WO2005068107A1 - 造型機のための鋳枠及びそれを用いた造型方法 - Google Patents

Abstract

　内側に鋳物砂を保持するための鋳枠であって、鋳型の変形や型ずれを防止する鋳枠を開示する。上部鋳枠１０４と下部鋳枠１０５との各々は、鋳型が造型される開口を規定し、且つこの開口内へ鋳物砂を供給する少なくとも１つの供給口１０１を有する本体を含む。この本体には、その開口を挟んで対向し、各々が貫通孔を有する１対のフランジ１０２が外側へ延出している。枠部材には、鋳枠の外部のアクチュエータからの力が鋳枠へ伝わるように、そのアクチュエータと係合可能な係合部材を設けてある。模型定盤１０７を挟んで対向する上部鋳枠１０４と下部鋳枠１０５とは、それらの貫通孔に一対の連結棹１０６を嵌め込むことにより一体的に連結されて、鋳枠ユニットを形成する。

Description

造型機のための铸枠及びそれを用いた造型方法

技術分野

[0001] 本発明は、铸物砂によって铸型を造型する造型機における铸枠及びそれを用いた 铸型造型方法に関する。

[0002] 背景技術

例えば出願人に譲渡された特開平 7— 16705号公報（1993年 7月 2日出願）に記 載されたように、抜枠造型機は公知である。このような造型機には、上部铸枠と下部 铸枠との 1対の铸枠力 造型済み铸型を抜型した後に、必要に応じて铸型の側面に きせ枠を被せて注湯する抜枠造型方法が適用される。

[0003] 同公報に記載されるように、従来の造型機の铸枠にお!ヽては、上部铸枠と下部铸 枠とが片持ち支持されており、各々の一方の側面側のみにより結合可能とされている 。このため、上部铸枠と下部铸枠との間には、それらを重ね合わせた時点では铸枠 を結合する側の反対側で隙間を生じ、抜型時には铸枠結合側で隙間を生じてしまう 。その結果、铸型面が铸枠合わせ面と平行にならないため、型ずれが発生する。これ は铸型抜型時に铸型が模型に対して垂直に抜型されないので型落ちするなどの不 具合を生じ易くさせる。

[0004] また铸型を内在する上部铸枠と下部铸枠とは、特に铸型合わせ装置によって重ね 合せているが、実際には精度高く重ね合わせるのが困難である。

[0005] 発明の概要

従って本発明は、型ずれや型落ちを抑制する铸枠及びそれを用いた铸型造型方 法を提供することを目的とする。

[0006] 本発明は铸物砂を保持するための铸枠を提供し、この铸枠は、

铸型が造型される開口を規定すると共に、この開口内へ铸物砂を供給する少なくと も 1つの供給口を有する本体と、

一つの铸枠を他の铸枠へ一体的に連結して相互に近接及び離隔可能に支持する ように適合された複数の連結棹に対して、この铸枠を装着するように本体に設けられ た装着部材とを備える。 [0007] 本発明によれば、 1対の铸枠は単体の铸枠ユニットを形成する。その一方の铸枠と 他方の铸枠とは互 ヽに同一の形状を有してもよぐ異なる形状を有してもょ 、。

[0008] 本発明の铸枠カゝらなる铸枠ユニットは、模型定盤が上面と下面との両面に模型を持 つならば、無枠式造型機で用いてもよい。

[0009] 従って本発明は、上述の铸枠ユニットを用いて無枠式造型機で铸型を造型する方 法も提供する。この方法は、

铸枠ユニットを形成する 1対の铸枠の開口に 1対の圧縮部材をそれぞれ挿入するこ とにより、 1対の造型空間を画成する造型空間画成段階と、

この 1対の造型空間内に供給口を通じて铸物砂を充填する充填段階と、 充填された铸物砂を前記圧縮部材により圧縮して 2個の半割铸型を造型する圧縮 段階とを含む。

[0010] 好ましくは、造型空間規定段階がなされる位置と充填段階がなされる位置との間で 铸枠ユニットを移動させる移動段階を含む。この場合、圧縮段階は、铸枠ユニットが 移動する経路においてなすことができる。更に、圧縮段階の後に、铸枠ユニット内の 1対の半割铸型を、中子を収める位置へ移動させることができる。

[0011] 本発明の造型方法が適用される無枠式造型機は、造型空間規定段階がなされる 位置と充填段階がなされる位置との間で铸枠ユニットを移動させる回転フレームと、 1 対の圧縮部材をそれぞれ駆動させる 1対の駆動手段とを含むことが好ましい。この場 合、駆動手段は、回転フレームと一体的に移動させるようにしてもよいが、固定位置 においてもよい。後者の場合は回転フレームの剛性を最小にできる。或いは、 1対の 駆動手段の一方は回転フレームと一体的に移動し、他方は固定位置においてもよい 。この場合は回転フレームの剛性を小さくすることができる。

[0012] 造型空間画成段階は、 1対の造型空間を同時に画成してもよい。これは上部铸型と 下部铸型との高さが同じである場合に適する。

[0013] 造型空間画成段階は、 1対の造型空間をそれぞれ別のタイミングで画成してもよい

。これは上部铸型と下部铸型との高さが異なる場合に適する。

[0014] 造型空間画成段階は、充填段階に先立って完了させてもよい。これにより造型速度 を速めることができる。 [0015] 例えば、造型空間画成段階が一回のみでは充填が不充分になる場合には、充填 段階において更なる造型空間画成段階を少なくとも一回なしてもよい。これにより、充 填の改善を図ることができる。

[0016] 更に本発明は、上述の铸枠ユニットを用いて枠付造型機により铸型を造型する方 法も提供する。この方法は、

铸型造型機において上部及び下部铸枠ユニットによって模型定盤を挟持すると共 に上部及び下部铸枠における模型定盤が無 、それぞれの開口部に上部及び下部 圧縮部材をそれぞれ挿入して上下二つの造型空間を画成する段階と、

上部及び下部铸枠並びに模型定盤を垂直状態にし、且つ砂供給口を上方に移動 させる段階と、

砂供給口から造型空間の各々に铸物砂を充填する段階と、

上部铸枠及び模型定盤を水平状態に戻しながら上部及び下部圧縮部材を更に挿 入させて、造型空間内の铸物砂をそれぞれ圧縮する段階と、

模型定盤を前記上部及び下部铸枠から分離して铸型造型機から搬出する段階と、 上部及び下部铸枠を重ね合せて製品キヤビティを画成する段階と、

製品キヤビティに注湯する注湯手段へ上部及び下部铸枠ユニットを移送し、この注 湯後の上部及び下部铸枠ユニットを、その铸型ばらしをなす铸型ばらし手段へ移送 して铸型ばらしをなす段階と、

铸型をばらした上部及び下部铸枠ユニットを枠付造型機へ回送する段階とを含む

[0017] 本発明の各実施形態において好ましい铸物砂は、ベンナイトを粘結剤とする生型 砂である。

[0018] 本発明の上述及び他の目的と特徴は、添付図面を参照して説明する以下の好適 実施形態により一層明らかになろう。

実施形態の詳細な説明

[0019] 図 1は本発明に係る铸枠 Fを示す。図にお ヽては 2つの铸枠 Fを重ね合わせて示し ており、係合部材 2aは上側の铸枠 Fに、係合部材 3aは下側の铸枠 Fに設けられてい る。他の構成にっ 、ては上側の铸枠と下側の铸枠とで同様である。 [0020] 铸枠 Fは、開口を規定する周壁部 (本体)を有し、その一辺には開口内へ铸物砂を 充填するための少なくとも 1つの砂供給口 101を設けてある。铸枠 Fの周壁部の対向 する 1対の側壁の外面には、フランジ (装着部材） 102が設けられている。 1対のフラ ンジ 102の各々には一つの貫通孔 103が穿孔されており、铸枠 Fの開口を挟んで 1 対の貫通孔 103が対向して!/、る。

[0021] フランジ 102は铸枠 Fの本体と一体的に铸造成型してもよぐ或いは本体とは別個 に製作して、この本体に対して機械的に取り付け可能な構造としてもよい。例えば既 存の铸枠を本体として用い、この本体に対してフランジ 102を取り付けても本発明の 铸枠 Fを構成することができる。この場合、铸枠 Fの係合部材 2a, 3aはフランジ 102と 一体成型することが好ましい。係合部材 2a, 3aの機能については後述する。

[0022] 図 2及び図 3に示すように、铸枠ユニットは、それぞれ本発明の铸枠 Fと同様な構成 である上部铸枠 104及び下部铸枠 105を含む。但し、上部铸枠 104と下部铸枠 105 とは必ずしも同一形状とする必要はなぐ互いに異なる形状としてもよい。上部铸枠 1 04及び下部铸枠 105の各々の貫通孔 103には、上部铸枠 104と下部铸枠 105とを 一体的に結合するための連結棹 106が摺動可能に嵌合されている。実際の造型時 には、上部铸枠 104及び下部铸枠 105は連結棹 106に案内されて昇降し、上部铸 枠 104と下部铸枠 105との間にマッチプレート 107を挟持して造型準備がなされる。

[0023] 本発明による铸枠ひ ヽては铸枠ユニットは、铸型造型後に抜枠をなす無枠式造型 機 (抜枠造型機）にも適用でき、枠付造型機、即ち铸型造型後に抜枠をなさずに铸 枠内に铸型を残したまま铸造ラインへ送り出す造型機にも適用可能である。

[0024] 図 4、図 5及び図 6は、図 2及び図 3に示す铸枠ユニットが適用される無枠式造型機 の一例を示す。無枠式造型機においては、直方体状の機台 1の内部空間に造型空 間画成ステーション P、砂入れステーション S、中子入れ'抜型ステーション Wが集約 されている。铸枠ユニットは、これら各ステーションに移動可能とされており、造型機 の所定位置に機械的に恒常的に固定されるものではない。

[0025] 造型空間画成ステーション Pには、側壁に砂供給口をそれぞれ有する二対の上部 及び下部铸枠 2, 3が配置されている。この造型空間画成ステーション Pは、二対の上 部及び下部铸枠 2, 3のうちの 1対における上部铸枠 2と下部铸枠 3との間にマッチプ レート 5を入出可能に配設する搬入機構 4と、スクイーズ機構 9とを備えている。上部 铸枠 2、下部铸枠 3、及びマッチプレート 5は、上述の上部铸枠 104、下部铸枠 105、 及びマッチプレート 107と同様であり、铸枠ユニットを形成している。

[0026] スクイーズ機構 9には、 1対の上部铸枠 2と下部铸枠 3との間にマッチプレート 5が挟 持された状態で、上部铸枠 2及び下部铸枠 3におけるマッチプレート 5が位置する側 の反対側の各開口に対して、上部スクイーズプレート 6及び下部スクイーズプレート 7 をそれぞれ挿抜可能に設けてある。またスクイーズ機構 9は、機台 1に設けた支持軸 8を中心として垂直面内で正逆回動可能に支持されている。その回動範囲は、マッチ プレート 5を挟持した 1対の上部铸枠 2及び下部铸枠 3が垂直姿勢になる位置と、水 平姿勢になる位置との間である。造型空間画成ステーション Pには、スクイーズ機構 9 を正逆回転駆動させるための横向きのシリンダ 10も備えてある。

[0027] 砂入れステーション Sは、シリンダ 10の伸長作動により垂直状態にある 1対の上部 及び下部铸枠 2, 3に対して砂供給口から铸物砂を充填する砂充填機構 11を有する

[0028] 中子入れ ·抜型ステーション Wは、重ね合わせられて水平状態にあり、上下の半割 铸型を内在する 1対の上及び下部铸枠 2, 3から上下の半割铸型を抜き出す铸型抜 出し機構 12と、 1対の上部及び下部铸枠 2, 3が水平状態にあるスクイーズ機構 9と 铸型抜出し機構 12との間を、 1対ずつ上下に連なって水平に並ぶ水平状態の二対 の上部及び下部铸枠 2, 3を交互に間欠的に旋回させ、且つ上部铸枠 2を係止して 昇降可能な铸枠旋回機構 13とを備えている。

[0029] 二対の上部及び下部铸枠 2, 3の各対は、図 4に示すように、上部铸枠 2の前後外 側面に摺動自在に垂設した 1対の連結棹 14の間に下部铸枠 4を摺動自在に架装し 、更に下部铸枠 4を 1対の連結棹 14の下端位置で係止するようになっており、造型時 に搬入されるマッチプレートと共に铸枠ユニットを構成する。

[0030] 上述の係合部材 2a, 3aは、例えば上部铸枠 2の両側面の中央部（2a)と、スクイ一 ズ機構 9側に位置しているときの下部铸枠 3の両側面の一端 (3a)とにそれぞれ設け られており、铸枠旋回機構 13に保持可能とされている。図示の例では、この係合部 材 2a, 3aは孔を有する凸部であり、例えば、その孔に揷通されたピン（図示せず)を 介して铸枠旋回機構 13の後述する上部及び下部係止部材 37, 39に連結される。係 合部材 2a及び 3aは上部及び下部係止部材 37及び 39に連結可能又は着脱可能で あれば、その形状は任意であるので、凸部に代えて例えば凹部としてもよい。また係 合部材 2a, 3aはフランジ 102 (図 1)に設けてもよいが、铸枠の本体に設けてもよい。

[0031] マッチプレート 5の搬送機構 4は、図 4に示すように、スクイーズ機構 9の支持軸 8に 環装したリング部材 15と、砂充填機構 11に枢支し且つピストンロッドの先端をリング 部材 15の一部に回動自在に連接したシリンダ 16と、基端がリング部材 15に固着した 片持ち構造の 1対のアーム 17とからなる。シリンダ 16の伸縮作動により 1対のアーム 17が上下方向に回動して、スクイーズ機構 9における水平状態の上部铸枠 2と下部 铸枠 3との間にマッチプレート 5を搬入及び搬出させる。

[0032] スクイーズ機構 9においては、図 4に示すように、機台 1の上部の中央に装着した支 持軸 8に回転フレーム 18が中心付近にて垂直面内で正逆回転自在に枢支して設け てあり、この回転フレーム 18の右側面には上下方向へ延びる 1対の案内ロッド 19が 前後方向へ所要の間隔をおいて装着してある。この 1対の案内ロッド 19の間におい て、その上部には逆 L字状の上部昇降フレーム 20が、下部には L字状の下部昇降フ レーム 21が、それぞれ一体的に設けたホルダーを介して摺動自在に架装してある。 これら上部及び下部昇降フレーム 20及び 21は、回転フレーム 18に装着した上向き シリンダ 22及び下向きシリンダ 23の伸縮作動により相互に接近及び離反する。

[0033] 上部昇降フレーム 20には上部スクイーズプレート 6を進退させる複数のシリンダ 24 力 下部昇降フレーム 21には下部スクイーズプレート 7を進退させる複数のシリンダ 2 5がそれぞれ装着してある。上部及び下部昇降フレーム 20及び 21の各々の水平状 上面は、上部及び下部铸枠 2及び 3をそれぞれ押圧可能な大きさを有して 、る。

[0034] 本実施形態にぉ 、ては、スクイーズプレート (圧縮部材) 6, 7を駆動させるシリンダ ( 駆動手段）は、回転フレーム 18と一体的に移動させるようにしてある。これに代えて、 シリンダは固定位置においてもよぐスクイーズプレート 6, 7の何れか一方のためのシ リンダを回転フレーム 18と一体的に移動させ、他方を固定位置においてもよい。

[0035] 機台 1の天井部に（図示では左寄り位置で)装着された砂充填機構 11は、 2個のェ アレーシヨンタンク 27を有し、上部铸枠 2と下部铸枠 3とにそれぞれ独立に铸物砂を 低圧の圧縮空気で浮遊又は流動化させながら充填 (エアレーシヨン充填)する。

[0036] 尚、低圧圧縮空気を用いて铸物砂を浮遊又は流動化させるエアレーシヨン充填は 、例えば本願の出願人に譲渡された米国特許 U. S6, 749, 003B2号に記載されて いる。低圧圧縮空気の圧力の大きさは、 0. 05Mpa乃至 0. 18Mpaの範囲が好ましい ことも判明している。但し、本発明に適用される充填法はエアレーシヨン充填に限定さ れるものではない。例えば、より高圧の圧縮空気を用いるブロー充填を適用してもよく 、それに減圧を併用してもよい。

[0037] 铸型抜出し機構 12においては、上下に重なった水平状態の上部及び下部铸枠 2 , 3内に進入可能な抜出し板 28が、機台 1の天井部に装着した下向きシリンダ 29の ピストンロッドの下端に固着され、このシリンダ 29の伸縮作動により抜出し板 28が昇 降するようにしてある。抜出し板 28の直下には、上部及び下部铸枠 2, 3から抜き出さ れた上下の半割铸型を受ける铸型受けテーブル 30が配設してある。この铸型受けテ 一ブル 30はシリンダ 31の伸縮作動により伸縮するパンタグラフ 32によって昇降する（ 図 5参照)。

[0038] 铸枠旋回機構 13においては、高さ方向に沿って延伸する回転シャフト 33が水平回 転自在に機台 1に装着してある。この回転シャフト 33の上端は、機台 1の天井に装着 したモータ 34の出力軸に連結してあり、このモータ 34の駆動により回転シャフト 33が 180度正逆回動するようにしてある。

[0039] ここで回転シャフト 33の回動範囲の 180度とは、造型した铸型をその造型位置から 铸枠旋回機構 13により铸型抜出し機構 12へ移動させるための回動角度範囲の一例 である。この回動角度範囲は、铸型抜出し機構 12の設置位置に応じて定まるのであ る力ら、 180度に限定されるものではない。所望の回動位置に合わせて铸型抜出し 機構を設置してもよい。

[0040] 回転シャフト 33の上部には支持部材 35が装着してある。この支持部材 35には、下 方へ延出して前後方向へ所要の間隔をもって対をなす二対の案内ロッド 36が垂設し てあり、これら二対の案内ロッド 36は回転シャフト 33を中心として対向している。案内 ロッド 36の各対には、上部铸枠 2の係合部材 2aを係止可能な上部係止部材 37が上 下方向に摺動自在に架装してある。この上部係止部材 37には、回転シャフト 33に装 着した上向きシリンダ 38のピストンロットの先端が固着してあり、シリンダ 38の伸縮作 動によって上部係止部材 37が昇降するようにされている。一方、二対の案内ロッド 36 の下端には、 2個の下部铸枠 3の係合部材 3aを係止可能な下部係止部材 39が固着 してある。

[0041] 铸型排出装置 40は、上部及び下部铸枠 2, 3内から抜き出された上下の半割铸型 を铸型受けテーブル 30上カゝら押し出す機能を有している。

[0042] 本発明の铸型造型方法によれば、先ず铸枠ユニットの開口部に 1対の圧縮部材（ 図 4の造型機においてはスクイーズプレート 6, 7)を挿入して 1対の铸型造型空間を 画成する。この造型空間に铸物砂を充填する。その後、圧縮部材により铸物砂を圧 縮して 2個の半割铸型を造型する（図 8)。

[0043] 本発明の铸型造型方法においては、造型空間を完成する位置と、この造型空間に 铸物砂を充填する位置との間で铸枠ユニットを移動させてもよい。この場合、铸枠ュ ニットが移動する経路において、造型空間に充填された铸物砂を圧縮することができ る（図 9)。

[0044] 図 9に示す方法について、上述した铸枠ユニット及び無枠式造型機を用いて、図 4 で示す状態力 铸枠無しの上下の半割铸型を造型する場合を例として更に詳しく説 明する。

[0045] 先ず造型空間画成ステーション Pにおいて、搬送機構 4のシリンダ 16を伸長作動さ せて 1対のアーム 17によりマッチプレート 5を水平状態の 1対の上部铸枠 2と下部铸 枠 3との間に搬入する。

[0046] 次いで、スクイーズ機構 9の上向きシリンダ 22及び下向きシリンダ 23を収縮作動さ せて上部及び下部昇降フレーム 20, 21を介して上部及び下部铸枠 2, 3を相互に接 近させる。このとき、上部铸枠 2と下部铸枠 3とは、マッチプレート 5と共に連結棹 14に より一体的に結合された铸枠ユニットを構成して 、る。

[0047] その後、上部及び下部铸枠 2, 3によってマッチプレート 5を挟持しながら、スクイ一 ズ機構 10の複数のシリンダ 24, 25の各々を所要長さだけ伸長作動させる。そして上 部スクイーズプレート 6及び下部スクイーズプレート 7をそれぞれ上部铸枠 2及び下部 铸枠 3内に所要長さだけ挿入して、上下に 2つの造型空間を画成しながら、シリンダ 1 0を伸長作動させる。更に、スクイーズ機構 9を支持軸 8を中心に時計方向へ回動さ せて、 1対の上部及び下部铸枠 2, 3並びにマッチプレート 5を垂直状態にすると共に 、砂供給口を上方へ移動させる（図 4参照)。

[0048] 上下の 1対の造型空間の画成は、例えば上部铸型と下部铸型との高さが同じであ るならば、 1対の造型空間を同時に画成してもよいであろう。或いは、例えば上部铸 型と下部铸型との高さが異なる場合には、 1対の造型空間をそれぞれ別のタイミング で画成してもよい。

[0049] 次 、で、砂入れステーション Sでは、適宜な充填法、例えば低圧（大気圧より低!、圧 力）の圧縮空気を用いるエアレーシヨン充填法により、砂充填機構 11により砂供給口 から上下 2つの造型空間へ铸物砂を充填する。

[0050] 続いて、造型空間画成ステーション Pにおいて、 1対をなす上部及び下部铸枠 2, 3 並びにマッチプレート 5を水平状態へ復帰させながら、上部及び下部铸枠 2及び 3内 にそれぞれ浸入している上部及び下部スクイーズプレート 6, 7を更に浸入させて、上 下 2つの造型空間内の铸物砂をそれぞれスクイーズする。次いで、上向きシリンダ 22 及び下向きシリンダ 23を伸長作動させて、上部昇降フレーム 20と下部昇降フレーム 21とを相互に離反させる。

[0051] 造型空間の画成が一回のみでは铸物砂の充填が不充分になる場合には、その改 善を図るために、この铸物砂を充填する段階にぉ 、て更なる造型空間画成を少なく とも一回なしてもよい。勿論、造型速度を速めるためには、造型空間の画成は、铸物 砂の充填に先立って完了させておくことが望ましい。

[0052] 次いで、中子入れ及び抜型ステーション Wでは、铸枠旋回機構 13のシリンダ 38を 伸長作動させて、铸物砂をスクイーズしてなる半割铸型を内在した上部铸枠 2を上部 係止部材 37により吊り上げてマッチプレート 5から分離する。一方、下部铸枠 3は铸 枠旋回機構 13の下部係止部材 39上に載置する。続いて、シリンダ 16を収縮作動さ せて、 1対のアーム 17によりマッチプレート 5を上部铸枠 2と下部铸枠 3との間から搬 出する。

[0053] 次いで、铸枠旋回機構 13のモータ 34の駆動により回転シャフト 33を所要角度範囲 に亘つて回動させることにより、铸型を内在する上部及び下部铸枠 2, 3を铸型抜出し 機構 12まで旋回移動させる。続いて、必要に応じて铸型に中子を設定した後、シリン ダ 38の収縮作動により铸型を内在する上部铸枠 2を上部係止部材 37を介して下降 させ、下部铸枠 3に重ね合せる。

[0054] 次いで、铸型抜出し機構 12のシリンダ 31の伸長作動により铸型受けテーブル 42を 上昇させて、これに下部铸枠 2を載置させる。一方、シリンダ 41の伸長動作により铸 型受けテーブル 30上に半割铸型を内在する上部及び下部铸枠 2, 3を載置する。続 いて、铸型抜出し機構 12のシリンダ 29を伸長作動させて抜出し板 28を上部铸枠 2 の半割铸型上に当接させる。その後、シリンダ 41を収縮作動させて抜出し板 28及び 铸型受けテーブル 30を相互に連動させながら下降させて、上部及び下部铸枠 2, 3 力も半割铸型を抜き出す。続いて、シリンダ 31を収縮作動して铸型排出レベルまで 下降させ、伸縮铸型排出装置 40によって铸型受けテーブル 30上の上下の半割铸 型を押し出す。

[0055] 尚、上述した工程において、造型した半割铸型に必要に応じて中子を嵌め込むこ とが望まれることもあろう。この場合には、半割铸型を内在する上部及び下部铸枠 2, 3を铸型抜出し機構 12へ旋回移動するまでに、先行して造型した半割铸型に中子を 嵌め込んだ後、上述と同様にして、半割铸型を内在する 1対の上部及び下部铸枠 2 , 3を重ね合せ、半割铸型を押し出す。

[0056] 本実施形態においては、上部及び下部铸枠は 2対を用いたが、 1対のみを用いて もよい。 1対の上部及び下部铸枠を用いる場合でも、铸型造型空間に砂を充填する 位置と铸型造型を完成する位置の移動経路において、上部铸枠用の第 1スクイーズ プレート（上部スクイーズプレート）と下部铸枠用の第 2スクイーズプレート（下部スクイ ーズプレート）を各々の铸枠に対して独立して近接離反できる。これにより铸物砂の 圧縮が可能であるので、造型に要する時間を短縮できる。また、この移動経路中にお いて上部铸枠用の第 1スクイーズプレートと下部铸枠用の第 2スクイーズプレートとを 各々の铸枠カも抜き出すこともできる。これによれば、造型に要する時間を更に短縮 できるので、中子を嵌め込むための作業時間も充分に確保できる。

[0057] また、マッチプレート 5, 107は、両面に模型を有する模型定盤であれば、その製造 方法は任意である。例えば、一面のみに模型盤を有する上枠用の模型定盤と、一面 のみに模型盤を有する下型用の模型定盤との背面同志を対向させて組み合わせた マッチプレートを製造若しくは再利用してもよ 、。

[0058] 次に、本発明を枠付造型機に適用した実施形態について説明する。図 10に概略 的に示すように、枠付造型機に基づく铸物铸造ラインは、枠付造型機 51、注湯ライン 52、铸型ばらし装置 53及び铸枠回送装置 54からなる。枠付造型機 51は铸枠付き 上部及び下部铸型を造型する。次いで注湯ライン 52は、造型後の上部及び下部铸 型の製品キヤビティ内に注湯する。铸型ばらし装置 53は、注湯後の上部及び下部铸 枠力も铸型を押し出す。铸枠回送装置 54は、後述の上部及び下部铸枠ユニット 46 ( 図 11及び 12)を铸型ばらし装置 53から造型機 51へ回送する。

[0059] 図 11乃至図 14に示すように、造型機 51は、内部に空間を形成した直方体状の機 台 1を含む。その内部空間には、側壁に砂供給口をそれぞれ有する上部铸枠 2と下 部铸枠 3とを相互に接近及び離隔自在に連結した複数組の上部及び下部铸枠ュ二 ット 46が収容されている。これら上部铸枠 2、下部铸枠 3及び上部及び下部铸枠ュ二 ット 46は、上述の実施形態における上部铸枠、下部铸枠及び铸枠ユニットと同様で ある。複数組の上部及び下部铸枠ユニット 46のうちの 1組のユニット 46の上部铸枠 2 と下部铸枠 3との間には、移送機構 4aによって搬入及び搬出可能に配設された模型 定盤、例えば上下両面が模型を有するマッチプレート 5が配置されている。但し、模 型定盤 5は、マッチプレートに限定されるものではぐ上面又は下面の何れか一方に 模型を有するものでもよい。

[0060] 機台 1の内部空間に収容されたスクイーズ機構 9は、上部铸枠 2と下部铸枠 3とによ りマッチプレート 5を鋏持し、上部铸枠 2及び下部铸枠 3におけるマッチプレート 5とは 反対側の各々の開口部に対して進入及び退出可能な上部スクイーズプレート 6及び 下部スクイーズプレート 7を含む。また上述の実施形態と同様にスクイーズ機構 9は、 機台 1に設けた支持軸 8を含むと共に、マッチプレート 5を挟持した上下の铸枠 2, 3 をこれらが垂直状態になる位置と水平状態になる位置との間で支持軸 8を中心に垂 直面内で正逆回転可能に支持して 、る。

[0061] 機台 1の内部空間には、上述の実施形態と同様に、スクイーズ機構 9を正逆回転さ せる回転駆動機構としての横向きのシリンダ 10と、このシリンダ 10の伸長作動によつ て垂直状態にある 1対の上下の铸枠 2, 3に対して上述の砂供給ロカ 铸物砂を吹き 込む砂充填機構 11、水平状態の 2組の上部及び下部铸枠ユニット 46を交互に間欠 的に旋回させ且つ上部铸枠 2を係止して昇降させる铸枠旋回機構 13も収容されて いる。

[0062] この铸枠旋回機構 13の右側に隣接して配置してあるのは、上述の実施形態の铸 型抜出し機構 12に代えて、上部及び下部铸枠ユニット 46を移送させる铸枠ユニット 移送装置 12aである。铸枠旋回機構 13の基本的構成は上述の実施形態と同様であ る力 その旋回範囲は 1対の上下の铸枠 2, 3が水平状態にあるスクイーズ機構 9と 铸枠ユニット移送装置 12aとの間である。

[0063] 図 12に示すように、複数^ &の上部及び下部铸枠ユニット 46の各々の上部铸枠 2及 び下部铸枠 3においては、上部铸枠 2の前後両外側面に垂設した 1対の連結棹 14 の間に下部铸枠 3を摺動自在に装架し、更に下部铸枠 3が 1対の連結棹 14の下端 位置で係止するようにしてある。上部铸枠 2の両側面の中央部と、下部铸枠 3がスクイ ーズ機構 9側に位置するときにおける下部铸枠 3の両側面の一端には、それぞれ係 合部材（図 12には示さないが、図 1の 2a及び 3aと同様であり、例えば孔を有する凸 部である）を設けてある。

[0064] 図 11を参照すると、マッチプレート 5の移送機構 4は、スクイーズ機構 9の支持軸 8 に環装したリング部材 15と、このリング部材 15にピストンロッドの先端を回動自在に連 接したシリンダ（図 11には図示しないが、無枠式造型機の実施形態のシリンダ 16と 同様である）の伸縮作動により左右方向へ回動する片持ち構造の 1対のアーム 17と 、マッチプレート 5を載置して左右方向へ往復動自在な吊下げ型の台車 45とからな る。

[0065] スクイーズ機構 9においては、機台 1の上部の中央に装着した支持軸 8に回転フレ ーム 18が中心付近にて垂直面内で正逆回転自在に枢支して設けられ、この回転フ レーム 18の右側面には上下方向へ延出する 1対の案内ロッド 19が前後方向へ所要 の間隔をおいて装着してある。この 1対の案内ロッド 19の間において、その上部には 逆 L字状の上昇降フレーム 20が、その下部には L字状の下昇降フレーム 21が、一体 的に設けたホルダーを介して各々が摺動自在にして装架してあり、これら上部フレー ム 20と下部下昇降フレーム 21とは、回転フレーム 18に装着した上向きシリンダ及び 下向きシリンダ（図 11には示していないが、無枠式造型機の実施形態における回転 フレーム 18に装着した上向きシリンダ 22と及び下向きシリンダ 23と同様である）の伸 縮作動によって相互に接近及び離隔する。

[0066] 上部昇降フレーム 20には上部スクイーズプレート 6を進退させる複数のシリンダ 24 力 また、下部昇降フレーム 21には下部スクイーズプレート 7を進退させる複数のシリ ンダ 25がそれぞれ装着してある。また、上部及び下部昇降フレーム 20, 21のそれぞ れの水平状の上面は上部及び下部铸枠 2及び 3をそれぞれ押圧することができる大 きさを有している。

[0067] 砂充填機構 11は、上部铸枠 2と下部铸枠 3とにそれぞれ独立に铸物砂を低圧 (好 ましくは 0. 05Mpa乃至 0. 18Mpa)の圧縮空気で浮遊又は流動化させながら充填（ェ アレーシヨン充填）する例えば 2つのエアレーシヨン充填機構であることが好ま U、。 2 つのエアレーシヨン充填機構は、それぞれ独立に制御及び作動させてもよいが、同 時に又は同一の制御により作動させることもできる。

[0068] 依然として図 11を参照すると、铸枠旋回機構 13には、垂直な回転シャフト 33が機 台 1に水平回転自在に装着してある。この回転シャフト 33の上端には、機台 1の天井 に装着したモータ 34の出力軸が連結してあり、そのモータ 34の駆動により回転シャ フト 33が 180度正逆回動するようにしてある。回転シャフト 33の上部には支持部材 3 5が装着してあり、この支持部材 35には、前後方向に所要間隔をもって対をなして下 方へ延出する二対の案内ロッド 36が垂設してある。これら二対の案内ロッド 36は回 転シャフト 33を中心にして左右 2対向している。案内ロッド 36の各対には、上部铸枠 2の係合部材を係止可能な上部係止部材 37が案内ロッド 36に沿って上下に摺動自 在に架装してある。各上部係止部材 37は、回転シャフト 33に装着した上向きシリンダ (図示せず)のピストンロットの先端に固着して、そのシリンダの伸縮作動によって昇 降するようにしてある。二対の案内ロッド 36の下端には、二個の下部铸枠 3の係合部 材を係止可能な下部係止部材 39が固着してある。

[0069] 次に、枠付造型機を用いて図 10に示す状態から上部及び下部铸型を造型して、 铸物を铸造する手順について説明する。 [0070] 先ず移送機構 4により台車 45を介してマッチプレート 5を上部及び下部铸枠ュ-ッ ト 46の水平状態の上部铸枠 2と下部铸枠 3との間に搬入する。次いで、スクイーズ機 構 9の上向き及び下向きシリンダをそれぞれ収縮作動させて上部及び下部昇降フレ ーム 20及び 21を介して上部及び下部铸枠 2及び 3を相互に接近させる。これら上部 及び下部铸枠 2及び 3によってマッチプレート 5を挟持しながら、スクイーズ機構 9の 複数のシリンダ 24, 25をそれぞれ所要長さ伸長作動させて上部及び下部スクイーズ プレート 6及び 7を上部及び下部铸枠 2及び 3内に所要長さ挿入して、上部と下部と の二つの造型空間を画成する。更に、シリンダ 10を伸長作動させてスクイーズ機構 9 を支持軸 8を中心に時計方向へ回転させて 1対の上部及び下部铸枠 2及び 3並びに マッチプレート 5を垂直状態にする。これと共に砂供給口を上方へ移動させて、砂充 填機構 11の下端に当接させる（図 15参照)。

[0071] 次 、で、砂充填機構 11により砂供給口から上下二つの造型空間へ铸物砂を充填 する。続いて、 1対の上部及び下部铸枠 2及び 3並びにマッチプレート 5を水平状態 に戻しながら、上部及び下部スクイーズプレート 6及び 7を更に進入させて上下二つ の造型空間内の铸物砂をそれぞれ圧縮する。次いで、上向き及び下向きシリンダを それぞれ伸長作動させて上部及び下部昇降フレーム 20及び 21を相互に離隔する。 続いて、铸枠旋回機構 13のシリンダを伸長作動させて、铸物砂を圧縮してなる铸型 を内在した上部铸枠 2を上部係止部材 37によって吊り上げると共にマッチプレート 5 から分離し、下部铸枠 3を铸枠旋回機構 13の下部係止部材 39上にそれぞれ載置さ せる。

[0072] 次いで、移送機構 4により台車 45を介してマッチプレート 5を上部铸枠 2と下部铸枠 3との間から搬出する。続いて (必要とあれば铸型に中子を嵌め込んだ後）、铸型を 内在する上部铸枠 2をシリンダの収縮作動により上部係止部材 37を介して下降させ て、下部铸枠 3に重ね合せる。次いで、铸枠旋回機構 13のモータ 34の駆動により回 転シャフト 33を所要角度回動させて铸型内在の上部及び下部铸枠 2及び 3を铸枠ュ ニット移送装置 12aまで旋回移動させる。続いて、铸枠回送装置 54により铸枠ュ-ッ ト移送装置 12aを介して上部及び下部铸枠ユニット 46を、枠付造型機 51から注湯ラ イン 52、铸型ばらし装置 53へ順次送り込んだ後、造型機 51へ回送する。 [0073] 上述の各実施形態は、本発明を例示するものであって、限定を意図するものでは なぐ添付の請求項に記載された本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更をな し得ることは明らカゝである。

[0074] 例えば本発明は無枠式造型機と枠付造型機との何れにも適用できるが、これらの 造型機は図示の設計に限定されるものではない。例えば造型機の圧縮部材としては スクイーズプレート 6, 7を示した力 これに代えて、複数の駆動源で上下動する複数 の上部及び下部スクイーズフットとしてもよい。圧縮部材の駆動源は、高い出力を得 るためには油圧シリンダが適する力 所望により空気圧シリンダとしてもよい。或いは 電気モータを用いてもよぐこの場合は駆動流体の配管系を伴わないので造型機の 設置の自由度が向上する。

図面の簡単な説明

[0075] [図 1]図 1は本発明に係る一つの铸枠の平面図を示す。

[図 2]図 2は本発明に係る一対の铸枠カもなる铸枠ユニットを一部破断して概略的に 示す側面図である。

[図 3]図 3は図 2と同様な図であって、上部铸枠と下部铸枠とによってマッチプレート を挟持した状態を示す。

[図 4]図 4は本発明の方法が適用される造型機の一例を示す一部切り欠き正面図で ある。

[図 5]図 5は図 1の A-A矢視図であって、铸枠ユニットの上部铸枠と下部铸枠とにより マッチプレートを挟持した状態を示す。

[図 6]図 6は図 4の造型機の平面図を示す。

[図 7]図 7は図 4の造型機の動作を説明する図であって、铸枠ユニットへ铸物砂を充 填する状態を示す。

[図 8]図 8は図 4の無枠式造型機に基づく铸造設備における本発明による铸型造型 方法を概略的に示す工程図である。

[図 9]図 9は図 4の無枠式造型機を用いる本発明による他の铸型造型方法を概略的 に示す工程図である。

[図 10]図 10は本発明による铸型造型方法が適用される枠付造型機に基づく铸造設 備を概略的に示す図である。

圆 11]図 11は図 10の铸造設備における枠付造型機を示す正面図である。

[図 12]図 12は図 11の枠付造型機に用いた铸枠ユニットの正面図である。

[図 13]図 13は図 12の铸枠ユニットの左側面図である。

[図 14]図 14は図 12の铸枠ユニットの右側面図である。

[図 15]図 15は図 11の造型機の動作を説明する図であって、铸枠ユニットへ铸物砂を 充填する状態を示す。

Claims

請求の範囲

[1] 铸物砂を保持するための铸枠であって、

铸型が造型される開口を規定すると共に、この開口内へ铸物砂を供給する少なくと も 1つの供給口を有する本体と、

一つの前記铸枠を他の铸枠へ一体的に連結して相互に近接及び離隔可能に支持 するように適合された複数の連結棹に対して、前記铸枠を装着するように前記本体 に設けられた装着部材とを備える铸枠。

[2] 請求項 1に記載の铸枠にお!、て、前記本体又は前記装着部材が、前記铸枠の外部 のァクチユエータからの力が前記铸枠へ伝わるように、そのァクチユエ一タと係合可 能な係合部材を更に備える铸枠。

[3] 請求項 1又は 2に記載の铸枠において、前記装着部材が前記本体と一体成型されて いる铸枠。

[4] 請求項 1又は 2に記載の铸枠において、前記装着部材が前記本体とは個別に製作さ れており、且つ前記本体に対して機械的に取り付けられている铸枠。

[5] 請求項 3又は 4に記載の铸枠において、 1対の铸枠が一つの铸枠ユニットを形成する 铸枠。

[6] 請求項 5に記載の铸枠において、前記铸枠ユニットの一方の铸枠と他方の铸枠とが 互 ヽに同一の形状を有する铸枠。

[7] 請求項 5に記載の铸枠において、前記铸枠ユニットの一方の铸枠と他方の铸枠とが 互 ヽに異なる形状を有する铸枠。

[8] 請求項 6又は 7に記載の铸枠において、前記铸枠ユニットは、前記 1対の铸枠が前記 装着部材により装着された 1対の前記連結棹を有する铸枠。

[9] 請求項 8に記載の铸枠において、前記铸枠ユニットは、前記 1対の铸枠の間に挾持 可能であり、少なくとも一面に模型を持つ模型定盤を有する铸枠。

[10] 請求項 9に記載の铸枠において、前記装着部材は、前記開口を挟んで対向する 1対 が各々の铸枠カも外側へ延出すると共に、各々が貫通孔を有し、その貫通孔は、 1 対の前記铸枠を整合させて重ね合わせたときに、一方の前記铸枠の前記貫通孔が 他方の前記铸枠の対応する前記貫通孔に連通するように位置して ヽる铸枠。

[11] 請求項 10に記載の铸枠において、前記铸枠ユニットにおける前記連結棹が前記貫 通孔に対して摺動可能に嵌合されている铸枠。

[12] 請求項 11に記載の铸枠において、前記模型定盤が両面に模型を有するマッチプレ ートであり、

前記铸枠ユニットが、铸物砂を圧縮する 1対の圧縮部材を有する無枠式造型機に 組み込まれる铸枠。

[13] 請求項 12に記載の铸枠を用いて前記無枠式造型機で铸型を造型する方法であつ て、

前記铸枠ユニットを形成する 1対の铸枠の前記開口に前記 1対の圧縮部材をそれ ぞれ挿入することにより、 1対の造型空間を画成する造型空間画成段階と、

この 1対の造型空間内に前記供給口を通じて铸物砂を充填する充填段階と、 前記充填された铸物砂を前記圧縮部材により圧縮して 2個の半割铸型を造型する 圧縮段階とを含む方法。

[14] 請求項 13に記載の方法において、前記造型空間画成段階がなされる位置と前記充 填段階がなされる位置との間で前記铸枠ユニットを移動させる移動段階を含む方法

[15] 請求項 14に記載の方法において、前記圧縮段階は、前記铸枠ユニットが移動する 経路においてなされる方法。

[16] 請求項 15に記載の方法において、前記铸枠ユニットが移動する経路においてなさ れる前記圧縮段階は、前記铸枠ユニットが移動する前になされる方法。

[17] 請求項 13乃至 16の何れか一項に記載の方法において、前記圧縮段階の後に、前 記铸枠ユニット内の 1対の半割铸型を、中子を収める位置へ移動させる段階を更に 含む方法。

[18] 請求項 13乃至 16の何れか一項に記載の方法において、前記圧縮段階の後に、前 記铸枠ユニット内の 1対の半割铸型を、抜型位置に移動させる段階を更に含む方法

[19] 請求項 14乃至 18の何れか一項に記載の方法において、前記無枠式造型機が、 前記造型空間規定段階がなされる位置と前記充填段階がなされる位置との間で前 記铸枠ユニットを移動させる回転フレームと、

前記 1対の圧縮部材をそれぞれ駆動させる 1対の駆動手段とを含む方法。

[20] 請求項 19に記載の方法において、前記 1対の駆動手段が前記回転フレームと一体 的に移動する方法。

[21] 請求項 19に記載の方法において、前記 1対の駆動手段が固定位置にある方法。

[22] 請求項 19に記載の方法において、前記 1対の駆動手段の一方は前記回転フレーム と一体的に移動し、他方は固定位置にある方法。

[23] 請求項 13乃至 22の何れか一項に記載の方法において、前記造型空間画成段階は

、前記 1対の造型空間を同時に画成する方法。

[24] 請求項 13乃至 22の何れか一項に記載の方法において、前記造型空間画成段階は

、前記 1対の造型空間をそれぞれ別のタイミングで画成する方法。

[25] 請求項 13乃至 22の何れか一項に記載の方法において、前記造型空間画成段階は

、前記充填段階に先立って完了する方法。

[26] 請求項 13乃至 22の何れか一項に記載の方法において、前記充填段階において更 なる造型空間画成段階が少なくとも一回なされる方法。

[27] 請求項 13乃至 22の何れか一項に記載の方法において、前記半割铸型を铸枠から 抜き出す前に、注湯する方法。

[28] 請求項 11に記載の铸枠にお!/、て、前記铸枠ユニットが、铸物砂を圧縮する上部及 び下部圧縮部材を有する枠付造型機に組み込まれる铸枠。

[29] 請求項 28に記載の铸枠を用いて、前記枠付造型機により铸型を造型する方法であ つて、

前記铸型造型機において前記上部及び下部铸枠ユニットによって前記模型定盤 を挟持すると共に前記上部及び下部铸枠における前記模型定盤が無いそれぞれの 開口部に上部及び下部圧縮部材をそれぞれ挿入して上下二つの造型空間を画成 する段階と、

前記上部及び下部铸枠並びに前記模型定盤を垂直状態にし、且つ前記砂供給口 を上方に移動させる段階と、

前記砂供給口から前記造型空間の各々に铸物砂を充填する段階と、 前記上部铸枠及び模型定盤を水平状態に戻しながら前記上部及び下部圧縮部材 を更に挿入させて、前記造型空間内の铸物砂をそれぞれ圧縮する工程と、

前記模型定盤を前記上部及び下部铸枠カゝら分離して前記铸型造型機カゝら搬出す る段階と、前記上部及び下部铸枠を重ね合せて製品キヤビティを画成する段階と、 前記製品キヤビティに注湯する注湯手段へ前記上部及び下部铸枠ユニットを移送 し、この注湯後の前記上部及び下部铸枠ユニットを、その铸型ばらしをなす铸型ばら し手段へ移送して铸型ばらしをなす段階と、

铸型をばらした前記上部及び下部铸枠ユニットを前記枠付造型機へ回送する段階 とを含む方法。

[30] 請求項 29に記載の方法において、前記枠付造型機は、

前記模型定盤を前記上部铸枠と前記下部铸枠との間に対して搬入及び搬出させ る第一の搬送手段と、

前記上部圧縮部材及び下部圧縮部材を有し、且つ前記上部铸枠及び下部铸枠並 びに前記模型定盤が垂直状態になる位置と水平状態になる位置との間を垂直面内 で正逆回転可能に支持した圧縮手段と、

この圧縮手段を正逆回転させる回転駆動手段と、

この回転駆動手段の駆動によって、垂直状態にある前記上部及び下部铸枠に対し て前記砂供給口から铸物砂を充填する充填手段と、

前記上部及び下部铸枠ユニットを前記圧縮手段に対して搬入及び搬出させ、且つ 前記上部铸枠を昇降させる第二の搬送手段とを備える方法。

[31] 請求項 30に記載の方法において、前記上部及び下部铸枠ユニットによって前記模 型定盤を挟持した状態で、前記上部圧縮部材及び下部圧縮部材は、前記上部及び 下部铸枠における前記模型定盤とは反対側の対応する前記開口部に対して挿抜自 在である方法。