JPS5987956A - 鋳型作製方法及び装置 - 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】 により鋳型を作製する装置に関するものである。

本発明はまだ、原型周囲での鋳胎１砂の突固めを通して
こうした鋳型を形成する方法にも関係する。

長年にわたって、金属を溶融しそして溶潟を型内に紡込
むことにより所望の形状に金ハ３を成型する古くからの
工程において多くの異った方法や装置が採用されてきた
。通常の場合、釧ｆ型は原型を使用し、その周囲に砂及
び結合剤を充填することにより形成される。この充填作
業は様々の方式において達成でき、様々の技術が開発さ
れた。

例えば、現在利用されているものの一つであるヘルマン
モルドマスターとして知られる鋳型成形装置においては
原型並びに鋳物砂及び結合剤を収納する型枠を複数の下
方に突出する突固めヘッドを具備する合板と整列する設
備が用意され、これら突固めヘッドは原型の周囲で砂及
び結合剤をプレスする為型枠内に圧力流体の作用の下で
押進される。所望の突固めが達成された後、突固めヘッ
ドは引込められそして型枠は鋳物工程における次の段階
に移動される。このような機械は非常に効率的でありそ
して一般に受入れられているけれども、圧縮作用による
完全な突固め効果の達成を困証ならしめる形状や形態を
した原型が多々存在し、その結果局部的に不充分にしか
突固められていない型枠が生成される。こうした鋳型は
不用整品とされるか、たとえ使用されたとしても品質の
劣った鋳物しか生成されない。更に、突固めヘッドを推
進するのに加圧流体の必要性とその為の作動装置の必要
性は比較的複雑な従って高価な装置をもたらす。

米国特許出願［溶融金属注湯に先立って原型に鋳物砂を
充填する為の振動方法Ｊ（１９８２年９月２９日出願）
において、不充分に突固められた型枠とａ遇する困難さ
を回避する為特別な形状の複雑な原型内に鋳物砂及び結
合剤を侵入せしめそして圧縮せしめる点で先行技術の方
法及び装置において生じる問題を軽減するのに使用しう
る方法及び装置が記載されている。この方法及び装置は
その所期の目的に向けて良好に作動すると考えられるが
、ここで開示されたＳ動システム単独により与えられつ
るよりもつと大きな圧縮度を得たいという必要性が時と
して生ずる。

その結果として、振動方式及び流体加圧欠円め方式両者
を使用して型枠内に収蔵された原型の周囲に鋳物砂を突
固める装置が提唱された。この装置はその所期の目的に
向けきわめて良好に作動するが、突固めヘッド作動装置
の必要性とそうした作動装置に対する比較的大きな圧力
源の必要＋！４．は、装置の複雑さを招き、やはりに＆
用の増加を招いた。

本発明は上記問題の克服を意図する。

本発明の主たる目的は、鋳型作製の為の新規にして改善
された方法及び装置を提供することである。特には、本
発明は、振動並びに費用のかからない非振動式突器め力
の使用を通して原型を収納する型枠内で鋳物砂を突固め
るｆａｊ単な装置の提供を目的とする。振動及び非振動
力を使用して原型を収納する型枠内で鋳物砂を突固める
ｒハ１易にして安価な方法を提供することも本発明の目
的である。

本発明に従って構成される装置、の具体例は、型枠受取
ステーションを定鰺する手段を具備するベースを含む構
造体において上記目的を実現する。

ステーション内に配置された型枠を少くとも垂直方向に
振動せしめる為の手段がベースに配置される。相当の質
量を有する複数の垂直に可動の突器めヘッドと重力以外
の下向き力を適用することなくステーション内にヘッド
を降下せしめそしてそれらがステーション内にある間ヘ
ッド間の相対垂直変位を司能ならしめる手段が設けられ
る。

その結果、振動力がヘッドを通して作用する重力と協同
して突器め効果を与える。圧力源並びにそれに関与する
作動装置を般ＩＲ（するコストが排除される。

好ましい具体例において、降下手段はステーション内へ
とまたそこから外へと移動するようまた鐙ぼ垂直方向に
相対変位を与えるようヘッドを数句ける手段を含み、こ
の場合ヘッドに作用う゛る唯一の下向力は重力である。

好ましりれ、ヘッドの各々は取付手段への中動連結部を
具備する。取付手段を上下動する為の動力作動装ｆ％Ｊ
（もまだＨｋ　直されうる。作動装ｆ〜、取付手段及び
中動連結部はヘッドに下向き力を行使しえないよう構成
されそして配列さり、る。

本発明に従う方法の好ましい具体例は、型枠内に原型を
置く段階と、型枠にｔ１１物砂を所望の水準まで充填す
る段Ｃ１ダと、砂の上面に複数の錘りを置く段階と、重
力以外性りに下向き力がかからない状態で型枠及び錘り
を含めてその内容′（７Ｊをｔｌ（動する段階とを含む
。好ましくは、振ｉ＋ｉＨ（り階の少くとも一部中実質
上垂直移１３．のみをもたらすよう釧りりを案内する段
（（）ケを含む。

以下、図面を参照して本発明について具体的に説明する
。

本発明の装置の具体例がその拭々の作動段階において図
面に示されている。装置は、床？４の表面１２に配置さ
れるベース１０を含む。ベース１０から逆Ｕ字形枠１４
が上方に延びている。

枠１４内でそしてベース１Ｄ上方に、型枠２０の載置の
為の型枠受取ステーションを画成する上面１８を具備す
るテーブル１６が配置されでいる。

例示されるように、型枠２０ＶＪ、原型２２を内部に収
納しそしでＩｉｉ／ｊ物砂と結合剤混合物２４が所望水
準まで充ｊＪ’ｉ、されている。

ζこでは図示していないカニ、テーブル１６には型枠２
０のスデーションへのまたそこから離れての移動をＨす
成する為の適当な搬送手段が設置されうる。

テーブル１６は、ベース上方に一部のコイルばね２６を
介して爪有けられる。複数のｉｔＬ！υモータ５０がテ
ーブル１６の下面２８に取付けられ、各々回転出力軸３
２を具備し、そこに偏心錘り３４が固着されている。

上記構造の結果として、モータ５０が付勢される時、垂
直伽動力がテーブル１６に従ってその上の型枠２０に適
用される。その振動作用により鋳物砂は型枠周囲に密填
する。

枠１４の上端から一対の複動式流体シリンダ４０が懸下
されている。各シリンダ４０は伸Ｍ　自在のロッド４２
を含みそして交差部材４４がナツト４６による等して両
ロッド４２の下端に取イ４けられている。交差部材４４
は型枠受取ステーション上を横架している。

交差部材４４には、一つ以上の列の貫孔４８が設けられ
、棒５０が摺動自在に貫通している。好ましくは、孔４
８内での棒５０の移動が主に垂直方向に制限されるよう
棒と孔との嵌合いを二り比較的近密なものとされる。Ｌ
！ＩＪち、孔４８は棒５０を垂直方向において移動する
よう案内する。

俸５０の各々の上端には、対応する孔４８より大径の止
め５２が形成される。止め５２は交差部材４４に対する
俸５０の下降変位を制限する止めとして働く。

棒５０の各々は、その下端において、突器めヘッド５４
を備えている。突器めヘッド５４は互いに近接して配置
され、しかも俸５０、孔４８及び止め５２によって提供
される交差部材への空ｆｆ１ＩＩ％４結によって互いに
自由に相対的に可動である。各突器めヘッド５４は型枠
内に収蔵される（ｂｉＪ物砂２４を圧縮するべくそれに
接面する下面５６を有している。ヘッド５４の各々によ
る一様な突固めを保証する為、個々のヘッド及び関連す
るロッド５０と止め５２すべての重量対それらの下面５
６の面積の比が等しいことが好ましい。常にではないが
、一般には、これはヘッド５４、ｎ５０及び止め５２の
各組立体が同等の質量及び形態を持つととを意味する。

本発明方法は、第一段階として、型枠２ｏ内に原型２２
を置くことから始まる。次の段階は、型枠に鋳物砂を通
常は結合剤と共に所望水準まで充填することである。第
１図に示すように、これは、鋳物砂及び結合剤混合物２
４を原型２２の上端より充分上の水準まで充填すること
により達成しうる。

次の段階は、鋳物砂の上面に複数の錘りを置くことから
成る。これは、上記装置を使用して次のようにして達成
されうる。適当な従来型式の制御装置を通して、シリン
ダ４ｏがそのロッド４２を第２図に示すように伸長せし
める。とれは、ロッド４２の最伸長位置まで交差部材４
４を降下せしめる。通常の場合、これは交差部材４２を
型枠２０の上縁より僅か上の水準でしかもヘッド５４の
上面と係合する程充分に低くはない水準に持ちきたす。

上記降下過程中、ある時点で、ヘッド５４の突固め用下
面５６は砂の上面と係合しそして砂に押し当る。

次の段階は、重力以外錘りに下向き力がかからない状態
で型枠と錘りを含めてその内容物を振動せしめることで
ある。これは、第３図に示ずようにモータ３０を付勢す
ることにより達成される。

はぼ垂直振動のみを与えることが所望される場合には、
モータ軸３２は反対方向に回転せしめられる。逆に、垂
直力と共に側方向力の適用が所望されるなら、モータ軸
′５２は同一方向に回転せしめられる。

この段階の結果として、砂２４は原型２２がいかに複雑
な形状であれ、その隙間や通路内に流入して密填する。

同時に、重力が突固めヘッド５４に連続的に作用して該
ヘッドを下方に変位せしめる。追加的に１テーブル１６
が上方に移動しつつある時、慣性力は砂及び結合剤混合
物のつき固めをもだらず傾向を持つ。最終的に錘りは原
型の形状に応じた第６図に示すような位置に相対変位す
る。

所望程度の突固めが実現される時、モータ６０は切られ
、その時点で型枠２０の振動は停止する。

シリンダ４０は、そのロッド４２を第４図に示すように
ぢｌ込める。ロッドが引込められるに際して、ある時点
で、交差部材４２は止め５２の下側と接触状態に持ぢき
たされ（必ずしも同時ではない）そしてその後もロッド
４２の引込めが続くとヘッド５４は第４図に見られるよ
うに型枠受取ステーション上方の位置まで外れて待避さ
れる。この１１モ点で、型枠２０は装置から取外されそ
して続いての処理の為所望の位置へと移動される。

上記方法過程において、ヘッド５４を実質上垂直変位の
み生じるよう案内する段階は振動段階の少くとも一部の
間に行われる。この段階は、上記装置において前述した
ように棒５０に対する孔４８の関係によって達成される
。即ち、捧５０は孔４８を通して垂直方向のみに各自独
立して自由に振動変位する。これは、型枠２０内での砂
及び結合剤混合物２４の一様な突固めを保ｍｊ−する。

最後に、いかなる時点においても重力以外の下向き力は
ヘッド５４に作用していないことが理解されよう。こう
して、ヘッド５４を下向きに押しやる為の作動装置及び
その為のエネルギー源の必要性を回避するのに重力が利
用され、その結果として装置は先行装置より大巾に簡略
化され、作製費もかなり安くなる。にもかかわらず、振
動と非振動力による組合せにより砂及び結合剤混合物を
突固めるという利益は充分に確保されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の一部省略側面は１であり、
装置の作動の最初の段階を示す。第２．３及び４図は、
第１図の装置の順次しての作ルリ段階を示す同様の側面
図である。 １０：ベース １４：枠 １６：テーブル １８：デープル上面（型枠受取ステーション）２０：型
枠 ２２　：　原１１１１シ ２４：鋳物砂及び結合剤 ２６：コイルばね ３０：モータ ３４：偏心錘り ４０．４２ニジリンダ及びロンド ４４：交差部材 ４８：孔 ５　〇　二　棒 ５４：突固めヘッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）型枠受取ステーションを定義する手段を含むベース
   と、 前記ステーションに配置された型枠を少くとも垂直方向
   に振動する為の前記ベース上の振動手段と、 相当の質量を有する垂直方向に可動の複数の突固めヘッ
   ドと、 前記突固めヘッドを前記ステーション内へとまた該ステ
   ーション外へと移動しうるようそしてほぼ垂直方向に互
   いに相対移動しうるよう取付ける手段と を包含し、重力がヘッドに作用する唯一の下向き力であ
   るよう突固めヘッドが前記ステーションにある時ヘッド
   を下向きに押しやる為のモータ手段を持たないことを特
   徴とする鋳型作製装置。 ２）ヘッドの各々が取付は手段に対する変動連結部を有
   する特＃′ｆ請求の範囲第１項記載の装置。 ３）取付り手段を上下動する為の作動装置が設けられ、
   該作動装置、取付は手段及び変動連結部がヘッドが型枠
   受取ステーションにある時ヘッド上に下向き力を行使し
   ないようしかもヘッドをステーション内外に移動するよ
   う構成されそして配列されている特許請求の範囲第２項
   記載の装置。 ４）各変動連結部が取付妙手段に対する対応するヘッド
   の下方変位を制限する為の止めを含んでいる特ｌＶｆ請
   求の範囲第２項記載の装置。 ５）型枠受取ステーションを定義する手段を含むベース
   と、 前記ステーションに配置された型枠を少・くとも垂直方
   向に振動する為の前記ベース上の振動手段と、 相当の質量を有する垂直方向に可動の複数の突固めヘッ
   ドと、 ゝ、前記突固めヘッドを前記ステーシロン内へと降下し
   そして該ヘッドが前記ステーションにある間該ヘッドに
   下向き力を適用することなくヘッド間の相対垂直変位を
   許容する為の手段とを包含する鋳型作製装置。 ６）降下手段がヘッドをステーションから持上げるよう
   にも作動しうる特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７）ヘッドが実質上垂直相対移動のみをなすよう案内さ
   れる特許請求の範囲第５項記載の装置。 ８）型枠内に原型を置く段階と、型枠に鋳物砂を所望の
   水準まで充填する段階と、砂の上面に複数の錘りを置く
   段階と、重力以外錘りに下向き力がかからない状態で型
   枠及び錘りを含めてその内容物を振動する段階と を包含する鋳型作製方法。 ９）振動段階の少くとも一部中錘りが実・買上垂直変位
   のみをするよう案内される特許請求の範囲第８項記載の
   方法。