JP4078640B2 - 鋳枠付き鋳型の注湯方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂型鋳造用の鋳枠付き鋳型の注湯方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砂型鋳型に用いる鋳物砂を少なくするため、造型工程やサンドカット工程で砂こぼれをなくすことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６-３３５７７４８号
【０００４】
この文献には、鋳型造型後の鋳型背面を鋳枠開口レベルに一致させ、造型工程でのサンドカットをなくすことが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同じ造型ラインで同じ鋳枠を用いて、形状が非常に異なる鋳物を造型したいという要望がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みて成されたものである。本発明の目的は、鋳枠が同じでも形状が非常に異なる鋳型を最小限の鋳物砂で造型することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明における鋳枠付き鋳型の注湯方法は、下鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、下鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ −ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより下鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記下鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き下鋳型を造型する工程と、
上鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、上鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより上鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記上鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き上鋳型を造型する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型を反転したのち、前記鋳枠付き下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を該下鋳枠の開口周端面よりも内側にしたことにより生じた空間の深さより一部を高く構成した注湯用定盤に載置する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型の見切り面と前記鋳枠付き上鋳型の見切り面とを接触して型合せ面が平面状となるように前記鋳枠付き上鋳型を鋳枠付き下鋳型に重ね合わせる工程と、
該重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型を前記注湯用定盤で支えて注湯位置に移動する工程と、
該鋳枠付き上下鋳型に注湯する工程
と含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、上型と下型の鋳型背面の位置を、鋳枠開口周端面よりも鋳枠の内側、即ち中央位置側に近づけたから、砂型に用いる鋳物砂を格段に削減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、上述のように鋳型背面を鋳枠開口周端面よりも内側にすること（以下、場合により「打ち込み」又は「打ち込み鋳型」という）は、上下鋳型である。本発明の参考例としての鋳枠付き鋳型は、下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置だけを、下鋳枠開口周端面よりも内側にする（図１）。
また、本発明の他の参考例としての鋳枠付き鋳型は、上鋳型の鋳型背面の垂直方向位置だけを、上鋳枠開口周端面よりも内側にする（図２）。
本発明にかかわる鋳枠付き鋳型は、前記下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を下鋳枠開口周端面よりも内側にし、かつ、前記上鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を上鋳枠開口周端面よりも内側にする（図３）。
そして、さらに参考例として打ち込みをしていない鋳型は、上下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を鋳枠開口周端面よりも外側にする（図４）。図３に示されるように、本発明にかかわる鋳枠付き鋳型は、上下の両方とも打ち込み鋳型にすることにより最も砂削減には最も効果的である。また、鋳枠に比べて小さな鋳物を造型するときに有利である。
【００１０】
また、本発明の鋳枠付き鋳型の注湯方法における鋳枠付き鋳型の造型工程は、下鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、下鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより下鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記下鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き下鋳型を造型する工程と、上鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、上鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより上鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記上鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き上鋳型を造型する工程とからなる。この造型工程によれば、鋳物砂の鋳枠への投入時に砂こぼれがないのはもちろん、鋳型背面が平面状になるという点で優れている。また、鋳物砂の重量及びコンパクタビィティを考慮すれば鋳型の高さを自由に調整が可能である。
【００１１】
【００１２】
さらに、本発明によれば、前記造型方法に引き続き、前記鋳枠付き下鋳型を反転したのち、前記鋳枠付き下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を該下鋳枠の開口周端面よりも内側にしたことにより生じた空間の深さより一部を高く構成した注湯用定盤に載置する工程と、前記鋳枠付き下鋳型の見切り面と前記鋳枠付き上鋳型の見切り面とを接触して型合せ面が平面状となるように前記鋳枠付き上鋳型を鋳枠付き下鋳型に重ね合わせる工程を行う。
ついで、本発明は、該重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型を前記注湯用定盤で支えて注湯位置に移動する工程と、該鋳枠付き上下鋳型に注湯する工程を行う。
これにより、下鋳型は崩壊することも割れることもない。また、本発明の注湯方法は、注湯用定盤の一部を高くする構成が、予め決められた高さに一体的に製造してもよい。さらに、注湯用定盤の一部を高くする構成が、高さが調整可能に構成してもよい。より具体的には、バネなどの弾性体を用いたり、中間材料を用いたりすることが可能である。中間材料を用いることにより、鋳型背面が必ずしも綺麗な平面でなくても鋳型を支持することが可能である。
【００１３】
更になお、本発明において用いられる鋳物砂は生砂が最適である。鋳型の高さが鋳枠よりも低く、打ち込みになっていると、自硬性砂などに比べて、生砂の鋳型は割れたり壊れやすいという欠点を、本発明の注湯方法により解消できる。
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図１も参照して図面に基づいて詳しく説明する。図３は、本発明の鋳枠付き鋳型の搬送状態の一例を示す概略図である。図１において、注湯用定盤１の上には鋳枠２付きの下鋳型３及び鋳枠４付きの上鋳型５が載置されている。
【００１５】
ここで、注湯用定盤１は、下鋳型３の鋳型背面３ａの垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面２ａの内側にしたことにより生じた空間３Ｒに、注湯用定盤１の一部を高く構成（１Ｈ）して下鋳型３を支えている。そして、この注湯用定盤１の一部を高くする構成は、予め決められた高さに一体的に製造されている。より具体的には、製缶加工や機械加工により製造が可能である。なお、注湯用定盤１に見える凹部１Ａ、１Ａはガス抜き用の溝である。
【００１６】
なお、図示していないが、鋳枠２は内側面が垂直又は見切り面に向かって幅が広くなっている。このため、下鋳枠２の開口周端面２ａは、注湯用定盤１の高い部分よりも広い面積になっている。
【００１７】
また、鋳枠４付きの上鋳型５は、前記上鋳型５の鋳型背面５aの垂直方向位置を、上鋳枠開口周端面４aよりも外側にしてある。
【００１８】
このようにして構成された鋳枠付き鋳型Ｍは、注湯機若しくは手動により注湯される。このとき、下鋳型３の鋳型背面３aの垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面２aよりも内側にしたことにより生じた空間３Ｒには、注湯用定盤１の一部を高く構成しているため、下鋳型３を支える。そして、下鋳型３はさらに、見切り面３ｂを介して上鋳型５の見切り面５ｂと接触し、更に上鋳型５を支えている。これにより、搬送中および注湯中に鋳型Ｍの変形や崩壊がない。
【００１９】
以下、本発明に係る鋳枠付き鋳型の造型装置および造型方法の一例を説明する。図５は、本発明に係る造型方法に用いる造型装置の概略図を示す。造型基盤１０１上の左右両側に枠セットシリンダ１０２、１０２が上向きにして立設されており、該枠セットシリンダ１０２、１０２のピストンロッド１０２A、１０２Ａ先端間には昇降支持フレ−ム１０３が架設されている。
【００２０】
前記枠セットシリンダ１０２、１０２のうちの一方（図５で左側）下位にはパタ−ン交換装置１０４の中心部が水平平面内で回転可能にして支持されており、該パタ−ン交換装置１０４の両端部には、パターンプレート１０５、１０５Ａ（上下パターンプレート）を載置したパタ−ンキャリア１０６、１０６Ａが図示されないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた状態でセットされ、該パターンプレート１０５、１０５Ａを前記造型基盤１０１の中央上部に交互に搬入出させるようにされている。
【００２１】
前記パタ−ンキャリア１０６、１０６Ａにおけるパターンプレート１０５、１０５Ａの四隅外側位置には、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａが上向きにして埋設されていて、その先端には前記パターンプレート１０５、１０５Ａの外周を包囲して上下摺動する枠状の抜型フレ−ム１０８、１０８Ａが連結支持されている。
なお抜型フレ−ム１０８、１０８Ａは、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａの伸長端でパターンプレート１０５、１０５Ａの見切り面から若干上方に突出（図９参照）され、縮引端でパターンプレート１０５、１０５Ａの見切り面とほぼ同一面になるようにされている。
【００２２】
前記昇降支持フレ−ム１０３には砂ホッパ１０９が吊設されており、該砂ホッパ１０９は、上部が砂貯蔵室１１０に、中部から下方に向かって複数の多数孔板（図示せず）を具備した二股の下細り状中空室１１３に、さらに下部が該下細り状中空室１１３の下端に連通したノズル１１４、１１４にそれぞれ構成されている。また前記砂貯蔵室１１０には、上端にスライドゲ−ト１１５により開閉される砂投入口１１６が設けられていると共に上側部に図示されない圧縮エヤ−源に連通された切り替え弁を介して加圧エヤ−（例えば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）を導入する給気管が連通されている（図示せず）。
【００２３】
また前記砂ホッパ１０９には複数の多数孔板（図示せず）にそれぞれ装着されて前記二股の下細り状中空室１１３内に向けて低圧（例えば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）の圧縮エヤ−を噴出する圧縮エヤ−噴出手段（図示せず）が設けられている。さらに前記砂ホッパ１０９の下部には昇降可能な複数個のスクイズフット１２３が装着されている。
【００２４】
また前記スクイズフット１２３及びノズル１１４、１１４の群の外周を上下動可能にして包囲する盛枠１２４（図５参照）が、該盛枠１２４の左右外側位置において下向きにして設けられた盛枠シリンダ１２５、１２５に連結して配設されている。さらに前記盛枠１２４の上部には該盛枠１２４内からの圧縮エヤ−の排気量を制御する排気制御手段（図示せず）が装着されている。そして前記昇降支持フレ−ム１０３における砂ホッパ１０９の左右外側位置には、前記スクイズフット１２３の下方位置まで伸びるフレ−ム１３０、１３０を介して鋳枠１３１の搬入出コンベヤ１３２が吊設されている。
【００２５】
次にこのように構成された造型装置で打ち込み鋳型を造型する作動を詳しく説明する。図５は、砂ホッパ１０９内に鋳物砂Ｓが投入され、スクイズフット１２３全体が下方のパターンプレート１０５Ａの凹凸に相対して凹凸を形成し、かつ搬入出コンベヤ１３２に空の鋳枠１３１が搬入された状態で造型スタ−ト前の状態にある。
なおパタ−ンキャリア１０６はパターン交換装置１０４上に図示されないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた状態から、キャリアクランプＫにより引き下げられ造型基盤１０１上にセットされる。また抜型フレ−ム１０８は抜上げシリンダ１０７、１０７によりパターンプレート１０５Ａの見切面から上方に突出された状態にある。
【００２６】
この状態でスライドゲ−ト１１５を作動させて砂投入口１１６を閉じた後、盛枠シリンダ１２５、１２５が伸長作動して盛枠１２４を下降させて鋳枠１３１の上面に押し付け密着させると共に枠セットシリンダ１０２、１０２が縮引作動して鋳枠１３１がパターンプレート１０５Ａの外周で上方に突出されている抜型フレ−ム１０８Ａ上に押し付けられて、造型基盤１０１上に圧着する。
【００２７】
この際パターンプレート１０５、抜型フレ−ム１０８、鋳枠１３１、盛枠１２４、砂ホッパ１０９、スクイズフット１２３で画成する鋳型造型空間は、スクイズフット１２３がパターンプレート１０５の凹凸に相対する凹凸形状に形成された状態になる。打ち込み鋳型を造型するため、盛枠１２４の下端よりも下方に、砂ホッパ１０９の底面を位置させる（図６）。
【００２８】
次に圧縮エヤ−噴出手段により、複数の多数孔板から前記二股の下細り状中空室１１３内にそれぞれ適宜低圧の圧縮エヤ−を噴出させて前記二股の下細り状中空室１１３内の鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレ−ションをさせながら加圧エヤ−を砂ホッパ１０９に供給して鋳物砂Ｓをエヤ−により鋳型造型空間にノズル１１４、１１４を介してエヤレ−ション充填する（図７）。この際、エヤレ−ション充填時のエヤ−は、ベントホ−ル１２９、１２９又は／及びパターンプレート１０５Ａの図示されないベントホ−ルから排気される。
【００２９】
なお、この際、図示されない排気制御手段により中空室１２７を任意のタイミングで適宜開閉し盛枠１２４内からのエヤ−の排気量を制御する。これにより前記鋳型造型空間におけるパターンプレート１０５Ａの複雑形状部の鋳物砂Ｓの充填密度を部分的に調整することができる。この結果、鋳物砂Ｓは前記鋳型造型空間の隅々にまで所要状態に適確に充填されることとなる。
【００３０】
次に枠セットシリンダ１０２、１０２がさらに縮引作動して盛枠シリンダ１２５、１２５を縮引させながら昇降支持フレ−ム１０３及びこれに支持されている部材を下降させてゆき、スクイズフット１２３下面全体が平坦になるまで鋳物砂Ｓの一次スクイズをすると共にスライドゲ−ト１１５を逆作動させて砂投入口１１６を開放する。
【００３１】
次に抜上げシリンダ１０７、１０７の作動流体をリリーフする状態に切り替えると共に枠セットシリンダ１０２、１０２が一次スクイズより高い圧力で縮引作動をすることにより、鋳枠１３１、盛枠１２４、スクイズフット１２３等が一体となって下降し鋳物砂Ｓ全体を二次スクイズする。
すなわち、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、鋳枠より打ち込み鋳型を造型する（図８）。
【００３２】
次に図９において、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａを伸長作動させて鋳枠１３１を抜型フレ−ム１０８、１０８Ａを介して盛枠１２４に押し付けながら枠セットシリンダ１０２、１０２が逆作動して抜型をする。この際盛枠シリンダ１２５、１２５は鋳枠１３１及びスクイズフット１２３等と一体となって上昇される。
【００３３】
その後、鋳型を造型した鋳枠１３１は抜上げシリンダ１０７、１０７により抜型フレ−ム１０８を介して抜き上げ支持される一方、盛枠１２４及びスクイズフット１２３等は一体となって上昇されてゆく、途中において鋳型を造型した鋳枠１３１は搬入出コンベヤ１３２により掬い上げられてパターンプレート１０５Ａから完全に分離される（図９）。同時に鋳物砂Ｓが砂ホッパ１０９内に補給される。
【００３４】
次に鋳型を造型した鋳枠１３１が搬入出コンベヤ１３２を介して搬出され、空の鋳枠１３１が搬入されると共にパタ−ン交換装置１０４が図示されないアクチュエ−タにより作動してパターンプレート１０５とパターンプレート１０５Ａとを入れ替えられる（図１０）。さらにスクイズフット１２３が作動されてパターンプレート１０５の凹凸に相対した凹凸に形成され上記の作動を繰り返し行う。
【００３５】
このようにして造型された鋳枠付き上鋳型及び下鋳型は、型合せ面が平面状となるように重ね合わせられる（図１）。重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型は搬送されて注湯位置に移動する。
【００３６】
注湯位置では、移動前に前記下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面よりも高くしたことにより生じた空間に、注湯用定盤の一部を高く構成して下鋳型を支えて上下鋳型を注湯用定盤に載置してあるため、必要に応じて湯口カップなどを配置し、このまま注湯する。
【００３７】
【００３８】
また、注湯用定盤の一部をバネなどを用いて高さを調整してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明は、小さい鋳物に合わせて鋳枠を用いて背の低い鋳型（打ち込み鋳型）を造型することにより鋳物砂を削減できる。そして、本発明は、下鋳型を一部を高く構成した注湯用定盤で支えて搬送し注湯することにより、搬送中および注湯中に鋳型の変形や崩壊がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図２】本発明の他の参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図３】本発明にかかわる枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図４】本発明のさらに参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図５】本発明の注湯方法を実現する造型装置のスタート前の状態の概略図である。
【図６】本発明の注湯方法を実現する造型装置の造型空間を画成させた状態の概略図である。
【図７】本発明の注湯方法を実現する造型装置の砂充填した状態の概略図である。
【図８】本発明の注湯方法を実現する造型装置の圧縮が終了した状態の概略図である。
【図９】本発明の注湯方法を実現する造型装置の抜型した状態の概略図である。
【図１０】本発明の注湯方法を実現する造型装置の次の鋳型を造型する前の状態の概略図である。
【符号の説明】
１ 注湯用定盤
２ 下鋳枠
２a 下鋳枠開口周端面
３ 下鋳型
３a 下鋳型背面
４ 上鋳枠
４a 上鋳枠開口周端面
５ 上鋳型
５ａ 上鋳型背面
１０５ パターンプレート
１０６ 抜型フレ−ム
１３１ 鋳枠
１２４ 盛枠
１０９ 砂ホッパ
１２３ スクイズフット
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂型鋳造用の鋳枠付き鋳型の注湯方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砂型鋳型に用いる鋳物砂を少なくするため、造型工程やサンドカット工程で砂こぼれをなくすことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６-３３５７７４８号
【０００４】
この文献には、鋳型造型後の鋳型背面を鋳枠開口レベルに一致させ、造型工程でのサンドカットをなくすことが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同じ造型ラインで同じ鋳枠を用いて、形状が非常に異なる鋳物を造型したいという要望がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みて成されたものである。本発明の目的は、鋳枠が同じでも形状が非常に異なる鋳型を最小限の鋳物砂で造型することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明における鋳枠付き鋳型の注湯方法は、下鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、下鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ −ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより下鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記下鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き下鋳型を造型する工程と、
上鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、上鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより上鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記上鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き上鋳型を造型する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型を反転したのち、前記鋳枠付き下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を該下鋳枠の開口周端面よりも内側にしたことにより生じた空間の深さより一部を高く構成した注湯用定盤に載置する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型の見切り面と前記鋳枠付き上鋳型の見切り面とを接触して型合せ面が平面状となるように前記鋳枠付き上鋳型を鋳枠付き下鋳型に重ね合わせる工程と、
該重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型を前記注湯用定盤で支えて注湯位置に移動する工程と、
該鋳枠付き上下鋳型に注湯する工程
と含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、上型と下型の鋳型背面の位置を、鋳枠開口周端面よりも鋳枠の内側、即ち中央位置側に近づけたから、砂型に用いる鋳物砂を格段に削減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、上述のように鋳型背面を鋳枠開口周端面よりも内側にすること（以下、場合により「打ち込み」又は「打ち込み鋳型」という）は、上下鋳型である。本発明の参考例としての鋳枠付き鋳型は、下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置だけを、下鋳枠開口周端面よりも内側にする（図１）。
また、本発明の他の参考例としての鋳枠付き鋳型は、上鋳型の鋳型背面の垂直方向位置だけを、上鋳枠開口周端面よりも内側にする（図２）。
本発明にかかわる鋳枠付き鋳型は、前記下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を下鋳枠開口周端面よりも内側にし、かつ、前記上鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を上鋳枠開口周端面よりも内側にする（図３）。
そして、さらに参考例として打ち込みをしていない鋳型は、上下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を鋳枠開口周端面よりも外側にする（図４）。図３に示されるように、本発明にかかわる鋳枠付き鋳型は、上下の両方とも打ち込み鋳型にすることにより最も砂削減には最も効果的である。また、鋳枠に比べて小さな鋳物を造型するときに有利である。
【００１０】
また、本発明の鋳枠付き鋳型の注湯方法における鋳枠付き鋳型の造型工程は、下鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、下鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより下鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記下鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き下鋳型を造型する工程と、上鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、上鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより上鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記上鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き上鋳型を造型する工程とからなる。この造型工程によれば、鋳物砂の鋳枠への投入時に砂こぼれがないのはもちろん、鋳型背面が平面状になるという点で優れている。また、鋳物砂の重量及びコンパクタビィティを考慮すれば鋳型の高さを自由に調整が可能である。
【００１１】
【００１２】
さらに、本発明によれば、前記造型方法に引き続き、前記鋳枠付き下鋳型を反転したのち、前記鋳枠付き下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を該下鋳枠の開口周端面よりも内側にしたことにより生じた空間の深さより一部を高く構成した注湯用定盤に載置する工程と、前記鋳枠付き下鋳型の見切り面と前記鋳枠付き上鋳型の見切り面とを接触して型合せ面が平面状となるように前記鋳枠付き上鋳型を鋳枠付き下鋳型に重ね合わせる工程を行う。
ついで、本発明は、該重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型を前記注湯用定盤で支えて注湯位置に移動する工程と、該鋳枠付き上下鋳型に注湯する工程を行う。
これにより、下鋳型は崩壊することも割れることもない。また、本発明の注湯方法は、注湯用定盤の一部を高くする構成が、予め決められた高さに一体的に製造してもよい。さらに、注湯用定盤の一部を高くする構成が、高さが調整可能に構成してもよい。より具体的には、バネなどの弾性体を用いたり、中間材料を用いたりすることが可能である。中間材料を用いることにより、鋳型背面が必ずしも綺麗な平面でなくても鋳型を支持することが可能である。
【００１３】
更になお、本発明において用いられる鋳物砂は生砂が最適である。鋳型の高さが鋳枠よりも低く、打ち込みになっていると、自硬性砂などに比べて、生砂の鋳型は割れたり壊れやすいという欠点を、本発明の注湯方法により解消できる。
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図１も参照して図面に基づいて詳しく説明する。図３は、本発明の鋳枠付き鋳型の搬送状態の一例を示す概略図である。図１において、注湯用定盤１の上には鋳枠２付きの下鋳型３及び鋳枠４付きの上鋳型５が載置されている。
【００１５】
ここで、注湯用定盤１は、下鋳型３の鋳型背面３ａの垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面２ａの内側にしたことにより生じた空間３Ｒに、注湯用定盤１の一部を高く構成（１Ｈ）して下鋳型３を支えている。そして、この注湯用定盤１の一部を高くする構成は、予め決められた高さに一体的に製造されている。より具体的には、製缶加工や機械加工により製造が可能である。なお、注湯用定盤１に見える凹部１Ａ、１Ａはガス抜き用の溝である。
【００１６】
なお、図示していないが、鋳枠２は内側面が垂直又は見切り面に向かって幅が広くなっている。このため、下鋳枠２の開口周端面２ａは、注湯用定盤１の高い部分よりも広い面積になっている。
【００１７】
また、鋳枠４付きの上鋳型５は、前記上鋳型５の鋳型背面５aの垂直方向位置を、上鋳枠開口周端面４aよりも外側にしてある。
【００１８】
このようにして構成された鋳枠付き鋳型Ｍは、注湯機若しくは手動により注湯される。このとき、下鋳型３の鋳型背面３aの垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面２aよりも内側にしたことにより生じた空間３Ｒには、注湯用定盤１の一部を高く構成しているため、下鋳型３を支える。そして、下鋳型３はさらに、見切り面３ｂを介して上鋳型５の見切り面５ｂと接触し、更に上鋳型５を支えている。これにより、搬送中および注湯中に鋳型Ｍの変形や崩壊がない。
【００１９】
以下、本発明に係る鋳枠付き鋳型の造型装置および造型方法の一例を説明する。図５は、本発明に係る造型方法に用いる造型装置の概略図を示す。造型基盤１０１上の左右両側に枠セットシリンダ１０２、１０２が上向きにして立設されており、該枠セットシリンダ１０２、１０２のピストンロッド１０２A、１０２Ａ先端間には昇降支持フレ−ム１０３が架設されている。
【００２０】
前記枠セットシリンダ１０２、１０２のうちの一方（図５で左側）下位にはパタ−ン交換装置１０４の中心部が水平平面内で回転可能にして支持されており、該パタ−ン交換装置１０４の両端部には、パターンプレート１０５、１０５Ａ（上下パターンプレート）を載置したパタ−ンキャリア１０６、１０６Ａが図示されないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた状態でセットされ、該パターンプレート１０５、１０５Ａを前記造型基盤１０１の中央上部に交互に搬入出させるようにされている。
【００２１】
前記パタ−ンキャリア１０６、１０６Ａにおけるパターンプレート１０５、１０５Ａの四隅外側位置には、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａが上向きにして埋設されていて、その先端には前記パターンプレート１０５、１０５Ａの外周を包囲して上下摺動する枠状の抜型フレ−ム１０８、１０８Ａが連結支持されている。
なお抜型フレ−ム１０８、１０８Ａは、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａの伸長端でパターンプレート１０５、１０５Ａの見切り面から若干上方に突出（図９参照）され、縮引端でパターンプレート１０５、１０５Ａの見切り面とほぼ同一面になるようにされている。
【００２２】
前記昇降支持フレ−ム１０３には砂ホッパ１０９が吊設されており、該砂ホッパ１０９は、上部が砂貯蔵室１１０に、中部から下方に向かって複数の多数孔板（図示せず）を具備した二股の下細り状中空室１１３に、さらに下部が該下細り状中空室１１３の下端に連通したノズル１１４、１１４にそれぞれ構成されている。また前記砂貯蔵室１１０には、上端にスライドゲ−ト１１５により開閉される砂投入口１１６が設けられていると共に上側部に図示されない圧縮エヤ−源に連通された切り替え弁を介して加圧エヤ−（例えば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）を導入する給気管が連通されている（図示せず）。
【００２３】
また前記砂ホッパ１０９には複数の多数孔板（図示せず）にそれぞれ装着されて前記二股の下細り状中空室１１３内に向けて低圧（例えば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）の圧縮エヤ−を噴出する圧縮エヤ−噴出手段（図示せず）が設けられている。さらに前記砂ホッパ１０９の下部には昇降可能な複数個のスクイズフット１２３が装着されている。
【００２４】
また前記スクイズフット１２３及びノズル１１４、１１４の群の外周を上下動可能にして包囲する盛枠１２４（図５参照）が、該盛枠１２４の左右外側位置において下向きにして設けられた盛枠シリンダ１２５、１２５に連結して配設されている。さらに前記盛枠１２４の上部には該盛枠１２４内からの圧縮エヤ−の排気量を制御する排気制御手段（図示せず）が装着されている。そして前記昇降支持フレ−ム１０３における砂ホッパ１０９の左右外側位置には、前記スクイズフット１２３の下方位置まで伸びるフレ−ム１３０、１３０を介して鋳枠１３１の搬入出コンベヤ１３２が吊設されている。
【００２５】
次にこのように構成された造型装置で打ち込み鋳型を造型する作動を詳しく説明する。図５は、砂ホッパ１０９内に鋳物砂Ｓが投入され、スクイズフット１２３全体が下方のパターンプレート１０５Ａの凹凸に相対して凹凸を形成し、かつ搬入出コンベヤ１３２に空の鋳枠１３１が搬入された状態で造型スタ−ト前の状態にある。
なおパタ−ンキャリア１０６はパターン交換装置１０４上に図示されないスプリングにより５ｍｍ程度持ち上げられた状態から、キャリアクランプＫにより引き下げられ造型基盤１０１上にセットされる。また抜型フレ−ム１０８は抜上げシリンダ１０７、１０７によりパターンプレート１０５Ａの見切面から上方に突出された状態にある。
【００２６】
この状態でスライドゲ−ト１１５を作動させて砂投入口１１６を閉じた後、盛枠シリンダ１２５、１２５が伸長作動して盛枠１２４を下降させて鋳枠１３１の上面に押し付け密着させると共に枠セットシリンダ１０２、１０２が縮引作動して鋳枠１３１がパターンプレート１０５Ａの外周で上方に突出されている抜型フレ−ム１０８Ａ上に押し付けられて、造型基盤１０１上に圧着する。
【００２７】
この際パターンプレート１０５、抜型フレ−ム１０８、鋳枠１３１、盛枠１２４、砂ホッパ１０９、スクイズフット１２３で画成する鋳型造型空間は、スクイズフット１２３がパターンプレート１０５の凹凸に相対する凹凸形状に形成された状態になる。打ち込み鋳型を造型するため、盛枠１２４の下端よりも下方に、砂ホッパ１０９の底面を位置させる（図６）。
【００２８】
次に圧縮エヤ−噴出手段により、複数の多数孔板から前記二股の下細り状中空室１１３内にそれぞれ適宜低圧の圧縮エヤ−を噴出させて前記二股の下細り状中空室１１３内の鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレ−ションをさせながら加圧エヤ−を砂ホッパ１０９に供給して鋳物砂Ｓをエヤ−により鋳型造型空間にノズル１１４、１１４を介してエヤレ−ション充填する（図７）。この際、エヤレ−ション充填時のエヤ−は、ベントホ−ル１２９、１２９又は／及びパターンプレート１０５Ａの図示されないベントホ−ルから排気される。
【００２９】
なお、この際、図示されない排気制御手段により中空室１２７を任意のタイミングで適宜開閉し盛枠１２４内からのエヤ−の排気量を制御する。これにより前記鋳型造型空間におけるパターンプレート１０５Ａの複雑形状部の鋳物砂Ｓの充填密度を部分的に調整することができる。この結果、鋳物砂Ｓは前記鋳型造型空間の隅々にまで所要状態に適確に充填されることとなる。
【００３０】
次に枠セットシリンダ１０２、１０２がさらに縮引作動して盛枠シリンダ１２５、１２５を縮引させながら昇降支持フレ−ム１０３及びこれに支持されている部材を下降させてゆき、スクイズフット１２３下面全体が平坦になるまで鋳物砂Ｓの一次スクイズをすると共にスライドゲ−ト１１５を逆作動させて砂投入口１１６を開放する。
【００３１】
次に抜上げシリンダ１０７、１０７の作動流体をリリーフする状態に切り替えると共に枠セットシリンダ１０２、１０２が一次スクイズより高い圧力で縮引作動をすることにより、鋳枠１３１、盛枠１２４、スクイズフット１２３等が一体となって下降し鋳物砂Ｓ全体を二次スクイズする。
すなわち、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、鋳枠より打ち込み鋳型を造型する（図８）。
【００３２】
次に図９において、抜上げシリンダ１０７、１０７Ａを伸長作動させて鋳枠１３１を抜型フレ−ム１０８、１０８Ａを介して盛枠１２４に押し付けながら枠セットシリンダ１０２、１０２が逆作動して抜型をする。この際盛枠シリンダ１２５、１２５は鋳枠１３１及びスクイズフット１２３等と一体となって上昇される。
【００３３】
その後、鋳型を造型した鋳枠１３１は抜上げシリンダ１０７、１０７により抜型フレ−ム１０８を介して抜き上げ支持される一方、盛枠１２４及びスクイズフット１２３等は一体となって上昇されてゆく、途中において鋳型を造型した鋳枠１３１は搬入出コンベヤ１３２により掬い上げられてパターンプレート１０５Ａから完全に分離される（図９）。同時に鋳物砂Ｓが砂ホッパ１０９内に補給される。
【００３４】
次に鋳型を造型した鋳枠１３１が搬入出コンベヤ１３２を介して搬出され、空の鋳枠１３１が搬入されると共にパタ−ン交換装置１０４が図示されないアクチュエ−タにより作動してパターンプレート１０５とパターンプレート１０５Ａとを入れ替えられる（図１０）。さらにスクイズフット１２３が作動されてパターンプレート１０５の凹凸に相対した凹凸に形成され上記の作動を繰り返し行う。
【００３５】
このようにして造型された鋳枠付き上鋳型及び下鋳型は、型合せ面が平面状となるように重ね合わせられる（図１）。重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型は搬送されて注湯位置に移動する。
【００３６】
注湯位置では、移動前に前記下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を、下鋳枠開口周端面よりも高くしたことにより生じた空間に、注湯用定盤の一部を高く構成して下鋳型を支えて上下鋳型を注湯用定盤に載置してあるため、必要に応じて湯口カップなどを配置し、このまま注湯する。
【００３７】
【００３８】
また、注湯用定盤の一部をバネなどを用いて高さを調整してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明は、小さい鋳物に合わせて鋳枠を用いて背の低い鋳型（打ち込み鋳型）を造型することにより鋳物砂を削減できる。そして、本発明は、下鋳型を一部を高く構成した注湯用定盤で支えて搬送し注湯することにより、搬送中および注湯中に鋳型の変形や崩壊がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図２】本発明の他の参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図３】本発明にかかわる枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図４】本発明のさらに参考例としての枠付き鋳型の搬送状態を示す概略図である。
【図５】本発明の注湯方法を実現する造型装置のスタート前の状態の概略図である。
【図６】本発明の注湯方法を実現する造型装置の造型空間を画成させた状態の概略図である。
【図７】本発明の注湯方法を実現する造型装置の砂充填した状態の概略図である。
【図８】本発明の注湯方法を実現する造型装置の圧縮が終了した状態の概略図である。
【図９】本発明の注湯方法を実現する造型装置の抜型した状態の概略図である。
【図１０】本発明の注湯方法を実現する造型装置の次の鋳型を造型する前の状態の概略図である。
【符号の説明】
１ 注湯用定盤
２ 下鋳枠
２a 下鋳枠開口周端面
３ 下鋳型
３a 下鋳型背面
４ 上鋳枠
４a 上鋳枠開口周端面
５ 上鋳型
５ａ 上鋳型背面
１０５ パターンプレート
１０６ 抜型フレ−ム
１３１ 鋳枠
１２４ 盛枠
１０９ 砂ホッパ
１２３ スクイズフット
Claims (1)
- 下鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、下鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより下鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記下鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き下鋳型を造型する工程と、
上鋳型用パターンプレート、レベリングフレーム、上鋳枠、砂ホッパ下面及びパターン形状に合わせて出し入れしたスクイズフットからなる造型空間に、砂吹き込みノズルから鋳物砂をエアレ−ションにて充填する工程と、枠セットシリンダの縮引及びレベリングフレームの下降により鋳物砂を圧縮すると同時にスクイズフットを縮引することにより上鋳枠内に砂ホッパが進入する工程と、により鋳型背面が平面状で、かつ、該鋳型背面の垂直方向位置を前記上鋳枠の開口周端面よりも内側にした鋳枠付き上鋳型を造型する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型を反転したのち、前記鋳枠付き下鋳型の鋳型背面の垂直方向位置を該下鋳枠の開口周端面よりも内側にしたことにより生じた空間の深さより一部を高く構成した注湯用定盤に載置する工程と、
前記鋳枠付き下鋳型の見切り面と前記鋳枠付き上鋳型の見切り面とを接触して型合せ面が平面状となるように前記鋳枠付き上鋳型を鋳枠付き下鋳型に重ね合わせる工程と、
該重ね合わせた鋳枠付き上下鋳型を前記注湯用定盤で支えて注湯位置に移動する工程と、
該鋳枠付き上下鋳型に注湯する工程
と含むことを特徴とする鋳枠付き鋳型の注湯方法。
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