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振動造
型機の全体の正面図であり、造型開始直前を示し、図２
は、その振動加圧後の鋳砂が圧縮成型された状態を示す
生型用振動造型機の全体の正面図である。

【００２２】図１及び図２に示すように、模型板８の上
の模型９に鋳砂１２を充填した鋳枠１０に補助枠１１を
乗せ、これを、生型振動造型機にセットする。生型造型
機は、台フレームから正面視門型に起立させた本体フレ
ーム２の上方に昇降手段１が設けられている。 この昇
降手段１の構成は、後に詳述する。３は、圧縮空気の充
填と排気によって伸縮自在となるように構成された空気
ばねであり、この空気ばね３を介してバイブラヘッド５
を本体フレーム２の上部から垂下している。 前記空気
ばね３には、図示していないが、エアー源（コンプレッ
サー）及びバルブ制御手段が接続されている。

【００２３】前記バイブラヘッド５には、振動モーター
４を内蔵すると共に該バイブラヘッド５により振動する
加圧板６を支持体６ａを介して一体的に垂下している。
そして、前記昇降手段１は、前記バイブラヘッド５を囲
撓するように構成された枠状の昇降フレーム７と、該昇
降フレーム７の周囲の四ケ所で支持する索状体１ａ（こ
こではチェーン）と、該索状体１ａを巻取り、巻戻しす
る電動モーターを備えた昇降機構１ｂとから構成されて
いる。 更に、この昇降手段１は、前記昇降フレーム７
に設けられたガイドローラー７ａ・７ａをその外側部に
備えており、前記バイブラヘッド５の昇降に際し、該ガ
イドローラー７ａ・７ａが本体フレーム２の支柱部２ａ
・２ａにガイドされて昇降フレーム７と共に昇降される
ように構成されている。

【００２４】また、昇降フレーム７は、その上面部に受
け台１３を備え、前記バイブラヘッド５の上部から突出
した係合突起５ａの下面に係合するよう構成され、以
て、バイブラヘッド５の吊り上げを可能にすると共に昇
降フレーム７と共にバイブラヘッド５が下降されて加圧
板６が鋳枠１０の鋳砂１２に接当した後に更に昇降機構
１ｂを下降操作すると、前記昇降フレーム７の受け台１
３が前記バイブラヘッド５の係合突起５ａの下面から離
れて昇降フレーム７のみが下降することになる。

【００２５】即ち、前記砂締め状態において前記昇降フ
レーム７は、前記バイブラヘッド５から分離して下方に
降下されて前記昇降フレーム７による前記バイブラヘッ
ド５の支持状態が解除されるのであり、かかる構成によ
って、前記空気ばね３の圧縮空気を排気した状態におい
て前記バイブラヘッド５を上昇させ、或いは前記空気ば
ね３への圧縮空気の充填状態において前記振動モーター
４を起動して前記加圧板６により鋳枠１０の鋳砂１２を
振動させながら、前記空気ばね３の空気圧及びバイブラ
ヘッド５の自重を利用して上方から締め込むことが出来
るのである。

【００２６】前記バイブラヘッド５には二台の電動式の
振動モーター４が水平に併置されて内蔵されている。
そして、このバイブラヘッド５に、前述した通り加圧板
６が複数の支持体６ａを介して取り付けられ、前記振動
モーター４の振動が加圧板６に伝達されるように構成さ
れている。

【００２７】この生型振動造型機は、図１に示すよう
に、静止状態においては、前記空気ばね３の内部エアー
が排気され、前記昇降手段１によってバイブラヘッド５
が上限まで引き上げられて停止されている。従って、こ
の状態で、前記鋳砂１２を充填した鋳枠１０をセットす
ることになる。

【００２８】図２に示すように、前記空気ばね３の内部
にエアーが送り込まれると共に前記昇降手段１が駆動さ
れ、索状体１ａを介して前記昇降フレーム７が下降さ
れ、これによってバイブラヘッド５も共に下降され、バ
イブラヘッド５の加圧板６が鋳枠１０の鋳砂１２に接当
することになり、ここから更に昇降手段１が駆動されて
昇降フレーム７のみがバイブラヘッド５から離れて下方
に下降することになり、昇降フレーム７とバイブラヘッ
ド５との接続の縁が切れることになる。 そして、バイ
ブラヘッド５の自重により加圧板６を介しては鋳枠１０
の鋳砂１２を圧縮すると同時に、前記振動モーター４が
起動され、且つ、前記空気ばね３の圧縮空気圧によりバ
イブラヘッド５を押し下げながら加圧板６を振動させ
る。 これにより、加圧板６は振動しながら鋳枠１０の
鋳砂１２を流動させつつ、圧縮することになり、均一な
硬度の締めが行われることになる。

【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。 鋳枠に充填された鋳砂は、フリー（自由落下状態）
のバイブラヘッド、加圧板及び振動モーター等の自重に
よる加圧力と、空気ばねの伸張による加圧力、及び振動
モーターによる加振力の三種類の力を直接受けて密に圧
縮され、且つ、振動による鋳砂の流動化によって短時間
に均一な鋳型硬度が得られる鋳砂締めを行い得るという
顕著な効果を奏する。勿論、振動モーターによって鋳砂
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。

【００３０】 鋳型硬度の調節、模型形状により締ま
り過ぎが生じても、振動モーターの運転時間を調整（例
えば、５〜１５秒）することで簡単に制御できる利点が
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
る利点あると共に従来の空圧式のレシーバータンクも不
要であり、或いは油圧方式の油圧ポンプユニットも不要
である等、造型機製造コストの低下を得る。

【００３１】 従来のように空圧又は油圧シリンダー
を使用した場合、運転操作にはバルブ類、配管、エアー
コンプレッサー又は油圧ポンプユニットが必要で、高度
の保守、保全技術が必要となるが、本発明では振動モー
ターの予備を持つだけで済むので、保守、保全が大変容
易である。 また、従来の造型機では常時エヤーコンプレッサー
や油圧ポンプのモーターを連続運転していたのに対し、
本発明では、主動力、振動モーターの動力消費を、一連
の造型運転サイクルの中で、殆ど鋳砂を加圧する工程の
時間だけの動力消費と考えればよく、極めて省エネであ
ってランニンングコストを大幅に低減出来る利点があ
る。

【００３２】 更に、昇降手段として本発明の昇降フ
レームとバイブラヘッドの構成、索状体による四ケ所支
持を備え、前記砂締め状態におい昇降フレームとバイブ
ラヘッドとの縁切りを行うことで、バイブラヘッドの昇
降に際してはこれを水平に保った状態で昇降でき乍ら鋳
枠への加圧板の正確な圧入を行い得ると共に砂締めに際
してはバイブラヘッドの振動が昇降フレーム、引いては
本体フレーム、地盤等に伝達されることがなく、機器の
傷み、誤動作或いは作業者に対する不快感を未然に回避
できる利点がある。 また、上記昇降手段として、昇降フレームにガイド
ローラーを備え、バイブラヘッドの昇降に際し、該ガイ
ドローラーが本体フレームの支柱部にガイドされること
で、昇降フレームの水平ブレを抑制しながら上下方向へ
の移動をスムースに行うことができ、昇降フレームの横
振れ、引いてはバイブラヘッドの横振れをより一層抑制
した水平状態の昇降を行い得ることができ、上述した効
果を一層高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる生型用振動造型機における上部
振動加圧装置の造型開始直前の状態を示す正面図であ
る。

【図２】本発明にかかる生型用振動造型機における上部
振動加圧装置の造型開始後の鋳砂が圧縮成型された状態
を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 昇降手段 １ａ 索状体 １ｂ 昇降機構 ２ 本体フレーム ３ 空気ばね ４ 振動モーター ５ バイブラヘッド ６ 加圧板 ６ａ 支持ロッド ７ 昇降フレーム ７ａ ガイドローラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮空気の充填と排気によって伸縮自在と
   なるように構成された空気ばね３を介してバイブラヘッ
   ド５を本体フレーム２の上部から垂下し、該バイブラヘ
   ッド５に振動モーター４を内蔵すると共に該バイブラヘ
   ッド５により振動する加圧板６を一体的に垂下し、且
   つ、前記空気ばね３の圧縮空気を排気した状態において
   前記バイブラヘッド５を上昇させる昇降手段１を設け、
   前記空気ばね３への圧縮空気の充填状態において前記振
   動モーター４を起動して前記加圧板６により鋳枠１０の
   鋳砂１２を振動させながら上方から締めるように構成し
   た生型用振動造型機における上部振動加圧装置。
2. 【請求項２】上記昇降手段１が、前記バイブラヘッド５
   を囲撓するように構成された枠状の昇降フレーム７と、
   該昇降フレーム７の周囲の四ケ所で支持する索状体１ａ
   と、該索状体１ａを巻取り、巻戻しする昇降機構１ｂと
   から成り、前記砂締め状態において前記昇降フレーム７
   が前記バイブラヘッド５から分離して下方に降下されて
   前記昇降フレーム７による前記バイブラヘッド５の支持
   状態が解除されるように構成されている請求項１の生型
   用振動造型機における上部振動加圧装置。
3. 【請求項３】上記昇降手段１が、更に上記昇降フレーム
   ７に設けられたガイドローラー７ａ・７ａを備えてお
   り、前記バイブラヘッド５の昇降に際し、該ガイドロー
   ラー７ａ・７ａが本体フレーム２の支柱部２ａ・２ａに
   ガイドされて昇降フレーム７と共に昇降されるように構
   成されている請求項１又は２の生型用振動造型機におけ
   る上部振動加圧装置。