JPS6030551A - 吹付造型方法及びその装置 - 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】 技術分野 本発明は耐火性粒子状材料と、　Ｉ＋ｉＪ粒子状４Ａｉ
＋１を硬化結合するだめの結合材とを混合して生成した
自硬性鋳型形成材料を、鋳物製品の模型を収容した型枠
内に吹（＝Ｉ充填する吹付造型装置及びその装置に関Ｊ
−るものである。

従来技術 一般に、前記吹付造型装置により鋳型を製造する場合、
鋳物模型の表面には充填密度の高い肌砂層を形成し、同
肌砂層の上に裏砂層を形成することが好ましい。この充
填密度の高い肌砂層の形成は鋳型の鋳肌表面を精密に形
成する必要から双晶されるものであり、同肌砂層を支持
する裏砂層には前記肌砂層はどの高密度充填は要求され
ない。

ところが、従来の吹付造型方法においては、前記自硬性
鋳型形成材″Ａ′３１の吹付充填圧力が一定のため、前
記肌砂層及び裏砂層のそれぞれに応じた吹付充填圧力が
得られないという問題点を有していた。例えば、高精度
かつ高品質の鋳型を製造するには、必然的に前記吹イ」
光填肚力を高めな（プればならないが、吹付充填圧力を
高圧に維持することは前記自硬性鋳型形成材料を吹イ」
けるＩＣめの圧縮空気の浪費につながるものであり、又
、前記裏砂層を高密度充填することは耐火性粒子状材料
を再使用ずべく使用済み鋳型を粉砕処理する場合の妨げ
となる。

又、従来においては吹付充填初期に脈動が発生し、鋳物
の精度及び品質に大きな影響を与える鋳型の鋳肌表面の
良好な形成が国外でｊｋ＋るという欠陥があった。

目的 本発明は前記問題点を青筋しつつなされたものであって
、その目的は吹（＝Ｊ充填初期の脈動に伴う悪影響を防
止するとともに、肌砂層及び表砂１〆ｊのそれぞれに応
じた吹付充填を行なうことができ、高精度の鋳型を形成
し得る吹付造型方法及びその装置を提供することにある
。

構成 前記目的を達成りるため、本発明では吹付初期の脈動の
紡肌面形成に対Ｊ゛るＬ；ヨ響を防止Ｊるどともに、肌
砂層形成時及び裏砂層形成時の各段階に応じて吹付充填
圧力をそれぞれ制御するという手段がとられている。

実施例 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明Ｊ゛ると、支持フレーム１の上端には所定１ナイスの
粗粒を分離するサイクロン横道の第１分離装置２が設（
プられており、同分離装置２には使用済み鋳型を粉砕し
て得られた耐火性粒子状材料の表面に付着した粘結剤及
び硬化剤を剥離してＰＪ生された耐火性粒子状材料が空
気輸送によりパイプ３から供給されるようになっている
。第１分１４ｆｆ装置２の下側には同装置２により分離
された粗粒を貯留するタンク４が設けられており、同タ
ンク４の下部にはシュー１〜５が設けられている。そし
て、同シュート５は支持フレーム１の側方に立設された
パケットエレベータ６の供給シュート７に接続されてい
る。

第１分離装置２の上部には出口管８が設けられており、
ダクト９を介して第２分離装置１０に連通されている。

第２分離装置１０も前記第１分離装置２と同様の１ノイ
クロン描造を有してａ３す、所定粒子サイズの細粒を分
離１′るようになっている。

回分１ｉ１１１装置１０により分離された細粒は間装′
１ｉ１０の下方に設けられたホッパ１１に貯留されるよ
うになっている。同ボツバ１１の下側には切出し用ベル
トコンベア１２が配設されており、ボツバ１１丙に貯留
されている細粒を供給シュー１へ７に込り出ずようにな
っている。又、第２分離装置１０の上部には出口管１３
が設けられており、図示しない捕集装置に連通されてい
る。同分離装置１０により分離されなかった微粉は前記
捕集装置により捕集されるようになっている。

バケツ１〜エレベータ６の上部にはり挽装置（図示略）
を備えたシューｉ〜１４が取付られており、供給シュー
ト７からパケットエレベータ６を介して同シュート１４
に運び上げられた粗粒及び細粒が支持フレーム４０に支
持された２檜式貯留槽１５にそれぞれ供給されるように
なっている。２（ｎ式貯留槽１５の上部にはそれぞれ流
体圧シリング及びバルブからなるベルゲート装置１５Ａ
及び１５Ｂが設りられており、２４１Ｊ式貯留槽１５内
への粗粒あるいは細粒の供給及びその停止を制御覆るよ
うになっている。又、２槽式貯留槽１５下部には粗粒及
び細粒の流出量をそれぞれ調整する流景制御機構１６と
、粗粒及び細粒の供給及びその停止を制御するシャッタ
ーゲート１７が段けられている。同ゲート１７を経由し
て供給される粗粒あるいは細粒は供給シュート１８を介
して混合装置１９に送られるＪ：うになっている。

混合装置１つは架台２０上に水平方向に延出した状態で
載置固定されており、第３図に示づように、間装＠１９
の混合トラフ２１内部には混合軸２２が回転可能に支承
されている。混合軸２２の外周には多数の混合羽根２３
が取外し可能に止着されており、混合軸２２の基端が架
台２０上に載置されたモータ等の回転駆動装置２４に作
動連結されている。又、混合］・ラフ２１の上部には図
示しない電磁バルブを介して供′給される粘結剤を同ト
ラフ２１内へ送入する第１の送入機構２５が設りられて
いるとともに、同じく図示しない電磁バルブを介して供
給きれる硬化剤を同１〜ラフ２１内へ送入Ｊる第２の送
入機構２６が設（）られている。

なＪ３、両送入機構２５．２６の取付位置は必ずしも図
示の例に限るものでｔよなく、その他の適宜の位置に取
付配置することも可能である。混合装置１９の排出側、
すなわら先端側の下部には圧縮空気噴射機構２７が設け
られてＪ５す、同噴剣＋！ｌ！構２７には図示しない圧
縮空気供給源に接続された供給パイプ２８が接続されて
いる。圧縮空気１６射機構２７は第４図に示すように、
内壁２７ａ１外壁２７ｂとから形成された環状の空気室
２９を有し、供給パイプ２８が同空気室２９に連通され
ている。

そして、空気室２９内へ尋人された圧縮空気は同空気室
２９の下側に穿設されたｎｆｊ　ｉＪＪノズル孔２７Ｃ
を通って個斗状の加速空３０内へ噴射されるようになっ
ている。ぞして、同加速蛮３０の下端には可撓性の吹付
用ホース３１が接続されている。

又、前記供給パイプ２８には流量自動制御弁３２及び減
圧弁３３が介装されて１１＞す、流量自動制御弁３２は
あらかじめ設定されｌｃプログラムにＪ二り吹付初期、
肌砂層形成時及び裏砂層形成Ｉ）の各段階において吹付
充１眞速瓜をそれぞれ制御Ｊ６Ｊうになっている。本実
施例では、吹イリ充填速度は吹付初期に秒速８０へ一１
００ｍ、Ｉ］！１砂層形成時ｔこ秒’ｒ’Ｊｉ　６０〜
８０ｍ、裏砂層形成時に秒速３０〜５０ｎ１となるよう
に設定されている。

次に、前記のにうに構成した実施例についてその作用を
説明づる。

さて、使用済み鋳型を粉砕して再生された珪砂、ジルコ
ン砂あるいはクロマイト砂などの耐火性粒子状材料がパ
イプ３を通って第１分離装置２内へ空気輸送され、同分
離装置２により粗粒の耐火性粒子状材料が分離され、タ
ンク４内に貯留される。

タンク４内に貯留された粗粒の耐火性粒子状材料はシュ
ート５、供給シュー１〜７、バケットエレベータ６及び
シュート１４を経て２檜式貯留１！　１５の一方に貯留
される。同分離装置２により分離されない細粒の耐火性
粒子状材料及び微粉は出口管８及びダクト９を経て第２
分離装置１ｏに送られ、同分離装置１０により細粒の耐
火性粒子状材料が分離され、ホッパ１１に１「ｉ゛留さ
れるとともに、微粉は出口管１３を経て前記図示しない
捕集装置により捕集される。ホッパ１１内に貯留された
前記１１１粒の耐火性粒子状材料は前記粗粒の耐火性粒
子状材料の移送が完了した段階でベルトコンベア１２に
より切出され、供給シｖ−ｔ〜７．バクットルベータ６
及びシュート１４を経て二１１式貯留槽１５の他方に貯
留される。

このように肌砂層形成用の細粒の耐火性粒子状材料及び
裏砂層形成用の粗粒の耐火性粒子状祠ｉ！’＋１が二槽
式貯留槽１５にそれぞれ貯留され、吹付造型作業の準備
が完了した後、回転駆動装置２４を駆動して混合軸２２
を回転させるとともにシトツタ−ゲート１７を間口し、
二槽式貯留槽１５の一方に貯留されているｉｌｌ＆の耐
火性粒子状材料を供給シート１８を経て混合１〜ラフ２
１内へ供給りる。

さらに、第１及び第２送入機構２５．２６からそれぞれ
粘結剤及び硬化剤を混合１−ラフ２１内に送入する。Ｊ
ると、前記、ｔｌ１粒の耐火性粒子状材料、粘結剤及び
硬化剤が回転する混合羽根２３にＪ、り混合され、この
混合作用により自硬性の詩型形成拐旧が形成され、この
自硬性鋳型形成（Δ料は混合トラフ２１の先端側へ順次
送られる。そして、同トラフ２１の先端側から圧縮空気
噴用機描２７内へ供給された前記自硬性鋳型形成材料は
噴射ノズル孔２７ｃから噴射される圧縞貿気により′ｈ
ＵＵ３Ｉされ、吹付用ホース３１から鋳物模型を収容し
た所定の型枠３４内に吹付充填される。なお、同ホース
３１は人手により、あるいはロボッ１〜のアームにより
操作される。

この吹付充填初期においては、吹付充填速度は流量自動
制御弁３２により秒速８０〜１００１１１に制御され、
この吹付充填速度で所定時間（本実施例では数秒間）吹
付充填が行なわれる。この間、吹付用ホース３１を前記
４！型以外の所に向（プ、前記自硬性鋳型形成材料を同
模型に吹付充填しないようにツる。その結果、吹付初期
に発生ずる脈動は鋳型の鋳肌面形成に何ら影響を与えず
、鋳肌面の良好な形成を阻害づることはない。

なお、本実施例では吹（ｌ初期に８０〜１００１１１／
Ｓという速い吹イ１充１ｉ速痕を設定して前記脈動を短
時間で解消づるようにしているが、吹付初期の吹付充填
速度を前記よりも低速に設定してもよいことは吉うまで
もない。

前記吹付初期の段階に引続き、）ｋ仔自動制御弁３２が
作動し、吹付充填速度が秒速６０〜８０ｍに制御される
。この吹イリ充填速度により前記自硬性鋳型形成材料が
鋳物模型の表面に吹付充填され、所定の厚さの肌砂層が
形成される。この肌砂層の厚さは鋳物製品の重量等によ
って異なるが、通常は１０〜５０ｎＩＩＩ１１好ましく
は１０〜３０ｒｒ１ｍである。

前記６０〜８０ｍ／Ｓの吹付充填速度により肌砂層を形
成した場合、鋳物の精度及び品質を大きく左右する鋳肌
面が良好に形成されるとともに。

肌砂層はべ密度形成され、高精度かつ高品質の鋳物を製
造し得る鋳型が得られる。

細粒の耐火性粒子状材料からなる紡型形成材料の吹付充
填が完了して肌砂層が形成されると、二槽式貯留槽１５
の他方に貯留されている細粒の耐火性粒子状材料が混合
装置１９に供給され、肌砂層形成時と同様のプロセスに
Ｊζす、肌砂層の上に裏砂層が形成される。この裏砂層
の形成詩には、流量自動制御弁３２の作動により吹付充
填速度が秒速３０〜５０［Ｉｌに制御される。従って、
表砂層の充填密曵は肌砂層程に高くはないが、肌砂層を
十分に支持し得る程度の充填密度となっている。

なお、初期吹付段階から肌砂層形成段階への移行時にお
りる吹付速度切換制御は自動的に行なわれ、肌砂層形成
段階から裏砂層形成段階への移行性にお【プる吹ｆ」充
填速度切換制御は例えば吹（＝Ｊ用水ホース３１操作し
ている作業省がワイ′Ｉ７レススイツチを操作づること
により行なわれる。

このように、本実施例では吹付初期に生じる脈動の易肌
面に対づ゛る影響を解消するとともに、ｌ１ｌｌ砂層形
成時及び裏砂層形成１１−管の各段階において吹付充填
初期をそれぞれ制御するようにしたので、良好な鋳肌面
を形成することがでさ、又、肌砂層及び裏砂層形成の各
段階に応じた適切な吹イ」充填が行なわれ、高精度の＆
ｈ型を形成Ｊることができる。その結果、鋳物製品の品
質及びＶｉ度向上がもたらされる。

なＪｊ、本発明は前記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば鋳物製品の重量に応じて前記吹付充Ｊ１ｉ
ｉ速度を適宜に変更したり、肌砂層形成時にお（プる吹
イリ充填速度を二段階に制御し、最初に高速度で吹付充
填し、その後に若干速度を落して吹付充填するようにし
てもよく、あるいは男砂層形成時においてｂ　１ｉｊ１
様な吹イ」充填ｄ　＆　ａ＋ｌＩ御を行なうようにして
もよい。又、前記実施例においては肌砂層形成段階から
裏砂層形成段階への移行＋１７における吹付充填速度制
御は入子にｊ、り行なわれていたが、二槽式貯留槽１５
からの耐火性粒子状材料供給の切替を自動化し、これに
応じて流量自動制御弁３２の作動切替を自動的に行なう
ようにしてもよい。ざらに、吹付初期において、前記実
施例で設定した８０〜１００１１／Ｓという吹ｆ」充用
速度は脈動発生をある程麻制御し得る条件であり、鋳型
形成」ニにおいて要求され゛るｆｉ′Ｉ庶が確保され１
町ｌる場合には、前記高速の吹付充Ｊａｔ速瓜で活物模
型に吹付充填することも可能である。

効果 以上訂述したように、本発明は吹ｆ」初期の脈動の鋳肌
面形成に対する影響を防止りるとともに、肌砂層形成時
及び裏砂層形成時の各段階において吹付充填速疫をそれ
ぞれ制御覆るようにしたので、鋳肌面を良好に形成する
ことができるとともに、肌砂層及び裏砂層に応じた適切
な吹付充填を行なうことができ、高精度の鋳型を形成し
得るという優れた効果を裂′リ−る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した吹付造型装置を示ヅ狽ｒ面
図、第２図は同じく一部破断乎面図、第３図は混合装置
付近を示づ一部破断要部側面図、第４図は圧縮空気噴射
機構を示す要部縦断面図である。 二槽式貯留槽１５、混合装置１９、圧縮空気噴射機構２
７、流量自動制御弁３２゜ 特　許　出　願　人　三菱重工業　株式会社東　久　株
式会社 代　理　人　弁理士　思ＩＩＩ　傅宣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐火性粒子状材料と、同粒子状材料を硬化結合する
   ための結合材とを混合して生成した自硬性鋳型形成材料
   を、鋳物製品の模型を収容した型枠内に吹付充填する吹
   （＝Ｉ造型方法において、肌砂層形成時の吹付充填速度
   を裏砂層形成時に比べて速くすることを特徴とする吹付
   造型方法。 ２．１Ｒ砂層形成時の吹付充填速度は６０〜８０ｔｓ／
   ｓであり、裏砂層形成時の吹付充填速度は３０〜５０！
   ｌ／Ｓである特許請求の範囲第１項に記載の吹付造型方
   法。 ３、耐火性粒子状材料と＠粒子状材料を硬化結合り°る
   ための結合材とを混合して生成した自硬性鋳型形成材料
   を、鋳物製品の模型を収容した型枠内に吹付充填ツる吹
   付造型方法において、吹付初期には前記自硬性鋳型形成
   材料を前記模型に吹付充填Ｕず、吹（＝Ｊ初期に続く肌
   砂層形成＋１６の吹イ」充填速度を裏砂層形成時に比べ
   て速くすることを１４徴とする吹付造型方法。 ４、耐火性粒子状材料と、同粒子状材料を硬化結合する
   ため゛の結合材とを混合して生成した自硬性鋳型形成材
   料を、鋳物製品の模型を収容した型枠内に吹付充填する
   吹付造型装置において、前記耐火性粒子状材料を貯留す
   る貯留檜と、同貯留槽から供給される前記耐火性粒子状
   材料と前記結合。 材とを混合してｉｙＩ記自硬性鋳型形成材料を生成する
   混合装置と、同装置のＩＩ出側に接続された吹ｆ寸用噴
   射手段と、同噴射手段に連通された圧縮空気供給源と前
   記１射手段との間に設【〕られた流流体流量制御段とか
   ら構成したことを特徴とする吹付造型装置。