JP2007237236A - Apparatus for making mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳物砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填する鋳型造型装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to a mold making apparatus that blows and fills foundry sand into a cavity of a mold.
従来より、例えば特許文献1に示されているように、ガス硬化性鋳物砂をブローヘッドの収容部内に収容しておき、その収容部内への加圧気体の供給により、上記鋳物砂をブローノズルを介して成形型のキャビティ内に吹き込み充填し、その後、上記キャビティ内に硬化ガスを導入して、該キャビティ内に充填された鋳物砂を硬化させることで、鋳型を造型する方法はよく知られている。また、ガス硬化性鋳物砂の代わりに熱硬化性鋳物砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填し、その成形型を加熱することで鋳物砂を硬化させる方法もある。
Conventionally, for example, as disclosed in
上記のように加圧気体により鋳物砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填する場合、鋳物砂のキャビティ内への充填性が問題となる。そこで、上記特許文献1では、鋳物砂をキャビティ内へ充填した後、そのキャビティ内を減圧した状態で該キャビティ内に加圧空気を導入して鋳物砂に衝撃圧を作用させることで、鋳物砂の充填密度を高めるようにしている。
しかしながら、上記特許文献1の方法では、キャビティ内を減圧する減圧装置や、鋳物砂に衝撃圧を作用させる装置が必要となって装置の大型化や多大なコストアップを招いてしまう。
However, the method of
そこで、本発明者らは、ブローヘッドの収容部内に供給する加圧気体の圧力に着目して鋭意研究した結果、該加圧気体の圧力を変化させるだけで鋳物砂のキャビティ内への充填性を向上できることを見出した。 Therefore, the present inventors have conducted intensive research focusing on the pressure of the pressurized gas supplied into the housing part of the blow head, and as a result, the filling property of the foundry sand into the cavity by simply changing the pressure of the pressurized gas. It was found that can be improved.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のようにブローヘッドの収容部内に収容された鋳物砂を、加圧気体の供給により成形型のキャビティ内に吹き込み充填する鋳型造型装置として、簡単な構成でその充填性を出来る限り向上させようとすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to form the molding sand accommodated in the accommodating portion of the blow head as described above by supplying pressurized gas to the cavity of the mold. As a mold making apparatus that blows and fills the inside, an attempt is made to improve the filling ability as much as possible with a simple configuration.
上記の目的を達成するために、この発明では、収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に、少なくとも1回不連続に上昇させるようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the pressure of the pressurized gas supplied into the housing portion is increased discontinuously at least once during the supply of the pressurized gas into the housing portion.
具体的には、請求項1の発明では、鋳物砂を収容する収容部と該収容部に連通するように設けられたブローノズルとを有するブローヘッドと、該ブローヘッドの収容部内に加圧気体を供給する加圧気体供給装置とを備え、該加圧気体供給装置により上記収容部内に加圧気体を供給することで、該収容部内の鋳物砂を上記ブローノズルを介して成形型のキャビティ内に吹き込み充填するように構成された鋳型造型装置を対象とする。
Specifically, in the invention of
そして、上記加圧気体供給装置は、上記収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に、少なくとも1回不連続に上昇させるように構成されているものとする。 And the said pressurized gas supply apparatus is comprised so that the pressure of the pressurized gas supplied in the said accommodating part may be raised at least once discontinuously during supply to the accommodating part of a pressurized gas. And
すなわち、収容部内に供給する加圧気体の圧力が低圧であると、鋳物砂のキャビティ内への充填性が低下する一方、高圧であると、充填性は良好であるものの、鋳物砂が成形型のエジェクタピン孔や加圧気体を抜くためのベントから吹き抜けたりそこに詰まったりする。しかし、加圧気体の収容部への供給開始当初は、収容部内に供給する加圧気体の圧力を低圧とすれば、鋳物砂がエジェクタピン孔やベントから吹き抜けたり詰まったりすることなくエジェクタピン孔やベントの開口を覆い、この状態から、加圧気体の圧力を不連続に上昇させて、加圧気体の圧力を高圧にしても、既に鋳物砂がエジェクタピン孔やベントの開口を覆っているので、鋳物砂がエジェクタピン孔やベントから吹き抜けたり詰まったりすることはない。しかも、加圧気体の圧力を適切な圧力に上昇させれば、良好な充填性が得られる。このように加圧気体の圧力を変更するだけであるので、装置の大型化や多大なコストアップを招くようなことはなく、簡単な構成で済む。 That is, if the pressure of the pressurized gas supplied into the housing portion is low, the filling property of the molding sand into the cavity is reduced, whereas if the pressure is high, the filling property is good, but the casting sand is the molding die. It blows out from the ejector pin holes and vents for extracting pressurized gas, or clogs there. However, at the beginning of the supply of the pressurized gas to the housing part, if the pressure of the pressurized gas supplied into the housing part is set to a low pressure, the ejector pin hole does not blow or clog the foundry sand from the ejector pin hole or vent. In this state, even if the pressure of the pressurized gas is increased discontinuously and the pressure of the pressurized gas is increased, the foundry sand already covers the ejector pin holes and the vent opening. Therefore, the foundry sand does not blow through or clog the ejector pin hole or vent. Moreover, if the pressure of the pressurized gas is increased to an appropriate pressure, good filling properties can be obtained. Since only the pressure of the pressurized gas is changed in this way, the apparatus is not increased in size or greatly increased in cost, and a simple configuration is sufficient.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記加圧気体供給装置は、上記収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に1回低圧から高圧へ不連続に上昇させるように構成されているものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the pressurized gas supply device changes the pressure of the pressurized gas supplied into the housing part from a low pressure once during the supply of the pressurized gas into the housing part. It shall be configured to rise discontinuously to high pressure.
すなわち、鋳物砂の充填時間は、通常、1秒以内と短いので、加圧気体の圧力を複数回上昇させること自体が1回だけ上昇させる場合に比べて難しくて構成が複雑になるとともに、1回だけ低圧から高圧へ不連続に上昇させるだけでも、十分に良好な充填性が得られる。よって、より一層簡単な構成で、鋳物砂のキャビティ内への充填性を向上させることができる。 That is, since the filling time of the foundry sand is usually as short as 1 second or less, it is difficult to raise the pressure of the pressurized gas a plurality of times, and the configuration is complicated and complicated. Even if the pressure is increased discontinuously from low pressure to high pressure, sufficiently good filling properties can be obtained. Therefore, the filling property of the foundry sand into the cavity can be improved with a simpler configuration.
請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記加圧気体供給装置は、低圧の加圧気体を貯蔵する低圧タンクと、高圧の加圧気体を貯蔵する高圧タンクと、上記低圧タンクの低圧の加圧気体から上記収容部内に供給し始めて、その後に上記高圧の加圧気体を上記収容部内に供給する供給手段とを有しているものとする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the pressurized gas supply device includes a low pressure tank that stores a low pressure pressurized gas, a high pressure tank that stores a high pressure pressurized gas, and the low pressure tank. It is assumed that the apparatus has supply means for starting supply from the low-pressure pressurized gas into the housing part and thereafter supplying the high-pressure pressurized gas into the housing part.
このことにより、収容部内に供給する加圧気体の圧力の切換えを瞬時に行うことができ、適切なタイミングで応答性良く、良好な充填性が得られる圧力に切換えることができる。 As a result, the pressure of the pressurized gas supplied into the accommodating portion can be instantaneously switched, and the pressure can be switched to a pressure with good responsiveness and good filling properties at an appropriate timing.
請求項4の発明では、請求項2又は3の発明において、上記加圧気体供給装置は、上記低圧及び高圧の圧力レベルをそれぞれ変更する圧力変更手段を有しているものとする。 According to a fourth aspect of the invention, in the second or third aspect of the invention, the pressurized gas supply device includes pressure changing means for changing the low pressure level and the high pressure level, respectively.
請求項5の発明では、請求項4の発明において、上記収容部内の鋳物砂量を検出する鋳物砂量検出手段を備え、上記圧力変更手段は、上記鋳物砂量検出手段により検出された鋳物砂量に基づいて上記低圧及び高圧の圧力レベルをそれぞれ変更するように構成されているものとする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, there is provided a foundry sand amount detecting means for detecting a foundry sand amount in the housing portion, and the pressure changing means is a foundry sand detected by the foundry sand amount detecting means. It is assumed that the low pressure level and the high pressure level are respectively changed based on the amount.
これら請求項4及び5の発明により、収容部内の鋳物砂量等に応じて低圧及び高圧の圧力レベルを最適な圧力レベルに変更することができる。すなわち、鋳物砂のキャビティ内への吹き込み充填を1回行うと、キャビティ内に充填された量だけ収容部内の鋳物砂量が少なくなり、収容部内に鋳物砂を補充しない場合には、次の吹き込み充填時には、同じ圧力レベルでも、前回よりも鋳物砂量が少なくなった分だけ、ブローノズルからの鋳物砂の吹き出し方が異なり(通常は、鋳物砂量が少ないほど鋳物砂がブローノズルから出易くなる)、充填性も異なる。特に請求項3の発明のように低圧又は高圧タンクから加圧気体を収容部内に供給する場合には、鋳物砂量が少なくなった分だけ収容部内の空間(鋳物砂が存在しない部分)の体積が増大し、この空間の体積の増大も鋳物砂の吹き出し方に影響を及ぼす(通常は、鋳物砂量が少ないほど、つまり上記空間の体積が増大するほど鋳物砂がブローノズルから出難くなる)。しかし、これらの発明では、鋳物砂量等と低圧及び高圧の圧力レベルとの関係を、最良の充填性が得られるように予め調べておけば、吹き込み充填毎に、収容部内の鋳物砂量等に応じて、最良の充填性が得られる圧力レベルに変更することができ、これにより、良好な充填性が常に安定して得られる。
According to the inventions of the fourth and fifth aspects, the low pressure level and the high pressure level can be changed to optimum pressure levels according to the amount of foundry sand in the housing portion. That is, if the molding sand is blown and filled once into the cavity, the amount of the casting sand in the housing portion is reduced by the amount filled in the cavity, and if the casting sand is not refilled in the housing portion, the next blowing is performed. At the time of filling, even if the pressure level is the same, the amount of casting sand blown out from the blow nozzle is different by the amount that the casting sand amount has decreased from the previous time. The filling properties are also different. Particularly when the pressurized gas is supplied from the low-pressure or high-pressure tank into the housing portion as in the invention of
以上説明したように、本発明の鋳型造型装置によると、収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に少なくとも1回不連続に上昇させるようにしたことにより、簡単な構成で、鋳物砂のキャビティ内への充填性を向上させることができるとともに、鋳物砂がエジェクタピン孔やベントから吹き抜けたりそこに詰まったりすることがなく、鋳物砂のエジェクタピン孔への詰まりによる該エジェクタピン孔の摩耗を防止することができる。 As described above, according to the mold making apparatus of the present invention, the pressure of the pressurized gas supplied into the accommodating portion is increased discontinuously at least once during the supply of the pressurized gas into the accommodating portion. Therefore, it is possible to improve the filling property of the foundry sand into the cavity with a simple structure, and the foundry sand does not blow out from the ejector pin hole or vent and is not clogged there. Wear of the ejector pin hole due to clogging can be prevented.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る鋳型造型装置を概略的に示し、この鋳型造型装置は、コールドボックス鋳型造型装置であって、ガス硬化性鋳物砂41を収容する収容部2を有するブローヘッド1を備えている。上記鋳物砂41は、フェノール樹脂及びポリイソシアネート化合物からなる粘結剤と溶剤とを含み、砂表面が該粘結剤及び溶剤により覆われてなる。上記粘結剤のフェノール樹脂は、ベンジルエーテル基をその分子内に有するフェノール、ノボラック又はこれらから誘導される樹脂である。上記ポリイソシアネート化合物は、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等である。また、上記溶剤は、脂肪族炭化水素系、脂環式炭化水素系、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、エステル系、エーテル系、アルコール系等の有機溶剤の単独又は混合したものからなる。
FIG. 1 schematically shows a mold making apparatus according to an embodiment of the present invention. This mold making apparatus is a cold box mold making apparatus, and has a blow section having a containing
上記鋳物砂41は、上記収容部2の上側に配設した混練部3から収容部2へと供給される。すなわち、混練部3には、上記粘結剤、溶剤及び砂が投入され、これらが、回転駆動される混練機4によって均一に混練されて、上記の如く砂表面が粘結剤及び溶剤により覆われてなる鋳物砂41となる。そして、収容部2と混練部3との間には、シャッター駆動機構6により開閉されるシャッター5が配設されており、このシャッター駆動機構6は、コントローラ31によって作動制御される。上記シャッター5がシャッター駆動機構6により開かれると、鋳物砂41が混練部3から自重で落下して収容部2に供給されることになる。
The
上記ブローヘッド1の下面には、上記収容部2内の鋳物砂41を吹き出すための複数のブローノズル9が該収容部2に連通するように設けられている。このブローノズル2は、本鋳型造型装置の下側にセットされた複数の成形型35で形成されてなるキャビティ36に臨むようになされ、ブローノズル9から吹き出された鋳物砂41がキャビティ36内に充填されて、本鋳型造型装置により造型する鋳型の形状とされる。本鋳型造型装置により造型する鋳型としては、シリンダブロックやシリンダヘッドの鋳型、シリンダヘッドのウォータジャケット用中子等が挙げられる。
On the lower surface of the
上記ブローヘッド1における収容部2を構成する側壁面の上部には、加圧気体としての加圧エアを収容部2内に供給するためのエア供給口1aが設けられている。このエア供給口1aは、上記コントローラ31によって作動制御される電磁弁11を介して第1エアタンク12及び第2エアタンク13と接続されている。これら第1及び第2エアタンク12,13には、工場エアがレギュレータ(図示せず)により一定圧力とされた状態で供給されて、上記加圧エアとして貯蔵されている。上記第1エアタンク12には、低圧(例えば0.2MPa程度)の加圧エアが貯蔵され、第2エアタンク13には、圧力が第1エアタンク12よりも高い高圧(例えば0.4MPa程度)の加圧エアが貯蔵されている。このことで、第1エアタンク12は低圧タンクに相当し、第2エアタンク13は高圧タンクに相当する。
An air supply port 1 a for supplying pressurized air as pressurized gas into the
上記電磁弁11は、上記コントローラ31によって、上記第1エアタンク12と収容部2とを連通する状態と、上記第2エアタンク13と収容部2とを連通する状態と、第1及び第2エアタンク12,13のいずれも収容部2とは連通しない状態との3つの状態のうちのいずれか1つの状態とされる。この電磁弁11が上記第1又は第2エアタンク12,13と収容部2とを連通する状態になったときに、加圧エアが収容部2内に供給され、これにより、収容部2内の鋳物砂41が上記ブローノズル9を介して成形型35のキャビティ36内に吹き込み充填されることになる。したがって、電磁弁11、第1及び第2エアタンク12,13並びにコントローラ31は、収容部2内に加圧気体を供給する加圧気体供給装置を構成する。尚、鋳物砂41と共にキャビティ36内に吹き込まれた加圧エアは、成形型35の下部に設けたエアベント37よりキャビティ36外へと抜け出るようになっている。
The
そして、上記加圧気体供給装置は、収容部2内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部2内への供給中に少なくとも1回不連続に上昇させるように構成されている。本実施形態では、収容部2内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部2内への供給中に1回だけ低圧から高圧へ不連続に上昇させる。すなわち、加圧エアの収容部2内への供給開始当初は、電磁弁11が、コントローラ31によって、第1エアタンク12と収容部2とを連通する状態とされ、低圧の加圧エアの収容部2内への供給開始から第1所定時間が経過したときに、第2エアタンク13と収容部2とを連通する状態とされる。これにより、加圧エアの収容部2内への供給途中で、収容部2内に供給する加圧エアが、第1エアタンク12の低圧の加圧エアから第2エアタンク13の高圧の加圧エアに切り換えられる。このことで、電磁弁11及びコントローラ31は、低圧タンクの低圧の加圧気体から収容部2内に供給し始めて、その後に高圧の加圧気体を収容部2内に供給する供給手段を構成することになる。そして、低圧の加圧エアの収容部2内への供給開始から第2所定時間(第1所定時間よりも大きい)が経過したときには、電磁弁11が、第1及び第2エアタンク12,13のいずれも収容部2とは連通しない状態とされる。
And the said pressurized gas supply apparatus is comprised so that the pressure of the pressurized air supplied in the
上記収容部2内に供給する加圧エアの圧力の切換えタイミングである第1所定時間は、鋳物砂41がエジェクタピン孔(図示せず)やエアベントから吹き抜けたりそこに詰まったりすることがなくかつ良好な充填性が得られるような時間に予め設定されており、通常は、0.2〜0.3秒程度である。また、上記第2所定時間は、鋳物砂41がキャビティ36内に完全に充填される時間よりも少し長い時間に予め設定されており、キャビティ36の容積によって変わる。
The first predetermined time which is the switching timing of the pressure of the pressurized air supplied into the
上記第1及び第2エアタンク12,13には、上記コントローラ31によって作動制御される増圧弁14がそれぞれ設けられており、この各増圧弁14の制御により、第1及び第2エアタンク12,13の低圧及び高圧の加圧エアの圧力をそれぞれ変更することが可能になっている。このことで、増圧弁14及びコントローラ31は、低圧及び高圧の圧力レベルをそれぞれ変更する圧力変更手段を構成することになる。尚、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ変更しても、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力の高低関係は変わらない。
The first and
上記ブローヘッド1の収容部2内の上部には、収容部2内の鋳物砂41の量を検出する鋳物砂量検出手段としての鋳物砂量検出センサ16が設けられている。この鋳物砂量検出センサ16は、本実施形態では、赤外線を下方に放出して最上部の鋳物砂41により反射してきた赤外線を受信してその強度によって収容部2内の鋳物砂41の量を検出するものであるが、他の構成のセンサを用いてもよい。この鋳物砂量検出センサ16により検出された収容部2内の鋳物砂41の量の情報が上記コントローラ31に入力されるようになっている。
A foundry sand
また、上記ブローヘッド1の収容部2内の下部には、収容部2内の鋳物砂41を撹拌する撹拌部材21が設けられている。この撹拌部材21は、後述の如く収容部2内の鋳物砂41の嵩密度を検出するためのものであって、上下方向に延びかつ回転可能に支持された回転軸21aと、この回転軸21aの下端部に固定されかつ水平方向に延びる基板21bと、この基板21a上に設けられた複数の撹拌棒21cとからなっている。上記回転軸21aの上端部は、撹拌部材駆動手段22と連結されている。この撹拌部材駆動手段22の詳細構成は省略するが、駆動モータ22aと、この駆動モータ22aの回転軸と上記回転軸21aとを連結する、例えば曲げ自在なワイヤ等からなる連結部材と、駆動モータ22aを駆動するための駆動回路等を有している。この駆動回路には、駆動モータ22aに流れる電流値を検出する電流検出部22bが設けられている。
A stirring
上記撹拌部材駆動手段22の駆動モータ22aは、上記コントローラ31によって作動制御される。そして、駆動モータ22aの作動中は、上記電流検出部22bにより検出された電流値の情報が上記コントローラ31に入力される。
The
上記コントローラ31は、収容部2内の鋳物砂41のキャビティ36への吹き込み充填前において、上記駆動モータ22aを作動させるようになっている。そして、コントローラ31は、このときに電流検出部22bにより検出された電流値と、上記鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量とに基づいて、上記各増圧弁14により、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ変更するようになっている。
The
すなわち、鋳物砂41のキャビティ36内への吹き込み充填を1回行うと、キャビティ36内に充填された量だけ収容部2内の鋳物砂41の量が少なくなり、収容部2内に鋳物砂41を補充しない場合には、次の吹き込み充填時には、同じ圧力レベルでも、前回よりも鋳物砂41の量が少なくなった分だけ、ブローノズル9からの鋳物砂41の吹き出し方が異なり、充填性も異なる。特に本実施形態のように、第1又は第2エアタンク12,13から加圧エアを収容部2内に供給する場合には、鋳物砂41の量が少なくなった分だけ収容部2内の空間(鋳物砂41が存在しない部分)の体積が増大し、この空間の体積の増大も鋳物砂41の吹き出し方に影響を及ぼす。通常は、鋳物砂41の量が少ないほど鋳物砂41がブローノズル9から出易くなるため、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力を低くなるように変更するが、上記空間の体積の増大により収容部2内の圧力は小さくなって鋳物砂41の出易さの効果は少なくなるため、上記鋳物砂41の量による圧力の低下量よりも小さい低下量でもって加圧エアの圧力を変更する。
That is, when the filling
また、上記電流値は、撹拌部材21を回転するのに必要なモータトルク、つまり撹拌部材21の撹拌抵抗値と対応しており、この撹拌部材21の撹拌抵抗値は、収容部2内の鋳物砂41の嵩密度と対応する。つまり、電流値が大きいほど嵩密度が大きいことになる。そして、この嵩密度は、吹き込み充填の回数が多くなればなるほど、加圧エアの加圧によって大きくなり、次の吹き込み充填時には、同じ圧力レベルでも、前回よりも嵩密度が大きくなった分だけ、ブローノズル9からの鋳物砂41の吹き出し方が異なり、充填性も異なる。
The current value corresponds to the motor torque required to rotate the stirring
したがって、上記電流値(嵩密度)及び鋳物砂41の量と第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力との関係を、最良の充填性が得られるように予め調べてテーブルにしておき、そのテーブルを上記コントローラ31に記憶しておく。そして、コントローラ31は、電流検出部22bからの電流値及び鋳物砂量検出センサ16からの鋳物砂41の量の情報を受けて、上記テーブルより、最良の充填性が得られる第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ設定して、その圧力になるように増圧弁14を制御する。
Therefore, the relationship between the current value (bulk density) and the amount of
尚、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量のみに基づいて、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ設定するようにしてもよい。こうすれば、撹拌部材21や撹拌部材駆動手段22は不要となる。
The pressure of the pressurized air in the first and
また、収容部2内に、該収容部2内の圧力を検出する圧力センサを設けて、電流値及び鋳物砂41の量に加えて、その圧力センサにより検出された収容部2内の圧力に基づいて、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ設定するようにしてもよい。こうすれば、収容部2内の圧力の変化を最適な変化パターンに近づけることができるようになる。
In addition, a pressure sensor for detecting the pressure in the
さらに、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量(電流検出部22bにより検出された電流値や上記圧力センサにより検出された収容部2内の圧力を含めてもよい)に基づいて、上記収容部2内に供給する加圧エアの圧力の切換えタイミングである第1所定時間を変更するようにしてもよい。
Further, based on the amount of
上記鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量が所定量よりも少なくなったとき、つまり鋳物砂41の残量が少なくてキャビティ36へ充填するだけの充分な量がないときには、コントローラ31がシャッター駆動機構6を作動させて、鋳物砂41を混練部3から収容部2へ供給する。
When the amount of
次いで、上記コントローラ31の処理動作について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。
Next, the processing operation of the
先ず、最初のステップS1で、撹拌部材駆動手段22の駆動モータ22aを、撹拌部材21が所定回転するまで作動させ、次のステップS2で、上記駆動モータ22aの作動中に電流検出部22bにより検出された電流値と、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量とに基づいて、上記テーブルより、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ設定し、各増圧弁14により、その設定した圧力に変更する。
First, in the first step S1, the
次のステップS3では、電磁弁11を、第1エアタンク12と収容部2とを連通する状態にして、第1エアタンク12の低圧の加圧エアを収容部2内に供給し、次のステップS4で、その低圧の加圧エアの供給開始から第1所定時間が経過したか否かを判定する。
In the next step S3, the
上記ステップS4の判定がNOであるときには、上記ステップS3に戻る一方、ステップS4の判定がYESであるときには、ステップS5に進んで、電磁弁11を、第2エアタンク12と収容部2とを連通する状態にして、第2エアタンク12から高圧の加圧エアを収容部2内に供給し、次のステップS6で、上記低圧の加圧エアの供給開始から第2所定時間が経過したか否かを判定する。
When the determination in step S4 is NO, the process returns to step S3. On the other hand, when the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S5, and the
上記ステップS6の判定がNOであるときには、上記ステップS5に戻る一方、ステップS6の判定がYESであるときには、電磁弁11を、第1及び第2エアタンク12,13のいずれも収容部2とは連通しない状態にして、加圧エアの供給を停止する。
When the determination in step S6 is NO, the process returns to step S5. On the other hand, when the determination in step S6 is YES, both the first and
次のステップS8では、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量が所定量よりも少ないか否かを判定し、このステップS8の判定がNOであるときには、本処理動作を終了する。一方、ステップS8の判定がYESであるときには、ステップS9に進んで、シャッタ−駆動機構6を作動させ、しかる後に本処理動作を終了する。
In the next step S8, it is determined whether or not the amount of
次に上記鋳型造型装置により鋳型を造型する方法を説明する。 Next, a method for forming a mold using the above mold making apparatus will be described.
最初に上記鋳型造型装置に成形型35をセットしておき、スイッチ操作等によって鋳型造型装置を作動させる。すると、撹拌部材駆動手段22の駆動モータ22aにより撹拌部材21が所定回転し、このときの駆動モータ22aの電流値と、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量とに基づいて、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力が、増圧弁14により、それぞれ適切な圧力に変更される。
First, the
続いて、加圧エアの収容部2内への供給が開始する。この供給開始当初は、第1エアタンク12の低圧の加圧エアが収容部2内に供給される。これにより、例えば図3に示すように、収容部2内の圧力が次第に高められて、或る圧力に達すると、収容部2内の鋳物砂41が、ブローノズル9を介して成形型35のキャビティ36内に吹き込み充填開始される。このとき、低圧の加圧エアが収容部2内に供給されているので、収容部2内の圧力は大きくは上昇せず、収容部2内の鋳物砂41に作用する圧力も大きくないので、キャビティ36内に吹き出された鋳物砂41は、エジェクタピン孔やエアベント37から吹き抜けたり詰まったりすることなくエジェクタピン孔やエアベント37の開口を覆い、低圧の加圧エアの供給開始から第1所定時間が経過したときには、それら全ての開口を完全に覆った状態になっている。
Subsequently, the supply of pressurized air into the
次いで、上記低圧の加圧エアの供給開始から第1所定時間が経過すると、収容部2内に供給する加圧エアが、第1エアタンク12の低圧の加圧エアから第2エアタンク13の高圧の加圧エアに切り換えられ、第2エアタンク13から高圧の加圧エアが収容部2内に供給される。これにより、図3に示すように、収容部2内の圧力が急激に上昇し、収容部2内の鋳物砂41に大きな圧力が作用して、鋳物砂41が勢い良くブローノズル9から吹き出してキャビティ36内に充填されていく。このときには、既に鋳物砂41が上記開口を覆っているので、鋳物砂41がエジェクタピン孔やエアベント37から吹き抜けたりそこに詰まったりすることはなく、高い充填率でもってキャビティ36内に充填される。
Next, when the first predetermined time has elapsed from the start of the supply of the low-pressure pressurized air, the pressurized air supplied into the
上記低圧の加圧エアの供給開始から第2所定時間が経過するまでの間に、鋳物砂41のキャビティ36内への充填が完了し、第2所定時間が経過すると、加圧エアの供給が停止される。図3に示すように、この加圧エアの供給停止後の僅かな間は、収容部2内の圧力は上昇するが、加圧エアが鋳物砂の砂粒間を通ってエアベント37から成形型35の外部へと徐々に抜け出るため、やがて収容部2内の圧力は減少していく。尚、図3の測定を行った装置では、加圧エアを収容部2内から排気するための排気弁が設けられており、この排気弁も作動させているので、圧力の減少速度はかなり速い。
The filling of the
上記吹き込み充填の後は、本実施形態では、上記成形型35を、該成形型35のキャビティ36内に硬化ガスを導入するために別途に設けた不図示の硬化ガス導入装置のところまで移動させて該硬化ガス導入装置にセットする。そして、この硬化ガス導入装置により、キャビティ36内に硬化ガス(例えばトリエチルアミンガス)を導入することで、該キャビティ36内に充填された鋳物砂41を硬化させ、こうして品質の良好な鋳型の造型が完成する。
After the blow-filling, in the present embodiment, the molding die 35 is moved to a curing gas introduction device (not shown) separately provided for introducing the curing gas into the
次の新たな鋳型を造型するために鋳型造型装置に成形型35を再びセットして鋳型造型装置を再び作動させると、上記と同様に、コントローラ31により各処理動作が行われ、収容部2内の鋳物砂41が成形型35のキャビティ36内に充填される。このときの吹き込み充填時においては、通常、前回の吹き込み充填時に比べて鋳物砂41の量が少なくなっている(但し、鋳物砂41が混練部3から収容部2に供給されたときには、鋳物砂41の量が多くなっている)。つまり、収容部2内において鋳物砂41が存在しない部分の空間の体積が大きくなっている。また、前回の吹き込み充填時における加圧エアの加圧によって、前回の吹き込み充填時に比べて収容部2内の鋳物砂41の嵩密度が高くなっている。しかし、本実施形態では、鋳物砂41の嵩密度(電流検出部22bにより検出された電流値)と、鋳物砂量検出センサ16により検出された鋳物砂41の量とに基づいて、第1及び第2エアタンク12,13の加圧エアの圧力をそれぞれ変更するので、このときの吹き込み充填時においても、鋳物砂41がキャビティ36内に良好に充填される。そして、この吹き込み充填の後は、上記と同様に、鋳物砂41が硬化される。このように上記の各処理動作及び鋳物砂41の硬化を繰り返すことで、多数の鋳型を造型することができる。
When the
尚、各吹き込み充填の後、鋳物砂41の量が所定量よりも少なくなった場合には、シャッター駆動機構6の作動によってシャッター5が開状態となって鋳物砂41が混練部3から収容部2へ供給される。
When the amount of the
したがって、上記実施形態では、収容部2内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部2内への供給中に1回低圧から高圧へ不連続に上昇させるようにしたので、簡単な構成で、鋳物砂41のキャビティ36内への充填性を向上させることができるとともに、鋳物砂41がエジェクタピン孔やエアベント37から吹き抜けたりそこに詰まったりすることがなく、鋳物砂41のエジェクタピン孔への詰まりによる該エジェクタピン孔の摩耗を防止することができる。
Therefore, in the above-described embodiment, the pressure of the pressurized air supplied into the
尚、上記実施形態では、収容部2内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部2内への供給中に1回だけ低圧から高圧へ不連続に上昇させるようにしたが、不連続に上昇させる回数は複数回であってもよい。但し、鋳物砂41の充填時間は、通常、1秒以内と短いので、加圧エアの圧力を複数回上昇させること自体が1回だけ上昇させる場合に比べて難しくて構成が複雑になるとともに、1回だけ低圧から高圧へ上昇させるだけでも、十分に良好な充填性が得られるので、鋳型造型装置の構成をより簡単なものにする観点からは、上記実施形態の如く1回だけ低圧から高圧へ上昇させるのがよい。
In the above-described embodiment, the pressure of the pressurized air supplied into the
また、上記実施形態では、加圧気体供給装置において、加圧エアを貯蔵する第1及び第2エアタンク12,13を設けて、これら第1及び第2エアタンク12,13から加圧エアを収容部2内に供給するようにしたが、例えば圧力が異なる2つの加圧エア源から収容部2内に低圧及び高圧の加圧エアを順次供給するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the pressurized gas supply apparatus, the 1st and
さらに、上記実施形態では、鋳物砂量検出センサ16により鋳物砂41の量を検出するようにしたが、この鋳物砂量検出センサ16を用いないようにすることも可能である。すなわち、多数の同じ鋳型を造型する場合には、1回の吹き込み充填で減少する鋳物砂41の量は略一定であるので、吹き込み充填を所定回数行ったときに、所定量(所定回数×1回の吹き込み充填工程での減少量)の鋳物砂41を混練部3から収容部2へ供給するようにしておけば、吹き込み充填毎の鋳物砂41の量は予め分かるので、その鋳物砂41の量を予めコントローラ31に記憶しておけばよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the quantity of the
さらにまた、上記実施形態では、本発明をコールドボックス鋳型造型装置に適用した例を示したが、本発明は、熱硬化性鋳物砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填し、その成形型を加熱することで鋳物砂を硬化させるシェルモールド鋳型造型装置にも適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a cold box mold making apparatus has been shown. However, the present invention blows and fills thermosetting foundry sand into a cavity of a mold and heats the mold. Thus, the present invention can also be applied to a shell mold mold making device that hardens foundry sand.
ここで、上記実施形態と同様の鋳型造型装置を用いて、図4に示すように、略U字状に延びる板状鋳型を造型した。このとき、鋳型造型装置のブローノズルは、鋳型の両端部に相当する部分に設け、エアベントは、鋳型の中央部に相当する部分に設けた。 Here, as shown in FIG. 4, a plate-shaped mold extending in a substantially U shape was formed using the same mold making apparatus as that of the above embodiment. At this time, the blow nozzle of the mold making apparatus was provided in a portion corresponding to both end portions of the mold, and the air vent was provided in a portion corresponding to the central portion of the mold.
そして、上記実施形態と同様に、収容部内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部内への供給中に1回低圧から高圧へ切り換えた場合(実施例)と、低圧で一定にした場合(比較例1)と、高圧で一定にした場合(比較例2)と、加圧エアの収容部内への供給中に1回高圧から低圧へ切り換えた場合(比較例3)とのそれぞれについて、収容部2内の圧力を測定するとともに、造型した鋳型の重量(つまり鋳物砂の充填量)と、エアベントから吹き抜けた鋳物砂の重量(吹き抜け量)とを測定した。尚、上記比較例1〜3の低圧及び高圧の各圧力レベルは、上記実施例の低圧及び高圧の各圧力レベルとそれぞれ同じである。
As in the above embodiment, the pressure of the pressurized air supplied into the housing portion is constant at a low pressure when the pressure is switched from low pressure to high pressure once during the feeding of the pressurized air into the housing portion (Example). (Comparative Example 1), when the pressure is kept constant (Comparative Example 2), and when switching from high pressure to low pressure once during the supply of pressurized air into the housing (Comparative Example 3) For each, the pressure in the
上記実施例における収容部内の圧力の変化を図5に示す。このときの圧力変化は図3と同様である。また、上記比較例1〜3における収容部2内の圧力の変化を、それぞれ図6〜図8に示す。
FIG. 5 shows a change in pressure in the accommodating portion in the above embodiment. The pressure change at this time is the same as in FIG. Moreover, the change of the pressure in the
そして、上記実施例及び比較例1〜3における鋳物砂の充填量及び吹き抜け量の測定結果を図9に示す。このことより、比較例1のように低圧で一定にした場合には、充填量がかなり低くなる。これは、完全な鋳型形状になっておらず、鋳型の両端部が欠けているからである。一方、吹き抜け量は非常に少なくて良好である。また、比較例2のように高圧で一定にした場合には、完全に充填されるが、吹き抜け量がかなり多くなる。さらに、比較例3のように高圧から低圧へ切り換えた場合には、完全な鋳型形状にはなっているものの、エア巻き込みによる不良が生じている(充填率が低いために充填量が比較例2に比べて僅かに少ない)とともに、吹き抜け量は、比較例2よりも少ないが、比較例1よりも多くて良好であるとは言えない。 And the measurement result of the filling amount and blow-through amount of the foundry sand in the said Example and Comparative Examples 1-3 is shown in FIG. From this, when it is made constant at low pressure as in Comparative Example 1, the filling amount becomes considerably low. This is because the mold is not completely shaped and both ends of the mold are missing. On the other hand, the amount of blow-through is very small and good. Moreover, when it is made constant at high pressure as in Comparative Example 2, it is completely filled, but the amount of blow-through is considerably increased. Further, when the pressure is switched from high pressure to low pressure as in Comparative Example 3, although it has a complete mold shape, there is a defect due to air entrainment (the filling amount is low in Comparative Example 2 due to the low filling rate). The amount of blow-through is smaller than that in Comparative Example 2, but it is not as good as that in Comparative Example 1.
これに対し、実施例のように低圧から高圧へ切り換えた場合には、比較例2と同様に完全に充填されるとともに、吹き抜け量は、比較例1と同等に低レベルとなる。 On the other hand, when switching from the low pressure to the high pressure as in the embodiment, the filling is completely performed as in the second comparative example, and the blow-through amount is at a low level as in the first comparative example.
したがって、収容部内に供給する加圧エアの圧力を、加圧エアの収容部内への供給中に低圧から高圧へ切り換えることで、吹き抜け量を少なくしつつ、鋳物砂のキャビティ内への充填性を向上し得ることが判る。 Therefore, the pressure of the pressurized air supplied into the housing part is switched from a low pressure to a high pressure during the supply of the pressurized air into the housing part, thereby reducing the amount of blow-through and filling the casting sand into the cavity. It can be seen that it can be improved.
本発明は、ブローヘッドの収容部内に収容された鋳物砂を、加圧気体の供給により成形型のキャビティ内に吹き込み充填するコールドボックス鋳型造型装置やシェルモールド鋳型造型装置に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a cold box mold making apparatus and a shell mold mold making apparatus that blow and fill the foundry sand accommodated in the accommodating portion of the blow head into the mold cavity by supplying pressurized gas.
1 ブローヘッド
2 収容部
9 ブローノズル
11 電磁弁(加圧気体供給装置)(供給手段)
12 第1エアタンク(低圧タンク)(加圧気体供給装置)
13 第2エアタンク(高圧タンク)(加圧気体供給装置)
14 増圧弁(圧力変更手段)
16 鋳物砂量検出センサ(鋳物砂量検出手段)
31 コントローラ(加圧気体供給装置)(供給手段)(圧力変更手段)
DESCRIPTION OF
12 1st air tank (low pressure tank) (pressurized gas supply device)
13 Second Air Tank (High Pressure Tank) (Pressurized Gas Supply Device)
14 Booster valve (pressure change means)
16 Foundry sand amount detection sensor (casting sand amount detection means)
31 Controller (Pressurized gas supply device) (Supply means) (Pressure change means)
Claims (5)
上記加圧気体供給装置は、上記収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に、少なくとも1回不連続に上昇させるように構成されていることを特徴とする鋳型造型装置。 A blow head having a housing portion for housing the foundry sand and a blow nozzle provided to communicate with the housing portion, and a pressurized gas supply device for supplying pressurized gas into the housing portion of the blow head, A mold making apparatus configured to blow and fill the molding sand in the housing portion into the cavity of the molding die through the blow nozzle by supplying pressurized gas into the housing portion by the pressurized gas supply device. Because
The pressurized gas supply device is configured to discontinuously increase the pressure of the pressurized gas supplied into the housing portion at least once during the supply of the pressurized gas into the housing portion. Mold making equipment.
上記加圧気体供給装置は、上記収容部内に供給する加圧気体の圧力を、加圧気体の収容部内への供給中に1回低圧から高圧へ不連続に上昇させるように構成されていることを特徴とする鋳型造型装置。 The mold making apparatus according to claim 1,
The pressurized gas supply device is configured to discontinuously increase the pressure of the pressurized gas supplied into the housing portion from low pressure to high pressure once during supply of the pressurized gas into the housing portion. Mold making equipment characterized by.
上記加圧気体供給装置は、低圧の加圧気体を貯蔵する低圧タンクと、高圧の加圧気体を貯蔵する高圧タンクと、上記低圧タンクの低圧の加圧気体から上記収容部内に供給し始めて、その後に上記高圧の加圧気体を上記収容部内に供給する供給手段とを有していることを特徴とする鋳型造型装置。 The mold making apparatus according to claim 2, wherein
The pressurized gas supply device begins to supply the low pressure tank for storing the low pressure pressurized gas, the high pressure tank for storing the high pressure pressurized gas, and the low pressure pressurized gas of the low pressure tank into the accommodating portion. And a supply means for supplying the high-pressure pressurized gas into the housing.
上記加圧気体供給装置は、上記低圧及び高圧の圧力レベルをそれぞれ変更する圧力変更手段を有していることを特徴とする鋳型造型装置。 The mold making apparatus according to claim 2 or 3,
The mold molding apparatus, wherein the pressurized gas supply device has pressure changing means for changing the low pressure level and the high pressure level, respectively.
上記収容部内の鋳物砂量を検出する鋳物砂量検出手段を備え、
上記圧力変更手段は、上記鋳物砂量検出手段により検出された鋳物砂量に基づいて上記低圧及び高圧の圧力レベルをそれぞれ変更するように構成されていることを特徴とする鋳型造型装置。 The mold making apparatus according to claim 4, wherein
A casting sand amount detecting means for detecting the amount of foundry sand in the housing part;
The mold making apparatus, wherein the pressure changing means is configured to change the low pressure level and the high pressure level based on the foundry sand amount detected by the foundry sand amount detecting means.
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